無線逐包功率控制方法及裝置制造方法

文檔序號：7821954閱讀：152來源：國知局

無線逐包功率控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種無線逐包功率控制方法及裝置，所述方法包括：分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為發包功率，統計使用次數和成功次數；當達到變更門限時，統計各自發包成功率；通過發包成功率的相互比較來對三個功率升高或者降低規定的步長，分別重新計算得到參考功率，數據功率，樣本功率；然后判斷發包速率是否發生變化，當發包速率變小時，對發射功率進行回調，否則記錄本次速率，并保留新的功率，開始新一輪的就算。本發明在速率選擇后進行功率選擇，保證使用某速率發報成功率較高前提下，降低使用該速率通信的發送端與接收端之間的功率，解決發送端采用固定的高功率帶來的弊端。
【專利說明】無線逐包功率控制方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及無線局域網（WLAN，Wireless Local Area Network)等射頻系統中，各種信息和報文在發送端發送時所使用的能量。具體的，涉及一種在無線發射中逐包功率控制方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 隨著無線通信技術的發展，無線網絡技術在辦公室，家庭，工廠，商場等大眾生活的方方面面已得到廣泛應用。發送端采用高功率進行信息和報文發送雖然可以使較遠的用戶接收到信息，但功率大并不見得是好事，也會帶來一定的缺陷，具體在于：1在可用較小的功率達帶發射需求時，采用高功率運作的無線電波發射器能量的浪費嚴重；2.無線電波發射器工作在高功率下時發射的報文具有較高的能量，接收端的報文解調器工作的一定的范圍內，當功率過高時會造成超過解調器的工作范圍從而無法進行正確的報文解析從而引起丟包；3.當同一個無線環境中有多個無線電波發射器時，功率較大設備之間會產生的干擾也較大，從而導致網絡傳輸量下降，用戶體驗較差。
[0003] 因此，如何能夠克服現有技術的缺陷，使得發包功率能夠適應放射速率的需求，解決發送端采用固定的高功率帶來的弊端成為現有技術亟需解決的技術問題。

【發明內容】

[0004] 為了克服現在技術的缺點，在速率選擇后進行功率選擇，保證使用某速率發報成功率較高前提下，降低使用該速率通信的發送端與接收端之間的功率，解決發送端采用固定的高功率帶來的弊端。
[0005] 為達此目的，本發明采用以下技術方案：
[0006] 一種無線逐包功率控制方法，包括如下步驟：
[0007] 發包次數統計步驟S110 :對于一個包在某一速率下的發射功率，分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為此時的發射功率，統計使用參考功率，樣本功率和數據功率的使用次數和成功次數，其中，參考功率大于或等于數據功率，作為與樣本功率比較的參考樣本，樣本功率比數據功率稍低，用來探測下一批包的功率能否降低，該步驟中一定速率下的包主要使用數據功率進行發送，采用參考功率和樣本功率發報的數據較少，且相同；
[0008] 發包門限判斷步驟S120:將參考功率的使用次數m和樣本功率的使用次數n分別與變更門限num_update做比較，當參考功率和樣本功率的使用次數均超過門限值num_ update時，計算該速率下使用參考功率發包成功率p_ref，數據功率發包成功率p_data，樣本功率發包成功率P_sam ;
[0009] 功率計算步驟S130 :
[0010] 該步驟包括參考功率計算子步驟，樣本功率計算子步驟和數據功率計算子步驟，分別用于計算參考功率、樣本功率和數據功率，
[0011] 參考功率計算子步驟：參考功率發包的成功率P_ref?與100 %相比較，如果100% 與p_ref?之差低于降低門限，將參考功率減小一個降低步長Astepl，如果之差大于升高門限S up，將參考功率加上升高步長pu，否則保持參考功率不變，從而計算得到參考功率；
