CN101394249A - 传输控制方法、传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了传输控制方法、传输方法及装置，该方法包括：接收来自节点的传输信息；根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；如果没有数据传输，则发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期。采用本发明实施例提供的传输控制方法及装置，控制侧可以根据节点的传输信息，判断是否提前结束当前传输周期，如果判断提前结束，则发送周期结束消息，结束当前传输周期，开始下一个传输周期，当网络中的节点在当前传输周期没有数据要传输或者网络中的节点在当前传输周期无法传输数据时，通过提前结束当前传输周期，提高了网络的吞吐率，降低了接入时延，提高了网络的性能。

Description

传输控制方法、传输方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及传输控制方法、传输方法及装置。
背景技术
随着人们娱乐生活日益丰富，对于家庭影院、视频点播等应用的需求逐渐增大，各应用对于影像的画质要求越来越高；为了避免高画质影像的画面延迟，对于无线传输技术的要求也相应的提高。
目前的无线传输技术中，网络的构成包括大量独立的节点(Device，DEV)，各DEV之间可以相互通信，其中的一个DEV作为协调点(Piconet Coordinator，PNC)，提供基本的定时和中心控制功能。
如果网络采用载波监听多址接入(Carrier Sense Multiple Access withCollision Avoidance，CSMA/CA)机制，则可以采用如下传输方式：
PNC预先知道网络中DEV的数目，PNC为每个DEV分配一个退避计数器的值，各DEV退避计数器的值不相同，且小于网络中DEV的总数。PNC确定通信时间长度相等的周期，每个周期一开始，DEV开始退避进程，如果信道在一个竞争时隙时间一直为空，则退避计数器减一，当退避计数器减至为零，同时信道中没有其他节点在传输数据，则该DEV可以传输数据，如果信道非空闲，则该DEV放弃此次传输。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：
当DEV的退避计数器减至为零且信道空闲，该DEV可以传输数据，但该DEV发现在其数据队列中，没有数据帧要发送，于是该DEV放弃此次传输，如果在一个周期内，各DEV的数据队列中都没有数据帧要发送，则各DEV都放弃该周期内的传输，而各DEV必须等到该周期结束，才能开始下一次的退避过程。即使没有数据传输，DEV也要等到周期结束，从而造成网络吞吐率的损失，也增加了接入时延，在等待周期结束的过程中，各DEV仍旧有能量开销，影响网络的性能。
当DEV的退避计数器减至为零且信道空闲，该DEV可以传输数据，如果该DEV数据发送完时，已经超过了其他DEV的退避时间长度，则其他DEV无法接入信道传输数据，而各DEV必须等到该周期结束，才能开始下一次的退避过程。即使无法进行数据传输，DEV也要等到周期结束，从而造成网络吞吐率的损失，也增加了接入时延，在等待周期结束的过程中，各DEV仍旧有能量开销，影响网络的性能。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供传输控制方法、传输方法及装置，提高吞吐率及网络性能。
本发明实施例提供了一种传输控制方法，该方法包括：
接收来自节点的传输信息；
根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；
如果没有数据传输，则发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期。
本发明实施例还提供了一种传输方法，该方法包括：
从初始退避值开始退避减数；
当退避值减至为零，判断是否满足提前结束的条件；
如果满足提前结束的条件，发出提前结束帧。
本发明实施例还提供了一种传输控制装置，包括：
接收单元，用于接收来自节点的传输信息；
判断单元，用于根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；
控制单元，用于在所述判断单元的判断结果为没有数据传输的情况下，发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期。
本发明实施例又提供了一种传输装置，包括：
判断单元，用于判断是否满足提前结束的条件；
控制单元，用于在所述判断单元的判断结果为满足提前结束的条件下，发出提前结束帧。
