CN110446270B - 一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，属于移动通信资源调度控制技术领域。包括:1)初始化调度模块，对原始数据添加CRC校验码，再经编码、速率匹配及调制后通过信道传输；2)接收通过信道传输的数据进行解码处理，并反馈重传信息及信道状态；3)根据反馈重传信息对数据进行重传或新一轮数据传输，同时调度模块通过反馈的信道状态等级信息设置TTI Bundling大小；4)若接收缓存单元中的数据为空，跳至2)否则将接收到的重传数据进行均衡、解调以及解速率匹配，然后与接收缓存单元中的错误数据进行软合并译码。所述方法具有灵活性更高、减少系统资源浪费以及在不影响传输质量提高系统吞吐量的优势。

Description

一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法
技术领域
本发明涉及一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，属于移动通信资源调度控制技术领域。
背景技术
无线通信十分注重通信的质量，每一代通信技术都对数据传输的可靠性做出严格要求，并且随着技术的进步，要求也更加严格。为了达到第三代合作伙伴计划(3GPP)制定的协议中的要求，多种技术都被采用了。其中，混合自动重传请求(Hybrid Automatic RepeatreQuest，HARQ)技术使用最为广泛。
HARQ是一种差错控制方式,结合了前向纠错(Forward Error Correction,FEC)与自动重传请求(Automatic Repeat reQuest,ARQ)技术。HARQ在数据分组中既加入了检错编码，又加入了纠错编码，当接收端接收到数据的错误图样在纠错编码的纠错能力范围内时，直接使用纠错编码纠正错误，并且接收端会发送一个肯定的确认(ACK)给发送端，发送端收到ACK后，会接着发送下一个数据包；当译码错误时，接收端会发送一个否定的确认(NACK)给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据，或者发送额外的冗余信息，接收端会将收到的重传数据进行合并译码，并再次发送反馈信息，直至达到最大重传次数或译码成功。
但是对于低延迟要求的业务，如语音业务，采用HARQ方式会导致多次重传从而增加往返时延，尤其是对于距离较远的通信，如卫星通信，重传意味着空口时延的翻倍，会极大影响用户体验。因此在LTE中，传输时隙捆绑，即TTI Bundling的方法被广泛应用。在TTI-bundling方案中，传输的数据包会生成不同的冗余版本RVs，将这些RV在连续的TTI中进行发送，接收端在接收到同一个数据包的某个RV时不进行反馈，只有在接收到对应数据包的所有RV后再进行合并处理，然后对数据包进行校验。若是校验失败，则通过反馈信道向发送端反馈一个NACK信号，发送端在接收到反馈的NACK信号后开始重传。由于连续接受多个RV做软合并处理，积累了能量，明显比处理一个RV时的出错概率要低，减少了HARQ方案中的反馈次数，因此在一定程度上可以减小时延，十分适用于卫星语音通信这类时延敏感类业务。
在TTI Bundling方法的使用上有诸多选择，如每个Bundle的数量，以及每个TTIBundling的进程个数以及重传个数。在LTE中，上下行业务信道采用Bundle固定为4个的方法，也有方法提出，针对语音业务，第一次传输的Bundle数量为4，第二次传输的Bundle的数量为16依次增加以确保接收端译码正确。但是以上方法Bundle数量固定，而在信道条件较好时，数量较少的Bundle即可传输正确，这些方法极大的浪费了时频资源。
因此上述已有的TTI Bundling技术虽然具有增加传输正确概率的效果，然而，在信道条件较好的情况下，对系统资源进行合理分配的改进还存在很大空间。本发明的目的是解决上述TTI Bundling无法根据信道条件变化的技术缺陷，提出根据信道条件动态变化的TTI Bundling方法。
发明内容
本发明的目的在于解决低轨卫星语音通信中TTI Bundling方案灵活性差，无法根据信道条件变化的技术缺陷，提出了低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法。
一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法所依托的动态调度系统包含发送模块、调度模块和接收模块；
其中，发送模块包括CRC校验单元A、编码与速率匹配单元、发送缓存单元以及调制单元；
