CN106712908B - 数据传输方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种数据传输方法、装置和系统，其中，该方法包括：在发送或转发数据包之前判断是否需要缓存所述数据包；如果需要缓存所述数据包，则将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发所述数据包。通过本发明实施例的方法，能够改善和优化数据传输网络，例如视频传输网络中的QoS。

Description

数据传输方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、装置和系统。

背景技术

随着多媒体技术和无线通信网络技术的飞速发展，无线传感器网络的应用越来越广泛。无线传感器网络不需要昂贵基础设施的支持，部署灵活，能够部署到环境污染和传统蜂窝网没有覆盖到的区域，例如森林火情监测，鱼塘环境参数监控，工业生产流水线监视，军事目标监控，紧急救灾抢险等。无线传感器网络与以太网和蜂窝电话网形成互补的局面，能够扩展人类的信息交互和采集手段。目前，利用无线传感器网络提供高速度高质量的实时视频通信业务是无线传感器网络研究和应用领域的难点之一。

实时视频传输要求具有较高的数据带宽，对网络的吞吐率有较高的要求，同时要保证视频接收端视频重现的质量，对于QoS(Quality of Service，服务质量)具有很高的要求，需要控制视频的失真度，使接收到的视频具有较高的清晰度，能够尽可能展示更多的细节信息。

MPEG-4(Moving Picture Experts Group 4，动态图像专家组版本4)和H.264(高度压缩数字视频编解码器标准)是广泛使用的视频压缩标准，视频帧包含I帧、P帧和B帧。不同的视频帧具有不同的优先级，其中I帧是独立的数据帧，包含基本的视频信息，优先级最高，P帧和B帧的编码都包含邻居帧的信息，对视频的细节和清晰度有较大的作用。

图1是IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11e中反馈ACK(Acknowledgement，确认字符)的方法示意图，如图1所示，当前节点(例如节点1)具有缓存队列，当数据包被下一跳节点(例如节点2)成功接收，下一跳节点(例如节点2)反馈ACK到当前节点(例如节点1)，当前节点(例如节点1)删除缓存队列中的数据包，继续转发下一个数据包。在该方法中，不区分节点与节点之间通信质量的好坏，都有ACK的等待延时，而且当发生重传时会阻塞数据包的传输，造成较大的延时。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为了改善和优化数据传输网络中的QoS，本发明实施例提供了一种数据传输方法、装置和系统。

根据本实施例的第一方面，提供了一种数据传输装置，其中，所述装置包括：

判断单元，其在发送或转发数据包之前判断是否需要缓存所述数据包；

处理单元，其在所述判断单元判断为需要缓存所述数据包时，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发所述数据包。

根据本实施例的第二方面，提供了一种数据传输装置，应用于目的节点，其中，所述装置包括：

接收单元，其接收数据包；

判断单元，其根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；

反馈单元，其在所述判断单元判断为是时，向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；在所述判断单元判断为否时，向源节点反馈ACK。

根据本实施例的第三方面，提供了一种无线传感器网络系统，所述系统包括源节点、中间节点和目的节点，其中，

所述源节点被配置为向所述目的节点发送数据包；

所述中间节点被配置为接收所述数据包，判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果判断为是，则向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并转发所述数据包；如果判断为否，则直接转发所述数据包；

所述目的节点被配置为接收所述中间节点转发的所述数据包，根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；如果判断为是，则向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；如果判断为否，则向所述源节点反馈ACK。

本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例的方法、装置和系统，能够改善和优化数据传输网络，例如视频传输网络中的QoS。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是IEEE 802.11e中反馈ACK的方法示意图；

