專利名稱：一種面向工廠自動(dòng)化tdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線之后，工業(yè)控制領(lǐng)域的又一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)，是降低工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)成本，提高工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，也是未來(lái)幾年工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品新的增長(zhǎng)點(diǎn)。工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面向設(shè)備間短程、低速率信息交互，適合在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境使用，具有很強(qiáng)的抗干擾能力、超低能耗、實(shí)時(shí)通信等技術(shù)特征，是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方向上的功能擴(kuò)展和技術(shù)創(chuàng)新，并最終轉(zhuǎn)化為新的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于高速的工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，成為繼面向過(guò)程自動(dòng)化的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，國(guó)際上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的又一焦點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的有線總線技術(shù)，工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不僅具有低成本、易安裝、易維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，而且能夠避免設(shè)備因移動(dòng)導(dǎo)致的線纜易老化、線纜污染、滑環(huán)電力接觸易失敗等問(wèn)題。TDMA機(jī)制因其確定性的資源分配以及有效避免沖突的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)較高的可靠性和實(shí)時(shí)性，因此成為工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問(wèn)控制層的首選。然而，在基于簡(jiǎn)單的TDMA機(jī)制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)帶寬利用率低的問(wèn)題，這導(dǎo)致它在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通信時(shí)難以支持大規(guī)模的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。另外，工業(yè)應(yīng)用中較短的采集數(shù)據(jù)加大了物理層的開(kāi)銷，進(jìn)一步降低了帶寬的有效利用率。包聚合的方法在無(wú)損數(shù)據(jù)聚合的前提下，能夠有效減少網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，增加有效載荷的比例，從而降低了物理層的開(kāi)銷，提高了網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量，同時(shí)避免了大量數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中帶來(lái)的沖突碰撞問(wèn)題，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實(shí)時(shí)性。包聚合的實(shí)質(zhì)在于把多個(gè)包按照一定的格式重新封裝成一個(gè)包發(fā)送出去，接收端收到該包后，進(jìn)行反向的解聚合操作，還原成原始的多個(gè)包。目前，多數(shù)應(yīng)用，如802.1ln,都采用這類技術(shù)來(lái)提高吞吐量。然而，現(xiàn)有的包聚合方法僅支持一對(duì)一或者多對(duì)一的數(shù)據(jù)聚合模式，尚未有一對(duì)多的聚合方法且缺乏有效的ACK機(jī)制保證聚合包傳輸?shù)目煽啃浴?br>
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的包聚合方法僅支持一對(duì)一或者多對(duì)一的數(shù)據(jù)聚合模式，尚未有一對(duì)多的聚合方法且缺乏有效的ACK機(jī)制保證聚合包傳輸可靠性的缺陷，提出了一種介質(zhì)訪問(wèn)控制層(Medium Acess Control layer,MAC)的包聚合方法,充分利用工廠自動(dòng)化應(yīng)用中確認(rèn)幀長(zhǎng)度短的特點(diǎn)，在保證數(shù)據(jù)無(wú)損的前提下，減少網(wǎng)絡(luò)中包的數(shù)量和包頭開(kāi)銷，提高包的有效載荷，優(yōu)化面向工廠自動(dòng)化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，包括以下步驟:將工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的各類節(jié)點(diǎn)搭建成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
