專利名稱：一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求(Reliability-based Hybrid Automatic Repeat Request，RB-HARQ)方法。
背景技術：
在通信系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠傳輸，采用前向糾錯(Forward ErrorCorrection，FEC)編碼和自動重傳請求(Automatic Repeat Request，ARQ)兩種方案。FEC方案由于傳輸機制簡單，系統(tǒng)延遲小而普遍用于實時要求較高的場合；而ARQ方案用于傳輸精度高而實時性要求低的場合。而將兩者結合起來即混合自動重傳請求(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)能取得較好的傳輸性能。根據HARQ中前向糾錯碼在接收端合并的方式，HARQ主要有以下兩種Chase合并(Chase Combining)和增量冗余型(IncrementalRedundancy，IR)HARQ。Chase合并中，發(fā)射端每次重傳使用相同的FEC編碼數據分組，接收端存儲錯誤的分組，接收端的解碼器根據接收到的信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)加權組合這些發(fā)送分組的拷貝。這樣，獲得了時間分集增益。增量冗余型HARQ考慮了無線傳播信道的時變特性。在首次傳輸數據塊時沒有或帶有少量的冗余。如果傳輸失敗，則進行重傳。重傳的數據塊不是首次所傳數據塊的復制，而是增加了其中的冗余部分。在接收端將兩次收到的數據塊進行合并，編碼速率會有所降低而提高了編碼增益。
Chase合并與增量冗余HARQ都是從前向糾錯碼在接收端的合并方式的角度進行考慮，而J.M.Shea在分析軟輸入輸出(SISO)譯碼系統(tǒng)的基礎上，提出了一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求(RB-HARQ)方案，參見文獻J.M.Shea，“Reliability-based hybrid ARQ”，IEEE Electronic Letters，vol.38，PP.644-645，Jun 2002。在SISO譯碼系統(tǒng)中，譯碼器計算信息比特的對數似然比(Log-Likelihood Ratio，LLR)，如下式(1)L(μk)=log(p(μk=+1|r)p(μk=-1|r))---(1)]]>式中r為接收碼字，μk表示發(fā)送碼字的第k個碼位。
仿真結果表明，具有較小|LLR|值(LLR絕對值)的碼位譯碼出錯的概率較大，具有較小的可靠度；具有較大|LLR|值的碼位譯碼出錯的概率較小，具有較大的可靠度。
在RB-HARQ方案中，如果接收端譯碼失敗，將會選擇L個具有最低|LLR|的碼位，并反饋這L個碼位的位置信息給發(fā)射端請求重傳。具體L值由系統(tǒng)設定。如果接收端譯碼正確，發(fā)送確認信息ACK給發(fā)射端。
雖然RB-HARQ方案可以使系統(tǒng)傳輸性能得到提高，但是因為當譯碼出錯時需要重傳|LLR|最小的L個碼位的位置信息，而實際上，L個碼位的位置信息的總信息量是很大的，這也是RB-HARQ方案在實際應用中會遇到的一個主要障礙。例如，對于一個碼長為1000比特的編碼系統(tǒng)，將約需要10個比特的索引來表示每個碼位的位置信息。如果接收端需要向發(fā)射端請求30個比特的重傳(即L＝30)，則接收端需要向發(fā)射端傳送30個碼位的位置信息，這樣重傳請求分組數據約需要300比特，反向重傳請求分組的冗余量約為30％。由此可見，基于可靠度的RB-HARQ方案雖然提高了前向信道的通道利用率，但是反向重傳請求的信息量很大，這就限制了RB-HARQ在實際通信系統(tǒng)中的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求方法，用以解決現有技術RB-HARQ方案反向重傳請求信息量大的問題。
本發(fā)明方法包括當接收端譯碼失敗后，執(zhí)行下列步驟A、采用長度為L的滑動窗按滑動間隔從首碼位開始滑動，分別統(tǒng)計出每一個窗內碼位的對數似然值LLR絕對值之和或平均值；
B、將統(tǒng)計出的所述和值或平均值最小的一個滑動窗、或者所述和或平均值較小的多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息發(fā)送給發(fā)射端；C、所述發(fā)射端根據接收端發(fā)送的所述一個或多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息選擇對應碼位的比特重傳。
