全球快播:LTE TDD HARQ timing
在LTE钟,FDD上下行均应采用6到8个HARQ进程。
所需的并行HARQ进程数通常是由HARQ循环时间除以TTI持续时间得出的。
(资料图)
对于UL-SCH,假设同步HARQ,以下过程会影响整个HARQ循环时间:
UL grant传输(如果是第一次传输)或PHICH(如果是重传)或PHICH+UL grant(如果是自适应HARQ重传)
UL grant或PHICH的UE处理
UL-SCH的传输
UL-SCH的eNB处理
形成下一个UL grant或PHICH
对于DL-SCH,假设为异步HARQ,以下过程会影响整个HARQ周期时间:
DL grant和DL-SCH TTI的传输
DL grant和DL-SCH数据的UE处理
通过PUCCH或UL-SCH传输CRC结果(ACK/NACK)
UL传输的eNB处理
发送/重发的决定以及eNB调度流程的执行
形成下一个DL grant
传播时延未明确包含在上述过程中,与其他过程相比通常相对较小。然而,传播时延对于大型小区部署可能会变得非常重要。
由于高度协调,可以预期,在FDD和TDD之间,UE和eNB处理延迟将相似。然而,有一些TDD特有的问题,应与FDD不同地考虑:
1) 当无线信道不能立即用于必要的UL或DL传输时,可能会出现额外的延迟。此延迟的效果随TDD帧结构模式和UL/DL配比而变化。
2) 不同的帧分配可能具有不同数量的HARQ进程。
3) TDD特有的最重要问题可能是如何将UL同步HARQ适配到允许的帧分配中,以最小化HARQ RTT。同步HARQ和帧分配都具有周期结构。由于sub-frame#0和#5必须是DL,因此商定了FS1 TDD的5ms和10ms帧分配周期。对于同步HARQ,TTI索引编号和HARQ进程编号之间存在隐式链接。因此,特定HARQ过程的传输和重传必须在预定义的子帧上。此外,当分配第一次传输的资源时,会隐式分配用于重新传输的未来资源(由NACK确认)。如果UE采用基于规则的方法,例如“在接收和解码NACK后,在第一个可用的UL TTI上传输重传”,则UL上存在用户冲突的可能性。这方面的一个例子如所示,其主要原因是A/N后5ms半帧中可用的UL资源量与第二个5ms半帧中的资源量不同。
通过将UL HARQ RTT配置为帧分配周期的倍数(即5ms帧周期为5ms、10ms和15ms,10ms帧周期则为10ms、20ms等),可以避免上述用户冲突。这意味着TDD HARQ RTT的粒度为5ms或10ms,这与FDD的情况不同。为了在某些情况下最小化HARQ延迟,有必要指定更严格的UE或eNB处理时间要求,以查看HARQ RTT是否可以适应小于帧周期的时间段。
重点关注5ms帧分配周期,因为它至少允许5ms HARQ RTT。但10ms single-switching-point结构除外,该结构将显示同步UL HARQ的10ms RTT。
4) FDD和TDD之间,第一次传输时UL grant的DL子帧和UL-SCH的UL子帧之间的定时关系不同。由于对称的UL和DL,FDD具有简单的固定时延关系。然而,对于TDD来说,这并不总是可能的,因为DL子帧可能必须调度多个UL子帧。大家一致认为,调度的UL子帧是明确的,这使得UL grant在第一次传输时的定时更加灵活。
总的来说,UL和DL情况不同,因此在下文中分别处理。
TDD UL-SCH的HARQ
下图2显示了UL-SCH传输和重传的场景。
UL grant或PHICH以绿色表示,并在DL子帧的前3个OFDM符号期间发生。这使得UE能够在DL子帧的剩余时间内处理授权或PHICH。表1列出了UE所需的操作。如上所述,第一次传输时包含UL grant的子帧不必与包含UL-SCH的子帧具有固定的定时关系。因此,仅考虑表1中其他两种情况(即再次传输case II和III)对后续RTT推导的影响。这两种情况不涉及高层的处理,因此可以比第一种情况更快地实现。
对于子帧k上case II或case III的PHICH的grant,假设UL-SCH传输发生在子帧k+2或k+3。对于case I,假设UL-SCH传输发生于子帧k+3处。
UL-SCH还将提前大约等于往返延迟的时间。空闲期的一个OFDM符号足以覆盖大多数部署情况,因此UL-SCH情况下TUE的合理值为:
子帧k+2中的传输:TUE=14 x 2–3–1=24 OFDM符号=1.7ms
子帧k+3中的传输:TUE=14 x 3–3–1=24 OFDM符号=2.7ms
表1 UE处理UL grant或PHICH所需的操作
在应用时隙间跳频的情况下,UL-SCH的数据处理不能在UL TTI结束之前开始。假设eNB需要2ms用于UL-SCH的前端处理和信道解码。进一步假设eNB传输准备需要1ms。因此,对于子帧k中的UL-SCH传输,新授权或PHICH的传输可能在子帧k+4期间发生(即TNB=3ms)。然而,即使加上上述UE处理时间中较短的时间,总体HARQ RTT也为6ms,略长于5ms帧分配周期。可以想象,随着技术的进步,eNB处理时间可以提高1ms,以满足UL-SCH 5ms的总体HARQ RTT。
附录A说明了TUE和TNB以及帧分配的不同组合的HARQ过程和相应RTT的数量,表2总结了结果。可以看出,对于所有考虑的TUE和TNB,10ms RTT都是可以实现的,除了1DL/4UL的高度UL不对称分配和最坏情况TUE和TNB的情况。然而,这种分配的应用有限,因此不那么重要。为了实现最小5ms RTT,需要TUE=1.7ms和TNB=2ms。
为了使系统能够从未来网络方面的改进中获益5ms HARQ RTT,建议:
采用TUE=1.7ms
UL-SCH的最大eNB处理时间发送给UE(以1ms的倍数表示)
这些实际上对应于表2中的前两种情况,因此TDD UL-SCH最多需要8个HARQ进程。
前面提到的将UL同步HARQ RTT与帧分配周期匹配的问题与异步HARQ DL-SCH的情况无关,后者明确安排了重传。图3显示了DL-SCH传输和重传场景的示意图。
以往对HARQ进程数量的大多数贡献建议DL-SCH的UE处理时间(TUE)为3ms,ACK/NAK解调/解码和重新调度的eNB处理时间为3ms。与UL情况不同,eNB无需公布其UL TTI的最大处理时间。这是因为采用了异步HARQ,因此ACK/NACK传输和新授权的接收之间没有固定的关系。根据这些假设,附录B中说明了不同帧分配的HARQ过程数量,表3总结了结果,其中还考虑了TNB=2ms。可以看出,DL-SCH的最大HARQ进程数为10(假设eNB处理时间为≤3毫秒)。
附录A:UL HARQ定时
附录A和B插图中使用的图例如下所示,
附录A: UL HARQ Timing
这里说明了具有不同框架分配的重传UL HARQ时间以及UE和NB处理时间。附录A和附录B的插图中使用的图例如下:
附录 B: DL HARQ Timing
说明了具有不同框架分配的重传的DL HARQ时间。TUE = 3ms 和TNB = 2ms