AP為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配通信所需時(shí)隙；基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和時(shí)隙分配結(jié)果，如果緩存空間足夠，AP將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包按照聚合包格式封裝成一個(gè)包；節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的聚合包后，判斷該節(jié)點(diǎn)是否為該聚合包的目的節(jié)點(diǎn)，如果是則接收并解聚該包，否則丟棄該包；收到聚合包的節(jié)點(diǎn)向AP回復(fù)ACK響應(yīng)，AP向未發(fā)來(lái)ACK的節(jié)點(diǎn)重傳聚合包；AP根據(jù)ACK響應(yīng)的結(jié)果，決定重傳。所述星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括接入點(diǎn)AP和在AP —跳通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。所述時(shí)隙包括節(jié)點(diǎn)向AP發(fā)送數(shù)據(jù)，AP向節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)和用于數(shù)據(jù)重傳所需的時(shí)隙。如果緩存空間不夠，則將部分包聚合或者不聚合包。所述聚合幀格式包括兩個(gè)部分:主頭和載荷，其中，主頭部分包括四個(gè)子域，分別為幀控制、序列號(hào)、源地址和ACK掩碼；載荷部分由聚合后的多個(gè)幀的片段組成，每個(gè)片段包括一個(gè)輔助頭和可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。所述幀控制子域包括六個(gè)子域，分別為協(xié)議掩碼、上行鏈路標(biāo)識(shí)、后繼數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符、包類型和聚合包數(shù)量。所述輔助頭包括兩個(gè)子域:子幀控制和目的地址，其中，子幀控制子域包括三個(gè)子域，分別為子幀長(zhǎng)度、子幀類型和ACK掩碼分配。所述AP將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包按照聚合包格式封裝成一個(gè)包的過(guò)程為:AP將其內(nèi)部需要發(fā)送給節(jié)點(diǎn)的包按照接收時(shí)間進(jìn)行排序，并將各個(gè)包按照聚合包載荷中片段的格式填充相應(yīng)內(nèi)容后，存儲(chǔ)在緩存中，其中，緩存的第一項(xiàng)存儲(chǔ)主頭的內(nèi)容；收到一個(gè)新包后，AP判斷其緩存中的已有數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的和+待聚合包的數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度+4字節(jié)是否小于Nmax個(gè)字節(jié)，其中，Nmax的值取決于具體的協(xié)議和硬件，其值限定緩存中每一項(xiàng)的大小，如果小于Nmax個(gè)字節(jié),則放棄聚合待加入的包；否則，轉(zhuǎn)入下一步；聚合待聚合的包，在AP緩存增加包含“子幀控制、目的地址和數(shù)據(jù)”元素的項(xiàng)，用于填充待聚合報(bào)文的內(nèi)容；根據(jù)待聚合報(bào)文MAC層頭域中的ACK標(biāo)識(shí)判斷是否需要ACK響應(yīng)，如果不需要ACK響應(yīng)，則將子幀控制子域中的ACK掩碼分配子域置0，否則，將ACK掩碼分配子域置I 15之間的值，且所置值尚未被緩存中其他待聚合的包使用。所述包解聚的過(guò)程為:節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的廣播包后，解析廣播包，根據(jù)主頭中的幀控制子域的包類型子域，判斷包的類型，如果為聚合包，則按照聚合包的格式解析聚合包主頭后面的數(shù)據(jù)；對(duì)于解析后的聚合包，如果輔助頭對(duì)應(yīng)的目的地址與本地地址匹配，則存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的輔助頭和數(shù)據(jù)；解析輔助頭，根據(jù)其中的ACK掩碼分配子域的值mask_b判斷是否需要回復(fù)ACK響應(yīng)；如果需要回復(fù)，則執(zhí)行ACK響應(yīng)步驟，否則，不做處理。所述ACK響應(yīng)和重傳的過(guò)程為:節(jié)點(diǎn)向AP返回ACK響應(yīng)；如果AP收到節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)，則將ACK掩碼ACKjnask中對(duì)應(yīng)的位的值置為I ;如果AP未收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)，則重傳聚合包，并將聚合包的主頭的ACK掩碼子域的值置為ACK_mask ；節(jié)點(diǎn)收到重傳包后，將自身的ACK掩碼與ACKjnask執(zhí)行與運(yùn)算，如果對(duì)應(yīng)位的結(jié)果為0，則表示節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)發(fā)送失敗，節(jié)點(diǎn)重新解析發(fā)來(lái)的重傳包；否則，丟棄重傳的聚合包。本發(fā)明提出的面向面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法是在充分考慮工業(yè)自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和傳輸特點(diǎn)的前提下提出的，能夠提高網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量，具有無(wú)損聚合、低能耗和易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在:1.本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的包聚合方法降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的載荷，提高了網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量;2.