一种基于最大距离可分编码的harq方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无线通信中基于最大距离可分编码的混合自动重传请求（Hybrid AutomaticRepeatrequest,HARQ)方法，具体涉及一种在较差信道状态下，基于最大距离 可分编码的特性进行改善，从而可以提高纠错能力的HARQ方法，属于通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 在对于通信系统的研究过程中，如何提高数据传输速率和提升服务质量是两个至 关重要的研究重点。差错控制技术是通过编码的方式，控制在传输过程中出现的差错，对 其进行去除或纠正，提高传输的可靠性，其目的为在不降低服务质量的前提下尽可能高地 提升数据传输速率。前向纠错（ForwardErrorCorrection,FEC)和自动重传（Automatic Repeatrequest,ARQ)是两个最重要的差错控制技术。混合自动重传请求（Hybrid AutomaticRepeatrequest,HARQ)结合了FEC和ARQ，为近来重要的链路自适应技术之一， 可以有效减少误块率并提尚系统吞吐量。
[0003] 目前实际通信系统中应用最为广泛的为增量冗余模式（IR)下的HARQ;这种模式 下假设原始数据包解码失败，则不断传递冗余数据进行解码，常通过速率匹配来获得不同 的冗余情况以满足重传需求。
[0004] 但上述HARQ方法仍旧存在一些问题。当传递信号的信道状态很差时，由于最初传 递的信息遭受到的损害较大，尽管进行多次重传且增加了冗余信息，仍旧无法进行正确解 码、恢复原有信息。HARQ存在上述问题的原因在于：上述HARQ重发包中的冗余比特没有良 好的编码性能；为了最大限度提升HARQ的效率，应该在加入冗余比特时候采用最优的编码 方式。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为解决上述HARQ方法在信道状态很差时仍旧无法进行正确解 码、恢复原有信息的问题，提出一种基于最大距离可分编码的HARQ方法及装置。
[0006] 本发明的思想是通过采用一种具有最大距离可分码特性的编码方式，如单奇偶校 验（SingleParityCheck，SPC)码，改进HARQ方法的编码性能，进而提高其纠错能力，实现 在信道状态很差时仍旧能够正确解码、恢复原有信息。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种基于最大距离可分编码的HARQ方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤一、通过将一个待传输文件分为N个数据包，并采用如下公式对所有的数据 包进行异或操作，得到检验包：
[0010] C=IfI2+...+Ij+...+In (1)
[0011] 其中，C表示检验包，Ij表示第j个数据包，jG[1，N];
[0012] 步骤二、发射机向接收机发送待传输文件的所有数据包，接收机对接收的数据包 进行解码，解码后对每个数据包分别进行CRC校验，若全部译码正确，则结束传输该文件， 返回步骤一开始下一个文件的传输；若有多于一个数据包译码错误，则重新传递N个数据 包；
[0013] 步骤三、接收机接收到重传的数据包，与之前接收到的数据包进行软合并，再次进 行解码，译码正确则结束传输该文件，返回步骤一开始下一个文件的传输；译码错误则重复 步骤二直到达到数据包最大重传次数，记录此时软合并后的数据包的解码情况，不再传输 数据包，改为传输步骤一中得到的校验包；
[0014] 步骤四、接收端接收到校验包，对校验包解码并进行CRC校验，若解码错误则重传 校验包，对重传校验包与原有校验包进行软合并，并重新对软合并后的校验包进行CRC校 验，解码失败则继续重传；若解码正确则通过如下操作对步骤三中最终得到的软合并后的 数据包进行恢复：
[0015] 当N个数据包中，仅有一个错误包I,(jG[1，N])时，采用以下等式对错误包进行 恢复：
[0016] (2)
[0017] 如果有多于两个的数据包传输错误，转入步骤五；
[0018] 步骤五、对于步骤三中得到的最终软合并后的数据包，对错误的数据包计算其中 每个比特的LLR值的平方和，每个数据包包含比特数为L，计算公式如下：
[0020] 其中，j为传输错误的数据包的序号，jG[1，N];
[0021] 在式（3)的计算结果中，选择LLR平方和最大的数据包，对其优先进行纠错处理， 处理过程如下：
