[發明專利]一種無線體域網的速率自適應方法及系統

有效

• 申請號: 201410183611.4
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103929276B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 陳嵐;于鈞華;呂超;遲宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/02
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司11252
• 代理人: 王立民,吉海蓮

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種無線體域網的速率自適應方法及系統。

背景技術

隨著物聯網的不斷發展，無線體域網的概念也隨之出現。針對無線體域網通信距離較短，且同時需要高可靠性和低功耗的特點，需要設計一種速率自適應的方案來自動調整數據發送速率，在信道狀況良好的情況下提高數據傳輸效率，在信道狀況較差的情況下保證數據傳輸可靠性。

無線體域網可以根據信道估計的結果，來進行速率自適應調整。現有技術中，通過信道估計實現速率自適應的方法主要有兩大類：一類是直接測量信道信息的方法；另一類是基于統計信息的方法。

直接測量信道信息，可以比較直觀地獲取CSI(Channel?State?Information，信道狀態信息)，通常的做法可以是直接測量信道的相關參數，例如，信噪比(Signal?Noise?Ratio，SNR)，RSSI(Received?Signal?Strength?Indicator，接收信號強度)或者BER(Bit?Error?Rate，比特誤碼率)。具體地，發送方在發送數據之前首先發送RTS(Request?To?Send，請求發送)指令，接收方在收到RTS后測量信道的信噪比，然后選擇相應的速率給發送方發送CTS(Clear?To?Send，清除發送)指令。這種方法的問題在于RTS/CTS幀采用固定的低速率發送，但是數據則采用可變速率發送，當采用高速率發送數據時，RTS/CTS幀的開銷會顯著降低吞吐量。并且，該方法的致命缺陷是SNR不容易直接測得，即使直接測得SNR也不準確，導致直接應用SNR來調整發送速率，很容易產生錯誤信息，效果并不理想。

基于統計信息的方法，采用對一段時間內的信息發送情況進行統計，例如比特誤碼率、接收的ACK(Acknowledgement?Character，確認字符)個數以及獲得的吞吐量，就可以大致分析出無線信道的狀況。其中，ACK指在數據通信中，接收端發給發送端的一種傳輸類控制字符，表示發來的數據已確認接收無誤。由于這種方法可以通過驅動程序在軟件層面實現，應用十分廣泛。基于統計信息的方法，主要包括統計吞吐量、統計FER(Fram?Error?Rate，誤幀率)以及ACK個數，其中，統計吞吐量的方法響應速度最慢，而統計ACK個數的方法響應速度最快，得到了較為廣泛的應用。基于統計信息的方法可以獲取較長時間內的信道狀況，比直接測量的方法準確度高，但是響應速度慢，無法滿足實際需求。

發明內容

本發明實施例提供了一種無線體域網的速率自適應方法及系統，可以在較短時間內，對信道狀態進行較為精確的估計，從而對無線體域網的速率進行自適應調整。

本發明實施例提供的技術方案如下：

一方面，提供了一種無線體域網的速率自適應方法，包括：

根據信道的物理層幀的前導信息，計算數據比特的前導發送正確率；

根據預設時間窗內數據幀的發送個數和ACK幀的接收個數，計算數據幀的發送成功率；

根據所述數據比特的前導發送正確率和所述數據幀的發送成功率，計算數據發送成功率；

根據所述數據發送成功率和第一預設閾值，對無線體域網的信道狀況進行評估；

根據所述無線體域網的信道評估結果，對所述無線體域網的速率進行自適應調整。

優選地，根據所述數據發送成功率和第一預設閾值，對無線體域網的信道狀況進行評估包括：如果所述數據發送成功率大于第一預設閾值，并且在預設周期內所述數據發送成功率連續大于第一預設閾值達到預定次數，則將所述無線體域網的信道狀況評估為穩定；否則，將所述無線體域網的信道狀況評估為不穩定。

優選地，所述根據所述無線體域網的信道評估結果，對所述無線體域網的速率進行自適應調整包括：如果所述信道狀況穩定，則提高所述無線體域網的速率；否則，保持所述無線體域網的當前速率不變或者降低所述無線體域網的速率。

優選地，所述將所述無線體域網的信道狀況評估為穩定后，所述方法還包括：獲取信道的當前RSSI值，并根據所述信道的當前RSSI值確定是否提高所述無線體域網的速率；如果是，則提高所述無線體域網的速率；否則，保持所述無線體域網的當前速率不變或者降低所述無線體域網的速率。

優選地，所述將所述無線體域網的信道狀況評估為不穩定后，所述方法還包括：判斷所述數據發送成功率是否小于第二預設閾值；如果是，則降低所述無線體域網的速率；否則，保持所述無線體域網的當前速率不變。

另一方面，提供了一種無線體域網的速率自適應系統，包括：