CN111490858B - 一种卫星通信的自适应传输方法、装置及*** - Google Patents

一种卫星通信的自适应传输方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种卫星通信的自适应传输方法。该方法流程包括：首先，接收端确定冗余版本索引；其次，接收端向发送端反馈冗余版本索引信号；再次，发送端接收接收端反馈的冗余版本索引，并对冗余版本索引信号进行解调、译码等操作，获得冗余版本索引；然后，发送端根据获得的冗余版本索引，获取对应的冗余版本组合；最后，发送端根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输。本申请提出的卫星通信自适应传输方法无需HARQ重传，接收端反馈冗余版本索引，发送端根据接收端反馈的冗余版本索引对应的冗余版本组合，采用不同的分集方式传输，获得分集传输增益，一方面提高了传输的可靠性，另一方面降低了传输时延。

Description

一种卫星通信的自适应传输方法、装置及***
技术领域
本申请涉及卫星通信领域，尤其涉及一种卫星通信的自适应传输方法、装置及***。
背景技术
未来的5G及5G演进网络需要满足各行各业的业务需求，同时需要提供更广泛的业务覆盖。当前地面移动通信网络有限的覆盖能力，已经不能满足人们在任意时间、任意地点获取信息的需求。而且，基于当前的基站覆盖模式提供超广域的覆盖对于偏远地区、沙漠、海洋和空中等场景存在经济性和可行性方面的巨大挑战。卫星通信相对于传统的移动通信***，拥有更广的覆盖范围，支持不对称传输链路，通信成本与传输距离无关，可以克服海洋、沙漠、高山等自然地理障碍。为了克服传统地面移动通信***的不足，卫星通信可以作为传统通信***的一个有效补充。
在地面移动通信***中，由于无线信道的随机特性，数据传输存在错误，通常使用混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request,简称：HARQ)技术来进行差错控制。混合自动重传请求是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合而形成的技术，在3G、4G的地面移动通信***中已经具有较广泛的应用。
现有技术中，发送端将要传输的数据信道编码后发送给接收端，接收端对接收的数据包进行译码并判断接收是否正确。如果接收正确就请求新的数据包，如果接收不正确就请求重传，发送端选择不同的冗余版本(Redundancy Version,简称：RV)进行传输。虽然通过HARQ 重传能获得分级增益，但是HARQ中发送端需要等待接收端的ACK/NACK反馈，在接收到 NACK反馈的情况下需要重传数据包，这样会带来传输时延。对于卫星通信***来说，由于卫星相对地面的距离较远，卫星基站与地面用户的传输时延相对于地面蜂窝***较大，并且卫星覆盖的范围相对地面基站大很多。考虑到卫星通信***与5G地面移动通信***的融合，现有的HARQ技术在卫星通信***中会引入较大的传输时延。较大的传输时延会造成以下问题：1)影响服务质量，尤其对视频等实时或对延迟要求较高的业务影响较大；2)影响接收缓存大小。
发明内容
本申请提供一种卫星通信的自适应传输方法，无需HARQ重传，接收端反馈冗余版本的索引，一个冗余版本索引对应不同的冗余版本组合，发送端根据接收端反馈的冗余版本索引对应的冗余版本组合，采用不同的分集方式传输，获得分集传输增益，一方面提高了传输的可靠性，另一方面降低了传输的时延。
第一方面，提供一种卫星通信的自适应传输方法，该方法包括：接收端确定冗余版本索引；接收端向发送端反馈冗余版本索引。
在第一方面的第一种可能的实施方式中，接收端根据信道质量确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引；可选的，接收端根据信噪比与误码率曲线确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引。
结合第一方面或其第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，接收端通过上行控制信道向发送端反馈冗余版本索引，该方法包括：
接收端对冗余版本索引进行信道编码，获得信道编码后的比特序列；
接收端对所述信道编码后的比特序列进行正交相移键控调制，获得复数符号序列；
接收端将所述复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至发送端。
结合第一方面或其第一方面上述的所有可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，接收端通过上行数据信道向发送端反馈冗余版本索引，该方法包括：
接收端对冗余版本索引进行信道编码，获得冗余版本索引信道编码后的比特序列；
接收端对上行传输的数据进行信道编码，获得上行传输数据信道编码后的比特序列；
接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起；
接收端对所述复用在一起的比特序列进行交织，调制，并映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至发送端。
结合第一方面第二种可能的实施方式或其第一方面第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，接收端对冗余版本索引进行信道编码的方式包括卷积码，或极化码，或RM编码；接收端对上行传输的数据进行信道编码的方式包括卷积码，或极化码，或Turbo码，或LDPC码。
结合第一方面第三或其第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起的方式包括：接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接附在上行传输数据信道编码后的比特序列之后；接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接***到上行传输数据信道编码后的比特序列之中；接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列按每比特顺序与上行传输数据信道编码后的比特序列交替穿插在一起。
