面向工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的高可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議優(yōu)化

辛苗

摘 要：為了提高工業(yè)無(wú)線ad-hoc多跳網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，針?duì)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境和惡劣的射頻環(huán)境，運(yùn)用了鏈路質(zhì)量信息反饋和合適的差錯(cuò)控制方法，建立了動(dòng)態(tài)分解與合并報(bào)文機(jī)制，在兼顧網(wǎng)絡(luò)能量和帶寬效率的前提下，提高相鄰節(jié)點(diǎn)間的報(bào)文傳輸可靠性，提出了高可靠性的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)方案，即HR-CSMA/CA協(xié)議。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，HR-CSMA/CA協(xié)議與競(jìng)爭(zhēng)下的CSMA/CA協(xié)議相比，在高可靠性方面有明顯的提高，同時(shí)也提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和能量利用率。

關(guān)鍵詞：高可靠性;跨層設(shè)計(jì);鏈路質(zhì)量;差錯(cuò)控制;能量利用率

0 前言

近年來(lái)，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這使得無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。然而，面對(duì)著復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境和惡劣的射頻環(huán)境，如工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用中，大型器械、管道等對(duì)射頻信號(hào)的反射、衍射產(chǎn)生的多徑效應(yīng)，以及裝備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲干擾等，都會(huì)嚴(yán)重影響射頻信號(hào)的正確接收。這也極大地影響了工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘奶岣?。工業(yè)環(huán)境下，如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘貌坏奖Ｕ?，那么不僅會(huì)消耗節(jié)點(diǎn)的大部分能量和減少網(wǎng)絡(luò)的壽命，而且還會(huì)降低無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。這將嚴(yán)重地影響數(shù)據(jù)報(bào)文可靠性的提高。同時(shí)，在工業(yè)環(huán)境下，在均衡吞吐量和能量利用率的情況下，我們也越來(lái)越關(guān)心數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詥?wèn)題。因此，為了滿足工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸?，我們提出了無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸高可靠性的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)方案。

為了改善和提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，許多研究學(xué)者采用了許多的研究方法和思路對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中各層的可靠性進(jìn)行研究。例如，Subodh Pudasaini[1]等人為了在基于CSMA的分布式網(wǎng)絡(luò)中建立規(guī)模性的廣播傳輸方式，運(yùn)用了馬爾科夫鏈模型，提出了均衡吞吐量和可靠性的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)方案。Xiaomin Ma[2]為了改善和提高移動(dòng)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)的單跳廣播的可靠性和整體性能，提出了一維和二維的廣播分析模型。Nakjung Choi[3]等人利用了SRM和PARF手段來(lái)提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下的多播的多媒體流的可靠性和速率自適應(yīng)性。此外，Zvi Rosberg[4]等人在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)均衡數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院湍芰肯?，提出了結(jié)合節(jié)能數(shù)據(jù)可靠傳輸eESRT協(xié)議傳輸協(xié)議和ARQ協(xié)議的設(shè)計(jì)方案，以達(dá)到節(jié)能和減少端到端的延時(shí)的目的。于此同時(shí)，與傳統(tǒng)的嚴(yán)格的單層設(shè)計(jì)方案相比，跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)方案漸漸地顯露出優(yōu)勢(shì)，也獲得了廣泛地應(yīng)用。Shusen Yang[5]等人在異構(gòu)的移動(dòng)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)提出了基于MAC層和路由層的跨層設(shè)計(jì)框架，運(yùn)用了H-MANETs和雙通信信道的MAC協(xié)議，解決了鏈路的異步問(wèn)題，提高了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和整體性能。為了提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量利用率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，提出了一種安全的能量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊庾R(shí)的數(shù)據(jù)收集SERA協(xié)議[6]。此外，Hermann Simon Lichte[7]等人為了提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性和吞吐量，提出了自動(dòng)的合作的MAC協(xié)議。司偉生[8]等人在無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，利用忙音去感知多播的可靠性和有限的開(kāi)銷(xiāo)，獲取高可靠性的多播數(shù)據(jù)傳輸，提出了可靠的MAC協(xié)議，即RMAC協(xié)議。周瑩[9]等人為了提高多廣播的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議的可靠性，提出了MAC協(xié)議可靠性的概率模型。此外，為了達(dá)到提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性傳輸?shù)哪康?，許多的跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)方案被提出了[10-17]。

