CN101102174A - 混合自动请求重传方法、及采用其的中继设备和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合自动请求重传方法、及采用其的中继设备和通信系统。该方法包括在中继侧对从基站或终端发送的数据进行存储并转发到终端或基站；以及在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧利用存储的数据与重传数据进行合并，并转发到终端或基站，其中，在第一次传送过程中，该存储的数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储的数据为对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新。从而可有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性。

Description

混合自动请求重传方法、及采用其的中继设备和通信系统

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域，尤其涉及中继蜂窝系统中的一种中继合并混合自动请求重传的差错控制技术。

背景技术

未来的无线通信系统将具有高频段，大带宽，无缝链接，低功耗，低花费等特点。传统的蜂窝系统在高频段上将具有很大的路径损耗，由此导致覆盖面减少。从而为了实现全网覆盖，基站的数目将会非常庞大，成本也会上升，达不到低花费的目的。

现有的一种解决方案是在系统中采用中继来扩大覆盖面，由于其在低功耗情况就能获得相同的覆盖扩展，因此成本低。目前常用的两种中继方式是放大中继和解码中继。在放大中继方式中，中继节点只是简单的将接收信号放大，并将接收信号中继到目的终端，但噪音也会在中继路径上被放大。在解码中继方式中，中继节点首先对接收信号进行解调解码，并将解调解码后的数据重新编码后中继到目的终端，但是其也可能将错误解码中继到目的终端，造成在目的终端的误判决。

因而，在中继蜂窝系统为确保高质量的通信，差错控制技术是必不可少的。目前无线系统中常用的差错控制技术主要是混合自动请求重传(HARQ)。其中chase合并与增量冗余是最有效的两种HARQ，具体分为I，II，III型共三种类型。I型(追赶合并-chase合并)附加了CRC(循环冗余校验)并且用FEC对数据进行编码。接收机进行FEC译码并检查数据包，如果有错就重传数据包，错误包被丢弃，重传时仍然使用与第一次传输时一样的FEC码。这是软件层面上的HARQ，在RLC(无线链路控制)进行传输控制。

增量冗余技术代替了简单的重传数据包。当第一次尝试译码失败时，要求发射机附加冗余信息后再传输，没有传输包被丢弃，合并后的数据包通过较低码率进行译码。重传包和原始传输包并不完全相同，重传包携带部分附加冗余信息以纠错，这些冗余信息和先前接收的数据包合并可得到更强的FEC码。IR方案通常分为两类：部分IR、全IR。部分IR又称作H-ARQ-type-III，它的每次重传版本包括所有的系统比特和部分校验比特，都可自译码，多个版本合并后的数据包也可自译码。

全IR又称作H-ARQ-type-II，它每次重传版本只有校验比特而没有系统比特，每个重传版本都不能自译码，必须与其它版本合并才能进行译码。

与传统蜂窝系统中的单跳点到点的通信不同，基于中继的两跳蜂窝系统的端到端的可靠性依赖于两跳(例如基战到中继，中继到终端的两跳)的链路质量，其中任何一跳链路都会影响整个通信的可靠性。因为传统中继只是具有非常简单的物理层功能(参见参考文献1-4)，不论接收到的数据是新的(第一次传送的)还是重传的，仅对接收的数据进行放大转发或者先解码再编码转发，然后将其丢掉。如果数据发生重传，只是终端对接收的多个数据复本进行合并来提高中继与接收端之间的链路可靠性，并没有充分开发出传统中继系统中的中继的功能。

因此，有必要设计一种中继合并混合自动请求重传的差错控制技术，从而在不改变协议栈的情况下，有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性。

参考文献

[1]G.Neonakis Agglou and R.Tafazolli，“On the Relaying Capability ofNext-Generation GSM Cellular Networks，”IEEE Pers.Commun.，vol.8，no.1，Feb.2001，pp.40-47.

[2]A.N.Zadeh and B.Jabbari，“Performance Analysis of Multihop PacketCDMA Cellular Networks，”Proc.IEEE GLOBECOM 2001，vol.5，San Antonio，TX，Nov.2001，pp.2875-79.

[3]N.Esseling，H.S.Vandra，and B.Walke，“A Forwarding Concept forHiperLAN/2，”Proc.Euro.Wireless 2000，Sept.2000，Dresden，Germany，pp.13-18.

[4]V.Sreng，H.Yanikomeroglu，D.Falconer，“Coverage enhancementthrough two-hop relaying in cellular radio systems，”IEEE Wireless Commun.andNetworking Conf.(WCNC’02)，March 2002，Orlando，USA.

