CN109412643A - 基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法 - Google Patents

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Abstract

针对现有技术存在的设备安装复杂、邻道干扰无法消除等缺陷，本发明提供一种基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，该方法在任务区域的出入口分别部署多天线阵列基站单元，每个节点上部署节点通信终端；在编码选择阶段，节点通信终端采用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码；在终端检测阶段，多天线阵列基站单元利用多终端并行检测机制，完成对多个节点终端信息的检测。本发明可以实现节点高速自由的进出任务区域，及时发布节点和任务的状态信息。本发明具有检测成功率高、复杂度低、信号处理延时小等特点，多天线阵列基站单元可以快速统计任务区域节点进入及退出状况。

Description

基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法
技术领域
本发明涉及宽带自组网的无线信号处理技术领域，尤其涉及一种基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法。
背景技术
随着人工智能、物联网技术的逐步成熟，大规模无人节点进行群体性活动的任务需求越来越多。然而，在相当长的一段时间内，无人、有人混合任务形态还将占据较高的比例。无人、有人之间的协同成为了极大的挑战。以无人驾驶车和传统有人驾驶汽车之间的协同为例，不同行驶速率、行驶状态的车辆状态和道路信息如何发布和共享？如何在不影响各节点执行任务的同时，对节点的状态进行有效统计是一大难题。
依赖蜂窝基站、全球定位系统进行的节点状态统计和发布，可以满足中低速节点运动场景的需求。但是，当节点运动速度提升到500km/h以上时，信息交互时延、天线覆盖区域、邻道干扰、丢包率等一系列问题使得传统手段难以有效应用。
发明内容
针对现有技术存在的设备安装复杂、邻道干扰无法消除等缺陷，本发明提供一种基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，实现节点高速自由的进出任务区域，及时发布节点和任务的状态信息。
为实现本发明的技术目的，采用以下技术方案：
基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，包括以下步骤：
S1确定任务区域，在进入任务区域的节点上均部署有节点通信终端，每个节点具有长度为8bit的唯一编号，在任务区域出口及任务区域入口分别部署一个多天线基站单元(Multiple Antennas Base Station,MA-BS)，每个多天线基站单元均包括编码选择单元(Code Selection Unit，CSU)和终端检测单元(Terminal Detection Uint，TDU)。
S2当第i个节点进入任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元的天线覆盖范围即#E_1的作用区域，第i个节点上的节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元发出的激活信号,第i个节点上的节点通信终端#i进入扩频编码选择模式。
S3节点通信终端#i使用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码C_i。
S4节点通信终端#i离开#E_1作用区域，进入任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元的天线覆盖范围即#E_2作用区域。
S5节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元在#E_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式；
S6节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元在#E_2作用区域使用多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测，根据携带的数据信息记录第i个节点进入时间；
S7节点通信终端#i离开#E_2作用区域，在任务区域内运动，当离开任务区域时，进入任务区域出口的多天线基站单元的编码选择单元的天线覆盖范围即#X_1作用区域；
S8节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的编码选择单元在#X_1作用区域内发出的激活信号,节点通信终端#i进入扩频编码选择模式；
S9节点通信终端#i使用S3所述的排序扩频编码选择机制确定当前节点通信终端#i传输所使用的扩频编码C_i；
S10节点通信终端#i离开#X_1作用区域，进入任务出口的多天线基站单元的终端检测单元的天线覆盖范围即#X_2作用区域；节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式。
