專利名稱：基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的鏈路自適應技術以及各通信節(jié)點的協(xié)作方式，特別是針對使用 自適應編碼調制(AMC)技術和混合自動請求重傳(HARQ)技術的系統(tǒng)中，各通信節(jié)點的有效 的協(xié)作策略。
背景技術：
無線信道，受各種外界干擾及多徑衰落等因素的影響，具有時變特性和衰落特性。多輸 入多輸出(MIM0)技術可以提供分集增益，有效的對抗信道衰落。為使多輸入多輸出系統(tǒng)能 夠獲得期望的分集增益，各天線之間必須保持一定的最小距離。但在實際系統(tǒng)中，由于通信 節(jié)點的體積限制而無法實現(xiàn)。為克服這一缺陷，人們提出了協(xié)作通信技術。它利用無線信道 的廣播特性，源端節(jié)點所發(fā)送的信號可以被其他用戶接收，因此，可以利用用戶間的協(xié)作獲 得天線陣列增益。研究表明，協(xié)作通信技術可以有效改善覆蓋性能，提高鏈路的可靠性和吞 吐量。但是，由于協(xié)作會帶來額外的信令開銷，所以，不恰當?shù)膮f(xié)作有可能帶來性能的損失。 因此，必須合理設計協(xié)作方案，以使協(xié)作帶來的增益最大化。
自適應編碼調制(AMC)技術能夠動態(tài)地調節(jié)信道編碼的碼率和調制方式使之與時變信道 的瞬時信道條件相匹配，可以提高數(shù)據通信的吞吐量和頻譜利用率?；旌献詣诱埱笾貍?HARQ) 技術融合了前向糾錯編碼和自動請求重傳(ARQ)兩項基本的差錯控制技術，是保證數(shù)據在無 線時變信道上可靠傳輸?shù)闹匾侄??；旌献詣诱埱笾貍骷夹g的基本原理是在發(fā)送端，信息 數(shù)據包首先經過檢錯碼編碼，然后經過信道糾錯碼編碼，然后送入信道。在接收端，接收到 的信息數(shù)據包首先經過信道編碼的解碼，來糾正在無線信道傳輸過程中引入的錯誤。然后經 過檢錯碼檢驗信息數(shù)據包是否正確譯碼。如果檢驗結果信息數(shù)據包正確譯碼，接收端向發(fā)送 端發(fā)送確認信號(ACK)。發(fā)送端繼續(xù)發(fā)送下一個信息數(shù)據包；如果檢驗出接收到的信息數(shù)據 包含有錯誤信息，則丟棄該信息數(shù)據包或者保存該信息數(shù)據包，然后向發(fā)送端發(fā)送否認信號 (NACK)，發(fā)送端根據預先確定的傳送方案重新發(fā)送該信息數(shù)據包的信息。如此重復下去，直 到信息數(shù)據包被正確接收或者盡管數(shù)據包仍然有錯誤但是己經達到最大重傳次數(shù)，則開始一 個新的信息數(shù)據包的傳輸。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有協(xié)作通信技術存在的額外信令開銷造成性能損失的問題，提供一種可以 在最小化節(jié)點協(xié)作信令開銷的情況下提高系統(tǒng)傳輸性能的基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作 重傳方法。
本發(fā)明的基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法，包括以下步驟
(1) 根據業(yè)務的服務質量要求，得到經過重傳之后的最大允許誤包率(PER)，結合當前 源端到目的端直接傳輸鏈路的信道狀態(tài)信息，確定信道編碼調制方案級別和最大重傳次數(shù)；
(2) 源端向目的端發(fā)送數(shù)據，目的端和中繼節(jié)點同時接收到數(shù)據；
(3) 如果目的端正確譯碼，則反饋確認信號(ACK)，源端和中繼節(jié)點同時接收到確認信 號(ACK);如果目的端不能正確譯碼，則反饋否認信號(NACK)，源端和中繼節(jié)點同時接收到 否認信號(NACK);(4) 如果中繼節(jié)點正確譯碼，則反饋確認信號(ACK)，源端和目的端同時接收到確認信 號(ACK);如果中繼節(jié)點不能正確譯碼，則反饋否認信號(NACK)，源端和目的端同時接收到 否認信號(NACK);
