CN102223221B - 一种lte系统中的harq模式选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种终端设备内多种无线技术共存的情况下，LTE系统中的HARQ模式选择方法，包括：根据LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例和当前上/下行子帧配置，确定特殊子帧的上/下行方向，使包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行比例接近当前业务类型的典型上下行数据量比例；根据包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向和Selected Patterns的定义，生成HARQ模式的搜索空间，并进行干扰评估和HARQ模式选择。通过上述本发明，能够避免终端设备内不同无线技术之间的共存干扰，并最大化LTE吞吐量。

Description

一种LTE系统中的HARQ模式选择方法

技术领域

本发明涉及通信设备中的设备内共存干扰避免技术，特别涉及一种终端设备内多种无线技术共存的情况下LTE系统中的HARQ模式选择方法。

背景技术

在目前的通信系统中，终端可能支持多种无线通信方式，例如，现有LTE终端可以支持蓝牙(BT)技术和全球导航定位技术。在同一终端内，多种无线通信方式相互间会造成干扰，即设备内共存(IDC)干扰。为了解决IDC干扰问题，RAN2确定通过LTE网络控制和终端辅助，可以使用基于FDM、TDM和功率控制的解决方案。其中基于TDM的解决方案有3种可能的方向：基于DRX的解决方案、基于HARQ进程保留的解决方案和基于上行调度限制的解决方案。

基于HARQ进程保留的解决方案适用于LTE+BT耳机(VoIP业务)和LTE+全球导航定位系统接收机的场景；该方案中，终端根据自身的IDC干扰状况选择多种HARQ模式，并发送给LTE网络，网络基于负载均衡等标准确定最终的TDM模式。

在现有方案里，终端侧HARQ模式的选择方法如图1所示，在该现有方法中，选择出的HARQ模式(Selected Patterns)定义为：如果使用该模式，总是确保在一个BT的T_esco间隔里至少有一个发送/接收对，在每个RTT里至少有一个上行HARQ进程+一个下行HARQ进程(2个RTT持续时间之间的HARQ进程可以不同)，即保证初传；其中，T_esco为BT在esco工作模式下的时间间隔。为选择出上述Selected Patterns，具体选择方法包括：

步骤R1，生成HARQ模式搜索空间。

将所有特殊子帧作为下行子帧，基于当前的上/下行子帧配置，确定所有可能的HARQ模式，构成HARQ模式搜索空间。

步骤R2，对步骤R1生成的搜索空间中的每种HARQ模式，根据SelectedPatterns的定义，对该HARQ模式的所有时间偏移量进行干扰评估。

其中，采用R2-1的评估方法进行干扰评估。

步骤R3，根据干扰评估结果，确定出所有符合条件的HARQ模式。

在上述HARQ模式选择方法中，由于Selected Patterns定义的条件和步骤R2中进行干扰评估的方法比较宽松，因此最终确定出的Selected Patterns数量很大，在UE向LTE网络反馈信息时，需要进一步讨论指示出具体模式的标准；同时，对于相同的BT配置，不同时间偏移的LTE与BT之间的干扰情况可能非常不同，上述选择方法中，对于所有时间偏移，使用一种Selected Pattern，不能保证LTE吞吐量最大；所有的特殊子帧都被看成下行子帧，这不符合当初设计特殊子帧的初衷，浪费了频率资源；根据SelectedPatterns的定义，仅能保证HARQ初传，不能保证重传，这与HARQ进程的设计相违背。

发明内容

本发明提供了一种终端设备内多种无线技术共存的情况下LTE系统中的HARQ模式选择方法，不仅能够避免终端设备内不同无线技术之间的共存干扰，同时还可以最大化LTE吞吐量，并保证HARQ重传。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种LTE系统中的HARQ模式选择方法，包括：

根据所述LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例和当前上/下行子帧配置，确定特殊子帧的上/下行方向，使包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行比例接近所述当前业务类型的典型上下行数据量比例；

