寬帶通信HARQ 技術(shù)介紹

1、混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳HARQ 混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ）技術(shù)AMC能夠提供粗略數(shù)據(jù)速率選擇，而HARQ基于信道條件可以提供精確的速率調(diào)整。AMC根據(jù)UE測(cè)量的或者網(wǎng)絡(luò)端決定的信道條件來(lái)選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼方式MCS。要最大限度的提高系統(tǒng)容量，需要一個(gè)準(zhǔn)確的測(cè)量，還要去除時(shí)延的影響。HARQ能夠自動(dòng)的適應(yīng)瞬間信道條件并且不太受測(cè)量差錯(cuò)和時(shí)延的影響。將AMC和HARQ聯(lián)合使用會(huì)得到更好的效果，AMC提供較粗的數(shù)據(jù)速率選擇，而HARQ則提供基于信道條件的細(xì)微的數(shù)據(jù)速率調(diào)整。HARQ系統(tǒng)就是在ARQ系統(tǒng)中引入了前向糾錯(cuò)碼FEC，該FEC可以用來(lái)糾正傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)差錯(cuò)，即如果錯(cuò)誤在FEC的糾錯(cuò)范圍內(nèi)，

2、那么FEC就進(jìn)行糾錯(cuò)，如果超出了其糾錯(cuò)范圍，那么就要請(qǐng)求重傳。因此該方案既增加了系統(tǒng)的可靠性又提高了系統(tǒng)的傳輸效率。關(guān)于三種HARQ方式原理的說(shuō)明。RLC ARQ模式就屬于第一類(lèi)HARQ。是在基本的第一類(lèi)HARQ中加有CRC，采用前向糾錯(cuò)FEC編碼。在接收端對(duì)FEC編碼進(jìn)行解碼，并對(duì)數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。如果發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，則要求數(shù)據(jù)分組重傳，并將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)分組丟棄。重傳采用與第一次傳輸相同的編碼。在TD-HSDPA中HARQ使用的是第二類(lèi)HARQ和第三類(lèi)HARQ。HARQ有兩種主要的工作機(jī)制：第一種是選擇重傳（SR，Selective Repeat）方式，第二種是等待停止（SAW，Stop a

3、nd Wait）方式。在TD-SCDMA系統(tǒng)下的HSDPA使用的是SAW方式。在SAW方式下，發(fā)端發(fā)送數(shù)據(jù)后便開(kāi)始等待，編碼正確的確認(rèn)信息長(zhǎng)為一個(gè)比特，同時(shí)序列號(hào)長(zhǎng)為一個(gè)比特也足夠了。這種操作模式會(huì)導(dǎo)致信道利用率的下降，因?yàn)樵诎l(fā)端等待響應(yīng)的這個(gè)時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有任何信息塊傳輸。為了克服SAW信道利用率的這個(gè)缺點(diǎn)，于是就提出了雙重信道（Dual channel）HARQ，該方案采用了并行等停協(xié)議，即在并行信道上運(yùn)行兩套不同的ARQ協(xié)議?，F(xiàn)在，分析為什么要采用這種重傳機(jī)制。如前所述，對(duì)HSDPA最重要的應(yīng)用是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以要求較低延時(shí)（可以略高于語(yǔ)音業(yè)務(wù)）和低的誤碼率。TCP是廣泛采用并能很好解決可

4、靠傳輸?shù)膮f(xié)議，但TCP協(xié)議的設(shè)計(jì)主要基于有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線信道的條件遠(yuǎn)差于有線信道，這就需要有其他協(xié)議來(lái)補(bǔ)充TCP的不足。最好的方法就是在TCP定時(shí)到達(dá)之前恢復(fù)錯(cuò)誤，也就是說(shuō)在TCP的下層采用適當(dāng)?shù)姆椒ūＷC一定的可靠度。RLC層的ARQ就起到類(lèi)似的作用，RLC幀小于TCP分段，這樣就能在TCP之前更有效的保證可靠度。這也就是為什么采用重傳機(jī)制的理由。但是HSDPA的重傳機(jī)制設(shè)計(jì)是放在MAC層。這主要有兩個(gè)原因：第一，減小時(shí)延。RLC的往返時(shí)間（RTT，Round Trip Time）時(shí)延大約是80100ms，如果移動(dòng)臺(tái)的衰落比較嚴(yán)重，信道條件比較惡劣的時(shí)候，這個(gè)時(shí)間還是太大了。而MAC層的時(shí)延要遠(yuǎn)

