双频数据处理方法及系统
本发明涉及通信，尤其涉及一种双频数据处理方法及系统。
背景技术：
1、无线局域网络(wlan)由于具有低成本、高灵活性、易于拓展和部署等优点，在众多领域中得到了广泛的应用。工业wlan继承了wlan的基本功能和特性，但工业使用场景的环境复杂性和现有传输机制导致的不确定性，使得并不能将传统wlan直接应用于工业场景中，所以，工业wlan主要研究重点在于网络传输的确定性。
2、由于工业wifi网络具有不稳定性，信道波动容易导致丢包和拥塞，从而使网络时延较高，需要低时延高可靠性方案以满足工业场景需求。工业wifi网络的一次传输机会(transmission opportunity，txop)内，需要向数据量少的设备发送空数据(padding)来填充剩余的时间。而在工业应用中控制数据的数据量一般很小，因此不仅浪费了信道资源，同时也造成了大量的发送时间碎片。单信道规定时间内只能做有限次重传，而在单个信道因为干扰造成丢包而导致重传时，仍在该信道上进行重传可能会造成传输仍然失败使得时延过高。
3、而目前并没有一种能够降低时延并提供高可靠重传的技术方案，并没有一种双频数据处理方法及系统。
技术实现思路
1、本发明提供了一种双频数据处理方法及系统，引入双频双发传输机制，通过设计不同信道进行时分收发切换实现全双工通信来降低时延，从而在规定的时延内可以重传更多次，实现了低时延高可靠性传输。
2、第一方面，本发明提供了一种双频数据处理方法，包括：
3、在第一信道的任一下行发送第一时段，发送端向接收端发送第一下行控制数据；
4、在所述下行发送第一时段之后的上行发送第一时段，所述接收端向所述发送端发送第一上行数据，所述第一上行数据包括第一上行传输信息以及所述第一下行控制数据的第一反馈信息；
5、在第二信道的下行发送第二时段，所述发送端向所述接收端发送第二下行控制数据，所述上行发送第一时段的起点时刻与所述下行发送第二时段的起点时刻相同；
6、在所述下行发送第二时段之后的上行发送第二时段，所述接收端向所述发送端发送第二上行数据，所述第二上行数据包括第二上行传输信息以及所述第二下行控制数据的第二反馈信息；
7、所述第一信道与所述第二信道的频段不同，所述第一下行控制数据、第一上行传输信息、第二下行控制数据以及所述第二上行传输信息是基于不同类型数据与不同信道频段的匹配程度确定的；
8、所述下行发送第一时段与所述上行发送第一时段的和值，与所述下行发送第二时段与所述上行发送第二时段的和值相同。
9、根据本发明提供的双频数据处理方法，在发送端向接收端发送第一下行控制数据之前，所述方法还包括：
10、聚合每一多跳级联设备对应的数据帧，得到汇聚控制数据，根据所述汇聚控制数据得到所述第一下行控制数据，所述第一下行控制数据为广播帧数据；
11、所述汇聚控制数据至少包括数据帧数量信息、每一数据帧的总长度以及控制数据；
12、所述控制数据包括用于指示所述数据帧的目的地址或者所述接收端aid的指示字节、llc头以及以太网数据帧。
13、根据本发明提供的双频数据处理方法，在所述接收端向所述发送端发送第一上行数据之前，所述方法还包括：
14、解析所述第一下行控制数据，得到所述汇聚控制数据；
15、对于每一数据帧，读取所述数据帧的总长度，读取所述控制数据，得到所述数据帧的目的地址；
16、在所述目的地址与所述接收端的mac地址相匹配的情况下，保留所述数据帧，在所述目的地址与所述接收端的mac地址不匹配的情况下，丢弃所述数据帧。
17、根据本发明提供的双频数据处理方法，所述第一下行控制数据的第一反馈信息包括所有多跳级联设备对应的每一下行反馈信息，所述下行反馈信息包括当前周期接收到所述第一下行控制数据的接收情况、上一周期对应的接收情况以及上上一周期对应的接收情况；
18、所述接收端向所述发送端发送第一上行数据，包括：
19、所述接收端利用ofdma进行自定义的频分反馈传输，将携带有所述第一反馈信息的第一上行数据发送至所述发送端。
20、根据本发明提供的双频数据处理方法，所述llc头包括llc序号、子通道号、子通道序号、重传标识以及保留字节；
21、所述重传标识用于标识数据帧为重传数据帧或者新传数据帧；
22、每一llc序号与每一数据帧相对应。
23、根据本发明提供的双频数据处理方法，所述接收端向所述发送端发送第一上行数据之后，所述发送端解析所述第一上行数据，得到所述第一反馈信息；
24、在确定所述第一反馈信息为当前周期未能接收到所述第一下行控制数据的情况下，指示在下一周期对应第一信道的下一下行发送时段再次向接收端发送所述第一下行控制数据，指示在下一周期对应第二信道的下一下行发送时段再次向接收端发送所述第一下行控制数据；
25、在确定再次发送所述第一下行控制数据失败的情况下，指示在下下一周期对应第一信道的又一下行发送时段再次向接收端发送所述第一下行控制数据，指示在下下一周期对应第二信道的又一下行发送时段再次向接收端发送所述第一下行控制数据。
26、第二方面，提供了一种双频数据传输系统，包括级联连接的多个多跳级联设备，所述多跳级联设备为所述的发送端或接收端，在发送端向接收端发送第一下行控制数据之前，还包括：
27、获取所述多跳网络中每一多跳级联设备的tsf值；
28、对于任一多跳级联设备，向所述多跳级联设备的下一级设备发送所述多跳级联设备对应的tsf值，计算所述多跳级联设备与上一级设备的时间偏差，得到所有多跳级联设备对应的每一时间偏差；
29、遍历所有多跳级联设备，得到每一多跳级联设备对应的补偿时长；
