一种数据传输方法技术

本申请公开了一种数据传输方法，该方法在采用CSMA接入机制的无线通信网络中，引入汇聚传输机制，使得如果在低用户优先级业务获得的竞争分配内发送本业务优先级的数据时还有空闲资源，则可以利用该空闲资源发送具有更高用户优先级的数据。采用本发明专利技术，可以提高传输资源的利用率，降低终端节点的净信道评估能量开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信技术，特别是涉及一种数据传输方法。
技术介绍
随着我国城市化进程与人口老龄化的加剧，老年病和慢性病越来越普遍，除了给患者和社会带来沉重的经济负担外，还严重影响了患者的生活品质和家庭幸福。无线体域网(WirelessBodyAreaNetwork，WBAN)的出现，为老年病和慢性病的居家健康监测提供了一种简单、低成本的短距离通信手段。基于WBAN技术，通过在人体体表或者体内布置相应的感知设备自动采集人体心电、脑电、肌电、体温、血压、血糖、血氧等生命体征参数，支持实时、方便、全天候的人体生命体征监测。WBAN技术已经成为提升医疗诊断效率、提高医疗服务质量，开展新型远程医疗、居家健康监护重要技术手段。面对WBAN技术的重要作用和庞大的市场需求，迫切需要针对WBAN技术开展标准化工作，实现人体体征健康信息规范化管理，推动WBAN技术的大规模应用。作为“人体”传感网，WBAN已经成为国际医疗保健界和通信业界一个战略合作科研攻关方向。IEEE802.15于2007年成立了TG6小组，开展WBAN的标准化研究，并于2012年3发布了世界上首个WBAN标准——IEEE802.15.6，成为目前已经发布的唯一的WBAN国际标准。IEEE802.15.6标准定义了WBAN传输的物理(PHY)层和媒质接入控制(MAC)层协议，基本满足了WBAN的要求。在国内，中国通信标准化协会(CCSA)也于2012年11月通过了研究立项“适用于医疗健康应用的无线体域网通信技术要求”，目标是制定适用于我国医疗健康应用频段、应用需求的WBAN标准。从国内外的研究来看，目前WBAN还有很大的研究空间和价值，未来WBAN标准的实用化和产业化的研究还有大量工作要做。一种典型的WBAN网络拓扑结构如图1所示。WBAN具有星型网络拓扑结构，其中有且只有一个中心节点，负责管理多个终端节点的接入，协调无线资源的分配。WBAN中终端节点的数目可以是1个或多个，IEEE802.15.6标准规定一个WBAN中的终端节点数目的最大值是256。中心节点和终端节点之间以1跳(1-Hop)链路直接进行帧传输。终端节点通常是穿戴式或植入体内的，设备尺寸小且能量受限，对能耗提出了极高的要求，因此需要进行超低功耗设计。终端节点由各种传感器构成，用于监测各种人体体征参数，WBAN网络中主要是上行数据。IEEE802.15.6采用载波侦听多点接入/冲突避免(CSMA/CA)的随机接入技术获得上行资源，发送上行数据。CSMA/CA的工作原理是：终端节点首先进行净信道评估(ClearChannelAssessment，CCA)，检测无线信道是否被占用，只有检测出信道空闲时，才能发送上行数据。在IEEE802.15.6标准中，无线体域网的终端节点采用基于CSMA/CA的信道接入方式获得上行资源，发送上行数据。如图2所示，一个完整的CSMA/CA过程包括三个阶段。(1)阶段1：CSMA/CA参数初始化CSMA/CA参数包括竞争窗(ContentionWindow,CW)、最小竞争窗CWmin和最大竞争窗CWmax。CWmin和CWmax的取值由业务类型决定，终端节点根据待发送业务的用户优先级(UserPriority,UP)设置CWmin和CWmax，CSMA/CA参数与UP的映射关系如表1所示。用户优先级CWminCWmaxNmax业务类型116322尽力而为28322优越服务38162视频44162话音5482普通医疗数据6284高优先级医疗数据7144紧急医疗事件上报表1CW值的初始值除了与业务类型有关外，还与终端节点以前的随机接入及数据发送状况有关。CW值的初始值设置方法如下：如果终端节点以前从未获得过竞争分配，将CW值设置为CWmin[UP]。CWmin[UP]是用户优先级为UP的业务对应的CWmin。如果终端节点在上一次的竞争分配内成功发送了一个MAC帧(即收到了该MAC帧的确认ACK)，将CW值设置为CWmin[UP]。如果终端节点在上一次的竞争分配内发送的MAC帧失败(即没有收到该MAC帧的ACK)，CW的值设置如下：如果这是终端节点第m次发送失败，那么维持CW的值不变。