[發明專利]無線Ad Hoc網絡中基于跨層設計的有效用戶識別方法

有效

• 申請號: 200910000515.0
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101494471A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 凃國防;田珊;張燦
• 申請（專利權）人: 中國科學院研究生院
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04J13/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及無線通信領域Ad?Hoc網絡中的一種有效用戶識別方法，特別是涉及一種基于 跨層設計的聯合MAC層調度信息進行有效用戶識別的方法。

背景技術

在基于同步直接序列擴頻碼分多址(Direct?Sequence?Spread?Spectrum?Code?Division Multiple?Access，DS-CDMA)的無線Ad?Hoc網絡中，采用適當的擴頻碼協議可以實現多包接 收。當多個節點同時發送數據時，對于某一個接收節點，有的數據包是發送給該節點的，有 的則只是因為該節點處于發送節點的發射范圍內而接收到，將發送數據給接收節點的用戶稱 為有效用戶。對于接收機，傳統的方法是對所有的數據幀全部進行解擴，然后在上層通過目 的地址來判斷是否有發給自己的數據，但是對于不存在有效用戶數據的數據幀，對其進行解 擴將造成能量浪費，因此提出了有效用戶識別的概念：解擴前先識別出有效用戶，然后對存 在有效用戶信息的數據包使用有效用戶的擴頻碼進行解擴等后續處理，從而節省接收機的電 池能量。

近年來學者們提出了幾種有效用戶識別方法，目前已有的有效用戶識別方法都僅限于物 理層數據幀編碼實現，存在計算量大、接收機錯判概率高、能量浪費的缺點。

發明內容

為了克服現有的有效用戶識別方法計算量大、接收機錯判概率高、能量浪費的不足，本 發明提出了一種基于跨層設計的有效用戶識別方法。該方法將媒體接入控制層(Medium Access?Control，MAC)SEEDEX協議中的偽隨機調度表信息用于物理層的有效用戶識別，減 小了計算量，降低了接收機錯判概率，節省了接收機的能量。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：根據SEEDEX協議，網絡中的每個節點有兩 個狀態：“Possibly?Transmit(PT)”狀態或是“Listen(L)”狀態，當處于“L”狀態時， 節點不能發送分組，當處于“PT”狀態時，節點才可能發送分組。節點在某一時隙處于何種 狀態決定于所采用的偽隨機調度表，該偽隨機調度表為m序列，由其生成多項式和其初始狀 態(SEED)決定。網絡所有節點采取同樣的生成多項式。MAC層交換的SEED分組中有鄰居節點 SEED信息字段，通過該字段每個節點知道所有鄰居節點的SEED信息，各節點也知道自己的 SEED信息。將某節點(自己節點或鄰居節點)的SEED信息作為m序列生成多項式的初始狀 態，產生m序列，即為該節點的偽隨機調度表。初始狀態不同，則生成不同相位的m序列(不 同起始狀態的m序列)。由于m序列良好的自相關性和偽噪聲特性，可以使用不同相位的m序 列作為不同節點的擴頻碼。網絡中各節點的SEED信息互不相同，則通過某個節點的SEED信 息生成的m序列的相位互不相同(m序列的起始狀態互不相同)，因此使用各節點SEED信息 生成的m序列作為各節點的擴頻碼。由于SEED信息的交互，各節點知道鄰居節點的SEED， 則相當于知道了鄰居節點的擴頻碼，從而避免了擴頻碼的分配，減少了網絡開銷。網絡中每 個節點都存儲著一張地址碼表，使用SEED信息作為地址碼表的索引，通過查找地址碼表可知 道各節點的地址碼。通過地址碼的正交性可判斷出接收到的數據中是否存在有效用戶的數據， 如果不存在有效用戶則直接丟棄該幀；如果存在有效用戶，則進行下一步的有效用戶識別： 通過鄰居節點的偽隨機調度表，即鄰居節點的SEED信息生成的m序列，可知道在某個時隙各 鄰居節點處于“PT”狀態或是“L”狀態，目的節點檢查自己鄰居節點的偽隨機調度表，得到 當前時隙所有處于“PT”狀態的節點，然后使用所有處于“PT”狀態的節點的擴頻碼來確定 哪些節點為有效用戶。

本發明的有益效果是：通過跨層設計，縮小了搜尋有效用戶時所需擴頻碼的數目，減少 了計算量，改善了接收機錯判概率，降低了接收機的能量消耗。

附圖說明

圖1基于跨層設計的有效用戶識別方法設計框架

圖1中，1.MAC層各節點的SEED信息，2.m序列生成多項式，3.m序列，即各節點的偽 隨機調度表，4.地址碼表索引，5.地址碼表，6.各節點的地址碼，7.各節點的擴頻碼，8.物 理層數據幀編碼，9.處于“PT”狀態的鄰居節點，10.有效用戶識別，11.數據部分解擴。

圖2數據幀結構

圖2中，12.幀頭信息，長為J?bit，13.發送節點的數據信息，長為P-J?bit。