LTE網(wǎng)絡縮短處理時間減少時延
前面有幾篇文章介紹過短TTI對減少LTE網(wǎng)絡空口時延的益處,這里再介紹其他幾個方面。
定時調整
為了使與同一服務小區(qū)相關聯(lián)的多個UE之間的上行同步對準,每個UE將考慮TA命令預先從下行 TTI(例如,子幀)邊界發(fā)射其上行信道。例如,如果UE和服務小區(qū)之間的距離是100km,則該UE的TA的值將是大約0.67ms (=2*100km/(3*10^8m/s))。(E)PDCCH/PDSCH和PUCCH/PUSCH之間的持續(xù)時間用于定時調整和對具有實現(xiàn)余量的物理信道進行解碼/編碼的處理。換句話說,隨著目標小區(qū)半徑的增加,除非處理時間減少,否則HARQ處理時延或對PUSCH的UL Grant時間將增加。由于較短的TTI可以利用減少的HARQ處理時延或RTT,因此優(yōu)選減少用于定時調整或處理時間。例如,最大TA值可以隨著TTI長度向下擴展。具體地說,假設實現(xiàn)裕度(margin)也可隨TTI長度伸縮,則最大TA值可與TTI長度成比例地減小。由于5%-tile UPT性能將隨著TTI長度的減小而降低,因此建議對此類UE使用相對較長的TTI長度,對于非常短的TTI操作,似乎沒有必要假設非常大的TA值,因此對于短TTI,減小最大TA值似乎是可以接受的??紤]到具有短TTI的潛在更嚴格的解碼/編碼時延要求,而控制信道的解碼時延可能不會隨著短TTI而線性地減小,隨著TTI長度變得較短(例如,對于2個符號TTI,目標為10km而不是14km),在TA中進一步減小也是相當可觀的。一旦定義了每短TTI長度的最大TA,在UE被配置為具有大于最大TA值的情況下,還需要確定UE行為。一個簡單的方法是允許UE在這種情況下丟棄短TTI上行鏈路傳輸。
同時,PUCCH/PUSCH和(E)PDCCH之間的持續(xù)時間不需要考慮定時調整間隙。相反,需要考慮執(zhí)行調度算法所需的時間。此外,在PDCCH的情況下,eNB將為不同UE編碼要發(fā)送的所有PDCCH。
解編碼的處理時間
在接收(E)PDCCH或PDSCH之后,UE需要檢測和解碼它們,并且編碼相關聯(lián)的PUCCH或PUSCH以響應服務小區(qū)。在PUSCH/PDSCH的情況下,由于用于數(shù)據(jù)映射的RE總數(shù)將隨著TTI長度的縮短而減少,因此TBS的值也將減小。因此,其相關的解碼/編碼復雜度將被降低,并且它可以縮短TTI的處理時間。簡單地說,碼塊的數(shù)目(由6144位組成)和turbo譯碼復雜度(在碼塊內)將隨著TTI長度的減小而近似線性地減小。
在TTI長度仍然保持為14個符號的情況下,處理時間被縮短,以用于整體時延減少。即使TTI長度設置為14個os并且用于數(shù)據(jù)映射的RE數(shù)目足夠大,PDSCH/PUSCH的最大TBS大小也需要減小以減少處理時間。例如,如果正常TTI長度遵循7個os sTTI的TBS假設。解碼(或編碼)的處理時間由1.5ms(或1ms)縮短為0.75ms(或0.5ms)。在這種情況下,考慮到(子)幀對齊,具有時延減少的正常TTI的HARQ處理時延可以是3ms而不是4ms。圖1說明了CQI延遲為6(s)TTI、CQI周期為5(s)TTI、CN延遲為0ms的情況下的仿真結果。從仿真結果來看,與其他縮短的TTI長度相比,采用時延減少方案的正常TTI的平均UPT增益是微乎其微的。

