无线通信中的混合ARQ技术研究

论文摘要

随着无线通信系统的不断发展以及各种新业务的不断涌现，无线通信系统对于数据传输速率和服务质量的要求越来越高，从而推动了对于下一代无线通信技术的研究。在下一代移动通信技术的研究中，高效的差错控制技术是一个重要的研究方向，它对于系统的数据传输速率和服务质量都有着重要影响。混合ARQ技术将两种差错控制方案一前向纠错和自动请求重传相结合，充分利用两者的优点，是一种高效的差错控制方案，因此，混合ARQ技术必将成为下一代移动通信中的核心技术之一。 本文深入研究了各类混合ARQ技术的原理、性能以及它们在无线通信系统中的应用。并介绍了作者在本研究领域所取得的研究成果。 1．本文首先介绍了混合ARQ的基本原理，对目前混合ARQ的研究状况作了全面的论述。分类介绍了各类混合ARQ的工作机制，并详细讨论了基于增量冗余的Ⅱ型混合ARQ，基于Chase合并的Ⅲ型混合ARQ以及基于可信度的混合ARQ方案，分析了它们的理论基础、系统性能以及具体实现中需要考虑的问题。 2．本文在研究Ⅱ型混合ARQ的基础上，以无线通信系统中基于前导信号（Preamble）的PMCAP／CDMA通信协议为例，详细分析了引入Ⅱ型混合ARQ技术对于PMCAP／CDMA协议中的多址干扰控制方案的影响，并提出了一种改进的多址干扰控制技术—联合区分多址干扰（CD-MAI）控制算法，仿真结果表明通过在多址干扰控制算法中考虑Ⅱ型混合ARQ方案的影响，系统的整体性能得到了相应的提高。 3．本文针对基于可信度的混合ARQ方案在实际应用中面临的反馈包过大从而导致反向链路负载过大的问题，提出了一种反馈包压缩算法，充分利用相邻重传比特位置信息之间的相关性构造错误比特列表，同时针对接收端的重传比特选择算法，本文提出了一种重传比特预选择机制，降低了接收端选择重传比特的复杂度。仿真结果表明，这种反馈包压缩算法能够有效减小反馈包的大小，从而降低了反馈链路的负载，使得基于可信度的混合ARQ方案的实用性得到了提高。 4．本文提出了OFDM系统中一种基于子载波重映射的混合ARQ方案。正交频分复用（OFDM）技术被认为将是下一代移动通信系统中的主流技术，因此受到越来越广泛的关注，但目前对于混合ARQ技术在OFDM系统中的应用研究大都停留在混合ARQ技术与OFDM系统的简单叠加上，所采用的混合ARQ方案并未考虑到OFDM系统本身的特点。考虑到无线信道通常表现出的频率选择特性，在OFDM系统中不同子载波所经历的衰落具有相对独立性，本文提出了一种基于子载波重映射的混合ARQ方案，在重传发生时根据前一发送周期的子载波测量结果对重传包作比特-子载波重映射，从而将编码比特所经历的衰落随机化，避免由于部分严重衰落的编码比特所导致的译码错误。相应的性能仿真证明该方案在频率选择性衰落信道下可以有效的提升OFDM通信系统的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1.引言
• 1.2.无线通信的差错控制
• 1.2.1.自动重传请求（ARQ）
• 1.2.2.前向纠错（FEC）
• 1.3.新型差错控制方案—混合ARQ
• 1.3.1.混合ARQ的研究背景
• 1.3.2.混合ARQ的分类
• 1.4.本文的研究内容及主要贡献
• 第二章 Ⅱ型混合ARQ技术研究
• 2.1 引言
• 2.2 交叉重传Ⅱ型混合ARQ
• 2.3 基于RCPC/RCPT码的Ⅱ型混合ARQ
• 2.3.1 码率兼容删除卷积码（RCPC Codes）
• 2.3.2 码率兼容删除Turbo码（RCPT Codes）
• 2.3.3 基于RCPT码的Ⅱ型混合ARQ方案实例
• 2.4 PMCAP/CDMA协议中的联合区分多址干扰控制技术
• 2.4.1 PMCAP/CDMA协议
• 2.4.2 联合区分多址干扰（CD-MAI）控制算法
• 2.4.3 性能仿真
• 第三章 基于chase合并的Ⅲ型混合ARQ技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 Chase合并算法
• 3.3 基于Chase合并的Ⅲ型混合ARQ方案实例
• 3.3.1 系统模型
• 3.3.2 性能仿真
• 第四章 基于可信度的混合ARQ技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 软输入软输出译码器
• 4.2.1 软输入软输出Turbo码译码器
• 4.3 基于可信度的混合ARQ
• 4.3.1 系统模型
• 4.3.2 重传比特选择方案
• 4.3.3 性能仿真
• 4.4 基于可信度的混合ARQ方案反向链路压缩算法
• 4.4.1 算法分析
• 4.4.2 性能仿真
• 第五章 OFDM系统中基于子载波重映射的混合ARQ技术
• 5.1 引言
• 5.2 OFDM通信系统
• 5.3 OFDM系统中基于子载波重映射的混合ARQ方案
• 5.3.1 系统模型
• 5.3.2 性能仿真
• 第六章 结束语
• 6.1 本文的主要内容
• 6.2 作者的主要贡献
• 6.3 需要进一步研究的问题
• 攻读博士学位期间的研究成果
• 攻读博士学位期间从事的科研项目
• 致谢