JP2004007490A

JP2004007490A - Collision avoidance system in data communication

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Publication number: JP2004007490A
Application number: JP2003080381A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Kamae; 釜江　尚彦; Michihiko Mino; 美濃　導彦; Yuji Minamitani; 南谷　祐次
Original assignee: PREMINET Inc; Laboratories of Image Information Science and Tech
Current assignee: PREMINET Inc; Laboratories of Image Information Science and Tech
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP4107989B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent data transmitted from separate nodes connected with a network from colliding and interfering with each other in the network, thus being disabled in data transmission as a result. <P>SOLUTION: In a data communication network using indoor power lines or radio means, etc., the transmission time of a basic packet being a basic unit of data communication is divided in n divisions (n = 1, 2, ...) at the timing of each node; the n divisions are slots as transmission units. The data transmission stops with a quiet time taking a specified number of slots after transmitting the basic packet. Whether the transmitted basic packet is longer than the n slot is detected, and, if so, the basic packet is broadcast for telling that a collision has been detected, after a shorter interval of slots than the quiet time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内電力線や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、２つの別々のノードから送信されるデータがネットワーク内で衝突することを回避するための衝突回避方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シェアードメディア形のネットワークとしてはイーサネットに代表されるＣＳＭＡ／ＣＤ方式が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式は、データ伝送に先立ってネットワーク内にデータ信号が存在するかどうかを調べ、存在しないときには直ちにデータ伝送を開始する。その後、送り出したデータについて、他のノードが、ほぼ同じタイミングで送り出したデータと衝突してつぶれていないかどうかを監視し、データの衝突を検出するとデータ伝送を中止し、一定時間後に再試行する方式である。
【０００３】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式においては、同軸ケーブルのようにデータの衝突が容易なシェアードメディアで広く使われる。しかし、屋内電力線や無線のように雑音が多いメディアでは、雑音に強いスペクトル拡散や直交周波数分割変調など、複雑な変調方式が利用される。このような変調方式は、２つのデータが衝突しているかどうかを調べるのが容易ではない。そのデータ送信に先立ってデータ送信する権利を確保する信号を流す衝突回避方式を使うことが多い。この衝突回避のやり方には色々な方式がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７６１９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の衝突回避方式では、ネットワークにつながる全てのノード間に通信路を確保できるメッシュ形のネットワークを前提としている。しかも、データ伝送は１回限りで終了する一括形のデータ伝送を前提にしている。
【０００６】
しかしながら、屋内電力線や微弱電波の無線ネットワークではメッシュ形は期待できず、直接通信できない（または互いに聞こえない）ノードのペアが存在することが少なくない。しかも、マルチメディア信号の利用においては一括形のデータだけでなく、ストリーム形のデータが増加し、これらはデータ伝送が間欠的ではあるものの、長い間継続し、しかも開始時点で終了の時点が決められていないことが特徴的である。
【０００７】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、スペクトル拡散通信方式や直交周波数分割変調方式を利用するデータ通信で、特に屋内電力線や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、データ伝送に先立ってネットワークにつながる別々のノードから送信されたデータがネットワーク内で衝突し互いに妨害して、データ伝送が機能しなくなることを防止することができ、しかも、ストリーム形のデータ伝送にも容易に対応することが可能な衝突回避方式の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、屋内電力線や無線を用いたデータ通信ネットワークにおいてデータ通信の基本単位である基本パケットの伝送時間を各ノードのタイミングでｎ分割（ｎ＝１，２，・・・）し、その分割単位をスロットとして伝送時間の単位とするためのスロットクロックを発生するスロットクロック発生手段と、前記基本パケットの伝送後の一定スロット数を沈黙時間としてデータ伝送を停止する伝送停止手段と、伝送されてきた基本パケットがｎスロットよりも長いかどうかを検出する検出手段と、その検出手段において基本パケットがｎスロットよりも長いことが検出されたときに、前記沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストする送信手段とを備えていることによって特徴づけられる。
【０００９】
本発明では、衝突したかどうかの検出が難しいスペクトル拡散方式や直交周波数変調方式を前提としているので、データ通信の単位として基本のパケットを導入する。しかも、この基本パケットの長さを測定し、パケット終了後、次のパケットの伝送開始を制御するため、基本パケットをｎ分割（ｎ＝１，２，・・・）としたスロットを基本的な時間単位として導入する。
【００１０】
また、衝突の検出は、伝送されてきた基本パケットの長さがスロット長のちょうどｎ倍になっているかどうかを検出し、基本パケットがｎスロットよりも長いときには衝突したと判断する。そして、衝突が検出されたときには、基本パケット伝送後の沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストすることにより、データの衝突をノードに知らせる。