本發(fā)明方法設(shè)計(jì)了基于掩碼處理的ACK響應(yīng)和重傳方法以及基于搭載的ACK響應(yīng)結(jié)果傳 輸方法，在保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性的同時(shí)，降低了開(kāi)銷，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量；3.本發(fā)明方法設(shè)計(jì)了用于包聚合的幀格式，一方面它能夠使數(shù)據(jù)融合機(jī)制易于實(shí)現(xiàn)，另一方面它解決了聚合后ACK響應(yīng)多對(duì)一的問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明中采用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；圖2為AP為節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙的一個(gè)實(shí)例結(jié)果示意圖；圖3為本發(fā)明中設(shè)計(jì)的聚合包的格式；圖4為聚合包中幀控制域的格式；圖5為聚合包中子幀控制子域的格式；圖6為AP聚合包的流程圖；圖7為節(jié)點(diǎn)解聚包的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明方法包括以下步驟:將工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的各類節(jié)點(diǎn)搭建成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；AP為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配通信所需時(shí)隙；基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和時(shí)隙分配結(jié)果，設(shè)計(jì)包聚合和解聚的過(guò)程和包格式；聚合包的目的節(jié)點(diǎn)回復(fù)ACK響應(yīng)；AP根據(jù)ACK響應(yīng)的結(jié)果，決定重傳。本發(fā)明采用的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示,包括接入點(diǎn)AP(Access Point)和節(jié)點(diǎn)(Node)。其中，將AP標(biāo)記為N。。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都在AP的一跳通信范圍內(nèi)。AP根據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)率和實(shí)時(shí)性要求為網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)隙。圖2給出時(shí)隙分配的一個(gè)實(shí)例。假設(shè)節(jié)點(diǎn)NpN2、N3和N4的數(shù)據(jù)率和實(shí)時(shí)性要求相同，AP分別為其分配時(shí)隙Slot4、Slot5、Slot6以及Slot7用于上行數(shù)據(jù)通信(即節(jié)點(diǎn)向AP發(fā)送數(shù)據(jù))；時(shí)隙Slot24、Slot25、Slot26以及Slot27用于重傳；時(shí)隙Slot1^Slot20以及Slot4ci用于下行數(shù)據(jù)通信(即AP向節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù))。時(shí)隙分配結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和AP之間進(jìn)行正常通信。在網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，為了降低網(wǎng)絡(luò)中包的數(shù)量以及包頭開(kāi)銷，本發(fā)明設(shè)計(jì)如下包聚合和解聚過(guò)程，具體包括三個(gè)步驟:包聚合、包解聚和確認(rèn)巾貞(ACKnowledgement, ACK)響應(yīng)。步驟I包聚合:AP根據(jù)緩存空間的大小，將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包聚合為一個(gè)包；如果緩存空間不夠，則將部分包聚合或者不聚合包；否則，按照所設(shè)計(jì)的聚合包格式將需要聚合的包封裝成一個(gè)包。步驟2包解聚:節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的聚合包后，判斷是否為目的節(jié)點(diǎn)。如果是目的節(jié)點(diǎn)，則接收并解聚該包；否則，丟棄該包。步驟3ACK響應(yīng)和重傳:收到聚合包的節(jié)點(diǎn)向AP回復(fù)ACK響應(yīng)，AP通過(guò)ACK掩碼標(biāo)識(shí)ACK的回復(fù)結(jié)果，并且將ACK掩碼搭載在重傳的聚合包中廣播出去。節(jié)點(diǎn)根據(jù)ACK掩碼的值和目的地址判斷是否接收重傳的聚合包。所述聚合幀格式見(jiàn)圖3，包括兩個(gè)部分:主頭(Main Header, MH)和載荷(Payload)。其中，主頭部分包括四個(gè)子域，分別為幀控制、序列號(hào)、源地址和ACK掩碼；載荷部分由聚合后的多個(gè)幀的片段組成，每個(gè)片段包括一個(gè)輔助頭(Sub Header, SH)和可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(Data)。下面將對(duì)各個(gè)子域的長(zhǎng)度和功能作詳細(xì)說(shuō)明。幀控制:2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，用于控制MAC層接入的一些參數(shù)，包括協(xié)議掩碼、上行鏈路標(biāo)識(shí)、后繼數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)以及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符(Identifier，ID)，其格式見(jiàn)圖4。1.協(xié)議掩碼:占用4個(gè)比特，用于標(biāo)識(shí)所采用無(wú)線協(xié)議的類型和版本號(hào)；本發(fā)明中該值假設(shè)為Obllll。