[發明專利]一種物聯網無線雙鏈路自適應通信系統及方法

在審

• 申請號: 202011261164.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112312437A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 郭昌華;吳軍;阮成功;俞宗京;賴松泉;葉劍南
• 申請（專利權）人: 福建阿古電務數據科技有限公司
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/02;H04W28/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種物聯網無線雙鏈路自適應通信系統，包括依次連接的流量監測模塊、鏈路評估模塊和鏈路切換模塊；所述流量監測模塊實時監測和統計當前無線通信的流量大小；所述鏈路評估模塊根據通信流量的大小，采用基于信噪比和最大吞吐量的算法，確定無線鏈路中的最優鏈路；所述鏈路切換模塊根據鏈路評估的結果，設置系統路由，選定當前使用的無線鏈路。本發明靈活地根據實際情況自適應切換通信鏈路，確保數據通信不中斷，并最大化利用雙鏈路帶寬以實現可靠、高效的數據通信。

技術領域

本發明涉及一種物聯網無線雙鏈路自適應通信系統及方法。

背景技術

傳統的物聯網設備為了提高通信的可靠性，常采用雙鏈路通信。而現有雙鏈路通信方案，一般使用固定的主鏈路和備鏈路，即預先指定一條鏈路為主鏈路，當主鏈路通信失敗后，才切換到備鏈路通信，不能保證當主備鏈路均處于信號較差的情況的通訊穩定性。

當前常規的雙鏈路通信方案為使用固定的主備鏈路進行數據通信，該方案主要有以下缺點：

通信可靠性不夠。本質上還是以單鏈路方式工作，需要等到主鏈路完全不可用之后才會切換到備鏈路，仍然可能造成數據通信中斷以及數據丟失。

鏈路利用率低下。常規方案預先指定一條鏈路為主鏈路，然而無線通信環境復雜，很可能主鏈路并不是最優化通信鏈路。使用主鏈路雖然可以收發數據，但是延遲可能較高、帶寬利用率低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種物聯網無線雙鏈路自適應通信系統及方法，實現提前實時預測評估鏈路質量，靈活地根據實際情況自適應切換通信鏈路，確保數據通信不中斷，并最大化利用雙鏈路帶寬以實現可靠、高效的數據通信。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種物聯網無線雙鏈路自適應通信系統，包括依次連接的流量監測模塊、鏈路評估模塊和鏈路切換模塊；所述流量監測模塊實時監測和統計當前無線通信的流量大小；所述鏈路評估模塊根據通信流量的大小，采用基于信噪比和最大吞吐量的算法，確定無線鏈路中的最優鏈路；所述鏈路切換模塊根據鏈路評估的結果，設置系統路由，選定當前使用的無線鏈路。

一種物聯網無線雙鏈路自適應通信方法，包括以下步驟：

步驟S1:實時監測當前的通信數據流量；

步驟S2:若當前的通信數據流量小于預設的流量閾值，則采用基于信噪比的鏈路評估方法確定無線鏈路中的最優鏈路，否則采用基于最大吞吐量的鏈路評估方法確定無線鏈路中的最優鏈路；步驟S3:根據得到的無線鏈路中的最優鏈路，自適應地進行鏈路切換。

進一步的，所述基于信噪比的鏈路評估方法具體為:

(1)采集兩個通信鏈路的信號強度RSSI和噪聲值Noise,并分別根據下式計算信噪比：

SNR = RSSI - Noise

（2）選擇SNR作為鏈路的評估值Val，并設定一個信噪比閾值T_snr，當兩個鏈路的信噪比差值達到預設閾值時，得到最優鏈路。

進一步的，所述基于最大吞吐量的鏈路評估方法具體為:

（1）采集兩個通信鏈路的丟包率per和網絡延遲td，并根據下式分別計算雙鏈路的吞吐量:

Thr = (1000 / td) * (1 - per)

（2）選擇Thr作為鏈路的評估值Val，并設定一個吞吐量閾值T_thr，當兩個鏈路的Thr差值達到T_thr時,得到最優鏈路。

進一步的 ，所述步驟S3具體為：