1 差錯(cuò)控制策略

差錯(cuò)控制是在發(fā)送端被發(fā)送的信息碼中增加一些多余的監(jiān)督碼，使得信息碼和監(jiān)督碼存在某種關(guān)系，因而，接收端對(duì)這種特定的關(guān)系進(jìn)行校驗(yàn)。一旦傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤，則信息碼和監(jiān)督碼之間的關(guān)系就被破壞了，接收端就會(huì)檢測(cè)出錯(cuò)誤，從而進(jìn)行錯(cuò)誤糾正。

差錯(cuò)控制作為數(shù)據(jù)鏈路層最重要的環(huán)節(jié)，由于錯(cuò)誤率的增加和可靠性的降低通常意味著能量消耗的增加，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行差錯(cuò)控制需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題是如何在可靠性和網(wǎng)絡(luò)能量效率間進(jìn)行有效折衷報(bào)文長(zhǎng)度優(yōu)化。無(wú)線鏈路較高的誤碼率使得報(bào)文長(zhǎng)度對(duì)于報(bào)文傳輸可靠性有較大影響，在確定的鏈路誤碼率條件下，報(bào)文越長(zhǎng)，傳輸失敗的概率越高。然而，報(bào)文長(zhǎng)度也非越短越好，由于控制開(kāi)銷(xiāo)（如控制幀、報(bào)文頭等）的存在，報(bào)文長(zhǎng)度越短，控制開(kāi)銷(xiāo)所占比例越大，協(xié)議效率越低。我們利用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信信息特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，建立了動(dòng)態(tài)合并與分解報(bào)文的思想，從而進(jìn)一步進(jìn)行鏈路協(xié)議機(jī)制的設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘脑u(píng)價(jià)的性能指標(biāo)就是誤比特率和誤碼率。如公式（1）所示：

Pb 是誤比特率，NEb 是錯(cuò)誤的比特的數(shù)目，N5b 是傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)總和。從上式可以得知，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，我們就要減少錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)。因而我們要采用的合適的差錯(cuò)控制方式來(lái)進(jìn)行差錯(cuò)控制，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

1.1混合差錯(cuò)控制方式

差錯(cuò)控制方式包括前向差錯(cuò)控制，檢錯(cuò)重發(fā)，和混合方式三種。前向差錯(cuò)控制是發(fā)送端可以發(fā)送可以糾正的編碼，當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)信息碼和監(jiān)督碼的關(guān)系被破壞了，接收端能夠糾正傳輸中的錯(cuò)誤，其優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信道，實(shí)時(shí)性好，但是隨著糾錯(cuò)能力的提高，設(shè)備的復(fù)雜度也提高了。檢錯(cuò)重發(fā)方式是在發(fā)送端，信息碼被插入監(jiān)督碼后，除了立即發(fā)送，還會(huì)暫存在緩沖存儲(chǔ)器中，若接收端譯碼器接收到錯(cuò)誤，會(huì)通過(guò)反饋信道發(fā)送重發(fā)指令。這時(shí)重發(fā)控制器控制緩沖存儲(chǔ)器重發(fā)一次。若接收數(shù)據(jù)正確，將接收的信息碼元發(fā)送給收信者。雖然能夠獲得很好的性能，但是增加了反饋信道，使得通信效率降低。所以我們采用了前向差錯(cuò)控制和檢錯(cuò)重發(fā)兩種方式的結(jié)合，即混合的差錯(cuò)控制方式。

