一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法技术方案

一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法，首先根据目标终端的接收能力和信道条件分配载波和时隙资源，进而确定下行帧结构，提取待发送业务数据，进行组帧并发送，然后地面目标终端利用同步时隙实现接收同步，解析信令时隙获得起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，最后根据载波速率、调制方式、编码方式、数据长度解析对应的业务时隙，得到传输数据完成自适应传输。本发明专利技术方法与现有技术相比，通过使用下行可变载波速率传输方法，能够自适应地根据目标终端的接收能力和信道条件，动态调整载波速率，解决了固定载波传输难以满足不同目标终端传输需求、资源利用率低的问题。

Adaptive transmission method for broadband satellite communication system

An adaptive transmission method for broadband satellite communication system, according to the target terminal receiving capacity and channel allocation and carrier slot resources, and then determine the downlink frame structure extraction to send business data frame and send for, then the ground target terminal using synchronous receive slot synchronization, obtain initial service time slot signalling analysis serial number, serial number, slot end business carrier rate, modulation, encoding, data length, according to the carrier rate, modulation, encoding, data length of service time should be analytical, get complete adaptive transmission data transmission. Compared with the prior art, the method of the invention, through the use of variable rate downlink carrier transmission method can adaptively according to the channel condition and reception ability of the target terminal, dynamic adjustment of carrier rate, the problem of fixed carrier transmission to meet the different target terminal transmission demand, low resource utilization problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及宽带卫星通信系统的下行传输方法，特别是一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法。
技术介绍
宽带卫星通信系统的主要目标是通过卫星为广域覆盖区内的用户提供语音、数据、图像和视频等多媒体业务以及高数据速率的互联网接入服务。宽带卫星通信系统大多采用Ku和Ka频段，并采用多点波束和频率复用技术以提高系统容量。美国、欧洲是宽带卫星通信应用的先驱，其服务的用户包括家庭用户、企业用户、政府部门用户及飞机、高铁等高速移动平台用户，广泛应用于宽带接入、基站中继、新闻采集、应急通信等领域。亚洲市场虽然起步较晚，但在日本和泰国宽带卫星业务的应用也占领了较大的市场，随着宽带卫星通信应用的普及，宽带卫星通信系统性能的提升成为必然需求。目前现有的宽带卫星通信系统下行传输均采用固定载波传输，固定载波传输即卫星到任意终端的下行传输链路均采用某一固定不变的载波速率。然而，宽带卫星通信系统中终端类型丰富，包括面向个人用户的便携终端、面向家庭用户的小型固定终端、面向企业和政府部门等大客户的固定终端，以及车载终端、机载终端、船载终端等，各类终端通信能力不同，信道条件也不同。宽带卫星通信系统采用统一的固定载波传输，很难同时匹配不同类型终端的通信能力和信道条件。如果宽带卫星通信系统设计的载波速率过高，超出小型终端的通信能力或信道条件较差时，则终端无法实现正常通信，如果宽带卫星通信系统设计的载波速率过低，可用的带宽资源没有被充分利用，造成系统容量下降。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种使用下行可变载波速率传输方法，能够自适应地根据目标终端的接收能力和信道条件，动态调整载波速率，解决了固定载波传输难以满足不同目标终端传输需求、资源利用率低的问题的用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法。