專利名稱：：基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多跳中繼WiMAX(微波接入全球互通)網(wǎng)絡(luò)的HARQ(混合自動請求重傳)處理方法，具體地，涉及基于多浪匕中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方法。
背景技術(shù)：
：目前，在寬帶無線接入系統(tǒng)的空口協(xié)議IEEE802.16j(電子電氣工程師協(xié)會802.16中繼)IEEE802.16e的基礎(chǔ)上引入了中繼站(RelayStation,簡稱RS)。如圖1所示，一個或者多個RS被設(shè)置在支持多跳中繼的基站(MR-BS，Multi-hopRelayBaseStation)和終端(MS，MobileStation)之間。RS通過中繼MR-BS和MS之間的突發(fā)可以擴大系統(tǒng)覆蓋范圍并增加系統(tǒng)容量。但是，由于RS的引入，混合自動請求重傳(HARQ,HybridAutoRepeatR叫uest)i殳計也會相應(yīng)復雜。例如，對于下行鏈路，如果一個RS正確接收并轉(zhuǎn)發(fā)來自MR-BS的HARQ突發(fā)后，與之相連的下游子站卻丟失了該RS中繼的突發(fā)，則如果此時按照目前的設(shè)計由MR-BS重發(fā)丟失的突發(fā)，勢必將造成效率^f氐下和資源浪費。因此，一個合理的HARQ設(shè)計應(yīng)該讓已經(jīng)正確接收突發(fā)的RS重新發(fā)送突發(fā)。但是，如何讓該RS及時重發(fā)該突發(fā)，仍然是一個問題。Fujitsu,Nokia等公司在802.16J標準會i義中的4是案(IEEEC802.16j-07/203r7,以下簡稱提案203)介紹了一種多跳中繼網(wǎng)絡(luò)HARQ方法。在提案203設(shè)計中，MR-BS在發(fā)送某個HARQ突發(fā)前已經(jīng)給各個RS分配相應(yīng)的上行ACK信道，所有的上行反々赍者|5必須按照這個配置進行。MR-BS將根據(jù)提案203中定義的上行反饋的編碼判斷所發(fā)的HARQ突發(fā)在各個RS間的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果。一個RS如果在第一幀正確才妾收突發(fā)，在第二幀它會轉(zhuǎn)發(fā)突發(fā)給下行RS而不給上行反饋ACK。MR-BS只能在規(guī)定的幀接收來自MS的ACK反々貴。相應(yīng)地，如果一個RS沒有在第一幀正確接收突發(fā)，這個錯誤突發(fā)不會再往下傳，但是RS必須按照DLMAP事先指示的上行信道分配把相應(yīng)的編碼NACK上傳給MR-BS。因為事先分配考慮的是成功傳輸情形，如果傳輸突發(fā)失敗，一定有若干幀的浪費，而這種浪費在首跳失敗時最為嚴重。為了減少這樣的浪費，一個很自然的想法是把端到端反饋的設(shè)計改成每跳反饋的設(shè)計。每個RS收到突發(fā)后都必須給MR-BS反饋。如果RS正確接收了突發(fā)，MR-BS就給該RS分配信道用于轉(zhuǎn)發(fā)正確突發(fā)，否則安排該突發(fā)的重新發(fā)送。這種i殳計雖然杜絕了端到端中事先分配信道造成的浪費，但是每跳反饋的開銷卻很大。尤其是如果每跳都正確轉(zhuǎn)發(fā)，則可以將所有RS上傳的ACK都看作是浪費。因此，通過以上描述的內(nèi)容可以看出，在目前的WiMAX多3兆中繼網(wǎng)絡(luò)中，存在資源浪費以及開銷過大的問題，這進一步導致了傳輸效率的低下。為此，需要一種新的HARQ設(shè)計以克服上述缺陷。
發(fā)明內(nèi)容考慮到相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題而做出本發(fā)明，為此，本發(fā)明旨在提供一種基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方案，其可以在減少資源浪費的同時提高傳輸效率。根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ(混合自動i青求重傳)方法。該方法包4舌步驟S402，預先i殳定信道質(zhì)量判斷關(guān)見則；步驟S404,根據(jù)預先設(shè)定的信道質(zhì)量判斷規(guī)則進行信道質(zhì)量判斷；步驟S406，在判斷信道質(zhì)量好的情況下，采用端到端HARQ反饋，在判斷信道質(zhì)量差的情況下，采用每跳HARQ反饋。