第二方面，提供一种卫星通信的自适应传输方法，该方法包括：发送端接收接收端反馈的冗余版本索引信号，并对所述冗余版本索引信号进行解调、译码等操作，获得冗余版本索引；发送端根据获得的冗余版本索引和冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系，获取对应的冗余版本组合；发送端根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输。
在第二方面的第一种可能的实施方式中，发送端根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输的方法包括：冗余版本组合中各冗余版本在连续的资源块上进行传输，接收端在连续的资源块上解调出不同的冗余版本，并进行合并，从而获得分集增益；可选的，冗余版本组合中各冗余版本在不连续的资源块上进行传输，所述不连续资源块的资源位置存在一定的映射关系或函数关系；所述映射关系或函数关系对发送端和接收端是已知的，接收端根据不连续资源块的资源位置，在相应的资源块上解调出不同的冗余版本，并进行合并，从而获得分集增益。
第三方面，提供一种根据信噪比传输冗余版本的自适应传输方法，该方法包括：在初始时刻t0，卫星以某一固定速率R＝Blog2(1+γ)发送数据包，此速率对应某一信噪比γ；经地面用户测量，卫星在t1时刻接收到用户反馈的信噪比SNR0；卫星将t1时刻接收到的信噪比 SNR0与t0时刻发送时的信噪比γ进行比较；若SNR0＞γ，则在t1时刻开始重复t0时刻的传输过程；若SNR0＜γ，则在t1时刻发送对应t0时刻的带RV0版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R；若SNR0＜γ，经地面用户测量，卫星在t2时刻收到用户反馈的信噪比SNR1；卫星将t2时刻接收到的信噪比SNR1与t1时刻发送时的信噪比γ进行比较；若SNR1＞γ，则卫星在t2时刻开始重复t0时刻的传输过程；若SNR1＜γ，则在t2时刻仍发送对应t1时刻的带RV1版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R。按照上述步骤的规则类推，直至SNRx＞γ(x为整数，且x≥1)，说明之前发送的数据均正常接收，卫星将开始重复t0时刻的传输过程。
第四方面，提供一种用户终端，包括：确定模块、发送模块。
所述确定模块，用于确定冗余版本索引；所述发送模块，用于向卫星基站反馈冗余版本索引。
在第四方面的第一种可能的实施方式中，所述用户终端执行接收端操作，还包括：编码模块。所述编码模块，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列。
结合第四方面或其第四方面的第一种可能的实施方式，在第四方面的第二种可能的实施方式中，所述用户终端执行接收端操作，还包括：调制模块、映射模块。所述调制模块，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；所述映射模块，用于将复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至卫星基站。
结合第四方面，在第四方面的第三种可能的实施方式中，所述用户终端执行接收端操作，还包括：编码模块。所述编码模块，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列；所述编码模块，还用于对上行传输的数据进行信道编码，得到上行传输数据信道编码后的比特序列。
结合第四方面或其第四方面的第三种可能的实施方式，在第四方面的第四种可能的实施方式中，所述用户终端执行接收端操作，还包括：复用模块、调制模块、映射模块。所述复用模块，用于将冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起，得到复用后的比特序列；所述调制模块，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用后的序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；所述映射模块，还用于将复数符号序列映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至卫星基站。
第五方面，提供一种用户终端，包括：处理器、存储器。所述处理器与所述存储器连接；所述存储器用于存储计算机程序指令，当所述用户终端运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述用户终端执行任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
第六方面，提供一种卫星基站，包括：接收模块、获取模块、分集模块。所述接收模块，用于接收用户终端反馈的冗余版本索引信号；所述获取模块，用于根据获得的冗余版本索引和冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系，获取对应的冗余版本组合；所述分集模块，用于根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输。
在第六方面的第一种可能的实施方式中，所述卫星基站还包括：解调模块、译码模块、通信模块。所述解调模块，用于对接收到的冗余版本索引信号进行解调；所述译码模块，用于对解调后的冗余版本索引信号进行译码；所述通信模块，用于实现所述卫星基站与用户终端之间的业务通信。
第七方面，提供一种卫星基站，包括：处理器、存储器。所述处理器与所述存储器连接；所述存储器用于存储计算机程序指令，当所述卫星基站运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述卫星基站执行任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
