CN105812096A - 接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 - Google Patents
接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105812096A CN105812096A CN201610147718.2A CN201610147718A CN105812096A CN 105812096 A CN105812096 A CN 105812096A CN 201610147718 A CN201610147718 A CN 201610147718A CN 105812096 A CN105812096 A CN 105812096A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- decoding
- pdu
- data
- information
- physical layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0061—Error detection codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
- H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
- H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
- H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
- H04L1/1819—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ] with retransmission of additional or different redundancy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
本发明涉及接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，利用链路层PDU包校验信息来提升物理层的译码性能。该方法包括：物理层从射频端接收到解调信号后，以帧为单位进行似然译码，帧译码可能出现错误；帧中所包含的PDU是否出错可以通过链路层PDU包尾部的CRC(循环冗余码校验)校验获得。若无出错信息，则向上层提交该PDU；若出错则利用帧中已知正确的PDU包作为该帧物理层译码的额外信息，进行第二次似然译码。这种方法优点在于充分利用层间潜在的准确冗余信息，不增加额外的传输资源开销，降低重传信息量，系统时延小。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术，涉及在物理层利用链路层校验正确的PDU(ProtocolDataUnit,协议数据单元)进行二次译码，具体涉及一种接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法。
背景技术
ARQ(AutomaticRepeatRequest,自动请求重传)和HARQ(HybridAutomaticRepeatRequest,混合自动请求重传)是当前两大主要的误包处理技术。在传统ARQ机制中，链路层一旦发现错误的包就将其丢弃，然后要求在下一帧中重传这个包。由于ARQ是一种自适应系统，其反馈重传的次数与信道干扰密切相关，当信道误码率很高时，重传过于频繁会使系统开销过大甚至导致阻塞。HARQ是当今的主流技术，尤其是在3G技术及LTE中，HARQ得到广泛应用。在HARQ中，依赖于物理帧的局部重传获取额外的冗余信息，系统的开销依然较大，系统延时也较大。
通过调研发现，现存的各种技术中，还没有一种技术将链路层的信息反馈到物理层中作为额外冗余信息，用于纠错译码。
通过对纠错译码的观察发现，当接收端对收到的前后相关序列进行似然译码时，由于是采用概率判决，译码中的不确定性会被逐级传递与累加放大；如果有额外冗余信息来减少这种不确定性，则可以提高译码准确率。以结构为(n,k,K)的卷积码似然译码为例，卷积码的约束长度为n*K(或为K)，即编码结果中相互关联的码元为n*K个；在译码过程中，即利用这种内在的相互关联规律来纠错译码。然而，在译码过程中，由于这种关联的存在，当前一比特译码出错时，这种错误信息将会作为下一比特译码的先验信息，这样将可能导致下一比特的错误判决，而这种错误的影响深度为n*K。因此，若能提高先验比特的正确率，将能有效的提升译码的性能。
发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，本发明利用帧中已经校验译码正确的PDU包作为额外信息，进行二次译码的方法。该方法处理错误的PDU包时，不首先进行重传，而是利用译码正确的PDU信息，来降低译码的不确定度，再次纠错译码，有效减少重传次数，降低系统开销，提高系统吞吐率。
接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)物理层接收含有多个PDU数据的物理帧后，以帧为单位进行译码，译码结果提交至链路层；
(2)链路层提取出每个PDU，通过包校验信息识别正确和错误的PDU；
(3)将正确的PDU作为额外信息，和步骤(1)中物理层接收的初始帧进行联合译码，即二次译码；
(4)再次将译码结果提交至链路层，通过PDU校验信息检验二次译码的PDU是否正确；
(5)对仍不正确的数据包启动HARQ重传机制。
一帧数据经信道传输并且被接收后的译码步骤具体为：
A1.假设每个PDU包有Mbit数据，LbitCRC校验信息，一帧中有n个PDU包，信道编码采用(3，1，2)卷积码，CRC生成多项式g(x)＝x4+x+1；这里取M＝10,L＝4,n＝20；
A2.一帧数据在发送端物理层中通过卷积码进行编码，卷积码的生成矩阵为G＝[100；101；111]；
A3.对编码的帧进行BPSK调制，信道为加性高斯信道，均值为0，方差为N，调制后的数据被发送；
A4.接收端接收数据并解调，保存解调后的数据，然后对数据进行第一次译码；