根据包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向和Selected Patterns的定义，生成HARQ模式的搜索空间；其中，Selected Patterns的定义为，如果使用该模式，确保在一个BT的T_esco间隔里至少有一个发送/接收对，总是确保至少有一个UL HARQ进程+一个DL HARQ进程；其中，Tesco为BT在esco工作模式下的时间间隔；

对生成的HARQ模式搜索空间中的每种HARQ模式进行干扰评估，并根据评估结果选择Selected Patterns。

较佳地，所述确定特殊子帧的上/下行方向为：

若当前上/下行子帧配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})大于k，则确定该LTE帧里的所有特殊子帧为DL子帧；

若当前上/下行子帧配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})小于k，则确定该LTE帧里的所有特殊子帧为UL子帧；

若当前上/下行子帧配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})等于k，则确定该LTE帧里的特殊子帧交替为DL/UL子帧；

其中，C为当前上下行子帧配置的重复周期，N_ULsubframe为一个C中的上行子帧数，N_{SPECIALsubframe}为一个C中的特殊子帧数，k为所述当前业务类型典型的上行数据量与总数据量的比值。

较佳地，所述对生成的HARQ模式搜索空间中的每种HARQ模式进行干扰评估为：

对于所述每种HARQ模式，计算HARQ进程的权重weigh_H，并进行归一化处理得到w_H；再根据所述当前业务类型的上下行业务量比例计算业务相符性权重weigh_C，并进行归一化处理得到w_C；根据所述w_H和w_C计算所述每种HARQ模式的总权重W，将所述总权重作为干扰评估结果。

较佳地，所述根据所述当前业务类型的上下行业务量比例计算业务相符性权重weigh_C为：(UL HARQ数/HARQ总数)-所述当前业务类型的k值；其中，UL HARQ数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的UL HARQ数，HARQ总数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的HARQ总数，k为当前业务类型典型的上行数据量/总数据量的比值。

较佳地，所述根据所述w_H和w_C计算所述每种HARQ模式的总权重W为：

$w=\sqrt{{w_H}^2+{w_c}^2}.$

较佳地，在对所述每种HARQ模式进行干扰评估时，对于BT master，对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估；

对于BT slave，如果能转换为BT master，则转化为BT master，并对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估；如果不能转换为BTmaster，则遍历LTE与BT之间所有的时间偏移，进行干扰评估。

较佳地，所述根据评估结果选择Selected Patterns为：根据评估结果选择N种HARQ模式，其中，N为预设的正整数。

由上述技术方案可见，本发明中，根据LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例和当前上/下行子帧配置，确定特殊子帧的上/下行方向，使包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行比例接近当前业务类型的典型上下行数据量比例；这样，相比于现有的HARQ模式选择方法，能够使选择出的HARQ模式最大化LTE吞吐量。接下来，根据包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向和Selected Patterns的定义，生成HARQ模式的搜索空间，并进行干扰评估和HARQ模式选择。其中，Selected Patterns的定义为，如果使用该模式，确保在一个BT的Tesco间隔里至少有一个发送/接收对，总是确保至少有一个UL HARQ进程+一个DL HARQ进程；根据上述SelectedPatterns定义选择出的HARQ模式，能够保证HARQ初传和重传。

附图说明

图1为现有的终端侧HARQ模式选择方法的流程示意图；

图2为本发明中终端侧HARQ模式选择方法的流程示意图；

图3为LTE TDD配置1的LTE帧示意图；

图4为LTE TDD配置1中包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向示意图；

图5为LTE TDD配置1的HARQ划分示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

为了确保VoIP的服务质量，并考虑除了VoIP业务，在使用场景LTE+BT耳机(VoIP)里可能存在其他业务，因此LTE网络侧设计的最终模式应该考虑有下面的特性：

