HARQ技术研究及其在1xEV-DO中的应用
Research on HARQ Technique and Its Application in 1xEV-DO
在移动通信系统中,多径衰落、多普勒频移等会严重恶化系统性能,使随机错误和突发错误并存.基于前向纠错(FEC)和自动重传请求(ARQ)方式的混合ARQ(HARQ)技术,不但具有纠正错误的能力,而且对超出纠错能力的错误图样有检测能力.现有的对于HARQ系统的研究,主要存在以下问题:(1) Chase合并中权值估计算法复杂,简化算法多集中在AWGN信道中,实际通常使用等增益加权合并,影响了系统性能;(2)基于Turbo码的HARQ系统译码过程中,译码输出的对数似然比利用不充分,降低了译码性能;(3)速率兼容型(RC)LDPC码构造技术仍不完善.针对以上问题,本文的主要工作为:1、介绍了传统ARQ的协议机制和三类HARQ的工作原理,详细讨论了HARQ中的码字合并技术,并利用Shannon定理,分析仿真了三类HARQ吞吐量性能.2、提出了Rayleigh衰落信道下基于接收序列的码字权值估计算法.通过分析信噪比和接收采样信息的关系,结合Rayleigh信道中衰落因子的概率密度函数,得出了信噪比和幅度信息的关系式,并将该信噪比应用于Chase合并中.仿真结果表明,与等增益加权合并相比,本文提出的权值估计算法性能较好.3、针对基于Turbo码的HARQ系统对译码输出的LLR利用不充分的问题,提出了两种算法:LLR-Turbo算法和CRC-LVR迭代停止算法.LLR-Turbo算法保存误码帧的LLR作为合并数据分组的先验信息,用以改善系统误码率;CRC-LVR算法先进行CRC校验,校验失败则进行LVR判决,目的是降低译码延时.仿真结果证实了算法的有效性.4、提出了可用于HARQ的RC-LDPC码的构造算法.首先利用高斯近似原理和差分进化算法,寻找性能优异的LDPC码的度分布序列;其次利用PEG编码方法构造LDPC列重增加校验矩阵,依次从具有最低度数的校验比特开始顺序删除,构造RC-LDPC码.仿真表明,参数优化的LDPC码采取顺序删除和随机删除性能相近,并且顺序删除不需要发送校验矩阵.5、在详细讨论了Turbo译码协处理器(TCP2)的参数配置基础上,通过DSP实现了基于Turbo码的HARQ系统接收端数据处理功能,及Rayleigh衰落信道中的码字权值估计算法,并利用TCP2对Turbo码译码和HARQ的性能进行了测试.测试结果表明,TCP2的译码功能较好地满足系统性能需求,使用码字合并的HARQ具有优越的性能和码字权值估计算法的有效性.
- 作者：
- 张勇
- 学位授予单位：
- 解放军信息工程大学
- 专业名称：
- 军事通信学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 彭建华
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 混合自动重传请求；递增冗余；Chase合并；Turbo码；LDPC码；速率兼容；TCP2
- Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ)；Incremental Redundancy；Chase Combining；Turbo code；LDPC code；Rate Compatible；TCP2