CN1114297C - 一种基于turbo码混合自动重发请求的接收方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法：对接收的数据包判断是否属请求重发的数据包：若不是，先验信息初始为0，正常数据解码；若是，判断是否要和失败数据包合并：若不合并，同上；若合并，置先验信息为失败数据包的解码输出软信息，并与重发数据包一同解码；从中获悉解码是否正确：若正确，标识成功，反馈结束；若失败，判断下次是否要和重发数据包合并：若是则保留失败数据包的解码输出软信息；若否则丢弃；标识失败，反馈，请求重发，结束。
Description
本发明涉及一种自动重发请求的接收方法，尤其涉及一种基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法。
无线通信由于传输介质的不均匀性和不稳定性，传输的信号会受到时间扩散、衰落等干扰影响，造成接收的比特有随机性的差错。因此需要通过一些方法来对抵抗干扰影响。
常用的方法是加上信道编解码，通过在发射方的编码增加冗余和接收方的解码来达到纠错目的。例如，TURBO码是一种纠错能力很强的码。它的编码器是由两个或多个子编码器通过串联或并联的方式构成的，通常较普遍的TURBO码编码器是由两个卷积码子编码器并联而成，输入信息位一路直接送入子编码器，另一路经过交织器后送入另一子编码器编码，编完后的数据再经过打孔器打孔调制到合适的码率输出。在WCDMA(宽带码分多址)和CDMA2000(码分多址2000)提案中建议的TURBO码编码器是由两个编码器并联而构成的。
图1是CDMA2000提案中的TURBO码编码器的结构，它包括上下两个子编码器14、16、交织器12和打孔器18，其作用是对输入数据的顺序进行重新编排，目的是调整权重的分布，使得一子编码器16输入比特流的权重分布与另一子编码器14的不同，并对两个子编码器输出的六路比特进行打孔抽样和并串转换。
TURBO码的解码可以采用最大似然法译码(例如SOVA算法)，也可以采用最大后验概率译码(MAP)算法，这两种方法在Turbo解码中都用于递归迭代方式。图2是TURBO码解码器的结构，它包括软输入软输出解码器(SISO)23、24、解打孔装置21、两个解交织器22、两个交织器26和符号判决器25。解打孔装置21对应于打孔器18的逆操作，解交织器22对应于交织器26的逆操作，还原交织前的顺序，符号判决器25，当输入数据大于等于0时，输出1；当输入数据小于0时，输出0。
TURBO码由于需要交织和迭代译码，造成时延比较大，因此通常应用在实时要求不高的数据传输业务中。WCDMA和CDMA2000标准中都采用了并行级联的TURBO码作为数据业务的信道编解码方式。
对于数据业务，除了上述的信道上增加TURBO码作纠错码来抵抗干扰外，还可通过自动重发请求(ARQ，Auto Repeat Request)方法来保证传输的可靠性。
该ARQ方法为：当接收方对每个接收的数据包经过解码校验判断后反馈给发送方一个成功或失败的标识，当标识为失败时，发送方需要把标识为传输失败的数据包(称为误包)重新发送。标识失败是通过在编码信息中加CRC(循环冗余校验码)校验信息来实现的。解码时通过CRC校验信息来判断数据包是否解码正确。
在无线通信系统中例，例如WCDMA系统中，对于数据业务采用的是混合自动重发请求(HAQR，Hybrid Auto Repeat Request)，有以下几种方式：
1.根据重发的数据包解码，失败数据包丢弃；
2.不丢弃失败数据包，重发的数据包和先前失败数据包所包含的发送信息一样，重发数据包和失败数据包根据信噪比进行最大化合并，对合并后的数据包解码；
3.增量重发，与方式2相比，重发的数据包比先前发的失败的数据包含有更多的冗余。这种方式不需要和失败的数据包合并；
4.部分增量重发，与方式3相比，只重发增加冗余的部分，因此重发的数据包通常比先前发的数据包要小，解码时需要通过和失败数据包的结合才能解码。
通过HARQ，能够保证数据的传输质量。方式2、3、4通过合并，可以获益时间分集，抵抗时变衰落。
但是合并需要保留先前失败的数据包，例如，帧长为L的信源数据，经过信道编码后，对于R＝1/3码率，需要保留3L个的失败数据包的软信息值，这样会造成存储空间资源的紧张。
本发明的目的在于提供一种能够提高系统性能、减少存储空间的基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法。
