[发明专利]一种基于动态阈值门限优化设计的AMC-HARQ方法

说明书

本发明公开了一种基于动态阈值门限优化设计的AMC‑HARQ方法，涉及卫星通信领域；包括：第1次传输数据时，根据最大重传次数设置各个重传次数对应的AMC阈值，通过实时误帧率的变化动态调整阈值门限，选择最优的编码调制方式传输数据；第2次以后传输数据时，对所述AMC阈值区间进行优化，从提升吞吐量出发，选择最优的编码调制方式传输数据，根据混合自动重传的增益，设定不同重传次数下的阈值门限。本发明根据误帧率对阈值门限进行优化，从而达到动态切换阈值门限的目的，提高数据传输的速率，减少传输出错的概率，最终提升通信系统的吞吐量。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，具体涉及一种基于动态阈值门限优化设计的AMC-HARQ方法。

背景技术

随着空间技术的快速发展，人类对宇宙空间的探索也逐渐加深，为了对国际空间站数据的传输和体系进一步管理，国际空间数据咨询委员会提出了高级在轨系统的概念。现阶段AOS技术已经成为卫星通信系统中的重要技术，它能够支持多种数据业务，且传输的数据量大。由于空间通信系统的信道环境较为复杂，使得数据在传输时难以保证其有效性和可靠性。因此，需要在空间通信系统中进行资源优化方面的研究，以提高AOS通信系统的吞吐量。

目前，在提高系统吞吐量和频谱效率方面，相关人员对已有的自适应通信方案进行了很多研究。如自适应调制编码和自动重传请求进行联合优化的无差错传输方案，以提高链路的吞吐量；基于实时信道状态信息估计的混合自动重传请求速率自适应算法，以提升系统的吞吐率性能；基于HARQ的联合优化自适应传输方案，提出AMC固定阈值门限优化的方法，以提高系统的性能；多维阈值门限动态切换算法，根据重传次数来选择不同的阈值方案，以提高系统的吞吐量。上述研究大多都没有考虑系统的QoS要求，导致数据的传输效率不高。再者，采用的是固定阈值算法，导致系统过于依赖阈值划分的准确度，且阈值门限算法是在理想信道条件下计算的，不能适应实际的时变信道。

发明内容

考虑到AOS空间通信系统信道时变衰落，突发错误多的情况，本发明提出一种基于动态阈值门限优化设计的AMC(自适应调制编码)-HARQ(自动重传请求)方法，该方法设定不同重传次数下的AMC阈值，通过实时误帧率对阈值进行优化，选择最优的编码调制方式传输数据，最终达到提升系统吞吐量的目的。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种基于动态阈值门限优化设计的AMC-HARQ方法，如图1所示，包括：

第1次传输数据时，根据最大重传次数设置各个重传次数对应的AMC阈值，通过实时误帧率的变化动态调整阈值门限，选择最优的编码调制方式传输数据；

第2次以后传输数据时，对所述AMC阈值区间进行优化，从提升吞吐量出发，选择最优的编码调制方式传输数据，根据混合自动重传的增益，设定不同重传次数下的阈值门限。

进一步的，根据最大重传次数设置各个重传次数对应的AMC阈值，通过实时误帧率的变化动态调整阈值门限，选择最优的编码调制方式传输数据，具体实现方式为：

发送端对信源数据进行编码和调制，然后在无线信道中传输，接收端对数据进行解调、译码和检错，采用HARQ-III型重传方式，当正确接收数据时，反馈ACK数据帧，同时更新误帧率，调整AMC阈值门限；当数据出错时，先进行纠错，如果纠错失败，缓存出错数据，反馈NACK请求重传，并根据当前重传次数选择对应的AMC阈值，同时更新实时误帧率，根据所述实时误帧率的变化动态调整阈值门限，选择最优的编码调制方式传输数据。

进一步的，对于重传数据，如果传输出错，则与缓存数据进行合并译码，直至正确接收数据或达到最大重传次数。为了结合HARQ-III型重传方式，假设在数据帧重传过程中帧长保持不变。

进一步的，假设无线信道在数据帧传输过程中保持恒定状态，信道状态不随着数据帧而变化；因此，采用信道模型来描述通信系统的信噪比，接收信噪比的概率密度函数表示为：