CN1889413A - 一种混和自动重传方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混和自动重传方法，该方法包括：发送方重新发送数据时，经过星座重排后调制数据，并向接收方发送数据；接收方接收到所述数据后，经过与发送方对应的星座重排后对接收到的数据进行解调，并将解调出的数据与原接收的对应数据进行合并纠错。本发明中，发送方在重新发送数据时，在星座重排后进行调制，接收方在接收到发送方发送的数据后，进行解调前对星座重排，并将解调出的数据与原接收的相同数据进行合并纠错，从而均衡了接收方的数据接收信噪比，提高了解码性能，从而提高了吞吐率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种混和自动重传方法。
背景技术
IEEE 802.16系统中使用了混合自动重传(Hybrid Automatic Repeatrequest，HARQ)，HARQ是一种纠错技术，混合(Hybrid)的意思是该技术综合了前向纠错(FEC)和重传(ARQ)两种方法的特点。所谓FEC是指在接收端能够将多次传输获得的数据进行合并纠错，所谓自动重传(ARQ)就是一次数据传输失败时就要求重传的一种传输机制。
在HARQ技术中，通常基站在发送数据之前，首先对数据比特进行信道编码，编码后的数据比特通过交织器进行交织后，再进行正交幅度(QAM)调制，然后通过数据信道进行发射。而在接收端则顺序相反，对接收的数据首先进行QAM解调，再进行解交织和信道解码，获得数据。
QAM调制就是将数据根据一定的星座序列映射到星座上，QAM调制方式包括正交相移键控(QPSK)、16QAM和64QAM。下面以16QAM来说明QAM调制方式，在16QAM中，星座映射图如图1所示，进行调制时每四位数据映射到星座的一个点上，例如一组数据0100，以星座序列b0b1(Q路)b2b3(I路)进行调制时，映射到图1中的点A。在现有技术中，如果基站首次发送包括该组数据的数据包失败，在重复发射该组数据时，仍然以b0b1b2b3映射该组数据。由于对于16QAM来说，在接收方，b1b3两位的接收信噪比要高于b0b2两位的接收信噪比，这样在重复发射后，接收方仍然以b0b1b2b3映射原来的数据，从而在对数据进行合并纠错后，就造成b1b3两位对应数据的接收信噪比远高于b0b2两位对应数据的接收信噪比，在其他QAM调制方式中也同样存在着某些位信噪比远高于另外一些位的情况，从而造成了接收方接收的数据信噪比不均匀，降低了解码性能，从而影响了吞吐率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混和自动重传方法，能够均衡接收方各位数据的信噪比，增强解码性能，提高吞吐率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种混和自动重传方法，包括以下步骤：
A、发送方重新发送数据时，经过星座重排后调制数据，并向接收方发送数据；
B、接收方接收到所述数据后，经过与发送方对应的星座重排后对接收到的数据进行解调，并将解调出的数据与原接收的对应数据进行合并纠错。
较佳地，所述星座重排的方法为：
将I路和/或Q路星座序列左移或右移至少一位，或将I路和/或Q路星座序列中接收信噪比高的位与接收信噪比低的位进行置换，或将星座序列中的位取反，或以上的任意组合。
所述分别置换I路和/或Q路星座序列中接收信噪比对应高和低的位的方法可以为：
分别置换I路和/或Q路星座序列中接收信噪比第N高和第N低的位，所述N大于等于1。
所述发送方和接收方可以根据双方预先设定相同的星座重排方法进行星座重排。
所述预先设定相同的星座重排方法可以为：预先设定第M次重传与星座重排方法的对应关系，所述M大于等于一；
或为：预先设定第m次传输与星座序列的对应关系，所述m大于等于二。
所述步骤B之前可以进一步包括：
发送方将星座重排信息发送给接收方；
所述步骤B中，接收方根据接收的星座重排信息进行星座重排。
较佳地，所述发送方将星座重排信息发送给接收方的步骤为：
发送方通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方。
所述通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方的步骤可以为：
