一種毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，將基于統(tǒng)計和基于動態(tài)鏈路質量度量相結合，來選取合適的傳輸速率；通過統(tǒng)計Blk-ACK（塊確認）幀中成功接收的ACK個數來計算短時誤幀率并與預設的門限進行對比決定是否可以進行調整速率，結合RSSI信息和可用MCS決定是否可進行速率調整，選定合適速率后再調節(jié)發(fā)射功率，以進一步提高吞吐量。本發(fā)明方法具備魯棒性；并可以在很大程度上克服重復速率抖動問題；同時可以自適應的調整發(fā)射功率，減小發(fā)射功率可以減少本條通信鏈路對其他鏈路的干擾，增加潛在的復用功率，提高系統(tǒng)的整體性能。
【專利說明】一種毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，屬于超高速無線個域網通信技術。
【背景技術】
[0002]縮略語和關鍵術語定義
[0003]Blk-ACK Block-ACK塊確認
[0004]RSSIReceived Signal Strength Indication 接收的信號強度指不
[0005]MCSModulation and Coding Scheme調制與編碼策略
[0006]RRJRepeat Rate Jump重復速率抖動
[0007]SNRSignal to Noise Ratio信噪比
[0008]DTIData Transmission Interval數據傳輸期
[0009]BSSBasic Service Set基本服務集
[0010]PBSSPersonal Basic Service Set個人基本服務集
[0011]Imm-ACK Immediately-ACK立即確認
[0012]FERframe error rate誤幀率
[0013]CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access帶碰撞避免的載波偵聽
[0014]with Collision Avoidance多址接入
[0015]TDMATime Division Multiple Access時分多址
[0016]TPCTransmit Power Control發(fā)送功率控制
[0017]參考文獻
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[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層關鍵技術研究[D].東南大學碩士論文.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]在超高速無線個域網通信領域，60GHz通信技術正得到越來越廣泛的關注，這與它自身的特點密切相關。60GHz無線數據傳輸技術廣受歡迎的一個最重要的原因是60GHz頻段擁有更多的可用帶寬。在60GHz頻段范圍內，各國無需許可就可免費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據傳輸速率。并且60GHz具有的抗干擾能力強、體積小、速率高、保密性好等特點[1]。
[0026]IEEE802.15.3c[2]協議是首個吉比特級的國際標準，IEEE802.llad[3]協議是首個融合無線個域網和無線局域網的標準，IEEE802.1lad協議兼容IEEE802.11協議，因為廣泛使用的WIFI技術是基于IEEE802.11協議的，所以IEEE802.1lad協議具有良好的市場發(fā)展前景，在此方面比IEEE802.15.3c協議略勝一籌。
[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，可以根據鏈路質量度量信息，選擇不同的傳輸速率。根據信道狀態(tài)，動態(tài)的選擇傳輸速率，可以有效地提高鏈路的數據速率，提高鏈路的吞吐量。現有的多速率傳輸算法大致分為兩種:基于統(tǒng)計的算法和基于動態(tài)鏈路質量度量的算法。
[0028]與本發(fā)明相關的現有技術一:
[0029]文獻[4]中提出的RRAA算法擁有較好的魯棒性且可以及時響應信道變化，與其他經典速率自適應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)計短時誤幀率(FER)，并與預先 設定的兩個門限(Pm和Prail)進行比較，以此來確定如何調整傳輸速率。判斷是否進行速率調整的準則如下:
[0030]Rate— if FER>PMTL
[0031]Rate++ if FER<Poei
[0032]unchanged otherwise
[0033]Pm表示最大容忍損失門限，P.表示允許增加速率門限。RRAA同時自適應的開啟RTS/CTS來過濾掉因碰撞而產生的丟幀，節(jié)省了開銷。RRAA算法對隨機丟幀保持一定的魯棒性，并且能及時響應信道的變化。具體的說，RRAA算法主要包括三個部分:
[0034]( I)誤幀率估計
[0035]在相對較短的窗口(5-40幀)內統(tǒng)計誤幀率。估計窗口 ewnd的確定很關鍵，直接影響誤幀率統(tǒng)計的準確性，一般選取5-40個幀為單位的窗口進行統(tǒng)計。誤幀率的定義如下:
[0036]
【權利要求】
1.一種毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，其特征在于:包括如下步驟: (O發(fā)送設備和接收設備進行SLS，向接收設備請求接收信號強度信息，同時攜帶發(fā)送設備的發(fā)射功率信息； (2)接收設備和發(fā)送設備進行SLS，向發(fā)送設備請求發(fā)送信號強度信息，同時攜帶接收設備的接收功率信息； (3)發(fā)送設備發(fā)送數據幀，并于其后統(tǒng)計成功接收的ACK個數，計算出誤幀率； (4)判斷誤幀率是否滿足速率上調條件，若滿足速率上調條件，則記下預調整速率，計算出預調整速率發(fā)送下接收設備的接收功率，并查看預調整速率的調制編碼方式對應的接收設備靈敏度要求，若接收設備靈敏度滿足要求，則將發(fā)射速率調整為預調整速率。
2.根據權利要求1所述的毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，其特征在于:所述步驟(4)中，若誤幀率滿足速率上調條件，則將功率調整為最大支持速率滿足接收機靈敏度的最小發(fā)射功率。
3.根據權利要求2所述的毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，其特征在于:所述步驟(4)中，發(fā)射功率調整為Pt[dB]=-60[dB]+PL-Gt-G,，其中_60dB是最大支持速率對應的接收機靈敏度要求，PL為路徑損耗，Gt是發(fā)射天線增益，Gr是接收天線增益。
4.根據權利要求1所述的毫米波高速通信中空間復用下的速率自適應方法，其特征在于:所述步驟(4)中，若判斷出誤幀率滿足速率下調條件，則將發(fā)射速率下調一級。
【文檔編號】H04W52/04GK103916943SQ201410141639
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權日:2014年4月9日
【發(fā)明者】徐平平, 孫琳, 褚宏云 申請人:東南大學