JP2008099289A - Frame collision processing method and system - Google Patents

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安 新 李
Mingshu Wang
明 曙 王
Xiangming Li
祥 明 李
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restore collision frames by providing a frame collision processing method and a system. <P>SOLUTION: A frame collision processing method includes: a step (a) of processing information bits using a spread sequence, and transmitting the information bits to a receiving node; a step (b) of despreading an overall signal received using the spread sequence to obtain a sequence maximum power addition value, a symbol shift and a code chip shift corresponding to each spread sequence; a step (c) of determining whether a frame collision occurs by comparing each sequence maximum power addition value with a threshold, performing the processing of a step (d) for a frame required to be restored when there are colliding frames, and performing the processing of a step (d) on each of other frames corresponding to a total maximum sequence maximum power addition value; and a step (d) of acquiring synchronization information, applying precise synchronization processing to a symbol shift value, determining a frame that can be restored, and acquiring a media access control layer load, so that NAV can be set in accordance with preset rules. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、データ伝送技術分野に係り、特に、フレーム衝突処理方法及びシステムに関する。   The present invention relates to the field of data transmission technology, and more particularly to a frame collision processing method and system.

無線通信システムにおいては、複数の移動端末から同時に信号が送信される場合、衝突によってフレームが失われる可能性が大きい。明らかに、フレームが失われることは、移動端末のデータ伝送に影響を与える。   In a wireless communication system, when signals are transmitted simultaneously from a plurality of mobile terminals, there is a high possibility that a frame is lost due to a collision. Obviously, the loss of frames affects the data transmission of the mobile terminal.

そこで、現在、複数の解決案が提案されている。以下、これらの解決案に対してそれぞれ簡単に説明する。   Therefore, a plurality of solutions are currently proposed. Hereinafter, each of these solutions will be briefly described.

無線LAN基準においては、二種類のメディアアクセス制御アルゴリズムが定義されている。その一つは基本DCFアルゴリズム(DCF、Distributed Coordination Function)であり、もう一つは送信要求/送信許可ハンドシェイクDCF(RTS/CTS Handshaking DCF)アルゴリズムである。基本DCFアルゴリズムは、短いデータフレームの伝送に用いられ、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムは、長いデータフレームの伝送に用いられる。   In the wireless LAN standard, two types of media access control algorithms are defined. One is a basic DCF algorithm (DCF, Distributed Coordination Function), and the other is a transmission request / transmission permission handshaking DCF (RTS / CTS Handshaking DCF) algorithm. The basic DCF algorithm is used for transmission of short data frames, and the RTS / CTS handshake DCF algorithm is used for transmission of long data frames.

他のメディアアクセス制御アルゴリズムのように、DCFアルゴリズムのアイデアも、衝突を回避することである。衝突の発生確率を低くするために、DCFアルゴリズムにより、例えば、物理キャリアセンス、ネットワーク割当ベクトル(NAV、Network Allocation Vector)設定、2進指数バックオフ(BEB、Binary exponential backoff)アルゴリズム及びRTS/CTSハンドシェイクチャネル保留など、衝突を回避する方法が複数定義されている。   Like other media access control algorithms, the idea of the DCF algorithm is to avoid collisions. In order to reduce the probability of collision, DCF algorithm can be used, for example, physical carrier sense, network allocation vector (NAV) setting, binary exponential backoff (BEB) algorithm, and RTS / CTS hand There are multiple methods defined to avoid collisions, such as shake channel hold.

しかしながら、DCFアルゴリズムにはまた次の問題が存在している。   However, the DCF algorithm also has the following problem.

(1)該アルゴリズムは、物理層の潜在的能力を充分に利用しておらず、即ち、物理層キャリアセンスの情報のみを利用している。実際に、物理層は、衝突回避のための更に多くの情報を提供できるが、DCFアルゴリズムは、この点を充分に考えていない。   (1) The algorithm does not make full use of the potential capabilities of the physical layer, i.e. uses only physical layer carrier sense information. In fact, the physical layer can provide more information for collision avoidance, but the DCF algorithm does not fully consider this point.

(2)DCFアルゴリズムに使用されるBEBアルゴリズムによっては、衝突を効果的に回避することができない。例えば、ネットワークノードが多い場合、BEBアルゴリズムを利用しても、複数のノードが同じ数のバックオフスロットを選択することで、衝突が発生する可能性がある。   (2) Depending on the BEB algorithm used for the DCF algorithm, collision cannot be effectively avoided. For example, when there are many network nodes, even if the BEB algorithm is used, a plurality of nodes may select the same number of back-off slots, so that collision may occur.

(3)RTS/CTSフレーム自身においても衝突が発生する可能性があるので、DCFアルゴリズムで定義されるRTS/CTSハンドシェイクチャネル保留によっても、データフレームが干渉を受けずに伝送されることを保証できない。   (3) Since there is a possibility of collision in the RTS / CTS frame itself, it is guaranteed that the data frame is transmitted without interference even by holding the RTS / CTS handshake channel defined by the DCF algorithm. Can not.

(4)衝突が発生したとき、DCFアルゴリズムにより、いかなる対策も提供できず、言い換えれば、衝突が発生したら、必ずデータフレームが失われることを意味する。   (4) When a collision occurs, no countermeasure can be provided by the DCF algorithm, in other words, a data frame is always lost when a collision occurs.

DCFアルゴリズムの上記問題に鑑みて、マルチパケット受信技術(MPR、Multiple Packet Reception)が提案されている。該技術によれば、従来の「衝突は、フレームが失われることに等しい」という物理層モデルを変え、無線ランダムアクセスネットワークの性能を大幅に向上させることができるので、将来に多く利用される技術である。現在、最も注目されるMPR技術は、ポリノミアル位相シーケンス(PPS、Polynomial Phase Sequence)に基づくマルチパケット受信技術である。PPSマルチパケット受信技術の主な考え方は、次のようになる。ノードごとにひとつの共通のコードブック(common code book)が記憶されており、コードブックには、いくつかの特徴シーケンス(color code)が含まれている。ノードから送信しようとするデータがある場合、共通のコードブックから一つの特徴シーケンスをランダムに選択して、送信される信号にマークを付ける。受信する際に、受信ノードは、共通のコードブックにおける全ての特徴シーケンスに対して全数検索を行って、受信した信号に含まれる特徴シーケンスを確定し、確定した特徴シーケンスに基づいて、複数の送信ノードから送信された信号を分離する。   In view of the above problem of the DCF algorithm, a multi-packet reception technique (MPR, Multiple Packet Reception) has been proposed. According to the technology, the conventional physical layer model of “collision is equivalent to frame loss” can be changed and the performance of the wireless random access network can be greatly improved. It is. At present, the MPR technology that has attracted the most attention is a multi-packet reception technology based on a Polynomial Phase Sequence (PPS). The main idea of the PPS multi-packet reception technique is as follows. A common code book is stored for each node, and the code book includes several feature codes (color codes). When there is data to be transmitted from the node, one feature sequence is randomly selected from the common codebook and the transmitted signal is marked. When receiving, the receiving node performs an exhaustive search for all the feature sequences in the common codebook, determines the feature sequence included in the received signal, and transmits a plurality of transmissions based on the determined feature sequence. Separate the signal sent from the node.

PPSマルチパケット受信技術において、送信ノードごとに異なる特徴シーケンスを設定することがその主な考え方であるにも関わらず、異なる送信ノードが同一の特徴シーケンスを選択する可能性がないとは言えない。明らかに、異なる送信ノードが異なる特徴シーケンスを選択した場合、受信ノードは、信号処理方法によって異なる送信ノードの信号分離を行うことができる。一方、複数の送信ノードが同一の特徴コードワードを選択した場合、受信ノードは、これらのノードから送信された全ての信号を該特徴コードワードに基づいて復元することができない。   In the PPS multi-packet reception technique, although it is the main idea to set different feature sequences for each transmission node, it cannot be said that there is no possibility that different transmission nodes select the same feature sequence. Obviously, if different transmitting nodes select different feature sequences, the receiving node can perform signal separation of different transmitting nodes according to the signal processing method. On the other hand, when a plurality of transmitting nodes select the same feature codeword, the receiving node cannot restore all signals transmitted from these nodes based on the feature codeword.

また、該PPSマルチパケット受信技術には他の問題も存在している。   There are also other problems with the PPS multi-packet reception technique.

(1)受信ノードは、受信した信号に含まれる特徴シーケンスを、共通のコードブックから全数検索によって確定するため、算出複雑度が非常に高い。また、複数のノードが同一の特徴コードワードを選択する確率を低くするために、PPSマルチパケット受信技術において、共通のコードブックのサイズがノード総数の8倍となるよう要求している。ネットワークにおけるノード数が非常に多いとき、共通のコードブックが非常に大きくなるため、受信ノードの複雑度を非常に高くなり、とても受け入れることができない状態になる。   (1) Since the receiving node determines the feature sequence included in the received signal by exhaustive search from a common code book, the calculation complexity is very high. Further, in order to reduce the probability that a plurality of nodes select the same feature codeword, the PPS multi-packet reception technique requires that the size of a common codebook is eight times the total number of nodes. When the number of nodes in the network is very large, the common codebook becomes very large, so the complexity of the receiving node becomes very high and it becomes very unacceptable.

(2)PPSマルチパケット受信技術においては、同一ノードから送信されるフレーム間の間隔が受信ノードのスライドウィンドウの長さより大きくなるよう要求される。該長さは、通常フレーム長の2倍である。しかし、メディアアクセス制御層プロトコルにおいて、CTS、肯定確認(ACK)のような制御フレームに対しては、短い時間間隔内にいちはやく応答しなければならないため、該技術は、従来のメディアアクセス制御層プロトコルと集積することができない。   (2) In the PPS multi-packet reception technique, the interval between frames transmitted from the same node is required to be larger than the length of the sliding window of the receiving node. The length is usually twice the frame length. However, in the media access control layer protocol, a control frame such as CTS and positive acknowledgment (ACK) must respond quickly within a short time interval. Cannot be integrated.

従来の無線ランダムアクセスネットワークにおいて、さらにマルチパケット受信に関連する二つのクロスレイヤー設計案があって、一つがネットワーク・アシスト・ダイバーシティ・マルチアクセスアルゴリズム(NDMA、Network assisted Diversity Multiple Access)であり、もう一つがMPR-pアルゴリズムである。   In conventional wireless random access networks, there are two cross-layer design proposals related to multi-packet reception, one is Network Assisted Diversity Multiple Access (NDMA) and the other is One is the MPR-p algorithm.

NDMAアルゴリズムは、タイムスロットの同期しているネットワークに応用される方法である。即ち、ノードは、各タイムスロットの開始タイミングのみにフレームを送信できる。明らかに、あるタイムスロットにおいて、複数のノードがフレームを送信した場合、フレーム衝突が発生する。NDMAアルゴリズムにおいては、フレーム衝突が発生した場合、受信ノードは、フレームを送信した全てのノードに対して、受信ノードが充分な情報を取得して衝突が発生したフレームを復元できるまでに、その後のタイムスロットにおいて引き続きフレームを送信するよう通知する。且つ、どのノードのフレームが衝突したかを、受信ノードが識別できるように保証するために、ノードごとに唯一のIDを割当てることが必要であり、且つ異なるノードのIDは互いに直交する。   The NDMA algorithm is a method applied to a network in which time slots are synchronized. That is, the node can transmit a frame only at the start timing of each time slot. Clearly, frame collisions occur when multiple nodes transmit frames in a time slot. In the NDMA algorithm, when a frame collision occurs, the receiving node obtains sufficient information for all the nodes that transmitted the frame until the receiving node can restore the frame in which the collision has occurred. It is notified that frames are continuously transmitted in the time slot. In addition, in order to ensure that the receiving node can identify which node's frame has collided, it is necessary to assign a unique ID to each node, and the IDs of different nodes are orthogonal to each other.

上記NDMAアルゴリズムの主な欠点は、タイムスロットが同期するネットワークのみに適用し、非同期のネットワークには適用しないことである。しかし、例えば無線LAN IEEE 802.11b、IEEE 802.11a等の現在の大部分の無線ランダムアクセスネットワークは、いずれも非同期ネットワークである。   The main drawback of the NDMA algorithm is that it applies only to networks where time slots are synchronized, not to asynchronous networks. However, most of current wireless random access networks such as wireless LAN IEEE 802.11b and IEEE 802.11a are all asynchronous networks.

MPR-pアルゴリズムの動作プロセスは、図1に示すように、送信ノードTxから、隣接する受信ノードRxに送信しようとするデータがある場合、Txは、まずRTSをRxに送信し、該TxからRxにフレームを送信することを要求する。該Txから送信されたRTSフレームはRxだけでなく、Txの他の隣接ノードによりも受信される。該他の隣接ノードをノードAとすると、該ノードAは、RTSを正しく受信した場合、正常のバックオフアルゴリズムを行う。即ち、自身のネットワーク割当てベクトルを設定して、該ノードが、TxとRxのデータやり取りが終わる前にチャネルにアクセスできないようにする。目的ノードRxは、RTSを正しく受信すると、TxにCTSフレームを応答し、Txの要求を受けて、Txのデータ送信開始を許すことを示す。MPR-pアルゴリズムは、物理層がマルチパケット受信能力を有すると仮定しているため、TxがデータをRxに送信すると共に、Rxの他の隣接ノードもデータフレームをRxに送信できる。図1に示すように、ノードB、ノードCも、Rxにデータを送信できる。したがって、Rxは、複数のデータフレームを受信できる。本例において、これらのデータフレームは、具体的にTx、ノードBとノードCのデータフレームである。MPR-pアルゴリズムは、物理層がマルチパケット受信能力を有すると仮定しているため、該仮定に基づいて、異なるノードから送信されたデータフレームを分離することができる。これらのフレームを分離した後、Rxは、増強したACKフレームをさらに送信し、データを正しく受信したことを示し、且つ該増強したACKフレームには、Rxにデータフレームを送信した全てのノードのアドレスが含まれている。即ち、上記例において、該ACKフレームには、Tx、ノードBとノードCのアドレスが含まれるべきである。   As shown in FIG. 1, when there is data to be transmitted from the transmitting node Tx to the adjacent receiving node Rx, the Tx first transmits the RTS to the Rx, and then the MPR-p algorithm operates as shown in FIG. Request Rx to send a frame. The RTS frame transmitted from the Tx is received not only by Rx but also by other neighboring nodes of Tx. Assuming that the other adjacent node is the node A, when the node A correctly receives the RTS, the node A performs a normal back-off algorithm. That is, its own network allocation vector is set so that the node cannot access the channel before the Tx and Rx data exchange ends. When the destination node Rx receives the RTS correctly, it responds with a CTS frame to the Tx, receives the request for the Tx, and indicates that the Tx data transmission start is permitted. Since the MPR-p algorithm assumes that the physical layer has multi-packet reception capability, Tx transmits data to Rx and other neighboring nodes of Rx can also transmit data frames to Rx. As shown in FIG. 1, Node B and Node C can also transmit data to Rx. Thus, Rx can receive multiple data frames. In this example, these data frames are specifically Tx, node B and node C data frames. Since the MPR-p algorithm assumes that the physical layer has multi-packet reception capability, data frames transmitted from different nodes can be separated based on the assumption. After separating these frames, Rx further transmits the augmented ACK frame to indicate that the data has been received correctly, and the augmented ACK frame includes the addresses of all nodes that transmitted the data frame to Rx. It is included. That is, in the above example, the ACK frame should include Tx and the addresses of Node B and Node C.

上記MPR-pアルゴリズムに存在する主な問題は次のようになる。   The main problems existing in the MPR-p algorithm are as follows.