2.上行鏈路標(biāo)識(shí):占用I個(gè)比特，用于指示報(bào)文上行或者下行。其中，O表示下行，I表示上行。3.后繼數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí):占用I個(gè)比特，用于指示發(fā)送端的發(fā)送隊(duì)列中是否有待發(fā)送的數(shù)據(jù)；值為O表示發(fā)送端的發(fā)送隊(duì)列為空。4.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符:占用4個(gè)比特，用于區(qū)分同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不同子網(wǎng)。5.包類型:占2個(gè)比特，用于標(biāo)識(shí)包的類型。其中，O標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包；1標(biāo)識(shí)命令包；2表示聚合包；3保留。6.聚合包數(shù)量:占4個(gè)比特，用于標(biāo)識(shí)聚合包中載荷域中被聚合包的數(shù)量。如果包類型的值不為2，則該域無(wú)效。序列號(hào)(Sequence Number, SN):2個(gè)字節(jié)長(zhǎng),用于標(biāo)識(shí)巾貞的序號(hào)；序列號(hào)由一個(gè)16位的內(nèi)部計(jì)數(shù)器維護(hù)；節(jié)點(diǎn)或者AP發(fā)送幀時(shí)，將內(nèi)部計(jì)數(shù)器的值拷貝到該域，隨后，內(nèi)部計(jì)數(shù)器的值作加I運(yùn)算；重傳幀的序列號(hào)保持不變。源地址:2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前幀的發(fā)送者。ACK掩碼:2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，用于指示是否已經(jīng)接收到來(lái)自前一聚合幀的接收端發(fā)來(lái)的ACK響應(yīng)；如果該域的值為0x00，則表示所有的被聚合幀的接收端都已經(jīng)回復(fù)ACK響應(yīng)；否貝U，如果該域的某一位為1，則表示對(duì)應(yīng)該位的接收端尚未回復(fù)ACK響應(yīng)。由于ACK掩碼子域?yàn)?個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，因此，最多可以標(biāo)識(shí)16個(gè)節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)情況。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，用于標(biāo)識(shí)載荷部分?jǐn)?shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度。輔助頭:4個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，包括子幀控制子域和目的地址子域。1.子幀控制:2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，如圖5所示，包括以下信息:
(I)子幀長(zhǎng)度:占用7個(gè)比特，表示子幀的總長(zhǎng)度，即從子幀控制域開(kāi)始到數(shù)據(jù)結(jié)束的整個(gè)長(zhǎng)度；(2)子幀類型:占用4個(gè)比特，表示子幀的類型，其含義見(jiàn)表I ;表I幀類型標(biāo)識(shí)
權(quán)利要求
1.一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，包括以下步驟: 將工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的各類節(jié)點(diǎn)搭建成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； AP為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配通信所需時(shí)隙； 基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和時(shí)隙分配結(jié)果，如果緩存空間足夠，AP將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包按照聚合包格式封裝成一個(gè)包； 節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的聚合包后，判斷該節(jié)點(diǎn)是否為該聚合包的目的節(jié)點(diǎn)，如果是則接收并解聚該包，否則丟棄該包； 收到聚合包的節(jié)點(diǎn)向AP回復(fù)ACK響應(yīng)，AP向未發(fā)來(lái)ACK的節(jié)點(diǎn)重傳聚合包； AP根據(jù)ACK響應(yīng)的結(jié)果，決定重傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括接入點(diǎn)AP和在AP —跳通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述時(shí)隙包括節(jié)點(diǎn)向AP發(fā)送數(shù)據(jù)，AP向節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)和用于數(shù)據(jù)重傳所需的時(shí)隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，如果緩存空間不夠，則將部分包聚合或者不聚合包。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述聚合幀格式包括兩個(gè)部分:主頭和載荷，其中，主頭部分包括四個(gè)子域，分別為幀控制、序列號(hào)、源地址和ACK掩碼；載荷部分由聚合后的多個(gè)幀的片段組成，每個(gè)片段包括一個(gè)輔助頭和可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述幀控制子域包括六個(gè)子域，分別為協(xié)議掩碼、上行鏈路標(biāo)識(shí)、后繼數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符、包類型和聚合包數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述輔助頭包括兩個(gè)子域:子幀控制和目的地址，其中，子幀控制子域包括三個(gè)子域，分別為子幀長(zhǎng)度、子幀類型和ACK掩碼分配。