CN111132383B - 一种窄带集群终端数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种窄带集群终端数据传输方法，包括：建立数据传输链路步骤，在集群终端之间建立N条数据传输链路，每条数据传输链路的两端分别为发送集群终端和接收集群终端；发送端将待发送数据拆包成N份数据子包，分别发送至其中N个发送集群终端，该N个发送集群终端将所接收的数据子包通过各自对应的数据传输链路发送至接收集群终端；所述接收集群终端将接收的数据子包发送至所述接收端，所述接收端将所有的数据子包进行组包，并还原成一个数据包。本发明的窄带集群终端数据传输方法，通过将待发送数据拆包成多个数据子包，并且采用多个集群终端同时发送的方式，提高了数据传输速率，可以解决单个集群终端传输速率低的技术问题。

Description

一种窄带集群终端数据传输方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体地说，涉及一种窄带集群终端数据传输方法。
背景技术
窄带集群相比宽带集群在可靠性和强抗毁能力方面优势极为明显，宽带集群采用蜂窝体制，覆盖区域非常小，相比窄带集群需增加10倍左右的基站，庞大的基础设施降低了整个***的抗毁性，在严重自然灾害和遇到恐怖袭击时，无法保证***的可靠运行。基础实施的庞大，使建设的造价和维护费用大幅提高，包括基站机房和链路租用的费用，二者约相差10倍左右，宽带与窄带集群***的关系不会形成简单地替代，而是互补。因此，窄带集群***将在未来很长的一段时间里作为应急通信的最后保障而存在。
然而窄带集群终端在数据传输方面弱势明显，受带宽的限制，其传输速率低，如何提高传输速率，是面临的主要技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术中窄带集群终端在数据传输受带宽的限制，存在传输速率低的技术问题，基于此，本发明提出了一种窄带集群终端数据传输方法，可以解决上述问题。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种窄带集群终端数据传输方法，包括：
建立数据传输链路步骤，在集群终端之间建立N条数据传输链路，每条数据传输链路的两端分别为发送集群终端和接收集群终端，其中，发送集群终端为发送端的集群终端，接收集群终端为接收端的集群终端，N为正整数；
数据发送步骤，所述发送端将待发送数据拆包成N份数据子包，分别发送至其中N个发送集群终端，该N个发送集群终端将所接收的数据子包通过各自对应的数据传输链路发送至接收集群终端；
数据接收与还原步骤，所述接收集群终端将接收的数据子包发送至所述接收端，所述接收端将所有的数据子包进行组包，并还原成一个数据包。
进一步的，建立数据传输链路步骤中，还包括协商确认数据传输链路数量N的步骤，发送端和接收端根据各自能够搜索到的发送集群终端数量和接收集群终端数量，协商确认数据传输链路数量N，所述数据传输链路数量N不大于发送集群终端数量和接收集群终端数量的最小值。
进一步的，协商确认数据传输链路数量N的步骤包括：
发送端首先通过其中一个发送集群终端向接收端发送建立数据传输链路请求，发送集群终端将该请求发送至接收集群终端；
接收集群终端收到建立数据传输链路请求后，将其发送至接收端；
接收端收到数据传输链路建立请求后，搜索其周围的所有的接收集群终端，并将所搜索到的接收集群终端的数量回传至所述发送端，由所述发送端确认数据传输链路数量N。
进一步的，发送端收到接收端回传的信息后，搜索其周围所有的发送集群终端，结合接收集群终端的数量，最终确定数据传输链路数量N。
进一步的，发送端还包括建立数据传输链路的集群终端对应表，并发送至接收端。
进一步的，建立数据传输链路步骤中，发送端和接收端分别通过蓝牙搜索各自周围的集群终端。
进一步的，建立数据传输链路步骤中，发送端和接收端搜索到各自的集群终端后，还包括蓝牙配对步骤：
发起端向被发起端发送鉴权申请数据包；
被发起端收到所述鉴权申请数据包后，对发起端进行鉴权，鉴权通过后，向发起端发送鉴权回复并使能自动配对；
发起端收到鉴权回复，并发起配对请求；
