CN107613549A - 一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法 - Google Patents

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张蓉
黄礼成
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Abstract

本发明公开了一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，通过使终端在与基站的数据通信过程中，不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比，每隔预定时间间隔，计算此时间段内的基站平均辐射信号强度，以及最大信道占用比；根据此时间段内的基站平均辐射信号强度和最大信道占用比，来计算所需的终端发射功率和数据速率并应用到终端，其计算方法使得在基站信号微弱的情况下终端自动大幅降低发射功率和数据速率，在基站信号居中而且信道占用比较低的情况下又能自动提高终端发射功率和合理调整数据速率，以达到无线蜂窝网络在收发功耗、数据发送速率和电池续航方面自动折中调整的技术目的。

Description

一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法
一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法。
技术领域
本发明涉及无线蜂窝网通信技术领域，尤其是涉及一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法。
背景技术
在目前的低功耗无线通信技术领域，无线终端要求很低的收发功耗。而当基站信号比较弱的情况下，如采用通常的加大终端发射功率方法，必然造成终端功耗过大，而降低了终端设备的电池续航时间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，通过在终端内预设基站辐射信号强度、终端发射功率和终端数据速率的标准值；终端在与基站的数据通信过程中，不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比，每隔预定时间间隔计算此时间段内的基站平均辐射信号强度，以及最大信道占用比；根据此时间段内的基站平均辐射信号强度和最大信道占用比，来计算所需的终端发射功率和数据速率并应用到终端，所述计算方法使得在基站信号微弱的情况下终端自动大幅降低发射功率和数据速率，以达到无线蜂窝网络终端在收发功耗、数据速率和电池续航方面自动折中调整的技术目的。
为此，一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，包括如下步骤：
1）终端内预设基站辐射信号强度、终端发射功率和终端数据速率的标准值；
2）终端在与基站的数据通信过程中，不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比；
3）每隔预定时间间隔，计算此时间段内的基站平均辐射信号强度，以及最大信道占用比；
4）根据此时间段内的基站平均辐射信号强度和最大信道占用比，计算所需的终端发射功率和数据速率；其计算方法如下：
将基站平均辐射信号强度/基站辐射信号强度标准值记为sratio,将最大信道占用比记为occ；
当sratio在50%到100%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在50%到100%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在50%到100%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%到50%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.5倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在30%到50%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.2倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在30%到50%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%以下，则终端发射功率为0，终端数据速率为0；
5）将实时计算出的终端发射功率和数据速率应用到终端，然后重复执行步骤2）到步骤5）。
进一步地，基站辐射信号强度和终端发射功率的标准值可由终端出厂时预设，或由终端在一段运行过程中动态计算得出。
进一步地，所述预定时间间隔为3到5秒。
进一步地，将计算出的数据速率应用到终端的方法是设置终端的TCP滑动接收窗口数值。
进一步地，实时计算基站辐射信号强度和当前信道占用比是通过基带芯片的频谱分析算法得出的。
本发明具有如下有益效果：本发明低功耗无线蜂窝网数据速率和发射功耗自适应方法，使终端在与基站的数据通信过程中不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比，并据此计算所需的终端发射功率和数据速率最优值；其计算方法使得在基站信号微弱的情况下终端自动大幅降低发射功率和数据速率，在基站信号居中而且信道占用比较低的情况下又能自动提高终端发射功率和合理调整数据速率，从而达到了无线蜂窝网络在收发功耗、数据发送速率和电池续航方面自动折中调整的技术目的。
综上所述，本发明的低功耗无线蜂窝网数据速率和发射功耗自适应方法，对于加大终端发射功率时，也能实现快速相应，在基站信号居中而且信道占用比较低的情况下又能自动提高终端发射功率和合理调整数据速率，从而达到了无线蜂窝网络在收发功耗、数据发送速率和电池续航方面自动折中调整的技术目的，提高了设备的使用寿命和效率，具有较好的推广应用的前景。
附图说明
图1是一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，如图1所示，包括如下步骤：
S101、终端内预设基站辐射信号强度、终端发射功率和终端数据速率的标准值；
S102、终端在与基站的数据通信过程中，不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比；
S103、每隔预定时间间隔，计算此时间段内的基站平均辐射信号强度，以及最大信道占用比；
S104、根据此时间段内的基站平均辐射信号强度和最大信道占用比，计算所需的终端发射功率和数据速率；其计算方法如下：
将基站平均辐射信号强度/基站辐射信号强度标准值记为sratio,将最大信道占用比记为occ；
