CN103916943A - 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法 - Google Patents

一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103916943A
CN103916943A CN201410141639.1A CN201410141639A CN103916943A CN 103916943 A CN103916943 A CN 103916943A CN 201410141639 A CN201410141639 A CN 201410141639A CN 103916943 A CN103916943 A CN 103916943A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rate
speed
power
millimeter wave
frame error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410141639.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐平平
孙琳
褚宏云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201410141639.1A priority Critical patent/CN103916943A/zh
Publication of CN103916943A publication Critical patent/CN103916943A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02B60/50

Abstract

本发明公开了一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,将基于统计和基于动态链路质量度量相结合,来选取合适的传输速率;通过统计Blk-ACK(块确认)帧中成功接收的ACK个数来计算短时误帧率并与预设的门限进行对比决定是否可以进行调整速率,结合RSSI信息和可用MCS决定是否可进行速率调整,选定合适速率后再调节发射功率,以进一步提高吞吐量。本发明方法具备鲁棒性;并可以在很大程度上克服重复速率抖动问题;同时可以自适应的调整发射功率,减小发射功率可以减少本条通信链路对其他链路的干扰,增加潜在的复用功率,提高系统的整体性能。

Description

一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法
技术领域
本发明涉及一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,属于超高速无线个域网通信技术。
背景技术
缩略语和关键术语定义
Blk-ACK          Block-ACK                                  块确认
RSSI             Received Signal Strength Indication        接收的信号强度指示
MCS              Modulation  and  Coding  Scheme            调制与编码策略
RRJ              Repeat Rate  Jump                          重复速率抖动
SNR              Signal to Noise  Ratio                     信噪比
DTI              Data Transmission Interval                 数据传输期
BSS              Basic Service Set                          基本服务集
PBSS             Personal  Basic Service Set                个人基本服务集
Imm-ACK          Immediately-ACK                            立即确认
FER              frame error rate                           误帧率
CSMA/CA          Carrier Sense Multiple Access              带碰撞避免的载波侦听
                 with Collision Avoidance                   多址接入
TDMA             Time Division Multiple Access              时分多址
TPC              Transmit Power Control                     发送功率控制
参考文献
[1]卓兰,郭楠,60GHz毫米波无线通信技术标准研究,《信息技术与标准化》2011年第11期40-43页
[2]IEEE802.15TG3c.IEEEStandard for Information technology-Local and metropolitan area networksSpecific requirements.Part15.3:Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs)Amendment2:Millimeter-wave-based Alternative Physical Layer Extension[S].IEEE Std802.15.3c-2009(Amendment toIEEE Std802.15.3-2003),2009.
[3]IEEE P802.11ad draft4.0.http://www.ieee802.org/11/pub/TGad.html
[4]卫淼.超高速毫米波通信系统MAC层关键技术研究[D].东南大学硕士论文.2013.4.
[5]Wong S H Y,Yang H,Lu S,et al.Robust rate adaptation for802.11wireless networks[C]In:Proceedingsof the12th annual international conference on Mobile computing and networking.ACM,2006:146-157.
[6]Zhu X,Doufexi A,Kocak T.Throughput and coverage performance for IEEE802.11admillimeter-wave WPANs[C]In:Vehicular Technology Conference(VTC Spring),2011IEEE73rd.IEEE,2011:1-5.
[7]Friis H T.A note on a simple transmission formula[J].proc.IRE,1946,34(5):254-256.