S11节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务出口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域使用S6所述的多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测和记录；
S12任务出口的多天线基站单元的终端检测单元使用检测出的扩频编码C_i发送成功检测信号至节点通信终端#i，节点通信终端#i在下行业务信道上使用扩频编码接收成功检测信号，停止信号发送；
S13任务出口的多天线基站单元的终端检测单元记录节点通信终端#i离开任务区域时间。
本发明S1中，各节点的节点通信终端均具备编码选择和信息传输两种模式，每个节点通信终端本地存储有N个扩频编码序列即{C_1,C_2，……，C_N}，每个节点的扩频编码序列与该节点的编号相关。具体的该相关是指：每个节点的扩频编码序列与其自身的节点编号的最后一位数字相关，节点编号的最后一位数字相同的节点具有相同的扩频编码序列。
本发明S1中，多天线基站单元(任务出口/出口的多天线基站单元)的编码选择单元在下行链路的公共广播信道上发送激活信号，用于激活进入编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端。多天线基站单元的编码选择单元在上行链路的业务信道上接收到所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端发送的信号，通过变频处理后，由下行链路的业务信道发送至所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端。
本发明S1中，多天线基站单元(任务出口/出口的多天线基站单元)的终端检测单元在下行链路的广播信道上发送激活信号，用于激活进入终端检测单元天线覆盖范围内的节点通信终端。多天线基站单元的终端检测单元在上行链路的业务信道上接收在终端检测单元天线覆盖范围内的所有节点通信终端发送的信号。多天线基站单元的终端检测单元均具有M个天线通道，具备M通道信号处理能力。
本发明S3中节点通信终端#i使用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码C_i，其实现方法如下：
S3.1节点通信终端#i从本地扩频编码库{C_1,C_2，……，C_N}中选取C_j作为当前扩频编码序列，初始时选取C_1作为当前扩频编码序列；
S3.2节点通信终端#i在本地生成随机数据包Rd_i；
S3.3使用当前扩频编码序列进行直接序列扩频，持续发送Rd_i数据包，并同时使用当前扩频编码序列进行接收解调，恢复数据包Rd_i*；
S3.4如本地解调出的Rd_i*数据包与原始发送数据包Rd_i一致，则节点通信终端#i选取当前扩频编码序列为后续传输所使用的扩频编码C_i，转S3.5；
如本地解调出的Rd_i*数据包与原始数据包Rd_i不一致，则节点通信终端#i选择C_(j+1)为当前扩频编码序列，转S3.3；
S3.5结束当前编码选择机制。
本发明S6中使用多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测，其方法如下：
S6.1节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据Td_i，其取值为0或1；
S6.2任务入口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域的各天线通道(包括M个天线通道)上分别进行解扩接收检测操作；
S6.3任务入口的多天线基站单元的终端检测单元在各天线通道上，分别使用尾号0至9的扩频编码库，按照本地扩频编码库中扩频编码序列1至N的顺序，进行解扩，由此在M个天线通道上分别可得到数据Td_(i1)*至Td_(iM)*；其中Td_(i1)*代表天线通道1上得到的数据，Td_(i2)*代表天线通道2上得到的数据，依次类推，Td_(iM)*代表天线通道M上得到的数据。
S6.4按照最大比合并原则由数据Td_(i1)*至Td_(iM)*中计算出最终Td_i*，即统计Td_(i1)*至Td_(iM)*中0和1出现的次数，如出现0的次数多于出现1的次数，则Td_i*＝0，反之Td_i*＝1。
与现有技术相比，本发明能够产生以下技术效果：
本发明通过在任务区域的出入口分别部署多天线阵列基站单元，每个节点上部署节点通信终端；在编码选择阶段，节点通信终端采用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码；在终端检测阶段，多天线阵列基站单元利用多终端并行检测机制，完成对多个节点通信终端信息的检测。本发明可以实现节点高速自由的进出任务区域，及时发布节点和任务的状态信息。本发明具有检测成功率高、复杂度低、信号处理延时小等特点，多天线阵列基站单元可以快速统计任务区域节点进入及退出状况。
本发明流程简单清晰，需要交互的数据量少，具有传输效率高的特点，适用于节点高速运动时和基站单元之间的通信交互。此外，通过在任务区域的入口和出口安装多天线基站单元，可以大幅降低设备安装的复杂度；利用扩频序列之间的不相关特性，有效消除了邻近信道之间的干扰，大幅提升了通信的可靠性。
附图说明
