CN104284375A - 一种无线网络速率自适应调节的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线网络速率自适应调节的方法，包括：在发射端将无线网络传输平台的透明数据作为协议签名，并将协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中；在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准；采用OFDM技术，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将最佳速率反馈至发射端。本发明提供的无线网络速率自适应调节的方法在不增加额外控制信息的情况下实现自适应速率调整，有效对抗信道时域的快变和频域的深度衰落，减少噪声的影响，极大地提高信道估计的准确性、匹配信道质量和传输速率，在频域选择更加合适的速率进行传输，从而增加系统吞吐量。

Description

一种无线网络速率自适应调节的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线网络速率自适应调节的方法。
背景技术
随着无线通信技术的发展，无线用户的数量急剧增加，以及无线服务对传输速率要求的提高，如何提高无线网络的传输性能变成为亟待解决的严峻问题。
IEEE802.11系列协议中，物理层(Physical Layer)使用了多种编码调制技术，来达到多种可供选择的数据发送速率。例如，802.11a物理层支持8种速率(6～54Mbps)，802.11b物理层支持4种传输速率(1～11Mbps)，802.11g物理层支持12种传输速率(1～54Mbps)。由于最近在无线通信、智能天线、数字信号处理等方面的技术进展，物理层能够提供更高的速率，例如目前正在制定的802.11ac标准其目标是达到1Gbps以上的用户速度。
根据信道(或者拓扑)的时变性，自动选择最优的发送速率叫做速率自适应。自适应调制编码技术的核心思想是：在不牺牲误比特率性能(比如BER)的前提下，根据无线通信环境和QoS(Quality of Service，服务质量)要求，通过动态的改变发送端的发送功率、波特率、星座图的大小、编码方案、码率等，或者是综合改变前面所述的各种参数，在较好的无线信道条件下获得较大的吞吐量；而当无线信道质量下降时，相应地降低传输速率，最终达到提高系统资源的利用率，获得较高的系统吞吐量和容量的目的。
目前，在媒体接入层或链路层MAC(Media Access Control Layer，介质访问控制层)中，802.11协议只规定了何种帧类型使用何种的速率，但MAC层并没有规定如何在各个速率之间进行自适应地速率切换或选择，从而使自适应的速率选择算法成为一个重要的研究方向。
目前获取信道信息的方法主要有两大类：对信道物理信息直接获取的方法和基于统计信息的方法。对信道信息直接测量的方法是直接测量信道的某些物理信息，如信噪比(Signal to Noise Ratio，简称SNR)、接收信号强度(ReceivedSignal Strength，简称RSS)、或者误码率(Bit Error Rate，简称BER)等，目前，RBAR(Receiver-Based Auto Rate，基于接收器的自动速率)方法及由其演变的一些方法，成为速率自适应研究的热点，其中最有效的方法主要为利用CSI(Channel-State-Information，信道状态信息)来获取频域上的信道状况，从而更加细化的进行自适应速率匹配。而基于统计信息的方法是统计在一段时间内(固定的时间窗口内或者固定的数据帧传输时间)统计数据的某些信息，如误帧率、ACK(Acknowledge Character，确认字符)成功接收次数、吞吐量等。以这些统计值作为判断无线信道质量的依据，并且自适应地调整发送速率。ARF(AutoRate Feedback，自动速率反馈)是最早也是最经典的以统计信息作为速率升降评判标准的方法，还有2006年提出的RRAA(Robust Rate Adaptation Algorithms，稳健的速率自适应算法)，也产生了许多改进方案。目前在速率自适应中面临的最大难题是如何根据信道的时变、衰落特点做出准确地判断，从而适时地调整速率，使系统的吞吐量维持在稳定状态，即具备鲁棒性。
