CN109525303A - 基于卫星通信的自适应调制编码控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星通信技术领域,解决了现有卫星通信自适应调制编码技术无法兼顾数据传输速率和稳定性的问题。技术方案概括为:基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,根据信噪比计算各反馈主体的调制方式,然后按照预设策略规则,根据各反馈主体的调制方式计算调整主体的调制方式,当调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数时,对反馈主体的调制情况进行进一步分析判断得出调整主体的最终调制方式。有益效果是:本发明在卫星通信网络的自适应调制编码过程中通过一种控制网络回传链路的保障机制,能够兼顾数据传输速率和稳定性的要求。本发明特别适用于控制网络回传链路和业务网络链路复用的卫星通信网络。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域,特别涉及卫星通信自适应调制编码技术。
背景技术
在卫星通信网络中,由于空间链路受到天气、距离、天线跟踪等多种因素的影响,导致了空间链路的不确定性。通过采用低阶调制方式可以提高空间链路的可靠性,但同时必然会带来空间链路传输速率的降低。反之,如果为了提高频谱利用率,则需要采用高阶调制方式,但必然会带来空间链路可靠性下降的问题,尤其是对控制网络回传链路的影响,直接关系到卫星通信网络的稳定性。为了解决此问题,常用的解决方式是将控制网络回传链路和业务网络链路完全分离,但对于控制网络回传链路和业务网络链路必须复用的场景无法通过以上方式解决。
发明内容
本发明为解决现有卫星通信自适应调制编码技术无法兼顾数据传输速率和稳定性的问题,提供一种基于卫星通信的自适应调制编码控制方法。
为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,包括以下步骤:
步骤一、自适应调制编码策略模块采集各个反馈主体接收通道的信噪比,并根据采集到的信噪比分别计算出各个反馈主体的预测调制方式;
步骤二、自适应调制编码策略模块获取各个反馈主体当前使用的调制方式,按照预设的策略规则,根据各个反馈主体的预测调制方式和当前使用的调制方式计算出调整主体的预测调制方式;
步骤三、获取调整主体当前使用的调制方式,若调整主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式;若调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则自适应调制编码策略模块获取控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数大于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体当前使用的调制方式作为调整主体的最终调制方式;
步骤四、自适应调制编码策略模块根据调整主体的最终调制方式对调整主体进行调整;
其中,调整主体是指卫星通信网络中进行自适应调制编码的卫星调制解调器,反馈主体是指卫星通信网络中除调整主体外的其他卫星调制解调器。
作为进一步优化,所述步骤二中预设的策略规则采用:
设M为反馈主体的总数,N为忽略的反馈主体数量,0≤N≤M,M≥1,M和N都为整数;
规则一、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数大于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于或等于M-N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则二、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数小于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数小于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则三、不满足规则一且不满足规则二时,调整主体的预测调制方式的调制阶数等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数。
上述策略规则根据所有反馈主体的调制结果来确定调整主体的调制结果,其中引入了忽略的反馈主体数量N,该数量值由用户进行配置,通过设置N值,能够避免个别信噪比差的反馈主体拉低调整主体的预测调制方式的调制阶数,从而拉低整个卫星通信网络的数据传输速率。
作为进一步优化,每次进行自适应调制编码控制时,计算得到的反馈主体的预测调制方式的调制阶数与反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数最多相差一阶,计算得到的调整主体的预测调制方式的调制阶数与调整主体当前使用的调制方式的调制阶数最多相差一阶。在每一次进行自适应调节时,调整主体最终调制方式与当前调制方式相比调制阶数的变化设置成最多变化一阶,以实现调制阶数的逐渐增大或减小,提高自适应调节过程中卫星通信网络的稳定性。
有益效果是:本发明在卫星通信网络的自适应调制编码过程中使用了一种控制网络回传链路的保障机制,在保证控制网络回传链路可靠性的基础上,提高空间链路的频谱利用率,提高数据传输速率,以兼顾数据传输速率和稳定性的要求。本发明特别适用于控制网络回传链路和业务网络链路复用的卫星通信网络。
附图说明
图1是本发明实施例的卫星通信网络组网示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,进一步说明本发明的技术方案。
本发明的技术方案是:基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,包括以下步骤:
步骤一、自适应调制编码策略模块采集各个反馈主体接收通道的信噪比,并根据采集到的信噪比分别计算出各个反馈主体的预测调制方式;
步骤二、自适应调制编码策略模块获取各个反馈主体当前使用的调制方式,按照预设的策略规则,根据各个反馈主体的预测调制方式和当前使用的调制方式计算出调整主体的预测调制方式;
步骤三、获取调整主体当前使用的调制方式,若调整主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式;若调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则自适应调制编码策略模块获取控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数大于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体当前使用的调制方式作为调整主体的最终调制方式;
步骤四、自适应调制编码策略模块根据调整主体的最终调制方式对调整主体进行调整;
其中,调整主体是指卫星通信网络中进行自适应调制编码的卫星调制解调器,反馈主体是指卫星通信网络中除调整主体外的其他卫星调制解调器。
上述方法使用了一种控制网络回传链路的保障机制,当调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数时,若此时将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式,则控制网络回传链路对应的反馈主体有极大可能因为支撑不了高阶的调制方式,而发生失锁、收不到来自调整主体控制报文的情况,进而导致调整主体正在进行的业务数据中断、在整个卫星网络中掉线,因此在上述情况下,对反馈主体的调制情况进行进一步分析判断,以在保证控制网络回传链路可靠性的基础上,提高数据传输速率。
对上述方法进行进一步优化,具体可以是:步骤二中预设的策略规则可以采用:
设M为反馈主体的总数,N为忽略的反馈主体数量,0≤N≤M,M≥1,M和N都为整数;