(1)ネットワークからより多くの情報を提供するよう要求する。MPR-pアルゴリズムは、各ノードが、自身の周囲にどの隣接ノードがあるかを知ることにより、該ノードの隣接ノード数情報を、CTSフレームによって他のノードに送信するように要求し、他のノードは、CTSフレームにおける隣接ノード数情報に基づいて、送信確率を算出し、該確率に基づいて、データ(DATA)フレームを送信するか否かを判定する。しかし、ネットワークがダイナミックに変化するため、該情報を取得するために、各ノードが「プローブ」を定期的に送信しなければならない。明らかに、このような処理は、大量のネットワーク資源を占めることとなり、ネットワークの性能を大幅に低下させることになる。   (1) Request to provide more information from the network. The MPR-p algorithm requests each node to send information on the number of neighboring nodes of the node to other nodes by using the CTS frame by knowing which neighboring nodes are around it. The node calculates a transmission probability based on the adjacent node number information in the CTS frame, and determines whether to transmit a data (DATA) frame based on the probability. However, because the network changes dynamically, each node must periodically send a “probe” to obtain this information. Obviously, such processing will occupy a large amount of network resources and will greatly reduce the performance of the network.

(2)MPR-pアルゴリズムは、従来プロトコルにおけるCTSフレームとACKフレームのフォーマットを修正することを要求する。例えば、上述のように、CTSフレームに、隣接ノードの個数情報を入れることが必要である。また、該ノードのアドレス情報もCTSフレームに入れることが必要である。該ノードのアドレス情報は、CTSフレームを受信したノードが、どのノードから送信されたCTSフレームであるかを知るようにするものであり、それによって、該ノードに送信する必要のあるDATAフレームが自身に存在するかを判定する。ACKフレームに複数のアドレスフィールドを入れる必要があり、受信ノードが一つのACKフレームを通して、受信した複数のデータフレームを応答できるようにする。   (2) The MPR-p algorithm requires modification of the format of the CTS frame and the ACK frame in the conventional protocol. For example, as described above, it is necessary to include the number information of adjacent nodes in the CTS frame. Also, the address information of the node needs to be included in the CTS frame. The address information of the node allows the node that has received the CTS frame to know from which node the CTS frame is transmitted, so that the DATA frame that needs to be transmitted to the node is To determine if it exists. It is necessary to put a plurality of address fields in the ACK frame, so that the receiving node can respond to a plurality of received data frames through one ACK frame.

(3)MPR-pアルゴリズムは、データフレームのみに対して物理層のマルチパケット受信能力を利用し、CTS、ACKのような制御フレームに対してはマルチパケット受信能力を利用していない。物理層の制御フレームに対するマルチパケット受信能力により、制御パケットが衝突した際に、復元して利用することができるが、MPR-pアルゴリズムには、このような能力を利用する仕組みがない。したがって、CTS、ACKのようなフレームが衝突して失われると、復元することができない。例えば、図1において、ACKフレームが衝突して運悪く失われると、Tx、ノードBとCは、ACKフレームを受信しなかったことを理由に、自身で送信したデータフレームが失われたと考えて、実に目的ノードにおいて該データフレームを正しく受信したとしても、その後にデータフレームを再送する。明らかに、該再送処理は、ネットワーク資源を再び占めるだけではなく、衝突が発生する可能性も依然として存在する。制御フレームのマルチパケット受信能力を充分に開発して利用すれば、このような再送を回避することができ、ネットワークの資源を効果的に利用することができる。   (3) The MPR-p algorithm uses the multi-packet reception capability of the physical layer only for data frames, and does not use the multi-packet reception capability for control frames such as CTS and ACK. Although the multi-packet reception capability for the control frame in the physical layer can be restored and used when a control packet collides, the MPR-p algorithm has no mechanism for using such capability. Therefore, if frames such as CTS and ACK collide and are lost, they cannot be restored. For example, in FIG. 1, when an ACK frame collides and is lost unfortunately, Tx, Nodes B and C think that the data frame transmitted by itself is lost because it did not receive the ACK frame. Even if the target node actually receives the data frame correctly, the data frame is retransmitted thereafter. Obviously, the retransmission process not only reoccupies the network resources, but there is still the possibility of collisions. If the multi-packet reception capability of control frames is fully developed and used, such retransmission can be avoided and network resources can be used effectively.

上記をまとめて、従来、衝突が発生したときのフレーム復元及び関連処理を解決する方法はない。   In summary, there is no conventional method for solving frame restoration and related processing when a collision occurs.

上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする主な問題は、フレーム衝突処理方法を提供して、衝突フレームに対する復元を実現することである。   In view of the above problems, the main problem to be solved by the present invention is to provide a frame collision processing method to realize restoration for a collision frame.

本発明が解決しようとするもう一つの問題は、フレーム衝突処理システムを提供することである。   Another problem that the present invention seeks to solve is to provide a frame collision handling system.

上記問題を解決するために、本発明は、次の技術案を提供する。   In order to solve the above problem, the present invention provides the following technical solution.

本発明に係るフレーム衝突処理方法は、フレームタイプ毎に唯一に対応する拡散シーケンスを予め設定し、該方法は、更に
送信ノードが、上記拡散シーケンスを用いて、本ノードに入力される情報ビットに対して処理を行い、その後受信ノードに送信するステップaと、
受信ノードが、上記拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを得るステップbと、
受信ノードが、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、該衝突フレームの関連情報に基づいて、復元する必要のあるフレームを特定して、該フレームに対してステップdの処理を行い、衝突したフレームがない場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちの最大のシーケンス最大パワー加算値を総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応されるフレームを特定して、該フレームに対してステップdの処理を行うステップcと、
受信ノードが、フレームの同期情報を取得し、該フレームのシンボルシフト値に対して精密同期処理を行ってフレーム同期を実現することによって、復元できるフレームを特定し、上記フレームに対して検出を行って、該フレームのメディアアクセス制御層ロードを取得するステップdと、
受信ノードが、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いてネットワーク割当てベクトルNAVを設定するステップeとを含む。
In the frame collision processing method according to the present invention, a spreading sequence that uniquely corresponds to each frame type is set in advance, and the method further includes that the transmitting node uses the spreading sequence to process information bits input to the node. Step a for processing to the receiving node and then transmitting to the receiving node;
The receiving node performs despreading processing on the entire received signal using the spreading sequence to obtain a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. b,
The receiving node determines whether or not a frame collision has occurred by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold value. Based on the related information, a frame that needs to be restored is identified, the process of step d is performed on the frame, and if there is no collided frame, the maximum sequence maximum among all the sequence maximum power addition values A step c for setting the power addition value as a total maximum sequence maximum power addition value, identifying a frame corresponding to a spreading sequence corresponding to the sequence maximum power addition value, and performing the process of step d on the frame;
The receiving node acquires frame synchronization information, performs frame synchronization by performing fine synchronization processing on the symbol shift value of the frame, identifies a frame that can be restored, and performs detection on the frame. Obtaining a media access control layer load of the frame;
And a step e in which the receiving node sets a network allocation vector NAV using a preset rule in the media access control layer.

本発明に係るフレーム衝突処理システムは、送信ノードと受信ノードとを有しており、そのうち、
送信ノードは、予め設定された拡散シーケンスを用いて、本ノードに入力される情報ビットに対して処理を行い、処理した後の情報ビットを受信ノードに送信し、
受信ノードは、予め設定された拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行って、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを取得し、各シーケンス最大パワー加算値と、予め設定された閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、該衝突フレームの関連情報に基づいて、復元する必要のあるフレームを特定し、フレーム衝突が生じなかった場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちから、最大のシーケンス最大パワー加算値を選択して総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応されるフレームを特定し、特定されたフレームに対して精密同期処理を行うことによって、復元できるフレームを特定し、上記フレームに対して検出を行うことによって、そのメディアアクセス制御層ロードを取得し、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いてNAVを設定する。
The frame collision processing system according to the present invention has a transmission node and a reception node, of which
The transmitting node performs processing on the information bits input to the present node using a preset spreading sequence, transmits the processed information bits to the receiving node,
The receiving node performs a despreading process on the entire received signal using a preset spreading sequence, and obtains a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip. A shift is acquired, and each sequence maximum power addition value is compared with a preset threshold value to determine whether or not a frame collision has occurred, and when there is a collision frame, in the related information of the collision frame, If the frame that needs to be restored is identified and no frame collision occurs, the maximum sequence maximum power addition value is selected from all the sequence maximum power addition values and the total maximum sequence maximum power addition value is selected. And specify the frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the maximum sequence power addition value. By performing fine synchronization processing on the specified frame, the frame that can be restored is specified, and by detecting the frame, the media access control layer load is obtained, and in the media access control layer, NAV is set using a preset rule.

本発明に係る物理層設計とメディアアクセス制御層設計に対してシミュレーションし、シミュレーション結果を、従来技術手段のシミュレーション結果と比較することにより、本発明における有効さを証明することができる。且つ、該有効さは、それぞれ受信ノードの物理層及びメディアアクセス制御層における効果から証明してもよい。   By simulating the physical layer design and the media access control layer design according to the present invention and comparing the simulation result with the simulation result of the prior art means, the effectiveness in the present invention can be proved. The effectiveness may be proved from the effects in the physical layer and the media access control layer of the receiving node, respectively.

まず、物理層のチャネル、メディアアクセス制御層のデータロード長、フレーム構造、拡散シーケンス、送信ノード、受信ノード及び相応情報に対してシミュレーション設定を行い、具体的な物理層のシミュレーション設定は次のようになる。   First, simulation settings are made for physical layer channels, media access control layer data load length, frame structure, spreading sequence, transmitting node, receiving node and corresponding information. The specific physical layer simulation settings are as follows: become.

チャネルを、レイリー(Rayleigh)ファスト減衰チャネルとして設定し、即ち、チャネル応答が各フレームにおいて不変を維持し、異なるフレームにおいてランダムに変化し、
基本DCFアルゴリズムに対しては、メディアアクセス制御層のデータロード長を1000ビットと設定し、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムに対しては、データロード長を8000ビットと設定し、
無線LAN基準に基づいてフレーム構造を設定し、即ち、プリアンブル長が144ビットであり、物理層のフレームヘッド長が48ビットであり、メディアアクセス制御層ロードには、メディアアクセス制御層パケットヘッドとメディアアクセス制御層のデータロードとが含まれ、
バーカーシーケンス(Barker sequence)に基づいた四つの異なる多相複素拡散系列を拡散シーケンスとして採用し、長さが11コードチップであり、
二つの送信ノードを設定し、各送信タイミングにおいて、この二つの送信ノードは、送信したいフレームを独立に生成し、且つこの二つの送信ノードのフレームが衝突するか否かは、予め設定された確率Pにより決定され、即ち、Pを衝突確率とし、(1-P)を衝突が発生しない確率とし、
一つの受信ノードを設定して、本発明による検出方法の実行に用いる。
Set the channel as a Rayleigh fast decay channel, i.e. the channel response remains unchanged in each frame and changes randomly in different frames,
For the basic DCF algorithm, the data load length of the media access control layer is set to 1000 bits, for the RTS / CTS handshake DCF algorithm, the data load length is set to 8000 bits,
The frame structure is set based on the wireless LAN standard, that is, the preamble length is 144 bits, the physical layer frame head length is 48 bits, and the media access control layer packet head and media Access control layer data loading, and
Adopting four different polyphase complex spreading sequences based on Barker sequence as spreading sequence, the length is 11 code chips,
Two transmission nodes are set, and at each transmission timing, the two transmission nodes independently generate a frame to be transmitted, and whether or not the frames of the two transmission nodes collide is a preset probability. Determined by P, that is, P is the collision probability, (1-P) is the probability that no collision will occur,
One receiving node is set and used to execute the detection method according to the present invention.

また、遠近効果が存在する物理層に対するシミュレーションには、さらに追加設定が含まれる。詳しくは、近い送信ノードの送信パワーが遠い送信ノードより30dB高いことや、各送信タイミングにおいて、0.5の確率で、一つの送信ノードをランダムに選択して近い送信ノードとし、もう一つを遠い送信ノードとする。   The simulation for the physical layer in which the perspective effect exists further includes additional settings. Specifically, the transmission power of a nearby transmission node is 30 dB higher than that of a distant transmission node, and at each transmission timing, one transmission node is selected at random with a probability of 0.5, and the other transmission node is selected. A distant transmission node is assumed.

また、本発明に係る送信ノードは、高データレート及び低データレートに対して異なる拡散方式を採用することによって、帯域幅の従来無線LAN基準との一致性を保証した。従来の基準において、11コードチップ長のバーカーシーケンスを採用して拡散する。低データレートの場合、該バーカーシーケンスはフレーム全体に対して拡散するが、高データレートの場合、該バーカーシーケンスはプリアンブルと物理層フレームヘッドのみに対して拡散する。本発明は、単に該バーカーシーケンスを四つの11コードチップ長のシーケンスに換え、拡散方式は変わらない。拡散方式が変わらず、拡散コード長が変わらないので、送信機全体構成の不変を保持でき、帯域幅を増加させない。   In addition, the transmission node according to the present invention guarantees the consistency of the bandwidth with the conventional wireless LAN standard by adopting different spreading methods for the high data rate and the low data rate. In the conventional standard, a Barker sequence of 11 code chips length is adopted and spread. For low data rates, the Barker sequence spreads over the entire frame, but for high data rates, the Barker sequence spreads only for the preamble and physical layer frame head. The present invention simply replaces the Barker sequence with four 11 code chip length sequences, and does not change the spreading scheme. Since the spreading scheme does not change and the spreading code length does not change, the entire transmitter configuration can be kept unchanged, and the bandwidth is not increased.

上記設定に基づいてシミュレーションして、図7〜図14に示すシミュレーション結果が得られる。以下、これらのシミュレーション結果に対してそれぞれ説明する。   Simulation is performed based on the above settings, and simulation results shown in FIGS. 7 to 14 are obtained. Hereinafter, each of these simulation results will be described.

図7〜図10は、遠近効果がなく、データレートが5.5Mbpsの場合の物理層のシミュレーション結果を示す。計16種類の衝突タイプがあるが、結果が類似するため、同一タイプの制御フレーム衝突、異なるタイプの制御フレーム衝突、制御フレームとデータフレームとの衝突及びデータフレームとデータフレームとの衝突といったいくつかの代表的な衝突タイプのシミュレーション結果のみを示す。シミュレーション結果によると、本発明に係る処理方法によって、従来受信方法よりはるかに優れた性能を得ることができ、特に、高いSNRの場合、システムのフレーム誤り率を大幅に低下させることができる。   7 to 10 show the simulation results of the physical layer when there is no perspective effect and the data rate is 5.5 Mbps. There are a total of 16 types of collisions, but the results are similar, so some of the same types of control frame collisions, different types of control frame collisions, control frame and data frame collisions, and data frame and data frame collisions. Only the simulation results of typical collision types are shown. According to the simulation results, the processing method according to the present invention can obtain much better performance than the conventional reception method, and in particular, in the case of high SNR, the frame error rate of the system can be greatly reduced.

図11〜図12は、遠近効果がなく、データレートが1Mbps、2Mbps、11Mbpsの場合の物理層のシミュレーション結果を示す。図によると、本発明による送信機は、低データレート(1Mbps、2Mbps)、高データレート(11Mbps)に対していずれも効果的であり、システムのフレーム誤り率性能を大幅に向上させることができる。   11 to 12 show the simulation results of the physical layer when there is no perspective effect and the data rates are 1 Mbps, 2 Mbps, and 11 Mbps. According to the figure, the transmitter according to the present invention is effective for both low data rates (1 Mbps, 2 Mbps) and high data rates (11 Mbps), and can greatly improve the frame error rate performance of the system. .

図13〜図14は、遠近効果があって、データレートが5.5Mbpsの場合の物理層のシミュレーション結果を示す。図によると、本発明による送信機処理方法はは、遠近効果のもとでも非常に効果的である。   13 to 14 show the simulation results of the physical layer when there is a perspective effect and the data rate is 5.5 Mbps. According to the figure, the transmitter processing method according to the present invention is very effective even under the perspective effect.

