使用超低功率节点的无线接口的无线信道分配的制作方法_4

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于接收性能数据库。然后, 在步骤230中根据其对应的中断概率来选择收听信道的分配模式,并且在步骤240中选定的 分配信息能够送到骨干节点。下面将更详细地描述中断概率矩阵的实施例。
[0103] 中断概率
[0104]数据接收器的数据包误码率(PER)和/或比特误码率(BER)取决于作为期望信号的 接收水平、干扰和/或噪声水平、信号_干扰比(SIR)和/或信噪比(SNR)的接收条件。在一个 实施例中,当数据包误码率(PER)高于5%时,链接被认为是非可靠的。这将发生于某种收发 机系统(调制类型、扩展、编码、低接收器噪声),SIR低于5dB。在SIR低于(差于)5dB的情况 下,PER将高于(差于)5%。
[0105] 在一个实施例中,当TOR永久地差于5 %时,链接被认为具有中断(中断概率为 100% )。中断概率对应于PER超过5% (或者SIR降至5dB以下)的概率。
[0106] BBN接收水平
[0107] BBN(骨干节点)正常地以接收模式工作于单个信道上从而期待ULPN的传送,但是 以规律的间隔,BBN切换成收听一个或多个其他信道频率以测量RSSI(接收信号强度指示信 号)水平以表征(信道内)干扰水平。
[0108] BBN在近似相同的接收水平下接收单个ULPN的传送,并且在BBN切换成收听另一信 道的情况下,可期望大约相同的接收水平。(注意,存在一定的频率选择变化,但是在该实施 例中这被假设成可忽略的)。通过单个ULPN进行这样的传送所测得的RSSI发生了一些变化 (随着时间推移以及在信道频率上)。一些变化是由于例如人走过房间且站立在ULPN光交换 机附近产生的衰减/遮蔽而发生,但是这种变化在此假设为可忽略的。
[0109] 关于某BBN以及某信道频率上的某ULPN的中断概率对应于BBN处的干扰的概率,并 且对应于干扰大于ULPN的接收水平减去5dB(在该实施例中)的概率。对于某BBN、某ULPN以 及某信道而言中断概率可以通过在ULPN接收期间BBN对RSSI水平的测量相比于当不存在 ULPN传送时的瞬间取得的干扰水平的测量来估计。接着,同样估计对于全部ULPN、全部BBN 以及全部信道的中断概率。然后,在某中央处理点处,能够将全部的中断信息组合以确定 BBN信道频率的优选设置。
[0110] 具有2个ULPN的实施例
[0111] 将描述具有6个BBN(m=0,1,? ? 5)、2个ULPN(n = 0,1)以及3个信道频率(k = 0,1,2) 的实施例。首先,采取描述在6个BBN处关于2个ULPN的接收水平的步骤。下面的矩阵表征了 关于索引m,n的RSSI,m是指BBN,n是指ULPN。当BBN不能接收到某ULPN时,某较低RSSI参考水 平用于所讨论的r S S im, n。
[0112] 表1,接收性能信息矩阵RSSI_BBN-ULPN
[0114]当没有检测到ULPN传送时,通过以规律的间隔测量RSSI,能够在每个BBN处测量干 扰水平分布。在某BBN和某信道处的该干扰RSSI测量信息能够于上述RSSI_BBN-ULPN矩阵组 合以取得相对于第m/n/k个BBN/ULPN/信道的中断概率。
[0115] 下面的矩阵反映了低于5dB的与第m/n/k个BBN/ULPN/信道有关的SIR水平的概率。 前3栏(中间索引0)是指来自ULPNo的链接,最后三栏(中间索引)是指ULPNi。(在有C个ULPN的 情况下,该矩阵将增至Cx3栏)。
[0116] 表2,中断概率矩阵Outage_BBN-ULPN_channel
[0118] 每个BBN操作以收听一个信道(在测量干扰RSSI的短间隔内一次次分开),这意味 着在每行的前三个元素(以及每行的最后3个元素)内,仅一个中断元素是相关的。第m行的 该相关的中断元素对应于第n个BBN工作的信道。
[0119] 考虑与分别工作于第1、第2、第0、第0、第2、第2信道处的第0,1,-_5个BBN的信道组 合。然后,若干矩阵元素〇utage_BBN-ULPN_channel必须被填入值1。这样的1意味着100%的 中断,因为该信道不被对应的BBN使用,并且对应的BBN和信道对于到宿的总体成功传递没 有贡献。填充1在左部分和右部分(3栏)之间相同,因为在某BBN处使用中的信道对于两个 ULPN相同。
[0120] 表3,矩阵Outage_BBN-ULPN_combunation
