【5G之道】第八章：重傳協議

采用軟合并的混合ARQ：

混合ARQ操作丟棄錯誤接收的資料包并請求重發；不能解碼資料包，所接收的資料包丟棄的還包含資訊一起丟棄，通過軟合并的混合ARQ可以解決；

混合ARQ功能跨越物理層和MAC層；發射機側不同冗余版本的生成及接識訓側的軟合并通過物理層控制，混合ARQ協議是MAC層；

LTE混合ARQ機制的基礎是一個帶有多個停等協議的結構，每個操作在單一傳輸塊上；

每個終端都有一個混合ARQ物體；當接收到用于特定混合ARQ程序的傳輸塊時，接識訓嘗試對該傳輸塊進行解碼，并通過混合ARQ確認告知發射機結果，指示該傳輸塊是否被正確解碼；

軟合并被稱為跟蹤合并或增量冗余；無論使用哪一種，帶有軟合并的混合ARQ通過重傳的方式會導致資料速率的間接下降，由此可被視為一種間接的鏈路自適應技術；

為了軟結合的正確操作，接識訓需要知道解碼之前何時執行軟合并及何時清除軟緩沖區，即接識訓需要區分初始傳輸的接收和重傳接收；

在下行鏈路傳輸的情況下，新資料指示符用來指示一個新的傳輸塊，本質上為一個單一位元的序列號；

對于上行鏈路資料傳輸，PDCCH上頁存在一個新資料指示符；切換該指示符來申請新傳輸塊的發送；否則，用于該混合ARQ行程之前的傳輸塊應該被重傳；

多個并行操作的混合ARQ處理應用，可能導致從混合ARQ機制發送的資料產生順序混亂；

混合ARQ協議可以是，基于時域靈活性，分為同步或異步；基于頻域靈活性，分為自適應和非自適應的；

異步混合ARQ協議，意味著重傳可能在任意時刻出現；同步混合ARQ協議，意味著重傳只在上次傳輸之后的固定時刻出現；同步協議的好處在于不需要直接信令傳送混合ARQ的行程號，可從子幀號中得到；異步協議允許更靈活的重傳調度；

自適應混合ARQ協議，意味著重傳間可改變頻率位置，并且還可以改變更細節的傳輸格式；

非自適應混合ARQ協議，重傳只能出現在與初始傳輸位置相同的頻率資源上，并且只能采用與初始傳輸相同的傳輸格式；

異步自適應混合ARQ用于下行鏈路；同步混合ARQ用于上行鏈路；

下行鏈路混合ARQ：

在下行鏈路上，重傳的調度采用與新資料相同的方式，即它們可以出現在任何時刻和下行鏈路小區帶寬的任何位置；下行鏈路的混合ARQ協議是異步和自適應的；

對軟合并的支持是通過為每個新資料塊直接切換一個新資料指示符來提供的；除了新資料指示符之外，混合ARQ相關的下行鏈路控制信令包含混合ARQ行程號及冗余版本，都直接在每個下行鏈路傳輸的調度分配中發送；

下行鏈路空分復用意味著在每個組分載波上并行傳輸的兩個傳輸塊；
下行鏈路組分載波上的傳輸時獨立進行確認的；

上行鏈路混合ARQ：

在上行鏈路上，采用同步和非自適應操作作為混合ARQ協議的基本原理；

空間復用，上行鏈路并行的兩個傳輸塊，每個都有自己的調制和編碼方式及新資料指示符，但共享相同的混合ARQ行程號；

對自適應和非自適應混合ARQ的支持，是通過對于給定混合ARQ行程在PHICH上接收到混合ARQ肯定確認時不清除發送緩沖器來實作的；
傳輸快取的清空，由上行鏈路許可一部分的PDCCH進行控制；

支持自適應和非自適應混合ARQ的上述方法會產生一個結果：與同一上行鏈路子幀相關的PHICH和PDCCH帶有相同的定時；

新資料指示符在上行鏈路許可中直接傳輸；與下行鏈路不同的是，冗余版本不會針對每個重傳進行發送；

從增量冗余角度來看，改變重傳之間的冗余值通常有益于充分利用來自增量冗余的增益；

混合ARQ定時：

接識訓必須知道接收的確認是與哪個混合ARQ行程相關聯的；由于把確認與特定混合ARQ行程相關聯的混合ARQ確認的定時來管理的；下行鏈路中資料接收和上行鏈路的混合ARQ確認傳輸之間的定時關系是固定的；

