一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法技术

本发明专利技术涉及数据通信技术领域，具体涉及一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法；利用RSSI和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测；基于过滤器的信道探测和lossrate估计完成信道估计；对上行和下行链路进行速率自适应；本发明专利技术中利用RSSI值、相位值的变化以及信道发生调频的现象作为探测触发；引入协议中的选择命令设计基于过滤器的探测方案，避免了MAC中的碰撞，减少探测时间，提高探测信道准确率；根据探测所得信道条件，同时针对上行下行链路进行速率适应，大大的提高了系统吞吐量。系统吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法


[0001]本专利技术涉及数据通信
，具体涉及一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法。

技术介绍

[0002]反向散射通信网络受到广泛的关注，发展迅速，节点规模小，功率低，且具备传感和计算等功能。现在节点上的感知数据在体积和多样性方面都有了明显的增加，但在传输大量连续的数据时系统吞吐量仍然较低。由于反向散射节点之间不能彼此感知，多个标签同时传输数据时会发生碰撞现象；由于信道探测准确度低时延长，导致上下行链路数据传输比特率与信道条件不匹配，错过速率适应提高吞吐量的机会。因此，设计有效速率适应机制对于提高系统吞吐量十分重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种利用协议中的选择命令来完成信道探测工作，同时对上下行链路进行速率自适应，提高系统吞吐量的反向散射网络上下行链路速率自适应方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法，包括
[0006]利用RSSI和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测；
[0007]基于过滤器的信道探测和loss rate估计完成信道估计；
[0008]使用协议内置的选择命令创建用于探测的过滤器；协议的选择命令中MASK具有需要传输数据的标签的ID，在与标签三次握手前对要传输的标签进行标记，改变标签的状态，并只与标记过的标签通信；
[0009]对上行和下行链路进行速率自适应，根据探测所得信道质量，通过调整Tair的值对下行链路速率调整，由所得RSSI值，调整下行链路的编码方式和传输速率；并得出RSSI值和Loss rate的速率映射图。
[0010]进一步的，相位值为测量阅读器和标签之间距离的第一度量；
[0011]距离值与相位之间的关系如公式1，其中θ为相位值，λ为波长，θ
D
、θ
R
、θ
M
是标签和天线分集、反射特性和多路径分别带来的相位误差，N是整数模糊度，测量的相位为周期π；
[0012][0013]两个位置之间的距离近似为ΔR；
[0014][0015]设置阈值θ
th
＝0.33检测流动性，确定两个连续相位的N相同，两个相位之间的相位旋转小于π。
[0016]进一步的，当读取率低于阈值时，使用RSSI作为第二个度量，并在RSSI
th
＝1上设置
其阈值。
[0017]进一步的，若当前信道良好时，选择探测当前信道内的下一个信道；若探测的第一个信道好，则保持，否则，切换到另一个远离探测的信道；
[0018]信道间隙设置为h
g
＝3和h
b
＝5，并设置阈值为5reads/s。
[0019]进一步的，所述loss rate估计采用公式3进行估计；
[0020][0021]其中r
l
是估计的损失率，p
rec
是该时间间隔内接受到的数据包数，p
rob
是一个时间间隔内被探测到的数据包数。
[0022]进一步的，所述信道探测探测过程的时间成本如公式4，其中t
p
是一个标签的总探测成本，t
prb
是单个探测数据包的时间成本，t
rec
是单个接收包的时间成本，td是复合内置协议延迟；未知对象是p
prb
和t
d
；
[0023]t
p
＝p
prb
*t
prb
+p
rec
*t
rec
+t
d 公式4
[0024]获取在协议中构建的若干延迟信息，包括T1、T2、T4；
[0025]在查询命令之后，标记需要等待时间为T1；
[0026]若有来自标签的回复，阅读器必须在返回时间内确认，返回时间T2；
[0027]阅读器在发出另一个命令之前必须等待的时间为T4，T4的长度为2RTcal，其中RTCal＝0length+1length；
