Hybird ARQ với kết hợp mềm trong LTE đỏp ứng một mục đớch tương tự với cơ chế hybird-ARQ trong HSPA – đú là cung cấp sức chịu đựng để chống lại
cỏc lỗi truyền dẫn. Nú cũng là một cụng cụ để nõng cao năng suất. Khi mà những cơ chế truyền lại hybird-ARQ là nhanh, nhiều dịch vụ cho phộp một hoặc nhiều sự truyền lại, bằng cỏch thiết lập một cơ chế điều khiển tốc độ ẩn (vũng lặp kớn) (an implicit (closed loop) rate-control mechanism). Tương tự với phương phỏp trong HSPA, giao thức hybrid-ARQ là một phần của lớp MAC, trong khi hoạt động kết hợp mềm được điều khiển bởi lớp vật lý.
Rừ ràng, hybrid ARQ khụng được ỏp dụng cho tất cả cỏc dạng lưu lượng. Vớ dụ, truyền dẫn broadcast, khi mà những thụng tin giống nhau được dành cho nhiều người dựng, thụng thường khụng phụ thuộc vào hybrid ARQ. Vỡ vậy, hybrid ARQ chỉ được hỗ trợ cho DL-SCH và UL-SCH.
Giao thức hybrid ARQ trong LTE giống với giao thức tương ứng được sử dụng cho HSPA, đú là việc sử dụng nhiều tiến trỡnh stop-and-wait song song. Trong lỳc tiếp nhận những khối truyền tải, đầu thu sẽ tỡm cỏch giải mó khối truyền tải và khai bỏo cho đầu phỏt về kết quả của hoạt động giải mó thụng qua một bit đơn ACK/NAK để chỉ thị việc giải mó cú thành cụng hay khụng hoặc truyền lại khối truyền tải nếu được yờu cầu. Để tối thiểu húa chi phớ, một bit đơn ACK/NAK được sử dụng. Rừ ràng, đầu thu phải biết bit ACK/NAK thu được được liờn kết với tiến trỡnh hybid-ARQ nào. Hơn nữa, điều này được giải quyết bằng cỏch sử dụng cựng một phương phỏp như trong HSPA khi thời điểm của ACK/NAK được sử dụng để kết hợp ACK/NAK với một tiến trỡnh hybrid-ARQ nào đú. Điều này được minh họa trong hỡnh 3.9. Chỳ ý rằng, đối với trường hợp hoạt động TDD, mối quan hệ về thời gian giữa việc tiếp nhận dữ liệu trong một tiến trỡnh hybrid-ARQ nào đú và việc truyền dẫn ACK/NAK thỡ khụng bị ảnh hưởng bởi sự phõn bố đường lờn/đường xuống.
Tương tự với HSPA, một giao thức khụng đồng bộ là cơ sở cho hoạt động hybrid-ARQ đường xuống. Vỡ vậy, sự truyền lại đường xuống cú thể xảy ra tại mọi thời điểm sau khi việc truyền dẫn được khởi tạo và một con số tiến trỡnh hybrid- ARQ tường minh (an explicit hybrid-ARQ process number) được sử dụng để chỉ thị tiến trỡnh nào đang được định địa chỉ. Sự truyền lại đường lờn, mặt khỏc, lại dựa trờn một giao thức đồng bộ và sự truyền lại xảy ra tại một thời gian xỏc định trước sau khi khởi tạo quỏ trỡnh truyền dẫn và số tiến trỡnh cú thể nhận được hoàn toàn. Hai trường hợp được minh họa trong hỡnh 3.8. Trong giao thức hybrid-ARQ khụng đồng bộ, sự truyền lại trờn lý thuyết được hoạch định tương tự với việc khởi tạo quỏ trỡnh truyền dẫn. Mặt khỏc trong giao thức đồng bộ, thời điểm truyền lại được cố định một lần khi khởi đầu quỏ trỡnh truyền dẫn được hoạch định, phải được tớnh đến cho hoạt động hoạch định. Tuy nhiờn, chỳ ý rằng bộ lập biểu sẽ phõn biệt từ phần tử hybrid-ARQ trong eNodeB đầu cuối di động nào sẽ thực hiện truyền lại hay khụng.
Hỡnh 3.8. Giao thức HARQ đồng bộ và khụng đồng bộ
Hỡnh 3.9. Nhiều tiến trỡnh hybrid-ARQ song song
Việc sử dụng nhiều tiến trỡnh hybird-ARQ song song, được minh họa trong hỡnh 3.9, cho mỗi người dựng cú thể dẫn đến sự khụng liờn tục về dữ liệu được phõn phối từ cơ chế hybrid-ARQ. Vớ dụ, khối truyền tải thứ 5 trong hỡnh được giải mó thành cụng trước khối truyền tải thứ 3, khi mà việc truyền lại được yờu cầu. Vỡ vậy, đũi hỏi phải cú một vài dạng cơ chế sắp xếp. Sau khi giải mó thành cụng, khối truyền tải được phõn kờnh thành cỏc kờnh logic thớch hợp và thực hiện việc sắp xếp lại trờn mỗi kờnh logic bằng cỏch sử dụng cỏc số thứ tự. Ngược lại, HSPA dựng một con số
thứ tự MAC riờng biệt cho việc sắp xếp lại. Nguyờn nhõn của việc này là do sự phụ trợ cho WCDMA và những lý do về vấn đề tương thớch ngược, kiến trỳc RLC hoặc MAC vẫn được giữ nguyờn khi giới thiệu HSPA. Mặt khỏc, đối với LTE, cỏc lớp giao thức được thiết kế đồng thời, dẫn đến cú ớt giới hạn hơn trong thiết kế. Tuy nhiờn, nguyờn lý đằng sau sự sắp xếp lại thỡ tương tự đối với cỏc hệ thống, chỉ cú số thứ tự được sử dụng là khỏc nhau.
