CN104618070A - 基于校验计算的自适应ldpc编码调制的飞行试验无线双向传输方法 - Google Patents

Abstract

基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，本发明涉及自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法。本发明的目的为了解决现有的飞行试验遥测数据双向无线传输过程中，由于无线通信链路质量动态变化，导致遥测数据传输的可靠性和效率无法得到保障的问题。机载收发器随机选定一个LDPC码的码率和调制方案，对遥测数据进行LDPC编码和调制，并通过内部的无线射频电路将调制结果发送给地面站收发器；地面站收发器接收来自机载收发器的信号，进行解调、LDPC译码和校验计算，并反馈给机载收发器，机载收发器根据校验结果动态调整LDPC码率和调制方案。本发明应用于飞行试验中遥测数据无线传输领域。

Description

基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法

技术领域

本发明涉及自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法。

背景技术

飞行试验中，机载测试网络的机载收发器与地面站收发器之间的无线通信链路质量是动态变化的，给遥测数据双向无线传输的可靠性和高效率传输提出了严峻挑战。针对动态的链路质量，遥测数据无线传输的可靠性和效率最大化取决于自适应LDPC码率和调制方案的最优化选择，因此，在无线通信链路质量动态变化情况下，如何以自适应选择LDPC码率和调制方案是飞行试验遥测数据双向无线传输过程亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的飞行试验遥测数据双向无线传输过程中，由于无线通信链路质量动态变化，导致遥测数据无线传输的高可靠性和高效率无法得到保障的问题，而提出基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

步骤一、机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，并通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，i为编码码率R_i和调制方案D_i的序号，且1≤i≤I,i∈N，I为编码码率的最大序号，N表示整数集合；

步骤二、机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M，M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，1≤n≤l；

步骤三、机载收发器根据遥测数据序列S_j的长度l和LDPC码的编码码率R_i，得到生成矩阵G，对遥测数据序列S_j进行LDPC码的编码，利用编码公式：

C_j＝S_j*G

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，M为遥测数据序列的总个数，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，G为生成矩阵；

得到遥测数据序列S_j的编码结果：

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，k为编码结果C_j中数据的序列号，且1≤k≤l/R_i，为第j个遥测数据序列的第k个编码结果数据，为编码结果C_j中第l/R_i个编码结果数据，l/R_i为编码结果C_j的长度；

步骤四、机载收发器采用调制方案D_i对编码结果C_j进行调制，得到调制后的载波信号，并通过无线射频电路将调制后的载波信号变换为无线信号，发送给地面站收发器；

步骤五、地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，根据调制方案D_i对其进行相应的解调处理，得到解调后的数据序列 为解调结果序列，为解调结果序列中的第1个数据，为解调结果序列中的第k个数据，为解调结果序列中第l/R个数据；

地面站收发器根据生成矩阵G，得到对应的校验矩阵H，G与H满足H*G^T＝0的关系，根据下式进行校验，得到计算结果U_j，

$U_j=H*{\hat{C}}_j^T$

式中，T为矩阵的转置操作，地面站收发器判断计算结果U_j是否为全零矩阵；

当计算结果U_j为全零矩阵时，则校验结果V_j是正确的，表明地面站收发器正确接收遥测数据序列；

当计算结果U_j不为全零矩阵时，则校验结果V_j是错误的，表明地面站收发器未正确接收遥测数据序列；

地面站收发器将校验结果V_j通过无线射频电路发送给机载收发器；

步骤六、机载收发器接收来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，并判断j是否等于1，若是则执行步骤七；否则，判断V_j是否是正确的，若是，则执行步骤十二，否则执行步骤十三；

步骤七、机载收发器根据判断地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，执行步骤八，否则执行步骤九；

步骤八、机载收发器减小一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十；

例如，编码码率R_i从1减小一次则为4/5，编码码率R_i从4/5减小一次则为2/3，编码码率R_i从2/3减小一次则为1/2，编码码率R_i从1/2减小一次则为1/4，且不再减小；

