一种基于cdma自组网网络mac准同步协议通信方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明设及一种基于CDMA自组网网络MAC协议方法，具体地设及一种基于CDMA自 组网网络MAC准同步协议通信方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着CDMA技术的研究和相关的硬件系统的发展和成熟，在现实生活中部 署地越来越多。无线自组网网络是一个系统包括一个无线通信节点的连接，具有独立性、多 跳的特点、分布和迁移。介质访问控制协议决定了节点通过无线信道的共享空间来发送和 接收消息。基于竞争的MAC协议的随机开销低，适用于无线Ad化C网络环境下的单节点和实 现成本不高，因而成为无线MAC协议中的主流网络技术。MAC协议是为了保证高效通信而创 立的一种的重要而且非常必要的协议。
[000引网络中现有的MC协议，如CSMA协议，ALOHA，其中隐藏终端问题的存在或许会暴露 出一系列的终端问题。暴露终端的意思是指发送者的通讯范围内，但是在接收者的通讯范 围之外的终端。运两个主要问题的产生是由于自组网的网络中节点发射机的传输距离有 限，不能覆盖全网而引起的特殊问题，运两个问题对自组网的性能有着很严重的影响，只要 是高性能MAC协议始终要有效克服运两个问题。所W-般在设计基于自组网的MAC协议时， 为了提高网络的系统性能，把解决隐藏终端问题和暴露终端问题作为切入点进行研究的很 多，但由于网络中的终端节点能量受限，节点通常被用来发送和接收数据具有相同的功率， 会导致不必要的冲突，影响共享信道复用率，从而使自组网的性能严重下降。
[0004]当前的MAC协议可W分为两类，用于异步MAC协议的第一类协议，此协议不需要保 持所有节点之间的同步，该类协议主要通过载波监听(CSMA ) W及控制分组(诸如RTS/CTS 等）的多次交互来减少隐藏终端问题。优点是比较简单，各个节点之间不需要保持同步，然 而该类协议不能保证实时业务所要求的最大延迟。第二类协议为同步的MAC协议，运类协 议要求网络中所有节点都保持时钟同步，主要包括ADAPT、FPRP、RBRP、CATA、ADHOC等，它 们通常能够更好地满足实时业务的QoS要求。但是在当代的移动通信系统中，系统基站的数 据要与各移动用户之间达到完全同步是相当困难的，由于QS-CDMA标准允许各个节点间有 一定的相对时延，所W有必要提出一种准同步的MC协议。
【发明内容】
[000引针对上述技术问题，本发明目的是：提供一种基于CDMA自组网网络MAC准同步协 议通信方法，在零相关区范围内的用户信号，控制的相对延迟，可W实现类似的同步效果， 同时相关的零相关区序列的性能有着显著提高，而且可W抗多址干扰和多径干扰。
[0006]本发明的技术方案是： 一种基于CDMA自组网网络MAC准同步协议通信方法，其特征在于，包括W下步骤： SOI:同步信号发射器每隔一定的周期发送同步控制信号，所述同步控制信号为共通零 相关序列ZcZ序列S，节点之间建立信道连接的信号为共通零相关序列ZcZ序列r，为各个节 点分配节点间传输数据时用的与各个节点一一对应的专用零相关序列； S02:发送节点在一个同步控制信号区间中的随机时隙向接收节点发送RTS数据帖来预 约信道，当接收节点收到RTS数据帖后，向发送节点发送CTS数据帖来确定信道； S03:当发送节点接收到由接收节点返回的CTS数据帖后，在下一个同步控制信号周期 发送数据给接收节点； S04:接收节点在成功接收到一个同步控制信号周期内发送的数据后，发送ACK数据帖 给发送节点。
[0007] 优选的，所述步骤S02包括： Sll:在两个节点同步确立之后，发送节点向接收节点发送请求RTS数据帖，所述RTS数 据帖中存储有发送节点的专用零相关序列的序号，将RTS信号经共通的ZCZ序列r扩频后发 送给接收节点； S12:当接收节点接收到RTS数据帖后采用共通的ZcZ序列r进行解扩，得到发送请求的 信号，然后从RTS数据帖中获取到是否要向自身发送数据的信息，如果向自身发送数据且该 接收节点处在可接收数据的状态，则向发送节点发送CTS数据帖，否则什么也不发送，发送 CTS数据帖采用发送节点的专用零相关序列进行信号扩频。
[0008] 优选的，所述步骤S03中当发送数据的长度大于一个同步控制信号周期数据帖长 度时，将数据拆分成若干个子数据帖在若干个连续的信同步控制信号周期中进行发送。
[0009] 优选的，所述步骤S04中若接收节点接收数据失败，则接收节点不发送ASK数据帖， 发送节点在下一个同步控制信号周期发送上一个同步控制信号周期发送的数据给接收节 点。
[0010] 优选的，当不同的发送节点发送的RTS数据帖在同一个时隙内，则发送节点在下一 个同步控制信号周期重新发送RTS数据帖。
