CN102405621A - 一种自动化系统中的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动化系统中的通信方法，所述系统中包括一个接入点和一个以上的客户端，所述客户端接收所述接入点发出的下行数据并且向所述接入点发送上行数据，所述数据传输被分为一个主多接收者聚合阶段和一个以上从多接收者聚合阶段；在所述主多接收者聚合阶段，接入点将要发给一个以上客户端的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输；在所述从多接收者聚合阶段，接入点将在所述主多接收者聚合阶段传输发生错误的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输。本发明方法能够通过接入点对上行和下行链路的数据传输进行严格控制，增强了自动通信过程中的确定性，进一步缩短了循环时间。

Description

一种自动化系统中的通信方法 技术领域

本发明涉及一种自动化系统中的通信方法， 尤其涉及一种在自动化系统 中进行实时、 确定性的通信所使用的通信方法。 背景技术

在自动化系列产品 SIMATIC中，在分布式 I/O设备和 I/O控制器之间使 用 PROFINET 10协议（PNI0协议）来进行快速、 有效的数据交换。 PROFINET 10协议将工业以太网技术引入现场 （field)—级。 PNI0通信是一种循环通 信， 在这种通信机制中， 1/0控制器在事先确定的时间间隔内逐一和每一个 1/0设备进行通信。所述时间间隔称为循环时间或者 PNI0更新时间，它必须 小于接入每一个 1/0设备的时间周期。为了确保能够对 1/0设备进行精确地 控制， 上述循环时间要尽可能地短。 因此， 在这种以 PNI0通信为例的循环 通信系统中面临的困难是： 首先， 要确保 1/0控制器和 1/0设备之间通信的 确定性， 也就是说， 1/0控制器在确定的时间内与指定的 1/0设备进行通信； 其次， 循环时间要尽可能缩短， 尤其是在 1/0设备的数目增加时也要保证这 一点。 在工业领域， 上述两点都是通过 PROFINET 标准来实现的。 在使用 PROFINET 10进行实时通信时，一个比较典型的例子是在存在 60个 1/0设备 的情况下， 循环时间可达到 8ms。

目前， 在无线网络日渐流行的情况下， 自动化系统中也引入了无线局域 网 （Wireless LAN, WLAN) 设备， 从而在不能有效地使用电缆对移动设备进 行连接时提供了另外一种通信连接方式。 图 1给出了一种使用 PNI0协议的 WLAN通信示意图。 其中， 位于中央的是接入点 （Access Point , AP)， 而位 于四周的四个设备为客户端 （Station , STA)。

但是， 基于 PNIO协议的 WLAN通信中， 循环通信所要面对的困难就更为 突出。 这是因为： 第一， 在正常的 WLAN 系统中采用分布式协调函数 ( Distributed Coordination Function , DCF) 来提供信道接入方案， 这意 味着在任何时间所有的客户端具有同样的优先级来接入信道。 很明显， 因为 有的客户端要传输的数据量可能很大， 因此这种方案很难保证通信的确定性 和实时性。 第二， 为了避免在信道接入过程中产生碰撞， 需要在传输真正的 数据之前引入一个分布式帧间间隔（Distributed Inter Frame Space, DIFS) 和一个指数回退 （Backoff ) 方案。 但是在这两种方案中， 为了确保每个设 备能够传输数据， 需要大量的额外开销， 这些开销进而增加了循环时间。

为了保证在 I/O设备和 I/O控制器之间能够进行确定性通信，现有技术 中还有一些 AP 完全控制或者部分控制的信道接入方案被提出。 例如， 在 802. 11 标准中与上述 DCF 方案一起提出的还有点协调函数 （Point coordination Function, PCF)。 PCF方案是基于轮询机制。 也就是说， 接入 点 AP根据位于其上的轮询名单对每个客户端 STA进行询问。 客户端 STA只 有在得到接入点 AP的询问后才能接入信道。 PCF方案中的数据交换可参见图 2。 其中， D1表示由接入点 AP向客户端 STA1传递下行数据， D2表示由接入 点 AP向客户端 STA2传递下行数据， D3表示由接入点 AP向客户端 STA3传递 下行数据。 由接入点 AP向客户端 STA1传递下行数据时， AP首先将要发给 STA1的数据 D1和轮询包 Polll合在一起， 发给 STA1。 STA1收到上述包后， 首先从 Polll包中解出接入点 AP要求自己发送数据， 随后 STA1先对接入点 AP发送的下行数据发送一个确认 ACK, 再接着向接入点 AP发送上行数据。 接入点 AP对接收到的 STA1发送的上行数据发送一个确定 ACK。 由接入点 AP 向客户端 STA2、 STA3传递下行数据时， 也按照上述歩骤执行。