メディアアクセス制御層に対しても、同様にまずシミュレーション設定をすることが必要であり、詳しくは、ネットワークトポロジー、フレーム到達分布、フレーム長、性能メトリックなどが含まれる。具体的なシミュレーション設定は次のものを含む。   Similarly, it is necessary to first set up a simulation for the media access control layer, and specifically includes a network topology, a frame arrival distribution, a frame length, a performance metric, and the like. Specific simulation settings include:

ネットワークトポロジーを正方形グリッド(Square Grid)に設定し、該グリッドには、16個のノードがあり、且つ、各ノードがグリッドの交差点に分布しており、各ノードは多くとも四つの隣接ノードを有し、且つ各ノードが隣接ノードの信号しか受信できない。   The network topology is set to a square grid, which has 16 nodes, each node is distributed at the grid intersections, and each node has at most 4 adjacent nodes. In addition, each node can only receive signals from adjacent nodes.

フレーム到達分布をポアソン分布(Poisson Distribution)と設定する。   Frame arrival distribution is set as Poisson Distribution.

フレーム長は、基本DCFアルゴリズムにおけるフレームロード長と同様に1000ビットであり、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムにおけるフレームロード長は8000ビットである。   The frame length is 1000 bits similarly to the frame load length in the basic DCF algorithm, and the frame load length in the RTS / CTS handshake DCF algorithm is 8000 bits.

性能メトリックは、ネットワークスループットと伝送遅延を含む。   The performance metrics include network throughput and transmission delay.

また、メディアアクセス制御層シミュレーションにおいて、衝突が発生した時、一定の「復元確率」で衝突したフレームを復元させることが必要である。該「復元確率」は、物理層シミュレーションにより得られる。まず、物理層シミュレーションにおける衝突確率が1のときの各タイプの衝突のフレーム誤り率を得て、そして、フレーム誤り率を1で減算して「復元確率」を得る。3種類のSNR(3dB、7dB、10dB)の場合の物理層フレーム誤り率のシミュレーション結果を表1と表2に示す。メディアアクセス制御層シミュレーションに使用される「復元確率」は、表1と表2から算出できる。

Figure 2008099289
Figure 2008099289
In the media access control layer simulation, when a collision occurs, it is necessary to restore the collided frame with a certain “restoration probability”. The “restoration probability” is obtained by physical layer simulation. First, the frame error rate of each type of collision when the collision probability is 1 in the physical layer simulation is obtained, and the frame error rate is subtracted by 1 to obtain the “restoration probability”. Tables 1 and 2 show the simulation results of the physical layer frame error rate in the case of three types of SNRs (3 dB, 7 dB, 10 dB). The “restoration probability” used in the media access control layer simulation can be calculated from Table 1 and Table 2.
Figure 2008099289
Figure 2008099289

そのうち、表1のフレーム誤り率は、データフレームロードが1000ビットであり、データ伝送速度が11Mbpsであり、衝突確率が1である場合のフレーム誤り率であり、表1(a)に対応するSNRは3dBであり、表1(b)に対応するSNRは7dBであり、表1(c)に対応するSNRは10dBである。表2のフレーム誤り率は、データフレームロードが8000ビットであり、データ伝送速度が11Mbpsであり、衝突確率が1である場合のフレーム誤り率であり、表2(a)に対応するSNRは3dBであり、表2(b)に対応するSNRは7dBであり、表2(c)に対応するSNRは10dBである。   Among them, the frame error rate in Table 1 is the frame error rate when the data frame load is 1000 bits, the data transmission rate is 11 Mbps, and the collision probability is 1, and the SNR corresponding to Table 1 (a) Is 3 dB, the SNR corresponding to Table 1 (b) is 7 dB, and the SNR corresponding to Table 1 (c) is 10 dB. The frame error rate in Table 2 is the frame error rate when the data frame load is 8000 bits, the data transmission rate is 11 Mbps, and the collision probability is 1. The SNR corresponding to Table 2 (a) is 3 dB. The SNR corresponding to Table 2 (b) is 7 dB, and the SNR corresponding to Table 2 (c) is 10 dB.

図15〜図16においては、基本DCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムのネットワークスループット性能と遅延性能とが示されている。図15によると、本発明によれば、ネットワークスループット性能を大幅に向上させることができる。SNRが3dBのとき、約50%を向上でき、SNRが7dBのとき、約66%を向上できる。図16によると、本発明によれば、ネットワークの伝送遅延を大幅に低下させることができる。   15 to 16, the basic DCF algorithm and the network throughput performance and delay performance of the algorithm according to the present invention are shown. According to FIG. 15, according to the present invention, the network throughput performance can be greatly improved. When the SNR is 3 dB, about 50% can be improved, and when the SNR is 7 dB, about 66% can be improved. According to FIG. 16, according to the present invention, the transmission delay of the network can be greatly reduced.

図17〜図18においては、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムのネットワークスループット性能と遅延性能とが示されている。図17によると、本発明によれば、ネットワークスループット性能を大幅に向上させることができる。SNRが3dBのとき、約35%を向上でき、SNRが10dBのとき、約41%を向上できる。図18によると、本発明によれば、ネットワークの伝送遅延を大幅に低下させることができる。   17 to 18 show the RTS / CTS handshake DCF algorithm and the network throughput performance and delay performance of the algorithm according to the present invention. According to FIG. 17, according to the present invention, the network throughput performance can be greatly improved. When the SNR is 3 dB, about 35% can be improved, and when the SNR is 10 dB, about 41% can be improved. According to FIG. 18, according to the present invention, the transmission delay of the network can be greatly reduced.

本発明によれば、フレーム衝突処理方法及びシステムを提供して、衝突フレームに対する復元を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the frame collision processing method and system can be provided and the restoration | repair with respect to a collision frame is realizable.

以下、図及び具体的な実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings and specific embodiments.

PPSマルチパケット受信アルゴリズムに対する分析から分かるように、その複雑度の主な由来は、各ノードが他のノードと異なる拡散シーケンスを使用して拡散し、受信ノードが拡散シーケンスに基づいて、複数の信号を分離させることである。明らかに、もしネットワークにおけるノード数が非常に多いとき、拡散シーケンスも対応的に多数必要となり、受信ノードは、可能性のある全ての拡散シーケンスを全数検索する必要があるので、複雑度を向上させることになる。   As can be seen from the analysis for the PPS multi-packet reception algorithm, the main origin of its complexity is that each node spreads using a different spreading sequence than the other nodes, and the receiving node Is to separate them. Obviously, if the number of nodes in the network is very large, there will be a correspondingly large number of spreading sequences, and the receiving node will need to search all possible spreading sequences, increasing complexity. It will be.

実際に、ネットワークにおけるノード数が多い一方、フレームタイプが限られる数の種類しかない。例えば、無線LAN基準IEEE802.11の場合、RTS、CTS、DATA、ACKの四種類のフレームしかない。したがって、ノードごとに唯一の拡散シーケンスを付与することから、フレームタイプ毎に唯一の拡散シーケンスを付与することに換えれば、受信ノードは、多くとも四つの拡散シーケンスを全数検索するだけでよいので、受信ノードの複雑度を大幅に低下させることができる。   In fact, while the number of nodes in the network is large, there are only a limited number of types of frame types. For example, in the case of the wireless LAN standard IEEE 802.11, there are only four types of frames: RTS, CTS, DATA, and ACK. Therefore, since a unique spreading sequence is assigned to each node, instead of giving a unique spreading sequence to each frame type, the receiving node only has to search all four spreading sequences in total. The complexity of the receiving node can be greatly reduced.

したがって、本発明の主な考え方は次のようになる。各フレームタイプに対して対応する拡散シーケンスを設定し、送信ノードが物理層において該拡散シーケンスを利用してフレームを拡散することである。受信ノードは、信号を受信した後以下の処理を行う。物理層において、受信ノードは、拡散シーケンスに基づいて、受信した信号に対して逆拡散処理を行い、逆拡散処理の結果に基づいて、フレーム衝突が発生したか否かを判定し、衝突が発生したフレームのタイプ及び/又はフレームの到達時間に基づいて、復元する必要のあるフレームを特定して、フレーム復元処理を行い、メディアアクセス制御層において、予め設定された規則に基づいて、異なる衝突タイプに対して異なるNAV設定を行う。   Therefore, the main idea of the present invention is as follows. A corresponding spreading sequence is set for each frame type, and the transmitting node spreads the frame using the spreading sequence in the physical layer. The receiving node performs the following processing after receiving the signal. In the physical layer, the receiving node performs a despreading process on the received signal based on the spreading sequence, determines whether or not a frame collision has occurred based on the result of the despreading process, and the collision occurs. Based on the frame type and / or the arrival time of the frame, the frame that needs to be restored is identified and the frame restoration process is performed. In the media access control layer, the different collision types are determined based on the preset rules. Perform different NAV settings for.

説明を簡便化するために、以下、無線LAN基準IEEE802.11bを例として詳細に説明する。無線LAN基準IEEE802.11bには、RTSフレーム、CTSフレーム、DATAフレーム、及びACKフレームの四種類のフレーム構造が含まれる。各フレームタイプに対応する拡散シーケンスを設定する必要があることから、計四つの拡散シーケンスが必要となる。且つ、各拡散シーケンスは、長さが11のコードチップに設定してもよい。また、各場合の復元処理及びNAVの設定方式を定義する必要がある。   In order to simplify the description, the wireless LAN standard IEEE802.11b will be described in detail below as an example. The wireless LAN standard IEEE802.11b includes four types of frame structures: RTS frame, CTS frame, DATA frame, and ACK frame. Since it is necessary to set a spreading sequence corresponding to each frame type, a total of four spreading sequences are required. Each spreading sequence may be set to a code chip having a length of 11. In addition, it is necessary to define the restoration process and NAV setting method in each case.

上記設定に基づいて、本発明に係る送信ノードは、まずこれらの拡散シーケンスを利用して、受信ノードに送信されるフレームに対して拡散処理を行い、拡散処理した後のフレームを、送信アンテナを介して受信ノードに送信する。   Based on the above settings, the transmitting node according to the present invention first uses these spreading sequences to perform spreading processing on the frames transmitted to the receiving node, and uses the transmission antennas for the frames after spreading processing. To the receiving node.

受信ノードは、信号を受信した後、まずこの四つの拡散シーケンスを利用して、RAKE受信に類似する処理をそれぞれ行い、処理を経て、フレーム衝突が発生したか否かを判断できる。衝突が発生しなかった場合、受信ノードは従来の処理を行う。例えば、信号検出、復調・復号化などの処理を行い、処理して得たメディアアクセス制御層ロードを本ノードのメディアアクセス制御層に伝送する。その後、受信ノードのメディアアクセス制御層は、さらにNAVを設定する必要があり、受信したロードのNAV値が自身のNAV値より大きいとき、自身のNAV値を更新し、受信したロードのNAV値が自身のNAV値より小さいとき、自身のNAV値を維持する。   After receiving the signal, the receiving node first performs processing similar to RAKE reception using these four spreading sequences, and can determine whether or not a frame collision has occurred through the processing. If no collision occurs, the receiving node performs conventional processing. For example, processing such as signal detection and demodulation / decoding is performed, and the media access control layer load obtained by the processing is transmitted to the media access control layer of this node. Thereafter, the media access control layer of the receiving node needs to further set the NAV. When the NAV value of the received load is larger than its own NAV value, the NAV value of the received load is updated. When it is smaller than its own NAV value, it maintains its own NAV value.

衝突が発生した場合、受信ノードは、まず物理層において、衝突したフレームの関連情報に基づいて、フレーム復元処理を行うか否か、及びどのフレームを復元させるかを判定し、フレーム復元した後、メディアアクセス制御層のロードを分離させ、前に特定したフレームの関連情報とともに本ノードのメディアアクセス制御層に伝送する。その後、受信ノードのメディアアクセス制御層は、さらに、物理層から送信されたフレームの関連情報及び復元して得たロードに基づいて対応するNAV設定を行う。   When a collision occurs, the receiving node first determines whether to perform frame restoration processing and which frame to restore based on the related information of the collided frame in the physical layer, and after restoring the frame, The load of the media access control layer is separated and transmitted to the media access control layer of this node together with the related information of the previously specified frame. Thereafter, the media access control layer of the receiving node further performs a corresponding NAV setting based on the related information of the frame transmitted from the physical layer and the load obtained by restoration.

以下、送信ノードと受信ノードの具体的な処理をそれぞれ詳細に説明する。   Hereinafter, specific processing of the transmission node and the reception node will be described in detail.

送信ノードの処理は、具体的に、高データレート(5.5Mbpsと11Mbps)と低データレート(1Mbpsと2Mbps)の二種類に分けられる。送信ノードの構成は、それぞれ図2(a)と図2(b)に示されている。   The processing of the transmission node is specifically divided into two types: a high data rate (5.5 Mbps and 11 Mbps) and a low data rate (1 Mbps and 2 Mbps). The configuration of the transmission node is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively.

図2(a)に示すように、低データレートの送信ノードの動作フローは、プリアンブル、物理層フレームヘッド及びメディアアクセス制御層ロードを含む、送信ノードに入力された情報ビットを変調するステップと、その後、上記拡散シーケンスを用いて、対応するフレームに対して拡散し、拡散した後のフレームを、送信アンテナを介して受信ノードに送信するステップとを含む。そのうち、該拡散処理は、図3(a)から知ることができる。   As shown in FIG. 2 (a), the operation flow of the low data rate transmission node is to modulate information bits input to the transmission node, including a preamble, a physical layer frame head, and a media access control layer load; Then, spreading the corresponding frame using the spreading sequence, and transmitting the spread frame to the receiving node via the transmitting antenna. Among them, the diffusion process can be known from FIG.

図2(b)に示すように、高データレートの送信ノードの動作フローは、入力された情報ビットをグループ分けし、プリアンブルと物理層フレームヘッドとを1グループとし、メディアアクセス制御層ロードをもう1グループとするステップと、その後、前の1グループを変調し、上記拡散シーケンスを用いて、対応するフレームに対して拡散し、後の1グループに対して相補コードキー入力(CCK:complementary code keying)拡散変調を行う(該二つの処理は、図3(b)から知ることができる)ステップと、最後、拡散処理した後の2グループのデータを多重し、送信アンテナを介して受信側へ送信するステップとを含む。   As shown in FIG. 2 (b), the operation flow of the high data rate transmission node is to group the input information bits, group the preamble and physical layer frame head into one group, and load the media access control layer. The step of making one group, and then modulating the preceding one group, spreading the corresponding frame using the spreading sequence, and complementary code keying (CCK: complementary code keying) for the following one group ) Step of performing spread modulation (the two processes can be known from FIG. 3 (b)), and finally, the two groups of data after the spread process are multiplexed and transmitted to the reception side via the transmission antenna Including the step of.

低データレートと高データレートに対して異なる送信ノード構成を用いることは、無線LAN基準とよりよいコンパチビリティーを保持するためである。図1によると、本発明に係る送信ノードは、帯域幅を増加しておらずに、従来の送信ノードとほとんど同じ構成を保持している。従来の送信ノードとの差異は、拡散シーケンスの数を換えただけであり、即ち、一つの拡散シーケンスから四つの拡散シーケンスになっていることである。   The use of different transmission node configurations for low and high data rates is to maintain better compatibility with wireless LAN standards. According to FIG. 1, the transmission node according to the present invention maintains almost the same configuration as the conventional transmission node without increasing the bandwidth. The difference from the conventional transmission node is that only the number of spreading sequences is changed, that is, one spreading sequence is changed to four spreading sequences.

一般性を失わないように、RTSが拡散シーケンスSC1、CTSが拡散シーケンスSC2、DATAが拡散シーケンスSC3、ACKが拡散シーケンスSC4を採用すると仮定する。   In order not to lose generality, it is assumed that RTS adopts spreading sequence SC1, CTS uses spreading sequence SC2, DATA uses spreading sequence SC3, and ACK uses spreading sequence SC4.

以下、図4(a)に示す本発明に係る受信ノードを説明する。受信ノードが物理層においてフレーム復元を行うとき、まずデータに対して同期及びチャネル推定を行い、その後同期情報に基づいて、検出及び復調・復号化などの処理を行う。   Hereinafter, the receiving node according to the present invention shown in FIG. When the receiving node performs frame restoration in the physical layer, first, synchronization and channel estimation are performed on data, and then processing such as detection, demodulation and decoding is performed based on the synchronization information.