第八方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面以及第一方面所有可能的实施方式，第二方面以及第二方面所有可能的实施方式，第三方面中任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
第九方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面以及第一方面所有可能的实施方式，第二方面以及第二方面所有可能的实施方式，第三方面中任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
第十方面，提供一种卫星通信***，所述卫星通信***包括：如发明内容第四方面以及第四方面所有可能的实施方式中任意一项所述的用户终端、以及如发明内容第六方面以及第六方面所有可能的实施方式中任意一项所述的卫星基站；或者，所述卫星通信***包括：如发明内容第五方面以及第五方面所有可能的实施方式中任意一项所述的用户终端、以及如发明内容第七方面以及第七方面所有可能的实施方式中任意一项所述的卫星基站。
附图说明
图1是适用于本申请的无线通信***100。
图2是采用混合自动重传请求HARQ技术的数据传输过程。
图3是数据包冗余版本的生成过程。
图4是本申请提出的一种卫星通信的自适应传输方法400的流程示意图。
图5是本申请实施例一所述方法500的流程示意图。
图6是本申请实施例二所述方法600的流程示意图。
图7是本申请提出的根据信噪比传输冗余版本的方法700的流程示意图。
图8是本申请提出的根据信噪比传输冗余版本的方法700的模拟传输过程。
图9所示为本申请提供的一种用户终端900的结构示意图。
图10所示为本申请提供的一种用户终端1000的结构示意图。
图11所示为本申请提供的一种卫星基站1100的结构示意图。
图12所示为本申请提供的一种卫星基站1200的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、详细地描述。
图1是适用于本申请的卫星通信***100，包括卫星基站101以及终端类型网元102、103。所述卫星基站101为终端设备102、103提供通信服务，所述终端设备102、103可以是智能手机、智能手表、平板电脑等设备。所述卫星基站向终端设备传输下行数据，其中下行数据采用信道编码方式进行编码，编码后的数据经过星座调制后传输给终端设备；所述终端设备向卫星基站传输上行数据，其中上行数据也可以采用信道编码方式进行编码，编码后的数据经过星座调制后传输给卫星基站。
图1中的卫星基站与终端设备之间采用无线技术进行通信。当卫星基站发送信号时，卫星基站为发送端，当卫星基站接收信号时，其为接收端。反之，当终端设备发送信号时，终端设备为发送端，当终端设备接收信号时，其为接收端。
混合自动重传请求(HARQ)是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ) 相结合而形成的技术。前向纠错编码(FEC)通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。对于前向纠错编码(FEC)无法纠正的错误，接收端会通过自动重传请求(ARQ)机制请求发送端重发数据。接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收的数据包是否出错。如果无错，则发送一个肯定的确认(ACK)；如果出错，则接收端会丢弃数据包，并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。前面介绍的自动重传请求(ARQ)机制采用丢弃数据包并请求重传的方式。然而，虽然这些数据包无法被正确解码，但其中还是包含了有用的信息，如果丢弃了，这些有用的信息就丢失了。通过使用HARQ结合软合并技术，接收到的错误数据包会保存在一个 HARQ缓存中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，从而得到一个比单独解码更可靠的数据包。然后对合并后的数据包进行解码，如果还是失败，则再请求重传，再进行软合并。
根据重传的比特信息与原始传输是否相同，混合自动重传请求(HARQ)技术分为软合并(Chase Combine，简称：CC)和增量冗余(Incremental Redundancy，简称：IR)两类。软合并(CC)中重传的比特信息与原始传输相同；增量冗余中重传的比特信息不需要与原始传输相同。这里我们只介绍增量冗余，因为LTE和5G NR中使用的是这种机制。在增量冗余中，每一次重传并不需要与初始传输相同。相反，会生成多个编码比特的集合，每个集合都携带相同的信息。每当需要重传时，通常会传输与前一次不同的编码比特集合，接收端会把重传的数据与前一次传输的数据进行合并。每次重传的编码比特集合称为一个冗余版本(Redundancy Version，简称：RV)。由于重传可能携带了不包含前次传输中的额外奇偶校验比特(parity bit)，所以重传的码率会降低。每次重传可以包含与初始传输数目不同的编码比特，且不同重传的调制方式也可以不同。
信息比特序列经过信道编码之后，会输出***比特序列(systematic bits)，第一校验比特序列(first parity bits)和第二校验比特序列(second parity bits)。这些输出的比特序列会先进行交织，然后***到一个环形缓冲器(circular buffer)中。其中，***比特序列(systematic bits) 会先***，然后第一校验比特序列(first parity bits)和第二校验比特序列(second parity bits) 交替着***。
