CN116260554A - 基于ble-uwb的数传容错调度方法、装置、系统及介质 - Google Patents

基于ble-uwb的数传容错调度方法、装置、系统及介质 Download PDF

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CN116260554A CN202310049728.2A CN202310049728A CN116260554A CN 116260554 A CN116260554 A CN 116260554A CN 202310049728 A CN202310049728 A CN 202310049728A CN 116260554 A CN116260554 A CN 116260554A
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Abstract

本发明实施例公开了一种基于BLE‑UWB的数传容错调度方法、装置、系统及介质，该方法包括：通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。

Description

基于BLE-UWB的数传容错调度方法、装置、系统及介质
技术领域
本发明实施例涉及超宽带(UWB，Ultra WideBand)通信技术领域，尤其涉及一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法、装置、系统及介质。
背景技术
目前可知的超宽带和蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)技术优点，诸如，UWB具有强抗多路径能力、高时间分辨率、低功耗、高速数据传输等优良特性，在数据传输领域上UWB能够使用更低的功率传输更远的距离，并且具有良好的抗多径干扰能力及穿透能力；UWB的传输速率为可达几百兆，但由于脉冲技术的特点，如果支持容错机制话，传输速率将大大降低；BLE具有低功耗、成本低、技术成熟等特点在市场中已经得到了广泛应用，但数据速率只有1-3Mbit/s，在高速数传的场景中无法满足要求。使用UWB传输数据，使用BLE传输容错标识(ACK)，结合UWB和BLE的各自优点，即能保持UWB的传输速率，增加容错及之后又能大大提高数传的成功率，不失为一次成功尝试。当前UWB主要应用于测距定位系统中，在协议标准IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.4z以及FIRA联盟中没有对基于UWB的数据传输进行说明，只是对媒体介入控制层(Media Access Control，MAC)功能的描述，也没有对基于UWB数据传输的MAC层调度功能进行说明，因此没有现有技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法、装置、系统及介质，能够通过UWB高效的数据传输和BLE高效的错包重传机制进行并行处理，在保证传输成功率的情况下，大大提高了UWB的数据传输的效率和性能。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法，所述方法应用于基站，所述方法包括：
通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法，所述方法应用于标签设备，所述方法包括：
接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
第三方面，本发明实施例提供了一种基站装置，所述基站装置包括：第一建立部分、发送部分、第一UWB交互部分、BLE接收部分以及重传部分；其中，
所述第一建立部分，经配置为通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
所述发送部分，经配置为将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
所述第一UWB交互部分，经配置为通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
所述BLE接收部分，经配置为通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
所述重传部分，经配置为若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。
第四方面，本发明实施例提供了一种标签设备装置，其特征在于，所述标签设备装置包括：第二建立部分、接收部分、第二UWB交互部分、BLE发送部分以及请求重传部分；其中，
所述第二建立部分，经配置为接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
所述接收部分，经配置为接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
所述第二UWB交互部分，经配置为通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
所述BLE发送部分，经配置为通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
所述请求重传部分，经配置为若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
第五方面，本发明实施例提供了一种网络节点设备，所述网络节点设备包括：无线通信电路、存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，
所述无线通信电路包括：用于使所述网络节点设备能够执行UWB通信和/或用于数据传输的UWB通信部件以及用于使所述网络节点设备能够执行BLE通信的BLE通信部件；
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面或者第二方面所述一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
