基于harq的数据传输方法、设备和系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种基于HARQ的数据传输方法、设备和系统，方法包括：根据当前物理资源对终端反馈的CQI进行调整，得到调整后的CQI，并确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率；根据SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳RV个数NRV；根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整；使用NRV个传TTI以及调整后的发射功率，向所述终端发送TB的NRV个RV。本发明实施例还提供了一种基站、终端和数据传输系统。本实施例在不影响系统吞吐量的基础上，实现了高能效地传输数据。
【专利说明】基于HARQ的数据传输方法、设备和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术，尤其涉及一种基于HARQ的数据传输方法、设备和系统。
【背景技术】
[0002]混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request ;以下简称:HARQ)技术作为现代无线通信的一种关键技术，为无线数据可靠传输提供了有力保障，并已在高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access ;以下简称:HSDPA)以及长期演进(LongTerm Evolution ;以下简称:LTE)中得到了广泛应用。HARQ从实现机制上可以分为三类，第一类HARQ (HARQ Type I )又称传统ARQ，接收端先对数据包进行纠错，若有错误不能纠正，则发送数据包重传请求，同时丢弃错误的数据包，重传时使用相同的前向纠错编码，冗余信息不变。第二类HARQ (HARQ Type II)属于全冗余方式的增加冗余(IncrementalRedundancy ；以下简称:IR)的ARQ机制，重传时不包含系统比特信息，只携带新的冗余信息来帮助解码，在接收端与先前收到的信息合并形成纠错能力更强的前向纠错码，进一步降低错误率。第三类HARQ (HARQ Type III)又称部分冗余HARQ，也属于增加冗余机制，接收端多多次传输的数据进行合并后解码，重传数据中包含冗余和系统比特，能够自解码。LTE/HSDPA既采用了 HARQ Type II，也采用了 HARQ Type III，其中，LTE包含4个冗余版本(Redundant Version ;以下简称:RV ) (RV0-RV3), HSDPA 则包含 8 个冗余版本(RV0-RV8)。图1为现有技术中典型的HARQ传输机制的示意图，如图1所示，在典型的HARQ传输机制中，首先由发射端传送I个传输块(Transport Block ;以下简称:TB)的I个RV,接收端接收到该RV后进行解码,若解码成功则反馈肯定应答(Positive Acknowledgement ;以下简称:ACK),若解码失败则反馈否定应答(Negative Acknowledgement ;以下简称:NACK)。发射端在接收到NACK后，继续发送该TB的RV,直到接收端成功解码并反馈ACK为止。
[0003]在现有技术中，自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding;以下简称:AMC)在LTE/HSDPA中越来越被广泛应用，相应地信道质量指示(Channel QualityIndicator ;以下简称:CQI)反馈也是必须的，接收端先测量信干噪比(Signal toInterference plus Noise Ratio ;以下简称:SINR),再对SINR进行CQI匹配,接收端将匹配的CQI反馈到发射端。CQI反馈可以为基站提供动态调整调制编码方式的依据，CQI反馈值越高，接收端SINR越高，其所能承受的调制阶数越高，信道编码码率也越高。每一个CQI都对应一条SINR与误块率(Block Error Rate ;以下简称:BLER)的对应关系曲线，如图2所示为现有技术中SINR与BLER的对应关系曲线。对于接收端来说，反馈的CQI是在满足一次空口传输BLER〈=0.1的需求下，信道条件能支持的最高CQI，以支持最高可能的瞬时吞吐量。
[0004]然而，接收端在追求高吞吐量的同时，需要付出高功耗的代价，导致传输数据的能效降低。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种基于HARQ的数据传输方法、设备和系统，在不影响系统吞吐量的基础上，实现高能效地传输数据。
[0006]本发明实施例的第一个方面是提供一种基于HARQ的数据传输方法，包括:
[0007]根据当前物理资源对终端反馈的信道质量指示CQI进行调整，得到调整后的CQI ；
[0008]确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率；