图2是本实施例的数据传输方法的一个实施方式的流程图；

图3是对缓存的数据包进行处理的一个实施方式的流程图；

图4是IEEE 802.11中ACK的结构示意图；

图5是本实施例的ACK的结构示意图；

图6是更新数据包转发成功率的一个实施方式的流程图；

图7是根据本实施例的源节点、中间节点和目的节点的信息交互示意图；

图8是根据本实施例的数据包传输过程示意图；

图9是本实施例的数据包传输方法的另一个实施方式的流程图；

图10是本实施例的数据包传输方法的又一个实施方式的流程图；

图11是本实施例的数据传输装置的一个实施方式的组成示意图；

图12是图11所示的装置的一个实施方式的硬件构成示意图；

图13是图11所述的装置的另一个实施方式的硬件构成示意图；

图14是本实施例的数据传输装置的另一个实施方式的组成示意图；

图15是图14所述的装置的一个实施方式的硬件构成示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明实施例以无线传感器网络为例进行说明，在该无线传感器网络中，包含三类节点，分别是源节点，中间节点和目的节点，该源节点是数据的发起者，其将生成的数据发送给目的节点；该中间节点是数据的转发者，其协助源节点将源节点的数据转发给目的节点；该目的节点是数据的接受者，其接收中间节点转发的来自源节点的数据。但可以理解，本发明实施例并不限于无线传感器网络，例如，本发明实施例提供的方法和装置也适用于其它包含源节点、中间节点和目的节点的多跳网络。

以下结合附图对本实施例的数据传输方法进行说明。

实施例1

本实施例提供了一种数据传输方法，该方法包括：

S1：在发送或转发数据包之前，判断是否需要缓存所述数据包；

S2：在判断为需要缓存所述数据包时，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发所述数据包。

在本实施例的一个实施方式中，该方法可以应用于无线传感器网络中数据包的源节点，在该实施方式中，该源节点在发送数据包之前先判断是否需要缓存该数据包，并在判断为是时，将该数据包加入到其副本缓存队列中，并发送该数据包。

在本实施例的另一个实施方式中，该方法可以应用于无线传感器网络中数据包的中间节点，在该实施方式中，该中间节点在转发来自源节点的数据包之前先判断是否需要缓存该数据包，并在判断为是时，将该数据包加入到其副本缓存队列中，向源节点回复ACK，将已经回复ACK的信息加入该数据包中，并转发该数据包。

下面以该方法应用于无线传感器网络中数据包的中间节点(也即转发来自源节点的数据包的节点)为例，对本实施例的数据传输方法进行说明。图2是该方法的流程图，请参照图2，该方法包括：

步骤201：中间节点接收源节点发送的数据包；

步骤202：判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果判断为是，则执行步骤203，否则执行步骤204；

步骤203：向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，然后执行步骤204；

步骤204：转发所述数据包。

在本实施例中，每个节点除了具有一个缓存队列用于缓存接收到的数据包以外，还具有一个副本缓存队列，用于在需要时，将数据包加入到该副本缓存队列，而不用等待下一跳节点回复ACK，不会因为发生本节点的数据包的重传阻塞下一个数据包的传输过程。由此，改善和优化数据传输中的QoS。

在本实施例中，当中间节点接收到源节点发送的数据包以后，一方面，该数据包会被自动缓存到该中间节点的缓存队列中，另一方面，在该中间节点准备发送该缓存队列中的该数据包时，该中间节点会根据本实施例的方法判断是否需要对其进行缓存，这里的缓存不是指缓存到缓存队列中，而是指缓存到副本缓存队列中。

在步骤202中，该中间节点可以根据自己的副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存将要转发的数据包。这里，数据包转发成功率是指该中间节点转发数据包的成功率，可以由该中间节点的下一跳节点的发包数除以该中间节点的发包数得到，这里，下一跳节点的发包数也就是该中间节点收到的ACK的数目。在本实施例中，该数据包转发成功率也可以称为收包率。本实施例对于该收包率的计算方法不做限制，任何现有的计算收包率的方法都可以应用于本实施例。

在一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于某一个阈值(为了方便说明，这里称为第一阈值)，并且数据包转发成功率小于另一个阈值(为了方便说明，这里称为第二阈值)，则判断为需要缓存该数据包。在该实施方式中，副本缓存队列的长度小于第一阈值说明该中间节点有足够的空间来缓存数据，数据包转发成功率小于第二阈值说明该中间节点转发数据包的成功率不大，有必要缓存数据包以便在需要的时候重传该数据包。

