En este artículo, los técnicos de comunicación inalámbrica de Ebyte Internet of Things resolvieron el mecanismo de procesamiento que puede reducir la tasa de pérdida de paquetes de red, como se muestra a continuación:

①Mecanismo de reducción de pérdida de paquetes de capa PHY:

La pérdida de paquetes en la capa física significa que el emisor envía una señal, pero el receptor no la recibe. Esta es también la razón más simple y común, generalmente la potencia del transmisor es baja y el transmisor está demasiado lejos del receptor.

En tal situación, la solución habitual es aumentar la potencia de transmisión para que la señal pueda transmitirse más lejos. Sin embargo, de acuerdo con la ley de Shannon, bajo el mismo ancho de banda del canal, cuanto menos información lleve la señal, menor será el requisito de SNR, y cuanto menor sea el requisito de SNR, menor será el requisito de potencia.

En este momento, además de aumentar la potencia, existe otra forma de expandir el espectro. Por ejemplo, el espectro ensanchado DSSS utilizado en un módulo inalámbrico ZigBee típico, el ancho de banda del canal ZigBee original es de 2MHz, es decir, puede emitir 2M 0 o 1 señales en 1 segundo. Por lo general, usamos 8 señales 0 o 1 para representar un byte, pero bajo la acción de DSSS, se requieren 64 señales 0 o 1 para representar un byte. De esta manera, usar una señal inalámbrica para transmitir un byte requiere 64 0 o 1. Incluso si la señal se distorsiona durante la transmisión, el extremo receptor puede corregir la señal. Es por eso que la estabilidad de transmisión de ZigBee es mejor que la comunicación de 433MHz. En circunstancias normales, la distancia de transmisión de ZigBee puede alcanzar 1 km cuando la potencia de transmisión es de 20dBm.

Otra situación es el problema de la antena. Cualquier tipo de antena tiene factor de ganancia de antena y directividad. Por lo general, la ganancia de una antena externa es mejor que la de una antena PCB, así que intente elegir una antena externa cuando haya espacio suficiente para el dispositivo. La directividad de la antena también es un factor a considerar. Por ejemplo, la cobertura de la señal de la antena de varilla es una esfera achatada. La señal de posición de la antena paralela es muy buena, pero la señal de posición de la línea de extensión de la antena El eje es mucho peor.

②El mecanismo de la capa MAC para reducir la pérdida de paquetes:

Tome el protocolo de la serie IEEE802.15.4 de ZigBee como ejemplo, la capa MAC del protocolo tiene las siguientes funciones importantes.

Sensor de portador y mecanismo CSMA:

El protocolo IEEE802.15.4 tiene un mecanismo CSMA basado en el sentido de la portadora. Antes de cada transmisión de señal, el dispositivo escuchará si el canal actual está ocupado y transmitirá señales cuando el canal esté libre. Muchos chips sub-G también tienen una función de detección de portadora, pero carecen de un mecanismo de protocolo como CSMA. CSMA estipula el método de monitoreo de canal: antes de transmitir, continúe monitoreando el canal durante un tiempo aleatorio, para evitar adecuadamente que dos dispositivos idénticos transmitan señales al mismo tiempo; intente enviar señales después de que llegue el tiempo aleatorio y luego vuelva a detectar si la transmisión falla Escuche una vez, y el siguiente rango de tiempo aleatorio continuará ampliándose (2 veces), para evitar que más dispositivos transmitan señales al mismo tiempo; si fallan varios intentos y se alcanza el número máximo de veces, entonces el la señal se considerará pérdida de paquetes.

Mecanismo de respuesta automática:

La capa MAC del protocolo IEEE802.15.4 tiene dos métodos de comunicación principales: transmisión y bajo demanda. Al ordenar al destino, el nodo de destino devolverá un marco ACK. Si el extremo emisor no recibe la trama ACK, intentará retransmitir la señal. Si no se recibe el ACK después de varias retransmisiones, el paquete se perderá. Además, cuando el extremo receptor responde con MAC-ACK, no está sujeto al mecanismo CSMA y puede enviarse a la fuerza.Después de que el extremo emisor envía con éxito la señal bajo demanda bajo el mecanismo CSMA, solo toma de 0,2 a 0,5 milisegundos. para recibir el ACK.

Por lo tanto, los fenómenos comunes que causan la pérdida de paquetes en la capa MAC son la pérdida de paquetes debido a una falla de CSMA y una falla de MAC-ACK.La diferencia con la pérdida de paquetes en la capa física es que el remitente mismo puede detectar ambos tipos de pérdida de paquetes. Por lo general, cuando se encuentra con este tipo de pérdida de paquetes, el procesamiento en la aplicación es la retransmisión. Sin embargo, la retransmisión también debe ser científica, por ejemplo, la retransmisión de la falla CSMA causada por una interferencia de señal maliciosa no se puede resolver, la retransmisión de la falla MAC-ACK causada por la inexistencia del objetivo receptor no se puede resolver.

Una serie de mecanismos de procesamiento en la capa PHY y la capa MAC están diseñados para reducir la pérdida de paquetes, pero no hay garantía de que no haya absolutamente ninguna pérdida de paquetes. Por lo tanto, lo más crítico en el diseño de aplicaciones inalámbricas es qué hacer cuando se encuentran paquetes. pérdida.