導(dǎo)語：終端測試儀混合自動(dòng)重傳分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】HARQ技術(shù)是HSDPA系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),它使得HSDPA系統(tǒng)獲得更高的吞吐量

和更小的時(shí)延。本文介紹了3GPP建議的所有HARQ方案,并闡述了TD-SCDMA系統(tǒng)中采

用的HARQ方案及其特點(diǎn)。隨后對TD-SCDMA終端測試儀中HARQ實(shí)體的各個(gè)功能進(jìn)行了分析,并提出了設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方案。

關(guān)鍵詞:TD-SCDMA;HSDPA;HARQ;無線鏈路控制

Abstract:

HARQtechniqueisoneofthekeytechniquesinHSDPAsystem.Itcanimprovethesystemtoachievehighthroughputandreducedelay.ThispaperintroducesalltheHARQschemesadvisedby3GPP,especiallytheschemeinTD-SCDMAsystem.ThenanalysesthefunctionsprovidedbyHARQentityinTD-SCDMACommunicationTestSet,andpresentstheblueprintofHARQentity.

Keywords:TD-SCDMA,HSDPA,HARQ,MediumAccessControl

1.引言

我國自主開發(fā)的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA即將投入商用[1],其產(chǎn)業(yè)鏈也逐步形成,其中

TD-SCDMA終端測試儀作為產(chǎn)業(yè)鏈上的一部分發(fā)揮s著重要作用。但隨著技術(shù)的不斷更新,對TD-SCDMA終端測試儀的要求也不斷提高[5],其中HSDPA技術(shù)就是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。

HSDPA是3GPPR5中定義的一項(xiàng)增強(qiáng)型技術(shù),用于進(jìn)一步提高下行鏈路的數(shù)據(jù)吞吐量[3]。HSDPA適用于FDD(頻分雙工)和TDD(時(shí)分雙工)兩種雙工模式,在TDD雙工模式下運(yùn)行的HSDPA系統(tǒng)也稱為TDD-HSDPA系統(tǒng)。

無線移動(dòng)信道由于時(shí)變和多徑導(dǎo)致衰落,常具有較高的誤碼率[2]。HARQ作為HSDPA中關(guān)鍵技術(shù),其基本原理是,通過前項(xiàng)糾錯(cuò)(FEC)和自動(dòng)重傳請求(ARQ)兩種差錯(cuò)控制方法以確保服務(wù)質(zhì)量(QoS)。這種混合ARQ方案(HARQ),即可以減少了FEC產(chǎn)生的不必要的開銷,又可以保證了一定的通過量和時(shí)延,因此被3GPPHSDPA技術(shù)采用。

本文結(jié)合TDD-HSDPA系統(tǒng)特性,對該系統(tǒng)的HARQ方案進(jìn)行了研究。根據(jù)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn),對TD-SCDMA終端測試儀中的HARQ實(shí)體的各個(gè)功能進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的解決方案。

2.混合ARQ類型和標(biāo)準(zhǔn)ARQ協(xié)議的選擇

3GPP建議了3種基本的混合ARQ類型,I型,II型和III型。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ARQ協(xié)議是SAW停等協(xié)議,GBN回退N協(xié)議和SR選擇性重傳協(xié)議。3GPP建議在TDD-HSDPA系統(tǒng)中采用SAW重傳協(xié)議,HARQ-II/III型混合ARQ。

2.1混合ARQ類型的選擇

三種類型的相同點(diǎn)是都進(jìn)行FEC編碼和CRC效驗(yàn),接受端進(jìn)行FEC譯碼和CRC效驗(yàn),如果分組有錯(cuò)則請求重傳;不同點(diǎn)是HARQ-I放棄錯(cuò)誤分組,重傳分組與已傳分組相同,沒有組合譯碼。HARQ-II錯(cuò)誤分組不被丟棄,而與重傳分組組合進(jìn)行譯碼,重傳分組和已傳分組的格式和內(nèi)容可以不同。HARQ-III因?yàn)椴捎肅PC碼(互補(bǔ)的打孔卷積碼),每個(gè)已傳分組與重傳分組都能進(jìn)行自解碼;每次重傳可有不同的冗余產(chǎn)生(不同的比特打孔),也可有相同的冗余產(chǎn)生(相同的FEC),此時(shí)與HARQ-I的操作類似,但錯(cuò)誤分組要被存儲在收端,以便與重傳分組結(jié)合。

