CN111586822A - 物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置 - Google Patents

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CN111586822A CN202010350705.1A CN202010350705A CN111586822A CN 111586822 A CN111586822 A CN 111586822A CN 202010350705 A CN202010350705 A CN 202010350705A CN 111586822 A CN111586822 A CN 111586822A
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Abstract

本发明公开一种物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置，首先根据距离变化趋势对认知无线电设备的发射功率进行调节，然后在当前发射功率下，根据认知无线电设备和授权终端的距离选择不同类别的信道状态参数值对授权信道的传输速率进行调节，从而有效利用信道，提高系统的吞吐量，同时保证了物联网数据实时、有效的传输。

Description

物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置
【技术领域】
本发明涉及认知无线电领域，尤其涉及一种物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置。
【背景技术】
近年来，随着传感器网络、射频识别、云计算、移动互联等关键技术的快速发展，物联网作为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”，受到世界各国的高度重视，它将推动信息产业进入第三次浪潮。由于物联网应用范围广，而当前频谱大部分已被授权给固定用途，因此，解决物联网应用中的频谱资源紧缺问题是当前物联网发展面临的重要问题。认知物联网可以看作是“认知无线电传感器节点的分布式网络”，它通过在物联网中实现认知无线电技术，可以有效地解决物联网面临的频谱资源紧张等问题。认知无线电作为一种更智能的频谱共享技术，能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时自适应地改变系统工作参数，动态的检测和有效地利用空闲频谱，理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，在实现认知物联网中发挥着重要作用。为充分利用无线信用信道，保证传输的可靠性，需要在空闲频谱的授权信道中自适应的选择传输速率。现有技术的传输速率调节方法通常是针对固定发射功率，而且调节方法比较单一，导致频谱利用率不高，系统吞吐量下降。
【发明内容】
本发明提供了一种物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置，解决了以上所述频谱利用率不高且系统吞吐量下降的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种物联网通信的速率自适应调节方法，包括以下步骤：
步骤1，根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节；
步骤2，获取当前发射功率下所述认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值；
步骤3，根据所述信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节。
在一个优选实施方式中，所述根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节包括以下步骤：
计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从高到低的顺序逐级对所述初始发射功率进行减小调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节。
在一个优选实施方式中，所述根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节包括以下步骤：
计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率。
在一个优选实施方式中，所述信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，所述统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，所述物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
在一个优选实施方式中，所述根据信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节具体为：获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若所述当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若所述当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据所述统计参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节；若所述当前距离不大于第二预设值，则根据所述物理层参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节。
本发明实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的物联网通信的速率自适应调节方法。
本发明实施例的第三方面提供了一种物联网通信的速率自适应调节终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述物联网通信的速率自适应调节方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种物联网通信的速率自适应调节装置，包括功率调节模块、获取模块和速率调节模块：
所述功率调节模块用于根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节；
所述获取模块用于获取当前发射功率下所述认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值；
所述速率调节模块用于根据所述信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节。
在一个优选实施方式中，所述信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，所述统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，所述物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
在一个优选实施方式中，所述速率调节模块具体用于获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若所述当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若所述当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据所述统计参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节；若所述当前距离不大于第二预设值，则根据所述物理层参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节。
在一个优选实施方式中，所述功率调节模块具体包括：
第一计算单元，用于计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
第一查询单元，用于获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
第一调节单元，用于当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从高到低的顺序逐级对所述初始发射功率进行减小调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；以及用于当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节。
在一个优选实施方式中，所述功率调节模块具体包括：
第二计算单元，用于计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
