大傳輸塊的5G HARQ部署
當(dāng)前的移動通信系統(tǒng)(如LTE)具有相當(dāng)簡單和獨特的混合自動重復(fù)請求(HARQ:hybrid automatic repeat request)功能,適用于所有服務(wù)。對于5G NR,主張將以用戶為中心的HARQ配置與其服務(wù)需求相一致。這提出了HARQ功能的增強(qiáng),以便能夠在5G中高效處理大傳輸塊。很多公司建議使用動態(tài)可配置的多位HARQ反饋,通過省略不必要的部分來幫助發(fā)射機(jī)生成更有效的重傳。換言之,發(fā)送器將只重傳解碼過程中失敗的大傳輸塊的部分,這樣將提高資源利用效率。這些建議主要旨在支持高數(shù)據(jù)速率要求,例如eMBB業(yè)務(wù)。
5G的載波帶寬在低于6GHz的頻帶下增加到100MHz,在毫米波段的情況下甚至增加到GHz的值。因此,在整個傳輸帶寬上的調(diào)度可能導(dǎo)致非常大的傳輸塊大?。═BS)。如果傳輸塊(TB:transport block)大于信息比特的特定限制數(shù)量(例如,在LTE的情況下為6144比特),則將其分割為多個代碼塊(CB:code block),以便每個代碼塊大?。–B)小于或等于該限制。分割過程被認(rèn)為是限制編碼/解碼復(fù)雜度的有效方法,編碼/解碼復(fù)雜度隨著塊長度的增加而增加。例如,在LTE中,根據(jù)36.213表7.1.7.2.1-1,對于最大110 PRB分配大小的20 MHz載波帶寬,TBS可以獲得多達(dá)97896位(即16 CB)。在多個空間復(fù)用傳輸層的情況下,LTE?TBS可以進(jìn)一步增加到更大的值。在預(yù)期的5G載波帶寬中加入類似的數(shù)字將導(dǎo)致預(yù)期的TBS高達(dá)50或更大的CB,以支持高數(shù)據(jù)速率。
關(guān)于HARQ功能,在傳輸塊解碼失敗的情況下,較大TBS的直接影響是較大的重傳懲罰。通常,如果TB中的所有CB成功解碼,則HARQ反饋為ACK,如果一個或多個CB解碼失敗,則為NACK。這意味著,如果根據(jù)TB循環(huán)冗余校驗(CRC)報告NACK,則即使單個故障CB也將觸發(fā)所有CB的重傳。正如前文中提出的,TB分段過程(LTE未捕獲)的額外好處是可以通過以下方式啟用的HARQ功能中的高效資源利用率通過反饋渠道報告額外信息的能力。換句話說,多位和可配置的HARQ反饋可以更精確地指向TB的錯誤段,并通過跳過成功解碼的CB的重傳來觸發(fā)有效的重傳。假設(shè)CB的大TB中只有三個CB在CRC檢查中失敗,圖1比較了兩種不同的重傳場景,(a) 當(dāng)多位反饋通知發(fā)射機(jī)TB的故障段,并且只有這些故障部分將被重新傳輸時,以及(b)由于CB的故障,只有一位NACK被傳輸,而整個TB將被重新傳輸。
與圖1中場景(a)中提供的初始傳輸相比,較小的重傳大小將釋放可用于初始傳輸或向類似或不同用戶重傳其他TB的無線資源。在同一子幀上,兩個或多個停止和等待(SAW:stop-and-wait )信道的復(fù)用可以通過異步HARQ實現(xiàn)。

通過對碼塊段進(jìn)行CRC校驗(或LDPC中的奇偶校驗),接收器節(jié)點可以將成功解碼的CB與失敗的CB分開。作為一種簡單的方法,接收機(jī)可能通過使用每個CB的ACK/NACK報告與發(fā)射機(jī)節(jié)點共享該信息。然而,該方法將對通信鏈路施加較大的控制信道信令開銷。因此,期望將反饋大小保持在有限的比特數(shù),同時將其內(nèi)容配置為對發(fā)射機(jī)節(jié)點最有用的信息,以實現(xiàn)有效的重傳設(shè)置。對于發(fā)生故障的大型TB中的錯誤模式,可以設(shè)想幾種不同的場景。以下是幾個例子:
一個或幾個CB將在CRC檢查中失?。哼@可能是由于分配給TB的部分無線資源受到突發(fā)性干擾而導(dǎo)致的。在這種情況下,發(fā)送器節(jié)點最有用的信息是故障CB的索引。然后,發(fā)送器將僅為故障CB設(shè)置重傳。
寬帶TB傳輸中的一個或幾個物理資源塊(PRB)或子帶將失?。哼@可能是例如當(dāng)失敗的PRB上的信道質(zhì)量由于例如干擾而與報告的CQI意外不同時的情況。在這種情況下,將故障PRB(或子頻帶)的索引報告給發(fā)射機(jī)最有利于重傳效率。在這種情況下,發(fā)射機(jī)將只重傳受故障子帶影響的TB部分,這樣可以節(jié)省重傳資源。
所有或大部分CB在CRC檢查中失?。哼@種情況可能發(fā)生,例如,由于錯誤的CQI報告,隨后要求發(fā)射機(jī)設(shè)置調(diào)制和編碼速率。在這種情況下,要通過反饋信道發(fā)送的發(fā)射機(jī)最有用的信息是接收機(jī)節(jié)點處的解碼器狀態(tài)信息(DSI:decoder state information)。DSI可以通知發(fā)射機(jī)解碼器距離TB成功解碼的“距離”。然后,發(fā)射機(jī)節(jié)點可以重傳所有CB,同時將重傳大小修改為解碼器處成功解碼所需的大?。紤]HARQ組合增益)。
上述示例也適用于LDPC碼,其中CRC校驗可由奇偶校驗等其他錯誤檢測方法代替。在上面的示例之后,可以看到,根據(jù)CB的CRC校驗(或奇偶校驗),可以不同地選擇通過多位反饋傳送的信息。因此,為了使多位反饋對發(fā)射機(jī)節(jié)點最有用,希望具有基于傳輸場景的可配置內(nèi)容。
隨著5G數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d波帶寬增加,也將有更多的資源用于控制信令。例如,在TDD部署的情況下,假設(shè)用于控制信道的OFDM符號將通過增加載波帶寬潛在地增加用于控制信令的可用資源。例如,在后一個示例場景中,將載波帶寬從20 MHz增加到100 MHz將使控制信道資源增加5倍。因此,期望隨著TBS的增加允許更多比特用于HARQ反饋,以捕獲增強(qiáng)HARQ重傳的資源效率益處。此外,報告錯誤CB的索引所需的比特數(shù)根據(jù)tb而變化。例如,表1顯示了報告一個或兩個錯誤CB的索引所需的位數(shù)如何隨著TBS的增加而增加。

對于在寬帶TB傳輸中報告PRB索引所需的比特數(shù),可以進(jìn)行類似的觀察。例如,假設(shè)在具有100個PRB的寬帶傳輸上有5個PRB的組(即20個5個組),將需要5位來報告其中一個PRB組的索引,8位來報告兩個PRB組的兩個索引。如果寬帶傳輸包括200個PRB(即40組5個),則這些數(shù)字分別增加到6位和10位。因此,希望通過控制信道信令半靜態(tài)地或根據(jù)TBS、可用控制信令資源等動態(tài)地為每個UE配置反饋的大小。