OPNET Go-back-N ARQ仿真

OPNET Go-back-N ARQ仿真

学习OPNET仿真软件有很长一段时间了，我们将从这个简单的ARQ 机制开始自行搭建整个仿真平台，希望通过这一过程达到对该软件的比较深入的了解。

一.GoBackN原理

二. 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）。

三.停等式ARQ

四. 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。

五. 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。

六.回退n帧的ARQ

七. 在回退n帧的ARQ中，当发送方接收到接收方的状态

报告指示报文出错后，发送方将重传过去的n个报文。

八. 回退N，发送窗口大于1，接收窗口等于1。允许发送

方可以连续发送信息帧，但是，一旦某帧发生错误，必须重新发送该帧及其后的n帧。这种方式提高了信道的利用率，但允许已发送有待于确认的帧越多，可能要退回来重发的帧也越多。

九.选择性重传ARQ

十. 在选择性重传ARQ中，当发送方接收到接收方的状态

报告指示报文出错，发送方只发送传送发生错误的报文。

十一. 选择重传协议，发送窗口和接收窗口都大于1。发送方仅重新传输发生错误的帧，并缓存错误帧之后发送的帧。与回退N相比，减少了出错帧之后正确的帧都要重传的开销。

十二.混合ARQ

十三.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。

当接收方收到一个乱序帧时，将会请求发送方重新传输从该乱序帧开始的后面N个帧。例如，发送方发送完8号帧后，发现接收方在接收2号帧时出错，这时发送方将会重传2到8号帧。基本原理图如下：

二.仿真设计思路

1.在该仿真中，我将先从最里层的PROCESS状态机开始实现。

初步设想为发送方和接收方两个PROCESS，实现发送方到接

收方的单向传输。下面将分别进行讨论。

2.发送方主要实现两个功能：发送和重传。

3.接收方主要实现两个功能：接收处理和发送反馈信息。

4.状态机设计时需要考虑的问题

5.发送端的Process状态机主要包含5个状态：init、idle、

send_data、re_transfer和ip_arrival。

6.接收端的Process状态机主要包括4个状态：init、idle、

receive_data、send_ack。

7.发送端需要着重考虑的问题有：如何控制多长时间发送一个包、

发送条件需要包括哪些因素、重传时候的判断机制、定时器的

设置等。

8.接收方需要着重考虑的问题有：如何判断该数据是否为正确接

收的数据、移动接收窗口的设置、定时器的设置等。

发送端：

1.发送窗口设置。发送窗口用来对发送端流量进行控制。而发送窗口的大小表示在没有收到对方确认信息的情况下，发送端最多能够发送的数据帧的个数。本仿真中将采用3bit来对发送序号进行编码。因此，将发送窗口大小设置为7。

2.发送方将维护1个队列：发送窗口队列。发送方的协议处理模块在收到上层传输过来的数据后，会将其插入到发送窗口队列中。根据定时中断控制其向接收端的发送。

3.发送方的发送超时定时器。发送方对于从发送窗口发送出去的数据都会启动一个发送超时定时器，当规定时间内还未收到接收方的确认信息，则对该数据进行超时重传。

接收方：

1.接收窗口设置。接收窗口是为了控制可以接受哪些帧而不可以接受哪些帧。在本仿真中，由于采用的连续ARQ协议，接收窗口大小设置为1.

2.接收方将维护1个队列：接收窗口队列。当接收方接收到从发送方传输过来的数据后，会将其插入到接收窗口队列中去。并对其接收状态进行确认。如果为正确接收，则将其从接收窗口中删除，并且移动接收窗口，定时发送确认信息。如果为错误接收，则就诶收窗口不移动。

3.接收方只对正确接收的数据进行确认。同时采用累积的确认方式：一段时间后，对该时间之前接收窗口内所有正确接收的数据包进行一次性确认，只发送该确认包给接收端。

仿真图如下：