5、小于RLC層，而且避免了Iub接口的時(shí)延。這樣重傳機(jī)制在MAC層就可以快速的反饋。另外，可以保證在任何時(shí)刻UE只接收一個(gè)Node B的數(shù)據(jù)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)生切換時(shí)，只需要簡(jiǎn)單的和新建立連接的Node B執(zhí)行HARQ機(jī)制。HARQ技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要UE和Node B兩端的物理層和MAC層緊密結(jié)合。自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC技術(shù)無(wú)線信道的一個(gè)很重要的特點(diǎn)就是具有很強(qiáng)的時(shí)變性，短時(shí)間的瑞利衰落可以達(dá)到十幾個(gè)甚至幾十個(gè)dB。對(duì)這種時(shí)變特性進(jìn)行自適應(yīng)跟蹤會(huì)給系統(tǒng)性能的改善帶來(lái)很大的好處。鏈路自適應(yīng)技術(shù)可以有很多方法，如功率控制和AMC等。HSDPA就是在原有系統(tǒng)固定調(diào)制和編碼方案的基礎(chǔ)上，引入更多編碼率和16QAM調(diào)

6、制，使得系統(tǒng)能夠通過(guò)改變編碼方式和調(diào)制階數(shù)對(duì)鏈路變化進(jìn)行自適應(yīng)跟蹤。TD-SCDMA系統(tǒng)中的AMC主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）       處于有利位置的用戶(hù)可以得到更高的數(shù)據(jù)速率，提高小區(qū)平均吞吐量。（2）       鏈路自適應(yīng)技術(shù)通過(guò)使用不同的高階調(diào)制方案來(lái)代替原來(lái)改變發(fā)射功率的方案，從而可以大大減少干擾。AMC的這種自適應(yīng)操作過(guò)程可以簡(jiǎn)單描述如下：（1）       終端UE接收下行高速共享控制信道HS-SCCH消

7、息，指示下一個(gè)高速下行共享信道HS-DSCH傳輸?shù)馁Y源分配情況。（2）       UE進(jìn)行相應(yīng)的信道測(cè)量，這個(gè)測(cè)量可以通過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)頻信道獲得。（3）       根據(jù)HS-DSCH資源分配情況和測(cè)量結(jié)果，UE產(chǎn)生一個(gè)信道質(zhì)量指示CQI，并在相應(yīng)上行高速共享信息信道HS-SICH上報(bào)給Node B。這個(gè)CQI包括UE建議的傳輸塊大小和調(diào)制格式。（4）       Node B的高層根據(jù)UE的CQI報(bào)告，選擇合適的傳輸

8、格式。（5）       Node B在下行控制信道HS-SCCH上攜帶UE的控制信息，并在分配的HS-DSCH TTI上采用相應(yīng)的傳輸格式發(fā)送給UE?；旌献詣?dòng)請(qǐng)求重傳為了克服無(wú)線移動(dòng)信道時(shí)變和多徑衰落對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀琖iMAX可以采用基于前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction，F(xiàn)EC和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat Request， ARQ等差錯(cuò)控制方法，來(lái)降低系統(tǒng)的誤碼率以確保服務(wù)質(zhì)量。雖然FEC方案產(chǎn)生的時(shí)延較小，但存在的編碼冗余卻降低了系統(tǒng)吞吐量；ARQ在誤碼率不大時(shí)可以得到理想的吞吐量，

