[发明专利]车地通信时的无线多播传输及速率自适应的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信方法和系统，尤其是一种车地通信时的无线多播传输及速率自适应的方法和系统，属于无线通信的技术领域。

背景技术

PIS(Passenger Information System)系统伴随WLAN移动通信等相关技术日益受到青睐，作为地铁公司与乘客之间最直观的信息交互平台，既确保了列车的运行安全又增加了乘客的舒适感；除了能在车厢内显示乘车须知、列车时刻表等文本信息以外，还可播放股票信息、新闻、赛事直播、广告等实时动态信息，发生火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况。

为了满足多辆列车同时接收赛事、股票等实时信息的转播需求，列车PIS系统均要求支持组播技术，组播能有效减少网络和主机开销，较单播和广播有其独特优越性，从而得到了广泛的应用。但由于列车在快速行驶过程中车载设备与轨旁AP存在漫游切换，而车载网络却无法及时感知这个过程，会依然试图从原有轨旁AP(Access Point)接收数据，最终导致组播数据流的中断，如何保障车辆移动过程中的组播报文不丢失，也是PIS系统成功应用的关键。

在最初的无线局域网(WLAN)标准IEEE 802.11中，所有的帧都以单一的速率发送。而IEEE 802.11a和802.11b、802.11g在物理层都提供多速率传输的能力，所有控制帧及广播、多播帧以基本速率发送，RTS/CTS，ACK都必须以此速率发送，一般为1Mbps，这个速率无法保障多播视频流的正常传输，势必造成严重的丢包，引起图像不清晰、不流畅的现象。随着技术的发展，单播传输时由于采用了速率控制算法使得单播数据帧可以根据信道状况选择不同的速率：当信道具有高信噪比时可以选择高速率发送数据，但是这种方法只依赖于对单个信道状态的估计，不能直接应用在多播服务中。对于多播传输还没有切实可行的速率控制算法可以做到这一点。在802.11b标准中，允许使用的速率有1Mbps，2Mbps，5.5Mbps和11Mbps；在802.11a标准中，允许使用的速率有6Mbps，9Mbps，12Mbps，18Mbps，...，54Mbps。802.11标准没有规定如何根据信道状态选择和切换合适的发送速率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种车地通信时的无线多播传输及速率自适应的方法和系统，其能实现多播速率的自适应，提高车地通信系统中数据传输的流畅性及可靠性。

按照本发明提供的技术方案，所述车地通信时的无线多播传输及速率自适应的方法，包括接入点及与所述接入点无线连接的移动节点；所述无线多播传输及速率自适应的通信方法包括如下步骤：

a、接入点及移动节点工作于多播机制状态，将多播机制对应帧控制域的类型域设置为10，子类型域设置为0001，并将帧控制域内的To DS域置为0，FromDS域置为1；

b、接入点起始以固定速率向移动节点发送多播数据流，且接入点接收来自多播组内移动节点的ACK数据帧；

c、接入点接收到移动节点对应的ACK数据帧后，分析比较ACK数据帧对应移动节点与接入点间的链路通信质量，并将接入点与移动节点间通信质量较差的链路选定为参考链路，所述参考链路的信噪比选定参考信噪比；

d、接入点根据参考信噪比的范围，选择以参考链路对应的最佳传输速率发送多播数据流。

所述接入点通过信道信息直接测量与信息统计测量相结合方式对接收的ACK数据帧分析后得到移动节点与接入点间的链路通信质量。

所述步骤c中，接入点接收多播组内移动节点的ACK数据帧的数量不多于多播组内移动节点与接入点间的通信链路数量。

所述接入点接收多播组内移动节点的ACK数据帧数量与多播组内移动节点与接入点间的通信链路数量相一致时，接入点将ACK数据帧对应移动节点与接入点间最差的通信链路作为参考链路。

所述接入点接收多播组内移动节点的ACK数据帧的数量小于多播组内移动节点与接入点间的通信链路数量且接收到ACK数据帧的数量大于一个时，接入点将未收到移动节点对应的ACK数据帧视为信号质量差放弃，接入点选择ACK数据帧对应移动节点与接入点间通信质量较差的通信链路作为参考链路；