tti bundling.docx

TTI bundling不同的UE可能有不同的最大发射功率。有些UE的最大发送功率较低，其上行覆盖（uplink coverage）也就相对较小。对于某些业务，如位于小区边缘的UE的VoIP业务，在1 ms子帧内发送的数据可能无法得到可接受的出错率。TTI bundling的目的就是为了提高小区边缘UE的上行VoIP覆盖。根据一些已知的仿真结果，上行使用TTI bundling能够带来4 dB的增益。对于VoIP业务而言，其QoS要求：1）延迟不超过50ms；2）包出错率应低于1%。在通常的传输中（无TTI bundling，称之为normal HARQ，后续会用到这个概念），一个TB会转换成多个冗余版本（Redundancy Version，RV），并在某个子帧上发送第一个RV，而后续的RV是否发送取决于前一次传输的ACK/NACK。图1是FDD下的normal HARQ举例。对于小区边界的某些UE而言，其最大发射功率较低，重传的次数可能过多而导致VoIP业务的延迟超过50 ms。图1：FDD的normal HARQ常见的降低延迟并提高覆盖的解决方案是将RLC SDU分段，并在连续的TTI内发送（如图2）。但这种方式会带来额外的头部开销（RLC/MAC header）和更多的控制信令（PDCCH）开销，同时HARQ反馈的出错率可能达到1.2%，高于VoIP要求的1%出错率。（详见参考资料6，里面有关于使用这种方案的缺点的详细说明）图2:将RLC SDU分段成多个RLC PDUs，并使用HARQ来传输对应的TB为了解决上面提到的问题，LTE提出了TTI bundling的解决方案。TTI bundling是在多个连续的子帧上多次发送同一个TB（Transport Block），而无需等待ACK/NACK的技术。注意：只有UL-SCH数据传输才支持TTI bundling功能。在TTI bundling中，对应同一TB的不同RV可以在连续的子帧中发送，而不需要等待回应的ACK/NACK。当对应该TB的所有传输都接收并处理完后，将会发送一个联合的ACK/NACK。即在连续的子帧接收同一TB的多次传输（不同的RV），并做软合并处理后，使用一个ACK/NACK做统一的回应。图3：FDD下的TTI bundling连续接收多个RV做软合并处理，明显比处理一个RV时的出错概率要低。是否使能TTI bundling是通过IE：MAC-MainConfig-ul-SCH-Config的ttiBundling字段来配置的。如果ttiBundling设置为TRUE，则使能TTI bundling；如果ttiBundling设置为FALSE，则不使能TTI bundling。何时使能TTI bundling呢？其中一种实现方式是eNodeB在某个给定的时间段内，通过接收对应UE的power headroom来计算该UE的可用功率是否低于某个阈值（例如：发射功率已接近UE的最大发射功率，但SINR值依旧很低），从而决定是否使能TTI bundling功能。只有FDD和TDD configuration 0/1/6，才支持TTI bundling。对于其它4种TDD configuration，由于一个系统帧内的上行子帧数小于4个，所以不支持TTI bundling。对于TDD而言，是不能同时使能TTI bundling和SPS的。（对在当前版本而言，后续可能会有变化。我的specification版本是v10.3.0）如果UE配置了1个或多个上行SCell（不是下行SCell），则UE不能配置TTI bundling。（FDD和TDD都适用，即上行载波聚合不支持TTI bundling）随机接入过程中的MSG3传输是不使用TTI bundling的。当配置了TTI bundling，参数TTI_BUNDLE_SIZE（其值为4。对于TDD而言，连续的4个上行子帧中间隔着下行子帧和特殊帧）指定了绑定在一起的TTI数，这些TTI组成了一个TTI bundle。属于同一TTI bundle的每一次传输（每个TTI）都由同一个HARQ process来处理。属于同一TTI bundle的多个子帧使用同一个PDCCH（DCI format 0）来指示分配的上行资源。当UE配置了TTI bundling以后，就不存在normal HARQ操作了。也就是说，UE收到的任一UL Grant都是对应一个TTIbundle（不管该业务是不是VoIP）。不存在TTI bundling和normal HARQ并存的情况。只有对应TTI bundle的最后一个TTI，会收到一个HARQ ACK/NACK反馈，而不管这个TTI是否发送数据（例如：当发生了measurement gap）。也就是说，TTI bundle内的所有TTI传输作为一个整体，统一反馈HARQ ACK/NACK。也就是说，如果UE配置了TTI bundling，则对应的PHICH资源与TTI bundle中的最后一个子帧相关联。TTI bundle的重传依然是一个TTI bundle。