CN101784076B - 降低多载波系统中harq重传时间间隔的方法和基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种降低多载波系统中混合自动重传HARQ重传时间间隔的方法，包括以下步骤：基站对多个载波进行聚合，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布；所述基站在聚合后的载波上发送数据。本发明通过提高系统中存在上行资源的子帧数量，从而在保证满足系统总的上下行子帧比例的要求下，降低了系统中HARQ最大进程数及RTT。本发明充分利用了系统多载波特性，降低了系统中HARQ重传延时，从而提高了系统的传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种降低多载波系统中HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传)RTT(Round-trip Time，重传时间间隔)的方法和基站。
背景技术
在长期演进多载波移动通信系统中，例如LTE-Advanced(长期演进多载波)系统，需要通过更大的传输带宽来提供更高的峰值速率，满足用户的需求，但传输带宽的扩大受制于运营商拥有的频率资源。对于长期演进多载波系统，为支持比LTE系统更宽的系统带宽，比如100MHz，一种可能是直接分配100M带宽的频谱，但是由于运营商拥有的频率资源有限，因此为了满足LTE-A系统的带宽需求，另一种方式是将分配给现有的系统一些频谱聚合起来，凑成大带宽供给长期演进多载波系统使用，如图1所示，为现有技术频谱聚合系统示意图。
为了对本发明有清楚的理解，以下将对LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统的上下行配置，HARQ最大进程数以及HARQ重传等技术进行简单介绍。
LTE系统支持FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)和TDD(Time Division Duplexing，时分双工)两种双工方式，两种双工模式使用不同的帧结构，其中，第二类帧结构(FS2)只适用于LTE TDD系统。每一个无线帧由10个1ms长的子帧(subframe)构成，各子帧按顺序从0～9进行编号。当配置为常规CP(Cyclic Prefix，循环前缀)时，每个子帧由14个OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)符号组成，每个符号长度为2192·Ts；当配置为扩展CP时，每个子帧由12个OFDM符号组成，每个符号长度为2560·Ts，其中Ts＝1/(15000×2048)秒。系统中支持两种上、下行切换周期(即5ms和10ms)及7种不同的上、下行比例配置，如表1所示为上下行帧配置情况。
表1
其中，表中“D”表示该子帧用于下行传输，“U”表示该子帧用于上行传输，“S”表示特殊子帧，包括：“DwPTS”，“GP”，“UpPTS”三个区域，其中DwPTS用于传输下行主同步信号及普通下行业务数据，GP为保护间隔，UpPTS传输上行随机接入信号及上行探测信号，特殊子帧存在多种配置情况，如表2所示，为各种配置时DwPTS区域内所包含的OFDM符号数。
表2
| 特殊子帧配置 | 常规CP | 扩展CP |
| 0 | 3 | 3 |
| 1 | 9 | 8 |
| 2 | 10 | 9 |
| 3 | 11 | 10 |
| 4 | 12 | 3 |
| 5 | 3 | 8 |
| 6 | 9 | 9 |
| 7 | 10 | - |
| 8 | 11 | - |
如果DwPTS占用的OFDM符号数大于3，则可将该特殊子帧视为普通下行子帧，传输任意下行数据业务。如果DwPTS只占用的3个OFDM符号时，则特殊子帧中只存在下行主同步信号、随机接入信号及上行探测信号外，即此时特殊子帧中无下行数据传输。根据DwPTS的不同配置，系统中上下行传输子帧的比例如表3所示，表3为DwPTS不同配置时，系统中上下行子帧的比例(下行：上行)及HARQ最大进程数。
表3
为了保证和LTE系统的兼容性，升级系统的各聚合载波上将继续使用现有的LTE系统上下行配置。各载波上可以使用相同的行配置，也可以分别使用不同的上下行配置。
LTE系统中，进行HARQ重传时，发端在发送数据的同时，会将编码后的信息存在寄存器中。接收端也会将解调后的数据信息存在带寄存器中，并根据该信息进行译码。若译码成功，则向发端反馈译码成功信号(ACK)，发端将保存在寄存器中的信息释放掉，并对下一组数据进行编码、存储等处理。若译码失败，且未到达系统设定的最大传输次数时，将向发端反馈重传请求(NACK)。发端接到重传请求后，会从寄存器中读取出部分信息进行调制后再次发送，接收端将再次接收到的信息与存储在寄存器中的信息合并，用合并后的信息替换原寄存器中的信息，并根据合并信息进行译码。
