CN109450600A - 一种适应环境变化的无线通信编码调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种适应环境变化的无线通信编码调制方法，本发明利用通信流程中的确认重传机制来调整编码调制方案，当通信节点收到接收节点反馈连续多个非确认信息时，通信节点选择可靠性更高的编码调制方案，如从(基准编码/基准调制)编码调制方式调整到(线性分组码/基准调制)编码调制方式；当通信节点连续收到接收节点反馈的多个确认信息时，即连续多个数据包被正确接收时，通信节点选择通信速率更高的编码调制方案，如从(扩频编码/基准调制)编码调制方式调整到(线性分组码/基准调制)编码调制方式，降低通信时间，避免出现碰撞，进而达到提升通信可靠性的目的。本发明能有效提升在环境不确定情况下的无线通信可靠性，提升系统吞吐率。

Description

一种适应环境变化的无线通信编码调制方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术领域，具体地说，涉及一种感知环境变化的无线通信编码调制方法。

背景技术

随着无线通信技术在智能农业、智能家居、环境监测等领域的广泛应用，环境中部署的无线通信节点越来越多，然而部署环境并不确定，存在诸多变数，如区域不同(城市，郊区，野外等)，节点间距离不确定等等，其所处环境对无线通信的影响不明确。目前在物联网通信领域提出的增强通信可靠性的技术方案更多集中在如何采用多次重传，提升信号功率等方面上，但都没有针对功率、计算、存储能力受限的通信节点的编码调制方式提出较好的方案。本发明针对无线通信网络中通信节点所处环境存在诸多不确定因素，提出了一种适用于环境变化的无线通信编码调制方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明对无线通信节点部署环境不确定，存在诸多不确定因素，会对无线通信带来消极影响，提出一种适用于环境变化的无线通信编码调制切换方案，该方法可有效提升环境不确定下的无线通信的可靠性和系统的吞吐率。

本发明所采取的技术方案为：

一种适应环境变化的无线通信编码调制方法，包括以下步骤：

步骤1：通信开始时，通信节点设置当前编码和调制方式；

步骤2：发送节点按照当前编码和调制方式，进行数据包信息发送，并等待接收节点的回馈信息；所述的回馈信息分为确认信息和非确认信息，确认信息表示接收节点正确接收到发送信息，非确认信息表示接收节点未能正确接收到发送信息；

步骤3：发送节点接收到回馈信息后，根据回馈信息进行编码和调制方式的调整，将调整后的编码和调制方式作为当前编码和调制方式；若回馈信息为确认信息，则转入步骤4，若回馈信息为非确认信息，则转入步骤5；

步骤4：发送节点查看是否有待传数据，若有则转入步骤2，否则通信结束；

步骤5：发送节点判断是否需要进行数据重传，若需要进行重传，则转步骤2；若不需要进行重传，则查看是否有待传数据，若有，则转步骤2，否则通信结束；

完成适应环境变化的编码调制。

其中，步骤3中发送节点接收到回馈信息后，根据确认信息进行编码和调制方式的调整，具体包括以下步骤：

步骤301：若发送节点接收到的回馈信息为确认信息，则转入步骤302，若发送节点接收到的回馈信息为非确认信息，则转入步骤303；

步骤302：发送节点的确认信息计数值加一，并判断确认信息计数值是否大于等于所设定阈值，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用通信速率更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则按照所设置的当前编码和调制方式；其中，确认信息计数值初始时设置为零；

步骤303：发送节点的非确认信息计数值加一，并判断非确认信息计数值是否大于等于所设定阈值，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用编码可靠性更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则按照所设置的当前编码和调制方式；其中，非确认信息计数值初始时设置为零。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明使无线通信节点能够有效应对无线通信中诸多不确定因素，如部署位置，环境电磁干扰等。

本发明能降低通信时间，避免出现碰撞，能有效提升在环境不确定情况下的无线通信可靠性，提升系统吞吐率。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明编码和调制方式的调整图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例中，两个通信节点部署于不确定环境中，节点所处环境不确定。

一种适应环境变化的无线通信编码调制方法，包括以下步骤：

步骤1：通信开始时，通信节点设置基准编码和基准调制方式；

实施例中，在通信开始时，通信节点设置基准编码和基准调制方式，如FM0和2ASK方式；

步骤2：发送节点按照当前编码和调制方式，进行数据包信息发送，并等待接收节点的回馈信息；所述的回馈信息分为确认信息和非确认信息，确认信息表示接收节点正确接收到发送信息，非确认信息表示接收节点未能正确接收到发送信息；

实施例中，发送节点按照设置的编码和调制方式(FM0和2ASK)，将数据包发送出去，等待接收节点的回馈信息；

步骤3：发送节点接收到回馈信息后，根据回馈信息进行编码和调制方式的调整，将调整后的编码和调制方式作为当前编码和调制方式；若回馈信息为确认信息，则转入步骤4，若回馈信息为非确认信息，则转入步骤5；

