自適應信道調整方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信中視頻數據的傳輸，尤其涉及自適應信道調整方法。
【背景技術】
[0002] 如圖2所示，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)由2部分組成，發(fā)送機端和接收機端，與有線系統(tǒng)不 同，發(fā)送機端和接收機端之間的傳輸通道不再由同軸電纜和光纖提供，變?yōu)橐揽侩姶藕煽?以在空氣中進行傳播的原理，使用天線進行傳播，天線將發(fā)送機發(fā)送的信號傳播到空氣環(huán) 境中，經過空氣傳播到接收機端的天線進行接收，接收端接收到天線的信號后進行處理，然 后恢復出發(fā)送機端發(fā)送的視頻和數據.
[0003] 發(fā)送機端與接收機端之間的空氣傳播，由于距離、地貌、人工建筑、氣候特征、電磁 干擾、通信終端移動速度、頻段等，它們都直接影響著無線系統(tǒng)的通信能力和質量。由于無 線信道的復雜性，信道在傳輸的過程中時刻在變化，必將導致數據在無線信道傳輸時的誤 碼和丟包，引起傳輸錯誤，少量的誤碼和丟包可能造成視頻性能的急劇下降，而持續(xù)丟包會 使視頻質量不可接受，對用戶有破壞性的感知影響。
[0004] 衡量無線信道的主要指標主要有:誤碼率，信道容量，信噪比，帶寬，傳輸速率等指 標來表示，要保證信道兩端的發(fā)送機和接收機之間的正常傳輸，信道的誤碼率必須保持在 一定的水平之下，否則誤碼高將導致發(fā)送和接收機之間的通信中斷，無法實現通信.無線信 道的復雜性和時變性的特別，決定了在發(fā)送機端和接收機端內部需要做一些機制，可以實 時的去了解信道的狀態(tài)，根據信道的狀態(tài)選擇合適的傳輸方式進行傳輸，保證系統(tǒng)的誤碼 率，保證通信的正常進行。
【發(fā)明內容】
[0005] 針對上述技術缺陷，本發(fā)明提出自適應信道調整方法。
[0006] 為了解決上述就是問題，本發(fā)明的技術方案如下：
[0007]自適應信道調整方法，所述接收機端中設置有信道估計模塊，信道估計模塊對信 道目前的狀態(tài)進行估計，從而根據目前的狀態(tài)去預測下一個時間的狀態(tài)的信道情況；
[0008] 包括如下步驟：
[0009] 發(fā)送機端發(fā)射數據，接收機端接收發(fā)送機端發(fā)射的數據，所述信道估計模塊對信 道目前的狀態(tài)進行估計，從而根據目前的狀態(tài)去預測下一個時間的狀態(tài)的信道情況，然后 將信息反饋至發(fā)送機端，發(fā)送機端再對其內部的調制和編碼模塊進行調整。
[0010] 進一步的，接收機端接收發(fā)送機端發(fā)射的數據，所述信道估計模塊對信道目前的 狀態(tài)進行估計，同時提取數據的調制和編碼模式，進行解調制和解碼，然后輸出接收的數 據;在無線視頻系統(tǒng)中的數據為視頻和規(guī)定的業(yè)務數據。
[0011] 進一步的，當發(fā)送機端要占用通道向接收機端進行傳輸數據時，會先發(fā)RTS幀給接 收機端，接收機端接收到后會發(fā)送CTS幀給到發(fā)送機端，然后發(fā)送機端再發(fā)送正式的數據； 接收機端收到數據后發(fā)送ACK確認該接收機端已收到該數據包，接收機端接收到發(fā)送機的 數據后，會對信道的傳輸質量，使用計算信道的信噪比的方法進行估計;通過上述會話機制 的CTS幀將信道的質量反饋傳輸給發(fā)送機端，發(fā)送機端根據該結果調整要發(fā)送的數據的調 制方式和編碼碼率。
[0012] 進一步的，調整的調制和編碼組合采用以下5種方式：1/2 QPSK，3/4 QPSK，1/2 16QAM，3/4 16QAM，3/4 64QAM。
[0013] 進一步的，調整的調制和編碼的判斷依據包括如下步驟：
[0014] 51)定義發(fā)送機端的數據中，包含導頻序列，接收機端根據導頻序列中的數據計算 出當前接收信道的信噪比，第一次接收到的SNR為SNR(I)，第二次接收到的信道信噪比為 SNR(2)，以此類推，一直到SNR(n);所述η為數據分段的數量；
