TD-LTE系统中混合自动重传技术(HARQ)重传机制的研究
LTE中HARQ混合自动重传技术的研究的开题报告
LTE中HARQ混合自动重传技术的研究的开题报告一、选题背景和意义随着移动通信网络的不断发展，人们对于高速、低时延的通信需求越来越大。
然而，无线信道的不稳定性，导致信号的传输会受到多种干扰，从而降低通信质量（QoS），进一步影响用户体验。
高速下行数据传输技术Long-term Evolution（LTE）为了支持高质量的宽带数据服务，引入了多种技术，其中一种就是混合自动重传请求（Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ）技术，通过在传输过程中，实现数据重传和数据冗余机制，提高了数据的可靠性和传输的性能，从而保障了用户的QoS。
本文将从HARQ混合自动重传技术的研究入手，探讨如何进一步提高通信质量和性能，从而满足更高的用户需求。
二、主要内容（1）HARQ技术概述介绍HARQ技术的基本原理和发展现状，分析HARQ技术的特点和优点，重点介绍HARQ-ACK（ACK/NACK）的基本概念，以及其在LTE中的应用。
（2）HARQ自适应调制技术介绍HARQ技术结合自适应调制技术的应用，通过自适应调制的技术，提高传输效率和QoS。
同时，探讨其在LTE中实现机制及应用性能优化。
（3）HARQ机制优化介绍HARQ机制在实际运用中存在的问题，并提出相应的技术优化措施，主要从下列方面探讨HARQ机制的性能优化：调度算法的改进、固定重传次数的优化、ACK/NACK反馈翻转的优化。
（4）HARQ混合自动重传技术在LTE中的应用结合HARQ机制优化技术，深入研究HARQ混合自动重传技术在LTE中的应用，探讨其完整的传输过程，并对其传输性能进行实验性验证。
三、预期成果（1）深入掌握HARQ的基本原理、应用特点和发展现状。
（2）明确HARQ机制在LTE中的应用场景和技术实现机制。
（3）探讨HARQ机制优化技术，提高通信质量和性能。
（4）实现HARQ混合自动重传技术在LTE中的应用，并对其传输性能进行实验性验证。
HARQ技术简介
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差错控制技术简介
差错控制编码的种类有很多，大体上分为2种： 检错码和纠错码。
检错码是在接收端根据监督关系进行检查，并发 现错误。纠错码是在接收端除发现错误外，还能进 行自动纠正错误。
常见的检错码：恒比码、奇偶校验码， CRC码。在纠错码中应用最广泛的是代数码， 它包括线性分组码、循环码、BCH码。
以上分析说明：HARQ和FEC更适 图3 ARQ 、FEC、type-I HARQ的吞吐量对比
应无线信道多径衰落的情况。在信道
状态较好的状态下，三者的吞吐量性
能差别不大。
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特点：
第一类HARQ在接收端不进行任何合 并，每次收到的数据包直接译码。这 种方法信令开销小，解码简单。对传 错的数据帧只是单纯的丢弃，没能充 分利用其中的有用信息。
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HARQ定义及过程
第二类HARQ：
又称为完全增量冗余（IR）的重传机制。这种机制下，错误的数据 包不会被丢弃，而是在接收端先缓存起来，与重传的数据包进行合 并之后再进行解码。
相比第一类HARQ，实现第二类HARQ需要更多的存储器，结构 复杂，但对于吞吐量的改善明显。
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HARQ定义及过程
第三类HARQ： 是完全增量冗余重传机制(IR)的改进。在该机制中，每次的重传 是可以自行解码的，这一点与第二类HARQ不同。对于每次发送 的数据包采用互不删除方式，各个数据包既可以单独译码，也可 以合成一个具有更大冗余信息的编码包进行合并译码。
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差错控制技术简介
FEC（前向纠错）
032.LTE中的混合自动重传请求技术
LTE中的混合自动重传请求技术3G长期演进系统(LTE)的标准化工作已经全面展开，并得到了大家的广泛关注。
各种先进的无线传输技术即将在该系统中得到应用，包括混合自动重传请求(HARQ)技术。
根据重传发生时刻的不同，HARQ可以分为同步和异步两类。
