專利名稱：一種基于正交頻分復(fù)用的混合自動請求重傳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)中的混合自動請求重傳的方法，尤其涉及一種移動通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用的混合自動請求重傳的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代移動通信，數(shù)據(jù)傳輸將成為主要的業(yè)務(wù)類型。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對傳輸?shù)目煽啃砸髽O高，但無線信道環(huán)境非常惡劣，信號能量不僅隨著傳輸距離的增加迅速衰減，而且還會受到諸如多徑衰落和多普勒頻移等因素的影響，這些對數(shù)據(jù)傳輸，特別是高速數(shù)據(jù)傳輸提出了挑戰(zhàn)。在提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性方面，自動請求重傳(Automatic-Repeat-reQuest，ARQ)技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。顧名思義，ARQ通過對發(fā)生錯誤的信息進(jìn)行重傳達(dá)到提高傳輸可靠性的目的。當(dāng)接收端收到數(shù)據(jù)包后，首先檢驗(yàn)數(shù)據(jù)包是否正確，如果正確，就通過反饋信道給發(fā)送端一個成功應(yīng)答(Acknowdgment，ACK)信號，發(fā)送端收到該信號后，繼續(xù)傳輸下面的數(shù)據(jù)包；如果不正確，則反饋給發(fā)送端一個失敗應(yīng)答(NegativeACK，NACK)信號，發(fā)送端接到該信號后，重傳該數(shù)據(jù)包。這種重傳將一直進(jìn)行下去，直到發(fā)送端收到ACK信號為止。ARQ只對于檢出錯的幀進(jìn)行重傳控制，但是本身沒有糾錯的功能。人們就將前向糾錯方式FEC(Forward Error Correction)與ARQ相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了檢錯糾錯的功能，這就是通常所說的混合自動請求重傳HARQ(Hybrid ARQ)。
人們對于差錯重傳控制技術(shù)，尤其是對于混合HARQ的研究，經(jīng)歷了多個階段，取得了不少喜人的成果。一開始，就是單純的將FEC和ARQ結(jié)合，對于收到的數(shù)據(jù)幀，先進(jìn)行解碼，糾錯，若是能糾正其中的錯誤，能正確解碼，則接受該數(shù)據(jù)幀；若是無法正確恢復(fù)該數(shù)據(jù)幀，則扔棄這個收到的數(shù)據(jù)幀，同時發(fā)一個NACK回發(fā)端，要求發(fā)端重傳一個一模一樣的數(shù)據(jù)幀。后來，考慮到對于傳錯的數(shù)據(jù)幀只是單純的丟棄，沒能充分利用其中有用的信息，于是后來對于收端解碼這一環(huán)節(jié)，提出了合并(combining)的技術(shù)。也就是說，對于無法正確譯碼的數(shù)據(jù)幀，收端并不是像原來那樣，簡單的拋棄；而是先保留下來，待重傳的數(shù)據(jù)幀收到后，和剛剛保留的那個錯誤譯碼的數(shù)據(jù)幀合并在一起，然后再進(jìn)行譯碼。這樣合并后的信號的信噪比將會比第一次收到的信號的信噪比高，因此正確解碼的概率就大，解碼效果肯定會比單純的將重傳后的碼字進(jìn)行解碼的效果好。
合并的方式也在不斷發(fā)展，由最初的只是簡單重復(fù)發(fā)送的分集增益合并，到后來根據(jù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)LA(Link Adaptation)和自適應(yīng)調(diào)制和編碼AMC(Automatic Modulation Coding)等先進(jìn)技術(shù)、可以發(fā)送不同的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行編碼增益合并等。
前面提到的各種HARQ方式，都只是根據(jù)收端的反饋，確定收端不能正確譯碼后，重新進(jìn)行發(fā)送。但是發(fā)端并不知道收端接收的數(shù)據(jù)具體哪部分出錯、或哪一部分出錯的概率較大。換言之，就是出錯后，發(fā)端只是盲目地進(jìn)行重傳，具體是因?yàn)槟男?shù)據(jù)塊出錯而導(dǎo)致收端無法正確譯碼，發(fā)端并不知道。