9、但產(chǎn)生的時(shí)延較大，不宜于提供實(shí)時(shí)服務(wù)。為了克服兩者的缺點(diǎn)，將這兩種方法結(jié)合就產(chǎn)生了混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ方案：即在一個(gè)ARQ系統(tǒng)中包含一個(gè)FEC子系統(tǒng)，當(dāng)FEC的糾錯(cuò)能力可以糾正這些錯(cuò)誤時(shí)，則不需要使用ARQ；只有當(dāng)FEC無(wú)法正常糾錯(cuò)時(shí)，才通過(guò)ARQ反饋信道請(qǐng)求重發(fā)錯(cuò)誤碼組。 ARQ和FEC的有效結(jié)合不僅提供了比單獨(dú)的FEC系統(tǒng)更高的可靠性，而且提供了比單獨(dú)的ARQ系統(tǒng)更高的系統(tǒng)吞吐量。因此，隨著對(duì)高數(shù)據(jù)率或高可靠業(yè)務(wù)需求的迅速發(fā)展，HARQ成為無(wú)線通信系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)并得到了深入的研究，并必將應(yīng)用于 WiMAX系HARQ（Hybrid-ARQ）混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求HARQ系統(tǒng)就

10、是在ARQ系統(tǒng)中引入了前向糾錯(cuò)碼FEC，該FEC可以用來(lái)糾正傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)差錯(cuò)，即如果錯(cuò)誤在FEC的糾錯(cuò)范圍內(nèi)，那么FEC就進(jìn)行糾錯(cuò)，如果超出了其糾錯(cuò)范圍，那么就要請(qǐng)求重傳。HARQ的可行性部分受限于發(fā)送端和接收端對(duì)分組的緩沖能力，因此選擇合適的HARQ協(xié)議很重要。三種標(biāo)準(zhǔn)的HARQ協(xié)議為停等協(xié)議（Stop-and-Wait，SAW）、回退N步協(xié)議（Go-Back-N，GBN）和選擇性重傳協(xié)議（Selective-Repeat，SR）。（1）停等協(xié)議(Stop and Wait:發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組包就暫時(shí)停下來(lái)，等待接收端的確認(rèn)信息。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)接收端時(shí)，對(duì)其進(jìn)行檢錯(cuò)，若接收正確，返回

11、確認(rèn)（ACK）信號(hào)，錯(cuò)誤則返回不確認(rèn)（NACK）信號(hào)。當(dāng)發(fā)端收到ACK信號(hào)，就發(fā)送新的數(shù)據(jù)，否則重新發(fā)送上次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。而在等待確認(rèn)信息期間，信道是空閑的，不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。這種方法由于收發(fā)雙方在同一時(shí)間內(nèi)僅對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，相應(yīng)的信令開(kāi)銷(xiāo)小，收端的緩存容量要求低。但是由于在等待確認(rèn)信號(hào)的過(guò)程中不發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致太多資源被浪費(fèi)，尤其是當(dāng)信道傳輸時(shí)延很大時(shí)。因此，停等協(xié)議造成通信信道的利用率不高，系統(tǒng)的吞吐量較低。（2）后退N步協(xié)議:在采用后退N步HARQ協(xié)議的傳輸系統(tǒng)中，發(fā)送端發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)分組后，并不停下來(lái)等待確認(rèn)信息，而是連續(xù)發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)分組信息。接收端將每個(gè)數(shù)