在另一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于前述第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则也可以判断为需要缓存该数据包。在该实施方式中，同样的，副本缓存队列的长度小于第一阈值说明该中间节点有足够的空间来缓存数据，而数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，在概率的意义上说明，该中间节点转发数据包的成功率不高，而且对于缓存节点选择上面会制造一个随机选择的效果，因此有必要缓存数据包以便在需要的时候重传该数据包。

在步骤203中，当判断为需要缓存该数据包时，该中间节点将该数据包加入到其副本缓存队列中，以便在需要的时候重传该数据包。

在步骤203中，当判断为需要缓存该数据包时，该中间节点可以回复ACK到源节点，源节点收到该ACK以后，可以删掉其副本缓存队列中的该数据包，并更新数据包转发成功率。对于源节点的处理，将在下面的实施例中进行说明。

在步骤203中，当判断为需要缓存该数据包时，该中间节点还可以将“已经反馈ACK”的信息加入到该数据包中，以便目的节点在接收到该数据包后，根据该信息知道该中间节点已经向源节点反馈了ACK，则该目的节点仅向缓存该数据包的该中间节点反馈ACK即可。

在本实施例中，该中间节点进行了上述处理之后，即可转发该数据包。由此，该中间节点不用逐数据包的逐跳确认，这样在数据包发生重传的时候不会阻塞下一个数据包的传输过程。并且，由于该中间节点将该数据包缓存到了其副本缓存队列中，则该中间节点在转发了该数据包之后，可以直接从其缓存队列中删除该数据包，进而进行其缓存队列中的下一个数据包的处理。

在本实施例中，在该中间节点将该数据包加入到其副本缓存队列中之后，该中间节点还可以针对该数据包启动一个计时器，以根据预先设定的结束时间确定是否将该数据包从其副本缓存队列中删掉，并根据预先设定的重传时间确定是否需要重传该数据包。

在本实施例中，如果该计时器的计时时间大于等于上述结束时间，则该中间节点将该数据包从其副本缓存队列中删除；如果该计时器的计时时间小于上述结束时间，但该中间节点收到了针对该数据包的ACK，则该中间节点也将该数据包从其副本缓存队列中删除；如果该计时器的计时时间小于上述结束时间，该中间节点没有收到针对该数据包的ACK，但是该计时器的计时时间大于等于上述重传时间，则该中间节点重传该数据包到上述目的节点。

在本实施例中，在重传该数据包时，该中间节点可以将该数据包中的已经反馈ACK的信息删掉，也可以保留该信息。

图3是针对副本缓存队列中的该数据包的处理流程示意图，如图3所示，该流程包括：

步骤301：启动计时器；

步骤302：判断计时器的计时时间timer是否小于结束时间T_end；如果判断为是，则执行步骤303，否则执行步骤304；

步骤303：判断是否收到针对该数据包的ACK；如果判断为是，则执行步骤304，否则执行步骤305；

其中，该ACK可以是该数据包的目的节点反馈的。

步骤304：删除保留的数据包；

步骤305：判断计时器的计时时间timer是否大于重传时间T_retry；如果判断为是，则执行步骤306，否则回到步骤302；

步骤306：重传保留的数据包到目的节点，回到步骤302。

在步骤204中，当判断为不需要缓存该数据包时，也即，该中间节点可能没有足够的副本缓存队列长度来缓存该数据包，或者，该中间节点的数据包转发成功率很高，转发失败的可能性不大，没有必要缓存该数据包，则该中间节点可以直接转发该数据包。

在本实施例中，在该数据传输方法实施之前，该中间节点可以先初始化该数据包转发成功率为0，后续根据接收到的ACK(携带有下一跳节点的发包数)对该数据包转发成功率进行更新。

在本实施例中，如前所述，该中间节点可能接收到数据包的目的节点反馈的ACK，则该中间节点可以在接收到该ACK之后，根据该ACK更新其数据包转发成功率。具体的更新方法如前所述，例如，可以将该接收到的ACK的数目(也即下一跳节点的发包数)除以其发包数，从而得到其数据包转发成功率。

