CN103957078A - 空中速率自适应方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空中速率自适应方法及系统，上述系统包括发送机和接收机；上述方法为：发送机根据当前数据包的大小，确定发送所述当前数据包使用的当前空中速率，并将所述当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；接收机解析收到的帧，比较解析得到的当前空中速率与本地保存的空中速率是否一致，若一致，则将预设的本地速率变化标识位置0；若不一致，则将所述本地速率变化标识位置1。本发明不需要人工介入，降低了人工成本及操作的失误率。

Description

空中速率自适应方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种空中速率自适应方法及系统。

背景技术

目前在测绘行业，RTK(Real-time kinematic，实时动态差分)设备里面的数传电台需要发送的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)差分数据量的大小会因为差分数据格式的不同而产生变化，即使是同一种差分数据格式，数据量也会因为锁定空中卫星数目的不同而不同，目前使用9600bps的空中速率进行数据传输的占空比已较高，若GPS差分数据量继续增大，就会面临着9600bps空中速率不够用而需要切换到19200bps的问题，但目前在使用过程中，RTK设备里面的数传电台使用的空中速率只能通过手动设置为某一固定的值，不能够根据需要传输数据量的大小做实时动态调节，这样的话，若将空中速率设置的比较小，数据传输的误码率会低一些，但是，当数据量比较大的时候便会出现丢包的问题，或者出现发射功放一直处于工作状态而加剧器件的老化或者损坏，若将空中速率设置得比较大，数据传输的占空比就会降低，但会导致误码率提高。

发明内容

本发明的目的是，提供一种空中速率自适应方法及系统，以解决现有数据收发设备特别是无线数传电台手动切换空中速率带来的不便及丢包与误码率问题。

本发明公开了一种空中速率自适应方法，上述方法为：发送机根据当前数据包的大小，确定发送上述当前数据包使用的当前空中速率，并将上述当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；

接收机解析收到的帧，比较解析得到的当前空中速率与本地保存的空中速率是否一致，若一致，则将预设的本地速率变化标识位置0；若不一致，则将上述本地速率变化标识位置1。

优选地，上述方法还包括以下步骤：

预先根据上述数据传输协议支持的空中速率的个数，将发送机可发送的数据包大小分成相应个数个数值区间，每个数值区间对应一个最佳空中速率，并保存上述对应关系；以及

为发送机和接收机分别设置一初始值为0的速率变化标志位。

优选地，上述发送机根据当前数据包的大小，确定当前空中速率前，还执行以下步骤：

确定上述当前数据包的大小；

对上述数据包的大小进行滑动平均滤波处理。

优选地，上述发送机通过如下步骤确定当前空中速率：

查找当前数据包的大小所属的数值区间；

令当前空中速率为上述数值区间对应的最佳空中速率。

优选地，上述发送机确定了当前空中速率后，还执行以下步骤：

比较本地保存的空中速率与上述当前空中速率是否一致，若一致，则将预设的本地速率变化标识位置0；若不一致，则将预设的本地速率变化标识位置1。

优选地，上述发送机将帧发送给接收机后，还执行以下步骤：

查看本地速率标记位是否为1，若是，则判断当前数据包是否是最后一个数据包，若不是，则将本地空中速率更新为当前空中速率。

优选地，上述接收机在解析收到的帧前，还执行以下步骤：

步骤a：判断本地空中速率是否与发送机空中速率同步，若是，则执行解析收到的帧步骤；否则，执行步骤b；

步骤b：判断RSSI(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)强度是否在本机接收灵敏度范围内，若是，则执行步骤c；否则，丢弃上述帧中携带的数据包，本次通信结束；

