[发明专利]一种多输入多输出系统的数据重传方法及数据发送端设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种多输入多输出系统的数据重传方法及数据发送端设备。

背景技术

数据通信最初是在有线网上发展起来的，通常要求较大的带宽和较高的传输质量。对于有线连接的系统，数据传输的可靠性是通过重传来实现的。当前一次尝试传输失败时，需要重传数据分组，这样的传输机制称之为自动请求重传(Automatic Repeat ReQuest，ARQ)。在无线传输环境下，信道噪声和由于移动性带来的衰落以及其他用户带来的干扰等因素，使得信道传输质量很差，所以应该对数据分组加以保护来抑制各种干扰。这种保护主要是采用前向纠错编码(Forward Error Correction，FEC)实现，即在分组数据中传输额外的比特。因此，在无线通信系统中，将ARQ技术和FEC技术相结合，使用混合自动请求重传HARQ机制进行数据的重传。

传统的通信系统是单进单出(Single-Input Single-Output，SISO)系统，即在发射端和接收端分别使用一个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的天线传送和接收。

目前，无线通信领域的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量(减少误比特率或提高数据传输速率)。基于发射分集和接收分集的多进单出(Multiple-Input Single-Output，MISO)方式和单进多出(Single-InputMultiple-Output，SIMO)方式也是MIMO的一部分。

参见图1，为现有技术中MIMO系统的原理示意图。MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。传输信息流S(k)经过发射端空时编码形成N个信息子流c_i(k)，i＝1，......，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道传输后由接收端的M个接收天线接收，接收端将接收到的M个子流r_i(k)，i＝1，......，M，经空时解码后恢复为信息流(k)。

通常，多径传输会引起信号衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。发送端将N个子流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加带宽。若各发射接收天线间的通道响应独立，则MIMO系统可以创造多个并行空间信道，通过这些并行空间信道独立地传输信息，提高了数据传输率，也即提高了系统容量。

系统容量是表征通信系统的最重要标志之一，表示通信系统最大传输率。对于发射天线数为N，接收天线数为M的MIMO系统，功率和带宽固定时，MIMO系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。可以看出，此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。

IEEE802.20标准中规定，MIMO分为两种模式进行数据传输：单码字(Single Code Word，SCW)模式和多码字(Multiple Code Word，MCW)模式。

参见图2，为现有技术中MCW模式MIMO系统的传输结构示意图。MCW模式是指接收端根据信道特性预测调制编码方式及数据传输层数M，每一层反馈一种调制编码方式。基站此时对M个数据流根据业务需求和信道情况使用独立的编码方式，分别编码后构成M个数据流进行并行传输，每个数据流称为一层。

参见图3，为现有技术中MCW模式MIMO系统的接收机的结构示意图。

MIMO接收机为使用线性最小均方差(Minimum Mean Square Error，MMSE)均衡的连续干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)接收机。SIC接收机首先尝试解码第一层数据，如果第一层数据正确解码，即通过循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)，接收机对第一层数据进行干扰消除，然后尝试解码第二层数据，依次类推。如果某层数据解码错误，则不对该层数据进行干扰消除，而是发送错误应答(None Acknowledge，NACK)给发送端，要求发送端重传该层数据。