用于低时延和高性能服务的高效混合自动重传请求操作方法与流程

本发明根据35u.s.c.§119要求如下优先权：申请日为2017年8月21日，申请号为62/547,919，标题为“methodofefficientharqoperationforlow-latency&high-performanceservices”以及申请日为2017年9月14日，申请号为62/558,374，标题为“methodofefficientharqoperationforlow-latency&high-performanceservices”的美国临时专利申请，相关申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明的实施例有关于混合自动重传请求(hybridautomaticrepeatrequest，harq)操作，并且更具体地，有关于下一代5g新无线电(newradio，nr)移动通信网络中具有固定harq软缓冲区大小的自适应harq反馈定时和自适应harq流程数量。

背景技术：

长期演进(long-termevolution，lte)系统由于简化的网络架构，提供高峰值数据速率、低时延、改进的系统容量以及较低运营成本。lte系统还提供与诸如全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunications，gsm)、码分多址(codedivisionmultipleaccess)以及通用移动电信系统(universalmobiletelecommunicationsystem，umts)等旧无线系统的无缝集成。在lte系统中，演进通用陆地无线电接入网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork，e-utran)包括与多个移动台通信的多个演进节点b(evolvednode-b，enodeb或enb)，其中移动台称为用户设备(userequipment，ue)。考虑lte系统增强，从而使得它们可以满足或超超越高级国际移动通信(internationalmobiletelecommunicationsadvanced，imt-advanced)第四代(fourthgeneration，4g)标准。

估计下一代5gnr系统的信号带宽将增加到高达数百mhz(低于6ghz频带)，并且对于毫米波频带，甚至增加到ghz的值。此外，nr峰值速率要求可高达20gbps，这是lte的十倍以上。因此，与lte相比，预期5gnr系统需要支持明显更大的传输块(transportblock，tb)大小，这导致每tb具有更多的码块(codeblock，cb)段。5gnr系统中的三个主要应用包括在毫米波技术、小型蜂窝接入和未授权频谱传输下的增强型移动宽带(enhancedmobilebroadband，embb)、超可靠低时延通信(ultra-reliablelowlatencycommunication，urllc)以及大规模机器型通信(machine-typecommunication，mtc)。还支持在载波内复用embb和urllc。

称为harq的技术应用于错误检测和纠正。harq是前向纠错(forwarderrorcorrection，fec)和自动重复请求(automaticrepeatrequest，arq)的组合。它使用错误检测来检测无法纠正的错误。丢弃错误的数据包，接收机请求重传损坏的数据包。在标准arq中，将错误检测比特添加到要发送的数据中。在混合arq中，还添加了纠错比特。当接收机接收数据传输时，接收机使用错误检测比特来确定数据是否已丢失。如果已经丢失，则接收机能够使用纠错比特来恢复丢失的数据。如果接收机不能使用纠错比特恢复丢失的数据，则接收机可以使用附加数据(包括更多的纠错信息)的第二次传输来恢复数据。可以通过将来自初始传输的信息与来自一个或多个后续重传的附加信息组合来执行纠错。

harq由多个harq流程组成，其中每次操作在单个传输块(transportblock，tb)上。在每次传输tb之后，发送机停止并等待来自接收机的确认(acknowledgement，ack)，称为harq-ack。harq-ack指示tb是否被正确接收。在3gpp5gnr中，具有低时延的数据服务成为与4glte的关键区别。从时延角度来看，数据接收和harq-ack传输之间的时间应该尽可能短。然而，不必要的短时间会增加对处理能力的需求。为了实现低时延，由于ue硬件限制和功耗，可能牺牲ue吞吐量来权衡。寻求单个harq操作方案以支持低时延和高性能之间的权衡。

技术实现要素：

提出了一种用于无线通信网络中的一种无线电接入技术(radioaccesstechnology，rat)中的低时延以及高性能服务的高效harq操作。在所提出的单个harq操作方案下，基于ue条件和ue能力应用自适应harq-ack反馈定时，以支持在低时延和高性能应用之间的权衡。在一个实施例中，ue向网络发信号通知其harq-ack定时能力。此外，由于harq软缓冲区的硬件成本不会随着harq流程的数量线性增加，所以自适应harq流程的数量与固定的harq软缓冲区大小一起应用。在一个实施例中，ue基于网络配置的harq流程数量确定每个harq流程的标称harq软缓冲区大小和harq软缓冲区大小。

