近年来,还有不少学者从不同的视角研究了协议序列的设计准则[9]:第一个被称作时移 不变序列(SI),目的是为了最大限度地减少由于延迟补偿引起的吞吐量的波动。时不变序 列常被用于无反馈冲突信道来扩大容量的方案中,而且这个标准可以使吞吐量不会因为时延 的存在而有较大变化,其吞吐量波动几乎为 0,也就是使时延和吞吐量相独立。第二个被称 作用户保障序列(UI)[11],我们想要保证每个用户在一个预定义的可容纳的时延中都能至少成
功发送一次,即保证每一个用户的吞吐量在相关时延补偿中都是非 0 的。拥有这个性质的用
户在最差情况下的一个序列周期内以概率 1 成功发送至少一个数据包。最差时延会被序列周 期所限制,相比于随机访问系统,就像 ALOHA 只能以高概率保证用户在固定周期内成功传 送至少一个数据包,UI 准则可以百分之百保证用户在固定周期中成功传送至少一个数据包。 设计 UI 的目的是使序列周期尽可能短。基于上述两个原则,我们导出了序列周期的一个下界, 并且得到最佳设计方案来实现这个下界。值得注意的是,协议序列跟光正交码和二进制循环 置换码相关,其主要区别是在设计协议序列的时候汉明自相关是非必须的,只有汉明互相关 是需要考虑的。
对于协议序列的优势,我们可以从以往对协议序列研究中看出,其主要目的是如何构造
合适的协议序列以提高系统的平均吞吐量,支持更多用户,来优化信道接入控制系统的时延 性能。协议序列与 CSMA/ CA 以及时隙 ALOHA( slotted ALOHA) 相比具有较强的优势,它 不需要 CSMA/ CA 协议和时隙 ALOHA 所要求的退避算法和反馈信道,节约通信的资源。 在理论设计中一帧时间内不会发生碰撞,但是实际上由于随机时延的必然存在,冲突不可避 免。不过我们要把表现出的时延性能的协议序列同 ALOHA 类型的随机访问系统作比较,看 二者哪一个冲突更少,吞吐量更高,并且期望得出一个这样的结论:通过使用协议序列,时 延可以被减少。
衡量协议序列的性能是一项很复杂的工作,并且其结果很大程度上依赖于应用目的的类 型,尽管如此,以下的准则往往是要被考虑的[10]。 1、可以支持的同时线上工作用户的数量。
2、吞吐量性能,例如,通过测量一个公共周期内可以保证成功传输的数量。
3、所有线上用户所需的最短公共周期。一个小的周期可以确保性质上较少的可变性。
4、可以定义的不同序列的最大数量。
5、支持多用户。为了满足这点,包括协议序列的系统要有多个负载因子,因为不同的传感器 或通信节点有可能会有不同传输速率的要求。
6、开销问题。例如,寻址识别问题的开销通过处理识别已成功被接收的发送端。
1。3 国内外研究现状
1。4 论文结构与主要工作
本篇论文在引言部分先对多信道跳频网络、协议序列、摆动序列、CRT 序列、CPCW 进 行大致的介绍,说明其优势、缺点以及应用领域,虽然有些内容不在本次研究的范围内,但 可以看做参考,因为这些序列的产生方法及原理都有异曲同工之处。另外还就相关领域介绍 了国内外研究的进展情况,说明本课题发展延伸的方面,以及主要的研究方向。
第二章主要介绍多信道跳频网络,本章就要详细介绍多信道跳频网络通信原理:通信收 发双方在一组指定的频率上按编码序列规定的顺序同步、离散地跳变,从而扩展频谱并实现 通信;信道模型:多信道的选则与冲突问题;以及多信道随机接入的协议:即用户节点以一 定的发送概率发送数据包,并且随机选择信道,研究其吞吐量和相关时延,其中发送概率要 与研究的 CRT 序列的负载因子相一致。