CN101924617A - 基于混合自动重传请求的译码合并方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于混合自动重传请求的译码合并方法，包括：确定所接收的数据包的信噪比，缓存所述数据包及其信噪比，并对所述数据包进行译码；译码失败时，判断所述数据包是否为重传数据包，是时在当前所缓存的与所述重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包，若查找到，选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包与所述重传数据包进行合并，确定合并后的数据包的信噪比，缓存所述合并后的数据包及其信噪比，并对所述合并后的数据包进行译码。本发明同时公开了一种实现前述方法的装置。本发明尽量将信道条件最好的数据包进行合并，增加了数据包合并后被成功译码的几率，方案实现简单且实用。
Description
技术领域
本发明涉及基于混合自动重传请求的数据包处理技术，尤其涉及一种基于混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic Repeat reQuest)的译码合并方法与装置。
背景技术
在现代无线通信领域，对数据传输的可靠性要求越来越高，目前很多系统普遍采用了HARQ技术，HARQ技术是将前向纠错编码(FEC，Forward ErrorCorrection)技术和ARQ技术结合起来的一种技术。HARQ技术同时具有ARQ技术和FEC技术的优点，发送方发送信息时采用FEC编码方式，接收方在接收信息出错比特数在纠错能力之内时，可以自行修正错误，当接收信息的错误严重而无法纠正时，就进行重传。由于采用了多次重发方式，可以使HARQ技术能够较好地抵消信道条件质量的变化带来的影响，有效提高传输的效率和可靠性。
HARQ并不是简单重传数据，每一次重传的数据是有关联的。为了获得重传带来的增益，在数据接收方，需将多次接收的数据进行合并，通过一次或几次合并带来的增益使数据的信噪比得到提升，从而提高译码成功的概率。
目前对于数据的译码普遍采用的是软判决的方式，即将译码后的数据使用软比特来表示，例如可以将一个比特的信息采用8个比特来表示，译码器对软比特进行译码，以提高译码的准确性。HARQ采用的合并技术即是将不同时间发送的相同数据进行解调并对软比特进行合并，将合并之后的数据进行译码。合并的方法有很多，一种简单的方法是将待合并数据的对应的软比特进行相加求平均。合并时，可以将第二次重传数据与首传数据进行合并，也可以将第三次重传数据与第二次重传数据及首传数据合并后的数据再进行合并，依次类推，直到数据译码成功或到达该数据的最大重传次数为止。
目前的合并方式虽然简单，但在实际应用中，由于无线信道十分复杂，导致每次重发信息的信道质量差别非常大。如果某一次重传信息的信噪比很差，而接收方将这一次接收到的信息与之前所接收信息进行合并，那么很可能导致合并之后的信噪比仍然无法得到提高，甚至变得更差，这样即使合并多次也仍然无法译码成功。
另外，由于每次重传发送的信息是一样的，每次传输包含了所有的有效信息，所以并不一定需要将重传数据和前几次传输的数据进行合并就可以正确译码，可以直接对重传数据译码。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于混合自动重传请求的译码合并方法与装置，能提升合并数据包的信噪比，提高译码成功率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于混合自动重传请求的译码合并方法，包括：
确定所接收的数据包的信噪比，缓存所述数据包及其信噪比信息，并对所述数据包进行译码；
译码失败时，判断所述数据包为重传数据包，在当前所缓存的与所述重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包；以及
查找到与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包时，选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包与所述重传数据包进行合并，确定合并后的数据包的信噪比，缓存所述合并后的数据包及其信噪比信息，并对所述合并后的数据包进行译码。
优选地，与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，优先选择合并数据包与所述重传数据包进行合并；合并数据包为两个以上时，优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包与所述重传数据包进行合并。
优选地，所述方法还包括：
所选取的数据包与所述重传数据包合并后，删除所述重传数据包及其信噪比信息。
