JP4190399B2 - Channel clear access signal generation circuit and electronic apparatus - Google Patents
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本発明は、無線機の送信制御用信号に関し、特に無線LANシステムにおいて送信の可能性を判定するためのチャネルクリアアクセス(CCA)信号を生成するチャネルクリアアクセス信号生成回路及び電子装置に関する。 The present invention relates to a radio transmission control signal, and more particularly to a channel clear access signal generation circuit and an electronic apparatus that generate a channel clear access (CCA) signal for determining the possibility of transmission in a wireless LAN system.
無線LANシステムでは、複数の無線機が同じ周波数の電波上に無線パケット信号を送信して交互通信を行なう。そして、無線パケットを送信するとき、他の無線機により同じ周波数の電波が使用されていると干渉を起し、相手の通信を妨害し、かつ自分の通信も行なうことができない。従って、送信前に同じ周波数の電波が他の無線機によって使用されているか否かを確認する必要がある。 In a wireless LAN system, a plurality of wireless devices perform wireless communication by transmitting wireless packet signals on radio waves having the same frequency. When a radio packet is transmitted, if radio waves of the same frequency are used by another radio device, interference occurs, the other party's communication is disturbed, and one's own communication cannot be performed. Therefore, it is necessary to confirm whether or not radio waves of the same frequency are being used by other wireless devices before transmission.
この確認作業は、使用する周波数帯にある信号を受信し、その受信信号のレベルと予め設定してある閾値とを比較することにより行われ、その確認結果は、チャネルクリアアクセス(CCA)信号として出力される。そして、受信信号のレベルが閾値より高いと、CCA信号は“H”となり、無線機はその周波数帯域の信号を送信できないチャネルビジー状態となる。一方、受信信号のレベルが閾値より低いと、CCA信号は“L”となり、無線機はその周波数帯域の信号を送信できるチャネルクリア状態となる。 This confirmation work is performed by receiving a signal in the frequency band to be used and comparing the level of the received signal with a preset threshold value, and the confirmation result is a channel clear access (CCA) signal. Is output. When the level of the received signal is higher than the threshold value, the CCA signal becomes “H”, and the radio enters a channel busy state in which a signal in the frequency band cannot be transmitted. On the other hand, when the level of the received signal is lower than the threshold, the CCA signal becomes “L”, and the radio enters a channel clear state in which a signal in the frequency band can be transmitted.
また、このCCA信号の感度について、米国工業会規格IEEE802.11a、及び、日本の電波産業会規格ARIB STD−T71の「小電力データ通信システム/広帯域移動アクセスシステム(CSMA)」規格において、次のような規定がある(例えば、非特許文献1参照)。「受信側で規格に準拠したOFDM信号を6Mbit/s時の受信感度(−82dBm)以上のレベルで受信した時、90%以上の確率で4μs以内にCCAにBusyを表示させることとする。プリアンブルを受信しなかった場合、6Mbit/s時の受信感度を20dBm超えるレベル(−62dBm)に対してCCA信号Busyを保持する。」 The sensitivity of this CCA signal is as follows in the “Low Power Data Communication System / Wideband Mobile Access System (CSMA)” standard of the American Industrial Standards IEEE 802.11a and the Japanese Radio Industry Standards ARIB STD-T71. There are such regulations (see, for example, Non-Patent Document 1). “When the receiving side receives an OFDM signal conforming to the standard at a reception sensitivity (−82 dBm) level at 6 Mbit / s or higher, Busy is displayed on the CCA within 4 μs with a probability of 90% or higher. Is not received, the CCA signal Busy is held for a level (−62 dBm) exceeding the reception sensitivity at 6 Mbit / s by 20 dBm. ”
ここで、OFDMとは直交周波数分割多重と呼ばれる変調方式の一つである。そして、6Mbit/sは、1秒間のデータの転送量が6Mbitであることを表す。また、プリアンブルは、正常パケットの先頭に本来転送されるデータとは別に付加されたある長さを持つ信号である。そして、受信側の無線機は、このプリアンブル信号を検出することで、受信信号が正常パケットであると判断し、有効データの送信認識、受信側の起動、内部の動作タイミングの制御といった、同期タイミングの検出を行なう。そのため、正常パケットの受信から同期タイミングの検出までは、ある程度の時間が必要である。また、プリアンブル信号を検出できない場合は、受信信号は正常パケットではないため、同期タイミングを検出することができない。 Here, OFDM is one of modulation schemes called orthogonal frequency division multiplexing. 6 Mbit / s indicates that the data transfer amount per second is 6 Mbit. The preamble is a signal having a certain length added separately from the data originally transferred at the head of the normal packet. The receiving-side radio detects the preamble signal to determine that the received signal is a normal packet, and performs synchronization timing such as valid data transmission recognition, receiving-side activation, and internal operation timing control. Is detected. Therefore, a certain amount of time is required from the reception of the normal packet to the detection of the synchronization timing. If the preamble signal cannot be detected, the received signal is not a normal packet, so that the synchronization timing cannot be detected.
