基于turbo乘积码的混合自动重发请求的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用ｔｕｒｂｏ乘积码实现混合自动重发请求方法和装置，包括发送端和接收端，其中发送端具有ＴＰＣ编码器，将要发送的信息位首先编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵１，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一个校验矩阵２；接收端具有解码器，发送端首先发送信息矩阵和校验矩阵１；如果接收端的解码器通过信道解码正确恢复了信息位，则接收端传送回一个ＡＣＫ指示到发送端，如果不能恢复信息位，则传送回一个ＮＡＣＫ指示到发送端；发送端如果收到ＮＡＣＫ，只重发校验矩阵２到接收端；接收端在接收到校验矩阵２之后，恢复信息矩阵。本发明专利技术的用ｔｕｒｂｏ乘积码实现混合自动重发请求，以增大系统流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线和有线通信，特别涉及基于turbo乘积码(turboproduct code)实现混合自动重发请求(Hybrid Automatic RepeatRequest，Hybrid-ARQ)的方法和装置，以增大系统流量。
技术介绍
目前有许多采用其他码方案的混合自动重发请求技术方案，比如turbo码，卷积码等。但是采用turbo乘积码的混合自动重发请求(Hybrid-ARQ)技术方案还没有出现过。使用TPC的系统一般只采用自动重发请求(ARQ)技术方案。关于TPC信道编码在通信中的作用非常重要。通过信道的信息位会引入噪声和失真。特别是，无线信道噪声和失真很严重。高效的信道编码能够极大地降低由来自信道的噪声和失真引入的信息位的误码率。然而高效的信道编码会带来更高的处理复杂度，比如Turbo码。Turbo乘积码(TPC或BTC)是一种具有软输入/软输出解码的乘积线性码。它的性能可以与使用次优化加权算法的卷积Turbo码(Convolution Turbo Code)的性能相比。TPC提供了性能与复杂度之间的良好的折中，并且在实现方面由于低的复杂度而具有吸引力。由于过去提出了乘积码的turbo解码器，关于它的工作已经进行了很多以提高其性能，其中或是在给定的近最佳误码率(BER)性能下降低实现复杂度，或是在实现复杂度的限制之下提高误码率(BER)性能。编码器目前有三种常用的turbo乘积码的子码。其中之一是汉明码(Hamming code)，只能纠正单个错误。其中再一个是BCH码，能够纠正多于一个错误。另一个是单奇偶码(SPC)。由汉明码或SPC构成的TPC容易实现，但是其编码增益受到限制。由BCH码构成的TPC具有很高的解码复杂度，但是能够获得更高的编码增益。因此，选择TPC的哪种子码系统取决于系统设计的要求。解码器乘积码turbo解码器1的基本结构表示在图1中。乘积码的各种turbo解码器可以根据所述附图描述。接收的软信道值能够由turbo解码器解码，并且发送位的软值被输出。根据turbo解码器的软输出，能够直接进行硬判决。与CTC(卷积Turbo码)相似，在SISO解码2之前，接收的信道值被减去外部信息的反馈。因此，外部信息在迭代时收敛于信道中的实际噪声，解码的码字收敛于实际发送的码字。关于混合自动重发请求(Hybrid-ARQ)有两种基本的技术来控制数据通信系统中的错误自动重发请求(Automatic Repeat reQuest(ARQ))以及向前纠错码(FEC)。ARQ方案在实现上是简单的，并且提供很高的可靠性。然而，随着信道误码率增加，它们的流量效率快速下降。另一方面，FEC方案提供恒定的流量效率，但是在高信道误码率下可靠性下降。如果ARQ和FEC这两种控制方案被适当地组合，它们的缺点能够被克服。这种组合被称为混合自动重发请求。混合自动重发请求(HARQ)方案可以划分为三个类别类型-I，类型-II，以及类型-III。类型-I在基本的类型-I(HARQ)中，数据被FEC编码后还要被CRC等校验码编码(校验码用于检测帧的错误)。在接收端，FEC码首先被解码。如果包中仍然有错误(通过校验码检测)，则请求该包的重发。错误包被丢弃。重发使用相同的FEC码。类型-II类型-II HARQ方案也称为增量冗余(IR)方案。在IR ARQ方案中，被检测错误的数据包不被丢弃，而是与由发送端重发的数据包按一定规则组合(如最大必合并)用于随后的解码。对于类型-II HARQ方案，重发的数据包由于信道的变化，在接收端通常与第一次接收到的不同，而是携带了更多附加的冗余信息，所以合并后能更高效的译码类型-III类型-III HARQ方案是类型-II HARQ方案的一个特例每个包是可自解码的，即，如果可能，重发的包可以与先前的版本组合，但是每个版本包含正确接收数据所必需的全部信息。