一種毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，將基于統(tǒng)計(jì)和基于動(dòng)態(tài)鏈路質(zhì)量度量相結(jié)合，來(lái)選取合適的傳輸速率；通過(guò)統(tǒng)計(jì)Blk-ACK（塊確認(rèn)）幀中成功接收的ACK個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)算短時(shí)誤幀率并與預(yù)設(shè)的門(mén)限進(jìn)行對(duì)比決定是否可以進(jìn)行調(diào)整速率，結(jié)合RSSI信息和可用MCS決定是否可進(jìn)行速率調(diào)整，選定合適速率后再調(diào)節(jié)發(fā)射功率，以進(jìn)一步提高吞吐量。本發(fā)明方法具備魯棒性；并可以在很大程度上克服重復(fù)速率抖動(dòng)問(wèn)題；同時(shí)可以自適應(yīng)的調(diào)整發(fā)射功率，減小發(fā)射功率可以減少本條通信鏈路對(duì)其他鏈路的干擾，增加潛在的復(fù)用功率，提高系統(tǒng)的整體性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，屬于超高速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)通信技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]縮略語(yǔ)和關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)定義
[0003]Blk-ACK Block-ACK塊確認(rèn)
[0004]RSSIReceived Signal Strength Indication 接收的信號(hào)強(qiáng)度指不
[0005]MCSModulation and Coding Scheme調(diào)制與編碼策略
[0006]RRJRepeat Rate Jump重復(fù)速率抖動(dòng)
[0007]SNRSignal to Noise Ratio信噪比
[0008]DTIData Transmission Interval數(shù)據(jù)傳輸期
[0009]BSSBasic Service Set基本服務(wù)集
[0010]PBSSPersonal Basic Service Set個(gè)人基本服務(wù)集
[0011]Imm-ACK Immediately-ACK立即確認(rèn)
[0012]FERframe error rate誤幀率
[0013]CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access帶碰撞避免的載波偵聽(tīng)
[0014]with Collision Avoidance多址接入
[0015]TDMATime Division Multiple Access時(shí)分多址
[0016]TPCTransmit Power Control發(fā)送功率控制
[0017]參考文獻(xiàn)
[0018][I]卓蘭，郭楠，60GHz毫米波無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，《信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化》2011年第11期40-43頁(yè)
[0019] [2]IEEE802.15TG3c.1EEEStandard for Information techno1gy-Local andmetropolitan area networks Specific requirements.Part15.3:Wireless MediumAccess Control (MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for High Rate WirelessPersonal Area Networks (WPANs) Amendment2:Millimeter-wave-based AlternativePhysical Layer Extension [S].1EEE Std802.15.3c-2009 (Amendment to IEEEStd802.15.3-2003)，2009.[0020][3] IEEE P802.1lad draft4.0.http://www.1eee802.0rg/ll/pub/TGad.html
[0021][4]衛(wèi)淼.超高速毫米波通信系統(tǒng)MAC層關(guān)鍵技術(shù)研究[D].東南大學(xué)碩士論文.2013.4.[0022][5] Wong S H Y，Yang H，Lu S，et al.Robust rate adaptationfor802.1lwireless networks[C]In:Proceedings of thel2th annual internationalconference on Mobile computing and networking.ACM, 2006:146-157.[0023][6]Zhu X，Doufexi A,Kocak T.Throughput and coverage performance forIEEE802.1lad millimeter-wave WPANs[C]In:Vehicular Technology Conference(VTCSpring), 2011IEEE73rd.1EEE, 2011:1-5.[0024][7]Friis H T.A note on a simple transmission formula [J].proc.1RE, 1946，34(5):254-256.[0025]在超高速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)通信領(lǐng)域，60GHz通信技術(shù)正得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，這與它自身的特點(diǎn)密切相關(guān)。60GHz無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)廣受歡迎的一個(gè)最重要的原因是60GHz頻段擁有更多的可用帶寬。在60GHz頻段范圍內(nèi)，各國(guó)無(wú)需許可就可免費(fèi)使用的帶寬頻段大約為5~9GHz，如此大的帶寬頻段可以提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。并且60GHz具有的抗干擾能力強(qiáng)、體積小、速率高、保密性好等特點(diǎn)[1]。