【００１１】
このように、本発明の衝突回避方式によれば、データ通信ネットワークにおいてデータの衝突が生じたときには、それが判明するので、データ衝突の可能性を減少させることができる。
【００１２】
本発明の衝突回避方式において、基本パケットを用いて、データ長、繰り返し回数、繰り返し周期および送信相手ノードを指定して以後のデータの送信権を確保し、その送信権確保の基本パケットによって送信相手として指定されたノードが、基本パケットを前記送信手段の間隙よりも長く、かつ前記伝送停止手段の沈黙時間よりもより短い間隙で再びブロードキャストするようにしてもよい。このようにすれば、データ通信ネットワークにおいてデータが衝突する可能性をさらに減少させることができる。また、この場合、確保したデータの送信権に基づくストリームデータなどのデータ送信が終了したのちに、そのデータの送信権を解放するようにしてもよい。
【００１３】
なお、本発明のデータ分配方式を構成する各機能部（手段）は、例えばデータ通信ネットワークに接続される各ノードに設けられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態の概要を各項目ごとに説明する。
【００１５】
［基本パケットの伝送］
本実施形態においては、データ通信方式の基本データ伝送単位を８バイト（６４ビット）のパケットとし、これを基本パケットという。データ伝送速度を２Ｍｂｐｓとするので基本パケットは３２μ秒の長さということになる。
【００１６】
各ノードでは基本パケットの半分の長さ、すなわち４バイトの伝送に相当する時間をスロットと呼び、これをデータ伝送の基本時間単位とする。したがって基本パケットは２スロットを用いて伝送する。このスロットへの分割はそれぞれのノードが独立に行い、ノード間の位相調節を行わない。
【００１７】
基本パケットの送信は衝突回避の手段を講じることなく行う。まず、シェアードメディアに他の信号が存在しないことを確認し、自らのスロットの先頭から伝送を開始する。このスロットの先頭がノード間で微妙にずれているので、これが衝突を防ぐのに役立つ。その理由を図１を用いて説明する。
【００１８】
図１において、ノードＡが基本パケット１１を送り出すと、１２で示す伝播遅延で信号が送信され、ノードＢにはスロットの先頭１３の時点よりも少し前にノードＡの送信した信号が届くので、ノードＢは１３から始まるスロットでデータを送り出すことはない。つまり衝突回避に役立っている。
【００１９】
しかし、１２で示す伝播遅延にてノードＡからの信号がノードＣに届くのは、ノードＣのスロットの先頭１４よりも少し後になるので、ノードＣは基本パケット１５を送り出してしまう。したがって、ノードＡのパケットとノードＣのパケットは衝突する。ところが、ノードＡのパケットの終端はノードＣのパケットの終端１６よりも少し遅れた時点１７で届き、パケット送出中のノードはスロット上の信号の監視中に、ノードＣは自ら送信したパケットが終わっても、次のスロットに信号があることに気付く。これにより衝突が発生したことがわかる。
【００２０】
本実施形態においては、図２に示すように、基本パケットを送り出したり、検出したりすれば、その基本パケットの終端の後の５スロットはデータ送出をしない沈黙時間とすることをルールにする。さらに、基本パケットの終端が、自らのスロットの切目以外の時点にあるときには、そのスロットに続く５スロットを沈黙時間とする。これにより、自らが送り出した基本パケットが衝突したかどうかを見極めることができる。
【００２１】
衝突を検出すると、ノードＣは、図２に示す１スロットの間隙でＮＡＫ（受信不能）コマンドを出す。確率的には小さいが、ノードＡからの基本パケットとノードＣの基本パケットとがノードＣにおいて完璧に２スロット内で重なることがある。そのときはノードＣは衝突を検出することができない。しかし、ネットワーク内のいずれかのノードでノードＡからの基本パケットとノードＣからの基本パケットの位相がずれて、２スロット分をはみ出して受信されるので衝突が検出できる。そのときには、衝突を検出したノードは１スロット間隙でＮＡＫコマンドをブロードキャストする。これを聞いたノードＡやノードＣは前記した基本パケットを再送する。
【００２２】
［パケット終了後の間隙］
次に、１つの通常の基本パケットを受信したあとの間隙について図２を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、スロットはノード間において位相調整をしないので、受信した基本パケット２１は自らのスロットの先端と終端とは一致しない。したがって、受信した基本パケット２１の終端が位置するスロットは無視して、その次のスロットから間隙をとる。すなわち、符号２２のスロットのみを間隙とする場合を１スロット間隙、符号２３の２スロットを間隙とする場合を２スロット間隙、符号２４の３スロットを間隙とする場合を３スロット間隙と呼ぶことにする。通常のパケットは少なくとも５スロット間隙をとり、次のスロットで送信をする。
【００２４】
そして、図２に示すように通常のパケット２５は５スロット間隙、すなわち５スロット以上の沈黙時間をとって送信される。こうすることにより、基本コマンド送信に対して衝突を検出したノードは１スロット間隙でＮＡＫコマンドをブロードキャストする。衝突は多くのノードで検出される可能性が高いので、ＮＡＫコマンドも衝突する可能性が高い。しかし、１スロット間隙で送信できるのはＮＡＫコマンドだけであるので、ここにコマンドがあること自体が衝突の起こったことを意味することになる。
【００２５】
［衝突回避方式］
次に、衝突回避方式の一例を説明する。
【００２６】
まず、データを伴うデータ送信は、基本パケットの直後にデータフィールドをとったフレーム構成とする。この衝突回避には「送信権確保（ＣＲＳ）」コマンドを用いる。衝突回避に用いる基本パケットの構成を図３に示す。
【００２７】
図３において、宛先の８ビットがオール１の場合それはブロードキャストを意味し、アドレスのオールゼロは使用しない。コマンド欄には、基本パケットのみによる通常のデータ伝送以外に、送信権を制御する４種のコマンドが入る。その４種のコマンドを表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
「送信権確保」コマンドはそれに続くデータパケット伝送において衝突を回避する制御を行うために用いる。データパケットは、基本パケットが８バイト固定長であるのに対し、その基本パケットよりも長く、しかも長さも一定しない。図３の補助アドレスには、このパケットのブロードキャスト伝送で、特に指定したいアドレスを記載する。ＣＲＳコマンドの場合補助アドレスで送信権確保の宛先を示す。
【００３０】
図４に示すように、データ送信は１回だけのもの、指定する周期で何回か続くもの、周期的に発生し終了時点がわからないもの３種に区別する。
【００３１】
データ送信が１回だけのものは、データ０の最初の６ビットでデータ長を指定するが、０から２５５までの数字をｈにすると１６ｈバイトをデータ長とする。したがって、最小のデータ長は１６バイトすなわち４スロットになる。繰り返し回数には６ビットを当て、前の３ビット（ｎ）と、後の３ビット（ｍ）に分け、ｎ＋８・２^ｍで回数を指定する。
【００３２】
この６ビットはデータ０の末尾の２ビットとデータ１前の４ビットとする。データ１の末尾の４ビットでは周期を指定するが、４ビットの２進数をｋとすると２^ｋ・４スロットを周期とする。ただし、オール０は特に周期ゼロとする。最終が予想できないストリームデータの場合はデータ長と周期のみを指定し、回数は０とする。
【００３３】
このコマンドを受信すると、各ノードはアドレスとその送信権の内容を記憶する。表１の「送信権終了」は「送信権確保」で確保した送信権を終了するためのもので、回数指定のデータ送信では送信権確保ができなかった場合を除いて、これは出されないものとする。
【００３４】
データ０、データ１は対応する「送信権確保」と同じものにする。このコマンドは「送信権確保」が「送信権確保不能」コマンドのため行使できないとき、「送信権確保」をキャンセルするためにも用いる。この「送信権終了」コマンドを聞いた各ノードは記憶して送信権内容を消去する。「送信権確保不能」は「送信権確保」コマンドに対する否定に使用する。「送信権確保」コマンドを出すときは他のノードの送信権の内容を侵害しないかどうかをチェックしてから出す。