在超高速无线个域网通信领域,60GHz通信技术正得到越来越广泛的关注,这与它自身的特点密切相关。60GHz无线数据传输技术广受欢迎的一个最重要的原因是60GHz频段拥有更多的可用带宽。在60GHz频段范围内,各国无需许可就可免费使用的带宽频段大约为5~9GHz,如此大的带宽频段可以提供较高的数据传输速率。并且60GHz具有的抗干扰能力强、体积小、速率高、保密性好等特点[1]
IEEE802.15.3c[2]协议是首个吉比特级的国际标准,IEEE802.11ad[3]协议是首个融合无线个域网和无线局域网的标准,IEEE802.11ad协议兼容IEEE802.11协议,因为广泛使用的WIFI技术是基于IEEE802.11协议的,所以IEEE802.11ad协议具有良好的市场发展前景,在此方面比IEEE802.15.3c协议略胜一筹。
由60GHz天线的定向特性和IEEE802.11ad中规范的波束成形可知,在一定的发射功率下,可以根据链路质量度量信息,选择不同的传输速率。根据信道状态,动态的选择传输速率,可以有效地提高链路的数据速率,提高链路的吞吐量。现有的多速率传输算法大致分为两种:基于统计的算法和基于动态链路质量度量的算法。
与本发明相关的现有技术一:
文献[4]中提出的RRAA算法拥有较好的鲁棒性且可以及时响应信道变化,与其他经典速率自适应算法相比具有一定的优越性。RRAA算法的核心思想是不断统计短时误帧率(FER),并与预先设定的两个门限(PMTL和PORI)进行比较,以此来确定如何调整传输速率。判断是否进行速率调整的准则如下:
Rate--  if FER>PMTL
Rate++  if FER<PORI
unchanged otherwise
PMTL表示最大容忍损失门限,PORI表示允许增加速率门限。RRAA同时自适应的开启RTS/CTS来过滤掉因碰撞而产生的丢帧,节省了开销。RRAA算法对随机丢帧保持一定的鲁棒性,并且能及时响应信道的变化。具体的说,RRAA算法主要包括三个部分:
(1)误帧率估计
在相对较短的窗口(5-40帧)内统计误帧率。估计窗口ewnd的确定很关键,直接影响误帧率统计的准确性,一般选取5-40个帧为单位的窗口进行统计。误帧率的定义如下:
FER = F # _ lost _ franmes # _ transmitted _ frames - - - ( 1 )
其中#_lost_frames和#_transmitted_frames分别表示窗口内丢失帧的数目和传输帧的数目(包括重传)。将得到的误帧率与事先设定的两条门限比较。若误帧率大于PMTL,则降低速率;若误帧率小于PORI,则提高速率。若两条件任意满足其一,则清空窗口数据;否则传输速率不变,窗口向前滑动。
(2)上下跳门限和估计窗口大小的确定
若给定帧大小,便可算出各速率的理想吞吐量Throughput(),进而算出临界丢帧率:
FER * = 1 - Throughput ( R ) Throughput ( R ) = 1 - tx _ time ( R ) tx _ time ( R ) - - - ( 2 )
其中R_是R的低一级速率,当以R速率传输时,如果误帧率为临界误帧率,则此时的吞吐量和以R_速率传输时的理想吞吐量相同,因此如果误帧率大于临界误帧率,则不再能使吞吐量最大化。但是在实际情况中,以R_速率传输时也不可能是无损的,因此选择PMTL=α×FER*(R),其中α>1为可调因子。速率上调的门限设置为PORI=PMTL(R+)/β,其中PMTL(R+)是低一级速率的下调门限。RRAA中参数选择为α=1.25,β=2。
估计窗口ewnd的确定很关键,直接影响误帧率统计的准确性。过小的估计窗口会导致误帧率统计不准确从而造成速率选择错误;而过大的估计窗口又无法及时适应信道的变化。在RRAA中选取5-40个帧为单位的窗口进行统计。
(3)RTS/CTS自适应开启机制
开启RTS/CTS机制能有效避免因隐藏终端的存在引发的冲突,降低由于冲突而引发的丢帧,尽量避免对速率选择的误判,但如果不存在隐藏终端,开启RTS/CTS机制会增加不必要的开销。RRAA采用RTS/CTS自适应开启机制,既能避免不必要的开销,有能在存在隐藏终端时保证传输的可靠性和速率选择的准确性。
RRAA算法存在重复速率抖动(RRJ,Repeat Rate Jump)现象,导致吞吐量大幅下降。这是因为在某些情况下,当速率以当前速率R传输时,丢帧率FER(R)很小且满足可以上调的阈值,于是上调至高一级速率R+。但以R+速率传输时,丢帧率FER(R+)又很大,又会下调至速率R。这样速率不停在R和R+之间反复震荡的情况称为重复速率抖动问题,进而导致吞吐量大幅度下降。在极端的情况下,以速率R传输时FER(R)接近0,而以速率R+传输时FER(R+)接近1,这就造成速率在速率R与速率R+之间反复抖动,从而使实际吞吐量只达到当前速率传输吞吐量的一半此种情况造成的吞吐量下降最为严重。
与本发明相关的现有技术二:
在IEEE802.11ad协议中,系统中的设备在遵循一定复用准则的情况下可以进行空间复用。现有文献中研究空间复用情况下的多速率传输技术的比较少。文献[4]中提出了空间复用条件下基于RSSI信息的速率自适应算法。该算法的具体步骤如下:
步骤一:发送设备跟接收设备进行SLS(Sector Level Sweep,扇区级扫描),向目的设备请求接收信号强度信息;
