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5G(NR)网络中的HRAQ

一、HARQ原理

在无线网络中通过HARQ可纠正传递过程中因各种原造成的错误分组数据。如果网络(或终端)接收到的数据是错误的,则接收端将数据缓存并请求发送器(端)重新发送,直到数据正确接收。

5G(NR)网络中的HRAQ

网络中当接收器接收到重新发送的数据时,它会在信道解码和错误检测之前将其与缓冲的数据进行组合。为此发送端(发送后)需缓冲已传输的数据,直到接收到ACK;因为只有在接收到NACK的情况下需要重新传输数据。

5G(NR)网络中的HRAQ

二、HARQ停等协议

HARQ采用具有多进程的停止和等待(SAW-stop and wait)协议。该协议将继续修复一个传输错误,而不会妨碍其他可并行和继续进行的传输。

5G(NR)网络中的HRAQ

三、5G采用的HARQ

5G(NR)网络在下行和上行链路均采用异步混合ARQ协议(HRAQ),也就是与下行链路或上行链路传输相关HARQ过程被明确由下行链路控制信息(DCI)的部分发送。MAC层中HARQ机制以非常快的重传为目标;因此在接收到每个传输块之后,终端(UE)将把下行链路传输成功或失败的反馈提供给gNB(对于上行链路传输无需接收方发送反馈和调度)。5G中使用异步混合ARQ协议(HRAQ)主要处于以下两方面原因:

  • 同步HARQ流程不允许动态TDD;

  • 在非授权频谱(NR更高版本)操作通过异步操作更为有效,因为不能保证此时无线资源可用于同步传输。

四、5G(NR)协议栈

5G (NR)协议栈中有三个不同层的重传系统协议,它们分别是:

  • MAC协议:又称为HARQ(混合自动重复请求),NR中可实现延迟小于1ms的快速重发系统。

  • RLC协议:即使MAC上进行了HARQ处理,但系统中仍有存在错误的可能性。为处理这些错误RLC具有慢速重传系统,受CRC保护的反馈。与HARQ确认相比,RLC状态报告相对不频繁地发送。

  • PDCP协议:这将确保用户数据按顺序传送,且主要在切换过程中使用,这是因为执行切换时会刷新RLC和MAC缓冲区。

五、HARQ多进程

5G网络中采用多个HARQ进程,也就是需多个(SAW)流程并行;这是因为在HARQ中在发送数据包后,它将等待ACK/NACK。在等待处于活动状态的ACK/NACK时,同一过程无法完成其他工作,这就会导致性能降低。因此如有多个同时运行此类进程,则可以通过使其他进程同时在其他数据包上运行,而使其他进程同时处于等待ACK / NACK的状态来提高吞吐量。

5G(NR)网络中的HRAQ

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