上記の規定を満足する従来のチャネルクリアアクセス(CCA)信号生成回路を図3に示す。この従来のCCA信号生成回路31は、比較回路32、レジスタ33、同期タイミング検出回路34を有する。そして、比較回路32は、アンテナ35で受信された受信信号のレベルとレジスタ33に予め格納された第1の閾値−82dBmを比較し、受信信号のレベルが第1の閾値以上の場合、出力するCCA信号を4μsec以内に“H”にする。この状態で、同期タイミング検出回路34は、受信信号からプリアンブル信号を受信できず、同期タイミングを検出できない場合、その旨をCCA信号生成回路31の外部に設けられたプロセッサ36に伝達する。そして、プロセッサ36は、レジスタ33に格納されている閾値データを第1の閾値−82dBmから第2の閾値−62dBmに更新するよう制御する。次に、比較回路32は、受信信号のレベルが第2の閾値未満の場合は、CCA信号を “H”から“L”にし、一方、受信信号のレベルが第2の閾値以上の場合は、CCA信号を“H”のまま保持する。
FIG. 3 shows a conventional channel clear access (CCA) signal generation circuit that satisfies the above definition. The conventional CCA
具体的には、受信信号の種類やレベルによってCCA信号は以下のようになる。まず、第1の状態として、−82dBm以上−62dBm未満の雑音が受信された場合、第1の閾値一82dBm以上であるため、CCA信号は“H”となる。次に、雑音であるため、同期タイミングが検出できず、閾値が第2の閾値−62dBmに変更される。そして、受信信号のレベルが第2の閾値−62dBm未満であるため、CCA信号は、“H”から“L”になる。 Specifically, the CCA signal is as follows depending on the type and level of the received signal. First, as a first state, when noise of −82 dBm or more and less than −62 dBm is received, the CCA signal is “H” because the first threshold is equal to or greater than 82 dBm. Next, because of noise, the synchronization timing cannot be detected, and the threshold value is changed to the second threshold value −62 dBm. Then, since the level of the received signal is less than the second threshold value −62 dBm, the CCA signal changes from “H” to “L”.
次に、第2の状態として、−62dBm以上の雑音が受信された場合、第1の状態同様に閾値が第2の閾値−62dBmに変更されるが、受信信号のレベルが閾値−62dBm以上のため、引き続きCCA信号は“H”の状態で保持される。 Next, as a second state, when noise of -62 dBm or more is received, the threshold is changed to the second threshold -62 dBm as in the first state, but the level of the received signal is more than the threshold -62 dBm. Therefore, the CCA signal is continuously held in the “H” state.