发送方根据预先在自身中设置的参数值与星座重排方法的对应关系，将星座重排方法对应的参数值赋值给混和自动重传控制信令中的子数据包指示参数，并将该混和自动重传控制信令发送给接收方。
所述通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方的步骤还可以为：
在混和自动重传控制信令中预先增加星座重排标识参数，
发送方根据预先在自身中设置的参数值与星座重排方法的对应关系，将星座重排方法对应的参数值赋值给所述星座重排标识参数，并将携带了星座重排标识参数的混和自动重传控制信令发送给接收方。
所述调制可以为：QPSK调制，或16QAM调制，或64QAM调制。
从以上方案可以看出，本发明中，发送方在重新发送数据时，在星座重排后进行调制，接收方在接收到发送方发送的数据后，进行解调前对星座重排，并将解调出的数据与原接收的相同数据进行合并纠错，从而均衡了接收方各位的数据接收信噪比，提高了解码性能，从而提高了吞吐率；
下面通过应用本发明后的一个仿真结果图进一步说明该效果，如图2所示，为在采用高斯信道、1/2码率卷积码，最大重传次数为4时对本发明进行仿真的结果，从该图中可以看出，在信噪比较低情况下，星座重排后的吞吐率都高于不采用星座重排时的吞吐率；
本发明中，发送方和接收方不仅可以预先设定每次重传的星座重排方法，还可以通过发送方将星座重排信息发送给接收方，接收方根据星座重排信息确定星座重排方法，进行星座解映射；
本发明中通过现有的HARQ控制信令承载上述星座重排信息，可以不必增加信令，减少了空口的信令开销；
本发明中还通过利用现有HARQ控制信令中的现有保留字段承载上述星座重排信息，可以不必增加HARQ控制信令的字节数，从而更加方便地实现了本发明。
附图说明
图1为16QAM调制星座映射图；
图2为应用本发明后的仿真效果图；
图3为本发明的总体流程图；
图4为本发明中星座重排的位置示意图；
图5为64QAM调制星座映射图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明的总体流程如图3所示，具体步骤如下：
步骤301、发送方重新发送数据时，经过星座重排后调制数据，并向接收方发送数据。
步骤302、接收方接收到所述数据后，经过与发送方对应的星座重排后对接收到的数据进行解调，并将解调出的数据与原接收的对应数据进行合并纠错。
如图4所示为发送方发送数据前对数据的处理过程，从中可以看出，发送方在重新发送数据时，调制数据前进行星座重排。进行星座重排的具体方法，可以是将I路和/或Q路星座序列左移或右移至少一位，或将I路和/或Q路星座序列中接收信噪比高的位与接收信噪比低的位进行置换，或将星座序列中的位取反。下面分别通过I路和Q路的情形为例，对这三种方法在16QAM调制和64QAM调制方法中的具体示例进一步详细说明，I路或Q路的情形与此类似。另外，64QAM的星座图如图5所示，在采用64QAM调制时，将每6位数据映射到星座的一个点上，具体的映射法则与16QAM调制相同。
第一种方法在16QAM调制中，假设初次传输时按星座序列为b0b1b2b3进行映射，其中b0和b1为Q路，b2和b3为I路，则第二次传输时按星座重排后的星座序列b1b0b3b2进行映射，如果还有第三次传输，再按照b0b1b2b3进行映射，依此类推；在64QAM调制中，假设初次传输时按星座序列为b0b1b2b3b4b5进行映射，其中b0、b1和b2为Q路，b3、b4和b5位为I路，则第二次传输时按星座重排后的星座序列b2b0b1b5b3b4进行映射，如果还有第三次传输，则按照星座重排后的星座序列b1b2b0b4b5b3进行映射，第四次再按照b0b1b2b3b4b5进行映射，依次类推。
第二种方法在16QAM调制中，假设初次传输时按星座序列为b0b1b2b3进行映射，其中b0和b1为Q路，b2和b3为I路，其中b1和b3两位的接收信噪比高于b0和b2，则在第二次传输时按星座重排后的星座序列b1b0b3b2进行映射，如果还有第三次传输，再按星座重排后的星座序列b0b1b2b3进行映射，依次类推；在64QAM调制中，假设初次传输时按星座序列为b0b1b2b3b4b5进行映射，其中b0、b1和b2为Q路，b3、b4和b5位为I路，其中b5和b2的接收信噪比最高，b4和b1次之，b3和b0的接收信噪比最低，则第二次传输时按星座重排后的星座序列b2b1b0b5b4b3，第三次传输时按星座重排后的星座序列b0b1b2b3b4b5进行映射，依次类推。对于大于64QAM调制方法中，在进行置换时，不仅可以将信噪比最高和信噪比最低的进行置换，还可以将信噪比次高和次低的进行置换，以及将信噪比再次高和再次低的进行置换，并依次类推。