PCF方案虽然在通信上具有一定的确定性，但是并非具有完全的确定性。 换句话说， PCF方案在下行链路上能够通过接入点 AP对各个客户端 STA实现 控制， 从而在下行链路上实现实时、 确定的通信， 但是在上行链路仍然无法 保证通信的确定性。 例如， STA1发送给接入点 AP的包有可能很长， 这样接 入点 AP就无法保证下一次发送给 STA2的包的具体时间。 除此之外， PCF方 案目前尚没有有效的硬件支持。以上两方面缺陷使得 PCF没有得到广泛应用。

在上述方案的基础上， 一种新型的多接收者聚合 （Multi-Receiver Aggregation, MRA) 方案被提出用来解决循环通信的问题。 MRA方案是从目 前的 802. lln标准中的单接收者聚合（Single-Receiver Aggregation, SRA) 方案中扩展而得。 SRA的基本思想是将接入点 AP发往一个客户端 STA的若干 包聚合在一起，形成一个更大的包一起发出去。 SRA的两种聚合方法分别为： 聚合 MAC层协议数据单元 （Aggregate MAC Protocol Data Unit , A-MPDU) 和聚合 MAC层服务数据单元 （Aggregate MAC Service Data Unit , A_MSDU)。 而 MRA的基本思想则是将接入点 AP发往多个客户端 STA1、 STA2、 STA3的包 聚合在一起， 形成一个大的物理层会聚协议服务数据单元 （PLCP Service Data Unit , PSDU) , 称为一个 MRA帧。 在传输一个 MRA帧之前， 需要先发送 一个管理帧， 称为多接收者聚合多轮询帧 (Multiple Receiver Aggregation Multi-Pol l , MMP) o 图 3显示出了一个 MMP的帧格式。

一个 P帧中包含了一些用于指示支持 MRA的客户端如何接收接入点 AP 发来的数据包和发送各个客户端的数据包， 这些指示信息集中在匪 P帧的接 收者信息域 （Receiver Info field) 中。 具体地说有： Rx Offset , 用于指 示支持 MRA的客户端何时接收下行链路数据； Tx Offset , 用于指示支持 MRA 的客户端何时发送上行链路数据； Rx Duration, 用于指示支持腿 A的客户 端接收的数据包的长度或者持续时间； Tx Duration, 用于指示支持 MRA的 客户端发送的数据包的长度或者持续时间。

一个典型的使用 MRA方案进行数据交换的序列如图 4所示。 图 4中具有 一个接入点和五个客户端。接入点 AP把要发送给 5个客户端的下行数据 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5聚合为一个 MRA帧进行传输， 所述 MRA帧中还包含一个位于 前部的匪 P帧。 匪 P帧中具有 5个接收者信息域， 分别用于指示 5个客户端 如何接收接入点 AP发来的数据包和发送各个客户端的数据包。 其中， 客户 端 STA1根据接收者信息域 1 中 Rx Offset指定的时间接收持续时间为 Rx Duration的数据 D1后，向接入点 AP发送一个对所接收的数据 D1的确认 BA。 另外， 客户端 STA1还根据接收者信息域 1中 Tx Offset指定的时间发送持 续时间为 Tx Duration的数据 Ul。客户端 STA1可以将上行数据 U1和其对下 行数据 D1的确认 BA聚合在一起， 发送给接入点 AP。 接入点 AP接收到上行 数据 U1后， 要给出它对该上行数据 U1的确认 BA， 该 BA位于图 4中右上方 第一个 BA。可以看出， 在 MRA方案中， 上行链路和下行链路都可以通过接入 点 AP来进行严格控制， 并且由于将发往所有客户端的包进行聚合， 因此减 少了下行链路通信中的时间花费， 有效缩短了循环时间。