[0012] 樣本功率計算子步驟：將參考功率發包成功率p_ref?與樣本功率發包成功率p_ sam做比較，如果兩者之差大于升高門限S up，則將樣本功率升高Astopu，否則對樣本功率不做變化；然后將參考功率發包成功率P_ref?與數據功率發包成功率p_data做比較，如果兩者之差小于降低門限S lOT時，將樣本功率降低pl，否則對樣本功率不做變化，最終從而計算得到樣本功率；
[0013] 數據功率計算子步驟：將樣本功率增加門限值△，從而根據當前樣本功率的值來計算得到數據功率的值；
[0014] 速率變化判斷步驟S140:將本次到達發包次數num_update時對應發包的速率檔位與上一次達到門限num_update時對應發包的速率檔位進行比較，當本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，將上一次發包個數達到門限num_update時的速率對應的數據功率，參考功率和樣本功率值都提高一個升高步長△st_，然后清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的計算；當本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的就算。
[0015] 優選地，在發包次數統計步驟S110,連續發L個包使用數據功率后，下一個包的功率從樣本功率和參考功率中選擇其一，之后繼續用數據功率發送L個包，再從樣本功率和參考功率中選擇另外一個發送另一個包，以此循環。
[0016] 優選地，L彡9。
[0017] 優選地，在發包次數統計步驟S110中，在發包時，還檢測發包的速率，如檢測到使用的速率檔位小于等于本發送協議對應的速率檔位的1/3時，速率不再可調，則將每個速率狀態回到初始值。
[0018]優選地，8 1〇w = 10%，5 up = 10%，Astepl= 〇? 5db，Astepu= 〇? 5db,A= 〇? 5db, num-update = 100。
[0019] 本發明還公開了一種無線逐包功率控制裝置，包括如下單元：
[0020] 發包次數統計單元：對于一個包在某一速率下的發射功率，分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為此時的發射功率，統計使用參考功率，樣本功率和數據功率的使用次數和成功次數，其中，參考功率大于或等于數據功率，作為與樣本功率比較的參考樣本，樣本功率比數據功率稍低，用來探測下一批包的功率能否降低，該單元中一定速率下的包主要使用數據功率進行發送，采用參考功率和樣本功率發報的數據較少，且相同；
[0021] 發包門限判斷單元：將參考功率的使用次數m和樣本功率的使用次數n分別與變更門限num_update做比較，當參考功率和樣本功率的使用次數均超過門限值num_update 時，計算該速率下使用參考功率發包成功率P_ref，數據功率發包成功率p_data，樣本功率發包成功率P_sam ;
[0022] 功率計算單元：
[0023]該單元包括參考功率計算子單元，樣本功率計算子單元和數據功率計算子單元，分別用于計算參考功率、樣本功率和數據功率，
[0024] 參考功率計算子單元：參考功率發包的成功率口_^€與100 %相比較，如果100% 與p_ref?之差低于降低門限，將參考功率減小一個降低步長Astepl，如果之差大于升高門限S up，將參考功率加上升高步長pu，否則保持參考功率不變，從而計算得到參考功率；
[0025] 樣本功率計算子單元：將參考功率發包成功率p_ref?與樣本功率發包成功率p_ sam做比較，如果兩者之差大于升高門限S up，則將樣本功率升高Astopu，否則對樣本功率不做變化；然后將參考功率發包成功率P_ref?與數據功率發包成功率p_data做比較，如果兩者之差小于降低門限S lOT時，將樣本功率降低pl，否則對樣本功率不做變化，最終從而計算得到樣本功率；
[0026] 數據功率計算子單元：將樣本功率增加門限值△，從而根據當前樣本功率的值來計算得到數據功率的值；
[0027] 速率變化判斷單元：將本次到達發包次數num_update時對應發包的速率檔位與上一次達到門限num_update時對應發包的速率檔位進行比較，當本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，將上一次發包個數達到門限num_update時的速率對應的數據功率，參考功率和樣本功率值都提高一個升高步長△stopu，然后清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的計算；當本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的就算。