12、據(jù)包相應(yīng)的ACK或 NACK信息反饋回發(fā)送端，同時(shí)發(fā)送回的還有數(shù)據(jù)包分組號(hào)。當(dāng)接收到一個(gè)NACK信號(hào)時(shí)，發(fā)送端就重新發(fā)送包括錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的N個(gè)數(shù)據(jù)包。接收端只需按序接收數(shù)據(jù)包，在接收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包后即使又接收到正確的數(shù)據(jù)包后還是必須將正確的數(shù)據(jù)包丟棄，并重新發(fā)送確認(rèn)信息。（3）選擇重發(fā)協(xié)議:基于窗口的SR是一種被許多系統(tǒng)采用的HARQ協(xié)議，包括RLCR99（也稱(chēng)R3版本，是3GPP目前最成熟、最穩(wěn)定的版本）。為了進(jìn)一步提高信道的利用率，選擇重發(fā)協(xié)議只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)包，但是此時(shí)收端不再按序接收數(shù)據(jù)分組信息，那么在收端則需要相當(dāng)容量的緩存空間來(lái)存儲(chǔ)已經(jīng)成功譯碼但還沒(méi)能按序輸出的分組。同時(shí)收端在組合數(shù)

13、據(jù)包前必須知道序列號(hào)，因此，序列號(hào)要和數(shù)據(jù)分別編碼，而且序列號(hào)需要更可靠的編碼以克服任何時(shí)候出現(xiàn)在數(shù)據(jù)里的錯(cuò)誤，這樣就增加了對(duì)信令的要求。 HARQ基本類(lèi)型HARQ技術(shù)綜合了FEC與ARQ的優(yōu)點(diǎn)，是FEC和ARQ相結(jié)合的一種糾錯(cuò)方法。在 HARQ中，發(fā)端會(huì)發(fā)送具有一定冗余信息的數(shù)據(jù)，接收端首先進(jìn)行FEC，如果依然不能正確解調(diào)，則要求發(fā)端重新發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，HARQ避免了FEC需要復(fù)雜的譯碼設(shè)備和 ARQ方式信息連貫性差的缺點(diǎn)，并能使整個(gè)系統(tǒng)誤碼率很低。 HARQ技術(shù)可以提高系統(tǒng)性能，并可靈活地調(diào)整有效編碼速率，還可以補(bǔ)償由于采用鏈路適配所帶來(lái)的誤碼。將自動(dòng)重傳請(qǐng)求協(xié)議與轉(zhuǎn)發(fā)誤差糾正組

14、合起來(lái)，可生成3種混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求機(jī)制，包括HARQ-I型、HARQ-型和HARQ-型等。HARQ的工作原理HARQ是指接收方在解碼失敗的情況下，保存接收到的數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和先前接收到的數(shù)據(jù)在解碼之前進(jìn)行組合。HARQ技術(shù)可以提高系統(tǒng)性能，并可靈活地調(diào)整有效碼元速率，還可以補(bǔ)償由于采用鏈路適配所帶來(lái)的誤碼。 HARQ技術(shù)屬于差錯(cuò)控制技術(shù)的一種。差錯(cuò)控制技術(shù)的目的在于提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，保證信息可靠性，除了HARQ外，還有兩種主要的方式：前向糾錯(cuò)(FEC和檢錯(cuò)加自動(dòng)重傳(ARQ。FEC技術(shù)根據(jù)接收數(shù)據(jù)中冗余信息來(lái)進(jìn)行糾錯(cuò)，特點(diǎn)是“只糾不傳”。ARQ技術(shù)依

15、靠錯(cuò)碼檢測(cè)和重發(fā)請(qǐng)求來(lái)保證信號(hào)質(zhì)量，特點(diǎn)是“只傳不糾”。 如果在一個(gè)TTI(Transmission Time Interval，傳輸時(shí)間間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)解碼發(fā)生錯(cuò)誤，那么重傳操作會(huì)在后面幾個(gè)傳輸時(shí)間間隔時(shí)段內(nèi)執(zhí)行。一旦數(shù)據(jù)被重傳，用戶(hù)設(shè)備將對(duì)先前版本的數(shù)據(jù)和當(dāng)前重傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，這極大地提高了重傳成功的幾率。直到數(shù)據(jù)成功解碼或達(dá)到了預(yù)先定義的最大嘗試次數(shù)，重傳操作才會(huì)結(jié)束。 HARQ也是一種鏈路自適應(yīng)的技術(shù)。在AMC中，采用顯式的CI(CarrierInterference，載波干擾測(cè)量來(lái)設(shè)定調(diào)制編碼的格式；而在HARQ中，鏈路層的信息用于進(jìn)行重傳判決。終端通過(guò)HARQ機(jī)制

