一种基于共享缓存的HARQ传输装置和方法与流程

本发明涉及通信技术领域，具体是指一种基于共享缓存的harq传输装置和方法。

背景技术：

分布式无线通信系统是目前无线通信技术发展的主要趋势和潮流。特别是在5g通信系统中，为了节约硬件成本，增加软件灵活度，采用了不同切分口的分布式方案。5g接入网的基础处理单元bbu被重构为cu(centralizedunit，集中式单元)，du(distributedunit，分布式单元)，ru(remote/radiounit，远端单元)等三个功能实体。就目前主流的切分方案option7.2中，cu设备处理无线高层协议栈功能，例如rrc层，pdcp层等，甚至也能够支持部分核心网功能下沉至接入网，满足未来通信网络对于新兴业务例如视频，网购，虚拟/增强现实对于网络时延的更高要求。du设备主要处理部分物理层功能和实时性需求较高的层2功能，比如调度器等等，ru中包含射频模块以及部分物理层功能。

在du和ru之间，通过fh(frounthaul，前传)来连接。因为不同的fh方案，会给du和ru之间，带来不同的时延。在某些情况下，这些不稳定且可能相当显著的时延会给位于du中的调度器带来相当大的影响，特别是对harq(hybridautomaticrepeatrequest，混合自适应重传)带来更大的挑战。采用harq技术后，如果某次传送失败，接收侧需要缓存此次发送的软比特信息，等待相同数据的下次重传，和接收到的重传数据进行合并，重新再进行解码。由于在非理想的fh中，调度器到ru之间的时延很大，因此数据的新传到重传之间需要等待较长的时间，以至于接收侧需要大量的内存来缓存接收后的数据比特。如果接收端是终端设备，采用芯片设计，则其内存容量受芯片成本，面积和功耗的限制，不可能无限增长。

目前4g，5g中harq的策略是将内存划分为相同大小的不同harqprocess。每次数据传输占用一个空闲的harqprocess，接收端解码失败时，将等待合并的软比特存储在该harqprocess对应的缓存中，在重传到来时进行合并，直到解码成功或者harq超时。

这种做法虽然简单且信令开销小，但是对分布式系统而言，当fh上的时延增大时，对harqproess个数的要求会急剧增加，特别是对于发送间隔很短的5g高频系统，在120khz的子载波间隔下，其发送时间间隔为0.125ms，此时3ms的时延就相当于24个发送间隔，对于一个fdd系统而言，就需要增加24个harqprocess。

因为每个harqprocess的缓存都需要按照最大可能的发送数据块的大小进行预留，在需要巨量的harqprocess时，按照不同harqprocess来均匀划分缓存的方式效率十分低下。特别是在用户有持续的小包发送时，这种划分方式将带来缓存的大量浪费。这使得终端侧的芯片成本和设计复杂度会急剧上升。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供了一种利用harqprocess之间共享缓存技术进行harq传输的装置和方法，可以有效节省硬件成本，匹配不同的业务数据模型，适应不同的非理想重传时延。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于共享缓存的harq传输装置，包括接收模块和发送模块，

所述接收模块包括解调模块、解码模块、软比特缓存模块和反馈模块，

解调模块，用于将收到的信号解调为软比特信息，并将其输出到解码模块；

解码模块，用于对当前收到的harqprocess的所有软比特信息，包括新传的软比特和每次重传收到的，合并后的软比特进行解码处理，输出解码成功或者失败的指示，解码成功则指示软比特缓存模块释放所有该harqprocess所对应的软比特，同时解码后，将解码结果输出到反馈模块；

软比特缓存模块：用于根据本次发送的harqprocess编号缓存当前发送时刻收到软比特信息，所有的harqprocess共享所有的存储空间，当此时传输是重传时，对重复的比特进行合并更新，保存那些第一次传输的比特，当解码模块要对某个harqprocess进行解码时，将所有对应于该harqprocess的软比特输出到解码模块进行解码，同时将当前的缓存占用情况输出到反馈模块。

反馈模块，用于根据当前收到的解码模块的解码结果，以及缓存的占用情况，反馈解码结果以及剩余的可用缓存比特数给发送模块；

所述发送模块包括发送模块和调度模块，

发送模块，用于根据调度模块所调度的harq信息，进行信号的发送；

调度模块，用于根据接收到的反馈信息，进行harq调度，在收到某个harqprocess的解码结果为成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q、发送模块中等待发送的数据缓存中的bit大小b和空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、b、c中的最小值为n，调度包含n个信息比特的新传harqprocess；在收到某个harqprocess的解码结果为不成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q和满足目标误码率需要的校验比特数p，空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、p、c中的最小值为n，调度包含n个校验比特的重传harqprocess。

