摘 要： 提出了一种减小TDD（时分双工）载波聚合系统下行Hybrid Automatic Repeat Request（HARQ）反馈时延的改进方法，基站通过比较当前成员载波和主服务小区的下行HARQ往返时延来决定是否分配PUCCH资源给新的成员载波。经过性能分析表明，使用这种方法后，TDD载波聚合系统的下行HARQ反馈往返时延明显减小。

关键词： 载波聚合；上行控制信道；混合自动重传请求；低时延

0 引言

满足LTE-A系统最大100 MHz传输带宽需求的方法是在LTE系统上定义更宽的传输带宽，但是由于达到100 MHz带宽的连续频谱很难找到，因此在LTE-A中引入了载波聚合技术[1]。LTE-A的传输带宽由多个LTE载波聚合而成，LTE-A可以看作是LTE多载波的一种延伸技术。对于采用载波聚合的UE，有一个主服务小区和一个或多个辅服务小区，下行反馈的资源只能在主服务小区中分配，辅服务小区只为用户设备提供额外的无线资源。因为PUCCH资源较少，所有来自辅服务小区的下行反馈，包括下行HARQ反馈都只能通过主服务小区的PUCCH来传输。

对于TDD-LTE-A载波聚合系统，每个成员载波都有自己的上下行配置用来指定它的上下行子帧分配，如表1所示。

本文提出了一种最大程度减少TD-LTE-A载波聚合系统下行HARQ反馈时延的改进方法[2]。当UE分得一个辅服务小区时，eNB计算基于其对应上下行配置的新辅服务小区的下行HARQ往返时延。如果这个新的辅服务小区往返时延小于主服务小区的往返时延，eNB就将分配一个可靠的PUCCH资源给这个辅服务小区用来传输下行HARQ反馈，否则，这个辅服务小区的下行反馈就通过主服务小区的PUCCH传输，这样就明显减小了下行HARQ的往返时延。

1 下行HARQ反馈

HARQ技术是将前向纠错编码（FEC）技术和自动重传请求（ARQ）技术有效结合起来的一种差错控制机制。下行HARQ流程的传输时序示例如图1所示。

UE首先通过PUCCH向 eNB 反馈上次传输的 ACK/NACK 信息。此ACK/NACK信息经过一定的上行传输延迟到达eNB，eNB对PUCCH的ACK/NACK信息进行解调和处理，并根据ACK/NACK信息和下行资源分配情况对重传数据进行调度。然后PDSCH按照下行调度的时域位置发送重传数据，并经过一定的下行传输延迟到达UE端。UE经过一定的处理延迟对下行重传完成处理，并通过PUCCH再次反馈针对此次重传的ACK/NACK信息。一个下行HARQ的RTTs到此结束。一般用RTTs衡量下行HARQ反馈的时延性能，本文中，RTTs定义为下行HARQ重传的时间周期。

通常假设，当UE或者eNB接收到上行或下行数据后，将用3 ms时间来处理接收到的数据和准备相应ACK/NACK信息的传输，因此，基于这种假设RTTs就能被计算出来。在LTE R-11协议中，引入了成员载波根据上下行配置进行聚合的场景，文献[3]规定，当不同上下行配置的成员载波被聚合，成员载波的下行HARQ反馈通过PUCCH的主服务小区传输，因此，即使辅服务小区有用于传输下行HARQ反馈的上行子帧，也必须使用或等待主服务小区的上行子帧，这样就导致了很高的时延。以上下行配置0的第一个子帧（子帧0）为例，当UE在子帧0接收到下行数据，需要3 ms（3个子帧）时间来处理接收到的数据，然后在子帧3的时隙发送ACK/NACK信息，当eNB处理完ACK/NACK信息后，子帧7的时隙到来，这是个上行子帧。eNB必须等待下一个下行子帧（子帧0）来重传下行数据，这样，下行HARQ的RTTs就为10 ms，这是子帧0到子帧9（下行数据能重传之前的子帧）之间的时间周期。

采用上面提到的方法，每个不同上下行配置的子帧的RTTs就能够被计算出来。表2列出了每个不同上下行配置的下行HARQ反馈的RTTs，通过表2可以看出不同上下行配置的小区，其时延也不同。

如果在LTE-A中引入聚合，则所有来自辅服务小区的下行HARQ反馈必须通过主服务小区的上行子帧来传输[4]，在这种情况下RTTs计算方法就略微不同。假设主服务小区采用上下行配置4，辅服务小区采用上下行配置0。以上下行配置0的第一个子帧(子帧0)为例，当UE在子帧0接收到下行数据，它需要3 ms(3个子帧)来处理接收到数据，在子帧3的时隙中，UE能够通过辅服务小区来发送ACK/NACK消息。但是，采用上下行配置4的辅服务小区的子帧3是一个下行子帧，所以必须推迟到下一个上行子帧（下一无线帧的子帧2）来发送ACK/NACK消息。当eNB接收并处理完ACK/NACK消息后，能在子帧6（辅服务小区的特殊子帧）的时隙中进行重传。这样，下行HARQ 的RTTs就是16 ms，即子帧0到下一个无线帧的子帧5之间的时间间隔。扁平线圈电感制造厂

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