[0028] 優選地，在發包次數統計單元，連續發L個包使用數據功率后，下一個包的功率從樣本功率和參考功率中選擇其一，之后繼續用數據功率發送L個包，再從樣本功率和參考功率中選擇另外一個發送另一個包，以此循環。
[0029] 優選地，L彡9。
[0030] 優選地，在發包次數統計單元中，在發包時，還檢測發包的速率，如檢測到使用的速率檔位小于等于本發送協議對應的速率檔位的1/3時，速率不再可調，則將每個速率狀態回到初始值。
[0031]優選地，8 1〇w =10%，5 up =10%，Astepl = 〇? 5db，Astepu = 〇? 5db，A = 〇? 5db, num-update = 100。
[0032] 本發明在保證使用某速率發報成功率較高前提下，降低使用該速率通信的發送端與接收端之間的功率，解決發送端采用固定的高功率帶來的弊端。同時在發報中，少量的包采用比當前發報功率稍低一點的功率作為能否功率降低的探測包，成為下一批包發報功率能不能降低的依據。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1是根據本發明的無線逐包功率控制方法的流程圖；
[0034] 圖2是根據本發明的無線逐包功率控制裝置的模塊圖；
[0035] 圖3是在一個示范性的實施例中的打流波形圖。

【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0037] 本發明的思路在于設立比正常數據發送所采用數據功率的稍低的樣本功率，大于等于數據功率的參考功率，其中參考功率由于比數據功率略大可以模擬以數據功率發送大數據量發送時成功率。比較樣本功率和參考功率發包的成功率，以判斷在降低了發送功率后，發包成功率是否會發生明顯的變化，從而判斷下一批包發報功率能不能降低；比較參考功率的絕對值大小，以判斷此時的數據發送功率是否能夠滿足一定的發送成功率。
[0038] 實施例1 :
[0039] 參見圖1，示出了根據本發明的無線逐包功率控制方法的流程圖。無線逐包功率控制方法，包括如下步驟：
[0040] 發包次數統計步驟S110 :對于一個包在某一速率下的發射功率，分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為此時的發射功率，統計使用參考功率，樣本功率和數據功率的使用次數和成功次數，其中，參考功率大于或等于數據功率，作為與樣本功率比較的參考樣本，樣本功率比數據功率稍低用來探測下一批包的功率能否降低，該步驟中一定速率下的包主要使用數據功率進行發送，采用參考功率和樣本功率發報的數據較少，且相同。
[0041] 在此步驟中，參考功率由于比數據功率略大或者相同，因此，可以采用少量的包即可模擬數據功率的發包情況。優選地，參考功率比數據功率大，且大〇. 5db。
[0042] 發包門限判斷步驟S120:將參考功率的使用次數m和樣本功率的使用次數n分別與變更門限num_update做比較，當參考功率和樣本功率的使用次數均超過門限值num_ update時，計算該速率下使用參考功率發包成功率p_ref，數據功率發包成功率p_data，樣本功率發包成功率P_sam。
[0043] 功率計算步驟S130:
[0044] 該步驟包括參考功率計算子步驟，樣本功率計算子步驟和數據功率計算子步驟，分別計算參考功率、樣本功率和數據功率，
[0045] 參考功率計算子步驟：參考功率發包的成功率口_1^與100 %相比較，如果100% 與p_ref?之差低于降低門限，將參考功率減小一個降低步長Astepl，如果之差大于升高門限S up，將參考功率加上升高步長pu，否則保持參考功率不變，從而計算得到參考功率，在步驟中，參考參考功率的值不會小于數據功率，否則失去參考價值。本步驟用來保持某速率具有較高的發報成功率。