步骤c：启动通信异步超时定时器；

步骤d：判断定时器是否超时，若是，则执行步骤e；否则，执行步骤a；

步骤e：将本地空中速率切换为与其相邻的空中速率，执行步骤a。

优选地，上述接收机在处理完当前帧后，还执行以下步骤：

查看本地速率标记位是否为1，若是，则判断当前帧是否是最后一帧，若不是，则将本地空中速率更新为上述当前空中速率。

本发明进一步公开了一种空中速率自适应系统，包括发送机和接收机，上述发送机包括空中速率确定模块及发送模块；上述接收机包括第二存储模块、解析模块以及第二比较模块；

上述空中速率确定模块，用于根据当前数据包的大小，确定发送上述当前数据包使用的当前空中速率；

上述发送模块，用于将上述空中速率确定模块得到的当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；

上述第二存储模块，用于保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

上述解析模块，用于解析收到的帧，将得到当前空中速率发送给上述第二比较模块；

上述第二比较模块，用于比较本地保存的空中速率与当前空中速率是否一致；并在本地空中速率与当前空中速率一致时，则将上述第二存储模块中的速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将上述第二存储模块中的速率变化标识位置1。

优选地，上述发送机还包括第一存储模块、数据包大小确定模块、滑动平均滤波模块、第一比较模块以及第一空中速率更新模块，上述

第一存储模块，用于保存预设的数值区间与最佳空中速率的对应关系，以及保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

数据包大小确定模块，用于确定数据包的大小；

滑动平均滤波模块，用于对数据包的大小进行滑动平均滤波处理；

空中速率确定模块，还用于在上述第二存储模块中查看当前数据包的大小所属的数值区间，并令当前空中速率为上述数值区间对应的最佳空中速率；

第一比较模块，用于比较本地空中速率与当前空中速率是否一致，并在本地空中速率与当前空中速率一致时，将上述第一存储模块中的本地速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将上述第一存储模块中的本地速率变化标识位置1；

第一空中速率更新模块，用于在将当前帧发送给接收机后，查看上述第一存储模块中的本地速率标记位是否为1，以及在上述速率标记位为1时，判断当前数据包是否是最后一个数据包，并在当前数据包不是最后一个数据包时，将上述第一存储模块中的本地空中速率更新为当前空中速率。

优选地，上述接收机还包括同步模块、通信异步超定时器、第二空中速率更新模块，上述

同步模块，用于判断本地空中速率是否与发送机空中速率同步，并在本地空中速率与发送机空中速率异步时，判断RSSI强度是否在本机接收灵敏度范围内，并在上述RSSI强度在本机接收灵敏度范围内时，启动上述通信异步超时定时器；在上述RSSI强度不在本机接收灵敏度范围内时，丢弃收到的数据；以及在上述定时器超时时，将上述第二存储模块中的本地空中速率切换为与其相邻的空中速率；

通信异步超时定时器，用于计时；

第二空中速率更新模块，用于在处理完当前帧后，查看本地速率标记位是否为1，以及在上述速率标记位为1时，判断当前帧是否是最后一帧，并在当前帧不是最后一帧时，将上述第二存储模块中的本地空中速率更新为当前空中速率。

本发明使得数据收发设备可自动根据待发送数据包的大小，使用合适的空中速率，减少了数据传输过程中的丢包，降低了误码率；本发明不需要人工介入，降低了人工成本及操作的失误率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所述空中速率自适应方法的发送机部分处理流程图；

图2是本发明所述空中速率自适应方法的接收机部分处理流程图；

图3是本发明所述空中速率自适应系统原理框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明预先根据收发机使用的数据传输协议支持的空中速率的个数，将发送机可发送的数据包大小分成相应个数个数值区间，每个数值区间对应一个最佳空中速率，并将所述对应关系保存到发送机中，供发送机根据待发送数据包的大小，确定发送数据包使用的空中频率；以收发机为无线数传电台为例，目前RTK设备中的数传电台支持2种空中速率，分别为9600bps和19200bps，假设电台可发送的最大数据包大小为N(N为正整数)，则可将N分成2个数值区间，分别为0～M、M+1～N(M<N)，并令0～M数值区间的最佳空中速率为9600bps，M+1～N数值区间的最佳空中速率为19200bps。

