[发明专利]一种适用于无线传感器网络的信道自适应多速率调整方法

权利要求书

1.一种适用于无线传感器网络的信道自适应多速率调整方法，其特征在于所述的多速率调整方法为混合多速率调整方法，是将快信道调整策略和慢信道策略结合在一起，通过信道的统计信息自适应的选择最佳的多速率调整策略。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、初始多速率方法的选择，

B、数据帧发送流程，

C、多速率调整方法自适应选择，

D、快信道多速率调整方法，

E、慢信道多速率调整方法；

其中，A)初始多速率调整方法选择

无线传感器网络节点初始传输时，采用快信道多速率调整策略，以快速适应未知的无线信道状况；

B)数据帧发送流程

完成多速率方法的选择后，发送方根据相应的多速率调整方法判决最佳的传输速率，然后将该速率作为当前传输速率发送数据帧；如果在规定的时间间隔内接收到应答帧，则发送方更新多速率调整方法和下次传输速率，并等待下一数据帧的到来；如果在规定的时间间隔内没有接收到应答帧，则发送方更新多速率方法策略及下次传输速率，并根据更新后的传输速率重新发送该数据帧；

C)多速率调整策略自适应选择

当工作在快速变化信道环境时，节点进入快信道调整策略状态，通过握手方式选择最佳的传输速率；当工作在慢变化环境时，节点进入慢信道策略状态，通过统计历史传输成功信息选择最佳的传输速率；信道自适应多速率调整方法是通过对信道的发送情况进行统计，当处于快变信道策略模式时，若连续SlowThresh个数据包均以相同速率发送并成功，则认为信道为慢变状态，切换为慢变信道策略模式，避免握手交换带来的功耗开销；当处于慢变信道策略模式时，若连续出现数据传输失败，并无法通过降低传输速率解决传输失败时，认为信道处于快变状态，因而切换为快变信道策略模式，以提高传输成功率，降低传输失败带来的功耗开销；

D)快信道多速率调整方法

当处于快信道策略状态时，收发双方通过握手交互判决最佳传输速率；在发送数据帧前，首先由发送方发出速率判决请求帧。接收方在接收到该请求帧时，通过接收时信道测量值评估当前信道的质量，并判决最佳传输速率；最后，接收方通过速率判决确认帧将最佳速率信息反馈到接收端，完成最佳速率的握手判决；

E)慢信道多速率调整方法

处于慢信道策略状态时，发送方根据历史信道统计信息判决最佳的传输速率；若连续SlowSuccThresh次以相同速率发送成功，则发送方将提高一个速率等级进行发送；如果提高该传输速率等级后的首次发送失败，则发送方将恢复原有的速率等级发送；否则，保持该速率等级不变；若在同一速率等级下，发送方有连续SlowFailThresh次发送失败，则降低一个速率等级进行发送。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于通过对发送情况进行统计，处于快变信道策略模式时，若连续若干数据包均以相同速率发送成功，则切换为慢变信道策略模式；处于慢变信道策略模式时，若连续出现数据传输失败，并无法通过降低传输速率解决传输失败时，则切换到快信道策略模式；当处于快信道策略状态时，收发双方通过握手交换判决最佳传输速率；当处于慢信道策略状态时，发送方通过历史传输统计信息选择最佳传输速率。

4.按权利要求2所述的方法，其特征在于所述的数据帧发送流程为：

1)发送方等待数据帧；

2)更新当前的多速率策略，CurrStatus＝NextStatus；

3)按照所选择的多速率策略，判决更新当前传输速率CurrRate；

4)以选择的传输速率等级CurrRate发送数据帧，并等待应答帧；

5)如果在规定时间内接收到应答帧，转至步骤6)；如果未接收到应答帧，则转至步骤2)重新发送；

6)当前数据帧发送完成，等待新数据帧。