[0046] 樣本功率計算子步驟：將參考功率發包成功率p_ref?與樣本功率發包成功率p_ sam做比較，如果兩者之差大于升高門限S up，則將樣本功率升高Astopu，否則對樣本功率不做變化；然后將參考功率發包成功率P_ref?與數據功率發包成功率p_data做比較，如果兩者之差小于降低門限S lOT時，將樣本功率降低pl，否則對樣本功率不做變化，最終從而計算得到樣本功率；
[0047] 數據功率計算子步驟：將樣本功率增加門限值△，從而根據當前樣本功率的值來計算得到數據功率的值。
[0048] 在本步驟中，樣本功率計算子步驟必須在數據功率判斷步驟之前，而參考功率計算子步驟和樣本功率計算子步驟兩者可以先后進行，也可以同時進行，均可以達到本發明的目的。
[0049] 速率變化判斷步驟S140 :將本次到達發包次數num_update時對應發包的速率檔位與上一次達到門限num_update時對應發包的速率檔位進行比較，當本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，說明對上一次到達門限num_update對應的發包速率的功率調整后對吞吐量有負面影響，所以將上一次發包個數達到門限num_ Update時的速率對應的數據功率，參考功率和樣本功率值都提高一個升高步長△ st_，然后清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的計算；當本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，說明上一次功率調整對于發包無不利影響，記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的就算。
[0050] 在無線數據發送時，確定的規則下，對應若干個固定的速率檔位，無線發射器在發包時根據發包狀態自動調整發包速率，即發包速率在不同的速率檔位間相互切換，在外界環境惡化時，如使用高速率檔發包丟包較大，發包速率會逐漸切換到低速率檔來發包，在外界環境較好時，維持在本速率檔或者使用比其更高的速率檔來發包。通過速率的調整，最后找到當前發包環境下的最高的速率檔進行發包。在判斷步驟S140,通過判斷達到發包次數num_update時對應發包的速率檔位的變化，來判斷上一次的功率調整對使用其對應的速率的發包是否有不利影響。如果本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，也就是說在當前的發包環境中，作為本次功率調整的基礎，上一次速率檔位對應的功率太低了，以至于稍微的功率降低就導致丟包增多，速率降低。從而對上一次速率檔位對應的功率增加升高步長A stopu，以進行功率的回調，直到找到合適的功率。如本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，說明這樣的功率調整對于發包無不利影響，則記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態。其中，記錄本次速率是用于下一次達到發包次數num_update時進行發包速率的比較。
[0051] 其中，發包次數統計步驟S110,連續發L個包使用數據功率后，下一個包的功率從樣本功率和參考功率中選擇其一，之后繼續用數據功率發送L個包，再從樣本功率和參考功率中選擇另外一個發送另一個包，以此循環。進一步優選地，L > 9。
[0052] 進一步的，在發包次數統計步驟S110中，在發包時，還檢測發包的速率，如檢測到使用的速率檔位小于等于本發送協議對應的速率檔位的1/3時，速率不再可調，則將每個速率狀態回到初始值，也就是回到初始功率。因為此時發包環境惡化所致，前面的發包信息已經沒有其參考價值，需要重新進行統計。當回到初始功率以后，對應的速率可能會逐漸回升，以達到合適的速率。
[0053] 例如，在某個發送協議下，具有編號從1到9的9個速率檔位，每個速率檔依據其對應的編號從小到大排列。以速率檔總數目的1/3為界，及編號3對應的速率檔，如發包速率使用不大于編號3對應的速率檔，即編號1，2, 3對應的速率檔時，將所有速率檔對應的發包功率回到初始值，即所有速率檔對應的參考功率，數據功率和樣本功率的初始功率，因為此時發包環境惡化，通過提高功率來增強自身的抗干擾能力和提高發包性能，發包速率也可能因此而提升。