(5) 如果此時的編碼調制方案級別為0，即源端到目的端的直接傳輸信道處于深衰落， 并且中繼節(jié)點正確譯碼則由中繼節(jié)點進行重傳；否則，由源端重傳；
(6) 在目的端采用最大比合并，如果合并后譯碼正確，則反饋確認信號(ACK)，源端和 中繼節(jié)點同時接收到確認信號(ACK);如果目的端不能正確譯碼，則反饋否認信號(NACK)， 源端和中繼節(jié)點同時接收到否認信號(NACK);
(7) 檢查是否到達最大重傳次數(shù)，若未到達，則轉到第(5)步；若到達最大重傳次數(shù)， 則丟棄此數(shù)據包，開始發(fā)送下一數(shù)據包。
上述第(1)步中，信道編碼調制方案和信道狀態(tài)信息的對應關系通過仿真得到的誤包率 曲線來獲取。
中繼節(jié)點的重傳方案選擇以下兩種之一
方案l:中繼節(jié)點在重傳時，不改變當前編碼調制方案級別。
方案2:中繼節(jié)點在重傳時，根據中繼節(jié)點到目的端的信道狀態(tài)信息，重新選擇編碼調
制方案級別。
本發(fā)明是將自適應編碼調制技術，混合自動請求重傳技術以及協(xié)作分集結合起來考慮， 選擇在協(xié)作增益明顯的時刻進行協(xié)作，避免了不恰當或無增益的協(xié)作，從而在盡可能的減少 了協(xié)作信令開銷的情況下，有效的優(yōu)化了系統(tǒng)整體性能，在信道條件比較差的情況下，本發(fā) 明帶來的性能增益更為突出。


圖1是本發(fā)明在三節(jié)點中模型中的拓撲結構。其中S為源端，D為目的端，R為中繼節(jié)點；
實線表示直接傳輸鏈路，虛線表示中繼鏈路。
圖2是本發(fā)明所述方法的實施流程圖。 圖3是本發(fā)明與傳統(tǒng)方案的性能比較圖。
具體實施例方式
以最典型的且具一般性的三節(jié)點模型為例說明本發(fā)明的基于自適應編碼調制的自適應協(xié) 作重傳方法，系統(tǒng)模型如圖1所示。
具體實現(xiàn)步驟如圖2所示
第1步根據不同業(yè)務的服務質量要求，得到經過重傳之后的最大允許誤包率(PER)， 結合當前的信道狀態(tài)信息，確定編碼調制方案級別；
第2步源端向目的端發(fā)送數(shù)據，目的端和中繼節(jié)點同時接收到數(shù)據；
第3步如果目的端正確譯碼，則反饋ACK，源端和中繼節(jié)點同時接收到ACK;如果目的 端不能正確譯碼，則反饋NACK，源端和中繼節(jié)點同時接收到NACK。
第4步如果中繼節(jié)點正確譯碼，則反饋ACK，源端和目的端同時接收到ACK;如果中繼 節(jié)點不能正確譯碼，則反饋NACK，源端和目的端同時接收到NACK;
第5步如果此時的編碼調制方案級別為0，即源端到目的端的直接傳輸信道處于深衰落， 并且中繼節(jié)點正確譯碼則由中繼節(jié)點進行重發(fā)；否則，由源端重發(fā)；第6步在目的端采用最大比合并，如果合并后譯碼正確，則反饋ACK，源端和中繼節(jié)點
同時接收到ACK;如果目的端不能正確譯碼，則反饋NACK，源端和中繼節(jié)點同時接收到NACK;
第7步檢査是否到達最大重傳次數(shù)，若未到達，則轉到第5步；若到達最大重傳次數(shù)，
則丟棄此數(shù)據包，開始發(fā)送下一數(shù)據包。
需要說明的是，本發(fā)明的實施過程第1步中，根據信道條件選擇編碼調制方案時，信道 編碼調制方案和信道條件的對應關系可以通過仿真得到誤包率曲線來獲取。
還需要說明，在有些系統(tǒng)中，為了降低復雜度，規(guī)定重傳過程中編碼調制方案級別不變。
為了確保與更多系統(tǒng)的兼容性，在本發(fā)明中，規(guī)定中繼節(jié)點可以選擇兩種重傳方案
方案l:中繼節(jié)點在重傳時，不改變當前編碼調制方案級別。優(yōu)點不需要估計中繼節(jié)點 到目的端的信道狀態(tài)信息，復雜度低。缺點編碼調制方案級別有可能和中繼節(jié)點到目的端 的信道狀態(tài)不匹配。
方案2:中繼節(jié)點在重傳時，根據中繼節(jié)點到目的端的信道狀態(tài)信息，重新選擇編碼調制 方案級別。優(yōu)點編碼調制方案級別和中繼節(jié)點到目的端的信道狀態(tài)相匹配。缺點復雜度咼。