调制方案D_i从256QAM减小一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM减小一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM减小一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK减小一次则为BPSK，且不再减小；

步骤九、机载收发器增大一次LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十一；

例如，编码码率R_i从1/4增大一次则为1/2，编码码率R_i从1/2增大一次则为2/3，编码码率R_i从2/3增大一次则为4/5，编码码率R_i从4/5增大一次则为1，且不再增加；

调制方案D_i从BPSK增大一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK增大一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM增大一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM增大一次则为256QAM，且不再增加；

步骤十、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则执行步骤八，否则机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，增大一次后LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；

例如，编码码率R_i从1/4增大一次则为1/2，编码码率R_i从1/2增大一次则为2/3，编码码率R_i从2/3增大一次则为4/5，编码码率R_i从4/5增大一次则为1，且不再增加；

调制方案D_i从BPSK增大一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK增大一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM增大一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM增大一次则为256QAM，且不再增加；

步骤十一、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则当前LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；否则，校验结果错误，执行步骤九；

步骤十二、j＝j+1，机载收发器判断j是否等于M+1，若是，则表示数据块的数据发送完毕，则结束本次通信；否则，执行步骤三、四、五和六；

步骤十三、机载收发器增大一次LDPC码编码码率R_i和调制方案D_i，通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，执行步骤三、四、五和六。

发明效果

采用本发明的基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，机载收发器随机选定一个自适应LDPC码率的编码码率和调制方案，并通过机载收发器内部的无线射频电路将自适应LDPC码率的编码码率和调制方案发送给地面站收发器；机载收发器根据遥测数据序列的长度和LDPC码的编码码率，得到生成矩阵，对遥测数据序列进行LDPC码的编码，得到遥测数据序列的编码结果；机载收发器采用选定的调制方案对编码结果进行调制，得到调制后的载波信号，并通过无线射频电路将调制后的载波信号变换为无线信号，发送给地面站收发器；地面站收发器接收无线信号，根据调制方案对其进行相应的解调处理，得到解调后的数据序列；地面站收发器根据生成矩阵，得到对应的校验矩阵，并对解调后的数据序列进行校验计算，得到计算结果，计算结果为全零矩阵时，则校验结果是正确的，表明地面站收发器正确接收遥测数据序列；当计算结果不为全零矩阵时，则校验结果是错误的，表明地面站收发器未正确接收遥测数据序列；地面站收发器将校验结果通过无线射频电路发送给机载收发器；机载收发器根据校验结果，动态调整LDPC码的编码码率和调制方案，实现LDPC码率和调制方案的自适应最优选择，最终确定出最优的编码码率和调制方案。将遥测数据双向无线传输的可靠性提高了25％，从而最大程度上保证了飞行试验数据传输的可靠性。实现了飞行试验遥测数据传输吞吐量的最大化，且相对于经典的混合自动请求重发机制，吞吐量最高提高至512倍。

附图说明

图1为机载收发器工作流程图；

图2为地面站收发器工作流程图；

图3为BPSK调制星座图，1v表示归一化的相位幅度，当基带数据是“0”时，发送归一化幅度相位0度的载波，对应图3中1v的相位点，当基带数据是“1”时，发送归一化幅度相位180度的载波，对应图3中-1v的相位点；

图4为QPSK调制星座图，1v表示归一化的相位幅度。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，并通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，i为编码码率R_i和调制方案D_i的序号，且1≤i≤I,i∈N，I为编码码率的最大序号，N表示整数集合；

步骤二、机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M,M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，1≤n≤l；

步骤三、机载收发器根据遥测数据序列S_j的长度l和LDPC码的编码码率R_i，得到生成矩阵G，对遥测数据序列S_j进行LDPC码的编码，利用编码公式：

C_j＝S_j*G

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，M为遥测数据序列的总个数，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，G为生成矩阵；

