CN104144044B

CN104144044B - 一种多设备透明harq的处理方法

Info

Publication number: CN104144044B
Application number: CN201410325122.8A
Authority: CN
Inventors: 吴伟民; 赖静; 龚姗姗; 袁圆; 吴清林
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: CN104144044A

Abstract

本发明涉及一种多设备透明HARQ的处理方法，按以下步骤进行：AOS帧头中VC帧计数字段为3字节，指定该字段中的k比特为指示透明HARQ解码模块中解码设备标识，当AOS帧序号确定，该数据帧到达接收端时就提交给确定的透明HARQ解码模块中解码设备进行解码处理；发送方在构造AOS帧时，将该帧的序号填充在VC帧计数字段中；接收方收到AOS帧时，根据该帧VC帧计数字段中k比特值选取透明HARQ解码模块中对应解码设备进行解码处理，经透明HARQ解码模块中解码设备成功解码处理后交给整序模块，按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理。本发明在不修改帧格式的情况下，实现多透明HARQ解码设备指示；提高解码效率，提高译码成功率，减少AOS帧重传次数，提高系统吞吐量。

Description

一种多设备透明HARQ的处理方法

技术领域

本发明涉及一种多设备透明HARQ的处理方法。

背景技术

缩略语和关键术语定义

AOS Advanced Orbiting Systems 高级在轨系统

CRC Cyclic Redundancy Check 校验循环冗余校验

HARQ Hybrid Automatic Repeat Request 混合自动重传请求

SCID Spacecraft Identifier 航天器标识符

TFVN Transfer Frame Version Number 帧版本号

VCID Virtual Channel Identifier 虚拟信道标识符

针对深空通信网络中环境复杂，时延大，误码率高，而且彼此通信持续时间短，传输的数据业务量大等特点，在之前的方案中提出了透明HARQ技术。透明HARQ技术定义为在接收端实现HARQ技术，且当收到错误帧的时候不丢弃数据帧，而将错误帧缓存起来和重传帧进行联合译码，且这些的实现相对于发送端是透明的。

在已有的深空通信系统中，空间站和地面站之间的数据传输采用AOS协议，此外为了改善系统性能，在地面站引用了透明HAQR技术，但通常只有一个透明HARQ解码设备对传输帧进行解码处理，这样的处理方式虽然能够实现透明HARQ的功能，但是考虑到在深空通信中下行链路具有数据量集中和数据量大的特点，这样的译码效率显然是极低的。因此，需要提出一种有效机制来提高数据处理能力，提高系统性能。

如图1所示，在现有的技术方案中，下层提交的数据直接提交给透明HARQ解码设备进行解码处理，且在该方案中只有一个透明HARQ解码设备。透明HARQ技术结合AOS协议进行数据处理，首先对接收到的AOS帧帧头进行CRC校验，如果错误则将AOS帧丢弃；如果正确则对AOS帧数据域进行CRC检测，若正确则直接提交给AOS协议处理模块，若错误不丢弃数据帧，保存在缓存区中等待重传数据帧进行联合译码。

现有的技术的缺点是：1、在深空通信中，下行链路具有数据业务突发和数据业务量大的特点，采用一个解码设备对大量的数据解码处理，解码速度和效率较低；2、在深空通信中，数据的单向平均时延较大，例如火星探测器到地面站的单向平均时延为768秒，如果数据错误需要重传则可能导致大量的数据缓存在缓存区内，由于只有一个解码设备，缓存区可能无法存储如此大量的数据。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的透明HARQ解码设备结合AOS协议对数据进行解码处理效率极低的问题，而提供一种多设备透明HARQ的处理方法，本发明在深空通信场景，不修改帧格式的情况下，通过多设备透明HARQ数据帧进行解码，提高解码效率，提高译码成功率，减少AOS帧的重传次数，从而也提高了系统吞吐量。

本发明的技术方案为：

一种多设备透明HARQ的处理方法，包括透明HARQ解码模块、整序模块、AOS协议处理模块，所述透明HARQ解码模块由N个解码设备组成，N的取值为2^k，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一AOS帧头中VC帧计数字段为3字节，指定该字段中的k比特为指示透明HARQ解码模块中的解码设备的标识，即根据k比特的值选择不同的解码设备对该AOS帧进行解码处理，k比特的不同值0～2^k－1则对应透明HARQ解码模块中的2^k个解码设备，k取值根据应用需要进行定义；当AOS帧的序号确定的时候，即确定了该数据帧到达接收端的时候要提交给哪个透明HARQ解码模块中的解码设备进行解码处理；采取这样的处理方式，主要是考虑到透明HARQ的解码设备中缓存了和重传数据帧同一序号的错误数据帧的信息，因此重传数据帧需要提交给和错误数据帧相同的解码设备处理，这样才能确保透明HARQ机制实现。

步骤二发送方，在构造AOS帧时，将该帧的序号填充在VC帧计数字段中；

步骤三接收方，收到AOS帧时，根据该帧的VC帧计数字段中的k比特的值选取透明HARQ解码模块中对应的解码设备进行解码处理，经透明HARQ解码模块中的解码设备成功解码处理后交给整序模块，按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理。

所述步骤三的解码处理具体步骤如下：透明HARQ解码模块中对应的解码设备先对AOS帧帧头通过校验循环冗余校验CRC位来判断数据帧头是否正确：

若AOS帧帧头错误，将该AOS帧分发给透明HARQ解码模块中所有的解码设备，结合缓存在缓存区的数据进行联合译码；如果联合译码正确，则提交给整序模块，按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理，且移除缓存区中的相关数据；如果联合译码失败，则将该数据帧删除，不缓存在缓存区中，以防影响后面数据的联合译码；