申请号为201210026685的中国发明专利申请公开了一种无线局域网中的发送速率调整方法和使用该方法的装置。该技术方案在现有的速率适配方法中考虑了相同无线信道活跃无线通信设备的数量，从而可以减少其他通信设备带来的影响，提高了多用户时无线局域网的性能，给用户带来较好的用户体验。然而，该技术方案没有考虑信道本身的物理特性以及传输内容的结构特征，因此并不能准确的选择与信道情况相匹配的传输速率。
申请号为200610098874的中国发明专利申请公开了一种无线局域网多速率自适应传输的方法。该方法首先由发送端向接收方发送多速率自适应传输模式指示；接收端根据接收到的多速率自适应传输模式向发送方返回速率调整信息。随后，发送端根据上述速率调整信息进行传输速率。该方法可根据信道状态依物理帧分段自适应地调整速率，并用于高速移动无线衰落信道。然而，该方法并没有利用数据包的结构特征来辅助信道估计和校准，并且该方法没有考虑无线信道的频域特征，因此并不能选择最适用于所有频域载波的传输速率。
申请号为200510063361中国发明专利申请公开了一种无线局域网络通过跨层分析的速率调整方法，该方法提供了预设封包错误率的分析。该技术方案在符合封包错误率下，发送端针对实体层建立简化实体层模式表，并以初始传输速率传送封包至接收端；通过接收端的分析反馈，发送端快速调整传输速率以符合信道的变化。然而，该方法并也没有利用数据包的结构特征进行信道估计，因此其并不能选择最合适的传输速率，而缺乏信道频域特征的考虑，也使得其速率调整缺乏准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种无线网络速率自适应调节的方法，可以有效提取可靠信息进行信道估计，并为信道频域载波的速率选择提供了准确度量，从而准确匹配发送速率与传输信道，提高系统吞吐量。
为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种无线网络速率自适应调节的方法，包括：
在发射端将无线网络传输平台的透明数据作为协议签名，并将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中；所述导频信息包括软导频信息和硬导频信息；
在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准；
采用OFDM技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端。
优选地，所述无线网络传输平台为IEEE802.11协议数据包架构平台。
进一步地，当所述导频信息为硬导频信息时，则，将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中，包括：
提取出所述待发送数据包中的包头信息作为协议签名，在时域上将所述协议签名在所述待发送数据包中的有效数据上进行MAC交织；所述待发送数据包包括包头信息和有效数据；
利用IEEE802.11协议中的物理层交织器，在频域上将所述协议签名均匀分布在所述待发送数据包中的OFDM子载波上。
进一步地，所述在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准，包括：
利用无线局域网协议的前导序列，对所述接收数据进行初步信道估计；
提取出所述接收数据中的导频信息，根据所述导频信息进行二次信道估计；
对所述初步信道估计和所述二次信道估计的结果进行加权，计算出校准后的信道估计。
进一步地，所述提取出所述接收数据中的导频信息，根据所述导频信息进行二次信道估计，包括：
对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储；
对接收数据进行解码，分别利用所述软导频信息和所述硬导频信息进行信道估计。
在一种可实现的方式中，所述对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储，包括：
对接收数据的包头进行训练；
将所述接收数据的包头中的在k次传输中保持不变的比特数据作为硬导频信息，并将所述硬导频信息存储在所述协议签名库中；
将所述接收数据的包头中的在k次传输中发生改变的比特数据从所述协议签名库中删除；k的值由发射端与接收端之间的网络传输类型决定。
进一步地，利用所述硬导频信息进行信道估计，具体为：
