CN1798009A - 链路自适应混合自动重复请求的传输方法 - Google Patents

Abstract

一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法，包括步骤：发送端设定获取应答信息概率统计值的时间间隔；发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的可用概率集合；发送端设定应答信息概率门限；发送端将首次编码方式的使用概率与应答信息概率门限相关联；发送端以指定的时间间隔获得接收应答信息的概率统计值；发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率；重传数据包以指定的概率，采用与首次传输数据包相同的编码方式。本发明无需引入额外的物理层信令，不降低下行容量。不会因物理层信令传输错误而降低发明所引入的性能增益。

Description

链路自适应混合自动重复请求的传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统中数据传输的技术领域，特别涉及链路自适应混合自动重复请求的传输方法。

背景技术

无线通信系统数据业务中采用的一种链路自适应技术是增加冗余混合自动重复请求(简称IR HARQ)。首次传输数据包时采用纠错能力较低的编码方式，如果接收端能够正确译码，则能得到较高的信息码速率。如果传输失败，重传将开始。重传的数据包不是首次所传数据包的简单重复，而是增加了其中的冗余部分(增加冗余数据包)。发送端通过上行信令通知接收端当前发送数据包所采用的编码方式(冗余版本，简称RV)。接收端根据每次传输所采用的冗余版本对所有接收到的数据包合并后的结果进行解码。

无线通信系统上行资源分配的一种技术是Node-B控制的调度。Node-B根据UE的信道条件、等待发送的数据量、业务的优先等级以及小区的ROT情况，调度UE在指定的时间段内，以指定的速率发送数据(在RNC限定的范围内)。采用Node-B调度，可以更好地适应信道的快速变化，提高频谱效率。

采用IR HARQ所面临的一个问题是：当UE的信道环境相对静止时，每个重传数据包能明显地改善译码的性能，采用IR HARQ可以获得期望的性能增益。而处于动态信道环境的UE，每帧信号变化显著，不能确保每个重传数据包都能够明显地改善译码的性能。此时，Chase Combining HARQ是适用机制，因为时间分集可以带来更大的性能增益。

现有的一种方法是：Node-B通过3状态的应答信息指示UE选择不同的HARQ机制以适应信道的变化：

1)数据包正确接收，Node-B发送确认应答信息ACK(‘+1’)。

2)数据包传输错误，Node-B依据UE的信道条件，发送否定应答信息NAK_CC(‘-1’)，指示UE采用与首次传输数据包相同的编码方式(可自解码)发送重传数据包。

3)数据包传输错误，Node-B依据UE的信道条件，发送否定应答信息NAK_IR(‘0’)，指示UE发送增加冗余的数据包(不可自解码)，降低编码速率提高编码增益。

不同类型的HARQ机制适用于不同的信道条件：IR HARQ适用于信道环境相对静止的UE，因为此时每个重传数据包能明显地改善译码的性能。而处于动态信道环境的UE，每帧信号变化显著，不能确保每个重传数据包都能够明显地改善译码的性能。此时，Chase Combining HARQ是适用机制，因为时间分集可以带来更大的性能增益。

已有的解决方法是Node-B通过3状态应答信息指示UE选择不同的HARQ机制以适应信道的变化，该方法还存在以下问题：

1)相对于2状态应答信息，3状态信息需要更高的传输功率，将降低下行的容量。

2)通过物理层信令实现，信令传输错误将降低该机制引入的性能增益。特别是UE的信道条件较差的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法。为实现上述目的，一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法，包括步骤：

发送端设定获取应答信息概率统计值的时间间隔；

发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的可用概率集合；

发送端设定应答信息概率门限；

发送端将首次编码方式的使用概率与应答信息概率门限相关联；

发送端以指定的时间间隔获得接收应答信息的概率统计值；

发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率；

重传数据包以指定的概率，采用与首次传输数据包相同的编码方式。

本发明无需引入额外的物理层信令，不降低下行容量。不会因物理层信令传输错误而降低发明所引入的性能增益。

附图说明

图1是数据包正确接收后的P_NAK、P_NAK门限和相关联的P_IRV；

图2是数据包正确接收后的P_IRV(·)。

具体实施方式

本发明首先做了以下定义：

P_IRV：首次编码方式的使用概率，即重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率。

P_NAK：否定应答信息出现的概率。

P_NAK门限：几个P_NAK门限值。不同的P_NAK门限值与不同的P_IRV相关联。在传输过程中，发送端根据信道条件调整P_NAK门限。

P_RV＝0集合：该集合包含所有可用的P_IRV。

本发明针对无线通信的数据业务，提出了一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法。重传数据包以一定的概率P_IRV选择与首次传输数据包相同的编码方式。发送端根据所接收的应答信息的概率统计值P_NAK和P_NAK门限设置P_IRV。当信道条件较好时，发送端设定较低的P_IRV，更多的数据包将以增加冗余的方式发送，以满足传输速率和系统吞吐量的要求。当信道条件较差时，发送端设定较高的P_IRV，更多的数据包将采用与首次传输数据包相同的编码方式，通过时间分集引入较大的信能增益。当信道条件变化较快时，发送端设定P_IRV＝1，所有重传数据包都采用与首次传输数据包相同的编码方式，通过时间分集对抗信道的快速变化。

