摘要：給出改進型的半雙工選擇式ARQ協(xié)議。為減少短波交織RTT時間過長帶來的效率影響,提出了數(shù)據(jù)發(fā)送與接收采用不同的交織模式。針對短波信道的時變特性,給出了交織模式與一次發(fā)送數(shù)據(jù)幀數(shù)自適應(yīng)調(diào)整方法。新協(xié)議的傳輸效率分析表明在信道質(zhì)量發(fā)生變化或者信道質(zhì)量恒定的情況下,傳輸效率有明顯的提高。
關(guān)鍵詞：半雙工 自適應(yīng) ARQ 短波 協(xié)議
短波通信是中、遠(yuǎn)程無線電通信的傳統(tǒng)手段,它具有通信距離遠(yuǎn)、架設(shè)方便、抗摧毀能力強、運行費用低等優(yōu)點,在軍隊、外交等部門有著廣泛的應(yīng)用。在20世紀(jì)80年代手期,美國制訂了軍標(biāo)MIL-STD-188-110A,此后國外一些公司紛紛提出了符合該標(biāo)準(zhǔn)的新一代高速串行調(diào)制解調(diào)器,如哈里斯公司的RF 5710,使得短波數(shù)據(jù)通信效率明顯改善[1]。
我國許多用戶引進了符合110A軍標(biāo)的調(diào)制解調(diào)器,如外交部全球短波數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用了哈里斯公司的RF 5710,但是沒有合適的通信軟件。為此筆者在多年實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上,于1999年初步設(shè)計和實現(xiàn)了基于選擇式ARQ的鏈路層協(xié)議,并對影響傳輸效率的因素和改進措施作了定性分析[2]。文獻[3]對該協(xié)議的時間參數(shù)和性能初步作了定量分析。
本文首先分析了文獻[2]協(xié)議的不足之處,然后給出了改進型半雙工選擇式ARQ協(xié)議的設(shè)計方案,定時分析了新協(xié)議的時間參數(shù)、信道利用率,在定量分析的基礎(chǔ)上給出了自適應(yīng)閾值;在新的鏈路層協(xié)議上,制定了文件傳輸層協(xié)議。
1 改進型半雙工選擇式ARQ協(xié)議和支持傳送協(xié)議
1.1 短波半雙工選擇ARQ協(xié)議概況
在文獻[2]中,協(xié)議一次最多發(fā)送16幀,然后等待對方的應(yīng)答;幀的編號從1～240,當(dāng)傳輸?shù)降?40幀數(shù)據(jù)后,強行將序號1～240中沒有正確傳送的幀送到對方,然后才能進入下一個240幀的傳輸,這與通常的滑動窗口機制有差異。對于選擇式協(xié)議來說,極端情況下240幀的第一幀沒有成功收到,那么所有的數(shù)據(jù)都不能交給應(yīng)用層,這樣對于優(yōu)先級非常高的文件,無法及時傳輸。為了解決這類問題,在每個文件傳輸時,首先強制性地把文件名稱、長度送到對方,然后將文件中的數(shù)據(jù)送走。這種方案保證先發(fā)送的文件先到達,但是文件頭和文件體需要至少發(fā)送兩次,對于長交織模式來說傳遞一批小文件（需要確保優(yōu)先級高的文件先送到,不能把它們合成一個文件一來傳輸）時效率非常低。
導(dǎo)致效率低下的原因有以下幾個方面：首先,沒有將全雙工選擇式ARQ中滑動窗口技術(shù)[4]正確地推廣到短波半雙工條件下;其次,一次發(fā)送的數(shù)據(jù)幀固定為16幀;第三,缺少對滑動窗口頂部數(shù)據(jù)幀的保護,使得滑動窗口機制無法快速下滑;第四,通信雙方采用一樣的交織模式,并且沒有制定信道條件變化時自適應(yīng)改變交織模式的定量準(zhǔn)則。
1.2 改進型半雙工選擇式ARQ協(xié)議
數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)
| 標(biāo)志 | 發(fā)地址 | 收地址 | 幀號 | 幀數(shù) | 數(shù)據(jù) | CRC | 標(biāo)志 |
| 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 30,60,12,240 | 2 | 1 |
說明：數(shù)據(jù)幀的長度接收方自動匹配,由幀的結(jié)束符號來自動區(qū)分。兩個幀之間的分隔符號用一個。
應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)
| 標(biāo)志 | 發(fā)地址 | 收地址 | 確認(rèn)幀號 | CRC | 標(biāo)志 |
| 1 | 2 | 2 | 多個字節(jié) | 2 | 1 |