发明内容

本发明的第一目的是提供一种有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性的混合自动请求重传方法。

本发明的第二目的是提供一种有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性的的中继设备。

本发明的第三目的是提供一种有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性的的通信系统。

根据本发明的第一目的，本发明提供一种混合自动请求重传方法，包括在中继侧对从基站或终端发送的数据进行存储并转发到终端或基站；以及在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧利用存储的数据对重传数据进行合并，并转发到终端或基站，其中，在第一次传送过程中，该存储的数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储的数据为对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新。

根据本发明的第一目的，本发明还提供一种混合自动请求重传方法，包括：在中继侧判断从基站或终端发送的数据是否正确接收、进行存储并转发到终端或基站；以及在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧根据上一次传输的判断结果选择是否再次进行判断，其中在中继侧根据再次判断结果选择是否进行合并处理。

根据本发明的第二目的，本发明提供一种中继设备，包括：识别及解调单元，判断是新数据还是重传数据，并根据信道估计值对该发送的数据进行解调，获得解调数据；存储单元，用于存储数据；合并单元，利用存储的数据对重传数据进行合并；以及解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的第一次传送数据或来自合并单元的合并后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站，其中，在第一次传送过程中，该存储单元存储的是第一次传送数据的解调数据，在重传过程中，该存储单元存储的是对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新，且该合并单元所利用的存储的数据为当前重传过程的上一次传送过程中解调数据。

根据本发明的第二目的，本发明还提供一种中继设备，包括：识别及解调单元，用于确定是第一次传送数据还是重传数据，并根据上一次传输中的判断是否正确接收的判断结果选择是否再次进行判断，其中该识别及解调单元根据再次判断结果选择是否进行合并处理；存储单元，用于存储是否正确接收数据的判断结果以及解调数据；合并单元，根据存储单元存储的上一次传输过程中的判断结果对重传数据进行合并；以及解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站。

根据本发明的第三目的，本发明提供一种通信系统，包括发送或接收数据的终端和基站，其特征在于，包括中继设备，包括：识别及解调单元，判断来自基站/终端的数据是第一次传送数据还是重传数据，并根据信道估计值对该发送的数据进行解调，获得解调数据；存储单元，用于存储数据；合并单元，利用存储的数据对重传数据进行合并；以及解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的第一次传送数据或来自合并单元的合并后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站，其中，在第一次传送过程中，该存储单元存储的是第一次传送数据的解调数据，在重传过程中，该存储单元存储的是对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新，且该合并单元所利用的存储的数据为当前重传过程的上一次传送过程中解调数据。

根据本发明的第三目的，本发明还提供一种通信系统，包括发送或接收数据的终端和基站，其特征在于，包括中继设备，包括：识别及解调单元，用于确定是第一次传送数据还是重传数据，并根据上一次传输中的判断是否正确接收的判断结果选择是否再次进行判断，其中该识别及解调单元根据再次判断结果选择是否进行合并处理；存储单元，用于存储是否正确接收数据的判断结果以及解调数据；合并单元，根据存储单元存储的上一次传输过程中的判断结果对重传数据进行合并；以及解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站。

本发明的有益效果，由于本发明在中继设备侧对接收的多个数据复本进行合并，从而在不改变协议栈的情况下，本发明有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性，提高系统的吞吐量，并降低系统的重传延时。

附图说明

图1显示了采用依照本发明的混合自动请求重传方法的通信系统的示意图；

图2显示了依照本发明实施例1的时分方式的通信过程示意图；

图3显示了依照本发明实施例1的中继设备的具体结构示意图；

图4显示了本发明实施例1与传统的HARQ方法在误块率与信噪比的关系的比较示意图；

图5显示了本发明实施例1与传统的HARQ方法在吞吐量与信噪比的关系的比较示意图；

图6显示了本发明实施例1与传统的HARQ方法在误块率与最大允许重传次数的关系的比较示意图；

图7显示了依照本发明实施例2的中继设备的具体结构示意图；

图8显示了依照本发明实施例2的时分方式的通信过程示意图；以及

图9显示了依照本发明实施例2的采用I型或III型的HARQ时一个以通信从基站发起为例的通信过程示意图。

具体实施方式

为了充分提高端到端的链路可靠性，本发明提供了一种采用依照本发明的混合自动请求重传方法的通信系统，即在该通信系统中，中继采用合并技术的混合HARQ方案。图1显示了依照本发明的通信系统的示意图。

如图1所示，该通信系统包括基站1、中继设备2、以及终端3。这里，只以一个中继设备2为例进行说明，应理解的是，该通信系统可通过多个中继设备2进行中继，其过程和方法相同。

