基于误包率的无线跳频控制方法、装置、芯片和无线设备与流程

本发明涉及无线通信领域，具体涉及基于误包率的无线跳频控制方法、装置、芯片和无线设备。

背景技术：

1、在无线物联网系统中，在通信频段内通常会有干扰存在，如：同一网络系统中工作在同一频段的设备与设备之间存在干扰，不同网络系统但工作在同一频段的网络与网络之间的干扰，特别是2.4g公共频段。例如，当两者所发射的信号在时域和频域都相同或者有重叠的情况下，会互相干扰；另外，当两者在频域上不重叠、但在时域上重叠的情况下，也会存在一定的干扰(由于信号所用的通信频点会往外泄露功率)。

2、针对上述问题，在发射端向接收端发射信号之前就要先决定用哪些信道，即确定跳频信道序列。常见的跳频方式是基于带内全频段跳频方式，通信选择的信道(频点)是所有可用信道(频点)，当发射端发射信号之前会随机打乱所有可用信道的选择顺序，完全利用随机性来躲避通信频段内的干扰信号。然而，这种方式容易导致增大通信时段的不可靠性及不可预测性，例如，在这种方式下，当某个信道传输数据包不成功的情况下，重发该数据包仍存在一定概率再次使用该信道，通常而言，重发的数据包之间的时间间隔小于干扰信号的变化间隔，因此，重发数据包时仍然可能受到该干扰信号干扰而导致重发不成功。

3、目前还存在这样的现有技术：发射端在网络运作时间内对带内的所有可用信道进行误包率(packet error rate，per)统计并且选择相应的信道通信，对于误包率大于某个阈值的信道，将其排除在跳频信道序列之外，并且将误包率小于某个阈值的信道，将其加入到跳频信道序列中。

4、然而，上述现有技术的跳频信道的控制方式，依然面临着信道先验信息逐渐减少，以及无线跳频信道序列的整体通信质量较低的问题。

技术实现思路

1、基于上述现状，本发明的主要目的在于提供基于误包率的无线跳频控制方法、装置、芯片和无线设备，以提高无线跳频信道序列的整体通信质量。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于误包率的无线跳频控制方法，包括如下步骤：

4、统计每一信道的数据包总数量和错误数据包数量；

5、将数据包总数量为0的信道标记为第一坏信道，对于数据包总数量不为0的信道，按照误包率从小到大的顺序进行排列得到初始信道序列；其中，每个信道的误包率等于该信道的错误数据包数量与数据包总数量的比值；

6、选择所述初始信道序列的前n个信道作为剩余信道序列，针对所述剩余信道序列，若某个信道的误包率介于第一误包率阈值和第二误包率阈值之间且数据包总数量大于数据包阈值，或者误包率大于第二误包率阈值，则将该信道标记为第二坏信道；其中，第一误包率阈值小于第二误包率阈值；

7、以所述剩余信道序列中误包率最小的信道的信道序号为中心，以单位信道间隔为搜索步长，搜索在当前搜索所覆盖的标记为坏信道、且数据包总数量为0的信道，并将搜索到的该信道标记为备用信道，然后继续搜索，直至被标记为备用信道的数量等于第二坏信道的数量；

8、从所述剩余信道序列中除第二坏信道之外的信道、以及所述备用信道组成的信道集合中确定无线跳频信道序列。

9、优选的，在所述初始信道序列中，若存在多个误包率相同的信道，则针对该多个误包率相同的信道中的每一个目标信道：以该目标信道的信道序号为中心，以单位信道间隔为搜索步长，搜索至该目标信道距离最近的、且数据包总数量为0的信道作为可能干扰信道，并计算该目标信道的信道序号与相应可能干扰信道的信道序号之间差值绝对值作为信道距离；在该多个误包率相同的信道中，按照每个目标信道的信道距离从大到小的顺序排列目标信道；如果存在信道距离相同的多个目标信道，则按照数据包总数量从大到小顺序排列该信道距离相同的多个目标信道；如果存在数据包总数量相同的多个目标信道，则按照信道序号从小到大顺序排列该数据包总数量相同的多个目标信道。

