10.14489/vkit.2017.12.pp.039-046

DOI: 10.14489/vkit.2017.12.pp.039-046

Карпухин Е. О., Мешавкин К. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТИ НА ВЫБОР РЕЖИМА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОТЕРЯННЫХ ПАКЕТОВ
(c. 39-46)

Аннотация. Разработаны имитационные модели сети передачи данных для исследования влияния ее характеристик на выбор режимов восстановления утраченного пакета. Получены количественные оценки характеристик сети, определяющие границу применимости режимов с подтверждением принятого пакета и использованием корректирующих кодов. На основании результатов показано, что при увеличении времени передачи данных до получателя и обратно, росте потерь пакетов в сети, эффективность режима, при котором используются корректирующие коды, повышается; эффективность режима с подтверждением принятого пакета – снижается. Граница, разделяющая два режима, располагается на вероятности потери пакета 0,5 % и времени передачи данных до получателя и обратно 50 мс. Выявлена наибольшая эффективность режима с использованием «сетевого» кода.

Ключевые слова: транспортное кодирование; информационное взаимодействие; имитационная модель; декодирование; время приема-передачи; корректирующие коды.

Karpukhin E. O., Meshavkin K. V.
RESEARCH OF NETWORK CHARACTERISTICS INFLUENCE ON PACKET RECOVERY MODE CHOICE
(pp. 39-46)

Abstract. Both error correction mode and packet confirmation mode are effective for packet recovery under different network conditions. Because of this limit (which splits range of applicability into two areas) should be defined. These two areas are areas where either ARQ (Automatic Repeat Request) mode or FEC (Forward Error Correction) mode is more preferable. After that simulation models have been developed to research influence of its characteristics on choice of packet recovery mode. Main component of this model is emulator of the network characteristics, which inserts delays and losses into the data. Additionally, simulation model uses the window estimation component included in the overload control algorithm which allows automatical determination of window size. After that quantitative estimates of network characteristics were obtained. Results show that increase of time of data transmission and increase of packet loss chance makes error correction mode more appropriate to use instead of packet confirmation mode. This research shows that network code is the most suitable for future usage. Extended parity code is the most effective of three codes, but its usage is severely limited in networks with high loss probabilities. The Reed–Solomon code showed significantly worse results both in data processing speed and in data assembly time. Obtained modeling results can be used in the hybrid ARQ/FEC system, allowing it to automatically switch modes depending on network conditions.

Keywords: Transport coding; Data-driven interaction; Simulation model; Decoding; Time of reception-transmission; Correction codes.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Е. О. Карпухин (Центр информационных технологий в проектировании РАН, Одинцово, Московская область, Россия; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия)
К. В. Мешавкин (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

E. O. Karpukhin (Design Information Technologies Center of the Russian Academy of Sciences, Odintsovo, Moscow region, Russia; Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia)
K. V. Meshavkin (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Скляр Б. Цифровая связь. М.: Вильямс, 2003. 1099 с.
2. Huang Y., Mehrotra S., Li J. A Hybrid FEC-ARQ Protocol for Low-Delay Lossless Sequential Data Streaming // IEEE Intern. Conf. on Multimedia and Expo, 2009 (ICME). New York, USA. 28 June – 3 July 2009. Р. 718 – 725. doi: 10.1109/ICME.2009.5202596
3. Карпухин Е. О., Бритвин Н. В. Применение транспортного кодирования для уменьшения времени сборки данных на приемной стороне // Электросвязь. 2016. № 10. С. 46 – 50.
4. Солодовников В. И., Карпухин Е. О., Гасанов Э. О. Способ управления доставкой сетевых па-кетов на стороне получателя для повышения эффективности информационного взаимодействия в теле-коммуникационных системах // Системы высокой доступности. 2014. Т.10, № 2. С. 33 – 37.
5. Карпухин Е. О., Бритвин Н. В., Мешавкин К. В. Исследование эффективности применения перспективных корректирующих кодов в гибридной ARQ/FEC системе на прикладном уровне // Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2017. № 20. С. 181 – 185.
6. An Empirical Study of NetEm Network Emulation Functionalities / A. Jurgelionis et al. // Proc. of 20th Intern. Conf. on Computer Communications and Networks (ICCCN). 2011. Р. 1 – 6.
7. Measuring Latency Variation in the Internet / Toke Høiland-Jørgensen, et al. // Proc. of the 12th Intern. on Conf. on Emerging Networking EXperiments and Technologies, CoNEXT 2016, Irvine, California, SA, December 12 – 15, 2016. Р. 473 – 480.
8. Лидовский В. В. Теория информации: учеб. пособие [Электронный ресурс]. М.: Компания Спут-ник+, 2004. 111 с. URL: https://studfiles.net/preview/996265/ (дата обращения: 11.11.2017).

Eng

1. Skliar B. (2003). Digital connections. Moscow: Williams. [in Russian language]
2. Huang Y., Mehrotra S., Li J. A hybrid FEC-ARQ Protocol for low-delay lossless sequential data streaming. IEEE Intern. Conf. on Multimedia and Expo, 2009 (ICME), (pp. 718-725). New York, USA. 28 June – 3 July 2009. doi: 10.1109/ICME.2009.5202596
3. Karpukhin E. O., Britvin N. V. (2016). Use of transport coding to reduce the time of data assembly on the receiving side. Elektrosviaz', (10), pp. 46-50. [in Russian language]
4. Solodovnikov V. I., Karpukhin E. O., Gasanov E. O. (2014). Way to manage the delivery of network pack-ets on the receiver's side to improve the efficiency of information interaction in telecommunication systems. Sistemy vysokoi dostupnosti, 10(2), pp. 33-37. [in Russian language]
5. Karpukhin E. O., Britvin N. V., Meshavkin K. V. (2017). Study the effectiveness of the use of perspective correcting codes in the hybrid ARQ / FEC system at the application level. Novye informatsionnye tekhnologii v avtomatizirovannykh sistemakh, (20), pp. 181-185. [in Russian language]
6. Jurgelionis A. et al. (2011). An empirical study of NetEm network emulation functionalities. Proc. of 20th Intern. Conf. on Computer Communications and Net-works (ICCCN), (pp. 1-6).
7. Toke Høiland-Jørgensen, et al. (2016). Measur-ing latency variation in the internet. Proc. of the 12th Intern. on Conf. on Emerging Networking EXperiments and Technologies, CoNEXT 2016, (pp. 473-480). Irvine, California, SA, December 12 – 15, 2016.
8. Lidovskii V. V. (2004). Information theory: text-book. Moscow: Kompaniia Sputnik+. Available at: https://studfiles.net/preview/996265/ (Accessed: 11.11.2017). [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2017.12.pp.039-046

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2017.12.pp.039-046

and fill out the form