但是， 使用 MRA方案进行通信仍在存在着一些问题。 首先， 对于上行包 的确认 BA要占用的时间比较长。 这是因为对于下行包的确认， 可以通过将 所述确认通过聚合的方式聚合在上行包中， 或者将上行包的某一位改动来指 示所述确认， 从而使得对于下行包的确认并不花费过多地时间， 但是对于上 行包的确认则无法通过上述方式实现， 从而使得对于上行包的确认必须要单 独地花费一定的时间。 这样， 在客户端比较多的情况下， 接入点要占据比较 长的时间对每个客户端发出的上行数据进行确认。 例如， 在有 60个客户端 的情况下， 所有对上行包的确认聚合成的 PSDU长度是 1198byte， 假如传输 速率是 6Mbps， 则要花费多于 1. 6ms 的时间对上行包进行确认。 其次， MRA 方案只是给出了一个基本的数据传输序列， 并没有考虑在包发生错误时的重 传机制， 因此限制了 MRA方案的实用。 发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自动化通信系统中的通信方法， 使用所 述方法能够在自动化系统中以实用的方式进行确定、 实时的通信， 尽可能缩 短通信的循环时间。

为实现上述目的， 本发明提出了一种自动化系统中的通信方法， 所述系 统中包括一个接入点和一个以上的客户端，所述客户端接收所述接入点发出 的下行数据并且向所述接入点发送上行数据， 根据本发明， 所述数据传输被 分为一个主多接收者聚合阶段和一个以上从多接收者聚合阶段； 在所述主多 接收者聚合阶段，接入点将要发给一个以上客户端的数据聚合为一个包在下 行链路中进行传输； 在所述从多接收者聚合阶段， 接入点将在所述主多接收 者聚合阶段传输发生错误的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输。

优选地， 在所述从多接收者聚合阶段， 所述接入点首先将在前一阶段传 输发生错误的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输， 然后所述客户端将 在前一阶段传输发生错误的上行数据传输到所述接入点。所述前一阶段为主 多接收者聚合阶段或者前一个从多接收者聚合阶段。

其中，所述每个客户端将其对所收到的下行数据的确认与其要发送的上 行数据一起通过上行链路发送给所述接入点。

另外，所述主多接收者聚合阶段发送的包中包括一个主多接收者聚合多 轮询帧，用于指示数据是第一次从接入点通过下行链路传输到一个以上的客 户端以及指示数据是第一次从所述客户端通过上行链路传输到所述接入点。 所述从多接收者聚合阶段发送的包中包括一个从多接收者聚合多轮询帧，用 于指示数据是从接入点通过下行链路重传到一个以上的客户端以及指示数 据是从所述客户端通过上行链路重传到所述接入点。

优选地， 所述从多接收者聚合多轮询帧包含一个以上接收者信息域， 每 个所述接收者信息域对应一个所述客户端， 每个所述接收者信息域包含四个 字段， 分别用于指示所述客户端接收所述接入点发出的下行数据的时间、 接 收下行数据的长度、 所述客户端向所述接入点发送的上行数据的时间、 发送 上行数据的长度。

优选地，将所述从多接收者聚合多轮询帧中用于指示所述客户端向所述 接入点发送上行数据的时间、 发送上行数据的长度的接收者信息域进行设 置， 来对所述客户端在前一阶段发送的上行数据进行确认

其中，在多接收者聚合多轮询帧的保留域中定义所述主多接收者聚合多 轮询帧和所述从多接收者聚合多轮询帧。优选地， 通过保留域中的两个比特 位定义所述主多接收者聚合多轮询帧和所述从多接收者聚合多轮询帧。

