[發明專利]一種適用于無線傳感器網絡的信道自適應多速率調整方法

有效

• 申請號: 201110230880.8
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102368859A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 解永生;王翔;周磊磊;付耀光;王營冠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W28/22
• 分類號: H04W28/22;H04W84/18;H04L1/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種適用于無線傳感器網絡的信道自適應多速率調整方法，其特征在于所述的多速率調整方法為混合多速率調整方法，是將快信道調整策略和慢信道策略結合在一起，通過信道的統計信息自適應的選擇最佳的多速率調整策略。

2.按權利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步驟：

A、初始多速率方法的選擇，

B、數據幀發送流程，

C、多速率調整方法自適應選擇，

D、快信道多速率調整方法，

E、慢信道多速率調整方法；

其中，A)初始多速率調整方法選擇

無線傳感器網絡節點初始傳輸時，采用快信道多速率調整策略，以快速適應未知的無線信道狀況；

B)數據幀發送流程

完成多速率方法的選擇后，發送方根據相應的多速率調整方法判決最佳的傳輸速率，然后將該速率作為當前傳輸速率發送數據幀；如果在規定的時間間隔內接收到應答幀，則發送方更新多速率調整方法和下次傳輸速率，并等待下一數據幀的到來；如果在規定的時間間隔內沒有接收到應答幀，則發送方更新多速率方法策略及下次傳輸速率，并根據更新后的傳輸速率重新發送該數據幀；

C)多速率調整策略自適應選擇

當工作在快速變化信道環境時，節點進入快信道調整策略狀態，通過握手方式選擇最佳的傳輸速率；當工作在慢變化環境時，節點進入慢信道策略狀態，通過統計歷史傳輸成功信息選擇最佳的傳輸速率；信道自適應多速率調整方法是通過對信道的發送情況進行統計，當處于快變信道策略模式時，若連續SlowThresh個數據包均以相同速率發送并成功，則認為信道為慢變狀態，切換為慢變信道策略模式，避免握手交換帶來的功耗開銷；當處于慢變信道策略模式時，若連續出現數據傳輸失敗，并無法通過降低傳輸速率解決傳輸失敗時，認為信道處于快變狀態，因而切換為快變信道策略模式，以提高傳輸成功率，降低傳輸失敗帶來的功耗開銷；

D)快信道多速率調整方法

當處于快信道策略狀態時，收發雙方通過握手交互判決最佳傳輸速率；在發送數據幀前，首先由發送方發出速率判決請求幀。接收方在接收到該請求幀時，通過接收時信道測量值評估當前信道的質量，并判決最佳傳輸速率；最后，接收方通過速率判決確認幀將最佳速率信息反饋到接收端，完成最佳速率的握手判決；

E)慢信道多速率調整方法

處于慢信道策略狀態時，發送方根據歷史信道統計信息判決最佳的傳輸速率；若連續SlowSuccThresh次以相同速率發送成功，則發送方將提高一個速率等級進行發送；如果提高該傳輸速率等級后的首次發送失敗，則發送方將恢復原有的速率等級發送；否則，保持該速率等級不變；若在同一速率等級下，發送方有連續SlowFailThresh次發送失敗，則降低一個速率等級進行發送。

3.按權利要求2所述的方法，其特征在于通過對發送情況進行統計，處于快變信道策略模式時，若連續若干數據包均以相同速率發送成功，則切換為慢變信道策略模式；處于慢變信道策略模式時，若連續出現數據傳輸失敗，并無法通過降低傳輸速率解決傳輸失敗時，則切換到快信道策略模式；當處于快信道策略狀態時，收發雙方通過握手交換判決最佳傳輸速率；當處于慢信道策略狀態時，發送方通過歷史傳輸統計信息選擇最佳傳輸速率。

4.按權利要求2所述的方法，其特征在于所述的數據幀發送流程為：

1)發送方等待數據幀；

2)更新當前的多速率策略，CurrStatus＝NextStatus；

3)按照所選擇的多速率策略，判決更新當前傳輸速率CurrRate；

4)以選擇的傳輸速率等級CurrRate發送數據幀，并等待應答幀；

5)如果在規定時間內接收到應答幀，轉至步驟6)；如果未接收到應答幀，則轉至步驟2)重新發送；

6)當前數據幀發送完成，等待新數據幀。