CN103167521A - 适合超大范围覆盖的混合自动重传请求harq方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法及系统，所述方法包括：在基站中设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值；基站在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息；移动终端根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。本发明能够使现有系统适应超大范围覆盖的场景。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种适合超大范围覆盖的HARQ方法及相关系统。
背景技术
目前，n进程停等机制HARQ技术的工作方式如图1所示，移动终端收到基站发送的数据包后，向基站发送ACK/NACK消息，以便基站确认移动终端是否收到数据包。基站在收到ACK信息时，继续向移动终端发送下一个数据包，否则，重复发送原数据包。
以LTE FDD模式下行为例，如图2所示，对于一个移动终端，移动终端监听到基站在子帧1发送的数据包后，在子帧5向基站回复ACK/NACK消息，基站对所述ACK/NACK消息进行解调和处理，并根据所述ACK/NACK消息，进行新数据包的传送或原数据包的重传。也就是说，移动终端在第n子帧接收第m个进程的一个数据包后，固定在n+4子帧处回复此数据包的ACK/NACK消息。这样，基站侧从一个数据包的发送完成到开始接收移动终端回复的ACK/NACK消息之间相差3个子帧，即3ms。所述3ms由移动终端处理时间和信号往返延时组成。
假设实际的信号回复时间为Tall，则Tall＝Tprocess+Tdelay。
对于Tdelay，以距离100km为例，此时路程时延为0.67ms。
对于Tprocess，以移动终端主流处理器，并行度设计较理想情况为例，移动终端基带接收侧至少缓冲1个ofdm符号处理时间和一个码块译码时间，大约0.5ms；将数据送往协议层对译码结果进行处理，然后与下一帧的数据打包送给物理层至少需要一个码块的编码与一个ofdm符号的成帧时间，大约0.5ms；射频部分的收发大约相差0.5ms，则Tprocess＝1.5ms。
此时，Tall等于2.17ms左右，实际实现可以做到3ms以内。
如上所述，现有系统的HARQ机制大多采用在固定帧处反馈ACK/NACK消息，这样的反馈机制对于中近距离，一般站间距小于100km的小区覆盖，如城市及郊区比较适合；但是对于超远距离，如山区及沙漠地带，当小区半径大于100km，如300km-400km的方式进行部站，Tdelay将会进一步增大，从而使Tall大于3ms。这样，现有系统中设计的在固定子帧的HARQ反馈机制，ACK/NACK消息就无法及时返回基站。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法及系统，能更好地解决现有系统的HARQ机制无法适应超大范围覆盖的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法，包括：
在基站中设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值；
基站在向移动终端发送所述HARQ期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息；
移动终端根据其收到的所述HARQ的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。
在基站中设置的所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值。
当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。移动终端在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第二调整消息，将其n+5子帧确定为ACK/NACK发射子帧。
当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息。移动终端在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第一调整消息，将其n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧。
当基站所计算的距离大于第一门限值且小于第二门限值时，基站不向移动终端发送调整消息，移动终端保持之前的方式工作。
上述n是整数。
基站根据其统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离。
根据本发明的另一方面，提供了一种适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ系统，包括：
基站，设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值，并在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息；
移动终端，用于根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。
所述基站包括：
门限设置单元，用于设置所述距离门限值，所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值；
距离计算单元，用于根据统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离；
距离比较单元，用于将所计算的距离与所述第一门限值、第二门限值比较；
调整消息发送单元，用于当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息，当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。
所述移动终端包括：
接收单元，用于接收来自基站的所述调整消息；
发射子帧确定单元，用于在第n子帧接收HARQ包后，根据所述第一调整消息，将其n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧，根据所述第二调整消息，将其n+5子帧确定为ACK/NACK发射子帧，其中，所述n是整数。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明根据移动终端到基站的距离，确定ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧，从而使现有系统的HARQ反馈机制适应超大范围覆盖的场景。
附图说明
图1是现有技术提供的n进程停等机制HARQ技术的工作方式；
图2是现有技术提供的LTE FDD模式下移动终端处理时间视图；