不同的冗余版本RV意味着从环形缓冲器的不同起始位置来提取要发送的比特。以DL-SCH和UL-SCH为例，其信道编码采用了Turbo编码。Turbo编码中的***比特(systematicbits)比校验比特(parity bit)重要，在初传(initial transmission)中至少需要包含所有的***比特(systematic bits)和部分校验比特(parity bit)；而在重传(retransmission)中，会包含初传中没有的校验比特(parity bit)。如果初传(即第一次传输)的接收质量很差或根本没收到，此时重传只带校验比特(parity bit)的冗余版本RV不如重传包含全部(或部分)***比特 (systematic bits)的冗余版本RV来得性能好。这里有两种不同的否定应答：NACK和DTX。 NACK要求重传额外的校验比特(parity bit)，而DTX要求重传***比特(systematic bits)。总之，基于之前传输尝试的信号质量来决定重传中包含多少***比特(systematic bits)和校验比特(parity bit)是很重要的。
针对同一HARQ进程，HARQ协议在时域上分为同步(synchronous)和异步(asynchronous)两类；在频域上分为自适应(adaptive)和非自适应(non-adaptive)两类。异步HARQ(asynchronous HARQ)意味着重传可以发生在任一时刻，也意味着能以任意顺序使用HARQ进程。同步HARQ(synchronous HARQ)意味着重传只能在前一次传输之后的固定时刻发送，也意味着某个特定的子帧，只能使用某个特定的HARQ进程。自适应HARQ (adaptiveHARQ)意味着可以改变重传所使用的物理资源块(PRB)资源以及调制与编码策略(MCS)。非自适应HARQ(non-adaptive HARQ)意味着重传必须与前一次传输(新传或前一次重传)使用相同的物理资源块(PRB)资源和调制与编码策略(MCS)。在LTE和5G NR中，下行使用异步、自适应HARQ；上行使用同步HARQ，但重传可以是自适应的，也可以是非自适应的。需要注意的是，异步或同步、自适应或非自适应都是针对前一次传输(包括新传和前一次重传)与重传之间的关系的，而不是针对物理上行共享信道(PUSCH)传输 (包括新传和重传)与ACK/NACK之间的关系的。
图2是采用混合自动重传请求HARQ技术的数据传输过程。如图2所示，发送端发送数据包1的冗余版本1，接收端接收数据包1的冗余版本1并译码，判断译码是否正确，如果译码不正确，接收端给发送端反馈NACK。发送端接收NACK后，知道接收端没有正确接收数据包1，发送端选择数据包1的冗余版本2进行重传，接收端接收数据包1的冗余版本2 并译码，判断译码是否正确。如果接收端译码正确，则接收端给发送端反馈ACK。发送端接收到接收端发送的ACK后，确认接收端已经正确接收数据包1，于是发送端选择新的数据包 2进行传输。
图3是数据包冗余版本的生成过程。如图3所示，信息比特序列先经过信道编码。可选的，所述信道编码方式可以是Turbo码，LDPC码，或现有技术中其他有效的信道编码方式，本申请对此不做限定。信息比特序列经信道编码后得到***比特序列以及校验比特序列。不失一般性地，我们以校验比特序列包含两种类型的序列为例，即图3中的校验比特序列1和校验比特序列2。将***比特序列和校验比特序列以特定的方式组合，可以得到多个冗余版本。可选的，所述***比特序列与校验比特序列的组合方式可以是***比特序列的全部比特与校验比特序列的部分比特的组合；可选的，所述***比特序列与校验比特序列的组合方式还可以是***比特序列的全部比特与校验比特序列的全部比特的组合。HARQ每次重传使用不同的冗余版本RV，最多有8个不同的冗余版本，这里每个冗余版本对应了不同的编码比特子集，每个子集包含不同的比特。以图3为例，将***比特序列的全部比特和/或校验比特序列1和/或校验比特序列2的全部或部分比特以一定的方式组合后，得到4个冗余版本RV0、 RV1、RV2、RV3。冗余版本RV0包含***比特序列的全部比特和校验比特序列1的全部或部分比特，冗余版本RV1包含校验比特序列1的全部或部分比特和校验比特序列2的全部或部分比特，冗余版本RV2包含校验比特序列1的全部或部分比特和校验比特序列2的全部或部分比特，冗余版本RV3包含校验比特序列1的全部或部分比特和校验比特序列2的全部或部分比特。
由上述描述可知，基于之前传输尝试的信号质量来决定重传中包含多少***比特和校验比特是很重要的。本申请中，接收端可以根据信道质量或信噪比与误码率曲线确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引。不同冗余版本索引可以对应不同的冗余版本组合。表1是本申请提出的一种冗余版本(RV)索引与冗余版本组合的对应关系，下面以图2中的4个冗余版本为例进行说明。所述对应关系将应用到本申请提出的卫星通信的自适应传输方法中。
表1
冗余版本索引 对应的冗余版本组合
0 RV0
1 RV0+RV1
2 RV0+RV1+RV2
3 RV0+RV1+RV2+RV3
表1中，冗余版本(RV)索引可以使用有规律的整数序列，如0，1，2，3表示；可选的，所述冗余版本索引也可以使有规律的二进制序列，如00，01，10，11表示。可选的，所述冗余版本索引也可以使有其他有规律的序列表示，本申请对此不做限定。表1所述的冗余版本索引对应四种冗余版本组合，冗余版本索引值0对应冗余版本RV0；冗余版本索引值1 对应冗余版本RV0和RV1的组合；冗余版本索引值2对应冗余版本RV0、RV1与RV2的组合；冗余版本索引值3对应冗余版本RV0、RV1、RV2和RV3的组合。
除表1描述的冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系外，仍以图2中的4个冗余版本为例，还可以使用更多的冗余版本索引值来表示更多种类的冗余版本组合。如下表2所示，为使用7个冗余版本索引值表示7种不同的冗余版本组合。表1中，从冗余版本索引值0到索引值3，对应的冗余版本组合是在前一个冗余版本索引值对应的冗余版本组合的基础上再增加其他冗余版本。表2中，冗余版本索引值0对应一个冗余版本RV0，冗余版本索引值1、2、3分别对应2个冗余版本的组合；冗余版本索引值4、5、6分别对应三个冗余版本的组合；冗余版本索引值7，对应4个冗余版本的组合。可选的，所述冗余版本索引值还可以使用3 个二进制比特或其他有效的表示方式进行表示，本申请对此不做限定。
表2
RV Index(RV索引) 对应的冗余版本RV
0 RV0
1 RV0+RV1
2 RV0+RV2
3 RV0+RV3
4 RV0+RV1+RV2
5 RV0+RV1+RV3
