Retransmissionsstrategien

Retransmissionsstrategien umfassen Verfahren zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Datenübertragung über fehlerhafte Kanäle. Sie beruhen in der Regel auf Bestätigungen (ACKs) und ggf. auf negativen Bestätigungen (NACKs) oder auf Zeitüberschreitungen, um verlorene oder beschädigte Segmente erneut zu senden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Daten fehlerfrei am Ziel ankommen.

Zu den Hauptklassen gehören ARQ-Strategien (Automatic Repeat reQuest). In Stop-and-Wait ARQ sendet der Sender jeweils ein Segment und wartet auf eine Bestätigung, bevor er das nächste sendet. Sliding-Window-Verfahren wie Go-Back-N und Selective Repeat ermöglichen mehrere unbestätigte Segmente und unterscheiden sich darin, wie sie verlorene Segmente behandeln: Go-Back-N sendet bei Fehlern alle nachfolgenden Segmente erneut, Selective Repeat sendet nur die fehlerhaften Segmente erneut.

Hybride ARQ-Verfahren (HARQ) kombinieren eine Fehlerkorrektur (FEC) mit ARQ. Bei HARQ wird mit jeder erneuten Übertragung zusätzliche Redundanz geliefert (Incremental Redundancy), wodurch sich oft eine bessere Leistungsbilanz zwischen Durchsatz und Latenz erzielen lässt, insbesondere in drahtlosen Systemen.

Designentscheidungen betreffen Kanalcharakteristika, Latenzanforderungen, verfügbare Bandbreite, Feedback-Latenz und Puffervolumen. Es besteht oft ein Trade-off zwischen Zuverlässigkeit, Verzögerung und Implementierungskomplexität: Go-Back-N ist einfach, erzeugt aber viele Neusendungen; Selective Repeat reduziert Retransmissions, benötigt jedoch größere Puffer und komplexere Synchronisation; HARQ steigert Robustheit, erhöht aber Komplexität.

Anwendungen finden sich etwa in TCP/IP auf Transportebene, das Retransmissionsverhalten dient der Gewährleistung einer zuverlässigen Byte-Übertragung, sowie in drahtlosen Netzen und Mobilfunksystemen, wo HARQ breit verbreitet ist.

Typische Leistungskennzahlen sind Durchsatz (Goodput), die Retransmissionsrate, End-to-End-Verzögerung und die Ausnutzung der verfügbaren Bandbreite. Retransmissionsstrategien beeinflussen Robustheit, Effizienz und Reaktionszeiten von Netzwerken.