在LTE中,主要通过MAC层的混合自动重传请求(Hybrid-ARQ)机制来处理丢失或错误的数据单元,RLC协议的重传功能则作为补充。
采用两层重传结构(MAC层和RLC层)的原因,是为了在快速反馈和数据传输的可靠性之间做出权衡。虽然HARQ机制能够提供快速重传能力,但其反馈的误码率仍然可能不够低,特别是在一些对传输质量要求极高的场景下(如TCP协议环境中)。
TCP协议对数据传输的可靠性要求非常高。它通常将分组错误视为网络拥塞的标志,并会触发拥塞避免机制,导致传输速率下降。为此,高速率数据传输(如超过100 Mbit/s)的场景中,需要非常低的分组丢失率(例如小于10^-5)来维持TCP的正常运行。
HARQ机制的目的是实现非常快速的重传。因此,在每接收到一个传输块后,会立即将解码成功或失败的反馈提供给发送方。
尽管可以通过增加传输功率来降低HARQ反馈的错误率,但为了节省能量和控制功耗,反馈的错误率通常控制在1%左右。因此,HARQ机制的残留错误率也在同一数量级。
RLC层的作用是提供额外的重传功能,以进一步提高数据传输的可靠性。由于HARQ机制无法完全消除错误,而TCP协议对错误非常敏感,因此RLC层的重传功能非常关键。
RLC状态报告的传输频率相对较低,这意味着RLC层提供反馈的频次较少。因此,实现高可靠性(例如10^-5或更低的误码率)所需的代价较小。这与HARQ机制形成对比,后者的反馈更频繁,但也可能导致更多的开销。
两者的结合实现了一个良好的平衡:HARQ机制能够缩短往返时间 RTT,即数据发送和接收方之间的延迟,而RLC协议则通过较少的反馈实现高可靠性,减少了整体反馈开销。
MAC层和RLC层位于同一个网络节点内,两者之间的交互非常紧密。这种紧密的交互,使得HARQ和RLC的结合可以被视为一个具有双重反馈通道的重传机制:一部分是HARQ的快速反馈,另一部分是RLC层的可靠性反馈。
RLC层操作在逻辑信道的层次,处理不同逻辑信道传输的数据。逻辑信道指的是为不同业务或应用流提供的虚拟数据通道,例如不同的用户数据、信令数据等。
HARQ层操作在传输信道的层次,即每个分量载波。传输信道是实际传输数据的物理层信道,一个HARQ实体可能负责重传多个逻辑信道的数据。
载波聚合(Carrier Aggregation, CA)允许将多个载波组合起来,以增加数据传输的带宽和速度。
在载波聚合的情况下,HARQ重传必须发生在与初始传输相同的分量载波上,因为每个分量载波都有独立的HARQ实体。
RLC重传不受限于特定的分量载波,因为在MAC层以上的协议层,载波聚合是不可见的。这意味着RLC层可以在多个分量载波之间灵活操作,进一步增强了数据传输的灵活性和可靠性。
从小空间阅读到大空间分享,本文由 @阿米尔C 整理。