[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)態(tài)閾值門限優(yōu)化設(shè)計(jì)的AMC-HARQ方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110836720.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN113595692A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶利;李夢(mèng)倩;郭夢(mèng)田;曹娜;張洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/18
• 分類號(hào): H04L1/18;H04L1/00
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)態(tài)閾值門限優(yōu)化設(shè)計(jì)的AMC?HARQ方法，涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域；包括：第1次傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)最大重傳次數(shù)設(shè)置各個(gè)重傳次數(shù)對(duì)應(yīng)的AMC閾值，通過(guò)實(shí)時(shí)誤幀率的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值門限，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)；第2次以后傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)所述AMC閾值區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，從提升吞吐量出發(fā)，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)混合自動(dòng)重傳的增益，設(shè)定不同重傳次數(shù)下的閾值門限。本發(fā)明根據(jù)誤幀率對(duì)閾值門限進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)切換閾值門限的目的，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑴p少傳輸出錯(cuò)的概率，最終提升通信系統(tǒng)的吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于動(dòng)態(tài)閾值門限優(yōu)化設(shè)計(jì)的AMC-HARQ方法。

背景技術(shù)

隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展，人類對(duì)宇宙空間的探索也逐漸加深，為了對(duì)國(guó)際空間站數(shù)據(jù)的傳輸和體系進(jìn)一步管理，國(guó)際空間數(shù)據(jù)咨詢委員會(huì)提出了高級(jí)在軌系統(tǒng)的概念。現(xiàn)階段AOS技術(shù)已經(jīng)成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)，它能夠支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大。由于空間通信系統(tǒng)的信道環(huán)境較為復(fù)雜，使得數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)難以保證其有效性和可靠性。因此，需要在空間通信系統(tǒng)中進(jìn)行資源優(yōu)化方面的研究，以提高AOS通信系統(tǒng)的吞吐量。

目前，在提高系統(tǒng)吞吐量和頻譜效率方面，相關(guān)人員對(duì)已有的自適應(yīng)通信方案進(jìn)行了很多研究。如自適應(yīng)調(diào)制編碼和自動(dòng)重傳請(qǐng)求進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化的無(wú)差錯(cuò)傳輸方案，以提高鏈路的吞吐量；基于實(shí)時(shí)信道狀態(tài)信息估計(jì)的混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求速率自適應(yīng)算法，以提升系統(tǒng)的吞吐率性能；基于HARQ的聯(lián)合優(yōu)化自適應(yīng)傳輸方案，提出AMC固定閾值門限優(yōu)化的方法，以提高系統(tǒng)的性能；多維閾值門限動(dòng)態(tài)切換算法，根據(jù)重傳次數(shù)來(lái)選擇不同的閾值方案，以提高系統(tǒng)的吞吐量。上述研究大多都沒有考慮系統(tǒng)的QoS要求，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的傳輸效率不高。再者，采用的是固定閾值算法，導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)于依賴閾值劃分的準(zhǔn)確度，且閾值門限算法是在理想信道條件下計(jì)算的，不能適應(yīng)實(shí)際的時(shí)變信道。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到AOS空間通信系統(tǒng)信道時(shí)變衰落，突發(fā)錯(cuò)誤多的情況，本發(fā)明提出一種基于動(dòng)態(tài)閾值門限優(yōu)化設(shè)計(jì)的AMC(自適應(yīng)調(diào)制編碼)-HARQ(自動(dòng)重傳請(qǐng)求)方法，該方法設(shè)定不同重傳次數(shù)下的AMC閾值，通過(guò)實(shí)時(shí)誤幀率對(duì)閾值進(jìn)行優(yōu)化，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)，最終達(dá)到提升系統(tǒng)吞吐量的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案為：一種基于動(dòng)態(tài)閾值門限優(yōu)化設(shè)計(jì)的AMC-HARQ方法，如圖1所示，包括：

第1次傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)最大重傳次數(shù)設(shè)置各個(gè)重傳次數(shù)對(duì)應(yīng)的AMC閾值，通過(guò)實(shí)時(shí)誤幀率的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值門限，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)；

第2次以后傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)所述AMC閾值區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，從提升吞吐量出發(fā)，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)混合自動(dòng)重傳的增益，設(shè)定不同重傳次數(shù)下的閾值門限。

進(jìn)一步的，根據(jù)最大重傳次數(shù)設(shè)置各個(gè)重傳次數(shù)對(duì)應(yīng)的AMC閾值，通過(guò)實(shí)時(shí)誤幀率的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值門限，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)，具體實(shí)現(xiàn)方式為：

發(fā)送端對(duì)信源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和調(diào)制，然后在無(wú)線信道中傳輸，接收端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)、譯碼和檢錯(cuò)，采用HARQ-III型重傳方式，當(dāng)正確接收數(shù)據(jù)時(shí)，反饋ACK數(shù)據(jù)幀，同時(shí)更新誤幀率，調(diào)整AMC閾值門限；當(dāng)數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，先進(jìn)行糾錯(cuò)，如果糾錯(cuò)失敗，緩存出錯(cuò)數(shù)據(jù)，反饋NACK請(qǐng)求重傳，并根據(jù)當(dāng)前重傳次數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的AMC閾值，同時(shí)更新實(shí)時(shí)誤幀率，根據(jù)所述實(shí)時(shí)誤幀率的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值門限，選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，對(duì)于重傳數(shù)據(jù)，如果傳輸出錯(cuò)，則與緩存數(shù)據(jù)進(jìn)行合并譯碼，直至正確接收數(shù)據(jù)或達(dá)到最大重傳次數(shù)。為了結(jié)合HARQ-III型重傳方式，假設(shè)在數(shù)據(jù)幀重傳過(guò)程中幀長(zhǎng)保持不變。

進(jìn)一步的，假設(shè)無(wú)線信道在數(shù)據(jù)幀傳輸過(guò)程中保持恒定狀態(tài)，信道狀態(tài)不隨著數(shù)據(jù)幀而變化；因此，采用信道模型來(lái)描述通信系統(tǒng)的信噪比，接收信噪比的概率密度函數(shù)表示為：