CN1983912B - 一种采用滑窗后退方式的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用滑窗后退方式的数据传输方法，该方法包括：发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送数据。本发明中，发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，从接收到的响应帧的下一帧开始发送，从而不必重新传送接收方已经接收到的数据，减少了无效重传，提高了传输效率；本发明中还可以在接收到当前窗所发送的最后一个数据帧之前数据帧所对应的响应帧时，不立即重传数据，而是继续等待对方的数据响应帧，从而减少了对响应帧的依赖，减少由于接收方回响应帧过于频繁造成的数据重传，提高了传输效率。

Description

一种采用滑窗后退方式的数据传输方法

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别是指一种采用滑窗后退方式的数据传输方法。

背景技术

基站的运行过程中，由于用户接入的随机性，基站板间通信的消息流量呈概率分布。基站在进行软件升级时，更增加了板间通信的消息流量。单板软件下载的文件通常比较大，需要传输的数据量多，传输的时间也比较长，可能会因为板间消息的丢失造成文件下载失败。因此，在进行软件升级时，单板软件的下载需要使用更加可靠的数据传输机制以保证板间文件传输成功。

在现有技术中，采用滑窗后退方式进行数据传输，即发送窗后退N帧的方法来减少板间数据传输过程中数据丢失的情况，以保证板间文件传输成功，其中的N为发送窗后退的帧数。

在该方法中，在发送方预先设定发送窗最大值WSMAX和最小值WSMIN，发送方发送数据的流程如图1所示，具体包括：

在步骤101，发送方首次发送数据时，初始设置发送窗大小WS＝WSMAX，发送WS帧数据，并启动等待响应帧定时器。然后在步骤102，判断等待响应帧定时器是否超时，如果是则执行步骤103；否则执行步骤106。

在步骤103，记录超时次数，然后在步骤104判断超时次数是否大于三次，如果是则直接结束该流程；否则，在步骤105，减小发送窗大小，设置发送窗大小WS＝max(WS/2，WSMIN)，从当前窗的第一帧开始发送WS帧，即一窗数据，然后返回执行步骤102。这里所说的当前窗，即发送方尚未结束发送的发送窗，或者是刚刚结束但尚未发送下一窗数据时的最后一个已发送的发送窗；而后续提及的上一窗是指当前窗之前一个发送窗。

在步骤106，发送方接收到来自接收方与所接收的数据帧帧号对应的响应帧后，在步骤107，判断数据发送是否结束，如果是直接结束该流程；

否则执行步骤108，判断该响应帧与所发送数据帧的关系，如果该响应帧为上一窗最后一数据帧的响应，确定出对方接收较慢，则执行步骤109，减小发送窗大小，设置发送窗大小WS＝max(WS/2，WSMIN)，从当前窗的第一帧开始发送WS帧，即一窗数据，并将等待响应帧定时器清零；如果该响应帧为当前窗数据帧的响应，为正常情况，则执行步骤110，设置WS＝min(2WS，WSMAX)，并从响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送WS帧，即一窗数据，将等待响应帧定时器清零；如果该响应帧为上一窗最后一帧之前，或当前窗之后的数据帧的响应，则该响应帧无意义，执行步骤111，不进行处理，并丢弃该响应。上述步骤109、110和111后，均返回执行步骤102。

在接收方，预先设定响应间隔帧数。接收方接收数据的流程如图2所示，具体包括：

在步骤201，接收方接收到数据帧后，将接收等待定时器设置为0，然后在步骤202，判断接收的数据帧的帧号，

如果接收的数据帧的帧号为响应帧号加1，则执行步骤203，记录正确接收的帧数，将响应帧号加1，并将错误接收帧数设置为0，然后在步骤204，判断正确接收的帧数是否达到了预先设定的响应间隔帧数，如果是执行步骤205，根据当前的响应帧号返回响应帧，并将正确接收的帧数设置为0，然后执行步骤210；否则直接执行步骤210；