一种基于上述传输装置的传输方法，包括如下步骤：

s1、调度模块根据当前的反馈信息和等待发送的业务数据的缓存调度一个重传或者新传；

s2、发送模块按照调度模块的指示来发送数据；

s3、解调模块对接收到的发送数据进行解码，将软比特缓存到软比特缓存模块；

s4、软比特缓存模块将对应harqprocess中至今为止收到的新传和重传的软比特送给解码模块进行解码；

s5、解码模块将解码结果通知反馈模块，若解码模块解码成功，则通知软比特缓存模块清除对应的harqprocess的所有缓存比特，软比特缓存模块将当前缓存状态信息通知反馈模块；

s6、反馈模块根据解码模块和软比特缓存模块的输入构造反馈信息，反馈给调度模块。

更进一步的技术方案是，步骤s1具体包括以下步骤：在收到某个harqprocess的解码结果为成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q、发送模块中等待发送的数据缓存中的bit大小b和空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、b、c中的最小值为n，调度包含n个信息比特的新传harqprocess；在收到某个harqprocess的解码结果为不成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q和满足目标误码率需要的校验比特数p，空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、p、c中的最小值为n，调度包含n个校验比特的重传harqprocess。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：该方法可以有效节省硬件成本，匹配不同的业务数据模型，适应不同的非理想重传时延。

附图说明

图1为分布式5g基站示意图；

图2为本发明的基于共享缓存的harq传输装置的示意图；

图3为本发明的各模块间处理流程图；

图4为调度模块的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

参考图1，图1为分布式5g基站示意图，由1个中心单元，4个扩展单元和32个远端单元构成。4个扩展单元连接到中心单元，同时每个扩展单元连接8个远端单元。将所有的远端单元配置为1个小区。前传使用无源光纤网络pon网络，一般情况下，其时延为1.5ms到2ms。

参考图2，图2为本发明的基于共享缓存的harq传输装置的示意图，所述基于共享缓存的harq传输装置，包括接收模块和发送模块，

所述接收模块包括解调模块、解码模块、软比特缓存模块和反馈模块，

解调模块，用于将收到的信号解调为软比特信息，并将其输出到解码模块；

解码模块，用于对当前收到的harqprocess的所有软比特信息，包括新传的软比特和每次重传收到的，合并后的软比特进行解码处理，输出解码成功或者失败的指示，解码成功则指示软比特缓存模块释放所有该harqprocess所对应的软比特，同时解码后，将解码结果输出到反馈模块；

软比特缓存模块：用于根据本次发送的harqprocess编号缓存当前发送时刻收到软比特信息，所有的harqprocess共享所有的存储空间，当此时传输是重传时，对重复的比特进行合并更新，保存那些第一次传输的比特，当解码模块要对某个harqprocess进行解码时，将所有对应于该harqprocess的软比特输出到解码模块进行解码，同时将当前的缓存占用情况输出到反馈模块。

反馈模块，用于根据当前收到的解码模块的解码结果，以及缓存的占用情况，反馈解码结果以及剩余的可用缓存比特数给发送模块；

所述发送模块包括发送模块和调度模块，

发送模块，用于根据调度模块所调度的harq信息，进行信号的发送；

调度模块，用于根据接收到的反馈信息，进行harq调度，在收到某个harqprocess的解码结果为成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q、发送模块中等待发送的数据缓存中的bit大小b和空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、b、c中的最小值为n，调度包含n个信息比特的新传harqprocess；在收到某个harqprocess的解码结果为不成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q和满足目标误码率需要的校验比特数p，空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、p、c中的最小值为n，调度包含n个校验比特的重传harqprocess。

发送模块可以使用可以发送ofdm(正交频分复用)波形，采用ldpc(低密度校验码)编码和相位幅度正交调制。

解调模块为一个具有接收ofdm(正交频分复用)波形，将相位幅度正交调制的信号判决为软比特的能力的接收模块。

软比特缓存模可为一个软件上的内存管理系统，根据不同的harqprocess存储管理不同的软比特，并且可以统计输出当前已经占用，或者空闲可用的缓存。并可根据解码模块的指示来释放缓存。

解码模块可完成ldpc的解码，并进行crc(循环冗余校验)，输出本次解码是成功还是失败。

反馈模块根据软比特缓存模块的当前可以缓存的空闲比特数和解码模块的输出决定反馈信息。

调度模块接收反馈信息，根据接收到的反馈信息，进行harq调度。指示发送模块再次进行发送。

一种基于上述传输装置的传输方法，包括如下步骤：

s1、调度模块根据当前的反馈信息和等待发送的业务数据的缓存调度一个重传或者新传；

s2、发送模块按照调度模块的指示来发送数据；

s3、解调模块对接收到的发送数据进行解码，将软比特缓存到软比特缓存模块；

s4、软比特缓存模块将对应harqprocess中至今为止收到的新传和重传的软比特送给解码模块进行解码；

s5、解码模块将解码结果通知反馈模块，若解码模块解码成功，则通知软比特缓存模块清除对应的harqprocess的所有缓存比特，软比特缓存模块将当前缓存状态信息通知反馈模块；

s6、反馈模块根据解码模块和软比特缓存模块的输入构造反馈信息，反馈给调度模块。

如图4所示，步骤s1具体包括以下步骤：在收到某个harqprocess的解码结果为成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q、发送模块中等待发送的数据缓存中的bit大小b和空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、b、c中的最小值为n，调度包含n个信息比特的新传harqprocess；在收到某个harqprocess的解码结果为不成功状态的信息时，计算接收模块缓存空闲可用的比特数q和满足目标误码率需要的校验比特数p，空口在这个发送间隔能承载的bit数c，取q、p、c中的最小值为n，调度包含n个校验比特的重传harqprocess。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。