10、优选的，在所述信道集合中，若最大信道序号与最小信道序号之差小于信道范围阈值，从试探信道集合中选择当前试探信道子集合加入所述信道集合中；其中，所述试探信道集合包括依次排列的多个试探信道子集合，试探信道子集合被选择的次序按照排列顺序，每个试探信道子集合中的相邻试探信道之间的信道序号差值绝对值大于信道范围阈值；设定若干组子信道集合，并为每组子信道集合分配m个信道，对每组所述子信道集合中的信道进行排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；其中，每个子信道集合中的信道来自于所述信道集合，且所述信道集合中的每一个信道至少被分配至一个子信道集合中，m为发送端在指定时间内对于同一个数据包的最大连续发射次数；将进行排列后的所述若干组子信道集合作为所述无线跳频信道序列。

11、优选的，在所述信道集合中，若最大信道序号与最小信道序号之差小于信道范围阈值，从试探信道集合中选择当前试探信道子集合加入所述信道集合中；其中，所述试探信道集合包括依次排列的多个试探信道子集合，试探信道子集合被选择的次序按照排列顺序，每个试探信道子集合中的相邻试探信道之间的信道序号差值绝对值大于信道范围阈值；对所述信道集合中的信道进行重新排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；将重新排列后的所述信道集合作为所述无线跳频信道序列。

12、优选的，设定若干组子信道集合，并为每组子信道集合分配m个信道，对每组所述子信道集合中的信道进行排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；其中，每个子信道集合中的信道来自于所述信道集合，且所述信道集合中的每一个信道至少被分配至一个子信道集合中，m为发射端在指定时间内对于同一个数据包的最大连续发射次数；将进行排列后的所述若干组子信道集合作为所述无线跳频信道序列。

13、优选的，在所述信道集合中，对所述信道集合中的信道进行重新排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；将重新排列后的所述信道集合作为所述无线跳频信道序列。

14、优选的，若所述信道集合的信道个数小于所述子信道集合的个数与m之积，则将所述信道集合中误包率最小的信道、或者按照误包率从小到大排在前面若干位置的信道分配至多个子信道集合。

15、本发明还提供了一种基于误包率的无线跳频控制装置，包括：统计单元，用于统计每一信道的数据包总数量和错误数据包数量；标记排列单元，用于将数据包总数量为0的信道标记为第一坏信道，对于数据包总数量不为0的信道，按照误包率从小到大的顺序进行排列得到初始信道序列；其中，每个信道的误包率等于该信道的错误数据包数量与数据包总数量的比值；标记单元，用于选择所述初始信道序列的前n个信道作为剩余信道序列，针对所述剩余信道序列，若某个信道的误包率介于第一误包率阈值和第二误包率阈值之间且数据包总数量大于数据包阈值，或者误包率大于第二误包率阈值，则将该信道标记为第二坏信道；其中，第一误包率阈值小于第二误包率阈值；搜索单元，用于以所述剩余信道序列中误包率最小的信道的信道序号为中心，以单位信道间隔为搜索步长，搜索在当前搜索所覆盖的标记为坏信道、且数据包总数量为0的信道，并将搜索到的该信道标记为备用信道，然后继续搜索，直至被标记为备用信道的数量等于第二坏信道的数量；确定单元，用于从所述剩余信道序列中除第二坏信道之外的信道、以及所述备用信道组成的信道集合中确定无线跳频信道序列。