采用本发明实施例提供的传输控制方法、传输方法及装置，传输控制装置可以根据节点的传输信息，判断是否提前结束当前传输周期，如果判断提前结束，则结束当前传输周期，开始下一个传输周期，当网络中的节点在当前传输周期没有数据要传输或者网络中的节点在当前传输周期无法传输数据时，通过提前结束当前传输周期，提高了网络的吞吐率，降低了接入时延，提高了网络的性能。
附图说明
图1是本发明传输控制方法实施例一的流程示意图；
图2是本发明传输控制方法实施例四中协调点的操作流程示意图；
图3是本发明传输控制方法实施例四中节点的操作流程示意图；
图4是传输控制方法的归一化吞吐率曲线示意图；
图5是传输控制方法的平均接入时延曲线示意图；
图6是传输控制方法的发送成功率曲线示意图；
图7是本发明传输控制装置实施例的结构示意图；
图8是本发明传输装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例中，传输控制装置确定通信时间长度相等的周期，每个周期一开始，节点开始退避进程，如果信道在一个竞争时隙时间一直为空，则退避计数器减一，当退避计数器减至为零，同时信道中没有其他节点在传输数据，则该节点可以传输数据，如果信道非空闲，则该节点放弃此次传输。传输控制装置实现节点的中心控制功能，传输控制装置的具体位置不需限定，传输控制装置既可以设置在作为PNC的节点中，也可以设置在其他的网络侧设备中，例如基站、服务器等。
传输控制方法实施例一，参见图1，该方法包括：
101、传输控制装置接收来自节点的传输信息。
传输信息包括来自节点的提前结束帧或数据帧大小或传输时间。
102、根据传输信息，传输控制装置判断在当前传输周期内是否还有数据传输；如果传输控制装置判断当前周期内没有数据传输，则执行步骤103；如果传输控制装置判断当前周期内还有数据传输，则继续接收来自节点的传输信息。
传输控制装置判断当前传输周期内是否还有数据传输可以根据各节点需传输的数据帧的大小或者传输时间，和/或是否接收到节点的提前结束帧(Period-End)进行判断：
节点广播自身所需要传输的数据帧大小或者所需要传输数据帧的传输时间，传输控制装置获得各节点数据帧的大小或者传输时间后，可以计算每个节点数据帧传输所需要占用的时间，从而判断节点的数据是否传送完。
如果系统中所有节点的数据队列中没有数据帧，则传输控制装置判断当前传输周期内不再有数据传输；如果传输控制装置判断部分节点的数据帧发送完，且剩余节点的数据队列中没有数据帧，则传输控制装置判断当前传输周期内不再有数据传输；如果传输控制装置判断一些节点的数据帧发送完，又接收到其他节点的Period-End帧，且剩余节点的数据队列中没有数据帧，则传输控制装置判断当前传输周期内不再有数据传输；如果传输控制装置判断部分节点的数据帧发送完，又接收到剩余节点的Period-End帧，则传输控制装置判断当前传输周期内不再有数据传输。
传输控制装置还可以根据信道的状态，判断当前传输周期内是否还有数据传输，如果信道故障，则传输控制装置可以直接判断当前传输周期内不再有数据传输。
当节点的退避计数器减至为零时，如果节点满足提前结束的条件，则发出Period-End帧。
其中节点的提前结束条件为：
如果节点的退避计数器减至为零时，当前信道非空闲，则节点满足提前结束的条件；或者，如果节点的退避计数器减至为零时，数据队列中没有数据，则节点满足提前结束的条件；或者节点发送完数据帧后，其他节点在当前传输周期内不能再发数据帧，则节点满足提前结束的条件。
103、传输控制装置发送周期结束消息，周期结束消息用于结束当前传输周期；当前传输周期结束后，开始下一传输周期。
各节点根据所述周期结束消息，结束当前传输周期，开始下一个传输周期。
传输控制装置可以根据节点的传输信息，判断是否提前结束当前传输周期，如果判断提前结束，则结束当前传输周期，开始下一个传输周期，当网络中的节点在当前传输周期没有数据要传输或者网络中的节点在当前传输周期无法传输数据时，通过提前结束当前传输周期，提高了网络的吞吐率，降低了接入时延，提高了网络的性能。发送了Period-End帧的节点，进入等待周期结束的状态，从而减少了节点的能量消耗，提高整个网络的性能。
传输控制方法实施例二，与传输控制方法实施例一的不同之处在于，本实施例中该方法还包括：在传输周期开始之前，传输控制装置根据退避帧间间隔、短帧间隔、退避时隙长度、信令传输时间和数据帧传输时间确定传输周期的长度。
传输周期的长度满足以下公式：
T＝BIFS+(N-1)*pBackoffSlot+2*SIFS+Tack+Tdata
其中，BIFS表示每个传输周期开始时的退避帧间间隔(BackoffInterframeSpace)；pBackoffSlot表示一个退避时隙的长度；SIFS表示短帧间隔，该短帧间隔用于传输控制装置与节点之间信令的传输；Tdata表示节点数据帧的传输时间，Tack表示传输控制节点应答帧的传输时间，如果数据帧长度一定，则Tdata表示数据帧发送所需要的时间，如果数据帧长度是变化的，则Tdata表示最长数据帧发送所需要的时间。
