pp. 169-183 169 Turbo soft combining hybrid ARQ techniques: Theory and application to 3G wireless networks Francesco CHITI*, Romano FANTACCI*, Francesco VERSACI* Abstract This paper deals with the application of Hybrid Automatic Repeat request (H-aRQ) tech- niques to allow reliable data communications in wireless 3G networks. Basically, retrans- mission of coded data is endowed with soft combining schemes applied, respectively, to pac- ket replicas, or to decoding algorithm outputs. In particular, the proposed coding scheme takes advantage of error correction capabilities of the turbo codes, while the combining algorithm follows the diversity approach. The performance of the proposed H-ARQ schemes has been derived by means of a suitable analytical approach and numerical simulations in the case of a typical UMTSenvironment. The results highlight the good behavior of the pro- posed scheme in term of error rate, throughput, packet delivery delay and power reduction. Key words: Mobile radiocommunication, ARQ, UMTS, Turbo code, Throughput, Data communication, High rate,Error correcting code,Diversity, Fading. Mixed method. TECHNIQUES ARQ HYBRIDES PAR TURBO-DI~CODAGE ET COMBINAISONS SOUPLES : THI~ORIE ET APPLICATION AUX RI~SEAUX 3G DE RADIOCOMMUNICATION AVEC LES MOBILES R~sum~ Cet article propose l'utilisation d'une technique hybride de correction d' erreur par d~tec- tion et r(pdtition (H-ARQ)permettant de fiabiliser les communications de donndes dans les rdseaux radiomobiles de troisibme g~ndration. La retransmission des donndes cod~es est assurde b l'aide de schdmas de combinaisons souples, appliquds d'une part aux rdpdtitions des paquets de donndes, et d'autre part aux sorties de l'algorithme de d~codage. En particu- Iier, le schema de codage proposd tire parti des capacitds de correction des turbocodes et l'algorithme de combinaison est issu des techniques de diversitd. Les performances de la technique H-ARQont ~td obtenues par une mdthode analytique adaptde et par des simulations numdriques d'un environnement UMTStypique. Les rdsultats soulignent le bon comportement de la solution proposde en terme de taux d'erreur, de ddbit utile, de temps de retard des paquets et de rdduction de la puissance consomm~e. Mots el~s : Radiocommunication service mobile, ARQ, UMTS,Turbocode, D6bit transmission, Communication donn6e, Haut d6bit, Code correcteur erreur, Diversit6, l~vanouissement, mfthode mixte. * Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni - Universith di Firenze, via di S. Marta 3, 1-50139 Firenze, Italy. E-mail: {chiti, fantacci, versaci}@lenst.det.unifi.it 1/15 ANN. TI~LI~COMMUN., 60, n ° 1-2, 2005