CN115426078A - 一种数据传输方法、装置、通信系统和可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据传输方法、装置、通信系统和可读存储介质。数据传输方法用于控制通信系统，数据传输方法包括：通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；通信系统以第一传输速率传输数据；在通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率；通信系统以第二传输速率传输数据。本发明解决的问题是：无线通信设备在WiFi环境下进行数据传输时，现有算法在通信传输时会发送的大量控制帧，导致通信系统的吞吐量降低。

Description

一种数据传输方法、装置、通信系统和可读存储介质
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种数据传输方法、装置、通信系统和可读存储介质。
背景技术
无线技术的进步使得大量无线通信设备应用于公共场合，但是许多现有无线通信设备在WiFi环境下进行数据传输以应对多变的无线信道时，无法满足数据传输实时性的需求，并且无线数据的传输速率也有待提升。因此，针对无线通信信道状况受外界影响发生变化从而对数据传输效率产生影响的问题，通过采用适合实时信道状况的传输速率，实现提高系统整体性能显得尤为重要。
针对无线信道中数据传输的速率自适应算法进行分析，现有算法在发送数据过程中需频繁进行发送确认并等待回复，在一定程度上降低了数据传输系统的平均吞吐量。另外现有的算法在发送端和接收端之间传递最佳速率时改变了RTS/CTS控制帧格式，导致该算法与现有通信协议不兼容。
由此可见，相关技术中存在的问题是：无线通信设备在WiFi环境下进行数据传输时，现有算法在通信传输时会发送的大量控制帧，导致通信系统的吞吐量降低。
发明内容
本发明解决的问题是：无线通信设备在WiFi环境下进行数据传输时，现有算法在通信传输时会发送的大量控制帧，导致通信系统的吞吐量降低。
为解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种WIFI环境下的数据传输方法。
本发明的第二目的在于提供一种WIFI环境下的数据传输装置。
本发明的第三目的在于提供一种通信系统。
本发明的第四目的在于提供一种可读存储介质。
为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种WIFI环境下的数据传输方法，数据传输方法用于控制通信系统，数据传输方法包括：通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；通信系统以第一传输速率传输数据；在通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率；通信系统以第二传输速率传输数据。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本发明的数据传输方法本发明兼容IEEE802.11标准，通过监测系统吞吐量变化，判断是否发送RTS/CTS帧更新传输速率以减少控制帧RTS/CTS帧发送次数，有效地提高了在WiFi环境下通信系统的实时数据传输速率。通过检测系统的平均吞吐量变化幅度，实时改变通信系统的运行速率，有效地提高了系统性能。
在本发明的一个实施例中，根据平均吞吐量，确定第二传输速率，包括：判断平均吞吐量是否满足第一条件；在不满足第一条件的情况下，通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第二传输速率；在满足第一条件的情况下，第二传输速率与第一传输速率相同。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：在不满足第一条件的情况下，再次通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，能够帮助通信系统根据当前信道状况选择出适合数据帧发送的最佳速率，即第二速率。本发明的数据传输方法通过判断是否需要重新发送控制帧来改变数据传输速率以适应变化的信道状况，有效地提高了系统性能。
在本发明的一个实施例中，判断平均吞吐量是否满足第一条件，包括：将平均吞吐量与第一阈值进行大小比较；当平均吞吐量大于第一阈值时，判断平均吞吐量不满足第一条件；当平均吞吐量小于或等于第一阈值时，判断平均吞吐量满足第一条件。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过本发明的数据传输方法能够提高WiFi环境下的通信系统的平均吞吐量，达到了实时传输的目的，有效地提高了通信系统的整体性能。
在本发明的一个实施例中，通信系统包括发送端和接收端，通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率，包括：发送端向接收端发送RTS帧；根据RTS帧进行信道状况估计，确定第一传输速率；将第一传输速率添加至CTS帧，将CTS帧由接收端发送至发送端。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本发明的数据传输方法通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，能够准确地确定第一传输速率，进而有效地提升了通信系统的数据传输效率。
在本发明的一个实施例中，根据RTS帧进行信道状况估计，确定第一传输速率，包括：提取RTS帧中的信噪比；根据信噪比确定第一传输速率。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：接收端可以通过解析RTS帧的信噪比SNR，实现对时刻变化的信道进行实时、准确的估计，确定当前信道状况匹配的最佳速率，进而有效地提升了通信系统的数据传输效率。
在本发明的一个实施例中，在通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率之前，数据传输方法还包括：判断信道是否空闲；当判断为是时，实施数据传输方法。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：在实时数据传输方法前加入对信道状况的判断，能够有效地提高第一传输频率获取的稳定性和准确性，进行提高了整个数据传输方法的效率。
在本发明的一个实施例中，判断信道是否空闲包括：检获取通信系统的吞吐量；当吞吐量在预设区间内时，判断信道空闲。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过预先设置区间来判断系统的吞吐量变化，能够准确地识别信道的状态，使数据传输方法能够在信道状态良好时再进行，进而使数据传输方法更加准确。
