專利名稱：一種基于包校驗(yàn)信息的harq譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，具體涉及一種混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ) 譯碼方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)協(xié)議，如多拒絕ARQ協(xié)議，僅單純的進(jìn) 行協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Protocol Data Unit, PDU)的重傳，未利用物理層出錯(cuò) 冗余信息，協(xié)議效率受到一定的限制。為了在時(shí)變無線信道中盡量減少重 傳次數(shù)，最大程度地提高有效的信息吞吐量，現(xiàn)在一般都采用HARQ技術(shù) 來改善傳輸性能。
HARQ結(jié)合ARQ與FEC(前向糾錯(cuò))的差錯(cuò)控制方式，充分利用己重傳 碼字中的有用信息，有效減少重傳次數(shù)，系統(tǒng)獲得比傳統(tǒng)ARQ更優(yōu)的性能。
HARQ技術(shù)通常分為三種HARQ-I型，接收端進(jìn)行FEC譯碼和CRC (循環(huán)冗余碼校驗(yàn))校驗(yàn)。如果接收分組有錯(cuò)則請(qǐng)求重傳，并放棄錯(cuò)誤分 組，發(fā)送端重傳相同分組；HARQ-II型被稱之為增量冗余ARQ，增量冗余 策略是在第一次譯碼失敗時(shí)，另外再傳輸附加冗余信息而不是將整個(gè)數(shù)據(jù) 碼組重傳一次；HARQ-III型是完全增量冗余重傳機(jī)制的改進(jìn)，在該機(jī)制中， 每次的重傳是可以進(jìn)行自解碼的，對(duì)于每次發(fā)送的數(shù)據(jù)包采用互補(bǔ)刪除方 式，各個(gè)數(shù)據(jù)包既可以單獨(dú)譯碼，也可以合成一個(gè)具有更大冗余信息的編 碼包進(jìn)行合并譯碼。
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的各種技術(shù)都是通過重傳來獲得額外的冗余信息， 并沒有充分利用接收端包含的先驗(yàn)信息，重傳次數(shù)的增加使得系統(tǒng)開銷大， 降低了系統(tǒng)的吞吐率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于包校驗(yàn)信息的HARQ譯碼方法，利用鏈路層正確 PDU包中蘊(yùn)含的冗余信息進(jìn)行譯碼糾錯(cuò)，有效降低重傳次數(shù)，提高系統(tǒng)的 吞吐率。
一種基于包校驗(yàn)信息的HARQ譯碼方法，傳送的幀數(shù)據(jù)包括一個(gè)以上 的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)包，如圖1所示，具體步驟為
(1) 發(fā)送端對(duì)初始幀數(shù)據(jù)編碼后傳送給接收端；
(2) 接收端對(duì)接收到的初始幀數(shù)據(jù)作譯碼，對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行包拆分， 對(duì)拆分得到的每個(gè)PDU包進(jìn)行循環(huán)冗余碼(CRC)校驗(yàn)，將校驗(yàn)正確的PDU 包提交給鏈路層，將校驗(yàn)錯(cuò)誤的PDU包索引信息反饋給發(fā)送端；
(3) 發(fā)送端將索引信息對(duì)應(yīng)的PDU包重新封裝到新的一幀數(shù)據(jù)中， 編碼后重傳給接收端；
(4) 接收端對(duì)接收到的新幀數(shù)據(jù)依次進(jìn)行譯碼、包拆分和CRC校驗(yàn)， 識(shí)別其中重傳的PDU包是否校驗(yàn)正確，將校驗(yàn)正確的重傳PDU包提交給 鏈路層；對(duì)于校驗(yàn)錯(cuò)誤的重傳PDU包，利用步驟(2)和(4)校驗(yàn)正確的 PDU包作為冗余信息對(duì)其作譯碼糾錯(cuò)。
本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在
本發(fā)明不拘泥于HARQ的現(xiàn)有思想，雖然類似HARQ-II重傳局部信息， 但冗余信息并不通過重傳獲得，而是將鏈路層信息反饋到物理層中，利用 已經(jīng)譯碼正確的包信息，同時(shí)具有HARQ-III獨(dú)立譯碼的功能；本發(fā)明只是 針對(duì)重傳后再次出錯(cuò)的特定PDU作糾錯(cuò)譯碼，因此在保證糾錯(cuò)能力的條件 下，降低重傳負(fù)荷，有效地降低了平均時(shí)延，并適用于各種信道編碼。