得到遥测数据序列S_j的编码结果：

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，k为编码结果C_j中数据的序列号，且1≤k≤l/R_i，为第j个遥测数据序列的第k个编码结果数据，为编码结果C_j中第l/R_i个编码结果数据，l/R_i为编码结果C_j的长度；

步骤四、机载收发器采用调制方案D_i对编码结果C_j进行调制，得到调制后的载波信号，并通过无线射频电路将调制后的载波信号变换为无线信号，发送给地面站收发器；

步骤五、地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，根据调制方案D_i对其进行相应的解调处理，得到解调后的数据序列 为解调结果序列，为解调结果序列中的第1个数据，为解调结果序列中的第k个数据，为解调结果序列中第l/R个数据；

地面站收发器根据生成矩阵G，得到对应的校验矩阵H，G与H满足H*G^T＝0的关系，根据下式进行校验，得到计算结果U_j，

$U_j=H*{\hat{C}}_j^T$

式中，T为矩阵的转置操作，地面站收发器判断计算结果U_j是否为全零矩阵；

当计算结果U_j为全零矩阵时，则校验结果V_j是正确的，表明地面站收发器正确接收遥测数据序列；

当计算结果U_j不为全零矩阵时，则校验结果V_j是错误的，表明地面站收发器未正确接收遥测数据序列；地面站收发器将校验结果V_j通过无线射频电路发送给机载收发器；

步骤六、机载收发器接收来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，并判断j是否等于1，若是则执行步骤七；否则，判断V_j是否是正确的，若是，则执行步骤十二，否则执行步骤十三；

步骤七、机载收发器根据判断地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，执行步骤八，否则执行步骤九；

步骤八、机载收发器减小一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十；

例如，LDPC码的编码码率R_i从1减小一次则为4/5，编码码率R_i从4/5减小一次则为2/3，编码码率R_i从2/3减小一次则为1/2，编码码率R_i从1/2减小一次则为1/4，且不再减小；

调制方案D_i从256QAM减小一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM减小一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM减小一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK减小一次则为BPSK，且不再减小；

步骤九、机载收发器增大一次LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十一；

例如，编码码率R_i从1/4增大一次则为1/2，编码码率R_i从1/2增大一次则为2/3，编码码率R_i从2/3增大一次则为4/5，编码码率R_i从4/5增大一次则为1，且不再增大；

调制方案D_i从BPSK增大一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK增大一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM增大一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM增大一次则为256QAM，且不再增大；

步骤十、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则执行步骤八，否则机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，增大一次后LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；

例如，编码码率R_i从1/4增大一次则为1/2，编码码率R_i从1/2增大一次则为2/3，编码码率R_i从2/3增大一次则为4/5，编码码率R_i从4/5增大一次则为1，且不再增大；

调制方案D_i从BPSK增大一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK增大一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM增大一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM增大一次则为256QAM，且不再增大；

步骤十一、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，执行相应的动作，若校验结果V_j是正确的，则当前LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；否则，校验结果错误，执行步骤九；

步骤十二、j＝j+1，机载收发器判断j是否等于M+1，若是，则表示数据块的数据发送完毕，则结束本次通信；否则，执行步骤三、四、五和六；

步骤十三、机载收发器增大一次LDPC码编码码率R_i和调制方案D_i，执行步骤三、四、五和六。

例如，编码码率R_i从1/4增大一次则为1/2，编码码率R_i从1/2增大一次则为2/3，编码码率R_i从2/3增大一次则为4/5，编码码率R_i从4/5增大一次则为1，且不再增大；

调制方案D_i从BPSK增大一次则为QPSK，调制方案D_i从QPSK增大一次则为16QAM，调制方案D_i从16QAM增大一次则为64QAM，调制方案D_i从64QAM增大一次则为256QAM，且不再增大。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一中机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，i为编码码率R_i和调制方案D_i的序号，且1≤i≤I,i∈N，I为编码码率的最大序号，取值为5。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述步骤一中机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，并通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，具体过程为：需要先对编码码率R_i和调制方案D_i进行SOQPSK调制，得到调制后的载波信号，然后通过内部的无线射频电路将调制后的载波信号变换成无线信号，发送给地面站收发器，且发送次数为三次；