步骤二:接收设备跟发送设备进行SLS,将自己的发送功率附带发送给请求设备;
步骤三:请求设备根据接收到的帧中包含的发送功率信息,结合自己收到的接收功率值,根据路径损耗定理,估算出路径损耗值,并通过接收到的信号强度值选择合适的发送速率;同时根据接收信号灵敏度值,在数据速率不变的前提下,相应地减少发送功率值,减少对其他设备的干扰。
上述算法的流程图如图1所示。
一系列实验结果表明,在实际情况中,很多时候SNR和RSSI指标等指标和丢帧率并没有很强烈的对应关系。如果只以此类动态链路质量度量来直接决定速率的选择在很多时候并不具有很强的可靠性。
发明内容
发明目的:在IEEE802.11ad协议中DTI的SP期,BSS/PBSS系统中的设备在遵循一定复用准则下,可以进行空间复用。在此情况下的多速率传输技术目前研究中涉及的比较少。本发明结合超高速毫米波通信系统中的空间复用技术,提出了一种速率自适应算法:将基于统计和基于动态链路质量度量相结合,不断统计短时误帧率,并根据IEEE802.11ad中所给的参数计算选取合适的阈值,来比较判定是否可以进行速率调整,同时结合RSSI信息和可用MCS决定是否可进行速率调整;在确定所选速率后,根据接收机灵敏度调整发射功率至可以保证本速率传输的最小发射功率,由此可以减少本条通信链路对其他链路的干扰功率值的大小。本发明在发送设备可以在保证最大可用传输速率的前提下,减少发送功率,减少对其他设备的干扰区域,增加潜在的复用链路数,提高系统的效率。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,将基于统计和基于动态链路质量度量相结合,来选取合适的传输速率;通过统计Blk-ACK(块确认)帧中成功接收的ACK个数来计算短时误帧率并与预设的门限进行对比决定是否可以进行调整速率,结合RSSI信息和可用MCS决定是否可进行速率调整,选定合适速率后再调节发射功率,以进一步提高吞吐量;具体包括如下步骤:
(1)发送设备和接收设备进行SLS,向接收设备请求接收信号强度信息,同时携带发送设备的发射功率信息;
(2)接收设备和发送设备进行SLS,向发送设备请求发送信号强度信息,同时携带接收设备的接收功率信息;
(3)发送设备发送数据帧,并于其后统计成功接收的ACK个数,计算出误帧率;
(4)判断误帧率是否满足速率上调条件,若满足速率上调条件,则记下预调整速率,计算出预调整速率发送下接收设备的接收功率,并查看预调整速率的调制编码方式对应的接收设备灵敏度要求,若接收设备灵敏度满足要求,则将发射速率调整为预调整速率。
优选的,所述步骤(4)中,若误帧率满足速率上调条件,功率调整的时候不同于非逐级调整的速率自适应算法,将功率调整为当前速率满足接收机灵敏度的最小发射功率,而是将功率调整为最大支持速率满足接收机灵敏度的最小发射功率。具体为,发射功率调整为Pt[dB]=-60[dB]+PL-Gt-Gr,其中-60dB是最大支持速率对应的接收机灵敏度要求,PL为路径损耗,可根据没调整时的发射功率和接收功率估算出,Gt是发射天线增益,Gr是接收天线增益。
具体的,所述步骤(4)中,若判断出误帧率满足速率下调条件,则将发射速率下调一级。
有益效果:本发明提供的毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,具有如下有益效果:1、使用短时误帧率并与预设的门限进行对比决定是否可以进行调整速率,能比较及时的响应信道,并且能对偶然的丢帧保持发送速率不变,使系统吞吐量维持在稳定状态,即具备鲁棒性;2、在使用统计的方法的同时,结合RSSI(接收信号强度指示)来确认是否进行速率的选择,可以在很大程度上克服重复速率抖动问题;3、可以自适应的调整发射功率,减小发射功率可以减少本条通信链路对其他链路的干扰,增加潜在的复用功率,提高系统的整体性能。
附图说明
图1为现有技术二的实现流程图;
图2为不同确认帧的确认机制,其中2(a)为Imm-ACK,2(b)为Blk-ACK;
图3为本发明方法流程图;
图4为2D天线辐射图;
图5为三种不同算法性能比较,其中5(a)为系统吞吐量计算,5(b)为单条链路平均发射功率计算;
图6为不同路径损耗因子下的吞吐量;
图7为不同天线辐射效率下的吞吐量。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图3所示为一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,将基于统计和基于动态链路质量度量相结合,来选取合适的传输速率;通过统计Blk-ACK(块确认)帧中成功接收的ACK个数来计算短时误帧率并与预设的门限进行对比决定是否可以进行调整速率,结合RSSI信息和可用MCS决定是否可进行速率调整,选定合适速率后再调节发射功率,以进一步提高吞吐量;具体包括如下步骤:
(1)发送设备和接收设备进行SLS,向接收设备请求接收信号强度信息,同时携带发送设备的发射功率信息;
(2)接收设备和发送设备进行SLS,向发送设备请求发送信号强度信息,同时携带接收设备的接收功率信息;
(3)发送设备发送数据帧,并于其后统计成功接收的ACK个数,计算出误帧率;
(4)判断误帧率是否满足速率上调条件:若满足速率上调条件,并不立即进行速率调整,而是首先记下预调整速率,计算出预调整速率发送下接收设备的接收功率,并查看预调整速率的调制编码方式对应的接收设备灵敏度要求,若接收设备灵敏度满足要求,则将发射速率调整为预调整速率;若判断出误帧率满足速率下调条件,则将发射速率下调一级。
