[发明专利]一种短波速率自适应通信方法

说明书

技术领域

本发明属于短波信道速率自适应技术领域，特别涉及一种短波速率自适应通信方法。

背景技术

短波通信技术是现今研究的热点，如何利用现有的编码技术、调制解调技术、均衡技术和优良的通信体制，在短波时变信道下得到更低误码率或无误码率的数据传输一直是研究人员的目标。

由于短波通信主要依靠电离层的反射来实现，而电离层是分层、不均匀和时变的媒介，因此，短波信道属于随机变参信道，即短波信道的传输参数是时变的且无规律的。短波信道存在多径效应、衰落、多普勒频移等特性，如何实现在短波信道下的有效的正常数据通信具有非常现实的意义。

短波自适应技术是保证短波信道下进行正常数据通信的一项技术，它能够使通信系统跟踪和补偿短波的时变特性；然而在以往的短波自适应技术中，在固定频率（假设选取的是通信发起时信道条件较好的频率）下，收发双方通过突发报头取得数据通信链路，同步报头中包含着一定的同步信息，例如数据交织度、数据速率（发送方设定）等。通信双方一旦取得数据链路则将在此通信链路上进行数据通信，直到信道条件不能继续支持现有速率下得数据通信为止。由此我们可以看出，在通信链路建立的同时，数据速率以及数据交织度就被固定了下来，无论将来信道条件如何变化（好或者差），发送方只会采用通信发起时设定的通信速率来进行数据传输。

为了实现短波速率的自适应，还可以采用连续ARQ（自动重传请求，Automatic Repeat-reQuest）协议来进行数据链路层的错误纠正，从而适应时变的短波信道。连续ARQ协议的基本思路是：发送端在没有收到接收端应答的情况下，可以连续发送n个分组（n为窗口宽带）。接收端仅接收正确顺序的分组，接收端不需要每收到一个正确的分组就发出一个应答，可只对接收到的正确顺序的最大分组序号进行应答。设窗口宽带为5，在开始时，发送端可发送0～4号共5个分组；当收到对0号分组的确认后，发端可发送1～5号共5个分组；当收到对3号分组的确认后，发端可发送4～8号共5个分组。随着应答的不断到达，发送窗口不断向前滑动。从此可以看出，如果接收端能够及时返回应答，则发送端可连续不断地全速连续发送分组。

但是，以上的连续ARQ协议并不能实时跟踪信道质量的变化，假如在信道质量变好时，由于在通信链路之前就已经设定好信息的传输速率，在本次通信中就不能改变信息的传输速率，这样就只能在下一次通信时提高提高信息的传输速率，例如从600bps提高到2400bps，但是进行下一次通信时，信道质量有可能变差，以至于不能够支持很高的信息传输速率，接收端将很难实现数据的正确接收。

另外，现有技术还提出了一种基于选择重发式ARQ（Selective Repeat ARQ）协议的数据传输方法（参见短波ARQ数据传输软件V1.02012SR049933），选择重发式ARQ协议是对连续ARQ协议的改进，在连续ARQ协议中，如果前向传输的某一个分组出错，则在收到对方的否定应答后，该分组及其后续的分组都要重传，而不管这些后续分组是否传输正确。选择重发式ARQ的思路与连续ARQ相同，其窗口仍为n，但仅仅重发有错的分组。

在基于选择重发式ARQ协议的数据传输方法中，每一次发送端发送的数据的数据包结构是固定不变的，由于每次发送的数据分组编码块不同，从而使得该数据分组的信息有效速率发生了变化，影响了本次通信过程中数据的有效传输速率，它伴随着数据分组的重传次数而有所降低。由此，我们可以得到，该方法虽然暗含了自动降速的重传机制，但是由于数据包结构中数据的调制方式以及已知数据和未知数据的符号个数没有发生变化，所以自动降速的重传机制只是一种被动的降速机制，完全由重传次数决定当前的信息有效速率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种短波速率自适应通信方法，本发明有效地解决了短波信道中传输可靠性和传输速率之间相互制约的问题，在收发双方之间建立了可靠的信息传输链路，提高了吞吐量，减小了中断概率。

本发明的一种短波速率自适应通信方法，包括以下步骤：

S1：发送端和接收端在链路层进行一次握手，以使接收端的物理层基于选择重传式ARQ协议运行。