Hybird ARQ với kết hợp mềm trong LTE đáp ứng một mục đích tương tự với cơ chế hybird-ARQ trong HSPA – cung cấp sức chịu đựng để chống lại các lỗi truyền dẫn. Nó cũng là công cụ để nâng cao năng suất. Khi cơ chế truyền lại hybird-ARQ nhanh, nhiều dịch vụ cho phép một hoặc nhiều sự truyền lại, bằng cách thiết lập một cơ chế điều khiển tốc độ ẩn (vòng lặp kín). Tương tự với phương pháp HSPA, giao thức hybrid-ARQ là một phần của lớp MAC, hoạt động kết hợp mềm được điều khiển bởi lớp vật lý. Rõ ràng, hybrid ARQ không được áp dụng cho các dạng lưu lượng. Như truyền dẫn broadcast, những thông tin giống nhau được dành cho nhiều người dùng, thông thường không phụ thuộc vào hybrid ARQ. Vì 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, đó là việc sử dụng nhiều tiến trình stop-and-wait song song. Trong lúc tiếp nhận những khối truyền tải, đầu thu sẽ tìm cách giải mã khối truyền tải và khai báo cho đầu phát về kết quả của hoạt động giải mã thông qua một bit đơn ACK/NAK để chỉ thị việc giải mã có thành công hay không hoặc truyền lại khối truyền tải nếu được yêu cầu. Để tối thiểu hóa chi phí, một bit đơn ACK/NAK được sử dụng. Rõ ràng, đầu thu phải biết bit ACK/NAK thu được liên kết với tiến trình hybid-ARQ nào. Hơn nữa, điều này được giải quyết bằng
cách sử dụng cùng một phương pháp như trong HSPA khi thời điểm của ACK/NAK được sử dụng để kết hợp ACK/NAK với một tiến trình hybrid-ARQ nào đó (hình 3.6). Chú ý với trường hợp hoạt động TDD, mối quan hệ về thời gian giữa việc tiếp nhận dữ liệu trong một tiến trình hybrid-ARQ nào đó và việc truyền dẫn ACK/NAK thì không bị ảnh hưởng bởi sự phân bố đường lên/đường xuống.
Tương tự HSPA, giao thức không đồng bộ là cơ sở cho hoạt động hybrid- ARQ đường xuống. Vì vậy, sự truyền lại đường xuống có thể xảy ra tại mọi thời điểm sau khi việc truyền dẫn được khởi tạo và một con số tiến trình hybrid-ARQ tường minh được sử dụng để chỉ thị tiến trình nào đang được định địa chỉ. Sự truyền lại đường lên dựa trên một giao thức đồng bộ và sự truyền lại xảy ra tại một thời gian xác định trước sau khi khởi tạo quá trình truyền dẫn và số tiến trình có thể nhận được hoàn toàn (hình 3.5). Trong giao thức hybrid-ARQ không đồng bộ, sự truyền lại trên lý thuyết được hoạch định tương tự với việc khởi tạo quá trình truyền dẫn. Mặt khác trong giao thức đồng bộ, thời điểm truyền lại được cố định một lần khi khởi đầu quá trình truyền dẫn được hoạch định, phải được tính đến cho hoạt động hoạch định. Chú ý scheduler sẽ phân biệt phần tử hybrid-ARQ trong eNodeB đầu cuối di động nào sẽ thực hiện truyền lại hay không.
Hình 3.6: Nhiều tiến trình hybrid-ARQ song song.