本发明在进行功率调整的时候不同于非逐级调整的速率自适应算法,将功率调整为当前速率满足接收机灵敏度的最小发射功率,而是将功率调整为最大支持速率满足接收机灵敏度的最小发射功率。
下面就本发明的设计原理加以简单说明。
本发明提出的方法通过统计Blk-ACK(块确认)帧中成功接收的ACK个数来计算短时误帧率以及根据接受信号强度指示来判断信道的状态,对随机丢帧有一定的鲁棒性,能及时响应信道的变化,并且根据接收机灵敏度调整相应的发射功率,可进一步提高系统的吞吐量。
1、利用短时误帧率判断是否进行速率调整
文献[5]中的研究结果表明,比起使用立即确认(Imm-ACK)帧,使用块确认(Blk-ACK)帧能明显提高MAC性能。本发明中选用块确认机制,并且每次统计n个ACK中成功接收的个数,以此来计算误帧率,本文中n的取值为20。不同确认帧的确认机制如图2所示。误帧率定义以及门限的设置以及是否进行速率调整的判断准则均沿用技术方案一种的方法。
从吞吐量、延时和MAC效率性能来讲,TDMA接入方式比CSMA/CA接入方式的性能更加优越,更适合用于低延时的超高速数据传输,因此本发明的研究中采用TDMA接入方式。选用5种强制速率,计算出速率调整对应的阈值,如表1所示:
表1802.11ad协议中的阈值参数设定
MCS序号 数据速率(Mbps) FER*(R) PORI PMTL
3 962.5 N/A 9.28% N/A
4 1155 14.85% 9.08% 18.56%
15 1386 14.53% 10.63% 18.16%
16 1732.5 17.00% 8.53% 21.25%
17 2079 13.66% N/A 17.08%
2、根据RSSI值判断是否可以进行速率调整
接收灵敏度(Receiver Sensitivity)是接收设备可以保证正确接收数据帧需要的最小功率值。在MCS集中,不同的MCS分别对应着各自的接收灵敏度以及可用的数据速率。
利用短时误帧率判断是否进行速率调整有时会出现重复速率抖动现象,导致吞吐量下降。正如在技术方案一的缺点中分析的,在极端的情况下,以速率R传输时FER(R)接近0,而以速率R+传输时FER(R+)接近1,此种情况造成的吞吐量下降最为严重。这种情况下,很有可能在以速率R+进行传输时,接收端接收到的功率并没有达到接收机的灵敏度,或者接收端并不支持此种MCS。
因此,我们在误帧率满足速率上调的情况下,先不立即调整速率,而是将设备的接收功率和期望的MCS的接收机灵敏度相比较,如果能达到接收机灵敏度,则进行这次速率调整。选用速率的MCS集对应的接收机灵敏度如下表所示:
表2接收机灵敏度
MCS序号 接收机灵敏度(dBm)
3 -65
4 -64
15 -63
16 -62
17 -60
3、功率调整
一般的自由路径损耗模型[6]为:
PL[dB]=Gt+Gr+Pt-Pr   (3)
其中Gt是发射天线增益,Gr是接收天线增益,单位均为dBi;Pt是发射功率,Pr是接收功率,单位均为dB。在设备收到TPC报告帧后,可以知道对方的发射功率,结合自己的接收功率,可以估算出路径损耗值。
假设BSS中复用链路的接收设备均以接收灵敏度的大小接收信号,那么第i条链路的接收功率为:
Pr(i)[dB]=Gt(i)+Gr(i)+Pt'(i)-PL(i)   (4)
其中Pt’(i)为满足接收机灵敏度的最小发射功率。
减小发射功率可以减少本条通信链路对其他链路的干扰,增加潜在的复用链路数,提高系统的整体性能。
但是在本发明的情况下,并不能直接将发射功率降至上述的最小发射功率值,因为如果这样做的话,当FER再次降至满足速率上调的阈值以下,进行RSSI判断时显然不能满足接收机灵敏度的要求,因此会阻碍后续可能的速率上调。
因此在本发明中,做功率调整前,先将接收功率和MCS24的接收机灵敏度即-60dB进行对比,若接收功率小于-60dB,不进行功率调整,若接收功率大于-60dB,将发射功率调整为:
Pt[dB]=-60[dB]+PL-Gt-Gr   (5)
下面结合实例对本发明做出进一步的说明。
在MATLAB2010a中进行仿真,观察算法在不同路径损耗因子以及天线辐射效率下的吞吐量,并与空间复用下不进行速率自适应选择的REX算法以及空间复用下基于RSSI的速率自适应算法进行对比。
仿真环境设置:
1、设备随机分布于一个10m×10m的室内环境,每次仿真时不同算法采用相同的拓扑结构;
2、为了保证所有的链路都在通信范围内,在设备分布模型上,选取最小可采用MCS3通信的距离作为距离的下限值,选取房屋的对角线长作为上限值;
3、为了减少仿真的随机性,采用蒙特卡洛仿真。
仿真参数设置如表3:
表3仿真参数
参数 取值 参数 取值
固定路径损耗(dB) PL(1) 链路数 40
发射功率(mW) 10 天线辐射效率η 1
主瓣接收功率(mW) 2πη/δ 旁瓣接收功率(mW) 2π(1-η)/(2π-δ)
噪声功率谱密度(dBm/MHz) -114 带宽(MHz) 500
波长(mm) 5 路径损耗因子 4
扇区角度δ(°) 30 房间边长(m) 10
FAF 0 WAF 0
仿真结果表明,在路径损耗因子和天线辐射效率取不同值的情况下,使用速率自适应机制后都比使用固定速率吞吐量有明显的提高,而本发明提出的算法比基于RSSI的速率自适应算法在吞吐量方面有更佳的性能。