[0054] 在本發明中使用了如下參數：
[0055] 門限值A :數據功率比樣本功率的差值；
[0056] 降低門限S1ot :用來判斷是否可以降低功率；
[0057] 降低步長Astepl :降低功率時可以降低的幅度；
[0058] 升高門限S up :用來判斷功率是否要升高；
[0059] 升高步長A stepu :功率升高時，功率升高的幅度；
[0060] 變更門限num_update :使用參考功率的次數和樣本功率的次數到達該門限時進行功率變更；
[0061] p_ref，p_sam，p_data代表使用參考功率，樣本功率和數據功率發包時的成功率。
[0062]在一個優選的實施例中，S1ot =10%，Sup =10%，Astepl =〇?5db, Astepu = 0. 5db, A = 0. 5db, num_update = 100 〇
[0063] 依據上述方法進行實驗，采用兩個無線發射器在同一個環境內進行打流。上述使能后的流量變化及其功率變化如表1，實驗結果波形參見圖3。由波形圖可知該方法會依據自身情況自動調整功率，隨著時間的推移吞吐量有明顯的增加。
[0064] 表1無線發射器吞吐量、功率變化圖
[0065]

【權利要求】
1. 一種無線逐包功率控制方法，包括如下步驟：發包次數統計步驟S110 ;對于一個包在某一速率下的發射功率，分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為此時的發射功率，統計使用參考功率，樣本功率和數據功率的使用次數和成功次數，其中，參考功率大于或等于數據功率，作為與樣本功率比較的參考樣本，樣本功率比數據功率稍低，用來探測下一批包的功率能否降低，該步驟中一定速率下的包主要使用數據功率進行發送，采用參考功率和樣本功率發報的數據較少，且相同；發包口限判斷步驟S120 ;將參考功率的使用次數m和樣本功率的使用次數n分別與變更口限num_update做比較，當參考功率和樣本功率的使用次數均超過口限值num_update 時，計算該速率下使用參考功率發包成功率P_ref，數據功率發包成功率p_data，樣本功率發包成功率P_sam ; 功率計算步驟S130 : 該步驟包括參考功率計算子步驟，樣本功率計算子步驟和數據功率計算子步驟，分別用于計算參考功率、樣本功率和數據功率，參考功率計算子步驟；參考功率發包的成功率9_'6'與100%相比較，如果100%與口_ ref之差低于降低口限Si。，，將參考功率減小一個降低步長如果之差大于升高口限 5 up，將參考功率加上升高步長A,t,pu，否則保持參考功率不變，從而計算得到參考功率；樣本功率計算子步驟；將參考功率發包成功率P_ref與樣本功率發包成功率p_sam做比較，如果兩者之差大于升高口限5 up,則將樣本功率升高否則對樣本功率不做變化；然后將參考功率發包成功率P_ref與數據功率發包成功率p_data做比較，如果兩者之差小于降低口限5 時，將樣本功率降低否則對樣本功率不做變化，最終從而計算得到樣本功率；數據功率計算子步驟：將樣本功率增加口限值A，從而根據當前樣本功率的值來計算得到數據功率的值；速率變化判斷步驟S140 ;將本次到達發包次數num_update時對應發包的速率檔位與上一次達到口限num_update時對應發包的速率檔位進行比較，當本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，將上一次發包個數達到口限num_update時的速率對應的數據功率，參考功率和樣本功率值都提高一個升高步長A 然后清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的計算；當本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的就算。
2. 根據權利要求1所述的無線逐包功率控制方法，其特征在于：在發包次數統計步驟S110,連續發L個包使用數據功率后，下一個包的功率從樣本功率和參考功率中選擇其一，之后繼續用數據功率發送L個包，再從樣本功率和參考功率中選擇另外一個發送另一個包，W此循環。
3. 根據權利要求2所述的無線逐包功率控制方法，其特征在于： L > 9。
