本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法。
背景技術(shù)：
：通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，相互通信的設(shè)備之間如果信道情況發(fā)生變化，則可以根據(jù)信道變化來(lái)改變調(diào)制速率，從而充分利用信道，獲得最優(yōu)的傳輸性能。當(dāng)信道條件較差時(shí)，采用較低階的調(diào)制方式，以保持通信連接；當(dāng)信道條件變好時(shí)，則采用較高階的調(diào)制方式，從而獲得更高的傳輸速率。自適應(yīng)速率方法關(guān)鍵在于如何快速、有效的對(duì)速率進(jìn)行切換。傳統(tǒng)的自適應(yīng)速率方案存在兩個(gè)問(wèn)題：(1)發(fā)送端初始速率選擇的問(wèn)題，初始速率選擇太高，如果收發(fā)雙方距離太遠(yuǎn)或者通信環(huán)境差，可能會(huì)導(dǎo)致初始發(fā)射的多次失敗，才能達(dá)到合適的發(fā)送速率；選擇速率太低，在每次的提速過(guò)程中又會(huì)浪費(fèi)帶寬，而且可能出現(xiàn)速率剛剛達(dá)到提速的條件，收發(fā)雙方的通信已經(jīng)完畢了，待下一次通信時(shí)，又只能從初始速率開(kāi)始；(2)在收發(fā)雙方無(wú)通信的情況下，不能及時(shí)的反應(yīng)收發(fā)雙方的距離變化，例如A，B兩點(diǎn)一直在通信，整個(gè)過(guò)程信道一直被A，B占用，所以當(dāng)C點(diǎn)相對(duì)A與B的位置發(fā)生變化時(shí)，A和B點(diǎn)并不能及時(shí)的感知，也就不能在發(fā)送端與C通信時(shí)選擇一個(gè)合適的發(fā)送速率。因此傳統(tǒng)的自適應(yīng)速率方法的傳輸性能較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法，以實(shí)現(xiàn)提高傳輸性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法，該方法包括：發(fā)送端向接收端發(fā)送Beacon報(bào)文；接收端接收Beacon報(bào)文，檢測(cè)得到Beacon報(bào)文的信噪比信息，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中，將攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文發(fā)送至發(fā)送端；發(fā)送端接收攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文，從beacon報(bào)文中得到信噪比信息；接收端對(duì)信噪比信息進(jìn)行自動(dòng)平滑處理，將自動(dòng)平滑處理后的信噪比信息保存至寄存器中；發(fā)送端依據(jù)信噪比信息從寄存器中存儲(chǔ)的表格中選擇發(fā)送速率，將選擇出的發(fā)送速率作為向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。優(yōu)選的，所述表格為發(fā)送速率與信噪比信息的對(duì)照表格。優(yōu)選的，所述發(fā)送端依據(jù)信噪比信息從寄存器中存儲(chǔ)的表格中選擇與所述信噪比信息對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率。優(yōu)選的，所述發(fā)送端向接收端發(fā)送Beacon報(bào)文之前，還包括：獲取發(fā)送速率與信噪比信息的對(duì)照表格。優(yōu)選的，所述接收端依據(jù)平滑公式對(duì)信噪比信息進(jìn)行自動(dòng)平滑處理。優(yōu)選的，所述接收端接收Beacon報(bào)文，檢測(cè)得到Beacon報(bào)文的信噪比信息之后，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中之前，還包括：將信噪比信息和發(fā)送端的MAC地址保存在接收端的MAC協(xié)議層。優(yōu)選的，所述將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中之后，還包括：將發(fā)送端的MAC地址添加至Beacon報(bào)文中。本發(fā)明所提供的一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法，發(fā)送端向接收端發(fā)送Beacon報(bào)文；接收端接收Beacon報(bào)文，檢測(cè)得到Beacon報(bào)文的信噪比信息，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中，將攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文發(fā)送至發(fā)送端；發(fā)送端接收攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文，從beacon報(bào)文中得到信噪比信息；接收端對(duì)信噪比信息進(jìn)行自動(dòng)平滑處理，將自動(dòng)平滑處理后的信噪比信息保存至寄存器中；發(fā)送端依據(jù)信噪比信息從寄存器中存儲(chǔ)的表格中選擇發(fā)送速率，將選擇出的發(fā)送速率作為向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送速率?？