CN1225860C - 一种混合自动重传方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合自动重传方法，该方法在数据接收端对接收到的数据包进行译码，同时获得接收数据的质量度量，在反馈ACK/NACK时，还反馈译码质量信息，由数据发送端根据接收到的ACK/NACK，依据数据质量度量信息以及其它条件选择新数据包或重传数据的的编码调制方式，确定新的数据包或需要重新传送的数据向接收端发送；这样，使得发送端在判断是否需要重发数据时，可以直接获得接收端接收信号信量的信息，从而可以更准确的选择重传信息，提高重传的效率以及正确解码的概率，同时，也可以使发送端调制编码方式的选择更准确，因此使用本发明实现数据包混合自动重传的效率较高、系统资源使用更合理。
Description
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中混合自动重传请求和自适应调制编码的链路自适应技术，具体地说涉及到混合自动重传的方法。
背景技术：
在无线通信系统的高速数据包接入过程中，HARQ(HybridAutomatic Repeat reQuest，混合自动重传请求)是一种十分重要的方法。该方法是将数据包的自动重传和信道编码结合起来进行数据传送的一种方法，它的原理和过程是：在进行一个数据包传送过程中，发送端首先发送一定量的信息，接收端对接收信息进行译码并进行CRC校验，若校验正确，则返回译码正确信息ACK，要求发送端发送新的数据：若校验错误，则返回译码错误信息NACK，要求发送端重传该数据包的信息。发送端如果收到信息ACK，判断得知接收端己正确接收该数据包，因此删除该数据包的相关信息，发送新的数据包；若收到NACK信息，判断得知接收端未能正确接收该数据包，此时，如果该数据包的发送次数没有达到最大重传次数，就选择一种适合的信道编码方式重发该数据包，否则放弃重传，发送新的数据包。上述过程反复进行，直到数据传送结束。在HARQ进行当中，无论发送新的数据包还是数据包重传，发送端都根据接收端上报的信号质量，选择合适的调制编码方式，使得数据包传输的吞吐率最大化。因此，准确的测量数据传输的信号质量是提高HARQ效率的关键技术之一。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种效率较高、系统资源使用合理的混合自动重传的信号质量测量方法，它是基于以Turbo码为前向纠错码的混合自动重传系统。
为达到上述目的，本发明提供的一种混合自动重传的信号质量测量方法，包括：
(1)使用Turbo码作为前向纠错码进行编码和译码；接收端对译码结果进行CRC校验，如果校验结果正确，向数据发送端发送确认信息ACK，否则发送非确认信患NACK；
(2)根据(1)，Turbo码采用迭代方式进行译码，得到译码结果序列；
(3)接收端把每一次译码结果序列同前一次得到译码结果序列进行一一对应的比较，用两个序列的汉明距离除以数据包的帧长L所得到的商作为接收信号质量的度量信息QI，并发送给发送端；
(4)发送端根据ACK/NACK信息以及接收信号质量的度量信息决定下一次发送数据的内容和调制编码方式。
接收端可以将任意两次迭代得到的译码结果序列进行比较，得到的汉明距离除以数据包的帧长L所得到的百分比，作为接收信号质量的度量信息。
该方法还包括：根据所述百分比的大小，划分接收信号质量的度量信息QI的等级，以方便向数据发送端发送信道的接收信号质量的度量信息。
由于本发明在接收端译码过程中，产生了反映译码质量的信息，在反馈ACK/NACK时，还反馈译码质量，这样，使得发送端在判断是否需要重发数据时，可以直接获得接收端接收信号度量的信息，从而可以更准确的选择重传信息，提高重传的效率以及正确解码的概率，同时，反馈的译码质量作为新数据包调制/编码方式选择的依据之一，可以使发送端调制/编码方式的选择更准确，因此使用本发明实现数据包混合自动重传的效率较高、系统资源使用更合理。
附图说明：
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明实施例流程图；
图3是本发明实施例中获取接收信号质量的第一种方法的原理图；
图4是本发明实施例中获取接收信号质量的另一种方法的原理图；
图5是本发明实施例中采用的ACK/NACK分级发送/接收原理图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
本发明是在基于Turbo码位前向纠错码基础上提出的一种接收信号质量测量和反馈方法。在本发明中，接收端在译码过程中，产生反映接收信号质量的度量信息QI，该信息连同数据校验结果ACK/NACK一起反馈给发送端，由发送端根据ACK/NACK判断数据是否需要重传，同时根据接收信号质量决定下一次发送的数据。由于QI的存在，使得发送端能够更准确的选择重传信息以及传送该信息的调制编码方式，提高数据重传正确接收的概率，提高HARQ的性能。
本发明的原理参考图1。如图中所示，接收端对接收信号进行解调、冗余信息合并、解码之后，输出两组数据：发送信息的译码结果和接收信号质量的度量信息QI。译码结果进行CRC校验，根据校验结果发送反馈信息ACK/NACK。如果CRC校验错误，发送NACK，要求发送端重传，如果校验正确，则发送ACK，要求发送端发送新数据包。接收信号质量的度量信息QI是同译码结果一起从译码器输出的，它同ACK/NACK一起反馈到发送端。QI是在Turbo码译码过程中产生的，它包含了译码器对此次译码结果质量的判断，包括误码率范围、译码结果可信度等，因此是接收数据的信噪比，或者说数据信号质量的一种体现，可以用来指导发送端对发送数据调制编码的方式。发送端收到ACK/NACK和QI后，首先根据ACK/NACK判断是否需要重传，如果需要重传，则根据QI及其它条件选择重传数据以及适合的调制编码方式并发送；如果不需要重传，发送新的数据包，则根据QI以及其他条件选择新数据包的调制/编码方式。
