基于自适应编码调制和自动重传请求的链路自适应方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应编码调制和自动重传请求的链路自适应方法，该方法通过确定下行信道的传输条件选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数，然后进行数据包的发送，在接收到所述数据包的确认信息后，根据所述信息判断数据包是否需要重新发送，如果需要，判断所述数据包的重传次数是否超过系统允许的最大值或者超过当前信道条件下允许的最大值，如果超过，结束操作，否则在重新选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数后继续数据包的发送操作，采用上述方案，使MCS的选择和最大重传次数选择的整体性能达到最优，因此能够提高系统的链路自适应能力，进而提高数据包的传输质量和系统传输性能。

说明书

技术领域

本发明涉及WCDMA系统中的下行链路自适应技术，尤其是基于自适应编码调制和自动重传请求的链路自适应方法。

背景技术

在WCDMA高速数据包接入系统中，AMC(自适应编码调制)和HARQ(混合自动重传请求)是两种十分重要的链路自适应方法，用于解决由于信道条件恶化导致的数据包传输错误问题。如果采用AMC方法，当信道条件变化时，系统会根据信道当时的状况，选择最适合的编码调制方案适应信道的条件变化，例如增加冗余信息，以尽可能消除数据包的传输错误；如果采用HARQ方法，通过用户端对每一个TTI(传输时间间隔)接收到的数据进行校验，来判断接收的数据是否正确。如果接收的数据正确，则向基站返回确认信息(ACK)；如果不正确，则返回不确认信息(NACK)信息，基站在接收到NACK信息后，将相应发送失败的数据包重新发送，由用户端再进行检验后，反馈回ACK或NACK信息，直到用户端正确接收该数据包。通过上述的HARQ方法，可以保证由于信道状况变化造成的数据包误码得以通过重传解决，进而保证接收数据的正确。上述的两种下行链路的自适应方法在系统数据包的传输中独立作用，没有相互结合，进行MCS(编码调制方案)选择时，没有考虑到不同的HARQ方法的最大重传次数对链路性能的影响，也就是说，没有把MCS的选择和HARQ最大重传次数的选择结合起来考虑，使得MAC和HARQ的整体性能没有达到最优，因此，可以通过选择更有效的MCS和HARQ的最大重传次数，从而提高AMC和HARQ的链路自适应性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于自适应编码调制和自动重传请求的链路自适应方法，使用该方法可以提高AMC和HARQ的链路自适应性能，进而提高数据包的传输质量和系统传输性能。

为达到上述目的，本发明提供的基于自适应编码调制和自动重传请求的链路自适应方法，包括：

(1)确定下行信道的传输条件，根据所述条件选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数，然后进行数据包的发送；

(2)接收所述数据包的确认信息，根据所述信息判断所述数据包是否需要重新发送，如果不需要，结束操作，否则，

(3)判断所述数据包的重传次数是否超过系统允许的最大值或者超过当前信道条件下允许的最大值，如果超过，结束操作，否则重新确定下行信道的传输条件，根据所述条件重新选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数，然后所述步骤(2)继续数据包的发送操作。

由于本发明在WCDMA高速数据包接入系统中，采用MCS和HARQ最大重传次数双重自适应的方法进行数据包的传送，使MCS的选择和最大重传次数的选择的整体性能达到最优，因此能够提高系统的链路自适应能力，进而提高数据包的传输质量和系统传输性能。

附图说明

图1是不同编码调制方案和数据包最大传输次数组合的数据吞吐量示意图；

图2是不同编码调制方案和数据包最大传输次数组合的数据吞吐量上包络示意图；

图3是本发明所述方法的实施例流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

AMC和HARQ是高速数据包接入系统的基本的链路自适应技术，因此，如何改进这两种方法，提高AMC和HARQ的整体性能，是提高HSDPA(高速数据包接入)吞吐量的重要手段，准确地选择MCS和HARQ最大重传次数，可以提高AMC和HARQ的链路自适应性能。