<实施例1>

图2具体说明了图1所示的通信系统按照实施例1的通信过程示意图，其中，图2假设通信是从基站发起。依照本发明实施例1的混合自动请求重传方法的具体流程如下：

步骤11：基站1将发送数据发送到中继设备2。

步骤12：中继设备2对发送数据进行存储，并转发到终端3。

步骤13：终端3判断是否正确接收数据，并将判断结果(ACK/NACK)经由中继设备2向基站1进行反馈。

在终端3向基站1反馈ACK的情况下，该流程进入步骤14：基站1向终端3发送新数据。

在终端3向基站1反馈NACK的情况下，该流程进入步骤15：基站1向终端3重传数据。

步骤16：中继设备2利用存储数据对来自基站1的重传数据进行合并后，转发到终端3。

步骤17：终端3对接收的多个数据复本进行合并处理，且该流程返回到步骤13，判断是否正确接收数据，并将判断结果(ACK/NACK)经由中继设备2向基站1进行反馈。

其中，中继设备2和终端3可采用相同或不同的合并处理，例如最大比合并、等增益合并、选择性合并等。

应理解的是，在超过系统允许的最大允许重传次数的情况下，则中止该基站发起的通信。而且上述流程是假设通信是由基站发起，当然，本发明的混合自动请求重传方法也适用于由终端发起的通信，具体过程与上述步骤11-步骤17相似，在此不再复述。另外，上述重传的数据可以是基站第一次传送数据包的所有数据，或者只是重传数据包中出现错误的信息比特，即部分重传。

图3显示了依照本发明实施例1的中继设备2的具体结构图。

如图3所示，本发明的中继设备2包括：识别及解调单元21、存储单元22、合并单元23、以及解编码和调制单元24。

这里，仍以通信是从基站1发起为例进行说明。

当基站1传送数据(该数据可能是第一次发送的新数据，或重传数据)到中继设备2时，识别及解调单元21根据来自基站1的数据的物理层帧结构，从其控制信道的信令部分读取是新数据(第一次传送数据)还是重传数据，判断是否要采用合并，并根据信道估计值对该来自基站1的数据进行解调，获得解调数据。

其中，如果是新数据，则不需要合并，且识别及解调单元21将解调数据(解调后的第一次传送数据，即新数据)存储在存储单元22中，且将解调数据直接传送到解编码和调制单元24，在解码、重编码和调制后转发给终端3；如果是重传数据，例如是第一次重传数据，则识别及解调单元21将解调后的第一次重传数据传送到合并单元23。

合并单元23利用存储单元22中存储的解调数据，将其与该解调后的第一次重传数据进行合并(例如最大比合并、等增益合并、选择性合并等)，并将合并后形成的数据存储在存储单元22中，且传送到解编码和调制单元24。

解编码和调制单元24对来自合并单元23的合并后的数据进行解码、重编码和调制，形成基站发送数据的复本传送到终端3。

另外，如果重传数据是第二次重传数据，则识别及解调单元21将解调后的第二次重传数据传送到合并单元23。

合并单元23利用存储单元22中存储的对于第一次重传数据进行合并后形成的合并后数据，将其与该解调后的第二次重传数据进行合并(例如最大比合并、等增益合并、选择性合并等)，并将合并后形成的数据(对于第二次重传数据)存储在存储单元22中，且传送到解编码和调制单元24。

解编码和调制单元24对来自合并单元23的合并后的数据进行解码、重编码和调制，形成基站发送数据的复本传送到终端3。

值得注意的是，上述重传数据可能是基站1第一次传送数据包的所有比特，或者是该数据包的部分比特。

另外，识别及解调单元21所利用的信道估计值可由现有技术中任意信道估计器获得，本发明的中继设备2也可包括信道估计器(图未示)，其与识别及解调单元21相连，并将信道估计值提供给该识别及解调单元21。

另外，该存储单元也可进一步存储信道估计器获得的信道估计值。

另外，上述中继设备的结构也不局限于图3所示，其中，该识别及解调单元可直接将解调数据都经由该合并单元存储在该存储单元中，对每一次传送数据的解调数据乘以合并系数后存储到存储单元中。

下面，将举例说明合并单元23采用最大比合并(MRC)时所进行的处理。

假设从基站1发送的新数据为x，经过瑞利衰落信道，第一次到达中继设备2的信号y₁可以表示为，

$y_1=h_1\sqrt{P}x+n_1,$ 其中P为信号能量，n₁为白高斯噪声，其符合零均值，方差为σ²的分布。

经过相位补偿和幅度归一后的信号可以表示为

$h_1^{*}{y}_1/{\left|\right|h_1\left|\right|}^2=h_1^{*}{h}_1\sqrt{P}x/{\left|\right|h\left|\right|}^2+h_1^{*}{n}_1/{\left|\right|h_1\left|\right|}^2,$ 其中h₁为瑞利衰落的信道系数，h₁ ^*为h₁的共轭，‖h₁‖为h₁的范数。

令 $y_1^{\&prime;}=h_1^{*}{y}_1/{\left|\right|h_1\left|\right|}^2,$ 则

$y_1^{\&prime;}=\sqrt{P}x+h_1^{*}{n}_1/{\left|\right|h_1\left|\right|}^2$

信号能量与噪声的比值为

SNR＝‖h₁‖²P/σ²

中继接收到的第一次重传的数据y₂可以表示为

$y_2=h_2\sqrt{P}x+n_2,$ n₂为白高斯噪声，其符合零均值，方差为σ²的分布。

同理， $y_2^{\&prime;}=\sqrt{P}x+h_2^{*}{n}_2/{\left|\right|h_2\left|\right|}^2,$ h₂为瑞利衰落的信道系数。

