王中正王金星

（1.昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院昆明650500）（2.云南省計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室昆明650500）

HRC-MAC：一種基于CDMA的強(qiáng)實(shí)時(shí)無(wú)線傳感器MAC層協(xié)議算法

王中正1，2王金星1，2

（1.昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院昆明650500）（2.云南省計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室昆明650500）

在強(qiáng)實(shí)時(shí)WSN中，現(xiàn)有基于競(jìng)爭(zhēng)的通訊協(xié)議（如TDMA等）實(shí)時(shí)性較低，主要表現(xiàn)于在同一時(shí)刻只有一個(gè)傳感器獨(dú)占信道，其他需傳輸數(shù)據(jù)的傳感器排隊(duì)等待，這無(wú)法滿(mǎn)足爆炸監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。針對(duì)該現(xiàn)象論文提出了基于CDMA的HRC-MAC（hard real-time mac）協(xié)議算法，利用CDMA碼分復(fù)用的特點(diǎn)保證多個(gè)需傳輸數(shù)據(jù)的傳感器共享信道同時(shí)進(jìn)行傳輸，從而有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示該協(xié)議算法在網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)方面有很大優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的多路復(fù)用，達(dá)到了強(qiáng)實(shí)時(shí)的同步通信。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；碼分多址；強(qiáng)實(shí)時(shí)通信；MAC協(xié)議

Class NumberTP212.9

1 引言

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，wireless sensor network）是由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)以各種分配方式組成，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、并通過(guò)無(wú)線傳輸，以多跳和自組織方式構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)。其在軍事、防爆、工業(yè)、環(huán)境等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，可對(duì)地震、溫度、噪聲、壓力、瓦斯?jié)舛鹊痊F(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，WSN是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分［1］。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各種各樣的傳感器有著不同的功能與要求，其硬件裝置和軟件系統(tǒng)都不盡相同，傳感器網(wǎng)絡(luò)必然也會(huì)有不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議平臺(tái)，所以只有對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行特定分析，針對(duì)性地設(shè)計(jì)出更加適合此應(yīng)用的節(jié)能高效WSN系統(tǒng)［2］。

目前，針對(duì)不同應(yīng)用的特點(diǎn)國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了很多MAC協(xié)議，從信道方面可以分為單信道和多信道兩種形式［3］，而普通的單信道MAC協(xié)議使用同一個(gè)信道傳輸各種數(shù)據(jù)，信道的利用率比較低，而且如果WSN的部署密度比較高的情況下，大量的數(shù)據(jù)包在傳輸過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生沖突與堆積，此時(shí)整個(gè)WSN的網(wǎng)絡(luò)吞吐量會(huì)很低；而多數(shù)的多信道MAC協(xié)議雖然在一定程度上增加了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，并且對(duì)延時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化，但是其多信道隱藏端比較多，并且占用了大量的正交信道，甚至是會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失等重要問(wèn)題［4］。

防爆、礦井監(jiān)控、實(shí)時(shí)工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)SN的實(shí)時(shí)性要求較高，以高爐防爆領(lǐng)域?yàn)槔诟郀t內(nèi)有大量的壓力、爆炸傳感器，在高爐發(fā)生危險(xiǎn)之前，各類(lèi)環(huán)境因素將會(huì)相互影響，各類(lèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都將同時(shí)發(fā)生劇變，多個(gè)傳感器將同時(shí)達(dá)到報(bào)警臨界值，每一個(gè)信息都不能排隊(duì)耽擱滯后，需在毫秒級(jí)的時(shí)間范圍內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳輸，以保障上層控制系統(tǒng)有足夠的時(shí)間對(duì)危險(xiǎn)情況做出反應(yīng)。而現(xiàn)有WSN所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無(wú)法達(dá)到此程度的實(shí)時(shí)性，其主要原因在于：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議多采用時(shí)分復(fù)用的方法，各傳感器節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)信道，在某一具體時(shí)刻中只有一個(gè)傳感器獨(dú)占通信信道，無(wú)法保證排隊(duì)等待中的傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性［4］。

針對(duì)現(xiàn)有的各種基于競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的MAC協(xié)議無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步通信的問(wèn)題，本文提出了一種基于CDMA的強(qiáng)實(shí)時(shí)性無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議，該協(xié)議采用多路復(fù)用方式占用一個(gè)信道通過(guò)特定類(lèi)型的編碼傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了WSN的強(qiáng)實(shí)時(shí)同步通信。