根據(jù)[18]中對(duì)無(wú)線傳感器的效能分析，我們可以得出混合差錯(cuò)控制方式的優(yōu)勢(shì)。效能定義同時(shí)考慮了系統(tǒng)的能耗和可靠性。效能的定義式如（2）。分別對(duì)前向差錯(cuò)控制方式，檢錯(cuò)重發(fā)和混合方式進(jìn)行了效能分析。效能分析公式如（3-5）。

通過(guò)效能分析結(jié)果表達(dá)式，我們得知與前向差錯(cuò)控制和檢錯(cuò)重發(fā)控制方式相比，混合差錯(cuò)控制方式在能耗方面和可靠性方面都優(yōu)于其他兩種方式。所以，我們采用混合的差錯(cuò)控制方式來(lái)滿足工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸??；旌系牟铄e(cuò)控制實(shí)現(xiàn)方框圖如下圖1所示

1.2 動(dòng)態(tài)報(bào)文分解和合并報(bào)文機(jī)制

工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的可靠性的實(shí)現(xiàn)，直接關(guān)系到數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)目煽啃缘奶岣?。因此，我們建立了?dòng)態(tài)報(bào)文分解和合并報(bào)文機(jī)制來(lái)改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。然而，?shù)據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短也關(guān)系到數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?shù)據(jù)報(bào)文越長(zhǎng)，報(bào)文容易丟失和發(fā)生錯(cuò)誤，報(bào)文越短，報(bào)文的協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)和能量消耗會(huì)增大。我們利用鏈路質(zhì)量信息對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行合理的分解和合并，從而減少能量損耗和沖突碰撞。

在數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送端時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)度劃分為N個(gè)固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)報(bào)文段，根據(jù)報(bào)文在數(shù)據(jù)信道傳輸情況，如果鏈路反饋的誤比特率低時(shí)，適時(shí)的在發(fā)送端增加數(shù)據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)度，以便數(shù)據(jù)報(bào)文得到可靠的傳輸，同時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文在傳輸過(guò)程中捎帶確認(rèn)的方式，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｈ绻溌贩答伒恼`比特率較大時(shí)，我們減少報(bào)文發(fā)送的長(zhǎng)度。從而減少數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)牟铄e(cuò)，我們把信道的流量信息添加到數(shù)據(jù)報(bào)文的填充字段中，以幫助各個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)了解信道的使用情況，減少數(shù)據(jù)報(bào)文的沖突和信道的競(jìng)爭(zhēng)。在接收端，節(jié)點(diǎn)檢查數(shù)據(jù)報(bào)文中目的地址與自己節(jié)點(diǎn)的地址是否一致，如果一致，對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，如果沒(méi)有錯(cuò)誤，節(jié)點(diǎn)才開(kāi)始接受數(shù)據(jù)報(bào)文并進(jìn)行確認(rèn)。如果有錯(cuò)誤，節(jié)點(diǎn)將會(huì)利用混合差錯(cuò)控制方式進(jìn)行糾錯(cuò)，糾正以后再接收數(shù)據(jù)。最后，數(shù)據(jù)報(bào)文接收完后，對(duì)分解的數(shù)據(jù)報(bào)文按照序列號(hào)進(jìn)行合并，然后傳遞給上層進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文處理。

如上圖所示，數(shù)據(jù)報(bào)文在發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)文沖突或者報(bào)文丟失嚴(yán)重的情況下，我們對(duì)丟失的數(shù)據(jù)報(bào)文段進(jìn)行分解再傳輸，盡量減少報(bào)文的沖突和丟失的發(fā)生率，從而達(dá)到提高無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)高層數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)目煽啃缘哪康摹?/p>