[0026]IEEE802.15.3c[2]協(xié)議是首個(gè)吉比特級(jí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.llad[3]協(xié)議是首個(gè)融合無(wú)線個(gè)域網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.1lad協(xié)議兼容IEEE802.11協(xié)議，因?yàn)閺V泛使用的WIFI技術(shù)是基于IEEE802.11協(xié)議的，所以IEEE802.1lad協(xié)議具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景，在此方面比IEEE802.15.3c協(xié)議略勝一籌。
[0027]由60GHz天線的定向特性和IEEE802.1lad中規(guī)范的波束成形可知，在一定的發(fā)射功率下，可以根據(jù)鏈路質(zhì)量度量信息，選擇不同的傳輸速率。根據(jù)信道狀態(tài)，動(dòng)態(tài)的選擇傳輸速率，可以有效地提高鏈路的數(shù)據(jù)速率，提高鏈路的吞吐量?，F(xiàn)有的多速率傳輸算法大致分為兩種:基于統(tǒng)計(jì)的算法和基于動(dòng)態(tài)鏈路質(zhì)量度量的算法。
[0028]與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)一:
[0029]文獻(xiàn)[4]中提出的RRAA算法擁有較好的魯棒性且可以及時(shí)響應(yīng)信道變化，與其他經(jīng)典速率自適應(yīng)算法相比具有一定的優(yōu)越性。RRAA算法的核心思想是不斷統(tǒng)計(jì)短時(shí)誤幀率(FER)，并與預(yù)先 設(shè)定的兩個(gè)門(mén)限(Pm和Prail)進(jìn)行比較，以此來(lái)確定如何調(diào)整傳輸速率。判斷是否進(jìn)行速率調(diào)整的準(zhǔn)則如下:
[0030]Rate— if FER>PMTL
[0031]Rate++ if FER<Poei
[0032]unchanged otherwise
[0033]Pm表示最大容忍損失門(mén)限，P.表示允許增加速率門(mén)限。RRAA同時(shí)自適應(yīng)的開(kāi)啟RTS/CTS來(lái)過(guò)濾掉因碰撞而產(chǎn)生的丟幀，節(jié)省了開(kāi)銷(xiāo)。RRAA算法對(duì)隨機(jī)丟幀保持一定的魯棒性，并且能及時(shí)響應(yīng)信道的變化。具體的說(shuō)，RRAA算法主要包括三個(gè)部分:
[0034]( I)誤幀率估計(jì)
[0035]在相對(duì)較短的窗口(5-40幀)內(nèi)統(tǒng)計(jì)誤幀率。估計(jì)窗口 ewnd的確定很關(guān)鍵，直接影響誤幀率統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，一般選取5-40個(gè)幀為單位的窗口進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。誤幀率的定義如下:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，其特征在于:包括如下步驟: (O發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備進(jìn)行SLS，向接收設(shè)備請(qǐng)求接收信號(hào)強(qiáng)度信息，同時(shí)攜帶發(fā)送設(shè)備的發(fā)射功率信息； (2)接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備進(jìn)行SLS，向發(fā)送設(shè)備請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度信息，同時(shí)攜帶接收設(shè)備的接收功率信息； (3)發(fā)送設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并于其后統(tǒng)計(jì)成功接收的ACK個(gè)數(shù)，計(jì)算出誤幀率； (4)判斷誤幀率是否滿足速率上調(diào)條件，若滿足速率上調(diào)條件，則記下預(yù)調(diào)整速率，計(jì)算出預(yù)調(diào)整速率發(fā)送下接收設(shè)備的接收功率，并查看預(yù)調(diào)整速率的調(diào)制編碼方式對(duì)應(yīng)的接收設(shè)備靈敏度要求，若接收設(shè)備靈敏度滿足要求，則將發(fā)射速率調(diào)整為預(yù)調(diào)整速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，若誤幀率滿足速率上調(diào)條件，則將功率調(diào)整為最大支持速率滿足接收機(jī)靈敏度的最小發(fā)射功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，發(fā)射功率調(diào)整為Pt[dB]=-60[dB]+PL-Gt-G,，其中_60dB是最大支持速率對(duì)應(yīng)的接收機(jī)靈敏度要求，PL為路徑損耗，Gt是發(fā)射天線增益，Gr是接收天線增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波高速通信中空間復(fù)用下的速率自適應(yīng)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，若判斷出誤幀率滿足速率下調(diào)條件，則將發(fā)射速率下調(diào)一級(jí)。
【文檔編號(hào)】H04W52/04GK103916943SQ201410141639
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】徐平平, 孫琳, 褚宏云 申請(qǐng)人:東南大學(xué)