例如，發(fā)端發(fā)出了一個如圖1所示的數(shù)據(jù)幀。假設(shè)由于惡劣的無線信道情況，對c和d部分不能正確接收，導(dǎo)致收端不能正確譯碼。現(xiàn)有的HARQ技術(shù)，是在不知道具體是因?yàn)槟男?shù)據(jù)塊出錯而導(dǎo)致收端無法正確譯碼的情況下進(jìn)行重傳的。也就是說，現(xiàn)有的HARQ技術(shù)，不關(guān)心不能正確譯碼的原因是由c、d部分引起的(或錯誤主要發(fā)生在c、d部分)，再重傳的時候，也不能利用這一有效信息。
因此，需要一種為重傳提供有效信息以提高重傳效率的混合自動請求重傳的方法發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的可以通過下述基于正交頻分復(fù)用的混合自動請求重傳的方法來實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟(1)發(fā)端將發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過正交頻分復(fù)用處理后發(fā)送給收端；
(2)收端接收數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行信道估計、解調(diào)和解碼，并向發(fā)端發(fā)送反饋信息；當(dāng)收端正確解碼時，收端向發(fā)端發(fā)送確認(rèn)信息ACK；當(dāng)收端不能正確解碼時，收端發(fā)送非確認(rèn)信息NACK，同時發(fā)送重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息；(3)發(fā)端收到確認(rèn)信息ACK時，繼續(xù)發(fā)送新數(shù)據(jù)；(4)發(fā)端收到非確認(rèn)信息NACK時，根據(jù)收端反饋的重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息，確定需要重傳的數(shù)據(jù)塊并累計該數(shù)據(jù)塊的重傳次數(shù)；如果該數(shù)據(jù)塊的重傳次數(shù)沒有超過約定的最大重傳次數(shù)，發(fā)端然后將需要重傳的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送，否則，發(fā)端丟棄該數(shù)據(jù)塊而開始下一幀新數(shù)據(jù)的傳輸；其中，最大重傳次數(shù)可以自由約定，但是取值太大會影響數(shù)據(jù)傳輸效率；(5)收端收到的重傳的數(shù)據(jù)塊后，結(jié)合之前收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并解碼，向發(fā)端發(fā)送反饋信息，隨后執(zhí)行步驟(3)、(4)。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述的位置信息，根據(jù)系統(tǒng)的要求可以基于頻域、時域或頻域時域中的某個點(diǎn)。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述的位置信息為信道條件差的子載波的分段信息。
優(yōu)選地，步驟(4)中，發(fā)端根據(jù)收端反饋的重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息，確定該位置信息對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊或冗余數(shù)據(jù)塊，對確定的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行定位重傳。
優(yōu)選地，步驟(4)中，發(fā)端將需要重傳的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送時，如果是經(jīng)過一次NACK反饋的，也只有一次的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋，如果經(jīng)過多次NACK反饋，可能有多次衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋；每次重傳可以只考慮一次反饋的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息或綜合考慮多次反饋的位置信息。
優(yōu)選地，步驟(5)收端進(jìn)行合并解碼方式可以是分集合并或遞增冗余合并。
