TDD LTE中的 ACK/NACK Bundling和 Multiplexing

 

TDD LTE中,上下行之间不一定是对称的。在下行子帧多于上行子帧的配置中,会出现一个上行子帧中同时上报多个下行子帧的HARQ的情况。一个上行子帧中上报HARQ的数目取决于LTE上下行的配置以及下行的MIMO模式。通过上层的配置,LTE TDD支持两种模式的上行HARQ报告:

(1): ACK/NACK Bundling。多个ACK/NACK通过逻辑与运算生成上行子帧中一个Bit的ACK(或NACK),逻辑与运算是针对下行子帧中的每个MIMO Codeword来进行的。对于空间复用中两个CodeWord的情况,则会在上行子帧中生成两个Bit的ACK/NACK。

(2): ACK/NACK Multiplexing。ACK /NACK Multiplexing模式允许最多4个下行子帧的ACK(或NACK)复用到一起。一个下行子帧中,如果存在多个CodeWord,则通过逻辑与运算生成一个Bit的ACK(或NACK)。一个特殊情况是,上行子帧只对应一个下行子帧并且相应的下行子帧中存在两个CodeWord,此时仍然使用子帧中两个Bit的HARQ反馈,而不进行空间绑定(Spatial Bundling)。

ACK /NACK Multiplexing中,在上行子帧对应多个下行子帧(最多4个)时,可以反馈1到4个Bit的ACK/NACK(Section 5.2.2.6, 3GPP 36.212),允许一个下行子帧对应一个Bit的情况。HARQ的Bit与下行子帧的对应关系在后面会详细叙述。

TDD 中ACK/NACK 采用的是Bundling还是Multiplexing的方式由高层信令中的PUCCH-ConfigCommon:tdd-AckNackFeedbackMode来决定,此参数也同时适用于PUSCH。对于TDD Configuration 5,LTE只能将此参数设置为Bundling的形式。(3GPP 36.331)

TDD中,对于子帧号为n的上行子帧,其对应的一个或多个下行子帧号为n-k,其中 ,满足如下:(36.213),如果在这些子帧中存在PDSCH的传输(包括有PDCCH指示的PDSCH传输和SPS半静态调度的传输),或者存在指示SPS释放的PDCCH,那么需要在上行子帧n中反馈相应的ACK或NACK。

Table 10.1-1: Downlink association set index :  for TDD

UL-DL

Configuration

Subframe n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

-

-

6

-

4

-

-

6

-

4

1

-

-

7, 6

4

-

-

-

7, 6

4

-

2

-

-

8, 7, 4, 6

-

-

-

-

8, 7, 4, 6

-

-

3

-

-

7, 6, 11

6, 5

5, 4

-

-

-

-

-

4

-

-

12, 8, 7, 11

6, 5, 4, 7

-

-

-

-

-

-

5

-

-

13, 12, 9, 8, 7, 5, 4, 11, 6

-

-

-

-

-

-

-

6

-

-

7

7

5

-

-

7

7

-

对于TDD UL-DL Configuration的1-6来说,子帧 (其中 如下表定义)中DCI格式0(代表PUSCH的Grant)中的DAI,定义为 ,代表上行子帧n对应的所有下行子帧中,满足如下条件的子帧数目:子帧中或者存在PDSCH的传输(包括有PDCCH指示的PDSCH传输和SPS半静态调度的传输)或者存在指示SPS释放的PDCCH。

Table 7.3-Y: Uplink association index k’ for TDD

TDD UL/DL
Configuration

DL subframe number n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

 

 

6

4

 

 

 

6

4

 

2

 

 

4

 

 

 

 

4

 

 

3

 

 

4

4

4

 

 

 

 

 

4

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

7

7

5

 

 

7

7

 

 

其中 指示UE 应该收到的下行子帧数目,这些子帧中或者存在PDSCH的传输(包括有PDCCH指示的PDSCH传输和SPS半静态调度的传输)或者存在指示SPS释放的PDCCH。 是2个Bit的值,其值如下所示:

Table 7.3-X: Value of Downlink Assignment Index

DAI
MSB, LSB

  or  

Number of subframes with PDSCH transmission and with PDCCH indicating DL SPS release

0,0

1

1 or 5 or 9

0,1

2

2 or 6

1,0

3

3 or 7

1,1

4

0 or 4 or 8

如果UE接收到了 ,表示UE在子帧n将会存在PUSCH的传输。反之,UE不会收到 。此时LTE会通过 来指示UE应该收到的为n-k,(其中 )下行子帧中,存在PDCCH指示的PDSCH传输或者指示SPS释放的子帧数目(请注意,这其中并不包含半静态调度SPS传输的数目)。DCI格式1/1A/1B/1D/2/2A/2B中的DAI代表了到目前帧为止,n-k(其中 )下行子帧中,存在PDCCH指示PDSCH传输或者指示SPS释放的子帧数目。 定义为 中的DAI,其中 是集合K中,UE探测到DCI格式1/1A/1B/1D/2/2A/2B的最小值。也就是说,最近的存在相应下行传输的子帧。

TDD LTE中,定义 为,在n-k下行子帧中,UE实际接收到的存在PDCCH的子帧数目,这些PDCCH用来指示PDSCH的传输或者SPS的释放。通过实际接收值 与期待值 之间的对比,UE可以判定是否有下行数据传输的丢失。

定义 取值为0或者1,表示在n-k子帧中,SPS传输(不存在相应的PDCCH指示)的数目。因此 就代表在n-k子帧中,实际接收到的所有存在相应下行传输的子帧数目。在子帧n存在有PDCCH指示的上行传输的情况下(反之是SPS的上行数据传输),通过实际接收值 与期待值 之间的数目对比,UE也可以判定是否有下行数据传输的丢失。

如果UE在子帧n存在PUSCH的传输,TDD LTE中,ACK/NACK Multiplexing的情形, ACK/NACK反馈的Bit数目 以及其中的各个Bit , 满足如下:

(1):在UE接收到 的情形,那么 ,除非是 并且 ,此时UE无需发送任何的ACK、NACK。其中子帧 对应的ACK/NACK位为 ,其中DAI(k)是子帧 的DCI格式1/1A/1B/1D/2/2A/2B的DAI值。对于 的情形,半静态调度对应反馈的比特位为 。

(2):如果UE没有接收到 ,那么 ,其中M为上行子帧n对应的下行子帧的数目,由于UL-DLConfiguration只能适用ACK、NACK的Bundling,从Table 10.1-1可以看出,在ACK/NACK Multiplexing的情况下,M最大可以为4。 对应下行子帧 ,其中 的ACK/NACK反馈。

如果UE在子帧n没有PUSCH的传输,那么对应的ACK/NACK的反馈需要在PUCCH上进行传输。对于TDD LTE中,ACK/NACK Multiplexing的情形,UE在子帧n相应的PUCCH资源 上按照PUCCH格式1b传输两个Bit 。 以及 按照一定的频率选择产生,在M=2的时候如下表所示:(更多的情况如M=3 或M=4见36.213)

Table 10.1-2: Transmission of ACK/NACK multiplexing for M = 2

HARQ-ACK(0), HARQ-ACK(1)

 

 

ACK, ACK

 

1, 1

ACK, NACK/DTX

 

0, 1

NACK/DTX, ACK

 

0, 0

NACK/DTX, NACK

 

1, 0

NACK, DTX

 

1, 0

DTX, DTX

N/A

N/A

其中 指的是根据子帧 得到的PUCCH所使用的资源。

对于由PDCCH指示的PDSCH传输或者SPS的释放, 与子帧 上PDCCH的起始CCE标号 有关,公式为: ,P在0,1,2,3之间选择,满足 , 。 由上层配置。

对于半静态调度SPS的传输,不存在相应的PDCCH指示。 由上层进行指定。

对于ACK/NACK和SR 同时传输的情形,需要在SR相应的PUCCH资源上进行ACK/NACK的传输。问题是此时如何进行频率选择呢?

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