以保证地面站收发器接收到码率和调制方案信息；

地面站收发器接收无线信号，并采用SOQPSK解调方案进行解调，从而获得编码码率R_i和调制方案D_i的信息，接收次数为三次。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述步骤一中调制方案D_i为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，即D₁＝BPSK，D₂＝QPSK，D₃＝16QAM，D₄＝64QAM，D₅＝256QAM。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述调制方案D_i为BPSK时，为二相位调制，对应星座图距离最大，抗干扰能力最强，星座图为对应调制载波的相位和幅度的距离图，如图3。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述调制方案D_i为QPSK时，为四相位调制，对应星座图上有4个点，星座图为对应调制载波的相位和幅度的距离图，如图4。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述调制方案D_i为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM时，调制方案的传输效率依次提高；当调制方案D_i为256QAM时，对应星座图上有256个点，传输效率最高。

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述步骤二中机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M，M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，l为2048bit。

其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述步骤三中编码码率R_i为1/4、1/2、2/3、4/5和1，即R₁＝1/4，R₂＝1/2，R₃＝2/3，R₁＝4/5，R₅＝1。

其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述步骤三中编码码率R_i为1时，不增加校验位，此时机载遥测数据传输效率最高；

所述步骤三中编码码率R_i为1/4时，遥测数据序列S_j的长度l占编码后的遥测数据序列S_j的长度l/R_i的1/4，此时机载遥测数据传输效率最低，但纠错能力最强。

其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1：

步骤一、机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，R_i随机选定为2/3，D_i随机选定为16QAM，并通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器；

步骤二、机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M,M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，1≤n≤l；

M＝10000，l＝2048，S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M均为1*2048的数据序列，为0或者1；

步骤三、机载收发器根据遥测数据序列S_j的长度l和LDPC码的编码码率R_i，得到生成矩阵G，对遥测数据序列S_j进行LDPC码的编码，利用编码公式：

C_j＝S_j*G

S_j为1*2048的数据序列，l为2048，R_i为2/3，G为2048*3072的矩阵，C_j为1*3072的数据序列；

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M,M为遥测数据序列的总个数，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，G为生成矩阵；

得到遥测数据序列S_j的编码结果：

C_j为1*3072的数据序列，为0或者1，l/R_i为3072，M为10000；

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，k为编码结果C_j中数据的序列号，且1≤k≤l/R_i，为第j个遥测数据序列的第k个编码结果数据，为编码结果C_j中第l/R_i个编码结果数据，l/R_i为结果C_j的长度；

步骤四、机载收发器采用调制方案D_i对编码结果C_j进行调制，并通过无线射频电路将调制后的载波信号变换为无线信号，发送给地面站收发器；

C_j为1*3072的数据序列，D_i为16QAM；

步骤五、地面站收发器接收无线信号，根据调制方案D_i对其进行相应的解调处理，得到解调后的数据序列 为解调结果序列，为解调结果序列中的第1个数据，为解调结果序列中的第k个数据，为解调结果序列中第l/R个数据；

为1*3072的数据序列，为0或者1，l/R_i为3072，D_i为16QAM；

地面站收发器根据生成矩阵G，得到对应的校验矩阵H，G与H满足H*G^T＝0的关系，根据下式进行校验，得到计算结果U_j，

$U_j=H*{\hat{C}}_j^T$

式中，T为矩阵的转置操作，地面站收发器判断计算结果U_j是否为全零矩阵；

当计算结果U_j为全零矩阵时，则校验结果V_j是正确的，表明地面站收发器正确接收遥测数据序列；

当计算结果U_j不为全零矩阵时，则校验结果V_j是错误的，表明地面站收发器未正确接收遥测数据序列；

地面站收发器将校验结果V_j通过无线射频电路发送给机载收发器；

G为2048*3072的矩阵，H为2048*3072的矩阵，U_j为2048*1的矩阵，V_j取值为正确或者错误的，这里的正确可以用1表示，错误用0表示；

步骤六、机载收发器接收来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，并判断j是否等于1，若是则执行步骤七；否则，判断V_j是否是正确的，若是，则执行步骤十二，否则执行步骤十三；

