CN101132262A - 一种tdd系统同步harq的实现及数据传输的方法 - Google Patents

一种tdd系统同步harq的实现及数据传输的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TDD系统同步HARQ的实现方法及数据传输的方法，使HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应。采用本发明的技术方案，在TDD系统中将时隙编号与HARQ进程id对应，实现同步HARQ，如果需要重传，则在后续子帧的相同编号的时隙进行传输，该重传的时隙与前次传输的时隙上下行方向一致，相对于现有通过TTI Number对HARQ_RTT取模的方法确定HARQ进程id的同步HARQ方法，避免了由于时隙不一致而造成重传推迟的情况，提高TDD系统的传输效率，且实现简单，易于推广，市场前景广大。

Description

一种TDD系统同步HARQ的实现及数据传输的方法
技术领域
本发明涉及通信系统的数据传输技术领域，特别是涉及一种时分双工(TDD，Time Division Dual)系统同步混合自动重传请求(HARQ，HybridAutomatic Repeat Request)的实现及数据传输的方法。
背景技术
为了对传输错误的数据块进行快速的反馈重传，并通过数据块合并充分利用错误数据携带的信息，很多系统都采用多路并行停等的HARQ技术。
停等是指使用某个HARQ进程传输数据包后，在收到反馈信息之前，不能继续使用该进程传输其它任何数据。停等协议的优点是比较简单，但是传输效率比较低，而采用多路并行停等协议，同时启动多个HARQ进程，在等待某个HARQ进程的反馈信息过程中，可以继续使用其它的空闲进程传输数据包，从而弥补传输效率低的缺点。
对于传输出错的数据块，必须使用相同的HARQ进程进行重传，以便于数据接收端对出错的数据块进行合并。HARQ进程通常用HARQ进程序列号(id)进行标识，现有技术中，定义具有相同HARQ进程id的进程为相同的HARQ进程。根据重传发生的时刻是否预定义，可以将HARQ协议分为同步HARQ和异步HARQ两种。其中，同步HARQ表示重传数据必须在数据发送端和数据接收端都确知的时刻发送，这样就不需要显示地附带HARQ进程id，从而节约了信令开销。
目前，主要采用频分双工(FDD，Frequency Division Dual)同步HARQ的方法定义TDD的同步HARQ协议。在同步HARQ中，定义一个HARQ协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)的一次传输占用资源的时间称为传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)；从使用某个HARQ进程传输数据到收到肯定/否定应答(ACK/NACK，Acknowledgement/Negativeacknowledgement)反馈信息并能够再次使用该进程传输数据的时间间隔称为往返时间间隔(RTT，Round Trip Time)。
FDD同步HARQ的实现方法为：先根据设备处理能力和TTI确定HARQ_RTT，每个TTI对应的HARQ进程id通过TTI编号(TTI Number)对HARQ_RTT取模得到，即HARQ进程id＝(TTI Number)mod(HARQ_RTT)，如图1所示，HARQ_RTT＝4TTI时，设置4个HARQ进程，TTI Number分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11对应的HARQ进程id为0、1、2、3、0、1、2、3、0、1、2、3。
从时间域的角度讲来看，TDD的物理层由连续的子帧构成，每个子帧又由一定数目的上行时隙和下行时隙构成，所有子帧包含的时隙数目与上下行时隙的转换点都相同。数据传输占用的基本时间单元为一个时隙。所述上行时隙只能用来传输上行数据，下行时隙只能用来传输下行数据。为了对时隙进行标识，按照时间顺序对一个子帧内的时隙进行编号，例如子帧包含N个时隙时，依次编号为时隙0，1，......N-1，不同子帧的时隙编号规则也是相同的。
从时间域的角度讲，未来的TDD系统，例如长期演进网络(LTE，Long TermEvolution)TDD，其数据块，即HARQ PDU的传输占用的基本时间单位为一个时隙，本发明中将TTI定义为一个数据块传输占用的时间长度，在TDD模式中，TTI可以是一个时隙或多个时隙。如果按照FDD的方法实现TDD同步HARQ，先根据设备处理能力和TTI确定HARQ_RTT，再通过TTI Number对HARQ_RTT取模的方法确定HARQ进程id，可能会由于上下行时隙的转换，导致进程不可用，从而推迟重传。例如，参见图2，HARQ_RTT＝3TTI，TTI长度为一个时隙，每个子帧包含5个时隙，其中2个上行时隙，3个下行时隙，设置3个HARQ进程，则TTI Number分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14对应的HARQ进程id为0、1、2、0、1、2、0、1、2、0、1、2、0、1、2，这样子帧1的第一个上行时隙对应的进程0数据块的第一次重传发生在子帧1的第二个下行时隙，而该时隙是不能用于上行传输的，因此必须推迟到子帧2的第二个上行时隙进行重传，如果再次出错，则需要推迟更长的时间。
现有技术中，采用FDD的方法定义TDD的同步HARQ协议时，会产生由于时隙不一致造成的冲突，现有的解决方法是推迟重传，直到找到可用的时隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种TDD系统同步HARQ的实现及数据传输的方法，以解决TDD的同步HARQ时由于时隙不一致造成的推迟重传的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种TDD系统同步HARQ的实现方法，使HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应，同一数据块的每次传输使用不同子帧相同编号的时隙的资源。
当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，HARQ进程id与该数据块占用第一个时隙的编号相对应，该数据块的每次传输使用不同子帧的相同编号和数量的时隙资源。
当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。
进一步的，提出一种TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：A、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；B、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；C、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id对数据块进行重传，直至反馈的信息为ACK或者达到允许的最大传输次数，所述HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应。
