[发明专利]基于信道状态感知的频分调制型机会协作QoS保障方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种QoS保障方法，特别是涉及一种基于信道状态感知的频分调制型机会协作QoS保障方法，属于无线通信服务质量保障技术领域。

背景技术

机会协作通信技术使得通信系统机会式选择满足一定条件的移动终端设备通过协同合作的方式为发送端与接收端的数据传输提供QoS(英文全称为：Quality of Services，中文名称为：服务质量)保障，中继节点共享自身的时间和空间资源，从而获得时间、空间和频率等多维分集增益，保障无线通信系统性能。而在物联网、无线传感器网络或者无线自组织网络中，每个移动节点的工作效率或生命周期受到来自供电方式、内部噪声或未知移动性等方面约束，远距离或长时间通信时系统效率较低，数据质量得不到有效、可靠的保障。在协作通信过程中机会式建立传输方案，通过多个中继节点时间协同、空间和频率合作为端到端通信提供可靠性保障，降低异构移动节点的内部噪声和外界环境参量导致信号强度衰减、延迟失真，改善数据质量，提高系统资源利用率，为用户提供满意的QoS保障。

物联网、无线传感器网络或无线自组织网络中的机会协作通信与直接传输方式和协作传输方式相比具有以下特点，主要表现为：其一，不同通信系统的移动终端内部噪声源及其对数据质量产生的影响程度不同，不同应用环境的外界参量对信号传输的干涉程度不同，在机会协作传输过程中必须感知移动终端自身物理属性和电气特性及工作环境状态的多样性特点；其二，对于不同的网络架构及系统应用，各类中继终端节点加入协作传输的时间控制，空间部署和频率分配，退出协作传输的控制和机会式协作传输控制方案等问题成为机会协作技术在实际应用中的关键问题；其三，研究多样性QoS保障系统及控制方法，满足用户的单一性能或多性能综合保障需求，改善物联网、无线传感器网络或无线自组织网络中移动终端设备的功耗、吞吐率、时延和丢包率，是机会协作通信领域面临的重要挑战。

综上所述，由于不同网络架构和应用需求，异构移动终端设备固有物理和电气属性的限制以及无线通信网络的动态拓扑等特殊性，使用直接传输或静态协作传输方法已无法满足物联网、无线传感器网络或无线自组织网络的多样性移动应用业务的保障需求。鉴于此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于信道状态感知的频分调制型机会协作QoS保障方法，通过实时感知物联网、无线传感器网络或无线自组织网络状态，发送端节点和中继移动设备节点构成机会协作QoS保障系统，实时感知信道状态构建具有单一性或综合式QoS保障的机会协作传输方案，为各类移动应用提供可靠性、实时性、可持续性和高效性等方面保障。

本发明的技术方案是这样的：一种基于信道状态感知的频分调制型机会协作QoS保障方法，包括以下步骤：

S01、发送端节点将P_ct/P_total与阈值相比，若P_ct/P_total大于阈值，则采用直接传输方式对信号数据起始位置零进入S04，若P_ct/P_total小于等于阈值，进入S02；

S02、由协作节点数M、信道状态h_i、P_ct/P_total和链路层ARQ的最大重传次数N_max对吞吐率S_ARQ、丢包率P_ARQ、平均往返时延T_ARQ和能效η_ARQ的变化规律建立六个机会协作控制方案，并对六个机会协作控制方案编码，每个协作控制方案确定一组协作节点数M和最大重传次数N_max；

S03、发送端节点选择一个机会协作控制方案并将对应方案编码加入信号数据起始位，然后对信号数据进行12频分型QPSK调制；

S04、添加循环冗余校验码后发送信号数据，同时侦听信道，若收到来自中继节点的NAK包，则根据S03中选择的机会协作控制方案确定的最大重传次数N_max进行信号数据重传，否则继续发送信号数据；

S05、M个中继节点分别选择一个机会协作控制方案并将对应方案编码加入信号数据起始位，然后对信号数据进行12频分型QPSK调制；