第六方面，本发明实施例提供了一种基于BLE-UWB的数传容错调度系统，所述系统包括：基站和一个或多个标签设备；所述基站的近程范围覆盖了所有标签设备；其中，
所述基站，经配置为执行第一方面所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤；
所述标签设备，经配置为执行第二方面所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
第七方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于BLE-UWB的数传容错调度程序，所述基于BLE-UWB的数传容错调度程序被至少一个处理器执行时实现第一方面或者第二方面所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
本发明实施例提供了一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法、装置、系统及介质，在数据传输前，通过UWB技术广播发送同步消息，建立与标签设备之间的UWB连接并完成时域同步，通过BLE技术完成系统内基站与标签设备之间的BLE连接的建立；在数据传输过程中，通过UWB高效的数据传输和BLE高效的错包重传机制进行并行处理，在保证传输成功率的情况下，大大提高了UWB的数据传输的效率和性能。
附图说明
图1为能够实现本发明实施例技术方案的无线通信系统组成示意图；
图2为本发明实施例提供的一种网络节点设备硬件结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一对多场景的基于BLE-UWB的设备接入流程图；
图5为本发明实施例提供的一对多场景的基于BLE-UWB的数据传输流程图；
图6为本发明实施例提供的一对一场景基于BLE-UWB的设备接入流程图；
图7为本发明实施例提供的一对一场景的基于BLE-UWB的数据传输流程图；
图8为本发明实施例提供的一对一场景的另一种基于BLE-UWB的数据传输流程图；
图9为本发明实施例提供的另一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法流程示意图；
图10为本发明实施例提供的一种基站装置的组成示意图；
图11为本发明实施例提供的一种标签设备装置的组成示意图。
具体实施方式
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。
参见图1，其示出了能够适用于本发明实施例所阐述技术方案的无线通信系统100组成示意图，需注意，图1所示出的无线通信系统是可能的系统的仅一个示例，并且可根据需要在各种系统中的任一系统中实现本公开的实施方案。
如图1所示，所述无线通信系统100包括：一个基站11和一个或多个处于基站11信号覆盖范围(如图1中椭圆圈所示)且能够移动的标签设备(Tag)，本发明实施例中以4个标签设备为例，分别可以被标志为Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24。在一些非限定的示例中，基站11和Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24可统称为无线通信设备，它们之间可以使用各种无线通信技术中的任何一种进行无线通信，可能包括超宽带(Ultra-Wide Band，UWB)通信技术(例如，符合IEEE 802.15.4z)、Wi-Fi(例如，IEEE 802.11)和/或基于WPAN或WLAN无线通信的其他技术进行通信。
需要说明的是，在图1所示的无线通信系统100中，术语“无线通信设备”也可以被本领域技术人员称之为移动站(MS)、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、远程设备、移动订户站、接入终端(Access Termination，AT)、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、终端、用户代理、移动客户端、客户端或某个其他合适的术语；并且无线通信设备在某些示例中不一定需要具有移动能力，也可以是驻定的；此外，无线通信设备可包括大小、形状被预设成并且被布置成有助于实施无线通信的数个硬件结构组件，此类组件可包括彼此电耦合的天线、天线阵列、射频(RadioFrequency，RF)链、放大器、一个或多个处理器等等。另外，在一些非限定性示例中，除了以上所述的打印机、PDA、照相机、接入点、扬声器系统和无线网络以外，无线通信设备的其他非限定性示例还包括移动设备、蜂窝(蜂窝小区)电话、智能电话、会话发起协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、膝上型设备、个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本、上网本、智能本、平板设备以及广泛多样的嵌入式系统，例如，对应于“物联网”(IoT)。附加地，无线通信设备可以是汽车或其他运输车辆、遥感器或致动器、机器人或机器人设备、卫星无线电、全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)设备、对象跟踪设备、无人机、多轴飞行器、四轴飞行器、遥控设备、消费者和/或可穿戴设备(诸如眼镜)、可穿戴相机、虚拟现实设备、智能手表、健康或健身跟踪器、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台等。附加地，无线通信设备还可以是数字家用或智能家用设备，诸如家用音频、视频和/或多媒体设备、电器、自动售货机、智能照明设备、家用安全系统、智能仪表等。附加地，无线通信设备也可以是智能能源设备，安全设备，太阳能电池板或太阳能电池阵、控制电力、照明、水等的市政基础设施设备(例如，智能电网)；工业自动化和企业设备；物流控制器；农业装备；军事防御装备、车辆、飞机、船和武器等。