本文所用天线模型的公式如下:
G m [ dBi ] = 101 g ( 2 &pi;&eta; / &delta; ) G s [ dBi ] = 101 g ( 2 &pi; ( 1 - &eta; ) / ( 2 &pi; - &delta; ) )
其中Gm为主瓣天线增益,Gs为旁瓣天线增益,δ为主瓣角度值,η为天线辐射效率,通常情况下0<η<1。当η=1时,该天线就退化为平顶模型(flat-top model),旁瓣增益为0,是一种理想的天线模型,常用于定向天线的研究中。当天线辐射效率增加时,主瓣增益相应的增加,旁瓣增益相应的减少。图4为从0.5到0.9的2D天线辐射图。
图5为三种不同的算法的系统吞吐量以及单条链路平均发送功率。从图中可以看出,使用功率调整的两种速率自适应算法的平均发射功率均低于REX算法使用的固定发射功率10mW。而本文提出的算法因为是逐级调整的速率自适应算法,因此并不是功率调整为当前速率满足接收机灵敏度的最小发射功率,而是将功率调整为最大支持速率满足接收机灵敏度的最小发射功率,所以平均发射功率要高于空间复用下基于RSSI的速率自适应算法。但是从图中可以看出本文提出的算法在系统的吞吐量性能方面要优于基于RSSI的速率自适应算法。因为基于RSSI的速率自适应算法直接将速率调整为接收功率可以满足接收机灵敏度要求的最大传输速率,而很多时候RSSI指标和丢帧率并没有很强烈的对应关系,可能会导致选择的速率过大而丢帧率过高。并且该算法直接将功率调整为当前速率满足接收机灵敏度的最小发射功率,如果选择的速率并非可用的最大速率,可能会阻碍速率的后续上调。并不进行速率自适应的REX算法的系统吞吐量性能最差,主要是因为它的传输速率固定并不能适应信道状况的变化,其次较高的发射功率减少了潜在的链路复用。(因为REX算法不能自适应的调整速率,系统性能与2种速率自适应算法相比差距较大,因此在验证影响系统的因素时只对本发明提出的速率自适应算法和空间复用下基于RSSI的速率自适应算法进行对比。)
图6为路径损耗因子对系统吞吐量性能的影响。从图中可以看出,两种算法均在α=4时出现最小值。系统的吞吐量由单条链路的吞吐量与复用链路条数共同决定,随着α的增加,路径损耗在增加,单条链路的吞吐量在降低;同时因为α的增加,独占区域在减小,潜在的链路复用条数在增加。因此系统的吞吐量性能大致呈先减后增的趋势。而本文提出的算法的系统吞吐量性能总是优于空间复用下基于RSSI的速率自适应算法,最少时提高0.16Gbps,最高时提高近0.27Gbps。
图7为天线辐射效率对系统吞吐量性能的影响。从图中可以看出,两种算法均在η=1时吞吐量最大,整体随着η的增大呈先减小后增大的趋势。同样,系统的整体吞吐量性能由单条链路的吞吐量与复用链路条数决定。在固定发射功率的前提下,天线辐射效率越大,定向天线的增益越大,覆盖的距离就越大,可增加的潜在复用链路数就越多。同时,设备之间的距离越远,单条链路的吞吐量越小。开始吞吐量的减少是因为单条链路的吞吐量占的比重大;之后,随着复用链路数的急速增多,复用链路数对系统的吞吐量起到了决定性作用。而本文提出的算法的系统吞吐量性能总是优于空间复用下基于RSSI的速率自适应算法,最少时提高0.13Gbps,最高时提高0.36Gbps。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)发送设备和接收设备进行SLS,向接收设备请求接收信号强度信息,同时携带发送设备的发射功率信息;
(2)接收设备和发送设备进行SLS,向发送设备请求发送信号强度信息,同时携带接收设备的接收功率信息;
(3)发送设备发送数据帧,并于其后统计成功接收的ACK个数,计算出误帧率;
(4)判断误帧率是否满足速率上调条件,若满足速率上调条件,则记下预调整速率,计算出预调整速率发送下接收设备的接收功率,并查看预调整速率的调制编码方式对应的接收设备灵敏度要求,若接收设备灵敏度满足要求,则将发射速率调整为预调整速率。
2.根据权利要求1所述的毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,其特征在于:所述步骤(4)中,若误帧率满足速率上调条件,则将功率调整为最大支持速率满足接收机灵敏度的最小发射功率。
3.根据权利要求2所述的毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,其特征在于:所述步骤(4)中,发射功率调整为Pt[dB]=-60[dB]+PL-Gt-Gr,其中-60dB是最大支持速率对应的接收机灵敏度要求,PL为路径损耗,Gt是发射天线增益,Gr是接收天线增益。
4.根据权利要求1所述的毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法,其特征在于:所述步骤(4)中,若判断出误帧率满足速率下调条件,则将发射速率下调一级。