【００３５】
「送信権確保（ＣＲＳ）」、「送信権終了（ＥＲＳ）」「送信権確保不能（ＵＧＲ）」コマンドなどは、たとえブロードキャストしても聞こえないノードがあり得る。ＣＲＳコマンドは送信先及び宛先の間の送信権確保が目的であるから、この両ノードと直接通信可能ノードにはこれを徹底させなければならない。
【００３６】
逆に、ＥＲＳとＵＧＲの両コマンドはＣＲＳコマンドを聞いたすべてのノードに聞こえなければならない。ＣＲＳコマンドの徹底のためにはブロードキャスト伝播という手法を用いる。
【００３７】
［送信権の制御］
図３に示した基本パケットの制御バイトの内容を図５に示す。ただし、その１ビット目は「再送」表示とし、第２ビットを「ブロードキャスト伝播依頼」表示とする。
【００３８】
ここに１が立ったブロードキャストは、図３の補助アドレスが指定するノードにブロードキャストを継続することを依頼するものとする。ＣＲＳコマンドの場合は補助アドレスに送信権確保したい送信宛先とするので、宛先が再びＣＲＳコマンドをブロードキャストする。このときは「ブロードキャスト伝播依頼」ビットは０としておく。
【００３９】
こうすると、送信元と宛先の両方のノードがＣＲＳコマンドをブロードキャストすることになるので、両ノードが直接通信できるノードに送信権確保が徹底される。ＥＲＳコマンドもＣＲＳと全く同様に行う。ＵＧＲコマンドはＣＲＳコマンドに対する一種のレスポンスとなる。これらも「ブロードキャスト伝播依頼」に１を立てて、補助アドレスにＣＲＳコマンドの送信元アドレスにしたブロードキャストとする。これを受けた送信元アドレスは、そのＵＧＲコマンドをＥＲＳコマンドに変えてそれをブロードキャストする。さらに、それらＥＲＳコマンドとＵＧＲコマンドは３スロット間隙で出すものとし、通常のコマンドより優先する。
【００４０】
ＵＧＲコマンドは、通常の基本パケットの送信後に３スロット間隙で出し、衝突検出を伝えるＮＡＫコマンドにも、同様に１スロットの沈黙だけで出す権利を与える。このようにすることにより、これらの衝突の可能性が減少するだけでなく、その衝突があってもそこにコマンドが出たことの意味が明白となる。１スロット間隙のＮＡＫのときには、その対象となった基本パケットの送信ノードは同じパケットを図５の再送ビットに１を立てて送信する。
【００４１】
一方、ＣＲＳ、ＥＲＳ、ＵＧＲコマンドのブロードキャスト伝播依頼を受けた次のブロードキャストも２スロット間隙で出すことによって送信権制御を容易とし、衝突の可能性を減少させる。
【００４２】
次に、本発明のより具体的な実施形態を説明する。
【００４３】
図６は本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態においては、前提として８バイトの基本パケットを用いることにし、その半分の長さすなわち４バイト長をスロットとする。なお、図６に示す各構成（機能部）は、ネットワークに接続される各ノードに設けられる。
【００４４】
この実施形態では、まず、基本クロック発生部１０１で発生したクロックを１／２５６スロットクロック発生部１０２に送って、スロット長の１／２５６スロットクロックを作成し、次いで、それをスロットクロック発生部１０３に送ってスロットのタイミングのクロックを発生する。これは図１において１つの区切りに相当している。
【００４５】
一方、ネットワークからの受信回路１０４を通じて受信される。その受信した信号は受信回路１０４で基本パケットとデータパケットに分けられ、後者はデータパケット受信部１０５に渡されて上位層の処理に委ねられる。上位層の処理は本発明の本質ではないので、その詳細な説明はここでは省略する。
【００４６】
受信回路１０４で分けられた基本パケットは基本パケット受信部１０６に渡され、受信信号検出部１０７において信号が存在する長さのパルスに変換される。その変換後のパルスはＡＮＤ回路（論理積）１０８に送られる。ＡＮＤ回路１０８は受信信号検出部１０７からのパルス（クロック）について、１／２５６スロットクロック発生部１０２からの１／２５６スロットクロックとの論理積をとることによって、１／２５６スロットクロックが受信信号の存在する期間に相当する分だけ通過する。
【００４７】
こうして通過してきたクロックを基本パケット長カウント部１０９において、５１２クロックをカウントすることにより、受信した信号が２スロット分より長いかどうかを判断する。ここではスロットの１／２５６の長さを判断するためのクロックとしたが、これを１／５１２、１／１０２４とすることによってさらに精度が向上する。さらに、受信した衝突のない基本パケットの長さがちょうど５１２クロックをカウントする長さになっているかどうかは、基本パケットを送信した装置と受信した装置の基本クロックの精度に関係する。
【００４８】
基本クロックが１／１００００以上の精度があれば、５１２のカウントで基本クロック長を抽出でき、カウントがこれより大きいときには「カウントオーバ」信号を出して衝突検出部１１０を起動し、衝突検出コマンド発生部１１１において衝突検出コマンドを発生する。
【００４９】
次に、基本パケット長カウント部１０９において、受信信号検出部１０７で検出した受信信号の終端を見つけ、「パケット終端」をコマンド送付タイミング発生部１１３に渡す。コマンド送付タイミング発生部１１３は、パケット終端から自アドレスの大きさに相当するスロット数を、スロットクロック発生部１０３から来るパルスをカウントすることによって、送付するスロットを見つけて、自らが基本パケットを送信するタイミングを制御する。
【００５０】
基本パケット発生部１１２は、衝突検出コマンド発生部１１１から衝突検出コマンドを貰い、それを基本パケットに組み上げ、コマンド送付タイミング発生部１１３から来るタイミングで、それを基本パケット送信部１１４に渡す。
【００５１】
基本パケット送信部１１４は、コマンド送付タイミング発生部１１３からコマンド送付タイミングの供給を受け、それによって自らのスロットの先頭から基本パケットを送信するために送信回路１１５に渡す。基本パケット発生部１１２は上位層から渡されるコマンドに対しても基本パケットを発生する。
【００５２】
送信権スロット検出部１１７は、スロットクロック発生部１０３からスロットクロックの供給を受けたスロットカウント部１１６がカウントする数を参照しながら、スロットに送信権があるかどうかを検出する。
【００５３】
送信権スロット検出部１１７において送信権が検出され、そのことが知らされたコマンド送付タイミング発生部１１３は送付タイミングを作り、それを基本パケット発生部１１２に教え、さらにデータフレーム送信のためにデータパケット送信部１１８にもそれを教える。
【００５４】
送信回路１１５では、基本パケット送信部１１４から送られてくる基本パケットと、データパケット送信部１１８から送られてくるデータパケットをネットワークに送信する。
【００５５】
ここで、衝突検出コマンド発生部１１１で衝突検出コマンドを発生しても、それを送信する以前に他の装置から衝突検出コマンドが出ると、その送信をストップしなければならない。この場合、受信コマンド作成部１１９が、衝突せずに受信したコマンドを上位層に渡し、上位層が判断する。
【００５６】
受信コマンド作成部１１９は、基本パケット長カウント部１０９から「カウントＯＫ」を貰うことにより衝突が無かったことを知り、基本パケット受信部１０６から送られてきた基本パケットの余分な部分を削除し、上位層に渡す受信コマンドを整える。
【００５７】
一方、上位層は他の装置の衝突検出コマンドを認知すると、基本パケット発生部１１２に衝突検出コマンドの送信は不要になったことを通知する。これに応じて基本パケット発生部１１２はその送信をストップする。また、基本パケット発生部１１２は、自らが送信権確保コマンドを出したときには、受信回路１０４に一定時間受信がないことを送信権確認部１２０で確認すると、送信権を確保したことを意味するので上位層に通知する。
【００５８】
