[发明专利]一种信道自适应跨协议通信系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种信道自适应跨协议通信系统及方法，该系统包括CTC解码模块和在线学习模块，其中：CTC解码模块用于根据Text‑CNN解码模型提取CTC包中每个CTC符号的特征，得到解码数据；在线学习模块用于根据解码数据在线更新Text‑CNN解码模型，以使得Text‑CNN解码模型适应动态的信道环境。本发明实施例提供的一种信道自适应跨协议通信系统及方法，提出了一个通用的、轻量级的在线自适应CTC框架，包括一个基于Text‑CNN的解码模型来“追踪”信道的变化，以及一个在线学习模块调整Text‑CNN解码模型来保持一个可靠稳定的通信性能，从而能够适应环境噪声干扰，有效地降低了误码率。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道自适应跨协议通信系统及方法。

背景技术

随着物联网的不断发展，各种无线设备得到了大规模的部署，但同时也遇到了无线设备部署密度过高、不同无线协议之间难以协调和信道资源利用低的问题。这些问题催生了跨协议通信技术(Cross-Technology Communication，CTC)，CTC旨在实现异构的无线设备(比如WiFi、蓝牙、ZigBee)的直接互联互通。现有的CTC技术常常借助一个双方能共同访问的“旁信道”(side channel)来传输数据，比如数据包的能量、时间间隔以及重叠信道的状态变化等等。

目前跨协议通信的技术大多基于“旁信道”中的可识别的特征。解码CTC的符号就意味着区分各个符号得不同特征。常常采用阈值或者机器学习模型区分特征的方案。但是无线信道中固有的动态性以及其它无线协议的干扰会引起这些可识别特征的失真，进而引起解码错误。因此在复杂动态的环境下，实现有可靠通信性能的CTC是一个非常突出的问题。

解决信道动态的问题是一个有挑战性的任务。CTC的通信链路不同于传统常规的无线链路。目前CTC还没有一个链路质量指标来刻画其通信链路的状态，而传统的无线通信比如WiFi可以用RSSI或者CSI来刻画信道的状态。但是这些指标无法用于反映CTC的链路质量，因为CTC使用了信号上层的特征而不是底层的原始信号进行通信。大多数目前的CTC转而采用一些间接的指标，比如误符号率(Symbol Error Ratio，SER)或者包错误率(PacketError Ratio，PER)，来间接地反映CTC的信道状态。当SER或者PER有了明显的提升的时候，CTC会反应式(reactively)地调整发送方的一些行为以增强发送信号的特征明显程度，如提高发射功率、增加符号长度或者重复发送等等。

但是，这类反应式的调整来克服动态信道常常在实际中会遭受性能下降甚至通信失效的问题。首先，其使用的间接指标反映的是较长期的平均信道质量，而对短期的信道的动态不敏感。因此，依据间接指标来调整CTC并不能达到最优的效果。其次，一些统计特征非常容易受到信道动态的干扰，导致基于特征进行解码的模型性能常常会失效。

发明内容

本发明实施例为克服上述技术缺陷，提供一种信道自适应跨协议通信系统及方法。

第一方面，本发明实施例提供一种信道自适应跨协议通信系统，包括CTC解码模块和在线学习模块，其中：

所述CTC解码模块用于根据Text-CNN解码模型提取CTC包中每个CTC符号的特征，得到解码数据；

所述在线学习模块用于根据所述解码数据在线更新所述Text-CNN解码模型，以使得所述Text-CNN解码模型适应动态的信道环境。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面所述信道自适应跨协议通信系统的方法，包括：

获取CTC包，根据Text-CNN解码模型提取所述CTC包中每个CTC符号的特征，得到解码数据；

根据所述解码数据在线更新所述Text-CNN解码模型，以使得所述Text-CNN解码模型适应动态的信道环境。