[發明專利]LTP-HARQ協議設計與傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201710475422.8
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107317611B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 焦健;胡有軍;索曉宇;甘明鐸;吳紹華;張欽宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/185;H04B17/391;H04L1/18;H04L12/24
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 王雨時

本發明公開一種LTP?HARQ協議設計與傳輸方法及系統，將HARQ機制引入至LTP協議中，建立關于ARQ與HARQ傳輸機制的傳輸次數期望、吞吐量，以及能量消耗的數學模型，給出OSTBC?MIMO系統萊斯衰落下的LTP協議時延性能公式，最后討論LTP協議的性能影響因素，以及能量消耗關于信噪比和信息傳輸速率的最值問題，為實現空間信息網絡鏈路的高吞吐量、低時延、低能耗提供參考，提高傳輸性能。該方案基于OSTBC?MIMO系統，結合HARQ技術的重傳機制，能更有效的保護MIMO信道條件惡化情況下的數據傳輸，以提高LTP協議傳輸效率。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種空間信息網絡下分布式MIMO 衛星的LTP-HARQ協議設計與傳輸方法及系統。

背景技術

空間信息網絡(spatial information networks，SIN)是由分布在不同高度的衛星、升空平臺等空間節點，及地面終端，通過動態建鏈組網，實時獲取、傳輸和處理海量數據，實現空、天、地一體化的綜合通信網絡。SIN能為遠洋航行、應急救援、導航定位、航空運輸、航天測控等重大應用提供服務，不但向下可支持對地觀測的高動態、寬帶實時傳輸，也可向上支持深空探測的超遠程、大時延可靠傳輸。

隨著高通量衛星技術的發展，通過分布式MIMO高通量衛星的高效組網協作，是實現SIN與地面移動網絡和光纖固網系統互連互通、最終建成覆蓋全球的天地一體化信息網絡的關鍵。因此，在綜合考慮空間通信環境特點和難點的基礎上，設計高效的傳輸協議體制，實現面向業務驅動的大容量數據廣域服務，成為目前亟需解決的難題。

目前，世界各航天組織成立的“空間互聯策略組”(SISG)，已明確了基于容遲/容斷網絡(Delay/Disruption Tolerant Networks，DTN)協議體系，圍繞空間數據咨詢委員會(CCSDS)的相關標準和建議，整合各級測控資源，建立SIN空間信息網絡。

針對空天環境鏈路時延大，中斷頻繁的特點，容遲網工作組 (Delay/DisruptionTolerant Network Working Group,DTNWG)提出了LTP協議 (Licklider TransmissionProtocol，LTP)。LTP協議中對數據重傳的處理機制采用的是否定反饋型(NegativeAcknowledgement,NACK)的自動重傳請求 (Automatic Repeat Request，ARQ)。為了進一步提高傳輸效率，可以結合前向編碼(Forward Error Correction，FEC)設計LTP的混合自動重傳請求(Hybrid Automatic Repeat request，HARQ)機制。

此外，從4G以來，多輸入多輸出(Multiple-input Multiple-output,MIMO) 天線技術已經成為移動通信系統的關鍵部分。利用衛星的單天線不同方向極化或未來配置毫米波天線陣的高通量衛星，可與地面終端實現MIMO通信。而在MIMO系統中，構造空時分組編碼(Space-Time Block Coding,STBC)可以使得譯碼復雜度、系統吞吐量、信息速率這三個指標之間得到平衡，進一步的，正交空時分組編碼(Orthogonal Space-time Block Coding,OSTBC)技術在發射端CSI未知的情況下，能有效利用時間和空間構造碼字，抵抗衰落，提高傳輸成功效率，消除干擾，實現數據的并行傳輸。