一种基于自适应ldpc编码调制的飞行试验遥测无线传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种飞行试验遥测无线传输方法，特别涉及一种基于自适应LDPC编 码调制的飞行试验遥测无线传输方法，动态实现遥测数据的高效率和高可靠性传输；属于 飞行试验遥测无线传输领域。
【背景技术】
[0002] 由于飞行试验的要求和特点，要采集试飞飞机要在所有可能飞行环境下的性能参 数，并评估飞行的性能。因此在飞机飞行试验过程中，高速的飞行速度和动态变化的无线通 信距离现象使得在机载测试网络与地面站之间的无线通信链路质量是动态变化的，给遥测 数据无线传输提出了严峻挑战：如果按照纠错能力强的编码方案和抗干扰能力强的调制方 案，虽然可以实现可靠的数据传输，但在无线通信链路质量很好的时候，使得遥测数据传输 效率很低；而如果选择传输效率很高的编码方案和调制方案，则对应的纠错能力和抗干扰 能力就会很弱，在无线通信链路质量很差时，无法保证遥测数据的可靠传输。综述，以上方 案都无法兼顾传输效率和传输可靠性的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决无线通信链路质量动态变化情况下，试验数据传输效率 和可靠性都无法得到保障的问题而提出的一种基于自适应LDPC编码调制的飞行试验遥测 无线传输方法。
[0004] 上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：
[0005] 步骤一、在飞机飞行试验时，机载收发器利用内部的信道估计器估计当前机载收 发器和地面站收发器之间无线通信链路的质量，用信噪比SNRi表示；确定在可靠无线传输 时，信噪比SNRp低密度奇偶校验码LDPC的编码码率Ri及调制方案D 间的映射关系M; 用M=KSNRpRpDiM表示；其中，LDPC编码码率Ri是数据长度n占LDPC编码后码长1的 比值，即Ri=n/1，1彡i彡I，iGN，I为i的最大值，LDPC为低密度奇偶校验码；N为整 数集合；
[0006] 步骤二、机载收发器把待发送的遥测数据块分割成P个长度为n的数据序列{Sp S2,S3,. . .，Sj,. . .SP};其中，j表示遥测数据序列的序号，且1彡j彡P，P为序列的总个数， 取值为大于1的正整数；
[0007] 步骤三、机载收发器设定其内部的定时器值为0,对机载收发器和地面站收发器间 无线通信的时间开始计时；机载收发器利用内部的信道估计器估计当前无线通信链路的质 量SNRi;
[0008] 步骤四、机载收发器根据链路质量SNRi和映射关系M，确定对应的LDPC编码码率 Ri和调制方案Di;
[0009] 步骤五、机载收发器对LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di进行OQPSK调制，得到 调制后的载波信号，并通过内部的无线射频电路将调制后的载波信号转换为无线信号，发 送给地面站收发器；地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，并进行OQPSK解调，得 到LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di;
[0010] 步骤六、机载收发器根据数据长度n和LDPC码的编码码率Ri,得到LDPC码的生成 矩阵G，根据矩阵G对长度为n的遥测数据序列&进行LDPC编码，得到长度为1的编码结 果序列Cj;
[0011] 步骤七、机载收发器依据调制方案Di对编码结果q进行调制，得到调制后的载波 信号，并通过机载收发器内部的无线射频电路将调制后的载波信号变换成无线信号，发送 给地面站收发器；
[0012] 步骤八、地面站收发器无线射频电路收到来自机载收发器的无线信号 后，地面站收发器依据DJt应的解调方案对无线信号进行解调，得到解调结果
[0013] 步骤九、地面站收发器根据生成矩阵G得到对应的校验矩阵H，根据校验矩阵H对 解调结果4进行〇^(：码译码，从而得到发送数据序列1的估计值：
[0014] Sj ={uI,id,id,...,/?AJ,.. .?? }；
[0015] 其中，&表示序列&中第k个遥测数据的估计值；
[0016] 步骤十、机载收发器判断是否将遥测数据发送完毕，即判断j值是否等于P+1 ;若 是，则结束本次通信；否则执行步骤十一；
[0017] 步骤十一、判断机载收发器内部的定时器的值是否达到预先设定的时间阈值t，若 定时器达到预先设定的时间阈值t，执行步骤三；否则，j增加1，执行步骤六；即完成了一种 基于自适应LDPC编码调制的飞行试验遥测无线传输方法。
[0018] 发明效果
[0019] 本发明采用自适应LDPC编码调制技术，即根据无线通信链路质量的高低，动态调 整编码方案和调制方案，实现遥测数据的高效率和可靠性传输，即兼顾了传输的可靠性和 传输的效率。