應(yīng)用本發(fā)明的方法，可以提高重傳效率、提高頻率利用率，并提高系統(tǒng)吞吐量。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。附圖中圖1為局部數(shù)據(jù)無法正確接收數(shù)據(jù)幀示意圖；圖2為數(shù)據(jù)和子載波的對應(yīng)關(guān)系示意圖；圖3為頻域衰落示意圖；圖4為OFDM收發(fā)信機(jī)原理示意圖；圖5為子載波頻譜示意圖；圖6為某時刻的子載波上對應(yīng)的數(shù)據(jù)示意圖；圖7為串并轉(zhuǎn)換的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為收發(fā)端交互流程圖；圖9為重傳攜帶三幀的解碼信息的情形；圖10為頻域子載波分布圖與對應(yīng)在子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)列示意圖；圖11為OFDM幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為導(dǎo)頻子載波分段示意圖；圖13為重傳定位示意圖；圖14為沒有重傳的情形示意圖圖15為只有一幀A2出錯反饋NACK的情形示意圖；圖16為兩幀都出錯的情形示意圖。
具體實(shí)施例方式
作為多載波傳輸技術(shù)的代表，正交頻分復(fù)用OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流，經(jīng)過串并變換，分解成并行數(shù)據(jù)流，相應(yīng)調(diào)制在若干個子載波上，形成一個能傳輸高速數(shù)據(jù)流的多個子載波的并行傳輸系統(tǒng)。
圖2示出了經(jīng)OFDM傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和子載波的對應(yīng)關(guān)系。
本發(fā)明提出，當(dāng)出現(xiàn)收端不能正確譯碼時，根據(jù)OFDM本身的特點(diǎn)(詳見)，利用現(xiàn)有的技術(shù)(例如信道估計)，收端能知道某些頻點(diǎn)在某個時刻產(chǎn)生了嚴(yán)重的衰落。
例如，圖3示出了某個特定時刻在頻點(diǎn)fc、fd處產(chǎn)生了嚴(yán)重的衰落。通過反饋，發(fā)端就能知道該時刻傳輸?shù)膶?yīng)數(shù)據(jù)塊c、d是引起不能正確譯碼的主要原因。利用這一有效信息，發(fā)端在重傳的時候，可以根據(jù)各種情況，設(shè)定合適的重傳機(jī)制(例如只重傳c、d部分的OFDM符號的信息；在重傳中增加c、d的信息比重；重傳c、d的冗余編碼信息；等等)。現(xiàn)有的HARQ技術(shù)，diversity combining或code combining等都可以在這里繼續(xù)使用；比起現(xiàn)有的HARQ技術(shù)，就是能知道引起誤碼的數(shù)據(jù)塊的位置這一重要信息，重傳的效率更高。
正交頻分復(fù)用OFDM是一種多載波傳輸技術(shù)，其基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流，經(jīng)過串并變換，分解成并行數(shù)據(jù)流，相應(yīng)調(diào)制在若干個子載波上，形成一個能傳輸高速數(shù)據(jù)流的多個子載波的并行傳輸系統(tǒng)。OFDM中的收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)圖4所示。
如圖5所示，任何一個子載波在時域上看，就是數(shù)據(jù)流在固定的子載波上傳輸。
如圖6所示，任何一個時刻從頻域上看，OFDM調(diào)制就是將高速數(shù)據(jù)流，分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，且各個子載波并行傳輸。需要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，對應(yīng)著相應(yīng)的子載波。
因此，OFDM調(diào)制是把在時間上一維的串行高速數(shù)據(jù)流，轉(zhuǎn)化成頻域、時域兩維的并行傳輸系統(tǒng)。如圖7所示，一塊為11*13個符號的串行數(shù)據(jù)流，可以轉(zhuǎn)換成一個有11個子載波的OFDM幀。
收端接收到經(jīng)過OFDM調(diào)制的數(shù)據(jù)幀后，會對信息進(jìn)行解調(diào)還原。為了確保OFDM的性能，接收機(jī)需要通過估計方法估測信道的衰落特性。在無線通信中，信道估計的方法有很多，都可以應(yīng)用在本發(fā)明方案中。當(dāng)OFDM接收機(jī)估計出不同的子載波在不同的時刻經(jīng)歷不同的衰落特性時，也就意味著某個子載波上某個傳輸時刻的數(shù)據(jù)塊經(jīng)歷了不同的衰落。如果不能正確解碼，OFDM接收機(jī)需要記錄接收到的數(shù)據(jù)幀中的衰落情況較為嚴(yán)重的數(shù)據(jù)塊的位置信息，則將該信息反饋給發(fā)端。反饋需要重傳的數(shù)據(jù)塊的位置信息可以根據(jù)系統(tǒng)的要求合理選擇，可以是某個子載波上，可以是某個時刻，也可以是具體到某個子載波在某個時刻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊。