为了实现上述目的，本发明所提供的一种基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法，所包括的步骤是：对于接收到的包括TURBO码编码和其它控制信息的数据包，首先判断该数据包是否属于请求重发的数据包，以确定TURBO码先验信息和解码数据包：如果不是，则，TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的数据作为解码数据包进入解码；如果是，则根据约定进一步判断是否要求将重发数据包和对应先前保留的失败数据包合并：如果不要求合并，则，TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的数据作为解码数据包进入解码；如果要求合并，则，置TURBO码先验信息为重发数据包对应的失败数据包的解码输出软信息，并将该TURBO码先验信息与重发数据包一同作为解码数据包进入解码；对确定的解码数据包进行解码，并依据解码数据包中含有的循环冗余校验码获悉解码数据包解码是否正确：如果该数据包解码正确，则标识解码数据包传输成功，并向发送方反馈标识后结束；如果该数据包解码失败，则根据约定进一步判断下次是否需要和重发数据包合并：如果是，则保留当前失败的数据包的解码输出软信息；如果否，则丢弃当前失败的数据包的解码输出软信息；同时，标识解码数据包传输失败，并向发送方反馈标识，请求重发，结束。
由于利用了失败数据包的输出软信息作为重发数据包解码的先验信息，可以提高TURBO解码的性能。在同样的解码迭代次数限制下，先验信息的引入大致相当于在原来的迭代次数上又增加了相等的迭代次数，因而提高了性能。而如果系统可调整迭代次数，则解码在先验信息的帮助下可以通过较少的迭代达到误码要求，因而减少了解码时间。同时在存储量上，有合并要求的HARQ机制需要保留数据包编码后长度的信息，而先验信息的保留只有数据包长度的R倍(R为码率，例如1/3)。并且作为先验信息，其精度的保留可以不超过接收数据包的精度。与保留失败数据包的存储量相比，保留解码软信息所需要的存储量要小几倍，可以解决HARQ中重发合并机制中最恼人的存储问题。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是现有的TURBO码编码器的结构图；
图2是现有的TURBO码解码器的结构图；
图3是本发明的流程图。
如图3所示，本发明所述的一种基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法，对于接收到的包括TURBO码编码和其它控制信息的数据包，首先判断是否是请求重发的数据包，如果不是，则TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的数据送入解码器解码；如果是，则根据HARQ判断机制是否要求重发数据包和对应先前保留的失败数据包合并：如果不要求合并，则TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的数据送入解码器解码；如果HARQ机制要求重发数据包和失败数据包合并，取出重发数据包对应的先前保留的失败数据包的输出软信息作为TURBO码解码器的先验信息，和重发数据包送入TURBO码解码器解码；
TURBO码解码器对输入的每个数据包(无论是否合并过，是否含有先验信息)进行解码。解码的信息中含有CRC校验信息，通过CRC校验信息可以知道数据包是否解码正确，如果该数据包解码正确，则标识数据包传输成功，向发射方反馈解码正确的信息后结束；如果该数据包属于失败的数据包，根据HARQ机制的合并要求判断是否需要保留失败数据包的解码输出软信息，如果需要在重发时和重发数据包合并，则保留当前失败数据包的解码输出软信息；否则，丢弃失败数据包的解码输出软信息。对于失败的数据包，需要标识数据包传输失败，向发送方反馈请求重发。
综上所述，本发明针对HARQ机制下的TURBO码编解码，在重发数据包的解码时，利用先前失败数据包解码得到的软信息值，作为重发数据包解码的增加的先验信息。这种方法可以在不利用失败数据包的情况下提高解码性能和减少解码时间，而只增加有限量的存储空间。
Claims (1)
1.一种基于TURBO码混合自动重发请求的接收方法，其特征在于，包括下列步骤：
对于接收到的包括TURBO码编码和其它控制信息的数据包，首先判断该数据包是否属于请求重发的数据包，以确定TURBO码先验信息和解码数据包：
如果不是，则，TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的数据作为
解码数据包进入解码；
如果是，则根据约定进一步判断是否要求将重发数据包和对应先前保留
的失败数据包合并：
如果不要求合并，则，TURBO码先验信息初始为0，正常接收到的
数据作为解码数据包进入解码；
如果要求合并，则，置TURBO码先验信息为重发数据包对应的失败
数据包的解码输出软信息，并将该TURBO码先验信息与重发数据包一同
作为解码数据包进入解码；
对确定的解码数据包进行解码，并依据解码数据包中含有的循环冗余校验码获悉解码数据包解码是否正确：
如果该数据包解码正确，则标识解码数据包传输成功，并向发送方反馈
标识后结束；
如果该数据包解码失败，则根据约定进一步判断下次是否需要和重发数
据包合并：
如果是，则保留当前失败的数据包的解码输出软信息；
如果否，则丢弃当前失败的数据包的解码输出软信息；
同时，标识解码数据包传输失败，并向发送方反馈标识，请求重发，结
束。
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