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必須開發(fā)更高層的協(xié)議允許發(fā)送方和接收方之間通報分組接收的情況，這就是實(shí)時傳輸協(xié)議(RTP)。如果接收到的數(shù)據(jù)分組的數(shù)量低于某個門限值，接收方需要向發(fā)送方報警，發(fā)送方則需要降低發(fā)送速率。這種方法是應(yīng)用層組幀的一個例子。另一類問題以白板應(yīng)用為代表。白板數(shù)據(jù)必須可靠傳送，這就需要可伸縮的可靠的組播。這類應(yīng)用與多方通信類似，需要決定如何處理失序的數(shù)據(jù)。對于白板來說，不需要將一條線嚴(yán)格地按一段一段地順序傳送，只要所有的數(shù)據(jù)都能被收到就可以。白板應(yīng)用可以緩存收到的線段，然后要求重傳那些沒有收到的線段，在成功接收之后，把這些線段再組成一條線。無線通信引入了額外的復(fù)雜性。因?yàn)檫@些實(shí)時的數(shù)據(jù)流需要通過易丟失的、帶寬有限的無線信道。上面提到的這些方案都能很好地工作，因?yàn)樗鼈儾灰鞔_的網(wǎng)絡(luò)支持。這些應(yīng)用可以很平穩(wěn)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和誤碼率。

支持移動性的文件系統(tǒng)

為了適應(yīng)移動應(yīng)用，需要專門設(shè)計(jì)一種將應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)連接的變化隔離開來的文件系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)較好的情況也需要斷開操作，因?yàn)檫@樣可以保存能量而且維持無線靜默。一個典型的支持移動性的文件系統(tǒng)(如Coda)具有如下功能。(1)客戶機(jī)應(yīng)用程序使用本地的文件緩存。采用這樣的設(shè)計(jì)，可以在與文件服務(wù)器的連接斷開之后，仍可以進(jìn)行操作。在保持連接的時候，本地保存所需的文件。在客戶機(jī)與網(wǎng)絡(luò)斷開的情況下，緩存服務(wù)可以在沒有網(wǎng)絡(luò)連接的時候訪問文件。緩存丟失會提示應(yīng)用程序出現(xiàn)了錯誤。一旦客戶機(jī)重新接入了網(wǎng)絡(luò)，更新的緩存文件將會傳送給其他的用戶，從而解決出現(xiàn)的沖突。(2)沖突的檢測和解決。對于文件目錄這樣的結(jié)構(gòu)，可以解決多種同步更新問題。這種同步更新有時是明顯的，有時可能不太明顯，均需要合理對待。例如，同時插入不同名字的文件就是很明顯的。當(dāng)一個用戶更新一個已經(jīng)被另一個用戶刪除的文件，也需要解決沖突，這就不太明顯。(3)支持一些特殊的機(jī)制。例如，特別適于用客戶機(jī)通過一個低帶寬鏈路與它的服務(wù)器相連。它可以提供一小段一小段的組合，將本地緩存中的變化一點(diǎn)點(diǎn)地通過異步的方式發(fā)送給服務(wù)器。它也提供一個容忍模式，允許用戶為緩存丟失指定一個服務(wù)時間門限，因?yàn)樵谝欢蔚退冁溌飞系却螺d一個文件是可以容忍的。

移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

個人可能會利用他們的信息應(yīng)用程序獲得信息，如獲取最新的新聞或去圖書館的道路。經(jīng)常請求的信息經(jīng)過選擇和過濾后，放到廣播信息信道中，稱為推(Push)通信。廣播需要仔細(xì)的日程安排、一定量的帶寬保留，以免出現(xiàn)過長的延時。如果很多用戶都希望知道最新的籃球比分，這些信息的更新安排就需要頻繁一些。如果很少的用戶希望知道水球的比分，就希望這些信息更新的頻率低一些，使用更少的帶寬，但是這樣也會增加獲得最新消息的延時。用戶可能不希望等待那些不太常被查詢的消息的廣播，或者他們所要求的信息太個性化了，不能合到一個用戶群體中。這樣，信息就需要用戶主動地拉(Pull)，或者說，主動到數(shù)據(jù)庫中去查詢。由于有移動性，位置對于數(shù)據(jù)庫查詢來說可能是一個重要的屬性。游客不僅關(guān)心他們旅館1km范圍內(nèi)的出租車的數(shù)量，他們也關(guān)心當(dāng)前位置lkm范圍內(nèi)出租車的數(shù)量。