所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在下一相邻子帧的对应时隙对数据块进行重传，所述对应时隙编号与HARQ进程id相同。
所述步骤C中，当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，HARQ进程id与该数据块占用的第一个时隙的编号相对应。
所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在下一相邻子帧的对应多个时隙进行重传，所述对应多个时隙的第一个时隙的编号与HARQ进程id相同。
所述步骤C中，当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。
所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在后续第PD个子帧的对应时隙对数据块进行重传，所述对应时隙编号与HARQ进程id相同。
所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，在后续第PD个子帧的对应时隙进行重传，所述对应时隙的第一个时隙的编号与HARQ进程id相同。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
采用本发明的技术方案，在TDD系统中将时隙编号与HARQ进程id对应，实现同步HARQ，如果需要重传，则在后续子帧的相同编号的时隙进行传输，该重传的时隙与前次传输的时隙上下行方向一致，相对于现有通过TTI Number对HARQ_RTT取模的方法确定HARQ进程id的同步HARQ方法，避免了由于时隙不一致而造成重传的情况，提高TDD系统的传输效率，且实现简单，易于推广，市场前景广大。
对于单个子帧无法完成数据解码和反馈的传输，设置PD变量，根据设备自身的能力具体设定在后续第PD子帧内进行重传，从而提高TDD系统的同步HARQ的实用性。
附图说明
图1是现有技术FDD中TTI number与HARQ进程id的对应关系示意图；
图2是现有技术TDD中TTI number与HARQ进程id的对应关系示意图；
图3是本发明TDD系统同步HARQ的实现方法实施例一的HARQ进程id与时隙编号的对应关系示意图；
图4是本发明TDD系统同步HARQ的数据传输方法实施例一的流程图；
图5是本发明TDD系统同步HARQ的实现方法实施例二的HARQ进程id与时隙编号的对应关系示意图；
图6是本发明TDD系统同步HARQ的数据传输方法实施例二的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
从时间域的角度讲来看，TDD的物理层由连续的子帧构成，每个子帧又由一定数目的上行时隙和下行时隙构成，所有子帧包含的时隙数目与上下行时隙的转换点都相同。数据传输占用的基本时间单元为一个时隙。所述上行时隙只能用来传输上行数据，下行时隙只能用来传输下行数据。为了对时隙进行标识，按照时间顺序对一个子帧内的时隙进行编号，例如子帧包含N个时隙时，依次编号为时隙0，1，......N-1，不同子帧的时隙编号规则也是相同的。该时隙编号与HARQ进程id绑定，每个子帧中编号相同的时隙对应于相同的HARQ进程，这样，无论一个子帧包含几个时隙转换点和分别有几个上行和下行时隙都不会发生由于时隙冲突而推迟重传的情况。
一种TDD系统同步HARQ的实现方法，TDD系统中，其HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应。
HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应的方式为：HARQ进程id与子帧中的时隙编号相同，或者HARQ进程id为以子帧中的时隙编号为参数的函数，例如HARQ进程id等于子帧中的时隙编号加/乘2等等。
相应的，一种TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：
A、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
B、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
C、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id对数据块进行重传，直至反馈的信息为ACK，所述HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应。
HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应的方式为：HARQ进程id与子帧中的时隙编号相同，或者HARQ进程id为以子帧中的时隙编号为参数的函数，例如HARQ进程id等于子帧中的时隙编号加/乘2等等。
实施例一，一种TDD系统同步HARQ的实现方法，如图3所示，在本实施例中，TTI为一个时隙，在一个子帧内可以完成数据的解码和反馈，各子帧包括5个时隙，两个上行三个下行，设置5个HARQ进程，在本实施例中，HARQ进程i d与各个子帧中对应的时隙的编号相同，那么各个子帧中时隙编号分别为0、1、2、3、4、0、1、2、3、4、0、1、2、3、4，其对应的HARQ进程id为0、1、2、3、4、0、1、2、3、4、0、1、2、3、4。
相应的，如图4所示，TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：
1、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
2、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
3、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id，在下一相邻子帧的对应时隙对数据块进行重传，直至反馈的信息为ACK或者达到允许的最大传输次数为止，在本实施例中，所述对应时隙编号与HARQ进程id相同。
即，数据发送端占用进程1，在子帧1的上行时隙1发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧2的上行时隙1进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧3的上行时隙1进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程1；或者，数据发送端占用进程3，在子帧1的下行时隙3发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧2的下行时隙3进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧3的下行时隙3进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程3等待下一次调度。