そして、第3の状態として、−82dBm以上の正常パケットが受信された場合、第1の閾値−82dBm以上であるため、CCA信号は“H”となる。さらに、正常パケットを受信し、同期タイミングの検出ができるため、閾値の変更は行なわれず、正常パケットの受信中はCCA信号“H”に保持される。
従来のCCA信号生成回路では、同期タイミングの検出ができなかった場合、レジスタに格納された閾値を−82dBmから−62dBmに更新する必要がある。この閾値の更新は、CCA信号生成回路外部のプロセッサを経由して行なうため、数100nsec〜数μsec程度の時間を要し、その後の処理の遅延を招くという問題があった。また、プロセッサに閾値データを更新制御するための回路を設ける必要があり、回路が複雑化するという問題があった。 In the conventional CCA signal generation circuit, when the synchronization timing cannot be detected, the threshold value stored in the register needs to be updated from −82 dBm to −62 dBm. Since the threshold value is updated via a processor outside the CCA signal generation circuit, it takes a time of several hundreds nsec to several μsec, and there is a problem in that a delay in subsequent processing is caused. Further, it is necessary to provide a circuit for updating and controlling the threshold data in the processor, which causes a problem that the circuit becomes complicated.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、処理の遅延を防止し、回路を簡略化することができるチャネルクリアアクセス信号生成回路を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a channel clear access signal generation circuit capable of preventing processing delay and simplifying the circuit.
本発明に係るチャネルクリアアクセス信号生成回路は、受信信号のレベルが第1の閾値以上の場合、所定時間だけ第1のキャリアセンス信号を出力する第1のキャリアセンス信号生成回路と、受信信号のレベルが第1の閾値よりも高い第2の閾値以上の場合、第2のキャリアセンス信号を出力し、受信信号のレベルが第2の閾値未満になると、第2のキャリアセンス信号の出力を止める第2のキャリアセンス信号生成回路と、受信信号から同期タイミングを検出すると、同期タイミング信号を出力する同期タイミング信号生成回路と、第1のキャリアセンス信号、第2のキャリアセンス信号及び同期タイミング信号の論理和をチャネルクリアアクセス信号として出力するチャネルクリアアクセス信号判定回路とを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。 The channel clear access signal generation circuit according to the present invention includes a first carrier sense signal generation circuit that outputs a first carrier sense signal for a predetermined time when the level of the reception signal is equal to or higher than a first threshold, When the level is equal to or higher than the second threshold higher than the first threshold, the second carrier sense signal is output, and when the level of the received signal becomes lower than the second threshold, the output of the second carrier sense signal is stopped. A second carrier sense signal generation circuit; a synchronization timing signal generation circuit that outputs a synchronization timing signal when synchronization timing is detected from the received signal; and a first carrier sense signal, a second carrier sense signal, and a synchronization timing signal A channel clear access signal determination circuit for outputting a logical sum as a channel clear access signal. Other features of the present invention will become apparent below.
本発明により、処理の遅延を防止し、回路を簡略化することができる。 According to the present invention, processing delay can be prevented and the circuit can be simplified.
