滑动窗口算法

滑动窗口算法

1. 滑动窗口算法

滑动窗口算法工作过程如下。首先，发送方为每1帧赋一个序号（sequence number），记作S e q N u m。现在，让我们忽略S e q N u m 是由有限大小的头部字段实现的事实，而假设它能无限增大。发送方维护3个变量：发送窗口大小（send window size），记作S W S，给出发送方已经发

送但未确认的帧数的上界；L A R表示最近收到的确认帧（last acknowledgement re c e i v e d）的序号；L F S表示最近发送的帧（last frame sent）的序号，发送方还维持如下的不变式：

LAR-LFR≤RWS

当一个确认到达时，发送方向右移动L A R，从而允许发送方发送另一帧。同时，发送方为所发的每个帧设置一个定时器，如果定时器在A C K到达之前超时，则重发此帧。注意：发送方必须存储最多S W S个帧，因为在它们得到确认之前必须准备重发。

接收方维护下面3个变量：接收窗口大小（receive window size），记为RW S/* 对应允许接受的数据包*/，给出接收方所能接收的无序帧数目的上界；L A F表示可接收帧（largest acceptable frame）的序号；L F R表示最近收到的帧（last frame re c e i v e d）的序号。接收方也维持如下不变式：

LFS-LAR≤SWS

(NFE为等待下一帧的序号)

当一个具有顺序号S e q N u m的帧到达时，接收方采取如下行动：如果S e q N u m≤L F R或S e q N u m > L A F，那么帧不在接收窗口内，于是被丢弃；如果L F R＜Se q N u m≤L A F，那么帧在接收窗口内，于是被接收。现在接收方需要决定是否发送一个A C K。设SeqNumToACK表示未被确认帧的最大序号，则序号小于或等于SeqNumToACK的帧都已收到。即使已经收到更高序号的分组，接收方仍确认SeqNumToACK的接收。这种确认被称为是累积的（c u m u l a t i v e）。然后它设置L F R = S e q N u m To A c k，并调整L A F = L F R + RW S。例如，假设L F R= 5（即，上次接收方发送的A C K是为了确认顺序号5的），并且RWS = 4。这意味着L A F = 9。如果帧7和8到达，则存储它们，因为它们在接收窗口内。然而并不需要发送A C K，因为帧6还没有到达。帧7和8被称为是错序到达的。（从技术上讲，接收方可以在帧7和8到达时重发帧5的A C K。）如果帧6当时到达了（或许它在第一次丢失后又重发从而晚到，或许它只是被延迟了），接收方确认帧8，L F R置为8，L A F置为1 2。如果实际上帧6丢失了，则出现发送方超时，重发帧6。我们看到，当发生超时时，传输数据量减少，这是因为发送方在帧6确认之前不能向前移动窗口。这意味着分组丢失时，此方案将不再保证管道满载。注意：分组丢失时间越长，这个问题越严重。

注意，在这个例子中，接收方可以在帧7刚一到达时就为帧6发送一个认帧N A K（negative acknowl edgment）。然而，由于发送方的超时机制足以发现这种情况，发送N A K反而为发送方增加了复杂性，因此不必这样做。正如我们已提到的，当帧7和8到达时为帧5发送一个额外的A C K是合理的；在某些情况下，发送方可以使用重复的A C K作为一个帧丢失的线索。这两种方法都允许早期的分组丢失检测，有助于改进性能。

关于这个方案的另一个变种是使用选择确认（selective acknowledgements）。即，接收方能够准确地确认那些已收到的帧，而不只是确认按顺序收到最高序号的帧。因此，在上例中，接收方能够确认帧7、8的接收。如果给发送方更多的信息，就能使其较容易地保持管道满载，但增加了实现的复杂性。

发送窗口大小是根据一段给定时间内链路上有多少待确认的帧来选择的；对于一个给定的延迟与带宽的乘积，S W S是容易计算的。另一方面，接收方可以将RW S设置为任何想要的值。通常的两种设置是：RW S= 1，表示接收方不存储任何错序到达的帧；RW S=S W S，表示接收方能够缓存发送方传输的任何帧。由于错序到达的帧的数目不可能超过S W S个，所以设置RWS >S W S没有意义。

2. 有限顺序号和滑动窗口

现在我们再来讨论算法中做过的一个简化，即假设序号是可以无限增大的。当然，实际上是在一个有限的头部字段中说明一个帧的序号。例如，一个3比特字段意味着有8个可用序号0 ~ 7。因此序号必须可重用，或者说序号能回绕。这就带来了一个问题：要能够区别同一序号的不同次发送实例，这意味着可用序号的数目必须大于所允许的待确认帧的数目。例如，停止等待算法允许一次有1个待确认帧，并有2个不同的序号。

假设序号空间中的序号数比待确认的帧数大1，即S W S ≤ M A a x S e q N u m -1 ，其中M a x Seq N u m 是可用序号数。这就够了吗？答案取决于RW S 。如果RW S = 1，那么MaxSeqNum≥SWS+1是足够了。如果RW S等于S W S，那么有一个只比发送窗口尺寸大1的M a x S e q N u m是不够的。为看清这一点，考虑有8个序号0 ~ 7的情况，并且S W S = RW S = 7。假设发送方传输帧0 ~ 6，并且接收方成功接收，但A C K丢失。接收方现在希望接收帧7，0 ~ 5，但发送方超时，然后发送帧0 ~ 6。不幸的是，接收方期待的是第二次的帧0 ~ 5，得到的却是第一次的帧0 ~ 5。这正是我们想避免的情况。

结果是，当RW S = S W S时，发送窗口的大小不能大于可用序号数的一半，或更准确地说，SWS<(Maxseqnum+1)/2直观地，这说明滑动窗口协议是在序号空间的两半之间变换，就像停止等待协议的序号是在0和1之间变换一样。唯一的区别是，它在序号空间的两半之间连续滑动而不是离散的变换。

注意，这条规则是特别针对RW S = S W S的。我们把确定适用于RW S和S W S的任意值的更一般的规则留做一个练习。还要注意，窗口的大小和序号空间之间的关系依赖于一个很明显以至于容易被忽略的假设，即帧在传输中不重新排序。这在直连的点到点链路上不能发生，因为在传输过程中一个帧不可能赶上另一个帧。然而，我们将在第5章看到用在一个不同环境中的滑动窗口算法，并且需要设计另一条规则。

3. 滑动窗口的实现

下面的例程说明我们如何实现滑动窗口算法的发送和接收的两个方面。该例程取自一个正在使用的协议，称为滑动窗口协议S W P （Sliding Window Pro t o c o l）。为了不涉及协议图中的邻近协议，我们用H L P（高层协议）表示S W P上层的协议，用L I N K（链路层协议）表示S W P下层的协议。我们先定义一对数据结构。首先，帧头部非常简单：它包含一个序号（S e q N u m）和一个确认号（ A c k N u m）。它还包含一个标志（ F l a g s）字段，表明帧是一个A C K帧还是携带数据的帧。