[0009]根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳冗余版本RV个数Νκν，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数；
[0010]根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整，得到调整后的发射功率；
[0011]使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述终端发送所述TB的Nkv个RV。
[0012]本发明实施例的另一个方面是提供另一种基于HARQ的数据传输方法，包括:
[0013]接收基站发送的调整后的信道质量指示CQI和所述调整后的CQI对应的初始发射功率，所述调整后的CQI为基站根据当前物理资源对测量到的CQI进行调整后得到的；
[0014]接收基站计算的最佳RV个数Nw和调整后的发射功率，所述最佳RV个数为所述基站根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和终端的业务质量需求计算得到的，所述调整后的发射功率为所述基站根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整得到的，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数；
[0015]使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述基站发送所述TB的Nkv个RV。
[0016]本发明实施例的又一个方面是提供一种基站，包括:
[0017]CQI调整模块，用于根据当前物理资源对终端反馈的信道质量指示CQI进行调整，得到调整后的CQI，并确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率；
[0018]计算模块，用于根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳冗余版本RV个数Nw，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数；
[0019]功率调整模块，用于根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整，得到调整后的发射功率；
[0020]下行传输模块，用于使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述终端发送所述TB的Nkv个RV。
[0021]本发明实施例的又一个方面是提供一种终端，包括:
[0022]第一接收模块，用于接收基站发送的调整后的信道质量指示CQI和所述调整后的CQI对应的初始发射功率，所述调整后的CQI为基站根据当前物理资源对测量到的CQI进行调整后得到的；[0023]第二接收模块，用于接收基站计算的最佳RV个数Nw和调整后的发射功率，所述最佳RV个数为所述基站根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和终端的业务质量需求计算得到的，所述调整后的发射功率为所述基站根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整得到的，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数；
[0024]上行传输模块，用于使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述基站发送所述TB的Nkv个RV。
[0025]本发明实施例的又一个方面是提供一种基于HARQ的数据传输系统，包括上述基站和上述终端。
[0026]本发明实施例的技术效果是:通过基站对终端反馈的CQI进行调整，根据SNR增益、调整后的CQI和终端的业务质量需求计算最佳RV个数Νκν，并根据RV个数和调整后的CQI调整初始发射功率，然后使用Nkv个传输时间间隔TTI以及调整后的发射功率，向终端连续发送TB的Nkv个RV ;本实施例通过对初始发射功率进行调整来适当降低一个用户的TTI级别的瞬时吞吐量，并根据准确计算出的最佳RV个数，将节省出的发射功率中的一部分用来支持同一 TTI下Nw个其它用户同时传输数据，从而在不降低系统的吞吐量的同时，实现了对功率资源的高效利用，实现了高能效地传输数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为现有技术中典型的HARQ传输机制的示意图；
[0029]图2为现有技术中SINR与BLER的对应关系曲线；
[0030]图3为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例一的流程图；
[0031]图4为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例二的流程图；
[0032]图5为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例三的流程图；