1)确保在一个BT的Tesco间隔里至少有一个发送/接收对，在一个RTT持续时间里至少有一个上行HARQ进程和一个下行HARQ进程以适应VoIP业务；

2)为LTE操作保留同样多的上行和下行HARQ进程，以确保LTE吞吐量(即为了适应其他LTE业务)。

为了实现上面所述的网络侧最终模式的特性，考虑最小化BT与LTE冲突率和最大化LTE吞吐量，本发明提出终端侧HARQ模式的选择方法流程如图2所示。其中，以TDD配置1为例进行说明，具体地，该方法包括：

步骤201，根据LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例和当前上/下行子帧配置，确定特殊子帧的上/下行方向。

特殊子帧既可以用于上行，也可以用于下行。考虑共存的业务类型和BT的工作模式，为了增加LTE的吞吐量，在确定特殊子帧的上下行方向时，根据业务类型平衡HARQ的上/下行比例，尽可能使包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行比例接近LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例；这样，使特殊子帧用于上行时适用于上行子帧比较受限、比例较低的情况，特殊子帧用于下行时适用于那种下行子帧受限的情况，可以容纳更多的HARQ进程。使得即使对于不同的BT配置、不同时间偏移的LTE与BT之间的干扰情况可能非常不同。对于所有时间偏移，使用Selected Pattern，能够保证LTE吞吐量最大。

具体地，可以通过如下方式确定特殊子帧上下行方向：

如果该配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})大于k，那么确定该LTE帧里的所有特殊子帧为DL子帧；

如果该配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})小于k，那么确定该LTE帧里的所有特殊子帧为UL子帧；

如果该配置里T＝N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})等于k，那么确定该LTE帧里的特殊子帧交替为DL/UL子帧。

其中C表示当前上/下行子帧配置的重复周期，N_ULsubframe表示一个C里的UL子帧数，N_{SPECIALsubframe}表示一个C里的特殊子帧数，k表示某种业务类型典型的上行数据量/总数据量的比值。

例如，LTE TDD配置1的当前上/下行配置如图3所示，其中，

N_ULsubframe＝2，N_{SPECIALsubframe}＝1，C＝5，因此N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})＝2/(5-1)＝0.5，以VoIP业务为例，假设其典型k＝0.5，则N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})＝k，那么确定特殊子帧交替为DL/UL子帧。得到新的特殊子帧处理过的上/下行子帧关系如图4。

步骤202，根据包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向和SelectedPatterns的定义，生成HARQ模式的搜索空间。

本发明中，定义Selected Patterns为：如果使用该模式，确保在一个BT的T_esco间隔里至少有一个发送/接收对，总是确保至少有一个UL HARQ进程+一个DL HARQ进程。这样，可以确保分组的初传和重传。

本发明中生成HARQ模式搜索空间的方式与现有方案的方式相同。具体地，HARQ适应的模式是维持下面3种控制信令关系的模式：

(1)下行数据与上行ACK传输；

(2)上行授权与上行数据传输；

(3)上行数据传输与PHICH接收。

HARQ适应的模式应该允许许多下行或上行HARQ进程的重传。根据图4，综合考虑所有的上下行子帧，规划可能的上下行的HARQ的进程，如图5所示。

所有UL HARQ进程如表1所示，所有DL HARQ进程如表2所示。

表1上行HARQ进程

1	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0
											2	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0
3	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0
											4	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1
5	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1

表2下行HARQ进程

1	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0
											2	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0
3	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0
											4	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0
5	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1

因此在HARQ搜索空间里会有N个HARQ模式：

$N=(C_5^1\×C_5^1+C_5^2\×C_5^1+C_5^3\×C_5^1+C_5^4\×C_5^1+C_5^5\×C_5^1)+(C_5^1\×C_5^2+C_5^2\×C_5^2+C_5^3\×{{}^{}C}_5^2+C_5^4\×C_5^2+$ $C_5^5\×C_5^2)+......+(C_5^1\×C_5^5+C_5^2\×C_5^5+C_5^3\×C_5^5+C_5^4\×C_5^5+C_5^5\×C_5^5)=63$ 个彼此不同的HARQ模式。

