CN1317870C - 一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法，该方法包括：A.发送方将要发送的数据分割成若干个数据包，通过组播的方式同时发送给预先确定的多个接收方；B.多个接收方接收到数据包时，给发送方返回接收情况报告；C.发送方根据接收情况报告判断所有接收方是否都接收到了完整的数据，如果是，发送方释放发送数据包占用的资源；否则，转入步骤D；D.发送方判断接收到完整数据的接收方数目是否大于预先设定的组播重传阈值，如果是，发送方根据接收情况报告对没有接收完整数据的接收方通过点对点的方式发送该接收方没有接收到的数据包，否则，发送方通过组播的方式重传所有的数据包。

Description

一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法

技术领域

本发明涉及了数据传送技术，特别涉及一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线设备也越来越普及，各种无线设备已经广泛的架设在酒店、机场、图书馆和学校等公共场所，可以为越来越多的用户提供随时随地的接入无线通信网络的服务。

目前，无线通信系统常常要实现一点到多点的数据传输。例如：在会议室中主持人或演讲人通过无线设备把资料分发给一个会议室中的其他人；在电子教室中老师通过无线设备把教学课件和作业文档发送给同学；在办公室中一个同事通过无线设备把一个数据文件传送给办公室内所有的其它同事。

无线通信系统实现一点到多点的数据传输方法有两种，第一种方法：如图1所示，图1为现有技术中实现一点到多点的数据传输示意图：无线设备A通过组播方式同时向无线设备B、无线设备C和无线设备D传播数据，现有技术中的组播方式是无线通信网络协议定义的一种用来传输消息的方式：当无线通信系统用组播形式传输消息时，其消息的源地址是发送方的IP地址，目的地址是多个接收方所在的组播地址，通过组播形式传送的消息不需要确认，发送方发送消息成功，即认为该消息传送成功；第二种方法，采用无线通信集群系统进行组呼，即无线设备向集群控制中心发起组呼请求，当该请求得到集群控制中心允许后，该无线设备通过集群控制中心对该集群组内的其他无线设备进行组呼。

这两种在无线通信系统中实现一点到多点的数据传输的方法都存在着缺点，第一种方法的缺点：采用组播方式实现一点到多点的数据传输没有确认过程，发送方向多个接收方发送完数据后无法知道接收方是否收到，如果发送的数据在传输过程中丢失，发送方也无法将该数据再次重传。因此，该方法无法保证数据传输的可靠性；第二种方法的缺点：采用无线通信集群系统实现一点到多点的数据传输也没有确认过程，发送方无法知道发送的数据接收方是否收到，因此，该方法也无法保证数据传输的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法，该方法能够保证一点到多点传输数据的可靠性。

根据上述目的，本发明的具体实施方案是这样实现的：

一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法，该方法包括：

A、发送方将要发送的数据分割成若干个数据包并按照顺序进行编号，通过组播的方式同时发送给预先确定的多个接收方；

B、多个接收方接收到数据包时，根据数据包的编号确定接收情况报告，给发送方返回接收情况报告；

C、发送方根据接收情况报告判断所有接收方是否都接收到了完整的数据，如果是，发送方释放发送数据包占用的资源；否则，转入步骤D；

D、发送方判断接收到完整数据的接收方数目是否大于预先设定的组播重传阈值，如果是，发送方根据接收情况报告对没有接收完整数据的接收方通过点对点的方式发送该接收方没有接收到的数据包，否则，发送方通过组播的方式重传所有的数据包。

步骤A所述预先确定多个接收方的过程包括：

a1、预先为参与数据传输的无线设备设置一个组播组，设置该组播组中的一个无线设备为发送方，组播组中其他的无线设备为接收方；

a2、发送方通过组播的形式向接收方发送开始进行一点到多点的数据传送的消息；

a3、接收方接收到该消息后，接收方判断是否愿意接收发送方传送的数据，如果是，接收方向发送方发送该消息的响应；否则，接收方不做处理；

a4、发送方接收到步骤a3所述响应后，将发送该响应的接收方进行存储，确定多个接收方。

预先给步骤a1所述的每个无线设备设置一个在该组播组内的网际协议地址；步骤a2所述的向接收方发送的消息是发送方根据接收方的网际协议地址组播发送的；步骤a4所述对接收方进行存储是对接收方的网际协议地址进行存储。