2 相關(guān)工作

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信延遲、提高吞吐量、節(jié)省能耗等方面提出了一些MAC層協(xié)議。文獻(xiàn)［5］提出的S-MAC是最早提出關(guān)于同步的MAC協(xié)議，其利用占空比機(jī)制，可以使傳感器節(jié)點(diǎn)定時(shí)睡眠，節(jié)省能耗，但最高通信負(fù)載制約了其傳輸延時(shí)和整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。文獻(xiàn)［6］是在S-MAC基礎(chǔ)上提出了T-MAC，改進(jìn)了固定占空比這一方面，使其可以根據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)自適應(yīng)的調(diào)整流量負(fù)載，但因?yàn)楣?jié)點(diǎn)早睡而會(huì)產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)堆積問(wèn)題。文獻(xiàn)［7］提出的TF-MAC是一種混合型MAC協(xié)議，利用了當(dāng)前的TDMA技術(shù)并做了一定改進(jìn)，但其對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間同步問(wèn)題要求較高。文獻(xiàn)［8］提出的MC-MAC協(xié)議使跳頻技術(shù)變?yōu)殡S機(jī)，優(yōu)化了傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信延遲，但是其會(huì)占用很多的正交信道，使隱藏終端變得更多，并且對(duì)時(shí)間同步問(wèn)題要求更高。文獻(xiàn)［9］提出的D-MAC協(xié)議是基于IEEE802.11協(xié)議利用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)調(diào)整了傳感器節(jié)點(diǎn)休眠方法，在一定程度上減少了通信延遲。文獻(xiàn)［10］提出的TR-MAC協(xié)議是基于TDMA技術(shù)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)做出改進(jìn)，提前分配好時(shí)間槽，減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信沖突，但是其存在時(shí)間同步問(wèn)題，并且因?yàn)橐崆胺峙浜脮r(shí)間槽，在分配調(diào)度問(wèn)題上資源消耗較大。文獻(xiàn)［11］提出一種Z-MAC協(xié)議采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，TDMA和CSMA方式配合使用，利用周期性時(shí)隙方式使用預(yù)先時(shí)間表機(jī)制，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)間表，整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息調(diào)度比較靈活，不僅提高信道利用率，而且在通信延遲和吞吐量方面都有很大優(yōu)化，但是其能耗開(kāi)銷(xiāo)比較大。文獻(xiàn)［12］提出的TC2-MAC協(xié)議網(wǎng)絡(luò)利用分簇體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)周期性調(diào)度方式利用TDMA和CSMA/CA的優(yōu)點(diǎn)綜合使用，將大小相等的時(shí)隙交叉編排，即使不同用戶(hù)之間存在差異性，QOS需求都能得到很好的支持，并且減少了信道中信息碰撞，自適應(yīng)流量動(dòng)態(tài)變化更高，提高了網(wǎng)絡(luò)效率，節(jié)省能耗。

3 模型建立

在基于CDMA強(qiáng)實(shí)時(shí)同步MAC協(xié)議中，實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行，在同優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)無(wú)需排隊(duì)等待并且不會(huì)相互干擾，但是由于3G移動(dòng)通信技術(shù)覆蓋范圍廣，則要求在本無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)屏蔽移動(dòng)通信信號(hào)的封閉式空間，并且在封閉式空間內(nèi)搭建一個(gè)微型基站，此微型基站起到WSN中匯聚節(jié)點(diǎn)的作用，而對(duì)于本協(xié)議的WSN所適用的礦井深處、高爐內(nèi)部等環(huán)境下都很容易實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，針對(duì)于本協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型，做出了三點(diǎn)假設(shè)［13］：

1）在WSN中，建立一個(gè)能有效屏蔽外界通信頻段的封閉環(huán)境。

2）在封閉環(huán)境內(nèi)部搭建一個(gè)微型基站，不僅能實(shí)現(xiàn)與各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多跳型的數(shù)收集與校對(duì)，并以有線方式與其他相關(guān)區(qū)域的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相連接。

圖1 網(wǎng)絡(luò)模型

3）在傳感器網(wǎng)絡(luò)部署完成后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且所有節(jié)點(diǎn)都是連通的，連通整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

4 HRC-MAC協(xié)議設(shè)計(jì)

4.1 HRC-MAC幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

HRC-MAC用72個(gè)長(zhǎng)為10ms的幀來(lái)構(gòu)建，用一個(gè)幀的長(zhǎng)度作為一個(gè)功率控制周期的方式來(lái)作為其時(shí)間調(diào)度機(jī)制，將每幀內(nèi)劃分為15個(gè)大小相等的時(shí)隙，為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)實(shí)時(shí)性傳輸、發(fā)送數(shù)據(jù)不沖突的情況，將HRC-MAC協(xié)議劃的邏輯信道分為5個(gè)信道，分別是廣播公共控制信道、尋呼信道、前向接入信道、專(zhuān)用控制信道、專(zhuān)用業(yè)務(wù)信道，其中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)專(zhuān)用業(yè)務(wù)信道來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸［14］，數(shù)據(jù)傳輸所牽扯的上下行信道幀結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

圖2 上行信道幀結(jié)構(gòu)