其次，滑动窗口算法的状态有如下结构。对于协议发送方，该状态包括如上所述的变量L A R和L F S，以及一个存放已发出但尚未确认的帧的队列（s e n d Q）。发送方状态还包含一个计数信号量（counting semaphore），称为s e n d Wi n d o w N o t F u l l。下面我们将会看到如何使用它，但一般来说，信号量是一个支持s e m Wa i t和s e m S i g n a l操作的同步原语。每次调用S e m S i g n a l，信号量加1，每次调用S e m Wa i t，信号量减1。如果信号量减小，导致它的值小于0，那么调用进程阻塞（挂起）。一旦执行了足够的s e m S i g n a l操作而使信号量的值增大到大于0，在调用s e m Wa i t的过程中阻塞的进程就允许被恢复。

对于协议的接收方，如前所述，该状态包含变量L F R ，加上一个存放已收到的错序帧的队列（r e c v Q）。最后，虽然未显示，发送方和接收方的滑动窗口的大小分别由常量S W S和RW S表示。

S W P的发送方是由s e n d S W P过程实现的。这个例程很简单。首先，s e m Wa i t使这个进程在一个信号量上阻塞，直到它可以发另一帧。一旦允许继续，s e n d S W P设置帧头部中的顺序号，将此帧的拷贝存储在发送队列（s e n d Q）中，调度一个超时事件以便处理帧未被确认的情况，并将帧发给低层协议。

值得注意的一个细节是刚好在调用m s g A d d H d r之前调用s t o r e _ s w p _ h d r。该例程将存有S W P头部的C语言结构（s t a t e - > h d r）转化为能够安全放在消息前面的字节串（h b u f）。该例程（未给出）必须将头部中的每一个整数字段转化为网络字节顺序，并且去掉编译程序加入C语言结构中的任意填充。7 . 1节将详细讨论字节顺序的问题，但现在，假设该例程将多字整数中最高有效位放在最高地址字节就足够了。

这个例程的另一个复杂性是使用s e m Wa i t 和s e n dW i n d o w N o t F u l l 信号量。S e n dWi n d o w N o t F u l l被初始化为发送方滑动窗口的大小S W S（未给出这一初始化）。发送方每传输一帧，s e m Wa i t操作将这个数减1，如果减小到0，则阻塞发送方进程。每收到一个A C K，在d e l i v e r S W P中调用s e m S i g n a l操作（见下面）将此数加1，从而激活正在等待的发送方进程。

在继续介绍S W P的接收方之前，需要调整一个看上去不一致的地方。一方面，我们说过，高层协议通过调用s e n d操作来请求低层协议的服务，所以我们就希望通过S W P发送消息的协议能够调用s e n d（S W P, p a c k e t）。另一方面，用来实现S W P的发送操作的过程叫做s e n d S W P，并且它的第一个参数是一个状态变量（S w p S t a t e）。结果怎样呢？答案是，操作系统提供了粘结代码将对s e n d的一般调用转化为对s e n d S W P的特定协议调用的粘结代码。这个粘结代码将s e n d的第一个参数（协议变量S W P）映射为一个指向s e n d S W P的函数指针和一个指向S W P工作时所需的协议状态的指针。我们之所以通过一般函数调用使高层协议间接调用特定协议函数，是因为我们想限制高层协议中对低层协议编码的信息量。这使得将来能够比较容易地改变协议图的配置。现在来看d e l i v e r操作的S W P的特定协议实现，它在过程d e l i v e r S W P中实现。这个例程实际上处理两种不同类型的输入消息：本结点已发出帧的A C K和到达这个结点的数据帧。在某种意义上，这个例程的ACK部分是与send SWP中所给算法的发送方相对应的。通过检验头部的F l a g s字段可以确定输入的消息是ACK还是一个数据帧。注意，这种特殊的实现不支持数据帧中捎带A C K。当输入帧是一个ACK时，delive rSWP仅仅在发送队列（send Q）中找到与此ACK相应的位置（slot），取消超时事件，并且释放保存在那一位置的帧。由于A C K可能是累积的，所以这项工作实际上是在一个循环中进行的。对于这种情况值得注意的另一个问题是子例程swp In Wind o w的调用。这个子例程在下面给出，它确保被确认帧的序号是在发送方当前希望收到的A C K的范围之内。

当输入帧包含数据时，d e l i v e r S W P首先调用m s g S t r i p H d r和l o a d _ s w p _ h d r以便从帧中提取头部。例程l o a d _ s w p _ h d r对应着前面讨论的s t o r e _ s w p _ h d r，它将一个字节串转化为容纳S W P头部的C语言数据结构。然后d e l i v e r S W P调用s w p I n Wi n d o w以确保帧序号在期望的序号范围内。如果是这样，例程在已收到的连续的帧的集合上循环，并通过调用d e l i v e r H L P例程将它们传给上层协议。它也要向发送方发送累积的A C K，但却是通过在接收队列上循环来实现的（它没有使用本节前面给出的s e q N u m To A c k变量）。

最后，s w p I n Window 是一个简单的子例程，它检查一个给定的序号是否落在某个最大和最小顺序号之间。

4. 帧顺序和流量控制

滑动窗口协议可能是计算机网络中最著名的算法。然而，关于该算法易产生混淆的是，它可以有三个不同的功能，第一个功能是本节的重点，即在不可靠链路上可靠地传输帧。（一般来说，该算法被用于在一个不可靠的网络上可靠地传输消息。）这是该算法的核心功能。

滑动窗口算法的第二个功能是用于保持帧的传输顺序。这在接收方比较容易实现，因为每个帧有一个序号，接收方要保证已经向上层协议传递了所有序号比当前帧小的帧，才向上传送该当前帧。即，接收方缓存了（即没有传送）错序的帧。本节描述的滑动窗口算法确实保持了帧的顺序，尽管我们可以想象一个变异，即接收方没有等待更早传送的帧都到达就将帧传给下一个协议。我们可以提出的一个问题是：我们是否确实需要滑动窗口协议来保持帧的顺序，或者，这样的功能在链路层是否是不必要的。不幸的是，我们还没有看到足够多的网络体系结构来回答这个问题我们首先需要理解的是，点到点链路序列如何由交换机连接而形成一条端到端的路径。

