TÌM HIỂU KỸ THUẬT HARQ TRONG HSDPA
3.4. HARQ I( Chase Combining)
Hình 3.11: Nguyên lý Chase Combining.
Khi dùng Chase combining thì nếu khi máy thu nhận được dữ liệu mà bị lỗi thì nó sẽ phát NACK để máy thu phát lại. Tất cả những lần phát lại đều có chung dữ liệu ban đầu và ma trận đục lỗ không thay đổi. Điều này sẽ làm tốn băng thông rất nhiều nhưng ở mỗi lần mà máy thu nhận được thì nó có thể tự giải mã được mà không cần phải phụ thuộc vào các gói tin khác.
Luồng số đưa vào bộ mã hóa turbo được chia thành ba nhánh, nhánh thứ nhất không được mã hóa và các bit ra của nhánh này được gọi là các bit hệ thống, nhánh thứ hai và thứ ba được mã hóa và các bit ra của chúng được gọi là các bit chẵn lẻ 1 và 2. Như vậy cứ một bit vào thì có ba bit ra, nên bộ mã hóa turbo này có tỷ lệ mã là r=1/3. Tỷ lệ này có thể giảm nếu ta bỏ bớt một số bit chẵn lẻ và quá trình này được gọi là đục lỗ.
Ma trận sử dụng trong Chase Combining thường là các ma trận đục lỗ với tỉ lệ mã là 1/2. Dạng ma trận này còn gọi là S-P2 (binary notation):
CHƯƠNG 3 – TÌM HIỂU KỸ THUẬT HARQ TRONG HSDPA
Data Block Information from IR database Combine Error Detection IR Database Accept Data Block Err or No Error Deliver To Upper Layers
CHƯƠNG 3 – TÌM HIỂU KỸ THUẬT HARQ TRONG HSDPA
Hình 3.13: Ghép 2 chuỗi parity vào dữ liệu cần truyền.
3.5. HARQ II
Hình 3.14:Nguyên lý Incremental Redundancy.
IR hay ta có thể gọi là HARQ II. Không như HARQ I, trong kết hợp mềm, đầu cuối không loại bỏ thông tin mềm trong trường hợp nó không thể giải mã được khối truyền tải mà kết hợp thông tin mềm từ các lần phát trước đó với phát lại hiện thời để tăng xác suất giải mã thành công. Tăng phần dư (IR) được sử dụng làm cơ sở cho kết hợp mềm trong HSDPA, nghĩa là các lần phát lại có thể chứa các bit chẵn lẻ không có trong các lần phát trước. IR có thể cung cấp độ lợi đáng kể khi tỷ lệ mã đối với lần phát đầu cao vì các bit chẵn lẻ bổ sung làm giảm tổng tỷ lệ mã. Vì thế IR chủ yếu hữu ích trong tình trạng giới hạn băng thông khi đầu cuối ở gần trạm gốc và số lượng các mã định kênh chứ không phải công suất hạn chế tốc độ số liệu khả dụng. Nút B điều khiển tập các bit được mã hóa sẽ sử dụng để phát lại có xét đến dung lượng nhớ khả dụng của UE.
CHƯƠNG 3 – TÌM HIỂU KỸ THUẬT HARQ TRONG HSDPA
Các hình 2.12 cho thấy thí dụ về sử dụng HARQ sử dụng mã turbo cơ sở tỷ lệ mã r=1/3 cho kết hợp phần dư tăng. Trong lần phát đầu gói bao gồm tất cả các bit thông tin cùng với một số bit chẵn lẻ được phát. Đến lần phát lại chỉ các bit chẵn lẻ khác với các bit chẵn lẻ được phát trong gói trước là được phát. Kết hợp gói phát trước và gói phát sau cho ra một gói có nhiều bit dư để sửa lỗi hơn và vì thế đây là sơ đồ kết hợp phần dư tăng. Cũng có thể hiểu theo cách khác kỹ thuật này dữ liệu ban đầu sau khi được mã hóa Turbo thì được đục lỗ theo 1 ma trận bất kì trong 1 tổ hợp ma trận đục lỗ chọn trước. Sau đó nếu có lỗi thì bên phát chỉ gửi lại bit đục lỗ theo các ma trận tiếp theo chứ không gửi lại toàn bộ dữ liệu. Điều này sẽ tiết kiệm băng thông và do dùng nhiều tổ hợp ma trận đục lỗ nên khả năng giải mã tốt lên rất nhiều. Tuy nhiên nếu dữ liệu ở lần phát đầu tiên mà bị lỗi lớn thì do không được phát lại nên sẽ rất khó khôi phục lại chính xác.Tổ hợp ma trận được sử dụng trong IR có thể là S-P4 hay là S-P8:
Ma trận đục lỗ S-P4 (binary notation)
CHƯƠNG 3 – TÌM HIỂU KỸ THUẬT HARQ TRONG HSDPA
Hình 3.14:Quá trình mã hóa và đục lỗ Increamental Redundancy.
3.6. HARQ III
Là kết hợp giữa 2 loại HARQ I và HARQ II. Có nghĩa là kỹ thuật này trên vừa phát lại khối dữ liệu ban đầu và phát lại theo ma trận đục lỗ khác nhau ở các lần phát lại. Chính vì nó phát lại cả khối tin ban đầu nên trong kỹ thuật này có thể tự giải mã được mà không cần kết hợp với các lần gửi trước đó. Trong thực tế ít khi người ta sử dụng kỹ thuật này mà dùng loại I với II là chủ yếu.
Ở HARQ loại I ví dụ như ban đầu bản tin được phát đi theo 1 trong 4 ma trận SP4. Khi có lỗi thì node B cũng phát lại đúng ma trận đó. Còn đối với HARQ loại III thì nếu phát lại bản tin với ma trận thứ 1 bị lỗi. Nó sẽ phát lại bản tin với ma trận khác mà vẫn gửi đi bản tin gốc. Nếu các ma trận ở lần gửi sau mà trùng với ma trận gửi lần 1 thì lúc này nó xảy ra trường hợp đặc biệt là nó trở thành HARQ loại I.
Ví dụ ban đầu gửi bàn tin theo ma trận đục lỗ
Nếu có lỗi sẽ gửi lại bản tin theo ma trận đục lỗ khác
Cứ như vậy nếu có lỗi sẽ gửi lại bản tin theo các ma trận đục lỗ khác
Hoặc
Nếu như gửi lại bản tin mà các ma trận giống nhau thì khi đó HARQ III trở thành HARQ I.
Random giá trị bản tin msg Mã hóa turbocode 1/3
Đục lỗ 1/2 Begin
Phát bản tin đi,cộng nhiễu AWGN
Giải điều chế i=i+1
Đ S S
Giải mã turbo code (Log-Map) Điều chế QPSK
i=1
Xét lỗi =0 và i<5 End