为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种WIFI环境下的数据传输装置，数据传输装置用于控制通信系统，数据传输装置包括：第一计算模块，第一计算模块用于通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；第一控制模块，第一控制模块用于通信系统以第一传输速率传输数据；检测模块，检测模块用于在通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；第二计算模块，第二计算模块用于根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率；第二控制模块，第二控制模块用于通信系统以第二传输速率传输数据。
本发明实施例的数据传输装置实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种通信系统，其包括：处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤。
本发明实施例的通信系统实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
为实现本发明的第四目的，本发明的实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤。
本发明实施例的可读存储介质实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明一些实施例的数据传输方法的步骤流程图；
图2为本发明一些实施例的数据传输方法的具体流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
【第一实施例】
参见图1，本实施例提供一种WIFI环境下的数据传输方法，数据传输方法用于控制通信系统，数据传输方法包括：
S100：通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；
S200：通信系统以第一传输速率传输数据；
S300：在通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；
S400：根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率；
S500：通信系统以第二传输速率传输数据。
需要说明的是，通信系统包括发送端和接收端。
进一步地，在S100中，发送端和接收端之间利用RTS/CTS帧进行交互，使得接收端可以通过解析RTS帧的信噪比SNR，实现对时刻变化的信道进行实时、准确的估计。然后，根据当前信道状况选择出适合数据帧发送的第一传输速率，并将携带速率信息的CTS帧反馈给发送端。第一传输速率为在当前信道状况下的最佳速率。
进一步地，在S200中，发送端在接受到接受端通过CTS帧反馈的第一传输速率后，发送端以第一传输速率传输数据。
进一步地，在S300中，示例性地，n取值为为10。通信系统在运行的过程中每进行10次的数据传输就在通信节点处进行1次平均吞吐量统计，确定这10次数据传输的平均吞吐量。
进一步地，在S400中，根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率。根据平均吞吐量，重新确定通信系统的最佳速率，即第二传输速率。需要说明的是，第一传输速率与第二传输速率可以相同。
进一步地，在S500中，在确定最新的最佳速率之后，即确定第二传输速率之后，通信系统以第二传输速率传输数据。
可以理解地，本发明的数据传输方法本发明兼容IEEE802.11标准，通过监测系统吞吐量变化，判断是否发送RTS/CTS帧更新传输速率以减少控制帧RTS/CTS帧发送次数，有效地提高了在WiFi环境下通信系统的实时数据传输速率。通过检测系统的平均吞吐量变化幅度，实时改变通信系统的运行速率，有效地提高了系统性能。
进一步地，根据平均吞吐量，确定第二传输速率，包括：
S410：判断平均吞吐量是否满足第一条件；
S420：在不满足第一条件的情况下，通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第二传输速率；
S430：在满足第一条件的情况下，第二传输速率与第一传输速率相同。
可以理解地，在不满足第一条件的情况下，再次通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，能够帮助通信系统根据当前信道状况选择出适合数据帧发送的最佳速率，即第二速率。本发明的数据传输方法通过判断是否需要重新发送控制帧来改变数据传输速率以适应变化的信道状况，有效地提高了系统性能。
进一步地，判断平均吞吐量是否满足第一条件，包括：
S411：将平均吞吐量与第一阈值进行大小比较；
S412：当平均吞吐量大于第一阈值时，判断平均吞吐量不满足第一条件；
S413：当平均吞吐量小于或等于第一阈值时，判断平均吞吐量满足第一条件。
需要说明的是，第一阈值为预先设置的门限值，当平均吞吐量大于第一阈值时，说明此时通信系统的平均吞吐量变化幅度较大，需要改变此时的传输速率，因此此时平均吞吐量不满足第一条件，需要通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第二传输速率。
可以理解地，通过本发明的数据传输方法能够提高WiFi环境下的通信系统的平均吞吐量，达到了实时传输的目的，有效地提高了通信系统的整体性能。
进一步地，在一个具体的实施例中，通信系统包括发送端和接收端，通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率，包括：
S110：发送端向接收端发送RTS帧；
S120：根据RTS帧进行信道状况估计，确定第一传输速率；
S130：将第一传输速率添加至CTS帧，将CTS帧由接收端发送至发送端。
可以理解地，本发明的数据传输方法通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，能够准确地确定第一传输速率，进而有效地提升了通信系统的数据传输效率。
进一步地，根据RTS帧进行信道状况估计，确定第一传输速率，包括：
S121：提取RTS帧中的信噪比；
S122：根据信噪比确定第一传输速率。
在本实施例中，提取RTS帧中的信噪比，根据信噪比和信噪比-速率阈值表，确定与当前信道状况匹配的最佳速率，即第一传输速率。
可以理解地，接收端可以通过解析RTS帧的信噪比SNR，实现对时刻变化的信道进行实时、准确的估计，确定当前信道状况匹配的最佳速率，进而有效地提升了通信系统的数据传输效率。
进一步地，在通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率之前，数据传输方法还包括：