[0022] 对该数据包计算其中各比特数据的LLR改进值，计算公式为：
[0024] 式中LLRj (k)表示序号为j的数据包第k个比特的LLR的值，LLRe (k)为校验包第 k个比特的LLR值。
[0025] 由此得到新的LLR值为
[0026] LLRj (k) new=LLRj(k) -+LLRj (k)revised，k= 1，2,…，L(5)
[0027] LLRj (k) ^表示对原有数据包计算得到的各比特的LLR值；
[0028] 对I,数据包，应用新的LLR值重新进行解码，若对于第一个错误的数据包解码失 败则重传校验包，重复步骤四到步骤五的操作，直到对于第一个错误数据包解码成功；若解 码正确则转步骤六；
[0029] 步骤六、找到（3)式计算中LLR平方和次大的错误包采用与第一个错误数据包相 同方式进行重新解码，如此一直操作到所有的错误包都被纠正。
[0030] 作为优选，所述校验包的重传需要设置其最大重传次数，并在每次进行校验包的 重传时，都要对其进行检测，如果已经达到最大重传次数则终止校验包的重传，并结束；否 则对校验包进行重传。
[0031] 作为优选，所述校验包的最大重传次数与数据包的最大重传次数相同。
[0032] 有益效果
[0033] 本发明提出的基于最大距离可分编码的混合自动重传请求方法与已有技术相比 较具有如下优点：
[0034] 在信道状态较好时进行正常传输与原有技术复杂度相同，在信道状态较差时，通 过传递校验包信息辅助解码，提高了纠错能力，改善了误块率性能。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明【具体实施方式】中基于最大距离可分编码的混合自动重传请求方法 的流程示意图。
[0036] 图2传统HARQ与本发明中提出的HARQ方法的BLER-SNR对比示意图。
[0037] 图3传统HARQ与本发明中提出的HARQ方法的平均时隙花费对比示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0039] 原理说明：
[0040] 考虑到前述HARQ的存在恶劣环境下无法解码的问题，可以采用编码性能最好的 码，来实现对数据的最优化解码。因此本发明利用最大距离可分码（maximumdistance separable，MDS)对HARQ进行设计。最大距离可分码具有最好的差错纠正能力。对于码长 为n，维度为k的码，最大距离可分码的最大汉明距离为d=n-k+1。最大距离可分码最重 要的特性为：如果采用（n，k)最大距离可分码进行编码，对于任意小于n的k值都可以恢复 出整个数据流。
[0041] 本发明基于最大距离可分码的特性提出了一种对于HARQ技术的改进方案，可以 提升纠正传输信息中错误的能力。与原有的HARQ方案相比，此方案具有更好的BLER(Block ErrorRate，误块率）性能，且传输文件所需的时间消耗没有明显增加。
[0042] 本发明采用一种具体的MDS码，单奇偶校验码（SPC) ;SPC码通过添加校验比特，使 得码字中总是有奇数或偶数个"1"，以此为判断依据，评估码中是否存在错误信息，同时可 以纠正码中的错误。采用该种纠错理念，与HARQ相融合，通过奇偶校验方式，添加校验包， 在接收端对数据包进行纠正，可以进一步提高HARQ的纠错能力，改善其在传输条件较恶劣 情况下的不足。
[0043] 实施例
[0044] 下面结合具体文件的传输说明如何应用本发明一种基于最大距离可分编码的 HARQ方法提高纠错能力，如图1所示，采用基于SPC码的HARQ包括如下步骤：
[0045] 步骤一、将待传文件分为多个数据包，对各数据包进行异或操作，得到检验包。
[0046] 在HARQ系统中，若接收的数据包通过检验发现错误，则进行重传，且重传有最大 次数限制。如果所有的数据包的重传都达到了最大次数，而数据包仍旧无法正确译码，则需 要传送校验包，将校验包与数据包联合起来，进行共同解码。
[0047] 获得检验包的过程可以如下例所示。将文件分为5个数据包，将五个数据包标记 为I1, 12, 13, 14,I5。对五个数据包进行异或操作可以得到检验包，表示为c。
[0048] C= (6)
[0049] 步骤二、发射机向接收机发送信息，首先只发送数据包。接收机在接收之后对接收 的数据包进行解码，按照原HARQ方法对数据包进行CRC校验，如果数据包进行CRC校验后 结果判断为错误传输，则重新传递所有数据包。
[0050] 步骤三、接收到重传的数据包，与之前接收到的数据包进行软合并，再次进行解 码，译码正确则结束