步骤a4所述接收到响应之后，将发送该响应的接收方进行存储之前，进一步包括：在发送方建立接收方设备列表；

将步骤a4所述的接收方存储在该接收方设备列表中。

在步骤a4所述将发送该响应的接收方进行存储之后，确定接收方之前，还包括对所述接收方设备列表中接收方的维护过程：

a11、发送方通过组播的方式向接收方设备列表中的接收方发送宣告传输数据开始的消息，并且设置一段空闲时间；

a12、接收方设备列表中的接收方收到该宣告传输数据开始的消息，接收方向发送方返回该宣告传输数据开始消息的响应；

a13、发送方在空闲时间内是否接收到接收方设备列表中的接收方返回的宣告传输数据开始消息的响应，如果没有，则将该接收方从接收方设备列表中删除，否则，对该接收方设备列表不做处理。

预先在接收方设置接收方放弃阈值，在步骤A和步骤B之间，该方法还包括：接收方确定接收到数据包的数目，并判断接收到数据包的数目是否小于设置的接收方放弃阈值，如果是，则该接收方不返回接收情况报告；否则，执行步骤B；在所述步骤B和步骤C之间，该方法还包括：发送方判断是否接收到所有接收方发送的接收情况报告，如果是，则执行步骤C；否则，将没有发送接收情况报告的接收方从发送方中删除。

将步骤A所述的数据包按照传输的顺序进行编号；

步骤B所述的接收情况报告包括：接收方是否完整的接收到了数据；如果接收方没有完整接收到数据，则接收方记录没有接收到的数据包的编号；

步骤D所述的发送方根据接收情况报告中的接收方没有接收到的数据包的编号，以点对点的方式发送该接收方没有接收到的数据包。

预先在发送方设置组播重传放弃阈值，在步骤D所述发送方通过组播的方式重传所有的数据包之前，该方法还包括：发送方判断当前重传数据包的次数是否大于设置的组播重传放弃阈值，如果是，则结束本流程；否则，发送方执行通过组播的方式重传所有的数据包的步骤。

由上述方案可以看出，本发明在进行一点到多点传输数据过程中增加了确认机制，即一个发送方通过组播方式向组播组内的多个接收方传输数据时，每个接收方必须对所接收到的数据是否完整进行判断并向发送方返回接收情况报告。发送方根据接收到的接收情况报告对传输的数据进行相应的处理：预先设定组播重传阈值，发送方通过接收情况报告得知接收到完整传输数据的接收方数目，当该数目没有超过组播重传阈值时，则发送方通过组播方式向多个接收方重传该数据；当该数目超过组播重传阈值时，则发送方通过点对点的方式对没有接收到完整传输数据的接收方重传缺少的数据。因此，本发明通过确认机制保证接收方都可以接收到发送方传输的数据，从而保证了一点到多点传输数据的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中实现一点到多点的数据传输示意图。

图2为本发明实现一点到多点数据传输的方法实施例流程图。

图3为本发明实现一点到多点数据传输的方法实施例时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细说明。

本发明为了实现一点到多点的数据传输，预先将参与数据传输的所有无线设备设置为一个组，并且为每一个参与数据传输的无线设备设置一个在该组内的组播地址，该组中的每一个无线设备都可以作为发送方，向组内的其他无线设备发送数据。

每个参与数据传输的无线设备使用的组播地址为网际协议(IP)地址，每个IP地址为一个32位的数字，在本发明中，采用四字节表示的方法，每个字节范围为0～255。

现有技术中的组播是指将数据由一个源地址同时发往同一个组播组中的多个目的地址，数据组播可以使用下面三种地址：局部链接地址，范围从244.0.0.0～244.0.0.225，用于局域网，路由器不转发此范围的数据包；预留组播地址，范围从224.0.1.0～238.255.255.255，用于全球范围或网际协议；管理权限地址，范围从239.0.0.0～239.255.255.255，组播内部使用，用于限制组播范围。

