In der Telekommunikation steht „HARQ“ für „Hybrid Automatic Repeat reQuest“. HARQ ist ein Protokoll, das in Kommunikationssystemen, insbesondere in drahtlosen Netzwerken, verwendet wird, um die Zuverlässigkeit der Datenübertragung durch die Integration von ARQ-Mechanismen (Automatic Repeat Request) zu verbessern. Der hybride Ansatz von HARQ kombiniert Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) und Neuübertragungsstrategien, um die Chancen einer erfolgreichen Datenbereitstellung zu verbessern, insbesondere in anspruchsvollen oder fehleranfälligen Kommunikationsumgebungen.
Wichtige Aspekte von HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) in der Telekommunikation:
- Fehlerkorrektur und erneute Übertragung:
- HARQ kombiniert Fehlerkorrekturtechniken und Neuübertragungsmechanismen, um eine zuverlässige Datenübertragung zu erreichen. Es ermöglicht dem Empfänger, Fehler in empfangenen Datenpaketen mithilfe von FEC zu erkennen und zu korrigieren und fordert bei Bedarf eine erneute Übertragung fehlerhafter Pakete an.
- Adaptive Modulation und Codierung (AMC):
- HARQ arbeitet oft in Verbindung mit Adaptive Modulation and Coding (AMC). Im Kontext der drahtlosen Kommunikation passt AMC das Modulationsschema und die Codierungsrate dynamisch an die Qualität des Kommunikationskanals an. HARQ ergänzt AMC, indem es einen Mechanismus zur Behandlung von Fehlern bereitstellt, die trotz adaptiver Codierung immer noch auftreten können.
- Sanftes Kombinieren:
- HARQ verwendet eine als Soft-Combining bekannte Technik, bei der mehrere empfangene Kopien eines übertragenen Pakets kombiniert werden, um die Chancen einer erfolgreichen Decodierung zu verbessern. Dieser Ansatz nutzt die Informationen aus früheren Übertragungen und ermöglicht so genauere Dekodierungsversuche.
- Schnelle Neuübertragung:
- HARQ ermöglicht eine schnelle erneute Übertragung fehlerhafter Pakete. Anstatt auf eine vollständige Round-Trip-Bestätigung zu warten, ermöglicht HARQ die schnelle erneute Übertragung bestimmter Pakete, die vom Empfänger als fehlerhaft erkannt werden.
- Inkrementelle Redundanz:
- HARQ verwendet häufig inkrementelle Redundanz, bei der zusätzliche Redundanzinformationen bei erneuten Übertragungen bereitgestellt werden. Wenn die erste Übertragung Fehler enthält, enthalten nachfolgende erneute Übertragungen inkrementelle Informationen, um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Decodierung zu erhöhen.
- Berücksichtigung der Hin- und Rückfahrtzeit:
- HARQ berücksichtigt die Round-Trip-Time (RTT) des Kommunikationskanals. Indem es eine schnelle Neuübertragung ermöglicht, trägt HARQ dazu bei, die Auswirkungen von Verzögerungen im Zusammenhang mit der Umlaufzeit zu minimieren und trägt so zu einer geringeren Latenz bei der Datenübertragung bei.
- Stop-and-Wait ARQ:
- HARQ wird manchmal mithilfe eines Stop-and-Wait-ARQ-Schemas implementiert, bei dem der Absender innehält und auf die Bestätigung wartet, bevor er das nächste Paket sendet. Dadurch kann der Sender seine Übertragungsstrategie basierend auf dem Feedback des Empfängers anpassen.
- In-Order-Lieferung:
- HARQ stellt die Zustellung der Pakete in der richtigen Reihenfolge sicher, indem nur die fehlenden oder fehlerhaften Pakete erneut übertragen werden. Dies trägt dazu bei, die korrekte Reihenfolge der Daten beim Empfänger aufrechtzuerhalten.
- Eignung für drahtlose Netzwerke:
- HARQ eignet sich besonders gut für drahtlose Netzwerke, in denen die Bedingungen des Kommunikationskanals dynamisch variieren können. Seine Fähigkeit, sich an sich ändernde Kanalbedingungen anzupassen und Fehler zu korrigieren, trägt zu einer zuverlässigen Datenübertragung in drahtlosen Umgebungen bei.
- Effizienz bei der Spektrumnutzung:
- HARQ trägt zur Effizienz der Spektrumnutzung bei, indem es eine zuverlässige Kommunikation mit einer verringerten Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern ermöglicht. Dies ist entscheidend für die optimale Nutzung der verfügbaren Funkressourcen.
Zusammenfassend ist HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) ein Protokoll, das in der Telekommunikation, insbesondere in drahtlosen Netzwerken, eingesetzt wird, um die Zuverlässigkeit der Datenübertragung zu erhöhen. Durch die Kombination von Fehlerkorrektur- und Neuübertragungsstrategien trägt HARQ zur effizienten und zuverlässigen Bereitstellung von Daten in anspruchsvollen Kommunikationsumgebungen bei.