被发起端收到配对请求后，判断是否是已经鉴权过的设备发起的配对请求，如果是则自动进行配对，并通知发起端；如果是非授权设备则拒绝配对，并关闭自动配对功能；
发起端为发送端，被发起端为发送集群终端，或者发起端为接收端，被发起端为接收集群终端，或者发起端为接收集群终端，被发起端为接收端。
进一步的，所述鉴权申请数据包采用秘钥进行加密，鉴权申请数据包中至少包括MAC地址，鉴权信息。
进一步的，所述发送端还包括将待发送数据标记紧急级别，数据传输链路协商步骤中，还包括将待发送数据的紧急级别、数据大小以及发送端和接收端所搜到的集群终端的数量进行加权计算，得到数据传输链路数量N。
进一步的，数据接收步骤中，采用N个接收集群终端一一对应接收基站转发的N份数据子包，并且该N个接收集群终端将其所接收的数据子包发送至所述接收端。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的窄带集群终端数据传输方法，通过将待发送数据拆包成多个数据子包，并且采用多个集群终端同时发送的方式，提高了数据传输速率，可以解决单个集群终端传输速率低的技术问题。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 是本发明提出的窄带集群终端数据传输一种实施例示意图；
图2是本发明提出的窄带集群终端数据传输方法的一种实施例流程图；
图3是本发明提出的窄带集群终端数据传输方法的一种实施例中蓝牙配对示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
窄带集群对基站密集度要求低，具有抗毁性强，且基础维护费低的优点，作为应急通信的最后保障，在短时间内具有无法取代的地位。同时窄带集群在传输速率方面受带宽的限制存在缺陷。因此，在有限带宽的前提下，当然是数据传输速率越高越好、可靠性越高越好。基于此，本发明提出了一种窄带集群终端数据传输方法，可以解决上述问题，下面将以一具体实施例进行详细说明。
实施例一，本发明主要解决在应急条件下(仅集群通信)的数据传输问题。如图 1所示，将发送端和接收端单路传输升级为多路传输，从而达到成倍提高数据传输速度的效果。本实施例提出了一种窄带集群终端数据传输方法，如图1所示，该窄带集群包括发送端1和接收端2，发送端1具有若干个集群终端，为发送集群终端11，接收端2具有若干个集群终端，为接收集群终端21，如图2所示，该窄带集群终端数据传输方法包括：
建立数据传输链路步骤，在集群终端之间建立N条数据传输链路，每条数据传输链路的两端分别为发送集群终端11和接收集群终端21，其中，发送集群终端11为发送端1的集群终端，接收集群终端21为接收端2的集群终端，N为正整数；
数据发送步骤，发送端1将待发送数据拆包成N份数据子包，分别发送至其中N个发送集群终端，该N个发送集群终端将所接收的数据子包通过各自对应的数据传输链路发送至接收集群终端；
数据接收与还原步骤，接收集群终端将接收的数据子包发送至接收端2，接收端2将所有的数据子包进行组包，并还原成一个数据包。一般情况下，接收端2将N个数据子包全部接收完毕后，进行还原成一个完整的数据包，该数据包与发送端1在拆包前的数据包一致，数据传输准确性高。
本实施例的窄带集群终端数据传输方法，通过在集群终端之间建立N条数据传输链路，将待发送数据拆包成多个数据子包，并且采用多条数据传输链路同时发送的方式，最终由接收端将所有的数据子包进行组包和还原，形成完整的数据包，传输用时只需原来的1/N，达到成倍提高数据传输速率的效果，可以解决单个集群终端传输速率低的技术问题。
发送端和接收端可以是PC机或者上位机等智能处理设备。
由于数据传输链路的传输距离可能较远，发送集群终端与接收集群终端之间需要通过一个或者多个基站3进行转发，因此，本实施例中的数据发送步骤中，可以是发送集群终端将所接收的数据子包首先发送至基站，然后由基站根据相应的数据传输链路将数据子包转发至对应的接收集群终端。
不同发送端和接收端所能利用的集群终端的数量不同，集群终端的数量决定了可以建立数据传输链路的数量。不同的发送端与接收端之间、同一发送端和接收端在不同时间所能够建立的数据传输链路的数量可能都不相同，因此，建立数据传输链路步骤中，还包括协商确认数据传输链路数量N的步骤，用于协商确认当前所能够建立的数据传输链路数量。