従来の受信ノードの同期処理は次のようになる。拡散シーケンスを用いて受信信号を逆拡散し、その後拡散シーケンスを1コードチップシフトさせ、そしてさらに受信シーケンスを逆拡散し、関連ピークが現れたら、この際のシフトを記録し、上記操作を引き続き行う。11コードチップ離れる箇所に二回目の関連ピークが現れたら、この際のシフトを記録し、上記操作を継続する。第一回の記録から22コードチップ離れる箇所に三回目の関連ピークが現れたら、同期したと見なす。且つ、同期プロセスが完了した後、受信機は後続の検出プロセスに進む。   The conventional synchronization processing of the receiving node is as follows. The spread signal is used to despread the received signal, then the spread sequence is shifted by one code chip, and the received sequence is further despread, and when the relevant peak appears, the shift is recorded and the above operation is continued. . If a second related peak appears at a location 11 code chips away, the shift at this time is recorded and the above operation is continued. If a third related peak appears at a location 22 code chips away from the first record, it is considered synchronized. And after the synchronization process is complete, the receiver proceeds to a subsequent detection process.

上記従来の受信ノードの同期プロセスによると、衝突がないときのフレーム同期にしか適用しない。衝突が発生した場合、多くとも上記一つのフレームしか同期できず、衝突した全てのフレームに対して同期することができない。   According to the conventional synchronization process of the receiving node, it is applied only to frame synchronization when there is no collision. If a collision occurs, at most only one frame can be synchronized, and all the collided frames cannot be synchronized.

従来の受信ノードの同期プロセスにおける欠点を克服するために、本発明は、改良したフレーム同期アルゴリズムを提供している。具体的に、コードチップ同期、シンボル同期及びフレームタイプ同期の三種類である。説明を簡便化するために、シングルパスチャネル、長いPLCPの場合を例として説明する。   In order to overcome the shortcomings in the conventional receiving node synchronization process, the present invention provides an improved frame synchronization algorithm. Specifically, there are three types of code chip synchronization, symbol synchronization, and frame type synchronization. In order to simplify the description, the case of a single path channel and a long PLCP will be described as an example.

該処理は、図19に示すように、次のステップに対応する。   This process corresponds to the next step as shown in FIG.

ステップAにおいて、この四つの拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行う。   In step A, despreading processing is performed on the entire received signal using these four spreading sequences.

SC1、SC2、SC3及びSC4を用いて逆拡散処理を行うことは、直列処理、即ち、SC1、SC2、SC3及びSC4を順に処理してもよいし、並列処理、即ち、SC1、SC2、SC3及びSC4を同時に処理してもよい。ただし、各拡散シーケンスの逆拡散処理は同じである。したがって、一個目の拡散シーケンス、即ちSC1を例として、逆拡散処理を説明する。具体的な処理は次のものを含む。   Performing the despreading process using SC1, SC2, SC3 and SC4 may be performed by serial processing, that is, SC1, SC2, SC3 and SC4 in order, or parallel processing, that is, SC1, SC2, SC3 and SC4 may be processed simultaneously. However, the despreading process of each spreading sequence is the same. Therefore, the despreading process will be described by taking the first spreading sequence, that is, SC1 as an example. Specific processing includes the following.

ステップaにおいて、SC1を利用して、受信した信号全体に対して逆拡散して一個目のシーケンスを取得し、SC1のコードチップを1位サイクリックシフトさせ、受信した信号を逆拡散して二個目のシーケンスを取得し、その後、該サイクリックシフト及び逆拡散処理を9回繰り返して行って、計11個のシーケンスを取得し、且つ、各シーケンスに、対応するコードチップシフトを有する。   In step a, using SC1, the entire received signal is despread to obtain the first sequence, the code chip of SC1 is cyclically shifted by the first position, and the received signal is despread to obtain the second sequence. The first sequence is acquired, and then the cyclic shift and the despreading process are repeated nine times to acquire a total of 11 sequences, and each sequence has a corresponding code chip shift.

ステップbにおいて、取得した11個のシーケンスに対して、長さが192のスライドウィンドウを用いてそれぞれスライドパワー加算を行う。即ち、まず一個目のシンボルから192個目のシンボルまでのパワー加算値を求める。そして、ウィンドウを1シンボル移動させ、その後、二個目のシンボルから193個目のシンボルまでのパワー加算値を求め、さらにウィンドウを移動させ、同様の方法で残りのシンボルに対して処理を行う。そのうち、192は、プリアンブルと物理層フレームヘッドの長さの和である。該シーケンスに対して得られた全てのパワー加算値を比較することにより、最大のパワー加算値及び対応するシンボルシフトを得ることができ、該最大パワー加算値をシーケンス最大パワー加算値という。ステップaで得られた11個のシーケンスのそれぞれは、ステップbを介して、シーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフトを得ることができるので、計11個のシーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフトを得ることができ、且つ、各シーケンスには一つのコードチップシフトが対応している。   In step b, slide power addition is performed on each of the acquired 11 sequences using a slide window having a length of 192. That is, first, a power addition value from the first symbol to the 192nd symbol is obtained. Then, the window is moved by one symbol, and then the power addition value from the second symbol to the 193rd symbol is obtained, the window is further moved, and the remaining symbols are processed in the same manner. Of these, 192 is the sum of the length of the preamble and the physical layer frame head. By comparing all the power addition values obtained for the sequence, the maximum power addition value and the corresponding symbol shift can be obtained, and the maximum power addition value is called a sequence maximum power addition value. Each of the 11 sequences obtained in step a can obtain a sequence maximum power addition value and a corresponding symbol shift through step b, so that a total of 11 sequence maximum power addition values and corresponding symbols can be obtained. Shifts can be obtained, and one code chip shift corresponds to each sequence.

ステップcにおいて、ステップbで得た11個のシーケンス最大パワー加算値を比較し、必要に応じて、対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録し、得られた三つの値はいずれも拡散シーケンスSC1に対応する。   In step c, the 11 sequence maximum power addition values obtained in step b are compared, and if necessary, the corresponding sequence maximum power addition values, the corresponding symbol shifts and the corresponding code chip shifts are recorded and obtained. All three values correspond to the spreading sequence SC1.

検出する必要のあるフレーム衝突タイプを特定しなかった場合、即ち、任意の複数のフレームの衝突を検出する必要がある場合、ステップcにおいて、該11個のシーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフト及びコードチップシフトを記録する必要がある。全てのシーケンス最大パワー加算値及び対応する情報を記録することは、同一タイプの複数のフレームがフレーム衝突した可能性があるからである。   If the frame collision type that needs to be detected is not identified, i.e., it is necessary to detect the collision of any of a plurality of frames, in step c, the 11 sequence maximum power addition values and the corresponding symbol shifts And the code chip shift must be recorded. All the sequence maximum power addition values and the corresponding information are recorded because there is a possibility that a plurality of frames of the same type collide with each other.

ただいくつかのフレームの衝突を検出する必要がある場合、ステップcにおいて、対応する数のシーケンス最大パワー加算値及び対応する情報のみを記録してよい。例えば、ただ二つのフレームの衝突を検出する必要がある場合、ステップcにおいて、最大のシーケンス最大パワー加算値及び二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び対応する情報のみを記録してよい。類似的に、ただ三つのフレームの衝突を検出する必要がある場合、ステップcにおいて、前の三つのシーケンス最大パワー加算値及び対応する情報のみを記録してよい。   If only a few frame collisions need to be detected, only a corresponding number of sequence maximum power sums and corresponding information may be recorded in step c. For example, if only a collision between two frames needs to be detected, only the maximum sequence maximum power addition value and the second largest sequence maximum power addition value and corresponding information may be recorded in step c. Similarly, if only three frame collisions need to be detected, only the previous three sequence maximum power sums and corresponding information may be recorded in step c.

ステップBにおいて、拡散シーケンスSC1、SC2、SC3及びSC4に対応するシーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較することにより、衝突したフレームがあるか否かを判定する。衝突したフレームがある場合、衝突フレームの関連情報に基づいて、復元する必要のあるフレームを確定し、その後、ステップCの処理を行う。衝突したフレームがない場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちの最大のシーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応されるフレームに対してステップCの処理を行い、該最大のシーケンス最大パワー加算値を総最大シーケンス最大パワー加算値という。   In step B, it is determined whether or not there is a collided frame by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to the spreading sequences SC1, SC2, SC3, and SC4 with a preset threshold value. If there is a collided frame, the frame that needs to be restored is determined based on the related information of the colliding frame, and then the process of step C is performed. If there is no collided frame, the processing of step C is performed on the frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the maximum sequence maximum power addition value among all the sequence maximum power addition values, and the maximum sequence maximum power The added value is called the total maximum sequence maximum power added value.

該ステップにおいて、これらのシーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較することにより衝突したフレームがあったか否かを判定する処理は、具体的に、各シーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較し、二つ以上のシーケンス最大パワー加算値が該閾値より大きい場合、フレーム衝突が生じたと判定し、且つ、衝突したフレームのタイプは、閾値より大きいこれらのシーケンス最大パワー加算値によって確定できる。具体的に、衝突したフレームのタイプは、これらのシーケンス最大パワー加算値が対応する拡散シーケンスに対応するフレームのタイプである。   In this step, the process of determining whether or not there is a collided frame by comparing these sequence maximum power addition values with a preset threshold value is specifically the sequence maximum power addition value and a preset threshold value. If two or more sequence maximum power addition values are greater than the threshold, it is determined that a frame collision has occurred, and the type of the collided frame is determined by these sequence maximum power addition values greater than the threshold. it can. Specifically, the type of the collided frame is the type of the frame corresponding to the spreading sequence to which these sequence maximum power addition values correspond.

そのうち、閾値の設定がシステム性能及び算出複雑度を同時に影響するため、閾値を予め設定する際に、実際の状況に応じて総合的に考慮し、適切に設定することが必要となる。閾値が比較的小さい場合、フレーム判定が漏れる確率は低下し、システムも比較的よい性能を有するが、システムの算出複雑度が大きくなる。閾値が大きすぎる場合、システムの算出複雑度は低下するが、フレーム判定が漏れる確率が大きくなり、システム性能も低下する。実際には、システムが許容する算出複雑度と要求される性能に応じて設定することが必要となる。例えば、システム性能が第一目標であれば、比較的小さい閾値を選択し、大きい算出複雑度の変わりに高い性能を取り換える。逆の場合、比較的大きい閾値を選択する。   Among them, since the setting of the threshold affects the system performance and the calculation complexity at the same time, when setting the threshold in advance, it is necessary to comprehensively consider it according to the actual situation and set it appropriately. If the threshold value is relatively small, the probability that frame determination will be lost decreases, and the system has relatively good performance, but the calculation complexity of the system increases. When the threshold is too large, the calculation complexity of the system is reduced, but the probability that the frame determination is missed is increased, and the system performance is also reduced. Actually, it is necessary to set according to the calculation complexity allowed by the system and the required performance. For example, if the system performance is the first target, a relatively small threshold value is selected, and a high performance is replaced instead of a large calculation complexity. In the opposite case, a relatively large threshold is selected.

上記処理により、任意の複数のフレームの衝突を判定することができる。実際のシステムにおいて、三つより多いフレームの衝突が少ないため、ここでは、二つのフレームの衝突及び三つのフレームの衝突に対して詳細に説明する。   By the above process, it is possible to determine a collision between a plurality of arbitrary frames. Since there are fewer collisions of more than three frames in an actual system, a detailed description is given here of two frame collisions and three frame collisions.

二つのフレームの衝突の場合、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値及び最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が予め設定した閾値より大きいかを判断する。大きいとき、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、その他の場合はフレーム衝突がなかったと判定する。   In the case of a collision of two frames, the maximum sequence maximum power addition value and finally the second largest sequence maximum power addition value are finally obtained by comparing all the sequence maximum power addition values, and finally It is determined whether the second largest sequence maximum power addition value is larger than a preset threshold value. When it is larger, it is determined that a collision between two frames has occurred. In other cases, it is determined that there is no frame collision.

三つのフレームの衝突の場合、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きいか否かを判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値だけが閾値より大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きい場合、三つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値がともに閾値以下の場合、フレーム衝突がなかったと判定する。   In the case of a collision of three frames, by comparing all sequence maximum power addition values, finally the maximum sequence maximum power addition value, finally the second largest sequence maximum power addition value, and finally the third A large sequence maximum power addition value is obtained, and finally it is determined whether or not the second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value are larger than the threshold value. If only the 3rd largest sequence maximum power addition value is greater than the threshold, it is determined that a collision between two frames has occurred. Finally, if the 3rd largest sequence maximum power addition value is greater than the threshold, there is a collision between 3 frames. Judgment has occurred and finally the second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence When large power addition value is equal to or less than the threshold together, it is determined that there is no frame collision.

明らかに、上記二つのフレーム及び三つのフレームに対する説明より、四つ以上のフレームが衝突したときの処理を直接推論することができ、ここでは、三つのフレームより多いフレームの衝突の処理に対して詳細な説明をしない。   Obviously, from the above description of two frames and three frames, it is possible to directly infer the processing when four or more frames collide. Here, for the processing of collision of more than three frames, No detailed explanation.

また、上記記載によると、衝突したと判定されたフレームは、同一タイプのフレームの可能性もあるし、異なるタイプのフレームの可能性もある。   Further, according to the above description, the frames determined to have collided may be the same type of frame or may be different types of frames.

上記ステップBにおいて、衝突フレームの関連の情報に基づいて、復元する必要のあるフレームを確定することが必要である。復元する必要のあるフレームを確定する前に、まず、フレームの関連情報に対応する復元順を設定することが必要である。例えば、フレームの到達時間及び/又は異なるフレームタイプに対応する復元順を設定してもいい。具体的な設定方法として、システム要求に応じて設定してよい。例えば、最も早く到達した一つ又は複数のフレームを復元フレームに設定するか、又は、最後に到達した一つ又は複数のフレームを復元フレームに設定し、又は、あるタイプのフレームを復元フレームに設定する。もちろん、フレームタイプ及びフレームの到達時間を組み合わせて設定してもよい。 In step B above, it is necessary to determine the frame that needs to be restored based on the information related to the collision frame. Before determining a frame that needs to be restored, it is first necessary to set a restoration order corresponding to the related information of the frame. For example, a frame arrival time and / or a restoration order corresponding to different frame types may be set. As a specific setting method, it may be set according to a system request. For example, set the frame or frames that arrived earliest as a restored frame, set the frame or frames that arrived last as a restored frame, or set a certain type of frame as a restored frame To do. Of course, the frame type and the arrival time of the frame may be set in combination.

具体的に、フレームタイプに応じて復元し、且つ、ネットワーク最大スループットを目標とする場合、RTS、CTS、DATA及びACKフレームに対して、二つの衝突フレームが同じ目的アドレスを有すると設定するとき、復元優先度が高いフレームから復元させ、且つフレームの優先度をACK=DATA>CTS>RTSと定義する。即ち、DATAフレームとACKは、どんな衝突タイプでも復元させる必要がある。また、優先度が最も低いRTSフレームに対して、更に設定し、他のフレームがRTSフレームと衝突したときに、他のフレームの目的アドレスがRTSと異なり、且つRTSフレームの終了が遅いときだけ、RTSフレームを復元させる。   Specifically, when reconstructing according to the frame type and targeting the maximum network throughput, for RTS, CTS, DATA and ACK frames, when setting two collision frames to have the same target address, A frame having a high restoration priority is restored and the priority of the frame is defined as ACK = DATA> CTS> RTS. That is, the DATA frame and ACK need to be restored for any collision type. Further, when the RTS frame having the lowest priority is further set and another frame collides with the RTS frame, only when the target address of the other frame is different from the RTS and the end of the RTS frame is late, Restore the RTS frame.

