一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域中一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，特别适用于无线突发非对称信道的通信系统，尤其是适用于流星余迹突发通信系统。
【背景技术】
[0002]传统流星余迹突发通信中采用的速率自适应传输模式，第一，采用本端的接收信号信噪比决定本端的发送速率，这样的弊端是如果信道不对称则导致此时的信道不适合当时的速率传输，信息通过量低。第二，采用速率指示与数据时分传输，同样导致信道利用率低。通过长时间野外试验数据表明，传统流星余迹突发通信中采用的速率自适应系统有待改进。
【发明内容】
[0003]为适应系统需要本发明的自适应变速率装置主要具有以下创新点:信噪比估计技术及突发非对称信道的自适应变速率技术。本发明主要完成接收信号的信噪比估计并通过信道发送给对端、根据对端信噪比及信道衰落特性进行发送速率的控制。本发明使得通信设备在无线突发非对称通信的条件下能够迅速的建立起通信链路进行数据交互，并能根据信道情况自适应变速率，以达到信道的最高利用率。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，包括解调器7、协议控制单元1、信噪比估计单元2和调制器12，所述解调器7的输入端口 I接收外部信号，经解调后由输出端口 2分别输出至变速率协议控制单元I的输入端口I和信噪比估计单元2的输入端口 4 ;变速率协议控制单元I接收解调器7输出的解调信息，从解调信息中分离出对端传过来的信噪比估计值，根据信道特性预计出下次突发通信的信道情况，确定下次突发通信的通信速率，并形成速率控制信号由输出端口 2输出至调制器12的输入端口 2 ;信噪比估计单元2的输入端口 I接收外部信号，其输入端口 3接收外部业务信息，信噪比估计单元2将外部信号经过检波后与解调信息进行信噪比估计，将信噪比估计值和外部输入的业务信息合并后由输出端口 2输出至调制器12的输入端口 I ;调制器12在速率控制信号的控制下将接收的合并后的信噪比估计值和外部输入的业务信息进行相应速率调制后由输出端口 3输出。
[0006]其中，所述变速率协议控制单元I包括收信息帧分离模块4、信道预计模块5和速率控制模块6 ;收信息帧分离模块4的输入端口 I接收解调模块7的输出端口 2输出的解调信息，从解调信息中分离出对端传过来的信噪比并由输出端口 2输出至信道预计模块5的输入端口 I ;信道预计模块5根据输入的信噪比及信道特性预计下次突发通信的信道情况并由输出端口 2输出信道预计情况至速率控制模块6的输入端口 I ;速率控制模块6根据输入的信道预计情况确定下次发送数据的调制速率形成速率控制信号并由输出端口 2输出。
[0007]其中，所述信噪比估计单元2包括检波模块8、dB转换模块9、信噪比计算模块10和发信息帧合并模块11 ;检波模块8的输入端口 I接收外部信号，检波模块8将外部信号进行检波后由输出端口 2输出至dB转换模块9的输入端口 I ;dB转换模块9将检波后的信号进行dB转换后由输出端口 2输出至信噪比计算模块10的输入端口 1-2 ;信噪比计算模块10的输入端口 1-1接收解调器2的输出端口 2输出的解调信息；信噪比计算模块10根据解调信息及dB转换后的检波信号计算出信号功率及噪声功率后得到信噪比估计值并由输出端口 2输出至发信息帧合并模块11的输入端口 I ;发信息帧合并模块11的输入端口3接收外部业务信息，发信息帧合并模块11将信噪比估计值与外部业务信息合并后由输出端口 2输出。
[0008]本发明相比【背景技术】有如下优点:
[0009]1、本发明提出了一种简单可靠的自适应变速率方法，在实际应用中得到验证，极大的减少了 FPGA资源。
[0010]2、本发明的提出了一种新的对突发通信的信噪比估计方法，实用性强。
[0011]3、本发明使得通信设备在无线突发非对称通信的条件下能够迅速的建立起通信链路进行数据交互，并根据信道情况自适应变速率，以达到信道的最高利用率。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例的电原理分框图；
[0013]图2是本发明变速率协议控制单元I实施例的电原理图；
[0014]图3是本发明信噪比估计单元2实施例的电原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0016]参照图1，本发明包括解调器7、变速率协议控制单元1、信噪比估计单元2、调制器12和电源3，其中解调器7的输入端口 I接收外部信号，其输出端口 2分别连接变速率协议控制单元I的输入端口 I和信噪比估计单元2的输入端口 4 ;变速率协议控制单元I的输出端口 2连接调制器(12)的输入端口 2 ;信噪比估计单元(2)的输入端口 I接收外部信号，其输入端口 3接收外部业务信息，其输出端口 2连接调制器(12)的输入端口 I ;调制器(12)的输出端口 3连接外部发信机；电源3+V电压端分别与各模块电路相应电源端口连接。
[0017]参照图2，本发明变速率协议控制单元I包括收信息帧分离模块4、信道预计模块5和速率控制模块6，图2是本发明变速率协议控制单元I的电原理图，实施例按图2连接线路。收信息帧分离模块4从解调数据端口 A输入的信息帧中分离出对端传过来的信噪比；信道预计模块5根据输入的信噪比及信道特性预计下次突发通信的信道情况并输出信道预计情况；速率控制模块6根据输入的信道预计情况确定下次发送数据的调制速率并输出至调制器，对调制器当前速率进行控制。收信息帧分离模块4、信道预计模块5和速率控制模块6的各输入端口 20脚与地端并接，各输入端口 21脚与电源3+V电压端并接。实施例收信息帧分离模块4、信道预计模块5和速率控制模块6采用一块现场可编程门阵列FPGA集成电路制作。