在信道初始化或重新配置的时候，发送端设定一个初始的时间间隔。在传输过程中，发送端以指定的时间间隔获取所接收应答信息的概率统计值。接收端根据应答信息的概率统计值调整上述时间间隔。时间间隔的调整基于以下原则：

1)当发送端在规定的时间间隔内接收到较多的否定应答信息，从而导致应答信息的统计概率值变化幅度较大时，表明信道条件变化较快。发送端将缩短获取应答信息概率统计值的时间间隔以适应信道的快速变化。

2)当发送端在规定的时间间隔内接收到较少的否定应答信息，应答信息的统计概率变化幅度较小时，表明信道条件相对静止。发送端将延长(或保持不变)获取应答信息概率统计值的时间间隔。

在信道初始化或重新配置的时候，发送端设定P_IRV集合，P_IRV集合包含所有可用的P_IRV。

在信道初始化或重新配置的时候，发送端设定初始的P_NAK门限。在传输过程中，发送端根据P_NAK，调整P_NAK门限，使得重传数据包以期望的概率采用与首次传输数据包相同的编码方式。

在信道初始化或重新配置的时候，发送端从P_IRV集合中选择部分P_IRV与P_NAK门限值相关联。实现这一步骤时将遵循以下原则

1)较高的P_IRV与较高的P_NAK门限值相关联

2)较低的P_IRV与较低的P_NAK门限值相关联

在传输过程中，发送端可以根据P_NAK进行新的关联操作。即从P_IRV集合中选取新的P_IRV与P_NAK门限值相关联。

发送端统计否定应答信息出现的概率，以指定的时间间隔获取P_NAK。

在传输过程中，发送端根据P_NAK和P_NAK门限，选取相应的P_IRV。

假定P_NAK门限为：{P_NAK0，P_NAK1，…，P_NAKn}，分别与P_IRV0，P_IRV1，…，P_IRVn相关联，P_NAK0＜P_NAK1＜…＜P_NAKn，P_IRV0＜P_IRV1＜…＜P_IRVn。

假定发送端所获得的应答信息概率统计值为P_NAKm，并且有P_NAK5＜P_NKm＜P_NAK6，发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率为P_IRV5。

首次传输的数据包将采用固定的编码方式(可以自解码)，以下用RV₀表示。

当P_IRV＝0时，所有重传数据包采用增加冗余的方式发送，以下用 表示。重传过程中所采用的编码方式遵循一定的顺序。

当0＜P_IRV＜1时，每个重传数据包所采用的编码方式存在以下两种可能：

1)采用与首次传输数据包相同的编码方式，概率为P_IRV。

2)最近一次使用的增加冗余编码方式所对应的下一个编码方式，概率为1-P_IRV。

当P_IRV＝1时，所有重传数据包均采用与首次传输数据包相同的编码方式(Chase Combining HARQ)。

接收端根据接收到的信令(发送端发送)，判定当前接收数据包的编码方式。

实施例

最大重传次数为4。有4种编码方式，分别用RV＝0、RV＝1、RV＝2和RV＝3表示。其中RV＝0为首次传输数据包所采用的编码方式，可以自解码。数据包m～m+7的传输过程如表1所示。

数据包	首次	第二次	第三次	第四次	PNAK(·)	PIRV(·)
							m	RV＝0	RV＝1	RV＝0	RV＝2	PNAK(m)↑	PIRV(m)→
m+1	RV＝0	RV＝0	RV＝1	----	PNAK(m+1)↑	PIRV(m+1)↑
							m+2	RV＝0	RV＝0	----	----	PNAK(m+2)↑	PIRV(m+2)→
m+3	RV＝0	----	----	----	PNAK(m+3)↓	PIRV(m+3)→
							m+4	RV＝0	----	----	----	PNAK(m+4)↓	PIRV(m+4)→
m+5	RV＝0	----	----	----	PNAK(m+5)↓	PlRV(m+5)↓
							m+6	RV＝0	RV＝1	RV＝2	RV＝3	PNAK(m+6)↑	PIRV(m+6)↑
m+7	RV＝0	RV＝1	RV＝0	RV＝0	PNAK(m+7)↑	PIRV(m+7)→

表1.数据包传输过程中所采用的编码方式及P_NAK(·)和P_IRV(·)的变化其中：

P_NAK(n)：数据包n正确接收后对应的P_NAK。

P_NAK(n)↑：数据包n正确接收后，P_NAK增大，P_NAK(n)＞P_NAK(n-1)。

P_NAK(n)↓：数据包n正确接收后，P_NAK减小，P_NAK(n)＜P_NAK(n-1)。

P_NAK(n)→：数据包n正确接收后，P_NAK保持不变，P_NAK(n)＝P_NAK(n-1)(发送端按指定的时间间隔获取P_NAK，因此存在P_NAK(n)＝P_NAK(n-1)的情况)。