图1所示为本发明的应用场景示意图；
图2所示为本发明实施例的通过编码选择MA-BS CSU作用区域示意图；
图3所示为本发明实施例的通过终端检测MA-BS TDU作用区域示意图；
图4所示为本发明的信号交互示意图；
图5所示为本发明的步骤示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，通过编码选择和终端检测这两级作用区域，同时完成多个节点信息的获取。如图1所示，包括以下步骤：
S1确定任务区域，在进入任务区域的节点上均部署有节点通信终端，每个节点具有长度为8bit的唯一编号，在任务区域出口及任务区域入口分别部署一个多天线基站单元(Multiple Antennas Base Station,MA-BS)，每个多天线基站单元MA-BA均包括编码选择单元(Code Selection Unit，CSU)和终端检测单元(Terminal Detection Uint，TDU)。
多天线基站单元的编码选择单元MA-BS CSU在下行链路的公共广播信道上发送激活信号，用于激活进入编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端。多天线基站单元的编码选择单元在上行链路的业务信道上接收到所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端发送的信号，通过变频处理后，由下行链路的业务信道发送至所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端。
S2当第i个节点进入任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元MA-BS CSU的天线覆盖范围即标号为#E_1的作用区域，第i个节点上的节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元MA-BS CSU发出的激活信号,第i个节点上的节点通信终端#i进入扩频编码选择模式；
S3节点通信终端#i使用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码C_i；
S4节点通信终端#i离开#E_1作用区域，进入任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU的天线覆盖范围即#E_2作用区域；
S5节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BSTDU在#E_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式；
S6节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU在#E_2作用区域使用多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测，根据携带的数据信息记录第i个节点进入时间；
S7节点通信终端#i离开#E_2作用区域，在任务区域内运动，当离开任务区域时，进入任务区域出口的多天线基站单元的编码选择单元MA-BS CSU的天线覆盖范围即#X_1作用区域；
S8节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的编码选择单元MA-BS CSU在#X_1作用区域内发出的激活信号,节点通信终端#i进入扩频编码选择模式；
S9节点通信终端#i使用S3所述的排序扩频编码选择机制确定当前节点通信终端#i传输所使用的扩频编码C_i；
S10节点通信终端#i离开#X_1作用区域，进入任务出口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU的天线覆盖范围即#X_2作用区域；节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU在#X_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式。
S11节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务出口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU在#X_2作用区域使用S6所述的多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测和记录；
S12任务出口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU检测出的扩频编码C_i发送成功检测信号至节点通信终端#i，节点通信终端#i在下行业务信道上使用扩频编码接收成功检测信号，停止信号发送；
S13任务出口的多天线基站单元的终端检测单元MA-BS TDU记录节点通信终端#i离开任务区域时间。
图2、图3给出了本发明的一个实施例，任务入口存在编号为#A至#G的7个节点，各节点对应的唯一编码信息如表1所示。
表1
序号 节点编号 唯一编码
1 #A 00000252
2 #B 00000210
3 #C 00000888
4 #D 00000660
5 #E 00000751