如果接收的数据帧的帧号小于响应帧号加1，则执行步骤206，丢弃该帧，然后执行步骤210；

如果接收的数据帧的帧号大于响应帧号加1，则执行步骤207，确定出该帧为错误帧，丢弃该帧，将正确接收的帧数设置为0，记录错误接收的帧数，然后在步骤208，判断错误接收的帧数是否达到响应间隔帧数，如果是在步骤209向发送方返回响应帧，并将错误接收的帧数设置为0，然后执行步骤210；否则直接执行步骤210。

在步骤210，判断定时器是否超时，如果是则直接结束该流程；否则在步骤211，判断数据接收是否完成，如果是直接结束该流程；否则返回执行步骤201。

以上通过发送方发送数据的流程和接收方接收数据的流程，描述了现有技术中后退N帧减少板间数据传输过程中数据丢失的方法。

从以上描述的现有技术方案中可以看出，该方法有以下缺点：

1、发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，从当前窗的第一帧开始重新传送，造成传输效率低。例如，发送方在完成第一至第十帧的数据，并已接收到第六帧对应的响应帧，如果后续没有接收到响应帧，等待响应帧定时器超时后，从第一帧开始重新发送；而实际上由于已经收到了第六帧的响应，已经无需再从第一帧开始发送了，因此由于滑窗后退较多导致重传的数据帧增多，降低了传输效率。

2、发送方过分依赖于接收方返回的响应帧，如果接收方的响应间隔帧数过小，会造成响应帧数量多，增大消息流量，因此，该方法容错机制差。

3、窗口大小调整算法比较固定，在减小发送窗时，只是简单地将窗口大小减半，没有根据对方接收的实际情况调整窗口大小，从而可能造成由于对方接收较慢，减半后的窗口大小仍然会导致大量的数据帧重传，降低了传输效率，也浪费了资源。

4、接收方在超时后只是简单地结束文件传输，没有主动要求发送方重传的机制。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个主要目的在于提供一种采用滑窗后退方式的数据传输方法，该方法能够提高数据传输过程中的传输效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种采用滑窗后退方式的数据传输方法，该方法包括：

发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，

如果所述发送方接收的由接收方返回的响应帧对应的是当前窗所发送的数据帧，将发送窗大小设置为当前窗已成功发送的帧数与预先设定的发送窗最小值中的较大者，从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送数据；

如果所述发送方接收的由接收方返回的响应帧对应的是上一窗最后一数据帧，将发送窗大小设置为当前窗大小的一半与预先设置的发送窗最小值中的较大者，并从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送数据。

较佳地，预先在发送方设置最大超时次数M；

则该方法进一步包括：

所述发送方在等待响应帧超时后，记录超时次数；

当发送方确定出所记录的超时次数达到或超过所述最大超时次数M时，直接结束该流程。

较佳地，预先在接收方设置最大超时次数M′；则该方法进一步包括：

所述接收方在等待响应帧超时后，记录超时次数；

当接收方确定出所记录的超时次数达到或超过所述最大超时次数M′时，直接结束该流程。

较佳地，所述记录超时次数之后进一步包括：重新启动对应的定时器。

较佳地，发送方在接收到当前窗所发送的最后一个数据帧之前数据帧所对应的响应帧时，继续等待对方的响应帧。

较佳地，接收方在等待数据帧超时后，向发送方返回响应帧，要求发送方在接收到该响应帧后进行数据重传。

所述发送方和所述接收方可以为单板。

所述单板可以设置于基站中。

由上述方案可以看出，本发明中，发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送，从而不必重新传送接收方已经接收到的数据，减少了无效重传，提高了传输效率；

本发明中还可以在接收到当前窗所发送的最后一个数据帧之前数据帧所对应的响应帧时，不立即重传数据，而是继续等待对方的数据响应帧，从而减少了对响应帧的依赖，减少由于接收方回响应帧过于频繁造成的数据重传，提高了传输效率；

本发明还可以在等待响应帧超时后，重新发送已发送的数据时，将发送窗根据已接收的响应帧进行调整，从而使得调整后的发送窗大小与接收方的接收情况相对应，而不是简单地将发送窗大小减半，进一步提高了传输效率；