步骤203，对生成的HARQ模式搜索空间中的每种HARQ模式进行干扰评估。

具体干扰评估的方式可以采用现有方式进行。进一步地，本发明中为进一步最大化LTE吞吐量，优选地，在现有的对每种HARQ模式进行权重weigh_H计算的基础上，增加针对业务类型的上下行业务量比例的权重值，并对这两种权重进行归一化处理，得到最终权重。

具体地，对于TDD配置0-5，某个10比特模式的权重weigh_H计算如下：

如果该模式里，包括其ACK的UL子帧也存在，每个DL子帧为该模式的权重加1；

如果该模式里，包括授权/PHICH的DL也存在，每个UL子帧为该模式的权重加1；

该模式的权重为DL和UL权重的总和。

例如，TDD配置1里的1001001001模式的权重是4。上述权重weighH的计算与现有评估方法中的权重计算方式相同。

接下来进行如下处理确定本发明中优选的总权重值：

1)对上述计算的HARQ进程权重值进行归一化处理：找出搜索空间中所有HARQ模式中最大的HARQ进程权重值作为分母，任一HARQ模式的权重值作为分子，进行归一化处理，得到该任一HARQ模式的归一化进程权值w_H；

2)针对LTE系统中当前业务类型的上下行业务量比例，确定任一HARQ模式的业务相符性权重值weigh_C：weigh_C＝(该模式里的UL HARQ数/HARQ总数)-正在进行LTE业务的k值；该数越小，对应优先级越高，与业务的匹配程度越高；其中，UL HARQ数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的UL HARQ数，HARQ总数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的HARQ总数；

3)对HARQ模式的业务相符性权重进行归一化：求得所有HARQ模式的weigh_C，从中找到最小值作为分子，任一HARQ模式的权重值作为分母(此时假设0/0得到1)，得到该任一HARQ模式的业务相符性归一化权重w_C；

4)按照总权重W的公式得到每个HARQ模式的总权重：

举例来说，TDD配置1里的1001001001模式的w_H为4/10＝0.4；针对VoIP业务k＝0.5，1001001001模式的w_C为1，那么该候选模式的权重值可以表示为

该数越大，对应优先级越高，最后得到的LTE吞吐量越大。

上述即为本发明中对任一HARQ模式进行干扰评估的方法。另外，现有技术进行干扰评估时，对任一种HARQ模式，需要遍历LTE与BT之间的所有时间偏移，进行相应时间偏移下的干扰评估。本发明中，可以采用同样的方式；或者，优选地，也可以采用如下方式处理：

由于BT侧也会采用干扰避免措施，即将BT定位到LTE与BT间干扰最小情况下的时间偏移上；因此，在LTE中进行干扰评估时，对于BT slave，可以首先进行角色转换，如果可以转换为master，那么按照master模式进行操作即可，即根据BT侧干扰避免措施的结果，对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估；如果不能转换为master，那么需要遍历LTE与BT之间所有的时间偏移，对每种时间偏移的情况均进行干扰评估，从而得到Selected patterns。而对于BT master，直接对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估。

步骤204，根据干扰评估结果选择Selected Patterns。

本发明中，将HARQ模式搜索空间里所有模式按照其总权重值W从小到大排序，选取前N个作为Selected patterns。其中，N为预设的正整数。N可以根据实际需要设置，例如可以考虑UE将选择出的模式通知给eNodeB的繁简程度来确定N。本发明中建议选择N＝8，一方面减少了选择出的HARQ模式数目，另一方面，当UE和eNodeB事先约定好各种HARQ模式的表示方式时，选择N＝8能够更方便地通过8位比特流进行传输。

至此，本发明中的方法流程结束。

由上述本发明的具体实现可见，本发明的HARQ模式选择不仅能够避免终端设备内不同无线技术之间的共存干扰，进一步相对于现有HARQ模式选择方法还具有如下优点：

1)由于在确定Selected Patterns时，按照权重排序，只选取了其中的一部分，因此不需要讨论额外的一些标准，就能限定UE指示给网络的SelectedPatterns的数量；