同步HARQ由于接收端预先已知传输的发生时刻，HARQ进程的序号可以从子帧号获得；异步HARQ进程的传输可以发生在任何时刻，HARQ进程的处理序号需要连同数据一起发送。
由于HARQ 技术能够很好地补偿无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响，已成为LTE中的关键技术之一。
该技术将会随着3G长期演进系统的发展不断完善。
随着数据网络的飞速发展，基于数据业务的通信在各种通信中占的比重越来越大，作为主要支持话音业务的第二代移动通信系统已经不能够满足人们对数据业务的需求。
如今世界各移动通信设备制造商和运营商已从对第三代移动通信系统的概念认同阶段进入到具体的设计、规划和实施阶段。
在第三代移动通信的发展过程中，随着R99、R4、R5、R6和R7各个系统版本技术规范的发布，第三代移动通信合作计划(3GPP)组织作为宽带码分多址(WCDMA)和时分同步码分多址(TD-SCDMA)这两个系统进行国际标准化工作的主要组织，为基于带码分多址(CDMA)技术的第三代移动通信技术的发展发挥了重要的作用，近年来这些系统逐渐进入了商用的进程。
为了满足更高速率业务的需求，3GPP于2004年12月正式开始了3G 长期演进(LTE)系统标准化工作[1]。
推动LTE的出发点是保证3G系统未来10年的竞争力，使其性能、功能等得到全面提升。
3G LTE重点考虑的方面主要包括降低时延、提高用户的数据率、增大系统容量和覆盖范围以及降低运营成本等。
为了满足这些要求，需要对无线接口以及无线网络的架构进行一些改进。
相应的研究将围绕多个方面展开，包括：物理层的空中接口、层二与层三间的接口，通用移动通信系统陆地无线接入网(UTRAN)结构的调整和与射频相关的问题等。
任务2 链路自适应与HARQ混合自动重传与小区干扰消除
> 内部公开
小区间干扰协调—— ICIC
LTE同频组网干扰问题
LTE同频组网时，小区间干扰比较严重，导致位于小 区边缘的用户数据吞吐量急剧下降，用户感受差。
小区边界 干扰严重
小区间干扰协调（ICIC）
解决LTE同频组网干扰问题的重要研究方向
LTE同频组网时 小区间干扰比较严重
小区间干扰协调（ICIC） ：通过小区间无线资源的协 调使用来控制小区间的干扰。具体而言，小区间协调 的方式包括限制哪些时频资源可用，或者在一定的时 频资源上限制其发射功率等。
> 内部公开
PBCH，PCFICH，PDCCH：扰码序列与小区id和时隙起始位置有关
PHICH物理信道的加扰是在调制之后，进行序列扩展时进行加扰 扰码序列与小区id和时隙起始位置有关
User A Turbo Coding Interleaver Scrambling A
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© ZTE Corporation. All rights reserved.
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© ZTE Corporation. All rights reserved.
> 内部公开
小区间干扰消除
小区间干扰随机化（ICI Randomization）
干扰随机化不能降低干扰的能量，但能通过给干扰信号加扰的方式将干扰随机化为 “白噪声”，从而抑制小区间干扰。 利用干扰的统计特性对干扰进行抑制，误差较大。
TD-LTE移动通信技术
2017年9月
课程目录
第1章 背景与概述 第2章 TD-LTE关键技术 第3章 TD-LTE系统架构与接口协议规范 第4章 TD-LTE物理层及物理层过程 第5章 TD-LTE移动性和无线资源管理 第6章 ZXSDR B8300原理及硬件结构 第7章 ZXSDR R8962原理及硬件结构
LTE学习笔记 HARQ、HARQ process、HARQ information、同步异步、自适应非自适应、ACKNACK反馈、上行HARQ1
20140307 （HARQ、HARQ process、HARQ information、同步/异步、自适应/非自适应、ACK/NACK反馈、上行HARQ（1））一、HARQ介绍HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest），混合式自动重传请求，是一种结合FEC（Forward Error Correction）与ARQ（Automatic Repeat reQuest）方法的技术。
FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。
对于FEC无法纠正的错误，接收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。
接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收的数据包是否出错。
如果无错，则发送一个肯定的确认（ACK）；如果出错，则接收端会丢弃数据包，并发送一个否定的确认（NACK）给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据。
前面介绍的ARQ机制采用丢弃数据包并请求重传的方式。
然而，虽然这些数据包无法被正确解码，但其中还是包含了有用的信息，如果丢弃了，这些有用的信息就丢失了。
通过使用HARQ with soft combining，接收到的错误数据包会保存在一个HARQ buffer中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，从而得到一个比单独解码更可靠的数据包。
然后对合并后的数据包进行解码，如果还是失败，则再请求重传，再进行软合并。
根据重传的bit信息与原始传输是否相同，HARQ with soft combining 分为Chase combining和incremental redundancy（IR，增量冗余）两类。
Chase combining中重传的bit信息与原始传输相同；增量冗余中重传的bit信息不需要与原始传输相同。
这里我们只介绍增量冗余，因为LTE中使用的是这种机制。
在增量冗余中，每一次重传并不需要与初始传输相同。
相反，会生成多个coded bit的集合，每个集合都携带相同的信息。
LTE系统中的混合自动重传请求技术研究
武 岳 鲜永菊
重庆 ４ ０６ ００５ 重庆 邮 电大 学 通 信与信 息工程 学 院
０ 引 言
３Ｐ Ｇ Ｐ长 期 演 进 （ Ｔ ） 目是 ３ Ｐ ＬＥ 项 Ｇ Ｐ启 动 的 新 技 术研 发项 目， 以 Ｏ Ｄ ／ Ｄ 它 Ｆ Ｍ Ｆ ＭＡ为 核 心 ， 看 作 被
Ｉ Ｈ Ｒ 又 叫 传 统 的 Ａ Ｑ， Ｉ型 Ｈ Ｒ 型 Ａ Ｑ Ｒ 在 Ａ Ｑ 中， 发送 的 码 字 都 是 可 以进 行 独 立 译 码 的完 整 码 字 ， 收端 首先 对 码 字 译 码 ， 错 误 图样 超 出纠 错 接 若 能力 ， 要求 重 传 ， 传 时 使 用 相 同 的前 向纠 错 编 则 重 码， 也就是 说冗余 信 息是相 同 的。
分 为 ３类 ：Ｉ型 Ｈ Ｒ ｈｂ ｄＡ Ｑ ｔ ｅＩ ，Ⅱ型 Ａ Ｑ（ ｙｒ － Ｒ — ｐ —） ｉ ｙ Ｈ Ｒ ｈ ｂ ｄＡ Ｑ ｔ ｅＩ） Ⅲ 型 Ｈ Ｒ ｈ ｂ ｄ Ａ Ｑ（ ｙ ｒ — Ｒ — ｐ — 和 ｉ ｙ Ｉ Ａ Ｑ（ ｙ ｒ — ｉ
Ａ Ｑ ｔｐ ． Ｉ ［５。 Ｒ — ｅＩ ）３］ ｙ Ｉ －
子 编码器 分别独 立 进行 尾 比特递 归 求解 过 程 ， 个 每
子 编码器 得到 ６个 尾 比特 输 出 ， ， 、 和 分 别 为 ３个 ｂ ， ｉ 而输 出只有 ３路 ， 要将 这 ４路 共 １ ｉ ｔ 还 ２ｂｔ 按 照标准 重排到 ３路输 出 中。 Ｔ ｒｏ 码器 的输 出为 ： ｕｂ 编
Ⅲ型 ＨＡ Ｑ 方 案 也 属 于 Ｉ Ｒ Ｒ机 制 。它 与 Ⅱ型
１ ＨＡ ＲＱ 基本 原 理
Ｈ Ｒ Ａ Ｑ技术是 Ｆ Ｃ技术 和 Ａ Ｑ技 术 的结合 。 Ｅ Ｒ Ｊ
HARQ技术(混合自动请求重传技术)
HARQ技术（混合自动请求重传技术）摘要：本次论文将以3G（第三代移动通信系统）PP（是一个成立于1998年12月的标准化机构）的HSDPA（表示高速下行分组接入技术）技术为例，进述速率理论上可以达到lOMbit／s（兆比特每秒表示数据传输速率）的高速下行数据传输技术。
在HSDPA（表示高速下行分组接入技术）中，为了支持高速数据用户的支持，使用了一种新的共享信道，HS-DSCH（传输信道，用于高速下行分组接入技术）高速下行共享信道。
在HSDPA（表示高速下行分组接入技术）中，为了使传输数据速率更高并支持多种非对称业务，提出了增强型下行共享信道(HS-DSCH(表示高速下行分组接入技术)的概念。
本文重点讲述了混合自动请求重传技术的原理并对此进行了研究。
关键词：混合自动请求重传HSDPA（表示高速下行分组接入技术）第一代模拟移动通信系统和第二代数字系统都是有支持语音通信和有限的数据通信能力。