优选地，所述方法还包括：
所述数据包译码成功后，删除所述数据包及当前缓存的与所述数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
优选地，所述方法还包括：
所述合并后的数据包译码成功后，删除所述合并后的数据包及当前缓存的与所述合并后的数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
一种基于混合自动重传请求的译码合并装置，包括：
接收单元，用于接收数据包；
信噪比确定单元，用于确定所述接收单元所接收的数据包以及合并单元所合并的数据包的信噪比；
缓存单元，用于缓存所述接收单元所接收的数据包及其信噪比信息以及合并单元所合并的数据包及其信噪比信息；
译码单元，用于对所述接收单元所接收的数据包以及合并单元所合并的数据包进行译码；
重传数据包确定单元，用于在所述译码单元对所述接收单元所接收的数据包译码失败时，确定所述数据包是否为重传数据包；
查找单元，用于在当前缓存单元所缓存的与译码失败的重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包；
选取单元，用于在所述查找单元所查找到的数据包中选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包；以及
合并单元，用于将所述选取单元所选取的数据包与所述重传数据包进行合并。
优选地，所述装置还包括：
第一删除单元，用于在所述合并单元将所述选取单元所选取的数据包与所述重传数据包进行合并后，删除所述重传数据包。
优选地，所述装置还包括：
第二删除单元，用于在所述译码单元对数据包译码成功后，删除所述数据包及所述缓存单元当前缓存的与所述数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息；以及，在所述译码单元对所述合并单元合并后的数据包译码成功后，删除所述合并后的数据包及所述缓存单元当前缓存的与所述合并后的数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
优选地，与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，所述选取单元优先选择合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；合并数据包为两个以上时，所述选取单元优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；不能区分优先顺序的，所述选取单元任选一个作为与所述重传数据包合并的数据包。
本发明中，每次接收到数据包后，确定该数据包的信噪比并进行缓存，并对该所接收的数据包直接进行译码处理，译码失败时，判断该数据包是否为重传数据包，是时在当前所缓存的与该重传数据包内容相同的数据包中查找与该重传数据包的信噪比之间的差值在设定阈值内的数据包，若查找到，则选取所查找到的数据包中与该重传数据包的信噪比差值最小的一个数据包与该重传数据包进行合并，并对合并后的数据包再次译码，直到数据包译码成功或数据包达到了最大重传次数。在对数据包进行合并时，本发明在进行数据包合并时充分考虑了数据包的信噪比，即选取信道质量相当的数据包进行合并，以此过滤掉信道质量差别太大的重传数据包，尽量将信道条件最好的数据包进行合并，增加了数据包合并后被成功译码的几率。本发明方案实现简单且实用。
附图说明
图1为本发明基于混合自动重传请求的译码合并方法的流程图；
图2为基于混合自动重传请求的数据收发的流程图；
图3为本发明基于混合自动重传请求的译码合并装置的组成结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：每次接收到数据包后，确定该数据包的信噪比并进行缓存，并对该所接收的数据包直接进行译码处理，译码失败时，判断该数据包是否为重传数据包，是时在当前所缓存的与该重传数据包内容相同的数据包中查找与该重传数据包的信噪比之间的差值在设定阈值内的数据包，若查找到，则选取所查找到的数据包中与该重传数据包的信噪比差值最小的一个数据包与该重传数据包进行合并，并对合并后的数据包再次译码，直到数据包译码成功或数据包达到了最大重传次数。在对数据包进行合并时，本发明在进行数据包合并时充分考虑了数据包的信噪比，即选取信道质量相当的数据包进行合并，以此过滤掉信道质量差别太大的重传数据包，尽量将信道条件最好的数据包进行合并，增加了数据包合并后被成功译码的几率。本发明方案实现简单且实用。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明基于混合自动重传请求的译码合并方法的流程图，如图1所示，本发明基于混合自动重传请求的译码合并方法包括以下步骤：
