CN102158331B - 一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 - Google Patents
一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102158331B CN102158331B CN 201110133647 CN201110133647A CN102158331B CN 102158331 B CN102158331 B CN 102158331B CN 201110133647 CN201110133647 CN 201110133647 CN 201110133647 A CN201110133647 A CN 201110133647A CN 102158331 B CN102158331 B CN 102158331B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frame
- rdata
- transmitting terminal
- receiving terminal
- rack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,包括(1)发送端接收组播包;(2)发送端向接收端发送RRTS帧;(3)接收端向发送端回复RCTS帧;(4)发送端构造RDATA帧并向接收端传送;(5)接收端接收RDATA帧并向发送端回复RACK帧;(6)发送端根据RACK帧判断是否向接收端重传RDATA帧;(7)循环收发过程直至所有数据传送完毕。本发明通过在若干RDATA帧只设定一个携带回复请求的帧,提高了信道利用率,避免了频繁回复带来的大量控制开销,利用NHID设定不同的回复时间,避免了回复时发生的冲突现象,故本发明传输效率高、吞吐量大,可广泛应用于无线自组织网络的组播技术中。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域,具体涉及一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法。
背景技术
无线自组织网络无需固定的基础网络设施或中央系统的管理,由无线移动节点自动形成网络,它能灵活应用于战场、灾区、野外考察等难以预先架设网络设施的场合,无线自组织网络的应用主要体现在军事、家用无线自组织网、移动会议、紧急服务、传感器网络、蜂窝移动通信系统的多跳增强(即利用移动终端的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围)等领域。当前世界各国学术界和工业界都对无线自组织网络展开了深入而广泛的研究,全球各大通信设备企业纷纷看好无线自组织网络市场,基于Ad Hoc(点对点)网络技术的移动终端以及网络设备已经成为一些大通信公司研发的重点。
另一方面,人们对交互式的多媒体组播业务的需求日益增长,这些业务都要求网络具有组播能力,例如音频/视频会议、交互式仿真、多人游戏、分布式数据库等,特别是在无线自组织网络中,组播能够支持战场指挥、紧急救援和移动会议等需要协作的应用。作为无线自组织网络中一种非常重要的应用,组播将使得无线自组织网络增值,具有广阔的市场前景。
而MAC(Media Access Control)层的广播特性对组播性能的好坏有很大的影响,没有可靠的广播机制,将无法实现良好的组播。目前大部分无线自组织网络中的MAC层协议都采用了IEEE 802.11 DCF(分布式协调功能),但是,采用IEEE 802.11 DCF作为无线自组织网络组播的MAC层协议,会有以下问题:
(1)在IEEE 802.11中,没有提供显式的组播机制,为了使得组播分组到达所有相邻的组成员,使用单跳广播的方法进行转发。单跳广播并不需要ACK(应答帧)应答,所以发送者不能判断接收者是否已经正确收到数据或者接收者是否已经移出覆盖范围。
针对这个问题,现阶段研究学者提出的许多解决方案都在交互中利用了ACK应答机制,如BMW(Broadcast Medium Window)协议将广播看成多个单播操作,每个广播包都单独和每个邻节点进行RTS-CTS-DATA-ACK交互。像单播包一样,当一个单播成功,发送端就增加数据帧的序列号并转给下一邻节点,如果某邻节点没有接收到数据帧,则重新进行RTS-CTS-DATA-ACK交互,只是发送端发送给其RTS(请求发送帧)时,它回复给发送端一带有序列号的CTS(允许发送帧),然后发送端将重传带有序列数的数据帧,所以简单且可靠性较高。但是数据帧交互所需时间较长,效率极低,并且存在过多的重传;
