[發明專利]一種射頻發射機的數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201310697431.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104717727B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 邱國旺;劉祥天;于峰崎
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W52/24
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 郝明琴

本發明公開了一種基于射頻發射機的數據傳輸方法。一般收發機射所消耗的能量遠遠高于數字電路部分，需要能量優化；同時非實時傳輸系統在數據傳輸中易產生緩存器堆積數據溢出的風險，傳輸數據時延大的問題。本發明較好的解決了這一問題，對數據傳輸過程采用能量優化的自適應調制技術，系統以自適應調制傳輸的固定切換邊界為基礎，配合根據發射機信源產生數據的速率R0和衰落信道分布信息求出的截止衰落深度g*作為各類調制方式切換準則，調制方式切換完成后發射機進行功率控制，采用最低發射功率發送數據；同時保持對緩存器容量的檢測，一般數據容量超過所預設的緩存器固定百分比值，重置截止信道增益為最低階調制方式切換閾值。

技術領域

本方法涉及無線鏈路數據傳輸系統，具體涉及一種利用自適應調制的數據傳輸方法達到節約射頻前端能耗同時有效利用信道容量的目的數據傳輸方法。

背景技術

隨著CMOS技術的發展，數字電路所需的供電電壓和消耗的功率降低了許多，然而射頻前端電路和模擬電路所需的供電電壓和消耗的功率依然維持在比較高的水平。事實上，在許多收發機上，射頻前端電路所消耗的能量遠遠高于數字電路部分。對于單用戶點對點通信系統，系統能耗除了受路徑損耗和多徑衰落的影響外，還受到信號占用帶寬、峰均功率、符號速率、星座大小和脈沖成形濾波器的影響。為節約射頻前端電路能耗，可以在保證通信質量和緩存器數據不溢出的條件下，當信道衰落嚴重時，暫停傳輸數據可以避免消耗大量能量；等到信道條件好轉時，加大傳輸功率，用高階調制進行數據傳輸可以充分利用信道容量。

在現行的通信中，數據產生后可以在存儲器中緩存短暫時間，再發送出去，比如用手機通過WIFI無線網絡發送電子郵件或上傳圖片，用戶只需要將傳輸任務提交給予機操作系統，于機操作系統在用戶可以忍受的時間內將數據發送給用戶。在功率速率自適應傳輸系統中，信源以某個固定速率R0產生數據，并且使用比較大的存儲器(如32KB或256KB)，以便將信源產生的數據緩存在存儲器中。若真實的平均傳輸速率低于信源產生數據速率，有可能造成數據在緩存器中堆積，有數據溢出的風險。此外，若在一段時間中，深度衰落出現得比較頻繁，則這段時間的傳輸速率低于目標傳輸速率，也會造成緩存器數據堆積。即使緩存器非常大，數據沒有溢出，緩存器中長時間有大量數據堆積也會造成傳輸數據時延大的問題。對緩存器的優化處理也是無線數據傳送中要考慮的問題。

發明內容

本發明的第一個目的在于提出一種新方法是為射頻發射機提供一種基于自適應調制技術的數據傳輸方法，這種自適應調制技術能夠使通信系統在能耗和信道容量上取得較好的平衡。本發明的第二個目的在于提出一種防止緩存器溢出的方法。

本發明的操作方法是這樣實現的：

一種射頻發射機的數據傳輸方法，其特征在于，所述方法通過能耗優化的自適應調制技術保證更低的平均傳輸能耗同時避免緩存器溢出問題，包括以下步驟

a.發射機節點接受匯聚節點反饋回來的信道衰落估計值。

b.發射機根據信源數據產生速率R₀和衰落信道分布信息求出截止信道功率增益g*，將截止信道功率增益降低1dB得到新的截止信道功率增益g**，截止信道功率增益是自適應調制方式切換的一種判斷邊界。

c.當進行數據傳輸時，檢測緩存器中存儲的數據量是否低于緩存器容量的固定百分比值例如75％，該數值按實際情況預設，保證緩存器數據溢出同時控制數據傳輸時延在合理范圍。如果是，將截止信道功率增益設置為g**；如果否，將截止信道功率增益設置為預設的下限值，即為自適應調制所采用最低階調制方式(例如BPSK)的切換邊界。

d.檢測實時信道功率增益是否大于截止信道功率增益，如果是，發射機節點根據接收節點反饋回來的實時信道信息和截止信道功率增益儼決定切換到何種調制方式，發射機節點同時進行功率控制，發射機采用最小發射功率發射。

e.如果否，發射機節點暫停傳輸一小段時間，然后發送一個非常短的測試信令給匯聚節點以測試信道增益是否滿足通信質量要求