[發明專利]一種多跳鏈路中的數據傳輸方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201210119161.3
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN103378926B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 劉謙雷;鮑東山
• 申請（專利權）人: 北京新岸線移動多媒體技術有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種適用于無線自組織網絡的多跳鏈路中的數據傳輸方法、系統及裝置。

背景技術

自上個世紀發生世界性的信息技術革命以來，無線通信技術得到了極大的發展和應用，如：蜂窩網和無線局域網已經普及為普通的民用技術而得到廣泛應用。但目前所使用的無線網絡大部分是由中心基站來進行管理的網絡，蜂窩網是典型的通過中心基站來實現通信的無線網絡，雖然無線局域網的標準沒有規定其必須有中心基站，但在實際應用中無線局域網一般也都是有中心基站的。具有中心基站的無線網絡的缺點是：普通站點需要通過中心基站的管理才能進行通信，因而需要對中心基站進行投資和維護，建構、維護網絡的成本高；普通站點只有位于中心基站的覆蓋范圍之內時才能工作，網絡的覆蓋范圍受到限制，對于網絡中站點隨意分布的情況不能適用。

無線通信技術未來的一個發展方向是：無線網絡中的站點不是依靠中心基站、而是依靠站點之間的自組織來構建網絡，這就是無線自組織網技術。由于無線自組織網絡的通信不依賴于中心基站，相對于具有中心基站的網絡，可以節約建設和維護中心基站的成本，網絡實現成本低；無線自組織網絡中不同站點之間可以通過多跳的方式進行通信，網絡的覆蓋范圍可以很大，網絡中的站點也可以隨意分布，大幅擴大了無線網絡的適用范圍。

目前無線自組織網絡在媒體接入控制(Media Access Control，MAC)層主要采用的是載波偵聽多路訪問/碰撞避免(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA)機制，站點在檢測到信道空閑時嘗試接入信道，如：802.11s、ZigBee等網絡均采用該MAC接入機制。當將這種MAC接入技術應用于無線自組織網中的多跳傳輸時，可能會由于多跳鏈路上的不同站點對通信信道的相互競爭，降低多跳傳輸的傳輸效率。

在無線自組織網絡中，不相鄰的站點之間的數據傳輸需要通過中繼站點來實現，即從源站點到目標站點之間經過多跳傳輸才能實現，例如從源站點到目標站點只經過一個中繼站點，則源站點的數據通過二跳可以到達目標站點，目標站點稱為源站點的二跳站點或下二跳站點，而源站點為目標站點的二跳站點或上二跳站點。如圖1給出了一個多跳傳輸的示例，其中多跳鏈路的源站點A需要經過中繼站點B、C、D、E，才能將數據傳輸給目標站點F，即源站點A的數據需要經過5跳才能到達目標站點F。

如果在MAC層按照CSMA/CA機制來實現多跳傳輸，多跳鏈路上的各個站點檢測到信道空閑就傳輸數據，檢測到信道忙就不傳數據，則這些站點之間就會形成相互競爭關系；這種競爭在傳輸數據的過程中可能造成數據傳輸性能的大幅下降，以圖1所示的系統為例，在中繼站點B向中繼站點C傳輸數據的過程中，如果中繼站點D發現信道空閑，則可能將接收到的數據向下一跳的中繼站點E傳輸，如傳輸DATA幀、RTS幀等，這時候中繼站點D發射的信號可能會對中繼站點C的接收形成干擾，導致中繼站點C不能順利的正確接收中繼站點B傳輸的數據，站點D本來是依據盡量充分使用信道的準則、按照CSMA/CA機制來接入信道，卻反而導致了由B發向C的數據的不能正確傳輸，最終導致整個多跳鏈路數據傳輸性能的下降。可見，多跳鏈路上的站點之間存在有害的相互競爭關系，當前站點之間的數據傳輸可能會干擾多跳鏈路的其他站點的數據傳輸，且如果某個中繼站點一直搶占不到信道資源，則可能導致到達該站點的數據一直得不到發送，形成數據積壓，導致數據傳輸的時延變長，影響整個多跳鏈路的數據傳輸，使數據不能很好地傳輸到目標站點，大幅降低了MAC傳輸的效率。尤其是對于實時業務，這種時延增長，會導致業務體驗效果差，甚至影響業務正常執行。

因此，對于無線自組織網多跳鏈路的數據傳輸，如果只采用CSMA/CA機制，是不能取得較好的MAC傳輸效率和數據傳輸性能的，需要研究和提出針對多跳鏈路數據傳輸、能夠達到高MAC傳輸效率的MAC接入機制。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的是提供一種多跳鏈路中的數據傳輸方法、系統及裝置，以解決現有技術中無線自組織網絡多跳鏈路數據傳輸時存在的數據傳輸效率低、影響網絡整體性能的問題。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。

本發明實施例提供一種多跳鏈路中的數據傳輸方法，包括：

多跳鏈路中的站點按設定的權限傳遞規則獲得傳輸權限；