6 RV0+RV2+RV3
7 RV0+RV1+RV2+RV3
本申请包括但不限于表1和表2所述的冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系。可选的，还可以使用更多的冗余版本索引值表示更多种类的冗余版本组合。冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系可以根据需求定义，但通常在初传(即第一次传输)的过程中至少需要包含全部的***比特和部分校验比特。所以，上述冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系至少需要满足如下条件：至少一个冗余版本索引值对应的冗余版本包含***比特序列的全部比特，例如，表1和表2中冗余版本索引对应的冗余版本组合中均包括涵盖全部***比特的冗余版本RV0。
图4是本申请提出的一种卫星通信的自适应传输方法400的流程示意图。如图4所示，接收端主要包括如下处理流程：
401、接收端确定冗余版本索引。其中，一个冗余版本索引可以包含多个冗余版本索引值，不同的冗余版本索引值对应不同的冗余版本组合。
将***比特序列和校验比特序列以特定的方式组合，可以得到多个冗余版本。可选的，所述冗余版本可以是全部的***比特与全部或部分校验比特的组合；可选的，所述冗余版本还可以是第一校验比特的全部或部分比特与第二校验比特的全部或部分比特的组合；
所述接收端可以根据信道质量确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引；可选的，所述接收端还可以根据信噪比与误码率曲线确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引；
所述冗余版本索引可以使用有规律的整序列数表示，如0，1，2，3等；
可选的，所述冗余版本索引还可以使用有规律的二进制序列表示，如00，01，10，11等；
可选的，所述冗余版本索引还可以使用其他有规律的序列表示，本申请对此不做限定；
所述冗余版本索引值与冗余版本组合的对应关系可以根据需求定义，但至少需要满足如下条件：至少一个冗余版本索引值对应的冗余版本组合包含***比特序列的全部比特。
402、接收端向发送端反馈冗余版本索引。
所述接收端可以通过上行控制信道或上行数据信道向发送端反馈冗余版本索引。
在本申请的实施例一中，接收端通过上行控制信道向发送端反馈冗余版本索引。图5是本申请实施例一所述方法500的流程示意图，具体流程如下：
501、接收端对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列；
可选的，所述信道编码方式可以是卷积码，或极化码，或RM编码，或现有技术中其他有效的编码方式，本申请对此不做限定。
502、接收端对信道编码后的比特序列进行正交相移键控(Quadrature PhaseShift Keying，简称：QPSK)调制，得到复数符号序列；
503、接收端将复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至发送端。
在本申请的实施例二中，接收端通过上行数据信道向发送端反馈冗余版本索引。图6是本申请实施例二所述方法600的流程示意图，具体流程如下：
601、接收端对冗余版本索引进行信道编码，得到冗余版本索引信道编码后的比特序列；
可选的，所述信道编码方式可以是卷积码，或极化码，或RM编码，或现有技术中其他有效的编码方式，本申请对此不做限定。
602、接收端对上行传输的数据进行信道编码，得到上行传输数据信道编码后的比特序列；
可选的，所述信道编码方式可以是卷积码，或极化码，或Turbo码，或低密度奇偶校验 (Low Density Parity Check，简称：LDPC)码，或现有技术中其他有效的编码方式，本申请对此不做限定；
603、接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起，得到复用后的比特序列；
可选的，所述复用方式包括将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接附在上行传输数据信道编码后的比特序列之后；
可选的，所述复用方式还包括将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接***到上行传输数据信道编码后的比特序列之中；
可选的，所述复用方式还包括将冗余版本索引信道编码后的比特序列按每比特顺序与上行传输数据信道编码后的比特序列交替穿插在一起；
可选的，所述复用方式还包括现有技术中其他有效的将冗余版本索引信道编码后的比特序列与上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起的方式，本申请对此不做限定。
604、接收端对所述复用后的比特序列进行交织，调制，并映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至发送端。
相对应地，本申请提出的卫星通信的自适应传输方法400的发送端主要包括如下处理流程：
403、发送端接收接收端反馈的冗余版本索引信号，并对所述冗余版本索引信号进行解调、译码等操作，获得冗余版本索引。
404、发送端根据获得的冗余版本索引和冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系，获取对应的冗余版本组合。
所述冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系可以如上述表1、表2所示，但并不局限于表1、表2所示的对应关系。如表1所示，冗余版本索引值有4种，如果获得的冗余版本索引值为2，则对应的冗余版本组合为RV0，RV1，RV2；如表2所示，冗余版本索引值有7 种，如果获得的冗余版本索引值为2，则对应的冗余版本组合为RV0，RV2。
405、发送端根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输。
所述冗余版本组合中各冗余版本可以在连续的资源块或不连续的资源块上进行传输。