在(E)PDCCH的情況下,UE將對DCI格式的多個候選(E)CCE索引和搜索空間執(zhí)行盲解碼。除非修改DCI大小和候選數(shù)目,否則對sPDCCH進行解碼/編碼的處理時間不會改變。在這個階段,不清楚從sPDSCH/sPUSCH減少處理時間是否足夠。如果不是,則可以進一步考慮減少用于盲解碼復雜度的sPDCCH的候選。
至少對于公共搜索空間監(jiān)視,傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域將顯式地占據(jù)每個子幀中的前幾個OFDM符號。由于PDCCH區(qū)域的OFDM符號長度是動態(tài)的,并且UE必須監(jiān)視傳統(tǒng)PDCCH,因此將傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域包括在短TTI中更為合理。然后,假設在子幀中的第一短TTI的傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域中發(fā)送sPDCCH。為了減少對短TTI的處理時間,可以考慮在每個子幀中的第一TTI在傳統(tǒng)PDCCH和sPDCCH之間共享搜索空間。例如,在UE透視圖中,只有sPDCCH將映射到傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域中的USS上,而傳統(tǒng)PDCCH將僅映射到CSS上。此外,可以考慮在正常TTI和短TTI之間共享盲解碼嘗試,以不增加PDCCH檢測的復雜度。
上下行信道的TTI長度設置
根據(jù)協(xié)議,上下行的TTI長度可以不同。例如,在sPDSCH的情況下,根據(jù)應用或分組大小,可以使用更長的TTI。同時,由于HARQ-ACK有效負載大小將相對較小,即使其相關聯(lián)的TB大小較大,因此對于sPUCCH傳輸可以采用較短的TTI長度。與sPDSCH和sPUCCH具有相同TTI長度的情況相比,可以進一步減小HARQ處理的總時延。例如,如果sPDCCH/sPDSCH的TTI長度為7,sPUCCH的TTI長度為3或4,則TA設置為sPDCCH/sPDSCH的TTI長度的一半,解碼時間設置為sPDCCH/sPDSCH的TTI長度的1.5倍,編碼時間設置為sPUCCH的TTI長度,如圖2所示,整個HARQ過程時延可以減少到3ms而不是4ms。HARQ過程時延的確切值可以根據(jù)解碼/編碼時間和目標TA的假設而有所不同??梢哉J為HARQ定時或HARQ處理時延由DCI或高層信令給出。例如,當sPDSCH由sPDCCH調度時,其相關DCI可以指示sPDSCH的HARQ-ACK傳輸?shù)亩〞r。根據(jù)配置的HARQ定時,可能存在用于不同TTI中的sPDSCH的多個HARQ-ACK比特。

為了向后兼容性,高級UE需要同時支持短TTI和傳統(tǒng)TTI。鑒于短TTI在所有情況下可能不是最好的,因此需要考慮UE需要同時支持這兩個TTI的可能性。此外,高級UE至少需要支持傳統(tǒng)行為以接收諸如SIB的小區(qū)廣播消息。LG電子認為傳統(tǒng)的TTI和短TTI都是混合在一起的UE。另一方面,長TTI與單播和短TTI的大消息混為一談可能導致解碼延遲問題。如果將長TTI的數(shù)據(jù)信道和短TTI的數(shù)據(jù)信道共享解碼部分,則長TTI的數(shù)據(jù)信道的解碼時間會減慢連續(xù)短TTI的數(shù)據(jù)信道解碼的起始時間,從而增加了短TTI的解碼時延。
考慮到傳統(tǒng)TTI的PDCCH最大盲解碼44個,即使sPDCCH最大盲解碼數(shù)減少,但傳統(tǒng)PDCCH的解碼時延會影響連續(xù)sPDCCH的解碼時延。換句話說,如果控制信道解碼器在不同的TTI大小之間共享,則短TTI解碼的時延可能會受到傳統(tǒng)PDCCH解碼的影響。
圖3示出了假設正常CP的每個子幀的短TTI結構。對于短的TTI的2個和7個符號,TTI的長度在模擬時間期間保持不變。對于短的TTI的3/4個符號,TTI的長度在如圖3-(b)所示的子幀內變化。假設傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域顯式地占據(jù)前兩個OFDM符號,這由圖3中的虛線區(qū)域表示。

