[发明专利]一种用于多天线通讯系统的自动重传请求方法

说明书

技术领域

一种用于多天线系统的自动重传请求方法，可用于无线局域网、宽带无线接入、移动通信、地面数字电视广播等系统和标准。

背景技术

随着无线网络、多媒体技术和Internet的逐渐融合，人们对无线通信业务的类型和质量的要求越来越高。为满足无线多媒体和高速率数据传输的要求，需要开发新一代无线通信系统，且它将广泛采用一些新技术，如多天线(MIMO)等。

MIMO系统是指在发送和接收端使用多元天线阵列，它能显著提高系统容量和无线传输链路质量。利用MIMO技术提高系统容量和传输质量的方式包括两类：空分复用和空间分集。空分复用的典型应用是Bell实验室提出的分层空时结构(BLAST)，它把整个数据流分解成若干个单独的子数据流从多副天线并行发送；在接收天线大于或等于发送天线数时，BLAST的信道容量与发送天线数成线性关系。空间分集是利用发送、接收天线间的多径传播而提高传输鲁棒性，它包括接收分集和发送分集，如空时格码和空时分组码等。

虽然MIMO相对于单天线系统提高了频谱效率，但各天线支路传送信号受到信道衰落的影响而降低了吞吐量。采用基于混合自动重复请求(HARQ)的链路自适应技术能提高MIMO传输可靠性。HARQ是自动重复请求(ARQ)和前向纠错(FEC)相结合的纠错方法。FEC的优点是只有一个信道，传输效率高，等于码速率；当译码错误时，错误的信息也送给用户，故可靠性不高，为获得高的系统可靠性必须选用长码和纠错能力强的码组，使得译码电路复杂度高。ARQ技术比FEC简单、可靠，但它必须设置一个反馈信道，且当信道变差时系统经常处于请求状态而使传输效率较低。

HARQ是在ARQ中引入FEC技术，利用FEC纠正经常出现的错误，以减少重传次数，使得只有在极少出现的错误才请求重传，即增加了系统可靠性和传输效率。MIMO系统中HARQ的工作原理为：每幅发射天线支路比特流加入循环冗余校验(CRC)比特、调制形成一数据分组后发射到信道，经信道传播后，接收天线端利用检测算法恢复各天线支路的数据分组，并利用CRC检验是否出错。若某天线支路的数据帧出错，则从该天线端对应的源发射天线重发该数据分组。数据分组发送时，由于无线信道的广播特征，使得所有接收端天线均可收到该分组。一般的MIMO ARQ技术中，接收天线端仅利用来自源发射天线的分组数据信息，而把来自其他天线的数据帧信息作为干扰而删除，如图2(b)所示。从信息论的角度来看，这种处理方法存在信息损失，没有完全利用有效信息。同时，数据重传时，只要任一幅天线支路端的数据出现差错，则均需要从这些天线支路端发送数据分组，这耗费MIMO链路的传输效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高MIMO系统吞吐量的混合自动重复请求发射方法，该方法能够提高MIMO系统吞吐量。

本发明的思想是基于无线信道的广播特征，即每个接收天线端能获得从所有发射天线端传送的数据分组；在接收天线端除了恢复来自源天线的目的数据分组之外，还将检测并保存来自其他天线端的数据分组，如图2(a)。当分组重传时，把所有待重传的分组进行编码为复合分组后从任一幅天线发射，其余天线可用作发送其他数据分组，这将提高MIMO系统传输效率。

本发明采取了如下技术方案。多天线通讯系统主要包括有发射端、接收端和反馈信道，发射端和接收端分别安装有N幅天线，接收端的每幅天线均能接收到来自发射端的N幅天线的数据分组；输入的信息流被分成N个数据分组D₁，D₂，…，D_N，N个数据分组D₁，D₂，…，D_N分别被送到发射天线的1，…，N端发射，经无线信道传输后被接收端的接收天线1，…，N端接收；其特征在于：

1)接收端的接收天线1，…，N用信号检测方法恢复来自源天线的目的数据分组，并把检测出的来自其他N-1个发射天线的数据分组用信号检测方法恢复后暂时保存到每幅接收天线端；

2)接收端的接收天线1，…，N分别校验接收到的来自源天线发射的数据分组，若正确，则通过反馈信道发送确认信息数据ACK到其发射端；否则，发送非确认信息数据NACK给发射端；

3)发射端的发射天线根据各自接收到的反馈信息数据判断是否需要重新发送数据分组，若收到确认信息数据则无需重发数据分组，若收到非确认信息数据则需要重发数据分组；

4)发射端把所有需要重发的数据分组编码后通过发射端的发射天线1，…，N中的任一幅天线发射；