信号能量与噪声的比值为

SNR＝‖h₂‖²P/σ²

合并单元23对新数据和第一次重传的数据进行合并后的数据可以表示为：y＝ay₁′+by₂′

其中a＝‖h₁‖²，b＝‖h₂‖²。

多次重传后的数据合并类似上述推导，例如，对第二次重传数据y₃，合并后的数据为y＝ay₂′+by₃′。

除上述最大比合并方式之外，本发明的中继设备2也可采用等增益合并，选择性合并等，例如在等增益合并方式中，合并单元23对新数据和第一次重传的数据进行合并后的数据可以表示为：y＝(y₁′+y₂′)/2。或者在选择性合并方式中，合并单元23仅对y₁和y₂的一部分进行合并。当然，终端3也可采用上述最大比合并、等增益合并、选择性合并等方式(即采用现有技术可对数据复本进行合并的终端)，且中继设备2和终端3可采用相同的或不同的合并方式。

图4，5，6分别显示了本发明实施例1与传统的HARQ方法在误块率，吞吐量与信噪比的关系，以及误块率与最大允许重传次数的关系的比较示意图。表一显示了上述比较的仿真参数。

表1仿真参数

调制方式	QPSK
		编码方式	Convolutional code
码率	1/2
		HARQ机制	Chase合并
最大允许重传次数	3
		在终端、中继和基站侧的天线数目	1
信道模式	瑞利衰落信道，Fd*T＝0.01，0.1

如图4所示，为了获得相同的误块率，依照本发明实施例1的HARQ方法(中继合并HARQ)大概能节省3dB的能量。同理如图5所示，为获得相同的吞吐量，本发明实施例1的HARQ方法(中继合并HARQ)大概能节省1.5dB的能量。图6给出了误块率和最大允许重传次数的关系曲线，从该图可获知，如果想获得相同的10^-2误块率，本发明实施例1的HARQ方法(中继合并HARQ)所需的最大允许重传次数为3，而传统的方案则需要5次。所以本发明的HARQ方法(中继合并HARQ)大大的节省了重传带来的延时。

<实施例2>

如图7所示，依照本发明实施例2的通信系统和中继设备2的结构与实施例1的结构基本相同，且实施例2的混合自动请求重传方法与实施例1大致相同，不同之处在于：在中继侧判断从基站或终端发送的数据是否正确接收、进行存储并转发到终端或基站；以及在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧根据上一次传输的判断结果选择再次进行判断或者转发上一次传输过程中的存储数据，其中在中继侧根据再次判断结果选择是否进行合并处理。在当前通信系统采用chase合并(I型)或部分增量冗余方式(III型)的HARQ时，中继设备2进一步判断是否正确接收数据(但不反馈判断结果ACK/NACK)，在重传过程中中继设备2根据上一次传输的判断结果，选择是否再次进行判断还是转发上一次传输中的解调数据；在当前通信系统采用全增量冗余方式(II型)的HARQ时，如果中继设备2判断正确接收第一次传输的数据，则在之后的重传过程中不再进行判断，而直接转发第一次传输的解调数据，否则，中继设备2不对重传数据进行判断而对合并后数据进行判断。

其具体流程如图8所示如下：

步骤31：基站1将发送数据发送到中继设备2。

步骤32：在当前通信系统采用chase合并(I型)或部分增量冗余方式(III型)的HARQ时，中继设备2利用循环冗余校验(cyclic redundancy check(CRC))判断是否正确接收该发送数据(不反馈ACK/NACK)，对判断结果和解调数据(解调数据)进行存储并转发到终端3。

公知的是CRC校验采用多项式编码方法。被处理的数据块可以看作是一个n阶的二进制多项式，如一个8位二进制数10110101可以表示为：1x⁷+0x⁶+1x⁵+1x⁴+0x³+1x²+0x¹+1。

采用CRC校验时，发送方和接收方用同一个生成多项式g(x)，并且g(x)的首位和最后一位的系数必须为1。CRC的处理方法是：发送方以g(x)去除t(x)，得到余数作为CRC校验码。校验时，以计算的校正结果是否为0为依据，判断数据帧是否出错。