接收模块包括信道估计与均衡单元、解调单元、解速率匹配单元、译码单元、CRC校验单元B和接收缓存单元；
调度模块包括重传计数单元和TTI Bundling资源控制单元；
所述动态调度系统中各模块的连接关系是：
发送模块、调度模块和接收模块互相连接；
发送模块中的CRC校验单元A、编码与速率匹配单元、发送缓存单元以及调制单元依次相连；接收模块中信道估计与均衡单元、解调单元、解速率匹配单元、译码单元，CRC校验单元B和接收缓存单元依次相连；
调度模块中的重传计数单元与TTI Bundling资源控制单元相连；
发送模块中的编码单元与调度模块中的TTI Bundling资源控制单元和接收模块中的CRC校验单元B分别相连；
所述动态调度系统中各模块的功能是：
发送模块负责信号的产生，发送以及重传；调度模块负责决定重传时TTIBundling的大小以及重传次数；接收模块负责接收译码信号，并根据译码的正确与否向发送端发送重传信息。
低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，具体包括以下步骤：
步骤一：初始化调度模块，发送模块对原始数据添加CRC校验码，再经编码、速率匹配以及调制后通过信道传输，具体为：
步骤1.1：调度模块初始化，具体为：
重传计数器初始值i设为1，TTI Bundling大小设为最大，记为NTTI_max；重传最大次数，记为Nretrans_max；
步骤1.2：发送模块对原始数据添加CRC校验码、编码及速率匹配，在此过程中生成发送数据的k个冗余版本；
其中，添加CRC校验码由CRC校验单元A完成；编码及速率匹配由编码单元和速率匹配单元完成；
步骤1.3：将步骤1.2生成发送数据的k个冗余版本的数据存入发送缓存单元中，然后分别经调制单元进行调制，在连续时隙下依次将k个冗余数据版本发送到信道中；
其中，调制由调制单元完成；
步骤二：接收模块接收通过信道传输的数据进行解码处理，并反馈重传信息(ACK或NACK)以及信道状态；
其中，解码处理包括信道估计、均衡、解调、解速率匹配和译码；
步骤二具体包括如下子步骤：
步骤2.1：接收模块中的信道估计与均衡单元进行信道估计，然后对接收到的数据进行均衡、解调、解速率匹配和译码，输出译码结果；
其中，信道估计以及均衡均在信道估计与均衡单元中完成；解调在解调单元中完成，解速率匹配在解速率匹配单元中完成，译码在译码单元中完成；
步骤2.2：步骤2.1输出的译码结果送入CRC校验单元B中完成对数据CRC校验操作，具体为：若数据CRC校验成功，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空；若数据CRC校验不成功，即未通过CRC校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中；
步骤2.3：接收模块信道估计与均衡单元根据接收数据判断当前信道状态，以信噪比大小显示，将当前信道条件以信噪比的形式分为NSNR个等级进行区分，生成当前信道状态等级信息；
步骤2.4：接收模块的CRC校验单元B将反馈信息通过反馈信道反馈至调度模块以及发送模块；
其中，反馈信息包括步骤2.2生成的重传信息ACK或NACK信号以及步骤2.3生成的信道状态等级信息；且步骤2.2生成的ACK或NACK信号通过反馈信道反馈至发送模块；步骤2.3生成的信道状态等级信息通过反馈信道反馈至调度模块；
步骤三：发送模块根据接收到的ACK或NACK信号对数据进行重传或进行新一轮数据传输，同时调度模块通过反馈的信道状态等级信息对TTI Bundling大小进行设置，具体包括如下子步骤：
步骤3.1：编码单元判断接收到的重传信息若为ACK信号，跳入步骤3.2；否则若为NACK，跳入步骤3.3；
步骤3.2：发送缓存单元清除缓存的发送数据，生成新数据，进行下一轮的数据传输，同时调度模块将重传计数器设为1，然后进入步骤3.4；
步骤3.3：首先调度模块的重传计数单元将重传计数器加1，并进行判断，若重传计数器大于或等于重传最大次数Nretrans_max，则放弃该组数据的传输，跳至步骤3.2传输新一组数据；否则若重传计数器小于Nretrans_max，则跳入步骤3.4；
步骤3.4：调度模块TTI Bundling资源控制单元对信道状态等级进行判断，即通过信道状态等级对比，设置最佳的TTI Bundling大小；
其中，不同的信道状态等级对应着下次数据传输的TTI Bundling的大小，一共分为NSNR个等级，按序排列为
Figure GDA0002484839310000051
分别对应TTI Bundling大小
Figure GDA0002484839310000052