16、快速請(qǐng)求基站重傳錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊，以減輕鏈路層快速調(diào)整導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤帶來(lái)的影響。終端在收到數(shù)據(jù)塊后5ms內(nèi)向基站報(bào)告數(shù)據(jù)正確解碼或出現(xiàn)錯(cuò)誤。終端在收到基站重傳數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行解碼時(shí)，結(jié)合前次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊以及重傳的數(shù)據(jù)塊，充分利用它們攜帶的相關(guān)信息，以提高譯碼概率?；驹谑盏浇K端的重傳請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)錯(cuò)誤情況以及終端的存儲(chǔ)空間，控制重傳相同的編碼數(shù)據(jù)或不同的編碼數(shù)據(jù)(進(jìn)一步增加信息冗余度，以幫助提高終端糾錯(cuò)能力。happylily關(guān)于本詞條的評(píng)論（共0條）：查看評(píng)論>>HARQ-I型HARQ-I型是傳統(tǒng)的HARQ方案，重傳的內(nèi)容與初次發(fā)送時(shí)相同，這種方式又被稱(chēng)之為Chase合并(Chase C

17、ombining，CC或軟合并。Chase合并算法是 Chase博士在1985年提出的，發(fā)送方每次都發(fā)送整個(gè)完整的編碼碼字，接收端將每次收到的數(shù)據(jù)包與之前收到的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行Chase合并，組合成一個(gè)具有更強(qiáng)糾錯(cuò)能力的碼字，從而實(shí)現(xiàn)增量冗余的目的。Chase合并的策略是發(fā)送有相同編碼的數(shù)據(jù)組，然后在接收端可以將這些多個(gè)重發(fā)信息進(jìn)行SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比加權(quán)合并來(lái)獲得分集接收再進(jìn)行譯碼。HARQ-I型僅在ARQ的基礎(chǔ)上引入了糾錯(cuò)編碼，即對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)包增加循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，CRC比特并進(jìn)行FEC編碼。接收端對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)

18、行FEC譯碼和CRC，如果有錯(cuò)則放棄錯(cuò)誤分組的數(shù)據(jù)，并向發(fā)送端反饋NACK信息請(qǐng)求重傳與上一幀相同的數(shù)據(jù)包，如圖2-18所示。一般來(lái)說(shuō)，物理層設(shè)有最大重傳次數(shù)的限制，防止由于信道長(zhǎng)期處于惡劣的慢衰落而導(dǎo)致某個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)包不斷地重發(fā)，從而浪費(fèi)信道資源。如果達(dá)到最大的重傳次數(shù)時(shí)，接收端仍不能正確譯碼(在WiMAX系統(tǒng)中設(shè)置的最大重傳次數(shù)為3，則確定該數(shù)據(jù)包傳輸錯(cuò)誤并丟棄該包，然后通知發(fā)送端發(fā)送新的數(shù)據(jù)包。這種HARQ方案對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包采取了簡(jiǎn)單的丟棄，而沒(méi)有充分利用錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包中存在的有用信息。因此，HARQ-I型的性能主要依賴(lài)于FEC的糾錯(cuò)能力。HARQ-型HARQ-型也稱(chēng)作完全增量冗余方案，重傳時(shí)