上述过程称为一个HARQ进程，但是由于硬件设备存在一定的处理切换时延，因此设备在进行收发转换时需要预留一定的处理时间，LTE系统中规定该处理时延最小为4ms(即4个子帧)。因此终端在第n个子帧上收到数据包后，最快也只能在第n+4个子帧上反馈ACK/NAKC信息；同样的，当基站在第n个子帧上收到ACK/NAKC反馈后，最快也只能在第n+4个子帧上进行重传。对于TDD系统，由于无法保证子帧n与n+4总是对称的，及子帧n与n+4可能都是上行或下行子帧，因此对于不同上下行配置，系统的RTT是不同的。发端进行重传前可连续发送的数据包数量成为HARQ最大进程数。在译码成功之前，发端及接收端把所有进程对应的数据包存储下来，即系统中进程数越大，对终端存储器容量的要求就越高。参照表3最后一栏给出了TDD系统中不同上下行配置，对于同一用户最大HARQ进程数。如图2所示，为现有技术中HARQ进程示意图，该图中以上下行配置2为例进行描述，根据表3可知其最大HARQ进程数为10。
现有技术的缺点是，对于长期演进多载波系统中，使用多载波聚合时，各下行载波上的数据将独立的进行编译码，此时系统中最大HARQ进程数，将随着聚合载波的数量成倍增长，并且系统中进程数越多，RTT越大，因此就需要终端存储器的容量越大，进而增加了终端设备的制造成本。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有技术中随着聚合载波的数量增长，且系统进程数和RTT增长的技术缺陷。
为达到上述目的，本发明一方面提出一种降低多载波系统中混合自动重传HARQ重传时间间隔的方法，包括以下步骤：基站对多个载波进行聚合，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布；所述基站在聚合后的载波上发送数据。
作为本发明的一个实施例，所述至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布包括：所述各个载波为非同步配置以使上行资源在时域上最大分布，其中所述非同步配置为子帧编号非同步，各载波上子帧编号存在偏移量。
作为本发明的一个实施例，所述偏移量通过以下步骤获得：在用户接入到一个载波后，通过读取在所述载波上广播发送的系统信息获知其他各载波上的所述偏移量；或者，由所述用户分别在各载波上进行下行同步自行获得所述偏移量。
作为本发明的一个实施例，所述至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布包括：至少一个所述载波的上下行子帧之比大于系统平均的上下行子帧之比以增加系统中上行资源在时域上的分布。
作为本发明的一个实施例，系统按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比。其中，所述各个载波所使用的上下行配置满足现有上下行配置0～6。
作为本发明的一个实施例，所述各载波所使用的上下行配置由高层进行配置，且通过广播信令通知所述用户。
作为本发明的一个实施例，还包括：对于下行子帧n的反馈信息，用户使用n+T子帧之后的第一个上行资源进行上行传输，或者，如果所述n+T子帧为上行资源，则使用所述n+T子帧进行上行传输，其中，T为系统需要的处理时延。
本发明还提出一种基站，包括聚合模块、聚合设置模块和发送模块，所述聚合模块，用于对多个载波进行聚合；所述聚合设置模块，用于对所述各个载波进行设置，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布；所述发送模块，用于在所述聚合模块聚合后的载波上发送数据。
作为本发明的一个实施例，所述各个载波为非同步配置以使上行资源在时域上最大分布，其中所述非同步配置为子帧编号非同步，各载波上子帧编号存在偏移量。
作为本发明的一个实施例，在接入到一个载波后，用户通过读取在所述载波上广播发送的系统信息获知其他各载波上的所述偏移量，或者，由所述用户分别在各载波上进行下行同步自行获得所述偏移量。
作为本发明的一个实施例，所述聚合设置模块将至少一个所述载波的上下行子帧之比设置为大于系统平均的上下行子帧之比以增加系统中上行资源在时域上的分布。
作为本发明的一个实施例，系统按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比。其中，所述各个载波所使用的上下行配置满足现有上下行配置0～6。
作为本发明的一个实施例，所述各载波所使用的上下行配置由高层进行配置，且通过广播信令通知所述用户。
本发明通过提高系统中存在上行资源的子帧数量，从而在保证满足系统总的上下行子帧比例的要求下，降低了系统中HARQ最大进程数及RTT。本发明充分利用了系统多载波特性，降低了系统中HARQ重传延时，从而提高了系统的传输效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有技术频谱聚合系统示意图；
图2为现有技术中HARQ进程示意图；
图3为本发明实施例降低多载波系统中HARQ重传时间间隔的方法流程图；
图4为现有技术中多载波聚合时HARQ示意图；
图5为本发明实施例一种载波设置方式示意图；
图6为本发明实施例另一种载波设置方式示意图；
图7为本发明实施例基站的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明主要在于，通过提高系统中存在上行资源的子帧数量，从而保证在满足系统总的上下行子帧比例的要求下，降低系统中HARQ最大进程数及RTT。本发明充分利用了系统多载波特性，降低了系统中HARQ重传延时，从而提高了系统的传输效率。