本発明の実施の形態に係るチャネルクリアアクセス(CCA)信号生成回路を図1に示す。チャネルクリアアクセス信号生成回路であるCCA信号生成回路11は、第1のキャリアセンス信号生成回路であるCS1信号生成回路12と、第1のレジスタ13と、第2のキャリアセンス信号生成回路であるCS2信号生成回路14と、第2のレジスタ15と、同期タイミング信号生成回路であるSQ信号生成回路16と、チャネルクリアアクセス信号判定回路であるCCA信号判定回路17とを有する。
A channel clear access (CCA) signal generation circuit according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The CCA
そして、CS1信号生成回路12は、アンテナ18で受信された受信信号のレベルが、第1のレジスタ13に格納された第1の閾値−82dBm以上の場合、第1のキャリアセンス信号であるCS1信号を“H”で出力し、所定時間が経過すると強制的にCS1信号を“L”とする。即ち、CS1信号生成回路12は、受信信号のレベルが第1の閾値−82dBm以上の場合、所定時間だけCS1信号を出力する。
When the level of the received signal received by the
また、CS2信号生成回路14は、受信信号のレベルが、第2のレジスタ15に格納された第2の閾値−62dBm以上の場合、第2のキャリアセンス信号であるCS2信号を“H”で出力し、受信信号のレベルが第2の閾値−62dBm未満になると、CS2信号を“L”とする。即ち、CS2信号生成回路14は、受信信号のレベルが第2の閾値−62dBm以上の場合、CS2信号を出力し、受信信号のレベルが第2の閾値−62dBm未満になると、CS2信号の出力を止める。
In addition, when the level of the received signal is equal to or higher than the second threshold value −62 dBm stored in the
また、SQ信号生成回路16は、受信信号からプリアンブル信号を受信し、同期タイミングを検出すると、同期タイミング信号であるSQ信号を“H”で出力し、受信信号のデータの受信処理を完了した時点でSQ信号を“L”とする。即ち、SQ信号生成回路16は、受信信号から同期タイミングを検出すると、SQ信号を出力する。例えば、受信信号が、雑音や他のシステムの無線信号の場合は、同期タイミングが検出されないので、SQ信号は“L”のままである。
When the SQ
そして、CCA信号判定回路17は、CS1信号、CS2信号及びSQ信号の論理和をCCA信号として出力する。
Then, the CCA
ここで、SQ信号生成回路16は、所定時間内にプリアンブル信号を受信した場合に同期タイミングを検出し、“H”のSQ信号を出力する。そのため、CS1信号が“H”から“L”に戻るタイミングを、SQ信号生成回路16がSQ信号を出力するタイミングより1クロック分だけ後にずらしている。これにより、SQ信号が出力される前にCCA信号が“L”になってチャネルクリア状態になってしまうことはない。なお、後にずらすタイミングは1クロック分に限定されないが、同期タイミングを検出するために予め設定されている時間が固定なので、1クロック分であることが望ましい。
Here, when the SQ
受信信号、CS1信号、CS2信号、SQ信号及びCCA信号のタイミングチャートを図2に示す。図2では、受信信号の種類及びレベルの異なる第1の状態〜第4の状態が示されている。これらの4つの状態において、CCA信号は以下のようになる。 FIG. 2 shows a timing chart of the received signal, the CS1 signal, the CS2 signal, the SQ signal, and the CCA signal. FIG. 2 shows first to fourth states with different types and levels of received signals. In these four states, the CCA signal is as follows:
まず、第1の状態は、−82dBm以上−62dBm未満の雑音を受信した状態である。受信信号のレベルが−82dBm以上なので、CS1信号は“H”になり、それに伴ってCCA信号も“H”になる。その後、CS1信号は所定時間が経過すると“L”となる。また、受信信号のレベルが−62dBmに満たないため、CS2信号は“L”のままである。そして、受信信号が雑音であるため、同期タイミングが検出されず、SQ信号は“L”のままである。従って、CS信号が“L”となるに伴い、CCA信号も“L”になる。 First, the first state is a state in which noise of −82 dBm or more and less than −62 dBm is received. Since the level of the received signal is −82 dBm or higher, the CS1 signal becomes “H”, and the CCA signal also becomes “H” accordingly. Thereafter, the CS1 signal becomes “L” when a predetermined time elapses. Further, since the level of the received signal is less than −62 dBm, the CS2 signal remains “L”. Since the received signal is noise, the synchronization timing is not detected, and the SQ signal remains “L”. Therefore, as the CS signal becomes “L”, the CCA signal also becomes “L”.
次に、第2の状態は、−62dBm以上の雑音を受信した状態である。受信信号のレベルが−82dBm以上なので、CS1信号は“H”になる。その後、CS1信号は所定時間が経過すると“L”になる。また、レベルが−62dBm以上のため、CS2信号は受信期間中“H”になる。そして、雑音を受信しているため、同期タイミングが検出されず、SQ信号は“L”のままである。従って、雑音の受信が終了し、CS2信号が“L”となるに伴い、CCA信号も“L”になる。 Next, the second state is a state in which noise of −62 dBm or more is received. Since the level of the reception signal is −82 dBm or more, the CS1 signal becomes “H”. Thereafter, the CS1 signal becomes “L” when a predetermined time elapses. Since the level is −62 dBm or more, the CS2 signal becomes “H” during the reception period. Since noise is received, the synchronization timing is not detected, and the SQ signal remains “L”. Therefore, as the reception of noise ends and the CS2 signal becomes “L”, the CCA signal also becomes “L”.