步骤3.5：发送模块的编码单元根据步骤3.4中得到TTI Bundling大小作为冗余数据版本的k值，然后将k个冗余数据版本的数据再次送入信道；
步骤四：若接收缓存单元中的数据为空，表明此次传输是新数据传输，则跳至步骤二；否则表明为重传数据，则接收模块将接收到的重传数据进行均衡、解调以及解速率匹配，然后与接收缓存单元中的错误数据进行软合并译码，译码后进行CRC校验，若通过校验，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空，跳至步骤2.3；否则未通过校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中，再跳至步骤2.3；
至此，经过步骤一至步骤四，完成了一种低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方法。
有益效果
一种低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方法，与现有TTIBundling调度系统与方法相比，具有如下有益效果：
1.TTI Bundling的动态调度能够在通信信道条件较好时自动减少TTI Bundling的大小，灵活性更高，合理使用时频资源，减少了系统资源的浪费；
2.TTI Bundling的动态调度能够根据信道条件变化，在不影响传输质量的同时提高了系统吞吐量。
附图说明
图1是低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度系统模块连接示意图；
图2是低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方法及实施例1中的流程图；
图3是低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方法的实施例1中吞吐量仿真结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方做进一步说明和详细描述。
实施例1
本实施例叙述了一种低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度方法在低轨卫星语音通信信道变化情况下具体实施，重点阐述了TTI Bundling的动态调度过程以及性能。
以某低轨宽带通信卫星星座系统为例，简要介绍本发明所述动态调度方法所依托的低轨语音通信系统的结构。
某低轨宽带通信卫星星座系统由100多个卫星组成星间链路，卫星运行高度为1000km，为地面提供导航，遥感以及语音通信等多项服务。
在进行语音通信任务时，两个终端进行语音通信交流，通过卫星A进行中转。在一般的实施例中，只需考虑单个终端与基站的上行通信情况即可。因此在该情况下，发送模块为手机终端A，接收模块为卫星B，调度模块位于手机终端中。在此场景下，本发明所述的动态调度方法，具体实施包括如下步骤：
步骤A：初始化调度模块，具体实施时，手机终端A对原始数据添加CRC校验码，再经编码、速率匹配以及调制后通过信道传输，具体为：
步骤A.1：调度模块初始化，具体为：
重传计数器初始值i设为1，TTI Bundling大小设为6；重传最大次数，设为2；此处设为2，是很小的值，其原因在于：对应本实例，手机终端A与卫星B之间的信道状况良好；最大重传次数的选取可根据所在位置的平均信道状况确定，具有灵活性。
步骤A.2：终端A对原始数据添加CRC校验码、编码及速率匹配，在此过程中生成发送数据的6个冗余版本；
其中，添加CRC校验码由CRC校验单元A完成；编码及速率匹配由编码单元和速率匹配单元完成；
步骤A.3：将步骤A.2生成发送数据的6个冗余版本的数据存入发送缓存单元中，然后分别经调制单元进行调制，在连续时隙下依次将6个冗余数据版本发送到信道中；
其中，调制由调制单元完成；
步骤B：卫星B接收通过信道传输的数据进行解码处理，并反馈ACK或NACK以及信道状态；
其中，解码处理包括信道估计、均衡、解调、解速率匹配和译码；
步骤B具体包括如下子步骤：
步骤B.1：卫星B中的信道估计与均衡单元进行信道估计，然后对接收到的数据进行均衡、解调、解速率匹配和译码，输出译码结果；
其中，信道估计以及均衡均在信道估计与均衡单元中完成；解调在解调单元中完成，解速率匹配在解速率匹配单元中完成，译码在译码单元中完成；
步骤B.2：步骤B.1输出的译码结果送入CRC校验单元B中完成对数据CRC校验操作，具体为：针对CRC校验成功的数据，生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空；而未通过CRC校验的数据，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中；