提取所述协议签名库中的硬导频信息；
利用前导序列中的信号域获得接收数据的包长N；根据所述协议签名库的位置将所述硬导频信息与长度为N的MAC协议数据单元的虚拟数据包进行MAC交织；
将进行MAC交织后的硬导频信息利用所述物理层交织器进行物理交织和调制，获得所述硬导频信息在物理层中的传输位置；
根据所述硬导频信息在物理层中的传输位置进行信道估计的校准。
在另一种可实现的方式中，所述对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储，包括：
在接收端对接收数据进行解码，对每一个接收的数据比特计算出最大似然比例；
将每一个最大似然比例与指定阈值进行比较；
在所述最大似然比例大于所述指定阈值时，将所述最大似然比例所对应的数据比特作为软导频信息，并将所述软导频信息存储在协议签名库中。
进一步地，所述采用OFDM技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端，具体为：
采用OFDM技术在频域上对所有载波进行速率匹配；
根据贪心算法选出适合频域内所有载波的最佳速率，包括：
计算出校准后的信道的每个载波可以达到的速率，并对每个载波的速率进行累加；
将累加后获得的最大速率与各个载波的承载能力进行比较；若所述累加后获得的最大速率大于载波的承载能力，则为载波分配最低速率作为所述最佳速率；若所述累加后获得的最大速率不大于载波的承载能力，则将累加后获得的最大速率作为最佳速率；
将所述最佳速率反馈至发射端，所述发射端根据所述最佳速率对数据传输速率进行自适应调节。
本发明实施例提供的无线网络速率自适应调节的方法，在发射端将导频信息均匀地分布在待发送数据包中，通过在在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准，辅助现有的前导序列和导频进行信道估计，从而提高信道估计的准确性，选择与之最匹配的传输速率；采用OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分复用)技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端。根据信道的时变、衰落特点做出准确地判断，从而适时地调整速率，使系统的吞吐量维持在稳定状态，即具备鲁棒性；可以有效对抗信道时域的快变和频域的深度衰落，减少噪声的影响，极大的提高信道估计的准确性。此外，通过利用数据包中的已知信息比特，可以做准确细化的信道估计，为自适应速率协议提供更好的度量标准，从而去除深度衰落载波影响，选择最理想的传输速率，提高系统的数据吞吐量。
附图说明
图1是本发明提供的无线网络速率自适应调节的方法的一个实施例的步骤流程图。
图2是本发明实施例提供的无线网络速率自适应调节系统的一种结构示意图。
图3是本发明实施例提供的MAC层交织器的一种数据结构示意图。
图4是本发明实施例提供的PHY层交织器的一种数据结构示意图。
图5是本发明实施例提供的软导频信息提取标准的示意图。
图6是本发明实施例利用硬导频信息进行信道估计的一种可实现方式的步骤流程图。
图7是本发明实施例提供的采用OFDM的最佳速率选择的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本发明提供的无线网络速率自适应调节的方法的一个实施例的步骤流程图。
在本实施例中，所述的无线网络速率自适应调节的方法主要包括以下步骤：
步骤S1：在发射端将无线网络传输平台的透明数据作为协议签名，并将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中；所述导频信息包括软导频信息和硬导频信息。其中，软导频信息是指解码过程中数据包中可以判定为可靠的数据信息；硬导频信息是指IEEE802.11数据包中包头内可以预知的控制信息。数据的透明性是指上层传输的数据的内容、格式及编码没有限制，也没有必要对下层解释其信息结构。对于固定链路，一些信息在发射端和接收端时已知的，这些已知的信息可以称为协议签名。在本实施例中，将无线网络传输平台的透明数据提取为协议签名，其具有两个位置。首先，协议签名一般存在于MAC(Media Access Control Layer，介质访问控制层)的协议数据单元(MAC Protocol Data Unit，简称MPDU)协议包头中，比如：链路发送端和接收端MAC地址，IP(Internet Protocol，因特网协议)协议版本类型等。