[发明专利]基于卷积turbo编码的HARQ重传方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信，更具体地，涉及一种基于卷积turbo编码的HARQ重传方法及其设备

背景技术

随着无线业务的发展，HARQ在无线通信领域里扮演着越来越关键的角色。这主要有两个方面的原因：首先，将来的无线业务多是上下性不对称、突发性的分组数据业务，对时延要求不高，对传输的数据质量却有很高的要求。其次，无线传播环境非常复杂。对接收信号而言，不仅存在各种衰落、移动引起的多普勒平移，而且还有受到各种干扰和噪声的影响。这些衰落和干扰容易引起随机差错和突发错误，将严重影响传输质量。

HARQ技术又称混合自动重发请求，是差错控制技术的一种。差错控制技术的目的在于提高信号的传输质量，保证信息可靠性。除了HARQ外，还存在两种主要的方式用于差错控制：前向纠错(FEC)和检错加自动重传(ARQ)。FEC技术根据接收数据中冗余信息来进行纠错，特点是“只纠不传”。ARQ技术依靠错码检测和重发请求来保证信号质量，特点是“只传不纠”。

HARQ技术综合了FEC与ARQ的优点，是将FEC和ARQ相结合的一种纠错方法。根据HARQ技术，发射端会发送具有一定冗余信息的数据。接收端首先进行FEC，如果依然不能正确解调，则要求发射端重新发送数据。因此，HARQ避免了FEC需要复杂的译码设备和ARQ方式信息连贯性差的缺点，并能使整个系统误码率很低。

通常，HARQ分为三类，分别是I型HARQ(HARQ-I)、II型HARQ(HARQ-II)、III型HARQ(HARQ-III)。

I型HARQ工作过程如下：接收端在纠错不成功后，将接收到的包完全丢弃，并要求发端重传。重传的数据包将和上一次的一样。

II型HARQ属于递增冗余(Incremental Redundancy)的ARQ机制。在HARQ-II中，接收到的错误数据包不会立即被丢弃，待重传的数据包收到，和错误的数据包合并后再进行译码，这样就能大幅度提高纠错能力。但是，II型HARQ存在的缺点在于重传数据是冗余信息，并不包括系统比特。因此当第一次传输的数据包被严重破坏时，则无法恢复系统比特。

III型HARQ对II型HARQ进行了改进，重传的码字具有自解码的能力，并不依赖于第一次传输的数据。此外，根据重传的冗余版本不同，HARQ-III又可进一步分为两种：一种是只具有一个冗余版本的HARQ-III，各次重传冗余版本均与第一次传输相同，即重传分组的格式和内容与第一次传输的相同，接收端的解码器根据接收到的信噪比(SNR)加权组合这些发送分组的拷贝，这样，可以获得时间分集增益。另一种是具有多个冗余版本的HARQ-III，各次重传的冗余版本不相同，编码后的冗余比特的删除方式是经过精心设计的，使得删除的码字是互补等效的。因此，合并后的码字能够覆盖FEC编码中的比特位，使译码信息变得更全面，更利于正确译码。

目前，III型HARQ被广泛应用于移动通信标准中(如：3GPP，3GPP-LTE，WiMAX，802.16m)。传统Ⅲ型HARQ的重传机制如图1所示。

如图1所示，可以将数据帧分成3部分，第一部分是信息比特，第二部分是保留的校验比特，第三部分是打掉(删除)的校验比特。同时，在重传过程中，会采取两种不同的调制映射方式。在图1中采用“方格”来表示第一映射方式，采用“斜线”来表示第二映射方式。这里，可以采用多种不同的映射方式，包括但不局限于：16QAM。例如，64QAM，16PSK，64PSK等等。图2示出了基于16QAM的第一种映射方式，图3示出了基于16QAM的第二种映射方式。

在第一次传输的时候，为了提高传输码率，发射端只传输信息比特部分和保留的校验比特部分，并且采用第一种映射方式来调制信息比特部分和保留的校验比特部分。在第二次传输的时候，发射端传输信息比特部分和删除的校验比特部分，其中采用第二种映射方式来调制信息比特部分，采用上述第一种映射方式来调制打掉的校验比特部分。

由于传统的III型HARQ的传输机制没有将编码和调制联合考虑，因此其二次重传的性能并不是很理想。此外，由于在第二次重传传统的方法采用两种的调制映射方式，如果帧的映射发射错误，第二次重传就无法获得第二次重传的映射方式，同时不知道两种映射方式的分界点。

发明内容

因此，本发明针对传统的III型HARQ机制存在的缺点，通过将递增冗余(IR)的ARQ机制(III型HARQ)中的高阶调制(如16QAM)与卷积turbo编码(Convolutional Turbo Coding)结合，提出一种新的重传机制。