一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法

本发明涉及数据通信，具体涉及一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法。

背景技术：

1、反向散射通信网络受到广泛的关注，发展迅速，节点规模小，功率低，且具备传感和计算等功能。现在节点上的感知数据在体积和多样性方面都有了明显的增加，但在传输大量连续的数据时系统吞吐量仍然较低。由于反向散射节点之间不能彼此感知，多个标签同时传输数据时会发生碰撞现象；由于信道探测准确度低时延长，导致上下行链路数据传输比特率与信道条件不匹配，错过速率适应提高吞吐量的机会。因此，设计有效速率适应机制对于提高系统吞吐量十分重要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用协议中的选择命令来完成信道探测工作，同时对上下行链路进行速率自适应，提高系统吞吐量的反向散射网络上下行链路速率自适应方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法，包括

4、利用rssi和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测；

5、基于过滤器的信道探测和loss rate估计完成信道估计；

6、使用协议内置的选择命令创建用于探测的过滤器；协议的选择命令中mask具有需要传输数据的标签的id，在与标签三次握手前对要传输的标签进行标记，改变标签的状态，并只与标记过的标签通信；

7、对上行和下行链路进行速率自适应，根据探测所得信道质量，通过调整tair的值对下行链路速率调整，由所得rssi值，调整下行链路的编码方式和传输速率；并得出rssi值和loss rate的速率映射图。

8、进一步的，相位值为测量阅读器和标签之间距离的第一度量；

9、距离值与相位之间的关系如公式1，其中θ为相位值，λ为波长，θd、θr、θm是标签和天线分集、反射特性和多路径分别带来的相位误差，n是整数模糊度，测量的相位为周期π；

10、

11、两个位置之间的距离近似为δr；

12、

13、设置阈值θth＝0.33检测流动性，确定两个连续相位的n相同，两个相位之间的相位旋转小于π。

14、进一步的，当读取率低于阈值时，使用rssi作为第二个度量，并在rssith＝1上设置其阈值。

15、进一步的，若当前信道良好时，选择探测当前信道内的下一个信道；若探测的第一个信道好，则保持，否则，切换到另一个远离探测的信道；

16、信道间隙设置为hg＝3和hb＝5，并设置阈值为5reads/s。

17、进一步的，所述loss rate估计采用公式3进行估计；

18、

19、其中rl是估计的损失率，prec是该时间间隔内接受到的数据包数，prob是一个时间间隔内被探测到的数据包数。

20、进一步的，所述信道探测探测过程的时间成本如公式4，其中tp是一个标签的总探测成本，tprb是单个探测数据包的时间成本，trec是单个接收包的时间成本，td是复合内置协议延迟；未知对象是pprb和td；

21、tp＝pprb*tprb+prec*trec+td 公式4

22、获取在协议中构建的若干延迟信息，包括t1、t2、t4；

23、在查询命令之后，标记需要等待时间为t1；

24、若有来自标签的回复，阅读器必须在返回时间内确认，返回时间t2；

25、阅读器在发出另一个命令之前必须等待的时间为t4，t4的长度为2rtcal，其中rtcal＝0length+1length；

26、进一步的，所述t2的范围[3tpri，20tpri]。

27、进一步的，所述协议为c1g2协议。

28、进一步的，选取不同环境对该映射进行实验，完善速率映射图中的边界，进一步提高系统吞吐量。

29、本发明的有益效果在于：本发明中利用rssi值、相位值的变化以及信道发生调频的现象作为探测触发；引入协议中的选择命令设计基于过滤器的探测方案，避免了mac中的碰撞，减少探测时间，提高探测信道准确率；根据探测所得信道条件，同时针对上行下行链路进行速率适应，大大的提高了系统吞吐量。

技术特征：

1.一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，相位值为测量阅读器和标签之间距离的第一度量；

3.根据权利要求2所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，当读取率低于阈值时，使用rssi作为第二个度量，并在rssith＝1上设置其阈值。

4.根据权利要求3所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，若当前信道良好时，选择探测当前信道内的下一个信道；若探测的第一个信道好，则保持，否则，切换到另一个远离探测的信道；

5.根据权利要求1所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，所述loss rate估计采用公式3进行估计；

6.根据权利要求1所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，所述信道探测探测过程的时间成本如公式4，其中tp是一个标签的总探测成本，tprb是单个探测数据包的时间成本，trec是单个接收包的时间成本，td是复合内置协议延迟；未知对象是pprb和td；

7.根据权利要求6所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，所述t2的范围[3tpri，20tpri]。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，所述协议为c1g2协议。

9.根据权利要求1所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，选取不同环境对该映射进行实验，完善速率映射图中的边界，进一步提高系统吞吐量。

技术总结
本发明涉及数据通信技术领域，具体涉及一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法；利用RSSI和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测；基于过滤器的信道探测和lossrate估计完成信道估计；对上行和下行链路进行速率自适应；本发明中利用RSSI值、相位值的变化以及信道发生调频的现象作为探测触发；引入协议中的选择命令设计基于过滤器的探测方案，避免了MAC中的碰撞，减少探测时间，提高探测信道准确率；根据探测所得信道条件，同时针对上行下行链路进行速率适应，大大的提高了系统吞吐量。

技术研发人员：赵菊敏,李灯熬,李小娜
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14