圖3中給出了本發(fā)明與傳統(tǒng)方案(只聯(lián)合考慮自適應編碼調制技術和混合自動請求重傳 技術，而未考慮自適應協(xié)作重傳)的頻譜效率性能比較。其中，源端到中繼節(jié)點信道和中繼
節(jié)點到目的端信道的平均信噪比都為7，而源端到目的端信道的平均信噪比為^。這是一種
典型的中繼節(jié)點位于源端到目的端中點附近時的網絡模型。由性能比較可以得出對所有7
值，本發(fā)明都比傳統(tǒng)方案性能好，特別地，在Z值比較低，也就是信道條件比較差的情況下， 本發(fā)明帶來的性能增益更為突出。
權利要求
1.一種基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據業(yè)務的服務質量要求，得到經過重傳之后的最大允許誤包率，結合當前源端到目的端直接傳輸鏈路的信道狀態(tài)信息，確定信道編碼調制方案級別和最大重傳次數(shù)；(2)源端向目的端發(fā)送數(shù)據，目的端和中繼節(jié)點同時接收到數(shù)據；(3)如果目的端正確譯碼，則反饋確認信號，源端和中繼節(jié)點同時接收到確認信號；如果目的端不能正確譯碼，則反饋否認信號，源端和中繼節(jié)點同時接收到否認信號；(4)如果中繼節(jié)點正確譯碼，則反饋確認信號，源端和目的端同時接收到確認信號；如果中繼節(jié)點不能正確譯碼，則反饋否認信號，源端和目的端同時接收到否認信號；(5)如果此時的編碼調制方案級別為0，即源端到目的端的直接傳輸信道處于深衰落，并且中繼節(jié)點正確譯碼則由中繼節(jié)點進行重傳；否則，由源端重傳；(6)在目的端采用最大比合并，如果合并后譯碼正確，則反饋確認信號，源端和中繼節(jié)點同時接收到確認信號；如果目的端不能正確譯碼，則反饋否認信號，源端和中繼節(jié)點同時接收到否認信號；(7)檢查是否到達最大重傳次數(shù)，若未到達，則轉到第(5)步；若到達最大重傳次數(shù)，則丟棄此數(shù)據包，開始發(fā)送下一數(shù)據包。
2. 根據權利要求1所述的基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法，其特征在于，所述第 (l)步中，信道編碼調制方案和信道狀態(tài)信息的對應關系通過仿真得到的誤包率曲線來獲取。
3. 根據權利要求1所述的基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法，其特征在于，所述中 繼節(jié)點的重傳方案選擇以下兩種之一方案l:中繼節(jié)點在重傳時，不改變當前編碼調制方案級別。方案2:中繼節(jié)點在重傳時，根據中繼節(jié)點到目的端的信道狀態(tài)信息，重新選擇編碼調制方案級別。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于自適應編碼調制的自適應協(xié)作重傳方法，該方法依據源端到目的端直接傳輸鏈路的信道狀態(tài)信息和不同業(yè)務的服務質量要求，選擇合適的編碼調制方案級別和最大重傳次數(shù)，進行數(shù)據包的發(fā)送，由無線信道的廣播特性，目的端和中繼節(jié)點能夠同時接收到數(shù)據，如果目的端未能正確譯碼，則啟動重傳，依據所選擇的編碼調制方案以及中繼節(jié)點是否正確接收數(shù)據包來決定由源端或中繼節(jié)點進行重傳。本發(fā)明是將自適應編碼調制技術，混合自動請求重傳技術以及協(xié)作分集結合起來考慮，選擇在協(xié)作增益明顯的時刻進行協(xié)作，避免了不恰當或無增益的協(xié)作，從而在盡可能的減少了協(xié)作信令開銷的情況下，提高了傳輸質量，有效的優(yōu)化了系統(tǒng)整體性能。
文檔編號H04L1/18GK101282204SQ20081001621
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權日2008年5月13日
發(fā)明者史斐謹, 袁東風 申請人:山東大學