在本申请的实施例三中，冗余版本组合中各冗余版本在连续的资源块(ResourceBlock，简称RB)上进行传输。
以表1中的冗余版本索引值2为例，对应的冗余版本组合为RV0，RV1，RV2。冗余版本RV0在资源块RBx上传输，冗余版本RV1在资源块RBx+1上传输，冗余版本RV2在资源块 RBx+2上传输；接收端在连续的资源块上解调出不同的冗余版本，并进行合并，从而获得分集增益。
在本申请的实施例四中，冗余版本组合中各冗余版本在不连续的资源块上进行传输。
仍以表1中的冗余版本索引2为例，对应的冗余版本组合为RV0，RV1，RV2。冗余版本RV0在资源块RBx上传输，冗余版本RV1在资源块RBy上传输，冗余版本RV2在资源块RBz上传输。资源块RBx，RBy，RBz的资源位置存在一定映射关系。可选的，资源块RBx，RBy， RBz资源位置存在一定偏移量，所述偏移量对发送端和接收端是已知的，接收端根据资源块 RBx的位置和所述偏移量就可以获知资源块RBy，RBz的资源位置。可选的，资源块RBx， RBy，RBz资源位置存在一定的函数关系，所述函数关系对发送端和接收端是已知的，接收端根据资源块RBx的位置和所述函数关系就可以获知资源块RBy，RBz的资源位置。接收端根据资源块RBx，RBy，RBz资源位置，在相应的资源块上解调出不同的冗余版本，并进行合并，从而获得分集增益。
本申请除了上述提出的卫星通信的自适应传输方法400外，还提出一种根据信噪比 (Signal-Noise Ratio，简称：SNR)传输冗余版本的方法700。所述方法700无需HARQ重传，发送端也无需等待接收端的ACK/NACK反馈，具体方法流程参见图7，模拟传输过程参见图 8。
图7是本申请提出的根据信噪比传输冗余版本的方法700的流程示意图。所述方法具体流程如下：
701、在初始时刻t0，卫星以某一固定速率R＝Blog2(1+γ)发送数据包，此速率对应某一信噪比γ。
702、经地面用户测量，卫星在t1时刻接收到用户反馈的信噪比SNR0。
由于卫星的传输时延，所述信噪比SNR0为自t0时刻发送经传输时延后被卫星在t1时刻接收时的信噪比。
703、卫星将t1时刻接收到的信噪比SNR0与t0时刻发送时的信噪比γ进行比较；若SNR0＞γ，则卫星在t1时刻开始重复t0时刻的传输过程；若SNR0＜γ，则在t1时刻发送对应t0时刻的带RV0版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R。
若SNR0＞γ，说明实际传输的信道质量比以固定速率R发送数据的期望信道质量好，认为之前的数据均正常接收，则卫星在t1时刻开始重复t0时刻的传输过程；
若SNR0＜γ，说明实际传输的信道质量比以固定速率R发送数据的期望信道质量差，认为之前的数据未能正常接收，则在t1时刻发送对应t0时刻的带RV0版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R，即信噪比仍为γ。
704、若SNR0＜γ，经地面用户测量，卫星在t2时刻收到用户反馈的信噪比SNR1。
由于传输时延，所述信噪比SNR1为自t1时刻传输经传输时延后被卫星在t2时刻接收时的信噪比。
705、卫星将t2时刻接收到的信噪比SNR1与t1时刻发送时的信噪比γ进行比较；若SNR1＞γ，则卫星在t2时刻开始重复t0时刻的传输过程；若SNR1＜γ，则在t2时刻仍发送对应t1时刻的带RV1版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R。
若SNR1＞γ，说明实际传输的信道质量比以固定速率R发送数据的期望信道质量好，认为之前的数据均正常接收则在t2时刻将继续传输下一个数据包。
若SNR1＜γ，说明实际传输的信道质量比以固定速率R发送数据的期望信道质量差，认为之前的数据未能正常接收，则在t2时刻仍发送对应t1时刻的带RV1版本的数据以及部分新的数据，同时保证传输速率仍为R。
706、按照上述步骤的规则类推，直至SNRx＞γ(x为整数，且x≥1)，说明之前发送的数据均正常接收，卫星将开始重复t0时刻的传输过程。
本发明提出两种无需HARQ重传技术的卫星通信自适应传输方法。
方法一通过接收端反馈冗余版本索引，发送端根据接收端反馈的冗余版本索引对应的冗余版本，采用不同的分集方式传输。该方法无需HARQ重传，降低了卫星通信***的传输时延；同时通过分集传输，可获得分集传输增益和编码增益，从而提高数据传输的可靠性。
方法二根据地面用户测量反馈的信噪比来选择合适的冗余版本传输，无需HARQ重传，降低了卫星通信***的传输时延，也保证了数据传输的可靠性。
卫星基站与终端设备之间采用无线技术进行通信。当卫星基站发送冗余版本数据包时，卫星基站为发送端，当卫星基站接收冗余版本数据包时，其为接收端。反之，当终端设备发送冗余版本数据包时，终端设备为发送端，当终端设备接收冗余版本数据包时，其为接收端。
图9所示为本申请提供的一种用户终端900的结构示意图，所述用户终端执行接收端操作，包括：
确定模块901，用于确定冗余版本索引；
发送模块902，用于向卫星基站反馈冗余版本索引；
可选的，所述用户终端还包括编码模块906，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列；
可选的，所述用户终端还包括调制模块907，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；
可选的，所述用户终端还包括映射模块908，用于将复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至卫星基站；
可选的，所述编码模块906，还用于对上行传输的数据进行信道编码，得到上行传输数据信道编码后的比特序列；
可选的，所述用户终端还包括复用模块909，用于将冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起，得到复用后的比特序列；
可选的，所述调制模块907，还用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用后的序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；
