一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法
2023-04-30 05:18:46 1
專利名稱：一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法
技術領域：
本發明涉及近距離無線通信技術領域，尤其涉及一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法。
背景技術：
NFC (Near Field Communication,近場通信)技術是由非接觸式射頻識別(RFID)技術及互聯互通技術整合演變而來，為了推動NFC技術的發展和普及，業界創建了近距離無線通信論壇(NFC Forum), NFC Forum定義了 NFC協議體系，在該體系中，NFC軟體棧是一種中間件，在上層為應用開發提供支撐；在底層操作NFC控制器。NFC軟體棧中設置有數據鏈路層，其最基本的功能是向該層用戶提供透明的和可靠的數據傳送服務，此外，數據鏈路層還擔負著成幀、糾錯、保序及流量控制的任務。在傳統的邏輯鏈路控制協議(NFC Forum Logical Link Protocl)中，並沒有對接收窗口尺寸進行強制規定，只是建議接收窗口尺寸取值範圍為(Γ15，因為近場通信協議的物理層是無線通信協議，容易出錯，如果接收窗口尺寸過小，會導致帶寬的浪費。邏輯鏈路控制協議是為P2P類業務服務的，這類服務的數據量一般較大，對應的數據幀也較大，因此如果接收窗口尺寸過大，則會要求較大的緩衝區，而NFC軟體棧一般是在嵌入式環境下工作，內存資源相對有限，較大的緩衝區將會對系統性能帶來影響。另外，當前多數NFC控制器晶片支持P2P應用時只能工作在passive模式下，該模式時一種半雙工的工作模式，只能一發一收，如果發送窗口和接收窗口尺寸過大，則可能會導致通信中的一方長期處於發送、重送的狀態，另一方的發送時間被佔用，從而造成帶寬利用率的不平衡與內存資源消耗之間的矛盾。因此，現有技術還有待於改進和發展。
發明內容
鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，旨在解決現有技術中近場通信時帶寬利用率不平衡、內存資源消耗大的問題。本發明的技術方案如下
一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，包括步驟
A、在邏輯鏈路層設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口；
B、根據上層應用確定的傳輸速率、信道質量確定的通信延遲時間以及數據幀的大小動態調節所述發送窗口尺寸及接收窗口尺寸；
C、所述發送窗口根據所述發送窗口尺寸的大小對發送端進行流量控制，所述接收窗口根據所述接收窗口尺寸的大小對接收端進行流量控制。
所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，所述接收窗口尺寸滿足ReceiveWindow= [FWT X DATARATE_MAX]/[ (2+Link Miu)X8],其中，ReceiveWindow 表示接收窗口尺寸，FWT表示通信延遲時間，DATARATE_MAX表示傳輸速率，Link Miu表示發送端與接收端建立連接時指定的參數。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，所述傳輸速率為106kbps、212 kbps 或 424 kbps。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，在所述接收端建立一緩衝區，用於緩衝接收到的數據幀。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，接收端數據幀的過程包括步驟
Al、接收端接收發送端發送的數據幀；
A2、判斷所述數據幀序號是否在接收窗口之內；
A3、當所述數據幀序號在接收窗口之內時，判斷所述數據幀序號是否等於接收窗口下
界；
A4、當所述數據幀序號不等於接收窗口下界時,將該數據幀序號對應的數據幀放入到緩衝區；
A5、當所述數據幀序號等於接收窗口下界時，在所述緩衝區中查找是否含有與該數據幀序號組成連續序列的數據幀；
A6、當在所述緩衝區中沒有找到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，向接收端返回一確認幀，確認收到數據幀序號等於接收窗口下界的數據幀；
