[SPA] Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) es un protocolo utilizado en comunicaciones inalámbricas para garantizar la integridad de los datos y aumentar la eficiencia de la transmisión de datos. Combina dos métodos principales: solicitud automática de repetición (ARQ) y ”forward error correction”(FEC) para mejorar la fiabilidad y el rendimiento de los datos. ARQ permite que el receptor verifique la integridad de los paquetes de datos recibidos utilizando códigos de detección de errores, como las comprobaciones de redundancia cíclica (CRC). Si se detecta que el paquete tiene errores, el receptor solicita una retransmisión del paquete al emisor. FEC intenta corregir los errores en el extremo del receptor sin necesidad de una retransmisión. Esto se logra enviando datos redundantes adicionales (llamados códigos de corrección de errores) junto con los datos originales, lo que ayuda al receptor a detectar y corregir ciertos tipos de errores directamente. En HARQ, estas dos técnicas están integradas. Cuando se recibe un paquete de datos, primero se utiliza FEC para intentar corregir cualquier error. Si FEC no es suficiente para corregir todos los errores, las comprobaciones CRC pueden activar un ARQ, y se solicita una retransmisión. Sin embargo, en lugar de descartar el paquete erróneo, HARQ lo conserva porque incluso los paquetes erróneos contienen información valiosa. Cuando llega el paquete retransmitido, se combina con los paquetes erróneos utilizando técnicas como Çhase Combining”(enviando el mismo paquete de nuevo) o redundancia incremental (enviando bits de paridad adicionales), para aumentar la probabilidad de decodificación correcta. HARQ asíncrono es una implementación específica del protocolo HARQ donde las retransmisiones no están sujetas a una secuencia de envío predeterminada. Cada paquete puede ser retransmitido de forma independiente de otros, cuando la red considere adecuado, a diferencia de HARQ síncrono, donde las retransmisiones están programadas en momentos específicos. HARQ asíncrono puede adaptarse dinámicamente a cambios en las condiciones del canal o la congestión de la red, permitiendo un uso más eficiente de los recursos de la red. En este trabajo se desarrollará un entorno de simulación de un protocolo HARQ asíncrono para corrección de errores en un canal inalámbrico. Este entorno incorporará la interfaz Gymnasium para ser controlable mediante un agente RL. Se experimentará con implementaciones contrastadas de algoritmos preexistentes como las proporcionadas por la librería stable-baselines3. [ENG] Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) is a protocol used in wireless communications to ensure data integrity and enhance transmission efficiency. It combines two main methods: Automatic Repeat reQuest (ARQ) and Forward Error Correction (FEC) to improve data reliability and performance. ARQ allows the receiver to verify the integrity of received data packets using error detection codes, such as cyclic redundancy checks (CRC). If a packet is detected to have errors, the receiver requests a retransmission of the packet from the sender. FEC attempts to correct errors on the receiver’s side without the need for retransmission. This is achieved by sending additional redundant data (called error correction codes) along with the original data, which helps the receiver detect and correct certain types of errors directly. In HARQ, these two techniques are integrated. When a data packet is received, FEC is first used to attempt to correct any errors. If FEC is not sufficient to correct all errors, CRC checks can trigger an ARQ, and a retransmission is requested. However, instead of discarding the erroneous packet, HARQ retains it because even erroneous packets contain valuable information. When the retransmitted packet arrives, it is combined with the erroneous packets using techniques like Chase Combining (sending the same packet again) or incremental redundancy (sending additional parity bits) to increase the likelihood of correct decoding. Asynchronous HARQ is a specific implementation of the HARQ protocol where retransmissions are not subject to a predetermined transmission sequence. Each packet can be retransmitted independently of others, whenever deemed appropriate by the network, unlike synchronous HARQ, where retransmissions are scheduled at specific times. Asynchronous HARQ can dynamically adapt to changes in channel conditions or network congestion, allowing for more efficient use of network resources. In this work, a simulation environment for an asynchronous HARQ protocol for error correction in a wireless channel will be developed. This environment will incorporate the Gymnasium interface to be controlled by an RL agent. Experiments will be conducted with established implementations of pre-existing algorithms, such as those provided by the stable-baselines3 library.

Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación

Universidad Politécnica de Cartagena