Cơ chế hybrid-ARQ sẽ sửa những lỗi truyền dẫn do nhiễu hoặc do những biến đổi kờnh truyền khụng dự đoỏn được (noise or unpredictable channel variations). Như đó được thảo luận ở trờn, RLC cũng cú khả năng yờu cầu truyền lại, mà khi mới nghe lần đầu thỡ cú vẻ là khụng cần thiết. Tuy nhiờn, mặc dự sự truyền lại RLC hiếm khi cần thiết khi mà cơ chế hybrid-ARQ dựa trờn MAC cú khả năng sửa hầu hết cỏc lỗi truyền dẫn, nhưng hybrid-ARQ đụi khi cú thể thất bại trong việc phõn phối cỏc khối dữ liệu mà khụng bị lỗi tới RLC, gõy ra một khoảng trống (gap) trong thứ tự của cỏc khối dữ liệu khụng lỗi được phõn phối tối RLC. Điều này thường xảy ra do tớn hiệu phản hồi bị sai, vớ dụ, một NAK được thể hiện sai thành một ACK bởi đầu phỏt, là nguyờn nhõn của việc mất mỏt dữ liệu. Xỏc suất xảy ra điều này cú thể trong khoảng 1%, một xỏc suất lỗi rất cao đối với những dịch vụ dựa trờn TCP yờu cầu việc phõn phối cỏc gúi TCP gần như là khụng được lỗi. Một cỏch cụ thể hơn, nghĩa là đối với những tốc độ dữ liệu được duy trỡ trờn 100 Mbit/s thỡ xỏc suất mất gúi dữ liệu chấp nhận được phải thấp hơn 10−5. Về cơ bản, TCP xem tất cả cỏc lỗi về gúi dữ liệu là do sự tắt nghẽn. Cỏc lỗi về gúi dữ liệu vỡ vậy sẽ kớch hoạt cơ chế trỏnh tắc nghẽn, với một sự tăng lờn tương ứng về tốc độ dữ liệu, và duy trỡ chất lượng tốt tại những tốc độ dữ liệu cao, RLC-AM sẽ đỏp ứng một mục tiờu quan trọng cho việc đảm bảo phõn phối dữ liệu khụng bị lỗi tới TCP.
Vỡ vậy, từ những thảo luận ở trờn, lý do cú hai cơ chế truyền lại như ở trờn
cú thể được hiểu rừ trong phần tớn hiệu phản hồi. Tuy cơ chế hybrid-ARQ thực hiện việc truyền lại rất nhanh, nú cũng cần thiết phải gửi một bit bỏo cỏo tỡnh trạng ACK/NAK tới đầu phỏt càng nhanh càng tốt – một lần cho mỗi chu kỳ TTI. Mặc dự trờn lý thuyết cú thể đạt được một xỏc suất lỗi thấp theo mong muốn về phản hồi ACK/NAK, nhưng những xỏc suất lỗi rất thấp lại đi kốm với chi phớ tương đối cao về mặt cụng suất truyền dẫn ACK/NAK. Việc giữ chi phớ này một cỏch hợp lý thụng thường dẫn đến một tỷ lệ lỗi phản hồi (a feedback error rate) trong khoảng 1% và như vậy sẽ quyết định đến tỷ lệ lỗi dư hybrid-ARQ (the hybrid-ARQ residual error rate). Tuy những bỏo cỏo trạng thỏi RLC được phỏt đi ớt thường xuyờn đỏng kể so với ACK/NAK hybrid-ARQ, nhưng chi phớ của việc đạt được độ tin cậy 10−5 hoặc thấp là khỏ nhỏ. Vỡ vậy, việc phối hợp hybrid ARQ với RLC mang lại một sự
kết hợp tốt giữa thời gian khứ hồi (roundtrip time) nhỏ và chi phớ phản hồi vừa phải khi mà hai thành phần này bổ sung cho nhau.
Vỡ RLC và hybrid ARQ được định vị trong cựng một node, cho nờn khả năng tương tỏc giữa chỳng trở nờn chặt chẽ hơn. Vớ dụ, nếu cơ chế hybrid-ARQ phỏt hiện được một lỗi khụng thể phục hồi, việc truyền một bỏo cỏo trạng thỏi RLC cú thể ngay lập tức được kớch hoạt thay vỡ phải đợi để phỏt đi một bỏo cỏo trạng thỏi theo định kỳ. Điều này sẽ khiến cho RLC truyền lại cỏc PDUs bị mất nhanh hơn. Cho nờn, trong một mức độ nào đú, việc kết hợp hybrid ARQ và RLC cú thể xem như là một cơ chế truyền lại với hai cơ chế phản hồi trạng thỏi.