步骤33：终端3判断是否正确接收数据，并将判断结果(ACK/NACK)经由中继设备2向基站1进行反馈。

在终端3向基站1反馈ACK的情况下，该流程进入步骤34：基站1向终端3发送新数据。

在终端3向基站1反馈NACK的情况下，该流程进入步骤35：基站1向终端3重传数据。

步骤36：中继设备2根据上一次传输的判断结果，选择是否再次进行判断后转发数据，还是转发上一次传输的解调数据。

步骤37：终端3对接收的多个数据复本进行合并处理，且该流程返回到步骤33，判断是否正确接收数据，并将判断结果(ACK/NACK)经由中继设备2向基站1进行反馈。

其中，中继设备2和终端3可采用相同或不同的合并处理，例如最大比合并、等增益合并、选择性合并等。

应理解的是，在超过系统允许的最大允许重传次数的情况下，则中止该基站发起的通信。而且上述流程是假设通信是由基站发起，当然，本发明的混合自动请求重传方法也适用于由终端发起的通信，具体过程与上述步骤31-步骤37相似，在此不再复述。另外，上述重传的数据可以是基站第一次传送数据包的所有数据，或者只是重传数据包中出现错误的信息比特，即部分重传。

这里，仍以通信是从基站1发起为例进行具体说明(参考图9)。

当基站1传送数据(该数据可能是第一次发送的新数据，或重传数据)到中继设备2时，识别及解调单元21根据来自基站1的数据的物理层帧结构，从其控制信道的信令部分读取是新数据(第一次传送数据)还是重传数据，判断是否正确接收数据且是否要采用合并，并根据信道估计值对该来自基站1的数据进行解调，获得解调数据。

其中，如果是新数据(第一次传送数据)，则无论判断结果是ACK还是NACK都不需要合并，且识别及解调单元21将存储数据(包括解调后的第一次传送数据、以及判断结果(ACK/NACK))存储在存储单元22中，将解调数据直接传送到解编码和调制单元24，并通知合并单元不进行合并处理，之后，该数据在解码、重编码和调制后转发给终端3。应理解的是，在正确接收新数据的情况下，第一次传输的判断结果也被认为是之后传输过程的判断结果。

另外，如果是重传数据，例如是第一次重传数据，则识别及解调单元21则根据上一次传输的判断结果(已存储在存储单元22)，选择是否对重传数据进行再次判断且进行解调，例如，如果判断结果表示正确接收新数据(ACK)，则识别及解调单元21可不对重传数据进行再次判断和进行解调，将存储的解调数据传送至解编码和调制单元24，并通知合并单元23不进行合并处理，此时存储单元22依然保存上述新数据的解调数据；而如果表示未正确接收新数据(NACK)，则识别及解调单元21对重传数据进行再次判断，如果正确接收第一次重传数据则存储单元22保存当前传输的判断结果和解调数据，删除存储单元22中的上一次传输的判断结果和解调数据，将其中解调数据传送至解编码和调制单元24，并通知合并单元23不进行合并处理，如果判断是未正确接收数据(NACK)，则将第一次重传数据的解调数据发送到合并单元23中进行合并。

合并单元23根据识别及解调单元21的通知，利用存储单元22中存储的新数据的解调数据以及当前识别及解调单元21提供的第一次重传数据的解调数据，进行合并处理。即如果存储单元22中存储的判断结果表示未正确接收新数据(NACK)，且识别及解调单元21判断未正确接收第一次重传数据，则合并单元23利用存储单元中存储的未正确接收的新数据的解调数据和识别及解调单元21发送的重传数据的解调数据进行合并处理，并将合并后的数据发送回识别及解调单元21再次进行CRC判断，并以合并后的数据的判断结果和解调数据更新存储单元22中的上一次传输的判断结果和解调数据，此时，识别及解调单元21将合并后的数据的解调数据传送至解编码和调制单元24。应理解的是，识别及解调单元21对未正确接收的新数据和未正确接收的第一次重传数据合并后的数据进行CRC后，可能判断结果表示正确接收数据。

其中存储单元22中存储有各次传送数据过程中识别和解调单元21的CRC结果，以供识别和解调单元21和合并单元23使用。

解编码和调制单元24对来自合并单元23的数据进行解码、重编码和调制，形成基站发送数据的复本传送到终端3。

另外，如果重传数据是第二次重传数据，则识别及解调单元21根据存储单元22中存储的对上一次传输的判断结果，选择是否进行再次判断，只要在上一次传输中正确接收数据(例如，判断正确接收新数据、或重传数据、或合并数据)，则无需再进行判断；否则再次进行判断，如果正确接收第二次重传数据，则以判断结果和解调数据更新存储单元22中的数据，如果未正确接收，则通知合并单元23进行合并处理，并将未正确接收的数据的解调数据提供给合并单元23。

合并单元23根据识别和解调单元21的通知，利用存储单元22中的解调数据和当前识别和解调单元21提供的解调数据进行合并处理，具体过程与第一次重传过程相似，在此不再复述。

