ARQ

Automatic repeat request (ARQ) – metoda kontroli błędów w transmisji danych, wykorzystująca potwierdzenia odbioru oraz mechanizmy limitu czasu oczekiwania w celu zapewnienia niezawodnej transmisji danych. ARQ znajduje zastosowanie w wielu protokołach komunikacyjnych, m.in. w TCP/IP oraz IEEE 802.11.

Zasada działania

Odbiornik informuje nadajnik, czy odebrany blok danych został poprawnie odebrany. Do wykrywania błędów może służyć między innymi cykliczny kod nadmiarowy (CRC). Jeśli zostanie wykryty błąd, odbiornik wysyła komunikat NACK (negative acknowledgment), żądając ponownego przesłania bloku. W przypadku poprawnego odbioru wysyłane jest potwierdzenie ACK (acknowledgment). Działanie ARQ wymaga więc zarówno mechanizmu wykrywania błędów, jak i kanału zwrotnego, którym odbiornik przekazuje informację o wyniku transmisji. Błędnie odebrany blok może być retransmitowany aż do momentu jego poprawnego odbioru i potwierdzenia za pomocą ACK.

Podstawowe rodzaje ARQ

Stop-and-wait ARQ

W stop-and-wait ARQ nadajnik przesyła jeden blok danych i czeka na potwierdzenie jego odbioru. Otrzymanie ACK oznacza, że blok został odebrany poprawnie, więc nadajnik może wysłać kolejny. Jeśli odbiornik wykryje błąd, wysyła NACK, po czym ten sam blok jest przesyłany ponownie. Retransmisja może być powtarzana aż do momentu otrzymania ACK. Schemat ten jest prosty w implementacji, ale jego wadą jest czas oczekiwania na potwierdzenie. W tym czasie nadajnik nie przesyła kolejnych danych, przez co łącze nie jest w pełni wykorzystywane.

Go-back-N ARQ

W go-back-N ARQ nadajnik wysyła kolejne bloki danych w sposób ciągły bez oczekiwania na potwierdzenie odbioru każdego z nich. Potwierdzenie danego bloku może nadejść dopiero po upływie round-trip delay, czyli czasu potrzebnego na przesłanie danych i otrzymanie odpowiedzi. W tym czasie nadajnik może przesłać kolejne bloki, które musi przechowywać w buforze na wypadek konieczności ich retransmisji. Jeżeli odbiornik wykryje błąd i prześle NACK, nadajnik ponownie wysyła wskazany blok oraz wszystkie kolejne bloki, które zostały wysłane po nim. Odbiornik odrzuca przy tym bloki następujące po błędnie odebranym bloku, nawet jeśli same nie zawierają błędów. Dzięki ciągłej transmisji go-back-N ARQ pozwala lepiej wykorzystać łącze niż stop-and-wait ARQ. Jego wadą jest konieczność ponownego przesyłania również tych bloków, które zostały odebrane poprawnie. Problem ten staje się szczególnie istotny przy dużym opóźnieniu transmisji i wysokiej szybkości przesyłania danych.

Selective-repeat ARQ

W selective-repeat ARQ, podobnie jak w go-back-N, nadajnik wysyła kolejne bloki bez czekania na potwierdzenie każdego z nich. Jeśli któryś z bloków zostanie odebrany z błędem, ponownie wysyłany jest tylko ten blok, a nie wszystkie kolejne. Pozwala to uniknąć zbędnych retransmisji poprawnie odebranych danych. Aby to umożliwić, odbiornik dysponuje większym oknem odbiorczym i może przy tym otrzymywać bloki w innej kolejności niż zostały wysłane. Poprawnie odebrane bloki są przechowywane w buforze do czasu otrzymania brakującego bloku, a następnie przekazywane dalej w odpowiedniej kolejności. Każdy wysłany blok ma własny licznik czasu. Jeśli potwierdzenie nie nadejdzie przed jego upływem, blok jest wysyłany ponownie. Retransmisja następuje również po otrzymaniu NACK, a licznik dla danego bloku zostaje uruchomiony ponownie.

Zobacz też

hybrid automatic repeat request

Przypisy

↑ 5G physical layer: principles, models and technology components, London: Academic press, 2018, ISBN 978-0-12-814578-4 .
↑ Intelligent Image and Video Compression, Elsevier, 2021, DOI: 10.1016/C2019-0-00641-3, ISBN 978-0-12-820353-8 (ang.).
↑ Byeong GiB.G. Lee Byeong GiB.G., SunghyunS. Choi SunghyunS., Broadband wireless access and local networks: mobile WiMax and WiFi, Artech House Mobile Communications Series, Boston, Mass. ; London: Artech House, 2008, ISBN 978-1-59693-293-7 .
1 2 3 ShuS. Lin ShuS., Daniel J.D.J. Costello Daniel J.D.J., Error control coding: fundamentals and applications, wyd. 2nd ed, Upper Saddle River, N.J: Pearson-Prentice Hall, 2004, ISBN 978-0-13-042672-7 .
↑ AshfaqA. Ahmed AshfaqA. i inni, Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) in Wireless Communications Systems and Standards: A Contemporary Survey, „IEEE Communications Surveys & Tutorials”, 23 (4), 2021, s. 2711–2752, DOI: 10.1109/COMST.2021.3094401, ISSN 1553-877X [dostęp 2026-09-19] .

[1] 5G physical layer: principles, models and technology components, London: Academic press, 2018, ISBN 978-0-12-814578-4 .

[2] Intelligent Image and Video Compression, Elsevier, 2021, DOI: 10.1016/C2019-0-00641-3, ISBN 978-0-12-820353-8 (ang.).

[3] Byeong GiB.G. Lee Byeong GiB.G., SunghyunS. Choi SunghyunS., Broadband wireless access and local networks: mobile WiMax and WiFi, Artech House Mobile Communications Series, Boston, Mass. ; London: Artech House, 2008, ISBN 978-1-59693-293-7 .

[:1-4] 1 2 3 ShuS. Lin ShuS., Daniel J.D.J. Costello Daniel J.D.J., Error control coding: fundamentals and applications, wyd. 2nd ed, Upper Saddle River, N.J: Pearson-Prentice Hall, 2004, ISBN 978-0-13-042672-7 .

[5] AshfaqA. Ahmed AshfaqA. i inni, Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) in Wireless Communications Systems and Standards: A Contemporary Survey, „IEEE Communications Surveys & Tutorials”, 23 (4), 2021, s. 2711–2752, DOI: 10.1109/COMST.2021.3094401, ISSN 1553-877X [dostęp 2026-09-19] .