[发明专利]一种基于量化相关性的跳频方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于量化相关性的跳频方法及装置，该方法根据接收的历史信息和当前时刻采集的干扰信息，建立基于各个信道的信干噪比的信道间相关性的量化信道相关模型；从量化信道相关模型中，选取一个最优的信道作为与发送端进行通信的目标信道；当接收到发送端通过目标信道发送的数据包时，利用数据包和当前时刻采集的噪声，计算目标信道的信干噪比；如果信干燥比低于预设的阈值时，利用帕累托模型和量化信道相关模型，重新选择新的信道。本发明实施例不必对每一信道进行一一探测，而是从基于各个信道的信干噪比所建立的量化信道相关模型中，选取最优的信道，以在降低开销的基础上，选取的目标信道能够提高通信的可靠性。

技术领域

本发明涉及认知无线网络技术领域，特别是涉及一种基于量化相关性的跳频方法及装置。

背景技术

随着无线网络技术的迅速发展，日益增多的物联网设备被广泛应用于智能家居、智慧医疗和环境监测等系统。这些物联网设备采用多种无线通信技术，如WiFi、ZigBee或Bluetooth等。由于射频频谱有限，多种无线通信技术被迫使用相同的未经许可的频段，例如，如图1所示，IEEE 802.11(WiFi)，IEEE802.15.1(Bluetooth)和IEEE 802.15.4(ZigBee)共享相同的2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical)频段。但是由于频谱重叠、功率不对称和调制方式的不同，共享同一频段必然会导致CTI(Cross TechnicalInterference，交叉技术干扰)，使得物联网设备间歇性的网络连接和传输数据包的丢失，最终导致通信可靠性的降低。例如，对于以低功耗著称的ZigBee设备，采用OQPSK和DSSS调制，发送功率最大为0dBm，且多用于智能家居和环境监测等，而广泛应用的WiFi采用DBPSK和OFDM调制，发送功率高达30dBm，与ZigBee设备在相同环境下，会导致ZigBee设备超过50％的包损坏，通信可靠性退化。因此异构设备之间的CTI已成为影响网络性能的主要因素。为了提高ZigBee设备的可靠性，我们需要设计一种方法抵抗在共存环境下的CTI。

基于此，现有技术提出一种轮询探测方法，该方法在检测到当前时刻所使用的信道质量变差时，需要对16个信道逐一进行探测，并对每一信道进行采样，获得信干噪比，并通过比较各个信干噪比，选择信干噪比最好的信道作为目标信道。可见，该方法需要对每一信道进行一一探测，且在探测时需要逐一切换信道，进而造成开销较大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于量化相关性的跳频方法及装置，以提高通信的可靠性。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于量化相关性的跳频方法，所述方法包括：

根据接收的历史信息和当前时刻采集的干扰信息，建立基于各个信道的信干噪比的信道间相关性的量化信道相关模型；

从所述量化信道相关模型中，选取一个最优的信道作为与发送端进行通信的目标信道。

本发明的一个实施例中，在所述选取一个最优的信道作为与发送端进行通信的目标信道之后，所述方法还包括：

当接收到所述发送端通过所述目标信道发送的数据包时，利用所述数据包的信号强度和当前时刻采集的噪声，计算所述目标信道的信干噪比；

如果所述信干噪比低于预设的阈值时，利用帕累托模型和所述量化信道相关模型，重新选择新的信道。

本发明的一个实施例中，所述根据接收的历史信息和当前时刻采集的干扰信息，建立用于表征各个信道相互间所具有的相关程度的量化信道相关模型，包括：