而BMMM(Batch Mode Multicast MAC Protocol)协议要求发送者用RTS依次指示各个接收者发送CTS。当多个RTS-CTS交互完成后,广播数据帧DATA,然后发送者向每个接收者发送RAK(控制帧)并要求各接收者回复应答帧ACK,如果没有收到其中一个ACK,发送者会在这个邻居节点上重复整个发送过程RTS-CTS-DATA-RAK-ACK,增加了控制开销,并且存在隐蔽终端问题和过多的重传。
(2)在基于IEEE 802.11的移动Ad Hoc网络(MANETS)中,由于信道的广播特性,存在着隐蔽节点问题,这就导致有可能在组播时试发多次不成功的现象。
在MANETs中,现有的支持组播方法试图利用Ad Hoc网络的广播特性,单跳的广播分组被发送到所有邻居节点,然而CSMA/CA(Carrier Sense MultipleAccess with Collision Avoidance)协议并不采取任何防范措施解决隐蔽节点的问题,由于碰撞导致系统性能急剧下降。
带有忙音的广播协议BPBT(Broadcast Protocol with Busy Tone)采用窄带忙音帮助发送端对当前信道及其邻节点状态进行检测,忙音用来为所传输的数据包提供连续的保护。如果任意接收端回复了一个CTS,发送端则开始传输数据包。在接收数据包过程中,接收端又会向发送端回复ACK。但在整个交互过程中,CTS和ACK回复会占用很长的时间;另外信道上有噪声就被认为是信道忙,进而在条件都满足的情况下DATA不发送,导致信道利用率低;而且采用忙音的方式对硬件有要求,以前的硬件就无法实现,这对于普及就有一定的难度;忙音还会消耗一定的能量,而对于无线自组织网络的节点来说,能量是相当有限的,为了能保持更久的工作状态,忙音类的方式并不是很可取。
(3)在IEEE 802.11中,是不允许采用RTS/CTS握手机制或者ACK应答机制进行广播/组播,因此没有成功发送的分组将不再在MAC层重发,一个节点丢失分组会导致整个下游组播树都不能收到,这种影响在接近源端的地方会更严重。
RRAR(Round-Robin Acknowledge and Retransmit)协议中,引入了ACK确认机制和重传机制,即在发送者发送数据帧DATA之后,要求其中一个接收节点回复确认来避免所有接收节点都回复ACK而导致的ACK风暴,因此在广播DATA帧的帧头中,指定需要回复ACK的节点,当又有一个来自上层的帧需要广播时,发送者将选取另一个节点进行回复。同时发送者在每次成功收到回复后计算出该回复节点丢失的帧并重传,重传帧不需要回复。但是在RRAR协议中,不能确定接收者是否收到帧,可靠性不能很好的体现。另外,如果网络太差,重传会很频繁,而且帧头中指明回复节点的信息相应地增加了开销。
发明内容
本发明提供了一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,解决了现有无线自组织网络组播的MAC层协议存在的隐蔽节点以及重传机制不完善而导致的传输效率低等问题,传输效率高、吞吐量大。
一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,包括如下步骤:
(1)发送端接收来自网络层的组播包;
(2)利用CSMA/CA协议避免节点间冲突,直至信道空闲且空闲DIFS(分布式协调帧间间隔),发送端启动退避计时器进行倒计时,倒计时至0,发送端构造RRTS(Reliable RTS)帧并向各接收端发送RRTS帧;
(3)接收端接收RRTS帧,并根据自己的MAC地址位于RRTS帧的位置获取自己的NHID(跳节点号),并将NHID存入接收端的比特图中,接收端根据NHID计算回复RCTS(Reliable CTS)帧的时间并向发送端回复RCTS帧;
(4)发送端接收RCTS帧并判断RCTS帧是否都收全,若没收全,发送端将在RRTS有限重传次数内向未收到的RCTS帧对应的接收端重传RRTS帧并等待接收RCTS帧;若所有RCTS帧都收全,发送端则构造RDATA(Reliable DATA)帧并向每个接收端陆续发送若干个RDATA帧,同时发送端将RDATA帧存入发送端的缓冲区;
(5)接收端接收RDATA帧,检查RDATA帧序号以及RDATA帧是否携带回复请求信息,并更新比特图中的RDATA帧序号及其对应RDATA帧的接收情况,若RDATA帧中未携带回复请求信息,则接收端继续接收下一RDATA帧,直至有RDATA帧中携带回复请求信息为止;若RDATA帧中携带回复请求信息,则接收端根据NHID计算回复RACK(Reliable ACK)帧的时间并向发送端回复RACK帧;
(6)发送端接收RACK帧并判断RACK帧是否都收全,若没收全,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收到的RACK帧对应的接收端重传携带回复请求信息的RDATA帧并等待接收RACK帧;若所有RACK帧都收全,发送端根据RACK帧判断每个接收端是否都收全所有RDATA帧,若否,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收全RDATA帧的接收端重传未收到的RDATA帧;若是,则结束本次收发过程;