图3是本发明实施例提供的适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法原理图；
图4是本发明实施例提供的移动终端接收调整消息成功且基站接收调整消息成功的示意图；
图5是本发明实施例提供的移动终端接收调整消息失败的示意图；
图6是本发明实施例提供的移动终端接收调整消息成功且基站接收调整消息失败的示意图；
图7是本发明实施例提供的适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图3显示了本发明实施例提供的适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法原理图，如图3所示，步骤包括：
步骤S301、在基站中设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值。所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值。
步骤S302、基站在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息。具体地，初始接入过程中，基站以n+4子帧反馈ACK/NACK消息作为默认工作方式，当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息。
步骤S303、移动终端根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。具体地，初始接入过程中，移动终端以n+4子帧反馈ACK/NACK消息作为默认工作方式，移动终端在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第二调整消息或第一调整消息，将其n+5或n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧。若移动终端未收到所述调整消息，则移动终端保持之前的工作方式。其中，所述n是整数。
进一步地，基站根据其统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离。
为了使现有系统的HARQ反馈机制可以适应超大范围覆盖的场景，需要自适应调整移动终端回复ACK/NACK消息的时间，即移动终端回复ACK/NACK消息的时间并不是固定在特定子帧。调整依据是：基站根据与移动终端的距离进行自适应调整，所述距离可通过移动终端侧上报的位置信息(例如通过GPS模块得到)或基站侧从接入开始统计的绝对TA值来获得。以下通过LTE FDD系统移动终端在小区近处(与小区距离小于第一门限值)接入(已经处于n+4反馈工作方式)，下行由近及远的自适应调整的具体工作流程为例进行说明，如图4至图6所示。
1、在正常通信过程中，基站通过移动终端上报的位置信息或基站侧统计的已调绝对TA值实时计算两者距离d，基站侧保存两个距离门限值d1与d2，其中d1小于d2。
2、第i帧中
当d小于d2时：
移动终端在第n子帧收到HARQ包后，回复ACK/NACK消息的时间为n+4子帧，直到d大于d2；
当d大于d2时：
基站在第i+1帧发送第二调整消息Messagel，通知移动终端准备ACK/NACK消息的回复时间延迟一个子帧，即移动终端在第n子帧收到HARQ包后，在n+5子帧回复ACK/NACK消息。
3、第i+1帧中
若移动终端收到Messagel，则回复基站确认消息Messagel Confirm；
若移动终端没有收到Messagel，如图5所示，此时基站没有收到移动终端回复的确认消息Messagel Confirm，则在第i+2帧时，重新发送Messagel，并在本帧收到移动终端回复的确认消息Messagel Confirm时，不再向移动终端发送Messagel。
4、第i+1帧中
基站在i+1帧收到Messagel Confirm确认消息：
若移动终端Ue在第i+2帧没有重复收到Messagel，即基站确认移动终端已经成功接收Messagel，如图4所示，此时，在第i+3帧开始，移动终端在第n子帧收到HARQ包后，在n+5子帧处理n子帧的ACK/NACK消息；
若移动终端在第i+2帧重复收到Messagel，即基站尚未确认移动终端已经成功接收Messagel，如图6所示，此时，移动终端再次向基站发送MessagelConfirm，若移动终端在第i+3帧没有再次收到Messagel，则在第i+4帧开始，移动终端在第n子帧收到HARQ包后，在n+5子帧处理n子帧的ACK/NACK消息，否则，移动终端继续根据基站重复发送的Messagel，向基站恢复MessagelConfirm，直到基站确认成功。
通过上述流程可以看出，移动终端在小区近处(与基站距离d小于第一门限值d1)接入时，移动终端已经处于n+4子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式；当移动终端远离基站移动，且与基站距离d在第一门限值d1和第二门限值d2之间时，移动终端仍然保持在n+4子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式；当移动终端继续远离基站移动，且与基站距离d大于第二门限值d2时，基站向移动终端发送第二调整消息，使移动终端根据所述第二调整消息，在n+5子帧反馈ACK/NACK消息。同理，可以推出下行由远及近的自适应调整步骤，即移动终端在小区远处(与基站距离d大于第二门限值d2)接入，移动终端已经处于n+5子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式；当移动终端向接近基站方向移动，且与基站距离d在第一门限值d1和第二门限值d2之间时，移动终端仍然保持在n+5子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式；当移动终端继续向接近基站方向移动，且与基站距离d小于第一门限值d1时，基站向移动终端发送第一调整消息，使移动终端根据所述第一调整消息，在n+4子帧反馈ACK/NACK消息。可见，在移动终端与基站的距离d在第一门限值d1和第二门限值d2之间时，移动终端没有收到来自基站的调整消息(即第二调整消息或第一调整消息)，此时，移动终端采用何种工作方式取决于移动终端之前的工作方式，也就是说，如果移动终端之前采用n+5子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式，则仍然保持n+5子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式，同理，如果移动终端之前采用n+4子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式，则仍然保持n+4子帧反馈ACK/NACK消息的工作方式。
基站与移动终端的距离属于中近距离时，移动终端按照传统的回复时间进行处理，即移动终端在第n子帧收到HARQ包后，在n+4子帧处理n子帧的ACK/NACK消息。基站与移动终端的距离属于远距离甚至超远距离时，移动终端在第n子帧收到HARQ包后，在n+5子帧处理n子帧的ACK/NACK消息。
