[发明专利]基于OFDM的智能三模自适应传输方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDM的智能三模自适应传输方法，主要解决传统基于OFDM的传输方案在月球表面复杂环境中难以有效地进行长时间长距离通信的问题。其实现方案是：1.根据当前的调制与编码策略、保护间隔CP长度和发射功率对突发帧数据采用固定长度的傅里叶变换进行编码与调制；2.通过智能三模自适应调整机制给发射端反馈信息；3.发送端根据反馈的信息对调制与编码策略、保护间隔CP长度和发射功率进行调整。本发明能在复杂月表环境中进行有效通信，极大地降低了实现复杂度，提高了数据传输鲁棒性，可用于各种复杂的通信场景。

技术领域

本发明属于宽带无线通信技术领域，具体涉及一种基于正交频分复用OFDM的低复杂度自适应传输方法，可用于采用正交频分复用OFDM调制的发送设备。

背景技术

随着航天工程领域研究的不断深入，从2004年开始，我国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。到目前为止，探月工程已经完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务，下一步将是对月球着陆区的现场调查和分析工作，因此月表通信技术越来越得到业内的重视。相比于地面，月球表面虽然通信频率资源充足，人为干扰少，但是也存在着以下约束：一是信号传播距离远，接收信号信噪比低，但对误码率要求很高；二是外太空缺乏基础电力设施，对能效性要求更高；三是外空电波传播环境存在一定的未知性。因此，当前月表通信的研究重点在于：在较低信噪比环境中能够准确接收数据，并且尽可能降低硬件复杂度，提升设备能效。

正交频分复用OFDM技术因其频谱利用率高，抗码间干扰能力强，抗信道衰落能力强而被广泛使用。其在地面的主要应用包括：数字视频广播DVB、无线局域网WLAN和第四代移动通信4G的下行链路等。

现有的地面通信技术中，长期演进LTE是由第三代合作伙伴计划3GPP组织制定的第四代移动通信系统。其下行链路采用OFDM调制，支持从1.4MHz到20MHz的多种带宽，常规参数使用Δf＝15kHz的子载波间隔和长度大约为5us的保护间隔。对于不同的带宽，由于系统的子载波数目不同，傅里叶变换FFT点数也不同。符合LTE下行链路标准的调制器，需要按照系统最大FFT点数进行设计。当系统带宽发生变化时，调制器需要改变FFT长度，很难根据现有环境对带宽进行实时变换，因此这种方案并不适用于复杂环境下的月表通信。

无线局域网标准802.11x协议簇是国际电工电子工程学会IEEE为无线局域网络制定的标准。其802.11a协议的物理层主要采用正交频分复用OFDM调制，工作在5GHz频段，占用20MHz系统带宽，提供多种传输速率——6,9,12,18,24,36,48和54Mbps。其调制端，采用固定的64点FFT，硬件实现复杂度较低，但是该调制器不支持带宽的改变，且子载波间隔过大，频谱效率低，不适合月表长距离通信。

DVB-T2作为第二代欧洲数字地面电视广播传输标准,在8MHz系统带宽内支持最高约50.1Mbit/s的传输速率。该系统支持1.7MHz,5MHz,6MHz,7MHz和8MHz等系统带宽，每种带宽又支持从1K到32K的FFT长度，因此具有较强的鲁棒性。但是基于DVB-T2的调制器实现非常复杂，它不仅需要根据不同组合模式进行码流适配，较大的FFT长度选择范围使得其功耗较大，因此不适合月表通信。

基于以上分析，现有应用广泛的地面通信技术，并不适合月表通信。月表通信传输方案的设计，需要遵循以下原则：低功耗，自适应和抗干扰能力强。

发明内容

本发明的目的在于针对上述协议的不足，提出一种基于OFDM的智能三模自适应传输方法，即采用自适应编码调制ACM、自适应发送功率调整及自适应循环前缀长度ACP的智能三模自适应triple-adaptive正交频分复用OFDM技术以增强月面节点对环境的适应性，缓解月面节点不易更新的缺陷，提高通信节点能效性并克服环境未知性的影响。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：