第二查询单元，用于获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
第二调节单元，用于当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率；以及用于当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率。
本发明提供了一种物联网通信的速率自适应调节方法、介质、终端和装置，首先根据距离变化趋势对认知无线电设备的发射功率进行调节，然后根据授权信道的信道状态参数值对授权信道的传输速率进行调节，从而有效利用信道，提高系统的吞吐量，同时保证了物联网数据实时、有效的传输。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1提供的物联网通信的速率自适应调节方法的流程示意图；
图2是实施例2提供的物联网通信的速率自适应调节装置的结构示意图；
图3是实施例3提供的物联网通信的速率自适应调节终端的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
图1是实施例1提供的物联网通信的速率自适应调节方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对认知无线电设备的发射功率进行调节，具体包括以下步骤：
S101，计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率。现有技术中存在多种方法确定认知无线电设备的初始发射功率，比如通过拉格朗日松弛法、经典法、二次规划法、博弈论以及几何规划法等等，上述方法的具体过程分别记载在本领域的专利或者技术文献中，在此不进行详细说明。
S102，获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大。具体实施例中，可以首先采集当前时刻和以后任意时刻认知无线电设备的实时位置数据。该实时位置数据可以是水平位置数据，比如将认知无线电设备放置于平面上，在平面上移动认知无线电设备，此时的位置数据为水平运动数据，也可以是三维空间数据等等。然后对两实时位置数据作差得出认知无线电设备的运动状态以及距离变化趋势，比如在以后任意时刻，认知无线电设备与授权用户终端之间的距离是变近了还是变远了。
S103，当认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从高到低的顺序逐级对初始发射功率进行减小调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；
S104，当认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节。
上述实施例中，当认知无线电设备和授权用户终端的距离减小或不变时，首先将初始发射功率变为当前距离变化量下的发射功率最小值(即最高等级)，然后判断认知无线电设备是否正常传输数据，若是，则说明发射功率最小值足够使用，保持最小值不变，不仅降低认知无线电设备的能耗，而且进一步减少对授权用户终端的干扰。若否，则说明最小值太小了，此时需要提高认知无线电设备的当前发射功率，即更换为上一个等级，从而从最小值逐步提高发射功率，直至满足第一通信条件(但是相对初始发射功率，当前发射功率仍旧是在减小)。
当认知无线电设备和授权用户终端的距离增加时，首先将初始发射功率变为当前距离变化量下的发射功率最小值(即最低级别)，然后判断认知无线电设备是否正常传输数据，若是，则说明最小值足够使用，保持最小值不变，若否，则说明最小值太小了，此时需要提高认知无线电设备的当前发射功率，即更换为下一个等级，从而从最小值逐步提高发射功率，直至满足第一通信条件，从而提高了功率控制效率。
另一优选实施例中，根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对认知无线电设备的发射功率进行调节包括以下步骤：
S106，计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
S107，获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
S108，当认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率；
S109，当认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率。
上述实施例中，当认知无线电设备和授权用户终端的距离减小或不变时，首先将初始发射功率变为当前距离变化量下的发射功率最小值(即最高等级)，然后判断认知无线电设备和授权用户终端是否均能正常传输数据，若认知无线电设备不可以但是授权用户终端可以，说明授权用户终端没有受到干扰，但是认知无线电设备的发射功率太小，此时需要提高认知无线电设备的当前发射功率，即更换为上一个等级，从而从最小值逐步提高发射功率，直至满足第一通信条件。若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数不满足第二通信条件，说明认知无线电设备采用当前发射功率进行通信时授权用户终端已受到干扰，此时需要重新计算初始发射功率。
当认知无线电设备和授权用户终端的距离增加时，首先将初始发射功率变为当前距离变化量下的发射功率最小值(即最低级别)，然后判断认知无线电设备和授权用户终端是否均能正常传输数据，若认知无线电设备不可以但是授权用户终端可以，说明授权用户终端没有受到干扰，但是认知无线电设备的发射功率太小，此时需要提高认知无线电设备的当前发射功率，即更换为下一个等级，从而从最小值逐步提高发射功率，直至满足第一通信条件，从而提高了功率控制效率。若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数不满足第二通信条件，说明认知无线电设备采用当前发射功率进行通信时授权用户终端已受到干扰，此时需要重计算初始发射功率。
优选实施例中，第一通信质量参数和第二通信质量参数分别包括信噪比、丢帧数等等。
然后执行步骤2，获取当前发射功率下认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值。信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
步骤3，根据信道状态参数值对授权信道的传输速率进行调节，具体为：获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据统计参数值计算授权信道的信道质量，并根据信道质量对授权信道的传输速率进行调节；若当前距离不大于第二预设值，则根据物理层参数值计算授权信道的信道质量，并根据信道质量对授权信道的传输速率进行调节。采用上述方法可以更快、更准确计算信道质量从而对传输速率进行调整，具体信道质量计算方法以及传输速率调整方法在现有文献中均有记载，在此不进行详细说明。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现以上的物联网通信的速率自适应调节方法。
图2是实施例2提供的物联网通信的速率自适应调节装置的结构示意图，如图2所示，包括功率调节模块100、获取模块200和速率调节模块300：
功率调节模块100用于根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对认知无线电设备的发射功率进行调节；
获取模块200用于获取当前发射功率下认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值；
速率调节模块300用于根据信道状态参数值对授权信道的传输速率进行调节。
在一个优选实施方式中，信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
在一个优选实施方式中，速率调节模块300具体用于获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据统计参数值计算授权信道的信道质量，并根据信道质量对授权信道的传输速率进行调节；若当前距离不大于第二预设值，则根据物理层参数值计算授权信道的信道质量，并根据信道质量对授权信道的传输速率进行调节。
在一个优选实施方式中，功率调节模块100具体包括：
第一计算单元101，用于计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
第一查询单元102，用于获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
第一调节单元103，用于当认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从高到低的顺序逐级对初始发射功率进行减小调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；以及用于当认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节。
