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 lteuniversity.com

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，