[0015] 52)接收機端計算已接收的數據的信噪比的平均值：：
[0016] 53)第i個數據的信噪比為SNR(i);接收機端將SNR(i)與SNRavg進行對比，如果I SNR (i)-SNRavgI <3db，則要求發(fā)送機端的調制編碼方式保持不變;而其他情況下均要進行調整 發(fā)送機端的調制編碼方式。
[0017] 進一步的，當出現3次連續(xù)變化時才進行調整發(fā)送機端的調制編碼方式。
[0018] 進一步的，所述調整的調制和編碼包括如下步驟:發(fā)送機端開始的時候采用的調 制編碼方式為碼率為1/2的編碼，調制方式為16QAM;
[0019] a.當SNR(i)-SNRavg<3db時，發(fā)送機端的調制編碼方式不變，仍然使用1/2 16QAM 的方式傳輸；
[0020] b.當3db<SNR(i)-SNRavg<5db時，信噪比增加，提高碼率，調整編碼方式為3/4 16QAM；
[0021] c.當SNR( i)-SNRavg>5db時，信噪比持續(xù)增加，增加調制階數，調整
[0022] 調制方式為3/4 64QAM;
[0023] d.當-3db<SNR(i)-SNRavg<-5db時，信噪比減小，降低調制階數，調制方式要降階 為3/4 QPSK;
[0024] e.當SNR(i)-SNRavg>-5db時，信噪比繼續(xù)減小，還需要繼續(xù)降低碼率為1/2 QPSK。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在與：本發(fā)明的信道自適應調整方法是根據無線信道在時間、 頻率和空間上的變化，估算出信道的傳輸質量，然后自適應的調整傳輸參數:編碼方式和調 制方式，使得系統(tǒng)在信道條件較好時提供較高的傳輸效率，信道質量較差時提高傳輸單元 的抗干擾能力，調整信道的編碼方式和調制方式，保證信道的誤碼率在可接受的水平，保證 其上傳輸信息的正確接收.該技術的優(yōu)點是在保證傳輸信息的正確接收的前提下，根據目 前信道的質量自適應的調整信道的編碼方式和調制方式，提高系統(tǒng)的信道的利用率，提高 系統(tǒng)容量。
【附圖說明】
[0026] 圖1本發(fā)明的帶有信道估計模塊的無線系統(tǒng)基本組成；
[0027]圖2傳統(tǒng)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)；
[0028]圖3數據鏈路層反饋機制。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0030] 無線信道根據前段接收機端所使用的調試和編碼方式不同，所得到的信道所需的 信噪比，以及誤碼率也各不相同，且不同的編碼速率，對與誤碼率的影響也是不同的，信道 的編碼碼率越大，糾錯碼可以被糾錯的概率就越小，出錯的可能性就越大；調制方式中，采 用的調制階數不同，所需的信噪比不同，且階數越大，所需信噪比越大.根據上面的特點以 及工作原理，設計了本發(fā)明的自適應信道調整系統(tǒng)。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明根據無線信道的特點，設計了本發(fā)明的無線系統(tǒng)地組成框圖， 在無線信道的接收機端中帶有信道估計模塊，信道估計模塊可以估計出信道目前的狀態(tài)， 根據目前的狀態(tài)去預測下一個時間的狀態(tài)的信道情況，然后發(fā)送端再對內部的調制和編碼 模塊進行調整，以實現發(fā)送機可以根據信道的質量情況進行調整的目的，最大的利用信道 的容量，保證無線傳輸系統(tǒng)的正常工作。
[0032] 接收機端接收到發(fā)送機端天線發(fā)送的數據后，對接收的數據進行信道的估計，同 時提取數據的調制和編碼模式，然后進行解調制和解碼，然后輸出接收的數據，在無線視頻 系統(tǒng)中的數據為視頻和相關的業(yè)務數據。
[0033] 如圖3所示，接收機端進行信道估計后，在數據鏈路層使用帶有RTS/CTS機制的 CSMA/CA機制進行傳輸。當發(fā)送機端要占用通道向接收機進行傳輸數據時