CN112422253B - 实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置 - Google Patents

实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置，该方法包括：接收对端发送的第一数据帧；若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。该方法实现过程简单，只需占用一个重传标识，不需要重传应答帧，同时可以不需要对数据包进行编号，具有比现有重传协议更低的复杂度，可从多方面避免带宽浪费。

Description

实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置
技术领域
本发明涉及电路通信技术领域，尤其涉及一种实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置。
背景技术
可见光通信是利用可见光波段进行通信的一种方式，可见光波段的波长介于375nm～780nm之间，由于可见光的频谱宽，通信容量大，可以达到几百Tbps超高速传输能力。实验研究的可见光通信都采用特制的LED灯，特别是传输速率高的实验，其造价昂贵，无法实际应用。而一般商用的LED灯可调制的价格低廉，可用于大规模应用部署且成本不高。但是，商用的LED可调制带宽很小，影响了如OFDM等可提高频谱利用率的调制技术的使用。
同频同时全双工是未来通信可提高比现有技术1倍频谱利用率的技术。由于可见光通信信道的特性：直射且不可穿透障碍物，使得LED可以一定的发散角度发送可见光信号，各不同的发送LED可以不相干扰，从而可以通过简单的抗干扰技术，使得同频同时全双工很好的应用在可见光通信领域。
目前的链路层可靠性传输方法，主要有停止等待协议，后退N步协议(GBN)和选择重传协议等等。这些协议实现复杂，消耗资源多，采用的滑动窗口还会出现溢出，使得接收端无法分辨旧帧还是新帧，造成带宽浪费。采用商用LED作为可见光发送光源的情况下，目前的方法对带宽利用造成浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置，用以解决现有技术中的问题。
本发明实施例提供一种实时同频同时全双工的可靠传输方法，包括：接收对端发送的第一数据帧；若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，检测到所述第一数据帧传输失败，包括：接收的帧校验错误或无法检测到帧头，则所述第一数据帧传输失败。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，所述接收对端发送的第一数据帧之前，还包括向对端发送第零数据帧，同时将第零数据帧进行缓存；相应地，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则暂停接收上层数据，相应地，将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端后，恢复接收上层数据。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，所述重传标识设置在数据帧结构的控制域。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，所述重传标识为控制域的1比特字位。
根据本发明一个实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则设置重传指数；每重传第零数据帧，将重传指数减1，直至重传指数等于0时，不再重传缓存的第零数据帧。
本发明实施例还提供一种实时同频同时全双工的可靠传输装置，包括：接收模块，用于接收对端发送的第一数据帧；判断模块，用于若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，所述接收模块还用于接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述实时同频同时全双工的可靠传输方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述实时同频同时全双工的可靠传输方法的步骤。
本发明实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置，实现过程简单，只需占用一个重传标识，不需要重传应答帧，同时可以不需要对数据包进行编号，具有比现有重传协议更低的复杂度，可从多方面避免带宽浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种实时同频同时全双工的可靠传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的实时同频同时全双工可靠传输的通信链路层交互过程示意图；
图3为本发明实施例提供的实时同频同时全双工的帧结构示意图；
图4为本发明实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输功能框图；
图5是本发明实施例提供的一种实时同频同时全双工的可靠传输装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图6描述本发明实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法及装置。图1是本发明实施例提供的一种实时同频同时全双工的可靠传输方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种实时同频同时全双工的可靠传输方法，包括：