梢?jiàn)，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)事先獲得的本次發(fā)送的接收端接收自己的報(bào)文時(shí)的信噪比，來(lái)自動(dòng)選擇合適的發(fā)送速率，從而在保持通信連接時(shí)獲得最大傳輸速率，如此發(fā)送端可根據(jù)接收端對(duì)自己發(fā)送報(bào)文的信噪比實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)送速率以獲取最佳的傳輸性能，該方法能夠準(zhǔn)確和迅速的選擇合適的傳輸速率，最大程度的利用通信帶寬，提高傳輸速率，提高傳輸性能。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所提供的一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法的流程圖；圖2為Beacon報(bào)文交換信噪比的過(guò)程示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的核心是提供一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法，以實(shí)現(xiàn)提高傳輸性能。為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法的流程圖，該方法包括：S11：發(fā)送端向接收端發(fā)送Beacon報(bào)文；S12：接收端接收Beacon報(bào)文，檢測(cè)得到Beacon報(bào)文的信噪比信息，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中，將攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文發(fā)送至發(fā)送端；S13：發(fā)送端接收攜帶有信噪比信息的beacon報(bào)文，從beacon報(bào)文中得到信噪比信息；S14：接收端對(duì)信噪比信息進(jìn)行自動(dòng)平滑處理，將自動(dòng)平滑處理后的信噪比信息保存至寄存器中；S15：發(fā)送端依據(jù)信噪比信息從寄存器中存儲(chǔ)的表格中選擇發(fā)送速率，將選擇出的發(fā)送速率作為向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送速率?？梢?jiàn)，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)事先獲得的本次發(fā)送的接收端接收自己的報(bào)文時(shí)的信噪比，來(lái)自動(dòng)選擇合適的發(fā)送速率，從而在保持通信連接時(shí)獲得最大傳輸速率，如此發(fā)送端可根據(jù)接收端對(duì)自己發(fā)送報(bào)文的信噪比實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)送速率以獲取最佳的傳輸性能，該方法能夠準(zhǔn)確和迅速的選擇合適的傳輸速率，最大程度的利用通信帶寬，提高傳輸速率，提高傳輸性能。基于上述方法，具體的，所述表格為發(fā)送速率與信噪比信息的對(duì)照表格。其中，發(fā)送端依據(jù)信噪比信息從寄存器中存儲(chǔ)的表格中選擇與信噪比信息對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率。若表格中存在相同的信噪比信息，從表格中選擇出相同的信噪比信息所對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率；若表格中不存在相同的信噪比信息，從表格中選擇出小于信噪比信息的所有信噪比數(shù)值，從小于信噪比信息的所有信噪比數(shù)值中選擇出最大的信噪比數(shù)值，選擇最大的信噪比數(shù)值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率。進(jìn)一步的，步驟S11中，發(fā)送端向接收端發(fā)送Beacon報(bào)文之前，還包括：獲取發(fā)送速率與信噪比信息的對(duì)照表格。其中，發(fā)送端和接收端均為通信設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)該自適應(yīng)速率方法，需根據(jù)實(shí)際的通信設(shè)備實(shí)測(cè)得出一個(gè)發(fā)送速率和接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度即信噪比的對(duì)照表格。準(zhǔn)備兩臺(tái)通信設(shè)備，一臺(tái)為發(fā)送端，另一臺(tái)為接收端，將發(fā)送端的發(fā)送速率固定在一個(gè)速率等級(jí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。