[发明专利]一种无线体域网的速率自适应方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线体域网的速率自适应方法及系统。

背景技术

随着物联网的不断发展，无线体域网的概念也随之出现。针对无线体域网通信距离较短，且同时需要高可靠性和低功耗的特点，需要设计一种速率自适应的方案来自动调整数据发送速率，在信道状况良好的情况下提高数据传输效率，在信道状况较差的情况下保证数据传输可靠性。

无线体域网可以根据信道估计的结果，来进行速率自适应调整。现有技术中，通过信道估计实现速率自适应的方法主要有两大类：一类是直接测量信道信息的方法；另一类是基于统计信息的方法。

直接测量信道信息，可以比较直观地获取CSI(Channel State Information，信道状态信息)，通常的做法可以是直接测量信道的相关参数，例如，信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)，RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度)或者BER(Bit Error Rate，比特误码率)。具体地，发送方在发送数据之前首先发送RTS(Request To Send，请求发送)指令，接收方在收到RTS后测量信道的信噪比，然后选择相应的速率给发送方发送CTS(Clear To Send，清除发送)指令。这种方法的问题在于RTS/CTS帧采用固定的低速率发送，但是数据则采用可变速率发送，当采用高速率发送数据时，RTS/CTS帧的开销会显著降低吞吐量。并且，该方法的致命缺陷是SNR不容易直接测得，即使直接测得SNR也不准确，导致直接应用SNR来调整发送速率，很容易产生错误信息，效果并不理想。

基于统计信息的方法，采用对一段时间内的信息发送情况进行统计，例如比特误码率、接收的ACK(Acknowledgement Character，确认字符)个数以及获得的吞吐量，就可以大致分析出无线信道的状况。其中，ACK指在数据通信中，接收端发给发送端的一种传输类控制字符，表示发来的数据已确认接收无误。由于这种方法可以通过驱动程序在软件层面实现，应用十分广泛。基于统计信息的方法，主要包括统计吞吐量、统计FER(Fram Error Rate，误帧率)以及ACK个数，其中，统计吞吐量的方法响应速度最慢，而统计ACK个数的方法响应速度最快，得到了较为广泛的应用。基于统计信息的方法可以获取较长时间内的信道状况，比直接测量的方法准确度高，但是响应速度慢，无法满足实际需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线体域网的速率自适应方法及系统，可以在较短时间内，对信道状态进行较为精确的估计，从而对无线体域网的速率进行自适应调整。

本发明实施例提供的技术方案如下：

一方面，提供了一种无线体域网的速率自适应方法，包括：

根据信道的物理层帧的前导信息，计算数据比特的前导发送正确率；

根据预设时间窗内数据帧的发送个数和ACK帧的接收个数，计算数据帧的发送成功率；

根据所述数据比特的前导发送正确率和所述数据帧的发送成功率，计算数据发送成功率；

根据所述数据发送成功率和第一预设阈值，对无线体域网的信道状况进行评估；

根据所述无线体域网的信道评估结果，对所述无线体域网的速率进行自适应调整。

优选地，根据所述数据发送成功率和第一预设阈值，对无线体域网的信道状况进行评估包括：如果所述数据发送成功率大于第一预设阈值，并且在预设周期内所述数据发送成功率连续大于第一预设阈值达到预定次数，则将所述无线体域网的信道状况评估为稳定；否则，将所述无线体域网的信道状况评估为不稳定。

优选地，所述根据所述无线体域网的信道评估结果，对所述无线体域网的速率进行自适应调整包括：如果所述信道状况稳定，则提高所述无线体域网的速率；否则，保持所述无线体域网的当前速率不变或者降低所述无线体域网的速率。

优选地，所述将所述无线体域网的信道状况评估为稳定后，所述方法还包括：获取信道的当前RSSI值，并根据所述信道的当前RSSI值确定是否提高所述无线体域网的速率；如果是，则提高所述无线体域网的速率；否则，保持所述无线体域网的当前速率不变或者降低所述无线体域网的速率。

优选地，所述将所述无线体域网的信道状况评估为不稳定后，所述方法还包括：判断所述数据发送成功率是否小于第二预设阈值；如果是，则降低所述无线体域网的速率；否则，保持所述无线体域网的当前速率不变。

另一方面，提供了一种无线体域网的速率自适应系统，包括：