高速短波自适应数据通信协议的设计
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:684
来源:《电子技术应用》
摘要:给出改进型的半双工选择式arq协议。为减少短波交织rtt时间过长带来的效率影响,提出了数据发送与接收采用不同的交织模式。针对短波信道的时变特性,给出了交织模式与一次发送数据帧数自适应调整方法。新协议的传输效率分析表明在信道质量发生变化或者信道质量恒定的情况下,传输效率有明显的提高。 关键词:半双工 自适应 arq 短波 协议 短波通信是中、远程无线电通信的传统手段,它具有通信距离远、架设方便、抗摧毁能力强、运行费用低等优点,在军队、外交等部门有着广泛的应用。在20世纪80年代手期,美国制订了军标mil-std-188-110a,此后国外一些公司纷纷提出了符合该标准的新一代高速串行调制解调器,如哈里斯公司的rf 5710,使得短波数据通信效率明显改善[1]。 我国许多用户引进了符合110a军标的调制解调器,如外交部全球短波数据通信系统采用了哈里斯公司的rf 5710,但是没有合适的通信软件。为此笔者在多年实践经验基础上,于1999年初步设计和实现了基于选择式arq的链路层协议,并对影响传输效率的因素和改进措施作了定性分析[2]。文献[3]对该协议的时间参数和性能初步作了定量分析。 本文首先分析了文献[2]协议的不足之处,然后给出了改进型半双工选择式arq协议的设计方案,定时分析了新协议的时间参数、信道利用率,在定量分析的基础上给出了自适应阈值;在新的链路层协议上,制定了文件传输层协议。
1 改进型半双工选择式arq协议和支持传送协议 1.1 短波半双工选择arq协议概况 在文献[2]中,协议一次最多发送16帧,然后等待对方的应答;帧的编号从1~240,当传输到第240帧数据后,强行将序号1~240中没有正确传送的帧送到对方,然后才能进入下一个240帧的传输,这与通常的滑动窗口机制有差异。对于选择式协议来说,极端情况下240帧的第一帧没有成功收到,那么所有的数据都不能交给应用层,这样对于优先级非常高的文件,无法及时传输。为了解决这类问题,在每个文件传输时,首先强制性地把文件名称、长度送到对方,然后将文件中的数据送走。这种方案保证先发送的文件先到达,但是文件头和文件体需要至少发送两次,对于长交织模式来说传递一批小文件(需要确保优先级高的文件先送到,不能把它们合成一个文件一来传输)时效率非常低。 导致效率低下的原因有以下几个方面:首先,没有将全双工选择式arq中滑动窗口技术[4]正确地推广到短波半双工条件下;其次,一次发送的数据帧固定为16帧;第三,缺少对滑动窗口顶部数据帧的保护,使得滑动窗口机制无法快速下滑;第四,通信双方采用一样的交织模式,并且没有制定信道条件变化时自适应改变交织模式的定量准则。 1.2 改进型半双工选择式arq协议 数据帧结构 标志 发地址 收地址 帧号 帧数 数据 crc 标志 1 2 2 1 1 30,60,12,240 2 1 说明:数据帧的长度接收方自动匹配,由帧的结束符号来自动区分。两个帧之间的分隔符号用一个。 应答帧结构 标志 发地址 收地址 确认帧号 crc 标志
来源:《电子技术应用》
摘要:给出改进型的半双工选择式arq协议。为减少短波交织rtt时间过长带来的效率影响,提出了数据发送与接收采用不同的交织模式。针对短波信道的时变特性,给出了交织模式与一次发送数据帧数自适应调整方法。新协议的传输效率分析表明在信道质量发生变化或者信道质量恒定的情况下,传输效率有明显的提高。 关键词:半双工 自适应 arq 短波 协议 短波通信是中、远程无线电通信的传统手段,它具有通信距离远、架设方便、抗摧毁能力强、运行费用低等优点,在军队、外交等部门有着广泛的应用。在20世纪80年代手期,美国制订了军标mil-std-188-110a,此后国外一些公司纷纷提出了符合该标准的新一代高速串行调制解调器,如哈里斯公司的rf 5710,使得短波数据通信效率明显改善[1]。 我国许多用户引进了符合110a军标的调制解调器,如外交部全球短波数据通信系统采用了哈里斯公司的rf 5710,但是没有合适的通信软件。为此笔者在多年实践经验基础上,于1999年初步设计和实现了基于选择式arq的链路层协议,并对影响传输效率的因素和改进措施作了定性分析[2]。文献[3]对该协议的时间参数和性能初步作了定量分析。 本文首先分析了文献[2]协议的不足之处,然后给出了改进型半双工选择式arq协议的设计方案,定时分析了新协议的时间参数、信道利用率,在定量分析的基础上给出了自适应阈值;在新的链路层协议上,制定了文件传输层协议。
1 改进型半双工选择式arq协议和支持传送协议 1.1 短波半双工选择arq协议概况 在文献[2]中,协议一次最多发送16帧,然后等待对方的应答;帧的编号从1~240,当传输到第240帧数据后,强行将序号1~240中没有正确传送的帧送到对方,然后才能进入下一个240帧的传输,这与通常的滑动窗口机制有差异。对于选择式协议来说,极端情况下240帧的第一帧没有成功收到,那么所有的数据都不能交给应用层,这样对于优先级非常高的文件,无法及时传输。为了解决这类问题,在每个文件传输时,首先强制性地把文件名称、长度送到对方,然后将文件中的数据送走。这种方案保证先发送的文件先到达,但是文件头和文件体需要至少发送两次,对于长交织模式来说传递一批小文件(需要确保优先级高的文件先送到,不能把它们合成一个文件一来传输)时效率非常低。 导致效率低下的原因有以下几个方面:首先,没有将全双工选择式arq中滑动窗口技术[4]正确地推广到短波半双工条件下;其次,一次发送的数据帧固定为16帧;第三,缺少对滑动窗口顶部数据帧的保护,使得滑动窗口机制无法快速下滑;第四,通信双方采用一样的交织模式,并且没有制定信道条件变化时自适应改变交织模式的定量准则。 1.2 改进型半双工选择式arq协议 数据帧结构 标志 发地址 收地址 帧号 帧数 数据 crc 标志 1 2 2 1 1 30,60,12,240 2 1 说明:数据帧的长度接收方自动匹配,由帧的结束符号来自动区分。两个帧之间的分隔符号用一个。 应答帧结构 标志 发地址 收地址 确认帧号 crc 标志
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