CN110719144B - 基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法 - Google Patents

基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法 Download PDF

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Abstract

一种基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法，首先对整个无线通信网络中的所有通信节点进行预分组，然后按照分组顺序，在一个时钟周期内由上一组中的通信节点向下一组中的通信节点进行信息广播，并在下一个时钟周期中由下一组中的通信节点反馈确认信号，通过循环重复广播和反馈过程直至所有经预分组的通信节点均经信息传输覆盖与确认。本发明能够显著减少全网传输覆盖所需的时间，且能够通过所设计的方法准确知道是否已经实现了全网信息传输。

Description

基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法
技术领域
本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法。
背景技术
对于一般的无线通信系统传输机制来说，目前主要存在着单播、广播、组播这三种通讯模式，其中广播是一种通信节点之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一个节点发出的信号都进行无条件复制并转发，所有节点都可以接收到所有信息(不管该信息是否是传输给该节点的)，由于其不采用路径选择，所以其网络成本很低。但现有技术在网络规模较大时，必须采用中继方式来保证网络中的每个节点都能够接收到传输的信息；而且一般在没有传输反馈机制的情况下，无法保证传输的发起节点确知网络中的所有其他节点都已经接收到该信息。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法，能够显著减少全网传输覆盖所需的时间，且能够通过所设计的方法准确知道是否已经实现了全网信息传输。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明首先对整个无线通信网络中的所有通信节点进行预分组，然后按照分组顺序，在一个时钟周期内由上一组中的通信节点向下一组中的通信节点进行信息广播，并在下一个时钟周期中由下一组中的通信节点反馈确认信号，通过循环重复广播和反馈过程直至所有经预分组的通信节点均经信息传输覆盖与确认。
所述的预分组的原则采用但不限于：按照节点之间的距离远近来进行划分或按照通信节点之间是否能够实现单跳可达的方法来进行划分。
所述的预分组是指：每个分组中每组的节点个数基本保持相同，且两组通信节点之间任一组的任一节点都能够与本组中的所有节点以及另一组中的所有节点保持有效的单跳(直达)通信或数据传输。
所述的节点个数基本保持相同是指：每组中的节点个数相差为2个以下且最后一个分组中的节点个数小于其余各分组中的节点个数。
所述的有效的单跳是指：节点之间的通信距离保持在“发射-接收”的可达距离范围之内。
所述的信息广播，在预分组后设定所需传输信息的信源节点编号为S1,1，与其处于同一组的其他节点编号为S1,2、S1,3、...、S1,n，其中n为本组的节点总数，在任一时钟周期内由信源节点S1,1向本组内的其他所有节点S1,2、S1,3、...、S1,n通过单跳广播所需传输的信息。
所述的反馈，在信息广播后的时钟周期内，由节点S1,2、S1,3、...、S1,n通过单播方式发出确认(ACK)信号(ACK1,2、ACK1,3、...、ACK1,n)至信源节点S1,1。
优选地，在有信号衰减的无线通信信道中，当发出的信息和反馈确认信号未能被正确接收，则通过重传机制实现信息和反馈确认信号的重传，直至信息被正确接收且发端能够正确收到反馈确认信号。
所述的重传机制是指：当反馈信息未被信源节点S1,1收到时，信源节点S1,1在下一时钟周期内重新进行信息广播，对应后续的广播和反馈过程则顺延。
技术效果
与现有技术相比，本发明通过所设计的节点预分组和收发双向确认方式来实现信息的传输。同时所提出的方法相比于传统广播方式能够有效降低全网覆盖的传输时间，使系统效率得到明显的改善。
附图说明
图1为实施例1的信息与反馈确认信号传输过程示意图；
图2为全网传输覆盖所需的时间性能对比曲线图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例使用Matlab仿真软件在设定的无线通信模拟环境下建立无线通信传输网络结构模型。设网络中总共包含有100个通信节点，按照每10个一组来进行分组，该分组能够确保后续要进行传输的两组通信节点之间其中任一组的任一节点都能够与本组中的所有节点以及另一组中的所有节点保持有效的单跳(直达)通信或数据传输。
本实施例中信源节点编号为S1,1，第一组的其他节点编号为S1,2、S1,3、...、S1,10，第二组的节点编号为S2,1、S2,2、...、S2,10，第三组的节点编号为S3,1、S3,2、...、S3,10，依此类推，第十组的节点编号为S10,1、S10,2、...、S10,10。
整个网络的信息传输过程与反馈确认过程具体步骤为：
步骤1)在第一个时钟周期，首先由信源节点S1,1向本组内的其他所有节点S1,2、S1,3、...、S1,10通过单跳广播所需传输的信息。