在一个实施例中，ue在无线通信网络中发送harq能力信息。harq能力信息包括与参数列表相关联的所支持的harq-ack定时能力。ue从网络接收配置适用的harq-ack定时集合的高层配置。ue从网络接收配置针对下行链路数据封包所应用的harq-ack定时的物理层信令。ue基于所应用的harq-ack定时发送harqack/否认(negativeacknowledgement，nack)，以响应于下行链路数据封包。

在另一实施例中，ue在无线通信网络中接收高层信令。高层信令指示所配置的harq流程的数量。ue基于ue类别确定用于信道编码链速率匹配的标称harq软缓冲区大小。ue通过将标称harq软缓冲区大小除以所配置的harq流程的数量来确定每个harq流程的harq软缓冲区大小。ue基于ue的标称harq软缓冲区大小和实际harq软缓冲区大小来执行harq操作。

在下文详细描述中阐述了其他实施例和有益效果。本发明内容并不旨在定义本发明。本发明由权利要求书定义。

附图说明

附图用于描述本发明的实施例，图中相同数字指示相同组件。

图1根据一个新颖方面示出了具有用于harq操作的自适应harq反馈定时和自适应harq流程数量的移动通信网络。

图2根据一个新颖方面示出了具有自适应harq-ack定时的harq操作的一个实施例。

图3根据一个新颖方面示出了具有自适应harq-ack定时的harq操作的序列流程。

图4根据一个新颖方面示出了具有固定软缓冲区大小的自适应harq流程数量的harq操作的一个实施例。

图5根据一个新颖方面示出了的具有固定软缓冲区大小的自适应harq流程数量的harq操作的序列流程。

图6是根据一个新颖方面应用自适应harq-ack定时于harq操作的方法的流程图。

图7是根据一个新颖方面应用具有固定harq软缓冲区大小的自适应harq流程数量于harq操作的方法的流程图。

具体实施方式

现详细给出关于本发明的一些实施例的参考，其示例在附图中描述。

图1根据一个新颖方面示出了具有用于harq操作的自适应harq反馈定时和自适应harq流程数量的下一代5g，nr移动通信网络100。移动通信网络100是具有基站(basestation，bs)101和用户设备(userequipment，ue)102的5gnr系统。5gnr系统中的三个主要应用包括在毫米波技术、小型蜂窝接入和未授权频谱传输下的embb、urllc以及mtc。还支持在载波内复用embb和urllc。对于下行链路(downlink，dl)数据传输，在发送机侧，bs101采用新tb作为编码器输入，经由编码器111执行编码并通过速率匹配模块112进行速率匹配，并生成对应于通过无线信道120发送到ue102的tb110的码字113。然后，bs基于物理资源分配执行速率匹配。与lte相比，预计5gnr需要支持明显更大的tb大小，这导致每个tb具有更多的cb段。换句话说，tb110可以包含多达一百个cb。

在接收机侧，ue102接收具有多个cb的码字113，经由解码器141执行解码，并且基于harq操作下的解码结果将ack或nack发送回bs101。harq由多个harq流程组成，其中每个harq流程在单个tb上操作。在每次发送tb之后，发送机bs101停止并等待来自接收机ue102的harq-ack或harq-nack。如果在解码之后证明新tb是错误的tb，则bs101在接收到nack之后重新发送tb，并且ue102经由harq控制器142和harq缓冲区管理电路143执行harq操作。对于每个新的错误tb，harq控制器142分配harq流程，存储错误的tb于由harq缓冲区管理电路143分配的相应软缓冲区中，并等待来自bs101的重传数据以执行数据恢复。例如，tb#1与具有软缓冲区#1的harq流程#1相关联，tb#2与具有软缓冲区#2的harq流程#2相关联，依此类推。