在本实施例中，与802.11中定义的ACK的结构(如图4所示)不同，本实施例的ACK的结构如图5所示，包括帧控制(frame control)、期间(duration)、目的地址(destinationaddress)、下一跳地址(next hop address)、序列号(sequence number)、总数目(totalnumber)、以及FCS(Frame Check Sequence，帧校验序列)。其中，frame control、duration以及FCS的含义与802.11中定义的ACK结构中的frame control、duration以及FCS的含义相同，此处不再赘述。其中，destination address是指该ACK的目的节点的地址，可能是源节点，也可能是向源节点回复了ACK的中间节点。next hop address是指该ACK的下一跳节点的地址，例如转发该ACK的节点的地址。sequence number是指该ACK所对应的数据包的序列号。total number是指发送该ACK的节点所转发的数据包(源节点和目的节点相同)的总数。在本实施例中，以destination address、next hop address、sequence number、totalnumber各占3、3、4、4字节为例，但本实施例并不以此作为限制，在具体实现过程中，各字段也可以设置为其它字节数。

图6是路径上的各个节点更新各自的数据包转发成功率的一个实施方式的流程图，请参照图6，该流程包括：

步骤601：接收数据包；

步骤602：判断所述数据包是否是ACK包，如果判断为是，则执行步骤603，否则结束；

步骤603：获取所述ACK包中total number字段；

步骤604：判断自己是否是该ACK包的目的地址，如果判断为是，则执行步骤605，否则执行步骤606；

步骤605：计算数据包转发成功率：β_i＝total_number/package_number；其中，total_number是本地的下一跳节点的发包数，package_number是本地的发包数；

步骤606：用本地的发包数(package number)替换ACK包中total number字段值。

在本实施例中，total number和package number的数值会随着发包数的增加产生溢出，在本实施例中，可以设定一个阈值clear number，当ACK的目的节点的total number数值达到阈值，各个节点在收到ACK之后，将本地的package number数值清零，重新开始计数。

图7是应用本实施例的方法的中间节点与源节点和目的节点的信息交互示意图，如图7所示，中间节点在接收到源节点发送的数据包之后，判断是否需要缓存将要转发的该数据包，判断的方式如前所述，此处不再赘述，如果需要缓存该数据包，则该中间节点执行步骤701-703，也即，将已经反馈ACK的信息加入到该数据包，将该数据包加入副本缓存队列中，向源节点反馈ACK，并转发该数据包。对于缓存到副本缓存队列的数据包，该中间节点可以采用前述方法决定是否删除该数据包或者是否重传该数据包。如果不需要缓存该数据包，则该中间节点仅执行步骤703，也即直接转发该数据包。这里的中间节点可以是源节点的下一跳节点，也可以是源节点的其它跳节点，用于转发给源节点发送的数据包到目的节点。再请参照图7，目的节点在接收到该数据包后，可以根据该数据包的内容判断是否有中间节点向源节点回复了ACK，如果有，则该目的节点可以直接向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK(步骤704)，如果没有，则该目的节点向源节点反馈ACK(步骤705)。对于目的节点的处理，将在下面的实施例中进行说明。

图8是数据传输的示意图，如图8所示，在从源节点1到目的节点7的传输路径上，源节点发送数据包到目的节点，中间节点2和3可以根据本实施例的方法决定是否需要缓存将要转发的数据包，并且在该传输路径上，只需要传输质量较差的第一个中间节点缓存将要转发的数据包即可，假设中间节点2缓存数据包，则中间节点2向源节点1反馈ACK，源节点1在收到该ACK后，删除其副本缓存队列中的该数据包，并更新其数据转发成功率；目的节点7在收到源节点1的数据包后，向中间节点2而不是源节点1反馈ACK。同理，假设中间节点3缓存数据包，则中间节点3向源节点1反馈ACK，该ACK经过中间节点2发送到源节点1，源节点1在收到该ACK后，删除其副本缓存队列中的该数据包，并更新其数据转发成功率；目的节点7在收到源节点1的数据包后，向中间节点3而不是源节点1反馈ACK。