当一对节点确定传输之后，这些协议签名的内容是不会改变的。如果把MPDU的前80bytes(字节)作为提取协议签名的位置，经实验验证，普通的互联网数据流量中，MPDU前80bytes中协议签名的数量可以达到整个包长的10％-30％。其次，协议签名一般存在于发送的数据内容中，比如可靠的数据比特。在接收端解码的时候，有些数据比特有很高的似然比(LLR，Log-Likelihood Ratio)。这些数据比特也可以作为发射端和接收端的已知信息。由于协议签名的可靠性，因此可以将这些信息提取为导频信息，辅助现有的前导序列和导频进行信道估计，从而提高信道估计的准确性，选择与之最匹配的传输速率。
优选地，所述无线网络传输平台为IEEE802.11协议数据包架构平台。
需要说明的是，本实施例中的无线网络传输平台包括但不限于IEEE802.11协议数据包架构平台，其还可以相应地扩展到其他无线传输平台。
参看图2，是本发明实施例提供的无线网络速率自适应调节系统的一种结构示意图。
具体地，所述无线网络速率自适应调节系统可以包括发射端21、接收端22以及传输链路23；其中，所述发射端21又进一步包括硬导频分配模块211、编码调制模块212；接收端22包括软导频提取模块221、硬导频提取模块222、信道估计校准模块223和基于校准的速率选择模块224；并且，基于校准的速率选择模块224处理获得的最佳速率将反馈到编码调制模块212中；编码调制模块212经由传输链路23又对传输速率进行自适应调整，分别通过发送物理层231，无线传输网络和接收物理层232的传输，将数据包传递至接收端22。
具体实施时，可以采用图2所示的无线网络速率自适应调节系统对无线数据的传输速率进行自适应调节。
在本实施例中，为了使协议签名可以起到导频的作用来辅助整个待发送数据包进行信道估计，其关键技术是将协议签名均匀的分布在整个待发送数据包中。在本实施例中，由于软导频信息通常为可靠的比特，因此具有自然的分散特性，即作为软导频信息的协议签名本身具有均匀分布的特性。相比软导频信息而言，硬导频信息本身优选为从IEEE802.11协议数据包的包头提取而来，如果不经过处理，无法对后面的数据包进行辅助估计。
因此，当所述导频信息为硬导频信息时，则，将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中，包括：首先，提取出所述待发送数据包中的包头信息作为协议签名，在时域上将所述协议签名在所述待发送数据包中的有效数据上进行MAC交织；所述待发送数据包包括包头信息和有效数据；再者，利用IEEE802.11协议中的物理层交织器(PHY层交织器)，在频域上将所述协议签名均匀分布在所述待发送数据包中的OFDM子载波上。
具体实施时，在发射端对待发送数据包进行编码时，首先增加一个MAC层交织器，使协议签名均匀分布在待发送数据包中，从而在时域辅助信道估计。
参看图3，是本发明实施例提供的MAC层交织器的一种数据结构示意图。
为了使作为协议签名的硬导频信息从包头的位置均匀分布到整个数据包中，发送端首先在MPDU单元301中进行MAC层交织；然后通过MAC层分组交织器302将包头H和数据D分别为若干组，分组之后，将每一个包头组Hi分别放置于一个数据组Di之前，重新合并成一个小组；重新分配的组作为输入，进入PHY分组编码器303中。PHY分组编码器303对每一个分组计算校验和Ci，并将Ci加入每个分组最后，等待下一步处理。这样就可以保证每一个数据块有一个包头。具体地，当待发送数据包中前80bytes为上层的包头，80bytes之后的信息为数据时，可以通过MAC层交织器，将待发送数据包的前80bytes均匀混合到后面的数据之中。
参看图4，是本发明实施例提供的PHY层交织器的一种数据结构示意图。
MAC层交织器只能对时域信道进行估计，为了对频域信道进行分析，同时利用IEEE802.11协议的PHY层交织器，使协议签名均匀分布在OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分复用)子载波上，从而在频域进行信道估计的校准。