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述AP將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包按照聚合包格式封裝成一個(gè)包的過(guò)程為: AP將其內(nèi)部需要發(fā)送給節(jié)點(diǎn)的包按照接收時(shí)間進(jìn)行排序，并將各個(gè)包按照聚合包載荷中片段的格式填充相應(yīng)內(nèi)容后，存儲(chǔ)在緩存中，其中，緩存的第一項(xiàng)存儲(chǔ)主頭的內(nèi)容； 收到一個(gè)新包后，AP判斷其緩存中的已有數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的和+待聚合包的數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度+4字節(jié)是否小于Nmax個(gè)字節(jié)，其中，Nmax的值取決于具體的協(xié)議和硬件，其值限定緩存中每一項(xiàng)的大小，如果小于Nmax個(gè)字節(jié),則放棄聚合待加入的包；否則，轉(zhuǎn)入下一步； 聚合待聚合的包，在AP緩存增加包含“子幀控制、目的地址和數(shù)據(jù)”元素的項(xiàng)，用于填充待聚合報(bào)文的內(nèi)容；根據(jù)待聚合報(bào)文MAC層頭域中的ACK標(biāo)識(shí)判斷是否需要ACK響應(yīng)，如果不需要ACK響應(yīng)，則將子幀控制子域中的ACK掩碼分配子域置O，否則，將ACK掩碼分配子域置I 15之間的值，且所置值尚未被緩存中其他待聚合的包使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述包解聚的過(guò)程為: 節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的廣播包后，解析廣播包，根據(jù)主頭中的幀控制子域的包類型子域，判斷包的類型，如果為聚合包，則按照聚合包的格式解析聚合包主頭后面的數(shù)據(jù)； 對(duì)于解析后的聚合包，如果輔助頭對(duì)應(yīng)的目的地址與本地地址匹配，則存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的輔助頭和數(shù)據(jù)； 解析輔助頭，根據(jù)其中的ACK掩碼分配子域的值mask_b判斷是否需要回復(fù)ACK響應(yīng)；如果需要回復(fù)，則執(zhí)行ACK響應(yīng)步驟，否則，不做處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法，其特征在于，所述ACK響應(yīng)和重傳的過(guò)程為: 節(jié)點(diǎn)向AP返回ACK響應(yīng)； 如果AP收到節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)，則將ACK掩碼ACKjnask中對(duì)應(yīng)的位的值置為I ; 如果AP未收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)，則重傳聚合包，并將聚合包的主頭的ACK掩碼子域的值置為ACK_mask ； 節(jié)點(diǎn)收到重傳包后，將自身的ACK掩碼與ACKjnask執(zhí)行與運(yùn)算，如果對(duì)應(yīng)位的結(jié)果為O,則表示節(jié)點(diǎn)的ACK響應(yīng)發(fā)送失敗， 節(jié)點(diǎn)重新解析發(fā)來(lái)的重傳包；否則，丟棄重傳的聚合包。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種面向工廠自動(dòng)化TDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的包聚合方法。將工廠自動(dòng)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的各類節(jié)點(diǎn)搭建成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；AP為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配通信所需時(shí)隙；基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和時(shí)隙分配結(jié)果，如果緩存空間足夠，AP將需要發(fā)送給多個(gè)節(jié)點(diǎn)的包按照聚合包格式封裝成一個(gè)包；節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自AP的聚合包后，判斷該節(jié)點(diǎn)是否為該聚合包的目的節(jié)點(diǎn)，如果是則接收并解聚該包，否則丟棄該包；收到聚合包的節(jié)點(diǎn)向AP回復(fù)ACK響應(yīng)，AP向未發(fā)來(lái)ACK的節(jié)點(diǎn)重傳聚合包；AP根據(jù)ACK響應(yīng)的結(jié)果，決定重傳。本發(fā)明充分利用工廠自動(dòng)化應(yīng)用中確認(rèn)幀長(zhǎng)度短的特點(diǎn)，在保證數(shù)據(jù)無(wú)損的前提下，減少網(wǎng)絡(luò)中包的數(shù)量和包頭開(kāi)銷，提高包的有效載荷，優(yōu)化面向工廠自動(dòng)化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能。
文檔編號(hào)H04W28/06GK103179613SQ20111044176
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者梁煒, 林俊如, 張曉玲, 于海斌, 楊雨沱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所