如图3所示，为本发明实施例降低多载波系统中HARQ重传时间间隔的方法流程图，该实施例主要通过几种方法提高系统中存在上行资源的子帧数量，从而保证在满足系统总的上下行子帧比例的要求下，降低系统中HARQ最大进程数及RTT。该实施例包括以下步骤：
步骤S301，基站对多个载波进行聚合，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布。在现有技术中聚合时各个载波采用同步的配置，且各个载波采用相同的上下行配置。如图4所示，为现有技术中多载波聚合时HARQ示意图，在图中的多载波系统由三个载波聚合形成，每个载波采用相同的上下行配置，例如采用上下行配置1，且采用同步配置。根据表3其每个载波的最大HARQ进程数为7，聚合后的最大HARQ进程数为21(每个载波的3倍)，系统中各个进程的RTT如下表4所示。从表4中我们可以看出该系统平均RTT为11.571，这对存储器的容量要求非常高。另外如果采用更多数量的载波进行聚合，系统的平均RTT将更高。
表4
| 进程 | RTT(子帧) |
| 1～3，7～12，16～21 | 11 |
| 4～6，13～15 | 13 |
| 平均RTT | 11.571 |
从图4中可以看出，各个载波内的上行资源在时域上是重合的，因此对于图4所示的例子来说不仅最大HARQ进程数大，而且RTT也非常高。为了提高系统中存在上行资源的子帧数量，本发明需要对各个载波的配置进行修改，从而在保证满足系统总的上下行子帧比例的要求下，提高系统中存在上行资源的子帧数量。作为本发明的实施例，本发明提出了多种提高系统中存在上行资源的子帧数量的方法，以下将以具体实施例的方式对其进行描述，但需要说明的是以下实施例仅是示意性实施例，目的是使本发明更清楚，但并不是说本发明仅能通过以下实施例实现，本领域技术人员能够根据本发明的上述思想想到其他提高系统中存在上行资源的子帧数量的其他方法，或根据本发明的思想对下述实施例做出等同的修改或变化，这些其他方法或等同的修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。
在本发明的一个实施例中，可采用如图5所示的设置方式，在保证系统总的上下行子帧比例相同的前提下，各个载波采用非同步配置以使上行资源在时域上最大分布，且使得各个子帧中总是存在上行传输资源。此处所述的非同步配置是指子帧编号非同步，即各载波上子帧编号存在一个偏移量。该偏移量可通过以下方式获得：在用户接入到一个载波后，通过读取在所述载波上广播发送的系统信息获知其他各载波上的所述偏移量；或者，由所述用户分别在各载波上进行下行同步自行获得所述偏移量。该实施例与图4类似，每个载波均采用上下行配置1，但每个载波采用非同步配置，及对各个载波上的子帧进行顺序偏移，使得各个载波内的上行资源在时域上不重合，从而提高系统中的存在上行资源的子帧数量。该实施例以上下行配置1为例进行描述，在其他实施例中还可采用其他上下行配置，在此不再赘述。从图5中可以看出，图5所示的系统与图4所示的系统相比，系统总的上下行子帧比例相同，但各载波采用非同步配置，且使得各子帧中总是存在上行传输资源，从而图5所示的系统可保证对于子帧n中的下行传输，在子帧n+4上总有可用的上行资源进行ACK/NACK反馈，因此降低了系统中的反馈和RTT，此时图5的系统中最大进程数为16，系统中各进程的RTT如下表5所示，从表5中可以看出相对于表4来说，图5所示的系统可大大减少最大HARQ进程数大和RTT。
表5
| 进程 | RTT(子帧) |
| 1～5，7～14，16 | 9 |
| 6，15 | 8 |
| 平均RTT | 8.875 |
在本发明的另一个实施例中，可采用如图6所示的设置方式，即各载波采用不同的上下行配置，其中，至少一个所述载波的上下行子帧之比大于系统平均的上下行子帧之比。例如若系统中总的上下行子帧之比为N(上行/下行)，则至少有一个载波内上下行子帧之比为大于N，从而提高了系统中存在上行资源的子帧数量，如图6所示，三个载波分别采用上下行配置0、上下行配置1和上下行配置2，其中至少有一个载波的上下行子帧之比大于系统平均的上下行子帧之比，，例如上下行配置0。图6所示系统与图4所示系统相比，系统总的上下行子帧比例相同，但各载波上行配置不同，使得系统中存在上行传输资源子帧数量增多，降低了系统中的反馈和RTT，此时系统中最大进程数为18，系统中各进程的RTT如下表6所示，同样从表6中可以看出相对于表4来说，图6所示的系统可大大减少最大HARQ进程数大和RTT。这样系统就可按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比，从而灵活的进行上下行配置，进一步提高传输效率。在上述实施例中各个载波所使用的上下行配置满足现有上下行配置0～6。其中，各载波所使用的上下行配置由高层进行配置，且通过广播信令通知所述用户。
表6
| 进程 | RTT(子帧) |
| 1～18 | 10 |
| 平均RTT | 10 |