图7显示了本发明实施例提供的适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ的系统框图，如图7所示，包括基站和移动终端。
所述基站设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值，并在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息。
进一步的，所述基站包括：
门限设置单元，用于设置所述距离门限值，所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值；
距离计算单元，用于根据统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离；
距离比较单元，用于将所计算的距离与所述第一门限值、第二门限值比较；
调整消息发送单元，用于当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息，当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。
所述移动终端用于根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。
进一步地，所述移动终端包括：
接收单元，用于接收来自基站的所述调整消息；
发射子帧确定单元，用于在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第一调整消息，将其n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧，根据来自基站的所述第二调整消息，将其n+5子帧确定为ACK/NACK发射子帧。如果移动终端没有收到来自基站的调整消息，那么移动终端保持之前的工作方式。
所述距离计算单元实时计算基站与移动终端的距离，并将所计算的距离发送至所述距离比较单元。所述距离比较单元比较所述距离计算单元所计算的距离和所述门限设置单元中保存的距离门限值，并将比较结果发送至调整消息发送单元。当所计算的距离大于第二门限值，所述调整消息发送单元向移动终端发送第二调整消息，当所计算的距离小于第一门限值时，所述调整消息发送单元向移动终端发送第一调整消息。移动终端的接收单元收到所述第二调整消息或第一调整消息后，向基站回复确认消息，若在下一帧未收到基站重复发送的所述第二调整消息或第一调整消息，则后续帧中，在第n子帧收到来自基站的HARQ包后，移动终端根据所述第二调整消息或第一调整消息，在第n+5子帧或n+4子帧向基站回复ACK/NACK消息。若在下一帧收到基站重复发送的所述第二调整消息或第一调整消息，则移动终端根据所重复收到的第二调整消息或第一调整消息，向基站回复确认消息，直至基站不再重复发送所述第二调整消息或第一调整消息。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ方法，其特征在于，包括：
在基站中设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值；
基站在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息；
移动终端根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基站中设置的所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，移动终端在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第一调整消息，将其n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧，其中，所述n是整数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，移动终端在第n子帧接收HARQ包后，根据来自基站的所述第二调整消息，将其n+5子帧确定为ACK/NACK发射子帧，其中，所述n是整数。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，基站根据其统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离。
8.适合超大范围覆盖的混合自动重传请求HARQ系统，其特征在于，包括：
基站，设置用于自适应调整移动终端的ACK/NACK发射子帧的距离门限值，并在向移动终端发送HARQ包期间，实时计算其与移动终端的距离，比较所计算的距离和所述距离门限值，并根据比较结果，向移动终端发送所述ACK/NACK发射子帧的调整消息；
移动终端，用于根据其收到的所述HARQ包的子帧位置和所述调整消息，确定用来向基站发射ACK/NACK消息的ACK/NACK发射子帧。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述基站包括：
门限设置单元，用于设置所述距离门限值，所述距离门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，所述第一门限值小于第二门限值；
距离计算单元，用于根据统计的绝对时间提前量TA值和/或移动终端上报的位置信息计算其与移动终端的距离；
距离比较单元，用于将所计算的距离与所述第一门限值、第二门限值比较；
调整消息发送单元，用于当基站所计算的距离小于第一门限值时，基站向移动终端发送第一调整消息，当基站所计算的距离大于第二门限值时，基站向移动终端发送第二调整消息。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述移动终端包括：
接收单元，用于接收来自基站的所述调整消息；
发射子帧确定单元，用于在第n子帧接收HARQ包后，根据所述第一调整消息，将其n+4子帧确定为ACK/NACK发射子帧，根据所述第二调整消息，将其n+5子帧确定为ACK/NACK发射子帧，其中，所述n是整数。
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Legal Events
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: HARQ method and system of hybrid automatic retransmission request for large coverage Effective date of registration: 20201117 Granted publication date: 20151125 Pledgee: Tianyi smart Aviation Technology Co., Ltd Pledgor: Hang Guang satellite network LLC Registration number: Y2020990001355 |