傳送時(shí)使收發(fā)雙方的相對(duì)距離不斷加大，以獲得信噪比即信號(hào)-噪聲強(qiáng)度的變化，同時(shí)實(shí)時(shí)記錄信號(hào)-噪聲強(qiáng)度和實(shí)際的通信帶寬，將帶寬最大值對(duì)應(yīng)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度作為與事先固定的發(fā)送速率的對(duì)照值。測(cè)試完所有的速率等級(jí)后，繪制成如下表所示的列表，作為參數(shù)保存下來(lái)。表1為發(fā)送速率和接收端信號(hào)-噪聲強(qiáng)度對(duì)照表。表1tx_rate_level_1rssi_1tx_rate_level_2rssi_2tx_rate_level_3rssi_3tx_rate_level_4rssi_4tx_rate_level_5rssi_5tx_rate_level_6rssi_6tx_rate_level_7rssi_7tx_rate_level_8rssi_8需要說(shuō)明的是，文中出現(xiàn)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度都表示信噪比。本方法中，通信設(shè)備發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)事先獲得的本次發(fā)送的接收端接收自己的報(bào)文時(shí)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，來(lái)自動(dòng)選擇合適的發(fā)送速率，從而在保持通信連接時(shí)獲得最大傳輸速率，能夠準(zhǔn)確和迅速的選擇合適的傳輸速率，最大程度的利用通信帶寬，提高傳輸速率。基于本方法，詳細(xì)的，具體實(shí)施過(guò)程如下：1)實(shí)測(cè)得出一個(gè)發(fā)送速率和接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度的對(duì)照表格作為先驗(yàn)表；2)A設(shè)備發(fā)送初始的Beacon報(bào)文來(lái)報(bào)告本機(jī)的存在；3)B設(shè)備接收到A設(shè)備Beacon報(bào)文的同時(shí)會(huì)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度；4)B設(shè)備在Beacon報(bào)文中添加A設(shè)備的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度信息并將其發(fā)出；5)A設(shè)備收到B設(shè)備發(fā)送的Beacon報(bào)文后就知道B設(shè)備接收自己的報(bào)文時(shí)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，根據(jù)此信息從表格中選擇合適的傳輸速率；6)網(wǎng)絡(luò)中存在多臺(tái)設(shè)備時(shí)在Beacon報(bào)文添加不同設(shè)備的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，則可以維護(hù)該設(shè)備與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)之間的信道情況。其中，A設(shè)備指發(fā)送端，B設(shè)備指接收端。進(jìn)一步的，步驟S12中，接收端接收Beacon報(bào)文，檢測(cè)得到Beacon報(bào)文的信噪比信息之后，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中之前，還包括：將信噪比信息和發(fā)送端的MAC地址保存在接收端的MAC協(xié)議層。進(jìn)一步的，將信噪比信息添加至Beacon報(bào)文中之后，還包括：將發(fā)送端的MAC地址添加至Beacon報(bào)文中。具體的，先對(duì)信號(hào)-噪聲強(qiáng)度的名稱(chēng)進(jìn)行如下定義：RSSI_<rx_name>_<tx_name>,即指某個(gè)接收節(jié)點(diǎn)rx_name在接收發(fā)送節(jié)點(diǎn)tx_name的報(bào)文時(shí)的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度。例如：RSSI_A_B，指A在接收B報(bào)文時(shí)的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，A將此值通過(guò)Beacon報(bào)文報(bào)告給B；RSSI_B_A，指B在接收A報(bào)文時(shí)的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，B將此值通過(guò)Beacon報(bào)文報(bào)告給A。