19、的數(shù)據(jù)與前次發(fā)送有所不同，這種方式又被稱(chēng)之為增量冗余。增量冗余策略是在第一次譯碼失敗時(shí)，另外再傳輸附加冗余信息而不是再將整個(gè)數(shù)據(jù)碼組重傳一次。在這種方案下，信息比特經(jīng)過(guò)編碼后，將編碼后的校驗(yàn)比特按照一定的周期打孔，根據(jù)碼率兼容原則依次發(fā)送給接收端。接收端對(duì)已傳的錯(cuò)誤分組并不丟棄，而是與接收到的重傳分組合并進(jìn)行譯碼。其中，重傳數(shù)據(jù)并不是已傳數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單復(fù)制，而是附加了冗余信息。接收端每次都進(jìn)行組合譯碼，將之前接收的所有比特組合形成更低碼率的碼字，從而可以獲得更大的編碼增益，達(dá)到增量冗余的目的，如圖 2-19所示。每一次重傳的冗余量是不同的，而且重傳數(shù)據(jù)不能單獨(dú)譯碼，通常只能與先前傳的數(shù)據(jù)合并后才能

20、被解碼。在類(lèi)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案(HARQ中，發(fā)送方只在第一次傳輸具有誤差檢測(cè)碼的分組。如果分組接收后存在誤差，則接收方將分組存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中，并發(fā)送一條重傳請(qǐng)求；如果重傳的分組被正確接收，則接受該分組并丟棄緩沖區(qū)中的錯(cuò)誤分組。另外，兩個(gè)錯(cuò)誤分組也可以通過(guò)解碼算法進(jìn)行糾正。HARQ-型HARQ-型是完全增量冗余重傳機(jī)制的改進(jìn)。在該機(jī)制中，每次的重傳是可以進(jìn)行自解碼的，這一點(diǎn)與HARQ型不同。對(duì)于每次發(fā)送的數(shù)據(jù)包采用互補(bǔ)刪除方式，各個(gè)數(shù)據(jù)包既可以單獨(dú)譯碼，也可以合成一個(gè)具有更大冗余信息的編碼包進(jìn)行合并譯碼。另外，根據(jù)重傳的冗余版本不同，HARQ又可進(jìn)一步分為兩種：一種是只具有一個(gè)冗余版本的HARQ

21、，各次重傳冗余版本均與第一次傳輸相同，即重傳分組的格式和內(nèi)容與第一次傳輸?shù)南嗤?，接收端的解碼器根據(jù)接收到的信噪比(Signal to Noise Ratio， SNR加權(quán)組合這些發(fā)送分組的復(fù)制品，這樣可以獲得時(shí)間分集增益；另一種是具有多個(gè)冗余版本的HARQ，各次重傳的冗余版本不相同，編碼后的冗余比特的刪除方式是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的，使得刪除的碼字是互補(bǔ)等效的，每次重傳冗余信息時(shí)要對(duì)不同的比特進(jìn)行打孔。因此，合并后的碼字能夠覆蓋FEC編碼中的比特位，使譯碼信息變得更全面，更利于正確譯碼。編碼速率RC23時(shí)各類(lèi)HARQ的具體傳輸過(guò)程如圖2-20所示。增量冗余方式的性能要優(yōu)于Chase合并方式，但在接收端

22、側(cè)需要更大的內(nèi)存。終端的默認(rèn)內(nèi)存容量是根據(jù)終端所能支持的最大數(shù)據(jù)速率和Chase合并方式設(shè)計(jì)的，因而在最大數(shù)據(jù)速率時(shí)，只可能使用Chase合并；而在使用較低的數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，兩種方式都可以使用。 WiMAX接受的重傳方案是具有分組合并功能、基于SW的N信道I類(lèi)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ方案，該方案主要用來(lái)降低接收機(jī)緩沖要求，如圖2-21所示。對(duì)于用戶(hù)設(shè)備1(UEl來(lái)說(shuō)，分組使用4個(gè)并行ARQ進(jìn)程進(jìn)行傳送；對(duì)于用戶(hù)設(shè)備2(UE2來(lái)說(shuō)，分組使用1個(gè)ARQ進(jìn)程進(jìn)行傳送，每個(gè)進(jìn)程采用的都是停止等待原理。在其他分組傳送期間，每個(gè)分組得到，從而當(dāng)存在要傳輸?shù)姆纸M時(shí)，能夠確保下行信道一直被占用

