《中国人工智能学会通讯》——4.32 数据包丢失

4.32 数据包丢失

数据包丢失也称为丢包，是严重影响 NCSs 控制性能的问题，过多的丢包将使得控制系统崩溃。丢包也是由网络通道的不稳定引起的，当发生节点故障或者信息碰撞时，就有可能发生数据包丢失现象。网络的拥塞和连接中断是导致数据包丢失的一个因素。其次，由于节点竞争数据发送权需要花费时间，当节点在规定的时间内仍然未能成功发送数据，则该数据将被丢弃。另外，数据在网络传输过程中可能会发生错误而被要求重发，大多数网络协议虽然都具有重传机制，但也只能在一个有限的时间内重传，当超出这个时间后，数据包也就会丢失。这些事件的发生都可被视为数据包丢失。对于实时反馈控制数据，如传感器测量或者控制器计算信号而言，丢弃旧的、没有传输的信息而发送一次新到的信息可能会更有益处，因为这样控制器总是能接收到最新的数据从而进行控制计算。

网络通信协议制定了重传数据包的机制，但是过时的数据包对于控制系统已经失去了意义，这种情况属于控制策略中的主动丢包。另外，当网络发生拥塞，数据包在传输的过程中丢失的现象也叫做主动丢包。通常采用了满足 Bernouli 分布的取值为0 或 1 的白噪声序列来描述丢包现象。因为丢包在网络中是随机发生的，所以这种方法也比较好地拟合了真实丢包情况。此外也有通过采用 Markovian切换来描述丢包现象。