具体地，所述PHY层交织器包括PHY编码单元401、编码块重新分配单元402，符号映射单元403和PHY符号交织器404。PHY编码单元401和编码块重新分配单元402将编码后的数据重新组合，并通过符号映射单元403进行符号映射，以及通过PHY符号交织器404对映射的符号进行交织。PHY层交织器可以采用IEEE802.11协议的随机交织器，其目的是将所有符号均匀分配。经过两次交织之后，硬导频信息可以均匀的分布在待发送数据包中。发射端再对待发送数据包进行调制和发送。接收端接到相应的数据之后，根据建立的协议签名库，提取硬导频信息进行相同的两次交织来获得硬导频信息的位置，并进行信道估计的校正。
步骤S2：在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准。
在一种可实现的方式中，所述步骤S2具体包括步骤S21～步骤S23：
步骤S21：利用无线局域网协议的前导序列，对所述接收数据进行初步信道估计。
步骤S22：提取出所述接收数据中的导频信息，根据所述导频信息进行二次信道估计。
其中，所述步骤S22具体包括步骤S221～步骤S222：
步骤S221：对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储。
一方面，在所述步骤S221中，为了准确地提取接收数据中的硬导频信息，接收端需要首先进行初始化，建立协议签名库对硬导频信息进行存储，以供后续的信道估计和校准。在一种可实现的方式中，可以采用以下方式在接收端实现对接收数据中的硬导频信息的提取，包括：
对接收数据的包头进行训练；将所述接收数据的包头中的在k次传输中保持不变的比特数据作为硬导频信息，并将所述硬导频信息存储在所述协议签名库中；将所述接收数据的包头中的在k次传输中发生改变的比特数据从所述协议签名库中删除；k的值由发射端与接收端之间的网络传输类型决定，并进行自适应调整。需要说明的是，本发明实施例提取硬导频信息的方法适用于系统码，也就是信息位和校验位分开的编码；若需要提取非系统码，即信息位与校验位相互交叉的编码，则只使用协议签名软导频信息进行提取。
另一方面，在所述步骤S221中，作为协议签名的软导频信息的提取建立于接收端的解码过程的基础上。在接收端解码过程中，每一个接收的比特进行软判决。其中，判决的步骤是计算出这个比特的最大似然比例(LLR，Log-LikelihoodRatio)，从而进行进一步的解码。最大似然比例越大，说明整个比特的解码越可靠。在一种可实现的方式中，可以采用以下方式实现接收数据中的软导频信息的提取，包括：
在接收端对接收数据进行解码，对每一个接收的数据比特计算出最大似然比例；将每一个最大似然比例与指定阈值T进行比较；在所述最大似然比例大于所述指定阈值T时，将所述最大似然比例所对应的数据比特作为软导频信息，并将所述软导频信息存储在协议签名库中，以进行信道估计的校准。阈值T的值根据系统的需求来决定。越高的T代表越可靠的软导频信息，然后提取的数量就会相应变少，反之亦然。
参看图5，是本发明实施例提供的软导频信息提取标准的示意图。接收端在解码过程中，根据每个比特(bit)的最大似然比例来提取协议签名软导频信息。理论上来说，最大似然比例越大，提取的软导频越可靠，然而可提取的软导频信息的数量越少，因此需要可以提取的软导频信息数和提取软导频信息的可靠性之间取一个平衡。本发明实施例采用阈值的方式。当某一个比特的最大似然比例超过一个阈值T＝0.8，如最大似然比例LLR＞0.8时，就将相应的比特提取为软导频信息。
步骤S222：对接收数据进行解码，分别利用所述软导频信息和所述硬导频信息进行信道估计。
接收端在建立协议签名(导频信息)库之后，就可以利用软导频信息和硬导频信息进行信道估计校准。
其中，在利用所述硬导频信息进行信道估计时，由于接收端接收到的数据是物理层(PHY层)数据，其关键问题是如何获得硬导频信息的PHY层位置。而本发明实施例中，可以采用与发射端在编码时的交织步骤相仿的方法，获取硬导频信息的PHY位置。
具体地，如图6所示，当利用所述硬导频信息进行信道估计时，所述步骤S222具体为：
a、提取所述协议签名库中的硬导频信息；
b、利用前导序列中的信号域(SIGNAL FIELD)获得接收数据的包长N；根据所述协议签名库的位置将所述硬导频信息与长度为N的MAC协议数据单元(MPDU)的虚拟数据包进行MAC交织(与发送端相同操作的MAC交织、编码)。
c、将进行MAC交织后的硬导频信息利用所述物理层交织器(即PHY层交织器)进行物理交织和调制，获得所述硬导频信息在物理层PHY中的传输位置。具体实施时，可以采用如图3所示的MAC层交织器和图4所示的PHY层交织器对硬导频信息进行两次交织。