下面，以该方法应用于无线传感器网络中数据包的源节点(也即发送数据包的节点)为例，对本实施例的数据传输方法进行说明。图9是该方法的流程图，请参照图9，该方法包括：

步骤901：在发送数据包之前，判断是否需要缓存所述数据包；

步骤902：如果判断为是，则将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送所述数据包。

在本实施例中，如前所述，源节点也同时具有缓存队列和副本缓存队列，源节点在发送数据包之前判断是否需要缓存该数据包，在判断为是时，将该数据包加入到其副本缓存队列中，源节点在发送数据包后，不等待针对该数据包的ACK的反馈，直接发送下一个数据包，由此，不会对下一个数据包的传输产生阻塞，改善了数据传输过程中的QoS。

在本实施例中，针对副本缓存队列中的数据包的处理与中间节点相同，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，与实施例1的中间节点类似，该源节点可以根据其副本缓存队列和数据包转发成功率(收包率)判断是否需要缓存该数据包，具体的判断方法如前所述，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该源节点也可以在发送数据包之前先初始化其数据包转发成功率，并在接收到ACK以后，根据该ACK的内容更新其数据包转发成功率。关于ACK的结构以及更新数据包转发成功率的方法与前述相同，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该数据传输方法适用于MPEG-4和H.264格式的视频数据，但本实施例并不以此作为限制，本实施例的数据传输方法也是适用于其他格式的数据。

在本实施例中，对于MPEG-4和H.264格式的视频数据，为了保证视频的QoS，只对属于I帧的数据包的成功传输回复ACK，对属于P帧和B帧的数据包不回复ACK，并且在本实施例中，对属于I帧的数据包回复ACK时采用端到端的方式进行，在整个端到端的链路上只在链路质量较差的第一个中间节点处缓存数据包，然后该中间节点回复ACK到源节点，并等待目的节点回复ACK到自身。

通过本实施例的方法，中间节点在需要时将源节点发送的数据包缓存到本地的副本缓存队列中，向源节点反馈ACK，并在需要的时候重传该数据包，由此，由于没有逐跳逐数据包的确认，所以不会对下一个数据包的传输产生阻塞，这样改善了数据传输过程中的QoS。

实施例2

本实施例提供了一种数据传输方法，该方法应用于无线传感器网络中数据包的目的节点，也即接收来自源节点的数据包的节点。图10是该方法的流程图，请参照图10，该方法包括：

步骤1001：目的节点接收数据包；

步骤1002：根据所述数据包判断是否有中间节点回复ACK到源节点；如果判断为是，则执行步骤1003，否则执行步骤1004；

步骤1003：向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；

步骤1004：向源节点反馈ACK。

在本实施例中，如前所述，如果有中间节点向源节点回复过ACK，则该中间节点会将已经反馈ACK的信息加入到该数据包中，目的节点在接收到该数据包后，根据该数据包即可判断出已经有中间节点向源节点反馈了ACK。

在本实施例中，如果有中间节点向源节点反馈了ACK，则该目的节点只向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK，如果没有中间节点向源节点反馈ACK，则该目的节点向源节点反馈ACK。

在本实施例中，接收到ACK的节点会更新其数据包转发成功率，具体的更新方法如实施例1所述，此处不再赘述。

通过本实施例的方法，改善了数据传输过程中的QoS。

实施例3

本实施例提供了一种数据传输装置，由于该装置解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例1的方法的实施，重复之处不再赘述。

图11是该装置的一个实施方式的构成示意图，如图11所示，该装置1100包括：判断单元1102、以及处理单元1103。

该判断单元1102用于在发送或转发数据包之前判断是否需要缓存该数据包。

该处理单元1103用于在判断单元1102判断为需要缓存该数据包时，将该数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发该数据包。

在本实施例的一个实施方式中，该装置应用于数据包的中间节点，在该实施方式中，处理单元1103还在判断单元1102判断为需要缓存该数据包时，向源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到该数据包。

由此，接收到该ACK的源节点可以删除其副本缓存队列中的该数据包，而接收到该数据包的目的节点可以据此确定已经有中间节点向源节点反馈了ACK，则该目的节点向该中间节点反馈ACK。由此，改善了数据传输过程中的QoS。

在本实施方式中，该处理单元1104还可以在判断单元1102判断为不需要缓存该数据包时，直接转发该数据包。此时，该中间节点的链路质量可能足够好，不需要缓存该数据包，则该中间节点直接转发该数据包，由下一跳节点决定是否缓存该数据包。