次に、上位層の構成を図７を参照しながら説明する。なお、図７には本発明に関係した部分のみの構成を示している。
【００５９】
まず、受信コマンド作成部１１９から、受信したコマンドを渡されたコマンド分析部２０１はコマンドを分析し、その内容が送信権確保コマンドのブロードキャストである場合は、送信権分析部２０２において送信権を分析し、次いで判断部２０３において送信権テーブルに書き込まれた既存の送信権と重複がないかどうかを判断し、その判断結果がＮＯである場合、その旨をテーブル書込部２０４において送信権テーブル２１３に新たに書き込むとともに、そのコマンドの「ブロードキャスト伝播依頼」に１が立っているかどうかを判断部２１４で判断し、判断結果がＹＥＳなら同じコマンドを「ブロード伝播依頼」を０にし、基本パケット送信部１１４にブロードキャストを依頼する。判断部２０３での判断結果がＮＯである場合は処理を終了する。
【００６０】
一方、判断部２０３での判断結果がＹＥＳである場合は、送信権確保不能コマンド発生部２０５において送信権確保不能コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２に渡す。コマンド分析部２０１でのコマンド分析結果が送信権終了コマンドである場合、コマンド削除部２０６において送信権テーブル２１３から該当する欄を削除する。
【００６１】
コマンド分析部２０１でのコマンド分析結果が、自らを宛先にした送信権確保のコマンドである場合、送信権確保延期部２０７において自らの送信権確保を延期する処置をとるとともに、送信権終了コマンド発生部２０９に「ブロードキャスト伝播依頼」が１の送信権終了コマンド発生を依頼する。
【００６２】
このときの補助アドレスは送信権確保コマンドを出したときの補助アドレスと同じである。ここで、図６の送信権確認部１２０から、自らの送信権確保が確認されたことが上位層に知らされてくると、送信権書込部２０８において自らの送信権を送信権テーブル２１３に書き込む。これに対し、判断部２１２での判断結果により、自らの送信権が不要になったときには、テーブル修正部２１０で送信権テーブルから該当欄を削除するとともに、それが長さと当時のみで確保された終了時点が予測できない送信権である場合、送信権終了コマンド発生部２０９において「ブロードキャスト伝播依頼」を１とした送信権終了コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２にそれを渡す。
【００６３】
一方、送信権確保が必要になったときには、送信権確保コマンド発生部２１１において送信権確保コマンドを発生し、基本パケット発生部１１２に渡す。送信権には送信権終了コマンドを出さない一回限りまたは複数回限りのものがある。それらは、判断部２１２において送信権が終了したかどうかを長さと回数で判断し、終了した場合にはテーブル修正部２１０において送信権テーブル２１３を修正する。
【００６４】
以上の実施形態では、データ伝送のビットレートを２Ｍｂｐｓ、基本パケット長を８ビット、スロット長を基本パケット長の半分の１６μ秒として説明したが、本発明はこれに限られることなく、ビットレートは、３Ｍｂｐｓまたは１Ｍｂｐｓであってもよいし、さらには、もっと高い８Ｍｂｐｓであっても構わない。
【００６５】
基本パケットの長さはあまり長くないほうがいいが、８バイトではなく、１０バイトあるいは１２バイトであっても構わない。なお、基本パケットの衝突検出は容易であるので、基本パケットの送信には送信権確保を行わない。
【００６６】
本発明において衝突検出のためのスロットは、基本パケットの整数分の１にとり、その長さをネットワークのノード間の最大の伝播遅延の約２０倍以上にとる。たとえば最大長が５０ｍであれば、１００ｍの伝播遅延の約０．３Ｍ秒であるからスロット長は少なくとも６Ｍ秒よりも長くする。しかも、３通りのスロット間隙を使い分けることにより、衝突の検出を容易とし、衝突を検出したときの通知を確実にすることができる。衝突検出のＮＡＫコマンドのみを１スロット間隙で出すようにしたことにより、たとえこのコマンドが衝突してもＮＡＫコマンドが出たことがわかる。
【００６７】
次に、本発明において大切な点は、送信権確保に関連するＣＲＳ、ＥＲＳ、ＵＧＲコマンドであり、これらは３スロット間隙で出すことにした。ＮＡＫコマンドが出ないことを確認した後に出ることになり、速やかな送信権確保が可能になる。したがって、ノード間の伝送では若干の不安定さが残るシェアードメディア形であり、しかも最大長が限定されたネットワークにおいて、音声／音響などのストリーム形のデータ伝送のための送信権が衝突を回避して確保することが可能になる。
【００６８】
なお、本実施形態の説明では、数Ｍｂｐｓでストリームデータの周期も数ｍ秒の範囲で行ったが、数１０Ｍｂｐｓで圧縮されたテレビ信号から成るストリームデータの伝送を行うネットワークでも本発明は適用可能である。
【００６９】
そのときは周期をもっと長くとれるようにするために基本パケットを１０バイト長とし、データ長、回数、周期にそれぞれ８ビットを与え、スロットも基本パケットと同じ長さ、またはその整数倍にとるだけで本発明が適用できることは明らかである。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データ通信ネットワークにおいてデータ通信の基本単位である基本パケットの伝送時間を各ノードのタイミングでｎ分割し、その分割単位をスロットとして伝送時間の単位とし、また基本パケットの伝送後の一定スロット数を沈黙時間としてデータ伝送を停止する。そして、伝送されてきた基本パケットがｎスロットよりも長いかどうかを検出し、基本パケットがｎスロットよりも長いときには、沈黙時間よりも短いスロット数の間隙の後に、衝突検出の旨を告げる基本パケットをブロードキャストするようにしているので、データ通信ネットワークにおいてデータが衝突する可能性を減少させることができる。
【００７１】
これにより、スペクトル拡散通信方式や直交周波数分割変調方式を利用するデータ通信、特に、屋内電力や無線を用いたシェアードメディア形のデータ通信ネットワークにおいて、データ伝送に先立ってネットワークにつながる別々のノードから送信されたデータがネットワーク内で衝突し互いに妨害することを防ぐことができ、データ伝送が機能しなくなることを防止することができる。しかも、ストリーム形のデータ伝送にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用するスロットと基本パケットの伝送方式を示す図である。
【図２】基本パケットを受信したあとの間隙の説明図である。
【図３】基本パケットの構成を示す図である。
【図４】データ送信の種類を示す図である。
【図５】基本パケットの制御バイトの内容を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に用いる送信権制御の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ　ノード
１０１　基本クロック発生部
１０２　１／２５６スロットクロック発生部
１０３　スロットクロック発生部
１０４　受信回路
１０５　データパケット受信部
１０６　基本パケット受信部
１０７　受信信号検出部
１０８　ＡＮＤ回路（論理積）
１０９　基本パケット長カウント部
１１０　衝突検出部
１１１　衝突検出コマンド発生部
１１２　基本パケット発生部
１１３　コマンド送付タイミング発生部
１１４　基本パケット送信部
１１５　送信回路
１１６　スロットカウント部
１１７　送信権スロット検出部
１１８　データパケット送信部
１１９　受信コマンド作成部
１２０　送信権確認部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a collision avoidance method for avoiding collision of data transmitted from two separate nodes in a shared media data communication network using an indoor power line or wireless communication.