フレームタイプに基づいてフレームを復元させる上記設定に基づいて、更に、到達時間に基づいてどのフレームを復元させるか判定することを設定できる。例えば、衝突フレームの優先度が同じであると判定した場合、到達時間に基づいて、どのフレームが先に到達し、どのフレームが後に到達したかを判定でき、予め設定した規則に基づいて、対応するフレームに対して復元処理を行う。   Based on the above setting for restoring the frame based on the frame type, it can be further set to determine which frame to restore based on the arrival time. For example, if it is determined that the priority of the collision frame is the same, it is possible to determine which frame arrives first and which frame arrives later based on the arrival time. The restoration process is performed on the frame to be processed.

衝突タイプ、フレームの優先度及び到達時間に基づいて如何にフレームを復元させるかは、表3に与えられる操作を参照して処理することができる。   How to restore a frame based on collision type, frame priority, and arrival time can be processed with reference to the operations given in Table 3.

説明を簡便化するために、フレーム衝突タイプを設定してもよい。そして、フレーム衝突タイプに基づいて対応する復元方式を設定する。   In order to simplify the description, a frame collision type may be set. Then, a corresponding restoration method is set based on the frame collision type.

以下、無線LAN基準IEEE802.11bを例として、二つのフレームの衝突だけを考慮する場合のフレーム衝突タイプの確定を説明する。IEEE802.11bにおいて、四つのフレームタイプがあり、衝突した後のフレーム到達順番に基づいて、フレーム衝突を計16種類の衝突タイプに分けられる。即ち、RTS-RTS衝突、RTS-CTS衝突、RTS-DATA衝突、RTS-ACK衝突、CTS-RTS衝突、CTS-CTS衝突、CTS-DATA衝突、CTS-ACK衝突、DATA-RTS衝突、DATA-CTS衝突、DATA-DATA衝突、DATA-ACK衝突、ACK-RTS衝突、ACK-CTS衝突、ACK-DATA衝突、ACK-ACK衝突である。そのうち、一個目のフレームは衝突において先に到達したフレームを示す。二個目のフレームは衝突において後に到達したフレームを示す。   Hereinafter, taking the wireless LAN standard IEEE802.11b as an example, the determination of the frame collision type when only the collision of two frames is considered will be described. In IEEE802.11b, there are four frame types, and the frame collision can be divided into a total of 16 types of collision based on the arrival order of the frames after the collision. RTS-RTS collision, RTS-CTS collision, RTS-DATA collision, RTS-ACK collision, CTS-RTS collision, CTS-CTS collision, CTS-DATA collision, CTS-ACK collision, DATA-RTS collision, DATA-CTS Collision, DATA-DATA collision, DATA-ACK collision, ACK-RTS collision, ACK-CTS collision, ACK-DATA collision, ACK-ACK collision. Among them, the first frame indicates a frame that has arrived first in the collision. The second frame shows the frame that arrived later in the collision.

上記の内容からわかるように、衝突タイプ情報は、同期アルゴリズムにより得られる。具体的に、衝突が発生した場合、同期アルゴリズムにより出力されたフレームタイプ情報に基づいて、衝突した二つのフレームのタイプを判定することができ、そして、シンボルシフト及びコードチップシフトの大きさに基づいて、二つのフレームの到達順番を判定する。このようにして、衝突タイプを判定できる。   As can be seen from the above, the collision type information is obtained by a synchronization algorithm. Specifically, when a collision occurs, it is possible to determine the type of the two frames that have collided based on the frame type information output by the synchronization algorithm, and based on the magnitude of the symbol shift and code chip shift Thus, the arrival order of the two frames is determined. In this way, the collision type can be determined.

ステップCにおいて、復元させる必要のあるフレームの同期情報を取得し、該フレームのシンボルシフト値に対して精密同期処理を行うことにより、フレーム同期を実現する。   In step C, frame synchronization is realized by acquiring synchronization information of a frame that needs to be restored and performing a fine synchronization process on the symbol shift value of the frame.

フレームの同期情報は、フレームタイプ、コードチップシフト情報及びシンボルシフト値を含む。これらの情報は、シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスによって決定することができる。   The frame synchronization information includes a frame type, code chip shift information, and a symbol shift value. These pieces of information can be determined by the spreading sequence corresponding to the sequence maximum power addition value.

拡散シーケンスによって確定したシンボルシフト値は粗同期のシンボルシフト値に過ぎない。具体的に、プリアンブルの後部には、16個の既知シンボルを有しており、フレーム開始デリミタ(SFD、Start Frame Delimiter)といい、物理層フレームヘッドの開始を示す。シーケンス最大パワー加算値から得たシンボルシフト値により、SFDの位置を直接確定できないかもしれない。SFDを正しく見つけてはじめて、フレームまでに同期させたといえる。したがって、シンボルシフト値からSFDを確定できるか否かに基づいて、該シンボルシフト値が正しいか否かを判断することが必要である。正しくない場合、フレーム同期を実現するために、シンボルシフト値を精密調整することにより、SFDを確定する必要がある。   The symbol shift value determined by the spreading sequence is only a coarse synchronization symbol shift value. Specifically, there are 16 known symbols in the rear part of the preamble, which is called a frame start delimiter (SFD) and indicates the start of the physical layer frame head. Depending on the symbol shift value obtained from the maximum sequence power addition value, the position of the SFD may not be determined directly. It can be said that it is not until the frame is synchronized until the SFD is correctly found. Therefore, it is necessary to determine whether or not the symbol shift value is correct based on whether or not the SFD can be determined from the symbol shift value. If not, it is necessary to determine the SFD by finely adjusting the symbol shift value to achieve frame synchronization.

ステップCにおいて、フレームのシンボルシフト値に対して精密同期を行う具体的処理は次のようになる。   In Step C, specific processing for performing precise synchronization with respect to the symbol shift value of the frame is as follows.

該シンボルシフト値をスタート位置とし、128個のシンボル離れる箇所から16個のシンボルを連続して取り、即ち、129-144個目のシンボルを取り、それに対して復調・復号化を行う。該16個のシンボルがSFDである場合、該シンボルシフト値が正しいことを示し、精密同期のシンボルシフト値が該シンボルシフト値に等しい。一方、該16個のシンボルがSFDでない場合、該シンボルシフト値に対して精密調整する必要があることを示す。且つ精密調整の具体的方法は、初期半径を予め設定し、ステップCで得たシンボルシフト値を中心として、該半径内においてSFDを順番に検索する。検索を通じてSFDを探した場合、検索を終了し、成功に同期したと確定し、正しいシンボルシフト値を出力する。その他の場合は、SFDを探すまでに引き続き検索し、且つ、該引き続き行われる検索は、検索範囲を一定に拡大して、引き続き検索してもよい。最終的にSFDを探せなかった場合、同期の失敗を確定する。同期が失敗すると、受信ノードがフレームのスタート位置を正しく探せないということなので、送信信号を検出できない。このとき、受信ノードは、該フレームを廃棄し、後続の検出処理をしない。   The symbol shift value is used as a start position, and 16 symbols are continuously taken from a place away from 128 symbols, that is, 129-144th symbols are taken, and demodulation and decoding are performed on the 16th symbols. If the 16 symbols are SFD, it indicates that the symbol shift value is correct, and the symbol shift value of fine synchronization is equal to the symbol shift value. On the other hand, if the 16 symbols are not SFD, it indicates that it is necessary to finely adjust the symbol shift value. A specific method of fine adjustment is to set an initial radius in advance and search for SFDs in order within the radius with the symbol shift value obtained in step C as the center. When the SFD is searched through the search, the search is terminated, it is determined that the synchronization is successful, and a correct symbol shift value is output. In other cases, the search may be continued until the SFD is searched, and the subsequent search may be performed by expanding the search range to a certain extent. If the SFD cannot be finally found, the synchronization failure is determined. If synchronization fails, it means that the receiving node cannot correctly find the start position of the frame, and therefore the transmission signal cannot be detected. At this time, the receiving node discards the frame and does not perform subsequent detection processing.

ステップDにおいて、ステップCの処理に基づいて、復元できるフレームを確定し、該フレームに対して検出を行う。   In step D, a frame that can be restored is determined based on the processing in step C, and detection is performed on the frame.

上記ステップB及びCの処理は、複数の結果を有する。一つの結果は、衝突が発生し、且つ各復元させる必要のある衝突フレームの同期情報を取得し、即ち、フレームタイプ、シンボルシフト値及びコードチップシフト値を取得する。この状況において、復元させる必要のある各フレームは全部復元できる。もう一つの結果は、衝突が発生し、一つ又はいくつかの復元させる必要のあるフレームの同期情報しか取得できなかったというものである。この状況において、同期情報が取得された衝突フレームのみを復元させることができる。もう一つの結果は、衝突しなかったことである。また、衝突したか否かにかかわらず、同期が失敗する可能性がある。   The processing of steps B and C has a plurality of results. One result is obtaining the synchronization information of the collision frames that need to be reconstructed, ie, the frame type, symbol shift value, and code chip shift value. In this situation, all the frames that need to be restored can be restored. Another result is that a collision occurred and only the synchronization information of the frame that needs to be restored could be obtained. In this situation, only the collision frame from which the synchronization information has been acquired can be restored. Another result is that there was no collision. In addition, synchronization may fail regardless of whether there is a collision.

ステップDにおいて、同期が失敗すると、該フレームを直接廃棄する。同期が成功し、且つ衝突が発生しなかった場合、該フレームの同期情報を直接利用してフレームの検出、復調・復号化などの操作を行うことにより、該フレームを復元させる。その後、該フレームからメディアアクセス制御層ロードを分離して、メディアアクセス制御層に伝送する。同期が成功し、且つ上記のような衝突が発生した場合、復元できるフレーム、即ち、完全な同期情報を有しており、且つ復元させる必要のあるフレームに対して処理を行う。具体的に、まずフレームの同期情報を利用して直列干渉キャンセルを行うことにより、衝突したフレームに対して干渉キャンセル及び検出を行う。そして、検出したフレームに対して復調及び復号化を行うことにより、初期の送信されたフレームを復元させ、その後、復元したフレームからメディアアクセス制御層のロードを分離して、メディアアクセス制御層に送信する。   If synchronization fails in step D, the frame is directly discarded. When synchronization is successful and no collision occurs, the frame is restored by performing operations such as frame detection, demodulation and decoding directly using the synchronization information of the frame. Thereafter, the media access control layer load is separated from the frame and transmitted to the media access control layer. When synchronization is successful and a collision as described above occurs, processing is performed on a frame that can be restored, that is, a frame that has complete synchronization information and needs to be restored. Specifically, the interference cancellation and detection are performed on the collided frames by first performing serial interference cancellation using the frame synchronization information. Then, the detected frame is demodulated and decoded to restore the initial transmitted frame, and then the load of the media access control layer is separated from the restored frame and transmitted to the media access control layer To do.

ステップEにおいて、受信ノードは、メディアアクセス制御層のロードを受信した後、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いて、NAV設定を行う。   In Step E, after receiving the load of the media access control layer, the receiving node performs NAV setting in the media access control layer using a preset rule.

NAV設定の主な目的は、衝突確率を低下させることである。   The main purpose of NAV setting is to reduce the collision probability.

予め設定した規則は、復元して得たRTSフレームを使用せずにNAVを設定することによって、晒しノードのデータ送信を許してもよく、又は、復元して得たCTSフレームを利用してNAVを設定することによって、隠れノードのデータ送信を禁止してもよく、又は、復元して得たDATAフレームを利用してNAVを設定してもよい。異なる衝突タイプに対するNAVの設定準則を表3に示している。   The preset rule may allow the data transmission of the exposed node by setting the NAV without using the RTS frame obtained by restoration, or the NAV using the CTS frame obtained by restoration. By setting, the data transmission of the hidden node may be prohibited, or the NAV may be set using the DATA frame obtained by restoration. Table 3 shows the NAV setting rules for different collision types.

システム性能を更に向上させるために、NAVの設定準則を更に設定してもよい。例えば、受信した、衝突が発生しなかったRTSフレームを使用せずにノードのNAVを設定する。

Figure 2008099289
In order to further improve the system performance, NAV setting rules may be further set. For example, the NAV of the node is set without using the received RTS frame in which no collision has occurred.
Figure 2008099289

表3においては、ネットワークの最大スループットを取得することを目的とする場合に、異なる衝突タイプに対する操作が示されている。表3において、行は、衝突において先に到達したフレームを示し、列は、衝突において後に到達したフレームを示す。衝突タイプ毎に、フレーム復元をするか否か、及びNAVを設定するか否かに対応する操作が表3に示されている。受信ノードは、受信信号に対して受信処理を行うとき、表3に示す処理に基づいて、対応する操作をすればよい。   Table 3 shows operations for different collision types when the goal is to obtain the maximum throughput of the network. In Table 3, the rows indicate the frames that arrived earlier in the collision, and the columns indicate the frames that arrived later in the collision. Table 3 shows operations corresponding to whether to perform frame restoration and to set NAV for each collision type. The reception node may perform a corresponding operation based on the processing shown in Table 3 when performing reception processing on the received signal.

また、システムの算出複雑度を低下させるために、上記ステップAにおいてまず、ある拡散シーケンスを用いて逆拡散処理を行って該フレームに対して同期してもよい。具体的な同期処理は、ステップCと同じであるため、ここでは説明を省略する。該フレームを同期した後、該フレームにおける既知のプリアンブル及び一部既知のフレームヘッド情報とを利用して、受信した信号に対して干渉キャンセルを行う。干渉キャンセルした後、残りの三つの拡散シーメンスを利用して、干渉キャンセルした後の信号に対して逆拡散処理を行う。   In order to reduce the calculation complexity of the system, in step A, first, a despreading process may be performed using a certain spreading sequence to synchronize with the frame. The specific synchronization process is the same as that in step C, and thus the description thereof is omitted here. After the frame is synchronized, interference cancellation is performed on the received signal using a known preamble and partly known frame head information in the frame. After canceling the interference, the remaining three spreading siemens are used to despread the signal after the interference cancellation.

上記ステップBにおいては、依然として、この四つの拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値との大きさを比較することにより、衝突したフレームがあるか否かを判定する。   In step B, it is determined whether or not there is a collided frame by comparing the magnitude of the sequence maximum power addition value corresponding to the four spreading sequences with a preset threshold value.

対応的に、上記ステップCにおいて、一個目のフレームに対して精密同期をしなくてもよい。これは、衝突が発生したフレームがなく、且つ該一個目のフレームに対応する最大パワー加算値が最終の最大シーケンス最大パワー加算値である場合、ステップCにおいてフレーム同期処理をしなくてもいいことを意味する。   Correspondingly, in step C, it is not necessary to perform precise synchronization with the first frame. This means that if there is no frame in which a collision has occurred and the maximum power addition value corresponding to the first frame is the final maximum sequence maximum power addition value, frame synchronization processing need not be performed in step C. Means.

上記ステップAの干渉キャンセル処理は、具体的に次のようになる。   The interference cancellation process in step A is specifically as follows.

図5においては、長いPLCPと短いPLCPの場合、11Mbpsと5.5Mbpsデータレート時のRTSのフレーム構造が示されている。フレームは、プリアンブル、物理層フレームヘッド及びメディアアクセス制御層ロードの三部分に分けられる。図5によると、プリアンブルは完全に既知であり、物理層フレームヘッドは一部既知である。フレームタイプが確定された後、メディアアクセス制御層ロードのフレームヘッドも一部既知になる。上記既知又は一部既知部分は、フレーム全体長さの大部分を占める。長いPLCPのとき、既知と一部既知部分は、フレーム全体長さのそれぞれ65%と22%を占める。短いPLCPのとき、既知と一部既知部分は、フレーム全体長さのそれぞれ57%と19%を占める。11Mbpsのデータレートの場合、既知と一部既知部分の占める比重が更に大きい。上記によると、既知と一部既知部分は、フレーム全体長さ絶大部分を占めている。したがって、受信ノードは、これらの情報を利用して干渉キャンセルを行うことができる。それによって、性能を向上させると共に、受信ノードの算出複雑度を大幅に低下させることができる。   FIG. 5 shows an RTS frame structure at the time of 11 Mbps and 5.5 Mbps data rates in the case of long PLCP and short PLCP. The frame is divided into three parts: preamble, physical layer frame head and media access control layer load. According to FIG. 5, the preamble is completely known and the physical layer frame head is partially known. After the frame type is determined, a part of the frame head of the media access control layer load is also known. The known or partially known portion occupies most of the entire frame length. For long PLCP, known and partially known parts occupy 65% and 22% of the total frame length, respectively. For short PLCP, known and partially known parts occupy 57% and 19% of the total frame length, respectively. In the case of a data rate of 11 Mbps, the specific gravity occupied by the known and part of the known part is even greater. According to the above, the known and partially known parts occupy the largest part of the entire frame length. Therefore, the receiving node can perform interference cancellation using these pieces of information. As a result, the performance can be improved and the calculation complexity of the receiving node can be greatly reduced.

