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混合自动请求重传(HARQ)是一项将前向纠错(FEC)与自动请求重传(ARQ)相结合的差错控制技术。它在提高系统可靠性的同时,克服了ARQ系统吞吐量随信道差错率增加而快速下降的缺陷。LTE中采用HARQ技术与自适应调制编码(AMC)策略相结合,在满足链路可靠性要求前提下提升了系统的吞吐量。本文主要围绕LTE系统中涉及到物理层与MAC层的HARQ技术进行了研究。
首先,本文讨论了HARQ原理,比较了三类常用的ARQ方法及其吞吐率性能,在论述FEC系统与ARQ系统的异同及优缺点的基础上,介绍了三类HARQ方法以及LTE中HARQ操作的技术特征。
其次,本文重点描述了一个可以应用于LTE等MIMO-OFDM系统的HARQ模型。它基于链路级到系统级仿真的接口——有效信噪比映射(ESM),支持多输入多输出(MIMO)传输模式,同时考虑了速率匹配(RM)、接收端软合并等因素。循环缓冲(CB)速率匹配算法对于生成不同码率的打孔图样具有良好的灵活性;基于互信息量的有效信噪比映射(MIESM)可以对HARQ中的Chase合并与IR合并进行区分建模。该模型避开了比特级别的运算,与MIMO传输相关的预编码反馈和秩反馈计算可以与系统信道一起离线生成而不影响仿真速度。通过仿真发现,HARQ技术的加入可以有效降低系统误块率,并提升吞吐量,且在低速场景下具有更好的性能。
最后,本文使用DSP实现了LTE上行链路中的同步模块和信道估计模块。在Matlab仿真的基础上,给出了接收端设计及实现流程,并将硬件实现结果与仿真结果进行了比较。