在本实施方式中，该判断单元1102可以根据该中间节点的副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。

在一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则判断单元1102判断为需要缓存所述数据包。

在另一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则判断单元1102判断为需要缓存所述数据包。

在本实施方式中，如图11所示，该装置1100还可以包括：接收单元1101，其可以接收源节点发送的数据包，还可以接收ACK，例如其它中间节点转发的目的节点发送的ACK，或者目的节点直接回复的ACK，则该处理单元1003还可以根据目的地址是该中间节点的ACK更新该中间节点的数据包转发成功率。具体的更新方法如实施例1所述，此处不再赘述。

在本实施方式中，该ACK可以包括目的节点的地址、下一跳节点的地址、对应的数据包的序列号、发送所述ACK的节点的总发包数。具体如实施例1所述，此处不再赘述。

在本实施方式中，如图11所示，该装置1100还可以包括初始化单元1104，该初始化单元1104在该中间节点工作之前初始化该中间节点的数据包转发成功率，以便在后续接收到目的地址为自己的ACK时更新该中间节点的数据包转发成功率，并依此判断是否需要缓存将要转发的数据包，具体如前所述，此处不再赘述。

在本实施方式中，该处理单元1103还可以在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

图12是本实施方式的数据传输装置的硬件构成示意图，如图12所示，装置1200可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)1201和存储器1202；存储器1202耦合到中央处理器1201。其中存储器1202可存储各种数据；此外还存储各种程序，并且在中央处理器1201的控制下执行该程序，并存储各种阈值等。

在一个实施方式中，该数据传输装置的功能可以被集成到中央处理器1201中。其中，中央处理器1201可以被配置为：接收源节点发送的数据包；判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果判断为是，则向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并转发所述数据包；如果判断为否，则直接转发所述数据包。

可选的，该中央处理器1201还可以被配置为：根据副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则判断为需要缓存所述数据包。或者，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则判断为需要缓存所述数据包。

可选的，该中央处理器1201还可以被配置为：接收ACK；在所述ACK的目的地址为所述中间节点时，根据所述ACK更新所述中间节点的数据包转发成功率。该ACK可以包括：所述ACK的目的节点的地址、所述ACK的下一跳节点的地址、所述ACK所对应的数据包的序列号、发送所述ACK的节点的总的发包数。

可选的，该中央处理器1201还可以被配置为：在接收源节点发送的数据包之前初始化所述中间节点的数据包转发成功率为0。

可选的，该中央处理器1201还可以被配置为：在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输装置配置在与中央处理器1201连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器1201的控制来实现数据传输装置的功能。

在本实施方式中，该装置1200还可以包括：传感器1203、收发器1204和电源模块1205等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，装置1200也并不是必须要包括图12中所示的所有部件；此外，装置1200还可以包括图12中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施方式的装置，改善了数据传输过程中的QoS。

在本实施例的另一个实施方式中，该装置应用于数据包的源节点。

在本实施方式中，该判断单元1102可以根据该中间节点的副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。

在一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则判断单元1102判断为需要缓存所述数据包。

在另一个实施方式中，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则判断单元1102判断为需要缓存所述数据包。

在本实施方式中，初始化单元1104可以初始化所述源节点的数据包转发成功率。

在本实施方式中，接收单元1101可以接收ACK，处理单元1103根据接收单元1101接收到的ACK更新所述源节点的数据包转发成功率。

在本实施方式中，处理单元1103还在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

图13是本实施方式的数据传输装置的硬件构成示意图，如图13所示，装置1300可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)1301和存储器1302；存储器1302耦合到中央处理器1301。其中存储器1302可存储各种数据；此外还存储各种程序，并且在中央处理器1301的控制下执行该程序，并存储各种阈值等。

在一个实施方式中，该数据传输装置的功能可以被集成到中央处理器1301中。其中，中央处理器1301可以被配置为：在发送数据包之前，判断是否需要缓存所述数据包，在判断为是时，将所述数据包加入所述源节点的副本缓存队列中，并发送所述数据包。

可选的，该中央处理器1301还可以被配置为：根据副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则判断为需要缓存所述数据包。或者，如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则判断为需要缓存所述数据包。