针对图1所示出的无线通信系统100，在一些示例中，基站11 以及标签设备Tag21、Tag22、Tag23和Tag24也可以统称为无线通信系统100内的网络节点设备。对于这些网络节点设备中的任一个，参见图2，其示出了能够实现网络节点设备200的组成示例，该网络节点设备200至少可以包括：处理器210、存储器220、无线通信电路230以及电源240；各组件之间可以通过各种适当类型的总线，比如电源总线、控制总线和状态信号总线等相连接。电源240为网络节点设备200内的各组件提供电能。
在一些示例中，处理器210可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的内容可以直接体现为硬件译码处理器执行完成或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储器220中。
在一些示例中，存储器220可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasablePROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambusRAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器220旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些示例中，无线通信电路230可以包括能够适用多种无线通信标准或者无线电接入技术(RAT)进行无线通信的通信部件，比如图2中示出的UWB通信部件231以及BLE通信部件232；其中，UWB通信部件231用于使网络节点设备200能够例如根据IEEE 802.15.4协议来执行UWB通信和/或用于数据传输。BLE通信部件232用于使网络节点设备200能够执行BLE通信。当然，在另一些示例中，无线通信电路230还可以包括能够根据除UWB以及BLE以外的其他通信协议进行无线通信的通信部件，本发明实施例不再赘述。
结合图1以及图2，本发明实施例提供了一种基于BLE-UWB的数传容错调度方案，期望通过调度，能够充分利用UWB和BLE各自的优点，使得每个标签设备(Tag)能够与基站11通过UWB进行数据的传输，通过BLE进行容错标识的传输。基于此，参见图3，其示出了一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法流程，该方法可以应用于基站，该方法包括：
S301：通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
S302：将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
S303：通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
S304：通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
S305：若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。
对于图3所示的技术方案，在数据传输前，通过UWB技术广播发送同步消息，建立与标签设备之间的UWB连接并完成时域同步，通过BLE技术完成系统内基站与标签设备之间的BLE连接的建立；在数据传输过程中，通过UWB高效的数据传输和BLE高效的错包重传机制进行并行处理，在保证传输成功率的情况下，大大提高了UWB的数据传输的效率和性能。
为了后续技术方案阐述清楚，定义以下角色或技术名词，所述无线通信设备可以分为两种类型，分别是控制者(Controller)和受控者(Controlee)；所述Controller是指实现数据传输的基站，具有组网、发送UWB数据、接收BLE数据功能；所述Controlee是数据传输的标签设备，如图1所示的无线通信系统100中的标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24中的任一个，主要是实现与Controller配对网络、具有接收UWB数据以及发送BLE数据功能。对于基于BLE-UWB的数据传输可以分为两个场景，分别是一对多场景和一对一场景，也可以理解为一个Controller、多个Controlee场景和一个Controller、一个Controlee场景。为了便于阐述技术方案，本发明实施例对于数据传输的双方以基站作为数据发送端和标签设备作为数据接收端为例进行阐述。
需要说明的是，本发明实施例的技术方案的基本思路是将整个调度方案的处理划分为两个阶段，首先是设备接入阶段，其次是数据传输阶段。在设备接入阶段内，完成基站与标签设备之间的BLE配对绑定以及UWB接入工作；而在数据传输阶段内，完成基于UWB的数据传输、基于BLE的数据确认的交互工作。可以理解地，目前对于BLE连接，能够做到支持多个Controller和多个Controlee连接，基于此特性，本发明实施例将基站和标签设备进行绑定；同理该特性也适应于UWB连接。这样，在设备接入阶段内，基站只会与其有绑定关系的标签设备进行配对连接，这样可以大大减少BLE和UWB的调度复杂度。对于图3中所示的技术方案，其可表示为一个完整的调度方案的处理阶段，其中，步骤S301所述的内容处于前述设备接入阶段；S302至S305处于数据传输阶段，即基于UWB数据传输和BLE数据确认的过程。
针对图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接，包括：
系统上电后，广播发送包括时域同步信息和标签设备地址标识的同步消息，以完成与所述标签设备的时域同步和UWB连接的建立；
扫描标签设备发送的BLE广播消息并解析，获得所述BLE广播消息中携带的地址标识，根据所述地址标识建立与所述标签设备之间的BLE连接。
对于上述实现方式，在一些示例中，以图1所示的无线通信系统100为例，结合图4所示出的一对多场景的基于BLE-UWB的设备接入流程图，具体来说，当整个系统上电时，基站11默认为控制者Controller，标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24相对于基站11来说为受控者Controlee，所述设备接入阶段包括UWB接入和BLE接入，详细流程步骤为：
