ShareTechnote系列LTE（15）：HARQ

HARQ

        HARQ（hybrid ARQ）是一个非常复杂的过程，这里仅简要描述。

        先考虑一下术语。什么是H-ARQ？为什么用“Hybrid ”这个词？

        ARQ代表自动重复请求，Hybrid 表示混合了FEC（前向纠错）。FEC也不是LTE特有的技术，是一种通用的纠错机制。

15.1 HARQ架构

        下面是LTE HARQ实体的总体架构，详细描述见36.321 5.4.2.1和5.4.2.2。

        

15.2 HARQ进程

        根据是用于FDD还是TDD以及是用于上行链路还是下行链路，HARQ处理模式稍微不同，这里只谈FDD。

        在FDD中，我们使用8个HARQ进程。

        i）下行链路：异步过程

                a）可以任意顺序使用8个HARQ进程（异步进程）。

                b）在获取数据之前，UE不知道任何有关下行数据的HARQ进程信息。所以网络在PDCCH（DCI）中发送这些信息（进程ID，RV）。

        ii）上行链路：同步过程

                a）必须在特定的子帧中使用特定的进程（同步进程）。UE必须每8个子帧使用相同的HARQ进程号。

                b）由于UE必须在特定的子帧上使用特定的HARQ进程ID，因此eNode B确切地知道何时会出现哪个HARQ进程。eNode B还可以知晓RV，因为eNode B的上行 Grant（DCI 0）可以使用MCS字段指定RV。

                c）它有两种操作模式：自适应和非自适应HARQ

                <自适应上行HARQ进程>

                下面是一个典型的上行HARQ进程的例子（关键思想是每次上行重传使用不同的RV，RV由DCI 0确定）。

                

                <非自适应上行HARQ进程>

                以下是非自适应上行HARQ进程的一个例子（关键思想是每次上行重传使用不同的RV，并且RV由TS36.321“5.4.2.2 HARQ进程”中指定的预定义序列确定）。

                 

        UE如何知道它是否应该进行自适应重传和非自适应重传？ 如果检测到DCI 0且未切换NDI，则执行自适应重传（在这种情况下，UE不关心HARQ反馈（PHICH），它根据DCI 0信息重新传输）。如果得到HARQ反馈（PHICH=NACK），但没有得到DCI 0，则执行非自适应重传。在这种情况下，UE在没有来自DCI 0的信息的情况下重新传输预先定义的RV和MCS中的PUSCH。

        上行链路的详细HARQ过程在36.321-5.4.2.2中进行了描述，下面是对图中规范的解释：

         

15.3 HARQ进程ID同步

        当通过HARQ进程传输数据时，接收器和发送器应该知道每个HARQ进程的进程ID的信息，这样接收器就可以成功地保存每个进程数据，而不会混淆。

        如果是异步HARQ（如LTE中的PDSCH传输），发送方应明确告知接收方HARQ进程ID。对于LTE，DCI1和DCI2携带这些信息。

        如果是同步harq呢？在这种情况下，不必通知进程ID，可以从传输时间推断出进程ID（在LTE上行HARQ情况下，此计时用SFN和子帧号表示），计算公式如下：

                                     

 

        接收端（LTE中的eNode B）是否需要知道确切的HARQ进程ID？不是的。只要eNode B准备至少8个HARQ缓冲区，并为每个子帧分别存储至少8个子帧跨度的PUSCH，就可以正确解码每个HARQ数据。一个可能的步骤如下：

        i）eNode B准备8个单独的HARQ缓冲区，并将其命名为buf0、buf1、、buf7。

        ii）当eNode B接收到第一个PUSCH时，将其放入eNode B中的第一个上行HARQ缓冲区（buf0）中。

        iii）当eNode B接收到第二个PUSCH时，将其放入eNode B中的第二个上行HARQ缓冲区（buf1）中……重复此过程

        iv）当eNode B接收到第8个PUSCH时，将其放入eNode B中的第8个上行HARQ缓冲区（buf7）中。

        v）当eNode B接收到第9个PUSCH时，将其放入eNode B中的第一个上行HARQ缓冲区（buf0）。重复此过程。

这样，在UE端分配的上行HARQ进程ID和在eNode B接收器缓冲区分配的buf编号之间可能存在不匹配，但解码数据不会有问题。