可以認為對于7個符號TTI和3/4符號TTI,sPDCCH被映射到傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域上,而對于如2個符號TTI中那樣與傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域完全重疊的TTI(s)將不用于sPDCCH/sPDSCH傳輸。
TDD HARQ timing
假設使用TDD UL-DL配置#1,并且假設附加子幀類型跨網(wǎng)絡中的所有小區(qū)對齊。此外,假設附加子幀類型包括用于DL傳輸?shù)?個符號、用于保護周期的2個符號和用于UL傳輸?shù)?個符號。對于Set 1,附加子幀類型應用于SF#1、#3、#4、#6、#7、#8和#9。對于Set 2,附加類型應用于SF#3和#8。對于Set 2和Set 3,使用特殊子幀配置#7(由10個DL符號、GP和2個UL符號組成)。
在TDD場景中,UE可能需要等待UL sTTI,即使解碼sPDCCH/sPDSCH和編碼sPUSCH/sPUCCH已經(jīng)完成以傳輸sPUCCH或sPUSCH。此外,由于UL-sTTI和DL-sTTI的比率可以不同,因此多個DL-sTTI(或SF)需要被捆綁并且與相同的UL-sTTI(或SF)相關聯(lián)。關于HARQ-ACK定時確定,可以考慮用于吞吐量增強的快速HARQ-ACK定時和用于(s)PUCCH覆蓋的HARQ-ACK分布。
Set 3: 保持傳統(tǒng)?TDD DL/UL configuration
首先,由于用于sPUCCH/sPUSCH傳輸?shù)腄L-sTTI的總數(shù)大于UL-sTTI的總數(shù),因此一些UL-sTTI將與多個DL-sTTI相關聯(lián)??紤]到傳統(tǒng)PDCCH區(qū)域,一些DL sTTI可能不用于sPDSCH傳輸,特別是當TTI長度設置為2個OS時。在這種情況下,可以首先選擇與PDCCH區(qū)域重疊的DL-sTTI以與用于單個UL-sTTI的其他DL-sTTI捆綁。圖4、圖5和圖6示出了當TTI長度分別設置為7個OS、3/4?個OS和2個OS時HARQ-ACK定時的示例。Timing 1被設計為針對UL sTTI之間的HARQ-ACK分布而不是快速定時,而Timing 2針對快速定時而不是HARQ-ACK分布。

即使TTI長度減小,由于DL-sTTI或UL-sTTI的等待時間,在TDD場景中也不能降低HARQ-ACK定時或RTT。
Set2
在該Set中,UL子幀的某些部分可以被其他子幀類型所取代。在這種情況下,可以進一步縮短從DL到UL、UL到DL的時間持續(xù)時間。假設SF#3和#8可以用于其他子幀類型。由于附加的子幀類型,UL sTTI的某些部分可以被更改為DL sTTI。這意味著一些HARQ-ACK定時可以被打破,并且需要在附加子幀類型中為新的DL-sTTI定義HARQ-ACK定時??紤]到可擴展性,需要定義簡單的規(guī)則來修改HARQ-ACK定時。首先,如果由于附加子幀類型而中斷HARQ-ACK定時,則可以定義下一個可用UL sTTI新的HARQ-ACK定時。接下來,由于附加子幀類型而新添加的DL sTTI的HARQ-ACK定時可以簡單地設置為3 sTTIs之后的第一個可用UL sTTI。圖7顯示了當原始HARQ-ACK定時設置為Set 2時,Set2中HARQ-ACK定時的示例。

Set 1
在這種情況下,特殊子幀和DL子幀的某些部分可以被附加子幀類型替換??梢詮?/span>Set 3的HARQ-ACK定時導出Set 1的新HARQ-ACK定時。圖8顯示了當Set 3中的HARQ-ACK定時設置為Timing2時,Set 1中的HARQ-ACK定時的示例。

在2OS的情況下,不考慮HARQ-ACK定時的可伸縮性,而是可以通過針對給定的附加子幀類型優(yōu)化HARQ-ACK定時來進一步減少總體HARQ-ACK定時。簡單地說,將使用附加子幀類型中的所有UL sTTI來進一步減少HARQ-ACK定時。圖9列出了當TTI長度設置為2時,Set 1中HARQ-ACK定時的另一個示例。