步骤101：确定所接收的数据包的信噪比，缓存所述数据包及其信噪比信息，并对所述数据包进行译码。
图2为基于混合自动重传请求的数据收发的流程图，如图2所示，示出了无线通信系统中常见的HARQ数据包发送及反馈流程，在使能了HARQ的业务连接上，发送方将需要发送的数据封装成HARQ的数据包，将每个HARQ的数据包添加循环校验码(CRC，Cyclic Redundancy Check)，并对数据包进行编号，图中以编号1为例进行了说明，数据包中还携带一个重传标记，表示该数据包是首传数据包还是重传数据包，发送方通过数据描述信息告知接收方发送了一个数据包。
图2中，接收方接收到数据包后进行译码，如果译码失败则通过NACK响应消息通知发送方数据包译码失败，发送方将重发该编号为1的数据包，接收方将第一次重传数据包与首传数据包进行合并后再次译码，如果译码失败再次向发送方响应NACK消息，发送方再次重传该编号为1的数据包，接收方接收到第二次重传数据包后，与之前合并后的数据包进行合并后再次译码，直到译码成功或数据包达到了最大重传次数。
对于接收方，按照发送方告知的数据描述信息接收数据包，并进行解调及译码，译码之后计算CRC，如果计算结果正确则认为接收到的数据包正确，否则认为该数据包接收失败，通知发送方该数据包接收失败了，需要重发。发送方根据接收方反馈的数据包编号，将同样的数据再次进行发送，并将标记设置为重传包，仍然通过数据描述信息告诉接收方发送了一个重传包。接收方解析出数据描述信息后，就知道了是哪一个数据的重传包，从而开始后续的合并处理。从HARQ的数据发送方式可以看出，需要在接收方将接收到的数据包保存起来，通常保存的是数据的软信息。
而本发明中，对于内容相同的数据包(包括首传数据包及重传数据包)，每一次重传以及合并之后的数据包均进行保存，而在译码成功时，才将具有相同内容的首传数据包、重传数据包，以及合并之后的数据包进行删除。数据接收方接收到数据包后，首先确定出所接收数据包的信噪比，缓存所接收数据包及其信噪比信息，再对所缓存的数据包进行译码处理。由于确定数据包信噪比的方法及译码均为现有技术，本发明不再赘述其实现细节。本发明对于所接收到首传数据包及重传数据包，均是直接先进行译码处理，并不是对重传数据包与之前的首传数据包或合并数据包合并后再进行译码，也就是说，在数据重传时，当前信道条件可能得到了改善，此时将首先对当前重传的数据包进行译码处理，如果译码成功，将不再进行合并处理，只有在对当前所接收的重传数据包译码失败后，才考虑将其与之前所缓存的与该重传数据包内容相同的数据包进行合并。并且，本发明在缓存数据包时，将确定出数据包的信噪比。
步骤102：译码失败时，判断所述数据包是否为重传数据包，是时在当前所缓存的与所述重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包，若查找到，选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包与所述重传数据包进行合并，确定合并后的数据包的信噪比，缓存所述合并后的数据包及其信噪比信息，并对所述合并后的数据包进行译码。
本发明中，在对数据包译码失败时，判断该数据包是首传数据包还是重传数据包，如果是首传数据包，则向接收方响应NACK消息，并等待该首传数据包的重传数据包，不作其他处理；如果是重传数据包，则根据步骤101中该重传数据包的信噪比信息，在缓存中查找与该重传数据包内容相同的首传数据包、重传数据包及合并数据包，查找出与该重传数据包的信噪比的差值在设定阈值内的数据包，并选取其中的一个与该重传数据包进行合并。如果查找不出信噪比的差值在设定阈值内的数据包，则不作其他处理，等待再次重传数据包的到来。
满足信噪比的差值在设定阈值内的数据包为两个以上时，应当选取与前述译码失败的重传数据包的信噪比差值最小的一个数据包与该重传数据包进行合并。具体的，与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，优先选择合并数据包与所述重传数据包进行合并；合并数据包为两个以上时，优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包与所述重传数据包进行合并；不能区分优先顺序的任选一个与所述重传数据包进行合并。
对数据包进行合并后，确定出所合并的数据包的信噪比，并缓存该合并的数据包及其信噪比信息，并删除当前译码失败的重传数据包。对该合并的数据包进行译码，如果译码成功，将删除合并的数据包及与该合并的数据包内容相同的所有数据包，即将该数据包当前所缓存的首传数据包、所有重传数据包及合并的数据包都删除。如果合并的数据包仍然解码失败，将不作其他处理，等待下次重传数据包。
以下以一具体示例再次说明本发明的实质。
发送方首先发送首传数据包0，接收方接收到首传数据包0后，测量出首传数据包0的信噪比为20DB，将首传数据包0及其信噪比信息保存到缓存区，并对首传数据包0进行译码，译码失败，向发送方反馈NACK，要求发送方重发数据包。
