[发明专利]一种高效的无线数据收发方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种无线数据收发方法与装置。

背景技术

无线通信技术近年来在军事、民用等各方面得到了广泛应用，随着应用场合的扩展，人们对无线通信的质量要求越来越高，信息在传输过程中的可靠性问题越来越受到人们的关注。

近年来，随着无线通信技术的发展，基于低成本的单片无线收发器芯片，例如nRF24L01、SI4463、CC1101等的无线数据传输系统在民用无人机、智能运动设备、智能家居设备、无线传感网络等方面得到广泛应用。这些单片无线收发器芯片均采用分包传输的方式，并采用差错重传机制对传输中产生的错误进行控制。但是，随着收发双方距离的增加或者传输速率的提高，无线信号的信噪比会下降，导致信号传输的错误率增加。这种错误体现在两个方面：一是发送端发出的数据包发生错误，接收端无法正确接收，导致接收端出现丢包；二是发送端没有正确接收到接收端发出反馈信号，从而会重复发送数据包，导致接收端出现重复包。丢包和重复包会严重影响无线通信的效率和效果。

另一方面，在很多应用中，不同时刻的数据具有一定的相似性，例如无线传感网络中的测量的温度、气压、湿度等，或者是遥测遥控系统中的设备的电压、电流等相关状态值，这些测量参数都是缓变量，不同时刻的数据变化很小。

针对采用分包传输方式的无线通信系统，本发明提出了一种无线数据收发方法，采用反馈重传和前向纠错编码的方式，解决丢包与重复包的问题，提高系统的可靠性。同时，如果无线通信系统传输的数据具有一定的时间相关性，即不同时刻的数据具有一定的相似性，那么采用本发明提供的无线数据收发方法，能对数据进行压缩，提高系统的有效性。

本发明提供的无线数据收发方法与装置可广泛应用于基于反馈的分包无线传输系统，提高系统的可靠性与有效性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本低复杂度高效的无线数据收发方法与装置，采用反馈重传和前向纠错编码的方式，解决目前分包传输的无线数据收发系统的丢包的重复包问题，提高系统的可靠性。通过分析不同时刻无线数据之间的相似度，利用前向纠错编码的纠错特性减少发送数据量，提高系统的有效性。

本发明提供了一种高效的无线数据收发方法，对数据进行发送的步骤包括：

步骤1：对待发送的数据进行信道编码，并对数据进行交织与组帧；

步骤2：对数据帧进行分包处理，并对分包数据添加帧计数标号与包计数标号；

步骤3：对当前帧与前一帧的分包数据进行分析，根据相邻帧之间数据的相似性对分包数据进行处理；

步骤4：对数据进行重传控制，如果发送端正常接收到接收端的反馈信号，则发送下一包数据，否则重复发送上一包数据；

步骤5：对数据进行调制，以无线信号的形式发出，同时接收接收端的反馈信号；

对数据进行接收的步骤包括：

步骤6：对发送端发出的无线数据进行接收与解调，并输出反馈信号给发送端；

步骤7：对接收到的数据包根据帧计数标号与包计数标号进行排序，对重复包和丢失包进行处理，生成完整的数据帧；

步骤8：对经过了排序后的帧数据按照发送端采用的交织度与信道编码方式进行解交织与解信道编码，纠正数据中产生的错误；

本发明提供的数据收发方法的具体步骤流程图如图1所示。

所述的步骤3中根据相邻帧之间数据的相似性对包数据进行处理的具体方法为：对于相邻帧包计数标号相同的包，如果数据相同，则将该当前帧需要发送的数据包丢弃，否则将此数据包保留。

所述的步骤7中对重复包和丢失包进行处理的具体方法为，对于包计数标号重复的数据包，只保留一个数据包，对于丢失的数据包，使用上一帧相同包计数标号的数据包替代。

步骤1与步骤8中的所述的信道编码为RS编码，所述的交织度根据原始数据的帧长度与所采用的RS码的码字长度的倍数关系确定；如果数据帧长度与RS码的码字长度不是整数倍关系，可采用缩短码的方式构成数据帧长度与RS码的码字长度的整数倍关系。