[发明专利]基于前导码的控制信令传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于前导码的控制信令传输方法，属于无线网路与传感器网络领域。

背景技术

在无线网络中，由于无线网络频谱的有限，通常控制信令是以数据的形态发送的。比如Zigbee和 WiFi网络中，用于信道访问控制的RTS/CTS控制信息，严格意义上讲都是包含控制信息的数据包。虽然用专门的数据包传输控制信息是一种方便的途径，但由此带来的代价却是很高的。因为这些携带控制信息的数据包通常包含了大量的无用信息，控制信息只占整个数据包的小部分。

为了提高控制信息的传输效率，一种直接的方式便是将控制信息加载到数据包上传输。控制信息可以利用现有的数据包传输，因此省去了专用的控制包，从而提高传输效率。现有的很多共工作都是基于这个思路。其中两个典型的工作是将控制信息搭载到数据包的数据域上，通过故意干扰损坏其中的一些数据位，通过观察被损坏的数据位来得到传输的控制信息。这种数据和控制信息耦合在一起的方式可以在正常传输数据信息的同时，将控制信息传输出去，从而实现了数据信道和控制信道同时传输。但用数据信息传输控制信令的问题在于：(1)数据信息要有很高的信噪比，也就是说即使数据包中的部分位被损坏，但由于高信噪比整个数据包仍然可以被恢复；(2)当多个控制信息同时加载到一个数据包上的时候，接收者无法解析控制信息，因为控制信息的解析是通过被干扰的位的相对距离来解码的。

发明内容

本发明的目的是解决现有方法中存在的问题，提出一种新型的基于前导码的控制信令传输方法，该方法有效解决了无线网络控制信道对于数据信道干扰的问题，并且提升了无线信道的传输效率。

按照本发明提供的技术方案，所述的基于前导码的控制信令传输方法，包括以下步骤：

（1）协议运行的初始化：无线网络的每一个终端节点会运行协议的初始化，初始化过程中，信令的模式会生成；

（2）生成信令：每一个信令都有一个特征信号与之相对应，每一次在发送信令之前，发送节点会根据上层应用的需求生成一个特征信号，并且进行调制，准备发送；

（3）等待发送：发送信令的发送节点采用将信令搭载于正在传输的数据包的前导码部分，因此发送节点需要不断监听传输的数据包；当等到一个数据包正在传输前导码并且没有结束时，发送节点开始同时发送控制信令；

（3）发送控制信令：当成功检测到一个第三方传输的数据包之后，发送节点将已经经过调制的控制信令信号发送出去；由于发送的控制信令信号和数据包的前导码信号同时传输，接收节点会收到一个混合信号；

（4）信号解析：在接收节点收到所述混合信号之后，同时解析出混合信号中的数据信号和控制信号；具体过程为：首先，接收节点会保存由前导码和控制信令组成的混合信号；其次，由于前导码的构成是由周期性的信号构成，因此整个前导码能够根据部分信号进行恢复，接收节点用将收到的混合信号减去恢复得到的前导码信号，即得到发送节点发出的控制信令信号；最后，通过将控制信令和信令库中的信令进行相关性计算，找出和当前控制信令相关性最强的控制信令模式，即能得到当前控制信令的控制含义，控制信令被逐一解析并传送至应用层。

进一步的，本发明采用伪随机码来编码所述控制信令，保证控制信令彼此之间具有很低的互相关性同时自身具有很好的自相关特性。

进一步的，本发明采用64位(chips)的控制信令长度，该长度能够保证检测的精度和前导码功能的不被损害。

本发明的优点是：该方法将控制信令搭载到数据包的前导码部分，能够有效的解决现有方法中存在的问题。将控制信令搭载到前导码上，不仅可以有效的将控制信道和数据信道分开，实现控制和数据的去耦合，避免控制信息对于数据信息的干扰，同时能够支持多个控制信息同时搭载到一个数据包上。

附图说明

图1是本发明方法的发送端和接收端的模块图。

图2是本发明方法的软件流程图。

图3是本发明方法的总体示意图。

具体实施方式

本发明提出的基于前导码的控制信令传输方法，如图2所示，其流程包括以下步骤：

（1）协议运行的初始化。由于协议分布式运行在无线网络的每一个终端，因此每个终端节点会运行该初始化。初始化过程中，信令的模式会生成。

（2）生成信令。由于控制信令是搭载到数据包上同时传输，而且信令的检测通过相关完成，因此每一个信令都有一个特征信号与之相对应。每一次在发送信令之前，发送者会根据上层应用的需求生成一个特征信号，并且进行调制，准备发送。