CN101374038A - Ofdm系统中基于harq技术的信号重传方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了，一种OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法，属于无线通信系统领域。该方法中，首先，发送端收到接收端返回的重发消息；然后发送端将发端存储器中的信号提高导频信号的密度或强度后重传。本发明使得宽带无线通信系统在重传过程中，提高了信号的传输质量，保证了重传的可靠性，从而可以减低无线通讯系统进行重传的次数，节约了时间资源。

Description

OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法

技术领域

本发明属于无线通信系统领域，尤其涉及一种OFDM(正交频分复用)系统中基于HARQ(混合自动重发请求)技术的信号重传方法。

背景技术

随着高速率、可靠业务的需求的迅速发展，HARQ技术成为B3G移动通信系统的关键技术之一。HARQ技术又称混合自动重发请求，一种差错控制技术，是高速数据传输的基础，目的在于提高信号的传输质量，保证信息可靠性，HARQ技术有效地结合前向纠错码FEC(Forward Error Correction)技术和自动重传请求ARQ技术，在HARQ中，发端会发送具有一定冗余信息的数据，接收端首先进行FEC解码，如果依然不能正确解调，则要求发端重新发送数据。根据HARQ中FEC在接收端合并的方式，HARQ可分为三类：

Type I HARQ：

在这种简单的HARQ方案中，数据被加以循环冗余码CRC并用FEC编码。在接收端FEC解码并用CRC监测分组质量。如果分组有错误，就进行重传，而错误的分组被丢弃，其中重传分组采用与前一次相同的编码。故每次重传被正确解码的概率相同且比较低。

Type II HARQ：

第二类HARQ方案属于递增冗余IR(Incremental Redundancy)的HARQ方案。这种方案考虑了无线传播信道的时差特性。在首次传输数据块时没有或带有较少的冗余。如果传输失败，重传将开始。其中重传的数据块不是首次所传数据块的复制，而是增加了其中的冗余部分，在接收端将两次收到的数据块进行合并，这样提高了编码增益但编码速率有所降低。

Type III HARQ：

第三类的HARQ方案也属于增量冗余IR方案，它与第二类HARQ不同的是，重传码字具有自解码能力，因此接收端可以直接从重传码字当中解码恢复数据，也可以将出错重传码字与已有缓存的码字进行合并后解码。根据重传的冗余版本不同，第三类HARQ可分为两种：一种是只具有一个冗余版本的第三类HARQ，也称为具有软合并的第一类HARQ，各次重传冗余版本均与第一次传输相同，也称为跟踪合并(Chase Combing)。Chase Combining发送端每次重传使用相同的FEC编码数据分组，这一点与type I相同。但错误的分组被存储在接收端，接收端的解码器根据接收到的信噪比SNR加权组合这些发送分组的拷贝，从而获得了时间分集增益。Chase Combining所需的接收端缓存较小，信令相对简单，是一种复杂度低的码合并方式。另一种是具有多个冗余版本的第三类HARQ。

但是采用现有的HARQ方案，所提供的技术都是接收合并，没有提高发送端在重发过程中的可靠性。特别是在TDD系统中，由于采用时分复用，多次重传的时延特别大，并且多次重传占用的资源也比较大，为了较少重传次数，只有加强重传的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法，从而提高宽带无线通信系统重传的可靠性。

为了解决上述问题，本发明公开了，一种OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法，包括：

a、发送端收到接收端返回的重发消息；

b、发送端将发端存储器中的信号提高导频信号的密度或强度后重传。

上述步骤b中，当系统存在可分配的空闲时频资源时，提高导频信号的密度；当系统无空闲时频资源时，提高导频信号所在资源块的功率。

上述步骤b中提高导频信号的密度是指：使用部分或全部可分配空闲时频资源块来承载新增的导频信号。

上述步骤b中，用于承载新增的导频信号的时频资源块与承载各参考符号的时频资源块等时间间隔、等频率间隔。

上述步骤a前还包括：

a0、发送端向接收端发送信号；接收端将接收到的信号存储在收端存储器中，进行译码；如果译码失败，接收端返回重发消息给发送端，同时接收端的重传计数器加1。

上述方法，还包括步骤c：接收端将收到的重传的信号与保存在收端存储器中保存的信号进行合并、译码，并发送相应的反馈消息到发送端。

上述接收端进行合并采用最大比合并方式，重传的权重大于首传的权重。

上述步骤c具体包括：

c1、重传的信号经信道到达接收端，接收端把所述重传的信号与收端存储器中保存的信号合并；

c2、合并后的信号进入译码器进行译码，如果失败，则接收端的重传计数器加1；

c3、比较重传计数器值和设定的最大重传次数；如果重传计数器的值大于最大重传次数，则不再重传，接收端认为译码失败，输出当前译码结果；清空发端和收端的存储器，并将重传计数器清零；否则返回重发消息给发送端，返回步骤a。