当一个HARQ PDU的传输跨越了多个时隙，即TTI大于一个时隙的情况，那么如果需要重传，重传将发生在下一子帧编号和数量都相同的多个时隙，TDD系统同步HARQ的方法中，此种情况下，使用的HARQ进程id与该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号相对应；对于TDD系统同步HARQ的数据传输方法，其步骤C中，当TTI大于一个时隙时，HARQ进程id与该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号相对应。
HARQ进程id与该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号的对应方式可以为：HARQ进程id与该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号相同，或者HARQ进程id与该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号有特定的转换关系，例如，HARQ进程id＝该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号+/-1、HARQ进程id是以该数据块占用的多个时隙的第一个时隙的编号为参数的函数等等。
实施例二，一种TDD系统同步HARQ的实现方法，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，TTI为两个时隙；如图5所示，在本实施例中，TTI为两个时隙，在一个子帧内可以完成数据的解码和反馈，各子帧包括5个时隙，两个上行三个下行，设置2个HARQ进程，每个子帧的第5个时隙挂起不传输数据，在本实施例中，HARQ进程id＝子帧中对应的多个时隙的第一个时隙的编号/2，那么各个子帧中的时隙编号分别为0、1、2、3、4，其中第一子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第一子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1，第二子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第二子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1，第三子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第三子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1。
相应的，如图6所示，TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：
1、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
2、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
3、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id，在下一相邻子帧的对应多个时隙进行重传，直至反馈的信息为ACK或者达到允许的最大传输次数为止，所述HARQ进程id＝子帧中对应的多个时隙的第一个时隙的编号/2。
即，数据发送端占用进程0，在子帧1的上行时隙0、1发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧2的上行时隙0、1进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧3的上行时隙0、1进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程0；或者，数据发送端占用进程1，在子帧1的下行时隙2、3发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧2的下行时隙2、3进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧3的下行时隙2、3进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程1等待下一次调度。
当设备处理能力较差或者数据块的传输时间间隔大于一个时隙时，有可能一个子帧内接收端来不及处理数据和进行反馈，从而可能导致重传无法在下一子帧的相同时隙进行重传。为了定义这种情况下的重传时刻，引入一个反映设备处理能力的的变量处理延时(Processing Delay，PD)，其单位为子帧，表示设备能够在PD个子帧内完成数据的解码和反馈。因此当需要重传时，数据发送端将在上次发送该数据块时所在子帧的后续第PD个子帧的同一时隙进行重传，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。对于TDD系统同步HARQ的方法，当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，HARQ进程id仍然与该数据块所在于帧的时隙编号相对应，但相同的HARQ进程定义为：HARQ进程id相同，并且时间上相隔PD-1个子帧；相应的，对于TDD系统同步HARQ的数据传输方法，其步骤C中，当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。上述实施例一和二，相当于PD为1时的特例。
实施例三，一种TDD系统同步HARQ的实现方法，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，数据的解码和反馈需在2个子帧内才能完成；如图3所示，在本实施例中，TTI为一个时隙，PD＝2，即在2个子帧内可以完成数据的解码和反馈，各子帧包括5个时隙，两个上行三个下行，设置5个HARQ进程，在本实施例中，HARQ进程id与各个子帧中对应的时隙的编号相同，那么各个子帧中时隙编号分别为0、1、2、3、4，其对应的HARQ进程id为0、1、2、3、4。
相应的，TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：
1、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
2、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
3、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id，在后续第PD个子帧的对应时隙对数据块进行重传，直至反馈的信息为ACK或者达到允许的最大传输次数为止，所述对应时隙编号与HARQ进程id相同。