当sratio在50%到100%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在50%到100%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在50%到100%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%到50%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.5倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在30%到50%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.2倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在30%到50%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%以下，则终端发射功率为0，终端数据速率为0；
S105、将实时计算出的终端发射功率和数据速率应用到终端，然后重复执行步骤S102到步骤S105。
其中，基站辐射信号强度和终端发射功率的标准值可由终端出厂时预设，或由终端在一段运行过程中动态计算得出。
上述步骤在终端在与基站的数据通信过程中，不断根据实际的基站的辐射信号强度和当前信道占用比，来调整所需的终端发射功率和数据速率，从而确保收发功耗、数据发送速率和电池续航方面始终自动处于折中的最优状态。
S104所述终端发射功率和数据速率的计算方法如下：
将基站平均辐射信号强度/基站辐射信号强度标准值记为sratio,将最大信道占用比记为occ；
当sratio在50%到100%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在50%到100%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在50%到100%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%到50%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.5倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在30%到50%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.2倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在30%到50%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%以下，则终端发射功率为0，终端数据速率为0。
上述计算方法的指导原则是：使得在基站信号微弱的情况下终端自动大幅降低发射功率和数据速率，在基站信号较弱而且信道占用比较低的情况下又能自动提高终端发射功率和合理调整数据速率。经试验，此计算方法及参数可较好满足在基站信号强和弱不同情况下，终端在收发功耗、数据发送速率和电池续航方面始终自动处于折中的最优状态。
在上述实施例中，步骤S103所述预定时间间隔为3到5秒，反应效果较好，功耗也较小。
将计算出的数据速率应用到终端的方法是设置终端的TCP滑动接收窗口数值。
实时计算基站辐射信号强度和当前信道占用比是通过基带芯片的频谱分析算法得出的。综上所述，本发明的低功耗无线蜂窝网数据速率和发射功耗自适应方法，对于加大终端发射功率时，也能实现快速相应，在基站信号居中而且信道占用比较低的情况下又能自动提高终端发射功率和合理调整数据速率，从而达到了无线蜂窝网络在收发功耗、数据发送速率和电池续航方面自动折中调整的技术目的，提高了设备的使用寿命和效率，具有较好的推广应用的前景。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）终端内预设基站辐射信号强度、终端发射功率和终端数据速率的标准值；
2）终端在与基站的数据通信过程中，不断实时计算基站的辐射信号强度和当前信道占用比；
3）每隔预定时间间隔，计算此时间段内的基站平均辐射信号强度，以及最大信道占用比；
4）根据此时间段内的基站平均辐射信号强度和最大信道占用比，计算所需的终端发射功率和数据速率，其计算方法如下：
将基站平均辐射信号强度/基站辐射信号强度标准值记为sratio,将最大信道占用比记为occ；
当sratio在50%到100%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在50%到100%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在50%到100%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%到50%，occ在30%以下，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.5倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值；
当sratio在30%到50%，occ在30%至80%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值的1.2倍，终端数据速率等于终端数据速率标准值的50%；
当sratio在30%到50%，occ在80%至100%，则终端发射功率等于终端发射功率标准值，终端数据速率等于终端数据速率标准值的30%；
当sratio在30%以下，则终端发射功率为0，终端数据速率为0；
5）将实时计算出的终端发射功率和数据速率应用到终端，然后重复执行步骤2）到步骤5）。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，其特征在于，基站辐射信号强度和终端发射功率的标准值可由终端出厂时预设，或由终端在一段运行过程中动态计算得出。
3.根据权利要求1或2所述的一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，其特征在于，所述预定时间间隔为3到5秒。
4.根据权利要求3所述的一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，其特征在于，将计算出的数据速率应用到终端的方法是设置终端的TCP滑动接收窗口数值。
5.根据权利要求3所述的一种低功耗无线蜂窝网数据速率与发射功耗自适应方法，其特征在于，实时计算基站辐射信号强度和当前信道占用比是通过基带芯片的频谱分析算法得出的。
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