[发明专利]一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法

说明书

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于数字调制的IR‑HARQ功率分配算法，其中包括基于数字调制时信道互信息的计算、最大化调制互信息策略、MMSE的近似表达式、混合传输策略及其阈值等；本发明在已知发射端反馈的信道状态信息情况下，利用凸优化和基于数字调制的IR‑HARQ链路中MMSE及其近似表达式，采用最大化调制互信息策略和逆信道传输策略相结合的混合传输策略，设置阈值自适应调节功率分配，优化链路的平均数据吞吐率，在有限的传输次数内可以快速逼近数字调制的速率上限，从而得到较优的数据吞吐率。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法。

背景技术

混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，IR-HARQ)，是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合而形成的技术。即在接收端使用FEC技术纠正所有错误中能够纠正的那一部分，然后通过错误检测判断不能纠正错误的数据包，最后丢弃不能纠错的数据包，向发射端请求重新发送相同的数据包。

现有技术中考虑的是理想信道编码和不使用数字调制情况下优化IR-HARQ传输链路中的平均数据吞吐率。虽然也能得到较好的性能结果，但是实际应用中使用数字调制是不可避免的。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法，在已知发射端反馈的信道状态信息情况下，利用凸优化和基于数字调制的IR-HARQ链路中MMSE及其近似表达，采用最大化调制互信息策略和逆信道传输策略相结合的混合传输策略，设置阈值自适应调节功率分配，优化链路的平均数据吞吐率，在有限的传输次数内可以快速逼近数字调制的速率上限。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法，具体包括以下步骤：

步骤S1、计算基于数字调制的IR-HARQ链路中的互信息；

步骤S2、计算链路中的平均吞吐率；

步骤S3、采用混合传输策略进行功率分配。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S1.1、建立系统模型，假设在第k次传输时，接收端的离散信号为：

y_k＝g_kh_kx_k+w_k,

其中，x_k为发射信号，y_k为接收信号，w_k为加性高斯白噪声，h_k为当前传输回合的信道增益，g_k为第k次传输时的发射功率；

步骤S1.2、在M进制调制方案下，星座图中的样点用S_l表示，且发送到信道的概率相等，接收端的信噪比用ρ表示，在高斯信道条件下，对于等概率多进制调制信号，信道的互信息表示为：

步骤S1.3、对互信息进行求导，可以得到

步骤S1.4、用MMSE表示数字调制的IR-HARQ链路中的互信息导数为：

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S2.1、设置IR-HARQ传输链路的初始速率为R₀，进行的重传次数为L_M，τ为IR-HARQ尝试发送当前信息所消耗次数的随机变量，p_e(k)为错误解码导致的误码率；