HARQ Process in LTE

Sebenarnya HARQ (Hybrid ARQ) adalah suatu proses yang agak kompleks dan susah untuk dipahami secara mendetail apalagi dalam posting seperti ini. Namun ada baiknya jika dapat diperoleh gambaran secara umum tentang HARQ process tersebut.

HARQ adalah gabungan dari kata "Hybrid" dan "ARQ". Hybrid berarti adalah kombinasi dari sesuatu sedangkan ARQ adalah Automatic Repeat request. Jadi secara sederhana HARQ itu adalah ARQ yang dikombinasikan dengan sesuatu, nah sesuatu tersebut adalah FEC, Forward Error Correction... :D

Terdapat perbedaan pada HARQ process jika menggunakan sistem FDD atau TDD untuk uplink dan downlink. Namun pada postingan ini yang dibahas hanyalah yang FDD saja.

Di dalam sistem FDD, terdapat 8 HARQ process yang dapat berjalan secara paralel untuk uplink dan downlink.
1) Downlink
   - Pada downlink dapat digunakan 8 HARQ process secara paralell (asynchronous process)
   - UE tidak tahu sama sekali tentang informasi HARQ process sebelum menerima informasi tersebut melalui   DCI berupa Process ID, RV, NDI, dsb..
Di sini akan diberikan ilustrasi mengenai, HARQ process untuk downlink :
i) Network Layer atas (RRC atau TE) --> Layer bawah : mengirim data ke layer bawah
ii) Netwok --> UE : mengirim data melalui PDSCH
iii) UE menerima PDSCH data
iv) UE mengecek CRC data tersebut, error atau tidak
v) Pada step ini kita mempunyai dua buah kasus :
    1) Jika UE mempunyai data yang akan dikiirim ke eNB, maka UE akan mengirim ACK/NACK ke eNB melalui PSUCH
    2) Jika UE tidak mempunyai data untuk dikirim ke eNB, maka UE akan mengirim ACK/NACK tersebut melalui PUCCH
vi) eNB menerima laporan CRC dari UE, dan  melakukan salah satu langkah di bawah :
     1) Jika menerima ACK, eNB mengirim data baru berikutnya
     2) Jika menerima NACK, HARQ process pada eNB melakukan retransmisi data dengan redudancy version yang berbeda dengan sebelumnya.
Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada flow di bawah :

2) Uplink

1.  HARQ process harus menggunakan proses tertentu yang dikirim pada subframe tertentu juga (proses synchronous). UE harus menggunakan nomer HARQ process yang sama pada setiap 8 subframes
2. Karena UE harus menggunakan HARQ process ID pada subframe tertentu, maka eNB mengetahui secara pasti kapan dan HARQ process ID seperti apa yang akan dikirim oleh UE. eNB juga tahu secara pasti tentang RV dan MCS yang digunakan oleh UE.
3. Ada dua mode operasi pada uplink ini, yaitu Adaptive dan Non-Adaptive HARQ

Flow di bawah adalah contoh HARQ process untuk Adapative UL transmission. Intinya adalah pada setiap transmisi, UE menggunakan RV dan MCS yang berbeda yang diperoleh dari DCI 0 yang dikirimkan oleh eNB.

Kemudian flow di bawah adalah contoh buat Non adaptive HARQ process. Intinya adalah UE menggunakan RV secara berurutan sesuai standard 36.321. Dan menggunakan konfigurasi uplink seperti konfigurasi sebelumnya sampai diterima konfigurasi yang baru DCI 0.

Nah sekarang, bagaimana UE mengetahui untuk menggunakan adaptive atau non-adaptive pada transmisi uplinknya ?

• UE menggunakan "adaptive retransmission" jika memperoleh DCI 0 dan NDI-nya blm ditoggled. Pada kasus ini, UE tidak pedul nilai dari HARQ feedback (PHICH), UE akan melakukan retransmisi jika memperoleh informasi dari DCI 0
• UE akan mengetahui akan menggunakan "Non Adapative retransmission" jika memperoleh HARQ feedback (PHICH = NACK) tetapi tidak memperoleh informasi konfigurasi dari DCI 0 yang baru