CN105163387B - 230MHz无线专网终端调制速率自适应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，包括如下步骤：1）广播信道需要每个终端都有效监听；2）设定两个门限值；3）起始时刻，基站采用中间调制速率4800进行通信传输，然后统计不同终端的通信成功率或者信噪比多帧平均结果，并且记录；4）如果终端n的通信成功率或者信噪比低于、高于L_Val或在其间；5）调制速率达到最高速率后，不再进行调整，维持该调制速率。优点：本发明是一个自适用系统，系统运行时不断更新信道参数，根据信道参数不断调整每个终端的调整方式，确保终端运行在传输效率比较高的调制方式下，每个终端的传输效率最大化，从而达到整个系统传输效率最大化。

Description

230MHz无线专网终端调制速率自适应方法
技术领域
本发明涉及的是可为电力系统的数据采集、通信提供数据传输的一种230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，属于230M电力无线专网通信领域。
背景技术
当前电力无线专网系统，支持19200bps，9600bps，4800bps，2400bps和1200bps几种调制速率，速率越高要求的信道质量越高，基站覆盖范围越小；速率越低要求的信道质量越低，基站覆盖范围越大。对于不同的调制速率，终端和基站距离越近，信道质量越好，可以支持高速率通信；终端和基站距离越远，信道质量越差，只能支持低速率通信。当前电力无线专网系统，采用固定速率组网，不能自适应远近效用，导致组网效率不高。为了保证最边缘终端通信效果，采用高速率组网，传输速率提高但覆盖范围降低；采用低速率组网，传输效率降低但覆盖范围提高。
发明内容
本发明提出的是一种230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，其目的旨在保证覆盖范围的情况下，充分利用频谱资源，自动调节终端，使整个系统传输效率逼近最大传输效率。
本发明的技术解决方案：230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，包括如下步骤：
1）广播信道需要每个终端都有效监听，所以广播信道只能选择低速率调制方式1200；
2）设定两个门限值，H_Val和L_Val；基站针对每个终端计算信道质量，根据门限值给出该终端最优的调制方式，为了解说方便，只说明一个终端的调整原则，假设此终端代号为n，其他终端调整方式跟该终端完全一样；
3）起始时刻，基站采用中间调制速率4800进行通信传输，然后统计不同终端的通信成功率或者信噪比多帧平均结果，并且记录；
4）如果终端n的通信成功率或者信噪比低于L_Val，则调制速率降低一级；如果终端n的通信成功率或者信噪比高于H_Val，则调制速率提升一级；如果果终端n的通信成功率或者信噪比位于H_Val和L_Val之间，则维持调制速率不变，继续统计通信成功率或者信噪比；n代表任意一个终端；
5）调制速率达到最高速率后，即使通信成功率或者信噪比高于H_Val，也不进行调整，维持该调制速率；调制速率达到最小速率后，即使通信成功率或者信噪比低于L_Val，也不进行调整，维持该调制速率。
本发明的优点：本发明是一个自适用系统，系统运行时不断更新信道参数，根据信道参数不断调整每个终端的调整方式，确保终端运行在传输效率比较高的调制方式下，每个终端的传输效率最大化，从而达到整个系统传输效率最大化。
附图说明
附图1是自适应系统组网方式示意图，它融合了传统组网方式的优点，尽量减弱传统组网方式的缺点，既考虑了覆盖范围又提高了通信效率。
基站覆盖范围有远有近，通信速率有高有低，
不同颜色的终端运行在不同调制方式下，
调制方式选择根据信道状况确定。
附图2是理想信道情况下，基站覆盖和终端调制方式分布示意图。
具体实施方式
230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，包括如下步骤：
1）广播信道需要每个终端都有效监听，所以广播信道只能选择低速率调制方式1200；
2）设定两个门限值，H_Val和L_Val；基站针对每个终端计算信道质量，根据门限值给出该终端最优的调制方式，为了解说方便，只说明一个终端的调整原则，假设此终端代号为n，其他终端调整方式跟该终端完全一样；
3）起始时刻，基站采用中间调制速率4800进行通信传输，然后统计不同终端的通信成功率或者信噪比多帧平均结果，并且记录；
4）如果终端n的通信成功率或者信噪比低于L_Val，则调制速率降低一级；如果终端n的通信成功率或者信噪比高于H_Val，则调制速率提升一级；如果果终端n的通信成功率或者信噪比位于H_Val和L_Val之间，则维持调制速率不变，继续统计通信成功率或者信噪比；n代表任意一个终端；
5）调制速率达到最高速率后，即使通信成功率或者信噪比高于H_Val，也不进行调整，维持该调制速率；调制速率达到最小速率后，即使通信成功率或者信噪比低于L_Val，也不进行调整，维持该调制速率。
通过上面调整，系统会逐渐进入平衡状态，每个终端得以分配合适的调制速率。
此处讨论的是理想信道，如果是实际的无线信道，每种调制方式覆盖范围不是标准的圆形，采用该方法系统也会逐渐进入平衡状态，所以该方法同样适用于无线信道。
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：
如附图所示，以基站为中心节点的终端，分布于基站周围不同的位置，无线信道情况比较复杂，不同的终端对应不同的信道情况。在基站侧凭借通信成功率或者信噪比统计终端的无线信道情况优劣，信道优的采用高速调制方式，信道差的采用低速调制方式。通过这种策略，为每个终端选择最优的调制方式，使每个终端以尽可能高的速率和尽可能低的误码率进行数据传输，从而使单个终端的通信效率达到最优。每个终端的通信效率得到优化之后，整个系统的通信效率间接也达到比较理想的状态。
红色标记为基站，不同的圆圈(A,B,C,D,E)代表不同调试方式下的覆盖范围，各种终端位于不同的圆圈内，对于理想信道 ，信号质量只跟覆盖半径有关，以基站为中心的同心圆上的终端信号质量理论上应该一致，5个圆圈对应不同的覆盖半径，刚好对应5种调制方式，离基站越近速率越高，离基站越远速率越低。
表格1.调制方式和半径对应关系
半径 A B C D E
调制方式 19200 9600 4800 2400 1200
本发明是一种速率自适应系统，基站针对每个终端不同信道情况，选择最合适的调制方式，保证每个终端可靠通信质量。
系统统计终端的通信成功率或者信噪比作为调制方式选择依据。
广播性信道为了保证所有终端有效监听，采用速率最低的通信方式。