S50：判断信道是否空闲；
S60：当判断为是时，实施数据传输方法。
在本实施例中，当通信系统的吞吐量变化不剧烈时，说明此时信道空闲，可实施后续的数据传输方法来确定第一传输速率；当通信系统的吞吐量变化剧烈时，说明此时信道状况较差，此时继续等待，直至信道空闲时再实施后续的数据传输方法。
可以理解地，在实时数据传输方法前加入对信道状况的判断，能够有效地提高第一传输频率获取的稳定性和准确性，进行提高了整个数据传输方法的效率。
进一步地，判断信道是否空闲包括：
S51：检获取通信系统的吞吐量；
S52：当吞吐量在预设区间内时，判断信道空闲。
示例性地，在通信节点中预先设置门限值，用来检测系统吞吐量变化幅度是否剧烈，吞吐量为T，当吞吐量T落入区间TL<T<TH的范围内时，判定为信道状况良好，即此时信道空闲，否则判定为信道状况较差。
可以理解地，通过预先设置区间来判断系统的吞吐量变化，能够准确地识别信道的状态，使数据传输方法能够在信道状态良好时再进行，进而使数据传输方法更加准确。
【第二实施例】
本实施例提供了一种WIFI环境下的数据传输装置，数据传输装置用于控制通信系统，数据传输装置包括：第一计算模块，第一计算模块用于通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；第一控制模块，第一控制模块用于通信系统以第一传输速率传输数据；检测模块，检测模块用于在通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；第二计算模块，第二计算模块用于根据平均吞吐量，确定第二传输速率，将第一传输速率更新为第二传输速率；第二控制模块，第二控制模块用于通信系统以第二传输速率传输数据。
本发明实施例的数据传输装置实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
【第三实施例】
本实施例提供了一种通信系统，其包括：处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤。
本发明实施例的通信系统实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
【第四实施例】
本实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤。
本发明实施例的可读存储介质实现如本发明任一实施例的数据传输方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的数据传输方法的全部有益效果，在此不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种WIFI环境下的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法用于控制通信系统，所述数据传输方法包括：
通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；
所述通信系统以所述第一传输速率传输数据；
在所述通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；
根据所述平均吞吐量，确定第二传输速率，将所述第一传输速率更新为所述第二传输速率；
所述通信系统以所述第二传输速率传输数据。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述平均吞吐量，确定第二传输速率，包括：
判断所述平均吞吐量是否满足第一条件；
在不满足所述第一条件的情况下，通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定所述第二传输速率；
在满足所述第一条件的情况下，所述第二传输速率与所述第一传输速率相同。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述判断所述平均吞吐量是否满足第一条件，包括：
将所述平均吞吐量与第一阈值进行大小比较；
当所述平均吞吐量大于所述第一阈值时，判断所述平均吞吐量不满足所述第一条件；
当所述平均吞吐量小于或等于所述第一阈值时，判断所述平均吞吐量满足所述第一条件。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述通信系统包括发送端和接收端，所述通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率，包括：
所述发送端向所述接收端发送RTS帧；
根据所述RTS帧进行信道状况估计，确定所述第一传输速率；
将所述第一传输速率添加至CTS帧，将所述CTS帧由所述接收端发送至所述发送端。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述RTS帧进行信道状况估计，确定所述第一传输速率，包括：
提取所述RTS帧中的信噪比；
根据所述信噪比确定所述第一传输速率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，在所述通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率之前，所述数据传输方法还包括：
判断信道是否空闲；
当判断为是时，实施所述数据传输方法。
7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述判断信道是否空闲包括：
检获取所述通信系统的吞吐量；
当所述吞吐量在预设区间内时，判断所述信道空闲。
8.一种WIFI环境下的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置用于控制通信系统，所述数据传输装置包括：
第一计算模块，所述第一计算模块用于通过RTS/CTS控制帧进行信道估计，确定第一传输速率；
第一控制模块，所述第一控制模块用于所述通信系统以所述第一传输速率传输数据；
检测模块，所述检测模块用于在所述通信系统每进行n次数据传输时，获取这n次数据传输的平均吞吐量；
第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述平均吞吐量，确定第二传输速率，将所述第一传输速率更新为所述第二传输速率；
第二控制模块，所述第二控制模块用于所述通信系统以所述第二传输速率传输数据。
9.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的数据传输方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的数据传输方法的步骤。
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