现有的TPC+ARQ方案不能获得更高的流量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于用turbo乘积码实现混合自动重发请求，以增加系统流量。本专利技术的基本思想是通过传统的TPC编码将信息位编码成矩阵，然后在将信息矩阵交织后又一次对其编码。这里，可以得到一个要发送的信息矩阵，以及通过两次TPC编码获得的另外两个校验矩阵。首先发送该信息矩阵以及一个校验矩阵。如果接收端不能恢复发送的信息位，接收端请求重发。在传统的技术方案中，全部信息以及校验矩阵被重发。但是在新的技术方案中，只有第二个校验矩阵被重发。在接收到第二个校验矩阵之后，接收端联合两个校验矩阵以及一个信息矩阵通过迭代算法解码信息位。由于TPC码的性质，交织会重新排列码块中元素的顺序，从而纠错的能力变得更高。为此，本专利技术提供了一种在发送端实现基于turbo乘积码的混合自动重发请求的方法，其特征在于包括以下步骤在发送端中，将要发送的信息位首先由TPC编码器编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵1，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一个校验矩阵2；在发送端首先发送信息矩阵和校验矩阵1，用于在接收端恢复信息位；对于发送端，在发送信息矩阵和校验矩阵1之后，如果收到来自接收端的不确认指示NACK，则只重发校验矩阵2到接收端，用于在接收端恢复信息位。本专利技术还提供了一种在接收端实现基于turbo乘积码的混合自动重发请求的方法，其特征在于包括以下步骤接收端接收的信息矩阵、一个校验矩阵1和一个校验矩阵2是这样形成的，在发送端中将要发送的信息位首先由TPC编码器编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵1，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一个校验矩阵2；首先如果接收端接收到发送端发送的信息矩阵和校验矩阵1并通过信道解码正确恢复了信息位，则送回一个确认指示ACK到发送端，如果不能恢复信息位，则传送回一个不确认指示NACK到发送端；在接收端如果传送回一个不确认指示NACK到发送端，将只收到发送端重发的校验矩阵2；接收端在接收到校验矩阵2之后，恢复信息矩阵。本专利技术还提供了一种基于turbo乘积码的混合自动重发请求的方法，其特征在于包括以下步骤在发送端中，将要发送的信息位首先由TPC编码器编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵1，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一个校验矩阵2；在发送端首先发送信息矩阵和校验矩阵1；如果在接收端通过信道解码正确恢复了信息位，则传送回一个确认指示ACK到发送端，如果不能恢复信息位，则传送回一个不确认指示NACK到发送端；对于发送端，如果收到NACK，只重发校验矩阵2到接收端；在接收端，在接收到校验矩阵2之后，恢复信息矩阵。本专利技术还提供了一种发送端设备，用于实现基于turbo乘积码的混合自动重发请求，其特征在于该发送端设备具有TPC编码器，将要发送的信息位首先编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵1，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一个校验矩阵2； 发送端设备首先发送信息矩阵和校验矩阵1，用于在接收端设备恢复信息位；对于发送端设备，在发送信息矩阵和校验矩阵1之后，如果收到来自接收端设备的不确认指示NACK，则只重发校验矩阵2到接收端设备，用于在接收端设备恢复信息位。本专利技术还提供了一种接收端设备，用于实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在发送端实现基于ｔｕｒｂｏ乘积码的混合自动重发请求的方法，其特征在于包括以下步骤：在发送端中，将要发送的信息位首先由ＴＰＣ编码器编码为一个信息矩阵和一个校验矩阵１，并且在交织该信息矩阵之后，重新编码交织后的信息矩阵，并且得到另一 个校验矩阵２；在发送端首先发送信息矩阵和校验矩阵１，用于在接收端恢复信息位；对于发送端，在发送信息矩阵和校验矩阵１之后，如果收到来自接收端的不确认指示ＮＡＣＫ，则只重发校验矩阵２到接收端，用于在接收端恢复信息位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黎光洁，杨红卫，李栋，
申请(专利权)人：上海贝尔阿尔卡特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]