本专利技术的技术解决方案是：一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法，包括如下步骤：(1)根据地面N个目标终端的接收能力和信道条件，为各个目标终端分配载波速率和时隙资源，确定下行帧结构包括同步时隙1、信令时隙、业务时隙1-1、业务时隙1-2、业务时隙1-3…、业务时隙1-X、同步时隙2、业务时隙2-1、业务时隙2-2、业务时隙2-3…、业务时隙2-Y、同步时隙3、业务时隙3-1、业务时隙3-2、业务时隙3-3…、业务时隙3-Z、…、同步时隙N、业务时隙N-1、业务时隙N-2、业务时隙N-3…、业务时隙N-W，其中，当目标终端Q、目标终端Q+1的载波速率相等时，目标终端Q最后一个业务时隙与目标终端Q+1第一个业务时隙之间不设置同步时隙Q+1；所述的同步时隙1、信令时隙、业务时隙1-1、业务时隙1-2、业务时隙1-3、…、业务时隙1-X采用目标终端1的载波速率，所述的同步时隙2、业务时隙2-1、业务时隙2-2、业务时隙2-3…、业务时隙2-X采用目标终端2的载波速率，…，同步时隙N、业务时隙N-1、业务时隙N-2、业务时隙N-3、…、业务时隙N-X采用目标终端N的载波速率，目标终端1的载波速率≤目标终端2的载波速率≤目标终端3的载波速率…≤目标终端N-1的载波速率≤目标终端N的载波速率；所述的业务时隙承载目标终端的业务数据；所述的信令时隙包括目标终端1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、目标终端1的数据长度，起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，…，目标终端N的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，其中，当目标终端Q、目标终端Q+1的载波速率、调制方式、编码方式、数据长度均相同时，不单独设置目标终端Q的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，也不单独设置Q+1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，合并设置目标终端Q和目标终端Q+1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，X、Y、Z、W、N、Q均为正整数，Q小于N；所述的时隙资源包括业务时隙、信令时隙、同步时隙；(2)提取卫星待发送给N个目标终端的业务数据，根据步骤(1)得到的下行帧结构进行组帧并分别发送至地面目标终端；(3)令地面目标终端1、目标终端2、目标终端3、…、目标终端N接收下行帧并利用同步时隙1实现下行帧接收同步，解析信令时隙获得各个目标终端对应的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度；(4)令目标终端1、目标终端2、目标终端3、…、目标终端N分别根据对应的目标终端的调制方式、目标终端的编码方式、目标终端的数据长度解析对应的业务时隙，得到传输数据完成自适应传输。所述的目标终端N的载波速率、目标终端N-1的载波速率、目标终端N-2的载波速率…目标终端3的载波速率、目标终端2的载波速率均为目标终端1的载波速率的整倍数。所述的载波速率包括12Msps、24Msps、48Msps或者96Msps。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术自适应传输方法与现有技术相比，通过使用下行可变载波速率传输方法，能够自适应地根据目标终端的接收能力和信道条件，动态调整载波速率，解决了固定载波传输难以满足不同目标终端传输需求、资源利用率低的问题；(2)本专利技术自适应传输方法与现有技术相比，通过将载波速率限定为有限几种且成整倍数，降低了信令时隙的开销，同时降低了目标终端接收的实现复杂度；(3)本专利技术自适应传输方法与现有技术相比，通过在载波速率变化时隙间插入同步时隙的方法，解决了下行可变载波速率传输的同步问题；(4)本专利技术自适应传输方法与现有技术相比，通过将载波速率按照由低到高的顺序排列的方法，降低了同步时隙的开销。附图说明图1为本专利技术一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法流程图；图2为本专利技术方法中下行数据帧结构示意图；图3为本专利技术方法中一种具体的下行数据帧结构举例示意图；图4为本专利技术下行数据帧中信令时隙结构示意图。图5为本专利技术下行数据帧中一种具体的信令时隙结构举例示意图。具体实施方式本专利技术针对现有技术的不足，提出一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法，能够根据终端的接收能力和信道条件，动态调整载波速率，解决了固定载波传输难以满足不同类型终端需求、资源利用率低的问题，下面结合附图对本专利技术方法进行详细说明。如图1所示，一种用于宽带卫星通信系统的自适应数据传输方法包括如下步骤：(1)资源管理中心根据各个目标终端的接收能力和信道条件，动态为各个目标终端分配载波速率和时隙资源，确定下行帧结构。假设当前宽带卫星通信系统配置有三种不同的载波速率(本专利技术方法以3种载波速率、6个目标终端为例进行说明，可以扩展到更多的载波速率及目标终端)，载波速率由低到高为R1、R2、R3，地面的终端T1、T2、T3天线尺寸较小，接收能力弱，终端T4、T5、T6天线尺寸较大，接收能力强，但终端T4受雨衰影响信道条件较差。