如果UE配置了TTI bundling，则分配给该UE的上行资源不能多于3个PRB，即。同时其modulation order必须配置成。（见36.213的8.6.1节）FDD下，如果UE配置了TTI bundling，则有4个上行HARQ process。TDD下，如果UE配置了TTIbundling，则不同TDD UL/DL configuration下的上行HARQ process数见下图。对于FDD而言，如果UE配置了TTI bundling，当UE在子帧n收到了DCI format 0（即UL grant），并且（and，对应自适应重传）/或者（or，对应非自适应重传）在子帧n - 5收到了PHICH，则TTI bundle内的第一个PUSCH会根据PDCCH或PHICH信息在子帧n + 4上传输。（见36.213的8.0节）如图3，UE在TTI #7收到了NACK（PHICH），将在TTI #16发送对应的重传。在TTI #12，UE可能收到UL grant（对应自适应重传），也可能没有收到UL grant（对应非自适应重传）。对于TDD Configuration 1和6而言，如果UE配置了TTI bundling，当UE在子帧n收到了DCI format 0（即UL grant），并且/或者在子帧n - l收到了PHICH（l见36.213的Table 8-2a），则TTI bundle内的第一个PUSCH会根据PDCCH或PHICH信息在子帧n + k上传输（k见36.213的Table 8-2）。对于TDD Configuration 0而言，如果UE配置了TTI bundling，当UE在子帧n收到了DCI format 0（即UL grant），并且/或者在子帧n - l收到了PHICH（l见36.213的Table 8-2a）：1）如果DCI format 0中的UL index字段的MSB设置为1，或者，则TTI bundle内的第一个PUSCH会根据PDCCH（UL grant）或PHICH信息在子帧n + k上传输（k见36.213的Table 8-2）；2）如果DCI format 0中的UL index字段的LSB设置为1，或者，则TTI bundle内的第一个PUSCH会根据PDCCH（UL grant）或PHICH信息在子帧n + 7上传输。接下来将介绍eNodeB在TTI bundling的调度中需要注意的事项。当一个新的TTI bundle被调度时，需要避免与已经存在的TTI bundle的重传发生冲突。对于同一个UE来说，一个TTI只能传输一个TB（小区边界的UE通常不适用空分复用的场景）。如果在同一子帧，需要重传一个旧的bundle和传输一个新的bundle，就会产生冲突。如图4所示，一个新的bundle不能在TTI #13至TTI #15被调度（对应该bundle的最后一个PUSCH在TTI #16至TTI #18上发送），否则会与旧的bundle 1的重传产生冲突。图4：单个UE或多个UE的资源调度限制对于同一子帧调度多个UE，则需要避免多个UE被分配同样的频域资源。如上图所示，配置了TTI bundling的UE，不能在TTI #13至TTI #15（对应bundle的最后一个PUSCH在TTI #16至TTI #18上发送）调度使用已经被其它UE使用的相同频域资源（图中为bundle 1使用的频域资源）。同时，对于使用normal HARQ的UE，其RTT为8 ms，因此在TTI #8至TTI #11（对应的重传将在子帧TTI #16至TTI #19上传输），也同样不能与bundle 1的重传使用相同的频域资源。在调度过程中，要考虑到上述限制。并且在eNodeB侧，存在不同的调度TTI bundling的策略：（1）同步调度策略（synchronous scheduling）：在这种策略下，所有TTI bundle的传输时间是同步的。以图4为例，所有的新的TTI bundle只能在每4个TTI处开始调度，即图中的TTI #0、#4、#8、#12。这种方法的好处是调度更加直接，而且在网络负载较高的情况下，所有TTI上都可利用起来。通常eNodeB会使用这种方式。图5：FDD下，同步调度TTI bundling的例子（2）非同步调度策略（non-synchronous scheduling）：在这种策略下，新的TTI bundle或normal HARQ在保证不冲突的情况下，可以在任意子帧被调度。即不同UE的bundled HARQ process和normal HARQ process可以任意混合。这种方法减少了调度的延时，但资源的有效分配算法比起同步调度策略来说更加复杂。上边的介绍以FDD为主，TDD的处理思想是类似的，只不过timing关系更复杂一些，这里就不做详细介绍了！注：建议大家看看参考资料6，本文的很多理解来自这篇文章。【参考资料】1TTI Bundling in FDD and TD-LTE2TTI Bundling and VoIP Performance in LTE3LTE FDD中的T