既知のプリアンブルと一部既知のフレームヘッド情報を利用して干渉キャンセル処理を行うことは、具体的に、一個目のフレームのプリアンブルを利用してチャネル推定を行って、チャネル係数を取得し、その後、既知のプリアンブル情報、一部既知のフレームヘッド情報及びチャネル係数を利用して干渉の再生を行い、そして、二個目のフレームの同期及びメディアアクセス制御層ロード検出のために、受信した信号から上記再生した干渉を引いて、受信信号の信号と干渉のパワー比率を更に向上させる。また、干渉再生時に、例えば高いSNR又は遠近効果が存在する場合、メディアアクセス制御層ロード部分の干渉再生を行うことによって、よりよい性能を取得できる。   Performing interference cancellation processing using a known preamble and partially known frame head information is specifically performed by performing channel estimation using the preamble of the first frame, obtaining channel coefficients, and then Replay interference using known preamble information, partially known frame head information and channel coefficients, and from received signal for second frame synchronization and media access control layer load detection The reproduced interference is subtracted to further improve the power ratio of the received signal to the interference. Also, when there is a high SNR or perspective effect during interference playback, for example, better performance can be obtained by performing interference playback of the media access control layer load portion.

また、受信ノードの複雑度を更に低下させるために、受信ノードは、本ノードの状態情報に基づいて、受信したフレームを復元させるかどうかについて判断してもよい。例えば、あるノードからDATAフレームを送信しなかったと仮定すれば、該ノードに送信されるACKフレームが必ずない。上記ステップAにおいて、該ノードが物理層において異なる拡散シーケンスを利用して逆拡散するとき、ACKフレームを発見すると、該フレームを直接廃棄して、信号検出、復調・復号化などの処理をしなくてもよい。処理後の情報もメディアアクセス制御層に伝送する必要がない。明らかに、該処理は、受信ノードが信号を検出し、復調・復号化した後にメディアアクセス制御層に伝送し、メディアアクセス制御層において該フレームが自身のフレームでないと判定して廃棄する手段と比べ、受信ノードの処理負担を減少させた。   Further, in order to further reduce the complexity of the receiving node, the receiving node may determine whether to restore the received frame based on the state information of this node. For example, if it is assumed that a DATA frame is not transmitted from a certain node, there is always no ACK frame transmitted to the node. In step A, when the node despreads using a different spreading sequence in the physical layer, if it finds an ACK frame, it discards the frame directly and does not perform processing such as signal detection, demodulation / decoding, etc. May be. The processed information does not need to be transmitted to the media access control layer. Obviously, the processing is compared with the means in which the receiving node detects the signal, demodulates and decodes it, transmits it to the media access control layer, determines that the frame is not its own frame in the media access control layer, and discards it. Reduced the processing load on the receiving node.

本発明の手段において、上記送信ノードと受信ノードとがシステムを構成し、該システムを、フレーム衝突処理システムという。   In the means of the present invention, the transmission node and the reception node constitute a system, and the system is called a frame collision processing system.

該システムにおいて、送信ノードは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、本ノードに入力される情報ビットに対して処理を行い、処理した後の情報ビットを受信ノードに送信する。   In the system, the transmission node processes information bits input to the node using a preset spreading sequence, and transmits the processed information bits to the reception node.

受信ノードは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを取得し、各シーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、該衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定し、フレーム衝突が生じなかった場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちから、最大のシーケンス最大パワー加算値を選択して総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応するフレームを確定し、確定されたフレームに対して精密同期処理を行うことによって、復元できるフレームを確定し、上記フレームを検出することによって、そのメディアアクセス制御層ロードを取得し、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いてネットワーク割当てベクトルNAVを設定する。   The receiving node performs a despreading process on the entire received signal using a preset spreading sequence, and obtains a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. By acquiring and comparing each sequence maximum power addition value and a preset threshold value, it is determined whether a frame collision has occurred, and if there is a collision frame, based on the relevant information of the collision frame, When a frame that needs to be restored is determined and no frame collision occurs, the maximum sequence maximum power addition value is selected from all the sequence maximum power addition values to obtain the total maximum sequence maximum power addition value. The frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the maximum sequence power addition value is determined and confirmed. By performing fine synchronization processing on the frame that has been determined, a frame that can be restored is determined, and by detecting the frame, the media access control layer load is obtained, and a predetermined rule is set in the media access control layer. To set the network allocation vector NAV.

上述のように、上記送信ノードは、低データレートで送信してもよいし、高データレートで送信してもよい。低データレートで送信する場合、図3(a)に示すように、該ノードは、MODモジュールと拡散モジュールとを有しており、そのうち、
MODモジュールは、受信した情報ビットを変調して、拡散モジュールに送信し、
拡散(Spreading)モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを利用して、受信した情報ビットのうちの対応するフレームを拡散する。
As described above, the transmission node may transmit at a low data rate or a high data rate. When transmitting at a low data rate, the node has a MOD module and a spreading module, as shown in FIG.
The MOD module modulates the received information bits and sends them to the spreading module,
The spreading module spreads the corresponding frame of the received information bits using a preset spreading sequence.

上記送信ノードが、高データレートで送信する場合、図3(b)に示すように、MODモジュール、拡散モジュール、CCKモジュール及び多重モジュールを有しており、そのうち、
MODモジュールは、情報ビットのうちのプリアンブルと物理層フレームヘッドとを受信し、それを変調して、拡散モジュールに送信し、
拡散モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを利用して、受信したプリアンブルと物理層フレームヘッドとを拡散して、多重モジュールに送信し、
CCKモジュールは、情報ビットのうちのメディアアクセス制御層ロードを受信し、それに対してCCK拡散変調を行い、処理した後の情報を多重モジュールに送信し、
多重モジュールは、拡散モジュールとCCKモジュールから送信された情報を多重して送信する。
When the transmission node transmits at a high data rate, as shown in FIG. 3B, it has a MOD module, a diffusion module, a CCK module, and a multiplexing module,
The MOD module receives the preamble of information bits and the physical layer frame head, modulates it and sends it to the spreading module;
The spreading module spreads the received preamble and the physical layer frame head using a preset spreading sequence and sends it to the multiplexing module,
The CCK module receives the media access control layer load of the information bits, performs CCK spread modulation on it, sends the processed information to the multiplexing module,
The multiplexing module multiplexes and transmits the information transmitted from the spreading module and the CCK module.

上記受信ノードは、図4(b)に示すように、逆拡散モジュール、閾値比較モジュール、同期モジュール及びNAV設定モジュールを有しており、そのうち、
逆拡散モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを得て、閾値比較モジュールに送信し、
閾値比較モジュールは、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定し、該フレームを同期モジュールに送信し、フレーム衝突が生じなかった場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちから、最大のシーケンス最大パワー加算値を選択して総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応するフレームを確定し、該フレームを同期モジュールに送信し、
同期モジュールは、該フレームに対して精密同期処理を行うことによって、復元できるフレームを確定し、上記フレームを検出することによって、そのメディアアクセス制御層ロードを取得し、上記ロードをNAV設定モジュールに送信し、
NAV設定モジュールは、予め設定した規則を用いてNAVを設定する。
The receiving node has a despreading module, a threshold comparison module, a synchronization module, and a NAV setting module, as shown in FIG.
The despreading module performs a despreading process on the entire received signal using a preset spreading sequence, and adds a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. Is sent to the threshold comparison module,
The threshold comparison module determines whether or not a frame collision has occurred by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold, and if there is a collision frame, Based on the related information, the frame that needs to be restored is determined, the frame is transmitted to the synchronization module, and if no frame collision occurs, the maximum sequence maximum power addition is selected from all the sequence maximum power addition values. Select a value as the total maximum sequence maximum power addition value, determine the frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the sequence maximum power addition value, and send the frame to the synchronization module;
The synchronization module determines the frame that can be restored by performing fine synchronization processing on the frame, acquires the media access control layer load by detecting the frame, and transmits the load to the NAV setting module. And
The NAV setting module sets the NAV using a preset rule.

上記逆拡散モジュールは、さらに逆拡散処理モジュール、スライドウィンドウ処理モジュール及び比較モジュールを有しており、そのうち、
逆拡散処理モジュールは、拡散シーケンスを用いて、受信したシーケンス全体に対して逆拡散処理を行って一つ目のシーケンスを取得し、その後、該拡散シーケンスのコードチップを順番にサイクリックシフトさせ、毎回シフトして得られた拡散シーケンスを用いて、受信した信号に対してそれぞれ逆拡散して、拡散シーケンスのコードチップ数と同一のシーケンスを取得し、スライドウィンドウ処理モジュールに送信し、
スライドウィンドウ処理モジュールは、得た各シーケンスに対して、スライドウィンドウを用いてそれぞれスライドウィンドウパワー加算を行い、比較することによって、各シーケンスのシーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフトを得て、比較モジュールに送信し、
比較モジュールは、得たシーケンス最大パワー加算値を比較し、必要に応じて、対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録して閾値比較モジュールに送信する。
The despreading module further includes a despreading processing module, a sliding window processing module, and a comparison module, of which
The despreading processing module performs a despreading process on the entire received sequence using the spreading sequence to obtain the first sequence, and then cyclically shifts the code chips of the spreading sequence in order, Using the spreading sequence obtained by shifting every time, each received signal is despread, the same sequence as the number of code chips of the spreading sequence is acquired, and transmitted to the sliding window processing module,
The sliding window processing module performs the sliding window power addition for each obtained sequence using the sliding window, and compares them to obtain the sequence maximum power addition value and the corresponding symbol shift for each sequence. To the module,
The comparison module compares the obtained sequence maximum power addition value, records the corresponding sequence maximum power addition value, the corresponding symbol shift, and the corresponding code chip shift, if necessary, and transmits them to the threshold comparison module.

上記閾値比較モジュールにおいて、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによってフレーム衝突が生じたか否かを判定することは、各シーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較して、二つ以上のシーケンス最大パワー加算値が該閾値より大きい場合、フレーム衝突が生じたと判定し、その他の場合は、フレーム衝突がなかったと判定し、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値及び最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が予め設定した閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、その他の場合は、フレーム衝突がなかったと判定し、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が予め設定した閾値より大きいか否かを判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値だけが閾値より大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きい場合、三つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値がともに閾値より小さい場合、フレーム衝突がなかったと判定する。
In the threshold value comparison module, determining whether or not a frame collision has occurred by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold value depends on each sequence maximum power addition value in advance. Compared with the set threshold, if two or more sequence maximum power addition value is larger than the threshold, it is determined that a frame collision has occurred, otherwise, it is determined that there is no frame collision,
Alternatively, the maximum sequence maximum power addition value and finally the second largest sequence maximum power addition value are finally obtained by comparing all the sequence maximum power addition values, and finally the second largest sequence maximum power value. It is determined whether the power addition value is greater than a preset threshold value. If the power addition value is large, it is determined that a collision between two frames has occurred. In other cases, it is determined that there is no frame collision.
Or, by comparing all the sequence maximum power addition values, finally the maximum sequence maximum power addition value, finally the second largest sequence maximum power addition value, and finally the third largest sequence maximum power addition value And finally determine whether the second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value are larger than a preset threshold, and finally the second largest If only the sequence maximum power addition value is greater than the threshold value, it is determined that two frames have collided. Finally, if the third largest sequence maximum power addition value is greater than the threshold value, it is determined that three frame collisions have occurred. Finally, the second largest sequence maximum power addition value and the third largest sequence maximum power addition value If both smaller than the threshold value, it is determined that no frame collision.

上記閾値比較モジュールにおいて、衝突フレームの関連情報に基づいて復元させる必要のあるフレームを確定することは、衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、上記衝突フレームに対応する情報及び予め設定した復元規則を利用して、復元させる必要のある衝突フレームを確定し、
或いは、衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、衝突フレームに基づいて対応するフレーム衝突タイプを確定し、上記フレーム衝突タイプ及び予め設定したフレーム衝突タイプと復元フレームとの関係に基づいて、復元させる必要のある衝突フレームを確定する。
In the threshold comparison module, determining a frame that needs to be restored based on the related information of the collision frame determines the collision frame based on the related information of the collision frame, and sets information corresponding to the collision frame and a preset value. Using the restored restoration rules to determine which collision frames need to be restored,
Alternatively, the collision frame is determined based on the related information of the collision frame, the corresponding frame collision type is determined based on the collision frame, and the frame collision type and the relationship between the preset frame collision type and the restored frame are determined. Determine the collision frames that need to be restored.

上記NAVモジュールは、具体的に、フレーム衝突が発生した場合、復元させて得たRTSフレームを使用せずにNAVを設定することによって、晒しノードのデータ送信を許すこと、復元させて得たCTSフレームを利用してNAVを設定することによって、隠れノードのデータ送信を禁止すること、復元させて得たDATAフレームを利用してNAVを設定すること、又は、受信した、衝突が発生しなかったRTSフレームを使用せずにノードのNAVを設定することのうちの少なくともいずれか一つのことを行う。   Specifically, when a frame collision occurs, the NAV module sets the NAV without using the restored RTS frame, thereby allowing the data transmission of the exposed node and the restored CTS. By setting the NAV using the frame, the data transmission of the hidden node is prohibited, the NAV is set using the DATA frame obtained by the restoration, or the received collision has not occurred. At least one of setting the NAV of the node without using the RTS frame is performed.

また、上記NAVモジュールは、フレーム衝突がなかった場合、受信したメディアアクセス制御層ロードのNAV値が本ノード自身のNAV値より大きいとき、上記NAVで自身のNAV値を更新し、小さいとき、自身のNAV値を維持する。   Further, when there is no frame collision, the NAV module updates its own NAV value with the NAV when the received NAV value of the media access control layer load is larger than the own NAV value, and when it is smaller, The NAV value is maintained.

上記は本発明の比較的好ましい実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。   The above is only a relatively preferred embodiment of the present invention and does not limit the protection scope of the present invention.

