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D01:10.16707/j.cnki.fjpc.2017.12.082
混合自动重传技术在移动通信中的应用
俞涵
(厦门城市职业学院福建厦门361008)
【摘要】为了提高移动通信传输可靠性，在移动通信中常采用HARQ (混合自动重传技术，Hybrid Automatic Repeat Request)&本文先对差错控制技术发展历程进行介绍，接着对HARQ技术在移动通信系统自适应技术中的应用进行介 绍，紧接着着重以LTE-A为背景对HARQ在未来移动通信中应用提出了一个解决方案，在最后展望了 HARQ的发展 前景。
【关键词】HARQ;链路自适应技术;LTE-A
1.1引言
“快速、宽带、移动”是移动通信技术发展主题。LTE (Long Term Evolution)等移动通信系统中，业务对系统可靠性提出了 更高的要求。有扰信逍实现有效可靠的通信是信息传输的中心 问题。有时即使性能优异、低码率Turbo码也不能纠疋所有错 误,H而必须引入有效的差错®传控制技术，以实现高速数据 的可靠通信，进而保证服务质量叭I丨前差错控制技术如表1所 系，主要有 FEC (前向纠错，Forward Error Correction)、ARQ (Au- tomaticrepeat request，自动軍发清求)和HARQ三种。
表1
差错控制技术
FEC
ARQ
HARQ
SW-SR-I型
II型
III型
ARQ
GBN-ARQ
分组ARQ
(selec
编码
卷积码
(stop-and-(Go-tive!
具有
U冇 waitback-Nretrans
FEC简 编码功 自解码
ARQ)
ARQ)mission
单功能 能的 功能的
的ARQARQARQ
ARQ)
近年来，HARQ技术正成为人们研究的热点，取得了一定 的成缋。例如在现有的移动通信TD-LTE及下一代移动通信中 的 LTE-A(长期演进技术升级版，Long Term Evolution Advanced)纷纷采用HARQ技术。；
1.2 HARQ在移动通信系统自适应技术中的应用
&适应链路技术能够依据信道的状态灵活改变系统传输 参数，实时选择合适的链路，从而充分、合理利用系统资源，足 移动通信屮实现高效稳定传输的一项关键技术。由于HARQ具 有重传合并增益的效果，可以影响其他自适应技术效果，基于 这点，很多时候链路自适应技术可以结合HARQ进行联合优 化。
HARQ 与 AMC (自适应编码调制，Adaptive Coding Modulation) 的结合策略可以概述为 出迠应系统先通过 AMC 提供粗略 的MCS选择方案，然后W使扣HARQ技术来进行精确的速率 和门限调节，从而提高自适应调节的精度和增大系统吞卟量。
1.3 HARQ在移动通信系统LTE-A中应用方案
我们先假设有如下场姑：在LTE-A中，e^odeB之间采用 无线Mesh网络架构(采用X2空中接口互连)，而用户UE与e- NodeB间的通信足多跳的，如果UE发生LTE-A系统内切换 时，原e-NodeB尚未发送的数据要传送给目标e-ModeB，这时 就要经过多个e-NodeB或者RN(中继节点，Relay Node)接力最 终到达目标e-NodeB。在此场
姑卜
'，如果只是通过FEC/ARQ/
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HARQ三者之间简单的结合，那么就不能达到)lj户对数据等业 务的传输服务质量的高要求。于是在LTE-A等移动通信系统 中,人们便开始研发不同的差错控制保障策略来满足此要求，如 可以结合FEC/ARQ/HARQ这三者各自的优点。
LTE-A协议栈架构中，有些逻辑实体如e-NodeB，UE，RN,
一般分为LI，L2, L3 3层，其中L2又分成媒体接入控制(MAC)
和无线链路控制(RLC)层，这样以便于HARQ与ARQ的进行联 合优化来完成无线链路中数据传输的可靠性保障|21。Jt基本原 理为HARQ检测传输块的传输结果，并将检测的结果A知 ARQ。HARQ — X达到軍传次数门限，便触发通知相关ARQ重 传。ARQ/ HARQ反馈机制可以大致分为逐跳机制(每跳都进行)
和謂J到端机制(只在数据传输的两端）。而它们的应川机制又可 以分为同步和异步机制。从以上的描述屮可以肴出通过将不同 的HARQ机制或ARQ机制进行结合来完成前面所假设的 Mesh架构下多跳链路场姑K的数据可靠性传输。如图1所示， 我根据这个原理提出一个结合方案。
图1 LTE-A中HARQ与ARQ分层协作机制
在这个方案中我采用MAC层的同步的HARQ和RLC层 的异步ARQ相五结合的分g协作机制，并且HARQ采用逐跳， ARQ釆用端到端的反馈机制，同时在HARQ及ARQ设置触发 器。ARQ的重德基于RLCPDU[3]。ARQ的重传支持重分割(适配 信逍质fi〇;HARQ中允许W —个终端中的多个无线承载在 MAC层的IX接。
在这个方案中，当相邻节点间发生传输错误时，HARQ可 以实现数据的恢夂；3发生数据传输丢失时，ARQ可以触发数 据的重传。在不同跳的链路上，可以视链路情况来选择不同的 HARQ类型及传输块的大小达到最优化的目的。当HARQ传输 的数据的有序性被打乱时，ARQ可以保证向上层提供按序的数 据。闻时HARQ处理主要的传输错误，而ARQ用来处理少S残 余的HARQ的传输错误(如HARQ反馈机制错误等），以达到 基于TCP的高速率下的丢包率的要求。用触发器来代替传统的 定时器，当出错时便能及时触发上报状态（K转第177页)