步骤B.3：卫星B中信道估计与均衡单元根据接收数据判断当前信道状态，以信噪比大小显示，将当前信道条件以信噪比的形式分为3个等级进行区分，生成当前信道状态等级信息；
步骤B.4：卫星B中的CRC校验单元B将反馈信息通过反馈信道反馈至调度模块以及终端A；
其中，反馈信息包括步骤B.2生成的重传信息ACK或NACK信号以及步骤B.3生成的信道状态等级信息；且步骤B.2中通过CRC校验的数据通过反馈信道反馈ACK信号至终端A，未通过CRC校验的数据通过反馈信道反馈NACK信号至终端A；步骤B.3生成的信道状态等级信息通过反馈信道反馈至调度模块；
步骤C：终端A根据接收到的ACK或NACK信号对数据进行重传或进行新一轮数据传输，同时调度模块通过反馈的信道状态等级信息对TTI Bundling大小进行设置，具体包括如下子步骤：
步骤C.1：编码单元判断接收到的重传信息若为ACK信号，跳入步骤C.2；否则若为NACK，跳入步骤C.3；
步骤C.2：发送缓存单元清除缓存的发送数据，生成新数据，进行下一轮的数据传输，同时调度模块将重传计数器设为1，然后进入步骤C.4；
步骤C.3：首先调度模块的重传计数单元将重传计数器加1，并进行判断，若重传计数器大于或等于重传最大次数6，则放弃该组数据的传输，跳至步骤C.2传输新一组数据；否则若重传计数器小于6，则跳入步骤C.4；
步骤C.4：调度模块TTI Bundling资源控制单元对信道状态等级进行判断，即通过信道状态等级对比，设置最佳的TTI Bundling大小；
其中，不同的信道状态等级对应着下次数据传输的TTI Bundling的大小，一共分为3个等级，等级1：信噪比(SNR)SNR≤-7dB；等级二：-7dB＜SNR＜0dB；等级三：SNR≥0dB；分别对应TTI Bundling大小2,4,6；
步骤C.5：终端A的编码单元根据步骤C.4中得到TTI Bundling大小作为冗余数据版本的个数，然后将冗余数据版本的数据再次送入信道；
步骤D：若接收缓存单元中的数据为空，表明此次传输是新数据传输，则跳至步骤B；否则表明为重传数据，则卫星B将接收到的重传数据进行均衡、解调以及解速率匹配，然后与接收缓存单元中的错误数据进行软合并译码，译码后进行CRC校验，若通过校验，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空，跳至步骤B.3；否则未通过校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中，再跳至步骤B.3。
表1实施例1仿真结果
SNR(dB) 吞吐量(×10<sup>-4</sup>bps)
-8 0
-6 40
-4 55
-2 83
0 83
2 156
表1给出了该实施例的仿真结果。从结果中可看出，吞吐量曲线呈现阶梯状，这是因为不同的TTI Bundling数量的吞吐量极限造成的。例如TTI Bundling数量为4时的吞吐量极限为83×10-4bps，因此在动态TTI Bundling调度设置为4时，在信道条件好到一定程度便会到达平顶，直至减少TTI Bundling才会进一步升高。
当手机终端位于雪山，极地等恶劣条件地区时，由于附近没有地面基站，因此无法实现转发通信，传统的陆地通信方式受到限制，无法进行使用。而唯一能够利用的则是太空资源，此时本发明则能够用于此种地面通信无法进行的情况；另一方面，当终端A处于雪山，峰顶等海拔较高的位置，或自然条件变化较为频繁的地区时，天气状况变化较为反复，会造成卫星通信信道条件的变化，此时若使用固定的传输资源，则在信道条件较好时(如晴空万里)，终端A向卫星B发送一个数据包，传输资源固定，如TTI Bundling数量固定为8，由于信道条件较好，实际上TTI Bundling数量为2即可满足要求，因此便会浪费6个TTI，造成系统资源的浪费。
在信道条件较差时(多云，雷雨等)，终端A向卫星B发送一个数据包，若系统设计时以节省资源为目的固定TTI Bundling数量为2，则由于信道质量较差，数量较少的TTIBundling不足以支持数据的正确传输，会造成数据传输错误率增加，从而降低通信质量。因此通信系统根据信道条件动态变化的TTI Bundling方法也是本发明的创新点之一。
本实施例1低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度系统模块连接关系如图1所示。