Việc sử dụng nhiều tiến trình hybird-ARQ song song (hình 3.6), cho mỗi người dùng có thể dẫn đến sự không liên tục về dữ liệu được phân phối từ cơ chế hybrid-ARQ. Ví dụ, khối truyền tải thứ 5 trong hình được giải mã thành công trước khối truyền tải thứ 3, khi mà việc truyền lại được yêu cầu. Vì vậy, đòi hỏi phải có một vài dạng cơ chế sắp xếp lại. Sau khi giải mã thành công, khối truyền tải được phân kênh thành các kênh logic thích hợp và thực hiện việc sắp xếp lại trên mỗi kênh logic bằng cách sử dụng các số thứ tự. Ngược lại, HSPA dùng một con số thứ tự MAC riêng biệt cho việc sắp xếp lại. Nguyên nhân do sự phụ trợ cho WCDMA và vấn đề tương thích ngược, kiến trúc RLC hoặc MAC vẫn được giữ nguyên khi giới thiệu HSPA. Mặt khác, với LTE, các lớp giao thức được thiết kế đồng thời, dẫn đến có ít giới hạn hơn trong thiết kế. Tuy nhiên, nguyên lý đằng sau sự sắp xếp lại thì tương tự đối với các hệ thống, chỉ có số thứ tự được sử dụng là khác nhau. Cơ chế hybrid-ARQ sẽ sửa những lỗi truyền dẫn do nhiễu hoặc do những biến đổi kênh truyền không dự đoán được. Như đã biết, RLC cũng có khả năng yêu cầu truyền lại, khi mới nghe lần đầu thì có vẻ là không cần thiết. Tuy nhiên, mặc dù sự truyền lại RLC hiếm khi cần thiết khi mà cơ chế hybrid-ARQ dựa trên MAC có khả năng sửa hầu hết các lỗi truyền dẫn, nhưng hybrid-ARQ đôi khi có thể thất bại trong việc phân phối các khối dữ liệu mà không bị lỗi tới RLC, gây ra một khoảng trống trong thứ tự của các khối dữ liệu được phân phối tới RLC. Thường xảy ra do tín hiệu phản hồi bị sai, ví dụ, một NAK được thể hiện sai thành một ACK bởi đầu phát, là nguyên nhân của việc mất mát dữ liệu. Xác suất xảy ra có thể trong khoảng 1%,
một xác suất lỗi rất cao mà yêu cầu việc phân phối các gói TCP gần như là không được lỗi. Cụ thể hơn, nghĩa là đối với những tốc độ dữ liệu được duy trì trên 100 Mbit/s thì xác suất mất gói dữ liệu chấp nhận được phải thấp hơn 10-5. Về cơ bản, TCP xem tất cả các lỗi về gói dữ liệu là do sự tắt nghẽn. Các lỗi về gói dữ liệu sẽ kích hoạt cơ chế tránh tắc nghẽn, với một sự tăng lên tương ứng về tốc độ dữ liệu, và duy trì chất lượng tốt tại những tốc độ dữ liệu cao, RLC- AM sẽ đáp ứng một mục tiêu quan trọng cho việc đảm bảo phân phối dữ liệu không bị lỗi tới TCP. Vì vậy, lý do có hai cơ chế truyền lại có thể được hiểu rõ trong phần tín hiệu phản hồi. Tuy cơ chế hybrid-ARQ thực hiện việc truyền lại rất nhanh, nó cũng cần thiết phải gửi một bit báo cáo tình trạng ACK/NAK tới đầu phát càng nhanh càng tốt – một lần cho mỗi chu kỳ TTI. Trên lý thuyết có thể đạt được một xác suất lỗi thấp theo mong muốn về phản hồi ACK/NAK, nhưng những xác suất lỗi rất thấp lại đi kèm với chi phí tương đối cao về mặt công suất truyền dẫn ACK/NAK. Việc giữ chi phí này một cách hợp lý thông thường dẫn đến một tỷ lệ lỗi phản hồi trong khoảng 1% và như vậy sẽ quyết định đến tỷ lệ lỗi dư hybrid-ARQ. Tuy báo cáo trạng thái RLC được phát đi ít so với ACK/NAK hybrid-ARQ, nhưng chi phí của việc đạt được độ tin cậy 10-5 hoặc thấp là khá nhỏ. Vì vậy, việc phối hợp hybrid ARQ với RLC mang lại một sự kết hợp tốt giữa thời gian khứ hồi nhỏ và chi phí phản hồi vừa phải khi mà hai thành phần này bổ sung cho nhau. Vì RLC và hybrid ARQ được định vị trong cùng một node, cho nên khả năng tương tác giữa chúng trở nên chặt chẽ hơn. Ví dụ, nếu cơ chế hybrid-ARQ phát hiện được một lỗi không thể phục hồi, việc truyền một báo cáo trạng thái RLC có thể ngay lập tức được kích hoạt thay vì phải đợi để phát đi một báo cáo trạng thái theo định kỳ. Điều này sẽ khiến cho RLC truyền lại các PDUs bị mất nhanh hơn. Cho nên, trong một mức độ nào đó, việc kết hợp hybrid ARQ và RLC có thể xem như là một cơ chế truyền lại với hai cơ chế phản hồi trạng thái. Lý thuyết, sự tranh luận tạo ra đối với trường hợp tương ứng trong HSPA. Tuy nhiên, việc RLC và hybrid ARQ được định vị tại những node khác nhau trong HSPA nhìn chung sẽ làm cho sự tương tác giữa chúng trở nên không chặt chẽ.