步骤S302，基站在聚合后的载波上发送数据。对于用户来说，对于下行子帧n的反馈信息，用户使用n+T子帧之后的第一个上行资源进行上行传输，或者，如果该n+T子帧为上行资源，则使用n+T子帧进行上行传输，其中，T为系统需要的处理时延(例如对于LTE系统来说，T为4个子帧)。作为本发明的另一实施例，如图7所示，为本发明实施例基站的结构图，该基站100包括聚合模块110、聚合设置模块120和发送模块130。聚合模块110用于对多个载波进行聚合。聚合设置模块120用于对各个载波进行设置，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布。发送模块130用于在聚合模块聚合后的载波上发送数据。
作为本发明的一个实施例，聚合设置模块120将各个载波设置为非同步配置以使上行资源在时域上最大分布。其中，可在每个时域位置上至少有一个上行资源。
作为本发明的一个实施例，聚合设置模块120将至少一个所述载波的上下行子帧之比设置为大于系统平均的上下行子帧之比以增加系统中上行资源在时域上的分布。其中，系统按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比，从而系统可以灵活的进行上下行配置，进一步提高传输效率。
本发明通过提高系统中存在上行资源的子帧数量，从而在保证满足系统总的上下行子帧比例的要求下，降低了系统中HARQ最大进程数及RTT。本发明充分利用了系统多载波特性，降低了系统中HARQ重传延时，从而提高了系统的传输效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (15)
1.一种降低多载波系统中混合自动重传HARQ重传时间间隔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站对多个载波进行聚合，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布；
所述基站在聚合后的载波上发送数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布包括：
所述各个载波为非同步配置以使上行资源在时域上最大分布，其中所述非同步配置为子帧编号非同步，各载波上子帧编号存在偏移量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述偏移量通过以下步骤获得：
在用户接入到一个载波后，通过读取在所述载波上广播发送的系统信息获知其他各载波上的所述偏移量；
或者，由所述用户分别在各载波上进行下行同步自行获得所述偏移量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布包括：
至少一个所述载波的上下行子帧之比大于系统平均的上下行子帧之比以增加系统中上行资源在时域上的分布。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，系统按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各个载波所使用的上下行配置满足现有上下行配置0～6。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各载波所使用的上下行配置由高层进行配置，且通过广播信令通知所述用户。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对于下行子帧n的反馈信息，用户使用n+T子帧之后的第一个上行资源进行上行传输，或者，如果所述n+T子帧为上行资源，则使用所述n+T子帧进行上行传输，其中，T为系统需要的处理时延。
9.一种基站，其特征在于，包括聚合模块、聚合设置模块和发送模块，
所述聚合模块，用于对多个载波进行聚合；
所述聚合设置模块，用于对所述各个载波进行设置，其中至少有一个载波的配置与其他载波的配置不相同以增加系统中上行资源在时域上的分布；
所述发送模块，用于在所述聚合模块聚合后的载波上发送数据。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述聚合设置模块将所述各个载波设置为非同步配置以使上行资源在时域上最大分布，其中所述非同步配置为子帧编号非同步，各载波上子帧编号存在偏移量。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，在接入到一个载波后，用户通过读取在所述载波上广播发送的系统信息获知其他各载波上的所述偏移量，或者，由所述用户分别在各载波上进行下行同步自行获得所述偏移量。
12.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述聚合设置模块将至少一个所述载波的上下行子帧之比设置为大于系统平均的上下行子帧之比以增加系统中上行资源在时域上的分布。
13.如权利要求12所述的基站，其特征在于，系统按照小区实际传输上下行业务的比例获得所述系统平均的上下行子帧之比。
14.如权利要求12所述的基站，其特征在于，所述各个载波所使用的上下行配置满足现有上下行配置0～6。
15.如权利要求12所述的基站，其特征在于，所述各载波所使用的上下行配置由高层进行配置，且通过广播信令通知所述用户。
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