本发明为在接入点和客户端之间的通信提供了一种确定性更强的方法。 首先， 该方法不仅能够通过接入点对下行链路的数据传输进行严格控制， 而 且通过接入点对上行链路的数据传输也能够进行严格控制。 其次， 本发明方 法将原有的 MRA方案进行了扩展，在腿 A的基础上划分了主 -MRA阶段和用于 重传数据的从 -MRA阶段， 使得本发明更具备实用性。再次， 本发明进一歩将 P帧分为主 -MMP帧和从-匪 P帧， 与匪 P相比， 从-匪 P帧代替了 P中对 上行链路进行确认的作用， 这与 MRA方案相比进一歩缩短了循环时间。 附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一歩详细的描述， 其中： 图 1为现有技术中一种使用 PNI0协议的 WLAN通信示意图；

图 2为现有技术中 PCF方案中的数据交换示意图；

图 3为现有技术中一个匪 P的帧格式；

图 4为现有技术中一个典型的使用 MRA方案进行数据交换的序列示意 图； 图 5为使用本发明的主-从 MRA方案进行数据交换的序列示意图； 图 6为使用本发明的主-从 MRA方案时， 对 P帧的格式进行修改的示 意图；

图 7为仿真结果， 对 PCF、 MRA, 主-从 MRA三个方案在 BER为 10— ⁵、 不 同包长情况下的循环时间进行了比较。 具体实施方式

图 5使用本发明的主-从 MRA方案进行数据交换的序列示意图。 图 5中 的自动化通信系统包括一个接入点 AP和三个客户端 STA1、 STA2、 STA3。 接 入点 AP向客户端 STA1、 STA2、 STA3发送下行数据，客户端 STA1、 STA2、 STA3 分别向接入点 AP发送上行数据。

根据本发明方法， 在接入点 AP和三个客户端 STA1、 STA2、 STA3之间的 数据交换过程被分为两个阶段，分别是一个主多接收者聚合阶段 Master-MRA 和两个从多接收者聚合阶段 Slave-MRA。

在主多接收者聚合阶段 Master-MRA,接入点 AP将要发送给客户端 STA1、

STA2、 STA3的数据聚合为一个包， 该包中包括一个主多接收者聚合多轮询帧 Master MMP (主 _MMP)。 由于在本实施例中具有三个客户端， 因此主 -MMP也 具有三个接收者信息域， 每一个接收者信息域定义了针对一个客户端的数据 接收和发送情况。 图 6给出了在一个接收者信息域中的保留字段中为一个客 户端 STA1定义的数据接收和发送情况。 其中， 使用保留字段的高两位 b3、 b2来为主 -MMP和从 -MMP帧进行定义。 在主 -MMP中， 若客户端 STA1第一次 从接入点 AP接收新的下行数据， 并且客户端 STA1也第一次向接入点 AP发 送新的上行数据， 则 b3、 b2为 00。 主-匪 P中针对客户端 STA1的接收者信 息域的 Rx Offset, Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration确定了接入点 AP发送给客户端 STAl的下行数据 D1的时间、 长度以及由客户端 STA1向接 入点 AP发送上行数据 U1的时间、 长度。

类似地， 在针对客户端 STA2、 STA3 的接收者信息域的保留字段中， 保 留字段的高两位 b3、 b2也为 00。 主 -MMP中针对客户端 STA2的接收者信息 域的 Rx Offset, Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration确定了接入点 AP 发送给客户端 STA2的下行数据 D2的时间、 长度以及由客户端 STA2向接入 点 AP发送上行数据 U2的时间、 长度。 主 -MMP中针对客户端 STA3的接收者 信息域的 Rx Offset、 Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration确定了接入 点 AP发送给客户端 STA3的下行数据 D3的时间、长度以及由客户端 STA3向 接入点 AP发送上行数据 U3的时间、 长度。

客户端 STA1接收到所述聚合包后，通过检测 b3、 b2为 00而得知该 P 为主 -MMP, 根据接收者信息域中的 Rx Offset, Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration来确定其接收接入点 AP所发下行数据 Dl的时间、 长度以及向 接入点 AP发送上行数据 U1的时间、 长度。 类似地， 客户端 STA2接收到所 述聚合包后，通过检测 b3、b2为 00而得知该匪 P为主 -MMP，根据客户端 STA2 的接收者信息域中的 Rx Offset, Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration 来确定客户端 STA2接收接入点 AP所发下行数据 D2的时间、 长度以及向接 入点 AP发送上行数据 U2的时间、 长度。 客户端 STA3接收到所述聚合包后， 通过检测 b3、 b2为 00而得知该匪 P为主 -MMP, 根据客户端 STA3的接收者 信息域中的 Rx Offset, Rx Duration, Tx Offset, Tx Duration来确定客 户端 STA3接收接入点 AP所发下行数据 D3的时间、长度以及向接入点 AP发 送上行数据 U3的时间、 长度。

