ARQ de repetición selectiva

La solicitud de repetición selectiva ARQ o la solicitud de rechazo selectivo ARQ es una instancia específica del protocolo de solicitud de repetición automática (ARQ) que se utiliza para gestionar los números de secuencia y las retransmisiones en comunicaciones fiables .

La repetición selectiva forma parte de la solicitud de repetición automática (ARQ). Con la repetición selectiva, el emisor envía un número de tramas especificado por un tamaño de ventana, incluso sin necesidad de esperar la confirmación individual del receptor, como en la ARQ Go-Back-N . El receptor puede rechazar selectivamente una trama, que puede retransmitirse de forma independiente; esto contrasta con otras formas de ARQ, que deben reenviar todas las tramas desde ese punto. El receptor acepta las tramas fuera de orden y las almacena en búfer. El emisor retransmite individualmente las tramas que han expirado.

Puede utilizarse como protocolo para la entrega y confirmación de unidades de mensajes, o bien como protocolo para la entrega de subunidades de mensajes subdivididas.

Cuando se utiliza como protocolo para la entrega de mensajes , el proceso de envío continúa enviando un número de tramas especificado por el tamaño de la ventana , incluso después de la pérdida de una trama. A diferencia del protocolo Go-Back-N ARQ , el proceso de recepción seguirá aceptando y confirmando las tramas enviadas después de un error inicial; este es el caso general del protocolo de ventana deslizante con tamaños de ventana de transmisión y recepción mayores que 1.

El proceso receptor registra el número de secuencia del primer fotograma que no ha recibido y envía dicho número con cada acuse de recibo (ACK). Si un fotograma del remitente no llega al receptor, este continúa enviando fotogramas subsiguientes hasta vaciar su ventana . El receptor sigue llenando su ventana de recepción con los fotogramas subsiguientes, respondiendo cada vez con un ACK que contiene el número de secuencia del primer fotograma que falta . Una vez que el remitente ha enviado todos los fotogramas de su ventana , reenvía el número de fotograma indicado por los ACK y continúa donde lo dejó.

El tamaño de las ventanas de envío y recepción debe ser igual y la mitad del número de secuencia máximo (suponiendo que los números de secuencia se numeran del 0 al n −1) para evitar errores de comunicación en todos los casos de pérdida de paquetes. Para comprender esto, consideremos el caso en que se destruyen todos los ACK. Si la ventana de recepción es mayor que la mitad del número de secuencia máximo, algunos, o incluso todos, los paquetes presentes después de los tiempos de espera son duplicados que no se reconocen como tales. El remitente mueve su ventana por cada paquete que se confirma. ^{[ 1 ]}

Cuando se utiliza como protocolo para la entrega de mensajes subdivididos, funciona de manera algo diferente. En canales no continuos donde los mensajes pueden tener longitud variable, los protocolos ARQ estándar o ARQ híbrido pueden tratar el mensaje como una sola unidad. Alternativamente, se puede emplear la retransmisión selectiva junto con el mecanismo ARQ básico, donde el mensaje se subdivide primero en subbloques (normalmente de longitud fija) en un proceso llamado segmentación de paquetes . El mensaje original de longitud variable se representa así como una concatenación de un número variable de subbloques. Mientras que en ARQ estándar el mensaje en su conjunto se confirma (ACK) o se rechaza (NAK), en ARQ con transmisión selectiva la respuesta ACK llevaría además un indicador de bits que indica la identidad de cada subbloque recibido correctamente. En ARQ con retransmisión selectiva de mensajes subdivididos, cada retransmisión disminuye en longitud, necesitando contener solo los subbloques que se vincularon.

En la mayoría de los modelos de canal con mensajes de longitud variable, la probabilidad de recepción sin errores disminuye en proporción inversa a la longitud del mensaje. En otras palabras, es más fácil recibir un mensaje corto que uno largo. Por lo tanto, las técnicas ARQ estándar que utilizan mensajes de longitud variable presentan mayores dificultades para la entrega de mensajes largos, ya que cada repetición tiene la longitud completa. La retransmisión selectiva aplicada a mensajes de longitud variable elimina por completo la dificultad de entregar mensajes largos, puesto que los subbloques entregados correctamente se conservan después de cada transmisión, y el número de subbloques pendientes en las transmisiones posteriores disminuye. La repetición selectiva se implementa en la transmisión UDP.

