一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，属于物联网通信系统领域。该方法包括：S1：获取开机初始SNR和传输块大小，生成SNR‑TbSize对应表；S2：提取来自发送端反馈的SNR值和接收端是否正确接收指示；S3：根据发送端反馈的SNR值，以及是否正确接收指示，统计接收端在该SNR值下传输对应传输块大小的成功率、生成实际的SNR、传输块以及成功率，动态生成SNR‑TbSize‑PSR对应表；S4：根据生成的SNR‑TbSize‑PSR对应表和接收端反馈的SNR，选择成功率最大的传输块进行传输。本发明专利技术能提高物联网系统中数据传输的成功率。

A method of selecting the size of transmission data block in the Internet of things system

【技术实现步骤摘要】
一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法
本专利技术属于物联网通信系统领域，涉及到物联网中如何选择传输块大小，具体涉及一种能够提高传输性能的传输块大小选择方法。
技术介绍
根据物联网系统对数据传输需求，以及采用突发数据传输特点，物联网系统仅仅支持几种固定大小的数据块传输，通常称为传输块。较大传输块用于传输大量的高层数据，较小传输块用于传输少量的高层数据。在公网系统，例如3G/4G以及目前5G网络，由于定义了复杂公共信道，并且终端和网络之间要求保持严格同步，所以公网系统中，终端进行业务的时候首先需要进行随机接入过程。在该过程主要完成终端获得上行同步，同时首先进行小数据块传输，公网数据传输过程中存在完善的自动调制编码(简称：AMC)机制，终端根据接收到下行的业务数据，根据接收信号质量反馈网络可以支持的调制方法以及传输块大小，如图1所示为通用的自动调制编码解决方案。但该方案不适合物联网系统，很多物联网无线通信没有专用频段，基本只能采用公共频段，亦多种用途的物联网都共享使用这些频段，导致一个物联网不可能长时间独立占用频谱资源。其次，物联网只能采用载波监听多路访问技术(CSMA)竞争使用无线资源，没有完整的无线资源分配信令系统，不可能对每次物联网设备使用的无线资源进行精确定义，所以往往只能根据传输需求定义几种常用格式。最后，物联网系统中，由于采用CSMA方式进行传输，传输两个数据包之间的间隔是不确定，通常传输两个突发之间没有必然关系，一个突发结束和另外一个突出传输之间没有必然联系，发送一个突发即是一个完整的通信过程。如图2所示，从图2中看出，物联网系统中，节点设备发送一个突发的大小主要根据业务数据量确定，假设物联网系统中预定义传输块大小为16字节，72字节，136字节，264字节等。若终端发送70个字节，则选择传输大小为72字节进行发送，若发送75个字节则选择136字节长度传输块进行传输。这种选择传输块大小存在一个问题，就是在选择传输块的时候并不考虑传输环境的信道质量，也不考虑干扰情况，导致在无线质量较差环境中，传输块增大，增加了传输时间，突发受到干扰概率增加，造成突发传输成功率非常低。针对上述存在的问题，常规的物联网无线通信系统采用如图3方式进行解决，这种方式的实现步骤如下：1)在系统仿真中，对SNR和传输块大小进行仿真，信道采用AWGN加噪方式，仿真出每个传输大小需要的最低SNR值，通常要求传输块的误块率低于10％。得出关于SNR和传输块的对应表格。然后选择一些典型场景对SNR和传输块表格进行调整，得到一张通用的SNR和传输块对应表，如图3中1步。2)发送端开始发送数据的时候，不确定接收端接收到信号的SNR值，所以首先选择比较小的数据块进行传输，提高传输成功率。在一些系统中也会根据业务数据量选择一个合适的传输大小，如图3中2步。3)发送端发送一块数据突发之后，接收到来自接收端的确认/非确认包，在该数据包括中包括了接收数据的SNR值，如图3中3步。4)发送端根据接收端接收到突发信号的SNR，选择发送下一块传输块大小，传输块的大小则根据SNR值和传输大小对应表来确定，如图3中4、5步。5)发送端根据接收端反馈的SNR值，依次选择下一块传输块的大小，在这个过程中SNR和传输块大小表格始终保持不变。根据上面描述，基本满足目前需求，但是依然存在以下不足，这些地方将影响传输成功率。存在的问题具体如下：第一：SNR和传输块对应表是一个固定表格，在使用中不会根据每个独立场景进行修正，是一个通用的表格，所以这个表格在某些场景中不是最佳的SNR和传输块对应关系，尤其对于复杂的物联网应用场景，需要增加灵活的现场调整。第二：物联网中每个终端设备的射频都存在差异，所以在接收信号以及SNR计算上也存在差异，预先设定的SNR和传输块对应表对于具体设备不是最佳对应关系。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，根据实际传输的情况进行自动调整SNR和传输块对应表，提高物联网系统中数据传输的成功率。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，发送端收集来自接收端的反馈信息，记录并统计接收端SNR和传输块成功率，实时修正SNR和传输块成功率对应表，该表格用于下次进行选择传输块大小的依据。在物联网无线通信系统中，为了方便无线资源使用以及信道编解码，将每个突发发送数据量分成多个等级，记TbSize_1,TbSize_2,...，TbSize_n，满足TbSize_1≤TbSize_2≤,...，≤TbSize_n。参照图4和图5，该方法具体包括以下步骤：S1：从系统仿真和实测数据校正结果中获取开机初始SNR和传输块大小，生成SNR-TbSize对应表；S2：提取来自发送端反馈信息，包括发送的传输块在接收端测量的SNR值，以及接收端是否正确接收指示；S3：根据发送端反馈的SNR值，以及是否正确接收指示，统计接收端在该SNR值下传输对应传输块大小的成功率、生成实际的SNR、传输块以及成功率，动态生成SNR-TbSize-PSR对应表；S4：选择传输块大小：根据生成的SNR-TbSize-PSR对应表和接收端反馈的SNR，选择成功率最大的传输块进行传输；首次进行传输时刻，发送端没有有效的SNR值，则发送端根据业务数据量选择合适的传输块大小。进一步，所述方法在动态建立SNR-TbSize-PSR对应表前，首先发送端和接收端开机上电，将SNR-TbSize表导入到SNR-TbSize-PSR表中，将SNR-TbSize-PSR中对应的SNR-TbSize表中的PSR设置为100％，其他传输块的PSR设置为0％；发送端每次接收到来自接收端的反馈信息，则启动一个Tidle定时器。进一步，所述步骤S1具体包括：在间隔Tidle时间内，发送端和接收端之间没有数据突发发送，此时默认发送端未知发送端和接收端之间有效的SNR；若发送端需要数据块发送，则发送端根据业务数据量选择适合传输块大小进行传输；假设发送数据量为TbSize_data，且TbSize_m≤TbSize_data≤TbSize_m+1，则选择传输块大小为TbSize_m+1，若发送数据块小于最小的传输块，则选择最小传输块；若发送数据块大于最大传输块，则选择的最大的传输块。进一步，所述步骤S2具体包括：接收端检测到发送端发送数据包(packet)，在无线空中接口上也成为一个突发；接收端测量该突发的信噪比(SNR)，并且对该突发进行解析，解析出其中数据块，判定该数据块是否正确接收；然后将SNR和数据块是否正确接收指示，通过确认包/非确认包回复给发送端。进一步，所述步骤S3具体包括：发送端收到确认包/非确认包解析出SNR和是否正确接收指示，然后结合发送端发送时候选择TbSize_m+1传输块大小，统计发送端在SNR范围发送TbSize_m+1的成功率，修改SNR-TbSize-PSR表。进一步，所述步骤S4具体包括：如果发送端接收到非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1：从系统仿真和实测数据校正结果中获取开机初始SNR和传输块大小，生成SNR-TbSize对应表；/nS2：提取来自发送端反馈信息，包括发送的传输块在接收端测量的SNR值，以及接收端是否正确接收指示；/nS3：根据发送端反馈的SNR值，以及是否正确接收指示，统计接收端在该SNR值下传输对应传输块大小的成功率、生成实际的SNR、传输块以及成功率，动态生成SNR-TbSize-PSR对应表；/nS4：选择传输块大小：根据生成的SNR-TbSize-PSR对应表和接收端反馈的SNR，选择成功率最大的传输块进行传输；首次进行传输时刻，发送端没有有效的SNR值，则发送端根据业务数据量选择合适的传输块大小。/n