在3gpp5gnr中，具有低时延的数据服务成为与4glte的关键区别。从时延角度来看，数据接收和harq-ack发送之间的时间应该尽可能短。但是，不必要的短时间会增加对处理能力的需求。为了实现低时延，由于ue硬件限制和功耗，可能牺牲ue吞吐量来权衡。根据一个新颖方面，提出了一种用于无线通信网络中的一种rat中的低时延以及高性能服务的高效harq操作。在所提出的单个harq操作方案下，基于ue条件和ue能力应用自适应harq-ack反馈定时，以支持低时延和高性能之间的权衡。此外，由于harq软缓冲区的硬件成本不会随着harq流程的数量线性增加，所以自适应harq流程的数量与固定的harq软缓冲区大小一起应用。

图1进一步示出了承载本发明实施例的ue102的简化方块图。ue102包括存储器131、处理器133、rf收发器134和天线135。耦接于天线135的rf收发器134从天线135接收rf信号，将rf信号转换为基带信号并将基带信号发送到处理器133。rf收发器134还转换从处理器133接收的基带信号，将基带信号转换成rf信号，并发送到天线135。处理器133处理接收的基带信号并调用不同的功能模块和电路以执行ue102中的功能特征。存储器131存储程序指令和数据132以控制ue102的操作。当由处理器133执行程序指令和数据132时，使能ue102解码tb并相应地执行harq操作。

ue102还包括各种功能模块和电路，其可以由硬件电路和可由处理器133执行的固件/软件代码的组合来实现和配置，以执行期望的功能。每个功能模块或电路可以包括处理器以及相应的程序代码。在一个示例中，ue102包括用于确定和配置harq相关能力和参数的配置模块140、用于解码新tb的解码器141，以及包括harq控制器142和harq缓冲区143的用于支持具有自适应harq-ack定时和自适应harq流程数量的harq方案的harq模块121。具体地，ue用信号通知harq能力，例如，在不同条件下对于网络ue所支持的harq-ack定时，并且还确定具有网络配置的harq流程数量的固定harq软缓冲区大小。

图2根据一个新颖方面示出了具有自适应harq-ack定时的harq操作的一个实施例。无线通信以无线电帧的形式通过无线信道承载，每个无线电帧由4g规范中定义的多个子帧组成。子帧在5g规范中也称为的时隙。每个子帧或时隙由多个正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm)符号组成。对于下行链路dl数据封包，其通过物理下行链路共享信道(physicaldownlinksharedchannel，pdsch)发送到ue，以及在dlharq流程下，相应的harq-ack通过物理上行链路控制信道(physicaluplinkcontrolchannel，pucch)发送到bs。

每个dlharq流程存在一个harq往返时间(roundtriptime，rtt)定时器。在激活时间期间，对于pdcch子帧，例如，如果子帧不是所配置的测量间隙的一部分，并且如果pdcch指示dl传输或者如果已经为该子帧配置了dl分配，则ue将开启harqrtt定时器用于相应的harq流程。在fdd中，harqrtt定时器是八个子帧。在tdd中，harqrtt定时器的持续时间被设置为k+4个子帧，其中k是下行链路传输与相关联的harqack反馈传输之间的间隔。第一参数k，意指对于子帧中给定的dl传输，在k子帧之后，ue应该向enb反馈ack/nack。第二个参数(k+4)，是harqrtt定时器。例如，如果ue在子帧0中接收dl新传输，则ue应该在子帧0+k中反馈ack/nack，并且harqrtt定时器应该设置为k+4＝4+4＝8。因此，harqrtt定时器应该向下计数8个子帧。

为了支持不同的应用，例如，低时延应用或高性能应用，在无线通信系统中支持多个harq操作定时。在图2的示例中，示出了三个不同的harq-ack定时。在第一dlharq流程m1中，enb在子帧n1处发送dl封包，在子帧n1+4(k＝4)处发送ur反馈harqack/nack。在第二dlharq流程m2中，enb在子帧n2处发送dl封包，在子帧n2+2(k＝2)处发送ur反馈harqack/nack。在第三dlharq流程m3中，enb在子帧n3处发送dl封包，在相同子帧n3(k＝0)处发送ur反馈harqack/nack。对于需要高性能的应用，可以应用具有更长rtt的harq-ark定时以实现更高的吞吐量。对于期望低时延的应用，可以应用具有较短rtt的har-ack定时以实现较低时延。因此，可以自适应地配置harq-ack定时。

