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适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法技术

技术编号:10313936 阅读:182 留言:0更新日期:2014-08-13 16:12
本发明专利技术公开了一种适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法。发送端先将数据包经过无速率编码产生足够多的编码包,然后将编码包拆分成多个编码包块并封装成一个个子帧。发送端每发送一个子帧,则检测信道接收ACK。在译码的过程中若收到新的子帧,则将其加入译码器联合译码。若译码成功,则检测到信道空闲时反馈ACK;否则,等待新的子帧加入译码。该传输方法可以很好的发挥无速率码的信道自适应性,传输码率随着信道环境的变化而自适应变化,而且易于实现,适用于半双工或全双工模式下的无速率编码传输。

【技术实现步骤摘要】
适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法
本专利技术涉及通信领域的信道编码和传输技术,尤其涉及一种适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法。
技术介绍
通信系统的基本目的在于将信息由信源高效、可靠、安全地传送到信宿。有扰通信信道中的噪声会不可避免地对传输信息产生不同程度的干扰,从而可能降低通信可靠性。所以通信系统设计的核心问题就是在存在随机噪声的信道中如何克服干扰,减小信息传输的差错,同时又保证信息传输的效率。为了克服信道中各种噪声的干扰,人们提出了纠错编码的方法以实现可靠传输。在香农以前,人们都认为增加信道的信息传输速率总要引起错误概率的增加,认为要使错误概率为零,则传输速率只能为零。1948年,香农建立了信息论,为纠错编码的研究指明了方向。香农提出,对每个信道可以根据它的噪声干扰特性计算出它的容量C,所有低于信道容量C的速率R均是可达的,即当R<C时,总存在一系列码,当码长时,最大误码概率趋于0。这一理论创造性的颠覆了关于人们对于通信的认识,而寻找能够实际应用的逼近香农极限的编码方案也就成了纠错编码理论的最终目标。自信道编码定理提出以来,如何构造一个逼近信道容量限的实用编码成了众多研究学者竟相研究的课题,并逐渐形成信息论的一个重要分支——信道编码理论。几十多年来,通过众多学者,特别是有关数学和信息论学术界的研究人员五十多年的共同努力,目前已经取得了很多成果。如已经相当成熟的线性分组码,编码器有记忆的卷积码,1993年由Berror,Glavieux和Thitimajashia提出的与香农极限只差几个分贝的Turbo码,之后出现的另一种可以逼近香农极限的低密度校验码LDPC码等。然而这些信道编码在设计时,通常先根据信道状态信息估计信道参数,根据信道参数设计一个码率固定为R的信道纠错编码(由k个输入符号得到n个输出符号,则码率为)。当估计的信道参数大于实际的信道参数时,虽然可以实现可靠传输,但是造成了传输的浪费,因为此时可以使用更高码率的信道纠错编码;当估计的信道参数小于实际的信道参数时,不能实现可靠传输,此时需要更低码率的信道纠错编码。而且很多时候,信道还是随时变化或者无法提前判断的,这个时候这些传统的编码就显得难以应付。于是出现了码率可变的无速率码。对于无速率码,由原始数据产生的编码数据包是随着编码过程而源源不断产生的,根据译码的需要可多可少,只要保证能成功译码即可。实际传输的码率取决于实际发送的编码包数目,而需要发送的编码包数目则取决于当时的信道状况。无速率码具有三个重要属性:1)自适应链路速率适配:其最终速率决定于信道特性,不需要在传输前估计信道特性而固定码率,实际传输的码率取决于当时的信道状况。2)无速率属性(流属性):发送端可以源源不断的输出编码包,形成一个可以无限延续的编码包流,而没有任何速率约束;3)桶积水效应:接收端不断收集编码包,收集到足够多的编码包即能恢复出所有原始数据包。正是由于无速率码的三个重要属性,使其在广播信道,认知,网络传输,反馈代价较大的通信场合等各个方面具有广泛的应用前景。目前关于无速率码在实际系统中的应用,主要集中在物理层以上的传输。而对于在物理层采用无速率编码传输的应用几乎是一片空白,尤其是在信道不断变化的通信环境下。