Claims (1)

1. 230MHz无线专网终端调制速率自适应方法，其特征是该方法包括如下骤：
1）广播信道需要每个终端都有效监听，所以广播信道只能选择低速率调制方式1200；
2）设定两个门限值，H_Val和L_Val；基站针对每个终端计算信道质量，根据门限值给出该终端最优的调制方式，为了解说方便，只说明一个终端的调整原则，假设此终端代号为n，其他终端调整方式跟该终端完全一样；
3）起始时刻，基站采用中间调制速率4800进行通信传输，然后统计不同终端的通信成功率或者信噪比多帧平均结果，并且记录；
4）如果终端n的通信成功率或者信噪比低于L_Val，则调制速率降低一级；如果终端n的通信成功率或者信噪比高于H_Val，则调制速率提升一级；如果果终端n的通信成功率或者信噪比位于H_Val和L_Val之间，则维持调制速率不变，继续统计通信成功率或者信噪比；n代表任意一个终端；
5）调制速率达到最高速率后，即使通信成功率或者信噪比高于H_Val，也不进行调整，维持该调制速率；调制速率达到最小速率后，即使通信成功率或者信噪比低于L_Val，也不进行调整，维持该调制速率；
以基站为中心节点的终端，分布于基站周围不同的位置，无线信道情况比较复杂，不同的终端对应不同的信道情况，在基站侧凭借通信成功率或者信噪比统计终端的无线信道情况优劣，信道优的采用高速调制方式，信道差的采用低速调制方式；通过这种策略，为每个终端选择最优的调制方式，使每个终端以尽可能高的速率和尽可能低的误码率进行数据传输，从而使单个终端的通信效率达到最优；每个终端的通信效率得到优化之后，整个系统的通信效率间接也达到理想的状态；
对于理想信道，信号质量只跟覆盖半径有关，以基站为中心的同心圆上的终端信号质量理论上应该一致，5个圆圈对应不同的覆盖半径，对应5种调制方式，依次为1200/2400/4800/9600/19200，离基站越近速率越高，离基站越远速率越低；
系统统计终端的通信成功率或者信噪比作为调制方式选择依据；
广播性信道为保证所有终端有效监听，采用速率最低的通信方式。
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