滑动窗口算法的第三个功能是，它有时支持流量控制（f l o w c o n t ro l），它是一种接收方能够控制发送方使其降低速度的反馈机制。这种机制用于抑制发送方发送速度过快，即抑制传输比接收方所能处理的更多的数据。这通常通过扩展滑动窗口协议完成，使接收方不仅确认收到的帧，而且通知发送方它还可接收多少帧。可接收的帧数对应着接收方空闲的缓冲区数。在按序传递的情况下，在将流量控制并入滑动窗口协议之前，我们应该确信流量控制在链路层是必要的。

尚未讨论的一个重要概念是系统设计原理，我们称其为相关性分离（separation of concerns）。即，你必须小心区别有时交织在一种机制中的不同功能，并且你必须确定每一个功能是必要的，而且是被最有效的方式支持的。在这种特定的情况下，可靠传输、按序传输和流量控制有时组合在一个滑动窗口协议里，我们应该问问自己，在链路层这样做是否正确。带着这样的疑问，我们将在第3章（说明X. 2 5网如何用它实现跳到跳的流量控制）和第5章（描述T C P如何用它实现可靠的字节流信道）重新考虑滑动窗口算法。

滑动窗口协议分析与实现

滑动窗口协议分析与实现 目录 1 引言 (2) 1.1 滑动窗口协议概述 (2) 1.2 本次设计任务 (2) 2 滑动窗口协议介绍 (3) 2.1 滑动窗口协议工作原理 (3)

1 引言 1.1 滑动窗口协议概述 滑动窗口协议可能是计算机网络中最著名的算法，它是TCP使用的一种流量控制方法。滑动窗口协议也称为回退N步协议Go-Back-N(GBN)协议，它可以有三个不同的功能，第一个功能，即在不可靠链路上可靠地传输帧。（一般来说，该算法被用于在一个不可靠的网络上可靠地传输消息。）这是该算法的核心功能。 滑动窗口算法的第二个功能是用于保持帧的传输顺序。这在接收方比较容易实现，因为每个帧有一个序号，接收方要保证已经向上层协议传递了所有序号比当前帧小的帧，才向上传送该当前帧。即，接收方缓存了（即没有传送）错序的帧。 滑动窗口算法的第三个功能是，它有时支持流量控制（flowcontrol），它是一种接收方能够控制发送方使其降低速度的反馈机制。这种机制用于抑制发送方发送速度过快，即抑制传输比接收方所能处理的更多的数据。 滑动窗口协议，允许发送方传输多个分组而不需等待确认，但它也受限于在流水账中未确认的分组数不能超过最大允许数N。只有在接收窗口向前滑动，即接收方向发送方发送了确认反馈，同时发送方收到确认消息时，发送窗口才能向前滑动。 1.2 本次设计任务 本次的设计任务是根据滑动窗口协议的工作原理，在WebRTC的基础上，用C++语言编写一个滑动窗口协议的程序。 要求该程序实现滑动窗口协议的基本功能功能，如：发送帧被接收与否的判断，帧超时重发，帧缓存等。同时需要设计一个测试机制，以检测该程序的正确性、可靠性。

TCP的滑动窗口机制

TCP的滑动窗口机制 TCP这个协议是网络中使用的比较广泛，他是一个面向连接的可靠的传输协议。既然是一个可靠的传输协议就需要对数据进行确认。TCP协议里窗口机制有2种一种是固定的窗口大小。一种是滑动的窗口。这个窗口大小就是我们一次传输几个数据。 我们可以看下面一张图来分析一下固定窗口大小有什么问题。 这里我们可以看到假设窗口的大小是1，也是就每次只能发送一个数据只有接受方对这个数据进行确认了以后才能发送第2个数据。我们可以看到发送方每发送一个数据接受方就要给发送方一个ACK对这个数据进行确认。只有接受到了这个确认数据以后发送方才能传输下个数据。 这样我们考虑一下如果说窗口过小，那么当传输比较大的数据的时候需要不停的对数据进行确认，这个时候就会造成很大的延迟。如果说窗口的大小定义的过大。我们假设发送方一次发送100个数据。但是接收方只能处理50个数据。这样每次都会只对这50个数据进行确认。发送方下一次还是发送100个数据，但是接受方还是只能处理50个数据。这样就避免了不必要的数据来拥塞我们的链路。所以我们就引入了滑动窗口机制，窗口的大小并不是固定的而是根据我们之间的链路的带宽的大小，这个时候链路是否拥护塞。接受方是否能处理这么多数据了。 我们看看滑动窗口是如何工作的。我们看下面几张图。

首先是第一次发送数据这个时候的窗口大小是根据链路带宽的大小来决定的。我们假设这个时候窗口的大小是3。这个时候接受方收到数据以后会对数据进行确认告诉发送方我下次希望手到的是数据是多少。这里我们看到接收方发送的ACK=3。这个时候发送方收到这个数据以后就知道我第一次发送的3个数据对方只收到了2个。就知道第3个数据对方没有收到。下次在发送的时候就从第3 个数据开始发。这个时候窗口大小就变成了2 。 这个时候发送方发送2个数据。

数字图像处理实验报告

数字图像处理实验报告

实验一 数字图像的基本操作和灰度变换 一、 实验目的 1. 了解数字图像的基本数据结构 2. 熟悉Matlab 中数字图像处理的基本函数和基本使用方法 3. 掌握图像灰度变换的基本理论和实现方法 4. 掌握直方图均衡化增强的基本理论和实现方法 二、实验原理 1. 图像灰度的线性变换 灰度的线性变换可以突出图像中的重要信息。通常情况下，处理前后的图像灰度级是相同的，即处理前后的图像灰度级都为[0，255]。那么，从原理上讲，我们就只能通过抑制非重要信息的对比度来腾出空间给重要信息进行对比度展宽。 设原图像的灰度为),(j i f ，处理后的图像的灰度为),(j i g ，对比度线性展宽的原理示意图如图1.1所示。假设原图像中我们关心的景物的灰度分布在[a f ， b f ]区间内，处理后的图像中，我们关心的景物的灰度分布在[a g ，b g ]区间内。在这里)(a b g g g -=?()b a f f f >?=-，也就是说我们所关心的景物的灰度级得到了展宽。 根据图中所示的映射关系中分段直线的斜率我们可以得出线性对比度展 b g a g a b )j 图1.1 对比度线性变换关系

宽的计算公式： ),(j i f α， a f j i f <≤),(0 =),(j i g a a g f j i f b +-)),((， b a f j i f f <≤).,( （1-1） b b g f j i f c +-)),((， 255),(<≤j i f f b （m i ,3,2,1 =；n j ,3,2,1 =） 其中，a a f g a = ，a b a b f f g g b --=，b b f g c --=255255，图像的大小为m ×n 。 2. 直方图均衡化 直方图均衡化是将原始图像通过某种变换，得到一幅灰度直方图为均匀分布的新图像的方法。 离散图像均衡化处理可通过变换函数： 来实现。 三、实验步骤 1.图像灰度线性变换的实现 (1)读入一幅灰度图像test1.tif ，显示其灰度直方图。 新建M 文件，Untitled1.m ，编辑代码如下。 得到读入图像test1和它的灰度直方图。

