CN102664717B - Arq反馈通信系统中丢包处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种ARQ反馈通信系统中丢包处理方法,为解决现有方法无法满足系统QoS的问题而设计。本发明ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法为当队列达到阈值且有新数据到达时,读取队列中各数据包的状态信息,获得各数据包的QoS状态,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包。QoS状态包括表征是否有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包的ARQ状态、数据包的传输次数、数据包的误包率和/或数据包的传输时延。本发明ARQ反馈通信系统中满足系统QoS的丢包方法的误包率较小,有效地降低系统的误包率,而且可以减小数据包的传输时延,从而能更好的满足系统的QoS。
Description
技术领域
本发明涉及一种ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法。
背景技术
对于实行了ARQ(Automatic Repeat-reQuest自动重传请求)协议的系统,当系统的发送端将数据包发送给接收端后,经过一定时间的延迟,会收到接收端的ACK/NAK反馈。当发送端收到的是ACK(Acknowledgement确认)反馈时,则认为数据包接收正确,发送端丢弃队列中的对应的数据包。如果收到的是NAK(Negative Acknowledgement否定应答)反馈,则表明接收端接收错误,如果没有到达最大传输次数的话,则继续进行调度发送。如果到达最大传输次数的话,则将数据包丢弃,该数据包传输错误。
当前的丢包策略主要是丢弃新到的包。这样,当丢弃该包时接收端无法接收该包,一定会造成误包率。
发明内容
为了克服上述的缺陷,本发明提供一种将队列丢包率对系统丢包率的影响控制到最小化的ARQ反馈通信系统中满足系统QoS的丢包方法。
为达到上述目的,本发明提供一种ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法,所述方法为当队列达到阈值且有新数据到达时,读取队列中各数据包的状态信息,获得各数据包的QoS状态,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包。
特别是,所述QoS状态包括表征是否有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包的ARQ状态、数据包的传输次数、数据包的误包率和/或数据包的传输时延。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
若各个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若各个数据包的传输次数相同,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
特别是,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若各个数据包的传输时延相同,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
若各个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若各个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
本发明ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法是根据数据包的QoS状态不同来决定丢弃哪个数据包。相比于随机丢弃,本发明方法造成误包率的概率较小,能有效地降低系统的误包率。而且本方法优先丢弃延迟时间较长的数据包,所以减小了数据包的传输时延,从而能更好的满足系统的QoS。
附图说明
图1为本发明丢包处理方法第一方案的步骤示意图。
图2为本发明丢包处理方法第二方案的步骤示意图。
图3为本发明丢包处理方法第三方案的步骤示意图。
图4为本发明丢包处理方法第四方案的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和优选实施例对本发明做详细描述。
本发明ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法为当队列达到阈值且有新数据到达时,读取队列中各数据包的状态信息,获得各数据包的QoS(Quality ofService,服务质量)状态,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包。本方法中的阈值即包括存在一个设定值的情况,也包括队列满的情况。
其中,QoS状态包括表征是否有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包的ARQ状态、数据包的传输次数、数据包的误包率和/或数据包的传输时延。
通常,ARQ状态的值为0表示该数据包还未发送或者正在等待下次重传;状态的值为1表示该数据包已经发送但未收到ACK/NAK确认。但是ARQ状态的表示方式不限于此。
如图1所示,当已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包不是一个数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
如图2所示,当数据包为多业务数据包且已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包不是一个数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
如图3所示,当数据包为多业务数据包且已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包不是一个数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
如图4所示,当数据包为多业务数据包且已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包不是一个数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
如图1所示,当没有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
若各个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若各个数据包的传输次数相同,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包。