図1は、従来のMPR-pアルゴリズムによる処理を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing processing by a conventional MPR-p algorithm. 図2(a)は、本発明に係る低データレートに対する送信ノードの構成図である。図2(b)は、本発明に係る高データレートに対する送信ノードの構成図である。FIG. 2A is a configuration diagram of a transmission node for a low data rate according to the present invention. FIG. 2B is a configuration diagram of a transmission node for a high data rate according to the present invention. 図3(a)は、本発明に係る低データレートの場合にフレームに対して拡散する拡散方式を示す図である。図3(b)は、本発明に係る高データレートの場合にフレームに対して拡散する拡散方式を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing a spreading method for spreading on a frame in the case of a low data rate according to the present invention. FIG. 3B is a diagram showing a spreading method for spreading the frame in the case of a high data rate according to the present invention. 図4(a)は、本発明に係る受信ノードの処理を示す図である。図4(b)は、本発明に係る受信ノードの構成図である。FIG. 4A is a diagram showing processing of the receiving node according to the present invention. FIG. 4B is a configuration diagram of a receiving node according to the present invention. 図5は、フレームで、既知プリアンブル及び一部既知フレームヘッドが占める比例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the proportion occupied by a known preamble and a part of a known frame head in a frame. 図6は、二つのフレームが衝突する場合と複数のフレームが衝突する場合の比例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a proportion between a case where two frames collide and a case where a plurality of frames collide. 図7は、遠近効果がなく、且つデータレートが5.5Mbps時、同一タイプの制御フレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 7 is a simulation result diagram of the system frame error rate performance when there is no perspective effect and the control frame of the same type collides when the data rate is 5.5 Mbps. 図8は、遠近効果がなく、且つデータレートが5.5Mbps時、異なるタイプの制御フレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 8 is a simulation result diagram of the system frame error rate performance when there is no perspective effect and when different types of control frames collide when the data rate is 5.5 Mbps. 図9は、遠近効果がなく、且つデータレートが5.5Mbps時、制御フレームとデータフレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 9 is a simulation result diagram of system frame error rate performance when there is no perspective effect and the data frame collides with the control frame when the data rate is 5.5 Mbps. 図10は、遠近効果がなく、且つデータレートが5.5Mbps時、データフレーム同士が衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 10 is a simulation result diagram of system frame error rate performance when there is no perspective effect and when data frames collide with each other when the data rate is 5.5 Mbps. 図11は、遠近効果がなく、且つデータレートが1Mbpsと2Mbps時、異なるタイプの制御フレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 11 is a simulation result diagram of the system frame error rate performance when there is no perspective effect and when different types of control frames collide when the data rates are 1 Mbps and 2 Mbps. 図12は、遠近効果がなく、且つデータレートが5.5Mbpsと11Mbps時、異なるタイプの制御フレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 12 is a simulation result diagram of the system frame error rate performance in the case where different types of control frames collide when there is no perspective effect and the data rates are 5.5 Mbps and 11 Mbps. 図13は、遠近効果があって、且つデータレートが5.5Mbps時、異なるタイプの制御フレームが衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 13 is a simulation result diagram of system frame error rate performance when there is a perspective effect and when different types of control frames collide when the data rate is 5.5 Mbps. 図14は、遠近効果があって、且つデータレートが5.5Mbps時、データフレーム同士が衝突する場合のシステムフレーム誤り率性能のシミュレーション結果図である。FIG. 14 is a simulation result diagram of the system frame error rate performance when there is a perspective effect and the data frames collide when the data rate is 5.5 Mbps. 図15は、基本DCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムのネットワークスループット性能の比較図である。FIG. 15 is a comparison diagram of network throughput performance between the basic DCF algorithm and the algorithm according to the present invention. 図16は、基本DCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムの伝送遅延性能の比較図である。FIG. 16 is a comparison diagram of transmission delay performance between the basic DCF algorithm and the algorithm according to the present invention. 図17は、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムのネットワークスループット性能の比較図である。FIG. 17 is a comparison diagram of the network throughput performance of the RTS / CTS handshake DCF algorithm and the algorithm according to the present invention. 図18は、RTS/CTSハンドシェイクDCFアルゴリズムと本発明に係るアルゴリズムの伝送遅延性能の比較図である。FIG. 18 is a comparison diagram of transmission delay performance between the RTS / CTS handshake DCF algorithm and the algorithm according to the present invention. 図19は、本発明に係る受信ノードの処理を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing processing of the receiving node according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

a〜e…ステップ、A〜E…ステップ、A〜B…ノード、a1〜a2…ステップ、b1〜b3…ステップ ae ... step, AE ... step, AB ... node, a1-a2 ... step, b1-b3 ... step

Claims (25)

