一种抗传输干扰的无线通信链路自适应方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信链路传输研宄领域，特别涉及一种抗传输干扰的无线通信链 路自适应方法。
【背景技术】
[0002] 帧在无线链路传输过程中会因为链路干扰而导致传输失败，影响帧传输的主要因 素有同步干扰和异步干扰，通常指碰撞和隐藏节点。由于AP间的基本服务集（BBS)重叠以 及无线网络中节点数和数据包的增加，致使通信链路质量低下，造成无线宽带利用率低。为 保证帧成功传输，发送端通常依据链路的信号与干扰加噪声比（SINR)选择适当的速率保 证帧的可靠传输，即速率与可靠性之间的权衡。在同步干扰严重的链路环境下，发送端通过 二进制退避指数算法延迟帧发送，降低帧碰撞概率；在异步干扰严重的链路环境下，发送端 启动RTS/CTS方式传输帧，避免隐藏节点干扰。然而，发送端如何预测链路的干扰程度以及 执行抗传输干扰措施以达到最优的链路吞吐量一直是研宄热点。
[0003] 发送端执行抗传输干扰措施前，需估计通信链路干扰情况，然后根据通信链路情 况执行抗干扰措施，选择最优的帧传输速率，使得丢包率降到最低。能否准确地估计通信链 路干扰情况是研宄难点。目前，一类方法是基于接收端反馈通信链路传输质量，即在接收端 通过B-ACK帧携带更多的通信链路信息反馈给发送端，以更加准确地判断链路环境，发送 端根据接收端的反馈信息，能够迅速调节参数避免干扰，获取更高的网络吞吐量，但这类方 法对同步干扰问题估计不足，没有充分考虑到发送端本身所处的通信链路环境，另外，由于 正向链路与反向链路的不对称性，使得接收端难以估计发送端的通信链路情况，从而使得 基于接收端的方法无法更准确估计通信链路干扰情况。
[0004] 在执行抗传输干扰措施过程中，若通过接收端估计通信链路环境，不可避免地需 要额外的控制开销，增加帧长度；另外，接收端虽可较为准确估计链路异步干扰，但其主要 的困难之处在于同步干扰估计难以估计。
[0005] 因此，如何节省控制开销，避免不必要的传输时延，同时能够针对无线通信链路中 存在的干扰自适应采取干扰措施，具有重要的研宄意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种抗传输干扰的无线通信 链路自适应方法，该方法在IEEE 802. 11协议下，以发送端的角度估计链路中的干扰，节省 协议开销，避免不必要的传输时延，且可以准确地估计出通信链路传输干扰，进而自适应地 执行有效的抗传输干扰措施。
[0007] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种抗传输干扰的无线通信链路自适应 方法，包括步骤：发送节点以A-MPDU聚合帧方式向接收节点传输帧的过程中，实时捕获PHY 头以及MPDU子帧的传输状态信息，计算同步干扰发生概率ΡΓ和异步干扰发生概率/T， 一旦有PHY头或MPDU子帧丢失，则判断PT、是否超过相应的门限，确定干扰情况，然 后执行相应的抗传输干扰措施；
[0008] 设任一节点i，所述同步干扰发生概率TT的计算公式为：
[0009]
【主权项】
1. 一种抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，其特征在于，包括步骤：发送节点以 A-MPDU聚合帧方式向接收节点传输帧的过程中，实时捕获PHY头以及MPDU子帧的传输信 息，计算同步干扰发生概率PT和异步干扰发生概率户厂，一旦有PHY头或MPDU子帧丢失， 则判断/Tn、是否超过相应的门限，确定干扰情况，然后执行相应的抗传输干扰措施； 设任一节点i，所述同步干扰发生概率/T8的计算公式为：
其中，BiS链路忙碌时隙数量，Ii为通信链路中总时隙数量，Ti为传输回路数量，P为 一定值，表示受到物理干扰影响而导致帧传输失败的概率； 所述异步干扰发生概率只1〃的计算公式为：
其中，a表示和之间的影响因子，尸；.表示导致PHY头丢失的异步干扰发 生概率，尸仏饥表示导致MPDU子帧丢失的异步干扰发生概率，其具体计算公式为：
其中，\PHY表示节点i共发送的PHY头的个数，^w表示PHY头成功传输的个数。
2. 根据权利要求1所述的抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 实时捕获PHY头的传输信息，计算同步干扰发生概率PT，检测PHY头是否丢失，如 果丢失，则执行步骤（3)，否则，按照与发送PHY头一致的发送策略发送MPDU子帧，执行步骤 (2)； (2) 实时捕获MPDU子帧的传输信息，计算异步干扰发生概率户厂，检测MPDU子帧是否 丢失，如果丢失，则执行步骤（4)，否则，按照当前的发送策略继续传输信息； (3) 判断当前6^是否大于设定的同步干扰门限n(syn)，如果是，则执行步骤（5)，否 则执行步骤（6); (4) 判断当前是否大于设定的异步干扰门限n(asy)，如果是，则执行步骤（7)，否 则执行步骤（6); (5) 执行应对同步干扰的发送策略：逐步增大竞争窗口CW=min{2 (CW+1)，CWmax}，执行 二进制指数退避算法； (6) 执行应对物理干扰的发送策略：降低MCS速率，增加信号的发送范围，提高当前传 输链路的SINR; (7)执行应对异步干扰的发送策略：启动RTS/CTS方式发送帧。
3. 根据权利要求1或2所述的抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，其特征在于，在 发送节点首次启动PHY头传输时，使用最低的MCS速率传输PHY头，一旦接收节点成功接收 PHY头，马上返回B-ACK帧报告最佳的MCS速率给发送节点，发送节点依据该B-ACK帧中携 带的信息更新链路干扰估计情况，确定当前链路的最佳发送策略后，发送MPDU子帧。
4. 根据权利要求1或2所述的抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，其特征在于，设 定一同步低通滤波因子A，〇〈A〈1，得到更新后的同步干扰发生概率：
其中表示最近一次计算所得的同步干扰发生概率，表示更新后的同步干 扰发生概率。
5. 根据权利要求1或2所述的抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，其特征在于，设 定一异步低通滤波因子U，〇〈U〈1，得到更新后的异步干扰发生概率：
其中表示最近一次计算所得的异步干扰发生概率，表示更新后pHY头发 生异步干扰概率，〖表示更新后MPDU子帧发生异步干扰概率，户厂'_表示更新后的异 步干扰发生概率。
【专利摘要】本发明公开了一种抗传输干扰的无线通信链路自适应方法，包括步骤：发送节点以A-MPDU聚合帧方式向接收节点传输帧的过程中，实时捕获PHY头以及MPDU子帧的传输状态信息，计算同步干扰发生概率和异步干扰发生概率，一旦有PHY头或MPDU子帧丢失，则根据同步干扰发生概率和异步干扰发生概率与其门限的关系，估计通信链路中的干扰因素，马上执行相应的抗传输干扰措施，保证帧的可靠传输。发明以发送端的角度估计链路中的干扰，一方面，节省了协议开销，降低了帧长度；另一方面，结合B-ACK帧实时采集并统计帧传输状态，推理出链路中存在的同步干扰和异步干扰，辅助发送端执行最佳的抗传输干扰措施，选择适当的帧传输速率，避免了同步干扰或异步干扰估计不准确的问题。
【IPC分类】H04L1-00
【公开号】CN104579578
【申请号】CN201510047353
【发明人】凌捷, 柳毅, 叶远航, 谢锐
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月29日