[发明专利]无线Ad Hoc网络中基于跨层设计的有效用户识别方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及无线通信领域Ad Hoc网络中的一种有效用户识别方法，特别是涉及一种基于 跨层设计的联合MAC层调度信息进行有效用户识别的方法。

背景技术

在基于同步直接序列扩频码分多址(Direct Sequence Spread Spectrum Code Division Multiple Access，DS-CDMA)的无线Ad Hoc网络中，采用适当的扩频码协议可以实现多包接 收。当多个节点同时发送数据时，对于某一个接收节点，有的数据包是发送给该节点的，有 的则只是因为该节点处于发送节点的发射范围内而接收到，将发送数据给接收节点的用户称 为有效用户。对于接收机，传统的方法是对所有的数据帧全部进行解扩，然后在上层通过目 的地址来判断是否有发给自己的数据，但是对于不存在有效用户数据的数据帧，对其进行解 扩将造成能量浪费，因此提出了有效用户识别的概念：解扩前先识别出有效用户，然后对存 在有效用户信息的数据包使用有效用户的扩频码进行解扩等后续处理，从而节省接收机的电 池能量。

近年来学者们提出了几种有效用户识别方法，目前已有的有效用户识别方法都仅限于物 理层数据帧编码实现，存在计算量大、接收机错判概率高、能量浪费的缺点。

发明内容

为了克服现有的有效用户识别方法计算量大、接收机错判概率高、能量浪费的不足，本 发明提出了一种基于跨层设计的有效用户识别方法。该方法将媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)SEEDEX协议中的伪随机调度表信息用于物理层的有效用户识别，减 小了计算量，降低了接收机错判概率，节省了接收机的能量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据SEEDEX协议，网络中的每个节点有两 个状态：“Possibly Transmit(PT)”状态或是“Listen(L)”状态，当处于“L”状态时， 节点不能发送分组，当处于“PT”状态时，节点才可能发送分组。节点在某一时隙处于何种 状态决定于所采用的伪随机调度表，该伪随机调度表为m序列，由其生成多项式和其初始状 态(SEED)决定。网络所有节点采取同样的生成多项式。MAC层交换的SEED分组中有邻居节点 SEED信息字段，通过该字段每个节点知道所有邻居节点的SEED信息，各节点也知道自己的 SEED信息。将某节点(自己节点或邻居节点)的SEED信息作为m序列生成多项式的初始状 态，产生m序列，即为该节点的伪随机调度表。初始状态不同，则生成不同相位的m序列(不 同起始状态的m序列)。由于m序列良好的自相关性和伪噪声特性，可以使用不同相位的m序 列作为不同节点的扩频码。网络中各节点的SEED信息互不相同，则通过某个节点的SEED信 息生成的m序列的相位互不相同(m序列的起始状态互不相同)，因此使用各节点SEED信息 生成的m序列作为各节点的扩频码。由于SEED信息的交互，各节点知道邻居节点的SEED， 则相当于知道了邻居节点的扩频码，从而避免了扩频码的分配，减少了网络开销。网络中每 个节点都存储着一张地址码表，使用SEED信息作为地址码表的索引，通过查找地址码表可知 道各节点的地址码。通过地址码的正交性可判断出接收到的数据中是否存在有效用户的数据， 如果不存在有效用户则直接丢弃该帧；如果存在有效用户，则进行下一步的有效用户识别： 通过邻居节点的伪随机调度表，即邻居节点的SEED信息生成的m序列，可知道在某个时隙各 邻居节点处于“PT”状态或是“L”状态，目的节点检查自己邻居节点的伪随机调度表，得到 当前时隙所有处于“PT”状态的节点，然后使用所有处于“PT”状态的节点的扩频码来确定 哪些节点为有效用户。

本发明的有益效果是：通过跨层设计，缩小了搜寻有效用户时所需扩频码的数目，减少 了计算量，改善了接收机错判概率，降低了接收机的能量消耗。

附图说明

图1基于跨层设计的有效用户识别方法设计框架

图1中，1.MAC层各节点的SEED信息，2.m序列生成多项式，3.m序列，即各节点的伪 随机调度表，4.地址码表索引，5.地址码表，6.各节点的地址码，7.各节点的扩频码，8.物 理层数据帧编码，9.处于“PT”状态的邻居节点，10.有效用户识别，11.数据部分解扩。

图2数据帧结构

图2中，12.帧头信息，长为J bit，13.发送节点的数据信息，长为P-J bit。