Selektywne powtarzanie ARQ

Selective Repeat ARQ/Selective Reject ARQ to specyficzna instancja protokołu automatycznego żądania powtórzenia (ARQ) używanego do zarządzania numerami sekwencyjnymi i retransmisjami w niezawodnej komunikacji .

Streszczenie

Selektywne powtarzanie jest częścią automatycznego żądania powtórzenia (ARQ). W przypadku powtarzania selektywnego nadawca wysyła liczbę ramek określoną przez rozmiar okna, nawet bez konieczności oczekiwania na indywidualne potwierdzenie ACK od odbiorcy, jak w przypadku Go-Back-N ARQ . Odbiornik może selektywnie odrzucić pojedynczą ramkę, która może być retransmitowana sama; kontrastuje to z innymi formami ARQ, które muszą ponownie wysyłać każdą ramkę z tego punktu. Odbiornik akceptuje ramki poza kolejnością i buforuje je. Nadawca indywidualnie retransmituje ramki, które przekroczyły limit czasu.

Pojęcie

Może być używany jako protokół do dostarczania i potwierdzania jednostek wiadomości lub może być używany jako protokół do dostarczania podzielonych podjednostek wiadomości.

Gdy jest używany jako protokół do dostarczania wiadomości , proces wysyłania kontynuuje wysyłanie liczby ramek określonej przez rozmiar okna , nawet po utracie ramki. W przeciwieństwie do Go-Back-N ARQ proces odbierający będzie nadal akceptował i potwierdzał ramki wysłane po początkowym błędzie; jest to ogólny przypadek protokołu przesuwanego okna z rozmiarami okien nadawczych i odbiorczych większymi niż 1.

Proces odbierający śledzi numer sekwencyjny najwcześniejszej ramki, której nie otrzymał, i wysyła ten numer z każdym wysłanym potwierdzeniem (ACK). Jeśli ramka od nadawcy nie dociera do odbiorcy, nadawca kontynuuje wysyłanie kolejnych ramek, aż opróżni swoje okno . Odbiorca kontynuuje wypełnianie swojego okna odbiorczego kolejnymi ramkami, odpowiadając za każdym razem potwierdzeniem zawierającym numer sekwencyjny najwcześniejszej brakującej ramki . Gdy nadawca wyśle wszystkie ramki w swoim oknie , ponownie wysyła numer ramki podany przez potwierdzenia ACK, a następnie kontynuuje od miejsca, w którym przerwał.

Rozmiar okien wysyłania i odbierania musi być równy i równy połowie maksymalnej liczby sekwencji (zakładając, że numery sekwencji są ponumerowane od 0 do n -1), aby uniknąć nieporozumień we wszystkich przypadkach porzucenia pakietów. Aby to zrozumieć, rozważmy przypadek, w którym wszystkie potwierdzenia ACK są niszczone. Jeśli okno odbierania jest większe niż połowa maksymalnej liczby sekwencyjnej, niektóre, a być może nawet wszystkie pakiety obecne po przekroczeniu limitu czasu są duplikatami, które nie są rozpoznawane jako takie. Nadawca przesuwa swoje okno dla każdego potwierdzonego pakietu.

Gdy jest używany jako protokół do dostarczania podzielonych wiadomości, działa nieco inaczej. W kanałach nieciągłych, w których wiadomości mogą mieć zmienną długość, standardowe protokoły ARQ lub Hybrid ARQ mogą traktować wiadomość jako pojedynczą jednostkę. Alternatywnie selektywna retransmisja może być zastosowana w połączeniu z podstawowym mechanizmem ARQ, w którym wiadomość jest najpierw dzielona na podbloki (zwykle o stałej długości) w procesie zwanym segmentacją pakietów . Oryginalna wiadomość o zmiennej długości jest zatem reprezentowana jako konkatenacja zmiennej liczby podbloków. Podczas gdy w standardowym ARQ wiadomość jako całość jest albo potwierdzona (ACKed), albo potwierdzona negatywnie (NAKed), w ARQ z selektywną transmisją odpowiedź ACK zawierałaby dodatkowo flagę bitową wskazującą tożsamość każdego pomyślnie odebranego podbloku. W ARQ z selektywną retransmisją podzielonych wiadomości każda retransmisja ma mniejszą długość i musi zawierać tylko podbloki, które zostały połączone.

W większości modeli kanałów z wiadomościami o zmiennej długości prawdopodobieństwo bezbłędnego odbioru zmniejsza się odwrotnie proporcjonalnie do długości wiadomości. Innymi słowy, łatwiej jest otrzymać krótką wiadomość niż dłuższą. Dlatego standardowe techniki ARQ obejmujące komunikaty o zmiennej długości mają zwiększoną trudność w dostarczaniu dłuższych komunikatów, ponieważ każde powtórzenie jest pełnej długości. Selektywna retransmisja zastosowana do wiadomości o zmiennej długości całkowicie eliminuje trudności w dostarczaniu dłuższych wiadomości, ponieważ pomyślnie dostarczone podbloki są zachowywane po każdej transmisji, a liczba oczekujących podbloków w kolejnych transmisjach maleje. Selektywne powtarzanie jest realizowane w transmisji UDP.

Przykłady

Protokół kontroli transmisji wykorzystuje wariant Go-Back-N ARQ w celu zapewnienia niezawodnej transmisji danych przez protokół internetowy , który nie zapewnia gwarantowanej dostawy pakietów; z rozszerzeniem Selective Acknowledgment (SACK), może również używać Selective Repeat ARQ.

ITU -T G.hn , który zapewnia sposób na stworzenie szybkiej (do 1 Gigabit/s) sieci lokalnej przy użyciu istniejącego okablowania domowego ( linie energetyczne , linie telefoniczne i kable koncentryczne ), wykorzystuje selektywne powtarzanie ARQ do zapewnić niezawodną transmisję przez hałaśliwe media. G.hn wykorzystuje segmentację pakietów do dzielenia wiadomości na mniejsze jednostki, aby zwiększyć prawdopodobieństwo, że każda z nich zostanie odebrana poprawnie.

STANAG 5066 PROFIL DLA RADIOWEJ KOMUNIKACJI DANYCH HF wykorzystuje selektywne powtarzanie ARQ, z maksymalnym rozmiarem okna 128 jednostek danych protokołu (PDU).

Zobacz też

Dalsza lektura

Lockitt, JA; Gatfield, AG; Dobyns, TR (1975). System selektywnego powtarzania ARQ . III Międzynarodowa Konferencja Cyfrowej Łączności Satelitarnej. 3. Międzynarodowa Konferencja Cyfrowej Łączności Satelitarnej . s. 189–195. Bibcode : 1975dsc..conf..189L .
Weldon, E. (marzec 1982). „Ulepszona strategia ARQ z selektywnym powtarzaniem” . Transakcje IEEE w komunikacji . 30 (3): 480–486. Bibcode : 1982ITCom..30..480W . doi : 10.1109/TCOM.1982.1095497 . ISSN 0090-6778 .
Comroe, R.; D. Costello (lipiec 1984). „Schematy ARQ do transmisji danych w mobilnych systemach radiowych”. Dziennik IEEE dotyczący wybranych obszarów komunikacji . 2 (4): 472–481. Bibcode : 1984IJSAC...2..472C . doi : 10.1109/JSAC.1984.1146084 .