数字滤波算法

几种简单的数字滤波 假定从8位AD中读取数据（如果是更高位的AD可定义数据类型为int）,子程序为get_ad(); 1、限副滤波 /* A值可根据实际情况调整 value为有效值，new_value为当前采样值 滤波程序返回有效的实际值*/ #define A 10 char value; char filter() { char new_value; new_value = get_ad(); if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value; return new_value; } 2、中位值滤波法 /* N值可根据实际情况调整 排序采用冒泡法*/ #define N 11 char filter() { char value_buf[N]; char count,i,j,temp; for ( count=0;countvalue_buf[i+1] ) { temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } } }

return value_buf[(N-1)/2]; } 3、算术平均滤波法 /* */ #define N 12 char filter() { int sum = 0; for ( count=0;count

滑动窗口算法原理

1. 滑动窗口算法 -------------------------------------------------------------------------------- 滑动窗口算法工作过程如下。首先，发送方为每1帧赋一个序号（sequence number），记作S e q N u m 。现在，让我们忽略S e q N u m是由有限大小的头部字段实现的事实，而假设它能无限增大。发送方维护3个变量：发送窗口大小（send window size），记作S W S ，给出发送方能够发 送但未确认的帧数的上界；L A R 表示最近收到的确认帧（last acknowledgement re c e i v e d）的序号；L F S 表示最近发送的帧（last frame sent）的序号，发送方还维持如下的不变式：LAR-LFR≤RWS 当一个确认到达时，发送方向右移动L A R，从而允许发送方发送另一帧。同时，发送方为所发的每个帧设置一个定时器，如果定时器在A C K到达之前超时，则重发此帧。注意：发送方必须存储最多S W S个帧，因为在它们得到确认之前必须准备重发。 接收方维护下面3个变量：接收窗口大小（receive window size），记为RW S，给出接收方所能接收的无序帧数目的上界；L A F表示可接收帧（l a rgest acceptable frame）的序号；L F R表示最近收到的帧（last frame re c e i v e d）的序号。接收方也维持如下不变式： LFS-LAR≤SWS

当一个具有顺序号S e q N u m的帧到达时，接收方采取如下行动：如果S e q N u m≤L F R 或S e q N u m > L A F，那么帧不在接收窗口内，于是被丢弃；如果L F R＜Se q N u m≤L A F，那么帧在接收窗口内，于是被接收。现在接收方需要决定是否发送一个A C K。设S e q N u m To A C K表示未被确认帧的最大序号，则序号小于或等于S e q N u m To A c k的帧都已收到。即使已经收到更高序号的分组，接收方仍确认S e q N u m To A c k的接收。这种确认被称为是累积的（c u m u l a t i v e）。然后它设置L F R = S e q N u m To A c k，并调整L A F = L F R + RW S。例如，假设L F R= 5（即，上次接收方发送的A C K是为了确认顺序号5的），并且RWS = 4。这意味着L A F = 9。如果帧7和8到达，则存储它们，因为它们在接收窗口内。然而并不需要发送A C K，因为帧6还没有到达。帧7和8被称为是错序到达的。（从技术上讲，接收方可以在帧7和8到达时重发帧5的A C K。）如果帧6当时到达了（或许它在第一次丢失后又重发从而晚到，或许它只是被延迟了），接收方确认帧8，L F R置为8，L A F置为1 2。如果实际上帧6丢失了，则出现发送方超时，重发帧6。我们看到，当发生超时时，传输数据量减少，这是因为发送方在帧6确认之前不能向前移动窗口。这意味着分组丢失时，此方案将不再保证管道满载。注意：分组丢失时间越长，这个问题越严重。注意，在这个例子中，接收方可以在帧7刚一到达时就为帧6发送一个认帧N A K（negative acknowl edgment）。然而，由于发送方的超时机制足以发现这种情况，发送N A K反而为发送方增加了复杂性，因此不必这样做。正如我们已提到的，当帧7和8到达时为帧5发送一个额外的A C K是合理的；在某些情况下，发送方可以使用重复的A C K作为一个帧丢失的线索。这两种方法都允许早期的分组丢失检测，有助于改进性能。 关于这个方案的另一个变种是使用选择确认（selective acknowledgements）。即，接收方能够准确地确认那些已收到的帧，而不只是确认按顺序收到最高序号的帧。因此，在上例中，接收方能够确认帧7、8的接收。如果给发送方更多的信息，就能使其较容易地保持管道满载，但增加了实现的复杂性。 发送窗口大小是根据一段给定时间内链路上有多少待确认的帧来选择的；对于一个给定的延迟与带宽的乘积，S W S是容易计算的。另一方面，接收方可以将RW S设置为任何想要的值。通常的两种设置是：RW S= 1，表示接收方不存储任何错序到达的帧；RW S=S W S，表示接收方能够缓存发送方传输的任何帧。由于错序到达的帧的数目不可能超过S W S个，所以设置RWS >S W S没有意义。 2. 有限顺序号和滑动窗口 -------------------------------------------------------------------------------- 现在我们再来讨论算法中做过的一个简化，即假设序号是可以无限增大的。当然，实际上是在一个有限的头部字段中说明一个帧的序号。例如，一个3比特字段意味着有8个可用序号0 ~ 7。因此序号必须可重用，或者说序号能回绕。这就带来了一个问题：要能够区别同一序号的不同次发送实例，这意味着可用序号的数目必须大于所允许的待确认帧的数目。例如，停止等待算法允许一次有1个待确认帧，并有2个不同的序号。 假设序号空间中的序号数比待确认的帧数大1，即S W S ≤M A a x S e q N u m -1 ，其中M a x Seq N u m 是可用序号数。这就够了吗？答案取决于RW S 。如果RW S = 1，那么MaxSeqNum≥SWS+1是足够了。如果RW S等于S W S，那么有一个只比发送窗口尺寸大1的M a x S e q N u m是不够的。为看清这一点，考虑有8个序号0 ~ 7的情况，并且S W S = RW S = 7。假设发送方传输帧0 ~ 6，并且接收方成功接收，但A C K丢失。接收方现在希望接收帧7，0 ~ 5，但发送方超时，然后发送帧0 ~ 6。不幸的是，接收方期待的是第二次的帧0 ~ 5，得到的却是第一次的帧0 ~ 5。这正是我们想避免的情况。