步骤2)在第二个时钟周期中，由节点S1,2、S1,3、...、S1,10分别通过单播方式反馈确认信号ACK1,2、ACK1,3、...、ACK1,10给信源节点S1,1，其中ACK1,2代表由节点S1,2发送给信源节点S1,1的ACK信号，表示节点S1,2已经确认收到信源节点S1,1发来的信息；ACK1,3代表由节点S1,3发送给信源节点S1,1的ACK信号，表示节点S1,3已经确认收到信源节点S1,1发来的信息；依此类推，ACK1,10代表由节点S1,10发送给信源节点S1,1的ACK信号，表示节点S1,10已经确认收到信源节点S1,1发来的信息。
步骤3)在第三个时钟周期，当信源节点S1,1确认已收集齐第一组的所有ACK信号ACK1,2、ACK1,3、...、ACK1,10，则由第一组的所有节点S1,1、S1,2、...、S1,10通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给第二组的所有节点S2,1、S2,2、...、S2,10。而在第三个时钟周期，当信源节点S1,1确认未收集齐第一组的所有ACK信号ACK1,2、ACK1,3、...、ACK1,10，则由信源节点S1,1重新向本组内的其他所有节点S1,2、S1,3、...、S1,10通过单跳广播所需传输的信息。
步骤4)在第四个时钟周期，当前述的信息发送和反馈ACK确认过程都正确无误，则由第二组的所有节点S2,1、S2,2、...、S2,10通过单跳广播方式反馈确认信号ACK2,1、ACK2,2、...、ACK2,10给第一组节点S1,1、S1,2、...、S1,10。否则重复之前步骤的信息发送和反馈ACK确认过程，直至确认通过。
步骤5)在第五个时钟周期，当前述的信息发送和反馈ACK确认过程都正确无误，则由第二组的所有节点S2,1、S2,2、...、S2,10通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给第三组的所有节点S3,1、S3,2、...、S3,10。否则重复之前步骤的信息发送和反馈ACK确认过程，直至确认通过。
步骤6)在第六个时钟周期，当前述的信息发送和反馈ACK确认过程都正确无误，则由第三组的所有节点S3,1、S3,2、...、S3,10通过单跳广播方式反馈确认信号ACK3,1、ACK3,2、...、ACK3,10给第二组节点S2,1、S2,2、...、S2,10。否则重复之前步骤的信息发送和反馈ACK确认过程，直至确认通过。
步骤7)在第七个时钟周期，当前述的信息发送和反馈ACK确认过程都正确无误，则由第三组的所有节点S3,1、S3,2、...、S3,10通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给第四组的所有节点S4,1、S4,2、...、S4,10。否则重复之前步骤的信息发送和反馈ACK确认过程，直至确认通过。
步骤8)在第八个时钟周期，当前述的信息发送和反馈ACK确认过程都正确无误，则由第四组的所有节点S4,1、S4,2、...、S4,10通过单跳广播方式反馈确认信号ACK4,1、ACK4,2、...、ACK4,10给第三组节点S3,1、S3,2、...、S3,10；同时，由第二组的所有节点S2,1、S2,2、...、S2,10通过单跳广播方式反馈前一组确认信号ACK3,1、ACK3,2、...、ACK3,10给第一组节点S1,1、S1,2、...、S1,10。否则重复之前步骤的信息发送和反馈ACK确认过程，直至确认通过。
以上过程依此规律类推，将所需传输的信息发送至全网的所有节点，信源节点S1,1在通过以上的预分组、收发双向确认等过程可以将所需传输的信息广播至整个无线通信网络的其它99个节点，同时在其最后收齐所有的确认信号ACK1,2、ACK1,3、...、ACK1,10、ACK2,1、ACK2,2、...、ACK2,10、ACK3,1、ACK3,2、...、ACK3,10、ACK4,1、ACK4,2、…、ACK4,10、…、ACK10,1、ACK10,2、...、ACK10,1之后，即可确认全网的信息传输与覆盖。至此整个传输过程结束。
从图1中可以看到，在全网的信息传输过程中，信息传输的过程也可以看作是一种正向确认的过程，反馈确认信号传输的过程也可以看作是一种反向确认的过程。正向确认和反向确认的双向过程确保了所需传输的信息能够最终被广播至全网并完成传输覆盖。
如图2所示为全网传输覆盖所需的时间性能对比曲线图，其中主要是将本方法所提出的基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法与传统的广播方式进行了对比。
图2中，“本方法(理想情况)”是指在采用本方法时信息传输与反馈确认信号传输都能够实现100％的正确传输与接收，“本方法(实际情况)”是指在采用本方法时考虑由于无线信道传输误码率的影响使得传输中有10％的数据包无法正确被接收而需要重传的情况，而“传统广播方式(实际情况)”是指在采用传统广播方式时考虑由于无线信道传输误码率的影响使得传输中有10％的数据包无法正确被接收而需要重传的情况，如前述文献(傅越千，基于网络传输的广播系统设计.电声技术,2003(12):54-56)。所有结果都是基于1000次蒙特卡洛仿真取平均值之后所得到的结果。从对比结果可以看出，本方法所提出的方法相比于传统广播方式能够有效降低全网覆盖的传输时间，使系统效率得到改善。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (6)

