低軌衛(wèi)星高性能混合自動(dòng)重傳技術(shù)（征求意見稿）

2低軌衛(wèi)星高性能混合自動(dòng)重傳技術(shù)3GPPTS38.101-1.NR;用戶設(shè)備(UE)無(wú)線發(fā)送和接收.第1部分：范圍1獨(dú)立組網(wǎng)（NR;User3GPPTS38.101-2.NR;用戶設(shè)備(UE)無(wú)線發(fā)送和接收.第2部分：范圍2獨(dú)立組網(wǎng)（NR;User3GPPTR38.811.支持非地面網(wǎng)絡(luò)的新型無(wú)線電（NR）研究(Studyonnewradiotosupport3GPPTS38.211.NR;物理信道和調(diào)制（NR;Physicalchannelsand3GPPTS38.212.NR;多路復(fù)用和信道編碼（NR;Multiple指運(yùn)行軌道高度在200至2000千米之間的衛(wèi)星，通常用于3.3傳輸塊transport3接收方的確認(rèn)信息時(shí)，發(fā)送方會(huì)重新發(fā)送該數(shù)據(jù)包的4縮略語(yǔ)ACK：確認(rèn)字符（AcknowledgemenARQ：自動(dòng)重傳請(qǐng)求（AutomaticCRC：循環(huán)冗余校驗(yàn)（CyclicRedundancyDMRS：解調(diào)參考信號(hào)（DemodulationFEC：前向糾錯(cuò)（ForwardErrorCorrectLDPC：低密度奇偶校驗(yàn)碼（LowDensityMIMO：多入多出(Multiple-InputMultiple-Output)NACK：否定應(yīng)答（NegativeAcknowledgement）OFDM：正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDQAM：正交振幅調(diào)制（QuadratureAmplitudeModuQPSK：正交相移鍵控（QuadraturePhaseShiftHARQ：混合自動(dòng)重傳（HybridAutomaticRepeatReque5低軌衛(wèi)星高性能混合自動(dòng)重傳技術(shù)總體5.1概述傳技術(shù)，改善傳統(tǒng)混合自動(dòng)重傳的性能與效率不足的問4低軌衛(wèi)星高性能混合自動(dòng)重傳技術(shù)總體架構(gòu)由緩解擁塞的調(diào)度控制、信道編碼、調(diào)制、NTNTDL信a)緩解擁塞的調(diào)度控制：監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁g)信道估計(jì)與補(bǔ)償：將OFDM解調(diào)后的信號(hào)根據(jù)信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理,根據(jù)信道j)分層重傳：根據(jù)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)分層結(jié)果進(jìn)行重傳，優(yōu)先重傳重要的數(shù)據(jù)包，在多通信鏈路傳輸中，由于通信鏈路的質(zhì)量不同，優(yōu)先選擇丟包率低的通信鏈路進(jìn)行重要數(shù)據(jù)包的重5.3數(shù)據(jù)處理流程5a)數(shù)據(jù)包生成與初始傳輸：數(shù)據(jù)包在發(fā)送端被生成，HARQ進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行選擇，數(shù)據(jù)包b)鏈路傳輸：若存在多條鏈路，優(yōu)先選擇通信質(zhì)量好的鏈路進(jìn)行傳輸，若鏈路存在擁塞則切換通信質(zhì)量次好且無(wú)擁塞的鏈路進(jìn)行傳輸。若僅d)重傳與調(diào)度：根據(jù)接收端的反饋，發(fā)送端決定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)包的重傳，重傳數(shù)據(jù)包根據(jù)重傳版本號(hào)經(jīng)過重新編碼后再次發(fā)送，數(shù)據(jù)重傳考慮緩解擁塞的調(diào)度控制和分層重傳，根據(jù)首次HARQ技術(shù)在低軌衛(wèi)星通信中在低軌衛(wèi)星中的實(shí)現(xiàn)包括以下內(nèi)容：b)HARQ進(jìn)程管理：支持多達(dá)16個(gè)并行進(jìn)程的傳輸，每個(gè)進(jìn)程獨(dú)立管理傳輸塊的發(fā)送和重傳過程，進(jìn)程號(hào)動(dòng)態(tài)分配，確保不同數(shù)據(jù)全重傳初始數(shù)據(jù)。