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(多图) 3G和4G无线通信技术在电力ICT网络模式中的应用

刘建明?? 赵峰?? 张月霞?? 崔琪楣?? 胡平平?? 2012年06月15日 ?? 收藏0

  在保证传输数据可靠性方面,3G 和4G 均使用了HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request,混合自动重传)进行链路差错控制。HARQ 同时使用FEC (Forward Error Correction,前向纠错)和ARQ(Automatic Repeat Request,自动重传)技术,保证了数据吞吐量和可靠性。同时,3G 和4G 系统对用户均有认证机制,对传输数据均进行加密处理,以保证服务于配网自动化系统的可靠性。

  2.3 无线视频接入

  视频信息具有数据量大、对错误敏感、压缩算法复杂等特点。无线信道带宽有限,由于干扰、多径效应等原因造成误码率高,且无线视频接入的终端一般是便携的,功率受限,无法进行复杂的压缩变换算法,这些都给无线视频接入带来了挑战。

  视频压缩标准的数据速率以及2G 和3G 数据传输速率分别见表1 和表2 所列。

表1 视频压缩标准的数据速率
表1 视频压缩标准的数据速率

表2 2G 和3G 系统数据传输速率
表2 2G 和3G 系统数据传输速率

  比较表1 和表2 的数据可知,2G 的数据传输速率无法满足传输较为清晰、连续的视频流的要求,3G 相对于2G 在数据速率上有了很大提高,视频电话、在线电视等多媒体服务已成功用于3G。但是传输更为清晰流畅、质量更高的视频,同时在高速移动环境下仍能保持高数据速率的通信,均对移动通信系统提出更高的要求。

  LTE 项目是3G 的演进,始于2004 年3GPP的多伦多会议。LTE 并非4G 技术,而是3G 与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G 的空中接入技术,采用OFDM 和MIMO 作为其无线网络演进的唯一标准。

  LTE 的峰值数据速率为上行50 Mbit/s,下行100 Mbit/s.被业界普遍认为是4G 标准的LTEAdvanced,考虑的峰值速率上行达到500 Mbit/s,下行1 Gbit/s。如此高的传输速率,能够传送图像质量更好的视频流,提供更为丰富的多媒体服务。

  同时,在保证数据可靠性、降低误码率方面,4G 系统不仅采用信道编码、交织等技术,还采用HARQ进行链路差错控制。

  HARQ 将FEC 和ARQ 两种差错控制技术相结合, 综合了FEC 方式的高通过率和ARQ 方式的高可靠性。HARQ 通信系统是在一个ARQ系统中包含一个FEC子系统,如图3 所示。

图3 HARQ系统原理
图3 HARQ系统原理

  常FEC 部分用来纠正信道中经出现的错误,以减少重传次数进而提高系统通过率;ARQ 部分的作用是纠正那些不常出现的、FEC不能纠正的错误,即当校验结果正确时,往发送端反馈ACK信号,当校验错误时,则往发送端反馈NACK 包。

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