A7、當在所述緩衝區中找 到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，將接收到的數據幀與所述能夠組成連續序列的數據幀組成數據幀組，向接收端返回一確認幀，確認收到所述數據幀組中序號最大的數據幀第i個數據幀。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，所述步驟A7中，返回確認巾貞後，接收窗口下界設置為FrameExpected =i+l,接收窗口上界設置為TooFar = (i+ Receiveffindow ) MOD (MaxSeq + I),其中，FrameExpected 表不接收窗口下界，TooFar表示接收窗口上界，MaxSeq表示接收端需發送的數據幀序號的最大值。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，發送端發送新的數據中貞時，對發送窗口上界加I。所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，發送端接收到接收端返回的確認幀時，判斷所述確認幀是否是發送窗口下界對應的確認幀，當是時，對發送窗口下界加1，否則將該確認幀的序號加I後作為新的發送窗口下界。有益效果本發明通過對邏輯鏈路層中設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口，並且還根據上層應用、信道質量及數據幀大小動態的調節發送窗口尺寸與接收窗口尺寸，從而實現平衡了帶寬利用率，又能很好的減少內存資源消耗的目的。
圖1為本發明近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法較佳實施例的流程圖。圖2為本發明中的發送窗口的結構示意圖。圖3為本發明中接收端數據幀過程的具體流程圖。
具體實施例方式本發明提供一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖1，圖1為本發明近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法較佳實施例的流程圖，如圖所示，其包括步驟
5101、在邏輯鏈路層設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口；
5102、根據上層應用確定的傳輸速率、信道質量確定的通信延遲時間以及數據幀的大小動態調節所述發送窗口尺寸及接收窗口尺寸；
5103、所述發送窗口根據所述發送窗口尺寸的大小對發送端進行流量控制，所述接收窗口根據所述接收窗口尺寸的大小對接收端進行流量控制。本發明中，發送窗口尺寸為SendWindow=(NextFrameToSend- AckExpected) MOD(MaxSeq + I),其中，SendWindow表示發送窗口尺寸,NextFrameToSend表示發送窗口上界，AckExpected表示發送窗口下界，MaxSeq表示需傳輸的數據巾貞序號的最大值；它們的意義是所述發送窗口上界為發送端需要發送的下一個數據幀的序號，所述發送窗口下界為發送端已發送但尚未收到的數據幀中的最小序號，所述數據幀最大序號為需傳輸的數據幀中的最大序號；
接收窗口尺寸為TooFar= (FrameExpected+ReceiveWindow) MOD (MaxSeq+ I),其中，TooFar表示接收窗口上界，FrameExpected表示接收窗口下界，MaxSeq表示需傳輸的數據中貞序號的最大值，R eceiveWindow表示接收窗口尺寸；它們的意義是所述接收窗口上界為接收端允許接收的數據幀中的最大序號，所述接收窗口下界為接收端即將接收到的數據幀的序號。其中，MOD表示模除，一種常用的二元運算，例如當a=bq+r，q是整數，並使其達到最大，此時，aM0Db=r。另外，上述步驟只是為了方便說明，並不代表是對先後順序的限定。通過上述步驟，對發送端的發送窗口及接受端的接收窗口進行了調節，從而使兩種窗口能夠更好的平衡帶寬利用率以及減少內存資源消耗。下面對發送窗口及接收窗口進行更詳細的說明。其中的發送窗口用來對發送端的流量進行控制，發送窗口的含義表示發送端已發送但還未收到確認幀的數據幀序號表，如圖2所示，其是一個最大尺寸為2n的發送窗口，這樣數據幀的序號為0 2n-l，2n-l為數據幀最大序號，其中的發送窗口上界與發送窗口下界之間的黑色部分表示發送窗口尺寸(已發送但尚未收到確認幀的幀序號表)，當發送端發送新的數據幀時，該數據幀的序號取值為發送窗口上界值，同時對上界加1，當發送端接收到發送窗口下界的確認幀時，發送窗口下界加1，當發送端接收到非下界幀的確認幀(其序號小於發送窗口上界)時，則將確認巾貞對應的序號加I作為新的發送窗口下界，從而對發送窗口進行調節，持續保持對發送端的流量進行控制。其中的接收窗口可以用來控制接收端可以接收哪些數據幀，對於接收端而言，只有數據幀的序號落入到接收窗口內的數據幀才能被接收端接收，接收窗口上界表示接收端允許接收的序號最大的數據幀，接收窗口下界表示接收端希望接收的數據幀的序號，任何落在接收窗口外面的數據幀都會被丟棄。
