[发明专利]提高无线个人网信道利用率的方法

说明书

技术领域

本发明属于通信信息技术领域，涉及一种无线个人网的数据传输方法，尤其涉及一种提 高无线个人网信道利用率的方法。

背景技术

无线通信信道的时变特性以及多径传播引起的衰落特性，使数据帧在传输过程中常常具 有较高的误比特率，从而导致数据帧传输效率和信道利用率的低下。如何提高无线个人网络 中的信道利用率，自然成了当前以及今后在无线通信领域中迫切需要解决的问题。针对信道 利用效率的提高，当前的协议和文献中提出的方案包括：1)采用适当的ACK(Acknowledgement) 机制；2)采用合适的链路自适应方式；3)采用合适的重传方案。分别简述如下：

1)采用适当的ACK(Acknowledgement)机制

在高速无线个人网络协议IEEE 802.15.3中规定了三种数据传输的ACK机制，分别是1) No-ACK；2)Imm-ACK(Immediate-ACK)；3)Dly-ACK(Delayed-ACK)。这三三种ACK机制的 主要执行方式以及特点如下：

(1)No-ACK在这种ACK机制下，不论接收到的数据帧正确与否，接收节点都不向发 送节点反馈信息，因此No-ACK机制在MAC层并不保证数据帧的传输质量。然而No-ACK机制 在信道状况非常好的情况下可以节省很多冗余开销，比如ACK帧的传输时间、发送节点在发 送状态与接收状态之间切换所需的时间等，从而提高系统性能。

(2)Imm-ACK在这种ACK机制下，发送节点在传输完一帧数据后等待接收节点的反馈 信息，如果接收节点正确接收到数据，则向发送节点反馈ACK帧确认，如果收到的数据有错 误，则不会反馈任何信息给发送节点；对于发送节点而言，如果收到ACK帧，则传输下一帧 数据，如果等待一段时间(ACK timeout)后没有收到ACK帧，则重传这一帧数据。当数据帧 重传的次数超过最大重传次数限制时，发送节点将丢弃这一帧数据，传输新的数据帧。

(3)Dly-ACK这是针对高速无线个人网络专门设计的一种ACK机制，其基本思想是在 发送节点连续传输完多个数据帧后(称为一个brust)，再发送一个ACK请求帧(ACK Request) 或在Burst的最后一帧数据中标识请求ACK帧的信息，然后等待接收节点对这些数据帧的反 馈确认信息。接收节点在得到ACK请求信息后会反馈一个ACK帧，该ACK帧将对所有传输正 确的数据帧进行确认；发送节点收到Dly-ACK帧后，将在下一个Burst中对传输错误的数据 帧进行重传。同样，如果重传的次数超过最大重传次数限制，发送节点将会丢弃这一帧数据， 传输新的数据帧。

现有的无线通信网络中数据传输通常是采用特定的ACK机制结合固定的数据帧长度来进 行的，这种传输方式的缺陷是：

A、没有考虑到ACK机制对信道变化的适应性，即当接收端获得信道状况信息之后，如何 选择IEEE 802.15.3中的最优ACK机制进行数据传输。考虑到不同的重传方案的影响，最优 的ACK机制的选择就需要结合数据帧长度、传输速率以及重传增益等因素。

B、没有考虑到数据帧长度对信道利用率的影响。由于无线信道的时变性和频率选择性衰 落特性，若是仅采用固定的数据帧长度将会使数据帧的传输效率大大降低，只有结合信道的 特性动态地调整数据帧长度，才能使系统的性能得到提高。

2)采用合适的链路自适应方式

链路自适应方式的影响：

链路自适应可以通过多种技术来实现，比如自适应编码调制技术、自适应数据帧长度调 整技术、自适应功率控制技术等等。自适应编码调制是目前非常流行的技术，也是用来提高 无线系统容量的有效方法；然而单纯通过选择编码调制格式的自适应方式显然不是最优的， 这是因为数据帧的长度对于系统吞吐量有着至关重要的作用，误帧率性能主要由三个因素决 定：信道状况、编码调制方式和数据帧长度，其基本关系如下：