表1給出了三種混合ARQ類型的比較。

從表1中可以看出HARQ-III型有更高的智能性,而且有更高的通過率,雖然對于UE

端存儲容量有一定的要求,但3GPP在TDD-HSDPA系統(tǒng)中還是選擇了HARQ-III型。

2.2標(biāo)準(zhǔn)ARQ協(xié)議的選擇

三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ARQ協(xié)議是SAW停等協(xié)議,GBN回退N協(xié)議和SR選擇性重傳協(xié)議,三種協(xié)議的特點(diǎn)分別概括如下:

SAW停等協(xié)議:發(fā)送端發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組后等待接收端確認(rèn),如果傳輸錯(cuò)誤則重傳,直到成功傳輸才繼續(xù)下一個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸。

GBN回退N協(xié)議:發(fā)送端發(fā)送N個(gè)數(shù)據(jù)分組后等待接收端確認(rèn),如果某個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸錯(cuò)誤,則其后N個(gè)數(shù)據(jù)分組都會重傳。

SR選擇性重傳協(xié)議:發(fā)送端發(fā)送N個(gè)數(shù)據(jù)分組后等待接收端確認(rèn),如果某個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸錯(cuò)誤,則只重傳錯(cuò)誤的分組。

三種ARQ基本機(jī)制中,SAW停等協(xié)議最簡單,也是對信頭要求最少的協(xié)議。協(xié)議的正確性由一比特(用來表示當(dāng)前和下一個(gè)數(shù)據(jù)分組)信息就可以表述。所以,它的控制頭很小,確認(rèn)頭也很小(因?yàn)闊o論是ACK或NACK都僅用1比特?cái)?shù)據(jù))。而且,因?yàn)橐淮沃荒軅魉鸵粋€(gè)數(shù)據(jù)分組,所以對用戶端存儲容量的要求就很小。

所以3GPP的HSDPA信道采用SAW停等協(xié)議可以在減小信令總帶寬和用戶存儲容量方面得到明顯的改觀。但是,SAW有一個(gè)很大的缺點(diǎn):不能及時(shí)得到確認(rèn)信息,發(fā)端必須在發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)分組前等待上一個(gè)數(shù)據(jù)分組的確認(rèn)信息。在等待期間,信道閑置而且浪費(fèi)系統(tǒng)容量。這樣,就希望能結(jié)合SAW最小復(fù)雜度和SR有效通過率的特點(diǎn),于是有了N信道停等協(xié)議,即通過設(shè)置并行停等協(xié)議的信道數(shù)N來提高通過率。它的特點(diǎn)是:一個(gè)連續(xù)的傳輸流在時(shí)間上分為N個(gè)子信道,即N個(gè)進(jìn)程(HARQprocess),而每個(gè)進(jìn)程獨(dú)立地執(zhí)行停等重傳協(xié)議。

圖1N信道停等協(xié)議示意圖

Fig1SketchmapofNchannelsSAWprotocol

3.HARQ實(shí)體的功能設(shè)計(jì)

在UTRAN側(cè)每個(gè)UE有一個(gè)HARQ實(shí)體[4]。每個(gè)HARQ實(shí)體有N個(gè)HARQ進(jìn)程,一

般N=4。每個(gè)HARQ進(jìn)程都有一個(gè)進(jìn)程號(HARQprocessidentifier),進(jìn)程號用來使發(fā)端和收端的進(jìn)程相匹配。HARQ實(shí)體為每一個(gè)MAC-hsPDU設(shè)置進(jìn)程號,即HARQ實(shí)體選擇一個(gè)合適的進(jìn)程為每個(gè)MAC-hsPDU服務(wù)。