為了平衡帶寬利用率與內存資源消耗之間的矛盾，本發明不再採用傳統的做法，即根據經驗值靜態地指定接收窗口尺寸以及發送窗口尺寸，而是在每次通信建立連接時，根據上層應用、信道質量、數據幀大小等實際情況動態地計算接收窗口的尺寸以及發送窗口尺寸。以接收端為例，其中上層應用確定了通信的傳輸速率，傳輸速率可能為106Kbps，212Kbps，424Kbps，用變量DATARATE_MAX來表示傳輸速率(一般來說，該傳輸速率取上層應用確定的最大傳輸速率)，建立通信時可以在接收端的NFC控制器的generic gate (ETSITS 102 622標準術語)中讀取到DATARATE_MAX參數。信道質量確定了兩個NFC設備之間的通信延遲時間，通信延遲時間為302us至4949ms，用變量FWT來表示通信延遲時間，建立通信時可以在接收端的NFC控制器的generic gate中讀取到FWT參數。面向的通信對象不同，在Logical Link Control Protocol中採用的數據巾貞大小可能不同，通信雙方在建立連接時需要指定參數Link Maximum Information Unit (LinkMIU)，根據Link MIU可以計算出通信時的數據幀大小。如此，即可獲得所需的參數，然後，將接收窗口尺寸(ReceiveWindow)設置為 Receiveffindow = [FffT X DATARATE_MAX] / [ (2+Link Miu)X8]。同時，將發送窗口尺寸設置為與接收窗口尺寸相同，但發送窗口尺寸獲取時，其參數FWT、DATARATE_MAX是通過發送端的NFC控制器中讀取的。通過上面的步驟，可以很好解決帶寬利用率以及內存資源消耗之間的矛盾問題，發送窗口尺寸與接收窗口尺寸處於一個動態調節的過程， 而不是靜態地指定，從而實現即平衡了帶寬利用率，又能很好的減少內存資源消耗的目的。對於接收端而言，在接受端中會建立一個緩衝區，用來緩衝接收到的數據幀，如果接收到在接收窗口之內且不是接收窗口下界的數據幀，則會將該數據幀先放入到緩衝區。具體來說，如圖3所示，其包括步驟
5201、接收端接收發送端發送的數據幀；
5202、判斷所述數據幀序號是否在接收窗口之內；
5203、當所述數據幀序號在接收窗口之內時，判斷所述數據幀序號是否等於接收窗口下界；當該數據幀序號不在接收窗口之內時，則丟棄該數據幀，即進入步驟S208 ；
5204、當所述數據幀序號不等於接收窗口下界時，將該數據幀序號對應的數據幀放入到緩衝區；
5205、當所述數據幀序號等於接收窗口下界時，在所述緩衝區中查找是否含有與該數據幀序號組成連續序列的數據幀；
5206、當在所述緩衝區中沒有找到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，向接收端返回一確認幀，確認收到數據幀序號等於接收窗口下界的數據幀；
5207、當在所述緩衝區中找到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，將接收到的數據幀與所述能夠組成連續序列的數據幀組成數據幀組，向接收端返回一確認幀，確認收到所述數據幀組中序號最大的數據幀第i個數據幀；
5208、丟棄該數據幀。在上面的步驟S207中，返回確認幀後，還需對接收窗口進行如下調整接收窗口下界設置為FrameExpected =i+l，接收窗口上界設置為TooFar = (i + Receiveffindow )MOD (MaxSeq + I)。綜上所述，本發明通過對邏輯鏈路層中設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口，並且還根據上層應用、信道質量及數據幀大小動態的調節發送窗口尺寸與接收窗口尺寸，從而實現平衡了帶寬利用率，又能很好的減少內存資源消耗的目的。應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。`
權利要求