[0020] 机载收发器每隔一定的时间，通过链路质量估计器获得当前无线通信链路质量的 估计值，以此动态选择合适的低密度奇偶校验码（Low-DensityParityCheckCode，LDPC) 的编码方案和调制方案，对遥测数据进行编码和调制，然后通过机载收发器内部的无线射 频电路将调制后的结果发送给地面站。如此循环下去。从而保证遥测数据的可靠和宽带传 输。
[0021] (1)根据无线通信链路质量的高低，动态调整LDPC码的编码码率，也就动态调整 了遥测数据传输的效率。即当无线通信链路质量高时，增加LDPC码的编码码率和调制相位 数，也就增加遥测数据传输的有效传输效率，实现遥测数据的高速传输。从而实现了飞行试 验遥测数据传输吞吐量的最大化，相对于经典的LDPC编码方案和BPSK调制方案，最高可提 高吞吐量达到512倍；
[0022] (2)发明所采用的动态传输机制在无线通信链路质量低的时候，降低LDPC码的编 码码率和调制的相位数，增加无线通信的纠错能力，保证了可靠的遥测数据传输，即最大程 度上保证了飞行试验数据无线传输的可靠性；
[0023] 因此，本发明提出基于自适应LDPC编码调制的飞行试验数据无线动态传输机制， 以解决无线通信链路质量动态给试验数据传输效率和可靠性带来的负面影响。
【附图说明】
[0024] 图1为【具体实施方式】一提出的机载收发器工作流程图；
[0025] 图2为【具体实施方式】一提出的地面站收发器工作流程图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0026] 一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种基于自 适应LDPC编码调制的飞行试验遥测无线传输方法，具体是按照以下步骤制备的：
[0027] 步骤一、在飞机飞行试验时，在各种无线通信环境中，机载收发器利用内部的 信道估计器估计当前机载收发器和地面站收发器之间无线通信链路的质量，用信噪比 SNRi表示；经过反复测试试验，确定在可靠无线传输时，信噪比SNRi与低密度奇偶校验码 (Low-DensityParityCheckCode，LDPC)的编码码率Ri及调制方案间的映射关系M; 用M={ (SNRi,Ri,Di)}表示；其中，M表示在无线通信链路质量5顺1与LDPC的编码码率Ri 及调制方案Di之间的映射关系；LDPC编码码率Ri是数据长度（LDPC码编码时的信息位数， 事先与地面站收发器约定好的）n占LDPC编码后码长1的比值，即Ri=n/1，1彡i彡I， ieN，I为i的最大值，LDPC为低密度奇偶校验码；N为整数集合；可靠无线传输为地面站 收发器完全能够正确接收来自机载收发器的遥测数据；
[0028] 步骤二、机载收发器把待发送的遥测数据块分割成P个长度为n(n是LDPC码编码 时的信息位数）的数据序列{Sp S2, S3, ...，Sj,... SP};其中，j表示遥测数据序列的序号，且 I<j<p，P为序列的总个数，取值为大于1的正整数；
[0029] 步骤三、机载收发器设定其内部的定时器值为0,对机载收发器和地面站收发器间 无线通信的时间开始计时；机载收发器利用内部的信道估计器估计当前无线通信链路的质 量SNRi;
[0030] 步骤四、机载收发器根据链路质量SNRi和映射关系M，确定对应的LDPC编码码率 Ri和调制方案Di;
[0031] 步骤五、机载收发器对LDPC码的编码码率Ri和调制方案D,进行OQPSK调制，得到 调制后的载波信号，并通过内部的无线射频电路将调制后的载波信号转换为无线信号，发 送给地面站收发器；地面站收发器接收来自机载收发器的无线信号，并进行OQPSK解调，得 到LDPC码的编码码率Ri和调制方案Di;
[0032] 步骤六、机载收发器根据数据长度n(n是LDPC码编码时的信息位数）和LDPC码 的编码码率Ri,得到LDPC码的生成矩阵G，根据矩阵G对长度为n的遥测数据序列&进行 LDPC编码，得到长度为1的编码结果序列Cj;
[0033] 步骤七、机载收发器依据调制方案Di对编码结果C」进行调制，得到调制后的载波 信号，并通过机载收发器内部的无线射频电路将调制后的载波信号变换成无线信号，发送 给地面站收发器；
[0034] 步骤八、地面站收发器无线射频电路收到来自机载收发器的无线信号 后，地面站收发器依据DJt应的解调方案对无线信号进行解调，得到解调结果e广}'
[0035] 步骤九、地面站收发器根据生成矩阵G得到对应的校验矩阵H，根据校验矩阵H对 解调结果&进行LDPC码译码，从而得到发送数据序列&的估计值：
[0036] Sj ={V11,U12,Uj3,...,/?,..M111 }；
[0037] 其中，句表示序列中第k个遥测数据的估计值；
[0038] 步骤十、机载收发器判断是否将遥测数据发送完毕，即判断j值是否等于P+1 ;若 是，则结束本次通信；否则执行步骤十一；
[0039] 步骤十一、判断机载收发器内部的定时器的值是否达到预先设定的时间阈值t，若 定时器达到预先设定的时间阈值t，执行步骤三；否则，j增加1，执行步骤六；即完成了一种 基于自适应LDPC编码调制的飞行试验遥测无线传输方法。
[0040] 本实施方式效果：
[0041]