S401：通过广播方式向各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24发送同步消息SYNC；
基站11上电后，根据配置在分配的频点上发送SYNC广播消息，消息中携带时域同步信息，例如同步时隙slot及要接入的标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24的地址标识。
S402：各标签设备在分配的频点上盲检同步广播消息并在鉴权、地址匹配成功后进行时域同步，同时向基站11返回同步确认消息SYNC_CON；
标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24上电后，根据配置在分配的频点上进行盲检基站11的同步广播消息，盲检成功后经过鉴权、地址匹配成功后进行时域同步，时域同步完成后各标签设备分别给基站11回复SYNC_CON消息，该消息中携带有相应标签设备的地址标识。各标签设备发送完SYNC_CON消息后进入接入态，同时，基站11在接收到各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24的SYNC_CON消息后也进入接入态，至此，各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24与基站11之间的 UWB接入完成。
S403：各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24均开始定期发送BLE广播消息；
S404：基站11开始扫描标签设备Tag21的BLE广播消息，鉴权通过后向标签设备Tag21发送BLE连接请求，并在接收到反馈的应答消息后，与标签设备Tag21建立BLE连接；
S405-S407步骤与步骤S404基本相同，不同点在于是标签设备Tag22、Tag23以及Tag24与基站11的BLE接入过程，此处不再详细赘述。
上述设备接入阶段完成后，UWB和BLE间需要进行时域同步，以保证消息处理在时域上保持统一。
需要说明的是，本发明实施例的技术方案是以1个基站和4个标签设备为例进行方案阐述，在具体实施过程中，可按前述技术方案进行灵活扩展，也就是说，当基站数和标签设备数发生变化时，在系统设备接入阶段完成绑定关系时需要根据基站 UWB和BLE连接的能力，按上述技术方案的思路重新设计；在数据传输阶段处理时，根据实际的基站数和标签设备数进行数据的传输。另外，上述S401至S402所示均为无线通信系统100上电后的UWB接入过程，如实线框所示；上述S403至S407均为无线通信系统100上电后的BLE接入过程，如虚线框所示。那么在无线通信系统100下线之前或数据传输结束之前，上述过程不再重复执行；在上述设备接入阶段执行完毕之后，将会通过所述设备接入阶段建立的UWB连接和BLE连接进行数据的发送和接收，从而进入到数据传输阶段。
针对图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息，包括：
根据所述参数信息中的数据包发送间隔时长，通过数据消息依次发送待发送的数据包；
相应于基站每发送完一条数据消息，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；或者，
判断已发送的数据包的个数是否达到最大发送次数：
若是，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；否则，继续发送数据消息直至达到最大发送次数后，等待确认应答消息。
针对图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程，包括：
若所述校验信息为错误，则启动数据重传并判断最大重传次数是否达到阈值：
若是，向高层上报错误指示并丢弃所述校验信息为错误的数据包；否则，继续重传所述数据包；
若所述校验信息为通过，则继续依次发送所述待发送的数据包。
根据上述内容的阐述，以数据传输的控制者Controller为基站、受控者Controlee为标签设备为例，基站和各标签设备在同步成功后进入接入态，因为在接入态，基站可以发送UWB数据并通过BLE接收确认应答消息ACK；各标签设备中的任一个可以接收UWB数据并通过BLE发送确认应答消息ACK。在数据传输的过程中，基站和各标签设备需要均具有分包、组包的能力。具体来说，当基站有发送数据请求时，基站需要有分包能力，先根据发送数据的大小进行分包操作，分成一个或一个以上的待发送的数据包，在MAC层上传输的数据，每个所述数据包又是由一个或一个以上的数据帧组成的。所述分包操作主要包括划分数据包总个数、每个数据包大小、数据包序号；各标签设备根据基站发送的数据中携带的数据包序号，对接收到的数据需要具有组包能力。针对图3所示的技术方案，所述数据传输阶段，具体来说，参见图5，其示出了一对多场景的基于BLE-UWB的数据传输流程图，详细流程步骤为：
S501：向各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24广播发送控制消息CTRL；
所述CTRL消息中携带有数据包总个数Num、数据包大小Size、数据包序号Seq、数据包发送间隔时长Dur、最大重传次数等参数信息；各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24收到CTRL消息后进行解析，获取到该消息中携带的参数信息并根据所述参数信息启动接收数据的操作，同时启用定时器对数据包的接收进行超时处理。
S502：基站11通过所述UWB连接广播发送DATA消息，该消息中携带有数据包DATA_1并等待确认应答消息ACK；
需要说明的是，由于UWB信道和BLE信道是分配在不同信道上，基站11可以不等待各标签设备返回确认应答消息ACK而继续发送DATA消息，也可以等待各标签设备返回确认应答消息ACK，图5所示流程图以等待返回确认应答消息的处理方式为例进行阐述。
