[發明專利]一種處理幀碰撞的方法及系統

無效

• 申請號: 200610136350.6
• 申請日: 2006-10-13
• 公開（公告）號: CN101163130A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 李安新;王明曙;李祥明;加山英俊
• 申請（專利權）人: 株式會社NTT都科摩
• 主分類號: H04L29/02
• 分類號: H04L29/02;H04L12/413;H04L12/56;H04Q7/38;H04L12/28;H04L29/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明涉及數據傳輸技術領域，具體是涉及一種處理幀碰撞的方法及系統。

背景技術

在無線通信系統中，如果多個移動終端同時發送信號，則很可能會因碰撞而導致幀的丟失。顯然，幀的丟失會影響移動終端的數據傳輸。

為此，目前已提出了多種解決方案，下面分別對這些方案做簡單描述。

無線局域網標準中定義了兩種媒體接入控制(DCF，DistributedCoordination?Function)算法，一種是基本的DCF算法，另一種是請求發送/允許發送握手DCF(RTS/CTS?Handshaking?DCF)算法。基本DCF算法用于短數據幀的傳送，RTS/CTS握手DCF算法則用于長數據幀的發送。

與其它媒體接入控制算法類似，DCF算法的主要思想也是避免碰撞。為了降低碰撞發生的概率，DCF算法定義了很多機制來避免碰撞，比如，定義了物理載波偵聽、網絡分配矢量(NAV，Network?Allocation?Vector)設置、二進制指數退避(BEB，Binary?exponential?backoff)算法和RTS/CTS握手預留信道等。

但DCF算法仍然存在一些問題：

1)該算法沒有充分利用物理層的潛力，即DCF算法只是利用了物理層載波偵聽的信息，實際上物理層可以提供更多的能夠用于避免碰撞的信息，而DCF算法并沒有充分考慮這一點。

2)DCF算法使用的BEB算法并不能很好地避免碰撞，比如，在網絡節點較多的情況下，即使使用了BEB算法，多個節點還是可能會因選擇同樣數目的退避時隙而導致碰撞。

3)RTS/CTS幀本身也會發生碰撞，因此DCF算法定義的RTS/CTS握手預留信道，也并不能保證數據幀被不受干擾地傳輸。

4)當碰撞發生時，DCF算法沒有任何措施來解救，也就是說，如果發生了碰撞，就一定意味著數據幀的丟失。

鑒于上述DCF算法的缺陷，業界還提出了多包接收技術(MPR，MultiplePacket?Reception)。該技術改變了傳統的“碰撞等于幀丟失”的物理層模型，能夠大大提高無線隨機接入網絡的性能，因而是一種非常有前途的技術。目前最被關注的MPR技術是基于多項相位序列(PPS，Polynomial?PhaseSequence)的多包接收技術。PPS多包接收技術的主要思想是：每個節點都存儲一個公共的碼書(common?code?book)，碼書中包含若干個特征序列(colorcode)，如果節點有數據需要發送，則隨機地從公共碼書中選擇一個特征序列來標識其發送的信號。在接收時，接收節點則對公共碼書中的所有特征序列進行窮舉搜索，以確定接收到的信號中所含有的特征序列，并根據所確定的特征序列對多個發射節點發送來的信號進行分離。

對于PPS多包接收技術來說，雖然其思想是為每個發射節點設置不同的特征序列，但還是可能會出現不同的發射節點選擇同一個特征序列的情況。顯然，如果不同的發射節點選擇了不同的特征序列，接收節點則可以通過信號處理方法進行不同發射節點的信號分離。而如果多個發射節點選擇了同一個特征碼字，則接收節點無法根據該特征碼字恢復這些節點所發送來的所有信號。

此外，該PPS多包接收技術還存在其它一些問題：

1)接收節點需要從公共碼書中通過窮舉搜索的方法確定接收到的信號中所含有的特征序列，因此計算復雜度極高。并且為了降低多個節點選擇同一個特征碼字的概率，PPS多包接收技術要求公共碼書的大小應為節點總數的8倍。如果網絡中節點數目很大，則公共碼書就會非常大，這就使得接收節點的復雜度非常高，甚至達到不可忍受的地步。

2)PPS多包接收技術要求從同一個節點發送的幀之間的間隔大于接收節點的滑窗窗口長度，該長度通常為幀長的兩倍，而對于媒體接入控制層協議來說，CTS、肯定確認(ACK)之類的控制幀需要在很短的時間間隔內及時響應，因此該技術不適合與目前的媒體接入控制層協議集成。

對于目前的無線隨機接入網絡，還有兩種與多包接收相關的跨層設計方案，一個方案是網絡輔助分集多接入算法(NDMA，Network?assisted?DiversityMultiple?Access)，另一個方案是MPR-p算法。