【技术特征摘要】
1.一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：从系统仿真和实测数据校正结果中获取开机初始SNR和传输块大小，生成SNR-TbSize对应表；
S2：提取来自发送端反馈信息，包括发送的传输块在接收端测量的SNR值，以及接收端是否正确接收指示；
S3：根据发送端反馈的SNR值，以及是否正确接收指示，统计接收端在该SNR值下传输对应传输块大小的成功率、生成实际的SNR、传输块以及成功率，动态生成SNR-TbSize-PSR对应表；
S4：选择传输块大小：根据生成的SNR-TbSize-PSR对应表和接收端反馈的SNR，选择成功率最大的传输块进行传输；首次进行传输时刻，发送端没有有效的SNR值，则发送端根据业务数据量选择合适的传输块大小。


2.根据权利要求1所述的一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，其特征在于，所述方法在动态建立SNR-TbSize-PSR对应表前，首先发送端和接收端开机上电，将SNR-TbSize表导入到SNR-TbSize-PSR表中，将SNR-TbSize-PSR中对应的SNR-TbSize表中的PSR设置为100％，其他传输块的PSR设置为0％；发送端每次接收到来自接收端的反馈信息，则启动一个Tidle定时器。


3.根据权利要求2所述的一种物联网系统中选择传输数据块大小的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：在间隔Tidle时间内，发送端和接收端之间没有数据突发发送，此时默认发送端...

【专利技术属性】
技术研发人员：段红光，王月，郑建宏，罗一静，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50