另外，本发明还在发送机和接收机中分别预设一个初始值为0的速率变化标识位，用以指示空中速率是否发生变化，收发机根据该标识位，确定是否更新本地空中速率。

如图1所示，是本发明空中速率自适应方法发送机部分的处理流程图；具体包括以下步骤：

步骤S100：确定当前待发送数据包的大小；

步骤S101：对所述数据包的大小进行滑动平均滤波处理；

滑动平均滤波，即将采样数据X放入一大小为n的先进先出队列或数组中，然后对所述队列或数组中的所有成员求平均。具体到本发明中，即将数据包大小依次放入先进先出队列或数组中，队列或数组大小可根据实际需要确定。

步骤S102：查看当前数据包的大小所属的数值区间；

步骤S103：当前空中速率为所述数值区间对应的最佳空中速率；

步骤S104：将所当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；

上述帧中还携带有当前数据包及同步字。

步骤S105：比较本地保存的空中速率与当前空中速率是否一致，若是，则执行步骤S106；否则，执行步骤S107；

步骤S106：将本地速率变化标识位置0，当前数据包处理结束；

步骤S107：将本地速率变化标识位置1；

步骤S108：判断当前数据包是否是最后一个数据包，若是，则当前数据包处理结束；否则，执行步骤S109；

步骤S109：将本地空中速率更新为当前空中速率，当前数据包处理结束。

如图2所示，是本发明空中速率自适应方法接收机部分的处理流程图；具体包括以下步骤：

步骤S201：接收数据前，判断本地空中速率是否与发送机当前空中速率同步，若是，则执行步骤S207；否则，执行步骤S202；

继续以收发机为无线数传电台为例，由于数传电台支持9600bps和19200bps两种空中速率，假设发送机发送第N个数据包(非最后一个数据包)使用的空中频率为9600bps，那么接收机在处理完携带有该数据包的帧(非最后一个帧)后，本地空中频率将为9600bps；若发送机发送第N+1个数据包使用的空中频率为9600bps，那么此时接收机的本地空中频率为9600bps，即：此时收发机的空中频率同步；若发送机发送第N+1个数据包使用的空中频率为19200bps，那么此时接收机的本地空中频率为9600bps，即：此时收发机的空中频率异步；

本步骤中，接收机根据相关运算(通信的目标是传达信息，但是接收机是不知道发送机发的是什么，所以需要估计，即通过相关运算进行估计)判断本地空中速率与发送机当前空中速率是否同步；

步骤S202：判断当前RSSI强度是否在本机接收灵敏度范围内，若是，则执行步骤S204；否则，执行步骤S203；

步骤S203：丢弃收到的数据，执行步骤S201；

步骤S204：启动通信异步超时定时器；

步骤S205：判断定时器是否超时，若是，则执行步骤S206；否则，执行步骤S201；

步骤S206：将本地空中速率切换为与其相邻的空中速率，执行步骤S201；

本发明中，接收机在上电准备进行通信以及在通信进行时，均执行以上同步步骤；用以防止丢包发生。

步骤S207：解析收到的帧，得到当前空中速率及数据包；

步骤S208：比较本地保存的空中速率与解析得到的当前空中速率是否一致，若是，则执行步骤S209；否则，执行步骤S210；

步骤S209：将本地速率变化标识位置0，本次通信结束；

步骤S210：将本地速率变化标识位置1；

步骤S211：判断当前帧是否是最后一帧，若是，则本次通信结束；否则，执行步骤S212；

步骤S212：将本地空中速率更新为当前空中速率，本次通信结束。

如图3所示，是本发明所述空中速率自适应系统原理框图，包括发送机01与接收机02，其中，

发送机01包括第一存储模块11、数据包大小确定模块12、滑动平均滤波模块13、空中速率确定模块14、第一比较模块15、发送模块16以及第一空中速率更新模块17；具体地：