其中，在步驟S402中，在發(fā)送下行突發(fā)之前，多跳中繼基站根據(jù)之前收集的CINR(載波干擾噪聲比X言息分別預設(shè)每跳的CINR門限。這樣，信道質(zhì)量判斷規(guī)則為對于包含多跳的鏈路，如果每跳的CINR值均大于相應(yīng)的CINR門限，則判斷信道質(zhì)量好，否貝'J，則判斷信道質(zhì)量差。此時，在步驟S404中，需要首先獲取鏈路的每跳的CINR值。預先i殳定的CINR門限可以為對應(yīng)跳的CINR均值加兩倍方差。通過本發(fā)明的沖支術(shù)方案，相比于相關(guān)技術(shù)，可以實現(xiàn)端到端反饋和每跳反饋的均衡，因此資源浪費較少，且傳輸效率較高。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)配置的示意圖；圖2是才艮據(jù)相關(guān)才支術(shù)的端到端反饋HARQi殳計成功發(fā)送一個突發(fā)的實例的示意圖；圖3是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的每跳反饋HARQ設(shè)計成功發(fā)送一個突發(fā)的實例的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方法的流禾呈圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方法的詳細處理流程圖。具體實施方式首先，對于中繼站RS,根據(jù)是否產(chǎn)生并發(fā)送前綴和控制消息，RS可以分成透明RS和非透明RS;根據(jù)是否產(chǎn)生分配信道的MAP消息，非透明RS又可以分成集中式RS和分布式RS。由于RS分類只和HARQ方法的實現(xiàn)有關(guān)，和方法本身無關(guān)，因此，本發(fā)明實施例中才是供的方案將適用于所有采用RS中繼的HARQ。在以下的描述中，以集中式RS為例進行i兌明，其網(wǎng)絡(luò)拓樸配置如圖1所示。以下將參照附圖來詳細描述本發(fā)明實施例，其中，給出以下實施例以提供對本發(fā)明的全面和透徹理解，而不是對本發(fā)明進行任何限制。在本發(fā)明實施例中，提供了一種基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方法，所謂自適應(yīng)，指的是MR-BS可以根據(jù)鏈路信道狀態(tài)自動調(diào)整HARQ機制。相比于圖2的端到端反饋HARQ設(shè)計(其中，MR-BS在發(fā)送HARQ突發(fā)前已經(jīng)給各個RS分配了上行ACK信道，所有的上4亍反饋都必須按照這個配置進行)和圖3的每跳反饋HARQ設(shè)計(其中，每個RS收到突發(fā)后都必須給MR-BS反饋，如果RS正確纟妄收了突發(fā)，MR-BS就給該RS分配信道用于轉(zhuǎn)發(fā)正確突發(fā)，否則安4非該突發(fā)的重新發(fā)送)，本發(fā)明的HARQ設(shè)計能夠才艮據(jù)信道的好壞在端到端反饋和每跳反饋之間進行切換。例如，針對集中式或者透明RS,可以使用圖2和圖3描述的方法在端到端反々貴和每跳反饋之間切換。具體地，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)HARQ方法包括步驟S402，預先i殳定信道質(zhì)量判斷規(guī)j則；步驟S404,根據(jù)預先i殳定的信道質(zhì)量判斷失見則進行信道質(zhì)量判斷；步艱《S406,在判斷信道質(zhì)量好的情況下，采用端到端HARQ反饋，在判斷信道質(zhì)量差的情況下，采用每跳HARQ反饋。這樣，在信道好的時候采用端到端反饋，而在信道差的時4美采用每跳反饋。信道好的時候，突發(fā)重傳概率較低，可以充分利用端到端反饋傳輸突發(fā)所用幀數(shù)少的優(yōu)點；相反，信道差的時候，突發(fā)重傳概率教高，此時采用每跳反饋，可以減少端到端反饋中重傳等待所浪費的幀數(shù)。以下爿尋詳細描述上述各個步艱《的處理。其中，在步驟S402中，在發(fā)送下行突發(fā)之前，多跳中繼基站根據(jù)之前收集的CINR信息分別預設(shè)每跳的CINR門限。