Метод автоматического повторного запроса прикладного уровня для потоковой передачи данных по сети БПЛА
https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-3-28-41
Аннотация
В работе предложен и исследован метод кооперативного автоматического повторного запроса прикладного уровня ALC-ARQ, предназначенный для потоковой передачи данных по автономным сетям БПЛА. Имитационная модель в сетевом симуляторе NS-3 реализована для оценки производительности алгоритма и проведения сравнительного анализа с известными протоколами маршрутизации ‒ AODV и OLSR. Измеренными показателями качества обслуживания являются коэффициент потери пакетов и односторонняя задержка передачи. Результаты показывают, что предложенный метод превосходит указанные протоколы таким параметрам, как: объявление информации о состоянии канала, скорость кооперативной ретрансляции и дальность передачи. Также он улучшает метрики качества обслуживания, сохраняет стабильность передачи с точки зрения восстановления потерянных пакетов в диапазоне передачи узла-ретранслятора и удерживает показатели односторонней задержки ниже допустимых значений.
Ключевые слова
потеря пакетов,
контроль ошибок,
задержка,
потоковая передача данных,
автоматический повторный запрос
При поддержке: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований № 19-29-06076
Об авторах
М. А. Ламри
Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова
Россия
Россия
аспирант кафедры «Радиотехника» Приборостроительного факультета Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова
А. В. Абилов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия
Россия
кандидат технических наук, первый проректор-проректор по учебной работе Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
А. М. Преснецов
ООО «Нефтемаш»
Россия
Россия
программист ООО «Нефтемаш»
Список литературы
1. Ngo H.A., Hanzo L. Hybrid Automatic-Repeat-reQuest Systems for Cooperative Wireless Communications // IEEE Communications Surveys and Tutorials. 2013. Vol. 16. Iss. 1. PP. 25‒45. DOI:10.1109/SURV.2013.071913.00073
2. He X., Kumar R., Mu L., Gjøsæter T., Li F.Y. Formal verification of a Cooperative Automatic Repeat reQuest MAC protocol // Computer Standards and Interfaces. 2012. Vol. 34. Iss. 4. PP. 343‒354. DOI:10.1016/j.csi.2011.12.001
3. Jamshidi A. Efficient cooperative ARQ protocols based on relay selection in underwater acoustic communication sensor networks // Wireless Networks. 2019. Vol. 25. PP. 4815‒4827. DOI:10.1007/s11276-018-1773-5
4. Goel J., Jagadeesh H. Listen to Others’ Failures: Cooperative ARQ Schemes for Low-Latency Communication Over Multi-Hop Networks // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2021. Vol. 20. Iss. 9. PP. 6049‒6063. DOI:10.1109/TWC.2021.3071504
5. Tutgun R., Aktas E. A Markovian Analysis of Cooperative ARQ with Random Access // Wireless Personal Communications. 2022. Vol. 123. PP. 3201–3211. DOI:10.1007/s11277-021-09282-6
6. Goel J., Harshan J. Minimal Overhead ARQ Sharing Strategies for URLLC in Multi-Hop Networks // Proceedings of the 93rd Vehicular Technology Conference (Helsinki, Finland, 25‒28 April 2021). IEEE, 2021. DOI:10.1109/VTC2021-Spring51267.2021.9448948
7. Mheich Z., Savin V. Cooperative communication protocols with energy harvesting relays // Proceedings of the Wireless Days (Porto, Portugal, 29‒31 March 2017). IEEE, 2017. PP. 60‒65. DOI:10.1109/WD.2017.7918116
8. Kim S., Kim B.S., Kim K.H., Kim K.I. Opportunistic Multipath Routing in Long-Hop Wireless Sensor Networks // Sensors. 2019. Vol. 19. Iss. 19. P. 4072. DOI:10.3390/s19194072
9. He X., Li F.Y. A Multi-Relay Cooperative Automatic Repeat Request Protocol in Wireless Networks // Proceedings of the International Conference on Communications (Cape Town, South Africa, 23‒27 May 2010). IEEE, 2010. DOI:10.1109/ICC.2010.5502169
10. Shafique T., Abdelhady A.M., Amin O., Alouini M. S. Energy Efficiency, Spectral Efficiency and Delay Analysis for Selective ARQ Multichannel Systems // IEEE Transactions on Green Communications and Networking. 2018. Vol. 2. Iss. 3. PP. 612‒622. DOI:10.1109/TGCN.2018.2809729
11. Yufeng S. Cross-Layer Techniques for Adaptive Video Streaming over Wireless Networks // EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2005. DOI:10.1155/ASP.2005.220
12. Kang S.H., Zakhor A. Packet scheduling algorithm for wireless video streaming // International Packet Video Workshop. 2002.
13. Aramvith S., Lin C.W., Roy S. Sunet M.T. Wireless video transport using conditional retransmission and low-delay interleaving // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2002. Vol. 12. Iss. 6. PP. 558‒565. DOI:10.1109/TCSVT.2002.800326
14. Lamri M.A., Abilov A., Vasiliev D., Kaisina I., Nistyuk A. Application Layer ARQ Algorithm for Real-Time Multi-Source Data Streaming in UAV Networks // Sensors. 2021. Vol. 21. Iss. 17. P. 5763. DOI:10.3390/s21175763
15. Zhai F., Eisenberg Y., Pappas T.N., Berry R., Katsaggelos A.K. Joint source-channel coding and power allocation for energy efficient wireless communications // Proceedings of the 41st Allerton Conference on Communication, Control and Computing, (Monticello, USA, 1‒3 October 2003). 2003.
16. Kondi L.P., Ishtiaq F., Katsaggelos A.K. Joint source channel coding for motion-compensated DCT-based SNR scalable video // IEEE Transactions on Image Processing. 2002. Vol. 11. Iss. 9. PP. 1043‒1052. DOI:10.1109/TIP.2002.802507
17. Paxson V., Allman M., Chu J., Sargent M. Computing TCP's Retransmission Timer // RFC 6298. 2011. DOI:10.17487/RFC6298
18. Hasslinger G., Hohlfeld O. The Gilbert-Elliott Model for Packet Loss in Real Time Services on the Internet // Proceedings of the 14th GI/ITG Conference: Measurement, Modeling and Evaluation of Computer and Communication Systems (Dortmund, Germany, 31 March‒02 April 2008). VDE, 2008.
19. Rondeau E., Lepage F., Georges J. P., Morel G. Chapter 3 ‒ Measurements and Sustainability // In: Dastbaz M., Pattinson C., Akhgar B. (ed.) Green Information Technology. A Sustainable Approach: Measurements and Sustainability. Elsevier, 2015.
20. PP. 29–59. DOI:10.1016/B978-0-12-801379-3.00003-6
21. Hofmann U., Pfeiffenberger T., Hechenleitner B. One-way-delay measurements with CM toolset // Proceedings of the International Performance, Computing, and Communications Conference (Phoenix, USA, 05‒08 February 2000). IEEE, 2000. PP. 41‒47. DOI:10.1109/PCCC.2000.830300
Рецензия
Для цитирования:
Ламри М.А., Абилов А.В., Преснецов А.М. Метод автоматического повторного запроса прикладного уровня для потоковой передачи данных по сети БПЛА. Труды учебных заведений связи. 2023;9(3):28-41. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-3-28-41
For citation:
Lamri M.A., Abilov A., Presnetsov A. Application Layer Cooperative Automatic Repeat Request Method for Data Streaming over UAVs Network. Proceedings of Telecommunication Universities. 2023;9(3):28-41. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2023-9-3-28-41
Просмотров:
314
Послать статью по эл. почте 