S503：各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24通过所述BLE连接，分别向基站发送确认应答消息ACK并且继续接收通过所述UWB连接发送的DATA消息；
各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24通过BLE连接发送ACK消息，用于通知数据发送的控制者即基站11各受控者即各标签设备接收数据的状态，所述ACK消息中携带有已发送数据的循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)信息，用来标记数据的校验结果为通过还是错误。各标签设备对接收到的数据进行CRC校验，若CRC检验结果正确，则校验信息为通过；若CRC校验结果为错误，则校验信息为错误。
需要说明的是，所述CRC校验是指对所述被解析的数据包中每个数据帧进行校验，其基本思路为发送端发送数据前，生成一个CRC校验码，可以是单bit也可以是多bit，并附在有效数据的末尾，以串行方式发送到接收端；接收端接收到数据后进行CRC校验，根据校验结果判断所述数据传输的正确性和完整性。所述CRC校验码的生成，是将有效数据扩展后作为被除数，使用一个指定的多项式作为除数，进行模二除法，得到的余数即为校验码；所述接收端接收到的数据包括有效数据和CRC校验码，接收到所述数据后进行CRC校验是将接收的数据扩展后作为被除数，用指定的多项式作为除数，进行模二除法，得到余数为0，则表示数据校验正确；否则，则表示数据校验错误。
S504：若接收的确认应答消息ACK中的校验信息为错误，基站11启动数据重传流程；
基站11接收ACK消息后，根据ACK消息中携带的校验信息做相应的操作；如果校验信息为通过，则继续发送新的待发送的数据包；如果校验信息为错误，则需要判断重传次数是否达到阈值，如果已经达到阈值，则需要给高层上报错误指示并将此数据包丢弃；如果没有达到最大重传次数，则将重传次数+1，重传所述校验信息为错误的数据包。
S505：接收各标签设备通过BLE连接发送的数据DATA_1的重传数据包DATA_1_重传的确认应答消息ACK_重传；
各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24接收数据包DATA_1的重传的数据包DATA_1_重传，需要对所述重传的数据包进行CRC校验，并将所述CRC校验结果封装在所述ACK消息中，设置校验信息相应字段值，然后，各标签设备通过BLE连接分别发送所述重传的数据包的确认应答消息ACK_重传。
S506：依次通过UWB连接传输数据包DATA_2，DATA_3…DATA_N，以传输数据包DATA_N为例并等待确认应答消息；
S507：接收各标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24通过BLE连接发送的数据包DATA_2，DATA_3…DATA_N的确认应答消息ACK_2、ACK_3…ACK_N，例如，数据包DATA_N的确认应答消息ACK_N。
具体通过UWB连接进行数据传输和重传的过程，参见前述步骤S501至S505，此处不再赘述。
需要说明的是，由于基站11发送广播DATA消息后，可能收到各标签设备的确认应答消息ACK中校验信息是不一致的，如Tag21发送的ACK消息中校验信息为通过，Tag22的校验信息为错误，则基站11需要根据具体场景以及特定算法进行发送新传或重传的抉择，此处不赘述。
针对图3所示的技术方案，对于一对一的场景，即如图1所示的无线通信系统100中由基站11与标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24中的任一个组成的网络系统，假定是以基站11与标签设备Tag21为例，参见图6，其示出了一对一场景基于BLE-UWB的设备接入流程图，具体步骤如下：
S601：基站11上电后通过广播方式发送同步消息SYNC；
可以理解为基站11根据配置在分配的频点上发送SYNC广播消息，该消息中携带时域同步的时隙slot及需要接入的标签设备的地址标识。
S602：标签设备Tag21盲检同步消息并在鉴权通过后返回同步确认消息SYNC_CON；
根据配置在分配的频点上进行盲检基站11的广播信号，盲检成功后经过鉴权、地址匹配成功后进行时域同步，时域同步完成后Tag21给基站11回复同步确认消息SYNC_CON，该消息中携带Tag21的地址标识，以指示已接入的标签设备的地址标识。Tag21发送完SYNC_CON消息后进入接入态，相应地，基站11收到SYNC_CON消息后也进入接入态，至此，标签设备Tag21完成UWB接入的过程。
S603：标签设备Tag21发送BLE广播消息；
S604：基站11接收到BLE广播消息后进行扫描，并比对BLE广播消息中携带的标签设备Tag21的地址标识，鉴权通过后向标签设备Tag21发送BLE连接请求；
S605：基站11在接收到反馈的应答消息后与标签设备Tag21建立BLE连接。
根据上述内容的阐述可知，步骤S601至S602为标签设备Tag21的UWB接入过程，步骤S603至S605为标签设备Tag21的BLE接入过程，具体细节可以参见图4，此处不再详细赘述。基站11和Tag21分别完成上述设备接入阶段的交互过程后，UWB和BLE之间需要进行时域同步，以保证消息处理在时域上保持统一。而且通信的双方即基站11和标签设备21均已经进入接入态，双方可以进行数据发送和接收，进入到所述数据传输阶段。
针对图3所示的技术方案 ，在一些示例中，常用的数据重传方式有三种，分别是停止等待、后退N步式和选择重发。其中，所述停止等待是指每发送一个数据包后，等待接收端的确认应答消息，该消息中携带有数据包是否全部接收成功的校验信息，所述校验信息可以是通过或错误；所述后退N步式是指发送端不停地发送数据，无需等待接收端的反馈消息，直到接收端返回校验错误，发送端就依次重发所述校验信息为错误的数据；所述选择重传是指发送端不停地发送数据并将发送的数据存储下来，当接收端返回校验信息为错误时，发送端就重发所述校验信息为错误的数据。本发明实施例分别以采用停止等待和后退N步式进行数据包的重传为例，参见图7，其示出了一对一场景的基于BLE-UWB的数据传输流程图，即采用停止等待进行数据包的传输和重传的流程图，发送端每发送一个数据包后，等待接收端的确认应答消息，也可以理解为一条确认应答消息对应一条DATA消息，具体步骤为：
