混合式自動重送請求

混合式自動重送請求（英語：Hybrid Automatic Repeat reQuest，簡稱hybrid ARQ或HARQ）是一種結合前向錯誤更正（FEC）與自動重傳請求（ARQ）方法的技術，透過ACK／NACK決定是否要重送。

HARQ是ARQ的改進，只是在ARQ系統中引入FEC子系統。FEC可用來糾正經常出現的錯誤圖樣以減少重傳的次數。HARQ應用於HSDPA與HSUPA系統上。

HARQ的重傳基於ACK/NACK，HARQ的ACK/NACK回報，是以1位元的訊號（signaling）來做快速且頻繁地回報，而不是過去ARQ以封包的方式（如 Status Report）回傳。在下行鏈路（Downlink）上支援非同步的重傳（Asynchronous Retransmissions），上行鏈路（Uplink）上支援同步的重傳（Synchronous Retransmissions）。

型式

HSDPA技術中主要是採用三種遞增冗餘的HARQ機制：TYPE-I HARQ、TYPE-II HARQ和TYPE-III HARQ。

TYPE-I HARQ又叫傳統ARQ，是最基本的功能。傳統ARQ使用了迴圈冗餘校驗（CRC）並用FEC進行編碼。接收機一旦發現封包在接收時不能正確解碼即行丟棄，並在上行信道中要求重傳。傳送端在收到重傳請求後，重新傳送編碼的封包。由於回饋速度較慢，效率不高，會影響QoS。

TYPE II HARQ是增加冗餘（IR）的ARQ機制，接收錯誤的封包不會被丟棄，而重傳資料通常與第一次傳輸不一樣，前後兩種封包會進行併整，形成糾錯能力更強的正向錯誤校正碼。IR可再分兩類：部分IR（H-ARQ-type-III）、全IR（H-ARQ-type-II），其中全IR每次傳輸不能自解碼。

Type-Ⅲ HARQ又叫部分冗餘HARQ，結合了Type-I HARQ 和Type-Ⅱ HARQ的優點，同Type-II接收錯誤的封包不會被丟棄。每次重傳都可自解碼，無須再合併以前的傳輸資料。

實現機制

HARQ的可行性部分受限於傳送端和接收端對分組的緩衝能力，因此選擇合適的HARQ協定很重要。三種標準的HARQ協定為停等協定（Stop-and-Wait，SAW）、回退N步協定（Go-Back-N，GBN）和選擇性重傳協定（Selective-Repeat，SR）。

停等協定

傳送端每傳送一個資料分組包就暫時停下來，等待接收端的確認資訊。當封包到達接收端時，對其進行檢錯，若接收正確，返回確認（ACK）訊號，錯誤則返回不確認（NACK）訊號。當發端收到ACK訊號，就傳送新的資料，否則重新傳送上次傳輸的封包。而在等待確認資訊期間，信道是空閒的，不傳送任何資料。這種方法由於收發雙方在同一時間內僅對同一個封包進行操作，因此實現起來比較簡單，相應的信令開銷小，收端的快取容量要求低。但是由於在等待確認訊號的過程中不傳送資料，導致太多資源被浪費，尤其是當信道傳輸時延很大時。因此，停等協定造成通訊信道的利用率不高，系統的吞吐量較低。

後退N步協定

在採用後退N步HARQ協定的傳輸系統中，傳送端傳送完一個資料分組後，並不停下來等待確認資訊，而是連續傳送若干個資料分組資訊。接收端將每個封包相應的ACK或 NACK資訊回饋回傳送端，同時傳送回的還有封包分組號。當接收到一個NACK訊號時，傳送端就重新傳送包括錯誤資料的N個封包。接收端只需按序接收封包，在接收到錯誤封包後即使又接收到正確的封包後還是必須將正確的封包丟棄，並重新傳送確認資訊。

選擇重發協定

基於窗口的SR是一種被許多系統採用的HARQ協定，包括RLCR99（也稱R3版本，是3GPP目前最成熟、最穩定的版本）。為了進一步提高信道的利用率，選擇重發協定只重傳出現差錯的封包，但是此時收端不再按序接收資料分組資訊，那麼在收端則需要相當容量的快取空間來儲存已經成功解碼但還沒能按序輸出的分組。同時收端在組合封包前必須知道序列號，因此，序列號要和資料分別編碼，而且序列號需要更可靠的編碼以克服任何時候出現在資料里的錯誤，這樣就增加了對信令的要求。

應用

3GPP LTE重傳機制提供ARQ和HARQ兩層的重傳機制，在演進型Node B（E-Node B）中，上下行共享通道（Uplink/Downlink Shared Channel）都支援HARQ。LG建議LTE採用如Local NACK 2的互動機制。

優缺點

HARQ的優點是可以由前一個失敗的嘗試中存下有用的資訊，以提供之後的解碼使用。HARQ在較差的訊號條件下的效能優於傳統ARQ，但是以在良好訊號條件下顯著降低吞吐量為代價的。

參考書目

Soljanin E., Hybrid ARQ in Wireless Networks, presented at Wireless System Lab Seminar, Texas A&M University, April 2003, and DIMACS Workshop on Network Information Theory, March 2003.
R.A.Comroe and D.J.Costello. "ARQ schemes for data transmission in mobile radio systems". IEEE J. Select. Areas Commun., 2:472-481, July 1984.
G. Davida and S. Reddy. "Forward Error Correction with Decision Feedback", Information and Control, Vol 21, 1972.