跨协议通信的链路质量估计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计方法和装置。所述方法包括：向CTC接收端设备发送探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；接收CTC接收端设备发送的确认消息，所述确认消息包括CTC联合链路模型的信道系数，所述信道系数根据所述符号的解码概率确定，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。本发明专利技术实施例CTC发送端通过向CTC接收端发送用于信道估计的符号，根据从接收端反馈得到的CTC联合链路模型的信道系数估计CTC链路质量，能够提高估计CTC链路质量的精确度。

【技术实现步骤摘要】
跨协议通信的链路质量估计方法和装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种跨协议通信的链路质量估计方法和装置。
技术介绍
跨协议通信技术(Cross-TechnologyCommunication，CTC)使得遵循不同通信标准的异构设备(比如WiFi、蓝牙、ZigBee)间可以进行直接通信。CTC不仅使得不同无线设备间可以传递信息，更提高了管理整个无线网络的能力。CTC的有关研究在近几年已经吸引了很多的注意力。早期工作主要利用包层次的特征来携带信息，比如数据包的长度、传输时间和传输能量，这种方式被称为包层次CTC。目前的主流方式是物理层CTC，主要思想是物理模拟，即直接利用发射端来模拟接收端的目标信号。与包层次CTC相比，物理层CTC能够实现更大的吞吐量。随着CTC的快速发展，如何管理和利用CTC创造出的无线信道正成为一个愈发重要的问题。最近CTC方向的工作已经或多或少开始关注CTC的质量。比如WEBee(WiFi到ZigBee的跨协议通信)的包接收率(PacketReceptionRate)在45％到55％之间，需要6次重传来保证99％的可靠传输。WIDE(WiFi到ZigBee的跨协议通信)改善了WEBee的可靠性，并且实现了80％到90％的可靠性。在信道变化和移动的条件下，BlueBee((Bluetooth到ZigBee的跨协议通信)的包接收率在73％到99％间变化。这些结果都反映了CEC的链路质量是一个动态因素。当CTC链路被纳入到一个无线网络中后，这些链路的质量会影响网络操作的很多方面，比如链路选择、传输测量和路由结构。但是如何估计一个CTC链路的质量始终是一个开放性问题。链路质量估计是一个无线网路中的经典问题。考虑到测量链路质量的度量标准，存在很多不同的估计方式，大致上能够分成三类：(1)从接收端之间得到的原始物理层指标，比如RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication接收的信号强度指示)、SNR(Signal/Noise，信噪比)等等；(2)从物理层测量中得到的度量标准，比如LQI(LinkQualityIndicator，链路质量指示)和CSI(ChannelStateInformation，信道状态信息)；(3)包层次的指标，例如PRR(PacketReceptionRate，包接收率)测量数据包成功接收的比例，ETX(ExpectedTransmissioncount，预期传输次数)计算成功发射一数据包所需的预期传输次数。除此之外，一些现有工作会结合上述的两到三种度量标准共同来估计链路质量，例如4BitLE指标。然而，现存的方式都不能被用于CTC链路质量的估计。原因就在于CTC链路与传统无线链路之间存在着本质上的不同。基于物理层模拟，CTC链路上的传输会被两个因素共同影响：模拟误差和信道失真。不同模拟误符号在不同信道环境下拥有不同的符号错误概率(SymbolErrorRate)。物理层的链路度量标准不能完整刻画CTC的整个过程，而包层次的度量标准又会忽视物理层信息上的差异。使用现存的度量标准去估计CTC链路质量通常意味着堪忧的精确度和无法控制的负担。
技术实现思路
针对现有技术问题，本专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计方法和装置。本专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计方法，应用于CTC发送端设备，所述方法包括：向CTC接收端设备发送探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；接收CTC接收端设备发送的确认消息，所述确认消息包括CTC联合链路模型的信道系数，所述信道系数根据所述符号的解码概率确定，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。本专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计方法，应用于CTC接收端设备，所述方法包括：接收CTC发送端设备发送的探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；统计所述探测帧中正确解码的符号的概率，得到统计的符号正解概率；根据所述符号正解概率计算CTC联合链路模型的信道系数，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；将所述信道系数发送到所述CTC发送端设备，以使所述CTC发送端设备根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。本专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计装置，应用于CTC发送端设备，所述装置包括：第一发送单元，用于向CTC接收端设备发送探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；第一接收单元，用于接收CTC接收端设备发送的确认消息，所述确认消息包括CTC联合链路模型的信道系数，所述信道系数根据所述符号的解码概率确定，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；第一估计单元，用于根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。本专利技术实施例提供一种跨协议通信的链路质量估计装置，应用于CTC接收端设备，所述装置包括：第二接收单元，用于接收CTC发送端设备发送的探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；统计单元，用于统计所述探测帧中正确解码的符号的概率，得到统计的符号正解概率；计算单元，用于根据所述符号正解概率计算CTC联合链路模型的信道系数，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；第二发送单元，用于将所述信道系数发送到所述CTC发送端设备，以使所述CTC发送端设备根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述跨协议通信的链路质量估计方法。本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述跨协议通信的链路质量估计方法。本专利技术实施例提供的跨协议通信的链路质量估计方法和装置，CTC发送端通过向CTC接收端发送用于信道估计的符号，CTC接收端接收用于信道估计的符号，统计符号的解码概率，根据解码概率计算CTC联合链路模型的信道系数，将信道系数发送给CTC发送端，CTC发送端根据信道系数估计所有符号解码信息，根据所有符号解码信息估计CTC链路质量，能够提高估计CTC链路质量的精确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的ZigBee符号的模拟误差分布示意图；图2为本专利技术一实施例ZigBee符号的实际解码错误概率示意图；图3为本专利技术一实施例提供的跨协议通信的链路质量估计方法的流程示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨协议通信的链路质量估计方法，其特征在于，应用于CTC发送端设备，所述方法包括：/n向CTC接收端设备发送探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；/n接收CTC接收端设备发送的确认消息，所述确认消息包括CTC联合链路模型的信道系数，所述信道系数根据所述符号的解码概率确定，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；/n根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨协议通信的链路质量估计方法，其特征在于，应用于CTC发送端设备，所述方法包括：
向CTC接收端设备发送探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；
接收CTC接收端设备发送的确认消息，所述确认消息包括CTC联合链路模型的信道系数，所述信道系数根据所述符号的解码概率确定，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；
根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。


