一种射频发射机的数据传输方法
【技术领域】
[0001]本方法涉及无线链路数据传输系统，具体涉及一种利用自适应调制的数据传输方法达到节约射频前端能耗同时有效利用信道容量的目的数据传输方法。
【背景技术】
[0002]随着CMOS技术的发展，数字电路所需的供电电压和消耗的功率降低了许多，然而射频前端电路和模拟电路所需的供电电压和消耗的功率依然维持在比较高的水平。事实上，在许多收发机上，射频前端电路所消耗的能量远远高于数字电路部分。对于单用户点对点通信系统，系统能耗除了受路径损耗和多径衰落的影响外，还受到信号占用带宽、峰均功率、符号速率、星座大小和脉冲成形滤波器的影响。为节约射频前端电路能耗，可以在保证通信质量和缓存器数据不溢出的条件下，当信道衰落严重时，暂停传输数据可以避免消耗大量能量；等到信道条件好转时，加大传输功率，用高阶调制进行数据传输可以充分利用信道容量。
[0003]在现行的通信中，数据产生后可以在存储器中缓存短暂时间，再发送出去，比如用手机通过WIFI无线网络发送电子邮件或上传图片，用户只需要将传输任务提交给手机操作系统，手机操作系统在用户可以忍受的时间内将数据发送给用户。在功率速率自适应传输系统中，信源以某个固定速率RO产生数据，并且使用比较大的存储器(如32KB或256KB)，以便将信源产生的数据缓存在存储器中。若真实的平均传输速率低于信源产生数据速率，有可能造成数据在缓存器中堆积，有数据溢出的风险。此外，若在一段时间中，深度衰落出现得比较频繁，则这段时间的传输速率低于目标传输速率，也会造成缓存器数据堆积。即便缓存器非常大，数据没有溢出，缓存器中长时间有大量数据堆积也会造成传输数据时延大的问题。对缓存器的优化处理也是无线数据传送中要考虑的问题二
【发明内容】
[0004]本发明的第一个目的在于提出一种新方法是为射频发射机提供一种基于自适应调制技术的数据传输方法，这种自适应调制技术能够使通信系统在能耗和信道容量上取得较好的平衡。本发明的第二个目的在于提出一种防止缓存器溢出的方法。
[0005]本发明的操作方法是这样实现的:
[0006]一种射频发射机的数据传输方法，其特征在于，所述方法通过能耗优化的自适应调制技术保证更低的平均传输能耗同时避免缓存器溢出问题，包括以下步骤
[0007]a.发射机节点接受汇聚节点反馈回来的信道衰落估计值。
[0008]b.发射机根据信源数据产生速率Rtl和信道衰落估计值求出截止信道功率增益g%将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适应调制方式切换的一种判断边界。
[0009]c.当进行数据传输时，检测缓存器中存储的数据量是否低于缓存器容量的固定百分比值例如75%，该数值按实际情况预设，保证缓存器数据溢出同时控制数据传输时延在合理范围。如果是，将截止信道功率增益设置为g#;如果否，将截止信道功率增益设置为预设的下限值，即为自适应调制所采用最低阶调制方式(例如BPSK)的切换边界。
[0010]d.检测实时信道功率增益是否大于截止信道功率增益，如果是，发射机节点根据接收节点反馈回来的实时信道信息和截止信道功率增益g#决定切换到何种调制方式，发射机节点同时进行功率控制，发射机采用最小发射功率发射。
[0011]e.如果否，发射机节点暂停传输一小段时间，然后发送一个非常短的测试信令给汇聚节点以测试信道增益是否满足通信质量要求
[0012]f.发射机节点按照选定的调制方式和发射功率准备发送下一次数据，返回步骤a，循环上述处理过程。
[0013]本发明所述的非实时数据传输方案，既具有各种调制切换边界易于获得的优点，又能充分利用系统分配时间中的良好信道时隙，避免在信道深度衰落时传输数据。计算和仿真结果表明，本方案的平均能量消耗只比理论上的自适应调制最优方案最多大3%。同时本方案对缓存器的操作可以保证缓存器不溢出，而且控制数据传输时延在一个合理的范围内。
【附图说明】
[0014]图1是本发明所述采用自适应调制技术进行数据传输的流程图。
[0015]图2是自适应调制技术调制方式切换阈值示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例和附图进一步描述本发明。
[0017]本发明所述的基于射频发射机的数据传输方法，通过能耗优化的自适应调制技术保证更低的平均传输能耗同时避免缓存器溢出问题。
[0018]图1是本发明所采用的方法，对于无线链路传输系统中采用自适应调制技术的数据传输过程，通过优化截止信道功率增益和设置缓存器操作达到优化传输能耗同时防止缓存器溢出的目的，其方法包括以下实施步骤:
[0019]步骤一:在无线链路传输系统中，根据发射机信源产生数据的速率Rtl和衰落信道分布信息求出截止信道功率增益g%将截止增益降低IdB得到新的截止信道功率增益g'
[0020]步骤二:发射机需要发送数据时，检测缓存器中存储的数据量是否低于预设的缓存器容量的固定百分比值例如75%。
[0021]步骤三:如果缓存器中存储的数据量低于缓存器容量的预设值，将截止信道功率增益设置为g'
[0022]步骤四:如果缓存器中存储的数据量高于缓存器容量的预设值，将截止信道功率增益设置为下限值。
[0023]步骤五:发射机节点接受汇聚节点反馈回来的信道衰落估计值，得到实时信道功率增益。
[0024]步骤六:检测实时信道功率增益是否大于截止信道功率增益。
[0025]步骤七:如果实时信道功率增益大于截止信道功率增益，发射机节点根据接收节点反馈回来的实时信道信息和截止信道功率增益g#决定切换到何种调制方式，发射机节点同时进行功率控制；