A5.收端链路层对第一次译码结果进行包拆分，重新还原得到各个PDU包，并对每个PDU包编号；
A6.通过每个PDU的CRC校验信息，识别译码正确和错误的包；
A7.利用已经正确译码的包的信息减少译码不确定度，对步骤A4进行二次译码。
二次译码具体策略为：
一.获取并储存步骤A6中错误的PDU包的索引；
二.提取一个索引值，在步骤A5中已经得到第一次译码后的所有PDU包的编号，找到这个索引值对应的PDU包，对该包利用前后正确的数据进行似然译码；
三.用步骤二重新译码后的结果替换对应错误PDU包的信息；
四.对于还有错误的PDU包的二次译码，重复步骤二、三即可。
本发明受到ARQ/HARQ思想和似然译码思想的启发，但不拘泥于只通过重传获得额外冗余信息，而是将链路层信息反馈到物理层作为额外信息进行二次译码，克服现有似然译码过程中，不确定性的逐级传递与累加，从而导致出错的可能性加大的缺陷。为了减少译码的不确定性，在二次译码中，充分利用第一次译码校验的正确PDU信息作为译码的额外信息，提高译码正确率，减小重传开销。
本发明的特点是：利用链路层包校验信息，识别正确的PDU，将正确的PDU所含的数据作为二次译码的额外信息，降低物理帧译码过程中先验信息的不确定性，从而有效减少重传次数，降低系统开销，减小时延。
附图说明
图1为本发明的具体实例流程图。
图2为本发明的二次译码核心流程图。
图3为本发明不同信噪比下误包率仿真结果示意图。
图4为本发明不同信噪比下误码率仿真结果示意图。
具体实施方式
考虑一帧数据经信道传输并且被接收后的译码及二次译码。如图1所示：
A1.假设每个PDU包有Mbit数据，LbitCRC校验信息，一帧中有n个PDU包，信道编码采用(3，1，2)卷积码，CRC生成多项式g(x)＝x4+x+1；这里取M＝10,L＝4,n＝20；
A2.一帧数据在发送端物理层中通过卷积码进行编码，卷积码的生成矩阵为G＝[100；101；111]；
A3.对编码的帧进行BPSK调制，信道为加性高斯信道，均值为0，方差为N，调制后的数据被发送；
A4.接收端接收数据并解调，保存解调后的数据，然后对数据进行第一次译码；
A5.收端链路层对第一次译码结果进行包拆分，重新还原得到各个PDU包，并对每个PDU包编号；
A6.通过每个PDU的CRC校验信息，识别译码正确和错误的包；
A7.利用已经正确译码的包的信息减少译码不确定度，对A4进行二次译码，二次译码的核心流程如图2所示：已经识别正确的PDU包提供额外冗余信息，信道编码模块联合冗余信息和A4中保存的解调信息对初始接收的帧再次进行译码，即二次译码。
对于二次译码可以使用以下策略：
1.获取并储存步骤A6中错误的PDU包的索引；
2.提取一个索引值，在步骤A5中已经得到第一次译码后的所有PDU包的编号，找到这个索引值对应的PDU包，对该包利用前后正确的数据进行似然译码(如可以采用最大似然的方式，对错误的PDU包进行迭代替换，选择具有最小汉明距离的组合作为预期译码结果；或采用类维特比方法)；
3.用步骤2重新译码后的结果替换对应错误PDU包的信息；
4.对于其他错误的PDU包的二次译码，重复步骤2，3即可。
图3，图4给出了这个具体实例的仿真结果，图3表示在不同信噪比(SNR)下误包率的比较，即A4中第一次译码后的误包率(和A7中二次译码后的误包率的比较。图4表示在不同信噪比(SNR)下误码率的比较，即A4中第一次译码后的误码率和A7中二次译码后的误码率的比较。由2个图可以看出二次译码在没有重传开销情况下可以显著地提升系统的性能。本发明的优点在于不通过重传即可获得译码纠错所需要的额外冗余信息，提升误包率和BER，有效降低重传开销，减小时延。
Claims (3)
1.接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)物理层接收含有多个PDU数据的物理帧后，以帧为单位进行译码，译码结果提交至链路层；
(2)链路层提取出每个PDU，通过包校验信息识别正确和错误的PDU；
(3)将正确的PDU作为额外信息，和步骤(1)中物理层接收的初始帧进行联合译码，即二次译码；
(4)再次将译码结果提交至链路层，通过PDU校验信息检验二次译码的PDU是否正确；
(5)对仍不正确的数据包启动HARQ重传机制。
2.根据权利要求1所述的接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，其特征在于，一帧数据经信道传输并且被接收后的译码步骤具体为：
A1.假设每个PDU包有Mbit数据，LbitCRC校验信息，一帧中有n个PDU包，信道编码采用(3，1，2)卷积码，CRC生成多项式g(x)＝x4+x+1；这里取M＝10,L＝4,n＝20；
A2.一帧数据在发送端物理层中通过卷积码进行编码，卷积码的生成矩阵为G＝[100；101；111]；
A3.对编码的帧进行BPSK调制，信道为加性高斯信道，均值为0，方差为N，调制后的数据被发送；
A4.接收端接收数据并解调，保存解调后的数据，然后对数据进行第一次译码；
A5.收端链路层对第一次译码结果进行包拆分，重新还原得到各个PDU包，并对每个PDU包编号；
A6.通过每个PDU的CRC校验信息，识别译码正确和错误的包；
A7.利用已经正确译码的包的信息减少译码不确定度，对步骤A4进行二次译码。
3.根据权利要求2所述的接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法，其特征在于：二次译码具体策略为：
一.获取并储存步骤A6中错误的PDU包的索引；
二.提取一个索引值，在步骤A5中已经得到第一次译码后的所有PDU包的编号，找到这个索引值对应的PDU包，对该包利用前后正确的数据进行似然译码；
三.用步骤二重新译码后的结果替换对应错误PDU包的信息；
四.对于还有错误的PDU包的二次译码，重复步骤二、三即可。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610147718.2A CN105812096A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610147718.2A CN105812096A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105812096A true CN105812096A (zh) | 2016-07-27 |
