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5G(NR)網絡中的HRAQ

一、HARQ原理

在無線網絡中通過HARQ可糾正傳遞過程中因各種原造成的錯誤分組數據。如果網絡(或終端)接收到的數據是錯誤的,則接收端将數據緩存并請求發送器(端)重新發送,直到數據正确接收。

網絡中當接收器接收到重新發送的數據時,它會在信道解碼和錯誤檢測之前将其與緩沖的數據進行組合。為此發送端(發送後)需緩沖已傳輸的數據,直到接收到ACK;因為隻有在接收到NACK的情況下需要重新傳輸數據。

二、HARQ停等協議

HARQ采用具有多進程的停止和等待(SAW-stop and wait)協議。該協議将繼續修複一個傳輸錯誤,而不會妨礙其他可并行和繼續進行的傳輸。

三、5G采用的HARQ

5G(NR)網絡在下行和上行鍊路均采用異步混合ARQ協議(HRAQ),也就是與下行鍊路或上行鍊路傳輸相關HARQ過程被明确由下行鍊路控制信息(DCI)的部分發送。MAC層中HARQ機制以非常快的重傳為目标;因此在接收到每個傳輸塊之後,終端(UE)将把下行鍊路傳輸成功或失敗的反饋提供給gNB(對于上行鍊路傳輸無需接收方發送反饋和調度)。5G中使用異步混合ARQ協議(HRAQ)主要處于以下兩方面原因:

  • 同步HARQ流程不允許動态TDD;

  • 在非授權頻譜(NR更高版本)操作通過異步操作更為有效,因為不能保證此時無線資源可用于同步傳輸。

四、5G(NR)協議棧

5G (NR)協議棧中有三個不同層的重傳系統協議,它們分别是:

  • MAC協議:又稱為HARQ(混合自動重複請求),NR中可實現延遲小于1ms的快速重發系統。

  • RLC協議:即使MAC上進行了HARQ處理,但系統中仍有存在錯誤的可能性。為處理這些錯誤RLC具有慢速重傳系統,受CRC保護的反饋。與HARQ确認相比,RLC狀态報告相對不頻繁地發送。

  • PDCP協議:這将确保用戶數據按順序傳送,且主要在切換過程中使用,這是因為執行切換時會刷新RLC和MAC緩沖區。

五、HARQ多進程

5G網絡中采用多個HARQ進程,也就是需多個(SAW)流程并行;這是因為在HARQ中在發送數據包後,它将等待ACK/NACK。在等待處于活動狀态的ACK/NACK時,同一過程無法完成其他工作,這就會導緻性能降低。因此如有多個同時運行此類進程,則可以通過使其他進程同時在其他數據包上運行,而使其他進程同時處于等待ACK / NACK的狀态來提高吞吐量。

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