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摘要 混合自動重復請求（HARQ）作為TD-SCDMA高速下行分組接入（HSDPA）系統中的一項關鍵技術使數據傳輸向更可靠的階段發(fā)展。文章首先介紹了HARQ的機制類型和功能結構，并由此闡述了設置冗余版本（RV）參數的目的和作用，然后通過鏈路仿真分析提供了系統實現時RV參數的選擇和優(yōu)化方案。
0、引言
為提高下行容量和數據業(yè)務速率，TD-SCDMA系統引入高速下行分組接入（HSDPA）這一增強技術。HSDPA技術的理論數據傳輸速率最高可達14.4Mbit/s，平均可為每位用戶提供300kbit/s～1Mbit/s的下行鏈路。從底層來看，HSDPA主要是引入自適應調制編碼（AMC）和混合自動重傳請求（HARQ）技術來實現對信道條件的自適應性和更高階的調制算法，從而提高系統的數據傳輸速率和頻譜效率。其中，HARQ作為一種鏈路自適應技術，為系統提供了基于信道條件的精確的數據速率調整，這一功能主要通過速率匹配和比特重排控制重傳數據版本來實現。下面將著重描述在TD-SCDMA系統中，HARQ的原理和實現及冗余版本（RV）參數設置的目的，并確定參數優(yōu)化的方案。
1、HARQ技術簡介
HARQ是一種鏈路自適應技術，接收端在超出自身糾錯能力時快速請求發(fā)端重發(fā)錯誤的數據塊，因此能自動適應信道條件的變化，且對測量誤差和時延不敏感。HARQ實現機制傳統上分為三類：
第一類HARQ（HARQ Type Ⅰ）又叫傳統ARQ，接收端首先對數據包進行糾錯，如果有錯誤不能糾正，就發(fā)送數據包重傳請求，同時丟棄錯誤的數據包。重傳時使用相同的前向糾錯編碼，冗余信息不變。Chase Combining對第一類HARQ作了一定程度的改進，不丟棄錯誤的數據包，而是存儲起來，在接收端由解碼器先將多次傳輸的數據按信噪比加權相加，即最大比合并（MRC），再進行解碼，從而獲得時間分集增益。
第二類HARQ（HARQ Type Ⅱ）屬于全冗余方式的增加冗余（IR）的ARQ機制。其重傳不包含系統比特信息，只是攜帶新的冗余信息來幫助解碼，在接收端與先前收到的信息合并形成糾錯能力更強的前向糾錯碼，使錯誤率進一步降低。冗余信息版本由若干編碼打孔方式產生。
第三類HARQ（HARQ Type Ⅲ），又叫部分冗余HARQ，也屬于增加冗余機制。接收機將多次傳輸的數據合并后進行解碼。重傳數據中同時包含冗余和系統比特，能夠自解碼。由于系統比特對解碼的影響非常大，如果系統中噪聲和干擾比較大，使得第一次傳輸的數據破壞非常嚴重，那么即使增加冗余信息，數據包也難以解碼。這種情況下，重傳數據自解碼將使系統性能得到提高。第三類HARQ可以看作前兩類的結合。
2、HARQ的功能實現
在TD-SCDMA HSDPA系統中，HARQ功能模塊由兩級速率匹配（Rate Matching）和一個緩沖器組成[2]。第一速率匹配子模塊使輸入比特與用戶設備（UE）軟緩沖容量相匹配。若輸入比特數大于虛擬IR緩存器容量，則進行打孔；否則不執(zhí)行第一速率匹配。第二速率匹配子模塊通過進行打孔或重復的操作，將第一速率匹配子模塊輸出的高速下行共享信道（HS-DSCH）TTI比特數據與高速下行物理共享信道（HS-PDSCH）幀內的比特數相匹配。
速率匹配對承載基帶信號的傳輸信道上的數據進行由算法控制的打孔或重復，以保證匹配后傳輸信道復用的數據速率等同于映射到給定物理信道上的數據速率。在TD-SCDMA HSDPA系統中還是采用R99的速率匹配算法，糾錯控制編碼使得打孔不會造成人為添加誤碼。TD-SCDMA HSDPA系統在基帶處理中采用了糾錯能力很強的Turbo碼，在解速率匹配之后進行的解碼可以恢復原來的序列。由速率匹配的算法處理過程可知，在數據流中打孔或者重復是均勻進行的，每隔幾個比特打掉或者重復一個比特。這也為糾錯解碼提供了可能。
TD-SCDMA HSDPA系統的速率匹配算法對于打孔或者重復有很大的可調控性。根據不同傳輸信道信息的重要性，由上層的參數控制決定打孔或重復的數量，保證了優(yōu)先級更高的信息有效傳輸。同時，系統主要通過設置速率匹配中的RV參數來選擇HARQ機制類型，并可以通過改變上述重復或打孔的位置和規(guī)則來獲得不同的冗余版本，在每次傳輸中實現，以獲得時間增益和編碼增益。
比特重排在高階調制的HARQ中也發(fā)揮了重要作用。在移動通信系統中，為了不增加帶寬、提高數據傳輸速率，通常采用M階正交幅度調制（M-QAM）的方案。但是高階調制本身是一種不等差錯保護調制，對于M＞4，映射到M-QAM符號上的各個比特的誤比特率（BER）性能是不同的。處于星座圖內圍的點能量較小，容易受到衰落，構成這些符號的比特可靠性較差，而相比之下構成外圍點的比特可靠性較好。比特重排正是為了避免某些比特始終受到衰落，改變重傳中各符號對應的星座位置，使接收端解調合并后比特可靠性趨于均勻且總體得到提高，進而提高系統的吞吐量。從HARQ實現的角度看，比特重排改變了數據的星座映射的版本，為速率匹配產生的數據版本作出補充，進一步給重傳合并帶來增益。