第三种方法在16QAM调制中，假设初次传输时按星座序列为b0b1b2b3进行映射，其中b0和b1为Q路，b2和b3为I路，而对于b0和b2两位，其值分别为0和为1时，接收信噪比不同，则可以将该星座序列全部取反，或只对b0和b2两位取反，来均衡多次传输中这两位的接收信噪比。对于64QAM调制时，只需确定0和1接收信噪比不同的位，然后在重传时，对这些位或全部位取反即可，这里不再举例说明。该种方法还可以与上述第一种和第二种方法联合使用，例如在首次传输和第二次传输中采用上述第一种或第二种方法，在第三次传输和第四次传输中采用本方法。
此外，上述步骤302中，接收方获取星座重排的方法，可以是接收方与发送方预先约定好的，也可以发送方将自身星座重排信息发送给接收方，接收方根据该信息进行星座重排。
在前一种预先约定方式中，可以预先在发送方和接收方中设置相同的第M次重传与星座重排方法的对应关系，其中M可以大于等于一。以M等于一为例说明，当M等于一时，相当于约定好第一次传输使用默认的星座序列进行调制和解调，在重传时使用按设定的星座重排方法重排后的星座序列进行调制和解调。
也可以预先设置第m次传输与星座序列的对应关系，例如，预先在发送方和接收方中设置第一次传输使用第一种星座序列，第二次传输使用第二种星座序列，第三次传输采用第三种星座序列……，则在进行QAM调制时，根据该次传输的次数选择对应的星座序列进行星座映射。
此外，还可以预先只设置奇数次传输对应的星座序列和偶数次传输对应的星座序列，在传输时根据该次传输的奇偶性则选择对应的星座序列进行星座映射。
在后一种发送方将自身星座重排信息发送给接收方的方式中，发送方可以是利用现有的信令来向接收方发送星座重排信息，例如通过HARQ控制信令(HARQ_Control_IE)，下面以IEEE 802.16协议中的HARQ控制信令为例，对通过HARQ控制信令传送星座重排信息的方法进行详细说明。
IEEE 802.16协议中的HARQ信令如表1所示，当前缀(Prefix)＝1时，HARQ信令为激活状态，其中数据包指示(AI_SN)用于指示新旧数据包；信道标识(ACID)为HARQ信道指示；子数据包指示标识(SPID)用于在增量冗余(IR)情况下，即，将数据包划分为子数据包，每次发送不同的子数据包时，指示每次发送的子数据包，其他情况下，SPID所占的两位为保留位。
| 语法(syntax) | 位数(Size，bits) | 标注(Notes) |
| HARQ_Control_IE() | - | - |
| 前缀(Prefix) | 1 | 0＝临时无效HARQ(Temporary disableHARQ)1＝HARQ有效(enable HARQ) |
| if(Prefix＝＝1){ | - | - |
| AI_SN | 1 | 新旧数据包指示(HARQ ID Seq.No) |
| SPID/保留位(Reserved) | 2 | IR模式下的子数据包标识；否则为保留位(Subpacket ID when IR is defined by theFEC mode，other wise reserved)(encoded0b00) |
| ACID | 4 | HARQ信道指示(HARQ CH ID) |
| }else{ | - | - |
| reserved | 3 | 置为0(Shall be set to zero) |
| } | - | - |
| } | - | - |
表1
本发明中，星座重排信息可以通过在该信令中增加参数来实现，也可以通过利用该信令中的保留位来实现。
在前一种方式中，增加参数后的HARQ信令可以如表2所示，从表2中可以看出，相对于表1增加了星座重排标识(CSID)参数，为该参数分配的位数为2位，为了保证更改后的HARQ控制信令中，在Prefix＝1的情况下所占的字节数能够为一个半字节，所以增加了2个保留位来凑成半个字节。由于为CSID分配的位数为2位，该参数可以有四个取值，可以分别对应不同的星座序列，例如表3给出了一种该参数值与星座序列的对应关系，该对应关系可以预先存储在发送方和接收方中，在发送方根据星座重排后的星座序列确定HARQ控制信令中CSID的值，在接收方根据接收的该CSID的值确定进行星座重排的星座序列。当然，CSID参数的不同取值对应的星座序列也可以不与表3中相同，采用本发明中所提及的三种星座重排中的任一种，或者几种结合选择不同的星座重排方式；并且，为CSID参数分配的位数可以更少，即为1位，则CSID参数有两个取值，0和1，分别对应不同的星座序列；也可以更多，例如分配三位，则该参数可以有8个取值分别对应不同的星座序列。
