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TD-HSDPA技术研究与分析
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2.3HARQ技术
HARQ是HSDPA系统中采用的又一种新技术，它可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来可以达到更好的链路自适应效果。HSDPA先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用HARQ技术来提供精确的速率调节，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种差错控制方案，HARQ机制的形式很多，而HSDPA技术中主要是采用3种递增冗余的HARQ机制：TYPE-ⅠHARQ，TYPE-ⅡHARQ，TYPE—ⅢHARQ。其中：
TYPE-ⅠHARQ：主要采用了chase合并算法，这种算法是chase博士在1985年提出，发送方每次都发送整个完整的编码码字，接收端将每次收到的数据包与之前收到的所有数据包进行chase合并，组合成一个具有更强纠错能力的码字，从而达到递增冗余的目的。
TYPE-ⅡHARQ：又称为完全递增冗余机制，这种机制在1988年被首次提出，系统信息经过编码后，将编码比特按照一定的周期穿孔，根据码率兼容原则分批发送给接收端，接收端每次都进行码组合，将之前接收的所有比特组合形成更低码率的码字，从而达到递增冗余的目的。
TYPE-ⅢHARQ：又称为部分递增冗余机制，这种方案与TYPE-Ⅱ的主要区别在于，发送端每次发送的码字都是可以独立译码的码字，重传包不但包含与之前帧不同的冗余比特，还包含所有的系统比特。接收机每次也同样进行码组合，由于重传包中含有增加的冗余比特，同时系统比特每次都进行了优化选择，从而达到了递增冗余的目的。
出于对信道效率和调度灵活性的考虑，HARQ协议采用基于下行异步上行同步的机制。
UE侧负责数据接收、合并，根据UE内存决定采用何种方式、格式传输数据，在上行信令上主要是反馈ACK/NACK;下行控制信道的信令的参考主要有HARQ进程标识和新数据块标识指示。每个进程都有唯一的标识新数据块指示用来标明当前数据快是否为新以区别重传。在MAC-hs的数据包头内包含带内信令的相关数据，有优先级分类指示和数据块编号，优先级分类指示用来区分映射到同一物理信道上的不同逻辑信道，优先级数据块编号是标识新数据块在排序时用来识别数据块。
UTRAN侧，调度对具有以下属性的数据队列进行处理：依据1ub的帧协议内容而具有不同优先级，每个优先级的数据队列都配有RNC下来的时延属性参数，从NodeB上报的可获得数据速率信息，调度依据以上参数决定新数据块和重传数据快的发送顺序。
UTRAN侧的HARQ进程功能是新数据块指示设置和处理ACK/NACK。
UE侧与HARQ协议有关的是HARQ实体，HARQ进程和重排序实体，UE侧的HARQ实体处理HARQ进程，将接收到的数据块根据HARQ进程标识分配到不同的HARQ进程中，每UE中只有一个实体，在每个TTI(5ms)中，每个HS-DSCH应该由一个HARQ进程。
UE侧的HARQ进程对新数据指示、数据块错误检测、状态报告和队列的优先级标识进行处理，根据是否有新数据块指示来判断接收到的数据块是否是新数据块，若是新数据块，则内存中等待合并的信息可以放弃，在错误检测中如果数据块有错则产生NACK并保留在内存中等待下一次的CC或者IR，若无错误，则数据块上报并产生ACK。数据块的错去检测是根据数快中的CRC校验来完成的，根据HARQ进程可产生传输状态报告、根据优先级标识，HARQ进程对队列进行处理。
重排序根据数据块的编号，对每个优先级队列内的数据块进行排序和上报，为了防止阻塞情况的发生，重排序实体可以根据基于时间和窗口的机制对部分连续的序列处理，如果信令发生错误，必须有响应的措施，当NACK被误认为ACK时，发送的HARQ协议不会重传，而丢失的数据由RLC处理;当ACK被误认为NACK时，系统可根据数据块的编号来判断，不需要额外处理，因其他问题而导致HS-SCCH被误解码或者其他原因导致状态报告丢失，系统可以按照NACK的情况来处理重新传输数据块。
在R99中，一旦数据未被正确接收，则需要由RNC重传数据，无论是新的还是重传的数据包，R99物理层的处理方式是相同的。而在HSDPA中，数据包首先被NodeB接收并缓存(如图2)。即使数据包已经向用户发送，NodeB仍然保存该数据包，一旦出现数据解码失败，无需RNC参与，NodeB即可自重重传。这样，终端就能够合并每次传输的数据，从而获得新传输的数据的能量。如果由于信令差错导致物理层操作失败，那么还可以采用在物理层重传之上基于RNC的重传。