2 MAC協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了達(dá)到提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，我們?duì)CSMA/CA協(xié)議做了改進(jìn)。首先我們對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行了改進(jìn)，如圖3所示，數(shù)據(jù)幀包括前導(dǎo)標(biāo)示符Preamble，物理協(xié)議參數(shù)PLCP，MAC幀頭，用戶數(shù)據(jù)User DATA和校驗(yàn)部分CRC。根據(jù)鏈路質(zhì)量反饋的信息，獲取信道的誤比特率和流量信息情況。我們把鏈路質(zhì)量信息添加到MAC數(shù)據(jù)幀頭進(jìn)行傳輸，方便接收節(jié)點(diǎn)了解鏈路情況。其次，如圖4所示，我們對(duì)CSMA/CA協(xié)議運(yùn)行策略進(jìn)行了改進(jìn)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗后，我們進(jìn)行了數(shù)據(jù)失敗重傳機(jī)制的改進(jìn)。節(jié)點(diǎn)會(huì)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)送窗口CW和數(shù)據(jù)發(fā)送速率，減少數(shù)據(jù)之間的沖突和碰撞。最后，為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕覀兺瑯硬捎昧薘TS/CTS+ACK握手確認(rèn)機(jī)制。

如下圖所示，HR-CSMA/CA協(xié)議機(jī)制的原理：

（1）首先，組建工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)初始化。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，源節(jié)點(diǎn)首先會(huì)檢測(cè)自己的NAV是否為零，如果NAV為零，節(jié)點(diǎn)開(kāi)始偵聽(tīng)無(wú)線信道的使用情況。如果NAV不為零時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行退避算法，直到NAV為零才再次訪問(wèn)信道。

（2）若節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)之前，節(jié)點(diǎn)會(huì)開(kāi)始偵聽(tīng)信道的使用情況。LBT是在每次開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)之間都會(huì)采用偵聽(tīng)信道10s的時(shí)間，以免不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突。若信道空閑，則節(jié)點(diǎn)才開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，采用了RTS/CTS+ACK握手確認(rèn)機(jī)制。若信道繁忙，節(jié)點(diǎn)同樣執(zhí)行退避算法。

（3）如果數(shù)據(jù)被成功的傳輸，節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)，將會(huì)進(jìn)行休眠狀態(tài)，等待再次被喚醒。如果數(shù)據(jù)沒(méi)有被成功的傳送，節(jié)點(diǎn)會(huì)增大下一次發(fā)送窗口CW以獲得更大的成功傳送機(jī)率。同時(shí)，根據(jù)信道流量信息，降低數(shù)據(jù)發(fā)送的速率，以達(dá)到提高數(shù)據(jù)傳送的成功率。然后節(jié)點(diǎn)也會(huì)執(zhí)行退避算法，設(shè)置NAV等待再次訪問(wèn)信道。

（4）如果數(shù)據(jù)再次被重傳時(shí)，仍然沒(méi)有被成功的接收，直到超出重傳次數(shù)，數(shù)據(jù)發(fā)送情況上報(bào)高層，由高層決定是否重傳。同樣，如果數(shù)據(jù)被成功的傳送，目的節(jié)點(diǎn)會(huì)把數(shù)據(jù)傳送到高層，等待高層的處理。

終上所述，為了工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠性傳輸，我們?cè)贛AC層采用了HR-CSMA/CA協(xié)議。在數(shù)據(jù)傳輸前，運(yùn)用了LBT機(jī)制進(jìn)行了偵聽(tīng)信道，采用了RTS/CTS+ACK握手確認(rèn)機(jī)制去可靠地傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)沒(méi)能成功傳輸?shù)那闆r下，我們運(yùn)用了發(fā)送窗口和速率自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制。在數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)那闆r下，使節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)入休眠機(jī)制，已達(dá)到節(jié)能的目的。