[0002]
[Prior art]
As a shared media type network, a CSMA / CD system represented by Ethernet is widely used (for example, see Patent Document 1). The CSMA / CD system checks whether a data signal exists in a network prior to data transmission, and immediately starts data transmission when it does not exist. Thereafter, the transmitted data is monitored to determine whether another node collides with the data transmitted at substantially the same timing and is not collapsed. If a data collision is detected, the data transmission is stopped, and a retry is performed after a predetermined time. It is a method.
[0003]
In the CSMA / CD system, it is widely used in a shared medium in which data collision is easy, such as a coaxial cable. However, in a medium with a lot of noise such as an indoor power line or a wireless communication, a complicated modulation scheme such as a spectrum spread and a quadrature frequency division modulation resistant to noise is used. With such a modulation scheme, it is not easy to check whether two data are colliding. Prior to the data transmission, a collision avoidance method of transmitting a signal for securing the right to transmit data is often used. There are various methods for this collision avoidance.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-276199
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional collision avoidance method is based on the premise that a mesh network can secure a communication path between all nodes connected to the network. In addition, data transmission is premised on batch-type data transmission that is completed only once.
[0006]
However, a mesh type cannot be expected in an indoor power line or a wireless network of weak radio waves, and there are many pairs of nodes that cannot communicate directly (or cannot hear each other). In addition, in the use of multimedia signals, not only batch-type data but also stream-type data are increasing, and although data transmission is intermittent, they continue for a long time, and the end point is determined at the start point. It is characteristic that it is not done.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in data communication using a spread spectrum communication system or an orthogonal frequency division modulation system, especially in a shared media type data communication network using indoor power lines or radio, Data transmitted from different nodes connected to the network prior to data transmission can be prevented from colliding in the network and interfering with each other, thereby preventing data transmission from functioning. It is an object of the present invention to provide a collision avoidance system that can easily cope with the collision.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for dividing a transmission time of a basic packet, which is a basic unit of data communication, into n divisions (n = 1, 2, 2, 3) at the timing of each node in a data communication network using an indoor power line or wireless communication. ...) And a slot clock generating means for generating a slot clock for setting the division unit as a slot as a transmission time unit, and stopping data transmission with a certain number of slots after the transmission of the basic packet as a silence time. Transmission stopping means, detecting means for detecting whether the transmitted basic packet is longer than n slots, and detecting the basic packet longer than n slots by the detecting means when the detecting means detects that the basic packet is longer than n slots. Transmission means for broadcasting a basic packet indicating a collision detection after a gap having a short number of slots. It characterized by there.
[0009]
In the present invention, since it is assumed that a spread spectrum method or an orthogonal frequency modulation method is difficult to detect whether a collision has occurred, a basic packet is introduced as a unit of data communication. Moreover, the length of the basic packet is measured, and after the end of the packet, a slot in which the basic packet is divided into n (n = 1, 2,...) Is used to control the start of transmission of the next packet. Introduce as a time unit.
[0010]
The collision is detected by detecting whether or not the length of the transmitted basic packet is exactly n times the slot length. When the basic packet is longer than n slots, it is determined that a collision has occurred. When a collision is detected, a node is notified of the data collision by broadcasting a basic packet indicating the detection of the collision after a gap having a number of slots shorter than the silence time after the transmission of the basic packet.
[0011]
As described above, according to the collision avoidance method of the present invention, when a data collision occurs in the data communication network, the fact is known, so that the possibility of the data collision can be reduced.
[0012]
In the collision avoidance method of the present invention, the data length, the number of repetitions, the repetition period and the transmission destination node are designated by using the basic packet to secure the transmission right of the subsequent data. May be re-broadcasted in a gap longer than the gap of the transmitting means and shorter than the silence time of the transmission stopping means. In this way, the possibility of data collision in the data communication network can be further reduced. In this case, after the transmission of data such as stream data based on the secured transmission right of data is completed, the transmission right of the data may be released.
[0013]
Each functional unit (means) constituting the data distribution system of the present invention is provided, for example, at each node connected to the data communication network.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, an outline of an embodiment of the present invention will be described for each item.
[0015]
[Basic packet transmission]
In the present embodiment, the basic data transmission unit of the data communication system is an 8-byte (64-bit) packet, which is referred to as a basic packet. Since the data transmission speed is 2 Mbps, the basic packet is 32 μsec long.
[0016]
In each node, the time corresponding to half the length of the basic packet, that is, the time corresponding to the transmission of 4 bytes is called a slot, and this is used as the basic time unit of data transmission. Therefore, the basic packet is transmitted using two slots. This division into slots is performed independently by each node, and phase adjustment between nodes is not performed.
[0017]
The transmission of the basic packet is performed without taking measures for avoiding collision. First, it is confirmed that no other signal exists in the shared medium, and transmission is started from the head of its own slot. This helps to prevent collisions since the beginning of this slot is slightly offset between nodes. The reason will be described with reference to FIG.