(7)重复步骤(2)至(6),直至发送端将所有的数据都传送完毕。
所述的若干个RDATA帧中只有一个RDATA帧携带回复请求信息,该携带回复请求信息的RDATA帧由发送端最后发送。
所述的RRTS有限重传次数和RDATA有限重传次数为实际经验值。
所述的RRTS帧中包含有IEEE 802.11协议的RTS帧中的所有字段外,还扩大了接收端地址字段,以用来存放更多的接收端MAC地址。
所述的RCTS帧中包含有IEEE 802.11协议的CTS帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段。
所述的RDATA帧中包含有IEEE 802.11协议的DATA帧中的所有字段外,还包含有用于是否要求接收端回复RACK帧的字段和RDATA帧序列号字段。
所述的RACK帧中包含有IEEE 802.11协议的ACK帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段和比特图中RDATA帧的接收情况字段,所述的比特图中RDATA帧的接收情况字段用于发送端判断是否重传。
所述的接收端附带有比特图,所述的比特图中包含有发送端的MAC地址、接收端的NHID、RDATA帧序号及RDATA帧的接收情况在内的信息,所述的RDATA帧的接收情况表现为接收到某一RDATA帧则相应比特位记为“1”,否则为“0”;应答时将比特图中RDATA帧的接收情况加入到RACK帧中,告知发送端RDATA帧的接收情况。
本发明为了避免接收端回复RCTS帧时发生冲突,通过NHID来计算各接收端回复RCTS帧的不同回复时间;发送端待RCTS帧都收全后向接收端发送RDATA帧,发送的N个RDATA帧中只有最后一个RDATA帧携带回复请求信息,接收端接收到携带回复请求信息的RDATA帧后会向发送端回复一个RACK帧,同时为了避免接收端回复RACK帧时发生冲突,也通过NHID来计算各接收端回复RACK帧的不同回复时间;利用NHID代替接收端的MAC地址,可进一步减少开销。
本发明中发送端的缓冲区存储已发送的RDATA帧及各个RDATA帧的重传次数,用以当发送端得知有接收端丢失RDATA帧时可以进行重传,从缓冲区中搜索需要重传的RDATA帧,如果需重传的RDATA帧还在缓冲区中且对于该丢失RDATA帧的接收端的重传次数小于RDATA有限重传次数,发送端将对其进行重传;缓冲区的大小固定,当超出其大小后,发送端自动删除最前面的RDATA帧。
本发明为了确保整个收发过程不被中断,发送端会在RRTS帧和RDATA帧中的持续时间字段上设定网络分配矢量NAV(Network Allocation Vector),以防止传送RRTS帧和RDATA帧时其他工作站对信道进行访问;接收端接收到RRTS帧和RDATA帧中的持续时间字段后,根据帧中的持续时间字段调整NAV,同时接收端会以RCTS帧、RACK帧加以响应,其帧中的持续时间字段上也设定有NAV,但分别较RRTS帧和RDATA帧的短了传送RCTS帧/RACK帧所需的时间加上一个SIFS(短帧间间隔)的时间量;所述的NAV可防止其他工作站在某一站的传输过程中访问媒介,直到该站传输过程结束;通过引入NAV可避免隐终端的问题。
本发明的有益技术效果为:
(1)本发明通过利用RRTS-RCTS交互机制,清空信道,使接收端处于准备接收RDATA帧的状态,提高了RDATA帧组播的可靠性;
(2)本发明采用一次RRTS-RCTS交互,但发送若干个RDATA帧只回复一个RACK帧的机制提高交互效率,同时提高了信道利用率,又能避免了频繁回复带来的大量控制开销;
(3)本发明利用跳节点号NHID和接收端比特图进一步减少控制开销,并且引入重传机制,发送端根据各接收端回复的RACK帧中携带的比特图中RDATA帧的接收情况字段,对接收端没有接收到的RDATA帧进行重传,保证了MAC组播的可靠性;
(4)本发明使各接收端在不同时间回复RCTS帧或RACK帧,避免了接收端回复RCTS帧或RACK帧时发生冲突,同时使RRTS、RCTS、RDATA、RACK帧中携带的NAV,避免了隐终端的问题。
附图说明
图1为本发明MAC层协议方法的流程示意图。
图2为本发明MAC层协议方法中的发送端的处理流程示意图。
图3为本发明MAC层协议方法中的接收端的处理流程示意图。
图4为本发明MAC层协议方法的交互示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明,下面结合附图及具体实施方式对本发明的MAC层协议方法进行详细说明。
如图1所示,一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,包括如下步骤:
(1)发送端接收来自网络层的组播包;
