TDD LTE 中的HARQ过程
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HARQ:Hybridautomatic repeat request (HARQ)混合自动重传机制
信息来源
时序关系:
在FD-LTE网络中,子帧#n发生的传输,在子帧#n+4发送ACK/NACK消息,4个子帧的延迟因为接收机的处理延迟需要3ms。如果收到的是NACK,重传上行发生在子帧#n+8,下行可以异步重传。
在TD-LTE网络中,这种时间关系没法保证,因为在不同的帧结构中,上下行子帧的配比关系不同。UL和DL的ACK/NACK时延取决于使用的TDD配置。对TDD而言,不能保证固定的发送到ACK/NACK HARQ时延。
在TDD网络中,传输到ACK/NACKHARQ的时延取决于TDD帧结构和发送的子帧号。帧结构1如图1所示,第一个下行子帧0对应的最近的4ms以外的上行子帧是子帧7。
表1和表2显示了帧结构0-6上下行的 ACK/NACK相对于传输发生时的时延。以帧结构1为例,HARQ在eNB侧的时延是4-6个子帧,在UE侧的时延是4-7个子帧。HARQ时延不仅由帧结构决定,而且由传输发生的子帧号决定。协议规定的时序必须严格遵守。
下行HARQ时延是4-6个子帧,上行的HARQ时延是4-13个子帧。上行时延大是由TDD帧结构中DL配比大造成的。
HARQ过程的数量:
在FDD系统中,可以激活多个上下行HARQ过程,因为有固定的时序关系,最大的HARQ过程数可以设到8。然而,在TDD中,HARQ和retransmission的时间可变,最大的HARQ过程数由帧结构决定,具体数值如表3所示。通常,重传发生在收到NACK以后的 4(或更多)个子帧之后。
TDD帧结构1的HARQ过程示意如下图所示,图中标注了上下行HARQ过程的数量。从中可以看出HARQ过程数由很多因素决定,如上下行,帧结构等。
ACK Bundling和复用:
在TD-LTE系统中,上下行子帧比例不一致。帧结构0-5偏重下行子帧。多个下行子帧的HARQ确认需要发生在上行子帧,反之亦然。所以在TDD中上下行子帧的ACK/NACK成为相对于FDD特殊的性能。
例如,在帧结构1中,下行子帧#0和#1的数据都要在上行子帧#7进行确认,从而避免更长的延迟。考虑到延迟,以及每个子帧要发送的ACK/NACK数量,每种帧结构中ACK/NACK响应窗口都有明确规范。标准中给出了两种方法,ACK bundling和ACK复用。对于eNB而言,它没有功率受限的问题,能够传送单独的ACK/NACK。在不同的子帧上单独发送ACK/NACK的方法叫做ACK复用。下行ACK/NACK传输默认使用的是ACK/NACK复用。
在上行,如果UE离基站比较远或者信道条件差,可能会功率受限。对于非功率受限的用户可以使用ACK/NACK复用,单独发送不同子帧的ACK/NACK信息。而对于那些功率受限的用户需要使用ACK/NACKbundling,发送更少的比特数。ACK/NACKbundling会对不同子帧的ACK/NACK信息进行“与”操作,如图5所示。子帧#0和#1的确认信息,“与”以后再子帧7发送。如果任何一个子帧是NACK信息,则两个子帧都是NACK,将触发两个重传。ACK/NACKbundling的缺点就是可能触发更多不必要的重传。优点传输信息少占用更少的PRB,是对于功率受限用户节省了ACK/NACK传输所需要的资源,
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