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一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法

文献发布时间：2023-06-19 09:32:16

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法。

背景技术

混合自动重传请求(HybridAutomatic Repeat reQuest，IR-HARQ)，是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合而形成的技术。即在接收端使用FEC技术纠正所有错误中能够纠正的那一部分，然后通过错误检测判断不能纠正错误的数据包，最后丢弃不能纠错的数据包，向发射端请求重新发送相同的数据包。

现有技术中考虑的是理想信道编码和不使用数字调制情况下优化IR-HARQ传输链路中的平均数据吞吐率。虽然也能得到较好的性能结果，但是实际应用中使用数字调制是不可避免的。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法，在已知发射端反馈的信道状态信息情况下，利用凸优化和基于数字调制的IR-HARQ链路中MMSE及其近似表达，采用最大化调制互信息策略和逆信道传输策略相结合的混合传输策略，设置阈值自适应调节功率分配，优化链路的平均数据吞吐率，在有限的传输次数内可以快速逼近数字调制的速率上限。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法，具体包括以下步骤：

步骤S1、计算基于数字调制的IR-HARQ链路中的互信息；

步骤S2、计算链路中的平均吞吐率；

步骤S3、采用混合传输策略进行功率分配。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S1.1、建立系统模型，假设在第k次传输时，接收端的离散信号为：

其中，x

步骤S1.2、在M进制调制方案下，星座图中的样点用S

步骤S1.3、对互信息进行求导，可以得到

步骤S1.4、用MMSE近似表示基于数字调制的IR-HARQ链路中的互信息为：

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S2.1、设置IR-HARQ传输链路的初始速率为R

步骤S2.2、运用大数定理可以得到平均数据吞吐量η为：

步骤S2.3、考虑对时延不敏感的情况，即考虑L

优选地，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、在基于数字调制的IR-HARQ链路过程中，一旦累积的互信息超过门限R

步骤S3.2、将最大化调制互信息策略描述成以下优化问题；

s.t.g

∫g

T(g

步骤S3.3、运用凸优化对上述优化问题进行求解，得到如下解；

步骤S3.4、在瑞利衰落信道条件下，信道增益的概率密度函数p(α)＝e

步骤S3.5、设定一个阈值X，当剩余待传信息小于阈值时进行逆信道传输策略，否则正常使用最大化调制互信息策略。

本发明所述的一种基于数字调制的IR-HARQ功率分配算法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提出了数字调制的要求，最大化调制互信息有了限制，因此提出了最大化调制互信息策略；

2、本发明提出了适用基于数字调制的IR-HARQ传输链路的功率分配策略，即最大化调制互信息策略和逆信道传输策略相结合的混合传输策略；

3、本发明在已知发射端反馈的信道状态信息情况下，利用凸优化和基于数字调制的 IR-HARQ链路中MMSE及其近似表达，设置阈值自适应调节功率分配，以提高传输过程中数据吞吐率为目的设计功率分配方案；本发明在有限的传输次数内可以快速逼近数字调制的速率上限，得到较优的数据吞吐率。

附图说明

图1是本发明带调制IR-HARQ链路的结构框图；

图2是本发明功率分配结合链路自适应机制的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。