S701：基站11发送控制消息CTRL；
对于基站11来说，如果有发送数据请求，需要先根据发送数据的大小进行分包操作，以获取所述数据相应数据包的数据包总个数、每个数据包大小、数据包序号。发送的所述CTRL消息中携带有数据包总个数Num、数据包大小Size、数据包序号Seq、数据包发送间隔时长Dur、最大重传次数等参数信息。对于标签设备Tag21来说，收到CTRL消息后，根据所述消息中携带的参数信息，启动接收数据的准备并启用定时器对数据包的接收进行超时处理。
S702：基站11通过UWB连接发送DATA消息，该消息中携带有数据DATA_1，并等待标签设备Tag21返回的确认应答消息；
S703：标签设备Tag21收到DATA数据后，通过所述BLE连接发送确认应答消息，并且继续接收通过所述UWB连接发送的DATA数据；
标签设备Tag21通过所述BLE连接发送确认应答消息，用于通知基站11接收端Tag21的接收数据的状态，所述确认应答消息中携带校验信息，用来标记数据的CRC校验结果为通过还是错误。
S704：基站11收到确认应答消息后，判断校验信息，若为错误且最大重传次数未达到阈值，则通过UWB连接重传数据包DATA_1；
具体来说，如果校验信息为通过，则继续发送待发送的新数据包；如果校验信息为错误，则需要判断重传次数是否达到最大值，如果已经达到最大重传次数，则需要给高层上报错误指示并将此包丢弃；如果没有达到最大重传次数，则将重传次数+1， 重传此数据包。
S705：接收标签设备Tag21通过BLE连接发送的重传数据包DATA_1_重传的确认应答消息ACK_1_重传；
可以理解地，标签设备Tag21收到重传的数据后，根据CRC的校验结果，返回重传数据包的确认应答消息。
S706：依次通过UWB连接发送待发送的数据包并等待确认应答消息，，例如数据包DATA_N；
S707：接收标签设备Tag21通过BLE连接发送的数据包DATA_N的确认应答消息ACK_N。
所述数据包DATA_N的重传流程同上，此处不再详细赘述。
为了提高数据传输的效率，期望多条DATA消息的应答消息采用一条确认应答消息进行回复，这样可以大大减小UWB与BLE之间的交互。假定一条确认应答消息对应DATA消息的个数可以记为N， N的大小可以根据具体场景结合错包率取合适的值。参见图8，其示出了一对一场景的另一种基于BLE-UWB的数据传输流程图，也可以理解为采用后退N步式方式进行数据包的传输和重传的流程图，即发送端不停地发送数据，无需等待接收端的反馈消息，直到接收端返回校验信息为错误时，发送端就依次重发所述校验错误的数据，具体步骤为：
S801：基站11发送控制消息CTRL；
S802：基站11通过UWB连接发送DATA消息到标签设备Tag21；
所述DATA消息中携带有数据包DATA_1，并将已发送数据包的个数N_data加1，标签设备Tag21继续打开接收端准备接收通过UWB连接发送的数据；由于UWB信道和BLE信道是分配在不同信道上，基站11可以不等待标签设备Tag21返回确认应答消息ACK而继续发送DATA消息。
S803：依次通过UWB连接发送DATA消息，该消息中分别携带有数据包DATA_2、DATA_3…DATA_N并判断已发送数据包的个数N_data是否达到最大发送次数N，如果N_data<N则继续发送DATA消息；如果N_data>=N，则需要等待接收确认应答消息ACK；
S804：Tag21接收基站11通过UWB连接发送的所有数据包后，对接收到的所有数据包进行CRC校验，以获取所述数据包的校验信息，并将所述校验信息封装到确认应答消息ACK中，通过BLE连接发送给基站11；
Tag21通过BLE连接发送确认应答消息ACK，用于通知数据发送端接收数据的状态，所述确认应答消息中携带有已发送的所有数据包的校验信息，用来标记数据的校验结果为通过还是错误。确认应答消息的校验信息有对应数据包DATA_1-DATA_N的校验结果的相应字段值，用来标记对应数据包是校验通过还是错误，每个DATA消息中携带的每个数据包在相应的确认应答消息的校验信息占用1bit。
S805：基站11收到确认应答消息后进行解析以获得校验信息，若所述校验信息为错误且最大重传次数未达到阈值，则通过UWB连接重传数据包DATA_1；
具体来说，基站11收到确认应答消息后遍历DATA_1-DATA_N的校验信息，如果校验信息为通过，则此数据包不需要重传；如果校验信息为错误，则需要判断重传次数是否达到最大重传次数，如果已经达到最大重传次数，则需要给高层上报错误指示并将此数据包丢弃；如果没有达到最大重传次数，则将重传次数+1，重传此数据。标签设备Tag21收到重传的数据后，再次根据CRC的校验结果回复所述重传数据的确认应答消息。
S806：依次重传校验错误的数据包DATA_2_重传、DATA_3_重传…DATA_N_重传，并等待所有重传数据包的确认应答消息ACK_重传；
S807：接收标签设备Tag21通过BLE连接发送的所有重传数据包的确认应答消息ACK_重传并分析和判断所述所有重传数据包的ACK_重传及数据重传次数以确定所述数据是否需要再次重传或丢弃。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图9，其示出了本发明实施例提供的一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法流程，该方法可以应用于标签设备Tag21、Tag22、Tag23以及Tag24中的任一个，该方法包括：
S901：接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
S902：接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
S903：通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
S904：通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