假设数据 Dl、 D2在传输过程中发生错误， 数据 D3传输正确， 也就是说 客户端 STA1、 STA2无法给出对所接收下行数据的确认 ACK,只有客户端 STA3 给出了对所接收的下行数据的确认 ACK。 客户端 STA3将向接入点 AP发送的 上行数据 U3以及客户端 STA3对所接收的下行数据的确认 ACK聚合在一起进 行发送。

另外假设客户端 STA1向接入点 AP发送的上行数据 U1以及客户端 STA3 向接入点 AP发送的上行数据 U3传输正确， 而客户端 STA2向接入点 AP发送 的上行数据 U2传输发生错误。至此，主多接收者聚合阶段 Master-MRA结束。

在主多接收者聚合阶段 Master-MRA之后， 跟有第一个从多接收者聚合 阶段 Slave-MRA。由于接入点 AP只接收到客户端 STA3发送的对数据 D3的确 认 ACK, 而没有接收到客户端 STA1、 STA2发送的对数据 Dl、 D2的确认 ACK, 因此接入点 AP可以确定下行数据 Dl、 D2的传输过程中发生错误， 需要对数 据 Dl、 D2进行重传。 另外， 由于接入点 AP只接收到客户端 STA1发送的上 行数据 U1以及客户端 STA3发送的上行数据 U3， 没有接收到客户端 STA2发 送的上行数据 U2， 因此可以确定上行数据 U2的传输过程中发生错误， 需要 客户端 STA2对数据 U2进行重传。

接入点 AP将要发送给客户端 STA1、 STA2的下行数据 Dl、 D2聚合为一 个包，该包中包括一个从多接收者聚合多轮询帧 Slave MMP (从 -MMP ) ,从 -MMP 指示下行数据 D1、D2是从接入点 AP通过下行链路重传到客户端 STA1、STA2， 并指示上行数据 U2是从客户端 STA2通过上行链路重传到接入点 AP。

具体地说， 在从多接收者聚合阶段 Slave-MRA中， 仍然通过图 6所示的 在 P帧中的接收者信息域的保留字段 Reserved来为从 -MMP进行定义。 由 于在本实施例中具有三个客户端， 因此从 -MMP也具有三个接收者信息域，每 一个接收者信息域定义了针对一个客户端的数据接收和发送情况。若需要客 户端 STA1向接入点 AP重新发送上行数据， 则针对 STA1的接收者信息域中 的保留字段 b3、 b2为 01 ; 若需要接入点 AP向客户端 STA1重新发送下行数 据， 则针对 STA1的接收者信息域中的保留字段 b3、 b2为 10 ; 若既需要客户 端 STA1向接入点 AP重新发送上行数据， 又需要接入点 AP向客户端 STA1重 新发送下行数据， 则针对 STA1的接收者信息域中的保留字段 b3、 b2为 11。 为第二个客户端 STA2和为第三个客户端 STA3定义的接收者信息域中的保留 字段情况与此类似。

上已提及， 由于接入点 AP发往客户端 STA1、 STA2的下行数据 D l、 D2 发生错误， STA2发送给接入点 AP的上行数据 U2发生错误，需要对这些数据 进行重传。 因此在针对客户端 STA1的保留字段中， b3、 b2设为 10， 即客户 端 STA1只接收重传数据 D1不发送数据。 另外还可以将客户端 STA1接收者 信息域中的 Tx Offset , Tx Durat ion分别置 0， 来表明接入点 AP对上行数 据 U1确认接收，无需客户端 STA1重传上行数据 U1。也就是说，通过将从 -MMP 地接收者信息域中的 Tx Off set、 Tx Durat ion字段进行设置， 从而在从-匪 P 中实现了对客户端 STA1所传上行数据 U1的确认， 而无需占用额外的时间对 上行数据进行确认， 从而减少了循环时间。 在针对客户端 STA2 的保留字段 中， b3、 b2设为 11， 即客户端 STA2既接收重传数据 D2 , 又发送重传数据 U2₀ 类似地， 也可以通过将客户端 STA3接收者信息域中的 Tx Off set , Tx Durat ion分别置 0， 来表明接入点 AP对上行数据 U3确认接收。

