[發(fā)明專利]一種多跳多信道工業(yè)無(wú)線通信鏈路重傳優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210089675.9
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102781007A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許洪華;劉科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H04W16/02
• 分類號(hào): H04W16/02;H04W16/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體的涉及一種多跳多信道工業(yè)無(wú)線通信鏈路重傳優(yōu)化方法。?

背景技術(shù)

工業(yè)無(wú)線系統(tǒng)部署靈活，維護(hù)方便，安裝和使用成本低等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用是必然趨勢(shì)。另一方面，工業(yè)無(wú)線通信還面臨可靠性、實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全等方面技術(shù)問(wèn)題，還難以推廣應(yīng)用。其中，可靠性難以滿足要求是制約工業(yè)無(wú)線發(fā)展的主要瓶頸。?

與商用和民用無(wú)線通信相比較，兩個(gè)方面因素使工業(yè)無(wú)線通信可靠性面臨挑戰(zhàn)。首先，工業(yè)無(wú)線通信環(huán)境惡劣。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在著嚴(yán)重的電磁干擾，如現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)電網(wǎng)、高頻振動(dòng)、電弧等對(duì)無(wú)線通信干擾嚴(yán)重，無(wú)線信道質(zhì)量難以保證。而且，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備密集，考慮缺少視距傳輸路徑，現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)一般以多跳的方式通信和組網(wǎng)。多跳無(wú)線通信鏈路中，任何一跳子鏈路通信失敗都會(huì)導(dǎo)致通信失敗，易于使端到端的通信可靠性急劇下降。?

現(xiàn)有工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)儀表一般采用數(shù)據(jù)重傳和慢跳頻技術(shù)改善無(wú)線通信容錯(cuò)能力，即分配固定次數(shù)的重傳Slot，通信失敗后在新的時(shí)隙和信道上重新發(fā)起通信。如一些主流工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)，包括Wireless?HART、SP100、WIA-PA等，都采用了類似技術(shù)。這些技術(shù)存在不足是，第一，重傳次數(shù)在各跳子鏈路采用了平均分配方式，沒(méi)有根據(jù)鏈路質(zhì)量?jī)?yōu)化分配；第二，慢跳頻信道沒(méi)有基于信道質(zhì)量進(jìn)行排名，實(shí)際是盲跳頻，導(dǎo)致鏈路可靠性存在不確定性。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種多跳多信道工業(yè)無(wú)線鏈路重傳優(yōu)化方法，將重傳時(shí)隙和跳頻序列作為可調(diào)度的通信資源，以提高可靠性為目標(biāo)，進(jìn)行資源調(diào)度優(yōu)化，從而提高工業(yè)無(wú)線通信可靠性。?

樣處理廠的告知系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

一種多跳多信道工業(yè)無(wú)線通信鏈路重傳優(yōu)化方法，其特征在于，基于貪婪算法的求解算法，從而實(shí)現(xiàn)各跳時(shí)隙和信道的優(yōu)化分配，包括以下步驟：

a．應(yīng)用頻譜感知技術(shù)，對(duì)跳頻序列進(jìn)行信道評(píng)估，得到各個(gè)子鏈路認(rèn)知信道標(biāo)號(hào)序列；

b．初始化信道參數(shù)，取各個(gè)子鏈路認(rèn)知序列中的的第1個(gè)信道，為各個(gè)子鏈路分配1個(gè)時(shí)隙作為初始值，t=1，i=1；

c．增加1個(gè)時(shí)隙，取各個(gè)子鏈路認(rèn)知信道序列下一個(gè)信道，t=t+1；

d．計(jì)算子鏈路增益函數(shù)值K_i(d_i)；

e．計(jì)算i=i+1；

f．判斷i是否大于N；

g．如果i>N，搜索子鏈路增益函數(shù)值最大值，存儲(chǔ)所在跳數(shù)n*，為該子鏈路時(shí)隙分配值加1，dn^*=?dn^*+1；

h．判斷t是否大于D-N；

i．如果t>D-N，輸出時(shí)隙分配序列和各個(gè)子鏈路認(rèn)知信道標(biāo)號(hào)序列；

j.以超幀下載時(shí)隙分配序列和各個(gè)子鏈路認(rèn)知信道標(biāo)號(hào)序列到各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步的，在所述步驟g中，如果I<N，則程序返回步驟d重復(fù)執(zhí)行。?

進(jìn)一步的，在所述步驟i中，如果t<D-N，則程序返回步驟c重復(fù)執(zhí)行。?

本發(fā)明的原理是：?

1）通過(guò)頻譜感知技術(shù)，對(duì)每一子鏈路可用信道按照信道質(zhì)量從好到差進(jìn)行排序，得到新的可用信道序列，稱為認(rèn)知信道序列；每次在子鏈路上數(shù)據(jù)重傳時(shí)，按照認(rèn)知信道序列順序切換信道；

2）定義子鏈路增益函數(shù)?，其含義表示當(dāng)前子鏈路上分配的時(shí)隙數(shù)量為，若再多分配1個(gè)時(shí)隙，子鏈路的可靠性增益；

3）每分配1個(gè)重傳時(shí)隙，計(jì)算各個(gè)子鏈路的增益函數(shù)值，將該時(shí)隙分配給增益函數(shù)值最大的子鏈路發(fā)送節(jié)點(diǎn)。顯然，在每個(gè)子鏈路中，子鏈路增益函數(shù)值隨重傳時(shí)隙增加而遞減，因此，這種重傳分配方法可以使整個(gè)鏈路可靠性達(dá)到最優(yōu)。

本發(fā)明的有益效果是：?

本發(fā)明給出一種單信道多跳工業(yè)無(wú)線通信鏈路重傳時(shí)隙分配優(yōu)化方法，能夠根據(jù)多跳鏈路中每一跳信道質(zhì)量情況，優(yōu)化分配時(shí)隙資源，從而最大化鏈路通信可靠性，避免平均分配時(shí)隙造成通信可靠性瓶頸。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的多跳多信道通信鏈路模型圖；?

圖2為本發(fā)明的方法步驟流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。?