应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法与流程

本发明涉及通信网络技术领域，具体涉及一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法。

背景技术：

为了提高网络的覆盖范围，近年来多采用多跳的通信方式，相比于单跳网络，多跳网络的拓扑结构和数据传输方式较为复杂，传统的数据传输方式不再适用于多跳网络。在多跳网络中，中央控制器(cco)与节点之间的数据传输需要通过中继节点来实现，即cco与目标节点之间经过多跳传输实现。在多跳网络体系结构中，网络采用树形拓扑结构。cco维护整个网络的拓扑结构，网络中的节点以一跳或多跳的方式与cco进行通信。

传统的数据传输方式采用单播自上而下轮询的方式轮询每一个节点，在节点有反馈数据信息时，节点依次将反馈的信息发送给cco，中继节点仅进行转发，不对数据进行存储。在高密度网络环境中，当数据传输阶段节点有反馈信息时，每个节点单独将反馈信息经中继节点直接转发给cco，这种方法将导致系统开销较大，系统效率低效。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法，以达到减小多跳网络中系统的开销，提升系统效率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法，所述方法包括：

步骤1：中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树；

步骤2：子树的节点接收到数据请求帧后判断目的地址是否匹配，如果不匹配则转发数据请求帧，如果匹配则判断节点是否有数据发送，如果该节点没有上行数据要发送，节点将数据响应发送给该节点的父节点，如果该节点有上行数据要发送，该节点将数据发送给该节点的父节点并将反馈信息暂时存储于该节点的父节点；

步骤3：中央控制器按步骤2继续轮询与该节点同层的其余叶子节点，直至与该节点同层的节点轮询完毕；

步骤4：中央控制器向叶子节点的父节点发送数据请求帧，存储有叶子节点反馈信息的父亲节将叶子节点的反馈信息一并转发给该节点的父节点；

步骤5：继续执行步骤3，直至将子树所有的节点反馈信息转发至中央控制器；

步骤6：按步骤1至步骤5将多跳网络中其余的子树轮询完毕。

进一步地，所述中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树时，选择当前子树中跳数最多的节点开始轮询。

进一步地，所述中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树时，如果中央控制器有数据要发送给该多跳网络中的节点时，中央控制器中止当前轮询，中央控制器先轮询其要发送数据的节点并向该节点发送数据，数据传输完成后从轮询中止的地方继续轮询剩余的节点。

本发明具有如下优点：

本发明通过对多跳网络中的节点进行逆向轮询，逐层汇聚节点的反馈信息，将节点的反馈信息汇聚在一起后发送给中央控制器，提升系统效率，减小系统开销。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例公开的应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法流程图；

图2为本发明实施例公开的帧格式示意图；

图3为本发明实施例公开的多跳树形网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法，其工作原理是通过对多跳网络中的节点进行逆向轮询，逐层汇聚节点的反馈信息，将节点的反馈信息汇聚在一起后发送给中央控制器，以达到减小多跳网络中系统的开销，提升系统效率的目的。

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法，所述方法包括：

步骤1：中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树；

步骤2：子树的节点接收到数据请求帧后判断目的地址是否匹配，如果不匹配则转发数据请求帧，如果匹配则判断节点是否有数据发送，如果该节点没有上行数据要发送，节点将数据响应发送给该节点的父节点，如果该节点有上行数据要发送，该节点将数据发送给该节点的父节点并将反馈信息暂时存储于该节点的父节点；

步骤3：中央控制器按步骤2继续轮询与该节点同层的其余叶子节点，直至与该节点同层的节点轮询完毕；

步骤4：中央控制器向叶子节点的父节点发送数据请求帧，存储有叶子节点反馈信息的父亲节将叶子节点的反馈信息一并转发给该节点的父节点；

步骤5：继续执行步骤3，直至将子树所有的节点反馈信息转发至中央控制器；

步骤6：按步骤1至步骤5将多跳网络中其余的子树轮询完毕。

其中，所述中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树时，选择当前子树中跳数最多的节点开始轮询。