所述步驟A中，在統(tǒng)計每一個窗內碼位的LLR絕對值之和或平均值時，進行下列處理設定一個LLR門限值；將窗內每一個碼位的LLR絕對值與設定的門限值進行比較；當碼位的LLR絕對值大于所述門限值時，將該碼位的LLR絕對值置換為所述門限值或置換為大于所述門限值的一個預設的固定值；當碼位的LLR絕對值小于等于所述門限值時，保持碼位的LLR絕對值不變；將窗內各碼位對應的LLR絕對值進行累加，得到所述和值；利用得到的和值除以窗內碼位個數，得到所述平均值。
所述步驟B中，接收端將所述滑動窗內的第一碼位索引信息發(fā)送給發(fā)射端；或者接收端將所述滑動窗內的第一碼位和最后碼位的碼位索引信息發(fā)送給發(fā)射端。
所述滑動窗的長度L為1/4碼長，滑動窗滑動間隔為L、1/2L或3/5L。
根據本發(fā)明的上述方法，在所述步驟A之前還包括接收端判斷重傳次數是否達到預設值，若否，執(zhí)行所述步驟A-C；若重傳次數達到預設值，向發(fā)射端返回非確認消息NACK，結束重傳。
所述滑動窗的索引信息按照滑動窗從首碼位滑動到末碼位的順序依設定的規(guī)律變化；發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，根據設定的滑動窗長度、滑動窗的滑動間隔和滑動窗索引信息的變化規(guī)律確定出對應的碼位比特進行重傳。
所述滑動窗的索引信息采用多個比特位的二進制數按從大到小或從小到大的規(guī)律變化。
所述比特位數根據所述滑動窗從首碼位開始按照設定滑動間隔依次滑動到末碼位時需要的滑動窗個數確定。
根據本發(fā)明的上述方法，預先在發(fā)射端存儲長度為L的滑動窗的索引信息和碼位的對應關系；發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，根據存儲的所述對應關系選擇對應碼位的比特重傳。
本發(fā)明技術方案帶來的有益效果如下(1)本發(fā)明采用滑動窗機制，當接收端譯碼失敗后，采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，通過統(tǒng)計出每一個窗內碼位的|LLR|之和或平均值；將|LLR|之和或平均值最小的一個滑動窗、或較小的多個滑動窗的位置索引信息或滑動窗索引信息發(fā)送給發(fā)射端；由發(fā)射端根據位置索引信息或滑動窗索引信息選擇對應碼位的比特重傳。由于本發(fā)明僅需向發(fā)射端傳送滑動窗的位置索引信息或滑動窗索引信息，不需要向發(fā)射端發(fā)送需要重傳的每一個碼位的位置信息，大大減少了反向重傳請求信息量。
(2)由于本發(fā)明選擇的滑動窗是|LLR|之和或平均值最小或較小的的滑動窗，這樣，該滑動窗內各碼位的|LLR|較小的概率會比較大；而根據RB-HARQ方案，碼位的|LLR|較小，則該碼位譯碼出錯的概率較大；因此，本發(fā)明重傳這些譯碼出錯概率大的碼位比特，滿足重傳要求。


圖1為數據包發(fā)送流程圖；圖2為本發(fā)明自動重傳請求方法實施例一流程圖；圖3為本發(fā)明自動重傳請求方法實施例二流程圖；圖4(a)為滑動窗長度為1/4碼長、滑動窗滑動間隔為L的滑動窗排列示意圖；圖4(b)為滑動窗長度為1/4碼長、滑動窗滑動間隔為1/2L的滑動窗排列示意圖；圖4(c)為滑動窗長度為1/4碼長、滑動窗滑動間隔為3/5L的滑動窗排列示意圖。
具體實施例方式
發(fā)射端向接收端發(fā)送分組數據包(packet)的具體流程實例如圖1所示，包括如下具體步驟步驟S11、發(fā)射端選擇一個待發(fā)送的新的分組數據包，并在該數據包中加入循環(huán)冗余碼校驗(CRC)信息進行信道編碼；步驟S12、將接收端重傳次數置0；步驟S13、發(fā)射端將編碼后的整個分組數據包或需要重傳的比特發(fā)送給接收端；當該分組數據包第一次傳輸時，發(fā)送整個分組數據包；當收到接收端的重傳請求后，僅發(fā)送需要重傳的相應碼位的比特信息；步驟S14、接收端對接收的編碼數據進行譯碼；步驟S15、接收端對譯碼后的數據進行CRC校驗，并判斷CRC校驗是否成功；如果CRC校驗成功，執(zhí)行步驟S16；否則，執(zhí)行步驟S17；步驟S16、接收端向發(fā)射端返回確認消息ACK，轉至步驟S11；步驟S17、接收端將重傳次數加1；步驟S18、接收端判斷重傳次數是否達到預設值；如果重傳次數沒有達到預設值，則執(zhí)行步驟S19，否則執(zhí)行步驟S20；步驟S19、接收端選擇重傳碼位，并通知給發(fā)射端；轉至步驟S13；步驟S20、接收端向發(fā)射端返回非確認消息NACK，轉至步驟S11。
