CN109922535A - 数据包多包传输方法、接收装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种数据包多包传输方法、接收装置和计算机可读存储介质，涉及数据传输技术领域。本公开的一种数据包多包传输方法包括：接收端同时接收多路信号；获取各路信号的信号与干扰加噪声比SINR；将SINR与预定门限相比较；确定SINR小于预定门限的数据包传输失败。通过这样的方法，能够同时进行多路数据包的发送，接收端能够根据SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生撞包即重传导致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

Description

数据包多包传输方法、接收装置和计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及数据传输技术领域，特别是一种数据包多包传输方 法、接收装置和计算机可读存储介质。

背景技术

在IEEE802.11MAC层协议中，防碰撞的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Avoidance，载波侦听多路访问/ 冲突避免)机制作为主要的接入方式。DCF(Distributed Coordination Function，分布式协调功能)作为IEEE802.11中的CSMA/CA机制， 在某一时隙只允许一个包传输，发生碰撞的包则采用二进制退避算法 在未来某一时隙再次重传。这样的单包传输模型并不能够满足日益增 长的网络容量的需求。

发明内容

本公开的一个目的在于提高数据包传输的效率。

根据本公开的一个方面，提出一种数据包多包传输方法，包括： 接收端同时接收多路信号；获取各路信号的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)；将SINR与预 定门限相比较；确定SINR小于预定门限的数据包传输失败。

可选地，还包括：确定SINR达到预定门限的数据包传输成功。

可选地，还包括：在同时接收多路信号后，判断是否发生撞包； 若未发生撞包，则确定传输成功；若发生撞包，则执行获取各路信号 的SINR的操作。

可选地，还包括：传输失败的数据包采用退避算法等待重传。

可选地，采用退避算法等待重传包括：传输失败的数据包进入下 一个退避阶段，竞争窗口增加两倍；超过最大失败次数的数据包停留 在当前退避阶段继续等待下一次重传。

可选地，退避算法包括二进制退避算法。

可选地，还包括：信号发送端监听信道状态；若监听到信道在至 少一个DIFS(Distributed Inter-frame Spacing，分布式帧间间隙)时 间空闲，则在空闲信道发送信号。

通过这样的方法，能够同时进行多路数据包的发送，接收端能够 根据SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生撞包即重 传导致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

根据本公开的另一个方面，提出一种数据包接收装置，包括：多 路信号接收单元，用于同时接收多路信号；SINR获取单元，用于获 取各路信号的SINR；SINR比较单元，用于将SINR与预定门限相比 较；传输确定单元，用于在SINR比较单元确定SINR小于预定门限 时，确定数据包传输失败。

可选地，传输确定单元还用于确定SINR达到预定门限的数据包 传输成功。

可选地，还包括：撞包判断单元，用于在多路信号接收单元同时 接收多路信号后，判断是否发生撞包，若发生撞包，则激活SINR获 取单元获取各路信号的SINR；传输确定单元还用于在撞包判断单元 确定未发生撞包时，确定传输成功。

根据本公开的又一个方面，提出一种数据包接收装置，包括：存 储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储 器的指令执行上文中任意一种数据包多包传输方法。

这样的数据包接收装置能够同时接收多路数据包，根据SINR情 况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生撞包即重传导致的网络 容量降低，提高数据包传输的效率。

根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上 存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种 数据包多包传输方法的步骤。

这样的计算机可读存储介质通过执行其上的指令，能够同时接收 多路数据包，根据SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而避免 发生撞包即重传导致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开 的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构 成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的数据包多包传输方法的一个实施例的流程图。

图2为本公开的数据包多包传输方法的另一个实施例的流程图。

图3为本公开的数据包多包传输方法的一个实施例的状态转移 图。

图4为本公开的数据包多包传输方法的一个实施例的效果图。

图5为本公开的数据包接收装置的一个实施例的示意图。

图6为本公开的数据包接收装置的另一个实施例的示意图。

图7为本公开的数据包接收装置的又一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描 述。

本公开的数据包多包传输方法的一个实施例的流程图如图1所 示。

在步骤101中，接收端同时接收多路信号。

在步骤102中，获取各路信号的SINR。

在步骤103中，将SINR与预定门限相比较，判断SINR是否小 于预定门限。若SINR小于预定门限，则执行步骤104；若SINR不小 于预定门限，则执行步骤105。