本發(fā)明利用OFDM由若干個正交子載波構(gòu)成的并行傳輸結(jié)構(gòu)，在頻域和時域兩維坐標(biāo)上能準(zhǔn)確定位出傳輸出錯的數(shù)據(jù)塊，發(fā)端利用這個重要的反饋信息，進(jìn)行重傳。本發(fā)明的方案實(shí)施在OFDM通信方式下的收端和發(fā)端之間。收發(fā)之間約定能允許的最多重傳次數(shù)，沒超過規(guī)定重傳次數(shù)時執(zhí)行重傳；超過時丟棄該數(shù)據(jù)幀，開始下一幀新數(shù)據(jù)傳輸。圖8示出了收端和發(fā)端交互的流程。
下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案1.發(fā)端發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)端在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，經(jīng)OFDM調(diào)制，將數(shù)據(jù)流分在各個子載波上依次并行傳輸。
發(fā)端在發(fā)送完數(shù)據(jù)后，保存沒有收到確認(rèn)信息的數(shù)據(jù)幀，等待收端的反饋信息。
當(dāng)某一子載波在某個時刻的無線信道狀況惡劣時，干擾、噪聲、衰落對信號的影響也大，承載在其上的數(shù)據(jù)塊必然容易出錯。發(fā)端記錄已知的數(shù)據(jù)塊映射到子載波上的位置信息，當(dāng)收到反饋的錯誤數(shù)據(jù)塊位置信息時，將保存的相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)塊重傳。
2.收端解碼、反饋經(jīng)過無線信道的OFDM調(diào)制信息，在收端進(jìn)行OFDM解調(diào)，解碼。
為了確保OFDM的性能，接收機(jī)需要通過估計方法估測信道的衰落特性。在無線通信中，信道估計的方法有很多。當(dāng)OFDM接收機(jī)估計出不同的子載波在不同時刻經(jīng)歷不同的衰落特性時，也就意味著某個子載波上某個傳輸時刻的數(shù)據(jù)塊經(jīng)歷了不同的衰落。
正確解碼時，收端向發(fā)端發(fā)送反饋確認(rèn)(ACK)信息，將數(shù)據(jù)幀送到上層。
無法正確解碼時，如果超過最多重傳的次數(shù)后，該數(shù)據(jù)幀還不能正確譯碼，丟棄該幀及其重傳數(shù)據(jù)，同時發(fā)送非確認(rèn)(NACK)信息，指示該數(shù)據(jù)幀傳輸失敗，不再重傳。繼續(xù)等待接收下一個新的數(shù)據(jù)幀。
無法正確解碼時，如果沒有超過最多重傳的次數(shù)，表明數(shù)據(jù)幀需要重傳。收端在OFDM解調(diào)時，接收機(jī)通過估計方法預(yù)知信道的衰落特性，也就是信道估計，了解各個子載波在各個時刻的衰落情況，將衰落嚴(yán)重的相關(guān)數(shù)據(jù)塊處在OFDM幀中的位置信息反饋給發(fā)端，同時發(fā)送非確認(rèn)(NACK)信息，指示重傳。根據(jù)系統(tǒng)性能的要求，反饋需要重傳的數(shù)據(jù)塊的位置信息可以根據(jù)系統(tǒng)的要求合理反饋，頻域上的，時域上的，或頻域時域中的某個點(diǎn)。例如反饋的是衰落嚴(yán)重的某個子載波，或衰落嚴(yán)重的某個時刻，或具體到某個子載波的某個傳輸時刻。
3.發(fā)端重傳或發(fā)新數(shù)據(jù)接收到收端反饋的ACK，發(fā)端將保留的已經(jīng)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀清除。發(fā)端發(fā)新的數(shù)據(jù)幀，并保存，等待收端新的反饋。
接收到收端反饋的NACK，根據(jù)收到該幀的相關(guān)衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息，選定重傳的數(shù)據(jù)塊。當(dāng)某一子載波在某個時刻的無線信道狀況惡劣時，干擾、噪聲、衰落對信號的影響也大，承載在其上的數(shù)據(jù)塊必然容易出錯。發(fā)端已知數(shù)據(jù)塊映射到子載波上的位置信息，當(dāng)收到反饋的錯誤數(shù)據(jù)塊位置信息時，將保存的相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊重傳或?qū)⑵淙哂鄶?shù)據(jù)重傳。根據(jù)反饋的需要重傳的數(shù)據(jù)塊位置信息，根據(jù)系統(tǒng)資源和系統(tǒng)性能要求，發(fā)端對需要重傳的數(shù)據(jù)塊做出判定，選定重傳的數(shù)據(jù)塊。