具体的，发送端1和接收端2根据各自能够搜索到的发送集群终端数量和接收集群终端数量，协商确认数据传输链路数量N，数据传输链路数量N不大于发送集群终端数量和接收集群终端数量的最小值。为了提高数据传输的准确性，一条数据传输链路一般是一个发送集群终端和一个接收集群终端一一对应建立而成，所以，数据传输链路数量N不大于发送集群终端数量和接收集群终端数量的最小值。
由于发送端作为数据发送发起端，本实施例中优选由发送端进行协商确认数据传输链路数量，因此，协商确认数据传输链路数量N的步骤包括：
发送端1首先通过其中一个发送集群终端向接收端发送建立数据传输链路请求，发送集群终端将该请求发送至接收集群终端；
接收集群终端收到建立数据传输链路请求后，将其发送至接收端；
接收端收到数据传输链路建立请求后，搜索其周围的所有的接收集群终端，并将所搜索到的接收集群终端的数量回传至发送端，由发送端确认数据传输链路数量N。
本实施例中发送端与发送端集群之间、接收端与接收端集群之间采用无线通信的方式，可以避免数据量连接插拔繁琐，以及对硬件接口要求数量多的问题。
为了提高无线通信的安全性，无线通信的双方采用请求和应答的方式建立无线通信连接。
发送端1收到接收端2回传的信息后，搜索其周围所有的发送集群终端，结合接收集群终端的数量，最终确定数据传输链路数量N。
发送端1还包括建立数据传输链路的集群终端对应表，并发送至接收端2。集群终端对应表中记录有各数据传输链路的发送集群终端与接收集群终端之间对应关系。
建立数据传输链路步骤中，发送端和接收端分别通过蓝牙搜索各自周围的集群终端。蓝牙具有传输速率高和可靠性高的优点，发送端将数据分包后通过蓝牙接口将数据子包分发到各发送集群终端，发送集群终端根据集群终端对应表发送到相应的接收集群终端。
将集群终端分别与发送端和接收端通过蓝牙自动连接，替代传统模式的手动电缆连接，解决传统方式的操作繁琐与复杂问题。
建立数据传输链路步骤中，发送端1和接收端2搜索到各自的集群终端后，如图3所示，还包括蓝牙配对步骤：
发起端向被发起端发送鉴权申请数据包；
被发起端收到鉴权申请数据包后，对发起端进行鉴权，鉴权通过后，向发起端发送鉴权回复并使能自动配对；
发起端收到鉴权回复，并发起配对请求；
被发起端收到配对请求后，判断是否是已经鉴权过的设备发起的配对请求，如果是则自动进行配对，并通知发起端；如果是非授权设备则拒绝配对，并关闭自动配对功能；
发起端为发送端，被发起端为发送集群终端，或者发起端为接收端，被发起端为接收集群终端，或者发起端为接收集群终端，被发起端为接收端。
为了提高数据传输的安全性，鉴权申请数据包采用秘钥进行加密，鉴权申请数据包中至少包括MAC地址，鉴权信息。
可以采用对称加密算法以及收发双方独立拥有秘钥，确保通信的安全性，加密速度较快。同时通信双方都自己保存相同的一个秘钥，通信时不需要进行秘钥的传递，规避对称加密技术秘钥泄露的安全风险。实现通信加密双重保险,达到蓝牙文件传输安全性的目的。
发送端还包括将待发送数据标记紧急级别，数据传输链路协商步骤中，还包括将待发送数据的紧急级别、数据大小以及发送端和接收端所搜到的集群终端的数量进行加权计算，得到数据传输链路数量N。数据传输链路数量N不大于发送集群终端数量和接收集群终端数量的最小值是最基本的前提，同时，还可以根据紧急级别、数据大小，也即，只有在当紧急级别较高或者数据大小较大或者两者同时满足时N才可以取最大值，在紧急级别较低以及数据大小较小时，应当预留出空闲传输链路，以备传输其他数据。
本方案结合通信双方的集群终端可用数量、数据的紧急程度、数据大小等参数进行加权计算，实现资源利用最大化，有效提高窄带集群条件下的数据传输速率问题。
数据接收步骤中，采用N个接收集群终端一一对应接收基站转发的N份数据子包，并且该N个接收集群终端将其所接收的数据子包发送至接收端。
由于参与传输的集群终端较多时，会出现个别的数据传输链路的异常中断与数据包异常情况产生，为了避免上述情况导致无法正确传输数据，本方案在数据传输过程中，采用了如下方案：
在数据子包传输之前，发送端1发送文件大小与文件校验码到接收端2，接收端2结合链路数量N与文件大小，计算各数据包到达的理论时间。
每个数据子包在传输过程中携带了包号与该子包的文件校验码。