在步骤104中，确定数据包传输失败。在一个实施例中，可触发 重传机制进行再次传输。

在步骤105中，确定数据包传输成功。

传统的多包接收采用竞争性的时隙ALOHA机制，数据包只有在 时隙开始时才会竞争接入信道。相较于纯ALOHA，时隙ALOHA对 于网络性能有较大改善。但时隙ALOHA在用户数量多时会导致较高 的撞包率，网络容量反而会低于DCF(Distributed CoordinationFunction，分布式协调功能)的单包接收模型。

通过上述实施例中的方法，能够同时进行多路数据包的发送，接 收端能够根据SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生 撞包即重传导致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

在一个实施例中，在接收多路信号后，可以先判断是否发生撞包， 若未发生撞包，则确定传输成功，无需进行SINR判断；若发生撞包， 再利用SINR确定哪些数据包传输成功，哪些数据包传输失败，进而 可以触发对传输失败的数据包的重传。

通过这样的方法，能够仅在发生撞包的情况下进行SINR的判断， 减少了处理数据量，降低了系统负担，提高了执行效率。

在一个实施例中，当确定数据包传输失败时，可以采用退避算法 等待对传输失败的数据包的重传。退避算法可以包括二进制退避算法。 如，传输失败的数据包进入下一个退避阶段，竞争窗口增加两倍；超 过最大失败次数的数据包停留在当前退避阶段继续等待下一次重传。

通过这样的方法，能够对确定传输失败的数据包发起重传，从而 保证数据包成功接收。

在一个实施例中，当需要进行数据包传输时，信号发送端可以先 监听信道的状态。若监听到信道在至少一个DIFS时间空闲，则在空 闲信道发送信号。

通过这样的方法，能够尽可能提高数据包传输成功的概率，降低 反复重传对发送、接收端造成的压力。

本公开的数据包多包传输方法的另一个实施例的流程图如图2所 示。

在步骤201中，接收端同时接收多路信号。

在步骤202中，判断是否发生撞包。若发生撞包，则执行步骤204； 若未发生撞包，则执行步骤203。

在步骤203中，确定数据包传输成功。

在步骤204中，获取各路信号的SINR。

在步骤205中，将SINR与预定门限相比较，判断SINR是否小 于预定门限。若SINR小于预定门限，则执行步骤206；若SINR不小 于预定门限，则执行步骤203。

在步骤206中，确定数据包传输失败。

在步骤207中，判断传输失败的次数是否达到预定的最大失败次 数。若达到最大失败次数，则执行步骤209；若未达到最大失败次数， 则执行步骤208。在一个实施例中，预定的最大失败次数与预定的最 大竞争窗口有关，当竞争窗口的宽度达到预定的最大竞争窗口宽度时， 则达到最大失败次数。

在步骤208中，传输失败的数据包进入下一个退避阶段，竞争窗 口增加两倍。

在步骤209中，停留在当前退避阶段继续等待下一次重传。

通过这样的方法，能够同时进行多路数据包的发送，接收端先判 断是否发生撞包，再对确定发生撞包的数据包进行根据SINR判断是 否传输成功的操作，从而能够实现在DCF下的多包接收，提高了网络 吞吐量。

如图3所示，展示了DCF中CSMA/CA机制下的数据包多包传 输方法的数学模型。可以建立一个二维马尔可夫链描述各数据包在通 信时的状态，包括四种状态：

a)尝试传输(B_i，0,i＝0，1，…M)；

b)退避等待重传(B_i，k,i＝0，1，…M；k＝1，…CW_i-1)；

c)撞包(F_i,i＝0，1，…M)

d)成功传输T(StateT)。

M为最大失败次数，CW为窗口宽度，CW_i为第i次传输的窗口 宽度。在CSMA/CA机制下，发送端监听到信道在一个DIFS单位的 时间内都为空闲才会发送数据包，若多包同时传输则传输失败，各包 进入退避状态。在本发明中的多包机制下，各数据包抵达接收端时，根据信干比的判决条件会有接收概率：

P_cap(P_cap＝P(γ_stnr＞γ_th}|P_c)

P_c为撞包概率。传输失败的数据包会进入下一个退避阶段，同时 竞争窗口会增加2倍，超过最大失败传输次数的数据包会停留在当前 退避阶段继续等待下一次尝试传输。

在一个实施例中，可以通过仿真来实现对效果的测试，如设置应 用在IEEE802.11下的基础设施网络，即每个子网络包含一个AP (Access Point，接入点)和多个用户。采用802.11b标准，使用2.4GHz 载波和DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频)实 现多包传输，AP与用户距离为20m到50m之间，信号传输采用瑞利 衰落，还可以设定接收端具有高斯白噪声，且设定最大竞争窗口，使 增大竞争窗口不大于该最大竞争窗口。除此之外还可以设置退避状态 下的随机时间的可选区间。在一个实施例中，传输容量的提升效果可 以如图4所示，可以看出，相比于传统的IEEE802.11下DCF的单包 接收，无论是采用基本(Basci)模式还是采用RTS/CTS(Request to Send/Clear to send,请求发送/清除发送)模式，在不同的rth(信道衰 减)情况下，网络容量均得到了极大的提升，其中basic方式的网络容 量提高尤为明显。