[0033]图6为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例三中进行HARQ节能传输后一个数据块的传输示意图；
[0034]图7为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例三中使用本发明方案前后发射功率的使用对比示意图；
[0035]图8为本发明基站实施例一的结构示意图；
[0036]图9为本发明基站实施例二的结构示意图；
[0037]图10为本发明终端实施例一的结构示意图；
[0038]图11为本发明终端实施例二的结构示意图；
[0039]图12为本发明基于HARQ的数据传输系统实施例的结构示意图。
【具体实施方式】[0040]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]本发明实施例所要解决的技术问题为传统的HSDPA/LTE空口，甚至未来的空口如何利用HARQ技术来进行高能效地传输数据，同时不伤害系统吞吐量。在现有的HSDPA/LTE空口上，HARQ技术主要是在初次传输接收端解码错误的情况下提供高效的重传机制，以保证系统的有效吞吐量。另一方面，在现有的HSDPA/LTE空口上，尤其是HSDPA，无论负载量的高低，介质接入控制(Media Access Control ;以下简称:MAC)层在进行传输格式资源组合(Transmission Format Resource Composite ;以下简称:TFRC)的过程中，总是优先满足一个用户进行满功率发射，从而保证单个用户的瞬时吞吐量。但实际上这样对功率资源是一种浪费，因为满功率发射相比非满功率发射并不会带来吞吐量的等比例增加，而追求的是单个用户的极端吞吐量。如果考虑发射端在每个TTI上降低单个用户的发射功率，即适当降低该用户的TTI级别的瞬时吞吐量，将节省出的功率中的一部分用来支持同一 TTI下其它用户同时传输数据，这样总体效果是在不降低系统的吞吐量的同时，还能起到节省发射功率的目的。
[0042]图3为本发明基于HARQ的数据传输方法实施例一的流程图，如图3所示，本实施例提供了一种基于HARQ的数据传输方法，该基于HARQ的数据传输方法可以具体应用于HSDPA或LTE系统中，本实施例从基站一侧对本发明的技术方案进行说明，即本实施例为下行方向的数据传输过程，该方法可以具体包括如下步骤:
[0043]步骤301，根据当前物理资源对终端反馈的CQI进行调整，得到调整后的CQI，并确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率。
[0044]在本实施例中，为了解决上述节省发射功率且不降低系统吞吐量的技术问题，需要计算终端节能传输的RV数量，并对发射功率进行适应性调整。本步骤为基站根据当前物理资源调整终端反馈的CQI，得到调整后的CQI，并确定调整后的CQI对应的初始发射功率。其中，终端可以周期性或者非周期性向基站反馈CQI以及终端的关于数据的应答反馈，即ACK/NACK，终端反馈的CQI为采用一次传输保证BLER，如满足BLER〈0.1的CQI。在LTE中，反馈的CQI可以包含调制编码方式，在HSDPA中可以包含最高码道数、调制方式以及TB最大值。基站在接收到终端反馈的CQI后，由于终端反馈的CQI可能不准确，基站中的TFRC模块会根据最近反馈的CQI以及当前物理资源调整该CQI，调整原则可以为通过调整该CQI确保传输一次Block的出错率在10%以下；再根据调整后的CQI确定对应的TB大小和初始发射功率Pinit，具体的CQI调整方法可以与现有技术中类似，此处不再赘述，此处的物理资源可以包括缓存数据量、可用带宽(码道)等。
[0045]步骤302，根据基站采用HARQ传输的SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳RV个数Nkv。
[0046]在对CQI进行调整后，基站根据调整后的CQI来计算最佳RV个数Νκν，基站具体根据SNR增益、调整后的CQI和终端的业务质量需求来计算Νκν，该SNR增益为基站采用HARQ传输的SNR增益。其中，最佳RV个数Nw为所述基站向终端发送TB所需要的RV个数，Nev为自然数，SNR增益可以由基站未采用HARQ传输的SNR与基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，具体可以为采用下述公式(I)来计算得到SNR增益:
【权利要求】