实施例中，通常在回馈信息的数据包中某个或某几个比特位置上会有表示该信息类型的指示字段，发送节点根据该指示字段的不同，进入不同的处理流程，

其中编码和调制方式具体的调整方式为：

步骤301：若发送节点接收到的回馈信息为确认信息，则转入步骤302，若发送节点接收到的回馈信息为非确认信息，则转入步骤303；

步骤302：发送节点的确认信息计数值ACK_num加一，并判断确认信息计数值ACK_num是否大于等于所设定阈值，即ACK_num≥ACK_thres，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用通信速率更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则当前编码和调制方式按照步骤1所设置的当前编码和调制方式；其中，确认信息计数值初始时设置为零；

实施例中，若发送节点当前的确认信息计数ACK_num为2，对其进行加一，即ACK_num增大到3，判断当前确认信息计数是否超过了阈值，不妨假设阈值为3，即ACK_thres＝3，此时ACK_num≥ACK_thres成立，通信节点当前与接收节点所处通信环境较好，调整编码调制方式，采用一种通信速率更高的编码调试方式，如编码方式维持FM0编码，调制方式采用BPSK；

步骤303：发送节点的非确认信息计数值NACK_num加一，并判断非确认信息计数值NACK_num是否大于等于所设定阈值，即NACK_num≥NACK_thres，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用编码可靠性更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则当前编码和调制方式按照步骤1所设置的当前编码和调制方式；其中，非确认信息计数值初始时设置为零。

实施例中，此时非确认信息计数NACK_num为1，将其加一，即为NACK_num＝2，此时，NACK_num≥NACK_thres，需调整编码调制方式，即从FM0和BPSK调整到FM0和2ASK；

步骤4：发送节点查看是否有待传数据，若有则转入步骤2，否则通信结束；

步骤5：发送节点判断是否需要进行数据重传，若需要进行重传，则转步骤2；若不需要进行重传，则查看是否有待传数据，若有，则转步骤2，否则通信结束；

完成适应环境变化的编码调制。

如图2所示，当通信节点收到接收节点反馈连续多个非确认信息时，通信节点调整编码调制方式，选择可靠性更高的编码调制方案，如从(基准编码/基准调制)编码调制方式调整到(线性分组码/基准调制)编码调制方式；当通信节点连续收到接收节点反馈的多个确认信息时，即连续多个数据包被正确接收时，通信节点调整编码调制方式，选择通信速率更高的编码调制方案，如从(扩频编码/基准调制)编码调制方式调整到(线性分组码/基准调制)编码调制方式，降低通信时间，避免出现碰撞，进而达到提升通信可靠性的目的。

实施例中，可能会出现在两种调制方式间循环跳转的现象，需要设置额外的时间判断条件，防止其在两种状态间不停跳转，最大的保障通信的可靠性。

此算法针对无线通信，尤其是低功耗物联网络中，通信节点能力差，部署环境不明确等调制，通过调整自身的编码调制方案，提升系统吞吐量，提升通信的可靠性。

Claims (2)

1.一种适应环境变化的无线通信编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通信开始时，通信节点设置当前编码和调制方式；

步骤2：发送节点按照当前编码和调制方式，进行数据包信息发送，并等待接收节点的回馈信息；所述的回馈信息分为确认信息和非确认信息，确认信息表示接收节点正确接收到发送信息，非确认信息表示接收节点未能正确接收到发送信息；

步骤3：发送节点接收到回馈信息后，根据回馈信息进行编码和调制方式的调整，将调整后的编码和调制方式作为当前编码和调制方式；若回馈信息为确认信息，则转入步骤4，若回馈信息为非确认信息，则转入步骤5；

步骤4：发送节点查看是否有待传数据，若有则转入步骤2，否则通信结束；

步骤5：发送节点判断是否需要进行数据重传，若需要进行重传，则转步骤2；若不需要进行重传，则查看是否有待传数据，若有，则转步骤2，否则通信结束；

完成适应环境变化的编码调制。

2.根据权利要求1所述的一种适应环境变化的无线通信编码调制方法，其特征在于，步骤3中发送节点接收到回馈信息后，根据确认信息进行编码和调制方式的调整，具体包括以下步骤：

步骤301：若发送节点接收到的回馈信息为确认信息，则转入步骤302，若发送节点接收到的回馈信息为非确认信息，则转入步骤303；

步骤302：发送节点的确认信息计数值加一，并判断确认信息计数值是否大于等于所设定阈值，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用通信速率更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则按照所设置的当前编码和调制方式；其中，确认信息计数值初始时设置为零；

步骤303：发送节点的非确认信息计数值加一，并判断非确认信息计数值是否大于等于所设定阈值，若是，则在当前编码和调制方式的基础上，采用编码可靠性更高一级的编码和调制方式作为当前编码和调制方式，否则按照所设置的当前编码和调制方式；其中，非确认信息计数值初始时设置为零。