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2.2 三种HARQ 协议
三个标准ARQ 协议,即SAW停等协议、GBN 回退N 协议和SR 选择性重传协议,就是按发端和收端的可用存储空间分类的。如果用B1 和B2 分别表示重传次数和缓冲器大小(以分组数衡量),那么
(1)当 B1=B2=1 时,则为 SAW 停等协议。该协议的基本操作是发端发出一个分组后等待收端的ACK/NACK 信息,以确定是否重发分组,因此,发端在任何时刻都不能有多于一个的出错分组。
(2)当 B1=N,B2=0 时,则为 GBN 回退 N 协议。该协议的特点是一旦第一个分组出错,接下来的 N-1 个分组因为没有空间存储(因为 B2=0)而被丢弃,所以如果第一个分组出错,就必须重传N个分组。
(3)当 B1=N,B2>0 时,则为 SR 选择性重传协议。它的特点是因为收端有存储空间,可以存储错误分组之后的所有正确分组,因而重传时只需重传错误分组而不是所有的后续分组。
2.3 3GPP LTE 系统中采用的HARQ 技术方案
HSDPA系统已经证明AMC和HARQ技术能够有效提升下行链路容量。由于在3G系统中的成功应用,HARQ技术在LTE系统中也得到了同样的重视。早期的HARQ技术是ARQ与前向纠错码(FEC)的简单合并,即:FEC纠错后,若依然检测到错误,就抛弃接收分组,并请求重传。当发展到HSPA和LTE系统时,HARQ技术不再是FEC与ARQ的简单合并。HARQ不仅能够获得FEC所带来的编码增益,还可以获得软合并带来的分集增益。在HSPA和LTE系统中,接收失败的分组不会被立刻丢弃掉,而是最大比合并接收失败分组和重传分组,充分利用了各次重传信号的软信息。
Chase合并(CC)和增量冗余(IR)是HARQ技术的两种不同方案。在Chase合并算法中,各次重传分组完全相同,接收机最大比合并各次重传信号,从而获得分集增益,改善链路质量。在IR算法中,各次重传信号重传不同的冗余校验位,将各次重传信号合并后,接收机就可以得到一个冗余更多,码率更低的码字,从而提高码字被正确译码的概率,改善链路质量。 大学排名
为了避免首次传输时,系统位由于深度衰落而发生严重错误,IR算法可在重传时重传系统位,并在接收机对系统位进行最大比合并。仿真比较证明:当码率较高时,IR算法较CC算法有较大的功率增益;当码率较低时,二者没有明显的性能差异。由于上述原因,LTE系统采用了IR算法的HARQ技术。
LTE系统上下行链路采用的HARQ方案并不完全相同。其中,上行链路采用了非自适应的同步HARQ方案,下行链路采用了自适应的异步HARQ方案。自适应和非自适应HARQ的区别是:
每次重传时的调制编码格式是否相同,重传所用的无线资源是否相同。自适应HARQ其实就是HARQ与AMC和自适应调度的结合。该方案虽然会提升链路的性能,但流程复杂,信令开销大。
非自适应ARQ就是各次重传采用预先定义好的调制编码格式,因此信令开销小。LTE采用的HARQ是基于N个进程并行的停等式ARQ。若每个HARQ进程的时域位置被限制在预先定义好的位置,就是同步HARQ。反之,则是异步HARQ。同步HARQ的每个进程不需要额外的进程编号, 通过子帧编号就可识别该HARQ进程。异步HARQ的每个进程需要额外的信令开销,以指示其对应的进程编号。
在3GPP LTE 系统中将采用停等式(SAW )重传协议。这种机制不仅简单可靠, 系统信令开销小, 并且降低了对于接收机的缓存空间的要求。但是, 该协议的信道利用效率较低。为了避免这种不利, 3GPP LTE 系统采用了N 通道的停等式协议, 即发送端在信道上并行地运行N 套不同的SAW 协议, 利用不同信道间的间隙来交错地传递数据和信令, 从而提高了信道利用率。
3.一种改进型的HARQ重传组合译码算法
在收端译码前,三种基本 HARQ 编码方案的组合方式有两种。一种是传统的CC,即Chase 组合译码[3],它的特点是每次重传分组都一样,而且在译码前,需要将经过信噪比SNR 加权的多个接收分组进行组合。因此,它又称为带有一个冗余版本的第三类 HARQ。