[0018]
In FIG. 1, when the node A sends out the basic packet 11, a signal is transmitted with a propagation delay indicated by 12, and the signal transmitted by the node A reaches the node B slightly before the time of the head 13 of the slot. Node B does not send out data in slots starting at 13. That is, it is useful for collision avoidance.
[0019]
However, the signal from the node A reaches the node C with the propagation delay indicated by 12 slightly later than the head 14 of the slot of the node C, so that the node C sends out the basic packet 15. Therefore, the packet of the node A and the packet of the node C collide. However, the end of the packet of the node A arrives at a point 17 slightly later than the end 16 of the packet of the node C. The node transmitting the packet monitors the signal on the slot, and the node C terminates the packet transmitted by itself. Even notice that there is a signal in the next slot. This indicates that a collision has occurred.
[0020]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, if a basic packet is sent out or detected, the rule is that five slots after the end of the basic packet have a silence period during which no data is transmitted. Further, when the end of the basic packet is at a time other than the break of its own slot, five slots following that slot are set to the silence time. As a result, it can be determined whether or not the basic packet transmitted by itself has collided.
[0021]
Upon detecting the collision, the node C issues a NAK (unreceivable) command in the gap of one slot shown in FIG. Although small in probability, the basic packet from node A and the basic packet from node C may completely overlap in node C in two slots. At that time, node C cannot detect the collision. However, the phase of the basic packet from the node A and the phase of the basic packet from the node C are shifted from one another in any of the nodes in the network, and the basic packet is received out of two slots, so that a collision can be detected. At that time, the node that has detected the collision broadcasts a NAK command in one slot gap. Nodes A and C that hear this retransmit the basic packet.
[0022]
[Gap after packet end]
Next, the gap after receiving one ordinary basic packet will be described with reference to FIG.
[0023]
First, since the slot does not adjust the phase between nodes, the received basic packet 21 does not coincide with the end and end of its own slot. Therefore, the slot in which the end of the received basic packet 21 is located is ignored, and a gap is made from the next slot. That is, a case where only the slot of reference numeral 22 is a gap is referred to as a one-slot gap, a case where two slots of reference numeral 23 is a gap, and a case where three slots of reference numeral 24 are a gap. I do. Normal packets have at least a 5-slot gap and transmit in the next slot.
[0024]
Then, as shown in FIG. 2, a normal packet 25 is transmitted with a 5-slot gap, that is, a silence time of 5 slots or more. By doing so, a node that detects a collision with respect to basic command transmission broadcasts a NAK command in a one-slot gap. Because collisions are likely to be detected at many nodes, NAK commands are also likely to collide. However, since only a NAK command can be transmitted in one slot gap, the presence of the command itself means that a collision has occurred.
[0025]
[Collision avoidance method]
Next, an example of the collision avoidance method will be described.
[0026]
First, data transmission with data has a frame configuration in which a data field is taken immediately after a basic packet. The "transmission right reservation (CRS)" command is used for this collision avoidance. FIG. 3 shows the configuration of a basic packet used for collision avoidance.
[0027]
In FIG. 3, if the 8 bits of the destination are all 1, it means broadcast, and all zeros of the address are not used. The command column contains four types of commands for controlling the transmission right, in addition to the normal data transmission using only the basic packet. Table 1 shows the four commands.
[0028]
[Table 1]

[0029]
The “transmission right securing” command is used to perform control to avoid collision in the subsequent data packet transmission. The data packet has a fixed length of 8 bytes, whereas the data packet is longer than the basic packet and has a variable length. In the auxiliary address in FIG. 3, an address that is particularly desired to be designated in the broadcast transmission of the packet is described. In the case of a CRS command, an auxiliary address indicates a destination for securing transmission rights.
[0030]
As shown in FIG. 4, data transmission is classified into three types: data transmission only once, data transmission repeated several times in a designated cycle, and data transmission that occurs periodically and whose end point is unknown.
[0031]
When the data is transmitted only once, the data length is specified by the first 6 bits of the data 0. If the number from 0 to 255 is represented by h, the data length is 16h bytes. Therefore, the minimum data length is 16 bytes, that is, 4 slots. Six bits are assigned to the number of repetitions, and the preceding three bits (n) and the following three bits (m) are divided into n + 8.2. ^m Use to specify the number of times.
[0032]
These 6 bits are the last 2 bits of data 0 and the 4 bits before data 1. The cycle is specified by the last 4 bits of data 1, but if the 4-bit binary number is k, 2 ^k -Four slots are used as a cycle. However, all 0s have a period of particularly zero. In the case of unpredictable stream data, only the data length and cycle are specified, and the number of times is set to 0.
[0033]
Upon receiving this command, each node stores the address and the contents of its transmission right. The "end of transmission right" in Table 1 is for terminating the transmission right secured by "securing the transmission right", and is not issued unless the transmission right cannot be secured in the data transmission with the specified number of times. And
[0034]
Data 0 and data 1 are the same as the corresponding “secure transmission right”. This command is also used to cancel “secure transmission right” when “secure transmission right” cannot be exercised due to the “impossibility to secure transmission right” command. Each node that hears the "transmission right end" command memorizes and erases the contents of the transmission right. The “transmission right cannot be secured” is used to deny the “transmission right secured” command. When issuing a "secure transmission right" command, it is checked whether the contents of the transmission right of another node are infringed before being issued.
[0035]
Commands such as “secure transmission right (CRS)”, “end transmission right (ERS)”, and “unable to secure transmission right (UGR)” may not be heard even if broadcast. Since the purpose of the CRS command is to secure the transmission right between the destination and the destination, the node that can directly communicate with the two nodes must ensure this.
[0036]
Conversely, both the ERS and UGR commands must be heard by all nodes that hear the CRS command. A method called broadcast propagation is used for ensuring the CRS command.
[0037]
[Control of transmission right]
FIG. 5 shows the contents of the control bytes of the basic packet shown in FIG. However, the first bit is indicated as “retransmission” and the second bit is indicated as “broadcast propagation request”.
[0038]
The broadcast in which 1 is set here requests the node designated by the auxiliary address in FIG. 3 to continue the broadcast. In the case of the CRS command, the transmission destination is the transmission destination whose transmission right is desired to be secured to the auxiliary address, so that the destination broadcasts the CRS command again. At this time, the “broadcast propagation request” bit is set to 0.
