1、引言
为了满足用户对上行传输的性能需求，3GPP在HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）规范发布之后又启动了HSUPA（High Speed Uplink Packet Access）研究项目。HSUPA的目标是通过提高小区的吞吐量和高数据速率的覆盖来提高上行链路空中接口容量利用率以及终端用户的体验。为支持这种高速数据传输率，HSUPA引入一种新的传输信道E-DCH（增强型专用传输信道）。E-DCH可以用来传输分组业务数据，它支持变速率传输，快速重传和快速分组调度等。本文结合HSUPA协议，分析了快速重传的特点，研究了在TD-SCDMA HSUPA系统中进行快速重传的几种方案。
2.1TD-SCDMA HSUPA的关键技术
HSUPA是一些无线增强技术的集合，利用HSUPA技术可以在现有技术的基础上使得上行峰值速率有很大的提高，并在上行链路得到更大的吞吐量。TD-SCDMAHSUPA主要采用了如下两种技术：物理层快速混合重传，基于NodeB的快速调度。
2.1.1物理层快速混合重传
在HSUPA中采用的是快速HARQ（混合自动重传请求），该技术允许NodeB对错误的接收到的数据快速请求重传，其功能在媒体接入控制高速（MAC-hs）层实现，该层在NodeB处终止。而在过去R99中，数据包重传是由RNC控制下的RLC重传完成的。在透明模式（AM）下，RLC的重传涉及RLC信令和Iub接口传输，重传延时超过100ms[1]。这样，快速HARQ的重传时延远低于RLC层的重传时延，大大降低了TCP/IP和时延敏感业务的时延抖动。
2.1.2 基于NodeB的快速调度
在上行增强技术中，为了实现低时延和快速资源分配，调度和混合自动重传请求必须靠近空中接口，因此提出了基于NodeB的快速调度[2]，在HSUPA中通过引入新的MAC实体，在NodeB端加入MAC-e，由MAC-e来负责调度和HARQ。文献[3]指出，在1.28MTDD模式下，采用基于此项技术，在5s持续时间的游戏业务模型中可增加系统容量8%，而500 ms的大概可以增加50%，这是因为业务时间越长，对于缩短时延的优势就越不明显。因此，如果分组数据业务都是突发短分组的情况下，系统的吞吐量会因为采用基于Node B的快速调度而得到显著的改善。
2.2 TD-SCDMA HSUPA的工作流程
图1 HSUPA工作流程
图1给出了HSUPA的工作流程，从图中可以看出HSUPA把调度和重传控制的功能从RNC移到了NodeB端。HSUPA工作流程具体步骤描述如下：
（1）UE根据信道质量、可用发射功率、缓冲区中待传输数据量决定要申请的速率，并向NodeB发出申请。
（2）NodeB调度器根据系统中采用的调度算法算出各个用户的优先级，并据此将各用户排队。
（3）按照优先级，NodeB根据系统热噪声的增加量（RoT，noiseoverthermal）或者终端吞吐量，并结合用户申请的速率，对队列中的各个用户决定分配的速率，并通过E-AGCH/E-RGCH发送调度指令通知UE。
（4）UE通过E-DPDCH发送数据包，并通过E-DPDCH传送相应控制信息。
（5）NodeB对E-DPDCH上的数据包进行解调，并根据crc的检错结果在E-HICH上发送ACK/NACK响应。
（6）UE根据收到的ACK/NACK决定是否重传，若收到NACK消息，需重传，直到收到ACK消息或者到达系统设定的最大重传次数为止。
3、几种HARQ方案的比较研究
在HSUPA系统中，系统的吞吐率和传输延时是表征系统性能的重要参数。Turbo码出现后，人们开始对turbo码的3种传统类型的ARQ重传机制进行研究[3]。本文通过对不同HARQ方案的比较研究，仿真了其性能，为TD-SCDMA HSUPA的实现提供了可行的参考。
3.1 传统HARQ方案
传统HARQ技术按其重传数据包所含内容的不同，可分为3类：Type-ⅠH-ARQ、Type-Ⅱ-ARQ和Type-ⅢH-ARQ。文献[4]中对这3类机制作了详细的描述。
这3类基本的HARQ机制，在信道条件非常恶劣，为了防止无休止的重传，需要在接收端设置一个最大重传次数，如果达到重传次数，无论解码正确与否，都将解码结果输出给用户。继而进行下一个数据包的传输。另外，这3种基本HARQ编码方案在收端译码前的组合方式有两种。一种是传统的CC，即Chase组合译码，它的特点是每个重传分组都一样，而且在译码前，需要将经过信噪比SNR加权的多个接收分组进行组合。这种方法能带来分集增益，但因复杂度比较高，目前研究和应用的较少。另一种是IR，即增加冗余组合译码，它的特点是重传分组不是整个码块的简单重复，而是需要增加一些附加信息。这里以Type-ⅡH-ARQ为例，介绍其码合并方式。
设发送端原始数据为m1,1,m1,2，m1,3,m1,4,m1,5……，经过turbo编码后数据为：
上式中α1为第一次冗余版本到达接收端的载干比，α2为第二次冗余版本到达接收端的载干比。合并时，对于某一比特位的比特，先后两个冗余版本都未将其打掉（打掉比特用0表示），按最大比合并；有一冗余版本被打掉，合并结果为没被打掉的冗余版本对应的比特值；两个冗余版本都被打掉，合并结果为0。
