基于SI4432的高性能无线收发应用平台设计

4 高性能应用设计
在实际的产品应用中，通常采用ACK握手信号、载波监听多路访问/冲突防止(CSMA/CA)等机制来保证数据收发的高效、稳定、可靠。而SI4432硬件不支持这些机制。为了增加本系统的高效适应性，设计了以下高性能通信机制。
4.1 基于ACK的双向通信
在无线数据传输过程中，为了确保发送过程的可靠性，发送端需要一应答信号以确保发送数据已被准确无误接收。本设计中，接收端也可以通过ACK数据包发送有效数据至发送端，大大提高了信道的使用率。应答信号数据包格式如图5所示。

图5中，ACK控制字节的数据格式如图6所示。如果发送节点需要一反馈以判断数据包是否到达目的地，则需要将应答请求位(ACKRQ位)置1。发送完数据包以后，自动转为接收状态，等待ACK状态的到来并接收应答信号数据包。如果接收节点接收到有效数据包且检测到ACK控制字节中的ACKRQ位为1，则会自动产生应答信号并且发送至发送节点。应答信息数据包中，ACK控制字节中的应答标志位(ACK位)被置1，并且有效数据为接收节点发给发送方的数据(当不需要发送有用数据时，全部用0x00填充)，同时源地址和目的地址相互交换。具体通信过程如图7所示。

程序中，为了防止发送节点长时间地等待，设定只需等待固定的时间，等待的时间长短主要由实际的网络参数决定：是否使能了包转发、实际的数据速率等。若在规定的时间内，发送方未能接收到ACK数据包，则进入ACK接收错误状态；若成功接收将进入休眠、发送或是空闲状态。
　使用ACK信号可以实现收发节点的双向通信，能很好地解决手动切换无线收发状态导致双方互相等待的问题，同时只在需要ACK信号的应用中才附带应答有效信息，减少不必要的通信过程，大大提高了系统的稳定性和高效性。
4.2 精简的CSMA/CA发送机制
　在无线通信过程中，在一个通信域内可能存在几十个乃至几百个无线终端同时工作。在这样复杂的无线网络中，无线数据发送频繁，发生碰撞不可避免。当数据发送发生碰撞时，意味着有数据帧丢失。为了尽可能地避免由于发送数据时发生碰撞而导致数据帧的丢失，必须引入一种可以避免发送碰撞的机制。