本發(fā)明對上述步驟S19中如何選擇重傳碼位并通知給發(fā)射端的方法進行改變。根據前述對現有技術的RB-HARQ方案描述可知，現有技術中，當譯碼錯誤需要重傳時，接收端需要將|LLR|最小的L個碼位的位置信息發(fā)送給發(fā)射端，從而使得反向重傳請求信息量較大；為此，本發(fā)明提供一種反向重傳請求信息量小的RB-HARQ方法。下面結合附圖用具體實施例對本發(fā)明方法進行詳細描述。
實施例一接收端向發(fā)射端發(fā)送滑動窗的位置索引信息，發(fā)射端根據滑動窗的位置索引信息選擇對應碼位的比特重傳。
參見圖2，本發(fā)明實施例一包括如下步驟步驟S21、采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，分別統(tǒng)計出每一個窗內碼位的|LLR|之和或平均值；步驟S22、將統(tǒng)計出的|LLR|和值或平均值最小的一個滑動窗、或者和值或平均值較小的多個滑動窗的位置索引信息發(fā)送給發(fā)射端；步驟S23、發(fā)射端根據接收端發(fā)送的位置索引信息選擇對應碼位的比特重傳。
具體實施方法如下在發(fā)射端預先設置滑動窗的長度為L，當接收端譯碼失敗后，采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，并統(tǒng)計窗內各碼位的|LLR|之和LLR_Sum或平均值LLR_Sum；(LLR_Sum)j=Σjj+L-1|LLRj|]]>(LLR_Sum‾)j=1LΣjj+L-1|LLRj|]]>(LLR_Sum)j表示第j個滑動窗內|LLR|之和，L為滑動窗的長度，(LLR_Sum)j表示第j個滑動窗內的|LLR|的平均值；選擇具有最小LLR_Sum值或最小(LLR_Sum)值的滑動窗W，并將該窗內的第一碼位與最后碼位的碼位索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端根據接收端發(fā)送的碼位索引信息選擇相應碼位的比特進行重傳。
在計算滑動窗內的|LLR|值之和或者平均值之前，可以先對各碼位的|LLR|值做些處理，該處理可以用一個函數Function來表示，即LLR＝Function(LLR)函數Function可以表示如下 其中LLR_Threshold為設定的碼位的對數似然值LLR的門限值。
上述處理過程為將窗內各碼位的|LLR|與設定的門限值進行比較；當碼位的|LLR|大于設定的門限值LLR_Threshold時，將該碼位的|LLR|置換為門限值LLR_Threshold；當碼位的|LLR|小于等于所述門限值時，保持碼位的|LLR|不變；另外，當碼位的|LLR|大于門限值LLR_Threshold時，也可以將該碼位的|LLR|置換為大于該門限值的一個預設的固定值。
在上述實施例一中，由于滑動窗長度L對發(fā)射端和接收端來說都是已知的(L值可預先由系統(tǒng)設定)，因此可以只選擇具有最小LLR_Sum值或最小(LLR_Sum)值的滑動窗內的第一碼位的索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端根據滑動窗內第一碼位的索引信息以及L值來選擇相對應的比特進行重傳。
在上述實施例一中，還可以選擇若干個具有較小LLR_Sum值或(LLR_Sum)值的滑動窗，并將這些滑動窗內的第一碼位索引信息或第一碼位和最后碼位的碼位索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端根據這些碼位索引信息選擇相對應的比特進行重傳。
在上述實施例一中，滑動窗的設定長度L可為1/4碼長，滑動窗滑動間隔可為L、1/2L或3/5L。
實施例二接收端向發(fā)射端發(fā)送滑動窗的索引信息，發(fā)射端根據滑動窗的索引信息選擇對應重傳比特進行重傳。
在該實施例二中，又分為兩種情況
第一種情況滑動窗的索引信息不按規(guī)律變化，對每一個滑動窗可以隨意指定一個對應的索引信息。
參見圖3，本發(fā)明實施例二第一種情況下的步驟流程步驟S31、采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，分別統(tǒng)計出每一個窗內碼位的|LLR|之和或平均值；步驟S32、將統(tǒng)計出的和值或平均值最小的一個滑動窗的索引信息、或者和值或平均值較小的多個滑動窗的索引信息發(fā)送給發(fā)射端；步驟S33、發(fā)射端根據接收端發(fā)送的滑動窗的索引信息及預先存儲的滑動窗索引信息和碼位的對應關系，確定出對應的碼位比特進行重傳。