在第一个从多接收者聚合阶段 S lave-MRA中， 客户端 STA1接收到接入 点 AP发送的聚合包后，通过检测从 -MMP帧内的 STA1接收者信息域的保留字 段 Reserved中的 b3、 b2为 10得知该匪 P为从 -MMP, 需要重新接收下行数 据 Dl， 根据 STAl接收者信息域中的 Rx Off set、 Rx Duration来确定其接收 接入点 AP所发下行数据 D1的时间、 长度。

类似地， 客户端 STA2接收到接入点 AP发送的所述聚合包后， 通过检测 从 -MMP帧内的 STA2接收者信息域的保留字段 Reserved中的 b3、 b2为 11 得知该 MMP为从 -MMP, 需要重新接收下行数据 D2并重新发送上行数据 U2， 根据 STA2 接收者信息域中的 Rx Offset、 Rx Duration, Tx Offset、 Tx Duration来确定其接收接入点 AP所发下行数据 D2的时间、长度， 以及向接 入点 AP发送上行数据 U2的时间、 长度。

假设数据 Dl、 D2重传正确， 客户端 STA1、 STA2分别给出对所接收下行 数据 Dl、 D2的确认 ACK, 并将这两个确认 ACK发动到接入点 AP。 另外假设 客户端 STA2向接入点 AP发送的上行数据 U2重传仍然发生错误。 至此， 第 一个从多接收者聚合阶段 Slave-MRA结束。

在第一个从多接收者聚合阶段 Master-MRA之后， 跟有第二个从多接收 者聚合阶段 Slave-MRA。 由于接入点 AP接收到客户端 STA1、 STA2发送的对 数据 D3的确认 ACK, 因此接入点 AP可以确定下行数据 Dl、 D2的重传正确。 另外， 由于接入点 AP没有接收到客户端 STA2发送的上行数据 U2， 因此可以 确定上行数据 U2的重传过程中发生错误， 需要客户端 STA2再次对数据 U2 进行重传。

在针对客户端 STA2的保留字段中， b3、 b2设为 01， 即客户端 STA2只 发送重传数据 U2而无需接收重传数据。

在第二个从多接收者聚合阶段 Slave-MRA中， 客户端 STA2接收到接入 点 AP发送的包含从 -MMP的包后， 通过检测从 -MMP帧内的 STA2接收者信息 域的保留字段 Reserved中的 b3、 b2为 01得知该 P为从 _MMP， 需要重新 发送重传数据 U2, 根据 STA2接收者信息域中的 Tx Offset, Tx Duration 来确定其重新发送上行数据 U2 的时间、 长度。 至此， 第二个从多接收者聚 合阶段 Slave-MRA结束。

为了证实本发明所提的主-从 MRA方法的有效性， 对该方法进行了仿真 并与 PCF、 MRA方法进行了比较。 所述仿真是在仿真器 ns2基础上进行的。 假设 I/O控制器与 32个 I/O设备进行通信， 也就是 1个接入点和 32个客户 端。 本次仿真基于如下假设： 只考虑了数据帧的误包率， 由于控制 /管理帧 的误包率很小， 因此未予考虑； 上行链路和下行链路使用同样的包长； 为了 获得所需得最大的循环时间， 对重传次数没有限制； 在整个仿真过程中使用 了 802. l ln中的 GreenField模式； 下行数据传输速率为 130Mbps， 2个空间 流， 而上行数据传输速率为 65Mbps， 1个空间流。