gobackn协议实验报告

一个数据帧如图所示： 其中有效数据和校验码可能含有转义字符。 (3) 帧中各个字段的定义和编码，计算CRC校验和的多项式定义 帧的定义编码：帧中的第一比特为开头FLAG，第二比特是帧的类型，共定义了{data,ack,nak} frame_kind三种类型，用枚举常量表述，第三比特是顺序编码，用于确定到达帧的顺序，第四比特是ACK捎带确认讯息，记录了当前已收到帧的确认情况，这是数据帧的头部。若为数据帧，从第五比特开始为网路层的数据，到网路层包裹信息结束后，接上4比特的CRC校验讯息，后有一结束字符FLAG表明该帧结束。 CRC校验数：CRC校验数据由函数crc32()产生，函数crc32()返回一个32位整数为数据生成CRC-32校验和，并且把这 32比特校验和附在数据字节之后。 多项式定义：采用的CRC校验方案为CRC-32，生成多项式为： x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1 校验和附加在数据帧尾部，接受方用带校验和的数据来逻辑除以生成多项式，余数为零则数据无误码，反之有误码等待发送方重传。 (4) 协议工作时两个站点之间信息交换的过程控制，尤其是发生误码条件下的控制方案 协议工作时，两个站点通过互发数据包交换数据，而控制讯息则稍带在数据讯息中传递，当遇到超时情况时，则主动发送空数据包以提供讯息。 当出现帧丢失时，如收到帧的序号有跳跃，或者出现CRC校验出错丢弃了某帧，会主动发送NAK否定帧，提示重传，接收方丢弃所有的后续帧。若长期未产生放送消息，则出现ACK超时事件，主动发送ACK帧提示确认，对方收到确认后，滑动窗口继续发送，若一直未收到确认讯息，则出现数据帧超时事件，发送方会自动重发未确认帧。 11.3 软件设计 给出程序的数据结构，模块之间的调用关系和功能，程序流程。 (1)数据结构：数据结构是整个程序的要点之一，程序维护者充分了解数据结构就可以对主 要算法和处理流程有个基本的理解。描述程序中自定义结构体中各成员的用途，定义的全局变量和主函数中的变量的变量名和变量所起的作用。 采用字符数组结构来存放数据帧：

常用的8种数字滤波算法

常用的8种数字滤波算法 摘要：分析了采用数字滤波消除随机干扰的优点，详细论述了微机控制系统中常用的8种数字滤波算法，并讨论了各种数字滤波算法的适用范围。 关键词：数字滤波；控制系统；随机干扰；数字滤波算法 1 引言 在微机控制系统的模拟输入信号中，一般均含有各种噪声和干扰，他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪声和干扰。噪声有2大类：一类为周期性的，其典型代表为50 Hz 的工频干扰，对于这类信号，采用积分时间等于20 ms整倍数的双积分A/D转换器，可有效地消除其影响；另一类为非周期的不规则随机信号，对于随机干扰，可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重，因此他实际上是一个程序滤波。 数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足，他与模拟滤波器相比有以下优点： (1)数字滤波器是用软件实现的，不需要增加硬设备，因而可靠性高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题。 (2)模拟滤波器通常是各通道专用，而数字滤波器则可多通道共享，从而降低了成本。 (3)数字滤波器可以对频率很低(如0.01 Hz)的信号进行滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低。 (4)数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。 2 常用数字滤波算法 数字滤波器是将一组输入数字序列进行一定的运算而转换成另一组输出数字序列的装置。设数字滤波器的输入为X(n)，输出为Y(n)，则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程式表示为： 其中：输入信号X(n)可以是模拟信号经采样和A/D变换后得到的数字序列，也

滑动窗口实验

计算机通信网络实验 滑动窗口实验 学院： 班级： 学号： 姓名： 2012年11月14日

一、实验目的 实现一个滑动窗口协议的数据传送部分，目的在于使学生更好地理解基本滑动窗口协议的基本工作原理，掌握计算机网络协议的基本实现技术。 二、原理简介 （1）窗口机制 滑动窗口协议的基本原理就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时，接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序号，称为接收窗口。发送窗口和接收窗口的序号的上下界不一定要一样，甚至大小也可以不同。不同的滑动窗口协议窗口大小一般不同。 发送方窗口内的序列号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。 （2）1比特滑动窗口协议 当发送窗口和接收窗口的大小固定为1时，滑动窗口协议退化为停等协议（stop-and-wait）。该协议规定发送方每发送一帧后就要停下来，等待接收方已正确接收的确认（acknowledgement）返回后才能继续发送下一帧。由于接收方需要判断接收到的帧是新发的帧还是重新发送的帧，因此发送方要为每一个帧加一个序号。由于停等协议规定只有一帧完全发送成功后才能发送新的帧，因而只用一比特来编号就够了。

（3）后退n协议 由于停等协议要为每一个帧进行确认后才继续发送下一帧，大大降低了信道利用率，因此又提出了后退n协议。后退n协议中，发送方在发完一个数据帧后，不停下来等待应答帧，而是连续发送若干个数据帧，即使在连续发送过程中收到了接收方发来的应答帧，也可以继续发送，且发送方在每发送完一个数据帧时都要设置超时定时器，只要在所设置的超时时间内仍收到确认帧，就要重发相应的数据帧。如：当发送方发送了N个帧后，若发现该N帧的前一个帧在计时器超时后仍未返回其确认信息，则该帧被判为出错或丢失，此时发送方就不得不重新发送出错帧及其后的N帧。 三、实验步骤 1.编写滑动窗口协议的实现程序； 2.在模拟实现，调试并运行自己编写的协议实现程序； 3.了解协议的工作轨迹，如出现异常情况，在实验报告中写出原因分析。 四、实验过程 1、程序功能及设计思路 功能概述： 用客户端/服务器模式代表A站、B站。先由客户端输入服务器IP地址，然后客户端和服务器之间建立连接。在服务器中可以自行设置发送窗口的大小（如果需要实现的是停等式协议，那么就将发送窗口设为1），设置完后，服务器开始向客户端根据滑动窗口（停等式）的协议规定发送数据帧，同时启动计时器，客户端收到数据帧后马上向服务器发送确认帧，服务器如果没有及时收到客户端的确认帧，就要返回到出错的地方进行重发。 实现滑动窗口协议的算法： 发送端： 1、socket初始化，绑定端口，监听，接受连接； 2、设置发送窗口大小winsize； 3、启动定时器，设置时间为0.2s*winsize； 4、组帧并发送数据，即设置序号SN、数据data、长度msglen，之后发送一个窗口中的帧，每发送一个数据SN++；若发送完毕，则执行第6步； 5、接收确认帧，每收到一个正确的确认帧，则改变滑动窗口上下限，若正确接收所有确认帧，则关闭定时器，返回第3步；若接收超时或有确认帧丢失，则SN=right_number，返回第3步； 6、关闭socket，重新建立新的进程，等待下一个连接，返回第2步。 接收端： 1、socket初始化，连接服务器； 2、接收数据帧，将data存入缓存recvBuf，RN=SN+1； 3、发送确认帧，若接收完毕，则关闭socket，否则返回第二步。 实现停等式协议的算法： 和上述滑动窗口协议的算法类似，只需在发送端的第二步中将发送窗口大小winsize设置为1即可。

