[发明专利]自动重传控制方法、通信系统及其发射机和接收机

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中的自动重传技术，更具体地说，涉及基于部 分重传的混合自动重传请求(HARQ)方案中的自动重传控制。

背景技术

随着对高速无线多媒体业务需求的不断增加和无线频谱资源日趋紧 张，探索未来高效率的移动通信系统将具有越来越重要的意义和价值。 为了克服无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响，引入了前向 纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)等差错控制方法以降低系统的误码 率，确保服务质量。虽然FEC方案产生的时延较小，但存在的编码冗余 却降低了系统吞吐量；ARQ在误码率不大时可以得到理想的吞吐量，但 产生的时延较大，不宜于提供实时服务。为了克服两者的缺点，将这两 种方法结合就产生了混合自动重传请求(HARQ)方案：即在ARQ系统中 包含FEC子系统，当FEC的纠错能力可以纠正这些错误时，不需要使用 ARQ；只有当FEC无法正常纠错时，才通过ARQ反馈信道请求重发错 误码组。ARQ和FEC的有效结合不仅提供了比单独的FEC系统更高的 可靠性，而且提供了比单独的ARQ系统更高的系统吞吐量。因此，随着 对高数据率或高可靠业务需求的迅速发展，HARQ成为无线通信系统中 的一项关键技术并得到了深入的研究。

HARQ技术的分类

根据不同的分类方式，HARQ可被分为同步HARQ技术和异步 HARQ技术，非自适应HARQ技术和自适应HARQ技术，以及不同的重 传类型和重传机制等。

同步HARQ技术和异步HARQ技术：根据重传发生时刻的不同， HARQ可以分为同步和异步两类。同步HARQ由于接收端预先已知传输 的发生时刻，HARQ进程的序号可以从子帧号获得；异步HARQ进程的 传输可以发生在任何时刻，HARQ进程的处理序号需要连同数据一起发 送。虽然异步自适应HARQ技术与同步非自适应HARQ技术相比较而言， 调度方面的灵活性更高，但是后者所需的信令开销更少。

重传类型：根据重传内容的不同，HARQ主要有3种混合自动重传 请求机制，被称为HARQ-I、HARQ-II和HARQ-III等。三种类型的相同 点是都进行FEC编码和CRC校验，接收端进行FEC译码和CRC校验， 如果分组有错则请求重传；不同点是HARQ-I放弃错误分组，重传分组 与已传分组相同，没有组合译码。HARQ-II错误分组不被丢弃，而与重 传分组组合进行译码，重传分组和已传分组的格式和内容可以不同。 HARQ-III因为采用CPC码(互补的打孔卷积码)，每个已传分组与重传分 组都能进行自解码；每次重传可有不同的冗余产生(不同的比特打孔)，也 可有相同的冗余产生(相同的FEC)，此时与HARQ-I的操作类似，但要在 接收端存储错误分组，以便与重传分组结合。

自适应和非自适应：根据重传时的数据特征是否发生变化又可将 HARQ分为非自适应和自适应两种，其中传输的数据特征包括资源块的 分配、调制方式、传输块的长度、传输的持续时间。自适应传输是指在 每一次重传过程中，发送端可以根据实际的信道状态信息改变部分的传 输参数。因此，在每次传输的过程中，要一并发送包含传输参数的控制 信令信息，这样就会造成额外的信令开销。可改变的传输参数包括调制 方式、资源单元的分配和传输的持续时间等。在非自适应系统中，这些 传输参数相对于接收端而言都是预先已知的，因此信令较为简单。

传统自动重传请求(ARQ)的三个标准协议是停等(SAW， stop-and-wait)ARQ、回退N帧(GBN，go-back-n)ARQ和选择性重传 (SR，selective repeat)ARQ。ARQ和HARQ既可以用在FDD系统中也 可以用在TDD系统中。

在一般的HARQ系统中，当接收端检测到错误数据包时，一般错误 比特只占数据包的一部分，将整个数据包重传会造成一定的吞吐量损失。 3GPP的长期演进计划(LTE)和WiMAX系统增强型(802.16m)均将 HARQ-II，III型作为备选方案。当第一次尝试译码失败时，发射机附加 冗余信息或者重新处理后再传输，重传包和原始传输包并不完全相同， 这些重传信息和先前接收的数据包合并可得到更好的系统吞吐量。