图2为本发明实现一点到多点数据传输的方法实施例流程图，其具体步骤为：

步骤200、发送方通过组播形式向组内发送：开始进行一点到多点的数据传送的消息；

步骤201、组内的多个接收方收到该开始进行一点到多点的数据传送消息后，向发送方发送该开始进行一点到多点的数据传送消息的响应；

步骤202、发送方整理所接收到的开始进行一点到多点的数据传送消息的响应，在发送方建立接收方设备列表(RDT)，用于存储发送响应的接收方的IP地址和相关信息；

步骤203、发送方将要传送的数据文件根据无线通信网络的传输能力划分为若干个数据包，并给每个数据包按照传输的先后顺序进行编号；

步骤204、发送方发出RTS，该RTS为无线通信网络中的一种管理帧，该帧具有宣告传输数据的开始的功能，发送方同时设置一段空闲的时间，等待接收方返回CTS的时间；

步骤205、发送方在设置的空闲时间内是否收到RDT列表中的所有接收方返回的CTS，CTS为无线通信系统中的另一种管理帧，接收方通过发出CTS来回应发送方的RTS，等待发送方发送的数据包，如果是，转入步骤208，否则，执行步骤206；

步骤206、在RTS设置的空闲时间内发送方接收不到RDT列表中的某个接收方返回的CTS，则发送方删除RDT列表中的该接收方；

步骤207、发送方重新更新RDT列表，得到更新后的RDT列表，转入步骤208；

步骤208、发送方通过组播的方式向RDT列表中的接收方同时发送步骤203分割好的数据包；

步骤209、RDT列表中的接收方接收到数据包后，向发送方返回接收情况报告，该接收情况报告中的内容包括：本接收方是否完整接收到了发送方发送的所有数据包，当本接收方没有接收到完整的数据包时，则根据数据包所分割的序号判断少了哪一个数据包并且记录没有收到数据包的序号；

步骤210、发送方根据接收方返回的接收情况报告判断RDT列表中的所有接收方是否接收到了完整的传输数据，如果是，转入步骤213；否则，转入步骤211；

步骤211、发送方通过接收方返回的接收情况报告判断是否RDT列表中的绝大多数接收方收到了完整的传输数据，如果不是，则返回步骤208，否则，转入步骤212；

本发明可以预先设置一个组播重传阈值，该阈值是判断“是否绝大多数接收方接收了完整的数据”的标准，如该阈值可以设定为RDT表中的80％接收方收到了完整的数据包，如果接收到完整传输数据的接收方数目大于该阈值，则转入步骤212，否则，转入步骤208；该阈值也可以设定为接收方收到的数据包总数目，比如10个接收方，共发了100个数据包，从返回的接收情况报告得知10个接收方接收到了800个数据包，如果接收到的数据包数目大于该阈值，则转入步骤212，否则，转入步骤208；

步骤212、发送方采用点对点的方式(现有技术中的点对点也是无线通信网络协议定义的一种用来传输消息的形式。当无线通信系统用点对点形式传输消息时，其消息的源地址是发送方的IP地址，目的地址是一个接收方的IP地址，通过点对点形式传送的消息需要确认，只有当发送方收到接收方设备返回的确认之后，才认为该消息传送成功)，根据接收方返回的接收情况报告向RDT列表中的数据包没有接收全的接收方发送该接收方缺少的数据包，转入步骤213；

步骤213、发送方释放发送数据包对资源的占有，接收方对接收的数据包进行数据的重组。

本发明还可以在上述流程中设置组播重传放弃阈值，当发送方重传数据的次数大于该阈值时，则整个传输数据过程结束，跳出上述的流程；否则，发送方继续执行步骤208。

本发明还可以在上述流程中设置接收设备放弃阈值，当接收方接收到数据包的数目值小于该阈值时，则接收方不返回接收情况报告，则该接收设备被发送方在RTD列表中删除，发送方给该接收方传送数据的过程失败；否则，执行步骤209。

本发明还可以在建立RTD表后，直接发送分割好的数据包，而不再进行步骤204～207所述的过程。步骤204～207所述的过程为一个动态维护RDT列表的过程。

如图3所示，图3为本发明实现一点到多点数据传输的方法实施例时序图：

该时序图是在IEEE 802.11无线通信网络下，以帧为单位，发送方A、接收方B、接收方C和接收方D的时序图。在该时序图中，接收方和发送方都具有IEEE 802.11协议定义的分布式协调功能(DCF)，帧与帧之间的空间为帧间隔(IFS)，包括短帧间隔(SIFS)和分布式协调功能帧间隔(DIFS)。