滑动窗口

滑动窗口协议 滑动窗口协议，是TCP使用的一种流量控制方法。该协议允许发送方在停止并等待确认前可以连续发送多个分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认，因此该协议可以加速数据的传输。 只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动。 收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。 当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时，就是停止等待协议。 当发送窗口大于1，接收窗口等于1时，就是回退N步协议。 当发送窗口和接收窗口的大小均大于1时，就是选择重发协议。 协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。这种分组的数量最多可以等于发送窗口的大小，即滑动窗口的大小n减去1（因为发送窗口不可能大于（n-1），起码接收窗口要大于等于1）。 工作原理 TCP协议在工作时，如果发送端的TCP协议软件每传输一个数据分组后，必须等待接收端的确认才能够发送下一个分组，由于网络传输的时延，将有大量时间被用于等待确认，导致传输效率低下。为此TCP在进行数据传输时使用了滑动窗口机制。 TCP滑动窗口用来暂存两台计算机问要传送的数据分组。每台运行TCP协议的计算机有两个滑动窗口：一个用于数据发送，另一个用于数据接收。发送端待发数据分组在缓冲区排队等待送出。被滑动窗口框入的分组，是可以在未收到接收确认的情况下最多送出的部分。滑动窗口左端标志X的分组，是已经被接收端确认收到的分组。随着新的确认到来，窗口不断向右滑动。 TCP协议软件依靠滑动窗口机制解决传输效率和流量控制问题。它可以在收到确认信息之前发送多个数据分组。这种机制使得网络通信处于忙碌状态，提高了整个网络的吞吐率，它还解决了端到端的通信流量控制问题，允许接收端在拥有容纳足够数据的缓冲之前对传输进行限制。在实际运行中，TCP滑动窗口的大小是可以随时调整的。收发端TCP协议软件在进行分组确认通信时，还交换滑动窗口控制信息，使得双方滑动窗口大小可以根据需要动态变化，达到在提高数据传输效率的同时，防止拥塞的发生。称窗口左边沿向右边沿靠近为窗口合拢，这种现象发生在数据被发送和确认时。 当窗口右边沿向右移动时将允许发送更多的数据，称之为窗口张开。这种现象发生在另一端的接收进程读取已经确认的数据并释放了TCP的接收缓存时。当右边沿向左移动时，称为窗口收缩。Host Requirements RFC强烈建议不要使用这种方式。但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。 如果左边沿到达右边沿，则称其为一个零窗口。 注意事项 （1）发送方不必发送一个全窗口大小的数据。（2）来自接收方的一个报文段确认数据并把窗口向右边滑动，这是因为窗口的大小事相对于确认序号的。（3）窗口的大小可以减小，但是窗口的右边沿却不能够向左移动。（4）接收方在发送一个ACK前不必等待窗口被填满。 滑动窗口 滑动窗口(Sliding window )是一种流量控制技术。早期的网络通信中,通信双方不会考虑网

图像处理实验报告模板

桂林电子科技大学 实验报告 一、实验目的 1、掌握基本的图像处理方法，包括读取、写入、显示、剪切、运算以及快操作 等等。 2、掌握常用的图像变换方法，分析变换结果。 二、实验内容 编写程序，在Matlab下调试运行，并注意观察分析结果。 1、使用imread函数分别读入图象cameraman.tif 、canoe.tif，并使用subplot 和imshow函数进行显示。再使用imcrop对第一幅图片进行剪切，并保存成文件。 2、申明向量X和矩阵A，使用二维傅立叶变换和fftshift函数进行处理，观察向量和矩阵结果。 3、创建一个1000*1000的全0图像，其中选择某矩形区域设置其象素为1（350：649,475:524），对该二值图逆时针旋转45°角，比较旋转前后的图像和傅里叶变换频谱。 三、实验设备、环境 计算机 四、实验原理 1、图像平滑算法 (1) 简单平均法：

设某像素的灰度值为，迭加噪声后，一幅含噪声的图像可表示为 现取以为中心的邻域S ——NN 方形窗口，在S 域内进行局部平均，得 式中，N 的平方为窗口内像素总数。令 ，则 式中，加权函数 （2）中值滤波： 中值滤波是一种非线性的信号处理方法。中值滤波器在1971 年由J.w.Jukey 首先提出并应用在一维信号处理技术(时间序列分析)中，后来被二维图象信号处理技术所引用。中值滤波在一定的条件下可以克服线性滤波器如最小均方滤波、均直滤波等带来的图象细节模糊，而且对滤除脉冲干扰及图象扫描噪声最为有效。由于在实际运算过程中不需要图象的统计特征，因此这也带来不少方便。但是对于一些细节多，特别是点、线、尖顶细节多的图象不宜采用中值滤波。中值滤波一般采用一个含有奇数个点的滑动窗口，将窗口中各点灰度值的中值来替代值定点(一般是窗口的中心点)的灰度值。对于奇数个元素，中值是指按大小排序后，中间的数值；对于偶数个元素，中值是指排序后中间两个元素灰度值的平均值。 一般选用3*3或5*5窗口，形状可分为方形或十字形，如下图所示。 (a) 方形 (b) 十字形 图2-1 二维中值滤波窗口形状 二维中值滤波可表示为

计算机网络--滑动窗口实验报告

计算机网络滑动窗口协议实验报告 目录 一、实验内容和实验环境描述（2） 1.实验内容（2） 2.实验目的（2） 3.实验环境（2） 二、协议设计（3） 三、软件设计（4） Part A 选择重传协议 1.数据结构（4） 2.模块结构（6） 3.算法流程（7） Part B gobackn协议 1.数据结构（8） 2.模块结构（9） 3.算法流程（10） 四、实验结果分析（11） 五、探究问题（13） 六、实验总结与心得体会（14）

