无线中继网络的混合自动请求重传机制研究

摘要

在无线通信系统中，需要同时考虑通信的有效性和可靠性。尤其在高速率宽带通信环境下，对通信过程中的有效性和可靠性提出了更高的要求。前向纠错编码（FEC）技术可以采用信道编码纠正传输过程中的错误，其特点是有效性高，但当错误无法纠正时，其可靠性低。而自动请求重传技术（ARQ）可以通过检错码检验接收的数据包是否存在错误，对有错误的数据包进行重传，其特点是可靠性高、有效性低。为了在通信过程中同时兼顾可靠性和有效性，引入了混合自动请求重传技术（HARQ）。它将前向纠错编码技术和自动请求重传技术结合起来使用，大大改善了通信质量。
　　 本文首先对HARQ技术进行了概述（包括定义、重传类型等）、研究的背景和意义，以及国内外研究现状和本文的研究内容和研究方法。然后推导了三种HARQ技术的中断概率表达式、平均时延表达式和平均吞吐量表达式，从中断概率和平均吞吐量的角度比较了这三种重传类型的性能，并对结果进行了分析。
　　 随着无线通信系统的演进，为了更好地提升用户的通信性能，在下一代宽带移动通信系统中引入了中继技术，中继技术的引入可以有效扩展网络覆盖范围和提高系统容量，并使边缘用户也可以获得较好的传输性能。考虑到无线中继网络的HARQ研究较少，本文在介绍了中继技术的引入对无线网络的影响以及与中继目前的研究热点和研究现状基础上，对HARQ应用到无线中继网络进行了研究。根据不同的中继配置，设计了相应的传输方案，并理论分析了其性能，给出了性能评估结果。
　　 本文的创新点在于首先结合单中继节点模型，设计3种不同的重传方案。接下来推导不同方案不同重传机制下中断概率的表达式，比较不同方案的优劣，并对结果进行分析。并且结合双中继模型，设计了相关的重传方案。接下来进行了相关公式的推导，将双中继的混合自动请求重传性能与单中继的情况进行了比较，并对结果进行了分析。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 HARQ技术研究背景和意义

1.1.1 无线通信的特点

1.1.2三种ＨＡＲＱ重传类型

1.2 HARQ技术的概述

1.3 ARQ协议

1.4 HARQ的分类

1.5 HARQ技术的研究方向

1.6 本文的研究内容和创新点

第二章 HARQ的不同重传类型的性能分析

2.1 中断概率

2.1.1 HARQ—Ⅰ型

2.1.2 HARQ—CC型

2.1.3 HARQ—IR型

2.2 平均时延

2.3 平均吞吐量

2.4 性能分析

2.4.1 参数设定

2.4.2 数值结果与性能分析

第三章 无线中继网络概述

3.1 无线中继网络的网络结构

3.2 中继在无线网络中的作用

3.3 LTE—A系统下中继的分类

3.4 LTE—A系统下中继技术方面的研究热点和出现的问题

3.4.1 研究热点

3.4.2 研究过程中出现的问题

第四章 无线单中继网络HARQ传输方案设计

4.1 系统模型

4.2 传输方案

4.2.1 方案1

4.2.2 方案2

4.2.3 方案3

4.3 中断概率(方案1)

4.3.1 HARQⅠ型

4.3.2 HARQ—CC

4.3.3 HARQ—IR

4.4 中断概率(方案2)

4.4.1 HARQ Ⅰ型

4.4.2 HARQ—CC

4.4.3 HARQ—IR

4.5 性能分析

4.5.1 参数设定

4.5.2 数值结果与性能分析

第五章 无线双中继网络HARQ传输方案设计

5.1 系统模型

5.2 传输方案

5.3 中断概率

5.3.1 HARQ Ⅰ型

5.3.2 HARQ—CC

5.3.3 HARQ—IR

5.4 性能分析

5.4.1 参数设定

5.4.2 数值结果与性能分析

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 HARQ技术的研究前景与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文