(2)利用CSMA/CA协议避免节点间冲突,直至信道空闲且空闲DIFS,发送端启动退避计时器进行倒计时,倒计时至0,发送端构造RRTS帧并向各接收端发送RRTS帧;
RRTS帧中包含有IEEE 802.11协议的RTS帧中的所有字段外,还扩大了接收端地址字段,以用来存放更多的接收端MAC地址;
(3)接收端接收RRTS帧,并根据自己的MAC地址位于RRTS帧的位置获取自己的NHID,并将NHID存入接收端的比特图中,接收端根据NHID计算回复RCTS帧的时间并向发送端回复RCTS帧;
比特图中包含有发送端的MAC地址、接收端的NHID、RDATA帧序号及RDATA帧的接收情况在内的信息;
RCTS帧中包含有IEEE 802.11协议的CTS帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段;
(4)发送端接收RCTS帧并判断RCTS帧是否都收全,若没收全,发送端将在RRTS有限重传次数内向未收到的RCTS帧对应的接收端重传RRTS帧并等待接收RCTS帧;若所有RCTS帧都收全,发送端则构造RDATA帧并向每个接收端陆续发送若干个RDATA帧,同时发送端将RDATA帧存入发送端的缓冲区;若干个RDATA帧中只有一个RDATA帧携带回复请求信息,该携带回复请求信息的RDATA帧由发送端最后发送;
RDATA帧中包含有IEEE 802.11协议的DATA帧中的所有字段外,还包含有用于是否要求接收端回复RACK帧的字段和RDATA帧序列号字段;
(5)接收端接收RDATA帧,检查RDATA帧序号以及RDATA帧是否携带回复请求信息,并更新比特图中的RDATA帧序号及其对应RDATA帧的接收情况,若RDATA帧中未携带回复请求信息,则接收端继续接收下一RDATA帧,直至有RDATA帧中携带回复请求信息为止;若RDATA帧中携带回复请求信息,则接收端根据NHID计算回复RACK帧的时间并向发送端回复RACK帧;
RACK帧中包含有IEEE 802.11协议的ACK帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段和比特图中RDATA帧的接收情况字段;RDATA帧的接收情况表现为接收到某一RDATA帧则相应比特位记为“1”,否则为“0”;应答时将比特图中RDATA帧的接收情况加入到RACK帧中,告知发送端RDATA帧的接收情况,以便发送端判断是否重传;
(6)发送端接收RACK帧并判断RACK帧是否都收全,若没收全,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收到的RACK帧对应的接收端重传携带回复请求信息的RDATA帧并等待接收RACK帧;若所有RACK帧都收全,发送端根据RACK帧判断每个接收端是否都收全所有RDATA帧,若否,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收全RDATA帧的接收端重传未收到的RDATA帧;若是,则结束本次收发过程;
(7)重复步骤(2)至(6),直至发送端将所有的数据都传送完毕。
本实施例中,RRTS有限重传次数和RDATA有限重传次数均为16。
本实施例为了避免接收端回复RCTS帧时发生冲突,通过NHID来计算各接收端回复RCTS帧的不同回复时间;发送端待RCTS帧都收全后向接收端发送RDATA帧,发送的N个RDATA帧中只有一个RDATA帧携带回复请求信息,接收端接收到携带回复请求信息的RDATA帧后会向发送端回复一个RACK帧,同时为了避免接收端回复RACK帧时发生冲突,也通过NHID来计算各接收端回复RACK帧的不同回复时间;利用NHID代替接收端的MAC地址,可进一步减少开销。
本实施例中发送端的缓冲区存储已发送的RDATA帧及各个RDATA帧的重传次数,用以当发送端得知有接收端丢失RDATA帧时可以进行重传,从缓冲区中搜索需要重传的RDATA帧,如果需重传的RDATA帧还在缓冲区中且对于该丢失RDATA帧的接收端的重传次数小于RDATA有限重传次数,发送端将对其进行重传;缓冲区的大小固定,当超出其大小后,发送端自动删除最前面的RDATA帧。
本实施例为了确保整个收发过程不被中断,发送端会在RRTS帧和RDATA帧中的持续时间字段上设定网络分配矢量NAV,以防止传送RRTS帧和RDATA帧时其他工作站对信道进行访问;接收端接收到RRTS帧和RDATA帧中的持续时间字段后,根据帧中的持续时间字段调整NAV,同时接收端会以RCTS帧、RACK帧加以响应,其帧中的持续时间字段上也设定有NAV,但分别较RRTS帧和RDATA帧的短了传送RCTS帧/RACK帧所需的时间加上一个SIFS的时间量;NAV可防止其他工作站在某一站的传输过程中访问媒介,直到该站传输过程结束;通过引入NAV可避免隐终端的问题。
