混合ARQ与安全网络编码技术解析
1. 混合ARQ技术概述
在通信领域,错误控制方案主要分为自动重传请求(ARQ)和前向纠错(FEC)。这两种方案各有优劣,于是将ARQ与FEC结合的混合ARQ方案应运而生。混合ARQ方案在一定程度上牺牲纠错性能,以尽可能提高吞吐量效率,接近FEC方案的水平。
提高吞吐量效率主要有两种原则:
- 寻找阈值 :找到一个能以高概率区分接收字是否出错的阈值,从而决定是否需要重传。但找到这样的阈值很困难,严格的阈值会导致系统效率低下,宽松的阈值则会降低纠错性能。
- 收集有用信息 :在每次传输中收集有用信息,以便提前停止重传,从而提高吞吐量。许多研究提出的混合ARQ算法利用了SNR的积累、每次重传时奇偶校验位的增加、自适应码率、超时技术、级联编码等方法来提高吞吐量效率。
2. 基于逐位多数表决的混合ARQ方案
为了方便,我们用MVHARQ表示提出的基于多数表决的混合ARQ方案。假设使用一个码C(n, k, dmin)进行纠错,其中n表示码字长度,k表示消息长度,dmin表示码字之间的最小距离。
MVHARQ方案的操作步骤如下:
1. 错误检查 :通过R mod G(在GF(2)上)检查是否有错误发生,其中G是生成多项式。
2. 判断是否重传 :如果校验子为零,R就是输出码字;否则,请求重传,并设定一个重传上限阈值η。
3. 存储接收字 :将每次传输的接收字保存在内存缓冲区中。当