图2是本发明实施例流程图。按照图2实施本发明，在步骤1，由数据接收端对接收到的数据包进行译码，获得译码结果和接收信号质量的度量信息。由于接收端在对接收数据进行相关的处理(比如扩频通信中需要进行RAKE接收等一系列处理)之后，最终要送到译码器进行译码，通过译码器对信号质量进行测量，能够直接反映传送数据的信号的质量。对Turbo码迭代译码来说，每次迭代均可以产生译码结果。将Turbo码迭代译码第N次译码结果和第N-1次译码结果进行比较，用两个序列的汉明距离除以数据包的帧长L所得到的商作为接收信号质量的度量信息QI，以确定接收信号质量的度量信息QI的级别QIi，如图3所示。得到的QI为一个百分比，范围为0到509％左右的一个数。根据Turbo码迭代译码的原理，接收信号质量越好，收敛越快，汉明距离越小，QI的值也越小，反之越大。在处理过程中，一般通过Turbo码最后一次迭代同前一次迭代获得的QI来指示接收信号质量。由于QI是一个范围位0-50％左右的一个连续的量，而反映信号质量的QI必须划分为有限的等级(发送端根据不同的等级选取不同的调制编码方案)，因此得到商值QI后，还需要通过一定的规则进行QI的映射。这个规则通常是根据仿真分析等手段得到的一个映射表，或者一个映射函数。如果采用Viterbi码译码器对接收数据译码，用Viterbi译码器得到的幸存路径和次优路径度量之差作为接收信号质量的度量信息，该质量度量可直接反映译码的可信度、误码率等指标，参考图4。
在步骤2，对译码结果进行校验，如果校验结果正确，进行步骤3向数据发送端发送确认信息ACK以及数据质量度量信息：接着在步骤4数据发送端根据接收到的确认信息，依据数据质量度量信息以及其它条件选择新数据包的编码调制方式，然后继续向数据接收端发送后继数据包：如果校验结果不正确，则进行步骤5向数据发送端发送非确认信息NACK以及数据质量度量信息，然后数据发送端在步骤6根据接收到的非确认信息，依据数据质量度量信息以及其它条件确定需要重新传送的数据，并选择适合的编码调制方式向接收端发送需要重新传送的数据。
ACK/NACK以及QI的反馈有另一种方式，即通过发送适当等级的ACK或NACK实现，因此需要对接收数据的数据质量度量进行等级划分，以方便获得ACK或NACK的等级。参考图5。从译码器送出的两路数据，一路是译码结果，译码结果通过CRC校验得到ACK/NACK，另一路是QI。ACK/NACK和QI通过分级后，得到分级的ACKi/NACKi(i为级数)。由于分级的ACKi/NACKi包含了ACK/NACK和译码质量信息，因此发送端收到ACKi/NACKi后，可以同时判断是否需要重发、以及重发何种冗余信息。
表1是通过QI产生QIi一个具体实例，该例中QIi分成0-3共4个等级，所反映的信号质量依次提高。0级表示译码质量很差，表明此次接收的信号质量很差，不能与下次重传的信息进行合并，数据重传时发送方完全重发和本次一样的冗余信息(主要是系统位信息)，以保证接收方首先收到解码所需的最重要的信息；1级表示信号质量比较差，但接收的信号已经可以用于下次重传合并，重传时需要重发部分系统码信息即部分IR方式；2级表示信号质量较好，接收信息完全可以用于下次重传合并，通过发送新的冗余信息，可以使得下次译码正确的概率最大；3级表示信号质量好，不重传，发送新数据包。
表1通过QI获取QIi的实例(X2＞X1)0)
| QI | QIi | ACK/NACK | 接收信号质量 | 重发信息 |
| ＞X2％ | 0 | NACK | 很差 | 重传，以Chase方式发送包括系统码在内的信息 |
| X1％~X2％ | 1 | NACK | 比较差 | 重传，以部分IR方式重发部分系统码信息及校验位信息 |
| 0％~X1％ | 2 | NACK | 较好 | 重传，以Full IR方式重发新的冗余信息 |
| 0％ | 3 | ACK | 好 | 不重传，新数据包 |
为使简化反馈质量信息，减少处理该信息的时间，本实施例中还包括划分接收数据的质量度量等级的步骤，以方便向数据发送端发送接收数据的质量度量信息，具体的等级数量可以通过仿真或实验确定。
Claims (3)
1、一种混合自动重传方法，包括：
(1)使用Turbo码作为前向纠错码进行编码和译码；接收端对译码结果进行CRC校验，如果校验结果正确，向数据发送端发送确认信息ACK，否则发送非确认信息NACK；
(2)根据(1)，Turbo码采用迭代方式进行译码，得到一个译码结果序列；
(3)接收端把每一次译码结果序列同前一次得到的译码结果序列进行一一对应的比较，用两个序列的汉明距离除以数据包的帧长L所得到的商作为接收信号质量的度量信息QI；
(4)发送端根据ACK/NACK信息以及接收信号质量的度量信息决定下一次发送数据的内容和调制编码方式。
2、根据权利要求1所述的一种混合自动重传方法，其特征在于接收端将任意两次迭代得到的译码结果序列进行比较得到的汉明距离除以数据包的帧长L所得到的百分比，作为接收信号质量的度量信息。
3、根据权利要求1、2所述的一种混合自动重传方法，其特征在于该方法还包括：根据所述百分比的大小，划分接收信号质量的度量信息QI的等级，以方便向数据发送端发送信道的接收信号质量的度量信息。
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