其中，m是奇数；如果这是终端节点第n次发送失败，那么CW的值加倍。其中，n是偶数。如果对CW值的加倍操作使得CW的值超过了CWmax[UP]，终端节点将CW的值设置为CWmax[UP]。CWmax[UP]是用户优先级为UP的业务对应的CWmax。(2)阶段2：生成并维护回退计数器。a、生成回退计数器终端节点生成一个在[1,CW]范围内服从均匀分布的随机整数，并将这个数的值赋给回退计数器。b、维护回退计数器(锁定、解锁、递减)锁定回退计数器：当下面任意一个条件满足时，终端节点锁定回退计数器：条件1、信道繁忙；条件2、当前时刻处于竞争接入期之外；条件3、当前时刻处于竞争接入期之内，但是当前CSMA时隙的结束时刻竞争接入期结束时刻之间的间隔不足以发送一个MAC帧。解锁回退计数器：当前CSMA时隙的结束时刻与竞争接入期结束时刻之间的时间间隔足够发送一个MAC帧，终端节点解锁回退计数器。回退计数器值递减：若回退计数器处于解锁状态，每经过一个空闲的CSMA时隙，终端节点将回退计数器的值减1。判定信道空闲的准则是：如果CSMA时隙开始后的pCCATime(63/符号速率)时间内信道空闲，终端节点认定该CSMA时隙空闲。(3)阶段3：获得竞争分配，发送MAC帧如果在当前CSMA时隙内回退计数器的值减为0，那么终端节点获得了一个竞争分配，该竞争分配起始于当前CSMA时隙的结束时刻，终止于竞争接入期的结束时刻。在竞争分配的起始时刻，终端节点开始发送MAC帧。终端节点在收到一个期望的ACK之后，可以继续发送其他MAC帧(重传或新传)，只要该MAC帧的UP值不低于获得本次竞争分配使用的UP值。从上述CSMA/CA流程可以看出，UP值与竞争接入的时延成反比：UP值越大，接入信道的时延越小；UP值越小，接入信道的时延越大。IEEE802.15.6标准规定，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据传输方法，其特征在于，包括：a、对于缓存中每类业务i的数据，终端节点根据业务在一个竞争分配内最多能够发送的介质访问控制层MAC帧数量Nmax_i，将该业务i的所述数据进行分组，得到Ti组数据；其中，所述所述Ni为业务i的所述数据包含的MAC帧数；b、对于所包含的MAC帧数达不到所属业务的Nmax_i的所有组数据，根据数据所属业务的优先级，按照高优先级业务数据尽量与低优先级业务数据组合的原则，进行重组，其中，重组后的各组数据满足：组内的MAC帧数量小于Nmax_k，所述Nmax_k为组内数据对应的最小优先级业务k在一个竞争分配内最多能够发送的MAC帧数量；c、对于当前的每组数据，将该组数据对应的业务的最大优先级作为该组数据的优先级；按照数据组优先级的降序，将所有组数据进行排序；d、对于排序后的每组数据，利用该组数据的优先级进行竞争接入，并在获得的竞争分配内发送该组数据的MAC帧。

【技术特征摘要】
1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
a、对于缓存中每类业务i的数据，终端节点根据业务在一个竞争分配内最多
能够发送的介质访问控制层MAC帧数量Nmax_i，将该业务i的所述数据进行分组，
得到Ti组数据；其中，所述所述Ni为业务i的所述数据包含的MAC
帧数；
b、对于所包含的MAC帧数达不到所属业务的Nmax_i的所有组数据，根据数据
所属业务的优先级，按照高优先级业务数据尽量与低优先级业务数据组合的原则，
进行重组，其中，重组后的各组数据满足：组内的MAC帧数量小于Nmax_k，所述Nmax_k为组内数据对应的最小优先级业务k在一个竞争分配内最多能够发送的MAC帧数
量；
c、对于当前的每组数据，将该组数据对应的业务的最大优先级作为该组数据
的优先级；按照数据组优先级的降序，将所有组数据进行排序；
d、对于排序后的每组数据，利用该组数据的优先级进行竞争接入，并在获得
的竞争分配内发送该组数据的MAC帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：
b1、对于所包含的MAC帧数达不到所属业务的Nmax_i的所有组...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟东，胡炜，刘景文，池连刚，
申请(专利权)人：普天信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11