ARQ及其分類

時間：2021-12-04 14:40:44

關(guān)鍵字： ARQ BEC 混合ARQ

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

自動重傳請求(Automatic Repeat-reQuest，ARQ)是OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的錯誤糾正協(xié)議之一。它包括停止等待ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議，錯誤偵測(Error Detection)、正面確認(rèn)(Positive Acknowledgment)、逾時重傳(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)備下一個數(shù)據(jù)項(xiàng)目之前先等待一個肯定的確認(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，自動重復(fù)請求協(xié)議)。自動重傳請求(Automatic Repeat Request)，通過接收方請求發(fā)送方重傳出錯的數(shù)據(jù)報文來恢復(fù)出錯的報文，是通信中用于處理信道所帶來差錯的方法之一，有時也被稱為后向糾錯(Backward Error Correction，BEC);另外一個方法是信道糾錯編碼。

傳統(tǒng)自動重傳請求分成為三種，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)議是滑動窗口技術(shù)與請求重發(fā)技術(shù)的結(jié)合，由于窗口尺寸開到足夠大時，幀在線路上可以連續(xù)地流動，因此又稱其為連續(xù)ARQ協(xié)議。三者的區(qū)別在于對于出錯的數(shù)據(jù)報文的處理機(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)報文發(fā)送完成之后，發(fā)送方等待接收方的狀態(tài)報告，如果狀態(tài)報告報文發(fā)送成功，發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)報文，否則重傳該報文。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)送多個幀，假如發(fā)現(xiàn)已發(fā)送的幀中有錯誤發(fā)生，那么從那個發(fā)生錯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：如果序列號有K bits，那么這個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)送多個幀，假如發(fā)現(xiàn)已發(fā)送的幀中有錯誤發(fā)生，那么發(fā)信側(cè)將只重新發(fā)送那個發(fā)生錯誤的幀。特點(diǎn)：相對于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：如果序列號有K bits，那么這個ARQ的協(xié)議大小為：2^(k-1)。

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

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)包來糾正錯誤的方法也嚴(yán)重的影響了它的傳輸速度。