一种优化的无线信道协商方法技术

本发明专利技术公开了一种优化的无线信道协商方法，无线通信节点的数据发送不必每次都去竞争信道，能够充分利用已分配的数据信道资源，减少了协商次数，降低了协商信道上的控制信息开销，避免网络负载较大时协商信道因为控制信息较多从而冲突概率较大成为性能瓶颈。并且，数据传输过程协商时考虑了对端的数据发送需求及数据优先级，使得目标通信节点的高优先级数据发送需求能够及时满足。

An optimized protocol for wireless channel negotiation

The invention discloses a wireless channel negotiation method to optimize the data transmission of wireless communication nodes don't always have to contend for the channel, can make full use of the data channel resources allocated, reducing the number of consultations and reduce the control message cost negotiation channel, avoid the network load is larger because more information and control channel negotiation a greater probability of conflict has become a performance bottleneck. Moreover, during data negotiation process, data transmission priority and data priority are taken into account when negotiating data, so that the high priority data transmission needs of target communication nodes can be met in time.

【技术实现步骤摘要】
一种优化的无线信道协商方法
本专利技术涉及无线通信领域，特别是涉及一种优化的无线信道协商方法。
技术介绍
无线自组织网络相比较传统的无线通信网络，具有可快速组网、对基础设施要求低和抗毁灭性强的特征，被广泛应用于军事通信、救援抗灾、智能交通等领域。类似于TCP/IP协议栈的OSI模型，无线自组织网络的底层协议栈也可以分为物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)和网络层(NET)，其中MAC层负责接入控制及无线资源分配。现有无线自组网的MAC层主流大多采用CSMA/CA的竞争机制，但标准的CSMA/CA机制下节点每次有数据需要发送时都需要重新竞争信道，当多个节点同时都需要发送较多数据包时，每个节点的数据都进行突发性随机发送，冲突的发生和重传的概率就快速上升，信道的有效传输效率下降。现有技术中的同步TDD模式：基于预先划分好的时隙结构，无线通信网络内通信节点只能在各自指定独占的时隙内进行资源协商，其余节点在此期间不允许发送。通信双方节点在协商信道协商好数据资源后，切到数据信道进行数据的传输。每次节点有数据发送时，都需要等待其指定的时隙到来时才能进行数据资源的协商。现有技术中的传统的CSMA/CA机制：每次节点有数据需要发送时，需要进行信道监听，只有在一段时间内(DIFS+CW)信道为闲时，节点才可以发送RTS帧请求发送数据。目标通信节点在接收到RTS帧后，等待SIFS时间后回复CTS帧确认。源通信节点收到CTS帧后，等待SIFS时间后开始在数据信道上进行数据传输。目标通信节点在正确收到源通信节点的数据后，等待SIFS回复ACK。至此，一次数据传输过程结束。每次节点数据发送都需要重复此过程。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的优化的无线信道协商方法。技术方案：本专利技术所述优化的无线信道协商方法，包括以下步骤：S1：源节点申请到数据信道之后，将数据帧通过数据信道发送给目标节点，数据帧帧头携带解析帧体所需的相关信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S2：目标节点收到源节点发来的数据帧后，生成ACK帧发送给源节点，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；S3：源节点收到目标节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S3.1：根据目标节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将目标节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将目标节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S3.2：如果源节点发现目标节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S3.3；否则，则进行步骤S3.4；S3.3：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S3.4：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则结束；S4：目标节点收到源节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S4.1：根据源节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将源节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将源节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S4.2：如果目标节点发现源节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S4.3；否则，则进行步骤S4.4；S4.3：判断源节点是否允许目标节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级；S4.4：判断源节点是否允许目标节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；如果不允许，则结束。进一步，所述步骤S1中，如果源节点发送数据帧之前又有新的数据要发送给目标节点，则在不超过最大符号数的范围内将新的数据与原先的数据帧一起组帧，形成待发送数据帧并发送给目标节点。进一步，所述步骤S2、S4.3和S4.4中，是否允许源节点继续发送的指示信息通过以下方法确定：如果目标节点的待发送缓冲非空、目标节点的优先级最高的数据不是发送给源节点的数据且目标节点的最高优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则指示源节点不允许继续发送；否则，则指示源节点允许继续发送；所述步骤S3.3和S3.4中，是否允许目标节点继续发送的指示信息通过以下方法确定：如果源节点的待发送缓冲非空、源节点的优先级最高的数据不是发送给目标节点的数据且源节点的最高优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则指示目标节点不允许继续发送；否则，则指示目标节点允许继续发送。进一步，所述步骤S2中，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的、目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级且携带了目标节点优先级最高数据之后的ACK帧的时域长度不超过最大符号数确定的时域边界，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；所述步骤S3.3和S3.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化的无线信道协商方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：源节点申请到数据信道之后，将数据帧通过数据信道发送给目标节点，数据帧帧头携带解析帧体所需的相关信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S2：目标节点收到源节点发来的数据帧后，生成ACK帧发送给源节点，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；S3：源节点收到目标节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S3.1：根据目标节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将目标节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将目标节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S3.2：如果源节点发现目标节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S3.3；否则，则进行步骤S3.4；S3.3：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S3.4：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则结束；S4：目标节点收到源节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S4.1：根据源节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将源节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将源节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S4.2：如果目标节点发现源节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S4.3；否则，则进行步骤S4.4；S4.3：判断源节点是否允许目标节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级；S4.4：判断源节点是否允许目标节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；如果不允许，则结束。...

【技术特征摘要】
1.一种优化的无线信道协商方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：源节点申请到数据信道之后，将数据帧通过数据信道发送给目标节点，数据帧帧头携带解析帧体所需的相关信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S2：目标节点收到源节点发来的数据帧后，生成ACK帧发送给源节点，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；S3：源节点收到目标节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S3.1：根据目标节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将目标节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将目标节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S3.2：如果源节点发现目标节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S3.3；否则，则进行步骤S3.4；S3.3：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带对目标节点发送数据的确认信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级；S3.4：判断目标节点是否允许源节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给目标节点，然后进行步骤S4，其中，ACK帧中携带是否允许目标节点继续发送的指示信息、本次传输后源节点到目标节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后源节点到目标节点的剩余数据的优先级，如果源节点的优先级最高的数据是发送给目标节点的且源节点优先级最高数据的优先级高于目标节点到源节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带源节点优先级最高的数据；如果不允许，则结束；S4：目标节点收到源节点发来的ACK帧后，进行以下操作：S4.1：根据源节点发来的ACK帧中的确认信息标记对待发缓冲中的数据进行处理：将源节点确认收到的数据从待发缓冲中删除，将源节点未收到的数据保留在待发缓冲中；S4.2：如果目标节点发现源节点发来的ACK帧中携带数据，则继续进行步骤S4.3；否则，则进行步骤S4.4；S4.3：判断源节点是否允许目标节点继续发送：如果允许，则生成ACK帧发送给源节点，然后返回步骤S3，其中，ACK帧中携带对源节点发送数据的确认信息、是否允许源节点继续发送的指示信息、本次传输后目标节点到源节点的待发缓冲空满标记以及本次传输后目标节点到源节点的剩余数据的优先级，如果目标节点的优先级最高的数据是发送给源节点的且目标节点优先级最高数据的优先级高于源节点到目标节点的剩余数据的优先级，则ACK帧中还携带目标节点优先级最高的数据；如果不允许，则生成ACK帧发送给源...

【专利技术属性】
技术研发人员：于建超，慕福奇，吕欣岩，
申请(专利权)人：江苏中科羿链通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32