HYBRID ARQ IN LTE

HARQ digunakan untuk melakukan deteksi error dan melakukan koreksi terhadap error tersebut dengan efisien/cepat. HARQ adalah protocol stop dan wait, dimana transmisi berikutnya dilakukan setelah menerima ACK/NACK dari penerima data. Jika ACK diterima maka dilakukan transmisi yang baru, namun jika NACK diterima maka dilakukan retransmisi. Skema tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan multiple channel untuk mendukung service dalam LTE. Pada LTE, HARQ berada pada MAC layer yang disebut HARQ entity. HARQ entity mempunyai N buah HARQ Process yang melakukan N buah stop dan wait HARQ protocol. Spesifikasi lebih jauh untuk LTE-HARQ masih dalam tahap pengembangan dan beberapa topic yang dibahas di bawah masih belum dilakukan evaluasi untuk prosedur fixnya  hehe… :D

Scheduling HARQ

Dalam proses downlink HARQ bersifat asynchronous dan schedule untuk transmisi HARQ tidak predeclared ke UE. Ketika blok dari HARQ ditransmisi, blok tersebut diikuti oleh control information seperti HARQ process ID, new transmission/retransmission. Teknik ini mempunyai keuntungan yaitu :

• Scheduling beberapa data flows yang berbeda menjadi lebih flexible berdasarkan prioritasnya
• Dalam kasus frequency selective fading, dapat dilakukan link adaptation. Karena resource untuk HARQ process belum ditentukan sebelumnya, blok data (new transmission/retransmission) dapat dimodulasi dan dikodekan sesuai dengan kondisi link-nya

Dalam proses uplink, HARQ bersifat synchronous yang berarti blok data HARQ telah ditentukan sebelumnya untuk proses transmisi baru atau retransmisi. Teknik modulasi, cara pengkodean data untuk blok data HARQ ditentukan oleh eNB. Untuk proses uplink ini tidak dibutuhkan control information yang mengikuti blok data HARQ. Teknik modulasi dan pengkodean data untuk UE yang berbeda diatur oleh UE sesuai dengan kondisi masing-masing UE tersebut dalam jaringan.

HARQ in Downlink

Seperti disebutkan di atas, pada downlink HARQ transmission adalah asynchronous. UE menerima informasi tentang HARQ transmission pada control channel. Downlink assignment dan HARQ information ditransmit pada PDCCH dan TB ditransmit pada DL-SCH. HARQ entity pada UE melakukan decode pada HARQ information. HARQ information terdiri dari HARQ process ID, New Data Indicator (NDI), Redundacy Version (RV), dan Transport Block (TB) size. HARQ entity menjaga jumlah HARQ process, HARQ information, dan TB.

New transmission dilakukan jika :

• Transmisi ini adalah transmisi yang paling pertama untuk process ID ini
• NDI telah ditoggled pada HARQ information

Selain dua kasus di atas, transmisi lain adalah retransmission.

Untuk new transmission, HARQ process mengganti data yang lama pada HARQ buffer dengan data yang dari new transmission. Jika decoding dari data tersebut berhasil pada sisi penerima maka data tersebut dikirim ke disassembly dan demultiplex MAC. Jika ternyada decoding gagal, maka data tersebut tetap berada dalam buffer HARQ.

Untuk retransmission, retransmitted data dikombinasikan dengan data yang lama pada buffer. HARQ process mendecode data yang baru saja diretransmit, jika sudah berhasil didecode, data tersebut baru dikirim ke disassembly dan multiplexing entity di MAC layer. Jika retransmisi menggunakan skema coding yang berbeda dan ukuran TB yang berbeda pula, maka soft combining tidak dapat dilakukan sehingga data retransmisi yang baru menggantikan data yang lama pada HARQ buffer.

HARQ process menghasilkan ACK untuk data yang sukses didecode dan NACK jika data tidak sukses didecode. HARQ feedback mempunyai priority rendah daripada measurement gap. HARQ feedback ditransmisi ketika measurement gap tidak diperhitungkan/tidak ada.

HARQ in Uplink

Uplink pada HARQ bersifat synchronous, UE menerima uplink grant untuk transmisi pada control channel. Grant tersebut menunjukkan control information seperti HARQ Process ID, type transmisi (new/retransmission), redundancy version.

ACK/NACK untuk downlink dikirim melalui PHICH dan uplink granti dikirim melalui PDCCH. Jika PDCCH granti diterima, data dianggap sebagai ACK/NACK sesuai dengan HARQ info. HARQ feedback tidak termasuk dalam kasus ini. Jika PDCCH grant tidak diterima, HARQ feedback baru diperhitungkan. Jika NACK diterima maka digunakan non-adaptive retransmission. Namun jika ACK diterima maka sudah pasti tidak dapat digunakan non-adaptive retransmission, buat apa juga ada retransmission :p. Data pada HARQ buffer tidak akan dihapus sampai diterima ACK untuk data tersebut.

Pada penerimaan grant untuk new transmission, HARQ entity menerima PDU untuk ditransmisikan dari multiplexing dan assembly entity. HARQ entity mengirim PDU, uplink grant, dan HARQ info ke HARQ process (yang ditunjukkan oleh control information) dan memerintahkan HARQ process untuk mengirim PDU tersebut. HARQ process menyimpan PDU yang telah diproses pada HARQ buffer dan mengeset redundancy version pada informationnya. HARQ process kemudian menyuruh Phy untuk mengirim TB yang telah dibuat.

Jika diterima grant untuk retransmission, HARQ entity mengirim uplink grant dan HARQ infor ke HARQ process yang sesuai dan memerintahkan untuk melakukan adaptive retransmission. HARQ process kemudian memerintahkan phy untuk melakukan retransmisi data pada HARQ buffer sesuai dengan HARQ informationnya. Jika maksimum retransmisi telah dicapai, maka HARQ buffer menghapus data tersebut.

HARQ ARQ Interaction

ARQ menggunakan informasi dari HARQ tentang status transmisi dari MAC PDU. Hal tersebut sangat berguna untuk mengatasi error yang berlebihan jika HARQ telah mengatasinya. HARQ memberi informasi ke ARQ ketika :

• HARQ retransmisi telah mencapai nilai maksimum namun belum memperoleh ACK dari penerima data
• HARQ dapat mendeteksi kegagalan transmisi data

Kondisi pertama disebut NACK1 dan kondisi kedua disebut NACK2.