圖3 下行信道幀結(jié)構(gòu)

其中上行信道中專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道（DPDCH）和專(zhuān)用物理控制信道（DPCCH）采用碼分復(fù)用和并行發(fā)送的機(jī)制，在下行信道中，專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道和專(zhuān)用物理控制信道采用時(shí)分方式復(fù)用，由最初定義的幀長(zhǎng)度為10ms，相當(dāng)于一個(gè)功率控制周期，每個(gè)幀劃分為15個(gè)大小相等的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為T(mén)slot=2560chips。物理隨機(jī)接入信道幀結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 物理隨機(jī)接入信道幀結(jié)構(gòu)

4.2 多路復(fù)用方法

HRC-MAC協(xié)議采用碼分多址（CDMA）無(wú)線通信技術(shù)對(duì)無(wú)線傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，將傳感器收集的數(shù)據(jù)信息賦予信號(hào)信息，再將其帶寬增大擴(kuò)展變?yōu)楦咚賯坞S機(jī)碼，以頻率的方式嵌入到載波，然后再將其發(fā)送，而無(wú)線傳感器接收終端利用唯一的偽隨機(jī)碼將其檢測(cè)并接受，然后對(duì)高速偽隨機(jī)碼解碼調(diào)制變?yōu)檎瓗挼男盘?hào)信息。對(duì)于多種并行可變速率的業(yè)務(wù)通過(guò)在每個(gè)專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道幀內(nèi)時(shí)分復(fù)用，不同物理數(shù)據(jù)信道幀總比特率是可變的。每個(gè)傳感器連接僅分配一路專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道，主公共控制信道待有尋呼信道和時(shí)分復(fù)用公共導(dǎo)頻信道，分配其固定速率并映射到專(zhuān)用數(shù)據(jù)信道，將主公共控制信道在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分配同樣的信道碼，傳感器總能扎到尋呼信道，只有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)段唯一的擾碼才能匹配成功，快速的接收信息。上行擴(kuò)頻方法如圖5所示；上行調(diào)制過(guò)程如圖6所示。

圖5 上行擴(kuò)頻方法

圖6 上行調(diào)制過(guò)程

5 仿真與分析

由于本協(xié)議算法是針對(duì)某些特定WSN實(shí)現(xiàn)強(qiáng)實(shí)時(shí)同步通信，暫時(shí)不考慮網(wǎng)絡(luò)能耗問(wèn)題，我們采用OMNet++仿真工具對(duì)本文提出的HRC協(xié)議與INET FRAMEWORK框架中所給出的IEEE802.11N協(xié)議DCF方法（基于CSMA/CA）在網(wǎng)絡(luò)丟包率和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等方面與其他常見(jiàn)的協(xié)議算法進(jìn)行仿真對(duì)比分析［15］，而現(xiàn)階段基于CSMA/CA和TDMA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的各種協(xié)議優(yōu)化算法雖然是針對(duì)不同的方面進(jìn)行的優(yōu)化改進(jìn)，但他們?cè)谛诺澜尤敕绞椒矫娲蠖嗍遣捎肐EEE802.11N協(xié)議的DCF方式，而IEEE802.11N協(xié)議的DCF方法也已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，在不同QOS需求上都有很好的支持，所以本文僅將HRC協(xié)議與IEEE802.11N協(xié)議的DCF方法以20節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行比較分析。

為了簡(jiǎn)化評(píng)估，并在相同的條件下進(jìn)行比較分析，做出以下假設(shè)：

1）不考慮路由流量問(wèn)題；

2）使用的路由協(xié)議可以得到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑；

3）節(jié)點(diǎn)和微型基站之間都能偵聽(tīng)到雙方的收發(fā)數(shù)據(jù)狀態(tài)；

4）不考慮數(shù)據(jù)融合機(jī)制，微型基站在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)僅進(jìn)行透明轉(zhuǎn)發(fā)操作。

網(wǎng)絡(luò)的主要仿真參數(shù)如表1所示。

表1 主要仿真參數(shù)

5.1 網(wǎng)絡(luò)丟包率

圖7為本文HRC協(xié)議算法與IEEE802.11N協(xié)議在20、50、100節(jié)點(diǎn)三種可比性比較明顯的網(wǎng)絡(luò)中在不同發(fā)送速率的情況下網(wǎng)絡(luò)丟包率的對(duì)比圖，如圖7所示，IEEE802.11N協(xié)議在相同的發(fā)送速率下隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，丟包率有所增加，并且隨著發(fā)送速率的增大，網(wǎng)絡(luò)的丟包率上升比較明顯，甚至是在50和100節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)送速率增大之后網(wǎng)絡(luò)丟包率將會(huì)達(dá)到百分之八十以上，本文HRC協(xié)議算法在不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中在不同的發(fā)送速率下網(wǎng)絡(luò)丟包率相對(duì)平穩(wěn)，略?xún)?yōu)于IEEE802.11N協(xié)議，本協(xié)議算法在丟包率方面性能能滿(mǎn)足傳感器需求，符合實(shí)用效果。

