融合信噪比、链路质量指数和包接收率的链路质量估计器

摘要

本发明公开了一种融合信噪比、链路质量指数和包接收率的链路质量估计器，属于无线传感网络技术领域，采集树协议的链路质量估计器存在的如下缺点：未考虑包长度对包接收率的巨大影响；需统计大量数据包进而估计链路质量；能效有待进一步提高。本发明针对这些缺点，设计了融合信噪比、链路质量指数和包接收率的链路质量估计器，其内容包含：链路质量的表达式的拟合、包的设计以及邻居表中条目的更新。本发明实现的链路质量估计器具有仅需统计少量（小于10个）包就可进行高分辨率的链路质量估计、所有包采用完全相同的长度、链路质量估计能跟上链路质量快速变化以及能效较高的优点。

主权项

一种融合信噪比、链路质量指数和包接收率的链路质量估计器，其特征在于，其包含：链路质量的表达式的拟合，包的设计，邻居表中条目的更新；⑴链路质量的表达式的拟合：10个节点间两两组成90条无线链路，对于其中第i条链路，传输60个总长度为35字节的数据包，数据包之间的时间间隔为50ms；接收机统计前10个数据包的信噪比SNR的累加值SNR_totali、链路质量指数LQI的累加值LQI_totali和前10个数据包中接收到的个数m，按公式PRR′_i＝m/10计算第i条链路的数据包接收率PRR′_i，按公式SNR_Avgi＝PRR′_i·SNR_totali/m计算第i条链路的平均信噪比SNR_Avgi，按公式LQI_Avgi＝PRR′_i·LQI_totali/m计算第i条链路的平均链路质量指数LQI_Avgi，再统计接下来的50个数据包的PRR_i，这样60个包获取的数据组成建模集；拟合链路质量的表达式时要去除数据包接收率PRR等于1的数据点，利用建模集中PRR未达到1的数据对以下链路质量的表达式进行拟合：PRR_i＝A·SNR_Avgi+B·LQI_Avgi                I求出表达式的参数：$A=\frac{(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{PRR}}_i)\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)-(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{PRR}}_i)(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{PRR}}_i)}{\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)-{(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}})}^2}---\mathrm{II}$$B=\frac{(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{PRR}}_i)(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}})-(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{PRR}}_i)\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)}{{(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}·{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}})}^2-\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)\left(\underset{i=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{LQI}}_{\mathrm{Avgi}}^2\right)}---\mathrm{III}$进而确定出链路质量的表达式I的具体形式：PRR_i＝A·PRR'·SNR_total/m+B·PRR′_i·LQI_total/m                    IV；⑵包的设计，每个节点发送或接收3种包：数据包、新的应答包和路由信标包；⑶邻居表中条目的更新：本节点或邻居节点在以下几种情况下对邻居表中相应条目进行更新：①本节点接收到的路由信标个数累加到一定数量时对邻居表条目的inquality项更新；②本节点收到路由信标时对邻居节点条目的outquality项更新；③本节点接收到的新的应答包和数据包累加到一定数量时对邻居表条目的更新。