3.1維護(hù)HARQ進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換

為每個(gè)HARQ進(jìn)程維護(hù)狀態(tài)機(jī)是HARQ的主要工作,它保證HARQ各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)維護(hù)是通過將進(jìn)程號放入不同的隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)的。共有三個(gè)隊(duì)列,為空閑隊(duì)列,等待回復(fù)隊(duì)列,等待重傳隊(duì)列,分別對應(yīng)空閑狀態(tài)、等待回復(fù)狀態(tài)和等待重傳狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送新的Mac-hsPDU時(shí),HARQ為此PDU分配一個(gè)處于空閑狀態(tài)的進(jìn)程,此時(shí)進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為等待回復(fù)狀態(tài),此進(jìn)程的進(jìn)程號被放入等待回復(fù)的隊(duì)列中,并將此進(jìn)程與PDU綁定在一起。HARQ存儲PDU以備重傳。

當(dāng)收到反饋信息為ACK時(shí),解除進(jìn)程與此PDU的綁定,使此進(jìn)程重新進(jìn)入空閑狀態(tài)。由于已正確傳輸,HARQ刪除存儲的PDU數(shù)據(jù)。當(dāng)收到NACK時(shí),保持進(jìn)程與PDU的綁定,使此進(jìn)程進(jìn)入等待重傳狀態(tài)。

當(dāng)調(diào)度決定重傳某個(gè)PDU時(shí),HARQ在等待重傳的隊(duì)列中找到此PDU及其綁定的進(jìn)程,使此進(jìn)程進(jìn)入等待回復(fù)狀態(tài),此時(shí)仍保持此進(jìn)程與PDU的綁定。

當(dāng)調(diào)度決定放棄重傳某個(gè)PDU時(shí),HARQ在等待重傳的隊(duì)列中找到該P(yáng)DU及其綁定的進(jìn)程,解除進(jìn)程與PDU的綁定,使此進(jìn)程進(jìn)入空閑狀態(tài)。HARQ刪除存儲的PDU。

圖2HARQ進(jìn)程的狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換

Fig2StatesswitchofHARQprocess

3.2發(fā)送Mac-hsPDU

圖3給出了HARQ實(shí)體發(fā)送數(shù)據(jù)的流程。每個(gè)HARQ進(jìn)程(process)都有一個(gè)Newdataindicator,它被用來區(qū)分新數(shù)據(jù)和重傳數(shù)據(jù)。當(dāng)傳新數(shù)據(jù)時(shí)將Newdataindicator加1,重傳舊數(shù)據(jù)時(shí)不變。

圖3HARQ發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖

Fig3FlowcontrolofHARQsendingdata

3.3處理來自UE的反饋

接收到手機(jī)的反饋后,HARQ實(shí)體需保證對應(yīng)正確的發(fā)送順序,因?yàn)槭謾C(jī)的反饋信息不包括此PDU的進(jìn)程號,所以HARQ實(shí)體默認(rèn)反饋是按發(fā)送時(shí)的順序返回的。在等待回復(fù)的隊(duì)列中,PDU是按發(fā)送的順序存儲的。這樣,每次手機(jī)的反饋被認(rèn)為對應(yīng)于等待回復(fù)的隊(duì)列中的第一個(gè)PDU,即最早發(fā)送但還未收到回復(fù)的PDU。如圖4所示。圖5給出了HARQ

處理反饋的流程。

圖4HARQ處理反饋對應(yīng)關(guān)系

Fig4CorrespondingrelationoffeedbacksinHARQ

圖5HARQ處理反饋流程

Fig5FlowcontrolofhandlingfeedbackofHARQ

4.總結(jié)

本文通過分析HARQ技術(shù)的特性,給出了TD-SCDMA終端測試中HARQ實(shí)體的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。此方案對HARQ技術(shù)分析透徹,很好的實(shí)現(xiàn)了HARQ實(shí)體所要完成的所有功能。對于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的HARQ技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

李世鶴.TD-SCDMA第三代移用通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:人民郵電出版社,2003.

彭木根,王文博.TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

3GPPTS25.308.HighSpeedDownlinkPacketAccess(HSDPA);Overalldescription;Stage2

[S].Europe:3GPP,2007.

[4]3GPPTS25.321.MediumAccessControl(MAC)protocolspecification[S].Europe:3GPP,2007.

[5]3GPPTS34.122.TerminalConformanceSpecification;RadioTransmissionandReception[S].Europe:

3GPP,2005.