可选的，该中央处理器1301还可以被配置为：接收ACK；在所述ACK的目的地址为所述源节点时，根据所述ACK更新所述源节点的数据包转发成功率。该ACK可以包括：所述ACK的目的节点的地址、所述ACK的下一跳节点的地址、所述ACK所对应的数据包的序列号、发送所述ACK的节点的总的发包数。

可选的，该中央处理器1301还可以被配置为：初始化所述源节点的数据包转发成功率为0。

可选的，该中央处理器1301还可以被配置为：在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输装置配置在与中央处理器1301连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器1301的控制来实现数据传输装置的功能。

在本实施方式中，该装置1300还可以包括：传感器1303、收发器1304和电源模块1305等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，装置1300也并不是必须要包括图13中所示的所有部件；此外，装置1300还可以包括图13中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施方式的装置，改善了数据传输过程中的QoS。

实施例4

本实施例提供了一种数据传输装置，该装置应用于无线传感器网络中数据包的目的节点，由于该装置解决问题的原理与实施例2的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例2的方法的实施，重复之处不再赘述。

图14是该装置的一个实施方式的构成示意图，如图14所示，该装置1400包括：接收单元1401、判断单元1402、以及反馈单元1403。

该接收单元1401用于接收的数据包。

该判断单元1402用于根据该数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK。

该反馈单元1403用于在判断单元1402判断为是时，向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK，在判断单元1402判断为否时，向源节点反馈ACK。

图15是本发明实施例数据传输装置的硬件构成示意图，如图15所示，装置1500可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)1501和存储器1502；存储器1502耦合到中央处理器1501。其中存储器1502可存储各种数据；此外还存储各种程序，并且在中央处理器1501的控制下执行该程序，并存储各种阈值等。

在一个实施方式中，数据传输装置的功能可以被集成到中央处理器1501中。其中，中央处理器1501可以被配置为：接收数据包；根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；如果判断为是，则向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；如果判断为否，则向源节点反馈ACK。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输装置配置在与中央处理器1501连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器1501的控制来实现数据传输装置的功能。

在本实施例中，该装置1500还可以包括：传感器1503、收发器1504和电源模块1505等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，装置1500也并不是必须要包括图15中所示的所有部件；此外，装置1500还可以包括图15中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的装置，改善了数据传输过程中的QoS。

实施例5

本实施例提供了一种无线传感器网络系统，该系统包括源节点、中间节点和目的节点，其中，中间节点可以是一个或多个。

在本实施例中，该源节点被配置为向所述目的节点发送数据包。该源节点可以通过实施例3的第二个实施方式的装置来实现，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该中间节点被配置为接收所述数据包，判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果判断为是，则向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并转发所述数据包；如果判断为否，则直接转发所述数据包。该中间节点可以通过实施例3的第一个实施方式的装置来实现，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该目的节点被配置为接收所述中间节点转发的所述数据包，根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；如果判断为是，则向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；如果判断为否，则向所述源节点反馈ACK。该目的节点可以通过实施例4所述的装置来实现，其内容被合并于此，此处不再赘述。

通过本实施例的系统，改善了数据传输过程中的QoS。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在数据传输装置或节点中执行该程序时，该程序使得计算机在该数据传输装置或节点中执行如上面实施例1或2所述的数据传输方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中该计算机可读程序使得计算机在数据传输装置或节点中执行上面实施例1或2所述的数据传输方法。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。

附记1、一种数据传输装置，其中，所述装置包括：

判断单元，其在发送或转发数据包之前判断是否需要缓存所述数据包；

处理单元，其在所述判断单元判断为需要缓存所述数据包时，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发所述数据包。

附记2、根据附记1所述的装置，其中，当所述装置应用于中间节点时，所述处理单元还在所述判断单元判断为需要缓存所述数据包时，向源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包。

附记3、根据附记2所述的装置，其中，所述判断单元根据所述中间节点的副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。

