[发明专利]面向深空通信的自适应混合重传方法及装置

说明书

技术领域

本发明是一种自适应混合重传方法，属于通信技术领域，特别涉及深空通信背景下用于邻近空间通信链路的自适应混合重传方法。

背景技术

一直以来，在无线通信系统中信号的传输通常会受到信道噪声、衰减、干扰等各种因素的影响，增大了通信传输的不确定性，影响了通信传输的传输效率和吞吐量。因此当通信链路传输不稳定时，需要采取自适应传输技术来动态调整通信系统参数，以保证信息传输的效率与质量；同时，在通信链路相对稳定而不改变速率的前提下，数据的可靠传输也成为一个至关重要的问题，增加混合重传技术无疑可以更进一步的改善性能。

相比于传统地面无线通信，深空通信过程中的信道状况复杂恶劣，存在很大的时变性和复杂性，这将严重影响接收信号的正确解调，尤其是在信道情况变差时若仍以原先速率进行通信，则会造成较高的数据误码。因此，基于目前国际规范的系统协议下，为了尽可能地采取有效的差错控制技术降低数据传输的误码率、同时又尽可能提高系统的吞吐量，深空通信过程中需要传输系统能根据信道状态自适应调整以提高传输效率，又能依靠自动重传技术进一步保证通信数据的可靠性。

本发明主要依据国际空间数据系统咨询委员会提出的Proximity-1协议标准进行设计，通信过程中有握手、数传和结束过程，协议规定的帧格式PLTU帧，格式为24比特同步头+数据域+32比特CRC校验位，其中数据域称为V-3帧，可分为携带用户数据的SDU帧和携带状态参数等指令的SPDU帧。

本发明中深空通信的数据传输过程的自适应技术主要为改变数据速率，可以根据接收端估计的信噪比值反映当前通信链路的信号传输质量，从而提高或者降低传输速率。同时，在接收端的载波同步过程往往会引入相位模糊问题，因此需要在后级信号处理过程中，利用有效的已知信息对解调信号的相位进行判决、纠正并输出正确结果，本发明中利用了Proximity-1协议中特定的同步头标志位来协同纠正相位模糊。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有深空通信过程中时变信道带来的传输效率和传输质量的问题，针对这一问题，本发明设计并提供了一种面向深空通信的自适应混合重传方法及装置。一方面，接收端通过估计信号的信噪比来自适应调整本地及远程收发机的速率，从而保证系统在时变信道下具有更低的误码率与更高的吞吐量；另一方面，收发端采用了结合回退N帧和卷积编码、CRC校验码的自动重传技术，该技术依据Proximiti-1协议设计，充分考虑系统设计的难易与实现的性能，在具有较低时延的基础了进一步提高了系统的传输质量。与此同时，基于Proximity-1协议标准提出了一种联合帧同步的解模糊算法，该算法具有很小的时延，实时性高。

本发明采用如下技术方案：

一种面向深空通信的自适应混合重传系统，其包括数据传输链路中的发射端和接收端，所述发射端包括重传控制模块、发射控制字提取模块、基本发射参数调整模块、数据/参数组帧模块、发射缓冲模块、发射速率控制模块、编码模块和发送模块；所述接收端包括接收模块、解调模块、信噪比估计模块、门限比较模块、解码与校验模块、接收控制字提取模块、反馈ACK或NACK信号模块、基本接收参数调整模块、接收速率控制模块；所述发射端重传控制模块两路输出分别与发射缓冲模块、数据/参数组帧模块相连，发射缓冲模块输出与编码模块相连，发射控制字提取模块的三个输出分别与重传控制模块、基本发射参数调整模块、发射速率控制模块相连，基本发射参数调整模块的两个输出分别与数据/参数组帧模块、编码模块相连，发射速率控制模块输出与编码模块相连，编码模块输出与发送模块相连；所述接收端的接收模块输出与解调模块相连，解调模块的两个输出分别与信噪比估计模块、解码校验模块相连，信噪比估计模块输出与门限比较模块相连，门限比较模块输出与状态反馈控制字组帧模块相连，解码与校验模块的两个输出分别与反馈ACK或NACK信号模块、接收控制字提取模块相连，接收控制字提取模块的两个输出分别与基本接收参数调整模块、接收速率控制模块相连，接收速率控制模块输出与解调模块相连。

进一步而言，所述发送端的编码、发送两个模块可进一步包括卷积编码模块、CRC编码模块、成型滤波模块、正交调制模块和内插倍数控制模块；所述接收端的解调、解码与校验模块可进一步包括抽取模块、FFT模块、载波同步模块、符号同步模块、解码与解模糊模块和CRC校验模块；