[發(fā)明專利]一種基于信道狀態(tài)信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711118301.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107911830B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉航;婁雨;夏寧;趙亮;郭達(dá)偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04W24/08;H04W28/22
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種基于信道狀態(tài)信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制方法，首先利用OFDM技術(shù)對(duì)CSI的子信道進(jìn)行劃分，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效信噪比的計(jì)算，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間最大通信速率進(jìn)行估計(jì)，對(duì)估計(jì)得到的通信速率的異常值進(jìn)行剔除；然后對(duì)一個(gè)步長(zhǎng)內(nèi)估計(jì)得到的所有通信速率進(jìn)行線性擬合，判斷在一個(gè)步長(zhǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信速率的變化趨勢(shì)；根據(jù)這個(gè)變化趨勢(shì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)控制，最終得到整個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信速率的最佳位置。本發(fā)明能夠在復(fù)雜環(huán)境中對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)進(jìn)行有效控制，有效改善通信性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制方法，用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(ad hocnetworks)、智能家居等系統(tǒng)中。

背景技術(shù)

無(wú)線通信作為信息傳輸?shù)闹匾侄危褲B透到各行各業(yè)中，成為現(xiàn)代化人類生活不可或缺的交流方式之一。然而，在實(shí)際通信中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的通信速率往往受到距離、環(huán)境、天氣等多方面因素的影響，不同位置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信速率差別巨大。針對(duì)這一難題，設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制方法，找到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間通信的最佳位置來(lái)提升通信速率具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制，是利用接收到的wifi信號(hào)的信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有目的、有規(guī)則的移動(dòng)，以使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信速率達(dá)到期望值。以往的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)控制方法，很多采用接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)作為衡量指標(biāo)，由于RSSI的強(qiáng)弱在一定程度上反映了鏈路質(zhì)量的好壞，眾多無(wú)線通信技術(shù)如RFID、FM、WiFi、ZigBee等均可在終端設(shè)備上獲取RSSI信息。但是制約RSSI穩(wěn)定性和可靠性的根本因素是：RSSI是信號(hào)多徑傳播的疊加效果，并不能逐一的區(qū)分多條信號(hào)傳播路徑。

最近研究中提出的信道狀態(tài)信息(CSI)在一定程度上刻畫(huà)了多徑傳播，因此可以將CSI作為信息更豐富的指標(biāo)(包括多個(gè)子載波上的信號(hào)幅度和相位兩個(gè)方面的信息)。與只反映多徑疊加總幅度的RSSI相比，CSI在一定程度上刻畫(huà)了無(wú)線信號(hào)的多徑傳播，CSI將單值的RSSI擴(kuò)張至頻域，并且附加了相位信息，從頻域上為無(wú)線信號(hào)的處理提供了更為豐富和細(xì)粒度的信道狀態(tài)信息。從RSSI到CSI，帶來(lái)的不僅僅是信道信息容量的擴(kuò)充，通過(guò)利用恰當(dāng)?shù)男盘?hào)處理技術(shù)，CSI對(duì)于不同的傳播環(huán)境可呈現(xiàn)不同的子載波幅度和相位特征；而對(duì)于相同的環(huán)境，CSI的整體結(jié)構(gòu)特征則保持相對(duì)穩(wěn)定。

與傳統(tǒng)的RSSI中簡(jiǎn)單的子載波幅值相加的處理方式不同，綜合應(yīng)用信號(hào)處理與機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)可以從CSI中提取更為精細(xì)且魯棒性更好的信號(hào)特征，從而在時(shí)域和頻域上感知更加細(xì)微或更大范圍內(nèi)的環(huán)境信息。表1總結(jié)了RSSI和CSI的基本特點(diǎn)。

表1 RSSI與CSI的特性比較