d、根据所述硬导频信息在物理层中的传输位置进行信道估计的校准。
接收端接收数据之后，首先利用前导序列对信道进行估计，然后对进行信道估计之后的数据进行解码。在获得完整的协议签名库后，利用软导频信息和硬导频信息对信道估计进行校准。
步骤S23：对所述初步信道估计和所述二次信道估计的结果进行加权，计算出校准后的信道估计。在本实施例中，接收端首先利用IEEE802.11协议的本身的前导序列进行初步信道估计；然后利用协议签名(即软导频信息和硬导频信息)进行二次信道估计。两次信道估计的值利用加权的方法，计算出校准后的信道估计。优选地，加权的权重根据协议签名的比例来计算，以保证可靠的协议签名可以进行最大的校准。
步骤S3：采用OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分复用)技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端。
在一种可实现的方式中，所述步骤S3具体为：
步骤S31：采用OFDM技术在频域上对所有载波进行速率匹配；
步骤S32：根据贪心算法选出适合频域内所有载波的最佳速率，包括：
步骤S321：计算出校准后的信道的每个载波可以达到的速率，并对每个载波的速率进行累加；
步骤S322：将累加后获得的最大速率与各个载波的承载能力进行比较；若所述累加后获得的最大速率大于载波的承载能力，则为载波分配最低速率作为所述最佳速率；若所述累加后获得的最大速率不大于载波的承载能力，则将累加后获得的最大速率作为最佳速率；
步骤S323：将所述最佳速率反馈至发射端，所述发射端根据所述最佳速率对数据传输速率进行自适应调节。
本发明实施例采用一种基于校准信道的贪心算法(又称贪婪算法)来获得信道和速率的匹配。
如图7所示，是本发明实施例提供的采用OFDM的最佳速率选择的示意图。其中图7中的载波序列的左侧圆圈为传统速率选择方法可以达到的速率，右侧圆圈为本发明实施例可以达到的速率。本实施例提供的基于校准信道的贪心算法可以选择适合频域内所有载波的速率进行传输。这里所说的适合不是指所有的载波都可以传输，而是说所有的载波累加速率可以达到最大。由于本实施例采用的正交频分复用OFDM调制解调技术在频域上具有多载波调制特性，因此本实施例中的所有载波都将进行速率匹配，为速率选择的贪心算法提供衡量基准。多载波调制特性是一种并行机制，它将高速率的数据序列经串/并变换后分割成为若干路低俗数据流，每一路低速数据采用一个独立的载波调制，叠加在一起构成发送信号。与传统的单一信道匹配速率的方法不同，本发明实施例将所有载波都进行速率匹配，再根据贪心算法选出吞吐量最大的速率。接收端将每一种可能的传输速率都进行计算，获得该信道条件下每个载波可以达到的速率，再对其进行累加。累加可获得最大速率的选择即为当前最佳的速率。需要注意的是，该速率不一定是所有载波都可以容忍(或承载)的速率，也就是说，该速率超过某些载波可以进行可靠传输的最大速率，则利用最低速率为这些载波传输，以提供稳定的连接，这样既保证了基本传输，又可以最大的提高系统吞吐量。
本发明实施例基于无线网络传输平台，尤其是IEEE802.11协议数据包的结构特征，提取可靠的协议签名进行信道估计的校准，并利用OFDM频域的多载波特性，根据校准信道选择最大吞吐量的速率，能达到的有益效果如下：首先，在不增加额外控制信息的情况下，可以在物理层提取大量的可靠信息，供上层使用，如解码，信道估计，自适应速率调整等；第二，可以有效对抗信道时域的快变和频域的深度衰落，减少噪声的影响，极大地提高信道估计的准确性；第三，可以准确地匹配信道质量和传输速率，在频域选择更加合适的速率进行传输，从而增加系统吞吐量。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，包括：
在发射端将无线网络传输平台的透明数据作为协议签名，并将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中；所述导频信息包括软导频信息和硬导频信息；
在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准；
采用OFDM技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端。