接收端2在数据接收过程中，根据理论到达时间判定数据子包的缺失情况，并通知到发送端1对其进行及时的重新分发与二次发送。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，包括：
建立数据传输链路步骤，在集群终端之间建立N条数据传输链路，每条数据传输链路的两端分别为发送集群终端和接收集群终端，其中，发送集群终端为发送端的集群终端，接收集群终端为接收端的集群终端，N为正整数；
数据发送步骤，所述发送端将待发送数据拆包成N份数据子包，分别发送至其中N个发送集群终端，该N个发送集群终端将所接收的数据子包通过各自对应的数据传输链路发送至接收集群终端；
数据接收与还原步骤，所述接收集群终端将接收的数据子包发送至所述接收端，所述接收端将所有的数据子包进行组包，并还原成一个数据包；
建立数据传输链路步骤中，还包括协商确认数据传输链路数量N的步骤；
协商确认数据传输链路数量N的步骤包括：
发送端首先通过其中一个发送集群终端向接收端发送建立数据传输链路请求，发送集群终端将该请求发送至接收集群终端；
接收集群终端收到建立数据传输链路请求后，将其发送至接收端；
接收端收到数据传输链路建立请求后，搜索其周围的所有的接收集群终端，并将所搜索到的接收集群终端的数量回传至所述发送端，由所述发送端确认数据传输链路数量N。
2.根据权利要求1所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，发送端和接收端根据各自能够搜索到的发送集群终端数量和接收集群终端数量，协商确认数据传输链路数量N，所述数据传输链路数量N不大于发送集群终端数量和接收集群终端数量的最小值。
3.根据权利要求1所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，发送端收到接收端回传的信息后，搜索其周围所有的发送集群终端，结合接收集群终端的数量，最终确定数据传输链路数量N。
4.根据权利要求3所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，发送端还包括建立数据传输链路的集群终端对应表，并发送至接收端。
5.根据权利要求2所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，建立数据传输链路步骤中，发送端和接收端分别通过蓝牙搜索各自周围的集群终端。
6.根据权利要求5所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，建立数据传输链路步骤中，发送端和接收端搜索到各自的集群终端后，还包括蓝牙配对步骤：
发起端向被发起端发送鉴权申请数据包；
被发起端收到所述鉴权申请数据包后，对发起端进行鉴权，鉴权通过后，向发起端发送鉴权回复并使能自动配对；
发起端收到鉴权回复，并发起配对请求；
被发起端收到配对请求后，判断是否是已经鉴权过的设备发起的配对请求，如果是则自动进行配对，并通知发起端；如果是非授权设备则拒绝配对，并关闭自动配对功能；
发起端为发送端，被发起端为发送集群终端，或者发起端为接收端，被发起端为接收集群终端，或者发起端为接收集群终端，被发起端为接收端。
7.根据权利要求6所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，所述鉴权申请数据包采用秘钥进行加密，鉴权申请数据包中至少包括MAC地址，鉴权信息。
8.根据权利要求1所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，所述发送端还包括将待发送数据标记紧急级别，数据传输链路协商步骤中，还包括将待发送数据的紧急级别、数据大小以及发送端和接收端所搜到的集群终端的数量进行加权计算，得到数据传输链路数量N。
9.根据权利要求1所述的窄带集群终端数据传输方法，其特征在于，数据接收步骤中，采用N个接收集群终端一一对应接收基站转发的N份数据子包，并且该N个接收集群终端将其所接收的数据子包发送至所述接收端。
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