30、映射每一多跳级联设备对应的tsf值至基准设备对应的tsf时间轴，将每一多跳级联设备对应的tsf值与每一多跳级联设备对应的补偿时长相加，以实现多跳级联中的全局定时同步。
31、根据本发明提供的双频数据传输系统，所述将每一多跳级联设备对应的tsf值与每一多跳级联设备对应的补偿时长相加，包括：
32、tsfi+di-1＝tsf1
33、tsfi为任一多跳级联设备对应的tsf值，di-1为任一多跳级联设备对应的补偿时长，tsf1为基准设备对应的tsf值。
34、根据本发明提供的双频数据传输系统，所述双频数据传输系统包括第一设备、第二设备以及第三设备，其中，所述第二设备在第一信道以及第二信道上利用频分复用ofdma，对所述第一设备以及所述第三设备进行数据发送以及接收，所述第二设备为ap，所述第一设备以及所述第三设备处于sta模式。
35、根据本发明提供的双频数据传输系统，所述双频数据传输系统包括第一设备、第二设备、第三设备、第四设备以及第五设备，其中，第一设备、第二设备以及第三设备构成的两跳场景作为第一全双工收发集合，第三设备、第四设备以及第五设备构成的两跳场景作为第二全双工收发集合；
36、在所述第一全双工收发集合中，所述第二设备在第一信道以及第二信道上利用频分复用ofdma，对所述第一设备以及所述第三设备进行数据发送以及接收，所述第二设备为ap，所述第一设备以及所述第三设备处于sta模式；
37、在所述第二全双工收发集合中，所述第四设备在第一信道以及第二信道上利用频分复用ofdma，对所述第三设备以及所述第五设备进行数据发送以及接收，所述第四设备为ap，所述第三设备以及所述第五设备处于sta模式。
38、本发明提供了一种双频低时延高可靠重传总体设计，其目的在于针对港口、煤矿等工业场景中的监控与控制系统进行优化，以满足其对于传输时延与丢包率方面的严苛要求，引入双频收发传输机制，通过设计不同信道进行时分收发切换实现全双工通信来降低时延；在多用户情况下，将长度较小而要求低时延高可靠性传输的下行控制数据汇聚后广播发送，也能够将多用户的重传数据与新传数据汇聚。通过汇聚减少帧头开销，避免因多次传输产生的帧间间隔带来时间上的额外开销；同时减少了信道竞争与反馈开销，并减少了发送时间碎片，节省了带宽资源；自定义反馈对下行控制数据进行确认以减少反馈过程带来的开销；采用双频反馈与重传，减少单一信道受到干扰对整个传输的影响，在规定的时延内可以重传更多次，实现了低时延高可靠性传输。
技术特征：
1.一种双频数据处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双频数据处理方法，其特征在于，在发送端向接收端发送第一下行控制数据之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的双频数据处理方法，其特征在于，在所述接收端向所述发送端发送第一上行数据之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求2所述的双频数据处理方法，其特征在于，所述第一下行控制数据的第一反馈信息包括所有多跳级联设备对应的每一下行反馈信息，所述下行反馈信息包括当前周期接收到所述第一下行控制数据的接收情况、上一周期对应的接收情况以及上上一周期对应的接收情况；
5.根据权利要求2所述的双频数据处理方法，其特征在于，所述llc头包括llc序号、子通道号、子通道序号、重传标识以及保留字节；
6.根据权利要求1所述的双频数据处理方法，其特征在于，所述接收端向所述发送端发送第一上行数据之后，所述发送端解析所述第一上行数据，得到所述第一反馈信息；
7.一种双频数据传输系统，其特征在于，包括级联连接的多个多跳级联设备，所述多跳级联设备为权利要求1-6中任一项所述的发送端或接收端，在发送端向接收端发送第一下行控制数据之前，还包括：
8.根据权利要求7所述的双频数据传输系统，其特征在于，所述将每一多跳级联设备对应的tsf值与每一多跳级联设备对应的补偿时长相加，包括：
9.根据权利要求7所述的双频数据传输系统，其特征在于，所述双频数据传输系统包括第一设备、第二设备以及第三设备，其中，所述第二设备在第一信道以及第二信道上利用频分复用ofdma，对所述第一设备以及所述第三设备进行数据发送以及接收，所述第二设备为ap，所述第一设备以及所述第三设备处于sta模式。
10.根据权利要求7所述的双频数据传输系统，其特征在于，所述双频数据传输系统包括第一设备、第二设备、第三设备、第四设备以及第五设备，其中，第一设备、第二设备以及第三设备构成的两跳场景作为第一全双工收发集合，第三设备、第四设备以及第五设备构成的两跳场景作为第二全双工收发集合；
技术总结
本发明提供了一种双频数据处理方法及系统，涉及通信技术领域，该方法包括：在第一信道的任一下行发送第一时段，发送端向接收端发送第一下行控制数据；在下行发送第一时段之后的上行发送第一时段，接收端向发送端发送第一上行数据；在第二信道的下行发送第二时段，发送端向接收端发送第二下行控制数据，上行发送第一时段的起点时刻与下行发送第二时段的起点时刻相同；在下行发送第二时段之后的上行发送第二时段，接收端向发送端发送第二上行数据。本发明引入双频收发传输机制，通过设计不同信道进行时分收发切换实现全双工通信来降低时延；将长度较小而要求低时延高可靠性传输的下行控制数据汇聚后广播发送，将多用户的重传数据与新传数据汇聚。
技术研发人员：熊亦菲,田斌
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23