一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，特別涉及一種基于802. 11協(xié)議的點(diǎn)對(duì)多 點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用給人們的 生活和工作方式帶來(lái)了極大的便利性和實(shí)用性。無(wú)線局域網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，研宄如何 降低局域網(wǎng)通信設(shè)備的功耗顯得非常有意義。基于802. 11協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)通信設(shè)備MAC 層低功耗設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在功率控制優(yōu)化設(shè)計(jì)。功率控制主要是通過(guò)控制發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文 時(shí)使用的射頻發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，在保證接收端正常接收的情況下盡量用較小功率發(fā)送報(bào) 文，以達(dá)到降低功耗的目的。硬件的有效性設(shè)計(jì)可使功耗顯著下降。
[0003] 無(wú)線傳輸系統(tǒng)的站點(diǎn)主要由數(shù)據(jù)處理模塊和射頻模塊組成，通過(guò)射頻模塊實(shí)現(xiàn)站 點(diǎn)之間的信息數(shù)據(jù)的通信。射頻模塊的能量消耗主要由天線發(fā)送功率決定，與射頻發(fā)生器 的調(diào)制方式和目標(biāo)站點(diǎn)距離有關(guān)。顯然，根據(jù)站點(diǎn)之間的距離遠(yuǎn)近，相應(yīng)的調(diào)節(jié)射頻模塊的 發(fā)射功率，可以達(dá)到降低站點(diǎn)的能量消耗的目的。
[0004] 在無(wú)線局域網(wǎng)中，根據(jù)射頻電波在自由空間傳播損耗的相關(guān)公式，接收端根據(jù)接 收到的信號(hào)功率，以及發(fā)送端發(fā)出此信號(hào)的發(fā)射功率，可算出收發(fā)距離，進(jìn)而得出發(fā)送端合 適的發(fā)射功率，發(fā)送端也以同樣的方法得到接收端合適的發(fā)射功率。通過(guò)更改MAC層幀結(jié) 構(gòu)，在其中加入表示發(fā)射功率的字段，收發(fā)端雙方可互相告知對(duì)方的功率信息，或者收發(fā)端 雙方協(xié)定以已知的最大發(fā)射功率發(fā)送報(bào)文信息，可使收發(fā)端各自獲得對(duì)方的發(fā)射功率信 息。
[0005] 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)是無(wú)線局域網(wǎng)中常見(jiàn)的通信方式，是指一個(gè)站點(diǎn)向多個(gè)站點(diǎn)分 別發(fā)送相同的或者不同的信息，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的通信。本發(fā)明基于現(xiàn)有的功率控制理論，結(jié)合 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種適用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化算法，以 降低系統(tǒng)的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)方便的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制 優(yōu)化方法。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] 一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法，其特征在于：工作站點(diǎn)內(nèi)的發(fā)送端 和接收端都具有相同的最大發(fā)射功率Ptjllax，該方法包括以下步驟：
[0009] S1、在發(fā)送端與所有的接收端首次通信中，根據(jù)所述發(fā)送端和接收端的RTS幀 和CTS幀所攜帶的信息，分別計(jì)算得出所述發(fā)送端發(fā)送信息數(shù)據(jù)幀DATA的最小發(fā)射功率 Pmin'和接收端回復(fù)ACK幀的最小發(fā)射功率Pmin，
[0010] S2、所述發(fā)送端記錄發(fā)送至每個(gè)接收端所需所述最小功率Pmin'，每個(gè)所述接收端 記錄其回復(fù)至所述發(fā)送端所需的所述最小發(fā)射功率pmin，
[0011] S3、判斷所述發(fā)送端和接收端站點(diǎn)是否發(fā)生移動(dòng)，若否，則執(zhí)行步驟S4;若是，則 執(zhí)行步驟S5，
[0012] S4、所述發(fā)送端和接收端分別根據(jù)記錄的最小發(fā)射功率Pmin'和最小發(fā)射功率Pmin 發(fā)送DATA和ACK幀，
[0013] S5、對(duì)發(fā)生移動(dòng)的所述發(fā)送端或接收端站點(diǎn)重新進(jìn)行距離檢測(cè)，調(diào)整最小發(fā)射功 率Pmin，并記錄更新最小發(fā)射功率Pmin'和最小發(fā)射功率Pmin，