[0018]参照图3，本发明信噪比估计单元2包括检波模块8、dB转换模块9、信噪比计算模块10和发信息帧合并模块11，图3是本发明信噪比估计单元2的电原理图，实施例按图3连接线路。检波模块8对外部信号进行检波；dB转换模块9将检波后的信号进行dB转换；信噪比计算模块10根据解调信息及dB转换后的检波信号计算出信号功率及噪声功率后得到信噪比估计值；发信息帧合并模块11将信噪比估计值与数据发送端口 E输出的业务信息合并生成信息帧，并由其输出端口 2输出至调制器进行数据调制经信道发送到对端。检波模块8、dB转换模块9、信噪比计算模块10和发信息帧合并模块11的各输入端口 20脚与地端并接，各输入端口 21脚与电源3+V电压端并接。实施例dB转换模块9、信噪比计算模块10和发信息帧合并模块11采用一块现场可编程门阵列FPGA集成电路制作，与变速率协议控制单元I共用一块现场可编程门阵列FPGA集成电路。
[0019]本发明电源3提供各级部件工作电压，实施例采用通用的集成稳压电源制作，输出+V电压为+3.3V电压。
[0020]本发明简要工作原理如下:变速率协议控制单元I完成解调信息分离，分离出对端传过来的信噪比，根据信道特性预计出下次突发通信的信道情况，确定下次突发通信的通信速率。信噪比估计单元2将接收的外部信号经过检波及解调信号指示进行信噪比估计，将信噪比估计值和业务信息一起合并，经调制后通过信道发送给对端，以便对端根据现在信噪比及信道预测确定下次突发通信速率。
[0021]本发明集成在一块现场可编程门阵列FPGA集成电路上。
【主权项】
1.一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，其特征在于:包括解调器(7)、协议控制单元(1)、信噪比估计单元(2)和调制器(12)，所述解调器(7)的输入端口 I接收外部信号，经解调后由输出端口 2分别输出至变速率协议控制单元(I)的输入端口 I和信噪比估计单元(2)的输入端口 4 ;变速率协议控制单元(I)接收解调器(7)输出的解调信息，从解调信息中分离出对端传过来的信噪比估计值，根据信道特性预计出下次突发通信的信道情况，确定下次突发通信的通信速率，并形成速率控制信号由输出端口 2输出至调制器(12)的输入端口 2 ;信噪比估计单元(2)的输入端口 I接收外部信号，其输入端口 3接收外部业务信息，信噪比估计单元(2)将外部信号经过检波后与解调信息进行信噪比估计，将信噪比估计值和外部输入的业务信息合并后由输出端口 2输出至调制器(12)的输入端口I ;调制器(12)在速率控制信号的控制下将接收的合并后的信噪比估计值和外部输入的业务信息进行相应速率调制后由输出端口 3输出。
2.根据权利要求1所述的一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，其特征在于:所述变速率协议控制单元(I)包括收信息帧分离模块(4)、信道预计模块(5)和速率控制模块(6);收信息帧分离模块⑷的输入端口 I接收解调模块(7)的输出端口 2输出的解调信息，从解调信息中分离出对端传过来的信噪比并由输出端口 2输出至信道预计模块(5)的输入端口 I ;信道预计模块(5)根据输入的信噪比及信道特性预计下次突发通信的信道情况并由输出端口 2输出信道预计情况至速率控制模块￠)的输入端口 I ;速率控制模块(6)根据输入的信道预计情况确定下次发送数据的调制速率形成速率控制信号并由输出端口 2输出。
3.根据权利要求1所述的一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，其特征在于:所述信噪比估计单元(2)包括检波模块(8)、dB转换模块(9)、信噪比计算模块(10)和发信息帧合并模块(11);检波模块⑶的输入端口 I接收外部信号，检波模块(8)将外部信号进行检波后由输出端口 2输出至dB转换模块(9)的输入端口 I ;dB转换模块(9)将检波后的信号进行dB转换后由输出端口 2输出至信噪比计算模块(10)的输入端口 1-2 ;信噪比计算模块(10)的输入端口 1-1接收解调器(2)的输出端口 2输出的解调信息；信噪比计算模块(10)根据解调信息及dB转换后的检波信号计算出信号功率及噪声功率后得到信噪比估计值并由输出端口 2输出至发信息帧合并模块(11)的输入端口 I ;发信息帧合并模块(11)的输入端口 3接收外部业务信息，发信息帧合并模块(11)将信噪比估计值与外部业务信息合并后由输出端口 2输出。
【专利摘要】本发明公开了一种用于突发非对称信道的自适应变速率装置，它涉及无线通信领域中突发非对称通信系统，尤其是流星余迹通信系统，可以在短时间内根据信道衰落完成速率自适应的信息传输。本装置包括解调器、调制器、变速率协议控制单元、信噪比估计单元和电源；本发明主要完成接收信号的信噪比估计并通过信道发送给对端、根据对端信噪比及信道衰落特性进行发送速率的控制。本装置使得整个通信速率自适应匹配信道状况，使通信速率和瞬时信道容量接近，从而提高了无线通信系统的信息通过量；同时，低信噪比情况下自适应降速传输，降低系统对接收信号电平的要求，提高对小信号的利用率，极大缩短了通信的平均等待时间。
【IPC分类】H04L1-00
【公开号】CN104683071
【申请号】CN201510116508
【发明人】李经安, 王小波
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月17日