2.如权利要求1所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述无线网络传输平台为IEEE802.11协议数据包架构平台。
3.如权利要求2所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，当所述导频信息为硬导频信息时，则，将所述协议签名作为导频信息均匀地分布在待发送数据包中，包括：
提取出所述待发送数据包中的包头信息作为协议签名，在时域上将所述协议签名在所述待发送数据包中的有效数据上进行MAC交织；所述待发送数据包包括包头信息和有效数据；
利用IEEE802.11协议中的物理层交织器，在频域上将所述协议签名均匀分布在所述待发送数据包中的OFDM子载波上。
4.如权利要求3所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述在接收端提取出接收数据中的导频信息，利用接收数据中的导频信息进行信道估计的校准，包括：
利用无线局域网协议的前导序列，对所述接收数据进行初步信道估计；
提取出所述接收数据中的导频信息，根据所述导频信息进行二次信道估计；
对所述初步信道估计和所述二次信道估计的结果进行加权，计算出校准后的信道估计。
5.如权利要求4所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述提取出所述接收数据中的导频信息，根据所述导频信息进行二次信道估计，包括：
对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储；
对接收数据进行解码，分别利用所述软导频信息和所述硬导频信息进行信道估计。
6.如权利要求5所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储，包括：
对接收数据的包头进行训练；
将所述接收数据的包头中的在k次传输中保持不变的比特数据作为硬导频信息，并将所述硬导频信息存储在所述协议签名库中；
将所述接收数据的包头中的在k次传输中发生改变的比特数据从所述协议签名库中删除；k的值由发射端与接收端之间的网络传输类型决定。
7.如权利要求6所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，利用所述硬导频信息进行信道估计，具体为：
提取所述协议签名库中的硬导频信息；
利用前导序列中的信号域获得接收数据的包长N；根据所述协议签名库的位置将所述硬导频信息与长度为N的MAC协议数据单元的虚拟数据包进行MAC交织；
将进行MAC交织后的硬导频信息利用所述物理层交织器进行物理交织和调制，获得所述硬导频信息在物理层中的传输位置；
根据所述硬导频信息在物理层中的传输位置进行信道估计的校准。
8.如权利要求5所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述对接收数据进行初始化，提取接收数据中的软导频信息和硬导频信息，并建立协议签名库对所述导频信息进行存储，包括：
在接收端对接收数据进行解码，对每一个接收的数据比特计算出最大似然比例；
将每一个最大似然比例与指定阈值进行比较；
在所述最大似然比例大于所述指定阈值时，将所述最大似然比例所对应的数据比特作为软导频信息，并将所述软导频信息存储在协议签名库中。
9.如权利要求1～8任一项所述的无线网络速率自适应调节的方法，其特征在于，所述采用OFDM技术，根据各个载波的速率承载能力，为所有校准后的信道在频域中选择最佳速率，并将所述最佳速率反馈至所述发射端，具体为：
采用OFDM技术在频域上对所有载波进行速率匹配；
根据贪心算法选出适合频域内所有载波的最佳速率，包括：
计算出校准后的信道的每个载波可以达到的速率，并对每个载波的速率进行累加；
将累加后获得的最大速率与各个载波的承载能力进行比较；若所述累加后获得的最大速率大于载波的承载能力，则为载波分配最低速率作为所述最佳速率；若所述累加后获得的最大速率不大于载波的承载能力，则将累加后获得的最大速率作为最佳速率；
将所述最佳速率反馈至发射端，所述发射端根据所述最佳速率对数据传输速率进行自适应调节。
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