如果是經(jīng)過一次NACK反饋的，也只有一次的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋，如果經(jīng)過多次NACK反饋，可能有多次衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋；可以每次重傳都只考慮一次反饋的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息，也可以綜合考慮多次反饋的位置信息。
根據(jù)系統(tǒng)資源和系統(tǒng)要求，重傳的幀可以在收到反饋信息后的某個發(fā)射時刻進(jìn)行發(fā)送。
重傳的幀可以是針對之前一幀到多幀的反饋信息，即重傳的幀由若干幀的若干個重傳數(shù)據(jù)塊構(gòu)成。例如，圖9表示的是發(fā)端連續(xù)發(fā)送了a、b、c三幀，收端都反饋了NACK及相應(yīng)的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息。在下次給收端傳數(shù)據(jù)包i時，其中包含了對a、b、c三幀的重傳信息，即將需要重傳的a、b、c三幀的部分信息復(fù)合在一幀中重傳。收端收到數(shù)據(jù)包i后，利用其中的信息，以及之前收到的內(nèi)容，已經(jīng)能對a、b、c三幀正確解碼。這時，向發(fā)端反饋ACK，表明之前的a、b、c三幀已經(jīng)正確譯碼。
當(dāng)某個數(shù)據(jù)幀超過規(guī)定的最多重傳次數(shù)后，發(fā)端將保存的數(shù)據(jù)幀清除。發(fā)端發(fā)新的數(shù)據(jù)幀。
4.收端合并解碼、反饋收到數(shù)據(jù)幀的重傳信息，接收機(jī)將保留下來之前沒能正確解碼的信息和新收到的重傳信息一塊處理，對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼。目前HARQ的合并技術(shù)有很多，都可以在本發(fā)明方案中使用(實(shí)施例中會提到一種合并方式)。收端可以根據(jù)需要，選擇不同的合并解碼方式，可以是分集合并或遞增冗余合并。之前收到的數(shù)據(jù)幀由于某些子載波上的某些數(shù)據(jù)塊發(fā)生了嚴(yán)重的衰落而導(dǎo)致沒能正確解碼，收到的重傳包中包含了需要糾正的數(shù)據(jù)塊的信息，利用得到的所有信息，有利于最終的正確解碼。
如果能正確解碼，發(fā)送ACK信息；還不能正確解碼，發(fā)送NACK信息及相關(guān)衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息，要求發(fā)端重傳數(shù)據(jù)。
下面給出一個具體系統(tǒng)中的實(shí)施例。
系統(tǒng)的工作方式是時分雙工下的移動通信系統(tǒng)，發(fā)射周期為10毫秒，收、發(fā)的時間各約為5毫秒。系統(tǒng)帶寬為500KHz，500K帶寬內(nèi)分成64個子載波，其中有8個導(dǎo)頻子信道，每兩個導(dǎo)頻子信道之間有8個業(yè)務(wù)信道子載波。導(dǎo)頻子載波能完成信道估計的功能。導(dǎo)頻子載上傳的都是用于信道估計的已知符號。頻域子載波分布圖和對應(yīng)在子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)列如圖10所示，其中fp表示導(dǎo)頻子載波，ft表示業(yè)務(wù)信道子載波。
在時域每個約5毫秒的發(fā)射幀，包含27個數(shù)據(jù)塊。也就是每個dp，或dt包含了27個數(shù)據(jù)塊。如下圖11所示，其中黑色部分表示導(dǎo)頻符號，其它表示數(shù)據(jù)。
由于只有導(dǎo)頻子載波是用于信道估計的，因此收端對某個數(shù)據(jù)塊是否經(jīng)歷嚴(yán)重的衰落是基于導(dǎo)頻子載波的信道估計的結(jié)果，對衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋也是以導(dǎo)頻子載波的位置為參考的。
為了體現(xiàn)無線信道的時間選擇性和頻率選擇性，對頻域64個子載波依據(jù)導(dǎo)頻子載波分8段；對時域27個符號平均分3段，則形成21個方格狀的結(jié)構(gòu)。將8個導(dǎo)頻子載波分成24段，如上圖12所示的編號，進(jìn)行信道估計。
信道估計的算法很多，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求合理選擇。為了簡單起見，這里以對導(dǎo)頻子載波采用頻域信道估計進(jìn)行說明，估計準(zhǔn)則為LS(最小二乘)估計。