4. 根據權利要求1所述的無線逐包功率控制方法，其特征在于：在發包次數統計步驟S110中，在發包時，還檢測發包的速率，如檢測到使用的速率檔位小于等于本發送協議對應的速率檔位的1/3時，速率不再可調，則將每個速率狀態回到初始值。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的無線逐包功率控制方法，其特征在于： 5low= 10%, 5up= 10%,Astepi= 0. 5db,Astepu二 0. 5db,A= 0. 5db, num_update=100。
6. -種無線逐包功率控制裝置，包括如下單元：發包次數統計單元；對于一個包在某一速率下的發射功率，分別從參考功率，數據功率，樣本功率中任意選擇其中一個作為此時的發射功率，統計使用參考功率，樣本功率和數據功率的使用次數和成功次數，其中，參考功率大于或等于數據功率，作為與樣本功率比較的參考樣本，樣本功率比數據功率稍低，用來探測下一批包的功率能否降低，該單元中一定速率下的包主要使用數據功率進行發送，采用參考功率和樣本功率發報的數據較少，且相同；發包口限判斷單元：將參考功率的使用次數m和樣本功率的使用次數n分別與變更口限num_update做比較，當參考功率和樣本功率的使用次數均超過口限值num_update時，計算該速率下使用參考功率發包成功率P_ref，數據功率發包成功率p_data，樣本功率發包成功率p_sam ; 功率計算單元：該單元包括參考功率計算子單元，樣本功率計算子單元和數據功率計算子單元，分別用于計算參考功率、樣本功率和數據功率，參考功率計算子單元；參考功率發包的成功率P_ref與100 %相比較，如果100 %與口_ ref之差低于降低口限Si。，，將參考功率減小一個降低步長如果之差大于升高口限 5 up，將參考功率加上升高步長A,t,pu，否則保持參考功率不變，從而計算得到參考功率；樣本功率計算子單元；將參考功率發包成功率p_ref與樣本功率發包成功率p_sam做比較，如果兩者之差大于升高口限5 up,則將樣本功率升高否則對樣本功率不做變化；然后將參考功率發包成功率P_ref與數據功率發包成功率p_data做比較，如果兩者之差小于降低口限5 時，將樣本功率降低否則對樣本功率不做變化，最終從而計算得到樣本功率；數據功率計算子單元：將樣本功率增加口限值A，從而根據當前樣本功率的值來計算得到數據功率的值；速率變化判斷單元；將本次到達發包次數numupdate時對應發包的速率檔位與上一次達到口限numupdate時對應發包的速率檔位進行比較，當本次速率檔位低于上一次的速率檔位時，將上一次發包個數達到口限num_update時的速率對應的數據功率，參考功率和樣本功率值都提高一個升高步長然后清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的計算；當本次速率檔位大于或等于上次速率檔位時，記錄本次速率，并保留本次發包對應的數據功率，參考功率和樣本功率，清除當前每個速率的狀態，開始新一輪的就算。
7. 根據權利要求6所述的無線逐包功率控制裝置，其特征在于：在發包次數統計單元，連續發L個包使用數據功率后，下一個包的功率從樣本功率和參考功率中選擇其一，之后繼續用數據功率發送L個包，再從樣本功率和參考功率中選擇另外一個發送另一個包，W此循環。
8. 根據權利要求5所述的無線逐包功率控制裝置，其特征在于： L > 9。
9. 根據權利要求6所述的無線逐包功率控制裝置，其特征在于：在發包次數統計單元中，在發包時，還檢測發包的速率，如檢測到使用的速率檔位小于等于本發送協議對應的速率檔位的1/3時，速率不再可調，則將每個速率狀態回到初始值。
10. 根據權利要求6-9中任一項所述的無線逐包功率控制裝置，其特征在于： 5low= 10%, 5up= 10%,Astepi= 0. 5db,Astepu二 0. 5db,A= 0. 5db, num_update=100。
【文檔編號】H04W52/36GK104469921SQ201410734470
【公開日】2015年3月25日申請日期:2014年12月4日優先權日:2014年12月4日
【發明者】王彩利, 曹迪, 牛俊彬申請人:杭州敦崇科技股份有限公司

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