在高速数据接入系统中，当重传方式一定的情况下，MCS和最大重传次数N的选择就成了物理层链路性能的决定因素。因此，MCS和最大重传次数双重自适应的方法，不仅是MCS随着信道状况的变化而调整，并且最大重传次数也随着信道状况自适应调整，达到MCS、N的最优。

下面以两种MCS级别和两种最大重传次数为例进行说明。

图1是不同编码调制方案和数据包最大传输次数组合的数据吞吐量示意图。图1中，横坐标为信干比，纵坐标为系统吞吐量。图1中有(MCS1，N1)、(MCS1，N2)、(MCS2，N1)、(MCS2，N2)4种不同的编码调制方案和数据包最大传输次数组合方式，各自组合的性能曲线分别对应于曲线1、2、3、4。如果选定某个最大重传次数进行MCS的自适应选择，可以分别得到最大重传次数为N1、N2下的AMC性能曲线11、12，参考图2。图2中，横坐标为信干比，纵坐标为系统吞吐量。如果采用N值不能自适应调整，通过MCS的自适应调整，链路的最优性能只能在曲线11或12中选其一。问题在于，不同的信道条件下，两条曲线的性能相比并不总是一条优于另外一条。在信道质量估计的精度相同的前提下，在区间I和III，曲线12在11之上，说明在这两个区间所处的信道条件下，最大重传次数为N2的AMC+HARQ性能优于最大重传次数为N1的性能；同样，在区间II和IV，最大重传次数为N1的AMC+HARQ性能优于最大重传次数为N1的性能。由此，可以获得第三条性能包络曲线：在曲线11、12基础上，选取其中的最大值，作为系统的最优性能基线，参考图2中的曲线13。显然，曲线13的性能一定优于或等于11、12，可见，从链路吞吐量这个角度来看，在其他条件相同的情况下，采用MCS和N双重自适应的方法的性能，必定优于或等于不采用这种方法所获得的性能。

图3是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1实施本发明，首先应创建信道编码调制方案以及最大重传次数与信道条件的对应关系表，以根据信道条件选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数，然后设置分别用于记录数据包的总重传次数和一种信道条件下的重传次数的计数器i和j以及用于记载重新选择的最大重传次数和上次选择的最大重传次数的变量Nnew和Nold，最后确定系统规定的HARQ最大重传次数的范围Nmin到Nmax，Nmax为HARQ最大重传次数的最大值。

在图1所述的步骤31，当新数据包需要传送时，确定下行信道的传输条件，根据所述条件选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数Nnew。所述下行信道的传输条件可以根据信道的信干比或信噪比确定。在步骤32，将计数器i、j置为0；在步骤33使变量Nold等于Nnew；在发送数据包前，在步骤34使计数器i加1，表示该数据块信息的发送次数增加了一次；然后在步骤35发送数据包。当然所述步骤34的操作也可以在步骤35完成以后进行。接着在步骤36数据发送方等待接收方反馈的数据包确认信息，并判断所述数据包是否需要重传；若不需要，则本次数据包的传送结束；若需要重传，则判断所述数据包的重传次数是否超过系统允许的最大值或者超过当前信道条件下允许的最大值，即判断i＞Nmax？或j＞Nold？，如果其中任何一个条件满足，则本次数据块的传送结束，若两个条件均不满足，则进行步骤38。对于第一个判断条件(i＞Nmax？)，若重传次数超过Nmax，对物理层来说，应当停止重传，交由上层处理；对于第二个判断条件(j＞Nold？)，由于Nold为当前信道状况下选定的最优的最大重传次数，也就是说，只要信道重传过程中信道状况不变，最大重传次数就应当为Nold，若j＞Nold，即使总的重传次数没有超过Nmax(i≤Nmax)，重传也应当停止。在步骤38，需要重新确定下行信道的传输条件，根据所述条件重新选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数Nnew，例如根据信道状况和MCS、N、吞吐量的对应关系表重新选择MCS和Nnew。在步骤39判断重新选择的最大重传次数Nnew与上次选择的最大重传次数Nold是否相同，则在步骤40计数器j加1，以在最大重传次数不变的条件下继续统计数据包的重传次数，否则在步骤41计数器j置0，以当前信道条件下重新统计数据包的重传次数，然后返回到步骤33重新开始下一次的数据包的重新发送与统计。