1.一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，包括步驟 A、在邏輯鏈路層設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口； B、根據上層應用確定的傳輸速率、信道質量確定的通信延遲時間以及數據幀的大小動態調節所述發送窗口尺寸及接收窗口尺寸； C、所述發送窗口根據所述發送窗口尺寸的大小對發送端進行流量控制，所述接收窗口根據所述接收窗口尺寸的大小對接收端進行流量控制。
2.根據權利要求1所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，所述接收窗口尺寸滿足ReceiveWindow=[FWTXDATARATE_MAX]/[(2+Link Miu) X8]，其中，ReceiveWindow表示接收窗口尺寸，FffT表示通信延遲時間，DATARATE_MAX表示傳輸速率，Link Miu表示發送端與接收端建立連接時指定的參數。
3.根據權利要求2所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，所述傳輸速率為106kbps、212 kbps或424 kbps。
4.根據權利要求2所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，在所述接收端建立一緩衝區，用於緩衝接收到的數據幀。
5.根據權利要求4所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，接收端數據幀的過程包括步驟 Al、接收端接收發送端發送的數據幀； A2、判斷所述數據幀序號是否在接收窗口之內； A3、當所述數據幀序號在接收窗口之內時，判斷所述數據幀序號是否等於接收窗口下界； A4、當所述數據幀序號不等於接收窗口下界時，將該數據幀序號對應的數據幀放入到緩衝區； A5、當所述數據幀序號等於接收窗口下界時，在所述緩衝區中查找是否含有與該數據幀序號組成連續序列的數據幀； A6、當在所述緩衝區中沒有找到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，向接收端返回一確認幀，確認收到數據幀序號等於接收窗口下界的數據幀； A7、當在所述緩衝區中找到能夠與該數據幀序號組成連續序列的數據幀時，將接收到的數據幀與所述能夠組成連續序列的數據幀組成數據幀組，向接收端返回一確認幀，確認收到所述數據幀組中序號最大的數據幀第i個數據幀。
6.根據權利要求5所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，所述步驟A7中，返回確認巾貞後,接收窗口下界設置為FrameExpected =i+l,接收窗口上界設置為TooFar = (i + Receiveffindow ) MOD (MaxSeq + I),其中，FrameExpected 表不接收窗口下界，TooFar表示接收窗口上界，MaxSeq表示需傳輸的數據巾貞序號的最大值。
7.根據權利要求1所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，發送端發送新的數據幀時，對發送窗口上界加I。
8.根據權利要求1所述的近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其特徵在於，發送端接收到接收端返回的確認幀時，判斷所述確認幀是否是發送窗口下界對應的確認幀，當是時，對發送窗口下界加1，否則將該確認幀的序號加I後作為新的發送窗口下界。
全文摘要
本發明公開一種近場通信軟體棧邏輯鏈路層的流量控制方法，其中，包括步驟在邏輯鏈路層設置用於對傳輸的數據幀進行流量控制的發送窗口及接收窗口；根據上層應用確定的傳輸速率、信道質量確定的通信延遲時間以及數據幀的大小動態調節所述發送窗口尺寸及接收窗口尺寸；所述發送窗口根據所述發送窗口尺寸的大小對發送端進行流量控制，所述接收窗口根據所述接收窗口尺寸的大小對接收端進行流量控制。本發明根據上層應用、信道質量及數據幀大小動態的調節發送窗口尺寸與接收窗口尺寸，從而實現平衡了帶寬利用率，又能很好的減少內存資源消耗的目的。
文檔編號H04L12/861GK103051558SQ20121051874
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者周寶忠, 肖堃, 申傑 申請人:惠州Tcl移動通信有限公司