在圖3所示流程中，是假設滑動窗的索引信息沒有按照滑動窗從首碼位滑動到末碼位的順序依設定的規(guī)律變化，因此，在這種情況下，需要預先在發(fā)射端存儲長度為L的每一個滑動窗的索引信息和碼位的對應關系；當發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，根據存儲的對應關系確定出對應的碼位比特進行重傳。
第二種情況滑動窗的索引信息按設定的規(guī)律變化。即滑動窗的索引信息按照滑動窗從首碼位滑動到末碼位的順序依設定的規(guī)律變化；這樣，發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，可以根據設定的滑動窗長度、滑動窗的滑動間隔和滑動窗索引信息的變化規(guī)律確定出對應的碼位比特進行重傳。
例如滑動窗的索引信息可以采用多個比特位的二進制數按從大到小或從小到大的規(guī)律變化。具體比特位數根據滑動窗從首碼位開始按照設定滑動間隔依次滑動到末碼位時需要的滑動窗個數確定。
下面對滑動窗的索引信息采用多個比特位的二進制數按規(guī)律變化進行舉例說明。
參見圖4(a)，當滑動窗滑動間隔為L時，為了便于闡述，不妨令L為整個碼長的1/4，那么整個碼長就可分為4個滑動窗，每個滑動窗長度為L，因此4個滑動窗可以用索引1、2、3、4分別表示，這樣表示每個滑動窗索引只需2個比特的二進制數，即用00、01、10和11來分別表示4個滑動窗的索引信息。這時，在選擇重傳碼位時，只需選擇4個滑動窗中具有最小LLR_Sum值或(LLR_Sum)值的滑動窗，并將該滑動窗的索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端可以根據設定的滑動窗長度L、滑動窗的滑動間隔L和滑動窗索引信息的變化規(guī)律(從大到小排列或從小到大排列)確定出對應的碼位比特進行重傳。
參見圖4(b)，當滑動窗滑動間隔為1/2L時，仍然令L為整個碼長的1/4，那么整個碼長就可分為7個滑動窗，每個滑動窗長度為L，因此7個滑動窗可以用索引1、2、3、4、5、6、7分別表示，這樣表示每個滑動窗索引只需3個比特的二進制數，例如用000、001、010、011、100、101、110來分別表示7個滑動窗的索引信息。這時，在選擇重傳碼位時，只需選擇7個滑動窗中具有最小LLR_Sum值或(LLR_Sum)值的滑動窗，并將該滑動窗的索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端可以根據設定的滑動窗長度L、滑動窗的滑動間隔1/2L和滑動窗索引信息的變化規(guī)律(從大到小排列或從小到大排列)確定出對應的碼位比特進行重傳。
參見圖4(c)，當滑動窗滑動間隔為3/5L時，仍然令L為整個碼長的1/4，那么整個碼長就可分為6個滑動窗，每個滑動窗長度為L，因此6個滑動窗可以用索引1、2、3、4、5、6、分別表示，這樣表示每個滑動窗索引只需3個比特的二進制數，例如用000、001、010、011、100、101、來分別表示6個滑動窗的索引信息。這時，在選擇重傳碼位時，只需選擇6個滑動窗中具有最小LLR_Sum值或(LLR_Sum)值的滑動窗，并將該滑動窗的索引信息傳送給發(fā)射端，發(fā)射端可以根據設定的滑動窗長度L、滑動窗的滑動間隔3/5L和滑動窗索引信息的變化規(guī)律(從大到小排列或從小到大排列)確定出對應的碼位比特進行重傳。
綜上所述，本發(fā)明采用滑動窗機制，當接收端譯碼失敗后，采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，通過統(tǒng)計出每一個窗內碼位的|LLR|之和或平均值；將|LLR|之和或平均值最小的一個滑動窗、或較小的多個滑動窗的位置索引信息或滑動窗索引信息發(fā)送給發(fā)射端；由發(fā)射端根據位置索引信息或滑動窗索引信息選擇對應碼位的比特重傳。由于本發(fā)明僅需向發(fā)射端傳送滑動窗的位置索引信息或滑動窗索引信息，不需要向發(fā)射端發(fā)送需要重傳的每一個碼位的位置信息，大大減少了反向重傳請求信息量。
由于本發(fā)明選擇的滑動窗是|LLR|之和或平均值最小或較小的的滑動窗，這樣，該滑動窗內各碼位的|LLR|較小的概率會比較大；而根據RB-HARQ方案，碼位的|LLR|較小，則該碼位譯碼出錯的概率較大；因此，本發(fā)明重傳這些譯碼出錯概率大的碼位比特，滿足重傳要求。
顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求方法，其特征在于，包括當接收端譯碼失敗后，執(zhí)行下列步驟A、采用長度為L的滑動窗按滑動間隔從首碼位開始滑動，分別統(tǒng)計出每一個窗內碼位的對數似然值LLR絕對值之和或平均值；B、將統(tǒng)計出的所述和值或平均值最小的一個滑動窗、或者所述和或平均值較小的多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息發(fā)送給發(fā)射端；C、所述發(fā)射端根據接收端發(fā)送的所述一個或多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息選擇對應碼位的比特重傳。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，在統(tǒng)計每一個窗內碼位的LLR絕對值之和或平均值時，進行下列處理設定一個LLR門限值；將窗內每一個碼位的LLR絕對值與設定的門限值進行比較；當碼位的LLR絕對值大于所述門限值時，將該碼位的LLR絕對值置換為所述門限值或置換為大于所述門限值的一個預設的固定值；當碼位的LLR絕對值小于等于所述門限值時，保持碼位的LLR絕對值不變；將窗內各碼位對應的LLR絕對值進行累加，得到所述和值；利用得到的和值除以窗內碼位個數，得到所述平均值。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，接收端將所述滑動窗內的第一碼位索引信息發(fā)送給發(fā)射端；或者接收端將所述滑動窗內的第一碼位和最后碼位的碼位索引信息發(fā)送給發(fā)射端。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑動窗的長度L為1/4碼長，滑動窗滑動間隔為L、1/2L或3/5L。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟A之前還包括接收端判斷重傳次數是否達到預設值，若否，執(zhí)行所述步驟A-C；若重傳次數達到預設值，向發(fā)射端返回非確認消息NACK，結束重傳。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑動窗的索引信息按照滑動窗從首碼位滑動到末碼位的順序依設定的規(guī)律變化；發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，根據設定的滑動窗長度、滑動窗的滑動間隔和滑動窗索引信息的變化規(guī)律確定出對應的碼位比特進行重傳。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述滑動窗的索引信息采用多個比特位的二進制數按從大到小或從小到大的規(guī)律變化。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述比特位數根據所述滑動窗從首碼位開始按照設定滑動間隔依次滑動到末碼位時需要的滑動窗個數確定。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，預先在發(fā)射端存儲長度為L的滑動窗的索引信息和碼位的對應關系；發(fā)射端接收到接收端發(fā)送的滑動窗索引信息后，根據存儲的所述對應關系選擇對應碼位的比特重傳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求方法，包括當接收端譯碼失敗后，執(zhí)行下列步驟采用長度為L的滑動窗從首碼位開始滑動，分別統(tǒng)計出每一個窗內碼位的對數似然值LLR絕對值之和或平均值；將統(tǒng)計出的所述和值或平均值最小的一個滑動窗、或者所述和或平均值較小的多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息發(fā)送給發(fā)射端；所述發(fā)射端根據接收端發(fā)送的一個或多個滑動窗的索引信息或滑動窗的位置索引信息選擇對應碼位的比特重傳。本發(fā)明能減少采用基于譯碼可靠度的混合自動重傳請求方案時反向重傳請求信息量。
文檔編號H04L1/18GK101047482SQ20061007231
公開日2007年10月3日 申請日期2006年4月12日 優(yōu)先權日2006年4月12日
發(fā)明者余榮道 申請人:華為技術有限公司