步骤七、机载收发器根据判断地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，执行步骤八，否则执行步骤九；

步骤八、机载收发器减小一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十；

减小以后的R_i为1/2，D_i为QPSKA；

步骤九、机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十一；

增大以后的R_i为4/5，D_i为64QAM；

步骤十、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则执行步骤八，否则机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，增大一次后LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；

增加一次后的为2/3，D_i为16QAM；

步骤十一、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则当前LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；否则，校验结果错误，执行步骤九；

R_i为4/5，D_i为64QAM；

步骤十二、j＝j+1，机载收发器判断j是否等于M+1，若是，则表示数据块的数据发送完毕，则结束本次通信；否则，执行步骤三、四、五和六；

这里j是一个变量，增加后j的取值为2～M+1，M＝10000，M+1为10001；

步骤十三、机载收发器增大一次LDPC码编码码率R_i和调制方案D_i，通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，执行步骤三、四、五和六；

增加一次后的为4/5，D_i为64QAM。

实施例2：

本发明设定LDPC码的码长n为4096bit，码率R_i可设定为1/4、1/2、2/3、3/4、4/5和1，即R₁＝1/4，R₂＝1/2，R₃＝2/3，R₄＝4/5，R₅＝1。

当码率R_i为1时，表示未采用LDPC编码，对应的机载遥测数据传输速率最大；

当码率R_i为1/4时，信息位占码长的1/4，此时，机载遥测数据传输效率最低，但纠错能力最强，保证可靠的传输；

调制方案D_i可设定为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，即D₁＝BPSK，D₂＝QPSK，D₃＝16QAM，D₄＝64QAM，D₅＝256QAM。

当调制方案D_i为BPSK时，为二相位调制，对应星座图距离最大，抗干扰能力最强，适合无线信道质量较低的情况，可以实现飞行试验遥测数据的可靠传输。

当调制方案D_i为QPSK时，为四相位调制，对应星座图上有4个点。适合无线链路质量稍较好的情况，可以在BPSK的基础上，提高飞行试验遥测数据的传输效率。

当调制方案D_i为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM时，调制方案的传输效率依次提高。

当调制方案D_i为256QAM时，调制方法则在星座图上对应256个点，传输效率最高，适合无线信道质量非常好的情况，以实现飞行试验遥测数据无线传输的快带宽。

Claims (10)

1.基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，并通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，i为编码码率R_i和调制方案D_i的序号，且1≤i≤I,i∈N，I为编码码率的最大序号，N表示整数集合；

步骤二、机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M,M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，1≤n≤l；

步骤三、机载收发器根据遥测数据序列S_j的长度l和LDPC码的编码码率R_i，得到生成矩阵G，对遥测数据序列S_j进行LDPC码的编码，利用编码公式：

C_j＝S_j*G

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，M为遥测数据序列的总个数，n为遥测数据序列S_j中第n个数据的序号，G为生成矩阵；

得到遥测数据序列S_j的编码结果：

式中，j为遥测数据序列的序号，且1≤j≤M，k为编码结果C_j中数据的序列号，且1≤k≤l/R_i，为第j个遥测数据序列的第k个编码结果数据，为编码结果C_j中第l/R_i个编码结果数据，l/R_i为编码结果C_j的长度；

步骤四、机载收发器采用调制方案D_i对编码结果C_j进行调制，得到调制后的载波信号，并通过无线射频电路将调制后的载波信号变换为无线信号，发送给地面站收发器；

步骤五、地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，根据调制方案D_i对其进行相应的解调处理，得到解调后的数据序列为解调结果序列，为解调结果序列中的第1个数据，为解调结果序列中的第k个数据，为解调结果序列中第l/R个数据；