そして、第3の状態は、−82dBm以上−62dBm未満の正常パケットを受信した状態である。受信信号のレベルが−82dBm以上なので、CS1信号は“H”になる。その後、CS1信号は所定時間が経過すると“L”となる。また、受信信号のレベルが−62dBmに満たないため、CS2信号は“L”のままである。そして、受信信号が正常パケットなので、所定時間内にプリアンブル信号が受信され、同期タイミングが検出され、その時点でSQ信号は“H”となり、正常パケットの受信処理が完了するまで“H”を維持する。従って、CCA信号は、CS1信号が“H”になるのに伴って“H”となり、受信処理が完了してSQ信号が“L”になるのに伴い“L”になる。 The third state is a state where a normal packet of −82 dBm or more and less than −62 dBm is received. Since the level of the reception signal is −82 dBm or more, the CS1 signal becomes “H”. Thereafter, the CS1 signal becomes “L” when a predetermined time elapses. Further, since the level of the received signal is less than −62 dBm, the CS2 signal remains “L”. Since the received signal is a normal packet, the preamble signal is received within a predetermined time, the synchronization timing is detected, the SQ signal becomes “H” at that time, and remains “H” until the normal packet reception processing is completed. To do. Therefore, the CCA signal becomes “H” as the CS1 signal becomes “H”, and becomes “L” as the reception process is completed and the SQ signal becomes “L”.
次に、第4の状態は、−62dBm以上の正常パケットを受信した状態である。受信信号のレベルが−82dBm以上なので、CS1信号は“H”になる。その後、CS1信号は所定時間が経過すると“L”になる。また、レベルが−62dBm以上のため、CS2信号は受信期間中“H”になる。そして、受信信号が正常パケットなので、所定時間内にプリアンブル信号が受信され、同期タイミングが検出されるため、その時点でSQ信号は“H”となり、正常パケットの受信処理が完了するまで“H”を維持する。従って、CCA信号は、CS1信号の“H”及びCS2信号の“H”に伴って“H”となり、受信処理が完了してSQ信号が“L”になるのに伴い“L”になる。 Next, the fourth state is a state in which a normal packet of −62 dBm or more is received. Since the level of the reception signal is −82 dBm or more, the CS1 signal becomes “H”. Thereafter, the CS1 signal becomes “L” when a predetermined time elapses. Since the level is −62 dBm or more, the CS2 signal becomes “H” during the reception period. Since the received signal is a normal packet, the preamble signal is received within a predetermined time and the synchronization timing is detected, so that the SQ signal becomes “H” at that time and remains “H” until the normal packet receiving process is completed. To maintain. Accordingly, the CCA signal becomes “H” along with “H” of the CS1 signal and “H” of the CS2 signal, and becomes “L” as the reception processing is completed and the SQ signal becomes “L”.
上記の第1〜第4の状態では、受信信号のレベルが−82dBm以上の場合、CS1信号が“H”となり、CCA信号もそれに伴い“H”となる。このレベル検出時間のオーダは一般的には1μsec以下で行なうことが十分可能である。また、上記の第1の状態では、受信信号が雑音のため、同期タイミングを検出できず、第2の状態では、その受信信号のレベルが−62dBm以上なので、CS2信号を“H”とし、CCA信号をビジー状態としている。従って、本発明の実施の形態に係るチャネルクリアアクセス信号生成回路は、米国工業会規格IEEE802.11a及び日本の電波産業会規格ARIB STD−T71のCCA信号の規定を満足させることができる。 In the above first to fourth states, when the level of the received signal is −82 dBm or more, the CS1 signal becomes “H”, and the CCA signal also becomes “H” accordingly. In general, the level detection time can be ordered within 1 μsec or less. Further, in the first state, since the received signal is noise, the synchronization timing cannot be detected. In the second state, since the level of the received signal is −62 dBm or higher, the CS2 signal is set to “H”, and the CCA The signal is busy. Therefore, the channel clear access signal generation circuit according to the embodiment of the present invention can satisfy the specifications of the CCA signal of the American Industrial Standards IEEE 802.11a and the Japanese Radio Industry Standard ARIB STD-T71.