1.一种基于预分组与收发双向确认的无线通信传输方法，其特征在于，首先对整个无线通信网络中的所有通信节点进行预分组，然后按照分组顺序，在一个时钟周期内由上一组中的通信节点向下一组中的通信节点进行信息广播，并在下一个时钟周期中由下一组中的通信节点反馈确认信号，通过循环重复广播和反馈过程直至所有经预分组的通信节点均经信息传输覆盖与确认；
所述的信息广播，在预分组后设定所需传输信息的信源节点编号为S1,1，与其处于同一组的其他节点编号为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中n为本组的节点总数，在任一时钟周期内由节点S1,1向本组内的其他所有节点
Figure 579739DEST_PATH_IMAGE002
通过单跳广播所需传输的信息；
所述的反馈，在信息广播后的时钟周期内，由节点
Figure 496879DEST_PATH_IMAGE002
通过单播方式发出确认信号，即
Figure DEST_PATH_IMAGE004
至信源节点S1,1；
所述的循环重复广播和反馈过程是指：
在反馈后续的第三个时钟周期中，由第一组的所有节点
Figure DEST_PATH_IMAGE006
通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给下一组，即第二组，单跳可达的节点
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
在第四个时钟周期中，由节点
Figure DEST_PATH_IMAGE010
通过单跳广播方式反馈确认信号，即ACK信号
Figure DEST_PATH_IMAGE012
给第一组节点
Figure 401250DEST_PATH_IMAGE006
；
在第五个时钟周期中，由第二组的所有节点
Figure 796459DEST_PATH_IMAGE008
通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给下一组，即第三组，单跳可达的节点
Figure DEST_PATH_IMAGE014
；
在第六个时钟周期中，由节点
Figure 610832DEST_PATH_IMAGE014
通过单跳广播方式反馈确认信号，即ACK信号
Figure DEST_PATH_IMAGE016
给第二组节点
Figure 433294DEST_PATH_IMAGE008
；
在第七个时钟周期中，由第三组的所有节点
Figure 638011DEST_PATH_IMAGE014
通过单跳广播的方式将所需传输的信息广播给下一组，即第四组，单跳可达的节点
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；
在第八个时钟周期中，由节点
Figure 836911DEST_PATH_IMAGE018
通过单跳广播方式反馈确认信号，即ACK信号
Figure DEST_PATH_IMAGE020
给第三组节点
Figure 505789DEST_PATH_IMAGE014
；同时，由节点
Figure 187569DEST_PATH_IMAGE008
通过单跳广播方式反馈前一组确认信号，即ACK信号
Figure DEST_PATH_IMAGE022
给第一组节点
Figure 879581DEST_PATH_IMAGE006
；
以此类推，信源节点S1,1在通过以上的预分组过程将所需传输的信息广播至整个无线通信网络，同时在其最后收齐所有的确认信号，即ACK信号
Figure DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 616593DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 139978DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE026
之后，即可确认全网的信息传输与覆盖，其中L为预分组后所有组数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的预分组的原则按照节点之间的距离远近来进行划分或按照通信节点之间是否能够实现单跳可达的方法来进行划分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的预分组是指：每个分组中每组的节点个数基本保持相同，且两组通信节点之间任一组的任一节点都能够与本组中的所有节点以及另一组中的所有节点保持有效的单跳(直达)通信或数据传输。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在有信号衰减的无线通信信道中，当发出的信息和反馈确认信号未能被正确接收，则通过重传机制实现信息和反馈确认信号的重传，直至信息被正确接收且发端能够正确收到反馈确认信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的重传机制是指：当反馈信息未被信源节点S1,1收到时，信源节点S1,1在下一时钟周期内重新进行信息广播，对应后续的广播和反馈过程则顺延。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的节点个数基本保持相同是指：每组中的节点个数相差为2个以下且最后一个分组中的节点个数小于其余各分组中的节点个数。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008081264A3 (en) * 2006-12-27 2008-08-28 Nokia Corp Teleconferencing configuration based on proximity information
CN101697635A (zh) * 2009-09-16 2010-04-21 重庆大学 认知无线mesh网络的接入方法和控制方法
CN105657068A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 厦门大学 一种基于车辆移动信息分簇的实现方法
CN105848241A (zh) * 2016-03-21 2016-08-10 广州供电局有限公司 移动自组织网的分簇方法及系统
CN108092894A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 河南工学院 用于无线网络的路由方法及路由节点选择装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008081264A3 (en) * 2006-12-27 2008-08-28 Nokia Corp Teleconferencing configuration based on proximity information
CN101697635A (zh) * 2009-09-16 2010-04-21 重庆大学 认知无线mesh网络的接入方法和控制方法
CN105848241A (zh) * 2016-03-21 2016-08-10 广州供电局有限公司 移动自组织网的分簇方法及系统
CN105657068A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 厦门大学 一种基于车辆移动信息分簇的实现方法
CN108092894A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 河南工学院 用于无线网络的路由方法及路由节点选择装置

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