资源管理中心根据6个目标终端的接收能力和信道条件，确定给终端T1、T2、T3发送业务时采用载波速率R1，给终端T4发送数据时采用载波速率R2，给终端T5、T6发送数据时采用载波速率R3，即目标终端T1的载波速率＝目标终端T2的载波速率＝目标终端T3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据地面N个目标终端的接收能力和信道条件，为各个目标终端分配载波速率和时隙资源，确定下行帧结构包括同步时隙1、信令时隙、业务时隙1‑1、业务时隙1‑2、业务时隙1‑3…、业务时隙1‑X、同步时隙2、业务时隙2‑1、业务时隙2‑2、业务时隙2‑3…、业务时隙2‑Y、同步时隙3、业务时隙3‑1、业务时隙3‑2、业务时隙3‑3…、业务时隙3‑Z、…、同步时隙N、业务时隙N‑1、业务时隙N‑2、业务时隙N‑3…、业务时隙N‑W，其中，当目标终端Q、目标终端Q+1的载波速率相等时，目标终端Q最后一个业务时隙与目标终端Q+1第一个业务时隙之间不设置同步时隙Q+1；所述的同步时隙1、信令时隙、业务时隙1‑1、业务时隙1‑2、业务时隙1‑3、…、业务时隙1‑X采用目标终端1的载波速率，所述的同步时隙2、业务时隙2‑1、业务时隙2‑2、业务时隙2‑3…、业务时隙2‑X采用目标终端2的载波速率，…，同步时隙N、业务时隙N‑1、业务时隙N‑2、业务时隙N‑3、…、业务时隙N‑X采用目标终端N的载波速率，目标终端1的载波速率≤目标终端2的载波速率≤目标终端3的载波速率…≤目标终端N‑1的载波速率≤目标终端N的载波速率；所述的业务时隙承载目标终端的业务数据；所述的信令时隙包括目标终端1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、目标终端1的数据长度，起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，…，目标终端N的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，其中，当目标终端Q、目标终端Q+1的载波速率、调制方式、编码方式、数据长度均相同时，不单独设置目标终端Q的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，也不单独设置Q+1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，合并设置目标终端Q和目标终端Q+1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，X、Y、Z、W、N、Q均为正整数，Q小于N；所述的时隙资源包括业务时隙、信令时隙、同步时隙；(2)提取卫星待发送给N个目标终端的业务数据，根据步骤(1)得到的下行帧结构进行组帧并分别发送至地面目标终端；(3)令地面目标终端1、目标终端2、目标终端3、…、目标终端N接收下行帧并利用同步时隙1实现下行帧接收同步，解析信令时隙获得各个目标终端对应的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度；(4)令目标终端1、目标终端2、目标终端3、…、目标终端N分别根据对应的目标终端的调制方式、目标终端的编码方式、目标终端的数据长度解析对应的业务时隙，得到传输数据完成自适应传输。...

【技术特征摘要】
1.一种用于宽带卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据地面N个目标终端的接收能力和信道条件，为各个目标终端分配载波速率和时隙资源，确定下行帧结构包括同步时隙1、信令时隙、业务时隙1-1、业务时隙1-2、业务时隙1-3…、业务时隙1-X、同步时隙2、业务时隙2-1、业务时隙2-2、业务时隙2-3…、业务时隙2-Y、同步时隙3、业务时隙3-1、业务时隙3-2、业务时隙3-3…、业务时隙3-Z、…、同步时隙N、业务时隙N-1、业务时隙N-2、业务时隙N-3…、业务时隙N-W，其中，当目标终端Q、目标终端Q+1的载波速率相等时，目标终端Q最后一个业务时隙与目标终端Q+1第一个业务时隙之间不设置同步时隙Q+1；所述的同步时隙1、信令时隙、业务时隙1-1、业务时隙1-2、业务时隙1-3、…、业务时隙1-X采用目标终端1的载波速率，所述的同步时隙2、业务时隙2-1、业务时隙2-2、业务时隙2-3…、业务时隙2-X采用目标终端2的载波速率，…，同步时隙N、业务时隙N-1、业务时隙N-2、业务时隙N-3、…、业务时隙N-X采用目标终端N的载波速率，目标终端1的载波速率≤目标终端2的载波速率≤目标终端3的载波速率…≤目标终端N-1的载波速率≤目标终端N的载波速率；所述的业务时隙承载目标终端的业务数据；所述的信令时隙包括目标终端1的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、目标终端1的数据长度，起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方式、数据长度，…，目标终端N的起始业务时隙序号、结束业务时隙序号、载波速率、调制方式、编码方...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯瑄，任术波，周钠，陶滢，张磊，梁宗闯，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11