解编码和调制单元24对来自识别和解调单元21的解调数据(正确接收的数据或合并数据)进行解码、重编码和调制，形成基站发送数据的复本传送到终端3。

返回到步骤S36，如果当前通信系统采用的是全增量冗余方式(II型)的HARQ时，其处理流程与上述部分增量冗余方式大部分相同，唯一不同之处在于：由于中继设备2只对第一次传输数据进行自解码，所以可以对第一次传输的数据(新数据)可以判断是否正确接收，而不对重传数据进行判断，但是中继设备2对合并后的数据进行判断。因此，中继设备2中的识别及解调单元21对第一次传输数据进行CRC判断，如果正确接收，则在存储单元22中保存判断结果以及解调数据，并在之后的重传过程中不再进行判断而直接利用存储的解调数据。

如果未正确接收新数据，则在接收到重传数据时(例如第一次重传数据)，识别及解调单元21不对重传数据进行判断，通知合并单元23进行合并。

合并单元23利用存储单元22中的新数据的解调数据和第一次重传数据进行合并处理，并将合并数据反馈给识别及解调单元21。

识别及解调单元21对该合并数据进行CRC判断，并将判断结果和合并数据更新存储单元22中的数据。其中，如果判断正确接收合并数据，则在之后的重传过程中不再进行判断；如果未正确接收合并数据(第一次合并数据)，则在之后的重传过程对合并后的数据(第二次合并数据)进行CRC判断。

值得注意的是，上述重传数据可能是基站1第一次传送数据包的所有比特，或者是该数据包的部分比特。

另外，识别及解调单元21也可对每次重传数据都进行判断，将判断正确接收的数据(ACK)的解调后数据都存储在存储单元22中，以便合并单元可选择使用任一次正确接收的数据；也可以只要正确接收数据后，下次重传过程中就不再进行判断，且解调数据可由识别及解调单元21直接传送至解编码和调制单元24，或者统一由合并单元进行传送。

另外，识别及解调单元21所利用的信道估计值可由现有技术中任意信道估计器获得，本发明的中继设备2也可包括信道估计器(图未示)，其与识别及解调单元21相连，并将信道估计值提供给该识别及解调单元21或合并单元23发送到解编码和调制单元24。

另外，该存储单元也可进一步存储信道估计器获得的信道估计值。

另外，上述中继设备的结构也不局限于图3所示，其中，该识别及解调单元可将解调数据不经由该合并单元而存储在该存储单元中，直接对第一次传送数据的解调数据乘以合并系数后存储到存储单元中。具体合并方式可参照实施例1所述的方式。

由此，实施例2可避免由于例如第一次正确接收数据，第二次错误接收数据的情况下，将两者进行合并后的数据转发到终端3，导致数据在终端3被错误接收，从而可进一步提高通信系统的端到端的链路可靠性。

应理解的是，实施例1中的终端3或着基站1都可按照实施例2中中继设备2的判断且进行合并的方式，选择是否进行合并处理，在次不再复述。

综上所述，根据本发明提供的混合自动请求重传方法、及采用其的中继设备和通信系统，由于在中继侧和终端侧都进行合并，所以在不改变协议栈的情况下，本发明有效的提高通信系统的端到端的链路可靠性，提高系统的吞吐量，并降低系统的重传延时。

对该技术领域的普通技术人员来说，根据以上实施方式可以很容易的联想到其他的优点和变形。因此，本发明并不局限于上述具体实施例，其仅仅作为例子对本发明的一种形态进行详细、示范性的说明。在不背离本发明宗旨的范围内，本领域普通技术人员可以根据上述具体实施例通过各种等同替换所得到的技术方案，但是这些技术方案均应该包含在本发明的权利要求的范围及其等同的范围之内。

Claims (33)

1.一种混合自动请求重传方法，包括

在中继侧对从基站或终端发送的数据进行存储并转发到终端或基站；以及

在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧利用存储的数据与重传数据进行合并，并转发到终端或基站，其中，

在第一次传送过程中，该存储的数据为第一次传送数据的解调数据，且

在重传过程中，该存储的数据为对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新。

2.如权利要求1所述的混合自动请求重传方法，其中进一步包括，

在基站或终端侧对从中继侧转发的数据进行存储；以及

在重传过程中，在基站或终端侧利用存储的数据对重传数据进行合并，其中，在第一次传送过程中，该存储的数据为第一次传送数据的解调数据，且

在重传过程中，该存储的数据为对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新。

3.如权利要求1或2所述的混合自动请求重传方法，其中，

根据物理层帧结构，从其控制信道的信令部分判断是新数据还是重传数据，其中

如果是新数据则直接存储；

如果是重传数据则进行合并，并将合并后的数据进行存储。

4.如权利要求3所述的混合自动请求重传方法，其中，

在重传过程中，在基站或终端侧对所述发送的数据进行全部重传或部分重传。

5.如权利要求4所述的混合自动请求重传方法，其中，

根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式在中继侧进行上述合并。

6.一种中继设备，包括：

识别及解调单元，判断是第一次传送数据还是重传数据，并根据信道估计值对该发送的数据进行解调，获得解调数据；

存储单元，用于存储数据；

合并单元，利用存储的数据对重传数据进行合并；以及

解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的新数据或来自合并单元的合并后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站，其中，