P_IRV(n)：数据包n正确接收后对应的P_IRV。

P_IRV(n)↑：数据包n正确接收后，P_IRV增大，P_IRV(n)＞P_IRV(n-1)。

P_IRV(n)↓：数据包n正确接收后，P_IRV减小，P_IRV(n)＜P_IRV(n-1)。

P_IRV(n)→：数据包n正确接收后，P_IRV保持不变，P_IRV(n)＝P_IRV(n-1)。

表1中P_NAK(·)的变化如图1所示，图1同时给出了P_NAK门限。

表1中的P_IRV(·)可通过对应的P_NAK(·)和表1中的P_NAK门限获得，如图2所示。

如表1、图1和图2所示：数据包m的传输过程中，重传数据包以P_IRV＝0.3的概率选择与首次传输数据包相同的编码方式，四次传输后接收端正确译码。

数据包m+1的传输过程中，重传数据包以P_IRV＝0.6的概率选择与首次传输数据包相同的编码方式，三次传输后接收端正确译码。

数据包m+2的传输过程中，重传数据包以P_IRV＝0.6的概率选择与首次传输数据包相同的编码方式，两次传输后接收端正确译码。

本发明针对无线通信系统的数据业务，提出了一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法，并给出了具体的实现方法和规则。本发明具有下述效果：

1)无需引入额外的物理层信令，不降低下行容量。不会因物理层信令传输错误而降低发明所引入的性能增益。

2)发送端按照一个指定的时间间隔获取应答信息的概率统计值，并通过概率统计值及概率统计值的变化估计信道条件。

3)发送端可以根据应答信息的概率统计值调整获取应答信息概率统计值的时间间隔以适应信道的变化。

4)发送端可以根据应答信息的概率统计值调整应答信息概率门限，适应信道的变化。

5)发送端可以根据应答信息的概率统计值调整与应答信息概率门限相关联的首次编码方式的使用概率，适应信道的变化。

6)适当的调整应答信息的概率门限和与之相关联的首次编码方式使用概率，可以使重传数据包以期望的概率采用与首次传输数据包相同的编码方式。

7)当信道条件较好，重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率较低。较多的数据包将采用增加冗余的方式发送，能够满足传输速率和系统吞吐量的要求。

8)当信道条件较差，重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率较高。较多的数据包将采用与首次传输数据包相同的编码方式，通过时间分集引入较大的性能增益。

9)当信道条件较差，可以实现所有重传数据包都采用与首次传输数据包相同的编码方式(Chase Combining HARQ)，通过时间分集对抗信道的快速变化。

Claims (11)

1.一种链路自适应混合自动重复请求的传输方法，包括步骤：

发送端设定获取应答信息概率统计值的时间间隔；

发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的可用概率集合；

发送端设定应答信息概率门限；

发送端将首次编码方式的使用概率与应答信息概率门限相关联；

发送端以指定的时间间隔获得接收应答信息的概率统计值；

发送端设定重传数据包采用与首次传输数据包相同编码方式的概率；

重传数据包以指定的概率，采用与首次传输数据包相同的编码方式。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：在传输过程中发送端根据应答信息的概率统计值及其变化调整获取应答信息概率统计值的时间间隔。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于：当发送端在指定的时间间隔内接收到较多的否定应答信息从而导致应答信息的概率统计值变化较大时，发送端将缩短获取应答信息概率统计值的时间间隔。

4.按权利要求2所述的方法，其特征在于：当发送端在指定的时间间隔内接收到较少的否定应答信息，应答信息的概率统计值变化幅度较小时，发送端将延长或保持不变获取应答信息概率统计值的时间间隔。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于：在传输过程中发送端根据应答信息的概率统计值调整应答信息概率门限。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于：在传输过程中发送端根据应答信息的概率统计值选取不同的首次编码方式使用概率与应答信息概率门限相关联。

7.按权利要求1所述的方法，其特征在于：重传数据包以指定的概率采用增加冗余的方式发送。

8.按权利要求1所述的方法，其特征在于：发送端通过应答信息的概率统计值估计信道条件的优劣。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于：发送端估计信道条件较差时，设定较高的首次编码方式使用概率，较多的重传数据包将采用与首次传输数据包相同的编码方式。

10.按权利要求8所述的方法，其特征在于：发送端估计信道条件较好时，设定较低的首次编码方式使用概率，较多的重传数据包将采用增加冗余的方式发送。

11.按权利要求8所述的方法，其特征在于：发送端估计信道条件变化较快时，设定首次编码方式的使用概率为1，所有重传数据包均采用与首次传输数据包相同的编码方式。

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