调度模块中重传计数单元与TTI Bundling资源控制单元相连，资源控制单元的输出连接到发送模块中的编码单元；发送模块首先是CRC校验单元A，然后依次相连接的是编码单元，速率匹配单元，发送缓存单元和调制单元，调制后输出的信号经过信道发送到接收模块；接收模块首先是信道估计与均衡单元，然后依次相连接的是解调单元，解速率匹配单元，译码单元，CRC校验单元B以及接收缓存单元。同时信道状态信息和重传反馈信息由接收模块的CRC校验单元B通过反馈信道分别反馈给调度模块的TTI Bundling资源控制单元和发送模块的编码单元。
本实施例低轨卫星语音通信中传输时间时隙捆绑的动态调度系统实施流程图如图2所示，系统主要分为三个模块，发送模块，调度模块和接收模块。三个模块的功能以及流程为：调度模块根据接收模块反馈的信道状态信息对TTI Bundling的资源进行合理配置，同时控制系统的重传的进行；发送模块根据调度模块提供的TTI Bundling资源配置信息，向接收模块传输规定长度的数据信息；接收模块对发送模块发送的数据进行译码，并根据译码的结果通过反馈信道向发送模块反馈重传信息(ACK/NACK),ACK代表译码正确，不需重传，NACK代表译码错误，需要重传；同时接收模块根据接收到的数据对信道状况进行判断，并将判断结果通过反馈信道反馈给调度模块。
本实施例具体操作流程如下：
步骤A：调度模块初始化，将重传计数器初始值i设为1，TTI Bundling大小设为8，重传次数设为2；发送模块对原始数据添加CRC校验码、编码，具体为原始生成数据为312比特，添加16位CRC循环校验码，对该数据进行LDPC编码，编码码率为1/3，然后进行速率匹配。在该过程中，发送模块将会生成4个版本的数据块，都是原始数据信息的冗余版本。生成后对4个数据冗余版本进行调制，然后在连续的时隙下将数据送入加性高斯白噪声信道，每个冗余版本都发送两次，也就是总共发送8次数据信息，即TTI Bundling大小为8，同时将发送数据送入发送模块缓存单元中；其中，添加CRC校验码由CRC校验单元A完成；编码及速率匹配由编码单元和速率匹配单元完成；
步骤B：接收模块对接收到的数据进行解码处理，并反馈重传信息(ACK或NACK)以及信道状态，具体如下子步骤：
步骤B.1：信道估计与均衡单元对信道进行估计处理，然后对接收到的数据进行解调，解速率匹配和译码；
其中，解调在解调单元中完成，解速率匹配在解速率匹配单元中完成，译码在译码单元中完成；
步骤B.2：在译码结束后，CRC校验单元B对数据进行CRC校验，若通过校验，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空；若未通过校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元；
步骤B.3：接收模块根据接收数据判断当前信道状态，以信噪比大小显示，将当前信道条件以信噪比的形式分为4个等级进行区分，等级1：信噪比(SNR)SNR≤-9dB；等级二：-9dB＜SNR＜-7dB；等级三：-7dB≤SNR≤-3dB；等级四：SNR＞-3dB；
步骤B.4：接收模块将重传信息(ACK或NACK)以及信道状态等级信息通过反馈信道反馈至发送模块以及调度模块；
其中，反馈信息包括步骤2.2生成的重传信息ACK或NACK信号以及步骤2.3生成的信道状态等级信息；且步骤2.2生成的ACK或NACK信号通过反馈信道反馈至发送模块；步骤2.3生成的信道状态等级信息通过反馈信道反馈至调度模块；
步骤C：发送模块根据接收到的重传信息对数据进行重传或进行新一轮数据传输，同时调度模块通过反馈的信道状态信息对TTI Bundling大小进行设置，具体如下子步骤：
步骤C.1：发送模块编码单元判断接收到的反馈信号，若反馈重传信号为ACK，进入步骤C.2；否则反馈信号为NACK，进入步骤C.3；
步骤C.2：发送缓存单元清除缓存的发送数据，进行下一轮的数据传输，同时调度模块将重传计数器i设为1，然后进入步骤C.4；
步骤C.3：首先调度模块的重传计数单元将重传计数器i加1，并进行判断，若是重传计数器大于或等于最大重传次数2，则放弃该组数据的传输跳至步骤C.2；若是重传计数器小于最大重传次数2，进入步骤C.4。
步骤C.4：调度模块TTI Bundling资源控制单元根据接收模块反馈的信道状态信息对信道状态进行判断。不同的信道状态等级对应着下次数据传输的TTI Bundling的大小，对应步骤B.3中4个信道状态等级，对应信息如下表1.通过信道状态等级对比，设置最佳的TTI Bundling大小；
表1信道状态等级对应TTI Bundling大小表
信道状态等级 TTI Bundling大小