第一存储模块11，用于保存预设的数值区间与最佳空中速率的对应关系，以及保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

数据包大小确定模块12，用于确定待发送数据包的大小；

滑动平均滤波模块13，用于对数据包的大小进行滑动平均滤波处理；

空中速率确定模块14，用于根据数据包的大小，在所述第二存储模块中查看其所属的数值区间，并令当前空中速率为所述数值区间对应的最佳空中速率；

第一比较模块15，用于比较第一存储模块11中保存的本地空中速率与当前空中速率是否一致，并在本地空中速率与当前空中速率一致时，将所述第一存储模块11中的本地速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将所述第一存储模块11中的本地速率变化标识位置1；

发送模块16，用于将空中速率确定模块14得到的当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机02；

第一空中速率更新模块17，用于在将当前帧发送完毕后，查看所述第一存储模块11中的本地速率标记位是否为1，以及在所述速率标记位为1时，判断当前数据包是否是最后一个数据包，并在当前数据包不是最后一个数据包时，将所述第一存储模块11中的本地空中速率更新为当前空中速率；

接收机02包括第二存储模块21、解析模块22、第二比较模块23、同步模块24、通信异步超定时器25以及第二空中速率更新模块26，具体地：

第二存储模块21，用于保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

解析模块22，用于解析收到的帧，将得到当前空中速率发送给第二比较模块23；

第二比较模块23，用于比较第二存储模块21中保存的本地空中速率与当前空中速率是否一致；并在本地空中速率与当前空中速率一致时，则将第二存储模块21中的速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将第二存储模块21中的速率变化标识位置1；

同步模块24，用于判断本地空中速率是否与发送机空中速率同步，并在本地空中速率与发送机空中速率异步时，判断RSSI强度是否在本机接收灵敏度范围内，并在所述RSSI强度在本机接收灵敏度范围内时，启动通信异步超时定时器25；在所述RSSI强度不在本机接收灵敏度范围内时，丢弃收到的数据；以及在信异步超时定时器25超时时，将第二存储模块21中的本地空中速率切换为与其相邻的空中速率；

通信异步超时定时器25，用于计时；

第二空中速率更新模块26，用于在处理完当前帧后，查看本地速率标记位是否为1，以及在所述速率标记位为1时，判断当前帧是否是最后一帧，并在当前帧不是最后一帧时，将第二存储模块21中的本地空中速率更新为当前空中速率。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种空中速率自适应方法，其特征在于，

发送机根据当前数据包的大小，确定发送所述当前数据包使用的当前空中速率，并将所述当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；

接收机解析收到的帧，比较解析得到的当前空中速率与本地保存的空中速率是否一致，若一致，则将预设的本地速率变化标识位置0；若不一致，则将所述本地速率变化标识位置1。

2.如权利要求1所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

预先根据所述数据传输协议支持的空中速率的个数，将发送机可发送的数据包大小分成相应个数个数值区间，每个数值区间对应一个最佳空中速率，并保存所述对应关系；以及

为发送机和接收机分别设置一初始值为0的速率变化标志位。

3.如权利要求1或2所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述发送机根据当前数据包的大小，确定当前空中速率前，还执行以下步骤：

确定所述当前数据包的大小；

对所述数据包的大小进行滑动平均滤波处理。

4.如权利要求3所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述发送机通过如下步骤确定当前空中速率：

查找当前数据包的大小所属的数值区间；

令当前空中速率为所述数值区间对应的最佳空中速率。

5.如权利要求4所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述发送机确定了当前空中速率后，还执行以下步骤：

比较本地保存的空中速率与所述当前空中速率是否一致，若一致，则将预设的本地速率变化标识位置0；若不一致，则将预设的本地速率变化标识位置1。

6.如权利要求5所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述发送机将帧发送给接收机后，还执行以下步骤：

查看本地速率标记位是否为1，若是，则判断当前数据包是否是最后一个数据包，若不是，则将本地空中速率更新为当前空中速率。

7.如权利要求1所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述接收机在解析收到的帧前，还执行以下步骤：