若AOS帧帧头正确，再通过数据帧数据域的CRC位来判断数据域是否正确：若数据域正确，则提交给整序模块将AOS帧按序提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理，且移除缓存区的相关数据；若数据域错误，则结合解码缓冲区中的数据进行联合译码；如果联合译码正确，则提交给整序模块按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理，且移除缓存区中的相关数据；如果联合译码错误，则将数据缓存在缓存区，等待重传数据帧进行联合译码，缓存区中最多只能缓存i个未解码成功的基带数据，i的范围为0～2²⁴ ^-k，i取值根据实现的需要进行定义。

本发明的联合译码为现有技术。

本发明技术方案带来的有益效果

1、在不修改帧格式的情况下，实现了多透明HARQ解码设备的指示；

2、多设备透明HARQ的处理方式，提高了解码效率，提高译码成功率，减少AOS帧的重传次数，从而也提高了系统吞吐量。

附图说明

图1为现有技术方案的流程图。

图2为本发明的AOS帧格式图。

图3为本发明的流程图。

图4为本发明的各解码详细流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述。

2.2.1本发明实施例一：

多设备透明HARQ：指定低k比特的值指示选择的解码设备

如图2所示，在AOS帧格式中VC帧计数字段3字节为24比特，指定低k位的值选择不同的解码设备对该帧进行解码处理。

例如，帧序号为24比特，取k＝8，N为256，选择该字段的低8位的值来选择解码设备。当接收方收到的AOS帧的序号为00000000 0110010100001001，表示该AOS帧的帧序号为25865，且低8位的值为9，则将帧号为25865的AOS数据帧提交给透明HARQ处理模块的9号解码设备进行处理解码处理。具体处理流程如图3、图4所示。首先对数据帧头进行CRC校验，若帧头错误则将AOS帧分发给所有的解码设备，结合缓存区中的数据进行联合译码，若联合译码正确，则将AOS帧提交给整序模块，然后按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块，且删除缓冲区中的相关缓存数据；若联合译码失败，则将该AOS帧直接删除，以防影响后面数据的联合译码效果。若帧头正确再根据CRC位来判断数据域是否正确，如果正确则直接提交给AOS协议处理模块进行下一步的处理，且将该解码设备中和该帧相关的缓存清除；如果数据域不正确，则将该帧存储在解码设备的缓存区中，等待重传数据帧进行联合译码，缓存区中最多只能缓存i个未解码成功的基带数据，i取值根据实现的需要进行定义，本发明实施例一将i取值为2¹⁶，当下次接收到该序号的重传帧时再进行联合译码。

2.2.2本发明实施例二：

多设备透明HARQ：指定中间k比特的值指示选择的解码设备

选取AOS帧格式中VC帧计数字段为24比特的中间k位的值选择不同的解码设备对该帧进行解码处理。

例如，取k＝8，N为256，指定中间的8比特的值来选择解码设备，则当AOS帧的序号为00000000 01100101 00001001，表示该AOS帧的帧序号为25865，且中间8位的值为101，则将序号为25865的AOS数据帧提交给101号解码设备对该帧进行解码处理。

后续处理步骤同实施例一。

2.2.3本发明实施例三：

多设备透明HARQ：指定高k比特的值指示选择的解码设备

选取AOS帧格式中VC帧计数字段为24比特的高位的值选择不同的解码设备对该帧进行解码处理。

例如，取k＝8，N为256，指定高8比特的值来选择解码设备，则当AOS帧的序号为00000000 01100101 00001001，表示该AOS帧的帧序号为25865，且高8位的值为0，则将序号为25865的AOS数据帧提交给0号解码设备对该帧进行解码处理。

后续处理步骤同实施例一。

Claims

1.一种多设备透明HARQ的处理方法，包括透明HARQ解码模块、整序模块、AOS协议处理模块，所述透明HARQ解码模块由N个解码设备组成，N的取值为2^k，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一 AOS帧头中VC帧计数字段为3字节，指定该字段中的k比特为指示透明HARQ解码模块中的解码设备的标识，即根据k比特的值选择不同的解码设备对该AOS帧进行解码处理，k比特的不同值0～2^k－１则对应透明HARQ解码模块中的2^k个解码设备，k取值根据应用需要进行定义；当AOS帧的序号确定的时候，即确定了该数据帧到达接收端的时候要提交给哪个透明HARQ解码模块中的解码设备进行解码处理；

步骤三接收方，收到AOS帧时，根据该帧的VC帧计数字段中的k比特的值选取透明HARQ解码模块中对应的解码设备进行解码处理，经透明HARQ解码模块中的解码设备成功解码处理后交给整序模块，按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理;

所述解码处理具体步骤如下：透明HARQ解码模块中对应的解码设备先对AOS帧帧头通过校验循环冗余校验CRC位来判断数据帧头是否正确；

若AOS帧帧头正确，再通过数据帧数据域的CRC位来判断数据域是否正确：若数据域正确，则提交给整序模块将AOS帧按序提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理，且移除缓存区的相关数据；若数据域错误，则结合解码缓存区中的数据进行联合译码；如果联合译码正确，则提交给整序模块按序将AOS帧提交给AOS协议处理模块进行AOS协议接收处理，且移除缓存区中的相关数据；如果联合译码错误，则将数据缓存在缓存区，等待重传数据帧进行联合译码，缓存区中最多只能缓存i个未解码成功的基带数据，i的范围为0～2^24-k。