[0028]进一步的，所述T2的范围[3Tpri，20Tpri]。
[0029]进一步的，所述协议为C1G2协议。
[0030]进一步的，选取不同环境对该映射进行实验，完善速率映射图中的边界，进一步提高系统吞吐量。
[0031]本专利技术的有益效果在于：本专利技术中利用RSSI值、相位值的变化以及信道发生调频的现象作为探测触发；引入协议中的选择命令设计基于过滤器的探测方案，避免了MAC中的碰撞，减少探测时间，提高探测信道准确率；根据探测所得信道条件，同时针对上行下行链路进行速率适应，大大的提高了系统吞吐量。
具体实施方式
[0032]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0033]实施例一
[0034]一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法，包括
[0035]1、利用RSSI和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测
[0036]a.相位值是测量阅读器和标签之间距离的有效度量。距离值与相位之间的关系如下，其中θ为相位值，λ为波长，θ
D
、θ
R
、θ
M
是标签和天线分集、反射特性和多路径分别带来的相位误差，N是整数模糊度，因为测量的相位为周期π，
[0037][0038]因此两个位置之间的距离近似为ΔR，
[0039][0040]用一个阈值(ΔR)来检测流动性。认为当标签是静止的时候，相位测量是高度集中的，方差只有2.2
°
，最小值与最大值之间的差距仅为19
°
(0.33弧度)，仅对应于0.8cm。因此，设置了一个阈值θ
th
＝0.33。为了确保两个连续相位的N相同，两个相位之间的相位旋转应小于π。
[0041]b.当读取率低于这个阈值时，它可能会产生假阴性警报。为了减少这种警报，使用RSSI作为第二个度量，并在RSSI
th
＝1上设置其阈值，这是来自COTS阅读器的RSSI的粒度。因此，的移动性检测的工作原理如下。首先，检查相位差是否大于θ
th
，如果是，将其标记为一个正的位置变化；否则，检查RSSI差是否大于RSSI
th
，如果大于，则为正，否则为负。
[0042]c.C1G2协议中定义，即阅读器只能在一个时间窗口内停留在一个通道上，信道的质量可能会由于调频而改变，因此在发生调频后也是调整速率的机会。利用信道之间的相关性来进行调频。当前信道良好时，选择探测当前信道内的下一个信道；如果探测的第一信道好，保持，否则，将切换到另一个远离探测的信道。信道间隙根据经验设置为h
g
＝3和h
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，包括利用RSSI和相位值的变化以及信道发生调频情况进行移动性探测；基于过滤器的信道探测和loss rate估计完成信道估计；使用协议内置的选择命令创建用于探测的过滤器；协议的选择命令中MASK具有需要传输数据的标签的ID，在与标签三次握手前对要传输的标签进行标记，改变标签的状态，并只与标记过的标签通信；对上行和下行链路进行速率自适应，根据探测所得信道质量，通过调整Tair的值对下行链路速率调整，由所得RSSI值，调整下行链路的编码方式和传输速率；并得出RSSI值和Loss rate的速率映射图。2.根据权利要求1所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，相位值为测量阅读器和标签之间距离的第一度量；距离值与相位之间的关系如公式1，其中θ为相位值，λ为波长，θ
D
、θ
R
、θ
M
是标签和天线分集、反射特性和多路径分别带来的相位误差，N是整数模糊度，测量的相位为周期π；两个位置之间的距离近似为ΔR；设置阈值θ
th
＝0.33检测流动性，确定两个连续相位的N相同，两个相位之间的相位旋转小于π。3.根据权利要求2所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，当读取率低于阈值时，使用RSSI作为第二个度量，并在RSSI
th
＝1上设置其阈值。4.根据权利要求3所述的反向散射网络上下行链路速率自适应方法，其特征在于，若当前信道良好时，选择探测当前信道内的下一个信道；若探测的第一个信道好，则保持，否则，切换到另一个远离探测的信道；信道间隙设置为h
g
＝3和h
b
＝5，并设置阈值为5reads/s。5.根据权利要求1所述的反向散射网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵菊敏，李灯熬，李小娜，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：