一 8
二 6
三 4
四 2
其中，信道状态等级一为最差信道状态，对应的SNR值也最小。
步骤C.5：发送模块的编码单元根据步骤C.4中得到TTI Bundling大小对冗余数据版本的个数进行调整，然后将数据再次送入信道；
步骤D：若接收缓存单元中的数据为空，表明此次传输是新数据传输，则跳至步骤B；否则表明为重传数据，则接收模块将接收到的重传数据进行均衡、解调以及解速率匹配，然后与接收缓存单元中的错误数据进行软合并译码，译码后进行CRC校验，若通过校验，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空，跳至步骤B.3；否则未通过校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中，再跳至步骤B.3；至此，经过步骤A至步骤D，完成了一个连续的低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态方法。
实施例1的仿真结果如图3所示，横坐标为信噪比，单位为dB，范围从-12dB至5dB；纵坐标为吞吐量，单位为bps。图中仿真了三条曲线，加号形状的曲线是TTI Bundling大小为8的仿真曲线，圆形形状的曲线是TTI Bundling大小为4的仿真曲线，星型形状的曲线是动态TTI Bundling的仿真曲线。从图中可以看出，动态TTI Bundling的曲线始终优于或等于其余两条曲线。在低信噪比时(-12≤SNR≤-9dB)，此时只有TTI Bundling大小为8才能传输正确一部分，而动态TTI Bundling根据信道状况也选择了大小为8的TTI Bundling，因此两条曲线这一部分吞吐量性能相同，而TTI Bundling大小为4的方案由于数量太少，很难正确传输数据，因此其吞吐量为0；当信噪比进入第二个等级时(-9dB＜SNR＜-7dB)，此时TTIBundling大小为6即可正确传输，TTI Bundling大小为8的方案已经进入吞吐量瓶颈，无法再有提升，而TTI Bundling大小为4的方案由于TTI Bundling数量较少，数据传输正确的概率较少，因此其吞吐量小于动态TTI Bundling方案；当信噪比进入第三等级时(-7dB≤SNR≤-3dB)，此时最佳TTI Bundling大小应为4，因此动态TTI Bundling根据信道状况选择了TTI Bundling为4的方案，所以此时动态TTI Bundling方案与TTI Bundling为4的方案吞吐量性能相同；当信噪比进入第四个等级时(-7dB≤SNR≤-3dB)，此时最佳TTI Bundling大小应为2，设置过大或过少都会降低吞吐量，而动态TTI Bundling根据信道状况选择了TTIBundling为2，因此此时动态TTI Bundling方案优于其余两个方案。
因此综合来看，动态TTI Bundling始终优于或等于固定TTI Bundling大小的方案，提升系统吞吐量，减少系统资源的浪费。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，其特征在于：依托的动态调度系统包含发送模块、调度模块和接收模块；
其中，发送模块包括CRC校验单元A、编码与速率匹配单元、发送缓存单元以及调制单元；
接收模块包括信道估计与均衡单元、解调单元、解速率匹配单元、译码单元、CRC校验单元B和接收缓存单元；
调度模块包括重传计数单元和TTI Bundling资源控制单元；
所述动态调度系统中各模块的连接关系是：
发送模块、调度模块和接收模块互相连接；
发送模块中的CRC校验单元A、编码与速率匹配单元、发送缓存单元以及调制单元依次相连；接收模块中信道估计与均衡单元、解调单元、解速率匹配单元、译码单元，CRC校验单元B和接收缓存单元依次相连；
调度模块中的重传计数单元与TTI Bundling资源控制单元相连；
发送模块中的编码单元与调度模块中的TTI Bundling资源控制单元和接收模块中的CRC校验单元B分别相连；
所述动态调度系统中各模块的功能是：
发送模块负责信号的产生，发送以及重传；调度模块负责决定重传时TTI Bundling的大小以及重传次数；接收模块负责接收译码信号，并根据译码的正确与否向发送端发送重传信息；
低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，具体包括以下步骤：
步骤一：初始化调度模块，发送模块对原始数据添加CRC校验码，再经编码、速率匹配以及调制后通过信道传输，具体为：
步骤1.1：调度模块初始化，具体为：
