數(shù)據(jù)通信是當(dāng)前熱門應(yīng)用，與此同時(shí)，數(shù)據(jù)通信也是大學(xué)熱門專業(yè)之一。在上篇文章中，小編對(duì)數(shù)據(jù)通信中的鏈路層設(shè)計(jì)有所介紹，本文將介紹其余下內(nèi)容。如果你對(duì)數(shù)據(jù)通信抑或數(shù)據(jù)通信相關(guān)內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、改進(jìn)型協(xié)議下的時(shí)間參數(shù)和通信利用率

1.1 時(shí)間參數(shù)的確定

已經(jīng)指出協(xié)議關(guān)聯(lián)的時(shí)間參數(shù)有六個(gè)。對(duì)比本文可以發(fā)現(xiàn)，四個(gè)參數(shù)計(jì)算公式?jīng)]有變化。但包同步延時(shí)和ACK同步延時(shí)有些變化，主要是本協(xié)議采用非對(duì)稱的交織模式，即應(yīng)答一方總是采用無(wú)交織模式，因此可以減少包同步延時(shí)和ACK同步延時(shí)。參照文獻(xiàn)[3]的計(jì)算方法，用Tsyn表示包同步延時(shí)，TAck表示ACK同步延時(shí)，TFrame表示幀同步延時(shí)，TInterDelay表示交織延時(shí)，則改進(jìn)型的時(shí)間參數(shù)計(jì)算公式如下：

TAck=2×TInterDelay+1.2×2+TFrame(取整) (1)

TSyn=2×TInterDelay+1.2×2 (2)

也就是說(shuō)TInterDelay的系數(shù)從4變?yōu)?，這對(duì)長(zhǎng)交織來(lái)說(shuō)TAck和TSyn將減汪9.6秒，可以較大幅度地提高信道的利用率。

假設(shè)一次發(fā)送數(shù)據(jù)幀個(gè)數(shù)為N、數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)為L(zhǎng)字節(jié)、信道速率為H(bps)，那么信道利用率計(jì)算公式為：

(N×L×8/H)/(TAck+N(L+10)8/H+TRtsDelay1+TRtsDelay2) (3)

其是分子為實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸所用的時(shí)間，分母為數(shù)據(jù)開(kāi)始發(fā)送到接收確認(rèn)的時(shí)間，常數(shù)10為數(shù)據(jù)幀中額外的字節(jié)，8為一個(gè)字節(jié)的比特?cái)?shù)目，TRtsDelay1和TRtsDelay2分別代表鍵控前延時(shí)和鍵控中延時(shí)。

1.2 不同幀長(zhǎng)和交織模式下的信道利用率

從信道利用率角度，當(dāng)傳輸速率較高時(shí)要求具有較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包和一次發(fā)送較多的數(shù)據(jù)幀數(shù)，尤其是長(zhǎng)交織模式下：

吞吐率是標(biāo)識(shí)通信協(xié)議性能的重要標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于半雙工通信協(xié)議來(lái)說(shuō)它被定義為一定的時(shí)間單位里，從發(fā)送方到達(dá)接收方數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量如果用S表示正確發(fā)送的數(shù)據(jù)量，I表示相繼發(fā)送的兩次時(shí)間間隔，吞吐率用Rbyte來(lái)表示，那么相應(yīng)的數(shù)據(jù)率計(jì)算公式為：

Rbyte=S/I (4)

在半雙工ARQ協(xié)議中：

S=N×L (5)

I=IInterDelay×2+(TRstDelay1+TRtsDelay2)×2+[N×(L+10)×8]/Rate+(70×8)/(Rate) (6)

其中N表示一次發(fā)送幀數(shù)，L表示一幀的有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最后一項(xiàng)表示接收應(yīng)答時(shí)間，為簡(jiǎn)經(jīng)起見(jiàn)把幀長(zhǎng)定為70字節(jié)。

(1)在相同的交織方式下，幀長(zhǎng)越長(zhǎng)，發(fā)送有效數(shù)據(jù)的時(shí)間占總時(shí)間的比例越高，有效吞吐率就越大，協(xié)議的效率越高;

(2)在相同的交織方式和相同的幀長(zhǎng)前提下，信道速率越高，總的發(fā)送時(shí)間縮短，有效吞吐率就越大，協(xié)議的效率越高;

(3)在相同的信道速率和幀長(zhǎng)條件下，交織越短有效吞吐率越高。

協(xié)議在多個(gè)小文件傳輸中的效率，在長(zhǎng)交織模式下，由于一個(gè)文件的傳輸分為文件頭和文件體兩次傳輸，因此在無(wú)干擾條件下單個(gè)文件的最短傳輸時(shí)間應(yīng)該不小于2Tack時(shí)間，即46秒。無(wú)論采取什么樣的速率和多小的文件，對(duì)于多個(gè)小文件來(lái)說(shuō)傳輸效率非常低。