1.一种基于HARQ的数据传输方法，其特征在于，包括: 根据当前物理资源对终端反馈的信道质量指示CQI进行调整，得到调整后的CQI ； 确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率； 根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳冗余版本RV个数Nkv，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数； 根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整，得到调整后的发射功率； 使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述终端发送所述TB的Nev 个 RV。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据基站采用HARQ传输的SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳RV个数Nw包括: 根据所述调整后的CQI以及预设的不同CQI下的RV个数与SNR增益对应关系表，确定所述终端节能传输对应的候选RV个数； 根据所述终端的业务质量需求和所述候选RV个数确定最佳RV个数Νκν。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述终端的业务质量需求包括保证比特速率GBR需求和延时需求时，所述根据所述终端的业务质量需求和所述候选RV个数确定最佳RV个数Nkv包括: 根据前一 TTI的滤波速率、预设的滤波窗口长度、当前TTI的传输块大小和各候选RV个数，采用下述公式分别计算当前TTI的滤波速率；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选择候选RV个数中的最小值作为最佳RV个数Νκν，所述候选RV个数包括满足当前TTI的滤波速率大于预设的GBR需求阈值条件的RV个数，以及满足当前TTI的缓存区数据量与当前TTI的滤波速率的比值小于预设的延时需求阈值条件的RV个数包括: 从候选RV个数中选择所述候选RV个数对应的SNR增益最大的候选RV个数作为第一候选RV个数，所述候选RV个数为满足当前TTI的滤波速率大于预设的GBR需求阈值条件的RV个数； 从候选RV个数中选择所述候选RV个数对应的SNR增益最大的候选RV个数作为第二候选RV个数，所述候选RV个数为满足当前TTI的缓存区数据量与当前TTI的滤波速率的比值小于预设的延时需求阈值条件的RV个数； 选择所述第一候选RV个数和所述第二候选RV个数中的最小值作为最佳RV个数Νκν。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整包括: 根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI，查询预设的不同CQI下的RV个数与SNR增益对应关系表，获取所述最佳RV个数对应的SNR增益； 根据所述最佳RV个数对应的SNR增益，采用下述公式对所述初始发射功率进行调整:
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述向所述终端发送所述TB的Nw个RV之前，还包括: 在开始本次HARQ传输所使用的TTI或在开始本次HARQ传输所使用的TTI之前的TTI上，向所述终端发送通知信令，在所述通知信令中携带调制编码方式、可用带宽、本次HARQ传输的HARQ进程号、RV发·送顺序以及所述终端反馈应答的TTI编号，以使所述终端根据所述通知信令在相应的物理资源上进行数据检测； 其中，所述开始本次HARQ传输所使用的TTI为所述基站向所述终端发送RV所使用的第一个TTI。
7.一种基于HARQ的数据传输方法，其特征在于，包括: 接收基站发送的调整后的信道质量指示CQI和所述调整后的CQI对应的初始发射功率，所述调整后的CQI为基站根据当前物理资源对测量到的CQI进行调整后得到的； 接收基站计算的最佳RV个数Nkv和调整后的发射功率，所述最佳RV个数为所述基站根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和终端的业务质量需求计算得到的，所述调整后的发射功率为所述基站根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整得到的，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数； 使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述基站发送所述TB的Nev 个 RV。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括: 在开始本次HARQ传输所使用的TTI之前的TTI上，接收所述基站发送的通知信令，在所述通知信令中携带调制编码方式、可用带宽、本次HARQ传输的HARQ进程号、RV发送顺序、所述基站通知的上行传输TB所使用的TTI的起始编号以及所述基站反馈应答的TTI编号，并根据所述通知信令在相应的物理资源上进行数据检测； 其中，所述开始本次HARQ传输所使用的TTI为所述终端向所述基站发送RV所使用的第一个TTI。