一、实验内容和实验环境描述 1.实验内容 利用所学数据链路层原理，自己设计一个滑动窗口协议，在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下两站点之间无差错 双工通信。信道模型为8000bps全双工卫星信道，信道传播 时延270毫秒，信道误码率为10?5，信道提供字节流传输服 务，网络层分组长度固定为 256 字节。 2.实验目的 通过该实验，进一步巩固和深刻理解数据链路层误码检测的CRC校验技术，以及滑动窗口的工作机理。滑动窗口机制 的两个主要目的：（1）实现有噪音信道环境下的无差错传输； （2）充分利用传输信道的带宽。在程序能够稳定运行并成功 实现第一个目标之后，运行程序并检查在信道没有误码和存 在误码两种情况下的信道利用率。为实现第二个目标，提高 滑动窗口协议信道利用率，需要根据信道实际情况合理地为 协议配置工作参数，包括滑动窗口的大小和重传定时器时限 以及 ACK 搭载定时器的时限。 3.实验环境 Windows10环境PC机 Microsoft Visual Studio 2017集成开发环境

二、协议设计 本次试验主要设计数据链路层,实验中分别设计了gobackn协议与选择重传协议。主要涉及到的层次结构是物理层、数据链路层、网络层。 物理层：为数据链路层提供的服务为8000bps，270ms传播延时，10?5误码率的字节流传输通道。数据链路层利用接口函数send_frame()和 recv_frame()从物理层发送和接收一帧。 网络层：利用数据链路层提供的“可靠的分组传输”服务，在站点A与站点B之间交换长度固定为256 字节的数据分组。网络层把产生的分组交付数据链路层，并接受数据链路层提交来的数据分组。 数据链路层：通过 get_packet()函数从网络层得到一个分组，将之组装成帧，向物理层发送，启动计时器；进行适当的流量控制；数据帧经信道传送给接收方；接收方数据链路层终止定时器（或启动ack定时器），判断数据是否出错，若正确的话，是否为欲接受数据。若所受到的数据帧是期待接受的数据帧，则通过put_packet()函数将其缓冲区内缓存的数据依序提交给网络层。 可靠通信的实现：通过捎带确认来完成可靠的数据通信。 在选择重传协议中：1）出现信道误码导致收帧出错时，若未发送过该帧的NAK则接收方发NAK帧要求发送方重传；若已经发送过NAK,则等待定时器超时后发送方重发；2）当收到的帧位于接收窗口内，但不是接收窗口下边界的一帧时，将该帧进行缓存,

十一种软件数字滤波算法

1 数字滤波 1.1 概述 在单片机进行数据采集时，会遇到数据的随机误差，随机误差是由随机干扰引起的，其特点是在相同条件下测量同一量时，其大小和符号会现无规则的变化而无法预测，但多次测量的结果符合统计规律。为克服随机干扰引起的误差，硬件上可采用滤波技术，软件上可采用软件算法实现数字滤波。滤波算法往往是系统测控算法的一个重要组成部分，实时性很强。 采用数字滤波算法克服随机干扰的误差具有以下优点： 1、数字滤波无需其他的硬件成本，只用一个计算过程，可靠性高，不存在阻 抗匹配问题。尤其是数字滤波可以对频率很低的信号进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。 2、数字滤波使用软件算法实现，多输入通道可共用一个滤波程序，降低系统 开支。 3、只要适当改变滤波器的滤波程序或运算，就能方便地改变其滤波特性，这 对于滤除低频干扰和随机信号会有较大的效果。 4、在单片机系统中常用的滤波算法有限幅滤波法、中值滤波法、算术平均滤 波法、加权平均滤波法、滑动平均滤波等。 1.2 限幅滤波算法 原理：该运算的过程中将两次相邻的采样相减，求出其增量，然后将增量的绝对值，与两次采样允许的最大差值A进行比较。A的大小由被测对象的具体情况而定，如果小于或等于允许的最大差值，则本次采样有效；否则放弃本次值取上次采样值作为本次数据的样本。 优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。 缺点：无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差。 说明：限幅滤波法主要用于处理变化较为缓慢的数据，如温度、物体的位置等。使用时，关键要选取合适的门限制A。通常这可由经验数据获得，必要时可通过实验得到。 1.3 中值滤波算法 原理：该运算的过程是对某一参数连续采样N次（N一般为奇数），然后把N次采样的值按从小到大排列，再取中间值作为本次采样值，整个过程实际上是一个序列排序的过程。

课程设计报告-滑动窗口协议仿真

滁州学院 课程设计报告 课程名称：计算机网络 设计题目：滑动窗口协议仿真 系别：计算机与信息工程学院 专业：计算机科学与技术 组别：第五组 起止日期: 2011年11月24日~2011年12月7日指导教师:赵国柱 计算机与信息工程学院二○一一年制

课程设计任务书

一. 引言 二. 基本原理 2.1 窗口机制 2.2 1bit滑动窗口协议 2.3 后退N协议 2.4 选择重传协议 2.5 流量控制 三. 需求分析 3.1 课程设计题目 3.2 开发环境 3.3 运行环境 3.4 课程设计任务及要求 3.5 界面要求 3.6 网络接口要求 四. 详细设计 4.1 结构体的定义 4.2 发送方的主要函数 4.3 接受方的主要函数 五.源代码 5.1 发送方的主要代码 5.2 接收方的主要代码 六. 调试与操作说明 致谢 [参考文献] 课程设计的主要内容

1.引言 早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家 不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在 数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快， 接收方就可能来不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些 问题。早期我们使用的是1bit滑动窗口协议，一次只发送一个帧，等收到ack确认 才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ 协议，接收方不必对收到的帧逐个发送ack确认，而是收到几个帧后，对按序到达的最后一 个帧发送ack确认。同1bit滑动窗口协议相比，大大减少了ack数量，并消除了延迟ack 对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了5个帧，而中间的第 3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落， 只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，又提出了选择重 传协议。当接收方发现某帧出错后，继续接受后面送来的正确的帧，只是不交付它们， 存放在自己的缓冲区中，并且要求发送方重传出错的那一帧。一旦收到重传来的帧后， 就可以将存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交给主机。 2.基本原理 2.1 窗口机制 滑动窗口协议的基本原理就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时，接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序号，称为接收窗口。发送窗口和接收窗口的序号的上下界不一定要一样，甚至大小也可以不同。不同的滑动窗口协议窗口大小一般不同。发送方窗口内的序号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。接受方为其窗口内的每一个序号保留了一个缓冲区。与每个缓冲区相关联的还有一位，用来指明该缓冲区是满的还是空的。 若从滑动窗口的观点来统一看待1比特滑动窗口、后退n及选择重传三种协议，它们的差别仅在于各自窗口尺寸的大小不同而已。1比特滑动窗口协议：发送窗口=1，接收窗口=1；后退N协议：发送窗口>1，接收窗口=1；选择重传协议：发送窗口>1,接收窗口>1。 2.2 1bit滑动窗口协议 当发送窗口和接收窗口的大小固定为1时，滑动窗口协议退化为停等协议（stop－and－wait）。该协议规定发送方每发送一帧后就要停下来，等待接收方已正确接收的确认（acknowledgement）返回后才能继续发送下一帧。由于接收方需要判断接收到的帧是新发的帧还是重新发送的帧，因此发送方要为每一个帧加一个序号。由于停等协议规定只有一帧完全发送成功后才能发送新的帧，因而只用一比特来编号就够了。其发送方和接收方运行的流程图如图所示。