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表二课程过程化考核实施方案
序号
考核项目
各项要求
总评占比
(3)增加学习和就业机会,菜用Unit^D教学乎台是■: 前游戏行业热门开发平合，学4在大E上学期经过本课g的学 习，以及后续游戏设计综含实训的实践，&初步具备开发小型
20%
(1)
每 平时表现(考勤、听 正确回答问题一次加3分，
课认真程度和互动 人每学期不超过6次;迟到一 积极性）
次扣3分，旷课一次扣5分。
游戏系统能力，为即将到来的实习和就业提供较好的专业技术 储备。
4结语
在移动游戏的崛起和推动下s近3牟全球游戏市场规模继 续保持两位数增长s随耆各类人群消费能力的提升和游欢日益
(2)
每次实验晚交一周，分数为原
上机实验（实验一
来应得分数的80%，两周降至
至五）
60%，最低降至50%。综台貧验(密验:為）
20%
(3)(4)
1~2人一组，合作完成一个小
型游戏原型系统。
10%50%
增加的用户.受虔，游癌saa全民化„无_瞭化态势。数据显 示,2016年=全球審戏市场规攥达SJ 74亿元s _比增长 13.2% 2016.—中1國游戏市场.倉#播售收入6.建1655亿元，闻 比增长17.6%，
全球乎均增长率1:2012-2016:年中国游戏市
场在金球游戏市场中的规模占比不断提高,2016 :_中_首次超 越美国成.为:蜜輝填大前替戏市场®由Uaity Technologies兹_ff 开发的三维游戏引擎Unity3D,凭借自身的跨平台性与开放性 的优势已逐渐成为当今世范围内的主流游戏引擎。本课程教学 改革使学生能够获取以行业需求为导向的具會直接意义的学 内容，从而实现本枝?1应越型人才意參，教孪:B标，参考文献：
『1]吴亚峰，于复兴，索孤娜„ Unity:3D.游戏开发标准教穩_.[M].4fc_京:人 民邮电.出.版杜,.20:1.6年。
_12.]:罗盛誉,.;〇11^5.*游戏开发指南.[&1].此京:人氏邮电出版社,.2016 年£>
Ii_l2〇_17年中铒綠戏行並市场现状及发展前景预测[孤】.中寅_产亚信息
期末上机考试
100分钟内完成大纲规定基本
知识点的测试。
3教学改革结果分析
通过以上教学改革方案的具体实施，学生'在本课程的学习 过福中受si t多，体现:在a下几个方*
⑴丰倉学生对于本谏程的知识获取< 本课程选取经典游 戏作为研究对象，将本谏程知识点提炼到游戏各个藝本交貧功 能和高级交:g:功能的实现，以此融会贯遒，举一虞;^逋过实施 案例化教学方法，以及平时授课和实验项目的综食推进，学隹 在期末阶段不仅3经较好的攀鑛大纲聲求的知识眞，同时通过 综合案例实验体会游戏制作的各阶段开发内容和关键技术.
©>提_习纖过|1化考核方式使釋更加實视平时 各阶段学3 _提
最
，因此，平时综合成绩比之前有所提ife同时，
齒于平鮮习阶段的良好效巣,,期末上机考试的成绩也会相应
si,总评成绩的提升对学生霧處了良好的行为.餘果反
馈，增强了学生在未来的学习和；r作中对本专业领域的学习欲 鐵鄭探索兴趣。
网，2017 年:&
£1：接第158页>
龍不基等待上慕的定时器的到时，一&程序土降低不W重傳时 延阀值的各跳造成的笼线资窗的撼费，同时降低空中接H#输
时延，如当HARQ:歲餐次数适到:最太的次数，使可躲:震接触 衰:上摄的ARQ戴
偉
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协作机制需要更低的倩嗓比*面此节约无线资塬*两WT利f f愚禽小区的覆靈藤围《
1.4HARQ的发展前景
在全世界移翁通信系统的发展想处于巅峰阶段，5G的发 展正处子研发阶殺，当今ft界Eft步入信息时代，人们对数据的 需求不仅在“量,“质，:繁$: 了裉本的变化且在翁取数据 的时间、地点.、方式和速度上都提出了新的要求，:给数据的#送 增添了新的思路和H承。HARQ等关键技术的研究也将厲I®更 大的挑战和机遇，旦伴隨着t).FDM、MIM〇霉新技术的产生和应 用:,进一参'C太了 HARQ技术的研齊领称灣舞編码策略、码合 并技术、纠错保护是HARQ系统的三个关键技术，人们已经涉 足这3个方賃深入的研究。H.ARQ提_移动通槍楼雜||達i ■ 于链路自适应技术，对HARQ的一些相关具钵參数迸行优化，
参考文献：
til赵磊.TD-HSDPA中HARQ技术研究，西安电子科技大学.硕士论
将时-频-空H维融为一体,进面太幅摟高无线通信系统的有效 性和可靠性。在移动il信应用的方案上也W以进行改进如 HARQ联合其它差错控制技术进行系统优化。随着未来移动通 倩日新月异的，发展,人们对HARQ技术的研究将不断溁入.
文.2009.
^jSGrPP TS 36.3GD v8,*0,6. Evolved Universal Terrestrial I^adio Access. (E—UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E—UTRAN); Overall description; Stage 2[S]. 2007.
[3]赵晓雷.无线通信系统中arq机制的研究与实现.西安电子科技大学 硕士论文.2009
作者筒介：
俞涵（1985-)，男，福建莆田人，工学硕士，厦门城市职业学院教 师，主要研究方向为移动通信，大数据等。
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