本发明还进一步在接收方等待数据帧超时后，返回响应帧，从而发送方可以根据该响应帧重传该响应帧对应数据帧之后的数据，增加了数据传输的准确性和成功率，从而提高了数据传输效率。

附图说明

图1为现有技术中数据发送的流程图；

图2为现有技术中数据接收的流程图；

图3为本发明方法所基于的装置组成示意图；

图4为本发明具体实施例中的数据发送流程图；

图5为本发明具体实施例中的数据接收流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明的主要思想发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送。从而不必重新传送接收方已经接收到的数据，减少了无效重传，提高了传输效率。

本发明中还可以在接收到当前窗所发送的最后一个数据帧之前数据帧所对应的响应帧时，不立即重传数据，而是继续等待对方的数据响应帧，从而减少了对响应帧的依赖，减少由于接收方回响应帧过于频繁造成的数据重传，提高了传输效率。

本发明还可以在等待响应帧超时后，重新发送已发送的数据时，将发送窗根据已接收的响应帧进行调整，从而使得调整后的发送窗大小与接收方的接收情况相对应，而不是简单地将发送窗大小减半，进一步提高了传输效率。

本发明还进一步在接收方等待数据帧超时后，返回响应帧，从而发送方可以根据该响应帧重传该响应帧对应数据帧之后的数据，增加了数据传输的准确性和成功率，从而提高了数据传输效率。

以下通过具体实施例对本发明进行详细阐述。

如图3所示，为本发明具体实施例所基于的装置组成示意图。其中包括发送方301和接收方302，该装置可以设置于基站中，则两者可以为基站中的单板。

本实施例中，在发送方，预先设定发送窗的最大值WSMAX和最小值WSMIN，以及最大超时次数M。其中的M根据通信链路的可靠性设置，如可靠性高，外界干扰小，可以设置的较小；如果可靠性低，外界干扰大，可以设置的较大。

发送方发送数据的流程如图4所示，具体包括：

步骤401、在首次发送数据时，设定发送窗大小WS为WSMAX，并发送WSMAX帧数据，启动等待响应帧定时器，并将超时次数设置为0，然后执行步骤402。

在步骤402，判断等待响应帧定时器是否超时，如果超时执行步骤403；否则执行步骤409。

在步骤403，判断响应帧，如果响应帧对应的是当前窗所发送的数据帧，说明对方接收速度比较慢，则执行步骤404；如果响应帧对应的是上一窗最后一数据帧，说明对方接收速度很慢，则执行步骤405；如果响应帧对应的是上一窗最后一数据帧之前或当前窗之后的数据帧，则执行步骤406。

在步骤404，将WS设置为当前窗已成功发送的帧数，即响应帧的帧号减去当前窗第一帧的帧号再加1，再设定发送窗大小WS＝max(WS，WSMIN)，并以该WS为发送窗从响应帧对应的下一个数据帧开始发送WS帧数据，然后执行步骤407。

在步骤405，设置发送窗大小WS＝max(WS/2，WSMIN)，并从响应帧对应的下一个数据帧开始发送WS帧数据，然后执行步骤407。

在步骤406，将响应帧丢弃，不进行处理，然后执行步骤407。

在步骤407，记录超时次数，并判断超时次数是否达到或超过M，如果是，直接结束该流程；否则执行步骤408，重新启动等待响应帧定时器，然后返回执行步骤402。

在步骤409，接收响应帧后，执行步骤410，判断是否结束数据发送，如果是直接结束该流程；否则执行步骤411，判断该响应帧与所发送数据帧的关系，

如果该响应帧为上一窗最后一数据帧的响应，确定出对方接收较慢，则执行步骤412，设置发送窗大小WS＝max(WS/2，WSMIN)后，从当前窗第一帧，即响应帧对应的下一数据帧开始发送WS帧数据，重新启动等待响应帧定时器，并设置超时次数为0；