Beacon報(bào)文交換信號(hào)-噪聲強(qiáng)度的過(guò)程如圖2所示，圖中的數(shù)字標(biāo)記表示流程步驟的順序標(biāo)號(hào)。A代表A設(shè)備，為接收端；B代表B設(shè)備，為發(fā)送端。其中，設(shè)備初始化完成后，所有節(jié)點(diǎn)既不知道自己接收其他節(jié)點(diǎn)報(bào)文時(shí)的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，也不知道其他節(jié)點(diǎn)接收自己報(bào)文時(shí)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，都將以基本的發(fā)送速率發(fā)送Beacon報(bào)文向其他節(jié)點(diǎn)報(bào)告自己的存在。當(dāng)某個(gè)點(diǎn)搶占到信道后，發(fā)送的Beacon報(bào)文不會(huì)包含其接收其他節(jié)點(diǎn)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度。假設(shè)A節(jié)點(diǎn)搶到了信道，那么A將廣播一個(gè)Beacon報(bào)文至網(wǎng)絡(luò)中，B節(jié)點(diǎn)接收到這個(gè)Beacon報(bào)文后，將得到一個(gè)RSSI_B_A值，并將此值和A的mac地址對(duì)應(yīng)保存在MAC協(xié)議層；此后，如果B在發(fā)送Beacon報(bào)文時(shí)，B的MAC協(xié)議層應(yīng)該將RSSI_B_A和A的MAC地址加到Beacon報(bào)文中，廣播出去。A收到B的廣播Beacon幀后，A的MAC協(xié)議層也會(huì)獲得一個(gè)RSSI_A_B和B的MAC地址，A的MAC協(xié)議層將其對(duì)應(yīng)保存后，在后續(xù)廣播的Beacon幀一起廣播出去；同時(shí)A的MAC協(xié)議層解析到B的Beacon報(bào)文中的RSSI_B_A和自己的MAC信息后，將RSSI_B_A和B的MAC地址保存至連接信息表的寄存器，再將單Beacon幀上報(bào)給上層協(xié)議。至此A，B雙方都已經(jīng)獲得了己方接收對(duì)方的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度和對(duì)方接收己方的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，雙方在通信時(shí)都將按照對(duì)方接收己方的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度在表1中的第二列中查找到比其小的最大值，找到對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率等級(jí)，以這個(gè)速率作為傳送速率，例如A需要向B傳送數(shù)據(jù)時(shí)，A將根據(jù)獲得的RSSI_B_A值在表1中的第二列中找到比其小的最大值，獲得這個(gè)值對(duì)應(yīng)在第一列中的發(fā)送速率，將此發(fā)送速率作為給B傳送數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。進(jìn)一步的，步驟S14中，接收端依據(jù)平滑公式對(duì)信噪比信息進(jìn)行自動(dòng)平滑處理。其中，信噪比信息根據(jù)不同調(diào)制方式等參數(shù)，選擇不同的平滑點(diǎn)數(shù)、系數(shù)進(jìn)行自動(dòng)平滑處理。具體的，后續(xù)A與B在互相通信時(shí)均會(huì)獲得新的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值，接收端在獲得新的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度后，將按照平滑公式進(jìn)行平滑后，再保存至寄存器，其中Sn為新的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值，為上一次平滑值，為平滑后得到的新值，α為平滑系數(shù)，α可由用戶(hù)通過(guò)寄存器進(jìn)行配置，例如A獲得B的任何一個(gè)報(bào)文后，得到新的RSSI_A_B值，A將此值與寄存器中保存的RSSI_A_B值進(jìn)行平滑，將平滑后的值保存至RSSI_A_B寄存器中，后續(xù)在發(fā)送Beacon報(bào)文時(shí)，連同B的MAC地址一起發(fā)送出去；B的MAC協(xié)議層收到這個(gè)Beacon報(bào)文后，將解析到RSSI_A_B保存至本地的RSSI_A_B寄存器中，并根據(jù)這個(gè)值更新所示連接節(jié)點(diǎn)信息表中A節(jié)點(diǎn)的tx_rate寄存器值，通過(guò)寄存器上報(bào)給CPU中的路由協(xié)議，其他的RSSI_A_X(X≠B)的值將會(huì)被丟棄，同樣別的連接點(diǎn)在收到A的Beacon報(bào)文后，也僅僅只解析A針對(duì)自己的接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度，其他值將會(huì)被丟棄。