這樣，信道質(zhì)量判斷規(guī)則為對于包含多跳的鏈路，如果每跳的CINR值均大于相應(yīng)的CINR門限，則判斷信道質(zhì)量好，否則，則判斷信道質(zhì)量差。此時，在步驟S404中，需要首先獲取鏈路的每跳的CINR值。具體地，當某跳上才艮的CINR值大于其對應(yīng)的CINR門限時，則認為該跳信道好，對于包含多跳的鏈路，當所有跳的信道都好時，則認為鏈路信道好，應(yīng)該采用端到端反饋；否則，MR-BS認為鏈路信道不好，應(yīng)該采用每跳反々貴。圖5示出了圖4所示的方法的詳細處理流程，其中，在圖5中規(guī)定，如果鏈路信道好即為命中規(guī)則，采用端到端反饋，否則，如果鏈^各信道差為未命中規(guī)則，采用每跳反饋。以下將具體描述關(guān)于CINR門限的設(shè)定。由于WiMAX系統(tǒng)中定義CINR為反應(yīng)信道質(zhì)量均值，CINR的變化不會太劇烈，也保證了自適應(yīng)HARQ不會頻繁在端到端反饋和每跳反饋中切換。對于CINR門限的設(shè)置可以按照如下思路進行。結(jié)合陰影遮擋和^各徑損耗，一般認為陸地移動通信無線傳播信道的功率服從對凄t正態(tài)分布。假設(shè)干擾噪聲均勻分布，可以認為CINR也服從對數(shù)正態(tài)分布。這樣就可以根據(jù)系統(tǒng)要求事先確定判斷信道好壞的門限。以一個三跳中繼網(wǎng)絡(luò)為例，如果MR-BS對于每條中轉(zhuǎn)鏈路和接入鏈路都以相應(yīng)鏈路的CINR均值加兩倍方差(單位dB)為門限，則每一跳信道為好的概率大約是0.7，則整個信道為好(三跳同時為好)的概率大約是0.4。實際上，還應(yīng)該注意CINR門限設(shè)置的優(yōu)化問題。如果門限太低，大多數(shù)時候自適應(yīng)HARQ都會工作在端到端狀態(tài)，重傳中消誄毛幀數(shù)會很大。反之，如果門限太高，大多數(shù)時候自適應(yīng)HARQ都會工作在每跳反饋狀態(tài)，這樣消耗在反饋的幀數(shù)會很大。只有門限合適時，傳輸一個突發(fā)所消耗的幀數(shù)會較小。下面用一個具體的例子說明這個問題。表1給出了不同門限下信道狀態(tài)扭無率，表2給出了不同信道狀態(tài)概率對應(yīng)的成功概率。從中可以看出，門限越低，端到端反々責在4氐質(zhì)信道工作相克率越大，因此突發(fā)一次傳llr成功概率越低，即成功概率越低。對應(yīng)的失敗概率可以用(1-成功概率)得出。采用前述分析方法，可以得出表3和表4數(shù)據(jù)。表l.信道狀態(tài)概率<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2.某信道狀態(tài)無重發(fā)傳輸成功概率(成功概率)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3.不同門限下傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4.不同門限下傳輸一個突發(fā)浪費幀數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表3可見，取中等門限時傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)最低。同時，表4顯示此時浪費幀凄t比門限4氐時小，與門限高時相當。因此，可以將對應(yīng)跳的CINR均值加兩倍方差(單位dB)作為優(yōu)選的中等門限。下面用一個三跳中繼網(wǎng)絡(luò)里傳輸一個突發(fā)的例子來比4交不同HARQ(集中式RS)所需的幀數(shù)和浪費的幀數(shù)，以進一步說明本發(fā)明的實施例。在以下分沖斤中，設(shè)在所有的鏈路中只重傳一次即可成功。此外，每一跳傳輸失敗概率一樣。同時，因為RS處理突發(fā)的時延和ACK反4貴時延對于所有HARQ方式都一樣，為了《更于比較，假設(shè)兩個時延都為0。即，RS或者MS可以在同一幀里收到突發(fā)并反饋，RS可以在第一幀收到突發(fā)就在第二幀轉(zhuǎn)發(fā)。此外，除開注明失敗跳數(shù)，其他跳的傳輸假設(shè)成功。失敗跳數(shù)為0則表示所有跳傳，俞都成功。表5.端到端反饋和每跳反饋傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)方式\失敗3兆凄丈0第一跳第二跳第三跳端到端反々貴1098每淵匕反々貴78911表6.