本公开的数据包接收装置的一个实施例的示意图如图5所示。多 路信号接收单元501能够同时接收多路信号。SINR获取单元502能 够获取各路信号的SINR。SINR比较单元503能够将SINR与预定门 限相比较，判断SINR是否小于预定门限；若SINR小于预定门限，则传输确定单元504确定数据包传输失败；若SINR不小于预定门限， 则传输确定单元504确定数据包传输成功。

这样的数据包接收装置能够同时接收多路数据包，根据SINR情 况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生撞包即重传导致的网络 容量降低，提高数据包传输的效率。

在一个实施例中，如图5所示，数据包接收装置还可以包括撞包 判断单元505，能够在接收多路信号后，可以先判断是否发生撞包， 若未发生撞包，则传输确定单元504确定传输成功，无需进行SINR 获取和判断；若发生撞包，则激活SINR获取单元502执行操作。这样的数据包接收装置能够仅在发生撞包的情况下进行SINR的判断， 减少了处理数据量，降低了系统负担，提高了执行效率。

本公开数据包接收装置的一个实施例的结构示意图如图7所示。 数据包接收装置包括存储器701和处理器702。其中：存储器701可 以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文 中数据包多包传输方法的对应实施例中的指令。处理器702耦接至存 储器701，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微 控制器。该处理器702用于执行存储器中存储的指令，能够实现根据 SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而避免发生撞包即重传导 致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

在一个实施例中，还可以如图7所示，数据包接收装置700包括 存储器701和处理器702。处理器702通过BUS总线703耦合至存储 器701。该数据包接收装置700还可以通过存储接口704连接至外部 存储装置705以便调用外部数据，还可以通过网络接口706连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上 述指令，能够实现根据SINR情况确定数据包的传输是否成功，从而 避免发生撞包即重传导致的网络容量降低，提高数据包传输的效率。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计 算机程序指令，该指令被处理器执行时实现数据包多包传输方法对 应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的 实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可 采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的 实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算 机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁 盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机 程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指 令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/ 或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到 通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备 的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设 备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数 据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计 算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实 现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中 指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理 设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产 生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令 提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没 有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述， 完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软 件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方 法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本 公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别 说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质 中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。 因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介 质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而 非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属 领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进 行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案 的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种数据包多包传输方法，包括：

接收端同时接收多路信号；

获取各路信号的信号与干扰加噪声比SINR；

将所述SINR与预定门限相比较；

确定所述SINR小于所述预定门限的数据包传输失败。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定所述SINR达到所述预定门限的数据包传输成功。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在同时接收所述多路信号后，判断是否发生撞包；

若未发生撞包，则确定传输成功；

若发生撞包，则执行获取各路信号的所述SINR的操作。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

传输失败的所述数据包采用退避算法等待重传。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述采用退避算法等待重传包括：

所述传输失败的数据包进入下一个退避阶段，竞争窗口增加两倍；

超过最大失败次数的数据包停留在当前退避阶段继续等待下一次重传。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述退避算法包括二进制退避算法。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

信号发送端监听信道状态；

若监听到信道在至少一个分布式帧间间隙DIFS时间空闲，则在空闲信道发送信号。

8.一种数据包接收装置，包括：

多路信号接收单元，用于同时接收多路信号；

信号与干扰加噪声比SINR获取单元，用于获取各路信号的SINR；

SINR比较单元，用于将所述SINR与预定门限相比较；

传输确定单元，用于在所述SINR比较单元确定所述SINR小于所述预定门限时，确定数据包传输失败。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述传输确定单元，还用于确定所述SINR达到所述预定门限的数据包传输成功。

10.根据权利要求8所述的装置，还包括：

撞包判断单元，用于在所述多路信号接收单元同时接收所述多路信号后，判断是否发生撞包，若发生撞包，则激活所述SINR获取单元获取各路信号的SINR；

所述传输确定单元还用于在所述撞包判断单元确定未发生撞包时，确定传输成功。

11.一种数据包接收装置，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至3任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至3任意一项所述的方法的步骤。