[发明专利]一种基于IEEE802.16e的HARQ与功率控制相结合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字宽带移动无线通信领域，特别是涉及一种基于IEEE802.16e的HARQ与功率控制相结合的方法。

背景技术

功率控制是一种无线资源管理技术，它从业务角度出发，在满足业务质量要求的前提下，使总发射功率最小。功率控制对于WIMAX系统效率来说非常重要，功率水平必须得到有效管理以保证稳定的通信并减少潜在的干扰，尤其在非视距(NLOS，Non Line OfSight)传输中，功率控制是实现链路优化的重要功能。NLOS意味着天线可以位于客户的机顶盒中或机顶盒上，而不必再安装和定位室外天线，其无线信道环境也因此相比视距(LOS，Line Of Sight)传输复杂的多，除了直射分量，还有各种反射、散射以及衍射传播分量。选择合适的功率控制算法可以提高系统整体性能并最大限度地降低功耗。WIMAX系统中，通常将功率控制与自适应子载波分配及自适应调制编码(AMC)相结合，进一步降低总发射功率。由于同一用户在所有子载波上都深衰落的概率非常小，自适应子载波分配利用多用户分集，根据用户在各子信道上的不同增益动态分配子载波，达到降低发射功率的目的。而AMC是根据信道变化动态调整收发端的调制编码方式，当信道条件较差时，选用低阶的调制编码方式，从而降低发射功率。

IEEE802.16e协议的物理层规定了上行链路的功率控制机制，具体的功率控制算法则取决于不同的设备制造商。一般地，由基站(BS)发送功率控制信息到每个用户，用户根据功率控制信息自动调整发射功率，使BS收到的信号电平维持在一个预定的水平，因此用户通常在满足BS需要值的情况下选择最小功率进行发送，大大减小功率消耗。当UIUC(uplink interval uasge code)的值为0、12或14时，用户可以自适应调整各自的发射功率，无需BS发送控制信息。用户需向BS报告最大可达功率和标准发射功率参数，利用这些参数，BS可实现最优的调制编码方式选择和子信道分配算法。该协议支持闭环功控和开环功控两种环路形式。闭环功控指移动台和BS间需要交互信息，移动台根据的BS功率控制指令增加或减少功率，在协议中用于周期性测距及带宽请求测距过程，当移动台发送出周期性测距或带宽请求测距消息而没有接收到RNG-RSP(测距响应，RangingResponse)反馈时，将调整下一帧消息的发射功率为P^TX_MAX。开环功控则是指移动台和BS间不需要交互信息而直接根据接收信号的好坏增加或减少功率，在支持ARQ的系统中，开环功控根据应答信号调整功率，当接收NAK时，以步长UP_STEP上调功率，接收到ACK时，则以步长DOWN_STEP下调功率。

事实上，HARQ也是降低发射功率的有效手段，HARQ是自动重传请求和前向纠错编码的互补结合技术，它从能量角度出发，将总的需求功率分布在多个重传子包上，减少了每次传输的发射功率，但必须以增加分组延时为代价。

传统HARQ结合功率控制模式是递减模式，即每次重传满足一部分信干噪比要求，并保证最后达到总功率需求。由于降低了每次传输的发射功率，从而减少了对其他用户的干扰，有利于提高系统容量。然而这只适用于CDMA系统，并且局限于单个用户的情况，多用户时，递减模式将对所有用户运用HARQ机制，而没有进一步研究功率和延时的平衡问题。此外，大量文献研究系统中的功率分配问题，都是以最大化系统容量为目标，且均未考虑HARQ的作用，目前尚没有文献在系统中将和功率控制进行联合考虑，而是作为两种相互独立的技术，功率控制的过程中没有利用HARQ带来的重传及码字合并增益，必然造成功率的浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于IEEE802.16e的HARQ与功率控制相结合的方法，其特征在于，系统中有K个用户，K为自然数，设置重传用户比例M，其中M＝0，1，2，3…，K，表示选择系统中M个用户结合HARQ机制进行传输，根据重传用户比例M与系统平均总发射功率之间的关系以及重传用户比例M与系统总延时之间的关系，建立功率与延时的对应关系，当给定业务需求时，即可根据需求目标在功率与延时之间进行平衡，实现功率与延时的折中。

优选地，所选择的M个用户是K个用户中发射功率最大的前M个用户。

优选地，对于选择的M个用户，采用功率递减模式实现HARQ与功率控制的结合，所述功率递减模式即每次重传满足一部分信干噪比要求，并保证最后达到总发射功率需求。

优选地，所述功率递减模式中，让首次传输的发射功率较大，重传时则使用较小的发射功率。