[0122] 使用6个BBN存在36个可能的信道组合,目的是选择这些信道组合中的最佳信道组 合。在该实施例中,假设在工作于相同信道的不同BBN处存在干扰之间的相关。出于该原因, 假设这些工作于相同信道上的BBN中的一个未正确接收到来自ULPN的数据包的风险比所讨 论中的信道上的BBN未正确接收到来自ULPN的数据包的风险的乘积高得多。因此,在该实施 例中,中断度量的近似仅基于工作于某一相对于某ULPN具有最佳(也即最小)中断的信道处 的BBN的中断。
[0123] Outage_BBNs-〇_th ULPN-〇-th channel=Min(out2,o,o;out3,o,o)
[0124] Outage_BBNs-〇_th ULPN-1-th channel=Min(outo,o,i)
[0125] Outagc_BBns-〇_th ULPN-2-th channcl=Min(outi,〇,2,out4,〇,2,out5,o,2)
[0126] 在该实施例中,假设不同信道上存在干扰之间不存在相关。(当干扰的带宽相比于 如在使用蓝牙、微波炉等情况下信道频率的间距较小时该假设存在。在干扰的带宽相比于 如在使用具有lln信道捆绑的Wi-Fi的情况下信道频率的间距不小的情形下,该假设不成 立)
[0127] 在该实施例中,有6个BBN、2个ULPN以及3个信道频率,假设关于第0个ULPN和第1个 ULPN的中断概率能够利用每信道中间结果的成绩得出,并且计算如下:
[0128] Outage_BBNs-〇_th ULPN-all channels:
[0129] =Min(out2,o,o,out3,o,o) *Min(outo,o,i) *Min(outi,o,2,out4,o,2,out5,o,i)
[0130] 以及
[0131] Outage_BBNs-l_th ULPN-all channels:
[0132] =Min(out2,i,o,out3,i,o) *Min(out〇,i,i) *Min(outi,i,2,out4,o,2,out5,i,2)
[0133] 出于实际原因,最佳的总体系统中断被视为如下情形:必须优化(最小化)对于第0 个ULPN和第1个ULPN的中断的最差的(最大的)中断。这可以表示为找出具有如下最小值的 情形:
[0134] Max[Min(out2,o,o,out3,(),()) *Min(outo,o,i) *Min(outi,o,2,out4,o,2,out5,Q,2),
[0135] Min(out2,i,o,out3,i,o) *Min(out〇,i,i) *Min(outi,i,2,out4,o,2,out5,i,2)]
[0136] 因此,使用全部的36个信道组合,能够计算出上述Max. . [Min*Min* Min.Min* Min*Min]。
[0137] 接着,能够通过最低Max (最低中断)找到最佳信道组合。
[0138] 作为起始的初始信道组合可以基于随机信道分配或固定序列分配。
[0139] 信道设置的改动可以一次完成或者逐步变化地以及排除发生在提供差的总体中 断之间的组合地来完成。随后可以是计算一些不同于在该实施例中遵从的中断度量的中断 度量的其它中间近似。上述优化基于关于简化中断模型和一些干扰相关条件(与发生时间、 信道之间、BBN之间有关)的数量假设。
[0140] 实际上,总是存在类高斯变化,并且简化的第一阶近似建模和优化能够实现主要 的性能改进。使用大约5步骤直方图分布信息处理的更细化建模可以对此进行进一步改进, 但是要求更加专门的处理。
[0141]在一些情况下,当对于不同信道上的未来数据包估计数据包误码率时,关于不同 信道的当前干扰水平的信息(类似能量密度和载波感测)能够由ULPN来度量且通过将该信 息包含在由ULPN传送的数据包中而传递到骨干网络。
[0142] 在一些实施例中,当分配BBN的收听信道时,额外地使用在RSSI或不同信道的其它 干扰水平测量以及不同信道的干扰水平之间的相关方面的接收性能的历史。
[0143] 图10,偏向更近期接收性能的分配方法
[0144] 图10示出了另一实施方案,分配偏向更近期接收性能。步骤如图9所示,但是替代 步骤210,存在步骤214,该步骤对于时间序列处的不同BBN和信道更新接收性能信息数据 库。替代步骤220,存在步骤224,在该步骤中能够根据接收性能数据库在步骤224中取得用 于不同BBN和不同
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