一種射頻發射機的數據傳輸方法
【技術領域】
[0001]本方法涉及無線鏈路數據傳輸系統，具體涉及一種利用自適應調制的數據傳輸方法達到節約射頻前端能耗同時有效利用信道容量的目的數據傳輸方法。
【背景技術】
[0002]隨著CMOS技術的發展，數字電路所需的供電電壓和消耗的功率降低了許多，然而射頻前端電路和模擬電路所需的供電電壓和消耗的功率依然維持在比較高的水平。事實上，在許多收發機上，射頻前端電路所消耗的能量遠遠高于數字電路部分。對于單用戶點對點通信系統，系統能耗除了受路徑損耗和多徑衰落的影響外，還受到信號占用帶寬、峰均功率、符號速率、星座大小和脈沖成形濾波器的影響。為節約射頻前端電路能耗，可以在保證通信質量和緩存器數據不溢出的條件下，當信道衰落嚴重時，暫停傳輸數據可以避免消耗大量能量；等到信道條件好轉時，加大傳輸功率，用高階調制進行數據傳輸可以充分利用信道容量。
[0003]在現行的通信中，數據產生后可以在存儲器中緩存短暫時間，再發送出去，比如用手機通過WIFI無線網絡發送電子郵件或上傳圖片，用戶只需要將傳輸任務提交給手機操作系統，手機操作系統在用戶可以忍受的時間內將數據發送給用戶。在功率速率自適應傳輸系統中，信源以某個固定速率RO產生數據，并且使用比較大的存儲器(如32KB或256KB)，以便將信源產生的數據緩存在存儲器中。若真實的平均傳輸速率低于信源產生數據速率，有可能造成數據在緩存器中堆積，有數據溢出的風險。此外，若在一段時間中，深度衰落出現得比較頻繁，則這段時間的傳輸速率低于目標傳輸速率，也會造成緩存器數據堆積。即便緩存器非常大，數據沒有溢出，緩存器中長時間有大量數據堆積也會造成傳輸數據時延大的問題。對緩存器的優化處理也是無線數據傳送中要考慮的問題二
【發明內容】
[0004]本發明的第一個目的在于提出一種新方法是為射頻發射機提供一種基于自適應調制技術的數據傳輸方法，這種自適應調制技術能夠使通信系統在能耗和信道容量上取得較好的平衡。本發明的第二個目的在于提出一種防止緩存器溢出的方法。
[0005]本發明的操作方法是這樣實現的:
[0006]一種射頻發射機的數據傳輸方法，其特征在于，所述方法通過能耗優化的自適應調制技術保證更低的平均傳輸能耗同時避免緩存器溢出問題，包括以下步驟
[0007]a.發射機節點接受匯聚節點反饋回來的信道衰落估計值。
[0008]b.發射機根據信源數據產生速率Rtl和信道衰落估計值求出截止信道功率增益g%將截止信道功率增益降低IdB得到新的截止信道功率增益g'截止信道功率增益是自適應調制方式切換的一種判斷邊界。
[0009]c.當進行數據傳輸時，檢測緩存器中存儲的數據量是否低于緩存器容量的固定百分比值例如75%，該數值按實際情況預設，保證緩存器數據溢出同時控制數據傳輸時延在合理范圍。如果是，將截止信道功率增益設置為g#;如果否，將截止信道功率增益設置為預設的下限值，即為自適應調制所采用最低階調制方式(例如BPSK)的切換邊界。
[0010]d.檢測實時信道功率增益是否大于截止信道功率增益，如果是，發射機節點根據接收節點反饋回來的實時信道信息和截止信道功率增益g#決定切換到何種調制方式，發射機節點同時進行功率控制，發射機采用最小發射功率發射。
[0011]e.如果否，發射機節點暫停傳輸一小段時間，然后發送一個非常短的測試信令給匯聚節點以測試信道增益是否滿足通信質量要求
[0012]f.發射機節點按照選定的調制方式和發射功率準備發送下一次數據，返回步驟a，循環上述處理過程。
[0013]本發明所述的非實時數據傳輸方案，既具有各種調制切換邊界易于獲得的優點，又能充分利用系統分配時間中的良好信道時隙，避免在信道深度衰落時傳輸數據。計算和仿真結果表明，本方案的平均能量消耗只比理論上的自適應調制最優方案最多大3%。同時本方案對緩存器的操作可以保證緩存器不溢出，而且控制數據傳輸時延在一個合理的范圍內。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明所述采用自適應調制技術進行數據傳輸的流程圖。
[0015]圖2是自適應調制技術調制方式切換閾值示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例和附圖進一步描述本發明。
[0017]本發明所述的基于射頻發射機的數據傳輸方法，通過能耗優化的自適應調制技術保證更低的平均傳輸能耗同時避免緩存器溢出問題。
[0018]圖1是本發明所采用的方法，對于無線鏈路傳輸系統中采用自適應調制技術的數據傳輸過程，通過優化截止信道功率增益和設置緩存器操作達到優化傳輸能耗同時防止緩存器溢出的目的，其方法包括以下實施步驟:
[0019]步驟一:在無線鏈路傳輸系統中，根據發射機信源產生數據的速率Rtl和衰落信道分布信息求出截止信道功率增益g%將截止增益降低IdB得到新的截止信道功率增益g'
[0020]步驟二:發射機需要發送數據時，檢測緩存器中存儲的數據量是否低于預設的緩存器容量的固定百分比值例如75%。
[0021]步驟三:如果緩存器中存儲的數據量低于緩存器容量的預設值，將截止信道功率增益設置為g'
[0022]步驟四:如果緩存器中存儲的數據量高于緩存器容量的預設值，將截止信道功率增益設置為下限值。
[0023]步驟五:發射機節點接受匯聚節點反饋回來的信道衰落估計值，得到實時信道功率增益。
[0024]步驟六:檢測實時信道功率增益是否大于截止信道功率增益。
[0025]步驟七:如果實時信道功率增益大于截止信道功率增益，發射機節點根據接收節點反饋回來的實時信道信息和截止信道功率增益g#決定切換到何種調制方式，發射機節點同時進行功率控制；