CN103052031A - 无线同步广播方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种无线同步广播方法，包括无线网络中的若干个节点，所述节点主要由CPU、RF芯片构成，所述无线网络中的所有节点工作在同一信道上，在其中一个节点向空中广播一帧数据后，在这一节点通讯范围内的其他节点均收到这一节点广播的数据；接收到数据的节点在数据接收完毕后，首先开启定时器，定时时间为Tms，所述定时时间包括CPU处理数据时间、RF芯片收发状态切换时间；然后通过校验字检查收到的数据是否正确，如果不正确，则RF芯片继续处于接收状态，定时结束；如果数据正确，RF芯片的状态由接收切换到发射状态，等待定时时间到达后，节点在定时时间到达后的这一时刻按照统一格式向空中广播收到的数据帧。

Description

无线同步广播方法

技术领域

本发明涉及一种无线同步广播方法，应用于无线通讯领域。

背景技术

目前无线技术的应用领域已经涉及各行各业，无线数据传输也开始由原来的点对点的简单应用开始向各种应用网络扩展。在各种无线网络的使用中，如果多个节点需要广播同样一条数据时，通常采用无线异步广播方法，其实现机制通常有两种机制：

1. CSMA/CD竞争机制

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect），载波监听多路访问/冲突检测。CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个节点都能独立地决定数据帧的发送。每个节点在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有信道空闲时，才允许数据发射发送。这时，如果两个以上的节点同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个节点必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免信道带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用信道，重发送帧。

CSMA/CD控制方式的优点是：原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位 ，不需集中控制，不提供优先级控制。

缺点是：网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。

2.  TDMA时隙机制

TDMA：Time Division Multiple Access 时分多址。时分多址是把时间分割成时间相同的时隙，网络中的每个节点按照一定的分配规则将每个节点的数据传输时间对应到一个时隙上，这样可以保证在网络多个节点在同一个频点通讯时互不干扰。当多个节点收到同样的数据都需要发送时，各个节点按照自己对应的时隙进行顺序发送。

TDMA的优点是：原理简单，技术容易实现。

缺点是：网络需要集中控制，节点发送具有优先级，时隙避免了干扰，但是发送时间增长，发送效率急剧下降。

从上面可以看出两种机制有一个共同点：在多个节点需要同时广播同样的数据时，在同一时刻，只能由一个节点进行空中数据发送。

这种无线异步广播的做法大大降低了数据传输的速度，同时也降低了信道的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中无线异步广播出现的缺点，提供一种无线同步广播方法，该方法原理简单，技术更加容易实现，有效的加快数据传输的速度，提高信道的使用效率。

本发明是这样实现的：一种无线同步广播方法，包括无线网络中的若干个节点，所述节点主要由CPU、RF芯片构成，其特征在于：所述无线网络中的所有节点工作在同一信道上，在其中一个节点向空中广播一帧数据后，在这一节点通讯范围内的其他节点均收到这一节点广播的数据；接收到数据的节点在数据接收完毕后，首先开启定时器，定时时间为Tms，所述定时时间T包括CPU处理数据时间、RF芯片收发状态切换时间；然后通过校验字检查收到的数据是否正确，如果不正确，则RF芯片继续处于接收状态，定时结束；如果数据正确，RF芯片的状态由接收切换到发射状态，等待定时时间到达后，节点在定时时间到达后的这一时刻按照统一格式向空中广播收到的数据帧；所述数据的帧格式有2种分别为：帧格式一：前导码、同步码、数据长度、数据、校验字；帧格式二：前导码、同步码、数据、校验字、结束码。

为了保证各个节点在广播数据时，发送时间一致，定时时间的启动点有以下两种模式选择：启动点I模式：是在收到数据的同步码后，启动定时时间，该定时时间包括数据接收时间、数据处理时间、RF收发状态切换时间；启动点II模式：是在数据接收完毕后，启动定时时间，该定时时间包括数据处理时间、RF收发状态切换时间。 

为了最大程度的消除定时引出的误差，定时计数在所述RF芯片的数据中断中执行，每一次中断的时间为RF芯片接收或发送一个数据位的时间。

本发明的有益效果是：1）原理简单，技术上更加容易实现。多个节点只需在收到数据后，延时相同的时间，然后同时发送即可。2）加快了广播的速度。多个节点在收到数据，在同一个时刻，同时发送，不需要进行排队发送，节约了传输时间，提高了传输效率。3）提高了信道的使用效率。多个节点在进行同步广播，在同一时间全部完成，减少了信道占用的时间。