| 语法(syntax) | 位数(Size，bits) | 标注(Notes) |
| HARQ_Control_IE() | - | - |
| 前缀(Prefix) | 1 | 0＝临时无效HARQ(Temporary disableHARQ)1＝HARQ有效(enable HARQ) |
| if(Prefix＝＝1){ | - | - |
| AI_SN | 1 | 新旧数据包指示(HARQ ID Seq.No) |
| SPID/保留位(Reserved) | 2 | IR模式下的子数据包标识；否则为保留位(Subpacket ID when IR is defined by theFEC mode，other wise reserved)(encoded0b00) |
| ACID | 4 | HARQ信道指示(HARQ CH ID) |
| CSID | 2 | 星座重排标识(Constellation version ID) |
| reserved | 2 | 置为0(shall be set to zero) |
| }else{ | - | - |
| reserved | 3 | 置为0(Shall be set to zero) |
| } | - | - |
| } | - | - |
表2
| CSID | 16QAM | 64QAM | Notes |
| 0 | b0b1b2b3 | b0b1b2b3b4b5 | |
| 1 | b1b0b3b2 | b1b2b0b4b5b3 | |
| 2 | b0b1 b2b3 | b2b0b1b5b3b4 | b表示对比特b取反 |
| 3 | b1b0 b3b2 | b2b1b0b5b4b3 |
表3
在上述步骤301中，发送方重新发送数据是指发送方在接收到接收方发送的没有正确接收数据包的信息后，重新发送该数据包，由于该信息中，会携带该数据包的信息，而在发送方也会记录对某数据包是否已经重复发送或重复发送的次数，根据这些信息，发送方可以从表3中选择相应的星座重排方法，获取星座重排后的序列，例如第一次发送时，采用CSID值为0对应的序列，第二次采用CSID值为1对应的序列，第三次采用CSID值为2时的序列，第四次采用CSID值为3时的序列。
在后一种方式中，利用HARQ控制信令中的保留位传送星座重排信息后，HARQ控制信令可以如表4所示，从表4中可以看出，相对于表1，利用了非IR情况下保留的SPID参数，则在非IR情况下，SPID所占的两位可以有四个取值，可以分别对应四种星座排序方式，具体的对应方式可以灵活选择，参考上述对CSID的说明即可实现，这里不再详细说明。虽然在表4中对SPID的说明为Chase模式并且使用16QAM调制或64QAM调制，在本发明的具体实现中，并不限定非IR模式即为Chase模式，并且调制方式也可以是QPSK或比64QAM更高阶的调制方法。
| 语法(syntax) | 位数(Size，bits) | 标注(Notes) |
| HARQ_Control_IE() | - | - |
| 前缀(Prefix) | 1 | 0＝临时无效HARQ(Temporary disableHARQ)1＝HARQ有效(enable HARQ) |
| if(Prefix＝＝1){ | - | - |
| AI_SN | 1 | 新旧数据包指示(HARQ ID Seq.No) |
| SPID/reserved | 2 | IR模式下为子数据包标识；Chase模式并且使用16QAM或64QAM调制时为星座重排标识，否则为保留位(Subpacket ID when IR isdefined by the FEC mode，Subpacketconstellation version ID when chase is definedby the FEC mode with the modulation schemeto be 16QAM or 64QAM，otherwise reserved(encoded 0b00)) |
