TD-SCDMA HSUPA系统中HARQ方案研究

　　为了满足用户对上行传输的性能需求，3GPP在HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)规范发布之后又启动了HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)研究项目。HSUPA的目标是通过提高小区的吞吐量和高数据速率的覆盖来提高上行链路空中接口容量利用率以及终端用户的体验。为支持这种高速数据传输率，HSUPA引入一种新的传输信道E-DCH(增强型专用传输信道)。E-DCH可以用来传输分组业务数据，它支持变速率传输，快速重传和快速分组调度等。本文结合HSUPA协议，分析了快速重传的特点，研究了在TD-SCDMA HSUPA系统中进行快速重传的几种方案。

　　2、TD-SCDMA HSUPA关键技术及工作流程

　　2.1　TD-SCDMA HSUPA的关键技术

　　HSUPA是一些无线增强技术的集合，利用HSUPA技术可以在现有技术的基础上使得上行峰值速率有很大的提高，并在上行链路得到更大的吞吐量。TD-SCDMA HSUPA主要采用了如下两种技术：物理层快速混合重传，基于Node B的快速调度。

　　2.1.1　物理层快速混合重传

　　在HSUPA中采用的是快速HARQ(混合自动重传请求)，该技术允许Node B对错误的接收到的数据快速请求重传，其功能在媒体接入控制高速(MAC-hs)层实现，该层在Node B处终止。而在过去R99中，数据包重传是由RNC控制下的RLC重传完成的。在透明模式(AM)下，RLC的重传涉及RLC信令和Iub接口传输，重传延时超过100 ms[1]。这样，快速HARQ的重传时延远低于RLC层的重传时延，大大降低了TCP/IP和时延敏感业务的时延抖动。

　　2.1.2　基于Node B的快速调度

　　在上行增强技术中，为了实现低时延和快速资源分配，调度和混合自动重传请求必须靠近空中接口，因此提出了基于Node B的快速调度[2]，在HSUPA中通过引入新的MAC实体，在Node B端加入MAC-e，由MAC-e来负责调度和HARQ。文献[3]指出，在1.28MTDD模式下，采用基于此项技术，在5s持续时间的游戏业务模型中可增加系统容量8%，而500 ms的大概可以增加50%，这是因为业务时间越长，对于缩短时延的优势就越不明显。因此，如果分组数据业务都是突发短分组的情况下，系统的吞吐量会因为采用基于Node B的快速调度而得到显著的改善。

　　2.2　TD-SCDMA HSUPA的工作流程

　　图1给出了HSUPA的工作流程，从图中可以看出HSUPA把调度和重传控制的功能从RNC移到了Node B端。HSUPA工作流程具体步骤描述如下：

　　(1)UE根据信道质量、可用发射功率、缓冲区中待传输数据量决定要申请的速率，并向Node B发出申请。

　　(2)Node B调度器根据系统中采用的调度算法算出各个用户的优先级，并据此将各用户排队。

　　(3)按照优先级，Node B根据系统热噪声的增加量(RoT，noise over thermal)或者终端吞吐量，并结合用户申请的速率，对队列中的各个用户决定分配的速率，并通过E-AGCH/E-RGCH发送调度指令通知UE。

　　(4)UE通过E-DPDCH发送数据包，并通过E-DPDCH传送相应控制信息。

　　(5)Node B对E-DPDCH上的数据包进行解调，并根据crc的检错结果在E-HICH上发送ACK/NACK响应。

　　(6)UE根据收到的ACK/NACK决定是否重传，若收到NACK消息，需重传，直到收到ACK消息或者到达系统设定的最大重传次数为止。