一种基于数传电台的网络通信协议设计.docx

一种基于数传电台的网络通信协议设计 组织方式。本协议中的数据帧格式如图3所示。 其中，Type字段占一个字节，其中bit0表示该数据帧的类型，0代表一般数据帧，1代表网络管理数据帧；bit1用于区分原帧与应答帧，0代表原帧，1代表应答帧；bit2用于标识该数据帧的本次传输是否由主节点发起，0代表由从节点发起，1代表由主节点发起；bit3-7暂未定义。To字段占一个字节，标识该数据帧的目的地址；From字段占一个字节，标识该数据帧的源地址；Seq.字段占一个字节，用于标识该原帧在发送队列中的序号，接收方正确接收数据后，在应答帧中沿用原帧Seq.值。Data字段占0-64个字节，为实际发送的数据。Resd.字段为保留字段，占一个字节，用于今后协议的扩展。Checksum字段占一个字节，为该数据帧的校验和。 3.1.2 差错限制设计 差错限制保证了数据帧发送的正确性。本设计中该功能由带超时检测的握手机制实现。原理即接收方对每次接收到的数据帧进行应答，发送方在发送数据后即启动定时器，规定时间内未收到应答即重发。因此，一次完整的数据通信过程由两次独立的数据收发构成。 3.1.3 多路访问限制设计 为了解决由多个电台同时发送数据带来的信道污染问题，并最大限度的利用电台的传输带宽，本设计采纳了轮询发送机制。主节点作为信道资源的安排者，依次为网络中的各节点安排信道运用权限，各节点在获得信道运用权限后完成一个数据帧的发送。 3.1.4 主节点数据转发流程 本设计中，全部节点间的数据通信均须经过主节点的转发实现。主节点接收到数据帧后假如发觉目的地址不是自己，则将Type置1后转发；从节点只接收由中心节点转发的数据，接收处理流程如图4所示。节点发送数据过程较为简洁，不再赘述。 3.2 网络层 网络层定义了基于电台的无线网络的组网方式，从节点的注册、注销机制及路由算法等。 3.2.1 电台网络组网 电台网络的组网是在主节点的限制下，由主节点与从节点的交互完成的，详细包括从节点的注册、注销两个过程。从节点的网络注册过程如图5所示，网络注销过程如图6所示。 3.2.2 路由算法 为了降低网络节点由于执行路由算法带来的开销，本设计采纳了层次型网络管理模式，一个星型网络代表一个通信子网，各子网间的通信由主节点负责转发。因此，路由表仅须由各子网的主节点负责维护。当一个通信子网的成员改变后，该子网的主节点会向其余各通信子网的主节点发送更新路由表恳求，经过各主节点确认后，完成路由表的全网更新。 3.3 传输预处理层 为了进一步更加有效的利用电台的传输带宽，在协议的传输预处理层引入了ASN.1标准中的PER压缩编解码规则，该规则具备冗余度低、编码紧凑、效率高等特点。经设计、编程验证，引入该编码规则后数据量可削减50%以上，带宽利用率明显提高。 4 结束语 本文提出了一种基于数传电台的组网解决方案。具体设计了电台网络拓扑结构及网络体系结构，对数据链路层、网络层、传输预处理层进行了清楚的划分并对各层功能的详细实现机制进行了介绍。设计的实现屏蔽了底层详细的通信方式，满意了网络编程的须要，进一步推广了数传电台的应用范围。 参考文献 1李贺禄，蒋凡，杨敬峰等.基于面对对象方法的ASN.1编解码的设计与实现J.计算机工程，2002，28：101-103. 作者单位 北京中油瑞飞信息技术有限责任公司 北京市 101007 第3页 共3页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页