用戶接口

因?yàn)楸銛y設(shè)備對于鍵盤有很大的限制，用圖標(biāo)或筆輸入的接口可能更好。一些設(shè)備沒有鍵盤，而只有一些具有特定功能的按鈕。這些設(shè)備仍然支持特定的功能虛擬鍵盤，它們可以在觸摸式顯示器上顯示，通過小格子進(jìn)行選擇。不同類型的手寫筆輸入設(shè)備的性能是不同的。一些支持手寫識別，而其他一些則只是記錄筆畫，手寫識別相對困難些。一些設(shè)備支持修改過的字母表，更容易識別，但是需要用戶改變手寫方式。數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)等設(shè)備的視頻和圖像捕捉功能已很普遍了。電荷耦合設(shè)備(CCD)也因?yàn)楸銛y式攝像機(jī)的出現(xiàn)而漸漸普及。高度集成的CCD攝像機(jī)在價格上逐漸下降，而且可以集成到PDA中。0引言在地面LTE標(biāo)準(zhǔn)中采用了AMC技術(shù)［1，2］。AMC技術(shù)會根據(jù)UE測量并反饋的CQI［3］變化及系統(tǒng)資源使用情況，動態(tài)地選擇調(diào)制編碼方式，來提高系統(tǒng)容量和信息傳輸速率。如果要在衛(wèi)星系統(tǒng)中使用AMC技術(shù)，衛(wèi)星信道的長時延特性會使得eNo-deB接收到的CQI是過期的，降低AMC的性能。因此在LTE-based衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，通過預(yù)測給出合理的CQI數(shù)值供AMC使用是非常必要的。一般的線性預(yù)測模型，如ARIMA等，都是依靠時間序列的相關(guān)性進(jìn)行預(yù)測。而衛(wèi)星信道的時延過長，往往遠(yuǎn)大于信道相關(guān)時間，因此對CQI數(shù)值進(jìn)行預(yù)測存在較大困難?，F(xiàn)階段在衛(wèi)星信道質(zhì)量長時預(yù)測方面的相關(guān)文章也較少。文獻(xiàn)［4－5］給出了含有大尺度衰落和小尺度衰落的衛(wèi)星信道模型。其中大尺度衰落主要由陰影衰落造成［6－7］，陰影衰落的相關(guān)模型也已給出。從文獻(xiàn)結(jié)果看，大尺度衰落的相關(guān)時間要遠(yuǎn)大于小尺度衰落的相關(guān)時間。因此本文主要對信號的大尺度部分進(jìn)行了分析，并用來對實(shí)際的CQI數(shù)據(jù)進(jìn)行近似。

1GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)和AMC

1．1衛(wèi)星通信系統(tǒng)模型衛(wèi)星通信系統(tǒng)中終端之間的衛(wèi)星通信的典型應(yīng)用就是雙跳模式，如圖1所示。雙跳模式引起端到端的時延為540ms［8］。

1．2AMC和CQI自適應(yīng)編碼調(diào)制AMC技術(shù)根據(jù)信道狀況調(diào)整調(diào)制方式及編碼速率，能夠使得處于有利位置的用戶得到更高的數(shù)據(jù)速率，提高小區(qū)平均吞吐量;通過使用不同調(diào)制方案來代替原來改變發(fā)射功率的方案，可以減少干擾。地面LTE標(biāo)準(zhǔn)使用了AMC技術(shù)［2］。同樣，在LTE-based衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，也需要AMC技術(shù)來提高系統(tǒng)容量和信息傳輸速率，提高用戶信號質(zhì)量。對于地面LTE通信系統(tǒng)，終端根據(jù)從下行鏈路接收到的信號計(jì)算出信道質(zhì)量指數(shù)CQI，然后通過上行鏈路上報給eNodeB。eNodeB接收到CQI之后，根據(jù)小區(qū)資源情況和當(dāng)前用戶的CQI，分配合適的下行調(diào)制編碼方案(ModulationandCodingScheme，MCS)。用戶接收到基站的調(diào)整指示，按照指示進(jìn)行上行傳輸。因此AMC是個嚴(yán)格的閉環(huán)過程。

1．3衛(wèi)星環(huán)境下AMC存在的問題在GEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，AMC過程的與地面系統(tǒng)的差異主要是CQI信號經(jīng)歷的鏈路變成了衛(wèi)星雙跳鏈路。信道的傳輸時延、多普勒頻移等特性都與地面不同。在這種通信環(huán)境下，地面站用來決定AMC策略的CQI數(shù)據(jù)是過期的，UE接收到地面站的調(diào)整指令也是過期的。因此需要利用過期的CQI進(jìn)行預(yù)測，使得到達(dá)UE的AMC指示是比較符合接收時刻的信道質(zhì)量要求。由于一般的預(yù)測模型都存在預(yù)測能力的限制，其主要參考指標(biāo)是數(shù)據(jù)的相關(guān)時間，而信道的相關(guān)時間與UE的運(yùn)動速度有關(guān)，往往遠(yuǎn)小于需要預(yù)測的時間范圍，所以要對CQI數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地預(yù)測存在很大困難。如果不進(jìn)行預(yù)測，又會導(dǎo)致系統(tǒng)有效性的大幅下降，因此需要找到一個折中的AMC策略，實(shí)現(xiàn)有價值的預(yù)測。

2衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)信道特性分析

2．1衛(wèi)星信道模型大尺度衰落主要是由陰影效應(yīng)造成的，其變化主要是由于終端移動造成的所在環(huán)境陰影程度的變化引起的。小尺度衰落主要是由于終端所在環(huán)境的障礙物散射導(dǎo)致的，其變化也是由于終端移動造成的環(huán)境障礙物相對位置的變化導(dǎo)致散射回來的信號變化引起的。事實(shí)上終端運(yùn)動引起的遮擋情況變化在一段時間內(nèi)都可能保持不變或較小變化，而豐富的多徑信號則可能隨終端移動發(fā)生劇烈變化，因此一般來說大尺度衰減的變化速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于小尺度衰減的變化速度。文獻(xiàn)［10］指出大尺度衰落會在1～3m的范圍內(nèi)基本保持不變。實(shí)際信號的波動速度主要由小尺度衰落決定，有理由相信，如果去掉小尺度衰落的影響，信號波動速度將大大降低。文獻(xiàn)［11］對重度陰影環(huán)境下含有小尺度衰落的信號和去掉小尺度衰落的信號進(jìn)行了對比，也證實(shí)了文獻(xiàn)［10］中的結(jié)論。

2．2相關(guān)時間分析文獻(xiàn)［6］中對大尺度衰落信號的相關(guān)特性進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)不同情況可以選擇不同的相關(guān)模型進(jìn)行建模，從實(shí)際情況和方便分析的角度，選擇文獻(xiàn)［7］中給出的相關(guān)模型。文獻(xiàn)［9］中給出了實(shí)際測量的大尺度衰落信號相關(guān)數(shù)據(jù)及擬合的相關(guān)模型，對于L-band，80°情況下的相關(guān)距離是20m，60°情況下的相關(guān)距離是16m，并且S-band情況下與此有類似結(jié)果。與上表對比相關(guān)距離大大增加。因此如果用僅含有大尺度衰落的信號來近似實(shí)際信號，那么進(jìn)行預(yù)測是比較有實(shí)現(xiàn)意義的。

2．3近似的信道質(zhì)量合理性分析雖然經(jīng)過上述近似之后可以進(jìn)行預(yù)測，但是如果這種近似信號與實(shí)際信號相差過大，那么即使做了預(yù)測，由于輸入數(shù)據(jù)本身存在的較大偏差，其預(yù)測結(jié)果也是沒有意義的，因此重點(diǎn)討論的是這種近似信號與實(shí)際信號的差距。由于無法獲得實(shí)際測量信號，只分析現(xiàn)有文獻(xiàn)中給出的實(shí)際信號的統(tǒng)計(jì)特性。選擇的是ITU-RM1225［12］中的衛(wèi)星信道模型。此模型中的多徑數(shù)目較少，而且多徑的功率相對于直射徑來說也很低。如果去掉小尺度衰落的影響，也就是將多徑的效應(yīng)進(jìn)一步減弱，結(jié)果與含有多徑的信號質(zhì)量之間的差距，直觀上也不會很大。

3仿真分析

通過仿真對利用大尺度衰落對信號質(zhì)量CQI進(jìn)行分析的方法進(jìn)行了分析。產(chǎn)生大尺度衰落的模型采用了文獻(xiàn)［9］中的模型。其中低通濾波器的參數(shù)選擇反映的是信道的特性，與輸入信號的具體帶寬和其他特性沒有關(guān)系，因此在產(chǎn)生大尺度衰減窄帶信號和大尺度衰減寬帶信號時，可以使用相同的大尺度衰減模型及參數(shù)。由于無法獲得具體的參數(shù)，本文仿真參照了文獻(xiàn)［9］中關(guān)于衰落相關(guān)距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行了LPF的參數(shù)選擇。下面本文利用上述模型對僅含有大尺度衰落信號和加入小尺度衰落信號的情況進(jìn)行了仿真。圖3是對含有小尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)和只含有大尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)的對比仿真，從圖中可以看出，僅含有大尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)變化趨勢要明顯慢于含有小尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)。

4結(jié)束語

本文分析了在GEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中進(jìn)行AMC調(diào)整存在的問題，為保證高效的AMC，CQI預(yù)測是非常必要的。同時對實(shí)際CQI進(jìn)行預(yù)測的困難也進(jìn)行了分析。為了能夠獲得有實(shí)現(xiàn)意義的預(yù)測，提出利用僅含有大尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測的方法。使用近似后的CQI數(shù)據(jù)，能夠滿足一般預(yù)測模型關(guān)于相關(guān)時間的要求，可用于實(shí)現(xiàn)有意義的預(yù)測。仿真結(jié)果表明僅含有大尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)與原始的帶有小尺度衰落的CQI數(shù)據(jù)差別不大，不會顯著影響AMC效率。

作者：鄭雅丹徐曉燕司贏董明科金野吳建軍單位：北京大學(xué)息科學(xué)技術(shù)學(xué)院衛(wèi)星與無線通信實(shí)驗(yàn)室