根據(jù)前面提到的幀結(jié)構(gòu)和頻域模型，一幀中第k個導(dǎo)頻子載波的第l個符號在收端接收到頻域符號表示為Yl，k＝Hl，kXl，k+ηl，k，k＝1，...，8；l＝1，...，27其中Xl，k為發(fā)送的用于信道估計的導(dǎo)頻符號，收端、發(fā)端都是已知的；Hl，k為信道的傳輸特性，ηl，k為噪聲。利用已知的導(dǎo)頻信號估計信道的傳輸特性Hl,k=X-1Y=[Yl,kXl,k],k=1,...,8;l=1,...,27.]]>假設(shè)在作信道估計之前收發(fā)端已經(jīng)準(zhǔn)確同步，利用現(xiàn)有的技術(shù)，能糾正頻偏和相位噪聲所帶來的剩余相差，只考慮信道的幅度畸變。
在一幀內(nèi)對得到的估值 的幅值進(jìn)行歸一化，得到 采用如下原則判定子載波的信道性能對每個導(dǎo)頻子載波的各段符號 其中k＝1，...，8，i＝0，1，2，j＝1，...，9，(k表示導(dǎo)頻子載波，i表示導(dǎo)頻子載波的分段，j表示每段導(dǎo)頻子載波中的導(dǎo)頻符號)。如果有1/2的符號低于平均值，即對給定k和i有1/2以上的|H^9*i+j,k|<0.5,]]>則認(rèn)為第k個導(dǎo)頻子載波上的第i段的信道條件差，否則認(rèn)為該段信道條件好。
接收端進(jìn)行解調(diào)解碼，如果能正確解碼，反饋ACK；如果不能正確解碼，反饋NACK，在反饋NACK的同時，將24段導(dǎo)頻中信道條件差的反饋到發(fā)端。
發(fā)端收到收端反饋的信道條件差的子載波分段信息和NACK，采用如下方式定位重傳如果該頻段信道條件差，將其周圍的符號重傳。例如，如果是幀邊界的導(dǎo)頻段，例如是圖10中的9號頻段，則重傳的符號如圖13中的A所示，如果是幀內(nèi)的導(dǎo)頻段，例如是18號，則重傳的符號如下圖13的B所示。
發(fā)端對需要重傳的部分?jǐn)?shù)據(jù)采取的方式是重傳一個一模一樣的數(shù)據(jù)塊。收端合并解碼方式為多次傳輸?shù)哪芰亢喜⒔獯a。
下面給出基站BS給用戶UT傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)施方案。發(fā)端為基站BS，收端為用戶終端UT。
一種典型的傳輸原則如下(1)基站BS根據(jù)調(diào)度算法得到的優(yōu)先級給UT發(fā)送數(shù)據(jù)，假設(shè)根據(jù)調(diào)度算法，在沒有發(fā)生重傳的時候，終端UT的優(yōu)先級排序如下A、B、C、......；其中，調(diào)度算法可以是任何的調(diào)度算法，只要能對各個用戶給出先后順序就可以。本發(fā)明是基于已有的先后順序的基礎(chǔ)上，對需要重傳的數(shù)據(jù)所進(jìn)行的重傳策略。也就是，先后順序，即調(diào)度算法，可以是多種多樣的。
(2)收到反饋的NACK的終端UT具有最高優(yōu)先級，重傳將會在下一個調(diào)度時刻產(chǎn)生(但是不會搶占已經(jīng)分配出去的服務(wù)時間)。
(3)基站BS每次給一個終端UT分配的服務(wù)時間為連續(xù)兩幀。
(4)終端UT反饋NACK時，根據(jù)解碼時做的信道估計，將信道條件差的子載波的分段信息向基站反饋。
(5)基站BS收到第2幀的反饋后，根據(jù)反饋決定是否給該用戶重傳。重傳的內(nèi)容根據(jù)每個NACK反饋的定位信息選定。采取簡單的內(nèi)容重發(fā)，例如，連續(xù)收到兩個NACK，分別反饋的最差頻段是第2段、第3段，第6段、第7段；則在一個或多個重傳包中重傳這4段頻段對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊。
(6)最大重傳次數(shù)為3次，超過3次不能解碼，丟棄收到的系列數(shù)據(jù)包。基站BS發(fā)新的數(shù)據(jù)包。
簡單起見，設(shè)終端反饋的時延規(guī)定為3幀，重傳在4幀后能發(fā)生。下面圖14-16所示給出根據(jù)以上方案實(shí)現(xiàn)的典型可能事件I圖14示出了沒有重傳的情形。
II圖15示出了只有一幀A2出錯，NACK反饋是2、3頻段的情形。重傳應(yīng)該在4幀后、即C2時刻發(fā)生，由于時間已經(jīng)分給用戶C，根據(jù)不搶占和優(yōu)先級最高原則，因此C傳完后馬上重傳。由于需要重傳的信息少，可以采取信息重復(fù)發(fā)送等措施。重傳完成后再給優(yōu)先級最高的用戶傳輸，也就是D用戶。
用戶A在接收的兩幀數(shù)據(jù)A1和A2，只有A2需要重傳，在收到A2的重傳信息后，用戶A將第一次收到的消息A2和A2的部分重傳消息進(jìn)行能量合并解碼。
III圖16示出兩幀者出錯的情形。