CN201410141639.1A 2014-04-09 2014-04-09 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法 Pending CN103916943A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410141639.1A CN103916943A (zh) 2014-04-09 2014-04-09 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410141639.1A CN103916943A (zh) 2014-04-09 2014-04-09 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103916943A true CN103916943A (zh) 2014-07-09

Family

ID=51042248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410141639.1A Pending CN103916943A (zh) 2014-04-09 2014-04-09 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103916943A (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105430730A (zh) * 2015-10-28 2016-03-23 普联技术有限公司 确定发射功率集的方法、装置及系统和网络连接设备
CN105636179A (zh) * 2014-11-27 2016-06-01 华为终端(东莞)有限公司 一种发射功率的确定方法及装置
CN107634789A (zh) * 2017-08-30 2018-01-26 广东欧珀移动通信有限公司 天线控制方法、装置、存储介质及电子设备
CN108112062A (zh) * 2017-12-19 2018-06-01 中山大学花都产业科技研究院 LoRaWAN自适应功率和速率结合的低功耗控制方法
CN109286640A (zh) * 2018-12-14 2019-01-29 北京工业大学 一种基于卫星网络状态进行自适应调节的通信方法
US10200894B2 (en) 2016-04-22 2019-02-05 City University Of Hong Kong Facilitating interference management in multi-cell and multi-user millimeter wave cellular networks
CN111355559A (zh) * 2020-03-05 2020-06-30 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 用于低轨星座星地定向分发链路的编码控制方法
WO2021138919A1 (zh) * 2020-01-10 2021-07-15 华为技术有限公司 一种通信方法和设备
CN113950139A (zh) * 2015-11-03 2022-01-18 韦勒斯标准与技术协会公司 无线通信方法和无线通信终端
CN115442820A (zh) * 2021-06-03 2022-12-06 中国移动通信集团四川有限公司 一种小区服务优化方法、装置及电子设备
WO2023160106A1 (zh) * 2022-02-22 2023-08-31 华为技术有限公司 一种空间复用方法及第一设备
US11856602B2 (en) 2021-06-18 2023-12-26 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Systems and methods for optimizing rate selection for transmissions during spatial reuse in WLAN networks

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101162967A (zh) * 2006-12-08 2008-04-16 中兴通讯股份有限公司 前向补充信道的速率指配算法
CN102415031A (zh) * 2009-05-07 2012-04-11 高通股份有限公司 用于基于通信链路的质量来调适发送数据块尺寸和速率的系统和方法
CN102624414A (zh) * 2011-01-31 2012-08-01 株式会社东芝 无线通信装置
CN103199906A (zh) * 2013-03-14 2013-07-10 东南大学 毫米波高速通信系统波束扇区侦听的空间复用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101162967A (zh) * 2006-12-08 2008-04-16 中兴通讯股份有限公司 前向补充信道的速率指配算法
CN102415031A (zh) * 2009-05-07 2012-04-11 高通股份有限公司 用于基于通信链路的质量来调适发送数据块尺寸和速率的系统和方法
CN102624414A (zh) * 2011-01-31 2012-08-01 株式会社东芝 无线通信装置
CN103199906A (zh) * 2013-03-14 2013-07-10 东南大学 毫米波高速通信系统波束扇区侦听的空间复用方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴琼,杨娟,褚宏云: "基于扇区差值的60 GHz 毫米波的空间复用方法研究", 《科学技术与工程》 *