即，数据发送端占用进程1，在子帧1的上行时隙1发送了一个数据块，在2个子帧内如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧3的上行时隙1进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧5的上行时隙1进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程1；或者，数据发送端占用进程3，在子帧1的下行时隙3发送了一个数据块，在2个子帧内如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧3的下行时隙3进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧5的下行时隙3进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程3等待下一次调度。
实施例四，一种TDD系统同步HARQ的实现方法，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，TTI为两个时隙，数据的解码和反馈需在2个子帧内完成；如图5所示，在本实施例中，TTI为两个时隙，PD＝2，即数据的解码和反馈在2个子帧内完成，各子帧包括5个时隙，两个上行三个下行，设置2个HARQ进程，每个子帧的第5个时隙挂起不传输数据，在本实施例中，HARQ进程id＝后续子帧中对应的多个时隙的第一个时隙的编号/2，在后续第PD个子帧中的相同进程中进行重传，那么各个子帧中的时隙编号分别为0、1、2、3、4，其中第一子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第一子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1，第二子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第二子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1，第三子帧的时隙0、1对应的HARQ进程id为0，第三子帧的时隙2、3对应的HARQ进程id为1。
相应的，TDD系统同步HARQ的数据传输方法，包括如下步骤：
1、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
2、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
3、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id，在第PD个子帧的对应多个时隙进行重传，直至反馈的信息为ACK或达到最大传输次数，在本实施例中，HARQ进程id＝后续子帧中对应的多个时隙的第一个时隙的编号/2。
即，数据发送端占用进程0，在子帧1的上行时隙0、1发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧3的上行时隙0、1进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧5的上行时隙0、1进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程0；或者，数据发送端占用进程1，在子帧1的下行时隙2、3发送了一个数据块，如果该数据块没有传输成功，则数据发送端在子帧3的下行时隙2、3进行该数据块的重传，如果重传的数据仍未传输成功，则数据发送端继续在子帧5的下行时隙2、3进行该数据块的传输，直至数据传输成功或达到最大传输次数后释放该进程1等待下一次调度。
以上对本发明所提供的一种TDD系统同步HARQ的方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种TDD系统同步HARQ的实现方法，其特征在于：使HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应，同一数据块的每次传输使用不同子帧相同编号的时隙的资源。
2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于：当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，HARQ进程id与该数据块占用第一个时隙的编号相对应，该数据块的每次传输使用不同子帧的相同编号和数量的时隙资源。
3.根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于，当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。
4.一种TDD系统同步HARQ的数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、数据发送端使用调度分配的资源所在时隙发送数据块；
B、数据接收端对接收到的数据进行解调并反馈ACK/NACK信息；
C、数据发送端根据接收到的反馈信息进行处理，如果是ACK，则等待下一次调度；如果是NACK，则根据所述数据块所占HARQ进程id对数据块进行重传，直至反馈的信息为ACK或者达到允许的最大传输次数，所述HARQ进程id与子帧中的时隙编号相对应。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在下一相邻子帧的对应时隙对数据块进行重传，所述对应时隙编号与HARQ进程i d相同。
6.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于：所述步骤C中，当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，HARQ进程id与该数据块占用的第一个时隙的编号相对应。
7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在下一相邻子帧的对应多个时隙进行重传，所述对应多个时隙的第一个时隙的编号与HARQ进程id相同。
8.根据权利要求4或6所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中，当设备在PD个子帧内完成数据的解码和反馈时，同一数据块的相邻两次传输所在的子帧之间相隔PD-1个子帧。
9.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：在后续第PD个子帧的对应时隙对数据块进行重传，所述对应时隙编号与HARQ进程id相同。
10.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中根据HARQ进程id对数据块进行重传的方法具体为：当数据块传输占用的资源大于一个时隙时，在后续第PD个子帧的对应时隙进行重传，所述对应时隙的第一个时隙的编号与HARQ进程id相同。
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