3 路由層傳輸機(jī)制

在工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)所形成的網(wǎng)絡(luò)是多跳的，合理的路由傳輸機(jī)制對(duì)于數(shù)據(jù)的可靠傳輸也是很重要的。我們簡(jiǎn)要地闡述一下路由傳輸策略。根據(jù)無(wú)線傳感器特點(diǎn)和無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的節(jié)能和可靠性傳輸提出了要求。節(jié)點(diǎn)在傳輸報(bào)文時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)首先進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)的階段，路由路徑建立后，多跳中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)都接收的報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)送RREP。如果報(bào)文發(fā)送過(guò)程中斷，立刻進(jìn)行路由路徑修復(fù)，然后RREQ去請(qǐng)求重新發(fā)送直到發(fā)送完成。為了提高數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)目煽啃?，路徑選擇一條次佳路徑作為傳輸?shù)膫溆梅桨浮榱诉_(dá)到節(jié)能的目的，對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送完成的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠機(jī)制，等待喚醒。

如圖5和圖6所示，我們可以得知當(dāng)最佳路徑的鏈路中斷，并不會(huì)影響數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸，我們可以進(jìn)行鏈路修復(fù)或者直接使用次佳路徑完成數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸。提高數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)目煽啃?。?dāng)然，我們假設(shè)次佳路徑的節(jié)點(diǎn)的并不會(huì)移動(dòng)超出各自的偵聽(tīng)范圍和功率發(fā)送范圍。如果次佳路徑的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)超出了范圍，我們將只能采用鏈路修復(fù)，如果鏈路修復(fù)不成功，將鏈路情況通過(guò)MAC層傳遞到高層，告知數(shù)據(jù)傳輸失敗，由高層決定數(shù)據(jù)是否繼續(xù)傳輸。

4 性能分析

在這節(jié)，我們運(yùn)用NS2仿真軟件對(duì)CSMA/CA協(xié)議和改進(jìn)的CSMA/CA協(xié)議，即HR-CSMA/CA協(xié)議，進(jìn)行建模和仿真。我們主要對(duì)兩種協(xié)議的可靠性，吞吐量和能耗方面進(jìn)行了仿真和結(jié)果分析。我們?cè)O(shè)定數(shù)據(jù)的傳輸速率變化從0到120pkts/s。得出了數(shù)據(jù)包的傳輸率，吞吐量和能耗的變化曲線和柱狀圖如7-8所示。

如上圖所示，我們可以得知HR-CSMA/CA協(xié)議在數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性，吞吐量和能耗等方面的性能都優(yōu)于CSMA/CA協(xié)議，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率增大時(shí)，兩種協(xié)議方式的數(shù)據(jù)包的發(fā)送率雖然都降低了，但是新提出的協(xié)議仍然有較高的數(shù)據(jù)發(fā)送速率。由于數(shù)據(jù)發(fā)送速率增大，數(shù)據(jù)之間的沖突增大，必然導(dǎo)致能耗增大，吞吐量的曲線也趨于平穩(wěn)。由于新的協(xié)議是基于吞吐量和可靠性均衡提出來(lái)的。同時(shí)，能耗也是在設(shè)計(jì)MAC協(xié)議的考慮范圍之內(nèi)。因此，HR-CSMA/CA協(xié)議在提高工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的性能的方面優(yōu)于CSMA/CA協(xié)議。

5 結(jié)論

本文針對(duì)工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，采用了跨層優(yōu)化手段，提出了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃缘腗AC協(xié)議設(shè)計(jì)方案，即HR-CSMA/CA協(xié)議。根據(jù)鏈路質(zhì)量反饋信息，如誤比特率和信噪比，采用了合適的差錯(cuò)控制方法，建立了動(dòng)態(tài)的報(bào)文分解和合并機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠性傳輸，在MAC層，提出了高可靠性MAC協(xié)議設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，對(duì)路由層的傳輸機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)這些改進(jìn)，在很少影響吞吐量的情況下，使得信道的帶寬利用率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅颂岣?，減少了能量浪費(fèi)。本文為實(shí)現(xiàn)工業(yè)無(wú)線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可靠性傳輸提供了可能。

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