S905：若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
针对图9所示技术方案，在一些可能的实现方式中，所述通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息，包括：
依次接收基站通过UWB连接发送的数据包并进行解析，以获取被解析的数据包的参数信息；
根据所述参数信息确定已接收数据包的完整性并将所述被解析的数据包进行重组以生成重组后的数据包顺序；
根据所述重组后的数据包顺序，依次对所述被解析的数据包进行循环冗余校验，以获得所述被解析的数据包的校验信息。
针对图9所示技术方案，在一些可能的实现方式中，所述通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站，包括：
将接收到的数据包的校验信息填充到所述确认应答消息相应的字段；
将所述确认应答消息通过与所述基站之间的BLE连接发送给基站；
根据所述校验信息，判断是否请求数据重传。
对于上述图9所示的技术方案及其示例，其未详细描述的细节内容，均可以参见前述图3至图8所示的技术方案和示例的描述。本发明实施例对此不做赘述。
需要说明的是，对于图3和图9所示技术方案相应的操作步骤完成后，基站需要完成对标签设备的释放，从而双方进入到空闲状态，直到开始下一轮的循环。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图10，其示出了本发明实施例提供的一种基站装置1000，所述基站装置1000包括：第一建立部分1001、发送部分1002、第一UWB交互部分1003、BLE接收部分1004以及重传部分1005；其中，
所述第一建立部分1001，经配置为通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
所述发送部分1002，经配置为将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
所述第一UWB交互部分1003，经配置为通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
所述BLE接收部分1004，经配置为通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
所述重传部分1005，经配置为若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程；
在一些示例中，所述第一UWB交互部分1003，经配置为：
根据所述参数信息中的数据包发送间隔时长，通过数据消息依次发送待发送的数据包；
相应于基站每发送完一条数据消息，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；或者，
判断已发送的数据包的个数是否达到最大发送次数：
若是，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；否则，继续发送数据消息直至达到最大发送次数后，等待确认应答消息。
在一些示例中，所述重传部分1005，经配置为：
若所述校验信息为错误，则启动数据重传并判断最大重传次数是否达到阈值：
若是，向高层上报错误指示并丢弃所述校验信息为错误的数据包；否则，继续重传所述数据包；
若所述校验信息为通过，则继续依次发送所述待发送的数据包。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图11，其示出了本发明实施例提供的一种标签设备装置1100，所述标签设备装置1100，包括：第二建立部分1101、接收部分1102、第二UWB交互部分1103、BLE发送部分1104以及请求重传部分1105；其中，
所述第二建立部分1101，经配置为接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
所述接收部分1102，经配置为接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
所述第二UWB交互部分1103，经配置为通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
所述BLE发送部分1104，经配置为通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
所述请求重传部分1105，经配置为若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
在一些示例中，所述第二UWB交互部分1103，经配置为：
依次接收基站通过UWB连接发送的数据包并进行解析，以获取被解析的数据包的参数信息；
根据所述参数信息确定已接收数据包的完整性并将所述被解析的数据包进行重组以生成重组后的数据包顺序；
根据所述重组后的数据包顺序，依次对所述被解析的数据包进行循环冗余校验，以获得所述被解析的数据包的校验信息。
在一些示例中，所述BLE发送部分1104，经配置为：
将接收到的数据包的校验信息填充到所述确认应答消息相应的字段；
将所述确认应答消息通过与所述基站之间的BLE连接发送给基站；
根据所述校验信息，判断是否请求数据重传。
可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，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，本实施例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全部或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)或processor(处理器)执行本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(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于BLE-UWB的数传容错调度程序，所述基于BLE-UWB的数传容错调度程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