发送方对数据包0进行第一次重传，为描述方便，称为数据包1，接收方接收到数据包1并测量其信噪比为22DB，将数据包1及其信噪比信息保存到缓存区，并进行译码，译码失败，则考虑合并，目前所缓存的与数据包1内容相同的数据包仅有数据包0可以选择，比较数据包0和数据包1的信噪比，20DB和22DB，差值在阈值(本示例设置为5DB，阈值的设置可根据经验而设定)范围5DB内，则进行合并，合并为数据包01，并删除数据包1；测量出数据包01的信噪比为23DB，再次译码，仍然失败，向发送方反馈NACK，要求发送方再次重发数据包。
发送方进行第二次重传，重传的数据包称为数据包2，由于信噪比突变，数据包2的信噪比仅为12DB，将数据包2及其信噪比信息保存到缓存区，并对数据包2进行译码，译码失败，则考虑合并，当前缓存区中有数据包0和数据包01可以选择，分别比较数据包2与数据包0及数据包01的信噪比，差值均在阈值范围外，不能合并，反馈NACK，要求发送方再次重发数据包；
发送方进行第三次重传，称为数据包3，信噪比为24DB，将数据包3及其信噪比信息保存到缓存区，并对数据包3进行译码，译码失败，则考虑合并，目前缓存区中有数据包0、数据包01和数据包2可以选择，分别比较数据包3与数据包0、数据包01、数据包2数据包的信噪比，数据包0和数据包01的信噪比差值在门限范围内，选择信噪比最相近的数据包01进行合并，得到数据包013，删除数据包3；测量数据包013的信噪比为25DB，保存到缓存区，再次译码，仍然失败，反馈NACK，要求发送方再次重发数据包；
发送方进行第四次重传，称为数据包4，信噪比为26DB，将数据包4及其信噪比信息保存到缓存区，并对数据包4进行译码，译码失败，则考虑合并，目前有数据包0、数据包01、数据包2和数据包013可以选择，分别比较数据包4与数据包0、数据包01、数据包2、数据包013数据包的信噪比，数据包01和数据包013与数据包4的信噪比差值在阈值范围内，选择信噪比最相近的数据包013进行合并，得到数据包0134，删除数据包4；测量数据包0134的信噪比为28DB，将数据包0134及其信噪比信息保存到缓存区，并对数据包0134再次译码，译码成功，释放数据包0、01、2、013、0134占用的缓存区。
本发明中，每接收到一个数据包时最多只进行一次合并，对于最大重传4次来说，最多形成5个缓存数据包，而且每次选择信噪比最接近的数据包继续合并，使合并包的信噪比不断提高，增加了译码的成功率。
图3为本发明基于混合自动重传请求的译码合并装置的组成结构示意图，如图3所示，本发明基于混合自动重传请求的译码合并装置包括接收单元30、信噪比确定单元31、缓存单元32、译码单元33、重传数据包确定单元34、查找单元35、选取单元36和合并单元37，其中，接收单元30用于接收数据包；信噪比确定单元31用于确定接收单元30所接收的数据包以及合并单元37所合并的数据包的信噪比；缓存单元32用于缓存接收单元30所接收的数据包及其信噪比以及合并单元37所合并的数据包及其信噪比；译码单元33用于对接收单元30所接收的数据包以及合并单元37所合并的数据包进行译码；重传数据包确定单元34用于在译码单元33对接收单元30所接收的数据包译码失败时，确定所述数据包是否为重传数据包，是时触发查找单元35；查找单元35用于在当前缓存单元32所缓存的与译码失败的重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包，查找到时触发选取单元36；选取单元36用于在查找单元35所查找到的数据包中选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包；合并单元37用于将选取单元36所选取的数据包与所述重传数据包进行合并。
与译码失败的重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，选取单元36优先选择合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；合并数据包为两个以上时，选取单元36优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；不能区分优先顺序的，所述选取单元任选一个作为与所述重传数据包合并的数据包。
如图3所示，本发明基于混合自动重传请求的译码合并装置还包括第一删除单元38，用于在合并单元37将选取单元36所选取的数据包与所述重传数据包进行合并后，删除所述重传数据包。
如图3所示，本发明基于混合自动重传请求的译码合并装置还包括第二删除单元39，用于在译码单元对数据包译码成功后，删除所述数据包及所述缓存单元当前缓存的与所述数据包内容相同的所有数据包及其信噪比。