图2至图4给出了网络中各移动站使用本实施方式的具体执行过程及交互过程,以发送端和接收端分别处理数据包来分析。
发送端的处理流程如图2所示,当发送端收到一个发往下层的组播包时,首先用CSMA/CA协议进行冲突避免,并通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值判定是否有其他的移动站在信道上发送数据;若信道空闲且空闲DIFS(长度为128ms)时,发送端启动退避计时器进行倒计时,退避计时器的值在0和竞争窗口数CW(Contention Window)之间随机选择,如果介质在退避计时器不到0时就被占用,那么停止计时,待下次信道空闲且空闲DIFS再重新从该值开始倒计时,如果倒计时至0信道依旧空闲,则发送端向各接收端发送组播RRTS帧并启动Recv_Timer接收计时器。
当Recv_Timer接收计时器倒计时至0,发送端判断是不是所有RCTS帧都收到了。如果RCTS帧没有全部收到,则要进行RRTS帧重传,重传RRTS帧之前先查看RRTS帧的重传次数有没有超出重传最大值,如果超出了,则重传失败,结束这一次的交互。如果没有超出重传最大值,则重新发送组播RRTS帧。
如果所有的RCTS帧都收到了,则发送端构造RDATA帧,判断是否需要接收者回复。不要求回复则继续在一定时间间隔后直接发送下一个RDATA帧;需要回复RACK帧的话就将RDATA帧中相应要求接收者回复的字段设置“1”,然后启动Recv_Timer接收计时器。
当Recv_Timer接收计时器倒计时至0,根据RACK帧所带的比特图中帧的接收情况字段,判断是不是所有RACK帧都收到了。如果RACK帧没有全部收到,则将携带有回复请求的RDATA帧重传,重传该RDATA帧之前先查看该帧的重传次数有没有超出重传最大值,如果超出了,则重传失败,结束这一次的交互。如果没有超出重传最大值,则重新发送该RDATA帧;如果所有的RACK帧都收到了,则判断是不是接收者都收到了所有的RDATA帧,如果没有,则将相应的RDATA帧进行重传,重传该RDATA帧之前先查看该帧的重传次数有没有超出重传最大值,如果超出了,则重传失败,结束这一次的交互。如果没有超出重传最大值,则重新发送该RDATA帧。
重传结束后,重新查看是否所有的帧都收到了,没有则继续重传,都收到了则进入下一次的交互过程。
与发送端的处理流程相对应,接收端的处理流程如图3所示,当接收端收到一个RRTS帧时,先判断是单播RRTS帧还是组播RRTS帧。如果是单播RRTS帧,则按IEEE 802.11相应步骤进行处理;如果是组播RRTS帧,接收端根据RRTS帧中预先分配的NHID计算IFS(帧间间隔)得到回复RCTS帧的时间并构造RCTS帧,在等待IFS时间后发送RCTS帧,并启动Recv_Timer接收计时器。
当Recv_Timer接收计时器倒计时至0,接收端根据比特图中RDATA帧接收情况判断是否收到RDATA帧,如果没有收到,就结束接收;如果收到了RDATA帧,更新自己接收RDATA帧信息表中相应的比特位,根据RDATA帧中是否需要回复确认字段判断是否需要回复RACK帧,不需要则启动Recv_Timer接收计时器,继续等待接收下一个RDATA帧。如果需要回复,根据NHID计算IFS得到回复RACK帧的时间并分别回复RACK帧,RACK帧中携带比特图中RDATA帧的接收情况字段,此时接收结束。
如图4展示了1个发送端与3个接收端利用本实施方式进行组播交互的过程。首先发送端S发送组播RRTS帧给其通信范围内的各接收端,发送端S的三个接收端NH1、NH2、NH3在不同时间分别回复RCTS帧,等到RCTS帧都收全后,发送端S连续发送8个RDATA帧,第8个RDATA帧中携带有要求回复确认的信息,所以待8个RDATA帧发送完毕后,三个接收端在不同时间分别向发送端S回复RACK帧。为了确保整个交互过程不被中断,发送端会在其RRTS帧、RDATA帧中设定网络分配矢量NAV,以防止传送RRTS帧、RDATA帧时其他工作站对媒介进行访问。接收端接收到RRTS帧和RDATA帧中的持续时间字段后,根据帧中的持续时间字段调整NAV,同时接收端会以RCTS帧、RACK帧加以响应,其帧中的持续时间字段上也设定有NAV,但分别较RRTS帧和RDATA帧的短;NAV可防止其他工作站在某一站的传输过程中访问媒介,直到该站传输过程结束;通过引入NAV可避免隐终端的问题。
根据本实施方式的流程就可以撰写出本发明协议方法的程序代码,代码编译成功之后就可以应用于网络的组播中。为了更好的体现本发明协议方法的性能提高,用NS2网络仿真模拟器对本发明协议方法进行仿真,根据仿真结果分析协议在包投递率,平均端到端延迟、吞吐量等中的优势所在。