[0039]
In this case, both the source node and the destination node broadcast the CRS command, so that the nodes that can directly communicate with each other are thoroughly secured for the transmission right. The ERS command is performed in exactly the same way as the CRS. The UGR command is a kind of response to the CRS command. These are also set to 1 in the “broadcast propagation request”, and are set to the broadcast in which the auxiliary address is the source address of the CRS command. The source address receiving this changes the UGR command into an ERS command and broadcasts it. Further, the ERS command and the UGR command are issued in a three-slot interval, and have a higher priority than a normal command.
[0040]
The UGR command is issued in a three-slot gap after the transmission of a normal basic packet, and similarly, the NAK command that conveys collision detection is also given the right to be issued only in one-slot silence. This not only reduces the likelihood of these collisions, but also makes the meaning of a command issued to those collisions obvious. In the case of a NAK within one slot gap, the transmitting node of the target basic packet transmits the same packet with the retransmission bit of FIG.
[0041]
On the other hand, the next broadcast that has received the broadcast propagation request of the CRS, ERS, and UGR commands is also issued in a two-slot interval, thereby facilitating transmission right control and reducing the possibility of collision.
[0042]
Next, more specific embodiments of the present invention will be described.
[0043]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention. In this embodiment, an 8-byte basic packet is used as a premise, and a half length, that is, a 4-byte length is used as a slot. Each configuration (functional unit) shown in FIG. 6 is provided in each node connected to the network.
[0044]
In this embodiment, first, the clock generated by the basic clock generator 101 is sent to the 1 / 256-slot clock generator 102 to generate a 1 / 256-slot clock having the slot length, and then the slot clock is generated by the slot clock generator 103. To generate a slot timing clock. This corresponds to one break in FIG.
[0045]
On the other hand, it is received through the receiving circuit 104 from the network. The received signal is divided into a basic packet and a data packet by a receiving circuit 104, and the latter is passed to a data packet receiving unit 105 and is subjected to processing of an upper layer. Since the processing of the upper layer is not the essence of the present invention, its detailed description is omitted here.
[0046]
The basic packet divided by the receiving circuit 104 is passed to the basic packet receiving unit 106, and is converted by the received signal detecting unit 107 into a pulse having a signal length. The converted pulse is sent to an AND circuit (logical product) 108. The AND circuit 108 calculates the logical product of the pulse (clock) from the received signal detection unit 107 and the 1/256 slot clock from the 1/256 slot clock generation unit 102, so that the 1/256 slot clock becomes the received signal. Pass by the amount corresponding to the existing period.
[0047]
The basic packet length counting unit 109 counts 512 clocks of the clock that has passed in this way to determine whether the received signal is longer than two slots. Here, the clock is used to determine the length of 1/256 of the slot. However, if the clock is set to 1/512 or 1/1024, the accuracy is further improved. Furthermore, whether or not the length of the received collision-free basic packet is just a count of 512 clocks depends on the accuracy of the basic clock of the device that transmitted the basic packet and the device that received the basic packet.
[0048]
If the basic clock has an accuracy of 1/10000 or more, the basic clock length can be extracted by 512 counts. If the count is larger than this, a "count over" signal is issued to activate the collision detection unit 110 and generate a collision detection command. The unit 111 generates a collision detection command.
[0049]
Next, the basic packet length counting section 109 finds the end of the reception signal detected by the reception signal detection section 107, and passes “packet end” to the command sending timing generation section 113. The command sending timing generator 113 finds the slot to be sent by counting the number of slots corresponding to the size of the own address from the end of the packet and the pulse from the slot clock generator 103, and transmits the basic packet by itself. Control when to do it.
[0050]
The basic packet generator 112 receives the collision detection command from the collision detection command generator 111, assembles it into a basic packet, and passes it to the basic packet transmitter 114 at the timing coming from the command transmission timing generator 113.
[0051]
The basic packet transmission unit 114 receives the command transmission timing from the command transmission timing generation unit 113, and transfers the basic packet to the transmission circuit 115 to transmit the basic packet from the head of its own slot. The basic packet generator 112 also generates a basic packet for a command passed from an upper layer.
[0052]
The transmission right slot detector 117 detects whether or not the slot has a transmission right by referring to the number counted by the slot counter 116 supplied with the slot clock from the slot clock generator 103.
[0053]
When the transmission right is detected by the transmission right slot detection unit 117, and the command transmission timing generation unit 113 notified of the transmission right generation, the transmission timing generation unit 113 creates a transmission timing, informs the basic packet generation unit 112 of the transmission timing, and further transmits a data packet The transmitting unit 118 is also instructed.
[0054]
The transmitting circuit 115 transmits the basic packet transmitted from the basic packet transmitting unit 114 and the data packet transmitted from the data packet transmitting unit 118 to the network.
[0055]
Here, even if the collision detection command generation unit 111 generates a collision detection command, if another device issues a collision detection command before transmitting the collision detection command, the transmission must be stopped. In this case, the received command creation unit 119 passes the command received without collision to the upper layer, and the upper layer determines.
[0056]
Receiving command creating section 119 knows that there was no collision by receiving “count OK” from basic packet length counting section 109, and deletes an extra portion of the basic packet sent from basic packet receiving section 106, Prepare the receive command to be passed to the upper layer.
[0057]
On the other hand, when the upper layer recognizes the collision detection command of another device, it notifies the basic packet generator 112 that transmission of the collision detection command is no longer necessary. In response, the basic packet generator 112 stops the transmission. Also, when the basic packet generator 112 itself issues the transmission right securing command, if the transmission right confirming unit 120 confirms that the receiving circuit 104 has not received for a certain period of time, it means that the transmission right has been secured. Notify upper layers.
[0058]
Next, the configuration of the upper layer will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows only the configuration related to the present invention.
[0059]
First, the command analyzing unit 201 to which the received command is passed from the received command creating unit 119 analyzes the command, and when the content is a broadcast of the transmission right securing command, the transmission right analysis unit 202 analyzes the transmission right. Then, the determination unit 203 determines whether there is any overlap with the existing transmission right written in the transmission right table, and if the determination result is NO, the table writing unit 204 notifies the transmission right table 213 of this fact. And the determination unit 214 determines whether 1 is set in the “broadcast propagation request” of the command. If the determination result is YES, the same command is set to “broad propagation request”, and the basic packet transmission unit is set. Request broadcast to 114. If the result of the determination by the determining unit 203 is NO, the process ends.
[0060]
On the other hand, if the judgment result in the judgment unit 203 is YES, the transmission right non-securable command generation unit 205 generates a transmission right non-securable command and passes it to the basic packet generation unit 112. If the command analysis result in the command analysis unit 201 is a transmission right end command, the command deletion unit 206 deletes the corresponding column from the transmission right table 213.