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:本专利技术适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法,其发送端先将数据包经过无速率编码产生编码包,然后将编码包拆分成多个编码包块并封装成一个个子帧。发送端每发送一个子帧,则检测信道接收ACK。若在一定的时间内没有收到ACK,则发送下一个子帧,再次检测信道;若收到ACK,则对下一个数据包进行无速率编码和子帧封装,发送下一个数据包的子帧。接收端收到一个子帧后便启动无速率译码。在译码的过程中若收到新的子帧,则将其加入译码器联合译码。若译码成功,则检测到信道空闲时反馈ACK;否则,等待新的子帧加入译码。本专利技术方法包括发送端的处理方法和接收端的处理方法。设当发送端有子帧需要发送时,SendFlag为1。发送端先进入CS状态检测信道。如果检测到信道空闲且SendFlag为1,则进入TX状态,发送子帧。如果在CS的过程中检测到信号,则进入RX状态接收信号。如果是接收端反馈的ACK帧,则处理完ACK后返回到CS状态准备发送新的数据包的子帧;否则,直接回到CS状态继续等待ACK或者继续发送当前的消息包的子帧。设发送端将一个数据包的编码包拆分为N个子帧,则发送端具体的处理步骤如下:(a)发送端读取一定大小的数据包,将数据包进行无速率编码;(b)将编码包拆分成N段并封装成N个子帧;(c)进入信道检测。如果信道空闲,则进入步骤(d);如果检测到信号,则进入步骤(e);(d)发送第j号子帧,并将子帧计数器j加1。若j等于N-1,则将j置零,下一次再重新发送0号子帧;否则下次发送新的子帧。(e)接收信号并解调,判断是否为当前数据包的ACK。如果是,则释放当前数据包的子帧数据,返回步骤(a);如果不是,返回步骤(c)。设当接收端有ACK需要发送时,AckFlag不为0。接收端先进入CS状态检测信道,若检测到信道空闲且AckFlag不为0,则进入TX状态发送ACK帧;若检测到信号,则进入RX状态接收信号。若信号是当前正在译码的消息包的子帧,则将子帧解调加入译码;否则返回CS状态继续检测信号。接收端具体的处理步骤如下:(a)接收端检测信道。若检测到信号,进入步骤(b);若检测到信道空闲,进入步骤(c);(b)先将子帧的帧头解调译出,并判断该子帧的消息包标识。如果是当前的消息包子帧,则将该子帧的数据部分解调,并把解调后的数据加入译码器进行译码;如果该子帧是上一个消息包的子帧,则认为上一次ACK发送失败,再重新发送上一个消息包的ACK,将AckFlag置成2。返回步骤(a);(c)判断是否有ACK需要发送。若AckFlag为1,则发送当前消息包的ACK;若AckFlag为2,则发送上一个消息包的ACK;否则,返回(a);(d)接收端在检测信号的同时,译码也在进行。若译码结束,则进行CRC校验。若CRC校验正确,则将AckFlag置1;否则清空译码数据,等待新的子帧继续译码。进一步地,发送端等待ACK的超时门限值为发送端到接收端的传输时延加上接收端接收收完一个子帧的时延最大值。本专利技术的有益效果是:该传输方法可以很好的发挥无速率码的信道自适应性,传输码率随着信道的变化而自适应变化,而且非常鲁棒,易于实现,不需要复杂的控制方法,适用于半双工和全双工模式下的无速率编码传输。附图说明图1是适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法下发送端的状态机示意图;图2是适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法下接收端的状态机示意图;图3是适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法下发送端的处理流程示意图;图4是适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法下接收端的处理流程示意图。图5是适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法的传输过程示意图。具体实施方式以下结合图1-5进一步说明本专利技术。本专利技术适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法,其发送端先将数据包经过无速率编码产生编本文档来自技高网
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适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法