接收端結(jié)合初始傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和冗余版本進(jìn)行解碼d)HARQ緩沖管理：接收端對(duì)未成功解依據(jù)3GPPTS38.212標(biāo)準(zhǔn)，采用LDPC碼合的編碼基圖，例如，編碼基圖BG#1或BG#2，并進(jìn)行碼6采用歸一化最小和譯碼（Normalizedmin-sum調(diào)制與解調(diào)技術(shù)通過對(duì)LDPC編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM調(diào)制、OFDM調(diào)制及其對(duì)應(yīng)解調(diào)過程，能夠在保證數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制過程將二進(jìn)制數(shù)映射成復(fù)值調(diào)制符號(hào)，在16QAM的調(diào)制中，四位比特被映射到OFDM技術(shù)將已調(diào)信號(hào)分散到多個(gè)正交子載波上進(jìn)行傳輸，將經(jīng)過16QAM調(diào)制與OFDM調(diào)制結(jié)合，可以O(shè)FDM資源網(wǎng)格矩陣，這個(gè)矩陣用于組織和表示從接收信號(hào)中解調(diào)出來的16QAM調(diào)制信號(hào)根據(jù)振幅和相位的不同將四位比特映射為一個(gè)復(fù)值調(diào)星座圖，在接收端通過星座圖來實(shí)時(shí)顯示信號(hào)的解調(diào)情況。接收端解調(diào)前接收信號(hào)的實(shí)時(shí)星座圖如圖37fs,t1=n/fs(1)根據(jù)公式（2）估算因衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻率偏移fasat，考慮衛(wèi)星速度vsat、仰角8在有時(shí)間偏移t的情況下，通過公式（4）調(diào)整時(shí)間向量t1，保持t1=t1十t通過對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，估計(jì)出5GNTNTDL信道的狀態(tài)信息，以便在發(fā)根據(jù)5GNTNTDL信道（本節(jié)后文中簡(jiǎn)稱為“信道”）估計(jì)的結(jié)果設(shè)計(jì)預(yù)編碼與預(yù)編碼權(quán)重矩陣相乘實(shí)現(xiàn)，發(fā)送端根據(jù)預(yù)編碼矩陣對(duì)a)預(yù)編碼的去除：計(jì)算新的預(yù)編碼矩陣之前，從層網(wǎng)格的信道估計(jì)中去除預(yù)編碼，以恢復(fù)天線b)預(yù)編碼的動(dòng)態(tài)調(diào)整：為了在不同時(shí)隙內(nèi)保持最優(yōu)的傳輸性能，預(yù)編碼權(quán)重需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整，根9以信號(hào)到達(dá)第一根接收天線的某次信道估計(jì)為例，它624個(gè)子載波。根據(jù)5GNR的規(guī)定，當(dāng)載波頻率為15kHz，循環(huán)前綴類型為常規(guī)時(shí)，OFDM符號(hào)圖中的兩個(gè)點(diǎn)P1（1，2，0.91149）、P2（1,187,0.175624）分別為2與187時(shí)，信道估計(jì)的增益分別為0.91149與0.175624，該數(shù)值說明了這兩個(gè)點(diǎn)的信號(hào)均存在損根據(jù)信道估計(jì)的結(jié)果進(jìn)行信道補(bǔ)償，經(jīng)過信道補(bǔ)償處理后的信號(hào)能夠消除信道對(duì)信號(hào)的大部分影響，有利于對(duì)信號(hào)進(jìn)行16QAM解調(diào)等后續(xù)處6.2.5.2針對(duì)單一鏈路緩解擁塞的調(diào)度控制策b)基于優(yōu)先級(jí)和輪轉(zhuǎn)的調(diào)度：根據(jù)數(shù)據(jù)包的重要性和緊急程度對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，將其其所在優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的不同業(yè)務(wù)類型劃分到多個(gè)隊(duì)列中，隊(duì)列內(nèi)部傳輸順序遵循數(shù)據(jù)包先來先服務(wù)原則。