其中，平滑公式進(jìn)行自動(dòng)平滑處理過(guò)程中，平滑系數(shù)α的選取和上一次平滑值的計(jì)算是關(guān)鍵點(diǎn)。在物理層帶寬較大時(shí)，收發(fā)速率高，前后參與平滑的點(diǎn)數(shù)應(yīng)該更多，反之減少；在信道變化劇烈的情況下，對(duì)于各參與平滑點(diǎn)的加權(quán)系數(shù)亦自動(dòng)調(diào)整。具體的，前文所述的速率選擇都是基于雙方已獲得了對(duì)方接收己方的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值，假設(shè)當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)未獲得對(duì)方接收自己的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值，基于這種情況，這個(gè)節(jié)點(diǎn)將暫時(shí)用自己接收對(duì)方的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度作為查表1的值，找出對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率，例如：A點(diǎn)需給B點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，但是由于A暫未接收到B點(diǎn)的Beacon報(bào)文，即A的MAC協(xié)議層中對(duì)應(yīng)的RSSI_B_A寄存器值沒(méi)有意義，故A將暫時(shí)以RSSI_A_B作為查表值，找到對(duì)應(yīng)的發(fā)送速率，A中的RSSI_A_B值在A請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)給B時(shí)的值肯定是有意義的，因?yàn)锳必須發(fā)現(xiàn)B的存在后才能向B傳送數(shù)據(jù)。具體的，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有獲得接收其他節(jié)點(diǎn)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度時(shí)，發(fā)送的Beacon報(bào)文中沒(méi)有信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值；但當(dāng)這個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得了其接收其他節(jié)點(diǎn)信號(hào)-噪聲強(qiáng)度時(shí)，就必須將這個(gè)值和對(duì)方的MAC地址保存至Beacon報(bào)文中廣播出去。假設(shè)節(jié)點(diǎn)A獲得了節(jié)點(diǎn)B和C的報(bào)文后，需要發(fā)送Beacon報(bào)文，那么A必須將其獲得的RSSI_A_B和RSSI_A_C值加入至Beacon報(bào)文體中，再?gòu)V播出去。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以維護(hù)多個(gè)連接節(jié)點(diǎn)的信息，那么可在Beacon報(bào)文中增加多個(gè)MAC地址和對(duì)應(yīng)的信號(hào)-噪聲強(qiáng)度。其中，所有相應(yīng)的Beacon報(bào)文格式需要路由協(xié)議告知MAC協(xié)議層，MAC協(xié)議層在收到上層協(xié)議發(fā)送的Beacon報(bào)文時(shí)，將加入已獲得的節(jié)點(diǎn)地址和接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值，再?gòu)V播出去，接收端在收到Beacon報(bào)文后，MAC協(xié)議層將把報(bào)文體的節(jié)點(diǎn)地址和接收信號(hào)-噪聲強(qiáng)度值移除，再將Beacon報(bào)文發(fā)送給上層的路由協(xié)議?？梢?jiàn)，本方法可以準(zhǔn)確和及時(shí)的反應(yīng)收發(fā)雙方的位置和通信環(huán)境變化，迅速的選擇合適的傳輸速率；在無(wú)通信的情況下，通過(guò)周期發(fā)送的Beacon報(bào)文就可以獲得與周?chē)?jié)點(diǎn)的位置和通信環(huán)境變化；對(duì)信號(hào)-噪聲強(qiáng)度進(jìn)行自平滑處理，避免了信道環(huán)境劇烈變化時(shí)發(fā)送速率頻繁切換；支持網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互通信時(shí)獨(dú)立進(jìn)行自適應(yīng)速率切換。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種基于信噪比自平滑的自適應(yīng)速率方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3