本领域技术人员应当理解，本发明图3所示的基于混合自动重传请求的译码合并装置是为实现前述图1所示方法而设计的，图3所示装置中的各处理单元的实现功能可参照前述图1所示方法中的相关描述而理解，各单元及各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过相应的逻辑电路而实现。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于混合自动重传请求的译码合并方法，其特征在于，包括：
确定所接收的数据包的信噪比，缓存所述数据包及其信噪比信息，并对所述数据包进行译码；
译码失败时，判断所述数据包为重传数据包，在当前所缓存的与所述重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包；以及
查找到与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包时，选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包与所述重传数据包进行合并，确定合并后的数据包的信噪比，缓存所述合并后的数据包及其信噪比信息，并对所述合并后的数据包进行译码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，优先选择合并数据包与所述重传数据包进行合并；合并数据包为两个以上时，优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包与所述重传数据包进行合并。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所选取的数据包与所述重传数据包合并后，删除所述重传数据包及其信噪比信息。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述数据包译码成功后，删除所述数据包及当前缓存的与所述数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述合并后的数据包译码成功后，删除所述合并后的数据包及当前缓存的与所述合并后的数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
6.一种基于混合自动重传请求的译码合并装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收数据包；
信噪比确定单元，用于确定所述接收单元所接收的数据包以及合并单元所合并的数据包的信噪比；
缓存单元，用于缓存所述接收单元所接收的数据包及其信噪比信息以及合并单元所合并的数据包及其信噪比信息；
译码单元，用于对所述接收单元所接收的数据包以及合并单元所合并的数据包进行译码；
重传数据包确定单元，用于在所述译码单元对所述接收单元所接收的数据包译码失败时，确定所述数据包是否为重传数据包；
查找单元，用于在当前缓存单元所缓存的与译码失败的重传数据包内容相同的数据包中查找与所述重传数据包的信噪比差值在设定阈值内的数据包；
选取单元，用于在所述查找单元所查找到的数据包中选取与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包；以及
合并单元，用于将所述选取单元所选取的数据包与所述重传数据包进行合并。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一删除单元，用于在所述合并单元将所述选取单元所选取的数据包与所述重传数据包进行合并后，删除所述重传数据包。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二删除单元，用于在所述译码单元对数据包译码成功后，删除所述数据包及所述缓存单元当前缓存的与所述数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息；以及，在所述译码单元对所述合并单元合并后的数据包译码成功后，删除所述合并后的数据包及所述缓存单元当前缓存的与所述合并后的数据包内容相同的所有数据包及其信噪比信息。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，与所述重传数据包的信噪比差值最小的数据包为两个以上时，所述选取单元优先选择合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；合并数据包为两个以上时，所述选取单元优先选取所合并数据包数目最多的合并数据包作为与所述重传数据包合并的数据包；不能区分优先顺序的，所述选取单元任选一个作为与所述重传数据包合并的数据包。
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