基于校驗(yàn)計(jì)算的自適應(yīng)ldpc編碼調(diào)制的飛行試驗(yàn)無線雙向傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自適應(yīng)LDPC編碼調(diào)制的飛行試驗(yàn)無線雙向傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛行試驗(yàn)中，機(jī)載測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的機(jī)載收發(fā)器與地面站收發(fā)器之間的無線通信鏈路質(zhì) 量是動(dòng)態(tài)變化的，給遙測(cè)數(shù)據(jù)雙向無線傳輸?shù)目煽啃院透咝蕚鬏斕岢隽藝?yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì) 動(dòng)態(tài)的鏈路質(zhì)量，遙測(cè)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)目煽啃院托首畲蠡Q于自適應(yīng)LDPC碼率和調(diào) 制方案的最優(yōu)化選擇，因此，在無線通信鏈路質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化情況下，如何以自適應(yīng)選擇LDPC 碼率和調(diào)制方案是飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)雙向無線傳輸過程亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)雙向無線傳輸過程中，由于無 線通信鏈路質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化，導(dǎo)致遙測(cè)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)母呖煽啃院透咝薀o法得到保障的問 題，而提出基于校驗(yàn)計(jì)算的自適應(yīng)LDPC編碼調(diào)制的飛行試驗(yàn)無線雙向傳輸方法。
[0004] 上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 步驟一、機(jī)載收發(fā)器隨機(jī)選定一個(gè)LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D i，并通過機(jī) 載收發(fā)器內(nèi)部的無線射頻電路將LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D ,發(fā)送給地面站收發(fā) 器，i為編碼碼率Ri和調(diào)制方案D i的序號(hào)，且1彡i彡I，i e N，I為編碼碼率的最大序號(hào)， N表示整數(shù)集合；
[0006] 步驟二、機(jī)載收發(fā)器把要發(fā)送的遙測(cè)數(shù)據(jù)塊分割成M個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列{Si，S2, S3,. ..，Sj,. . . SM}，j為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的序號(hào)，初始值為1，且I < j < M，M為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的總 個(gè)數(shù)，遙測(cè)數(shù)據(jù)序列3』的長(zhǎng)度為1，$ = n為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列Sj中第η 個(gè)數(shù)據(jù)4的序號(hào)，1彡η彡1 ;
[0007] 步驟三、機(jī)載收發(fā)器根據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列Sj的長(zhǎng)度1和LDPC碼的編碼碼率R i，得到 生成矩陣G，對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列&進(jìn)行LDPC碼的編碼，利用編碼公式：
[0008] Cj=SfG
[0009] 式中，S廣j為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的序號(hào)，且1彡j彡M，M為遙 測(cè)數(shù)據(jù)序列的總個(gè)數(shù)，η為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列&中第η個(gè)數(shù)據(jù)乂的序號(hào)，G為生成矩陣；
[0010] 得到遙測(cè)數(shù)據(jù)序列Sj的編碼結(jié)果：Cj ={；彳，4,4，...，4，...€^. };
[0011] 式中，j為遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的序號(hào)，且1彡j彡M，k為編碼結(jié)果Cj中數(shù)據(jù)以的序列 號(hào)，且1彡k彡1/%，4為第j個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的第k個(gè)編碼結(jié)果數(shù)據(jù)，C&.為編碼結(jié)果Cj 中第VRi個(gè)編碼結(jié)果數(shù)據(jù)，1/R i為編碼結(jié)果q的長(zhǎng)度；