9.一种基站，其特征在于，包括: CQI调整模块，用于根据当前物理资源对终端反馈的信道质量指示CQI进行调整，得到调整后的CQI，并确定所述调整后的CQI对应的初始发射功率； 计算模块，用于根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和所述终端的业务质量需求计算最佳冗余版本RV个数Νκν，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数； 功率调整模块，用于根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整，得到调整后的发射功率； 下行传输模块，用于使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述终端发送所述TB的Nkv个RV。
10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述计算模块包括: 第一计算子模块，用于根据所述调整后的CQI以及预设的不同CQI下的RV个数与SNR增益对应关系表，确定所述终端节能传输对应的候选RV个数； 第二计算子模块，用于根据所述终端的业务质量需求和所述候选RV个数确定最佳RV个数Nkv。
11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，当所述终端的业务质量需求包括保证比特速率GBR需求和延时需求时，所述第二计算子模块包括: 计算单元，用于根据前一 TTI的滤波速率、预设的滤波窗口长度、当前TTI的传输块大小和各候选RV个数，采用下述公式分别计算当前TTI的滤波速率:
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述选择单元包括: 第一选择子单元，用于从候选RV个数中选择所述候选RV个数对应的SNR增益最大的候选RV个数作为第一候选RV个数，所述候选RV个数为满足当前TTI的滤波速率大于预设的GBR需求阈值条件的RV个数； 第二选择子单元，用于从候选RV个数中选择所述候选RV个数对应的SNR增益最大的候选RV个数作为第二候选RV个数，所述候选RV个数为满足当前TTI的缓存区数据量与当前TTI的滤波速率的比值小于预设的延时需求阈值条件的RV个数； 第三选择子单元，用于选择所述第一候选RV个数和所述第二候选RV个数中的最小值作为最佳RV个数Νκν。
13.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述功率调整模块包括: 查询子模块，用于根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI，查询预设的不同CQI下的RV个数与SNR增益对应关系表，获取所述RV个数对应的SNR增益； 调整子模块，用于根据所述RV个数对应的SNR增益，采用下述公式对所述初始发射功率进行调整:
14.根据权利要求9-13中任一项所述的基站，其特征在于，还包括: 通知模块，用于在所述向所述终端连续发送所述TB的Nkv个RV之前，在开始本次混合自动重传请求HARQ传输所使用的TTI或在开始本次HARQ传输所使用的TTI之前的TTI上，向所述终端发送通知信令，在所述通知信令中携带调制编码方式、可用带宽、本次HARQ传输的HARQ进程号、RV发送顺序以及所述终端反馈应答的TTI编号，以使所述终端根据所述通知信令在相应的物理资源上进行数据检测； 其中，所述开始本次HARQ传输所使用的TTI为所述基站向所述终端发送RV所使用的第一个TTI。
15.一种终端，其特征在于，包括: 第一接收模块，用于接收基站发送的调整后的信道质量指示CQI和所述调整后的CQI对应的初始发射功率，所述调整后的CQI为基站根据当前物理资源对测量到的CQI进行调整后得到的； 第二接收模块，用于接收基站计算的最佳RV个数Nkv和调整后的发射功率，所述最佳RV个数为所述基站根据基站采用混合自动重传请求HARQ传输的信噪比SNR增益、所述调整后的CQI和终端的业务质量需求计算得到的，所述调整后的发射功率为所述基站根据所述最佳RV个数和所述调整后的CQI对所述初始发射功率进行调整得到的，所述SNR增益由所述基站未采用HARQ传输的SNR与所述基站采用HARQ传输的SNR的比值来确定，其中，所述最佳RV个数为所述基站向终端发送传输块TB所需要的RV个数，Nev为自然数； 上行传输模块，用于使用Nkv个传输时间间隔TTI以及所述调整后的发射功率，向所述基站发送所述TB的Nkv个RV。`
16.根据权利要求15所述的终端，其特征在于，还包括: 第三接收模块，用于在开始本次HARQ传输所使用的TTI之前的TTI上，接收所述基站发送的通知信令，在所述通知信令中携带调制编码方式、可用带宽、本次HARQ传输的HARQ进程号、RV发送顺序、所述基站通知的上行传输TB所使用的TTI的起始编号以及所述基站反馈应答的TTI编号，并根据所述通知信令在相应的物理资源上进行数据检测； 其中，所述开始本次HARQ传输所使用的TTI为所述终端向所述基站发送RV所使用的第一个TTI。
17.一种基于HARQ的数据传输系统，其特征在于，包括权利要求9-14中任一项所述的基站和权利要求15或16所述的终端。
【文档编号】H04W88/08GK103428836SQ201210151260
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】吴晔, 张伟 申请人:华为技术有限公司