圖7 丟包率

5.2 吞吐量

圖8為本文HRC協(xié)議與IEEE802.11N協(xié)議在在20、50、100節(jié)點(diǎn)三種可比性比較明顯的網(wǎng)絡(luò)中在不同發(fā)送速率的情況下網(wǎng)絡(luò)吞吐量的對(duì)比圖，如圖8所示，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)增多的情況下IEEE802.11N協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量有所下降，且隨著發(fā)送速率的增快，網(wǎng)絡(luò)吞吐量的下降比較明顯，而本文HRC協(xié)議算法在不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中吞吐量明顯高于IEEE802.11N協(xié)議，并在20、50節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中隨著發(fā)送速率的增快，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量變化十分平穩(wěn)，而在100節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中吞吐量也只是略有降低，影響不大。

圖8 吞吐量

5.3 網(wǎng)絡(luò)延時(shí)

圖9為本文HRC協(xié)議算法與IEEE802.11N協(xié)議在不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的對(duì)比圖，如圖9所示，IEEE802.11N協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)比較少時(shí)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)比較小，而隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增多整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)明顯增大，而在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)為500時(shí)，IEEE802.11N協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)已經(jīng)達(dá)到了450ms，而本文HRC協(xié)議在50-100節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中雖然比IEEE802.11N協(xié)議網(wǎng)絡(luò)延時(shí)略高，但隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)的增多，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)變化比較平穩(wěn)，整體在50ms至1500ms范圍內(nèi)，在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面明顯優(yōu)于IEEE802.11協(xié)議。

圖9 網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)比圖

5.4 仿真結(jié)果分析

CDMA是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方面已經(jīng)很成熟的技術(shù)，而本文協(xié)議算法是將cdma技術(shù)引入到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)實(shí)時(shí)通信的目的，主旨在一些礦井、高爐內(nèi)部等一些需要強(qiáng)實(shí)時(shí)傳遞數(shù)據(jù)的特定的環(huán)境所設(shè)計(jì)的一種無(wú)線傳感器協(xié)議，所以本文在網(wǎng)絡(luò)能耗上不做過(guò)多研究。而在日常生活中，人們利用手機(jī)打電話可以很穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)很多人同時(shí)說(shuō)話，并且兩人在通訊的過(guò)程中在發(fā)送語(yǔ)音數(shù)據(jù)信息的時(shí)候也能接收對(duì)方發(fā)送過(guò)來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)信息，而且cdma技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面有很好的QOS支持，故本文HRC協(xié)議算法在仿真結(jié)果顯示在網(wǎng)絡(luò)丟包率、吞吐量和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面都非常穩(wěn)定，并且優(yōu)于IEEE802.11N協(xié)議。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)某些特定應(yīng)用場(chǎng)合需要對(duì)不同數(shù)據(jù)信息進(jìn)行強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)而提出的一種基于CDMA的HRC-MAC協(xié)議算法。HRC-MAC協(xié)議算法采用了碼分多址（cdma）技術(shù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)實(shí)時(shí)、同步通信傳輸，仿真結(jié)果表明本文協(xié)議算法在網(wǎng)絡(luò)丟包率、吞吐量和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面有很大程度的改善和提高，并且非常的穩(wěn)定。

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HRC-MAC：A Hard Real Time Wireless Sensor MAC Layer Optimization Algorithm Based on CDMA

WANG Zhongzheng1，2WANG Jinxing1，2
（1.Faculty of Information Engineering and Automation，Kunming University of Science and Technology，Kunming650500）（2.Computer Technology Application Key Lab of Yunnan Province，Kunming650500）

In the wireless sensor networks of hard real time，now communication protocol based on competition，such as Time Division Multiple Address（TDMA），has a low real time.There is only one sensor occupying one channel at the same time，while the other needing to transmit data wait in line，which cannot meet the demand of explosive monitoring and other applications.Aiming at the appearance，this paper proposes an optimization algorithm of HRC-MAC（hard real-time mac）based on Code Division Multiple Access（CDMA）.By using the feature of code division multiplexing on CDMA，many sensors that need transmitting data work at the same time can be ensured，which can improve the real time effective.Experimental data shows that the protocol algorithm optimizes much in the aspect of the net transmission delay，and makes the time multiplexing come true，which achieves the hard real-time synchronous communication.

WSN，CDMA，hard real-time，MAC protocol

TP212.9

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.06.020

2016年12月7日，

2017年1月19日

王中正，男，碩士研究生，研究方向：WSN，實(shí)時(shí)嵌入式軟件。王金星，男，碩士研究生，研究方向：嵌入式軟件復(fù)用。