如果该响应帧为当前窗中，除最后一数据帧之外其他数据帧的响应，为正常情况，则返回执行步骤402，即等待继续接收响应帧或等待定时器超时，而不立即进行重传处理；

如果该响应帧为当前窗中最后一数据帧所对应的响应，确定出对方接收较快，则执行步骤413，设置WS＝min(2WS，WSMAX)，并以WS为发送窗大小，从当前窗之后的一帧，即响应帧所对应的下一数据帧开始发送WS帧数据，重新启动等待响应帧定时器，并设置超时次数为0；

如果该响应帧为上一窗最后一帧之前，或当前窗之后的数据帧的响应，则该响应帧无意义，执行步骤414，丢弃该响应帧不进行处理。上述步骤412、413和414后，均返回执行步骤402。

以上是本具体实施例中发送方发送数据的流程。

在接收方，本实施例中，预先设定响应间隔帧数WSMIN′，这里的WSMIN′小于或等于在发送方设置的WSMIN，并设置最大超时次数M′。

在步骤501，接收方接收到数据帧后，执行步骤502，判断接收的数据帧的帧号，

如果接收的数据帧的帧号为响应帧号加1，则执行步骤503，记录正确接收的帧数，将响应帧号加1，将错误接收帧数设置为0，重新启动接收等待定时器，并设置超时次数为0，然后执行步骤504，判断正确接收的帧数是否达到WSMIN′，或是否为本次数据发送的最后一帧，即是否完成数据传输，如果是执行步骤505，向发送方返回响应帧，并设置正确接收的帧数为0，然后执行步骤510；否则直接执行步骤510；

如果接收的数据帧的帧号小于响应帧号加1，则该数据帧为重复帧，执行步骤506，丢弃该帧，然后执行步骤510；

如果接收的数据帧的帧号大于响应帧号加1，则确定出该数据帧为错误帧，执行步骤507，丢弃该帧，将正确接收的帧数设置为0，记录错误接收的帧数，并设置超时次数为0，然后执行步骤508，判断错误接收的帧数是否达到WSMIN′，如果是执行步骤509，返回响应帧，并设置错误接收的帧数为0，然后执行步骤510；否则直接执行步骤510；

在步骤510，判断等待数据帧定时器是否超时，如果是，则执行步骤511；否则执行步骤514。

在步骤511，记录超时次数，并重新启动等待数据帧定时器，然后执行步骤512。

在步骤512，判断超时次数是否达到或超过M′次，如果是执行步骤513，向发送方返回响应帧，该响应帧的帧号为接收方所接收到的最后一正确数据帧的帧号，要求发送方重新发送接收方已正确接收数据帧之后的数据，然后返回执行步骤510；否则直接结束该流程。

在步骤514，接收到数据帧后，执行步骤515，判断是否结束接收数据，如果是则直接结束该流程；否则返回执行步骤502。

以上为接收方接收数据的流程，下面再以算法的形式进一步对上述发送方的处理和接收方的处理进行说明。

发送方算法如下：

设置最大滑动窗口大小WSMAX、最小滑动窗口大小，即响应间隔帧数WSMIN，并设置最大超时次数M＝3；初始设置发送窗口第一帧帧号NF＝1，发送帧号NL＝0，响应帧帧号NA＝0，发送窗WS＝WSMAX。

首次发送数据时，NL++，发送第NL帧，循环发送至NL-NF+1＝WS，或NL＝最后一帧；启动等待响应帧定时器T1，设置超时次数为0。

此后，非首次发送数据的情况下：

收到响应帧的帧号为NA。

情况1：NA＝(NF-1)，设置NF＝NA+1，对方接收数据比较慢，重新调整发送窗大小WS＝max(WS/2，WSMIN)，发送第NL帧，循环发送直至NL-NF+1＝WS或NL＝最后一帧；重新启动等待定时器T1，超时次数置为0。

情况2：NF≤NA＜NL，此时不立即重传数据，继续等待对方的数据响应帧，或等待定时器T1超时。

情况3：NA＝NL，此时设置NF＝NA+1，NL++；对方接收数据比较快，重新调整发送数据窗口WS＝min(2WS，WSMAX) ，发送第NL帧，循环发送直至NL-NF+1＝WS或NL＝最后一帧；重新启动定时器T1，超时次数置为0。