HARQ是HSDPA系统中采用的又一种新技术，它可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来可以达到更好的链路自适应效果。HSDPA先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用HARQ技术来提供精确的速率调节，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种差错控制方案，HARQ机制的形式很多，而HSDPA技术中主要是采用3种递增冗余的HARQ机制：TYPE-ⅠHARQ，TYPE-ⅡHARQ，TYPE—ⅢHARQ。其中：
TYPE-ⅠHARQ：主要采用了chase合并算法，这种算法是chase博士在1985年提出，发送方每次都发送整个完整的编码码字，接收端将每次收到的数据包与之前收到的所有数据包进行chase合并，组合成一个具有更强纠错能力的码字，从而达到递增冗余的目的。
TYPE-ⅡHARQ：又称为完全递增冗余机制，这种机制在1988年被首次提出，系统信息经过编码后，将编码比特按照一定的周期穿孔，根据码率兼容原则分批发送给接收端，接收端每次都进行码组合，将之前接收的所有比特组合形成更低码率的码字，从而达到递增冗余的目的。
TYPE-ⅢHARQ：又称为部分递增冗余机制，这种方案与TYPE-Ⅱ的主要区别在于，发送端每次发送的码字都是可以独立译码的码字，重传包不但包含与之前帧不同的冗余比特，还包含所有的系统比特。接收机每次也同样进行码组合，由于重传包中含有增加的冗余比特，同时系统比特每次都进行了优化选择，从而达到了递增冗余的目的。
出于对信道效率和调度灵活性的考虑，HARQ协议采用基于下行异步上行同步的机制。
UE侧负责数据接收、合并，根据UE内存决定采用何种方式、格式传输数据，在上行信令上主要是反馈ACK/NACK;下行控制信道的信令的参考主要有HARQ进程标识和新数据块标识指示。每个进程都有唯一的标识新数据块指示用来标明当前数据快是否为新以区别重传。在MAC-hs的数据包头内包含带内信令的相关数据，有优先级分类指示和数据块编号，优先级分类指示用来区分映射到同一物理信道上的不同逻辑信道，优先级数据块编号是标识新数据块在排序时用来识别数据块。
UTRAN侧，调度对具有以下属性的数据队列进行处理：依据1ub的帧协议内容而具有不同优先级，每个优先级的数据队列都配有RNC下来的时延属性参数，从NodeB上报的可获得数据速率信息，调度依据以上参数决定新数据块和重传数据快的发送顺序。
UTRAN侧的HARQ进程功能是新数据块指示设置和处理ACK/NACK。
UE侧与HARQ协议有关的是HARQ实体，HARQ进程和重排序实体，UE侧的HARQ实体处理HARQ进程，将接收到的数据块根据HARQ进程标识分配到不同的HARQ进程中，每UE中只有一个实体，在每个TTI(5ms)中，每个HS-DSCH应该由一个HARQ进程。
UE侧的HARQ进程对新数据指示、数据块错误检测、状态报告和队列的优先级标识进行处理，根据是否有新数据块指示来判断接收到的数据块是否是新数据块，若是新数据块，则内存中等待合并的信息可以放弃，在错误检测中如果数据块有错则产生NACK并保留在内存中等待下一次的CC或者IR，若无错误，则数据块上报并产生ACK。数据块的错去检测是根据数快中的CRC校验来完成的，根据HARQ进程可产生传输状态报告、根据优先级标识，HARQ进程对队列进行处理。
重排序根据数据块的编号，对每个优先级队列内的数据块进行排序和上报，为了防止阻塞情况的发生，重排序实体可以根据基于时间和窗口的机制对部分连续的序列处理，如果信令发生错误，必须有响应的措施，当NACK被误认为ACK时，发送的HARQ协议不会重传，而丢失的数据由RLC处理;当ACK被误认为NACK时，系统可根据数据块的编号来判断，不需要额外处理，因其他问题而导致HS-SCCH被误解码或者其他原因导致状态报告丢失，系统可以按照NACK的情况来处理重新传输数据块。
在R99中，一旦数据未被正确接收，则需要由RNC重传数据，无论是新的还是重传的数据包，R99物理层的处理方式是相同的。而在HSDPA中，数据包首先被NodeB接收并缓存(如图2)。即使数据包已经向用户发送，NodeB仍然保存该数据包，一旦出现数据解码失败，无需RNC参与，NodeB即可自重重传。这样，终端就能够合并每次传输的数据，从而获得新传输的数据的能量。如果由于信令差错导致物理层操作失败，那么还可以采用在物理层重传之上基于RNC的重传。