Estos ejemplos suponen un número infinito de números de secuencia y de solicitud. ^{[ 2 ]}

N := tamaño de la ventana Rn := número de solicitud Sn := número de secuencia Sb := base de secuencia Sm := máximo de secuencia buffer[] := búfer para almacenar paquetes fuera de orden El receptor de la función es Rn := 0 buffer := vacío Haz lo siguiente para siempre: Si el paquete recibido no tiene errores y Sn = Rn, entonces Acepta el paquete y envíalo a una capa superior. Rn := Rn + 1 mientras exista buffer[Rn] hacer Acepta el paquete del búfer y envíalo a una capa superior. Eliminar el paquete Rn del búfer Rn := Rn + 1 De lo contrario, si el paquete recibido no tiene errores y Sn > Rn , entonces almacene el paquete en la posición Sn . Ignorar paquete Enviar solicitud de RnFunción remitente es Sb := 0 Sm := N + 1 buffer := vacío Repita los siguientes pasos indefinidamente: Si recibe un número de solicitud donde Rn > Sb, entonces Sm := ( Sm − Sb ) + Rn Sb := Rn Eliminar del búfer los paquetes con Sn < RnSi no hay ningún paquete en transmisión , entonces transmitir un paquete donde Sb ≤ Sn < Sm Almacenar el paquete transmitido en el búfer Para cada paquete Sn en el búfer , si se produjo un tiempo de espera para el paquete Sn , entonces retransmitir el paquete Sn.

Hay algunas cosas que se deben tener en cuenta al elegir un valor para N en el ARQ de repetición selectiva:

1. El emisor no debe transmitir más rápido de lo que el receptor puede procesar. N debe estar limitado por la capacidad del receptor para procesar y almacenar en búfer paquetes fuera de orden.
2. N debe ser menor que la mitad del número total de números de secuencia (si están numerados desde cero hasta el valor máximo del espacio de números de secuencia) para evitar ambigüedad en la detección de paquetes duplicados y acuses de recibo descartados. ^{[ 1 ]}
3. Considerando las restricciones en (1) y (2), elija N lo más grande posible para maximizar el rendimiento. ^{[ 3 ]}

El Protocolo de Control de Transmisión utiliza una variante de ARQ Go-Back-N para garantizar la transmisión confiable de datos a través del Protocolo de Internet , que no proporciona entrega garantizada de paquetes; con la extensión de Acuse de Recibo Selectivo (SACK) , también puede utilizar ARQ de Repetición Selectiva.

El estándar ITU-T G.hn , que permite crear una red de área local de alta velocidad (hasta 1 Gigabit/s) utilizando el cableado doméstico existente ( líneas eléctricas , líneas telefónicas y cables coaxiales ), emplea ARQ de repetición selectiva para garantizar una transmisión fiable en medios con ruido. G.hn utiliza la segmentación de paquetes para subdividir los mensajes en unidades más pequeñas, aumentando así la probabilidad de que cada uno se reciba correctamente.

El perfil STANAG 5066 para la comunicación de datos por radio de alta frecuencia (HF) utiliza ARQ de repetición selectiva, con un tamaño máximo de ventana de 128 unidades de datos de protocolo (PDU).

• Regresar-N ARQ
• Transferencia de datos confiable
• Pipeline (software)
• Solicitud de repetición automática
• redes informáticas

• Lockitt, JA; Gatfield, AG; Dobyns, TR (1975). Un sistema ARQ de repetición selectiva . 3.ª Conferencia Internacional sobre Comunicaciones Digitales por Satélite. 3.ª Conferencia Internacional sobre Comunicaciones Digitales por Satélite . págs. 189–195 . Bibcode : 1975dsc..conf..189L . 
• Weldon, E. (marzo de 1982). "Una estrategia ARQ de repetición selectiva mejorada". IEEE Transactions on Communications . 30 (3): 480– 486. Bibcode : 1982ITCom..30..480W . doi : 10.1109/TCOM.1982.1095497 . ISSN 0090-6778 . 
• Comroe, R.; D. Costello (julio de 1984). "Esquemas ARQ para la transmisión de datos en sistemas de radio móviles". IEEE Journal on Selected Areas in Communications . 2 (4): 472– 481. Bibcode : 1984IJSAC...2..472C . doi : 10.1109/JSAC.1984.1146084 . S2CID 22759443 .