用于FDD的混合ARQ定時：

上行鏈路調度，允許PDCCH上的調度許可覆寫PHICH；
終端可用的處理時間Tue取決于定時提前量的值或者等效為終端到基站的距離；

LTE被設計成，可以處理至少100km、對應0.67ms的最大定時提前量；

基站的可用處理時間可以表示為Tenb=3ms，在下行鏈路資料傳輸的情況下，基站在這個時間內執行任何重傳的調度；在上行鏈路資料傳輸，該時間用于解碼接收到的信號；

用于TDD的混合ARQ定時：

對于TDD操縱，特定混合ARQ行程中資料接收和混合ARQ確認傳輸之間的定時關系，取決于上行鏈路/下行鏈路分配；一個上行鏈路混合ARQ確認可以只在一個上行鏈路子幀內傳輸；下行鏈路確認只在下行鏈路子幀內；

對于TDD，子幀n內傳輸塊確認是在子幀n+k上發送的；當由終端發送確認時子幀n+k為上行鏈路子幀，當由基站發送確認時子幀n+k為下行鏈路子幀；k的值取決于下行鏈路/上行鏈路分配；大多數情況下k’值大于FDD系統所用值k=4；

用于TDD系統的混合ARQ行程數，取決于上行鏈路/下行鏈路的分配，意味著混合ARQ往返時間時TDD配置相關的；

TDD系統的PHICH定時與接收上行鏈路許可時的定時一樣，為了允許PDCCH上行鏈路許可能夠覆寫PHICH來實作自適應重傳；

TDD系統的下行鏈路/上行鏈路分配，暗示了一個子幀內可確認的傳輸塊數；
對于采用UL-SCH的上行鏈路傳輸，每個上行鏈路傳輸塊都是通過PHICH進行單獨確認的；

對于下行鏈路傳輸，存在配置，其中多個下行鏈路子幀的DL-SCH接收需要在單一上行鏈路子幀來確認，TDD系統提供兩種機制解決：復用和捆綁；
①復用，意味著針對反饋給基站的每個接收的傳輸塊進行獨立確認；
②確認的捆綁，意味著來自多個下行鏈路子幀的下行鏈路傳輸塊解碼輸出，被合并為單一混合ARQ確認在上行鏈路進行傳輸；

無線鏈路控制：

無線鏈路控制RLC協議從PDCP中以RLC SDU的形式取出資料，并通過采用MAC和物理層功能將其發送到接識訓側的相關RLC物體；

RLC物體的作業：
分割、級聯及RLC SDU的重組；
RLC重傳；
相關邏輯信道的依序發送和復制檢測，

RLC物體的重要特征：
改變PDU大小的控制；
在混合ARQ和RLC協議之間密切互動的可能性，

分割、級聯及RLC SDU重組：

分割和級聯的目的：從輸入的RLC SDU生成合適大小的RLC PDU；
RLC PDU頭欄位還包含一個用于重新排序和重傳機制的序號；
接識訓側的重組功能執行逆操作以便從接收到的PDU中重組除SDU；

RLC重傳：

重傳丟失的PDU是RLC的主要功能之一；
盡管大多數錯誤通過混合ARQ協議處理，但采用二級重傳機制作為補充是有幫助的；
通過檢查接收PDU的序列號可以檢測到丟失的PDU，并請求來自發送端的重傳；

RLC對于不同需求有三種模式：
透傳模式TM：其中RLC完全透明，實際上是被繞過了；它無重傳、無分割與重組、無按序傳遞；
非確認模式UM：支持分割、重組和按序傳遞，但不支持重傳；用在不需要無錯傳輸情況；確認模式AM：是DL-SCH上TCP/IP分組資料傳輸的主要操作模式，可支持無錯資料的分割、重組、按序傳遞及重傳；
確認模式下的RLC物體是雙向的，資料可以在兩個對等物體之間雙向流動，PDU的接收需要對發送端進行確認反饋，還有發送狀態報告；
RLC的兩個物體都維護兩個視窗，發送視窗和接收視窗；
只有在發送視窗內的PDU才有資格進行傳輸；
接識訓值接收序列號在接收視窗內的PDU；

依序發送：

意味著資料塊被接識訓以它們的傳輸順序進行傳遞；
依序發送基本思想是將接收到的PDU存盤在一個緩沖器內，直到所有更低序號的PDU均以發送；

RLC操作：

PDU傳輸時連續的；對復制的檢測也是RLC的職責，使用相同的序列號進行重新排序；
發射視窗始于n，第一個尚未接收的PDU；
接收視窗始于n+1，為下一個期望接收的PDU；
狀態報告可以通過多種原因觸發，為了控制狀態報告的數量并避免大量狀態報告塞滿反饋鏈路，可以采用狀態阻止定時器；
對于初始傳輸，會相對直接的依靠動態PDU大小的方法，來控制資料速率波動；