[发明专利]基于空时喷泉码的等离子鞘套信道通信方法

说明书

本发明公开了基于空时喷泉码的再入间隙信道通信方法，包括：对源信息进行喷泉码编码；根据驻波比判断不同位置的发射天线阵处的等离子鞘套信道的通信状况；对于不同通信状况的等离子鞘套信道，切换不同的空时喷泉码的传输方式和编码矩阵。本发明基于空时喷泉码的再入间隙信道通信方法，实现了高超声速飞行器在进入等离子体鞘套区域的连续通信方法，以解决通信时隙在空域分布上随机变化和可通信时长不确定性导致再入信道无线通信不稳定的问题。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及基于空时喷泉码的再入间隙信道通信方法。

背景技术

高超声速飞行器在飞行过程中，飞行器表面存在迎风面和背风面，由于迎风面和背风面与外界环境的作用强度不同，因此迎风面和背风面的信道环境也不同，总体来说，迎风面与外界环境的作用剧烈，因此背风面的信道环境优于迎风面。从空域信道资源上分析，在背风面存在着许多通信的时隙。由于飞行器飞行过程中飞行姿态的不断翻滚及飞行攻角等参量的不断变化，迎风面和背风面的位置不断变换，迎风面和背风面的区域范围也变化，因此，通信时隙的位置和大小随迎风面和背风面参数的变化而改变，这种在空域分布上存在通信时隙的信道称为空域间隙信道。空域间隙信道中通信时隙的位置和大小的不确定导致其可通信时长存在不确定性，信道中通信时隙位置的随机变化和可通信时长的不确定性会导致通信链路时断时通，这导致靠长时间保持链路畅通的传统通信方式不再适用。

特别当高超声速飞行器高速返回大气层时，激波形成包围飞行器的等离子体鞘套，等离子体鞘套对电磁波产生强衰减效应，导致通信极易中断，飞行器穿越大气层形成的等离子体鞘套致使无线电信号中断的飞行区域即为黑障区，因此，解决高超声速飞行器在进入等离子体鞘套区域的连续通信问题具有重大科研与实际意义。而等离子鞘套在空域上存在的离散的通信时隙，使其具备实现解决高超声速飞行器进入等离子体鞘套区域的通信中断的可能性，但目前靠长时间保持链路畅通的传统通信方式无法实现，更无法解决通信时隙在空域分布上随机变化和可通信时长不确定性导致再入信道无线通信不稳定的问题。

中国专利CN201710953815.5公开了一种基于信道反馈的等离子鞘套下的自适应编译码方法，根据实时测量的发射天线驻波比，将信道通信质量划分为不同等级；针对不同的信道等级分别将待发送信息按照重要程度分为不同数目的等级；并根据信道变化对等级数目进行动态调整；采用喷泉码编码方式，按照“加窗式度分布函数”对待发送信息进行编码；对生成的编码包首先进行伪码编码，然后进行调制，生成调制信号；调制信号经等离子信道传输后到达接收端，接收端先对调制信号进行解调得到解调信号，再进行伪码译码，得到有效编码包；采用BP译码算法对有效编码包进行译码。该专利的技术方案主要应用于稳态等离子鞘套领域，只在时域上针对等离子鞘套信道的特点参照信道的整体状态进行了编码设计，比如在信道整体通信状况差时，增加信息的分级数目，通过提高关键信息的传输概率来提高其传输可靠性。但该专利无法解决动态等离子鞘套的通信时隙在空域分布上随机变化和可通信时长不确定性导致再入信道无线通信不稳定的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供基于空时喷泉码的再入间隙信道通信方法，实现了高超声速飞行器在进入等离子体鞘套区域的连续通信方法，以解决通信时隙在空域分布上随机变化和可通信时长不确定性导致再入信道无线通信不稳定的问题。

本发明实施例所采用的技术方案是：基于空时喷泉码的再入间隙信道通信方法，包括：

对源信息进行喷泉码编码；

根据驻波比判断不同位置的发射天线阵处的等离子鞘套信道的通信状况；

对于不同通信状况的等离子鞘套信道，切换不同的空时喷泉码的传输方式和编码矩阵。

进一步地，根据驻波比判断不同位置的发射天线阵处的等离子鞘套信道的通信状况，采用基于VSWR的信道容量估计方法，判断等离子鞘套信道的通信状况，具体实现过程如下：

实时测量发射天线的驻波比；