フレームタイプ毎に唯一に対応する拡散シーケンスを予め設定し、
送信ノードが、前記拡散シーケンスを用いて、本ノードに入力される情報ビットに対して処理を行い、その後受信ノードに送信するステップaと、
受信ノードが、前記拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを得るステップbと、
受信ノードが、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、該衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定して、該フレームに対してステップdの処理を行い、衝突したフレームがない場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちの最大のシーケンス最大パワー加算値を総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応するフレームを確定して、該フレームに対してステップdの処理を行うステップcと、
受信ノードが、フレームの同期情報を取得し、該フレームのシンボルシフト値に対して精密同期処理を行ってフレーム同期を実現することによって、復元できるフレームを確定し、前記フレームに対して検出を行って、該フレームのメディアアクセス制御層ロードを取得するステップdと、
受信ノードが、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いてネットワーク割当てベクトルNAVを設定するステップeと
を含むことを特徴とするフレーム衝突処理方法。
Preset a spreading sequence that uniquely corresponds to each frame type,
A step in which the transmitting node performs processing on information bits input to the present node using the spreading sequence, and then transmits to the receiving node;
The receiving node performs despreading processing on the entire received signal using the spreading sequence to obtain a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. b,
The receiving node determines whether or not a frame collision has occurred by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold value. Based on the related information, a frame that needs to be restored is determined, the process of step d is performed on the frame, and if there is no collided frame, the maximum sequence maximum of all sequence maximum power addition values A step c for setting a power addition value as a total maximum sequence maximum power addition value, determining a frame corresponding to a spreading sequence corresponding to the sequence maximum power addition value, and performing the process of step d on the frame;
The receiving node obtains the frame synchronization information, performs fine synchronization processing on the symbol shift value of the frame to realize frame synchronization, thereby determining a frame that can be restored and performs detection on the frame. Obtaining a media access control layer load of the frame;
A frame collision processing method, wherein the receiving node includes a step e of setting a network allocation vector NAV using a predetermined rule in the media access control layer.
送信ノードが、低データレートで送信する場合、
ステップaにおいて、前記送信ノードは、本ノードに入力される情報ビットを変調した後、前記拡散シーケンスを用いて、対応するフレームに対して拡散する処理を、前記拡散シーケンスを用いて前記情報ビット対して行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
If the sending node sends at a low data rate,
In step a, the transmitting node modulates information bits input to the node, and then performs processing for spreading the corresponding frame using the spreading sequence for the information bits using the spreading sequence. The method according to claim 1, wherein the method is performed.
送信ノードが、高データレートで送信する場合、
ステップaにおいて、前記送信ノードは、本ノードに入力される情報ビットのプリアンブルと物理層フレームヘッドとを1グループとし、メディアアクセス制御層ロードをもう1グループとし、前の1グループを変調し、そして、前記拡散シーケンスを用いて、対応するフレームに対して拡散し、後の1グループに対して相補コードキー入力拡散変調を行い、最後に、処理後の2グループのデータを多重する処理を、前記拡散シーケンスを用いて前記情報ビットに対して行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
If the sending node sends at a high data rate,
In step a, the transmitting node groups the preamble of information bits input to the node and the physical layer frame head into one group, the media access control layer load into another group, modulates the previous group, and , Spreading the corresponding frame using the spreading sequence, performing complementary code key input spreading modulation on the subsequent group, and finally multiplexing the two groups of processed data, The method of claim 1, wherein the method performs the information bits using a spreading sequence.
前記ステップbにおいて、前記受信ノードが各拡散シーケンスを用いて、信号を逆拡散する処理は、
拡散シーケンスを用いて、受信したシーケンス全体を逆拡散して一つ目のシーケンスを取得し、そして、該拡散シーケンスのコードチップを順番にサイクリックシフトさせ、毎回シフトして得られた拡散シーケンスを用いて、受信した信号に対してそれぞれ逆拡散して、拡散シーケンスのコードチップ数と同一個数のシーケンスを取得し、且つ、各シーケンスに一つのコードチップシフトが対応されているステップb1と、
得られた各シーケンスに対して、スライドウィンドウを用いてそれぞれスライドパワー加算を行い、比較することによって、各シーケンスのシーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフトを得るステップb2と、
ステップb2におけるシーケンス最大パワー加算値を比較し、必要に応じて、対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録するステップb3と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
In the step b, the receiving node despreads the signal using each spreading sequence,
Using the spreading sequence, the entire received sequence is despread to obtain the first sequence, and the code chip of the spreading sequence is cyclically shifted in order, and the spreading sequence obtained by shifting each time is obtained. Step b1 in which each received signal is despread to obtain the same number of sequences as the number of code chips in the spreading sequence, and one code chip shift is associated with each sequence;
Step b2 for obtaining a sequence maximum power addition value and a corresponding symbol shift of each sequence by performing slide power addition for each sequence using a slide window and comparing each sequence obtained, and
The step b3 comprises comparing the sequence maximum power addition values in step b2 and, if necessary, recording the corresponding sequence maximum power addition values, the corresponding symbol shifts and the corresponding code chip shifts. The method according to 1.
ステップb3において、必要に応じて記録する処理は、全てのシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録し、或いは、シーケンス最大パワー加算値のうち、大きいほうから二つ又は大きいほうから特定数のシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録する処理であることを特徴とする請求項4に記載の方法。   In step b3, the process of recording as necessary is to record all the sequence maximum power addition values, the corresponding symbol shifts and the corresponding code chip shifts, or two of the sequence maximum power addition values from the larger one. 5. The method according to claim 4, wherein the process is a process of recording a maximum number of sequence maximum power addition values, corresponding symbol shifts and corresponding code chip shifts from the largest. 前記ステップcにおいて、前記受信ノードが各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較することは、
各シーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較し、二つ以上のシーケンス最大パワー加算値が該閾値より大きい場合、フレーム衝突が生じたと判定し、その他の場合は、フレーム衝突がなかったと判定することであり、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値及び最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を取得し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が予め設定した閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、その他の場合は、フレーム衝突がなかったと判定することであり、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を取得し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きいか否かを判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値だけが閾値より大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きい場合、三つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値がともに閾値より小さい場合、フレーム衝突がなかったと判定することであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
In the step c, the receiving node compares the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold value,
Each sequence maximum power addition value is compared with a preset threshold value. When two or more sequence maximum power addition values are larger than the threshold value, it is determined that a frame collision has occurred. In other cases, there is no frame collision. Is to judge,
Alternatively, the maximum sequence maximum power addition value and finally the second largest sequence maximum power addition value are finally obtained by comparing all the sequence maximum power addition values, and finally the second largest sequence maximum value. It is determined whether or not the power addition value is larger than a preset threshold value. If the power addition value is larger, it is determined that a collision between two frames has occurred. In other cases, it is determined that there is no frame collision.
Or, by comparing all the sequence maximum power addition values, finally the maximum sequence maximum power addition value, finally the second largest sequence maximum power addition value, and finally the third largest sequence maximum power addition value And finally determine whether the second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value are larger than the threshold value, and finally the second largest sequence maximum power addition value. If only the sum is greater than the threshold, it is determined that two frames have collided. Finally, if the third largest sequence maximum power sum is greater than the threshold, it is determined that three frames have collided. The second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value. If less than the monitor threshold method according to claim 1, characterized in that by determining that no frame collision.
前記ステップcにおいて、衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定することは、
衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、前記衝突フレームに対応する情報及び予め設定した復元規則を利用して、復元させる必要のある衝突フレームを確定することであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
In step c, determining the frame that needs to be restored based on the related information of the collision frame includes:
A collision frame is determined based on information related to the collision frame, and a collision frame that needs to be restored is determined using information corresponding to the collision frame and a preset restoration rule. The method of claim 1.
前記予め設定した復元規則は、フレームの到達時間に基づいて設定された復元規則、フレームタイプに基づいて設定された復元規則、又は予め設定したフレームの優先度に基づいて設定された復元規則のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。   The preset restoration rule is a restoration rule set based on a frame arrival time, a restoration rule set based on a frame type, or a restoration rule set based on a preset frame priority. The method according to claim 7, comprising at least one of the following: 前記ステップcにおいて、前記衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定することは、
衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、衝突フレームに基づいて、対応するフレーム衝突タイプを確定し、前記フレーム衝突タイプ及び予め設定したフレーム衝突タイプと復元フレームとの関係に基づいて、復元させる必要のある衝突フレームを確定することであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
In step c, based on the related information of the collision frame, determining a frame that needs to be restored is:
Determine the collision frame based on the related information of the collision frame, determine the corresponding frame collision type based on the collision frame, and based on the relationship between the frame collision type and the preset frame collision type and the restored frame, The method according to claim 1, characterized in that the collision frames that need to be restored are determined.
前記ステップcにおいて、前記衝突フレームに基づいて、対応するフレーム衝突タイプを確定することは、衝突フレームのフレームタイプを確定し、シンボルシフトとコードチップシフトの大きさに基づいて衝突フレームの到達順番を確定してフレーム衝突のタイプを確定することであることを特徴とする請求項9に記載の方法。   In step c, determining the corresponding frame collision type based on the collision frame determines the frame type of the collision frame, and determines the arrival order of the collision frames based on the size of the symbol shift and code chip shift. 10. The method of claim 9, wherein determining is to determine a type of frame collision. 前記ステップdにおいて、前記受信ノードが、該フレームのシンボルシフト値に対する精密同期処理は、
シンボルシフト値をスタート位置とし、特定の数値で複数のシンボルを連続して取り、それに対して復調・復号化を行い、取ったシンボルがフレーム開始デリミタSFDの場合、該シンボルシフト値が正しいことを示し、精密同期のシンボルシフト値が前記シンボルシフト値に等しく、その他の場合は、精密調整を行い、且つ、前記精密調整は、初期半径を予め設定し、前記シンボルシフト値を中心とし、該半径内でSFDを順番に検索する処理であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
In step d, the receiving node performs a fine synchronization process on the symbol shift value of the frame.
A symbol shift value is used as a start position, a plurality of symbols are continuously taken with a specific numerical value, and demodulation and decoding are performed on the symbols. When the taken symbol is a frame start delimiter SFD, the symbol shift value is correct. The symbol shift value of fine synchronization is equal to the symbol shift value, and in other cases, fine adjustment is performed, and the fine adjustment is performed by setting an initial radius in advance and centering on the symbol shift value. The method according to claim 1, wherein the SFD is searched in order.
ステップcにおいて、フレーム衝突が発生したと判定する場合、前記ステップdにおいて、前記受信ノードが復元できるフレームを確定することは、完全な同期情報を有しており、且つ、復元させる必要のある衝突フレームを、復元できるフレームと確定することであり、
ステップcにおいて、フレーム衝突がなかったと判定した場合、前記ステップdにおいて、前記受信ノードが復元できるフレームを確定することは、ステップcにおいて総最大パワー加算値に対応するフレームが完全な同期情報を有していると確定して、そのフレームを復元できるフレームとすることであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
If it is determined in step c that a frame collision has occurred, the determination of the frame that the receiving node can restore in step d is a collision that has complete synchronization information and needs to be restored. The frame is determined to be a recoverable frame,
If it is determined in step c that there is no frame collision, in step d, the frame that can be restored by the receiving node is determined. In step c, the frame corresponding to the total maximum power addition value has complete synchronization information. The method according to claim 1, wherein the frame is determined to be a frame that can be restored and the frame can be restored.
ステップeにおいて用いられる予め設定した規則は、フレーム衝突が発生した場合、復元して得た送信要求RTSフレームを使用せずにNAVを設定することによって、晒しノードのデータ送信を許すこと、復元して得た送信許可CTSフレームを利用してNAVを設定することによって、隠れノードのデータ送信を禁止すること、復元して得たデータDATAフレームを利用してNAVを設定することを許すこと、又は、受信した衝突が発生しなかったRTSフレームを使用せずにノードのNAVを設定することのうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The pre-set rules used in step e allow or restore the exposed node's data transmission by setting the NAV without using the transmission request RTS frame obtained by restoration when a frame collision occurs. By setting the NAV using the transmission permission CTS frame obtained in the above, prohibiting the data transmission of the hidden node, allowing the setting of the NAV using the data DATA frame obtained by the restoration, or The method according to claim 1, comprising at least one of setting a NAV of a node without using a received RTS frame in which no collision has occurred. ステップeにおいて用いられる予め設定した規則は、フレーム衝突がなかった場合、受信したメディアアクセス制御層ロードのNAV値が該ノード自身のNAV値より大きいとき、前記NAVで自身のNAV値を更新し、その他の場合は自身のNAV値を維持することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The pre-set rule used in step e is to update its own NAV value with the NAV when the received media access control layer load NAV value is greater than its own NAV value when there is no frame collision, 2. The method of claim 1, wherein the method maintains its own NAV value otherwise. ステップbにおいて、前記受信ノードは前記拡散シーケンスを用いて信号全体に対して行う逆拡散処理は、
まず、任意の拡散シーケンスによって信号に対して逆拡散処理をして、対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを取得し、該シンボルシフト値に対して精密同期処理を行うことによって、該シーケンス最大パワー加算値とそれに対応するフレームの同期を実現するステップa1と、
該フレームに同期させた後、該フレームのうちの既知のプリアンブルと一部既知のフレームヘッド情報とを利用して、受信した信号に対して干渉キャンセルを行い、残りの拡散シーケンスを利用して、干渉をキャンセルした後の信号に対して逆拡散処理を行うステップa2と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
In step b, the receiving node performs a despreading process on the entire signal using the spreading sequence,
First, a signal is despread by an arbitrary spreading sequence to obtain a corresponding sequence maximum power addition value, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift, and fine synchronization processing is performed on the symbol shift value. Step a1 for realizing the synchronization of the sequence maximum power addition value and the corresponding frame by performing
After synchronizing with the frame, using the known preamble and partially known frame head information of the frame, canceling the interference with the received signal, using the remaining spreading sequence, Step a2 for performing despreading processing on the signal after canceling interference;
The method of claim 1, comprising:
前記ステップa2において、前記干渉キャンセル処理は、
ステップa1で得たフレームのプリアンブル情報を利用してチャネル推定を行ってチャネル係数を取得し、既知のプリアンブル情報、一部既知のフレームヘッド情報及び前記チャネル係数を利用して干渉の再生を行い、受信した信号から前記再生した干渉を減算する処理であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
In the step a2, the interference cancellation process includes
Channel estimation is performed using the preamble information of the frame obtained in step a1 to obtain a channel coefficient, interference reproduction is performed using known preamble information, partially known frame head information and the channel coefficient, The method of claim 15, wherein the process is subtracting the reproduced interference from a received signal.
前記ステップaの後であって、ステップdの前には、さらに、
受信ノードが、得たシーケンス最大パワー加算値に基づいて対応するフレームを確定し、本ノードのステータス情報に基づいて、該フレームが復元処理必要のフレームであるかを判定するステップを含み、
該方法において、前記復元処理が必要と判定されたフレームのみに対して、ステップb及びステップcにおける対応処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
After step a and before step d,
The receiving node determines a corresponding frame based on the obtained sequence maximum power addition value, and determines, based on the status information of the node, whether the frame is a frame that needs to be restored;
2. The method according to claim 1, wherein the corresponding processing in step b and step c is performed only on a frame determined to require the restoration processing.
フレーム衝突処理システムにおいて、送信ノードと受信ノードとを有しており、
送信ノードは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、本ノードに入力される情報ビットに対して処理を行い、処理した後の情報ビットを受信ノードに送信し、
受信ノードは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを取得し、各シーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、該衝突フレームの関連情報に基づいて、復元する必要のあるフレームを確定し、フレーム衝突が生じなかった場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちから、最大のシーケンス最大パワー加算値を選択して総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応するフレームを確定し、確定されたフレームに対して精密同期処理を行うことによって、復元できるフレームを確定し、前記フレームに対して検出を行うことによって、そのメディアアクセス制御層ロードを取得し、メディアアクセス制御層において、予め設定した規則を用いてネットワーク割当てベクトルNAVを設定することを特徴とするシステム。
The frame collision processing system has a transmitting node and a receiving node,
The transmitting node performs processing on the information bits input to the present node using a preset spreading sequence, transmits the processed information bits to the receiving node,
The receiving node performs a despreading process on the entire received signal using a preset spreading sequence, and obtains a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. By acquiring and comparing each sequence maximum power addition value and a preset threshold value, it is determined whether a frame collision has occurred, and if there is a collision frame, based on the relevant information of the collision frame, When a frame that needs to be restored is determined and no frame collision occurs, the maximum sequence maximum power addition value is selected from all the sequence maximum power addition values to obtain the total maximum sequence maximum power addition value. Confirm the frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the maximum sequence power addition value, and confirm The frame that can be restored is determined by performing a fine synchronization process on the received frame, and the media access control layer load is obtained by detecting the frame, and is preset in the media access control layer. A network allocation vector NAV is set using the rule.
前記送信ノードが低データレートで送信する場合、前記送信ノードは、MODモジュールと拡散モジュールとを有しており、
MODモジュールは、受信した情報ビットを変調して、拡散モジュールに送信し、
拡散モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを利用して、受信した情報ビットのうちの対応するフレームを拡散することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
When the transmitting node transmits at a low data rate, the transmitting node has a MOD module and a spreading module;
The MOD module modulates the received information bits and sends them to the spreading module,
The system of claim 18, wherein the spreading module spreads the corresponding frame of the received information bits using a preset spreading sequence.
前記送信ノードが高データレートで送信する場合、前記送信ノードは、MODモジュール、拡散モジュール、相補コードキー入力CCKモジュール及び多重モジュールを有しており、
MODモジュールは、情報ビットのうちのプリアンブルと物理層フレームヘッドとを受信し、それを変調して、拡散モジュールに送信し、
拡散モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを利用して、受信したプリアンブルと物理層フレームヘッドとを拡散して、多重モジュールに送信し、
CCKモジュールは、情報ビットのうちのメディアアクセス制御層ロードを受信し、それに対してCCK拡散変調を行い、処理した後の情報を多重モジュールに送信し、
多重モジュールは、拡散モジュールとCCKモジュールから送信された情報を多重して送出することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
When the transmitting node transmits at a high data rate, the transmitting node has a MOD module, a spreading module, a complementary code key input CCK module, and a multiplexing module;
The MOD module receives the preamble of information bits and the physical layer frame head, modulates it and sends it to the spreading module;
The spreading module spreads the received preamble and the physical layer frame head using a preset spreading sequence and sends it to the multiplexing module,
The CCK module receives the media access control layer load of the information bits, performs CCK spread modulation on it, sends the processed information to the multiplexing module,
The system according to claim 18, wherein the multiplexing module multiplexes and transmits the information transmitted from the diffusion module and the CCK module.
前記受信ノードは、逆拡散モジュール、閾値比較モジュール、同期モジュール及びNAV設定モジュールを有しており、
逆拡散モジュールは、予め設定した拡散シーケンスを用いて、受信した信号全体に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを得て、閾値比較モジュールに送信し、
閾値比較モジュールは、各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによって、フレーム衝突が生じたか否かを判定し、衝突したフレームがある場合、衝突フレームの関連情報に基づいて、復元させる必要のあるフレームを確定して、該フレームを同期モジュールに送信し、フレーム衝突が生じなかった場合、全てのシーケンス最大パワー加算値のうちから、最大のシーケンス最大パワー加算値を選択して総最大シーケンス最大パワー加算値とし、該シーケンス最大パワー加算値に対応する拡散シーケンスが対応するフレームを確定して、該フレームを同期モジュールに送信し、
同期モジュールは、該フレームに対して精密同期処理を行うことによって、復元できるフレームを確定し、前記フレームに対して検出を行うことによって、そのメディアアクセス制御層ロードを取得し、前記ロードをNAV設定モジュールに送信し、
NAV設定モジュールは、予め設定した規則を用いてネットワーク割当てベクトルNAVを設定することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
The receiving node includes a despreading module, a threshold comparison module, a synchronization module, and a NAV setting module,
The despreading module performs a despreading process on the entire received signal using a preset spreading sequence, and adds a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence, a corresponding symbol shift, and a corresponding code chip shift. Is sent to the threshold comparison module,
The threshold comparison module determines whether or not a frame collision has occurred by comparing the sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold, and if there is a collision frame, Based on the related information, the frame that needs to be restored is determined, and the frame is transmitted to the synchronization module. When no frame collision occurs, the maximum sequence maximum power is selected from all the sequence maximum power addition values. Select the addition value as the total maximum sequence maximum power addition value, determine the frame corresponding to the spreading sequence corresponding to the sequence maximum power addition value, and send the frame to the synchronization module;
The synchronization module determines a frame that can be restored by performing fine synchronization processing on the frame, obtains the media access control layer load by performing detection on the frame, and sets the load to NAV. To the module,
The system of claim 18, wherein the NAV setting module sets the network allocation vector NAV using a preset rule.
前記逆拡散モジュールは、さらに逆拡散処理モジュール、スライドウィンドウ処理モジュール及び比較モジュールを有しており、
逆拡散処理モジュールは、拡散シーケンスを用いて、受信したシーケンス全体に対して逆拡散処理を行って一つ目のシーケンスを取得し、その後該拡散シーケンスのコードチップを順にサイクリックシフトさせ、シフトするたびに得た拡散シーケンスを用いて、受信した信号に対してそれぞれ逆拡散処理を行い、拡散シーケンスのコードチップ数と同一個数のシーケンスを得て、スライドウィンドウ処理モジュールに送信し、
スライドウィンドウ処理モジュールは、得た各シーケンスに対して、スライドウィンドウを用いてそれぞれスライドウィンドウパワー加算を行い、比較することによって、各シーケンスのシーケンス最大パワー加算値及び対応するシンボルシフトを得て、比較モジュールに送信し、
比較モジュールは、得たシーケンス最大パワー加算値を比較し、必要に応じて、対応するシーケンス最大パワー加算値、対応するシンボルシフト及び対応するコードチップシフトを記録して閾値比較モジュールに送信することを特徴とする請求項21に記載のシステム。
The despreading module further includes a despreading processing module, a sliding window processing module, and a comparison module.
The despreading processing module performs despreading processing on the entire received sequence using the spreading sequence to obtain the first sequence, and then cyclically shifts and shifts the code chips of the spreading sequence in order. Using the spreading sequence obtained each time, each received signal is subjected to despreading processing to obtain the same number of sequences as the number of code chips of the spreading sequence, and sent to the sliding window processing module,
The sliding window processing module performs the sliding window power addition for each obtained sequence using the sliding window, and compares them to obtain the sequence maximum power addition value and the corresponding symbol shift for each sequence. To the module,
The comparison module compares the obtained sequence maximum power addition value, records the corresponding sequence maximum power addition value, the corresponding symbol shift, and the corresponding code chip shift, if necessary, and transmits them to the threshold comparison module. The system according to claim 21, characterized in that
前記閾値比較モジュールが各拡散シーケンスに対応するシーケンス最大パワー加算値と、予め設定した閾値とを比較することによってフレーム衝突が生じたか否かを判定することは、
各シーケンス最大パワー加算値と予め設定した閾値とを比較し、二つ以上のシーケンス最大パワー加算値が該閾値より大きい場合、フレーム衝突が生じたを判定し、その他の場合はフレーム衝突がなかったと判定し、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値及び最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が予め設定した閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、その他の場合はフレーム衝突がなかったと判定し、
或いは、全てのシーケンス最大パワー加算値を比較することにより最終的に最大のシーケンス最大パワー加算値、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値を得て、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きいか否かを判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値だけが閾値より大きい場合、二つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値が閾値より大きい場合、三つのフレームの衝突が生じたと判定し、最終的に二番目に大きいシーケンス最大パワー加算値及び最終的に三番目に大きいシーケンス最大パワー加算値がともに閾値より小さい場合、フレーム衝突がなかったと判定することであることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
The threshold comparison module determines whether a frame collision has occurred by comparing a sequence maximum power addition value corresponding to each spreading sequence with a preset threshold value,
Each sequence maximum power addition value is compared with a preset threshold value. When two or more sequence maximum power addition values are larger than the threshold value, it is determined that a frame collision has occurred. In other cases, there is no frame collision. Judgment,
Alternatively, the maximum sequence maximum power addition value and finally the second largest sequence maximum power addition value are finally obtained by comparing all the sequence maximum power addition values, and finally the second largest sequence maximum power value. It is determined whether or not the power addition value is greater than a preset threshold value. If it is larger, it is determined that a collision between two frames has occurred. In other cases, it is determined that there is no frame collision.
Or, by comparing all the sequence maximum power addition values, finally the maximum sequence maximum power addition value, finally the second largest sequence maximum power addition value, and finally the third largest sequence maximum power addition value And finally determine whether the second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value are greater than the threshold, and finally the second largest sequence maximum power addition value. If only the sum is greater than the threshold, it is determined that two frames have collided. Finally, if the third largest sequence maximum power sum is greater than the threshold, it is determined that three frames have collided. The second largest sequence maximum power addition value and finally the third largest sequence maximum power addition value. If the less than the threshold, the system according to claim 21, characterized in that by determining that no frame collision.
前記閾値比較モジュールが衝突フレームの関連情報に基づいて復元させる必要のあるフレームを確定することは、
衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、前記衝突フレームに対応する情報及び予め設定した復元規則を利用して、復元させる必要のある衝突フレームを確定し、
或いは、衝突フレームの関連情報に基づいて衝突フレームを確定し、衝突フレームに基づいて対応するフレーム衝突タイプを確定し、前記フレーム衝突タイプ及び予め設定したフレーム衝突タイプと復元フレームとの関係に基づいて、復元させる必要のある衝突フレームを確定することであることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
Determining the frame that the threshold comparison module needs to be restored based on the related information of the collision frame;
Determine the collision frame based on the related information of the collision frame, determine the collision frame that needs to be restored using information corresponding to the collision frame and a preset restoration rule,
Alternatively, the collision frame is determined based on the related information of the collision frame, the corresponding frame collision type is determined based on the collision frame, and the frame collision type and the relationship between the preset frame collision type and the restored frame are determined. The system according to claim 21, characterized in that a collision frame that needs to be restored is determined.
前記NAVモジュールは、フレーム衝突が発生した場合、復元させて得たRTSフレームを使用せずにNAVを設定することによって、晒しノードのデータ送信を許すこと、復元させて得たCTSフレームを利用してNAVを設定することによって、隠れノードのデータ送信を禁止すること、復元させて得たDATAフレームを利用してNAVを設定することを許すこと、又は、受信した衝突が発生しなかったRTSフレームを使用せずにノードのNAVを設定することのうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項18に記載のシステム。   When a frame collision occurs, the NAV module sets the NAV without using the restored RTS frame to allow the data transmission of the exposed node and uses the restored CTS frame. By setting the NAV, the data transmission of the hidden node is prohibited, the NAV is allowed to be set using the DATA frame obtained by the restoration, or the received RTS frame in which no collision has occurred. 19. The system of claim 18, including at least one of setting a node's NAV without using.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102984748A (en) * 2012-11-21 2013-03-20 华为技术有限公司 Determination method, device and base station for energy intensity threshold of frames
CN104244440A (en) * 2014-08-29 2014-12-24 南京理工大学 Protocol-sequence-based method for avoiding frame collision in DV-hop positioning system

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5486023B2 (en) * 2009-03-09 2014-05-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Method for controlling medium access in a mesh network using allocation vectors and a station performing such a method
CN101714896B (en) * 2009-09-29 2016-11-02 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 Communication means
CN103916178A (en) * 2009-09-29 2014-07-09 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 Data sending and receiving method
CN103916386B (en) * 2009-09-29 2017-02-22 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 Data sending and receiving method
CN103973387B (en) * 2013-01-30 2016-12-28 电信科学技术研究院 A kind of method and device safeguarding time slot state information
CN104507119B (en) * 2014-11-26 2018-09-14 无锡儒安科技有限公司 A kind of radio sensor network data collection method based on concurrent transmission
CN107211454A (en) * 2015-03-20 2017-09-26 富士通株式会社 Data transmission method, device and communication system
CN105763204A (en) * 2016-02-17 2016-07-13 湖南北云科技有限公司 Convolutional coding real-time decoding device and method
CN113489567A (en) 2018-02-14 2021-10-08 华为技术有限公司 Method and device for transmitting audio data at high speed

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102984748A (en) * 2012-11-21 2013-03-20 华为技术有限公司 Determination method, device and base station for energy intensity threshold of frames
CN102984748B (en) * 2012-11-21 2015-12-09 华为技术有限公司 A kind of defining method of frame energy intensity thresholding and device, base station
CN104244440A (en) * 2014-08-29 2014-12-24 南京理工大学 Protocol-sequence-based method for avoiding frame collision in DV-hop positioning system

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