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摘要 根据不同中继节点建立的通信信道衰落特性的不同，利用中继节点可增强无线信道空间分集，提高整个链路的传输性能。纠错码的使用可更有效地提高信道传输效率的特点。史中介绍了基于LDPC码的多中继HARQ系统模型，在不降低传输速率的条件下，可更高效地传输数据。利用Matlab仿真了不同中继个数对系统平均误码率、吞吐量以及平均时延产生的不同影响，仿真结果表明，采用该系统模型可降低系统的平均误码率和平均时延，提高了系统的吞吐量。同时在码长较长的情况下，采用LDPC码的多中继HARQ系统性能优于采用Turbo码的多中继HARQ系统性能。
关键词 中继；LDPC码；HARQ；平均误码率；吞吐量；平均时延

空间分集技术是一种抵抗信道中衰落影响的有效方法，利用多输入多输出(MIMO)天线技术能充分利用空域资源，大幅提高信道容量。然而实际中受到大小、成本或硬件等因素的限制，一个较小的移动平台较难设置多根天线。Sendonaris等人提出一种基于中继信道模型的协作分集技术，使单天线的移动终端也可实现空域分集。多中继网络中，各中继相互协作可在无明显改变骨干网络结构的同时显著提高系统性能。在无线通信系统中，HARQ的差错控制方案能够在信道误码率较高的情况下，利用前向纠错码纠正尽可能多的错误，降低ARQ系统的重传频率，提高整个系统的性能。Turbo码译码复杂度较高，且在码长较长的情况下性能比LDPC码差。文中研究基于LDPC码的多中继HARQ系统的性能，采用Matlab仿真不同中继数目下对系统平均误码率，平均时延以及吞吐量的影响，并与基于Turbo码的多中继HARQ系统进行比较。数据传送给中继节点，然后中继节点再将数据传送给目的节点，期间会经过编码和解码过程。

1 系统模型
1．1 多中继信道模型
系统模型如图1所示。多中继节点系统包含用户节点S，目的节点D和中继节点Ri。用户先将数据传送给中继节点，然后中继节点再将数据传送给目的节点，期间将经过编码和解码过程。

1．2 HARQ系统类型
根据HARQ过程中重传内容的不同，HARQ主要分为TypeI HARQ、TypeⅡHARQ、TypeⅢHARQ 3种类型：Type I HARQ是一种简单的ARQ和FEC的结合，发送数据块进行CRC编码后再进行FEC编码，在接收端对接收数据进行FEC译码后，CRC进行校验。如果数据出错，则接收端通知发送端重传，而错误的分组被丢弃；TypeⅡHARQ方案属于增量冗余的HARQ方案，接收端CRC校验发现错误时，错误分组被存在接收端的寄存器中，并向发送端发送重传的控制消息，发送端重传的信息不是前一次数据的简单重复，而是不同的增量冗余信息，重传分组无法自解码，接收端将重传的增量冗余信息与寄存器中分组数据合并后再进行译码，由于增加了新的冗余位信息帮组译码，因此纠错能力增强，提高了系统性能；TypeⅢHARQ方案也属于增量冗余方案，与TypeⅡHARQ相似，接收错误的数据包将保留，接收机将其存储后与后续的重传数据合并进行解码，TypeⅢHARQ重传的数据包具有自解码能力，重传的数据包与初传的数据包采用合并的方式获得最大的译码增益。
1．3 LDPC码
LDPC码是校验矩阵H中只有较少的元素为“1”，大部分元素都是“0”的一种线性分组码。其具有较好的特点：译码复杂度低，在码长较长的情况下性能较好，可逼近香农极限，适合理论研究和硬件实现。

关键词： LDPC HARQ 中继 系统研究