规则一、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数大于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于或等于M-N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则二、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数小于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数小于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则三、不满足规则一且不满足规则二时,调整主体的预测调制方式的调制阶数等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数。
上述策略规则根据所有反馈主体的调制结果来确定调整主体的调制结果,其中引入了忽略的反馈主体数量N,该数量值由用户进行配置,通过设置N值,能够避免个别信噪比差的反馈主体拉低调整主体的预测调制方式的调制阶数,从而拉低整个卫星通信网络的数据传输速率。
每次进行自适应调制编码控制时,计算得到的反馈主体的预测调制方式的调制阶数与反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数可以最多相差一阶,计算得到的调整主体的预测调制方式的调制阶数与调整主体当前使用的调制方式的调制阶数可以最多相差一阶。在每一次进行自适应调节时,调整主体最终调制方式与当前调制方式相比调制阶数的变化设置成最多变化一阶,以实现调制阶数的逐渐增大或减小,提高自适应调节过程中卫星通信网络的稳定性。
实施例
下面具体举例说明,如图1所示,本例包括一个调整主体和三个反馈主体,三个反馈主体分别是反馈主体一、反馈主体二和反馈主体三,本例所述的调整主体是指卫星通信网络中进行自适应调制编码的卫星调制解调器,反馈主体是指卫星通信网络中除调整主体外的其他卫星调制解调器;调整主体与反馈主体一之间为控制网络回传链路,表示反馈主体一接收来自调整主体的控制报文;调整主体与反馈主体二之间为业务网络链路,表示调整主体二接收来自调整主体的业务报文;调整主体与反馈主体三之间为业务网络链路,表示调整主体三接收来自调整主体的业务报文。
每次对调整主体进行调节时,自适应调制编码策略模块采集反馈主体一、反馈主体二和反馈主体三接收通道的信噪比,并根据采集到的信噪比分别计算出反馈主体一、反馈主体二和反馈主体三的预测调制方式。
本例中,自适应调制编码策略模块根据反馈主体一、反馈主体二和反馈主体三当前使用的调制方式,计算得到反馈主体一的预测调制方式的调制阶数小于反馈主体一当前使用的调制方式的调制阶数一阶,反馈主体二的预测调制方式的调制阶数大于反馈主体二当前使用的调制方式的调制阶数一阶,反馈主体三的预测调制方式的调制阶数大于反馈主体三当前使用的调制方式的调制阶数一阶;
然后按照以下策略规则,计算出调整主体的预测调制方式,策略规则是:
设M为反馈主体的总数,N为忽略的反馈主体数量,0≤N≤M,M≥1,M和N都为整数;
规则一、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数大于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于或等于M-N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数一阶;
规则二、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数小于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数小于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数一阶;
规则三、不满足规则一且不满足规则二时,调整主体的预测调制方式的调制阶数等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数。
根据上述策略规则,本例中M=3,并将N设置为1,预测调制方式的调制阶数大于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体有两个,分别是反馈主体二和反馈主体三,则本例符合规则一,得到调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数一阶。
上述得到的调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数一阶,则进一步判断控制网络回传链路对应的反馈主体一的预测调制方式,由于本例中反馈主体一的预测调制方式的调制阶数小于反馈主体一当前使用的调制方式的调制阶数一阶,因此将调整主体当前使用的调制方式作为调整主体的最终调制方式,自适应调制编码策略模块根据调整主体的最终调制方式对调整主体进行调整,即本次的调节结果为调整主体的调制方式不变。
Claims (3)
1.基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、自适应调制编码策略模块采集各个反馈主体接收通道的信噪比,并根据采集到的信噪比分别计算出各个反馈主体的预测调制方式;
步骤二、自适应调制编码策略模块获取各个反馈主体当前使用的调制方式,按照预设的策略规则,根据各个反馈主体的预测调制方式和当前使用的调制方式计算出调整主体的预测调制方式;
步骤三、获取调整主体当前使用的调制方式,若调整主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式;若调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数,则自适应调制编码策略模块获取控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数大于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体的预测调制方式作为调整主体的最终调制方式,若控制网络回传链路对应的反馈主体的预测调制方式的调制阶数小于或等于控制网络回传链路对应的反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数,则将调整主体当前使用的调制方式作为调整主体的最终调制方式;
步骤四、自适应调制编码策略模块根据调整主体的最终调制方式对调整主体进行调整;
其中,调整主体是指卫星通信网络中进行自适应调制编码的卫星调制解调器,反馈主体是指卫星通信网络中除调整主体外的其他卫星调制解调器。
2.如权利要求1所述的基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,其特征在于,所述步骤二中预设的策略规则采用:
设M为反馈主体的总数,N为忽略的反馈主体数量,0≤N≤M,M≥1,M和N都为整数;
规则一、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数大于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于或等于M-N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数大于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则二、所有的反馈主体中,预测调制方式的调制阶数小于当前使用的调制方式的调制阶数的反馈主体个数大于N时,调整主体的预测调制方式的调制阶数小于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数;
规则三、不满足规则一且不满足规则二时,调整主体的预测调制方式的调制阶数等于调整主体当前使用的调制方式的调制阶数。
3.如权利要求1所述的基于卫星通信的自适应调制编码控制方法,其特征在于,每次进行自适应调制编码控制时,计算得到的反馈主体的预测调制方式的调制阶数与反馈主体当前使用的调制方式的调制阶数最多相差一阶,计算得到的调整主体的预测调制方式的调制阶数与调整主体当前使用的调制方式的调制阶数最多相差一阶。
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