LTE学习笔记 HARQ、HARQ process、HARQ information、同步异步、自适应非自适应、ACKNACK反馈、上行HARQ1.docx

20140307 （HARQ、HARQ process、HARQ information、同步/异步、自适应/非自适应、ACK/NACK反馈、上行HARQ（1））一、HARQ介绍? ? ??HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest），混合式自动重传请求，是一种结合FEC（Forward Error Correction）与ARQ（Automatic Repeat reQuest）方法的技术。? ? ??FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。????? 对于FEC无法纠正的错误，接收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收的数据包是否出错。如果无错，则发送一个肯定的确认（ACK）；如果出错，则接收端会丢弃数据包，并发送一个否定的确认（NACK）给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据。????? 前面介绍的ARQ机制采用丢弃数据包并请求重传的方式。然而，虽然这些数据包无法被正确解码，但其中还是包含了有用的信息，如果丢弃了，这些有用的信息就丢失了。通过使用HARQ with soft combining，接收到的错误数据包会保存在一个HARQ buffer中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，从而得到一个比单独解码更可靠的数据包。然后对合并后的数据包进行解码，如果还是失败，则再请求重传，再进行软合并。????? 根据重传的bit信息与原始传输是否相同，HARQ with soft combining分为Chase combining和incremental redundancy（IR，增量冗余）两类。Chase combining中重传的bit信息与原始传输相同；增量冗余中重传的bit信息不需要与原始传输相同。这里我们只介绍增量冗余，因为LTE中使用的是这种机制。????? 在增量冗余中，每一次重传并不需要与初始传输相同。相反，会生成多个coded bit的集合，每个集合都携带相同的信息。每当需要重传时，通常会传输与前一次不同的coded bit集合，接收端会把重传的数据与前一次传输的数据进行合并。每次重传的coded bit集合称为一个冗余版本（Redundancy Version，RV）????? 由于重传可能携带了不包含前次传输中的额外奇偶校验比特（parity bit），所以重传的码率会降低。每次重传可以包含与初始传输数目不同的coded bit，且不同重传的调制方式也可以不同。????? 图1是一个增量冗余的例子：图1：增量冗余的例子?????? 这里我们以DL-SCH的物理层处理步骤来简单介绍一下冗余版本RV的生成过程。UL-SCH的处理与之类似。图2：DL-SCH的物理层处理?图3：速率匹配和HARQ功能?从图2、图3可以看出，在Turbo编码之后，会输出systematic bits，first parity bits和 second parity bits。这些输出会先进行交织，然后插入一个环形缓冲器（circular buffer）中。其中，systematic bits会先插入，然后first parity bits和second parity bits交替着插入。?不同的RV意味着从环形缓冲器的不同起始位置来提取要发送的bit。对于DL-SCH和UL-SCH而言，其信道编码采用了Turbo编码。Turbo编码中的systematic bit比parity bit更重要，在初传(initial transmission)中至少需要包含所有的systematic bit和部分parity bit；而在重传(retransmission)中，会包含初传中没有的parity bit。如果初传（注意：这里是“第一次传输”）的接收质量很差或根本没收到，此时重传只带parity bit的RV不如重传包含全部（或部分）systematic bit的RV来得性能好。这里有两种不同的否定应答：NACK和DTX。NACK要求重传额外的parity bit，而DTX要求重传systematic bit。总之，基于之前传输尝试的信号质量来决定重传中包含多少systematic bit和parity bit是很重要的。? HARQ是通过校验CRC来判断接收到的数据包是否出错，并且校验CRC是在软合并之后进行的。? HARQ功能同时跨越物理层和MAC层。其中发送端生成不同的redundancy version（选用哪个RV是由MAC层告诉物理层的）以及接收端软合并是由物理层负责的。在接收端，HARQ buffer通常位于物理层中，这是因为物理层需要对接收到的数据进行软合并和解码处理。二、HARQ processHAR