图 7为仿真结果， 对 PCF、 MRA、 主-从 MRA三个方案在 BER为 10— ⁵、 不 同包长情况下的循环时间进行了比较。图 7中横轴表示循环时间， 以毫秒 ms 为单位。纵轴表示在某一循环时间出现的次数。图 7中最上面的图是采用 PCF 方案、 在不同包长时的仿真结果； 中面的图是采用 MRA方案、 在不同包长时 的仿真结果； 最下面的图是采用主-从 MRA方案、 在不同包长时的仿真结果。 其中，每幅图中的右斜线、左斜线、空白线、网格线分别表示的是包长为 10B、 64B、 500B、 1000B时的仿真结果。 从图 7中可以很容易地看出： 首先， 无论 包长是多少， 本发明所提出的主-从 MRA方案总是具有最短的循环时间。 其 次， 随着包长的增加， 在 PCF、 MRA, 主-从 MRA三个方案中循环时间都变得 越来越分散。 但是， 对于每种方案而言循环时间的间隔相对稳定， 例如在本 仿真中对于主-从 MRA和 PCF之间的间隔为 3. 5ms。 再次， 随着包长的增加， 在 PCF、 MRA, 主-从 MRA三个方案中循环时间都增加了， 这是由于所需要的 重传时间增加的缘故。

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， 还可以做出若干改进和润 饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 权利要求

   1. 一种自动化系统中的通信方法， 所述系统中包括一个接入点和一个以上 的客户端， 所述客户端接收所述接入点发出的下行数据并且向所述接入 点发送上行数据， 其特征在于，

   所述数据传输被分为一个主多接收者聚合阶段和一个以上从多接收者聚 合阶段；

   在所述主多接收者聚合阶段， 接入点将要发给一个以上客户端的数据聚 合为一个包在下行链路中进行传输；

   在所述从多接收者聚合阶段， 接入点将在所述主多接收者聚合阶段传输 发生错误的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输。
2. 2. 根据权利要求 1所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 在 所述从多接收者聚合阶段， 所述接入点首先将在前一阶段传输发生错误 的数据聚合为一个包在下行链路中进行传输， 然后所述客户端将在前一 阶段传输发生错误的上行数据传输到所述接入点。
3. 3. 根据权利要求 2所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 所 述前一阶段为主多接收者聚合阶段或者前一个从多接收者聚合阶段。
4. 4. 根据权利要求 1到 3任一权利要求所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 所述每个客户端将其对所收到的下行数据的确认与其要发 送的上行数据一起通过上行链路发送给所述接入点。
5. 5. 根据权利要求 1到 3任一权利要求所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 所述主多接收者聚合阶段发送的包中包括一个主多接收者 聚合多轮询帧， 用于指示数据是第一次从接入点通过下行链路传输到一 个以上的客户端以及指示数据是第一次从所述客户端通过上行链路传输 到所述接入点。
6. 6. 根据权利要求 1到 3任一权利要求所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 所述每个从多接收者聚合阶段发送的包中包括一个从多接 收者聚合多轮询帧， 用于指示数据是从接入点通过下行链路重传到一个 以上的客户端以及指示数据是从所述客户端通过上行链路重传到所述接 入点。
7. 7. 根据权利要求 6所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 所 述从多接收者聚合多轮询帧包含一个以上接收者信息域， 每个所述接收 者信息域对应一个所述客户端， 每个所述接收者信息域包含四个字段， 分别用于指示所述客户端接收所述接入点发出的下行数据的时间、 接收 下行数据的长度、 所述客户端向所述接入点发送的上行数据的时间、 发 送上行数据的长度。
8. 8. 根据权利要求 7所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 将 所述从多接收者聚合多轮询帧中用于指示所述客户端向所述接入点发送 上行数据的时间、 发送上行数据的长度的接收者信息域进行设置， 来对 所述客户端在前一阶段发送的上行数据进行确认。
9. 9. 根据权利要求 5或 6所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 在多接收者聚合多轮询帧的保留域中定义所述主多接收者聚合多轮询帧 和所述从多接收者聚合多轮询帧。
10. 10.根据权利要求 9所述的一种自动化系统中的通信方法， 其特征在于， 在 多接收者聚合多轮询帧的保留域中通过两个比特位定义所述主多接收者 聚合多轮询帧和所述从多接收者聚合多轮询帧。