用戶A收到的兩幀信息都需要重傳，在收到重傳幀(即A1和A2的頻段2、3、5、6合成為一個重傳幀，也就是重傳的一幀能提供A1和A2的解碼信息)后，從中取出A1幀和A2幀相應(yīng)的重傳信息，和之前收到的對應(yīng)數(shù)據(jù)包A1、A2進(jìn)行能量合并解碼。
總之，不同的OFDM通信系統(tǒng)，有不同的信道估計方式，通過不同的手段了解信道特性。只要能判斷出信道條件，又能基于OFDM幀的二維結(jié)構(gòu)提供了定位信息，了解到對應(yīng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，就能利用本發(fā)明的思路，進(jìn)行幀內(nèi)選擇重傳，提高重傳效率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面(1)提高了重傳效率。由于收端能反饋數(shù)據(jù)幀中具體出錯數(shù)據(jù)塊的位置，發(fā)端能高效地選擇重傳某些出錯的數(shù)據(jù)塊，不需要重傳整幀的信息，提高了重傳的效率。
(2)提高了頻率利用率。重傳的一幀可能包含了之前多幀的解碼信息，即多個數(shù)據(jù)幀的重傳解碼信息復(fù)用在一幀上，提高了頻率利用率。
(3)提高了系統(tǒng)吞吐量。相對于原有的HARQ機(jī)制，在規(guī)定的時間內(nèi)，重傳效率更高，得到的系統(tǒng)吞吐量也更大。
(4)利用了OFDM本身的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)簡單，對重傳的效率大大提高。
(5)對于數(shù)據(jù)幀較長的通信系統(tǒng)，在不適合減小幀長時(如為了兼容不改變SCDMA中TDD方式下的5ms幀)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案，能在充分利用頻率資源的條件下正常工作，而不會降低效率。
(6)能靈活實(shí)現(xiàn)同步重傳或異步重傳，能根據(jù)系統(tǒng)要求靈活設(shè)置傳輸方案。
權(quán)利要求
1.一種基于正交頻分復(fù)用的混合自動請求重傳的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)發(fā)端將發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過正交頻分復(fù)用處理后發(fā)送給收端；(2)收端接收數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行信道估計、解調(diào)和解碼，并向發(fā)端發(fā)送反饋信息；當(dāng)收端正確解碼時，收端向發(fā)端發(fā)送確認(rèn)信息ACK；當(dāng)收端不能正確解碼時，收端發(fā)送非確認(rèn)信息NACK，同時發(fā)送重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息；(3)發(fā)端收到確認(rèn)信息ACK時，繼續(xù)發(fā)送新數(shù)據(jù)；(4)發(fā)端收到非確認(rèn)信息NACK時，根據(jù)收端反饋的重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息，確定需要重傳的數(shù)據(jù)塊并累計該數(shù)據(jù)塊的重傳次數(shù)；如果該數(shù)據(jù)塊的重傳次數(shù)沒有超過約定的最大重傳次數(shù)，發(fā)端然后將需要重傳的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送，否則，發(fā)端丟棄該數(shù)據(jù)塊而開始下一幀新數(shù)據(jù)的傳輸；其中，最大重傳次數(shù)可以自由約定，但是取值太大會影響數(shù)據(jù)傳輸效率；(5)收端收到的重傳的數(shù)據(jù)塊后，結(jié)合之前收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并解碼，向發(fā)端發(fā)送反饋信息，隨后執(zhí)行步驟(3)、(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的位置信息，根據(jù)系統(tǒng)的要求可以基于頻域、時域或頻域時域中的某個點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的位置信息為信道條件差的子載波的分段信息。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的位置信息為信道條件差的子載波的分段信息。