6 #F 00001000
7 #G 00000765
扩频编码序列采用6级寄存器的最长非线性移位寄存器序列，即64位长度的M-序列。各尾号分别在本地存储16个M-序列，其中尾号0、2、8的M-序列分别如表2所示。
表2
(一)编码选择阶段
编码选择单元MA-BS CSU在下行链路上发送广播信号，包含16bit广播数据包0x0001。
节点通信终端#A进入编码选择单元MA-BS CSU作用区域时，接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的激活信号，解调出广播数据0x0001，判断进入编码选择工作区域，进入编码选择工作模式。节点通信终端#A在本地扩频编码库中选择第一个扩频编码序列，即选择扩频序列2C1，调制本地生成的16bit随机数据包0x1A76,通过上行链路发送至编码选择单元MA-BS CSU。
编码选择单元MA-BS CSU在上行链路业务信道上接收到节点通信终端#A发送的数据，不进行解调处理，通过上下变频模块搬移至下行链路的业务信道上进行发送。
节点通信终端#A在下行链路的业务信道上接收到编码选择MA-BS CSU发送的数据，使用扩频序列2C1进行解扩，恢复出数据包0x1A76，与原始数据包一致，节点通信终端#A确定使用扩频序列2C1进行后续数据传输。节点通信终端#A继续使用该扩频序列发送随机数据包0x1A76。
节点通信终端#B进入编码选择单元MA-BS CSU作用区域时，接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的激活信号，解调出广播数据0x0001，判断进入编码选择工作区域，进入编码选择工作模式。节点通信终端#B在本地扩频编码库中选择第一个扩频编码序列，即选择扩频序列0C1，调制本地生成的16bit随机数据包0x912C,通过上行链路发送至编码选择单元MA-BS CSU。
编码选择单元MA-BS CSU在上行链路业务信道上接收到节点通信终端#B发送的数据，不进行解调处理，通过上下变频模块搬移至下行链路的业务信道上进行发送。
节点通信终端#B在下行链路的业务信道上接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的数据，使用扩频序列0C1进行解扩，恢复出数据包0x912C，与原始数据包一致，节点通信终端#B确定使用扩频序列0C1进行后续数据传输。节点通信终端#B继续使用该扩频序列发送随机数据包0x912C。
节点通信终端#C进入编码选择单元MA-BS CSU作用区域时，接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的激活信号，解调出广播数据0x0001，判断进入编码选择工作区域，进入编码选择工作模式。节点#C在本地扩频编码库中选择第一个扩频编码序列，即选择扩频序列8C1，调制本地生成的16bit随机数据包0x7031,通过上行链路发送至编码选择单元MA-BSCSU。
编码选择单元MA-BS CSU在上行链路业务信道上接收到节点通信终端#C发送的数据，不进行解调处理，通过上下变频模块搬移至下行链路的业务信道上进行发送。
节点通信终端#C在下行链路的业务信道上接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的数据，使用扩频序列8C1进行解扩，恢复出数据包0x7031，与原始数据包一致，节点通信终端#C确定使用扩频序列8C1进行后续数据传输。节点通信终端#C继续使用该扩频序列发送随机数据包0x7031。
节点通信终端#D进入编码选择单元MA-BS CSU作用区域时，接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的激活信号，解调出广播数据0x0001，判断进入编码选择工作区域，进入编码选择工作模式。节点通信终端#D在本地扩频编码库中选择第一个扩频编码序列，即选择扩频序列0C1，调制本地生成的16bit随机数据包0x86DC,通过上行链路发送至编码选择单元MA-BS CSU。
编码选择单元MA-BS CSU在上行链路业务信道上接收到节点通信终端#D发送的数据，不进行解调处理，通过上下变频模块搬移至下行链路的业务信道上进行发送。
节点通信终端#D在下行链路的业务信道上接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的数据，使用扩频序列0C1进行解扩，恢复出数据包0x2EE7，与原始数据包不一致，节点通信终端#D使用扩频序列0C2，继续调制本地生成的16bit随机数据包0x86DC,通过上行链路发送至编码选择单元MA-BS CSU。
编码选择单元MA-BS CSU在上行链路业务信道上接收到节点通信终端#D发送的数据，不进行解调处理，通过上下变频模块搬移至下行链路的业务信道上进行发送。
节点通信终端#D在下行链路的业务信道上接收到编码选择单元MA-BS CSU发送的数据，使用扩频序列0C2进行解扩，恢复出数据包0x86DC，与原始数据包一致，节点通信终端#D确定使用扩频序列0C2进行后续数据传输。节点通信终端#D继续使用该扩频序列发送随机数据包0x86DC。
节点通信终端#B在节点通信终端#D使用0C1发送数据时，解调恢复出的数据与本地原始随机数据不一致，由于此时节点通信终端#B已经确定使用0C1作为后续数据传输的扩频序列，此时不再进行更换序列的操作。