不同優(yōu)先級(jí)間采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，不同的隊(duì)列之間高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包所處的隊(duì)列優(yōu)先執(zhí)行傳輸任務(wù)，上一優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包傳輸完畢后再選擇執(zhí)行下一優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包所處隊(duì)列的傳輸任務(wù)。同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)不同隊(duì)列間采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。同時(shí)還需要定義一個(gè)合適的時(shí)間片，時(shí)間片的大小應(yīng)足以讓發(fā)送端在單次迭代中發(fā)送一定數(shù)量的數(shù)據(jù)包。在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)，兩種情形：一是如果時(shí)間片沒有用完，正在執(zhí)行的隊(duì)列已經(jīng)完成，則將進(jìn)行隊(duì)列的改換，進(jìn)行下一個(gè)隊(duì)列的傳輸并且使用一個(gè)新的時(shí)間片；二是傳輸時(shí)間滿一個(gè)時(shí)間片后且該隊(duì)列內(nèi)還有數(shù)據(jù)，將不再傳輸該隊(duì)列的數(shù)據(jù)包而是移動(dòng)到下一個(gè)隊(duì)列，開啟新的傳輸任務(wù)。如果當(dāng)前隊(duì)列任務(wù)還未完全執(zhí)行，則將其放入就緒隊(duì)列的尾部；如果當(dāng)前隊(duì)列為空，則直接跳過，繼量調(diào)整，將當(dāng)前發(fā)送速率乘以0.5，即并行HARQ率，減少注入網(wǎng)絡(luò)中的流量，緩解鏈路壓力。如果進(jìn)程數(shù)減少后，若仍出現(xiàn)擁塞，則繼續(xù)將并行HARQ進(jìn)程數(shù)減少至當(dāng)前的一半，以此類推按照乘性減量策略進(jìn)行d)逐步恢復(fù)機(jī)制：在網(wǎng)絡(luò)擁塞解除后，逐步增大發(fā)送速率。采用加性增量方法，每次增加一個(gè)6.2.5.3針對(duì)多通信鏈路的擁塞控制策a)初始鏈路的選擇：在多鏈路傳輸環(huán)境中，初始狀態(tài)下選擇丟包率最小的鏈路作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E6：endif；數(shù)據(jù)包根據(jù)實(shí)際情況按重要性分為多層。本文件中，數(shù)據(jù)包被分為4層。重傳時(shí)，重要數(shù)據(jù)包優(yōu)先計(jì)算丟包率PLR：d)重傳完畢后，選擇該鏈路傳輸（N，N+M]的數(shù)據(jù)包，對(duì)（N，N+M]的數(shù)據(jù)包進(jìn)行首e)通過該鏈路重傳（N，N+M]的丟失6.2.6.6針對(duì)多接收端和多通信鏈路的步驟2：發(fā)送端確定需要重傳的數(shù)據(jù)包數(shù)目，并依據(jù)重要性高低將數(shù)據(jù)包傳輸優(yōu)先級(jí)劃分Windows系統(tǒng)。本文件中的通用參數(shù)設(shè)置如下，可根據(jù)實(shí)際情況a)載波頻率：2GHz；本文件中的信道參數(shù)設(shè)置如下，可根據(jù)實(shí)際情況a)衛(wèi)星通信類型：TDL；a)單鏈路：?jiǎn)捂溌返膫鬏斨?，信噪比在傳輸?shù)倪^程中存在實(shí)時(shí)變化，本文件設(shè)置單鏈路信噪比信噪比的具體變化范圍可參考7.6.1小節(jié)的仿真過程得出符合要求的信噪比噪比固定不變時(shí)，要滿足丟包率小于10%的技術(shù)指標(biāo)信噪比宜大于8dB。b)多鏈路：多鏈路的傳輸中，每條鏈路具有不同的信噪比，且它們的信噪比在傳輸?shù)倪^程中仍然存在實(shí)時(shí)變化。本文件設(shè)置4條（可以根據(jù)實(shí)際情況改變）不同的傳輸鏈1234不同傳輸時(shí)間下（即，圖5的times）單鏈路平均丟包率隨信噪比隨著傳輸時(shí)間的增加，重傳一次所能達(dá)到的丟包率逐漸減小，最后穩(wěn)定在10%一次后達(dá)到總的丟包率在10%以下，信噪1）傳輸時(shí)間在10個(gè)時(shí)間戳內(nèi)（times=2）傳輸時(shí)間在20個(gè)時(shí)間戳內(nèi)（times