[发明专利]直通蜂窝系统中基于HARQ技术的跨层设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，特别涉及一种终端直通蜂窝系统中基于HARQ技术的跨层设计方法。

背景技术

目前，由于蜂窝通信系统以基站为中心的小区覆盖和业务提供方式本身所存在的局限性，所以在通信中存在覆盖和容量等方面的问题。而D2D（Device-to-Device)，即终端直通技术使得邻近的终端可以在近距离范围内通过直接链路进行数据传输，不需要通过中心节点（基站）进行转发，具有低成本、灵活性，可以带来较高的频谱利用率，缓解基站负载，减小系统干扰，以更好的适应本地数据业务。HARQ技术，即混合自动请求重传技术，是将前向纠错和自动请求重传联合，恢复出错信息，增加系统错误修复性能。HARQ合并技术在LTE蜂窝通信中被广泛应用，因此可以考虑在D2D通信中引入该技术，用以保证D2D通信的传输成功率，提升D2D通信的质量，进而提升整个蜂窝网络的整体性能。跨层设计可以提高信息的交互性，使原来不相邻的各层之间也可以互相通信或相邻的两层通过以前没有的接口进行通信，考虑不同层间不同协议的交互，将各个子层的特性参数协调融合。

现有的文献都是把HARQ技术和跨层设计应用在蜂窝系统中，没有考虑对其在直通蜂窝混合网络中的研究。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种终端直通蜂窝系统中基于HARQ技术的跨层设计方法，该方法对D2D通信链路的吞吐量增益有很大的提升，进而能够提高整个蜂窝直通网络的吞吐量性能，而且HARQ技术的引入对D2D对之间传输信息的可靠性有所提高，特别是对那些信道质量差的D2D用户有很大帮助。此外，通过对四种情形的比较，可以看出性能越优的HARQ类型对吞吐量的提高越有利。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：本发明是一种在D2D通信中使用HARQ技术进行跨层设计的方法，该方法实现了数据链路层的HARQ技术和物理层的AMC技术的相结合，提高了信息传输的交互性，该方法同时将三种类型的HARQ技术Type-I、Type-II、Type-III分别应用在跨层设计中，通过分析比较实现系统吞吐量的最大化。

方法流程：

本发明提供了一种终端直通蜂窝系统中基于HARQ技术的跨层设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：假设单小区蜂窝直通系统，其中有一个基站，N个蜂窝用户和N个D2D对，每个D2D对复用其中一个蜂窝用户的上行资源。D2D用户的发送会对基站接收来自蜂窝用户的信息造成干扰，同时蜂窝用户的发送会对D2D用户的接收造成干扰。

步骤2：由于在实际通信中往往要受到时延的限制，所以HARQ传输的最大次数是受限的，设为N_remax。

步骤3：如果在达到最大传输次数后数据包仍然是有错的，那么该包将会被丢弃，称为丢包。因此，需要在数据链路层预先设定一个可接受的误包率P_loss。

步骤4：在物理层，接收端会根据信干噪比（SINR）信息来确定当前接收到的数据包是否满足数据要求。所以，根据N_remax和P_loss，可以设计相应的AMC和HARQ来满足数据链路层的误包率和时延要求。

步骤5：根据数据链路层的P_loss，在物理层的每个传输模式中都有一个误包上限，用P_n表示，则可以得到：

PnNremax+1≤Ploss,]]>即