2.根据权利要求1所述的跨协议通信的链路质量估计方法，其特征在于，所述CTC联合链路模型的表达式为：



其中，P(Sa→Sb)表示符号a的模拟波形在经过实际信道后被解码为符号b的概率；
P(n,Sa)表示符号a中的所有比特错误n位的概率；
P(Sa→Sb|n)表示在符号a的所有位比特中错误n位的情况下符号a的模拟波形经过实际信道后被解码为符号b的概率；
每个符号由m个比特映射得到；



{i1,i2…in}是从{i1,i2…im}中选择n位的组合，Ci表示第i个比特被成功解码的概率；






F(y)为每个符号中每个相位差的概率分布，p1和p2分别表示模拟波形中两个相邻采样点的相位，实际信道会使p1和p2产生一个[-x,x]的随机变化，a1和a2分别表示经过实际信道后两个采样点的实际相位，a2-a1的取值范围为p2-p1-2x到p2-p1+2x，x为信道系数。


3.根据权利要求1所述的跨协议通信的链路质量估计方法，其特征在于，所述根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量包括：
根据所述信道系数计算将要发送的数据包的符号正解概率；
根据所述符号正解概率计算所述将要发送的数据包的包接收率，以估计所述跨协议通信的链路质量，所述包接收率的计算公式为：



其中，PRRe表示包接收率，ni表示符号ai在发送内容中的个数；表示根据信道系数计算的符号ai的正解概率，所述数据包包括j种符号。


4.一种跨协议通信的链路质量估计方法，应用于CTC接收端设备，其特征在于，所述方法包括：
接收CTC发送端设备发送的探测帧，所述探测帧包括用于信道估计的符号；
统计所述探测帧中正确解码的符号的概率，得到统计的符号正解概率；
根据所述符号正解概率计算CTC联合链路模型的信道系数，所述CTC联合链路模型根据原始信号经过实际信道后的解码概率以及所述信道系数确定；
将所述信道系数发送到所述CTC发送端设备，以使所述CTC发送端设备根据所述信道系数估计所述跨协议通信的链路质量。


5.根据权利要求4所述的跨协议通信的链路质量估计方法，其特征在于，所述根据所述符号正解概率计算CTC联合链路模型的信道系数包括：
确定与所述统计的符号正解概率最接近的映射表中的符号正解概率，所述映射表包括信道系数及符号正解概率的对应关系；
确定使所述统计的符号正解概率和所述映射表中的符号正解概率之间的欧式距离最小的信道系数为所述CTC联合链路模型的信道系数；
所述方法还包括所述映射表的生成步骤：
根据信道系数的取值范围，选取指定间隔的信道系...

【专利技术属性】
技术研发人员：何源，张佳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11