(二)终端检测阶段
终端检测单元MA-BS TDU在下行链路上发送广播信号，包含16bit广播数据包0x0002。
节点通信终端#A、B、C、D进入终端检测单元MA-BS TDU作用区域时，接收到终端检测单元MA-BS TDU发送的激活信号，解调出广播数据0x0002，判断进入终端检测工作区域，进入终端检测工作模式。
节点通信终端#A使用扩频序列2C1，调制本地生成的32bit节点信息数据包0x0000000A,通过上行链路发送至终端检测单元MA-BS TDU。节点通信终端#B使用扩频序列0C1，调制本地生成的32bit节点信息数据包0x0000000B,通过上行链路发送至终端检测单元MA-BS TDU。节点通信终端#C使用扩频序列8C1，调制本地生成的32bit节点信息数据包0x0000000C,通过上行链路发送至终端检测单元MA-BS TDU。节点通信终端#D使用扩频序列0C2，调制本地生成的32bit节点信息数据包0x0000000D,通过上行链路发送至终端检测单元MA-BS TDU。
终端检测单元MA-BS TDU在上行链路业务信道上接收到各节点通信终端发送的节点信息，在通道1上时刻1上使用0C1、1C1、2C1、……、9C1对接收到的信号进行解扩操作，分别得到数据包0x0000000A、0x0000000B、0x0000000C，在时刻2上使用0C2、1C2、2C2、……、9C2对接收到的信号进行解扩操作，得到数据包0x0000000D。在时刻3上使用0C3、1C3、2C3、……、9C3对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；时刻4上使用0C4、1C4、2C4、……、9C4对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；……，时刻16上0C16、1C16、2C16、……、9C16对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。
终端检测单元MA-BS TDU在通道2上时刻1上使用0C1、1C1、2C1、……、9C1对接收到的信号进行解扩操作，分别得到数据包0x0000000A、0x0000000B、0x0000000C，在时刻2上使用0C2、1C2、2C2、……、9C2对接收到的信号进行解扩操作，得到数据包0x0000000D。在时刻3上使用0C3、1C3、2C3、……、9C3对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；时刻4上使用0C4、1C4、2C4、……、9C4对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；……，时刻16上0C16、1C16、2C16、……、9C16对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。
终端检测单元MA-BS TDU在通道3上时刻1上使用0C1、1C1、2C1、……、9C1对接收到的信号进行解扩操作，分别得到数据包0x0001000A、0x0000000B、0x0000000C，在时刻2上使用0C2、1C2、2C2、……、9C2对接收到的信号进行解扩操作，得到数据包0x0000000D。在时刻3上使用0C3、1C3、2C3、……、9C3对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；时刻4上使用0C4、1C4、2C4、……、9C4对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；……，时刻16上0C16、1C16、2C16、……、9C16对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。
终端检测单元MA-BS TDU在天线通道4上时刻1上使用0C1、1C1、2C1、……、9C1对接收到的信号进行解扩操作，分别得到数据包0x0000000A、0x0000100B、0x0000000C，在时刻2上使用0C2、1C2、2C2、……、9C2对接收到的信号进行解扩操作，得到数据包0x0000000D。在时刻3上使用0C3、1C3、2C3、……、9C3对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；时刻4上使用0C4、1C4、2C4、……、9C4对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；……，时刻16上0C16、1C16、2C16、……、9C16对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。
终端检测单元MA-BS TDU在通道5上时刻1上使用0C1、1C1、2C1、……、9C1对接收到的信号进行解扩操作，分别得到数据包0x0000000E、0x0000000B、0x0000000C，在时刻2上使用0C2、1C2、2C2、……、9C2对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。在时刻3上使用0C3、1C3、2C3、……、9C3对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；时刻4上使用0C4、1C4、2C4、……、9C4对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包；……，时刻16上0C16、1C16、2C16、……、9C16对接收到的信号进行解扩操作，未检测出数据包。