传输控制方法实施例三，与传输控制方法实施例一、二的不同之处在于，本实施例中该方法还包括：在传输周期开始之前，传输控制装置根据网络中的节点数，分配各节点的退避方式。各节点在传输周期开始时同时进行退避，由于各节点的退避方式不同，因此，各节点传输数据帧的时间也不同，从而避免各节点传输数据发生碰撞，提高网络的吞吐率，改善网络性能。
分配各节点的退避方式可以采用以下方式：
设置各节点的退避计数器值为0、1、2、、、N-1，以N个周期为一个循环，在同一循环的每个周期内节点退避计数器的值与上一个周期的值不同，N为网络中节点的个数。
采用以上退避方式，各节点在一个循环中，分别以不同的退避计数器值接入信道，从而保证了各节点接入信道的公平性；同时，由于退避计数器值为0、1、2、、、N-1，在每一个退避时隙都有一个节点接入信道，充分利用信道，提高网络的吞吐率。还可以采用其他的退避方式，只要各节点传输时间不会发生碰撞即可，例如，可以设置各节点的退避计数器值为2、3、4、、、N+1。
传输控制方法实施例四，将传输控制方法实施例一、二、三应用于无线个域网(wireless personal area network，WPAN)中，大量的独立DEV构成一个微微网(Piconet)，允许DEV之间的相互通信，将其中一个DEV作为PNC，在本实施例中，传输控制装置设置在PNC中。
参见图2，在本实施例中，PNC的操作步骤包括：
201、在Piconet的建立阶段，PNC计算网络中DEV的总数；
202、PNC决定节点的退避方式，即决定网络中每个DEV的退避计数器值，使得每个DEV在任何时刻有一个唯一的退避计数器值。如退避计数器的值是0、1、2、、、N-1，N代表DEV的总数。PNC为每个DEV轮流地设定这些退避计数器的值。以N个周期为一个循环，在同一循环的每个周期内DEV的退避计数器值都和上一个周期不一样，这样可以保证每个DEV公平地接入信道；
203、PNC计算每个周期的长度：
T＝BIFS+(N-1)*pBackoffSlot+2*SIFS+Tack+Tdata
BIFS表示每个传输周期开始时的退避帧间间隔(Backoff InterframeSpace)；pBackoffSlot表示一个退避时隙的长度；SIFS表示短帧间隔，该短帧间隔用于传输控制装置与节点之间信令的传输；Tdata表示节点数据帧的传输时间，Tack表示传输控制节点应答帧的传输时间，如果数据帧长度一定，则Tdata表示数据帧发送所需要的时间，如果数据帧长度是变化的，则Tdata表示最长数据帧发送所需要的时间。
204、PNC广播节点的退避方式和周期长度；
205、PNC等待周期结束，如果收到DEV的传输信息，则执行步骤206；如果没有收到DEV的传输信息，则执行步骤207；
206、PNC向DEV发送应答帧(Imm-ACK)，然后返回步骤205；
207、判断是否符合结束当前传输周期的条件，如果符合则执行步骤208，如果不符合则返回步骤205；
如果判断当前周期内不再有数据传输，则判断符合结束当前传输周期的条件；或者，如果已经到了当前传输周期的终止时间，则判断符合结束当前传输周期的条件。
如果系统中所有节点的数据队列中没有数据帧，则PNC判断当前周期内不再有数据传输；如果判断部分节点的数据帧发送完，且剩余节点的数据队列中没有数据帧，则PNC判断当前周期内不再有数据传输；如果判断一些节点的数据帧发送完，又接收到其他节点的Period-End帧，且剩余节点的数据队列中没有数据帧，则PNC判断当前周期内不再有数据传输；如果判断部分节点的数据帧发送完，又接收到剩余节点的Period-End帧，则PNC判断当前周期内不再有数据传输。
208、结束当前传输周期，开始下一个周期的传输。
参见图3，在本实施例中，DEV的操作步骤包括：
301、在每个周期的开始时刻，DEV监测信道BIFS时长，确定没有其他节点在发送数据，信道是空闲的，然后，DEV根据PNC的通知来决定自己的退避计数器大小；
302、每经过一个pBackoffSlot时长，DEV的退避计数器减一；
303、退避计数器是否等于零，如果退避计数器不等于零，则返回步骤302，否则等于零，则执行步骤304；
304、判断当前信道是否空闲，如果信道空闲，则转至305；否则转至310；
305、判断数据队列中是否有未发的数据，如果有，则转至306，否则转至310；
306、发送数据；
307、等待Imm-ACK帧；
308、是否收到Imm-ACK帧，如果收到Imm-ACK帧，则转至309，否则返回步骤307；
309、节点是否满足测试条件，该测试条件包括节点在当前传输周期的初始退避计数器值不等于N-1，且满足不等式Tcur-Tstar>BIFS+(N-1)*pBackoffSlot，，如果节点满足测试条件则转至310，否则转至311，其中，Tcur表示当前时间，Tstar表示当前传输周期开始时间；
310、发送Period-End帧，转至311；