发送方A向接收方B、接收方C和接收方D组播宣布开始(DOS)帧，接收到该帧的接收方B、接收方C和接收方D分别向发送方A返回确认ACK1、ACK2和ACK3，当接收方B、接收方C和接收方D返回确认后，进入等待状态，等待发送方A发送RTS。发送方A接收到确认后，根据确认整理RDT列表，向接收方B、接收方C和接收方D发送RTS，接收到RTS的接收方B、接收方C和接收方D向发送方A分别返回CTS后，进入等待状态，等待发送方A传送数据包Frame1～FrameN。发送方收到接收方B、接收方C和接收方D分别返回的CTS后，用组播方式传送数据包Frame1～FrameN。接收方B、接收方C和接收方D接收到数据包Frame1～FrameN，分别返回确认ACK4、ACK5和ACK6。发送方A根据返回的确认判断是否需要进行重传。如果接收方B返回的ACK5中报告没有接收到Frame2，则发送方A重传给接收方B Frame2，接收方B返回ACK7。发送方A根据ACK1～ACK7判断是否传输数据完毕，如果是，则整个传输数据过程结束，否则，继续重传。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种保证一点到多点传输数据可靠性的方法，其特征在于，该方法包括：

A、发送方将要发送的数据分割成若干个数据包并按照顺序进行编号，通过组播的方式同时发送给预先确定的多个接收方；

B、多个接收方接收到数据包时，根据数据包的编号确定接收情况报告，给发送方返回接收情况报告；

C、发送方根据接收情况报告判断所有接收方是否都接收到了完整的数据，如果是，发送方释放发送数据包占用的资源；否则，转入步骤D；

D、发送方判断接收到完整数据的接收方数目是否大于预先设定的组播重传阈值，如果是，发送方根据接收情况报告对没有接收完整数据的接收方通过点对点的方式发送该接收方没有接收到的数据包，否则，发送方通过组播的方式重传所有的数据包。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述预先确定多个接收方的过程包括：

a1、预先为参与数据传输的无线设备设置一个组播组，设置该组播组中的一个无线设备为发送方，组播组中其他的无线设备为接收方；

a2、发送方通过组播的形式向接收方发送开始进行一点到多点的数据传送的消息；

a3、接收方接收到该消息后，接收方判断是否愿意接收发送方传送的数据，如果是，接收方向发送方发送该消息的响应；否则，接收方不做处理；

a4、发送方接收到步骤a3所述响应后，将发送该响应的接收方进行存储，确定多个接收方。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，预先给步骤a1所述的每个无线设备设置一个在该组播组内的网际协议地址；

步骤a2所述的向接收方发送的消息是发送方根据接收方的网际协议地址组播发送的；

步骤a4所述对接收方进行存储是对接收方的网际协议地址进行存储。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a4所述接收到响应之后，将发送该响应的接收方进行存储之前，进一步包括：在发送方建立接收方设备列表；

将步骤a4所述的接收方存储在该接收方设备列表中。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤a4所述将发送该响应的接收方进行存储之后，确定接收方之前，还包括对所述接收方设备列表中接收方的维护过程：

a11、发送方通过组播的方式向接收方设备列表中的接收方发送宣告传输数据开始的消息，并且设置一段空闲时间；

a12、接收方设备列表中的接收方收到该宣告传输数据开始的消息，接收方向发送方返回该宣告传输数据开始消息的响应；

a13、发送方在空闲时间内是否接收到接收方设备列表中的接收方返回的宣告传输数据开始消息的响应，如果没有，则将该接收方从接收方设备列表中删除，否则，对该接收方设备列表不做处理。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先在接收方设置接收方放弃阈值，在步骤A和步骤B之间，该方法还包括：

接收方确定接收到数据包的数目，并判断接收到数据包的数目是否小于设置的接收方放弃阈值，如果是，则该接收方不返回接收情况报告；否则，执行步骤B；

在所述步骤B和步骤C之间，该方法还包括：发送方判断是否接收到所有接收方发送的接收情况报告，如果是，则执行步骤C；否则，将没有发送接收情况报告的接收方从发送方中删除。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤A所述的数据包按照传输的顺序进行编号；

步骤B所述的接收情况报告包括：接收方是否完整的接收到了数据；如果接收方没有完整接收到数据，则接收方记录没有接收到的数据包的编号；

步骤D所述的发送方根据接收情况报告中的接收方没有接收到的数据包的编号，以点对点的方式发送该接收方没有接收到的数据包。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先在发送方设置组播重传放弃阈值，在步骤D所述发送方通过组播的方式重传所有的数据包之前，该方法还包括：

发送方判断当前重传数据包的次数是否大于设置的组播重传放弃阈值，如果是，则结束本流程；否则，发送方执行通过组播的方式重传所有的数据包的步骤。

Images