本发明使得宽带无线通信系统在重传过程中，提高了信号的传输质量，保证了重传的可靠性，从而可以减低无线通讯系统进行重传的次数，节约了时间资源。

附图说明

图1为采用本发明的实施例1的具体实施流程图；

图2为采用本发明的实施例2的具体实施流程图；

图3为图2所示流程中第一次发送信号的导频图；

图4为图2所示流程中进行信号重传时的导频图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明采用的技术方案作进一步详细说明。

本发明的主要构思是，针对宽带无线通信系统传输过程中可靠性不高问题，提出了一种基于HARQ技术的信号重传方法，即在重传时通过增加参考符号的密度或者功率，提高二次重传和/或多次重传的可靠性，同时在接收端，采用最大比合并提高二次重传和/或多次重传的权重，也就是提高合并增益，最终使得系统在重传时提高解码的可靠性。

实施例1，一种OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法，如图1所示，包括以下步骤：

A、接收端译码失败，发送重发消息(NACK)给发送端。

本步骤具体包括：

A1、在发送端，信源产生信号经过信道编码、交织、调制。

A2、编码调制后的信号先进入发端存储器存储，然后映射到时频资源块，通过IFFT(逆傅立叶变换)后，通过天线被发送至接收端。

A1、A2同现有技术。

A3、接收端将叠加噪声的接收到的信号存储在收端存储器中，译码器开始译码；如果译码成功，则按现有技术进行，不在本发明的讨论范围之内；如果译码失败，接收端返回重发消息(NACK)给发送端，同时接收端的重传计数器加1。

B、发送端接收到的NACK后，将发端存储器中的原信号重传，但此时不是简单的重传，而是在重传时提高原信号中导频信号的密度或功率；所述导频信号与现有技术中的一致；具体做法为：

当系统没有时频资源块空闲时，提高承载导频信号的那部分时频资源块的功率，可以降低携带数据信号的时频资源块的功率，并将多出来的功率分配给导频信号所在的时频资源块。

当系统有时频资源块空闲时，提高导频信号的密度，即：使用部分或全部可分配空闲时频资源块来承载新增的导频信号。当然，实际应用中，此时也可以提高承载导频信号的那部分时频资源块的功率。

所述时频资源块由时隙和子载波构成，一个时频资源块可以看成是一个时隙上的一个子载波，或是一个子载波上的一个时隙。

信号首传与重传时的导频图分别如图3、图4所示，其中，R1和R2为第一次发送信号时所携带导频信号，分别为第一、第二参考符号；R为重传时插入的导频信号。图4所示的是比较优化的增加导频信号密度的方案，是等间隔的插入新增的导频信号，也就是说，使承载R的时频资源块与原先承载参考符号的时频资源块之间相差尽可能相等的时间间隔、和尽可能相等的频率间隔。

C、重传的信号经信道到达接收端，接收端进行合并和译码，并反馈给发送端相应的消息。

本步骤具体包括：

C1、重传的信号经信道到达接收端，接收端把所述重传的信号与收端存储器中的保存的前面所接收的信号合并；采用现有技术中的任何一种方式进行合并。

比较优化的方式是采用最大合并比来进行合并，提高所述重传的信号权重，因为提高了重传的可靠性，因此其正确率很可能会比前面传输时的大，提高其权重就能够提高合并增益。

C2、合并后的信号进入译码器进行译码，如果正确则按现有技术处理；如果失败，则接收端的重传计数器加1。

C3、比较重传计数器值和设定的最大重传次数。如果重传计数器的值大于最大重传次数，则不再重传，接收端认为译码失败，输出当前译码结果，此时，发射端和接收端的存储器都清空，重传计数器清零；否则返回NACK给发送端，执行步骤B。

实施例2，提供了正交频分复用OFDM系统中的混合自动请求重发的过程，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：产生一个TB接口的信号；