16、优选的，在所述初始信道序列中，若存在多个误包率相同的信道，则针对该多个误包率相同的信道中的每一个目标信道：以该目标信道的信道序号为中心，以单位信道间隔为搜索步长，搜索至该目标信道距离最近的、且数据包总数量为0的信道作为可能干扰信道，并计算该目标信道的信道序号与相应可能干扰信道的信道序号之间差值绝对值作为信道距离；在该多个误包率相同的信道中，按照每个目标信道的信道距离从大到小的顺序排列目标信道；如果存在信道距离相同的多个目标信道，则按照数据包总数量从大到小顺序排列该信道距离相同的多个目标信道；如果存在数据包总数量相同的多个目标信道，则按照信道序号从小到大顺序排列该数据包总数量相同的多个目标信道。

17、优选的，在所述信道集合中，若最大信道序号与最小信道序号之差小于信道范围阈值，从试探信道集合中选择当前试探信道子集合加入所述信道集合中；其中，所述试探信道集合包括依次排列的多个试探信道子集合，试探信道子集合被选择的次序按照排列顺序，每个试探信道子集合中的相邻试探信道之间的信道序号差值绝对值大于信道范围阈值；设定若干组子信道集合，并为每组子信道集合分配m个信道，对每组所述子信道集合中的信道进行排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；其中，每个子信道集合中的信道来自于所述信道集合，且所述信道集合中的每一个信道至少被分配至一个子信道集合中，m为发送端在指定时间内对于同一个数据包的最大连续发射次数；将进行排列后的所述若干组子信道集合作为所述无线跳频信道序列。

18、优选的，在所述信道集合中，若最大信道序号与最小信道序号之差小于信道范围阈值，从试探信道集合中选择当前试探信道子集合加入所述信道集合中；其中，所述试探信道集合包括依次排列的多个试探信道子集合，试探信道子集合被选择的次序按照排列顺序，每个试探信道子集合中的相邻试探信道之间的信道序号差值绝对值大于信道范围阈值；对所述信道集合中的信道进行重新排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；将重新排列后的所述信道集合作为所述无线跳频信道序列。

19、优选的，设定若干组子信道集合，并为每组子信道集合分配m个信道，对每组所述子信道集合中的信道进行排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；其中，每个子信道集合中的信道来自于所述信道集合，且所述信道集合中的每一个信道至少被分配至一个子信道集合中，m为发射端在指定时间内对于同一个数据包的最大连续发射次数；将进行排列后的所述若干组子信道集合作为所述无线跳频信道序列。

20、优选的，在所述信道集合中，对所述信道集合中的信道进行重新排列，使得相邻的信道之间的信道序号差值绝对值大于信道间隔阈值；将重新排列后的所述信道集合作为所述无线跳频信道序列。

21、优选的，若所述信道集合的信道个数小于所述子信道集合的个数与m之积，则将所述信道集合中误包率最小的信道、或者按照误包率从小到大排在前面若干位置的信道分配至多个子信道集合。

22、本发明还提供了一种芯片，用于执行任一所述的基于误包率的无线跳频控制方法，或者包括任一所述的基于误包率的无线跳频控制装置。

23、本发明还提供了一种存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行为任一所述的基于误包率的无线跳频控制方法。

24、本发明还提供了一种无线设备，包括所述的芯片或所述的存储介质。

25、本实施例中，通过确定数据包总数量和误包率，根据误包率和数据包总数量初步确定通信质量相对较好的信道构成的剩余信道序列，针对剩余信道序列中的信道根据第一误包率阈值、第二误包率阈值和数据包阈值进一步确定通信质量相对较差的信道，并将其标记为第二坏信道，在此基础上，通过搜索通信质量最优的信道中心周围的标记为坏信道、且数据包总数量为0的信道，将其重新标记为备用信道，并使被标记为备用信道的数量等于第二坏信道的数量，最终从所述剩余信道序列中除第二坏信道之外的信道、以及所述备用信道组成的信道集合中确定无线跳频信道序列，由于该备用信道处于更接近通信质量最优信道中心，因此备用信道的通信质量更可能优于第二坏信道，这样，在保证了无线跳频信道序列的整体通信质量更优的情况下，使得无线跳频信道的数量动态均衡，且处于持续更新之中。

26、本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。