在第一次传送过程中，该存储单元存储的是第一次传送数据的解调数据，

在重传过程中，该存储单元存储的是对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新，且

该合并单元所利用的存储的数据为当前重传过程的上一次传送过程中解调数据。

7.如权利要求6所述的中继设备，其中，

识别及解调单元根据数据的数据帧的结构，从其控制信道的信令部分判断是新数据还是重传数据。

8.如权利要求7所述的中继设备，其中，

该合并单元根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式进行上述合并。

9.如权利要求8所述的中继设备，其中进一步包括，

信道估计器，其与该识别及解调单元相连，用于获得该信道估计值，且该存储单元进一步存储该信道估计值。

10.如权利要求9所述的中继设备，其中

该识别及解调单元直接将解调后的第一次传送数据存储在该存储单元中，或者经由该合并单元存储在该存储单元中。

11.一种通信系统，包括发送或接收数据的终端和基站，其特征在于，包括中继设备，包括：

识别及解调单元，判断来自基站/终端的数据是第一次传送数据还是重传数据，并根据信道估计值对该发送的数据进行解调，获得解调数据；

存储单元，用于存储数据；

合并单元，利用存储的数据对重传数据进行合并；以及

解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的第一次传送数据或来自合并单元的合并后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站，其中，

在第一次传送过程中，该存储单元存储的是第一次传送数据的解调数据，

在重传过程中，该存储单元存储的是对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新，且

该合并单元所利用的存储的数据为当前重传过程的上一次传送过程中解调数据。

12.如权利要求11所述的通信系统，其中，

该终端/基站进一步对从该中继设备转发的数据进行存储；以及

在重传过程中，终端/基站利用存储的数据对重传数据进行合并，其中，

在第一次传送过程中，该存储单元存储的是第一次传送数据的解调数据，且

在重传过程中，该存储单元存储的是对解调后的重传数据进行合并后的数据，且其由下次重传过程中的合并后的数据更新。

13.如权利要求11或12所述的通信系统，其中，

识别及解调单元根据数据的数据帧的结构，从其控制信道的信令部分判断是新数据还是重传数据。

14.如权利要求13所述的通信系统，其中，

该中继设备或终端/基站根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式进行上述合并。

15.如权利要求14所述的通信系统，其中该中继设备进一步包括，

信道估计器，其与该识别及解调单元相连，用于获得该信道估计值，且该存储单元进一步存储该信道估计值。

16.一种混合自动请求重传方法，包括：

在中继侧判断从基站或终端发送的数据是否正确接收、进行存储并转发到终端或基站；以及

在基站或终端对发送的数据进行重传的情况下，在中继侧根据上一次传输的判断结果选择是否再次进行判断，其中在中继侧根据再次判断结果选择是否进行合并处理。

17.如权利要求16所述的混合自动请求重传方法，其中

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，在中继侧对第一次传输数据进行判断并存储，在第一次传输的判断结果表示正确接收时，在当前传输过程和之后的传输过程中都只转发第一次传输过程中的存储数据；否则在重传过程中利用存储数据与重传数据进行合并，对合并数据进行判断并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据，且在重传过程中，该存储数据为对重传数据进行合并后的数据，或

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果在中继侧判断正确接收数据，则将当前传送数据过程中或之前传送数据过程中正确接收的数据转发到终端或基站；否则在多次传送数据过程中均未正确接收数据的情况下在中继侧利用存储数据与当前重传数据进行合并且再次判断是否正确接收，并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据，且在重传过程中，该存储数据为对上一次重传数据进行合并后的数据。

18.如权利要求17所述的混合自动请求重传方法，其中

中继侧根据循环冗余校验对每次接收的数据都进行判断，或者只要判断正确接收数据，则在之后的传输过程中不再进行判断。

19.如权利要求17或18所述的混合自动请求重传方法，其中，

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果中继侧判断当前传输过程正确接收数据，则对当前传输过程中正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，

如果在中继侧判断合并数据为正确接收的情况下，则对正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，否则在之后传输过程继续对重传数据进行判断；

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，在当前传输过程中中继侧判断正确接收合并数据时，对合并数据进行存储并转发，在之后的传输过程中不再进行判断，而直接转发存储数据，

在未正确接收合并数据时，在之后传输过程中继续对合并数据进行判断。

20.如权利要求19所述的混合自动请求重传方法，其中，

在重传过程中，在基站或终端侧对所述发送的数据进行全部重传或部分重传。

21.如权利要求20所述的混合自动请求重传方法，其中，

根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式在中继侧进行上述合并。

22.一种中继设备，包括：

识别及解调单元，用于确定是第一次传送数据还是重传数据，并根据上一次传输中的判断是否正确接收的判断结果选择是否再次进行判断，其中该识别及解调单元根据再次判断结果选择是否进行合并处理；