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点是： 1.如果不同节点所发送的RTS不在同一个时隙的话，也就是各个节点间的RTS不发生冲 突的话，不同节点间的数据传送就可W避免碰撞，从而实现多个节点间的多对多的同时通 信，运样会大大提高系统的性能及吞吐量。另外由于准同步和零相关序列的采用，不同节点 间的收发信息不需要完全的同步，只要不同节点之间的时延控制在零相关区窗口内，传送 数据的节点之间就可W在接近没有相互干扰的情况下的实现多对多的通信。
[0012] 在零相关区范围内的用户信号，控制的相对延迟，可W实现类似的同步效果，同时 相关的零相关区序列的性能有着显著提高，而且可W抗多址干扰和多径干扰。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 图1为本发明基于CDMA自组网网络MAC准同步协议通信方法的通信环境的结构示意 图； 图2为本发明基于CDMA自组网网络MAC准同步协议通信方法的通信环境的通信时序 图； 图3为本发明基于CDMA自组网网络MAC准同步协议通信方法的AWGN信道下系统的误码 率特性曲线图； 图4为本发明基于CDM自组网网络MAC准同步协议通信方法的瑞利衰落信道下系统的 误码率特性曲线图； 图5为本发明基于CDMA自组网网络MAC准同步协议通信方法的采用等增益合并分集技 术的扩频通信系统的误码率特性曲线图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参 照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，运些描述只是示例性的，而并非要限制本发 明的范围。此外，在W下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，W避免不必要地混淆本 发明的概念。
[001引实施例： 如图1所示，某一个基地局的信号能够到达的范围为一个网络，在运个范围内有若干个 节点(4、8、(：、0、6、。）。其中，基地局内设有同步信号发射器，每隔一定的时间间隔该发射器 就发送同步控制信号一次，在基地局覆盖的范围内所有的节点都能够收到运样的同步控制 信号，各个节点在该同步信号控制下收发信息。在基地局信号控制范围内的距离较远的节 点之间（如节点B和节点D)也能够互相收发信息。基地局范围内的所有节点在同步控制信号 的控制下通过MAC协议进行通信，两个基地局之间的网络通过基地局作为中介进行数据传 输与通信。下面就传输过程中所使用的零相关序列及具体的传输过程进行详细说明。
[0016] 使用了巧巾零相关序列，一种是同步控制信号所要用到的序列，记为ZcZ序列S; - 种是不同节点之间用来确认能否互相收发信息的序列，记为ZcZ序列。另外一种就是各个 节点之间传输数据时所分配的专用序列，为节点A、B、C、D、E、F所分配的零相关序列分别为 ZcZ序列a、ZcZ序列b、ZcZ序列C、ZcZ序列d、ZcZ序列e、ZcZ序列f。从零相关序列的使用可W 看出，用来确认同步信号和收发信息信号的零相关序列都是共通的，而用于各个节点收发 数据的零相关序列是系统自动分配的并且是一一对应的。也就是说，基地局的同步信号发 射器每间隔一定的时间间隔所发送同步控制信号和节点之间建立信道连接的信号采用的 都是共通零相关序列，各个节点之间传送数据采用的是由系统自动分配的对应的零相关序 列。
[0017] 零相关序列在零延时附近的一定区域内（零相关窗口之内）具有理想的相关特性， 运样的扩频序列能够将QS-CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。
[0018] 协议采用基于RTS/CTS的接入方案，发送节点首先发送一个RTS用来预约信道，当 接收点收到RTS后，将向发送节点发送CTS用来确定信道。在同步信号区间当中，分别设置了 用于发送RTS信号和CTS信号的两个子区间，分别为RTS区间和CTS区间。RTS使用共通的零相 关序列从同步区间中随机的时隙开始发送传送数据请求，CTS从接下来的时隙开始对RTS进 行应答。当发送节点和接收节点间的连接建立之后，两个节点间就会开始进行数据传输。
[0019] 不妨W节点A向节点C发送数据为例，对传送过程进行分析。首先节点A和C在基地 局的同步信号发射器所发送的同步控制信号控制下，保持同步，运里同步控制信号使用是 共通的ZcZ序列S来保持信号的同步。在两个节点同步确立之后，节点A向节点C发送请求 RTS，运个时候RTS信号中存储有ZcZ序列a的序号，然后该RTS信号经共通的ZCZ序列r扩频后 发送给节点C。接收到RTS发送请求信号的节点C首先采用共通的ZCZ序列r进行解扩，得到发 送请求的信号，然后从RTS信息中获取到是否要向自身发送数据的信息，如果目前该节点处 在可W接收数据的状态就会向发送节点A发送CTS，否则什么也不发送。运个时候返回的CTS 信号和之后的传送数据时候用的信