徐卓农,王建新,黄家玮: "无线网络中的多速率调整机制综述", 《计算机科学》 *
许英杰: "毫米波无线个域网中基于速率自适应机制的空间重用算法", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)工程科技I辑》 *
边策: "微波通信链路中速率自适应算法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)工程科技I辑》 *
闫光灿: "60GHz网络MAC层的干扰抑制和空间重用", 《中国优秀硕士学位沦为全文数据库(电子期刊)》 *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105636179A (zh) * 2014-11-27 2016-06-01 华为终端(东莞)有限公司 一种发射功率的确定方法及装置
WO2016082647A1 (zh) * 2014-11-27 2016-06-02 华为技术有限公司 一种发射功率的确定方法及装置
US10021653B2 (en) 2014-11-27 2018-07-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Transmit power determining method and apparatus
CN105430730A (zh) * 2015-10-28 2016-03-23 普联技术有限公司 确定发射功率集的方法、装置及系统和网络连接设备
CN105430730B (zh) * 2015-10-28 2019-08-16 普联技术有限公司 确定发射功率集的方法、装置及系统和网络连接设备
CN113950139A (zh) * 2015-11-03 2022-01-18 韦勒斯标准与技术协会公司 无线通信方法和无线通信终端
US10200894B2 (en) 2016-04-22 2019-02-05 City University Of Hong Kong Facilitating interference management in multi-cell and multi-user millimeter wave cellular networks
CN107634789B (zh) * 2017-08-30 2020-09-08 Oppo广东移动通信有限公司 天线控制方法、装置、存储介质及电子设备
CN107634789A (zh) * 2017-08-30 2018-01-26 广东欧珀移动通信有限公司 天线控制方法、装置、存储介质及电子设备
CN108112062A (zh) * 2017-12-19 2018-06-01 中山大学花都产业科技研究院 LoRaWAN自适应功率和速率结合的低功耗控制方法
CN109286640A (zh) * 2018-12-14 2019-01-29 北京工业大学 一种基于卫星网络状态进行自适应调节的通信方法
CN109286640B (zh) * 2018-12-14 2021-06-04 北京工业大学 一种基于卫星网络状态进行自适应调节的通信方法
WO2021138919A1 (zh) * 2020-01-10 2021-07-15 华为技术有限公司 一种通信方法和设备
CN114930920A (zh) * 2020-01-10 2022-08-19 华为技术有限公司 一种通信方法和设备
CN114930920B (zh) * 2020-01-10 2024-01-16 华为技术有限公司 一种通信方法和设备
CN111355559A (zh) * 2020-03-05 2020-06-30 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 用于低轨星座星地定向分发链路的编码控制方法
CN111355559B (zh) * 2020-03-05 2020-11-03 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 用于低轨星座星地定向分发链路的编码控制方法
CN115442820A (zh) * 2021-06-03 2022-12-06 中国移动通信集团四川有限公司 一种小区服务优化方法、装置及电子设备
US11856602B2 (en) 2021-06-18 2023-12-26 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Systems and methods for optimizing rate selection for transmissions during spatial reuse in WLAN networks
WO2023160106A1 (zh) * 2022-02-22 2023-08-31 华为技术有限公司 一种空间复用方法及第一设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103916943A (zh) 一种毫米波高速通信中空间复用下的速率自适应方法