可选的，所述映射模块908，还用于将复数符号序列映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至卫星基站。
所述用户终端还可以执行发送端操作，若用户终端执行发送端操作，包括：
接收模块903，用于接收卫星基站反馈的冗余版本索引信号；
获取模块904，用于根据获得的冗余版本索引和冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系，获取对应的冗余版本组合；
分集模块905，用于根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输；
可选的，所述用户终端还包括解调模块910，用于对接收到的冗余版本索引信号进行解调；
可选的，所述用户终端还包括译码模块911，用于对解调后的冗余版本索引信号进行译码；
可选的，所述用户终端还包括通信模块912，用于实现所述用户终端与卫星基站之间的业务通信。
图10所示为本申请提供的一种用户终端1000的结构示意图，用户终端1000包括：
存储器1001，用于存储计算机程序指令；
处理器1002，用于执行所述存储器存储的所述程序；
当所述程序被执行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述用户终端实现上述任一实施例中用户终端相关的卫星通信自适应传输方法。
可选的，用户终端1000还包括收发器1003，当所述程序被执行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述用户终端的收发器实现上述任一实施例中用户终端相关的卫星通信自适应传输方法中接收和发送的步骤。
图11所示为本申请提供的一种卫星基站1100的结构示意图，所述卫星基站执行发送端操作，包括：
接收模块1101，用于接收用户终端反馈的冗余版本索引信号；
获取模块1102，用于根据获得的冗余版本索引和冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系，获取对应的冗余版本组合；
分集模块1103，用于根据获取的冗余版本组合，选择合适的分集方式进行传输；
可选的，所述卫星基站还包括解调模块1106，用于对接收到的冗余版本索引信号进行解调；
可选的，所述卫星基站还包括译码模块1107，用于对解调后的冗余版本索引信号进行译码；
可选的，所述卫星基站还包括通信模块1108，用于实现所述卫星基站与用户终端之间的业务通信。
所述卫星基站还可以执行接收端操作，若所述卫星基站执行接收端操作，包括：
确定模块1104，用于确定冗余版本索引；
发送模块1105，用于使用合适的分集方式传输冗余版本；
可选的，所述卫星基站还包括编码模块1109，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列；
可选的，所述卫星基站还包括调制模块1110，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；
可选的，所述卫星基站还包括映射模块1111，用于将复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至用户终端；
可选的，所述编码模块1109，还用于对上行传输的数据进行信道编码，得到上行传输数据信道编码后的比特序列；
可选的，所述卫星基站还包括复用模块1112，用于将冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起，得到复用后的比特序列；
可选的，所述调制模块1110，还用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用后的序列进行正交相移键控(QPSK)调制，得到复数符号序列；
可选的，所述映射模块1111，还用于将复数符号序列映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至用户终端。
图12所示为本申请提供的一种卫星基站1200的结构示意图，卫星基站1200包括：
存储器1201，用于存储计算机程序指令；
处理器1202，用于执行所述存储器存储的所述程序；
当所述程序被执行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述卫星基站实现上述任一实施例中卫星基站相关的卫星通信自适应传输方法。
可选的，卫星基站还包括收发器1203，当所述程序被执行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述卫星基站的收发器实现上述任一实施例中卫星基站相关的卫星通信自适应传输方法的接收和发送的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被计算机执行时实现上述任一实施例中的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被计算机执行时实现上述任一实施例中的方法。
本申请实施例还提供一种卫星通信***，其包括用户终端和卫星基站。例如，所述用户终端可以是上述实施例提供的用户终端900，所述卫星基站可以是上述实施例提供的卫星基站1100；或者，所述用户终端可以是上述实施例提供的用户终端1000，所述卫星基站可以是上述实施例提供的卫星基站1200。
本申请实施例还提供了一种***芯片，该***芯片包括：处理单元和通信单元。该处理单元，例如可以是处理器。该通信单元例如可以是输入/输出接口、管脚或电路等。该处理单元可执行计算机指令，以使该通信装置内的芯片执行上述本申请实施例提供的任一种的方法。
本申请实施例描述的各示例的单元及方法过程，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***。方法中的一些步骤可以忽略，或不执行。此外，各个单元相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口实现，这些接口可以是电性、机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心、等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带、U盘、ROM、RAM等)、光介质(例如，CD、DVD等)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种卫星通信的自适应传输方法，其特征在于，所述方法包括：