本发明协议方法主要可以从三个性能指标进行分析:(1)包投递率:某一接收端成功接收到的数据包个数与发送端发送的总的数据包个数的比值。(2)平均端到端延迟:所有接收端接收某个数据包与发送端发送该数据包的时间差的总和与发送总的数据包个数的比值。(3)吞吐量:指在某个时刻,在网络中的发送和接收两端之间,提供给网络应用的剩余带宽。为了能更好的看出本发明协议方法在这三项指标上的优势所在,将其与IEEE 802.11标准及另一种MAC层组播协议MACAM(Multiple Access Collision Avoidance protocol for Multicastservices)进行比较。主要观察三种协议在改变组播组大小的情况下,包投递率、平均端到端延迟、吞吐量的变化。通过仿真后的数据分析,本发明协议方法在所改变的不同组播组下包投递率很高,近于100%,这就保证了可靠性,MACAM协议在组播组超过一定大小时,会有部分因为队列满而导致的丢包,包投递率小于本发明协议方法,可靠性没本发明协议方法好,而IEEE 802.11丢包情况比较严重,可靠性更差;平均端到端延迟方面,三者都不是很大,但是本发明协议方法比IEEE 802.11略大,因为协议中多出了等待RCTS帧、RACK帧回复的时间,但是这点延迟对整个交互过程影响不大;在吞吐量指标上,本发明协议方法远远优于其他两者,比IEEE 802.11协议及MACAM协议大了4或5倍。所以,本发明协议方法在数据传输的可靠性、吞吐量等方面都是有相当程度提高的。
Claims (4)
1.一种无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,包括如下步骤:
(1)发送端接收来自网络层的组播包;
(2)利用CSMA/CA协议避免节点间冲突,直至信道空闲且空闲DIFS,发送端启动退避计时器进行倒计时,倒计时至0,发送端构造RRTS(ReliableRTS)帧并向各接收端发送RRTS帧;
(3)接收端接收RRTS帧,并根据自己的MAC地址位于RRTS帧的位置获取自己的NHID,并将NHID存入接收端的比特图中,接收端根据NHID计算回复RCTS(Reliable CTS)帧的时间并向发送端回复RCTS帧;
(4)发送端接收RCTS帧并判断RCTS帧是否都收全,若没收全,发送端将在RRTS有限重传次数内向未收到的RCTS帧对应的接收端重传RRTS帧并等待接收RCTS帧;若所有RCTS帧都收全,发送端则构造RDATA(Reliable DATA)帧并向每个接收端陆续发送若干个RDATA帧,同时发送端将RDATA帧存入发送端的缓冲区;
(5)接收端接收RDATA帧,检查RDATA帧序号以及RDATA帧是否携带回复请求信息,并更新比特图中的RDATA帧序号及其对应RDATA帧的接收情况,若RDATA帧中未携带回复请求信息,则接收端继续接收下一RDATA帧,直至有RDATA帧中携带回复请求信息为止;若RDATA帧中携带回复请求信息,则接收端根据NHID计算回复RACK(Reliable ACK)帧的时间并向发送端回复RACK帧;
(6)发送端接收RACK帧并判断RACK帧是否都收全,若没收全,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收到的RACK帧对应的接收端重传携带回复请求信息的RDATA帧并等待接收RACK帧;若所有RACK帧都收全,发送端根据RACK帧判断每个接收端是否都收全所有RDATA帧,若否,发送端将在RDATA有限重传次数内向未收全RDATA帧的接收端重传未收到的RDATA帧;若是,则结束本次收发过程;
(7)重复步骤(2)至(6),直至发送端将所有的数据都传送完毕;
所述的RRTS帧中包含有IEEE802.11协议的RTS帧中的所有字段外,还扩大了接收端地址字段;
所述的RCTS帧中包含有IEEE802.11协议的CTS帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段;
所述的RDATA帧中包含有IEEE802.11协议的DATA帧中的所有字段外,还包含有用于是否要求接收端回复RACK帧的字段和RDATA帧序列号字段;
所述的RACK帧中包含有IEEE802.11协议的ACK帧中的所有字段外,还包含有发送端地址字段和比特图中RDATA帧的接收情况字段;
所述的RRTS帧、RCTS帧、RDATA帧和RACK帧中的持续时间字段上都设定有网络分配矢量NAV,其中RCTS帧中的NAV相比较RRTS帧中的NAV短了传送RCTS帧所需的时间加上一个SIFS的时间量,RACK帧中的NAV相比较RDATA帧中的NAV短了传送RACK帧所需的时间加上一个SIFS的时间量。
2.根据权利要求1所述的无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,其特征在于:所述的步骤(4)中,若干个RDATA帧中只有一个RDATA帧携带回复请求信息,该携带回复请求信息的RDATA帧由发送端最后发送。