[0012] 步驟四、機(jī)載收發(fā)器采用調(diào)制方案Di對(duì)編碼結(jié)果C」進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制后的載波 信號(hào)，并通過無線射頻電路將調(diào)制后的載波信號(hào)變換為無線信號(hào)，發(fā)送給地面站收發(fā)器；
[0013] 步驟五、地面站收發(fā)器接收來自機(jī)載收發(fā)器的無線信號(hào)，根據(jù)調(diào)制方案Di對(duì)其進(jìn) 行相應(yīng)的解調(diào)處理，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)序列勻=i AcV丨,...,4...?. (?為解調(diào)結(jié)果序 列，存為解調(diào)結(jié)果序列中的第1個(gè)數(shù)據(jù)，召為解調(diào)結(jié)果序列中的第k個(gè)數(shù)據(jù)，為解調(diào)結(jié) 果序列中第1/R個(gè)數(shù)據(jù)；
[0014] 地面站收發(fā)器根據(jù)生成矩陣G，得到對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)矩陣H，G與H滿足H*GT= 0的關(guān) 系，根據(jù)下式進(jìn)行校驗(yàn)，得到計(jì)算結(jié)果Uj,
[0015] Ui=H* Cj
[0016] 式中，T為矩陣的轉(zhuǎn)置操作，地面站收發(fā)器判斷計(jì)算結(jié)果％是否為全零矩陣；
[0017] 當(dāng)計(jì)算結(jié)果Uj為全零矩陣時(shí)，則校驗(yàn)結(jié)果V」是正確的，表明地面站收發(fā)器正確接 收遙測(cè)數(shù)據(jù)序列；
[0018] 當(dāng)計(jì)算結(jié)果1不為全零矩陣時(shí)，則校驗(yàn)結(jié)果V」是錯(cuò)誤的，表明地面站收發(fā)器未正 確接收遙測(cè)數(shù)據(jù)序列；
[0019] 地面站收發(fā)器將校驗(yàn)結(jié)果 '通過無線射頻電路發(fā)送給機(jī)載收發(fā)器；
[0020] 步驟六、機(jī)載收發(fā)器接收來自地面站收發(fā)器反饋的校驗(yàn)結(jié)果'，并判斷j是否等于 1，若是則執(zhí)行步驟七；否則，判斷'是否是正確的，若是，則執(zhí)行步驟十二，否則執(zhí)行步驟 十三；
[0021] 步驟七、機(jī)載收發(fā)器根據(jù)判斷地面站收發(fā)器反饋的校驗(yàn)結(jié)果'，若校驗(yàn)結(jié)果乂」是 正確的，執(zhí)行步驟八，否則執(zhí)行步驟九；
[0022] 步驟八、機(jī)載收發(fā)器減小一次LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D i，通過無線射頻 電路將LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D i發(fā)送給地面站收發(fā)器，并依次執(zhí)行步驟三、四、 五和十；
[0023] 例如，編碼碼率氏從1減小一次則為4/5,編碼碼率R，人4/5減小一次則為2/3， 編碼碼率氏從2/3減小一次則為1/2,編碼碼率R，人1/2減小一次則為1/4,且不再減小；
[0024] 調(diào)制方案DiW 256QAM減小一次則為64QAM，調(diào)制方案D ^人64QAM減小一次則為 16QAM，調(diào)制方案DiW 16QAM減小一次則為QPSK，調(diào)制方案D ^人QPSK減小一次則為BPSK， 且不再減小；
[0025] 步驟九、機(jī)載收發(fā)器增大一次LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案Di，通過無線射頻 電路將LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案Di發(fā)送給地面站收發(fā)器，并依次執(zhí)行步驟三、四、 五和；
[0026] 例如，編碼碼率氏從1/4增大一次則為1/2,編碼碼率1從1/2增大一次則為2/3， 編碼碼率氏從2/3增大一次則為4/5,編碼碼率R ,從4/5增大一次則為1，且不再增加；
[0027] 調(diào)制方案DiW BPSK增大一次則為QPSK，調(diào)制方案D ^ QPSK增大一次則為16QAM， 調(diào)制方案DiW 16QAM增大一次則為64QAM，調(diào)制方案D，人64QAM增大一次則為256QAM，且 不再增加；
[0028] 步驟十、機(jī)載收發(fā)器接收并判斷來自地面站收發(fā)器反饋的校驗(yàn)結(jié)果Vj，若校驗(yàn)結(jié) 果 '是正確的，則執(zhí)行步驟八，否則機(jī)載收發(fā)器增大一次LDPC碼的編碼碼率R i和調(diào)制方案 Di,增大一次后LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D ,分別為最優(yōu)的編碼碼率和調(diào)制方案，執(zhí) 行步驟十二；