编号尾号为0的节点各通道获得的数据如表3所示。
表3
通道 时刻1 时刻2 时刻3 …… 时刻16
通道1 0x0000000B 0x0000000D —— —— ——
通道2 0x0000000B 0x0000000D —— —— ——
通道3 0x0000000B 0x0000000D —— —— ——
通道4 0x0000100B 0x0000000D —— —— ——
通道5 0x0000000B —— —— —— ——
输出 0x0000000B 0x0000000D —— —— ——
编号尾号为2的节点各通道获得的数据如表4所示。
表4
编号尾号为8的节点各通道获得的数据如表5所示。
表5
通道 时刻1 时刻2 时刻3 …… 时刻16
通道1 0x0000000C —— —— —— ——
通道2 0x0000000C —— —— —— ——
通道3 0x0000000C —— —— —— ——
通道4 0x0000000C —— —— —— ——
通道5 0x0000000C —— —— —— ——
输出 0x0000000C —— —— —— ——
按照最大比合并原则，以各bit信息为通道数输出多的为准。终端检测单元MA-BSTDU输出的结果如表3、表4、表5所示。
终端检测单元MA-BS TDU在完成终端检测后，将信息写入数据库，并分别使用0C1、0C2、2C1、8C1扩频序列，调制信号0x1000,由下行链路业务信道广播出。
节点通信终端#A、B、C、D各自使用扩频序列在下行链路业务信道上接收终端检测单元MA-BS TDU发送的数据，解出数据0x1000后，判断终端检测单元MA-BS TDU已正确接收节点信息，节点通信终端#A、B、C、D停止在上行链路业务信道上发送各自的信号。
在任务区域出口端重复上述编码选择和终端检测过程。任务区域出口端完成信息终端检测后，根据各节点返回的信息，完成其他任务调度。
图4给出了本发明的信号交互示意，图5给出了本发明的步骤示意。
利用扩频序列之间的低相关特性，不同节点发送的信息可以在MA-BS端以较低的复杂度进行区分，实现多个节点同时与MA-BS进行通信，有效的消除了海量节点同时读写的干扰现象，避免了传统任务记录系统中存在的邻道干扰。同时使用多天线通道对节点通信终端信息进行接收，利用天线通道之间的非相关特性，实现节点数据的可靠接收。同时结合了扩频序列和多天线通道之间低相关特性的多终端并行通信方法，具有可靠、高效的特点，节点在任务区域出入口可以自由出入，大幅提升了任务调度效率。
以上所述仅为本发明的优选的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1确定任务区域，在进入任务区域的节点上均部署有节点通信终端；在任务区域出口及任务区域入口分别部署一个多天线基站单元，每个多天线基站单元均包括编码选择单元和终端检测单元；
S2当第i个节点进入任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元的天线覆盖范围即#E_1的作用区域，第i个节点上的节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的编码选择单元发出的激活信号,第i个节点上的节点通信终端#i进入扩频编码选择模式；
S3节点通信终端#i使用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码C_i；
S4节点通信终端#i离开#E_1作用区域，进入任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元的天线覆盖范围即#E_2作用区域；
S5节点通信终端#i接收到任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元在#E_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式；
S6节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务区域入口的多天线基站单元的终端检测单元在#E_2作用区域使用多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测，根据携带的数据信息记录第i个节点进入时间；
S7节点通信终端#i离开#E_2作用区域，在任务区域内运动，当离开任务区域时，进入任务区域出口的多天线基站单元的编码选择单元的天线覆盖范围即#X_1作用区域；
S8节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的编码选择单元在#X_1作用区域内发出的激活信号,节点通信终端#i进入扩频编码选择模式；
S9节点通信终端#i使用S3所述的排序扩频编码选择机制确定当前节点通信终端#i传输所使用的扩频编码C_i；