新低輸協(xié)議主要取決多個(gè)文件的總長(zhǎng)度、傳輸速率和幀長(zhǎng)。如果10個(gè)文件的總長(zhǎng)度為9.6K字節(jié)、速率為2400bps、幀長(zhǎng)為120字節(jié)，那么在無(wú)干擾條件下的傳輸時(shí)間，第一次20幀為2400字節(jié)，時(shí)間為22秒;第二次40幀為4800字節(jié)，時(shí)間32秒;第三次20幀為2400字節(jié)，時(shí)間為22秒;因此總時(shí)間為75秒，并且與文件個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)。同樣，從前面計(jì)算中可以看出，一次發(fā)送的幀數(shù)的加大，尤其是對(duì)長(zhǎng)織來(lái)說(shuō)可以較大幅度地提高吞吐量。

二、自適應(yīng)準(zhǔn)則閾值的確定

從短波鏈路層協(xié)議判斷短波信道傳輸質(zhì)量的依據(jù)是錯(cuò)誤幀數(shù)(110A標(biāo)準(zhǔn)可以從遙控中取到信噪比，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定困難，本文以誤幀來(lái)判斷信道質(zhì)量)，因此模式的改變和一次發(fā)送幀數(shù)的調(diào)整由誤幀來(lái)決定。

2.1 交織模式的確定

以無(wú)交織模式為例，先假設(shè)在無(wú)交織模式下誤幀率為E，而這些誤幀可以經(jīng)過(guò)短交織模式得到糾正，在這樣情況下短交織的有效吞吐量民無(wú)交織的有效吞吐量相等的條件是：

(N-E)/IN=N/Is (7)

其中IN、Is分別為無(wú)交織和短交織傳輸N幀所需要的總時(shí)間。

依據(jù)該公式確定出誤幀率，可以認(rèn)為是從無(wú)交織過(guò)渡到短交織域值。由于該計(jì)算公式有一個(gè)前提，而該前提在實(shí)際通信中未必能夠成立，作為決定從交織變?yōu)槎探豢楅撝祽?yīng)該更大一些，通常加2或更大的設(shè)置。該原則同樣適用于從短交織到長(zhǎng)交織的閾值。

反過(guò)來(lái)，當(dāng)信道持續(xù)處于較好的條件下，應(yīng)該從長(zhǎng)交織降到短交織甚至無(wú)交織。由于長(zhǎng)交織沒(méi)有誤幀或很少誤幀的情況下，短交織可能存在比較多的誤幀，因此要求沒(méi)有誤幀的情況下，才從長(zhǎng)交織下降到短交織。同樣該原則適用于短交織到無(wú)交織。

2.2 一次發(fā)送幀數(shù)的確定準(zhǔn)則

從信道利用率的角度最好一次發(fā)送比較多的數(shù)據(jù)幀，尤其是長(zhǎng)交織的情況下。但是一次發(fā)送的幀數(shù)太多，當(dāng)信道遇到干擾時(shí)不能及時(shí)地調(diào)整參數(shù)，比如數(shù)據(jù)交織模式、數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)、信道速率等，這樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生較多的錯(cuò)幀。

比較謹(jǐn)慎的做法是：無(wú)交織初始幀數(shù)為20，如果沒(méi)有誤幀則逐步加長(zhǎng)到40、60和80幀;而短交織初始設(shè)置為40幀，沒(méi)有誤幀條件下逐步加大60、80幀，而長(zhǎng)交織初始為60帖。謹(jǐn)慎的原因主要考慮信道不穩(wěn)定情況下，相對(duì)較少的數(shù)據(jù)幀可以加快參數(shù)的調(diào)整。由于定量分析相對(duì)較難，在本文中不作進(jìn)一步分析。

協(xié)議經(jīng)過(guò)修改后，在信道很好地實(shí)際傳輸效率非常高，在信道傳輸質(zhì)量發(fā)生變化的情況下能夠較好選擇合適的交織模式。通過(guò)采取非對(duì)稱交織模式可以將長(zhǎng)交織壓縮近一半的RTT時(shí)間。通過(guò)滑動(dòng)窗口的控制和窗口頂部數(shù)據(jù)幀的保護(hù)，提高了鏈路層數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，大大改善了多個(gè)小文件的傳輸效率。

以上便是此次小編帶來(lái)的“數(shù)據(jù)通信”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)數(shù)據(jù)通信鏈路層協(xié)議的開(kāi)發(fā)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!