[0014] S6、循環(huán)執(zhí)行步驟S3至步驟S5。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟Sl中，所述發(fā)送端以最大功率Ptjiax發(fā)射RTS幀，所述接收端接收 到RTS幀后，以最大功率Ptmax回復(fù)CTS幀，且所述接收端根據(jù)接收到的RTS幀功率P,&計(jì) 算得出所述接收端發(fā)送ACK幀所需的發(fā)射功率Ptadt，所述發(fā)送端根據(jù)接收到的CTS幀功率 P1^ts，計(jì)算得出所述發(fā)送端發(fā)送DATA所需的發(fā)射功率Ptdata。
[0016] 進(jìn)一步地，所述接收端發(fā)送ACK幀所需的發(fā)射功率Pt_ad5的計(jì)算公式為：Pt_ad5= RK/G(1)，其中，G=P,rts/Ptmax(2)，所述發(fā)送端發(fā)送DATA幀所需的發(fā)射功率Ptdata的計(jì)算 公式為：Ptdata=RK/G'（3)，其中，G' =PrCts/Ptmax(4)，式（1-4)中，R為接收門(mén)限，K為功 率裕量參數(shù)，PutsSRTS幀的功率。Ptmax為發(fā)送端和接收端最大功率，P^^為CTS幀的功 率。
[0017] 進(jìn)一步地，所述發(fā)送端和接收端的通信機(jī)制為RTS-CTS-DATA-ACK機(jī)制。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟S3中，所述發(fā)送端發(fā)送DATA幀之后判定是否在規(guī)定時(shí)間 Tdata-ack內(nèi)接收到ACK幀，如果超時(shí)，則需下一輪通信重新計(jì)算最小發(fā)射功率Pmi/，如果 未超時(shí)，則檢測(cè)ACK幀的功率P1^ad/是否大于先前記錄的ACK幀的接收功率I^ adt-定范 圍AP，若是，則下一輪通信重新計(jì)算最小發(fā)射功率Pmin'，若否，則結(jié)束本次通信。
[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟S3中，所述接收端發(fā)送CTS幀之后判定是否在規(guī)定時(shí)間 Tcts-data內(nèi)接收到DATA幀，如果超時(shí)，則需下一輪通信重新計(jì)算最小發(fā)射功率Pmin，如果 未超時(shí)，則檢測(cè)DATA幀的功率Pljat/是否大于先前記錄的DATA幀的接收功率P^data-定 范圍AP，若是，則下一輪通信重新計(jì)算最小發(fā)射功率Pmin，若否，則結(jié)束本次通信。
[0020] 進(jìn)一步地，所述Tdata-ack為RTS-CTS-DATA-ACK機(jī)制發(fā)送DATA幀后收到ACK幀 的規(guī)定時(shí)間，Tcts-data為RTS-CTS-DATA-ACK機(jī)制回復(fù)CTS幀后收到DATA幀的規(guī)定時(shí)間。
[0021] 進(jìn)一步地，所述發(fā)送端和接收端的最小功率Pt>和最大功率Pt _之間采用階梯 分級(jí)方式設(shè)置多個(gè)發(fā)射功率，且相應(yīng)地將所述發(fā)送端和接收端的距離分為若干段，每段范 圍以不同的射頻發(fā)射功率Pi進(jìn)行通信。
[0022] 進(jìn)一步地，所述發(fā)送端和接收端的與距離相關(guān)的功率劃分的每段范圍為AP。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：根據(jù)發(fā)送端和接收端的距離而相應(yīng)調(diào)整射 頻模塊的發(fā)射功率，替代原來(lái)固定的最大發(fā)射功率，從而達(dá)到低功耗的目的，射頻模塊發(fā)射 功率在最小功率和最大功率之間采用階梯分級(jí)方式選擇合適的發(fā)射功率，降低硬件實(shí)現(xiàn)的 復(fù)雜度，發(fā)送端和接收端分別維護(hù)記錄所需最小發(fā)射功率的信息表，以避免每次RTS-CTS 交互通信時(shí)都要進(jìn)行的重復(fù)計(jì)算，同時(shí)能動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)站點(diǎn)的移動(dòng)情況，保持正常的通信， 相應(yīng)調(diào)整射頻功率，并通知收發(fā)機(jī)雙方更新記錄最小發(fā)射功率的信息。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1是本發(fā)明的所述點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法的方法流程圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明的所述點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法的 RTS-CTS-DATA-ACK傳輸機(jī)制示意圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明的所述點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法的發(fā)送端工作流程 圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明的所述點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法的接收端工作流程 圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明的所述點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)的功率控制優(yōu)化方法的工作結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能 更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)