| ACID | 4 | HARQ信道指示(HARQ CH ID) |
| }else{ | - | - |
| reserved | 3 | 置为0(Shall be set to zero) |
| } | - | - |
| } | - | - |
表4
从以上说明可以看出，本发明中，发送方在重新发送数据时，在星座重排后进行调制，接收方在接收到发送方发送的数据后，进行解调前对星座重排，并将解调出的数据与原接收的相同数据进行合并纠错，从而均衡了接收方各位的数据接收信噪比，提高了解码性能，从而提高了吞吐率；本发明中，发送方和接收方不仅可以预先设定每次重传的星座重排方法，还可以通过发送方将星座重排信息发送给接收方，接收方根据星座重排信息确定星座重排方法，进行星座解映射；本发明中通过现有的HARQ控制信令承载上述星座重排信息，可以不必增加信令，减少了空口的信令开销；本发明中还通过利用现有HARQ控制信令中的现有保留字段承载上述星座重排信息，可以不必增加HARQ控制信令的字节数，从而更加方便地实现了本发明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种混和自动重传方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、发送方重新发送数据时，经过星座重排后调制数据，并向接收方发送数据；
B、接收方接收到所述数据后，经过与发送方对应的星座重排后对接收到的数据进行解调，并将解调出的数据与原接收的对应数据进行合并纠错。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星座重排的方法为：
将I路和/或Q路星座序列左移或右移至少一位，或将I路和/或Q路星座序列中接收信噪比高的位与接收信噪比低的位进行置换，或将星座序列中的位取反，或以上的任意组合。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别置换I路和/或Q路星座序列中接收信噪比对应高和低的位的方法为：
分别置换I路和/或Q路星座序列中接收信噪比第N高和第N低的位，所述N大于等于1。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述发送方和接收方根据双方预先设定相同的星座重排方法进行星座重排。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预先设定相同的星座重排方法为：预先设定第M次重传与星座重排方法的对应关系，所述M大于等于一；
或为：预先设定第m次传输与星座序列的对应关系，所述m大于等于二。
6、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤B之前进一步包括：
发送方将星座重排信息发送给接收方；
所述步骤B中，接收方根据接收的星座重排信息进行星座重排。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发送方将星座重排信息发送给接收方的步骤为：
发送方通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方的步骤为：
发送方根据预先在自身中设置的参数值与星座重排方法的对应关系，将星座重排方法对应的参数值赋值给混和自动重传控制信令中的子数据包指示参数，并将该混和自动重传控制信令发送给接收方。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过混和自动重传控制信令将星座重排信息发送给接收方的步骤为：
在混和自动重传控制信令中预先增加星座重排标识参数，
发送方根据预先在自身中设置的参数值与星座重排方法的对应关系，将星座重排方法对应的参数值赋值给所述星座重排标识参数，并将携带了星座重排标识参数的混和自动重传控制信令发送给接收方。
10、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述调制为：QPSK调制，或16QAM调制，或64QAM调制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20210627 |