其中，所述中央控制器按序单播数据请求帧至以一跳节点为根节点的子树时，如果中央控制器有数据要发送给该多跳网络中的节点时，中央控制器中止当前轮询，中央控制器先轮询其要发送数据的节点并向该节点发送数据，数据传输完成后从轮询中止的地方继续轮询剩余的节点。

其中数据请求帧为帧的一种，帧格式如图2所示，帧说明如下：

帧控制域说明：

类型：占2个比特，可将帧共分为4种类型，目前使用控制帧，管理帧，数据帧。

子类型：占4个比特，用来区分同一种类型不同子类型的帧。

业务类型：占2个比特，根据节点的不同业务类型来区分，共4种业务类型。

js：占4个比特，用来标记当前节点到目的节点还需要的跳数。

sa、da、da1-da3：每一个都占12个比特，用来标记源地址以及目的地址，da1-da3表示中继节点的地址。

length：占10个比特，可表示的范围为0～1023，用来标记数据部分的长度。

data：data部分用来存放各种不同类型帧的数据部分信息。

帧类型说明：

如表1，针对目前的算法主要定义了三种类型的帧：数据帧、控制帧和管理帧。

数据帧的类型值为00，数据请求帧的子类型值定义为0000，数据响应帧的子类型值定义为0001。控制帧的类型值为01，确认(ack)的子类型值定义为0000。

数据请求(datarequest)——在数据传输阶段，cco通过轮询每一个节点发送数据请求帧，在其payload部分将封装cco需要下发给节点的信息。

数据响应(dataresponse)——当节点接收到cco发送的数据请求帧且该节点有数据要发送给cco时将发送此帧，在其payload部分将封装节点发送给cco的数据。

确认(ack)——ack用来对cco发送的数据请求帧的响应，与数据响应帧不同，当节点没有数据发送给cco时就返回ack。

表1帧类型以及子类型

如图3所示，以多跳网络为例：

1、在组网完成阶段cco已有整个网络的拓扑结构以及到达每个节点的路径表。按网络树形拓扑结构的子树轮询(一跳节点为子树的根)，从子树中跳数最多的叶子节点开始轮询。

2、cco发送数据请求帧(datarequest)给叶子节点7，经节点a、3转发给节点7，若节点没有上行数据要发送，节点仅做出数据响应(ack)给节点3，若此时节点有上行数据要发送，将数据发送给节点3，将反馈信息暂时存储于节点3。

3、cco按照步骤2继续轮询节点8，9。

4、cco发送数据请求帧(datarequest)给叶子节点的上一跳节点3，即汇聚了叶子节点反馈信息的节点3，此时将节点3聚集的反馈信息发送给节点a。

5、cco发送数据请求帧(datarequest)给叶子节点1，节点1将反馈信息发送给节点a。此时cco有数据要发送给节点5，则中止以节点a为根的子树的轮询。cco按照存储的节点5的逆向路由信息，即cco发送数据请求帧和数据帧给中继节点e，e转发数据请求帧和数据帧给节点5，当节点5做出数据响应后，cco继续从轮询中止的地方开始轮询过程，即cco继续轮询节点2。

6、轮询完节点2后按照步骤2轮询节点4，将其反馈信息转发给节点a。cco轮询节点a，将节点a存储的反馈信息发送给cco。

7、cco依次轮询子树b、c、d、e、f。

至此一个轮询周期结束。

采用逆向轮询的数据存储转发方法，由于节点反馈给cco的信息量很小，将反馈信息汇聚在一起发送给cco，可提高系统效率。轮询叶子节点次数越多，系统效率提升越显著。如图3，假设数据经过一次转发系统开销为t，若采取传统数据传输方式轮询节点7、8、9，系统开销为18t；若采取逆向轮询的数据存储转发方法，系统开销为17t，系统效率得到提升。

以上所述的仅是本发明所公开的一种应用于多跳网络中的逆向轮询数据反馈方法的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。