3.根据权利要求1所述的无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,其特征在于:所述的比特图中包含有发送端的MAC地址,接收端的NHID,RDATA帧序号以及RDATA帧的接收情况在内的信息。
4.根据权利要求1所述的无线自组织网络的MAC层可靠组播方法,其特征在于:所述的缓冲区中存储有已发送的RDATA帧以及各个RDATA帧的重传次数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110133647 CN102158331B (zh) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110133647 CN102158331B (zh) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102158331A CN102158331A (zh) | 2011-08-17 |
CN102158331B true CN102158331B (zh) | 2013-10-30 |
Family
ID=44439535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201110133647 Expired - Fee Related CN102158331B (zh) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102158331B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103095425A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 华为技术有限公司 | 无线局域网中传输确认帧的方法和装置 |
CN102883277B (zh) * | 2012-10-25 | 2015-04-01 | 赵久旸 | 基于可靠多播mac层协议的协同通信方法 |
CN103384245A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-11-06 | 上海交通大学 | 无线网络中信道抢占攻击的防范方法 |
CN106789676B (zh) * | 2017-01-19 | 2019-11-01 | 西安电子科技大学 | 无线自组织网络中低开销的可靠组播路由方法 |
CN106911485B (zh) * | 2017-03-16 | 2020-09-15 | 恒生电子股份有限公司 | 用于可靠组播传输数据的方法及设备 |
CN111526603B (zh) * | 2020-05-07 | 2023-06-13 | 山东浪潮科学研究院有限公司 | 一种用于无线自组网的多信道多址接入方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101651619A (zh) * | 2009-09-07 | 2010-02-17 | 浙江大学 | 一种基于MAC层标签循环移位的ad hoc网络路由方法 |
CN102067497A (zh) * | 2008-06-26 | 2011-05-18 | 汤姆逊许可公司 | 无线局域网络中组播数据的应答和重传的方法和装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1913723B1 (en) * | 2005-08-12 | 2019-05-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus to transmit and/or receive data via wireless network and wireless device |
-
2011
- 2011-05-23 CN CN 201110133647 patent/CN102158331B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102067497A (zh) * | 2008-06-26 | 2011-05-18 | 汤姆逊许可公司 | 无线局域网络中组播数据的应答和重传的方法和装置 |
CN101651619A (zh) * | 2009-09-07 | 2010-02-17 | 浙江大学 | 一种基于MAC层标签循环移位的ad hoc网络路由方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102158331A (zh) | 2011-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gupta et al. | Reliable multicast MAC protocol for wireless LANs | |
