[发明专利]一种点对多点通信系统的功率控制优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于802.11协议的点对多点通信系统的功率控制优化方法。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)技术的发展与应用给人们的生活和工作方式带来了极大的便利性和实用性。无线局域网得到了广泛的应用，研究如何降低局域网通信设备的功耗显得非常有意义。基于802.11协议的无线局域网通信设备MAC层低功耗设计主要体现在功率控制优化设计。功率控制主要是通过控制发送节点发送报文时使用的射频发射功率进行调整，在保证接收端正常接收的情况下尽量用较小功率发送报文，以达到降低功耗的目的。硬件的有效性设计可使功耗显著下降。

无线传输系统的站点主要由数据处理模块和射频模块组成，通过射频模块实现站点之间的信息数据的通信。射频模块的能量消耗主要由天线发送功率决定，与射频发生器的调制方式和目标站点距离有关。显然，根据站点之间的距离远近，相应的调节射频模块的发射功率，可以达到降低站点的能量消耗的目的。

在无线局域网中，根据射频电波在自由空间传播损耗的相关公式，接收端根据接收到的信号功率，以及发送端发出此信号的发射功率，可算出收发距离，进而得出发送端合适的发射功率，发送端也以同样的方法得到接收端合适的发射功率。通过更改MAC层帧结构，在其中加入表示发射功率的字段，收发端双方可互相告知对方的功率信息，或者收发端双方协定以已知的最大发射功率发送报文信息，可使收发端各自获得对方的发射功率信息。

点对多点通信系统是无线局域网中常见的通信方式，是指一个站点向多个站点分别发送相同的或者不同的信息，实现一对多的通信。本发明基于现有的功率控制理论，结合点对多点通信系统的特点，设计了一种适用于点对多点通信系统的功率控制优化算法，以降低系统的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、检测方便的点对多点通信系统的功率控制优化方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种点对多点通信系统的功率控制优化方法，其特征在于：工作站点内的发送端和接收端都具有相同的最大发射功率P_{t_max}，该方法包括以下步骤：

S1、在发送端与所有的接收端首次通信中，根据所述发送端和接收端的RTS帧和CTS帧所携带的信息，分别计算得出所述发送端发送信息数据帧DATA的最小发射功率P_min＇和接收端回复ACK帧的最小发射功率P_min，

S2、所述发送端记录发送至每个接收端所需所述最小功率P_min＇，每个所述接收端记录其回复至所述发送端所需的所述最小发射功率P_min，

S3、判断所述发送端和接收端站点是否发生移动，若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5，

S4、所述发送端和接收端分别根据记录的最小发射功率P_min＇和最小发射功率P_min发送DATA和ACK帧，

S5、对发生移动的所述发送端或接收端站点重新进行距离检测，调整最小发射功率P_min，并记录更新最小发射功率P_min＇和最小发射功率P_min，

S6、循环执行步骤S3至步骤S5。

进一步地，步骤S1中，所述发送端以最大功率P_{t_max}发射RTS帧，所述接收端接收到RTS帧后，以最大功率P_{t_max}回复CTS帧，且所述接收端根据接收到的RTS帧功率P_{r_rts}计算得出所述接收端发送ACK帧所需的发射功率P_{t_ack}，所述发送端根据接收到的CTS帧功率P_{r_cts},计算得出所述发送端发送DATA所需的发射功率P_{t_data}。