S10节点通信终端#i离开#X_1作用区域，进入任务出口的多天线基站单元的终端检测单元的天线覆盖范围即#X_2作用区域；节点通信终端#i接收到任务出口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域内发出的激活信号，进入信息传输模式；
S11节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据，任务出口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域使用S6所述的多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测和记录；
S12任务出口的多天线基站单元的终端检测单元使用检测出的扩频编码C_i发送成功检测信号至节点通信终端#i，节点通信终端#i在下行业务信道上使用扩频编码接收成功检测信号，停止信号发送；
S13任务出口的多天线基站单元的终端检测单元记录节点通信终端#i离开任务区域时间。
2.根据权利要求1所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S1中，每个节点具有长度为8bit的唯一编号，各节点的节点通信终端均具备编码选择和信息传输两种模式，每个节点通信终端本地存储有N个扩频编码序列即{C_1,C_2，……，C_N}，每个节点的扩频编码序列与该节点的编号相关。
3.根据权利要求2所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S1中，每个节点的扩频编码序列与其自身的节点编号的最后一位数字相关，节点编号的最后一位数字相同的节点具有相同的扩频编码序列。
4.根据权利要求3所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S1中，多天线基站单元的编码选择单元在下行链路的公共广播信道上发送激活信号，用于激活进入编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端；多天线基站单元的编码选择单元在上行链路的业务信道上接收到所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端发送的信号，通过变频处理后，由下行链路的业务信道发送至所有在编码选择单元天线覆盖范围内的节点通信终端。
5.根据权利要求4所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S1中，多天线基站单元的终端检测单元在下行链路的广播信道上发送激活信号，用于激活进入终端检测单元天线覆盖范围内的节点通信终端；多天线基站单元的终端检测单元在上行链路的业务信道上接收在终端检测单元天线覆盖范围内的所有节点通信终端发送的信号。
6.根据权利要求5所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S1中，多天线基站单元的终端检测单元均具有M个天线通道，具备M通道信号处理能力。
7.根据权利要求1所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S3中节点通信终端#i使用排序扩频编码选择机制确定当前终端传输所使用的扩频编码C_i，其实现方法如下：
S3.1节点通信终端#i从本地扩频编码库{C_1,C_2，……，C_N}中选取C_j作为当前扩频编码序列，初始时选取C_1作为当前扩频编码序列；
S3.2节点通信终端#i在本地生成随机数据包Rd_i；
S3.3使用当前扩频编码序列进行直接序列扩频，持续发送Rd_i数据包，并同时使用当前扩频编码序列进行接收解调，恢复数据包Rd_i*；
S3.4如本地解调出的Rd_i*数据包与原始发送数据包Rd_i一致，则节点通信终端#i选取当前扩频编码序列为后续传输所使用的扩频编码C_i，转S3.5；
如本地解调出的Rd_i*数据包与原始数据包Rd_i不一致，则节点通信终端#i选择C_(j+1)为当前扩频编码序列，转S3.3；
S3.5结束当前编码选择机制。
8.根据权利要求6所述的基于多天线扩频信号检测机制的多终端并行通信方法，其特征在于：S6中使用多终端并行检测机制对节点通信终端#i传输的数据进行检测，其方法如下：
S6.1节点通信终端#i使用扩频编码C_i在上行链路上发送数据Td_i，其取值为0或1；
S6.2任务入口的多天线基站单元的终端检测单元在#X_2作用区域的各天线通道上分别进行解扩接收检测操作；
S6.3任务入口的多天线基站单元的终端检测单元在各天线通道上，分别使用尾号0至9的扩频编码库，按照本地扩频编码库中扩频编码序列1至N的顺序，进行解扩，由此在M个天线通道上分别可得到数据Td_(i1)*至Td_(iM)*；其中Td_(i1)*代表天线通道1上得到的数据，Td_(i2)*代表天线通道2上得到的数据，依次类推，Td_(iM)*代表天线通道M上得到的数据；
S6.4按照最大比合并原则由数据Td_(i1)*至Td_(iM)*中计算出最终Td_i*，即统计Td_(i1)*至Td_(iM)*中0和1出现的次数，如出现0的次数多于出现1的次数，则Td_i*＝0，反之Td_i*＝1。
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