[发明专利]一种轨道通信差错控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及高速移动环境下一种提升轨道交通无线通信传输可靠性的差错控制方法和系统。

背景技术

LTE系统以其显著的高数据传输速率和较低的系统时延，将成为下一代轨道交通无线通信系统的候选技术之一。为了克服无线信道时变特性和多径衰落对信号传输带来的影响，减小信号传输失败的概率，LTE网络采用了混合自动重传请求HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)差错控制传输技术。大致实现过程如下：首先，发送端对信源数据进行前向纠错编码后发送，接收端通过前向纠错解码对接收到的数据帧进行解码；如果解码正确，则向发送端反馈确认ACK(Acknowledgement)；否则，向发送端反馈否定确认NACK(Negative Acknowledge)。之后，发送端接收到接收端反馈的ACK/NACK信息，若为ACK，则进行下次数据传输；若为NACK则启动ARQ重传，重传前向纠错解码错误的数据帧。最后，接收端将根据不同的重传机制，采取单独前向纠错解码重传数据帧、合并重传数据帧后再进行前向纠错解码。

轨道交通特别是高速列车的高速移动将引发无线通信的多普勒效应，在时域上它使信道呈现快衰落，这将使得HARQ技术面临较大的性能下降，尤其是在切换重叠区，一方面接收到的信号强度越来越弱，信干噪比越来越低；另一方面，当切换命令与HARQ重传冲突时，UE并不会因为要给源eNB(演进型基站)发送HARQ重传或者ACK/NACK确认而延迟执行切换，导致性能下降尤为严重。而轨道无线通信要求更可靠的通信链路，以保障行车安全。因此，提供适用于轨道交通无线通信的高可靠差错控制技术具有非常重要的意义。

通过对现有专利及相关技术的检索发现，现有的与LTE HARQ技术相关的方法和系统包括：

(1)一种LTE解速率匹配与HARQ合并的装置与方法(CN102412938)针对现有技术中的速率匹配方法对于子块交织矩阵的恢复实现过程繁琐，缓存消耗较大存储空间问题，给出了一种新的LTE解速率匹配与HARQ合并的装置和方法。

(2)一种HARQ合并器和HARQ数据存储方法(CN102208966A)针对LTE这种高速率和多个HARQ进程的技术使得接收端存储所有错误的信息包的存储器有时较大这个问题，提供了一种HARQ合并器及HARQ数据存储方法，降低基带芯片的面积和功耗。

(3)下行数据的发送方法及装置(CN102571662A)公开了一种下行数据的发送方法和基站。主要用于解决现有TD-LTE系统中下行导频时隙(Downlink Pilot Time Slot，DwPTS)中传输的下行数据占用HARQ进程而导致上行子帧负荷较大问题。

(4)下行HARQ的实现系统及方法(CN102148676A)给出了一种下行HARQ的实现系统和方法，该系统包括调度模块、状态机维护模块和回复处理模块，通过状态机中的状态链表存储HARQ进程的不同状态，有效保证TD-LTE系中下行HARQ数据传输的可靠性和时效性。

现有专利中尚没有明确针对提高轨道交通无线通信HARQ传输性能的方法。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案的不足，本发明旨在提供一种轨道交通无线通信场景下增强切换区HARQ传输性能的方法和系统，并使之克服现有技术的以上缺点。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种轨道通信差错控制方法，用于改善轨道交通特别是高速列车的高速移动中的通信传输性能，通信场景基于LTE网络架构，由演进型基站eNB、车载中继以及相应接口组成在带状无线通信拓扑环境下，基站沿轨道线放置；整个通信系统接入网部分分为车内通信和车地通信两部分，车内通信部分可在每节车厢内安装微微基站或WiFi无线接入设备，用户信息通过该设备处理汇聚到车载中继，车地通信部分由车载中继和道旁基站组成；包含如下的处理手段：

(1)根据列车状态信息(位置和速度)，源eNB判断列车是否行驶到基站重叠区的某一特殊位置P1，如果到达，通过无线资源控制层RRC信令修改媒体接入控制MAC层配置参数，减少最大重传次数；

(2)在基站触发切换之前，源eNB将没有成功传输的数据缓存起来，用户也将没有成功接收的错误数据缓存起来，且对缓存的分组进行排序；

(3)一旦基站触发切换，用户则停止给源eNB发送ACK/NACK信息，同时缓存并排序没有发送ACK/NACK的分组，源eNB也将没收到ACK/NACK信息的分组排序缓存。