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[導(dǎo)讀]自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)是OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的錯(cuò)誤糾正協(xié)議之一。它包括停止等待ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議,錯(cuò)誤偵測(cè)(Error Detection)、正面確認(rèn)(Positive Acknowledgment)、逾時(shí)重傳(Retransmission after Timeout)與負(fù)面確認(rèn)繼以重傳(Negative Acknowledgment and Retransmission)等機(jī)制。

自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)是OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的錯(cuò)誤糾正協(xié)議之一。它包括停止等待ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議,錯(cuò)誤偵測(cè)(Error Detection)、正面確認(rèn)(Positive Acknowledgment)、逾時(shí)重傳(Retransmission after Timeout)與負(fù)面確認(rèn)繼以重傳(Negative Acknowledgment and Retransmission)等機(jī)制。

ARQ及其分類

如果在協(xié)議中,發(fā)送方在準(zhǔn)備下一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目之前先等待一個(gè)肯定的確認(rèn),則這樣的協(xié)議稱為PAR(Positive Acknowledgement with Retransmission,支持重傳的肯定確認(rèn)協(xié)議)或者ARQ(Automatic Repeat Request,自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求協(xié)議)。自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat Request),通過接收方請(qǐng)求發(fā)送方重傳出錯(cuò)的數(shù)據(jù)報(bào)文來恢復(fù)出錯(cuò)的報(bào)文,是通信中用于處理信道所帶來差錯(cuò)的方法之一,有時(shí)也被稱為后向糾錯(cuò)(Backward Error Correction,BEC);另外一個(gè)方法是信道糾錯(cuò)編碼。

傳統(tǒng)自動(dòng)重傳請(qǐng)求分成為三種,即停等式(stop-and-wait)ARQ,回退n幀(go-back-n)ARQ,以及選擇性重傳(selective repeat)ARQ。后兩種協(xié)議是滑動(dòng)窗口技術(shù)與請(qǐng)求重發(fā)技術(shù)的結(jié)合,由于窗口尺寸開到足夠大時(shí),幀在線路上可以連續(xù)地流動(dòng),因此又稱其為連續(xù)ARQ協(xié)議。三者的區(qū)別在于對(duì)于出錯(cuò)的數(shù)據(jù)報(bào)文的處理機(jī)制不同。三種ARQ協(xié)議中,復(fù)雜性遞增,效率也遞增。除了傳統(tǒng)的ARQ,還有混合ARQ(Hybrid-ARQ)。

停等式ARQ在停等式ARQ中,數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送完成之后,發(fā)送方等待接收方的狀態(tài)報(bào)告,如果狀態(tài)報(bào)告報(bào)文發(fā)送成功,發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)報(bào)文,否則重傳該報(bào)文。停等式ARQ,發(fā)送窗口和接收窗口大小均為1,發(fā)送方每發(fā)送一幀之后就必須停下來等待接收方的確認(rèn)返回,僅當(dāng)接收方確認(rèn)正確接收后再繼續(xù)發(fā)送下一幀。該方法所需要的緩沖存儲(chǔ)空間最小,缺點(diǎn)是信道效率很低。

回退n幀的ARQ發(fā)信側(cè)不用等待收信側(cè)的應(yīng)答,持續(xù)的發(fā)送多個(gè)幀,假如發(fā)現(xiàn)已發(fā)送的幀中有錯(cuò)誤發(fā)生,那么從那個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤的幀開始及其之后所有的幀全部再重新發(fā)送。特點(diǎn):(GBN)復(fù)雜度低,但是不必要的幀會(huì)再重發(fā),所以大幅度范圍內(nèi)使用的話效率是不高的例:如果序列號(hào)有K bits,那么這個(gè)ARQ的協(xié)議大小為:2^k-1。

選擇性重傳ARQ發(fā)信側(cè)不用等待收信側(cè)的應(yīng)答,持續(xù)的發(fā)送多個(gè)幀,假如發(fā)現(xiàn)已發(fā)送的幀中有錯(cuò)誤發(fā)生,那么發(fā)信側(cè)將只重新發(fā)送那個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤的幀。特點(diǎn):相對(duì)于GBN 復(fù)雜度高,但是不需要發(fā)送沒必要的幀,所以效率高。例:如果序列號(hào)有K bits,那么這個(gè)ARQ的協(xié)議大小為:2^(k-1)。

混合ARQ在混合ARQ中,數(shù)據(jù)報(bào)文傳送到接收方之后,即使出錯(cuò)也不會(huì)被丟棄。接收方指示發(fā)送方重傳出錯(cuò)報(bào)文的部分或者全部信息,將再次收到的報(bào)文信息與上次收到的報(bào)文信息進(jìn)行合并,以恢復(fù)報(bào)文信息。

在現(xiàn)代的無線通信中,ARQ主要應(yīng)用在無線鏈路層。比如,在WCDMA和cdma2000無線通信中都采用了選擇性重傳ARQ和混合ARQ。

優(yōu)點(diǎn):比較簡單 。因而被廣泛的應(yīng)用在分組交換網(wǎng)絡(luò)中。缺點(diǎn):1.通信信道的利用率不高,也就是說,信道還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。2.是需要接收方發(fā)送ACK,這樣增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)也影響了傳輸速度。重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)包來糾正錯(cuò)誤的方法也嚴(yán)重的影響了它的傳輸速度。

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