Family
ID=56467512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610147718.2A Pending CN105812096A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105812096A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111398921A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 中国人民解放军63816部队 | 一种减小雷达光电差标定不确定度的方法 |
| CN115567165A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-03 | 天津津航计算技术研究所 | 一种编码纠错方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101621367A (zh) * | 2009-06-09 | 2010-01-06 | 华中科技大学 | 一种基于包校验信息的harq译码方法 |
| CN101674153A (zh) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种信息处理方法、设备及系统 |
-
2016
- 2016-03-15 CN CN201610147718.2A patent/CN105812096A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101674153A (zh) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种信息处理方法、设备及系统 |
| CN101621367A (zh) * | 2009-06-09 | 2010-01-06 | 华中科技大学 | 一种基于包校验信息的harq译码方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111398921A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 中国人民解放军63816部队 | 一种减小雷达光电差标定不确定度的方法 |
| CN115567165A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-03 | 天津津航计算技术研究所 | 一种编码纠错方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101621367B (zh) | 一种基于包校验信息的harq译码方法 | |
| CN101136722B (zh) | 一种适用于高速移动终端的数据发送方法及传输设备 | |
| EP2274859B1 (en) | Pre-emptive acknowledgement for data transmission in a communication system | |
| CN102355341B (zh) | 一种长期演进系统用混合自动重传请求的网络编码方法 | |
| US20100100787A1 (en) | Transmission data generating apparatus and receiver | |
| CN102255712B (zh) | 长期演进系统混合自动要求重传过程软量存储分配方法 | |
| CN101286825A (zh) | 实现基于可靠性的混合自动重传的方法、发送端和系统 | |
| CN104301077A (zh) | 一种混合重传的方法 | |
| CN109889308B (zh) | 物联网中联合极化编译码的混合自动重传请求方法 | |
| WO2017092617A1 (zh) | 一种错误估计的方法、基站及终端 | |
| CN102957511B (zh) | 一种数据传输的自适应降速方法 | |
| CN104429011B (zh) | 用于通信接收机中的重传处理的方法和装置 | |
| US8386892B1 (en) | Partial packet recovery for wireless networks | |
| CN104683073A (zh) | 一种解码方法和接收机 | |
| CN107181576B (zh) | 一种适用于5g中ldpc码的ir-harq传输方法 | |
| CN115051775A (zh) | 宽带自组网中的高效自动重传方法 | |
| EP2210360B1 (en) | Apparatus and method for decoding in mobile communication system | |
| US11936480B2 (en) | Apparatus and methods for HARQ in a wireless network | |
| US20150333876A1 (en) | Method and apparatus for a modified harq procedure after a receiver outage event | |
| CN101854230B (zh) | 一种提高通信系统重传效率的装置及方法 | |
| CN105812096A (zh) | 接收机物理层利用数据链路层校验信息提升译码精度的方法 | |
| CN101202606A (zh) | 高速上行分组接入系统的信息发送方法及装置 | |
| CN104901786B (zh) | 基于lte系统的harq软合并方法及装置 | |
| CN105007140A (zh) | 基于crc校验的harq处理方法及装置 | |
| CN110166956A (zh) | 一种基于Raptor码的短波通信系统中语音短信传输方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160727 |