RU2490802C2 (ru) | Способ и устройство для подтверждения и повторной передачи групповых данных в беспроводных локальных сетях | |
CN102158331B (zh) | 一种无线自组织网络的mac层可靠组播方法 | |
KR101482087B1 (ko) | 무선 근거리 통신망에서 멀티캐스트 수신 확인의 요청 및 수신 확인의 전송을 위한 장치 | |
Zhang et al. | MAC-layer proactive mixing for network coding in multi-hop wireless networks | |
KR20230035086A (ko) | 비-ap sta에 의해 개시된 요청 트리거 프레임 및 txop 공유 | |
CN108495372B (zh) | 一种无线局域网中小区内多站点数据同时传输的方法 | |
US20100329227A1 (en) | Robust coding in multi-hop networks | |
CN101494879B (zh) | 在无线局域网中支持协作通信的媒介控制方法 | |
JP2013197928A (ja) | 無線通信方法及び無線通信システム | |
CN102883277B (zh) | 基于可靠多播mac层协议的协同通信方法 | |
Bao et al. | Performance analysis of reliable MAC-layer multicast for IEEE 802.11 wireless LANs | |
CN104780619B (zh) | 基于协作通信的无线局域网介质访问控制层协议的方法 | |
US8755403B2 (en) | Block acknowledgement for wireless communication methods, apparatuses and systems | |
Srinivas et al. | An efficient reliable multicast protocol for 802.11-based wireless LANs | |
Wang et al. | Reliable multicast mechanism in WLAN with extended implicit MAC acknowledgment | |
Wang et al. | Performance analysis of a novel distributed C-ARQ scheme for IEEE 802.11 wireless networks | |
Jin et al. | C-MAC: a MAC protocol supporting cooperation in wireless LANs | |
KR101085774B1 (ko) | 하향 패킷 전송을 위한 수신 응답 방법 및 전송 프레임 구조 | |
Wang et al. | A reliable and efficient MAC layer multicast protocol in wireless LANs | |
Choi | Efficient reliable multicast MAC protocol for IEEE 802.11 wireless LANs | |
Wang et al. | MoRa: A LoRa-based system for timely and energy-efficient e-price tag update in markets | |
Chen et al. | Group-based relay for reliable multicast service in error prone IEEE 802.11 e WLANs | |
Undugodage et al. | Achieving transmission fairness in distributed medium access wireless mesh networks: design challenges, guidelines and future directions | |
Alonso Zárate et al. | Cooperative arq: A medium access control (mac) layer perspective |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131030 Termination date: 20160523 |