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的信道估計是以導(dǎo)頻子載波采用的頻域信道估計，估計準(zhǔn)則為最小二乘法，其具體包括首先，利用已知的導(dǎo)頻信號估計信道的傳輸特性H^l,k=X-1Y=[Yl,kXl,k]]]>其中，一幀中第k個導(dǎo)頻子載波的第l個符號在收端接收到頻域符號為Yl，k＝Hl，kXl，k+ηl，kk＝1，...，m，m為頻域子載波的分段數(shù)；l＝1，...，n，n為時域符號分段數(shù)；Xl，k為發(fā)送的用于信道估計的導(dǎo)頻符號，收端、發(fā)端都是已知的；Hl，k為信道的傳輸特性，ηl，k為噪聲；其次，在一幀內(nèi)對信道的傳輸特性進(jìn)行歸一化，得到 然后，在每個導(dǎo)頻子載波的各段符號 中，如果有1/2的符號低于平均值，即對給定k和i有1/2以上的|H^9*i+j,k|<0.5,]]>則認(rèn)為第k個導(dǎo)頻子載波上的第i段的信道條件差，否則認(rèn)為該段信道條件好；其中i表示導(dǎo)頻子載波的分段，j表示每段導(dǎo)頻子載波中的導(dǎo)頻符號。
6.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，還包括在作信道估計前糾正剩余相差的步驟。
7.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，發(fā)端根據(jù)收端反饋的重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息，確定該位置信息對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊或冗余數(shù)據(jù)塊，對確定的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行定位重傳。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，發(fā)端將需要重傳的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送時，如果是經(jīng)過一次NACK反饋的，也只有一次的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋，如果經(jīng)過多次NACK反饋，可能有多次衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息反饋；每次重傳可以只考慮一次反饋的衰落數(shù)據(jù)塊的位置信息或綜合考慮多次反饋的位置信息。
9.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步驟(5)收端進(jìn)行合并解碼方式可以是分集合并或遞增冗余合并。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(5)收端進(jìn)行合并解碼方式可以是分集合并或遞增冗余合并。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于正交頻分復(fù)用的混合自動請求重傳的方法，包括以下步驟(1)發(fā)端將數(shù)據(jù)經(jīng)過正交頻分復(fù)用處理后發(fā)送給收端；(2)收端接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行信道估計、解調(diào)和解碼，并向發(fā)端發(fā)送ACK或NACK及重傳數(shù)據(jù)塊的位置信息；(3)發(fā)端收到ACK時，繼續(xù)發(fā)送新數(shù)據(jù)；(4)發(fā)端收到NACK時，根據(jù)位置信息，確定需要重傳的數(shù)據(jù)塊并累計該數(shù)據(jù)塊的重傳次數(shù)；如果沒有超過最大重傳次數(shù)，發(fā)端將需要重傳的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送，否則，發(fā)端丟棄該數(shù)據(jù)塊而開始下一幀新數(shù)據(jù)的傳輸；(5)收端收到的重傳的數(shù)據(jù)塊后，結(jié)合之前收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并解碼，向發(fā)端發(fā)送反饋信息，隨后執(zhí)行步驟(3)、(4)。應(yīng)用本發(fā)明，可以提高重傳效率、頻率利用率和系統(tǒng)吞吐量。
文檔編號H04L27/26GK1960235SQ20051011719
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者鄭瑜生, 路鵬 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司