需要说明的是，在某些高速数据接入系统中，为了实现的简化，规定重传过程中MCS的级别不改变。在这种情况下，步骤38在MCS不变的条件下重新选择最大重传次数Nnew；步骤39判断Nnew是否等于Nold，若相等，则在步骤40计数器j加1，否则在步骤41计数器j置0，然后流程返回到步骤34，数据包继续重传。

图3所述方法采用的信道编码调制方案以及最大重传次数与信道条件的对应关系表参考下表：

信道状况(CS)CS1 CS2 CS3 CS4不同信道状况下(MCS，N)组合的优先级(从上往下，优先级依次降低)MCS1，N1 MCS2，N2 MCS3，N3 MCS4，N4MCS2，N1 MCS2，N3 MCS2，N3 MCS4，N2MCS1，N2 MCS1，N2 MCS3，N1 MCS3，N4MCS2，N3 MCS1，N1 MCS4，N3 MCS3，N3MCS3，N3 MCS4，N3 MCS2，N4 MCS2，N4MCS4，N4 MCS3，N3 MCS1，N1 MCS2，N3

表中假定信道状况有4种情况，分别为CS1～CS4；MCS级别有4种，为MCS1～MCS4；最大重传次数有4种，为N1～N4，其中Nmin＝N1＜N2＜N3＜N4＝Nmax。

还需要说明，本发明的实施过程中，在根据信道条件选择适合的信道编码调制方案以及该信道条件下的最大重传次数时，上述创建的信道编码调制方案以及最大重传次数与信道条件的对应关系表可以通过创建信道编码调制方案以及最大重传次数与信道条件的曲线图，或者创建信道编码调制方案以及最大重传次数与信道条件的函数取代。

下面是数据包重传过程中MCS级别可以改变的实例：

如上表所不，当一个数据包开始发送时，发送端根据信道状况选择MCS和N的组合，选择是按照优先级最高原则进行的。假如当前信道状况为CS2，发送端根据上表选择(MCS2，N2)组合进行发送。若数据包需要重传，发送端根据当前信道状况重新选择MCS和N的组合。若当前信道状况没有改变，则仍选择(MCS2，N2)，继续重传。若信道状况变为CS4，则应当选择(MCS4，N4)，继续重传。若信道状况变为CS3，则应当选取(MCS3，N3)，继续传送。

在重传过程中MCS级别可变情况下，每次重新选择MCS和N的组合，总是能够选取当前信道状况下的最优组合。也就是说，选择的(MCS，N)组合总是在(MCS1，N1)、(MCS2，N2)、(MCS3，N3)、(MCS4，N4)这4中组合中选取。

下面是数据包重传过程中MCS级别不改变的实例：

如上表所示，当一个数据包开始发送时，发送端根据信道状况按照优先级最高原则选择MCS和N的组合。假如当前信道状况为CS2，发送端根据上表选择(MCS2，N2)组合进行发送。如果需要重传，发送方在MCS不变的前提下，重新选择最佳的最大重传次数N。若信道状况变为CS4，应当选择N4，此时的组合为(MCS2，N4)。若信道状况变为CS3，则最大重传次数应当选择N3，此时的组合为(MCS2，N3)。

在数据包重传过程中MCS级别不变的情况下，只能在当前的MCS前提下，根据信道状况选择最佳N值。如重传过程中，信道状况由CS2变为CS4，由于在CS2状况下已经选择了MCS2，因此重新选择时，只能在(MCS2，？)中选择，(MCS2，N4)优先级最高，因此最大重传次数选择N4。