在一个优选实施方式中，功率调节模块100具体包括：
第二计算单元105，用于计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
第二查询单元106，用于获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
第二调节单元107，用于当认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率；以及用于当认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率。
本发明实施例还提供了一种物联网通信的速率自适应调节终端，包括的计算机可读存储介质和处理器，处理器执行计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上物联网通信的速率自适应调节方法的步骤。图3是本发明实施例3提供的物联网通信的速率自适应调节终端的结构示意图，如图3所示，该实施例的物联网通信的速率自适应调节终端8包括：处理器80、可读存储介质81以及存储在可读存储介质81中并可在处理器80上运行的计算机程序82。处理器80执行计算机程序82时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤1至步骤3。或者，处理器80执行计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图2所示模块100至300的功能。
示例性的，计算机程序82可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在可读存储介质81中，并由处理器80执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序82在物联网通信的速率自适应调节终端8中的执行过程。
物联网通信的速率自适应调节终端8可包括，但不仅限于，处理器80、可读存储介质81。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是物联网通信的速率自适应调节终端8的示例，并不构成对物联网通信的速率自适应调节终端8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如物联网通信的速率自适应调节终端还可以包括电源管理模块、运算处理模块、输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
可读存储介质81可以是物联网通信的速率自适应调节终端8的内部存储单元，例如物联网通信的速率自适应调节终端8的硬盘或内存。可读存储介质81也可以是物联网通信的速率自适应调节终端8的外部存储设备，例如物联网通信的速率自适应调节终端8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，可读存储介质81还可以既包括物联网通信的速率自适应调节终端8的内部存储单元也包括外部存储设备。可读存储介质81用于存储计算机程序以及物联网通信的速率自适应调节终端所需的其他程序和数据。可读存储介质81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种物联网通信的速率自适应调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节；
步骤2，获取当前发射功率下所述认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值；
步骤3，根据所述信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节。
2.根据权利要求1所述物联网通信的速率自适应调节方法，其特征在于，所述根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节包括以下步骤：
计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从高到低的顺序逐级对所述初始发射功率进行减小调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件，若是，则调节过程结束，若否，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节。
3.根据权利要求1所述物联网通信的速率自适应调节方法，其特征在于，所述根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节包括以下步骤：
计算认知无线电设备在授权频段的初始发射功率；
获取认知无线电设备和授权用户终端之间距离的当前变化量，并查询预设映射表，获取当前变化量所对应的多个不同等级的发射功率改变量，所述预设映射表中等级越高，发射功率改变量越大；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离不变或减小时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率；
当所述认知无线电设备和授权用户终端的距离增大时，控制认知无线电设备按照等级从低到高的顺序逐级对所述初始发射功率进行增大调节，并判断调节后认知无线电设备在授权频段传输预设数据的第一通信质量参数是否满足第一通信条件以及授权用户终端在授权频段传输预设数据的第二通信质量参数是否满足第二通信条件，若第一通信质量参数不满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则更换下一个等级继续对认知无线电设备的发射功率进行调节；若第一通信质量参数满足第一通信条件且第二通信质量参数满足第二通信条件，则调节过程结束；否则停止调节过程，并重新计算初始发射功率。
4.根据权利要求1-3任一所述物联网通信的速率自适应调节方法，其特征在于，所述信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，所述统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，所述物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
5.根据权利要求4所述物联网通信的速率自适应调节方法，其特征在于，所述根据信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节具体为：获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若所述当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若所述当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据所述统计参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节；若所述当前距离不大于第二预设值，则根据所述物理层参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节。
6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5任一项所述物联网通信的速率自适应调节方法。
7.一种物联网通信的速率自适应调节终端，其特征在于，包括权利要求6所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述物联网通信的速率自适应调节方法的步骤。
8.一种物联网通信的速率自适应调节装置，其特征在于，包括功率调节模块、获取模块和速率调节模块：
所述功率调节模块用于根据认知无线电设备与授权用户终端的距离变化趋势对所述认知无线电设备的发射功率进行调节；
所述获取模块用于获取当前发射功率下所述认知无线电设备所使用授权信道的信道状态参数值；
所述速率调节模块用于根据所述信道状态参数值对所述授权信道的传输速率进行调节。
9.根据权利要求8所述物联网通信的速率自适应调节装置，其特征在于，所述信道状态参数值包括统计参数值和物理层参数值，所述统计参数值包括误帧率、吞吐量和/或连续帧接收成功或者失败的次数，所述物理层参数值包括信道的信噪比、信号强度、通道误码率和/或丢包率中的一个或者多个。
10.根据权利要求9所述物联网通信的速率自适应调节装置，其特征在于，所述速率调节模块具体用于获取认知无线电设备和授权用户终端的当前距离，若所述当前距离大于第一预设值，则采用最低有效传输速率；若所述当前距离不大于第一预设值且大于第二预设值，则根据所述统计参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节；若所述当前距离不大于第二预设值，则根据所述物理层参数值计算所述授权信道的信道质量，并根据信道质量对所述授权信道的传输速率进行调节。
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