311、等待当前传输周期结束。
设置仿真模型，由十个DEV和一个PNC组成，它们随机分布在一个10mx10m的矩形区域中，假设信道是无错的，数据帧的所有错误都是由于碰撞引起的，数据速率为1Gbps。相对于现有技术中记录退避配置(MemorizedBackoff Scheme，MBS)的传输控制方法、CSMA/CA的传输控制方法、短固定退避接入(Short Unique Backoff Allocation，SUBAA)的传输控制方法，本发明以上各实施例中提供的传输控制方法，吞吐率高、平均时延小，发送成功率高。
归一化吞吐率表示网络吞吐率与数据速率的比值。参见图4，为传输控制方法的归一化吞吐率曲线示意图，其中曲线401表示采用本发明实施例中的传输控制方法的归一化吞吐率，曲线402表示采用SUBAA传输控制方法的归一化吞吐率，曲线403表示采用MBS传输控制方法的归一化吞吐率，曲线404表示采用CSMA/CA传输控制方法的归一化吞吐率。图4中的横坐标表示数据速率，纵坐标表示归一化吞吐率，如图4所示，采用本发明实施例中的传输控制方法的归一化吞吐率始终大于其他三种传输控制方法的归一化吞吐率，且数据速率越高，相对于其他三种传输控制方法，采用本发明实施例中的传输控制方法的归一化吞吐率越大，可知，采用本发明实施例中传输控制方法的网络吞吐率高，网络性能好，尤其是网络负载大、数据速率大时，可以极大的提高网络性能。
平均接入时延表示数据帧从创建到发送所经过的平均时延。参见图5，为传输控制方法的平均接入时延曲线示意图，其中曲线501表示采用本发明实施例中的传输控制方法的平均接入时延，曲线502表示采用SUBAA传输控制方法的平均接入时延，曲线503表示采用MBS传输控制方法的平均接入时延，曲线504表示采用CSMA/CA传输控制方法的平均接入时延。图5中的横坐标表示数据从创建到发送的时间，纵坐标表示平均时延，如图5所示，采用本发明实施例中的传输控制方法的平均接入时延始终小于采用SUBAA传输控制方法的平均接入时延、采用MBS传输控制方法的平均接入时延，在数据从创建到发送的时间在0.4至0.9之间时，采用本发明实施例中的传输控制方法的平均接入时延小于采用CSMA/CA传输控制方法的平均接入时延，可知，采用本发明实施例中传输控制方法的平均接入时延小，网络性能好。
发送成功率表示发送成功的数据帧数目与总共发送的数据帧数目的比值。参见图6，为传输控制方法的发送成功率曲线示意图，其中曲线601表示采用本发明实施例中的传输控制方法的发送成功率，曲线602表示采用SUBAA传输控制方法的发送成功率，曲线603表示采用MBS传输控制方法的发送成功率，曲线604表示采用CSMA/CA传输控制方法的发送成功率。图6中的横坐标表示发送成功的数据帧数目，纵坐标表示总共发送的数据帧数目，如图6所示，采用本发明实施例中的传输控制方法的发送成功率为100％，可知，采用本发明实施例中传输控制方法的可以完全成功的发送数据，网络性能好。
传输控制装置的实施例，参见图7，包括：
接收单元701，用于接收来自节点的传输信息；
判断单元702，用于根据传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；
控制单元703，用于在判断单元的判断结果为没有数据传输的情况下，发送周期结束消息，周期结束消息用于结束当前传输周期。
其中传输信息包括：来自节点的提前结束帧或数据帧大小或传输时间。
进一步的，传输控制装置还可以包括：用于根据退避帧间间隔、短帧间隔、退避时隙长度、信令传输时间和数据帧传输时间确定传输周期的长度的单元。
进一步的，传输控制装置还可以包括：分配单元，用于根据网络中的节点数，分配各节点的退避方式。
进一步的，分配单元具体为：用于设置各节点的退避计数器的值为0、1、2、、、N-1，以N个周期为一个循环，在同一循环的每个周期内节点退避计数器的值与上一个周期的值不同的模块，N为网络中节点的个数。
传输装置的实施例，参见图8，包括：
判断单元801，用于判断是否满足提前结束的条件；
控制单元802，用于在所述判断单元的判断结果为满足提前结束的条件下，发出Period-End帧。
进一步的，传输装置的判断单元可以包括：所述判断单元包括：
退避计数器，用于从初始退避值开始减至为零；
检测模块，用于检测当前信道是否为空闲，或数据队列中是否有数据；或其他传输装置在当前传输周期内是否再发数据帧；
控制模块，用于退避计数器减至为零时，检测模块检测到当前信道非空闲；或者，退避计数器减至为零时，检测模块检测到数据队列中没有数据；或者检测模块检测到其它传输装置在当前传输周期内不能再发数据帧，则判断满足提前结束条件。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：该程序在执行时，可以包括如下步骤：接收来自节点的传输信息；根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；如果没有数据传输，则发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1、一种传输控制方法，其特征在于，该方法包括：