101、接收对端发送的第一数据帧。
本端S1与对端S2采用实时同频同时全双工相互通信，S2向S1发送数据帧，S1接收。为了区分不同的数据帧，此刻记发送的为第一数据帧。此外，S2的发送模块每次在发送数据帧时，均将所发送的数据缓存起来。由于是实时同频同时全双工通信，通信的一方可以在发送数据时可以同时接收数据，而发送数据数时是按照链路层帧的比特流串行发送。
102、若检测到第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端。
S1在接收S2发过来的帧时出现了丢包情况(没法检测到帧头或帧校验错误等)，接下来向S2发送数据帧时，将数据帧的置重传标识域为1，即Fs1＝ture。重传标识用于对端S2检测到该标识后，重新传输最近的数据帧，即缓存的第一数据帧。
103、接收对端再次发送的第一数据帧。
S2接收到S1的重传标识(Fs1)后置自己的重传标志(Fr1)为1，即Fr1＝ture，重传标志用于指示内部的处理非必须，重传标志具体为指示S2发送模块发送缓存的数据，执行重传。重传标识只作为要求通信对方重传的标识，不包含重传请求应答，S2发送重传数据帧时，不需要在重传标识域设置S1的重传请求应答，因此S2的重传数据帧，即再次发送的第一数据帧的重传标识为Fs2＝false，也就是无需S1重传接收第一数据帧之前发送的数据帧。此刻，已实现了对端S2发送数据帧的可靠传输。图2为本发明实施例提供的实时同频同时全双工可靠传输的通信链路层交互过程示意图，具体可结合图2。其中，P为前同步码，Add为地址域，C为控制域，F为重传标识，Data为数据域，CRC为校验域，true为使能，false为不使能。
通过可靠传输机制，消除了后退N步协议(GBN)和选择重传协议窗口溢出的问题，保证了链路层传输的可靠性。
本发明实施例的实时同频同时全双工的可靠传输方法，实现过程简单，只需占用一个重传标识，不需要重传应答帧，同时可以不需要对数据包进行编号，具有比现有重传协议更低的复杂度，可从多方面避免带宽浪费。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，检测到所述第一数据帧传输失败，包括：接收的帧校验错误或无法检测到帧头，则所述第一数据帧传输失败。
链路层传输出现丢包的情况包括两种，一是没法检测到帧头，此种情况可以在帧同步的过程中，发现帧头检测不到。二是检测到帧头，但帧错误，无法通过校验。出现此两种情况之一即说明出现了丢包情况，此时要求发送端S2在下一次发送时重传当前数据包。S1接收模块下一次接收到的数据为通信对方S2重传的第一数据帧。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述接收对端发送的第一数据帧之前，还包括向对端发送第零数据帧，同时将第零数据帧进行缓存；相应地，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端。
本发明实施例，S1与S2为全双工通信，S2向S1的重传请求的过程与上述过程一样，S1同时也实现S2的错误检测和重传。在接收第一数据帧之前，S1向S2也发送数据帧，记为第零数据帧。同时，S1每次发送数据时均对所发送的数据帧进行数据缓存。S2接收第零数据帧时，若检测到错误，则在第一数据帧的重传标识设为使能。S1收到第一数据帧后，将缓存中的第零数据帧，再次打包发送至对端S2。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则暂停接收上层数据，相应地，将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端后，恢复接收上层数据。
S1的发送模块在发送数据前，可从接收模块中取得通信对方第一数据帧的重传请求信息，此时S1的发送模块暂停接收上层的数据，将缓存的数据封装成帧发送。发送方S1直接将缓存数据作为重传请求的应答，而无需给请求方S2一个请求重传应答帧。相应地，S1再次发送第零数据帧后，恢复接收上层数据，继续进行数据打包发送。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述重传标识设置在数据帧结构的控制域。优选地，所述重传标识为控制域的1比特字位。
图3为本发明实施例提供的实时同频同时全双工的帧结构示意图，如图3所示，实时同频同时全双工双向可见光通信链路层通用数据结构的优化，主要是在帧结构的控制域中设置一个重传标识域，如占用1比特，用于通知通信对方重传上次所传的数据。该方法可极大减少带宽资源的占用。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则设置重传指数；每重传第零数据帧，将重传指数减1，直至重传指数等于0时，不再重传缓存的第零数据帧。
重传机制具体实现是可以设置为绝对可靠重传，发送方的发送模块一直重传当前数据直到接收方正确接收为止。也可以设置为N次重传，即发送方S1的发送模块设置缓存的数据重传的次数，即重传指数。对端S2连续请求重传，则发送方S1每重传一次，N减1，当N等于0时，不再重传缓存的数据，而从上层接收新的数据发送。
图4为本发明实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输功能框图，具体内容可参见上述各方法实施例。