如图3所示,当没有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包时,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若各个数据包的传输时延相同,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
若各个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若各个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包。
本发明ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法是根据数据包的状态不同来决定丢弃哪个数据包。相比于随机丢弃,本发明方法造成误包率的概率较小,能有效地降低系统的误包率。而且本方法优先丢弃延迟时间较长的数据包,所以减小了数据包的传输时延,从而能更好的满足系统的QoS。
优选实施例:假设各个数据包的大小相同,且缓冲区大小为6个数据包的大小。当前队列的长度为6,即队列正好是满的。假设在初始时刻t0,各个数据包的状态如表1所示:
表1各个数据包在初始时刻t0的状态
数据包序列号 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
状态 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
误包率估计 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.08 |
发送次数 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
其中,状态为0表示该数据包还未发送或者正在等待重传,如果该数据包未发送,则其误包率估计值为1;状态为1表示该数据包已经发送但未收到ACK/NAK确认,误包率可以通过系统仿真、统计和滤波的方法进行估计。
对于已经发送的数据包,当收到ACK确认时,则直接丢弃该数据包。即,表1表示数据包1发送了一次,正在等待ACK/NAK反馈确认,而其他数据包还未发送。
假设到了t1时刻,各个数据包的状态如表2所示:
表2各个数据包在初始时刻t1的状态
数据包序列号 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
状态 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
误包率估计 | 1 | 0.05 | 0.04 | 0.05 | 0.04 | 0.01 |
发送次数 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 |
如果在t1时刻,当有三个新数据包到达,则需要丢弃三个数据包。
传统方法主要包括丢弃新到的数据包(丢尾法,drop tail)和丢弃最老的数据包(丢头法,drop front)。当丢弃最老的数据包时,丢弃的数据包的序列号依次为:1、2、3、4、5和6;当丢弃最新的数据包时,丢弃的数据包的序列号依次为:6、5、4、3、2、和1。
传统方法执行后有很大的缺陷。丢弃最老数据包的方案:被丢弃的数据包为1、2和3,而由表2可知,数据包4的误包率高于数据包3,所以该方案会引起更高的系统丢包率;丢弃最新数据包的方案:被丢弃的数据包为6、5和4,而由表2可知,数据包6的丢弃会造成系统的丢包率,即该方案也会引起更高的系统丢包率。
根据本发明ARQ反馈通信系统中满足系统QoS的丢包方法,通过对数据包的丢弃优先级进行排序,丢弃的数据包的序列号依次为:1、2、4、3、5和6。新到达的数据包有三个,则需要丢弃三个数据包,此时丢弃的数据包为数据包1,数据包2和数据包4。应用本发明的丢包方法后,误包率的概率明显减小了,有效地降低系统的误包率。
以上,仅为本发明的较佳实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种ARQ反馈通信系统中丢包处理的方法,其特征在于,所述方法为当队列达到阈值且有新数据到达时,读取队列中各数据包的状态信息,获得各数据包的QoS状态,根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包;
所述QoS状态包括表征是否有已经发送但未收到ACK/NAK反馈的数据包的ARQ状态、数据包的传输次数、数据包的误包率和/或数据包的传输时延;
根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
或者根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若所述多个数据包的传输次数相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
或者根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断所述多个数据包的误包率是否相同;
若所述多个数据包的误包率不相同,则丢弃误包率估计值最小的数据包;
若所述多个数据包的误包率相同,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
或者根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若有多个数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则比较估计误包率和业务误包率要求,判断是否有数据包满足业务误包率要求;
若有数据包满足业务误包率要求,则丢弃满足业务误包率要求的数据包;
若没有数据包满足业务误包率要求,则判断所述多个数据包的传输时延是否相同;
若所述多个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若所述多个数据包的传输时延相同,则判断所述多个数据包的传输次数是 否相同;
若所述多个数据包的传输次数相同,则随机丢弃一个数据包;
若所述多个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
或者根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
若各个数据包的传输次数不相同,则丢弃传输次数最大的数据包;
若各个数据包的传输次数相同,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延相同,则随机丢弃一个数据包;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
或者根据各数据包的QoS状态确定要丢弃的数据包的步骤包括:
若没有数据包已经发送但未收到ACK/NAK反馈,则判断各个数据包的传输时延是否相同;
若各个数据包的传输时延不相同,则丢弃传输时延最长的数据包;
若各个数据包的传输时延相同,则判断各个数据包的传输次数是否相同;
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