附记4、根据附记3所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

附记5、根据附记3所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

附记6、根据附记2所述的装置，其中，所述装置还包括：

接收单元，其接收ACK；

所述处理单元还在所述ACK的目的地址是所述中间节点时，根据所述ACK更新所述中间节点的数据包转发成功率。

附记7、根据附记6所述的装置，其中，所述ACK包括：目的节点的地址、下一跳节点的地址、对应的数据包的序列号、发送所述ACK的节点的总发包数。

附记8、根据附记2所述装置，其中，

所述处理单元还在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

附记9、根据附记1所述的装置，当所述装置应用于源节点时，所述判断单元根据所述源节点的副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。

附记10、根据附记9所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

附记11、根据附记9所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

附记12、根据附记9所述的装置，其中，所述装置还包括：

接收单元，其接收ACK；

所述处理单元还在所述ACK的目的地址是所述源节点时，根据所述ACK更新所述源节点的数据包转发成功率。

附记13、根据附记9所述装置，其中，

所述处理单元还在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

附记14、一种数据传输装置，应用于目的节点，其中，所述装置包括：

接收单元，其接收数据包；

判断单元，其根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；

反馈单元，其在所述判断单元判断为是时，向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；在所述判断单元判断为否时，向源节点反馈ACK。

附记15、一种无线传感器网络系统，所述系统包括源节点、中间节点和目的节点，其中，

所述源节点被配置为向所述目的节点发送数据包；

所述中间节点被配置为接收所述数据包，判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果需要缓存所述数据包，则向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并转发所述数据包；如果不需要缓存所述数据包，则直接转发所述数据包；

所述目的节点被配置为接收所述中间节点转发的所述数据包，根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；如果判断为是，则向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；如果判断为否，则向所述源节点反馈ACK。

Claims (8)

1.一种数据传输装置，其中，所述装置包括：

判断单元，其在发送或转发数据包之前判断是否需要缓存所述数据包；

处理单元，其在所述判断单元判断为需要缓存所述数据包时，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并发送或转发所述数据包，其中，如果所述装置应用于中间节点，则在所述判断单元判断为需要缓存所述数据包时，所述处理单元还向源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，其中，所述判断单元根据副本缓存队列和数据包转发成功率判断是否需要缓存所述数据包。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于第二阈值，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

如果副本缓存队列的长度小于第一阈值，并且数据包转发成功率小于0到1之间的一个随机数，则所述判断单元判断为需要缓存所述数据包。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：

接收单元，其接收ACK；

所述处理单元还根据所述ACK更新数据包转发成功率。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述ACK包括：目的节点的地址、下一跳节点的地址、对应的数据包的序列号、发送所述ACK的节点的总发包数。

6.根据权利要求1所述装置，其中，

所述处理单元还在将所述数据包加入到副本缓存队列中以后，启动计时器；在所述计时器的计时时间大于等于结束时间时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，但接收到针对所述数据包的ACK时，删除所述数据包；在所述计时器的计时时间小于结束时间，没有收到针对所述数据包的ACK，但计时时间大于等于重传时间时，重传所述数据包。

7.一种数据传输装置，应用于目的节点，其中，所述装置包括：

接收单元，其接收数据包；

判断单元，其根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK，其中，所述中间节点被配置为接收源节点发送的数据包，并判断是否需要缓存将要转发的所述源节点发送的数据包；如果需要缓存所述源节点发送的数据包，则向所述源节点反馈ACK；

反馈单元，其在所述判断单元判断为是时，向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；在所述判断单元判断为否时，向源节点反馈ACK。

8.一种无线传感器网络系统，所述系统包括源节点、中间节点和目的节点，其中，

所述源节点被配置为向所述目的节点发送数据包；

所述中间节点被配置为接收所述数据包，判断是否需要缓存将要转发的数据包；如果需要缓存所述数据包，则向所述源节点反馈ACK，将已经反馈ACK的信息加入到所述数据包，将所述数据包加入到副本缓存队列中，并转发所述数据包；如果不需要缓存所述数据包，则直接转发所述数据包；

所述目的节点被配置为接收所述中间节点转发的所述数据包，根据所述数据包判断是否有中间节点向源节点回复了ACK；如果判断为是，则向回复了ACK到源节点的中间节点反馈ACK；如果判断为否，则向所述源节点反馈ACK。

Images