[发明专利]空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法及系统

权利要求书

1.空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对发送端缓存器发出的数据进行帧分组，分组完成后进行PPM调制，并通过衰落信道进行传输；

S2、光子探测器对每帧信号光功率进行估计判断，如果实际光子数大于光子探测器的阈值则进行步骤S3，否则进行步骤S4；

S3、结合纠错码以及交织方式进行纠错，并向发送端缓存器发送ACK确认信号；

S4、向发送端缓存器发送NACK非确认信号，重传光子数低于阈值易出错的重传帧。

2.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，对发送端缓存器发出的数据进行帧分组的过程包括：

以单位帧长的持续时间为基准对数据进行帧分组，单位帧长的持续时间表示为：

T＝L1/(log₂N)×N×T1；

其中，T为单位帧长的持续时间；L1为数据经过LDPC编码之后得到的码长；N为PPM调制阶数；T1为时隙时间。

3.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，光强闪烁指数方差大于0.3时，光子探测器的阈值为静态阈值，即采用固定的2光子/PPM符号。

4.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，当光强闪烁指数方差大于0.3，采用动态阈值，即将接收端最大光子数乘以衰落参数作为光子探测器的阈值，衰落参数为在接收端统计得到的衰落概率分布。

5.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，光强闪烁指数方差表示为：

其中，k为自由空间波数；ζ为天顶角；为距离地面h处大气折射率结构常数；H为轨道高度；h₀为地面高度。

6.根据权利要求5所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，距离地面h处大气折射率结构常数表示为：

其中，A₀为靠近地面的折射率结构常数，w为5-20km高度处的风速情况。

7.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法还包括：

S5、如果译码失败或者没有通过CRC校验，则继续重传纠错帧。

8.根据权利要求1所述的空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，其特征在于，重传帧根据对纠错帧交织之后分组得到，将重传帧中实际光子数小于光子探测器的阈值定义为易出错的重传帧，接收端缓存器向发送端缓存器发送ACK确认数据之后将重传该易出错的重传帧。

9.空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输系统，该系统用于执行权利要求1～8所述任意一种空间光通信中基于HARQ抗衰落的传输方法，该系统包括LDPC编码器、交织器、接收端传输缓存器、PPM调制器、衰落信道、PPM解调器、解交织器以及LDPC译码器，其特征在于，还包括帧分组单元、光子探测器、光功率估计单元以及接收端传输缓存器，其中：

帧分组单元，用于对接收端传输缓存器发出的信号记性帧分组；

光子探测器，用于探测衰落信道中每帧信号的实际光子数；

光功率估计单元，用于对衰落信道中每帧信号光功率进行估计，并将估计值与实际光子数与估计值进行比较后，选择处理方式；

LDPC编码器，用于对随机产生的二进制信息进行编码；

交织器，用于对产生的随机二进制信息LDPC编码之后打乱顺序；

接收端缓存器，用于缓存将要发射的大量信息比特，当收到接收端的重传信号时，用于进行重传发射；

PPM调制器，对信号进行调制，将原始信号转变成光信号；

解交织器，用于将交织打乱的信号进行还原，还原出原始顺序的信号；

LDPC译码器，用于通过BP译码算法得到软解调信息，进行迭代译码，根据各个比特对应的似然比进行译码，还原出原始的信息比特。