重传计数器初始值i设为1，TTI Bundling大小设为最大，记为NTTI_max；重传最大次数，记为Nretrans_max；
步骤1.2：发送模块对原始数据添加CRC校验码、编码及速率匹配，在此过程中生成发送数据的k个冗余版本；
步骤1.3：将步骤1.2生成发送数据的k个冗余版本的数据存入发送缓存单元中，然后分别经调制单元进行调制，在连续时隙下依次将k个冗余数据版本发送到信道中；
步骤二：接收模块接收通过信道传输的数据进行解码处理，并反馈重传信息以及信道状态；
其中，反馈重传信息是ACK或NACK；
步骤二具体包括如下子步骤：
步骤2.1：接收模块中的信道估计与均衡单元进行信道估计，然后对接收到的数据进行均衡、解调、解速率匹配和译码，输出译码结果；
步骤2.2：步骤2.1输出的译码结果送入CRC校验单元B中完成对数据CRC校验操作，具体为：若数据CRC校验成功，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空；若数据CRC校验不成功，即未通过CRC校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中；
步骤2.3：接收模块信道估计与均衡单元根据接收数据判断当前信道状态，以信噪比大小显示，将当前信道条件以信噪比的形式分为NSNR个等级进行区分，生成当前信道状态等级信息；
步骤2.4：接收模块的CRC校验单元B将反馈信息通过反馈信道反馈至调度模块以及发送模块；
步骤三：发送模块根据接收到的ACK或NACK信号对数据进行重传或进行新一轮数据传输，同时调度模块通过反馈的信道状态等级信息对TTI Bundling大小进行设置，具体包括如下子步骤：
步骤3.1：编码单元判断接收到的重传信息若为ACK信号，跳入步骤3.2；否则若为NACK，跳入步骤3.3；
步骤3.2：发送缓存单元清除缓存的发送数据，生成新数据，进行下一轮的数据传输，同时调度模块将重传计数器设为1，然后进入步骤3.4；
步骤3.3：首先调度模块的重传计数单元将重传计数器加1，并进行判断，若重传计数器大于或等于重传最大次数Nretrans_max，则放弃该组数据的传输，跳至步骤3.2传输新一组数据；否则若重传计数器小于Nretrans_max，则跳入步骤3.4；
步骤3.4：调度模块TTI Bundling资源控制单元对信道状态等级进行判断，即通过信道状态等级对比，设置最佳的TTI Bundling大小；
其中，不同的信道状态等级对应着下次数据传输的TTI Bundling的大小，一共分为NSNR个等级，按序排列为
Figure FDA0002164884720000031
分别对应TTI Bundling大小
Figure FDA0002164884720000032
步骤3.5：发送模块的编码单元根据步骤3.4中得到TTI Bundling大小作为冗余数据版本的k值，然后将k个冗余数据版本的数据再次送入信道；
步骤四：若接收缓存单元中的数据为空，表明此次传输是新数据传输，则跳至步骤二；否则表明为重传数据，则接收模块将接收到的重传数据进行均衡、解调以及解速率匹配，然后与接收缓存单元中的错误数据进行软合并译码，译码后进行CRC校验，若通过校验，则生成ACK信号，并将接收缓存单元中的缓存数据清空，跳至步骤2.3；否则未通过校验，则生成NACK信号，并将错误数据送入接收缓存单元中，再跳至步骤2.3。
2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，其特征在于：步骤1.2中，添加CRC校验码由CRC校验单元A完成；编码及速率匹配由编码单元和速率匹配单元完成。
3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，其特征在于：步骤二中，解码处理包括信道估计、均衡、解调、解速率匹配和译码。
4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，其特征在于：步骤2.1中，信道估计以及均衡均在信道估计与均衡单元中完成；解调在解调单元中完成，解速率匹配在解速率匹配单元中完成，译码在译码单元中完成。
5.根据权利要求1所述的一种低轨卫星语音通信中传输时隙捆绑的动态调度方法，其特征在于：步骤2.4中，反馈信息包括步骤2.2生成的重传信息ACK或NACK信号以及步骤2.3生成的信道状态等级信息；且步骤2.2生成的ACK或NACK信号通过反馈信道反馈至发送模块；步骤2.3生成的信道状态等级信息通过反馈信道反馈至调度模块。
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