TD-SCDMA HSUPA系统中HARQ方案研究

3.2　CA-HARQ方案

　　由系统吞吐率的定义知，能够使接收端正确译码的校验比特是必需的有用信息，而额外的校验比特就是冗余的无用信息。减少传送的无用冗余比特的数目就可以提高吞吐率。不难看出，传统的Type-Ⅱ HARQ重传仅考虑了冗余版本不同的打孔位置，没有考虑此时的信道状况，速率局限于几个固定值，造成了系统吞吐率的浪费。由此，Mantha提出了一种新的重传方案CA-HARQ(Capacity-Approaching HARQ)，以最小的幅度递增传输校验位，直到接收端正确译码。这样传输的冗余校验比特的数目就可以最小化，从而使吞吐率达到最大[5]。传送数据时，首先传送信息位，如果不能正确接收，再传送校验位。系统通过PSI(Parity Spreading Interleaver)实现对校验位的抽取。PSI将turbo编码器输出的校验位分组，每次收到NACK后，选择不同子集的校验位传送。每个子集的校验位的数目和位置可以灵活地设定，从而实现任意速率的抽取。例如，第1次重传使用5%的校验位，第2次的重传使用10%的校验位，依次类推。PSI的抽取矩阵如表1所示：

　　抽取矩阵中，"1"表示该位被传输，"0"表示被打掉，不会被传输。tij表示抽取矩阵第i行j列的元素，则次传送的比特数为。

　　CA-HARQ的系统模型如图2所示。假定反馈信道无错，CRC校验位足够长，可以忽略未检测出的错误概率。发送端经过turbo编码后得到系统位和扩展校验位，首次发送时只发送系统位，接收端进行turbo译码，若有错误发生，则向发送端发送NAK信号，要求重传。此时发送端对扩展检验位进行校验位交织器PSI编码器编码输出，根据信道的状态和反馈信号选择发送的比特。对应接收端的PSI解码器根据PSI抽取规则，首先将校验比特还原相应的位置，然后将前几次传输的错误的数据结合本次重传的冗余信息进行最大比合并，进行turbo译码。根据turbo译码输出的CRC值，判定接收的对错。

　　ARQ系统的吞吐率指的是接收端正确接收数据帧时，帧中信息比特的数目k和发送端发送所有比特总数Nαν的比值： ，Nαν包括信息比特、CRC校验比特和其他所必须的校验比特。设经过M次重传，接收端可以正确译码，则 其中，Pi表示第i次重传正确接收数据的概率;Ni表示第i次重传的比特数。初始只传输信息比特(k位)和CRC校验比特(r位)(N0=k+r)[6]。