滑动窗口实验报告

滑动窗口实验报告（含源码） 一、实验目的 1.实现一个数据链路层协议的数据传送部分。 2.更好地理解数据链路层协议中的“滑动窗口”技术的基本工作 原理。 3.掌握计算机网络协议的基本实现技术。 二、实验要求 在一个数据链路层的模拟实现环境中，用C语言实现下两个数据链路层协议。 1.1比特滑动窗口协议 2.回退N帧滑动窗口协议 三、实验内容 充分理解滑动窗口协议，根据滑动窗口协议，模拟滑动窗口协议中发送端的功能，对系统发送的帧进行缓存并加入窗口等待确认，并在超时或者错误时对部分帧进行重传。 编写停等及退回N滑动窗口协议函数，响应系统的发送请求、接收帧消息以及超时消息，并根据滑动窗口协议进行相应处理。四、源代码及注释 #include "" #include using namespace std; extern void SendFRAMEPacket(unsigned char* pData, unsigned int len); ead = *p;

buffer[last_buffered_frame % BUFFER_SIZE].size = bufferSize; ize); continue; SendFRAMEPacket((unsigned char*)(&buffer[i % BUFFER_SIZE]), buffer[i % BUFFER_SIZE].size); } return 0; } default : break; } return -1; } /* * 回退n帧测试函数 */ int stud_slide_window_back_n_frame(char *pBuffer, int bufferSize, UINT8 messageType) { Frame_head* p = (Frame_head*)pBuffer; unsigned int timeoutNum = *(unsigned int*)pBuffer; switch (messageType) { ead = *p; buffer[last_buffered_frame % BUFFER_SIZE].size = bufferSize; ++ last_buffered_frame; cout << "exp_ack : " << exp_ack << endl; if (ack >= exp_ack) { ++ expect_frame; if (next_frame < last_buffered_frame) { SendFRAMEPacket((unsigned char*)(&buffer[next_frame % BUFFER_SIZE]), buffer[next_frame % BUFFER_SIZE].size); ++ next_frame; } } else break; } return 0;

十种数字滤波方法

1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） A、方法： 根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A） 每次检测到新值时判断： 如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效 如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点 无法抑制那种周期性的干扰 平滑度差 2、中位值滤波法 A、方法： 连续采样N次（N取奇数） 把N次采样值按大小排列 取中间值为本次有效值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰 对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 自动化科协 C、缺点： 对流量、速度等快速变化的参数不宜 3、算术平均滤波法 A、方法： 连续取N个采样值进行算术平均运算 N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低 N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高 N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4 B、优点： 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动 C、缺点： 对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用 比较浪费RAM 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） A、方法： 把连续取N个采样值看成一个队列 队列的长度固定为N 每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果

N值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=4~12；温度，N=1~4 B、优点： 对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高 适用于高频振荡的系统 C、缺点： 灵敏度低 对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差 不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 不适用于脉冲干扰比较严重的场合 比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） A、方法： 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值 然后计算N-2个数据的算术平均值 N值的选取：3~14 B、优点： 融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 C、缺点： 自动化科协 测量速度较慢，和算术平均滤波法一样 比较浪费RAM 6、限幅平均滤波法 A、方法： 相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 每次采样到的新数据先进行限幅处理， 再送入队列进行递推平均滤波处理 B、优点： 融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 C、缺点： 比较浪费RAM 7、一阶滞后滤波法 A、方法： 取a=0~1 本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果 B、优点： 对周期性干扰具有良好的抑制作用 适用于波动频率较高的场合 C、缺点：

滑动窗口算法

滑动窗口算法 1. 滑动窗口算法 滑动窗口算法工作过程如下。首先，发送方为每1帧赋一个序号（sequence number），记作S e q N u m。现在，让我们忽略S e q N u m 是由有限大小的头部字段实现的事实，而假设它能无限增大。发送方维护3个变量：发送窗口大小（send window size），记作S W S，给出发送方已经发 送但未确认的帧数的上界；L A R表示最近收到的确认帧（last acknowledgement re c e i v e d）的序号；L F S表示最近发送的帧（last frame sent）的序号，发送方还维持如下的不变式： LAR-LFR≤RWS 当一个确认到达时，发送方向右移动L A R，从而允许发送方发送另一帧。同时，发送方为所发的每个帧设置一个定时器，如果定时器在A C K到达之前超时，则重发此帧。注意：发送方必须存储最多S W S个帧，因为在它们得到确认之前必须准备重发。 接收方维护下面3个变量：接收窗口大小（receive window size），记为RW S/* 对应允许接受的数据包*/，给出接收方所能接收的无序帧数目的上界；L A F表示可接收帧（largest acceptable frame）的序号；L F R表示最近收到的帧（last frame re c e i v e d）的序号。接收方也维持如下不变式： LFS-LAR≤SWS (NFE为等待下一帧的序号) 当一个具有顺序号S e q N u m的帧到达时，接收方采取如下行动：如果S e q N u m≤L F R或S e q N u m > L A F，那么帧不在接收窗口内，于是被丢弃；如果L F R＜Se q N u m≤L A F，那么帧在接收窗口内，于是被接收。现在接收方需要决定是否发送一个A C K。设SeqNumToACK表示未被确认帧的最大序号，则序号小于或等于SeqNumToACK的帧都已收到。即使已经收到更高序号的分组，接收方仍确认SeqNumToACK的接收。这种确认被称为是累积的（c u m u l a t i v e）。然后它设置L F R = S e q N u m To A c k，并调整L A F = L F R + RW S。例如，假设L F R= 5（即，上次接收方发送的A C K是为了确认顺序号5的），并且RWS = 4。这意味着L A F = 9。如果帧7和8到达，则存储它们，因为它们在接收窗口内。然而并不需要发送A C K，因为帧6还没有到达。帧7和8被称为是错序到达的。（从技术上讲，接收方可以在帧7和8到达时重发帧5的A C K。）如果帧6当时到达了（或许它在第一次丢失后又重发从而晚到，或许它只是被延迟了），接收方确认帧8，L F R置为8，L A F置为1 2。如果实际上帧6丢失了，则出现发送方超时，重发帧6。我们看到，当发生超时时，传输数据量减少，这是因为发送方在帧6确认之前不能向前移动窗口。这意味着分组丢失时，此方案将不再保证管道满载。注意：分组丢失时间越长，这个问题越严重。