接收端确定冗余版本索引；
所述接收端根据信道质量或信噪比与误码率曲线确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引；
所述接收端向发送端反馈冗余版本索引；
其中，所述接收端向发送端反馈冗余版本索引的方法还包括：
接收端对冗余版本索引进行信道编码，获得冗余版本索引信道编码后的比特序列；
接收端对上行传输的数据进行信道编码，获得上行传输数据信道编码后的比特序列；
接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起；
接收端对所述复用在一起的比特序列进行交织，调制，并映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至发送端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端向发送端反馈冗余版本索引的方法包括：
接收端对冗余版本索引进行信道编码，获得信道编码后的比特序列；
接收端对所述信道编码后的比特序列进行正交相移键控调制，获得复数符号序列；
接收端将所述复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至发送端。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端对冗余版本索引进行信道编码的方式包括卷积码，或极化码，或RM编码。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起的方式包括：
接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接附在上行传输数据信道编码后的比特序列之后。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起的方式包括：
接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列直接***到上行传输数据信道编码后的比特序列之中。
6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述接收端将所述冗余版本索引信道编码后的比特序列和所述上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起的方式还包括：接收端将冗余版本索引信道编码后的比特序列按每比特顺序与上行传输数据信道编码后的比特序列交替穿插在一起。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系满足条件，冗余版本索引中至少一个冗余版本索引值对应的冗余版本组合包含***比特序列的全部比特。
8.一种卫星通信的自适应传输方法的用户终端，其特征在于，包括：确定模块、发送模块；
所述确定模块，用于确定冗余版本索引；
所述确定模块根据信道质量或信噪比与误码率曲线确定冗余版本，再根据冗余版本索引与冗余版本组合的对应关系确定冗余版本索引；
所述发送模块，用于向卫星基站反馈冗余版本索引；
所述发送模块通过上行控制信道或上行数据信道向发送端反馈冗余版本索引；
其中，所述用户终端还包括：复用模块、调制模块、映射模块；
所述复用模块，用于将冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用在一起，得到复用后的比特序列；
所述调制模块，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列和上行传输数据信道编码后的比特序列复用后的序列进行正交相移键控QPSK调制，得到复数符号序列；
所述映射模块，还用于将复数符号序列映射到上行数据信道的传输资源中进行传输，最终传输至卫星基站。
9.根据权利要求8所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端还包括：编码模块；
所述编码模块，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列。
10.根据权利要求8所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端还包括：调制模块、映射模块；
所述调制模块，用于对冗余版本索引信道编码后的比特序列进行正交相移键控QPSK调制，得到复数符号序列；
所述映射模块，用于将复数符号序列映射到上行控制信道的传输资源上进行传输，最终传输至卫星基站。
11.根据权利要求8所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端还包括：编码模块；
所述编码模块，用于对冗余版本索引进行信道编码，得到信道编码后的比特序列；对上行传输的数据进行信道编码，得到上行传输数据信道编码后的比特序列。
12.一种卫星通信的自适应传输方法的用户终端，其特征在于，包括：处理器、存储器；
所述处理器与所述存储器连接；
所述存储器用于存储计算机程序指令，当所述用户终端运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机程序指令，以使所述用户终端执行如权利要求1-7中任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7中任意一项所述的卫星通信自适应传输方法。
14.一种卫星通信***，其特征在于，所述卫星通信***包括如权利要求8-11任意一项所述的用户终端；或者，所述卫星通信***包括如权利要求12所述的用户终端。
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