23、。當(dāng)N信道HARQ支持異步傳輸時(shí)，假定存在著用于識(shí)別分組所有者的正確HARQ進(jìn)程，則可以自由地對(duì)不同用戶(hù)進(jìn)行調(diào)度，而無(wú)需等待某次傳輸?shù)耐瓿伞．?dāng)信道再次進(jìn)行分配時(shí)，通常假定給定用戶(hù)的傳輸將繼續(xù)進(jìn)行。 一個(gè)數(shù)據(jù)分組被分為N個(gè)部分，并在N個(gè)信道上進(jìn)行獨(dú)立傳輸和處理。此過(guò)程可以提高時(shí)延性能，同時(shí)也具有開(kāi)銷(xiāo)小的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的I類(lèi)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案(基本的I類(lèi) HARQ通常丟棄錯(cuò)誤分組，與之相比，新方案在對(duì)分組進(jìn)行解碼時(shí)，通常存儲(chǔ)獲取的軟決策結(jié)果。當(dāng)重傳分組仍包含無(wú)法糾正的錯(cuò)誤時(shí)，接收機(jī)將使用Chase合并算法將兩個(gè)錯(cuò)誤的分組合并起來(lái)，以提高信干比(Signal-to-Interference

24、Ratio，SIR。 在提出的類(lèi)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ方案中，接收機(jī)端首先對(duì)信息數(shù)據(jù)序列進(jìn)行編碼，編碼速率為R。接著，包含收縮碼的分組被傳輸，該分組的編碼速率為R，此處 R>R。如果分組沒(méi)有被接受，則分組需要使用另外的收縮碼進(jìn)行重傳。將新收到的分組與所存儲(chǔ)的分組進(jìn)行組合，接收機(jī)將能夠?qū)M合序列進(jìn)行解碼，解碼速率為RC。因此，類(lèi)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ方案能夠提高系統(tǒng)性能，既具有時(shí)間分集的效果，又能夠提高編碼增益?；旌献詣?dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ方案的吞吐量性能對(duì)比實(shí)例如圖2-22所示。同步和異步HARQ按照重傳發(fā)生的時(shí)刻來(lái)區(qū)分，可以將HARQ可以分為同步和異步兩類(lèi)。同步HARQ

25、是指一個(gè)HARQ進(jìn)程的傳輸(重傳發(fā)生在固定的時(shí)刻，由于接收端預(yù)先已知傳輸?shù)陌l(fā)生時(shí)刻，因而不需要額外的信令開(kāi)銷(xiāo)來(lái)標(biāo)識(shí)HARQ進(jìn)程的序號(hào)，此時(shí)的HARQ進(jìn)程的序號(hào)可以從子幀號(hào)獲得；異步HARQ是指一個(gè)HARQ進(jìn)程的傳輸可以發(fā)生在任何時(shí)刻，接收端預(yù)先不知道傳輸?shù)陌l(fā)生時(shí)刻，因此HARQ進(jìn)程的處理序號(hào)需要連同數(shù)據(jù)一起發(fā)送。 由于同步HARQ的重傳發(fā)生在固定時(shí)刻，因此沒(méi)有附加進(jìn)程序號(hào)的同步HARQ在某一時(shí)刻只能支持一個(gè)HARQ進(jìn)程。實(shí)際上，HARQ操作應(yīng)該在一個(gè)時(shí)刻可以同時(shí)支持多個(gè) HARQ進(jìn)程的發(fā)生，此時(shí)同步HARQ需要額外的信令開(kāi)銷(xiāo)來(lái)標(biāo)示HARQ的進(jìn)程序號(hào)，而異步HARQ本身可以支持傳輸多個(gè)