圖l表示系統(tǒng)框架圖2表示本發(fā)明實(shí)施例流程示意4圖3表示聯(lián)合譯碼糾錯(cuò)的核心流程圖4表示在不同信噪比(SNR)下誤包率的比較示意圖5表示在不同信噪比(SNR)下誤碼率的比較示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2給出了一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)流程圖，該實(shí)施例具體步驟為
Al.假設(shè)每個(gè)PDU包有Mbit數(shù)據(jù)，Z bit CRC校驗(yàn)信息， 一幀中有" 個(gè)PDU包(PDU—1,PDU—2,…，PDU—n)編碼采用(3， 1, 2)巻積碼， CRC生成多項(xiàng)式gO)二x4+x + l。這里取M-IO， L=4， N=20。
A2. —幀數(shù)據(jù)在發(fā)送端物理層中通過巻積碼進(jìn)行編碼，巻積碼的生成矩 陣為G=[l OO;l 0 l;l 1 l]。
A3.對(duì)編碼的幀進(jìn)行雙相移相鍵控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)調(diào) 制，信道為加性高斯信道，均值為0，方差為l，調(diào)制后的數(shù)據(jù)被發(fā)送。
入4.接收端接收數(shù)據(jù)并解調(diào)，保存解調(diào)后的數(shù)據(jù)記為初始幀，然后對(duì)初 始幀進(jìn)行第一次譯碼。
A5.收端鏈路層對(duì)第一次譯碼結(jié)果進(jìn)行包拆分，重新還原得到各個(gè)PDU 包，并對(duì)應(yīng)步驟Al為每個(gè)PDU包編號(hào)(PDU—1, PDU—2， ...， PDU—n)。
八6.接收端對(duì)每個(gè)PDU包進(jìn)行CRC校驗(yàn)。
A7.接收端通過CRC校驗(yàn)信息識(shí)別正確和錯(cuò)誤的PDU包，正確的包提 交至鏈路層，錯(cuò)誤包記錄其編號(hào)，實(shí)例中第i個(gè)和第k個(gè)PDU包錯(cuò)誤，則 將編號(hào)信息i， k反饋給發(fā)送端，準(zhǔn)備重傳。
A8，發(fā)送端將步驟A7反饋的編號(hào)i， k對(duì)應(yīng)的PDU包插入新的一幀數(shù)據(jù) 中，本則將這兩個(gè)PDU包重新封裝到新的一幀中再次發(fā)送，在該幀中各PDU 包的編號(hào)依次為PDU—al，PDU—a2， ...， PDU—ai， ....PDU—ak， .....，PDU—an， 編號(hào)為i的PDU包對(duì)應(yīng)此新幀數(shù)據(jù)的PDU—ai包，編號(hào)為k的PDU包對(duì)應(yīng)此新幀數(shù)據(jù)的PDU一ak包。
A9.重復(fù)步驟A2-A6，通過CRC校驗(yàn)識(shí)別重傳的PDU是否正確，如正 確則提交至鏈路層，如仍然錯(cuò)誤則進(jìn)行聯(lián)合譯碼糾錯(cuò)，進(jìn)入步驟AIO。
A10.接收端對(duì)重傳后依然錯(cuò)誤的PDU進(jìn)行聯(lián)合譯碼糾錯(cuò)，聯(lián)合譯碼糾 錯(cuò)是利用譯碼正確的PDU信息，來降低譯碼的不確定度，進(jìn)行糾錯(cuò)，其核 心流程如圖3，聯(lián)合譯碼可以采用以下策略
1. 獲取步驟A9中重傳后得到糾正的PDU包編號(hào)PDU—ai和仍然錯(cuò)誤 的PDU包編號(hào)PDU_ak;
2. 用糾正的PDU (編號(hào)為PDU—ai的PDU包)替換步驟A4初始幀中 編號(hào)為PDU—i的PDU包；
3. 在A4初始幀中找到重傳后依然錯(cuò)誤的PDU包，該包的編號(hào)為 PDU—k，對(duì)其進(jìn)行糾錯(cuò)，為了表述方便假設(shè)錯(cuò)誤PDU包相鄰的PDU包均 是正確的，對(duì)錯(cuò)誤PDU包利用前后正確的包數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼糾錯(cuò)，本實(shí)例中 采用最大似然譯碼，具體為已知錯(cuò)誤PDU包的數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位共有(M+L) bit,則對(duì)這個(gè)PDU包進(jìn)行迭代替換時(shí)就有種組合，即0到2(w+"—1 ， 將每種組合進(jìn)行步驟A2的巻積碼編碼，然后與步驟A4中解調(diào)后保存的初 始幀數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，即得到各組合與初始幀數(shù)據(jù)的漢明距離，選擇具 有最小漢明距離的組合作為預(yù)期譯碼糾錯(cuò)結(jié)果。若出現(xiàn)相鄰PDU包均錯(cuò)誤 的情況，可以將這幾個(gè)錯(cuò)誤的PDU整體看作一個(gè)包，再按照上述方式作譯 碼糾錯(cuò)。