【技术保护点】
适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法,其特征在于发送端先将数据包经过无速率编码产生编码包,然后将编码包拆分成多个编码包块并封装成一个个子帧,发送端每发送一个子帧,则检测信道接收ACK,若在一定的时间内没有收到ACK,则发送下一个子帧,再次检测信道;若收到ACK,则对下一个数据包进行无速率编码和子帧封装,发送下一个数据包的子帧,接收端收到一个子帧后便启动无速率译码,在译码的过程中若收到新的子帧,则将其加入译码器联合译码,若译码成功,则检测到信道空闲时反馈ACK;否则,等待新的子帧加入译码,本专利技术方法包括发送端的处理方法和接收端的处理方法;设当发送端有子帧需要发送时,SendFlag为1,发送端先进入CS状态检测信道,如果检测到信道空闲且SendFlag为1,则进入TX状态,发送子帧,如果在CS的过程中检测到信号,则进入RX状态接收信号,如果是接收端反馈的ACK帧,则处理完ACK后返回到CS状态准备发送新的数据包的子帧;否则,直接回到CS状态继续等待ACK或者继续发送当前的消息包的子帧,设发送端将一个数据包的编码包拆分为N个子帧,则发送端具体的处理步骤如下:(a)发送端读取一定大小的数据包,将数据包进行无速率编码;(b)将编码包拆分成N段并封装成N个子帧;(c)进入信道检测,如果信道空闲,则进入步骤(d);如果检测到信号,则进入步骤(e);(d)发送第j号子帧,并将子帧计数器j加1,若j等于N‑1,则将j置零,下一次再重新发送0号子帧;否则下次发送新的子帧;(e) 接收信号并解调,判断是否为当前数据包的ACK,如果是,则释放当前数据包的子帧数据,返回步骤(a);如果不是,返回步骤(c);设当接收端有ACK需要发送时,AckFlag不为0,接收端先进入CS状态检测信道,若检测到信道空闲且AckFlag不为0,则进入TX状态发送ACK帧;若检测到信号,则进入RX状态接收信号,若信号是当前正在译码的消息包的子帧,则将子帧解调加入译码;否则返回CS状态继续检测信号,接收端具体的处理步骤如下:(a)接收端检测信道,若检测到信号,进入步骤(b);若检测到信道空闲,进入步骤(c);(b)先将子帧的帧头解调译出,并判断该子帧的消息包标识,如果是当前的消息包子帧,则将该子帧的数据部分解调,并把解调后的数据加入译码器进行译码;如果该子帧是上一个消息包的子帧,则认为上一次ACK发送失败,再重新发送上一个消息包的ACK,将AckFlag置成2,返回步骤(a);(c)判断是否有ACK需要发送,若AckFlag为1,则发送当前消息包的ACK;若AckFlag为2,则发送上一个消息包的ACK;否则,返回(a);(d)接收端在检测信号的同时,译码也在进行,若译码结束,则进行CRC校验,若CRC校验正确,则将AckFlag置1;否则清空译码数据,等待新的子帧继续译码。...

【技术特征摘要】
1.适合物理层无速率编码传输的停等式传输方法,其特征在于发送端先将数据包经过无速率编码产生编码包,然后将编码包拆分成多个编码包块并封装成一个个子帧,发送端每发送一个子帧,则检测信道接收ACK,若在一定的时间内没有收到ACK,则发送下一个子帧,再次检测信道;若收到ACK,则对下一个数据包进行无速率编码和子帧封装,发送下一个数据包的子帧,接收端收到一个子帧后便启动无速率译码,在译码的过程中若收到新的子帧,则将其加入译码器联合译码,若译码成功,则检测到信道空闲时反馈ACK;否则,等待新的子帧加入译码,本发明方法包括发送端的处理方法和接收端的处理方法;设当发送端有子帧需要发送时,SendFlag为1,发送端先进入CS状态检测信道,如果检测到信道空闲且SendFlag为1,则进入TX状态,发送子帧,如果在CS的过程中检测到信号,则进入RX状态接收信号,如果是接收端反馈的ACK帧,则处理完ACK后返回到CS状态准备发送新的数据包的子帧;否则,直接回到CS状态继续等待ACK或者继续发送当前的消息包的子帧,设发送端将一个数据包的编码包拆分为N个子帧,则发送端具体的处理步骤如下:(a1)发送端读取一定大小的数据包,将数据包进行无速率编码;(b1)将编码包拆分成N段并封装成N个子帧;(c1)进入信道检测,如果信道空闲,则进入步骤(d1);如果检测到信号,则进入步骤(e1);(d1)发送第j号子帧,并将子帧计数器j加1,若j等于N-1,则将j置零,下一次再重新发送0号子帧;否则下次发送新的子...

【专利技术属性】
技术研发人员:张朝阳屠坤姚创沐付攀玉张婧余启联杨潇翔
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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