图2还示出了用于下行链路(n1个符号)的harq-ack定时和用于上行链路(n2个符号)的上行链路调度定时。具体地，harq-ack定时有关于数据封包的pdsch接收的结束与对应的harq-ack的pucch发送的开始之间的时间差。在图2的示例中，n1个符号描述了时间差，并且这种时间差与ue处理时间有关，因此harq-ack定时由pdsch中承载的最大数据比特控制。ue处理时间被定义为3gpp5g规范中ofdm符号的数量，而harq-ack定时由子帧或时隙的数量确定。因此，harq-ack定时应该能够容纳ue处理时间。

图3根据一个新颖方面示出了具有自适应harq-ack定时的harq操作的序列流程。在步骤311中，ue301与gnb302建立无线电资源控制(radioresourcecontrol，rrc)连接。在初始接入之后，在步骤312中，ue301向enb302发信号通知其一个或多个harq-ack定时的能力。如果ue支持多个har-ack定时，则ue另外发信号通知与每个har-ack定时相关联的以下参数中的至少一个。选项1-与dl的最大调度数据速率有关的信息，例如，dl峰值数据速率*子帧/时隙时间长度＝pdsch中承载的最大数据比特。选项2-与子帧/时隙内的dl的最大调度信息比特数量相关的信息，例如，传输块大小，基于相应ue类别的子帧/时隙内的x％最大数量信息比特。选项3-与每个载波或所有载波内的子帧/时隙内的dl的最大调度编码比特数量有关的信息。选项4-与最大调度的物理资源块(physicalresourceblock，prb)数量相关的信息，例如，等于每个载波或所有载波的子帧/时隙内的dl的每个mimo层调度的prb的最大数量乘以最大mimo层数。注意，较大的prb数量可以在pdsch中容纳更多数据比特。在优选实施例中，在步骤312中发送的harq-ack定时能力由ue301所支持的最小处理时间指示。

在步骤313中，gnb302基于ue能力发送更高层信令。网络向ue发信号通知所支持的harq-ack定时的子集，其包含一个或多个harq-ack适用定时。在步骤314中，gnb302发送dl数据封包，以及关于用于dl数据封包的实际应用的harq-ack定时的物理层信令。具体地，在发送机侧，新的tb由gnb302编码为多个cb以通过无线信道发送。在接收机侧，在步骤315中，ue301执行tb或重传数据解码，并检查解码是否成功。如果tb中的所有cb被正确解码，则在步骤316中将harqtback反馈给发送机。另一方面，如果tb中的至少一个cb未被正确解码，则在步骤316中反馈harqtbnack给发送机。

ue所支持的harq-ack定时与规定的条件列表相关联。第一，有关于用于dl数据信道的子帧/时隙的子载波间隔(subcarrierspacing，scs)和相应子帧/时隙持续时间。第二，依照ofdm符号的数量，有关于dl数据信道的子帧、时隙或小时隙大小。通常，harq-ack定时由子帧/时隙的数量确定。harq-ack定时与ue处理时间有关，ue处理时间不随着scs线性缩放。因此，harq-ack定时取决于子载波间隔和子帧/时隙长度(依照ofdm符号)。第三，有关于应用于信道估计的dmrs模式，例如，仅前载dmrs对比前载dmrs加上附加dmrs。ue可以处理pdsch中携带的数据比特的开始时间也取决于何时接收到dmrs。这是因为在完成基于dmrs的信道估计之前不能开始数据解码。因此，越早接收到dmrs，越早完成ue处理pdsch。第四，有关于用于harq-ack的ulpucch的时间长度，例如，1～2个ofdm符号或多于2个ofdm符号。pucch通常位于时隙的末尾。如果用于harq-ack传输的pucch的时间长度较长，则将缩短pdsch中携带的数据比特的ue处理时间。

在一种错误情况下，如果网络设置harq-ack定时而不满足用信号通知的ue能力和相应规定的条件列表，则不期望ue在上行链路中针对调度的dl数据封包发送相应的harq-ack。