4. 用預(yù)期譯碼結(jié)果替代錯(cuò)誤PDU包中的數(shù)據(jù)；
5. 對(duì)于其他錯(cuò)誤的包，重復(fù)步驟3和4即可。
圖4和圖5是對(duì)上述實(shí)例的仿真結(jié)果示意圖，仿真時(shí)只進(jìn)行一次重傳， 圖4表示在不同信噪比(SNR)下誤包率的比較，即A4中第一次譯碼后的 誤包率和A10中聯(lián)合譯碼后的誤包率的比較。圖5表示在不同信噪比(SNR) 下誤碼率的比較，即A4中第一次譯碼后的誤碼率和A10中聯(lián)合譯碼后的 誤碼率的比較。由2個(gè)圖可以看出本發(fā)明可以顯著地提升系統(tǒng)的性能。
權(quán)利要求
1、一種基于包校驗(yàn)信息的HARQ譯碼方法，傳送的幀數(shù)據(jù)包括一個(gè)以上的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)包，具體步驟為(1)發(fā)送端對(duì)初始幀數(shù)據(jù)編碼后傳送給接收端；(2)接收端對(duì)接收到的初始幀數(shù)據(jù)作譯碼，對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行包拆分，對(duì)拆分得到的每個(gè)PDU包進(jìn)行循環(huán)冗余碼(CRC)校驗(yàn)，將校驗(yàn)正確的PDU包提交給鏈路層，將校驗(yàn)錯(cuò)誤的PDU包索引信息反饋給發(fā)送端；(3)發(fā)送端將索引信息對(duì)應(yīng)的PDU包重新封裝到新的一幀數(shù)據(jù)中，編碼后重傳給接收端；(4)接收端對(duì)接收到的新幀數(shù)據(jù)依次進(jìn)行譯碼、包拆分和CRC校驗(yàn)，識(shí)別其中重傳的PDU包是否校驗(yàn)正確，將校驗(yàn)正確的重傳PDU包提交給鏈路層；對(duì)于校驗(yàn)錯(cuò)誤的重傳PDU包，利用步驟(2)和(4)校驗(yàn)正確的PDU包信息作為冗余信息對(duì)其作譯碼糾錯(cuò)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于包校驗(yàn)信息的HARQ譯碼方法， 其特征在于，所述步驟(4)采用最大似然譯碼校驗(yàn)錯(cuò)誤的重傳PDU包，即 聯(lián)合當(dāng)前幀與初始數(shù)據(jù)幀，并利用包校驗(yàn)信息，作譯碼糾錯(cuò)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于包校驗(yàn)信息的HARQ譯碼方法，具體為(1)將接收幀在物理層譯碼后，提交至數(shù)據(jù)鏈路層，利用PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的尾部CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))對(duì)包的準(zhǔn)確性作校驗(yàn)，反饋錯(cuò)誤包的索引值，并將該幀緩存；(2)重傳錯(cuò)誤PDU包，與新的數(shù)據(jù)構(gòu)成幀；如果重傳的錯(cuò)誤包依然譯碼錯(cuò)誤，接收端將原錯(cuò)誤幀與新幀聯(lián)合譯碼。本發(fā)明將鏈路層的信息反饋到物理層中，利用ARQ校驗(yàn)指示信息，有針對(duì)性重傳數(shù)據(jù)，克服HARQ盲目重傳的缺陷；充分利用正確譯碼的PDU中蘊(yùn)含的冗余信息，進(jìn)行聯(lián)合譯碼，從而有效地降低重傳次數(shù)，提高系統(tǒng)的吞吐率，提高系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)H04L1/18GK101621367SQ20091006245
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者付代宇, 錦 俞, 劉應(yīng)狀, 屈代明, 朱光喜, 林宏志, 王德勝, 葛曉虎, 亮 郝 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)