可以理解地，上述基站装置1000以及标签设备装置1100的示例性技术方案，与前述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的技术方案属于同一构思，因此，上述对于基站装置1000以及标签设备装置1100的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见前述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的技术方案的描述。本发明实施例对此不做赘述。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法，其特征在于，所述方法应用于基站，所述方法包括：
通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息，包括：
根据所述参数信息中的数据包发送间隔时长，通过数据消息依次发送待发送的数据包；
相应于基站每发送完一条数据消息，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；或者，
判断已发送的数据包的个数是否达到最大发送次数：
若是，则等待接收所述标签设备的确认应答消息；否则，继续发送数据消息直至达到最大发送次数后，等待确认应答消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程，包括：
若所述校验信息为错误，则启动数据重传并判断最大重传次数是否达到阈值：
若是，向高层上报错误指示并丢弃所述校验信息为错误的数据包；否则，继续重传所述数据包；
若所述校验信息为通过，则继续依次发送所述待发送的数据包。
4.一种基于BLE-UWB的数传容错调度方法，其特征在于，所述方法应用于标签设备，所述方法包括：
接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息，包括：
依次接收基站通过UWB连接发送的数据包并进行解析，以获取被解析的数据包的参数信息；
根据所述参数信息确定已接收数据包的完整性并将所述被解析的数据包进行重组以生成重组后的数据包顺序；
根据所述重组后的数据包顺序，依次对所述被解析的数据包进行循环冗余校验，以获得所述被解析的数据包的校验信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站，包括：
将接收到的数据包的校验信息填充到所述确认应答消息相应的字段；
将所述确认应答消息通过与所述基站之间的BLE连接发送给基站；
根据所述校验信息，判断是否请求数据重传。
7.一种基站装置，其特征在于，所述基站装置包括：第一建立部分、发送部分、第一UWB交互部分、BLE接收部分以及重传部分；其中，
所述第一建立部分，经配置为通过同步消息和BLE广播消息，建立与标签设备之间的UWB连接和BLE连接；
所述发送部分，经配置为将需要发送的数据进行分包，形成待发送的数据包，通过控制消息将所述待发送的数据包的参数信息发送给标签设备；
所述第一UWB交互部分，经配置为通过所述UWB连接将所述待发送的数据包依次发送给标签设备，并等待确认应答消息；
所述BLE接收部分，经配置为通过所述BLE连接接收标签设备发送的确认应答消息并进行解析，以获取已发送数据包的校验信息；
所述重传部分，经配置为若所述校验信息为错误并且最大重传次数未达到阈值，则启动数据重传流程。
8.一种标签设备装置，其特征在于，所述标签设备装置包括：第二建立部分、接收部分、第二UWB交互部分、BLE发送部分以及请求重传部分；其中，
所述第二建立部分，经配置为接收基站发送的同步消息和BLE广播消息，并完成与所述基站的时域同步和BLE连接的建立；
所述接收部分，经配置为接收基站发送的控制消息并解析，以获知待发送的数据包的参数信息；
所述第二UWB交互部分，经配置为通过与所述基站之间建立的UWB连接，依次接收所述基站发送的数据包，根据所述参数信息判断接收的数据包的完整性，并将所述接收的数据包进行校验，以获得所述每个数据包的校验信息；
所述BLE发送部分，经配置为通过与所述基站之间建立的BLE连接，将所述校验信息通过确认应答消息发送给基站；
所述请求重传部分，经配置为若所述校验信息为错误，则请求数据重传并接收和校验重传的数据包。
9.一种网络节点设备，其特征在于，所述网络节点设备包括：无线通信电路、存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，
所述无线通信电路包括：用于使所述网络节点设备能够执行UWB通信和/或用于数据传输的UWB通信部件以及用于使所述网络节点设备能够执行BLE通信的BLE通信部件；
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行权利要求1至3任一项或者权利要求4至6任一项所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
10.一种基于BLE-UWB的数传容错调度系统，其特征在于，所述系统包括：基站和一个或多个标签设备；所述基站的近程范围覆盖了所有标签设备；其中，
所述基站，经配置为执行权利要求1至3任一项所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤；
所述标签设备，经配置为执行权利要求4至6任一项所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有基于BLE-UWB的数传容错调度程序，所述基于BLE-UWB的数传容错调度程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至3任一项或者权利要求4至6任一项所述基于BLE-UWB的数传容错调度方法的步骤。
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