[发明专利]载波聚合下HARQ的跨载波重传方法

说明书

技术领域

本发明属于宽带无线通信领域，涉及载波聚合、混合自动重传的通信技术。

背景技术

近几年来无线通信技术发展迅速，涌现出了越来越多的无线接入技术，无线业务的迅速增长及其高速和宽带化需求也使得未来无线通信中频谱资源的缺乏日益严重。目前，几乎所有适合于无线通信的频谱已经被分配出去，加剧了频谱资源的紧张程度。新一代通信技术，需要非常宽的频谱带宽来满足其通信需求。IMT-advanced系统需要100MHz频谱带宽来支持其系统的通信，其候选频段包括410～430MHz、450～470MHz、470～806/862MHz、2.3～2.4GHz、2.7～2.9GHz、3.4～4.2GHz和4.4～4.99GHz多个零散的频段。不同候选频段之间跨度较大，并且频段特征不同，如较低的频率覆盖范围大但是传输信息量低，相反较高的频率传输信息量高但是覆盖范围小。尤其，随着认知无线电技术的引入，动态频谱将成为未来通信网络中频谱管理的主流趋势，这将会导致更多零散的频谱段。由于未来通信系统大量需求频谱带宽来支持宽带无线通信业务，迫切需要有效的频谱聚合方法来实现跨越多个非连续的频谱的聚合来支持其宽带无线通信业务。

无线宽带通信的飞速发展，除了对无线带宽要求大大增加，对数据传输的可靠性提出了越来越高的要求，使其成为通信领域中函待解决的热点问题。数据传输的可靠性，是指当数据在信道上传输时，对于噪声干扰所产生的错误接收端能够发现或自动纠正的性能。在数字通信系统中，差错控制方式分为两类：前向纠错方式(FEC)和自动重复请求(ARQ)，前向纠错虽然效率高，但它的可靠性不如自动重传，此外，前向纠错对信道的适应性较差，无论信道优劣，效率都一样。而ARQ技术以其实现简单，可靠性高，对信道适应能力强等一系列优点而得到广泛应用，但它有一个缺点，它的效率是信道误码率的函数，当信道误码率上升时，效率急剧下降。混合自动重传技术(HARQ)结合了ARQ方式的高可靠性和FEC的高效率逐渐得到广泛应用。

在长期演进系统(LTE)FDD的下行HARQ采用了异步自适应HARQ，需要在下行控制信道(PDCCH)将HARQ进程号和初始传送重传等信息发送给UE，用户设备的重传调度是通过PDCCH来实现的，而对应的上行ACK/NACK反馈是在上行控制信道(PUCCH)来完成的。

对于“停止——等待”HARQ，在一个HARQ进程中，一次传输发出后，需要等待长度为RTT的时间，这段时间内可以发起其他的并行HARQ进程(HARQ Process)，充分利用时频资源。LTE中支持的HARQ进程数量为8个。

3GPP RAN1工作组之前对MAC层-PHY层的载波聚合方式基本达成了共识：每个成分载波(component carrier)都对应一个传输块(不考虑空间复用的情况下)和一个HARQ实体；一个LTE-Ad用户可以同时接收多个成分载波。

显然，由于一个用户同时可以接收多个成分载波，而每个载波都对应一个HARQ实体，如果HARQ实体设计不改变，每个HARQ实体可以有8个HARQ进程，那么每个用户同时最多可以达到40个对应的HARQ进程。

另一方面，一个用户到小区基站的无线链路上，各个成分载波的链路特性可能差别很大，这主要一方面是由不同频段的衰落特性可能不同，比如高频段衰减得更快；另一方面由于不同小区之间可能有不同的聚合方式(cell-special carrier aggregation)，导致不同载波的复用情况和用户收到的干扰状况可能大不相同。因此，对于同一HARQ进程的不同冗余版本，如果能通过不同成分载波传输，则能够获得更好的频率分集，提高网络效率。

LTE下行链路系统中采用异步自适应的HARQ技术，即HARQ进程的传输可以发生在任何时刻，接收端预先不知道传输的发生时刻，因此HARQ进程的处理序号需要连同数据一起发送。因为相对于同步非自适应HARQ技术而言，异步HARQ更能充分利用信道的状态信息，从而提高系统的吞吐量，另一方面异步HARQ可以避免重传时资源分配发生冲突从而造成性能损失。

成分载波内映射就是只在本成分载波内重传冗余版本，传输块直到收到ACK确认或者重传超时才释放该HARQ进程。这种方式不能得到成分载波之间的频率分集，也不需要对Rel-8版本做任何更改，每个成分载波的控制信息只需要3bit的HARQ process nember(HPN)。