地面站收发器根据生成矩阵G，得到对应的校验矩阵H，G与H满足H*G^T＝0的关系，根据下式进行校验，得到计算结果U_j，

$U_j=H*{\hat{C}}_j^T$

式中，T为矩阵的转置操作，地面站收发器判断计算结果U_j是否为全零矩阵；

当计算结果U_j为全零矩阵时，则校验结果V_j是正确的，表明地面站收发器正确接收遥测数据序列；

当计算结果U_j不为全零矩阵时，则校验结果V_j是错误的，表明地面站收发器未正确接收遥测数据序列；

地面站收发器将校验结果V_j通过无线射频电路发送给机载收发器；

步骤六、机载收发器接收来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，并判断j是否等于1，若是则执行步骤七；否则，判断V_j是否是正确的，若是，则执行步骤十二，否则执行步骤十三；

步骤七、机载收发器根据判断地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，执行步骤八，否则执行步骤九；

步骤八、机载收发器减小一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十；

步骤九、机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，通过无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，并依次执行步骤三、四、五和十一；

步骤十、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，若校验结果V_j是正确的，则执行步骤八，否则机载收发器增大一次LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，增大一次后LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；

步骤十一、机载收发器接收并判断来自地面站收发器反馈的校验结果V_j，执行相应的动作，若校验结果V_j是正确的，则当前LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i分别为最优的编码码率和调制方案，执行步骤十二；否则，校验结果错误，执行步骤九；

步骤十二、j＝j+1，机载收发器判断j是否等于M+1，若是，则表示数据块的数据发送完毕，则结束本次通信；否则，执行步骤三、四、五和六；

步骤十三、机载收发器增大一次LDPC码编码码率R_i和调制方案D_i，通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，执行步骤三、四、五和六。

2.根据权利要求1所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤一中机载收发器随机选定一个LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i，i为编码码率R_i和调制方案D_i的序号，且1≤i≤I,i∈N，I为编码码率的最大序号，取值为5。

3.根据权利要求2所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤一、步骤八、步骤九和步骤十三中通过机载收发器内部的无线射频电路将LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i发送给地面站收发器，具体过程为：需要先对LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i进行SOQPSK调制，得到调制后的载波信号，然后通过内部的无线射频电路将调制后的载波信号变换成无线信号，发送给地面站收发器，且发送次数为三次；

地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，并采用SOQPSK解调方案进行解调，从而获得LDPC码的编码码率R_i和调制方案D_i的信息，接收次数为三次。

4.根据权利要求3所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤一中调制方案D_i为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，即D₁＝BPSK，D₂＝QPSK，D₃＝16QAM，D₄＝64QAM，D₅＝256QAM。

5.根据权利要求4所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述调制方案D_i为BPSK时，为二相位调制，对应星座图距离最大，抗干扰能力最强。

6.根据权利要求5所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述调制方案D_i为QPSK时，为四相位调制，对应星座图上有4个点。

7.根据权利要求6所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述调制方案D_i为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM时，调制方案的传输效率依次提高；当调制方案D_i为256QAM时，对应星座图上有256个点，传输效率最高。

8.根据权利要求7所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤二中机载收发器把要发送的遥测数据块分割成M个遥测数据序列{S₁,S₂,S₃,...,S_j,...S_M}，j为遥测数据序列的序号，初始值为1，且1≤j≤M,M为遥测数据序列的总个数，遥测数据序列S_j的长度为l，l为2048bit。

9.根据权利要求8所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤三中编码码率R_i为1/4、1/2、2/3、4/5和1。

10.根据权利要求9所述基于校验计算的自适应LDPC编码调制的飞行试验无线双向传输方法，其特征在于：所述步骤三中编码码率R_i为1时，此时机载遥测数据传输效率最高；

所述步骤三中编码码率R_i为1/4时，遥测数据序列S_j的长度l占编码后的遥测数据序列S_j的长度l/R_i的1/4。