[0061]
If the result of the command analysis by the command analysis unit 201 is a command to secure the transmission right addressed to itself, the transmission right securing postponing unit 207 takes action to postpone the transmission right securing and generates a transmission right end command. The unit 209 requests the “broadcast propagation request” to generate a transmission right end command of “1”.
[0062]
The auxiliary address at this time is the same as the auxiliary address when the transmission right securing command is issued. Here, when the transmission right confirmation unit 120 of FIG. 6 notifies the upper layer that the transmission right is confirmed, the transmission right writing unit 208 stores the transmission right in the transmission right table 213. Write. On the other hand, when the judgment result of the judgment unit 212 indicates that the transmission right becomes unnecessary, the table correction unit 210 deletes the corresponding column from the transmission right table and secures it only in the length and the time. If the end time is an unpredictable transmission right, the transmission right end command generation unit 209 generates a transmission right end command with “broadcast propagation request” set to 1 and passes it to the basic packet generation unit 112.
[0063]
On the other hand, when it becomes necessary to secure the transmission right, the transmission right securing command generator 211 generates a transmission right securing command and passes it to the basic packet generator 112. The transmission right includes a one-time or multiple-time one that does not issue the transmission right end command. The determination unit 212 determines whether or not the transmission right has ended based on the length and the number of times. When the transmission right ends, the table correction unit 210 corrects the transmission right table 213.
[0064]
In the above embodiment, the bit rate of data transmission is 2 Mbps, the basic packet length is 8 bits, and the slot length is 16 μsec, which is half the basic packet length. However, the present invention is not limited to this, and the bit rate is , 3 Mbps or 1 Mbps, or even higher, 8 Mbps.
[0065]
The length of the basic packet should not be too long, but may be 10 bytes or 12 bytes instead of 8 bytes. Since the detection of the collision of the basic packet is easy, the transmission right is not secured for the transmission of the basic packet.
[0066]
In the present invention, the slot for collision detection is set to an integer fraction of the basic packet, and its length is set to about 20 times or more the maximum propagation delay between nodes in the network. For example, if the maximum length is 50 m, the slot length is at least longer than 6 Msec because the propagation delay of 100 m is about 0.3 Msec. In addition, by properly using the three types of slot gaps, it is possible to easily detect a collision and to reliably notify when a collision is detected. Since only the NAK command for collision detection is issued in a one-slot gap, it can be understood that a NAK command is issued even if this command collides.
[0067]
Next, what is important in the present invention is the CRS, ERS, and UGR commands related to securing the transmission right, and these are issued in a three-slot interval. After confirming that the NAK command is not issued, the NAK command is issued, so that the transmission right can be promptly secured. Therefore, in a shared-media type network in which some instability remains in transmission between nodes, and in a network having a limited maximum length, transmission rights for stream-type data transmission such as voice / sound avoid collision. Can be secured.
[0068]
In the description of the present embodiment, the cycle of stream data is set within a range of several milliseconds at a rate of several Mbps. However, the present invention can be applied to a network for transmitting stream data composed of a television signal compressed at a rate of several tens of Mbps. It is.
[0069]
In that case, to make the cycle longer, the basic packet is 10 bytes long, the data length, the number of times, and the cycle are each given 8 bits, and the slot is only the same length as the basic packet or an integral multiple of it. It is clear that the present invention can be applied.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a data communication network, the transmission time of a basic packet, which is a basic unit of data communication, is divided by n at the timing of each node, and the division unit is used as a transmission time unit as a slot, Further, data transmission is stopped with a certain number of slots after transmission of the basic packet as a silence time. Then, it detects whether or not the transmitted basic packet is longer than n slots, and when the basic packet is longer than n slots, after a gap of the number of slots shorter than the silence time, a basic packet notifying of collision detection Is broadcast, the possibility of data collision in the data communication network can be reduced.
[0071]
This makes it possible to transmit data from separate nodes connected to the network prior to data transmission in a data communication network using a spread spectrum communication system or an orthogonal frequency division modulation system, particularly in a shared media type data communication network using indoor power or radio. It is possible to prevent the transmitted data from colliding in the network and interfering with each other, and to prevent data transmission from functioning. In addition, it is possible to easily cope with stream type data transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a slot and a basic packet transmission method applied to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a gap after receiving a basic packet.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a basic packet.
FIG. 4 is a diagram showing types of data transmission.
FIG. 5 is a diagram showing the contents of a control byte of a basic packet.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of transmission right control used in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
A, B, C nodes
101 Basic clock generator
102 1/256 slot clock generator
103 Slot clock generator
104 receiving circuit
105 Data packet receiving unit
106 Basic packet receiving unit
107 Received signal detector
108 AND circuit (logical product)
109 Basic packet length count section
110 Collision detector
111 Collision detection command generator
112 Basic packet generator
113 Command sending timing generator
114 Basic Packet Transmitter
115 transmission circuit
116 Slot count section
117 Transmission Right Slot Detector
118 data packet transmission unit
119 Receive command creation unit
120 Transmission right confirmation unit

Claims

In a data communication network using an indoor power line or wireless communication, the transmission time of a basic packet, which is a basic unit of data communication, is divided by n (n = 1, 2,...) At the timing of each node, and the division unit is defined as a slot. Slot clock generating means for generating a slot clock for use as a unit of transmission time,
Transmission stop means for stopping data transmission with a certain number of slots after the transmission of the basic packet as a silence time,
Detecting means for detecting whether or not the transmitted basic packet is longer than n slots;
When the detecting unit detects that the basic packet is longer than n slots, a transmitting unit that broadcasts a basic packet indicating a collision detection after a gap of the number of slots shorter than the silence time,
A collision avoidance method in data communication, comprising:

2. A collision avoidance system in data communication according to claim 1, wherein the basic packet is used to designate a data length, the number of repetitions, a repetition period, and a transmission destination node, and a transmission right securing means for securing a transmission right for subsequent data; When designated as a transmission destination by the basic packet for securing the transmission right, retransmitting means for re-broadcasting the basic packet with a gap longer than the gap of the transmitting means and shorter than the silence time of the transmission stopping means. A collision avoidance method in data communication characterized by comprising:

3. The collision avoidance system in data communication according to claim 2, further comprising a transmission right releasing unit that releases the transmission right of the data after the transmission of the data such as stream data based on the transmission right of the secured data is completed. A collision avoidance method in data communication characterized by the following.