以上説明したように、本発明に係るチャネルクリアアクセス信号生成回路では、同期タイミングの検出ができず、受信信号のレベルと比較する閾値を変更する必要がある場合でも、レジスタの閾値データを変更する必要はない。これにより、従来は必要であった変更時間の数100ns〜数μsを省略することができるため、処理の遅延を防止することができる。また、従来は必要であった閾値データを更新制御するための回路を省略できるため、回路を簡略化することができる。 As described above, the channel clear access signal generation circuit according to the present invention changes the threshold data of the register even when the synchronization timing cannot be detected and the threshold to be compared with the level of the received signal needs to be changed. There is no need. As a result, the change time of several hundred ns to several μs, which was necessary in the prior art, can be omitted, so that processing delay can be prevented. In addition, since a circuit for performing update control of threshold data, which has conventionally been necessary, can be omitted, the circuit can be simplified.
また、無線機等の電子装置を上記のチャネルクリアアクセス信号生成回路を含むよう構成すれば、同様の効果を奏する。 Further, if an electronic device such as a radio device is configured to include the above-described channel clear access signal generation circuit, the same effect can be obtained.
11 CCA信号生成回路(チャネルクリアアクセス信号生成回路)
12 CS1信号生成回路(第1のキャリアセンス信号生成回路)
14 CS2信号生成回路(第2のキャリアセンス信号生成回路)
16 SQ信号生成回路(同期タイミング信号生成回路)
17 CCA信号判定回路(チャネルクリアアクセス信号判定回路)
11 CCA signal generation circuit (channel clear access signal generation circuit)
12 CS1 signal generation circuit (first carrier sense signal generation circuit)
14 CS2 signal generation circuit (second carrier sense signal generation circuit)
16 SQ signal generation circuit (synchronous timing signal generation circuit)
17 CCA signal determination circuit (channel clear access signal determination circuit)
Claims (2)
前記受信信号のレベルが前記第1の閾値よりも高い第2の閾値以上の場合、第2のキャリアセンス信号を出力し、前記受信信号のレベルが前記第2の閾値未満になると、前記第2のキャリアセンス信号の出力を止める第2のキャリアセンス信号生成回路と、
前記受信信号から同期タイミングを検出すると、同期タイミング信号を出力する同期タイミング信号生成回路と、
前記第1のキャリアセンス信号、前記第2のキャリアセンス信号及び前記同期タイミング信号の論理和をチャネルクリアアクセス信号として出力するチャネルクリアアクセス信号判定回路とを有することを特徴とするチャネルクリアアクセス信号生成回路。 A first carrier sense signal generation circuit that outputs a first carrier sense signal for a predetermined time when the level of the received signal is equal to or higher than a first threshold;
When the level of the received signal is equal to or higher than a second threshold value higher than the first threshold value, a second carrier sense signal is output, and when the level of the received signal becomes less than the second threshold value, A second carrier sense signal generation circuit for stopping the output of the carrier sense signal of
A synchronization timing signal generating circuit that outputs a synchronization timing signal when detecting the synchronization timing from the received signal;
A channel clear access signal generation circuit comprising: a channel clear access signal determination circuit that outputs a logical sum of the first carrier sense signal, the second carrier sense signal, and the synchronization timing signal as a channel clear access signal. circuit.
An electronic device comprising the channel clear access signal generation circuit according to claim 1.
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