端到端反饋和每跳反饋傳輸一個突發(fā)浪費幀數(shù)方式\失敗跳數(shù)0第一跳第二跳第三跳端到端反々貴0410每3兆反々貴0000以上的表5和表6給出了端到端反饋和每條反饋傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)和失敗幀數(shù)。可見，端到端反饋消耗幀數(shù)一般小于每跳反饋然而浪費的幀數(shù)比每跳反饋多。表7.信道模型信道狀態(tài)成功概率失敗相克率4犬態(tài)相無率好40%60%40%差10%90%60%上述的表7給出了分析所用的信道模型。狀態(tài)概率指整體鏈路為好或者差的概率。成功概率指在某狀態(tài)下沒有重傳的概率，失敗概率指在某狀態(tài)下有重傳的概利用以上三個表，可以計算出不同HARQ方式傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)和浪費幀數(shù)。例如，對于端到端HARQ，信道良好時，傳輸一個突發(fā)所需幀凄t是5*0.4+[(10+9+8)/3]*0.6=7.4;4言道差時，所需幀數(shù)是5*0.1+[(10+9+8)/3]*0.9=8.6,所以平均幀數(shù)是7.4*0.4+8.6*0.6=8.1,類似的，得出其他結(jié)果列在以下的表8和表9中。表8.不同HARQ方式傳輸一個突發(fā)所需幀數(shù)信道狀態(tài)好差平均端到端反々貴7.48.68.1每跳反4t8.28.98.8自適應(yīng)7.48.98.4表9.不同HARQ方式傳輸一個突發(fā)浪費幀數(shù)信道狀態(tài)好差平均端到端反4貴11.51.3每逸匕反々貴000白適應(yīng)100.4可見，本發(fā)明實施例提供的自適應(yīng)HARQ取得了端到端反饋和每跳反饋的均衡，綜合了二者的優(yōu)點，節(jié)約了空口資源，提高了用戶的4專ilr步文率。以上所述^又為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，其特征在于，包括步驟S402，預先設(shè)定信道質(zhì)量判斷規(guī)則；步驟S404，根據(jù)預先設(shè)定的所述信道質(zhì)量判斷規(guī)則進行信道質(zhì)量判斷；以及步驟S406，在判斷信道質(zhì)量好的情況下，采用端到端混合自動請求重傳反饋，在判斷信道質(zhì)量差的情況下，采用所述每跳混合自動請求重傳反饋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，其特征在于，在所述步驟S402中，在發(fā)送下行突發(fā)之前，多跳中繼基站根據(jù)之前收集的載波干擾噪聲比信息分別預設(shè)每跳的載波干擾噪聲比門限。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，其特征在于，所述信道質(zhì)量判斷規(guī)則為對于包含多跳的鏈路，如果每跳的載波干擾噪聲比值均大于相應(yīng)的所述載波干擾噪聲比門限，則判斷信道質(zhì)量好，否則，則判斷信道質(zhì)量差。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，其特征在于，在所述步驟S404中，首先獲取鏈^^的每跳的載波干擾噪聲比值。根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，其特征在于，所述載波干擾噪聲比門限為對應(yīng)跳的載波干擾噪聲比均值加兩倍方差。全文摘要本發(fā)明提供了一種基于多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)混合自動請求重傳方法，包括步驟S402，預先設(shè)定信道質(zhì)量判斷規(guī)則；步驟S404，根據(jù)預先設(shè)定的信道質(zhì)量判斷規(guī)則進行信道質(zhì)量判斷；步驟S406，在判斷信道質(zhì)量好的情況下，采用端到端混合自動請求重傳反饋，在判斷信道質(zhì)量差的情況下，采用每跳混合自動請求重傳反饋。文檔編號H04L1/00GK101330349SQ200710111579公開日2008年12月24日申請日期2007年6月19日優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日發(fā)明者揚劉,曲紅云,玲許,陳玉芹申請人:中興通訊股份有限公司