[0029] 例如，編碼碼率氏從1/4增大一次則為1/2,編碼碼率R，人1/2增大一次則為2/3， 編碼碼率氏從2/3增大一次則為4/5,編碼碼率R ,從4/5增大一次則為1，且不再增加；
[0030] 調(diào)制方案BPSK增大一次則為QPSK，調(diào)制方案D ^ QPSK增大一次則為16QAM， 調(diào)制方案DiW 16QAM增大一次則為64QAM，調(diào)制方案D，人64QAM增大一次則為256QAM，且 不再增加；
[0031] 步驟十一、機(jī)載收發(fā)器接收并判斷來自地面站收發(fā)器反饋的校驗(yàn)結(jié)果'，若校驗(yàn) 結(jié)果 '是正確的，則當(dāng)前LDPC碼的編碼碼率R i和調(diào)制方案D i分別為最優(yōu)的編碼碼率和調(diào) 制方案，執(zhí)行步驟十二；否則，校驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤，執(zhí)行步驟九；
[0032] 步驟十二、j = j+Ι，機(jī)載收發(fā)器判斷j是否等于M+1，若是，則表示數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù) 發(fā)送完畢，則結(jié)束本次通信；否則，執(zhí)行步驟三、四、五和六；
[0033] 步驟十三、機(jī)載收發(fā)器增大一次LDPC碼編碼碼率Ri和調(diào)制方案D i，通過機(jī)載收發(fā) 器內(nèi)部的無線射頻電路將LDPC碼的編碼碼率Ri和調(diào)制方案D ,發(fā)送給地面站收發(fā)器，執(zhí)行 步驟三、四、五和六。
[0034] 發(fā)明效果
[0035] 采用本發(fā)明的基于校驗(yàn)計(jì)算的自適應(yīng)LDPC編碼調(diào)制的飛行試驗(yàn)無線雙向傳輸方 法，機(jī)載收發(fā)器隨機(jī)選定一個(gè)自適應(yīng)LDPC碼率的編碼碼率和調(diào)制方案，并通過機(jī)載收發(fā)器 內(nèi)部的無線射頻電路將自適應(yīng)LDPC碼率的編碼碼率和調(diào)制方案發(fā)送給地面站收發(fā)器；機(jī) 載收發(fā)器根據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的長(zhǎng)度和LDPC碼的編碼碼率，得到生成矩陣，對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)序列 進(jìn)行LDPC碼的編碼，得到遙測(cè)數(shù)據(jù)序列的編碼結(jié)果；機(jī)載收發(fā)器采用選定的調(diào)制方案對(duì)編 碼結(jié)果進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制后的載波信號(hào)，并通過無線射頻電路將調(diào)制后的載波信號(hào)變換 為無線信號(hào)，發(fā)送給地面站收發(fā)器；地面站收發(fā)器接收無線信號(hào)，根據(jù)調(diào)制方案對(duì)其進(jìn)行相 應(yīng)的解調(diào)處理，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)序列；地面站收發(fā)器根據(jù)生成矩陣，得到對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)矩 陣，并對(duì)解調(diào)后的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果為全零矩陣時(shí)，則校驗(yàn) 結(jié)果是正確的，表明地面站收發(fā)器正確接收遙測(cè)數(shù)據(jù)序列；當(dāng)計(jì)算結(jié)果不為全零矩陣時(shí)，則 校驗(yàn)結(jié)果是錯(cuò)誤的，表明地面站收發(fā)器未正確接收遙測(cè)數(shù)據(jù)序列；地面站收發(fā)器將校驗(yàn)結(jié) 果通過無線射頻電路發(fā)送給機(jī)載收發(fā)器；機(jī)載收發(fā)器根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整LDPC碼的編 碼碼率和調(diào)制方案，實(shí)現(xiàn)LDPC碼率和調(diào)制方案的自適應(yīng)最優(yōu)選擇，最終確定出最優(yōu)的編碼 碼率和調(diào)制方案。將遙測(cè)數(shù)據(jù)雙向無線傳輸?shù)目煽啃蕴岣吡?25%，從而最大程度上保證了 飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?shí)現(xiàn)了飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸吞吐量的最大化，且相對(duì)于經(jīng) 典的混合自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)機(jī)制，吞吐量最高提高至512倍。
【附圖說明】
[0036] 圖1為機(jī)載收發(fā)器工作流程圖；
[0037] 圖2為地面站收發(fā)器工作流程圖；
[0038] 圖3為BPSK調(diào)制星座圖，Iv表示歸一化的相位幅度，當(dāng)基帶數(shù)據(jù)是"0"時(shí)，