一种面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统及方法

文档序号:35054399发布日期:2023-08-06 09:58阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统,其特征在于:包括发端、收端和反馈链路;发端采用适应动态跨水面信道的rs-ldpc信道编码方案,经过编码后的编码数据加上同步头和码率信息组成数据帧,数据帧经过光源调制后发送,调制方式采用ook调制;收端对光电探测器apd采集的信号进行解调,解调数据先后进行帧同步、信道估计与信道译码,根据信道估计结果结合mcs查表确定反馈信息,通过反馈链路将反馈信息反馈至发端;发端根据反馈信息自适应调整码率参数,采用后退n步式arq协议重传调整码率后的错误数据帧,收端接收到重传数据帧后采用软合并方式进行译码,实现对错误帧的恢复。

2.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道的含反馈链路的可见光通信系统,其特征在于:所述发端采用适应动态跨水面信道的rs-ldpc信道编码方案,所述跨水面信道的特性为随机弱链路+噪声,所述随机弱链路可以建模为信道擦除,因此跨水面信道具有“擦除+噪声”特征,该信道编码方案为纠错码和纠删码的级联码,联合抗信道擦除和噪声带来的误码,提高了可靠性。

3.根据权利要求2所述的面向动态跨水面信道的含反馈链路的可见光通信系统,其特征在于:所述rs-ldpc信道编码方案中的rs码作为纠删码,ldpc码作为纠错码,rs-ldpc信道编码方案的信道编码过程为:

4.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道的含反馈链路的可见光通信系统,其特征在于:所述同步头为一段固定序列,用于收端定位有效数据起始位置;所述码率信息包含rs码与ldpc码的码率信息,用于收端信道译码。

5.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道的含反馈链路的可见光通信系统,其特征在于:所述光源的波长为450-550nm,即蓝绿光之间,降低光信号在水下传输过程中的功率损耗。

6.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道的含反馈链路的可见光通信系统,其特征在于:所述光电探测器apd接收到信号后,将光信号转化为电信号,对电信号进行解调,解调得到数据首先根据同步头,确定有效数据的起始位;然后根据数据帧中的码率信息,结合信道估计结果,对编码数据进行译码。

7.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统,其特征在于:所述收端根据帧同步后的数据进行信道估计,所述csi包含链路增益均值和方差,其中均值用于确定链路的整体snr的变化,方差用于确定不同程度波浪环境下的信道;所述调制编码表mcs包括不同csi下的rs码和ldpc码的码率信息,其中ldpc码率变化适应信道snr的变化,rs码率变化适应不同波浪环境的变化。

8.根据权利要求1所述的面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统,其特征在于:所述反馈信息包含重传信号ack/nack和码率参数,其中译码成功返回ack,译码失败反馈nack,码率参数包含rs码率和ldpc码率两个信息。

9.根据权利要求8所述的面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统,其特征在于:当发端接收到反馈的nack信号时,采用后退n步式arq协议,将缓存区中的包含错误数据帧的n个数据帧重新发送;收端将错误数据帧保存在缓存区中,与重传的数据帧进行软合并,完成译码后重新发送确认信号。

10.一种面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信方法,其特征在于:发端采用适应动态跨水面信道的rs-ldpc信道编码方案,经过编码后的编码数据加上同步头和码率信息组成数据帧,数据帧经过光源调制后发送,调制方式采用ook调制;收端对光电探测器apd采集的信号进行解调,解调数据先后进行帧同步、信道估计与信道译码,根据信道估计结果结合mcs查表确定反馈信息,通过反馈链路将反馈信息反馈至发端;发端根据反馈信息自适应调整码率参数,采用后退n步式arq协议重传调整码率后的错误数据帧,收端接收到重传数据帧后采用软合并方式进行译码,实现对错误帧的恢复。


技术总结
本发明涉及一种面向动态跨水面信道含反馈的可见光通信系统及方法,包括发端、收端和反馈链路;发端采用适应动态跨水面信道的RS‑LDPC信道编码方案,经过编码后的编码数据加上同步头和码率信息组成数据帧,数据帧经过光源调制后发送;收端对光电探测器APD采集的信号进行解调,解调数据先后进行帧同步、信道估计与信道译码,根据信道估计结果结合MCS查表确定反馈信息,通过反馈链路将反馈信息反馈至发端;发端根据反馈信息自适应调整码率参数,采用后退N步式ARQ协议重传调整码率后的错误数据帧,收端接收到重传数据帧后采用软合并方式进行译码,实现对错误帧的恢复。本发明在不同的信道状态下采用不同的自适应码率参数以提高系统吞吐量。

技术研发人员:付春方,龚晨,黄诺,徐正元
受保护的技术使用者:中国科学技术大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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