下面对本发明实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输装置进行描述，下文描述的实时同频同时全双工的可靠传输装置与上文描述的实时同频同时全双工的可靠传输方法可相互对应参照。
图5是本发明实施例提供的一种实时同频同时全双工的可靠传输装置的结构示意图，如图5所示，该实时同频同时全双工的可靠传输装置包括：接收模块501和判断模块502。其中，接收模块501用于接收对端发送的第一数据帧；判断模块502用于若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，所述接收模块501还用于接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
本发明实施例提供的装置实施例是为了实现上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输装置，实现过程简单，只需占用一个重传标识，不需要重传应答帧，同时可以不需要对数据包进行编号，具有比现有重传协议更低的复杂度，可从多方面避免带宽浪费。
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)601、通信接口(Communications Interface)602、存储器(memory)603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令，以执行实时同频同时全双工的可靠传输方法，该方法包括：接收对端发送的第一数据帧；若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
此外，上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的实时同频同时全双工的可靠传输方法，该方法包括：接收对端发送的第一数据帧；若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的实时同频同时全双工的可靠传输方法，该方法包括：接收对端发送的第一数据帧；若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种实时同频同时全双工的可靠传输方法，其特征在于，包括：
接收对端发送的第一数据帧；
若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；
相应地，接收对端再次发送的第一数据帧；
其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到；
所述对端根据缓存提取，提取的位置为缓存区中最近发送的数据帧；
所述接收对端发送的第一数据帧之前，还包括向对端发送第零数据帧，同时将第零数据帧进行缓存；
相应地，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端；
若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则暂停接收上层数据，相应地，将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端后，恢复接收上层数据；
所述重传标识设置在数据帧结构的控制域；
所述重传标识为控制域的1比特字位。
2.根据权利要求1所述的实时同频同时全双工的可靠传输方法，其特征在于，检测到所述第一数据帧传输失败，包括：
接收的帧校验错误或无法检测到帧头，则所述第一数据帧传输失败。
3.根据权利要求1所述的实时同频同时全双工的可靠传输方法，若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则设置重传指数；
每重传第零数据帧，将重传指数减1，直至重传指数等于0时，不再重传缓存的第零数据帧。
4.一种实时同频同时全双工的可靠传输装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收对端发送的第一数据帧；
发送模块，用于：所述接收对端发送的第一数据帧之前，向对端发送第零数据帧；
判断模块，用于若检测到所述第一数据帧传输失败，则在即将发送的第二数据帧中将重传标识设置为使能，并将所述第二数据帧发送至对端；
所述判断模块还用于：若检测到所述第一数据帧中重传标识为使能，则暂停接收上层数据，将缓存中的第零数据帧，打包发送至对端后，恢复接收上层数据；
所述重传标识设置在数据帧结构的控制域；
所述重传标识为控制域的1比特字位；
相应地，所述接收模块还用于接收对端再次发送的第一数据帧；
相应地，所述发送模块还用于再次发送第零数据帧；
其中，所述对端在首次发送第一数据帧时，将第一数据帧进行缓存，再次发送的第一数据帧为对端根据缓存提取后重新打包得到；
所述对端根据缓存提取，提取的位置为缓存区中最近发送的数据帧；
其中，首次发送第零数据帧时，将第零数据帧进行缓存，再次发送的第零数据帧为从缓存提取后重新打包得到。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述实时同频同时全双工的可靠传输方法的步骤。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述实时同频同时全双工的可靠传输方法的步骤。
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"邻近空间链路协议自动重传系统设计与实现";王杰;《中国优秀硕士论文全文数据库》;20180315;第1-78页 *

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