而第一代的目标是提供宽带范围的服务，除了一些与移动有关的信息外，大部分是ISDN（综合业务数字网，是一个数字电话网络国际标准）业务的无线扩展，服务质量达到有线网的近似水平。
第三代网络主要集中在服务质量、系统容量、个人和终端的移动性等方面。
系统的容量通过使用更小的小区和地理上有序的频率通道再使用来改善。
第三代系统将按照不同的运行环境使用不同的小区结构。
小区的结构从常规的微小区到室内的微微小区。
第三代系统的计划比现有的以话音为主、基于微蜂窝的系统要复杂得多，需要更先进、更智能化的网络环境。
第三代无线技术旨在提供接近有线质量的无线话音业务，而且可以支持普通多媒体和高速数据应用所需的数据和容量。
3G技术将支持基于位置的业务、导航、紧急援助和其他先进业务。
业内设计人员还预见，3G系统将使用户可以按自己的要求设置语音信箱、呼叫屏蔽、话音质量及其他业务。
向3G的演进将使无线本地环路能够接入PSTN（公共交换电话网络）和公用数据网络，同时提供对应用和网络资源的更有效控制。
5G中的HARQ重传机制
5G中的HARQ重传机制•概述：•NR和LTE一样都有两级重传机制：MAC层的HARQ机制和RLC层的ARQ机制。
丢失或出错数据的重传主要是由MAC层的HARQ机制处理，并由RLC的ARQ进行补充。
MAC层的HARQ机制能够提供快速重传，RLC层的ARQ机制能够提供可靠的数据传输。
•HARQ使用Stop-and-Wait进程，当一个HARQ在等待确认信息时，发送端可以使用另一个HARQ来继续发送数据。
这些HARQ进程共同组成了一个HARQ实体，这个实体结合了停等协议，允许数据同时连续传输。
•HARQ有下行HARQ和上行HARQ之分。
下行HARQ针对下行数据传输，上行HARQ针对上行数据传输，两者相互独立，处理方式也不相同。
一、HARQ进程和调度• 1. NR R15每个上下行载波均支持最大16个HARQ进程，基站可以根据网络的部署情况，通过高层信令半静态配置UE支持的最大进程数。
如果网络没有提供对应的配置参数，则下行缺省的HARQ进程数为8，上行每个载波支持的最大进程数始终为16。
HARQ进程号在PDCCH中承载，固定为4比特。
• 2. 5G不支持跨小区的HARQ重传，如果初始传输在小区1，在传输后激活的小区变为小区2，则不会在小区2上重传。
对于FDD，如果UE在发送HARQ-ACK 之前发生了激活UL BWP的切换，则UE不会再相应的PUCCH资源发送HARQ-ACK信息。
•为了降低终端实现的复杂度，NR R15仅支持顺序的HARQ调度，即先调度的数据的HARQ-ACK不会比后调度的HARQ-ACK先反馈，对于上下行都是如此。
同时，对于同一个HARQ，如果先调度的HARQ-ACK没有反馈，则不会对同一个数据再进行一次调度。
二、 HARQ-ACK信息上报•NR上下行均采用异步HARQ，HARQ-ACK信息既可以在PUCCH上承载，也可以在PDCCH上承载。
NR R15仅支持UE在一个时隙仅有一个承载HARQ-ACK信息的PUCCH。
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6.汤毅.周荣辉.马茹.TANG Yi.ZHOU Rong-hui.MA Ru基于LTE的HARQ系统分析与仿真[期刊论文]-电脑知识与技术2009,5(36)
1.刘高华.苏寒松.张伟LTE中基于频率资源重选的混合自动重发反馈传输技术[期刊论文]-计算机应用 2012(7)
2.高建东基于3GPP LTE系统的HARQ算法研究与仿真[学位论文]2010
3.林挺萃一种HARQ软合并方法及其在LTE中的应用[期刊论文]-电信科学2010,26(7)
4.王玲.朱光喜.吴伟民.张毅杰.WANG Ling.ZHU Guang-xi.WU Wei-min.ZHANG Yi-jie LTE系统跨层HARQ重传技术研究[期刊论文]-小型微型计算机系统2010,31(11)
2.张奎力.刘波.苏寒松LTE系统中HARQ实体研究[期刊论文]-信息通信 2013(3)
3.张奎力.苏寒松.刘高华.王鹏一种新型LTE混合自动重传方案[期刊论文]-计算机工程与应用 2013(19)
引用本文格式:史硕TD-LTE系统中混合自动重传技术(HARQ)重传机制的研究[学位论文]硕士 2010
TD-LTE系统中混合自动重传技术(HARQ)重传机制的研究
作者:史硕
学位授予单位:北京邮电大学
被引用次数:3次
1.孔晓琨基于LTE的上行Q研究及其MAC层实现[学位论文]2010