步骤202：对该信号进行CRC(循环冗余检验)、信道编码调制；

步骤203：将编码调制后的信号存储到发送端存储器中；

步骤204：对信号进行子载波映射、插入导频、IFFT、添加CP(循环前缀)；

步骤205：经信道发送到收端存储器；

步骤206：接收端去除信号的CP、并进行FFT(傅立叶变换)、信道估计；

步骤207：接收端用检测算法对信号进行检测；

步骤208：接收端对信号进行解调、译码及CRC校验；

步骤209：接收端判断所接收信号的CRC是否正确，如果是，转向步骤210，否则，转向步骤212；

步骤210：向发送端反馈确认消息ACK，同时清空接收端的存储器；

步骤211：发送端删除当前存储器中的内容，转向步骤219；

步骤212：向发送端反馈重发消息NACK，同时接收端存储器保存当前内容，重传计数器加1；

步骤213：判断重传计数器的计数值是否超过最大重传次数，如果是，转向步骤214，否则转向步骤215；

步骤214：清空接收端存储器内容，转向步骤219；

步骤215：将当前发送存储器中的信号提高其导频信号的密度或功率后进行重传；

步骤216：重传的信号经过信道发送到收端存储器；

步骤217：接收端将重传的信号去除信号的CP、并进行FFT(傅立叶变换)、信道估计后与收端存储器中的当前内容进行合并；

步骤218：接收端进行检测、解调、译码及CRC校验，并转向步骤209；

步骤219：重传计数器清零；准备发送下一slot(时隙)的数据。

上述步骤215，在重传过程中提高了导频信号的密度，从而保证重传的可靠性，尤其插入为等间隔操作时，效果最佳。在本实施例中，第一次发送数据的导频图如图3所示，R₁为第一参考符号(First reference symbol)，R₂为第二参考符号(Second reference symbol)，D为数据符号(Date)，其中在同一时隙的不同子载波上设有若干参考符号，并且同一时隙中相邻的参考符号所在子载波的频率差值均相等；第二次发送数据的导频图如图4所示，在同一时隙的相邻的参考符号之间插入导频符号R，并且插入导频符号R所在的子载波频率与其相邻的参考符号所在的子载波频率的差值均相等。

但只有存在剩余资源时，可以通过提高插入专用导频的密度来保证重传的可靠性，当无剩余资源时，则可以通过提高导频功率来保证重传的高可靠性。

步骤217中，接收端可以采用提高了重传权重的最大比合并方式，或者采用等增益合并方式，具体合并方式可以为Type I HARQ、Type II HARQ或者Type III HARQ方式，由系统的具体情况而定。

当然，上述具体实施例不是对本发明技术方案的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本发明技术特征所作的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种OFDM系统中基于HARQ技术的信号重传方法，其特征在于，包括：

a、发送端收到接收端返回的重发消息；

b、发送端将发端存储器中的信号提高导频信号的密度或强度后重传。

2.如权利要求1所述的信号重传方法，其特征在于，所述步骤b中，当系统存在可分配的空闲时频资源时，提高导频信号的密度；当系统无空闲时频资源时，提高导频信号所在资源块的功率。

3.如权利要求2所述的信号重传方法，其特征在于，所述步骤b中提高导频信号的密度是指：使用部分或全部可分配空闲时频资源块来承载新增的导频信号。

4.如权利要求3所述的信号重传方法，其特征在于，所述步骤b中，用于承载新增的导频信号的时频资源块与承载各参考符号的时频资源块等时间间隔、等频率间隔。

5.如权利要求1所述的信号重传方法，其特征在于，所述步骤a前还包括：

a0、发送端向接收端发送信号；接收端将接收到的信号存储在收端存储器中，进行译码；如果译码失败，接收端返回重发消息给发送端，同时接收端的重传计数器加1。

6.如权利要求5所述的信号重传方法，其特征在于，还包括步骤c：接收端将收到的重传的信号与保存在收端存储器中保存的信号进行合并、译码，并发送相应的反馈消息到发送端。

7.如权利要求6所述的信号重传方法，其特征在于，所述接收端进行合并采用最大比合并方式，重传的权重大于首传的权重。

8.如权利要求6所述的信号重传方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：

c1、重传的信号经信道到达接收端，接收端把所述重传的信号与收端存储器中保存的信号合并；

c2、合并后的信号进入译码器进行译码，如果失败，则接收端的重传计数器加1；

c3、比较重传计数器值和设定的最大重传次数；如果重传计数器的值大于最大重传次数，则不再重传，接收端认为译码失败，输出当前译码结果；清空发端和收端的存储器，并将重传计数器清零；否则返回重发消息给发送端，返回步骤a。

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