26、進(jìn)程。此外，在同步HARQ方案中，發(fā)送端不能充分利用重傳的所有時(shí)刻，例如為了支持優(yōu)先級(jí)較高的HARQ進(jìn)程，則必須中止預(yù)先分配給該時(shí)刻的進(jìn)程，那么此時(shí)仍需要額外的信令信息。 根據(jù)重傳時(shí)的數(shù)據(jù)特征是否發(fā)生變化，又可將HARQ分為非自適應(yīng)和自適應(yīng)兩種。其中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)特征包括資源塊的分配、調(diào)制方式、傳輸塊的長(zhǎng)度、傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間。自適應(yīng)傳輸是指在每一次重傳過(guò)程中，發(fā)送端可以根據(jù)實(shí)際的信道狀態(tài)信息改變部分的傳輸參數(shù)，因而在每次傳輸?shù)倪^(guò)程中包含傳輸參數(shù)的控制信令信息要一并發(fā)送?？筛淖兊膫鬏攨?shù)包括調(diào)制方式、資源單元的分配和傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間等。在非自適應(yīng)系統(tǒng)中，這些傳輸參數(shù)相對(duì)于接收端而言都是預(yù)先已

27、知的，故包含傳輸參數(shù)的控制信令信息在非自適應(yīng)系統(tǒng)中是不需要被傳輸?shù)摹?#160;在重傳過(guò)程中，可以根據(jù)信道環(huán)境自適應(yīng)地改變重傳包格式和重傳時(shí)刻的傳輸方式，可以稱(chēng)為基于IR類(lèi)型的異步自適應(yīng)HARQ方案。這種方案可以根據(jù)時(shí)變信道環(huán)境的特性有效地分配資源，但是在具有靈活性的同時(shí)也帶來(lái)了更高的系統(tǒng)復(fù)雜性。在每次重傳過(guò)程中，包含傳輸參數(shù)的控制信令信息必須與數(shù)據(jù)包一起發(fā)送，這樣就會(huì)造成額外的信令開(kāi)銷(xiāo)；而同步HARQ在每次重傳過(guò)程中的重傳包格式，重傳時(shí)刻都是預(yù)先已知的，因而不需要額外的信令信息。 與異步HARQ相比較，同步HARQ具有以下的優(yōu)勢(shì)：控制信令開(kāi)銷(xiāo)小，在每次傳輸過(guò)程中的參數(shù)都是預(yù)先已知的

28、，不需要標(biāo)出HARQ的進(jìn)程序號(hào)；在非自適應(yīng)系統(tǒng)中接收端操作復(fù)雜度低；提高了控制信道的可靠性，在非自適應(yīng)系統(tǒng)中，有些情況下，控制信道的信令信息在重傳時(shí)與初始傳輸是相同的，這樣就可以在接收端進(jìn)行軟信息合并從而提高控制信道的性能。 根據(jù)物理層數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)際需求，異步HARQ具有以下的優(yōu)勢(shì)：如果采用完全白適應(yīng)的HARQ技術(shù)，同時(shí)在資源分配時(shí)，可以采用離散、連續(xù)的子載波分配方式，調(diào)度將會(huì)具有很大的靈活性；可以支持一個(gè)子幀的多個(gè)HARQ進(jìn)程。自動(dòng)重傳請(qǐng)求協(xié)議ARQ技術(shù)可以提高系統(tǒng)性能，并可靈活地調(diào)整有效編碼速率，還可以補(bǔ)償由于采用鏈路適配所帶來(lái)的誤碼。常用的自動(dòng)重傳請(qǐng)求協(xié)議包括停止等待(Stop and Wait，SW、后退N(Back-To-N，BTN和選擇重傳(Selective Repeat，SR等。 (1停止等待 發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組包就暫時(shí)停下來(lái)，等待接收端的確認(rèn)信息。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)接收端時(shí)，對(duì)其進(jìn)行檢錯(cuò)。若接收正確，返回確認(rèn)(ACK信號(hào)；若錯(cuò)誤，則返回非確認(rèn)(NACK信號(hào)。當(dāng)發(fā)端收到ACK信號(hào)時(shí)，就發(fā)送新的數(shù)據(jù)，否則重新發(fā)送上次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。而在等待確認(rèn)信息期間，信道是空閑的，不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。這種方法由于