[發明專利]一種基于數字調制的IR-HARQ功率分配算法

有效

• 申請號: 202011082546.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112218361B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 季晨;曹鈺杰;章國安
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04L1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種基于數字調制的IR?HARQ功率分配算法，其中包括基于數字調制時信道互信息的計算、最大化調制互信息策略、MMSE的近似表達式、混合傳輸策略及其閾值等；本發明在已知發射端反饋的信道狀態信息情況下，利用凸優化和基于數字調制的IR?HARQ鏈路中MMSE及其近似表達式，采用最大化調制互信息策略和逆信道傳輸策略相結合的混合傳輸策略，設置閾值自適應調節功率分配，優化鏈路的平均數據吞吐率，在有限的傳輸次數內可以快速逼近數字調制的速率上限，從而得到較優的數據吞吐率。

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種基于數字調制的IR-HARQ功率分配算法。

背景技術

混合自動重傳請求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，IR-HARQ)，是一種將前向糾錯編碼(FEC)和自動重傳請求(ARQ)相結合而形成的技術。即在接收端使用FEC技術糾正所有錯誤中能夠糾正的那一部分，然后通過錯誤檢測判斷不能糾正錯誤的數據包，最后丟棄不能糾錯的數據包，向發射端請求重新發送相同的數據包。

現有技術中考慮的是理想信道編碼和不使用數字調制情況下優化IR-HARQ傳輸鏈路中的平均數據吞吐率。雖然也能得到較好的性能結果，但是實際應用中使用數字調制是不可避免的。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種基于數字調制的IR-HARQ功率分配算法，在已知發射端反饋的信道狀態信息情況下，利用凸優化和基于數字調制的IR-HARQ鏈路中MMSE及其近似表達，采用最大化調制互信息策略和逆信道傳輸策略相結合的混合傳輸策略，設置閾值自適應調節功率分配，優化鏈路的平均數據吞吐率，在有限的傳輸次數內可以快速逼近數字調制的速率上限。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于數字調制的IR-HARQ功率分配算法，具體包括以下步驟：

步驟S1、計算基于數字調制的IR-HARQ鏈路中的互信息；

步驟S2、計算鏈路中的平均吞吐率；

步驟S3、采用混合傳輸策略進行功率分配。

優選地，所述步驟S1包括：

步驟S1.1、建立系統模型，假設在第k次傳輸時，接收端的離散信號為：

y_k＝g_kh_kx_k+w_k,

其中，x_k為發射信號，y_k為接收信號，w_k為加性高斯白噪聲，h_k為當前傳輸回合的信道增益，g_k為第k次傳輸時的發射功率；

步驟S1.2、在M進制調制方案下，星座圖中的樣點用S_l表示，且發送到信道的概率相等，接收端的信噪比用ρ表示，在高斯信道條件下，對于等概率多進制調制信號，信道的互信息表示為：

步驟S1.3、對互信息進行求導，可以得到

步驟S1.4、用MMSE表示數字調制的IR-HARQ鏈路中的互信息導數為：

優選地，所述步驟S2包括：

步驟S2.1、設置IR-HARQ傳輸鏈路的初始速率為R₀，進行的重傳次數為L_M，τ為IR-HARQ嘗試發送當前信息所消耗次數的隨機變量，p_e(k)為錯誤解碼導致的誤碼率；