附图说明

图1是本发明广播数据的时序图。

图2是本发明帧格式一定时时间的启动点的示意图。

图3是本发明帧格式二定时时间的启动点的示意图。

图4是本发明节点在启动点II模式下的CPU在处理收到数据时的流程图。

具体实施方式

根据附图1~图4，本发明包括无线网络中的若干个节点，所述节点主要由CPU、RF芯片构成，所述无线网络中的所有节点工作在同一信道上，在其中一个节点向空中广播一帧数据后，在这一节点通讯范围内的其他节点均收到这一节点广播的数据；接收到数据的节点在数据接收完毕后，在节点的CPU控制下，首先开启定时器，定时时间为Tms，所述定时时间T包括CPU处理数据时间、RF芯片收发状态切换时间；然后通过校验字检查收到的数据是否正确，如果不正确，则RF芯片继续处于接收状态，定时结束；如果数据正确，RF芯片的状态由接收切换到发射状态，等待定时时间到达后，节点在定时时间到达后的这一时刻按照统一格式向空中广播收到的数据帧；所述数据的帧格式有2种分别为：帧格式一：前导码、同步码、数据长度、数据、校验字；帧格式二：前导码、同步码、数据、校验字、结束码。

根据图1，本发明无线同步广播的时序如下：节点1广播一帧数据，节点2，节点3，节点4，节点N在节点1的通讯距离范围，能够正确接收到节点1的数据，其中，节点1代表无线网络中的第一个节点，节点2代表第二个节点，依次类推，节点N代表，第N个节点。在时间点T1，节点1开始发送数据，其它节点开始接收；在时间点T2，数据全部接收完毕，延时T时间后，在时间点T3，节点2，节点3，节点4，节点N开始同时广播发送同样内容的数据帧，数据发送完毕，广播动作结束。

根据图2、图3，为了保证各个节点在广播数据时，发送时间一致，定时时间的启动点有以下两种模式选择：启动点I模式：是在收到数据的同步码后，启动定时时间，该定时时间包括数据接收时间、数据处理时间、RF收发状态切换时间；启动点II模式：是在数据接收完毕后（即在收到帧格式一的校验字后或在收到帧格式二的结束码后），启动定时时间，该定时时间包括数据处理时间、RF收发状态切换时间。 

为了最大程度的消除定时引出的误差，定时计数在所述RF芯片的数据中断中执行，每一次中断的时间为RF芯片接收或发送一个数据位的时间。

根据图4，节点在进行广播时，CPU处理数据的具体步骤如下：当节点接收数据完毕后，启动定时器，根据数据的校验字，判断接收数据是否正确，如果数据不正确，停止定时器，在接收状态下，等待接收新的数据；如果数据正确，CPU控制RF芯片切换到数据发送模式，将发送数据放置到发送队列等待发送。等待时间计数时间，定时时间结束后，启动数据发送操作。数据发送结束，RF芯片切换到接收状态，等待接收新的数据。

Claims (3)

1.一种无线同步广播方法，包括无线网络中的若干个节点，所述节点主要由CPU、RF芯片构成，其特征在于：所述无线网络中的所有节点工作在同一信道上，在其中一个节点向空中广播一帧数据后，在这一节点通讯范围内的其他节点均收到这一节点广播的数据；接收到数据的节点在数据接收完毕后，首先开启定时器，定时时间为T，所述定时时间T包括CPU处理数据时间、RF芯片收发状态切换时间；然后通过校验字检查收到的数据是否正确，如果不正确，则RF芯片继续处于接收状态，定时结束；如果数据正确，RF芯片的状态由接收切换到发射状态，等待定时时间到达后，节点在定时时间到达后的这一时刻按照统一格式向空中广播收到的数据帧；所述数据的帧格式有2种分别为：帧格式一：前导码、同步码、数据长度、数据、校验字；帧格式二：前导码、同步码、数据、校验字、结束码。

2.根据权利要求 1 所述的无线同步广播方法，其特征在于：为了保证各个节点在广播数据时，发送时间一致，定时时间的启动点有以下两种模式选择：启动点I模式：是在收到数据的同步码后，启动定时时间，该定时时间包括数据接收时间、数据处理时间、RF收发状态切换时间；启动点II模式：是在数据接收完毕后，启动定时时间，该定时时间包括数据处理时间、RF收发状态切换时间。

3. 根据权利要求 1 所述的无线同步广播方法，其特征在于：为了最大程度的消除定时引出的误差，定时计数在所述RF芯片的数据中断中执行，每一次中断的时间为RF芯片接收或发送一个数据位的时间。

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