EP2111699B1 (en) Control indications for slotted wireless communication
Sim et al. Addressing MAC layer inefficiency and deafness of IEEE802. 11ad millimeter wave networks using a multi-band approach
Kim et al. Asymmetric simultaneous transmit and receive in WiFi networks
CN103118414A (zh) 一种适用于超宽带的无线接入控制与时隙分配方法
Benslimane et al. Rate adaptation scheme for IEEE 802.11-based MANETs
Lee et al. Maximizing transmission opportunities in wireless multihop networks
Hadzi-Velkov et al. Capture effect with diversity in IEEE 802.11 b DCF
Rajan et al. Saturation throughput analysis of IEEE 802.11 ad wireless LAN in the contention based access period (CBAP)
Chaves et al. Adaptive transmit power for Wi-Fi dense deployments
Li et al. Cochannel interference avoidance algorithm in 802.11 wireless LANs
Zhu et al. CSMA self-adaptation based on interference differentiation
Jung et al. RARA: Rate adaptation using rate-adaptive acknowledgment for IEEE 802.11 WLANs
Fakih et al. Beamforming in ad hoc networks: MAC design and performance modeling
Aljumaily et al. Opportunistic routing protocol for ad-hoc networks using mmWave and random beamforming
Lai et al. A contention window adaptation broadcast protocol in VANETs under differentiating transmission and virtual slot periods
Yuan et al. A cooperative channel reservation MAC protocol with adaptive power control and carrier sensing
Khun et al. Consensus Transmit Power Control with Optimal Search Technique for Full-duplex Wireless Multihop Networks
Song et al. Improving spatial reuse with collision-aware DCF in mobile ad hoc networks
EP2486667B1 (en) Method for topology control using sectorized antennas in wireless networks
Thenmozhi et al. Adaptive energy efficient and rate adaptation based medium access control routing protocol (AEERA—MACRP) for fully connected wireless ad hoc networks
KR102240425B1 (ko) 고밀도 ieee 802.11ax iot 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 sta
Li et al. On Utilizing Directional Antenna in 802.11 Networks: Deafness Study
Chen et al. Dynamic spatial backoff in fading environments
Jung et al. Performance improvement of error-prone multi-rate WLANS through adjustment of access/frame parameters

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140709

RJ01 Rejection of invention patent application after publication