步骤a：判断本地空中速率是否与发送机空中速率同步，若是，则执行所述解析收到的帧步骤；否则，执行步骤b；

步骤b：判断RSSI强度是否在本机接收灵敏度范围内，若是，则执行步骤c；否则，丢弃收到的数据，执行步骤a；

步骤c：启动通信异步超时定时器；

步骤d：判断定时器是否超时，若是，则执行步骤e；否则，执行步骤a；

步骤e：将本地空中速率切换为与其相邻的空中速率，执行步骤a。

8.如权利要求1所述的空中速率自适应方法，其特征在于，所述接收机在处理完当前帧后，还执行以下步骤：

查看本地速率标记位是否为1，若是，则判断当前帧是否是最后一帧，若不是，则将本地空中速率更新为所述当前空中速率。

9.一种空中速率自适应系统，包括发送机和接收机，其特征在于，所述发送机包括空中速率确定模块及发送模块；所述接收机包括第二存储模块、解析模块以及第二比较模块；

所述空中速率确定模块，用于根据当前数据包的大小，确定发送所述当前数据包使用的当前空中速率；

所述发送模块，用于将所述空中速率确定模块得到的当前空中速率通过数据传输协议帧中的自定义比特位发送给接收机；

所述第二存储模块，用于保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

所述解析模块，用于解析收到的帧，将得到当前空中速率发送给所述第二比较模块；

所述第二比较模块，用于比较本地保存的空中速率与当前空中速率是否一致；并在本地空中速率与当前空中速率一致时，则将所述第二存储模块中的速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将所述第二存储模块中的速率变化标识位置1。

10.如权利要求9所述的空中速率自适应系统，其特征在于，

所述发送机还包括第一存储模块、数据包大小确定模块、滑动平均滤波模块、第一比较模块以及第一空中速率更新模块，所述

第一存储模块，用于保存预设的数值区间与最佳空中速率的对应关系，以及保存本机速率变化标识位及本地空中速率；

数据包大小确定模块，用于确定数据包的大小；

滑动平均滤波模块，用于对数据包的大小进行滑动平均滤波处理；

空中速率确定模块，还用于在所述第二存储模块中查看当前数据包的大小所属的数值区间，并令当前空中速率为所述数值区间对应的最佳空中速率；

第一比较模块，用于比较本地空中速率与当前空中速率是否一致，并在本地空中速率与当前空中速率一致时，将所述第一存储模块中的本地速率变化标识位置0；在本地空中速率与当前空中速率不一致时，将所述第一存储模块中的本地速率变化标识位置1；

第一空中速率更新模块，用于在将当前帧发送给接收机后，查看所述第一存储模块中的本地速率标记位是否为1，以及在所述速率标记位为1时，判断当前数据包是否是最后一个数据包，并在当前数据包不是最后一个数据包时，将所述第一存储模块中的本地空中速率更新为当前空中速率。

11.如权利要求9或10所述的空中速率自适应系统，其特征在于，所述接收机还包括同步模块、通信异步超定时器、第二空中速率更新模块，所述

同步模块，用于判断本地空中速率是否与发送机空中速率同步，并在本地空中速率与发送机空中速率异步时，判断RSSI强度是否在本机接收灵敏度范围内，并在所述RSSI强度在本机接收灵敏度范围内时，启动所述通信异步超时定时器；在所述RSSI强度不在本机接收灵敏度范围内时，丢弃收到的数据；以及在所述定时器超时时，将所述第二存储模块中的本地空中速率切换为与其相邻的空中速率；

通信异步超时定时器，用于计时；

第二空中速率更新模块，用于在处理完当前帧后，查看本地速率标记位是否为1，以及在所述速率标记位为1时，判断当前帧是否是最后一帧，并在当前帧不是最后一帧时，将所述第二存储模块中的本地空中速率更新为当前空中速率。