[發(fā)明專利]一種針對(duì)衛(wèi)星通信的新型HARQ傳輸方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010980711.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112187419B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚勁松;俞春祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微波技術(shù)研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第五十研究所）
• 主分類號(hào): H04L1/18
• 分類號(hào): H04L1/18;H04W72/04;H04W84/06
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種針對(duì)衛(wèi)星通信的新型HARQ傳輸方法及系統(tǒng)，包括：步驟M1：終端接入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；衛(wèi)星信關(guān)站/星上載荷通過接入流程檢測到衛(wèi)星信關(guān)站/星上載荷到終端之間的空口鏈路往返傳輸時(shí)延Trtt；步驟M2：將檢測到的空口鏈路往返傳輸時(shí)延差Trtt轉(zhuǎn)換為傳輸時(shí)延所需要的slot數(shù)Nslot，根據(jù)slot數(shù)Nslot和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基帶處理部分支持的最大HAPQ進(jìn)程數(shù)，計(jì)算得到當(dāng)前調(diào)度slot組中的slot個(gè)數(shù)；步驟M3：使用基于slot組的調(diào)度方式進(jìn)行調(diào)度，通過一次調(diào)度信令指示當(dāng)前調(diào)度slot組中的多個(gè)slot中的物理資源塊給終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；本發(fā)明采用slot組的調(diào)度方式，可以將大傳輸時(shí)延引起的空口資源浪費(fèi)完全避免掉，充分利用空口資源，提升吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信和5G通信融合領(lǐng)域，具體地，涉及一種針對(duì)衛(wèi)星通信的新型HARQ傳輸方法及系統(tǒng)，更為具體地，涉及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中的一種新型的HARQ傳輸機(jī)制。

背景技術(shù)

全球無縫隙通信、超遠(yuǎn)距離通信、巨量設(shè)備并發(fā)通信是未來移動(dòng)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其將隨著人類對(duì)空間的探索而逐漸擴(kuò)展到太空高邊疆、陸海遠(yuǎn)邊疆以及物化虛邊疆，帶來人類生活和生產(chǎn)模式的根本性改變。當(dāng)前，我國移動(dòng)通信正處于4G向5G轉(zhuǎn)變的發(fā)展階段。在5G時(shí)代，無線通信、有線通信、IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等將融合成一個(gè)整體，包括移動(dòng)無線網(wǎng)、光纖骨干網(wǎng)、地球靜止軌道衛(wèi)星在內(nèi)的所有平臺(tái)共同協(xié)作，來實(shí)現(xiàn)更有效、更高速、更安全、全方位的通信服務(wù)。各種創(chuàng)新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，包括MEO、LEO星座、無人機(jī)等，各個(gè)部分都將成為整個(gè)5G生態(tài)平臺(tái)的有機(jī)組成。“互聯(lián)網(wǎng)+”逐漸升級(jí)為“衛(wèi)星+”，融合物流、金融、教育、交通、醫(yī)療和產(chǎn)業(yè)等社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)各行業(yè)智慧化、物聯(lián)化、數(shù)據(jù)化與無縫化。

5G的出現(xiàn)，給星地融合發(fā)展提供了新的發(fā)展方向，使得星地網(wǎng)絡(luò)逐漸走向合作。本發(fā)明考慮了最新的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，針對(duì)衛(wèi)星通信鏈路大時(shí)間延的問題，提出了一種新型高效的HARQ傳輸機(jī)制，并給出了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)路徑。

5G NR的HARQ處理主要針對(duì)地面蜂窩傳輸系統(tǒng)，適合基站到終端傳輸時(shí)延較低(一般空口傳輸時(shí)延小于1ms)的情況。在LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，因?yàn)樾l(wèi)星到終端有較遠(yuǎn)的距離，會(huì)導(dǎo)致較大的傳輸時(shí)延，這樣會(huì)導(dǎo)致HARQ RTT也會(huì)相應(yīng)變長。

按照600km LEO計(jì)算，星上處理的RTT時(shí)間至少為12.16*2＝24.32ms，已經(jīng)接近25ms，這個(gè)時(shí)間已經(jīng)大大超過了HARQ定時(shí)器長度，會(huì)嚴(yán)重影響HARQ的傳輸效率和鏈路的性能。

目前標(biāo)準(zhǔn)為了解決這個(gè)問題，將終端支持的最大HARQ進(jìn)程數(shù)從16擴(kuò)展為64，但是這樣也大大增加了基站和終端對(duì)處理能力和內(nèi)存的需求。并且針對(duì)衛(wèi)星傳輸高達(dá)25ms的長時(shí)延，單純的增加HARQ進(jìn)程數(shù)也不能完全解決問題，必須引入其它的優(yōu)化方法。針對(duì)傳統(tǒng)HARQ的問題，如圖1所示，假設(shè)空口往返傳輸時(shí)延為8ms，空口子載波間隔為120KHz(即1ms包含8個(gè)slot)，系統(tǒng)支持的最大HARQ進(jìn)程數(shù)為8，可以看到因?yàn)殚L時(shí)延的存在，在HARQ進(jìn)程沒有收到ACK反饋之前，大量的空口資源被白白浪費(fèi)掉，而不能用于數(shù)據(jù)傳輸。

使用本發(fā)明的方法后，可以極大的提升衛(wèi)星通信的用戶數(shù)據(jù)吞吐量，最大情況可以提升16倍。

專利文獻(xiàn)CN111224707A(申請(qǐng)?zhí)枺?01811415697.3)公開了一種衛(wèi)星、終端設(shè)備、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信方法，該衛(wèi)星通信方法包括：第一衛(wèi)星在媒體接入控制MAC層獲取數(shù)據(jù)和/或信令，第一衛(wèi)星為低軌衛(wèi)星；在該數(shù)據(jù)和/或該信令需要進(jìn)行MAC層第一處理時(shí)，該第一衛(wèi)星對(duì)該數(shù)據(jù)和/或該信令進(jìn)行該MAC層第一處理，該MAC層第一處理包括混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求HARQ功能處理和隨機(jī)接入RA功能處理中的至少一種。本申請(qǐng)的衛(wèi)星通信方法，低軌衛(wèi)星在MAC層獲取數(shù)據(jù)和/或信令，當(dāng)需要進(jìn)行HARQ功能處理和/或RA功能處理時(shí)，在第一衛(wèi)星進(jìn)行執(zhí)行HARQ功能處理和/或RA功能處理，使得兼顧低軌衛(wèi)星的星上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和成本的同時(shí)，可以降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和/或信令的時(shí)延。

發(fā)明內(nèi)容