2)使用特殊子帧根据业务类型平衡HARQ的上行/下行比例，使得即使对于不同的BT配置、不同时间偏移的LTE与BT之间的干扰情况可能非常不同，但是对于所有时间偏移，使用一种Selected Pattern，仍能够保证LTE吞吐量最大；

3)基于业务类型的权重比例，有助于最大化LTE吞吐量；

4)本发明中Selected Pattern的定义，能够保证HARQ重传，这符合HARQ进程的设计原则，能最大限度地发挥HARQ机制的纠错能力，保证分组的低错误率。通过对不同的权重进行归一化处理，得到总的权重；相较于现有单一权重确定方法，使得最终Selected patterns可以从多方面进行衡量，得到最佳模式；具有兼容性，即如果有多种衡量HARQ模式的方法，可以通过这种方式进行处理，得到总权重。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种LTE系统中的HARQ模式选择方法，其特征在于，该方法包括：

根据所述LTE系统中当前业务类型的典型上下行数据量比例和当前上/下行子帧配置，确定特殊子帧的上/下行方向，使包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行比例接近所述当前业务类型的典型上下行数据量比例；

根据包括特殊子帧在内的所有子帧的上/下行方向和选择出的HARQ模式Selected Patterns的定义，生成HARQ模式的搜索空间；其中，Selected Patterns的定义为，如果使用该HARQ模式，确保在一个蓝牙BT的T_esco间隔里至少有一个发送/接收对，总是确保至少有一个UL HARQ进程和一个DL HARQ进程；其中，Tesco为BT在esco工作模式下的时间间隔；

对生成的HARQ模式搜索空间中的每种HARQ模式进行干扰评估，并根据评估结果选择符合条件的HARQ模式；

其中，所述确定特殊子帧的上/下行方向为：

若当前上/下行子帧配置里T大于k，T=N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})，则确定该LTE帧里的所有特殊子帧为DL子帧；

若当前上/下行子帧配置里T小于k，T=N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})，则确定该LTE帧里的所有特殊子帧为UL子帧；

若当前上/下行子帧配置里T等于k，T=N_ULsubframe/(C-N_{SPECIALsubframe})，则确定该LTE帧里的特殊子帧交替为DL/UL子帧；

其中，C为当前上下行子帧配置的重复周期，N_ULsubframe为一个C中的上行子帧数，N_{SPECIALsubframe}为一个C中的特殊子帧数，k为所述当前业务类型典型的上行数据量与总数据量的比值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对生成的HARQ模式搜索空间中的每种HARQ模式进行干扰评估为：

对于所述每种HARQ模式，计算HARQ进程的权重weigh_H，并进行归一化处理得到w_H；再根据所述当前业务类型的上下行业务量比例计算业务相符性权重weigh_C，并进行归一化处理得到w_C；根据所述w_H和w_C计算所述每种HARQ模式的总权重W，将所述总权重作为干扰评估结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前业务类型的上下行业务量比例计算业务相符性权重weigh_C为：（UL HARQ数/HARQ总数）-所述当前业务类型的k值；其中，UL HARQ数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的UL HARQ数，HARQ总数为LTE与BT间干扰模式重复周期内的HARQ总数，k为当前业务类型典型的上行数据量/总数据量的比值。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述w_H和w_C计算所述每种HARQ模式的总权重W为：

5.根据权利要求1到3中任一所述的方法，其特征在于，在对所述每种HARQ模式进行干扰评估时，对于BT master，对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估；

对于BT slave，如果能转换为BT master，则转化为BT master，并对LTE与BT之间干扰最小时的时间偏移情况下的干扰进行评估；如果不能转换为BTmaster，则遍历LTE与BT之间所有的时间偏移，进行干扰评估。

6.根据权利要求1到3中任一所述的方法，其特征在于，所述根据评估结果选择Selected Patterns为：根据评估结果选择N种HARQ模式，其中，N为预设的正整数。

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