ARQ及其分类
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自动重传请求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)是OSI模型中数据链路层的错误纠正协议之一。它包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议,错误侦测(Error Detection)、正面确认(Positive Acknowledgment)、逾时重传(Retransmission after Timeout)与负面确认继以重传(Negative Acknowledgment and Retransmission)等机制。
如果在协议中,发送方在准备下一个数据项目之前先等待一个肯定的确认,则这样的协议称为PAR(Positive Acknowledgement with Retransmission,支持重传的肯定确认协议)或者ARQ(Automatic Repeat Request,自动重复请求协议)。自动重传请求(Automatic Repeat Request),通过接收方请求发送方重传出错的数据报文来恢复出错的报文,是通信中用于处理信道所带来差错的方法之一,有时也被称为后向纠错(Backward Error Correction,BEC);另外一个方法是信道纠错编码。
传统自动重传请求分成为三种,即停等式(stop-and-wait)ARQ,回退n帧(go-back-n)ARQ,以及选择性重传(selective repeat)ARQ。后两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合,由于窗口尺寸开到足够大时,帧在线路上可以连续地流动,因此又称其为连续ARQ协议。三者的区别在于对于出错的数据报文的处理机制不同。三种ARQ协议中,复杂性递增,效率也递增。除了传统的ARQ,还有混合ARQ(Hybrid-ARQ)。
停等式ARQ在停等式ARQ中,数据报文发送完成之后,发送方等待接收方的状态报告,如果状态报告报文发送成功,发送后续的数据报文,否则重传该报文。停等式ARQ,发送窗口和接收窗口大小均为1,发送方每发送一帧之后就必须停下来等待接收方的确认返回,仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧。该方法所需要的缓冲存储空间最小,缺点是信道效率很低。
回退n帧的ARQ发信侧不用等待收信侧的应答,持续的发送多个帧,假如发现已发送的帧中有错误发生,那么从那个发生错误的帧开始及其之后所有的帧全部再重新发送。特点:(GBN)复杂度低,但是不必要的帧会再重发,所以大幅度范围内使用的话效率是不高的例:如果序列号有K bits,那么这个ARQ的协议大小为:2^k-1。
选择性重传ARQ发信侧不用等待收信侧的应答,持续的发送多个帧,假如发现已发送的帧中有错误发生,那么发信侧将只重新发送那个发生错误的帧。特点:相对于GBN 复杂度高,但是不需要发送没必要的帧,所以效率高。例:如果序列号有K bits,那么这个ARQ的协议大小为:2^(k-1)。
混合ARQ在混合ARQ中,数据报文传送到接收方之后,即使出错也不会被丢弃。接收方指示发送方重传出错报文的部分或者全部信息,将再次收到的报文信息与上次收到的报文信息进行合并,以恢复报文信息。
在现代的无线通信中,ARQ主要应用在无线链路层。比如,在WCDMA和cdma2000无线通信中都采用了选择性重传ARQ和混合ARQ。
优点:比较简单 。因而被广泛的应用在分组交换网络中。缺点:1.通信信道的利用率不高,也就是说,信道还远远没有被数据比特填满。2.是需要接收方发送ACK,这样增加了网络的负担也影响了传输速度。重复发送数据包来纠正错误的方法也严重的影响了它的传输速度。