存储单元，用于存储是否正确接收数据的判断结果以及解调数据；

合并单元，根据存储单元存储的上一次传输过程中的判断结果对重传数据进行合并；以及

解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站。

23.如权利要求22所述的中继设备，其中，

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，识别及解调单元只对第一次传输数据进行判断，在第一次传输的判断结果表示正确接收时，在当前传输过程和之后的传输过程中都只转发第一次传输过程中的存储数据；否则在重传过程中利用存储数据与重传数据进行合并，对合并数据进行判断并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储数据为合并单元对重传数据进行合并后的数据的解调数据，或

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断正确接收数据，则将当前传送数据过程中或之前传送数据过程中正确接收的数据转发到终端或基站；否则在多次传送数据过程中均未正确接收数据的情况下合并单元利用存储数据与重传数据进行合并且再次判断是否正确接收，并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储数据为对重传数据进行合并后的数据的解调数据。

24.如权利要求23所述的中继设备，其中，

识别及解调单元根据数据的数据帧的结构，从其控制信道的信令部分判断是新数据还是重传数据；且

根据循环冗余校验对每次接收的数据都进行判断，或者只要判断正确接收数据，则不再进行判断。

25.如权利要求23或24所述的中继设备，其中，

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断当前传输过程正确接收数据，则对当前传输过程中正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，

如果识别及解调单元进一步判断合并数据为正确接收的情况下，则对正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，否则在之后传输过程中继续进行判断；

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断当前传输过程正确接收合并数据时，对合并数据进行存储并转发，在之后的传输过程中不再进行判断，而直接转发存储数据，

在当前传输过程未正确接收合并数据时，在之后传输过程中继续对合并数据进行判断。

26.如权利要求25所述的中继设备，其中，

该合并单元根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式进行上述合并。

27.如权利要求26所述的中继设备，其中进一步包括，

信道估计器，其与该识别及解调单元相连，用于获得该信道估计值，且该存储单元进一步存储该信道估计值。

28.一种通信系统，包括发送或接收数据的终端和基站，其特征在于，包括中继设备，包括：

识别及解调单元，用于确定是第一次传送数据还是重传数据，并根据上一次传输中的判断是否正确接收的判断结果选择是否再次进行判断，其中该识别及解调单元根据再次判断结果选择是否进行合并处理；

存储单元，用于存储是否正确接收数据的判断结果以及解调数据；

合并单元，根据存储单元存储的上一次传输过程中的判断结果对重传数据进行合并；以及

解编码和调制单元，对来自识别及解调单元的解调后的数据进行解码、重编码和调制，并转发到终端/基站。

29.如权利要求28所述的通信系统，其中，

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，识别及解调单元只对第一次传输数据进行判断，在第一次传输的判断结果表示正确接收时，在当前传输过程和之后的传输过程中都只转发第一次传输过程中的存储数据；否则在重传过程中利用存储数据与重传数据进行合并，对合并数据进行判断并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储数据为合并单元对重传数据进行合并后的数据的解调数据，或

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断正确接收数据，则将当前传送数据过程中或之前传送数据过程中正确接收的数据转发到终端或基站；否则在多次传送数据过程中均未正确接收数据的情况下合并单元利用存储的数据与重传数据进行合并且再次判断是否正确接收，并转发到终端或基站，在第一次传送过程中，该存储数据为第一次传送数据的解调数据，且在重传过程中，该存储数据为对重传数据进行合并后的数据的解调数据。

30.如权利要求29所述的通信系统，其中，

识别及解调单元根据数据的数据帧的结构，从其控制信道的信令部分判断是新数据还是重传数据；且

根据循环冗余校验对每次接收的数据都进行判断，或者只要判断正确接收数据，则不再进行判断。

31.如权利要求29或30所述的通信系统，其中，

当采用追赶合并或部分增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断当前传输过程正确接收数据，则对当前传输过程中正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，

如果识别及解调单元进一步判断合并数据为正确接收的情况下，则对正确接收数据进行存储，在之后传输数据过程中不再进行判断，且直接转发该存储数据，否则在之后传输过程继续进行判断；

当采用全增量冗余的混合自动请求重传方式时，如果识别及解调单元判断当前传输过程正确接收合并数据时，对合并数据进行存储并转发，在之后的传输过程中不再进行判断，而直接转发存储数据，

在当前传输过程未正确接收合并数据时，在之后传输过程中继续对合并数据进行判断。

32.如权利要求31所述的通信系统，其中，

该合并单元根据最大比合并、或等增益合并、或选择性合并方式进行上述合并。

33.如权利要求32所述的通信系统，其中该中继设备进一步包括，

信道估计器，其与该识别及解调单元相连，用于获得该信道估计值，且该存储单元进一步存储该信道估计值。

Images