接收来自节点的传输信息；
根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；
如果没有数据传输，则发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期。
2、根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述传输信息包括：
来自节点的提前结束帧或数据帧大小或传输时间。
3、根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述判断当前传输周期内是否还有数据传输具体包括：
根据数据帧的大小或者传输时间或提前结束帧，判断当前传输周期内是否还有数据传输。
4、根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述提前结束帧为节点判断满足提前结束的条件下发出的。
5、根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述提前结束的条件包括：
节点的退避计数器减至为零时，当前信道非空闲；
或者，节点的退避计数器减至为零时，数据队列中没有数据；
或者，节点完成数据帧发送后，其他节点在当前传输周期内不能再发数据帧。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据退避帧间间隔、短帧间隔、退避时隙长度、信令传输时间和数据帧传输时间确定传输周期的长度。
7、根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括：
根据网络中的节点数，分配各节点的退避方式。
8、根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述分配各节点的退避方式具体包括：
设置各节点的退避计数器的值分别为0、1、2、、、N-1，以N个周期为一个循环，在同一循环的每个周期内节点退避计数器值与上一个周期的值不同，所述N为网络中节点的个数。
9、一种传输方法，其特征在于，该方法包括：
从初始退避值开始退避减数；
当退避值减至为零，判断是否满足提前结束的条件；
如果满足提前结束的条件，发出提前结束帧。
10、根据权利要求9所述的传输方法，其特征在于，所述提前结束的条件包括：
当前信道非空闲或者数据队列中没有数据或者其他节点在当前传输周期内不能再发数据帧。
11、一种传输控制装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收来自节点的传输信息；
判断单元，用于根据所述传输信息，判断在当前传输周期内是否还有数据传输；
控制单元，用于在所述判断单元的判断结果为没有数据传输的情况下，发送周期结束消息，所述周期结束消息用于结束当前传输周期。
12、根据权利要求11所述的传输控制装置，其特征在于，所述传输信息包括：来自节点的提前结束帧或数据帧大小或传输时间。
13、根据权利要求12所述的传输控制装置，其特征在于，所述判断单元具体为：用于根据数据帧大小或者传输时间，或是否接收到提前结束帧，判断当前传输周期内是否还有数据传输的模块。
14、根据权利要求12所述的传输控制装置，其特征在于，该装置还包括：
分配单元，用于根据网络中的节点数，分配各节点的退避方式。
15、根据权利要求14所述的传输控制装置，其特征在于，所述分配单元具体为：用于设置各节点的退避计数器的值分别为0、1、2、、、N-1，以N个周期为一个循环，在同一循环的每个周期内节点退避计数器的值与上一个周期的值不同的模块，所述N为网络中节点的个数。
16、一种传输装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断是否满足提前结束的条件；
控制单元，用于在所述判断单元的判断结果为满足提前结束的条件下，发出提前结束帧。
17、根据权利要求16所述的传输装置，其特征在于，所述判断单元包括：
退避计数器，用于从初始退避值开始减至为零；
检测模块，用于检测当前信道是否为空闲，或数据队列中是否有数据；或其他传输装置在当前传输周期内是否再发数据帧；
控制模块，用于所述退避计数器减至为零时，所述检测模块检测到当前信道非空闲；或者，所述退避计数器减至为零时，所述检测模块检测到数据队列中没有数据；或者所述检测模块检测到其它传输装置在当前传输周期内不能再发数据帧，则判断满足提前结束条件。
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