Лабораторная работа: Исследование канальных протоколов с обратной связью
Принимая это во внимание, эффективность протокола обычно, предлагается оценивать показателем, похожим на понятие КПД в технике, который отражает влияние различных факторов, действующих в системе передачи
Если имеется возможность наблюдать процесс передачи данных достаточно длительное время, численное значение U можно найти экспериментально:
, (1)
где Tпередачи – суммарное время, в течение которого станция‑отправитель передает в канал кадры данных.
Tобщее – общее время, затраченное на передачу, включает Tпередачи плюс время, затраченное на обработку, ожидание, повторные передачи кадров и прочие накладные расходы.
4.1 Эффективность протокола ARQ- SAW
Проследим влияние на эффективность различных параметров.
Протокольный цикл в данном случае включает (см. рис. 1)
T пц =2T з +T пк +T пACK +T ок +T оACK (2)
Здесь:
T пк – время передачи кадра данных в прямой канал (пропорционально длине кадра и тактовому интервалу);
T пACK – время передачи извещения ACK или NAK (пропорционально длине извещения и тактовому интервалу в обратном канале);
T з – задержка из-за конечного времени распространения сигнала в физической среде (считается, что она одинакова в прямом и обратном каналах);
T ок – интервал «обработки» кадра декодером прямого канала;
T оACK – интервал обработки извещения декодером обратного канала.
Из формулы и рис. 1 видно, что накладные расходы времени в пределах одного протокольного цикла могут быть весьма различными в зависимости от «игры параметров» в тех или иных конкретных условиях. Например, если с малой скоростью передаются длинные кадры данных, возможно, что исследователь сочтет возможным пренебречь величинами T пACK , T ок и T оACK . Приняв это допущение и временно предположив отсутствие ошибок в кадрах (никакой кадр не передается дважды), получим эффективность
. (3)
Если снять допущение о безошибочных кадрах (пусть вероятность ошибки в кадре равна Pк ), то каждый кадр будет передаваться в среднем не 1 раз, а N п раз (из-за повторных передач), причем
N п =
. (4)
Поэтому эффективность снизится в N п раз:
, (5)
Одним из факторов, влияющим в данном случае на величину U является интенсивность ошибок в опознавании бит на физическом уровне. С увеличением вероятности происхождения ошибки снижается эффективность протокола, т. к. происходит больше повторных передач.
Из приведенных формул видно, что эффективность U зависит также от отношения (Tз ) /Tпк . Если (Tз ) /Tпк <<1 (задержка невелика по сравнению с длиной кадра, выраженной в единицах времени), то эффективность скорее всего будет близка к единице.
Вышесказанное относится к простейшему протоколу с автоматическим запросом на повторение.
4.2 Эффективность протоколов ARQ - GBn
Более сложны рассуждения для протокола с возвратом на n шагов назад. Его эффективность будет зависеть еще и от параметра n .
Допустим, ошибок в кадрах не происходит. Пусть также окно достаточно широкое, а время задержки достаточно мало:
2Tз <nTпк (6)