图4根据一个新颖方面示出了具有固定软缓冲区大小的自适应harq流程数量的harq操作的一个实施例。用于信道编码链速率匹配的标称harq软缓冲区大小基于harq操作往返(round-trip)时间(例如，2ms或4ms)和目标数据速率来指定。例如，标称harq软缓冲区大小＝峰值数据速率*规定的最大harq往返时间。根据目标harq性能确定harq操作往返时间。ue内的实际总harq软缓冲区可以与信道编码链的标称harq软缓冲区大小不同。对于无线通信系统，最大harq流程数量是k1(例如，k1＝16)，其在所有情况的规范中被指定为固定值。对于每个子载波间隔，基于规定的最大harq操作往返时间确定harq流程数量k2，其中k2≤k1。假设固定的harq操作往返时间，k2值根据子载波间隔而变化。例如，如果scs＝15k，那么k2＝2；如果scs＝30k，那么k2＝4；如果scs＝60k，那么k2＝8；如果scs＝120k，则k2＝16。k2可用于确定标称软缓冲区大小＝(最大数据比特数量*k2)。此外，网络将通过更高层信令向ue配置实际应用的harq流程数量k3。例如，网络可以基于每个应用的时延或性能要求来确定k3。

图5根据一个新颖方面示出了具有固定软缓冲区大小的自适应harq流程数量的harq操作的序列流程。在步骤511中，ue501与gnb502建立rrc连接。在步骤512中，gnb502发信号通知ue501实际应用的harq流程数量k3。信令可以是物理层(层1)、mac-层(层2)或rrc层(层3)信令。在步骤513中，ue501确定用于信道编码链的标称harq软缓冲区大小。ue501还通过将所确定的标称harq软缓冲区大小除以配置的harq流程数量k3来确定每个harq流程的软缓冲区大小。在步骤514中，ue501从gnb502接收dl数据封包。在步骤515中，ue501执行tb或重传的数据解码，并检查解码是否成功。如果tb中的所有cb被正确解码，则在步骤516中将harqtback反馈给发送机。另一方面，如果tb中的至少一个cb未被正确解码，则在步骤516中将harqtbnack反馈给ue501。基于所确定的ue内的标称harq软缓冲区大小和实际harq软缓冲区大小来执行harq操作。如果k3≤k2，则假设标称harq软缓冲区大小，可以保证harq性能等于或优于目标harq性能。如果k3>k2，则harq性能随着k3的增加而降低，因为每个harq流程只能具有较小的软缓冲区＝标称软缓冲区/k3。然而，如果ue具有比标称harq软缓冲区大小更大的软缓冲区并且k3>k2，则harq性能可能不会随着k3的增加而降级低，因为ue可以利用实际更大的软缓冲区来进行harq操作。

图6是根据一个新颖方面的用于harq操作的自适应harq-ack定时的方法的流程图。在步骤601中，ue在无线通信网络中发送harq能力信息。harq能力信息包括与参数列表相关联的所支持的harq-ack定时能力。在步骤602中，ue从网络接收配置适用的harq-ack定时集合的更高层配置。在步骤603中，ue从网络接收物理层信令，该物理层信令配置针对下行链路数据封包的所应用的harq-ack定时。在步骤604中，ue基于所应用的harq-ack定时发送harqack或nack，以响应于下行链路数据封包。

图7是根据一个新颖方面的用于harq操作的应用具有固定harq软缓冲区大小的自适应harq流程数量的方法的流程图。在步骤701中，ue在无线通信网络中接收更高层信令。更高层信令指示配置的harq流程数量。在步骤702中，ue基于ue类别确定用于信道编码链速率匹配的标称harq软缓冲区大小。在步骤703中，ue通过将标称harq软缓冲区大小除以所配置的harq流程的数量来确定每个harq流程的harq软缓冲区大小。在步骤704中，ue基于ue的标称harq软缓冲区大小和实际harq软缓冲区大小来执行harq操作。

虽然出于说明目的，已经结合某些特定实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于此。因此，在不脱离权利要求书中所述的本发明范围的情况下，可以对所述实施例的各种特征进行各种修改、改编和组合。