情况4：NA＜(NF-1)或NA＞NL，丢弃不处理。

2)收到等待定时器T1超时消息：

情况1：NA＝(NF-1)，此时设置NF＝NA+1，NL＝NA+1；对方接收数据比较慢，重新调整发送窗口WS＝max(WS/2，WSMIN)，发送第NL帧，循环发送直至NL-NF+1＝WS或NL＝最后一帧；记录超时次数，如果大于3次，结束文件传输，作为失败处理；如果小于3次，重新启动定时器T1。

情况2：NF≤NA≤NL，对方接收数据比较慢，设置WS＝NA-NF+1，NF＝NA+1，NL++；对方接收数据比较慢，重新调整发送数据窗口WS＝max(WS，WSMIN)，发送第NL帧，循环发送直至NL-NF+1＝WS或NL＝最后一帧。记录超时次数，如果大于3次，结束文件传输，作为失败处理；如果小于3次，重新启动等待定时器T1。

情况3：NA＜(NF-1)或NA＞NL，丢弃不处理。记录超时次数，如果大于3次，结束文件传输，作为失败处理。如果小于3次，重新启动等待定时器T1。

接收方算法如下：

设置响应间隔帧数WSMIN′，并设置最大超时次数M′＝3；初始设置响应帧帧号NA＝0，相应间隔计数器NC＝0，错误帧间隔计数器NEC＝0。

1)收到数据帧，该数据帧号为NR：

情况1：NR＝NA+1，为正常情况，NA++，NC++，NEC＝0；如果NC能被WSMIN整除，回响应帧号NA，即NR，设置超时次数为0并且重新启动等待数据帧定时器T2；同时当NC≥WSMIN时，设置NC＝0；如果是最后一帧也回响应帧，帧号为NA，即NR；设置超时次数为0并且重新启动定时器T2。

情况2：NR＜NA+1，为异常情况，认为该数据帧是重复帧，丢弃该帧。

情况3：NR＞NA+1，为异常情况，设置NC＝0，NEC++，丢弃该帧；如果NEC能被WSMIN整除，回响应帧，帧号为NA；设置超时次数为0并且重新启动定时器T2；当NEC≥WSMIN时，设置NEC＝0；

2)定时器T2超时：记录超时次数，第一次和第二次超时，回响应帧，帧号为NR，要求数据发送方重传NR之后的数据帧。第三次超时，结束文件传输，作为失败处理。

以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中可对本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用滑窗后退方式的数据传输方法，其特征在于，该方法包括：

发送方在等待响应帧超时后重新发送已发送的数据时，

如果所述发送方接收的由接收方返回的响应帧对应的是当前窗所发送的数据帧，将发送窗大小设置为当前窗已成功发送的帧数与预先设定的发送窗最小值中的较大者，从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送数据；

如果所述发送方接收的由接收方返回的响应帧对应的是上一窗最后一数据帧，将发送窗大小设置为当前窗大小的一半与预先设置的发送窗最小值中的较大者，并从接收到的响应帧所对应数据帧的下一帧开始发送数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先在发送方设置最大超时次数M；

该方法进一步包括：

所述发送方在等待响应帧超时后，记录超时次数；

当发送方确定出所记录的超时次数达到或超过所述最大超时次数M时，直接结束该流程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先在接收方设置最大超时次数M′；

该方法进一步包括：

所述接收方在等待响应帧超时后，记录超时次数；

当接收方确定出所记录的超时次数达到或超过所述最大超时次数M′时，直接结束该流程。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述记录超时次数之后进一步包括：重新启动对应的定时器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送方在接收到当前窗所发送的最后一个数据帧之前数据帧所对应的响应帧时，继续等待对方的响应帧。

6.根据权利要求1至3或5中任一所述的方法，其特征在于，接收方在等待数据帧超时后，向发送方返回响应帧，要求发送方在接收到该响应帧后进行数据重传。

7.根据权利要求1至3或5中任一所述的方法，其特征在于，所述发送方和所述接收方为单板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单板设置于基站中。

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