CN101163130A

CN101163130A - 一种处理帧碰撞的方法及***

Info

Publication number: CN101163130A
Application number: CNA2006101363506A
Authority: CN
Inventors: 李安新; 王明曙; 李祥明; 加山英俊
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-16
Also published as: JP2008099289A

Abstract

本发明公开了一种处理帧碰撞的方法，为每个帧类型预设唯一对应的扩频序列，之后包括：a.发射节点利用所述扩频序列对信息比特进行处理并发送给接收节点；b.接收节点利用所述扩频序列分别对收到的整个信号进行解扩处理，得到对应的序列最大功率和、符号位移及码片位移；c.接收节点通过比较各序列最大功率和与门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，有则确定需要恢复的帧，对该帧执行步骤d的处理；否则对总的最大功率和对应的帧执行步骤d的处理；d.接收节点获取帧的同步信息，对帧的符号位移值进行细同步处理，确定能够进行恢复的帧，并获取该帧的媒体接入控制层负载，之后采用预设的规则对NAV进行设置。本发明同时还公开了一种处理帧碰撞的***。

Description

一种处理帧碰撞的方法及***

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体是涉及一种处理帧碰撞的方法及***。

背景技术

在无线通信***中，如果多个移动终端同时发送信号，则很可能会因碰撞而导致帧的丢失。显然，帧的丢失会影响移动终端的数据传输。

为此，目前已提出了多种解决方案，下面分别对这些方案做简单描述。

无线局域网标准中定义了两种媒体接入控制(DCF，DistributedCoordination Function)算法，一种是基本的DCF算法，另一种是请求发送/允许发送握手DCF(RTS/CTS Handshaking DCF)算法。基本DCF算法用于短数据帧的传送，RTS/CTS握手DCF算法则用于长数据帧的发送。

与其它媒体接入控制算法类似，DCF算法的主要思想也是避免碰撞。为了降低碰撞发生的概率，DCF算法定义了很多机制来避免碰撞，比如，定义了物理载波侦听、网络分配矢量(NAV，Network Allocation Vector)设置、二进制指数退避(BEB，Binary exponential backoff)算法和RTS/CTS握手预留信道等。

但DCF算法仍然存在一些问题：

1)该算法没有充分利用物理层的潜力，即DCF算法只是利用了物理层载波侦听的信息，实际上物理层可以提供更多的能够用于避免碰撞的信息，而DCF算法并没有充分考虑这一点。

2)DCF算法使用的BEB算法并不能很好地避免碰撞，比如，在网络节点较多的情况下，即使使用了BEB算法，多个节点还是可能会因选择同样数目的退避时隙而导致碰撞。

3)RTS/CTS帧本身也会发生碰撞，因此DCF算法定义的RTS/CTS握手预留信道，也并不能保证数据帧被不受干扰地传输。

4)当碰撞发生时，DCF算法没有任何措施来解救，也就是说，如果发生了碰撞，就一定意味着数据帧的丢失。

鉴于上述DCF算法的缺陷，业界还提出了多包接收技术(MPR，MultiplePacket Reception)。该技术改变了传统的“碰撞等于帧丢失”的物理层模型，能够大大提高无线随机接入网络的性能，因而是一种非常有前途的技术。目前最被关注的MPR技术是基于多项相位序列(PPS，Polynomial PhaseSequence)的多包接收技术。PPS多包接收技术的主要思想是：每个节点都存储一个公共的码书(common code book)，码书中包含若干个特征序列(colorcode)，如果节点有数据需要发送，则随机地从公共码书中选择一个特征序列来标识其发送的信号。在接收时，接收节点则对公共码书中的所有特征序列进行穷举搜索，以确定接收到的信号中所含有的特征序列，并根据所确定的特征序列对多个发射节点发送来的信号进行分离。

对于PPS多包接收技术来说，虽然其思想是为每个发射节点设置不同的特征序列，但还是可能会出现不同的发射节点选择同一个特征序列的情况。显然，如果不同的发射节点选择了不同的特征序列，接收节点则可以通过信号处理方法进行不同发射节点的信号分离。而如果多个发射节点选择了同一个特征码字，则接收节点无法根据该特征码字恢复这些节点所发送来的所有信号。

此外，该PPS多包接收技术还存在其它一些问题：

1)接收节点需要从公共码书中通过穷举搜索的方法确定接收到的信号中所含有的特征序列，因此计算复杂度极高。并且为了降低多个节点选择同一个特征码字的概率，PPS多包接收技术要求公共码书的大小应为节点总数的8倍。如果网络中节点数目很大，则公共码书就会非常大，这就使得接收节点的复杂度非常高，甚至达到不可忍受的地步。

2)PPS多包接收技术要求从同一个节点发送的帧之间的间隔大于接收节点的滑窗窗口长度，该长度通常为帧长的两倍，而对于媒体接入控制层协议来说，CTS、肯定确认(ACK)之类的控制帧需要在很短的时间间隔内及时响应，因此该技术不适合与目前的媒体接入控制层协议集成。

对于目前的无线随机接入网络，还有两种与多包接收相关的跨层设计方案，一个方案是网络辅助分集多接入算法(NDMA，Network assisted DiversityMultiple Access)，另一个方案是MPR-p算法。

对于NDMA算法来说，该算法应用于时隙同步的网络，即节点只能在每个时隙起始时刻发送帧。显然，在某个时隙内，如果有多个节点发送了帧，则会产生帧碰撞。NDMA算法要求，如果发生了帧碰撞，则接收节点需要通知所有发送了帧的节点，在随后的时隙中继续发送帧，直至接收节点获得了足够的信息，能够恢复出那些发生了碰撞的帧为止。且为了保证接收节点能够分辩出哪些节点的帧发生了碰撞，需要给每个节点分配唯一的ID，且不同节点的ID相互正交。

上述NDMA算法的主要缺陷在于：该算法只能应用于时隙同步的网络，并不适合异步的网络，而目前大部分无线随机接入网络，如无线局域网IEEE802.11b，IEEE 802.11a等都是异步网络。

对于MPR-p算法来说，其工作过程如图1所示，当发射节点Tx有数据需要发送给相邻的接收节点Rx时，Tx首先发送RTS帧给Rx，表示本Tx向Rx请求发送帧。该Tx发送出去的RTS帧不仅会被Rx接收，还会被Tx的其它邻节点接收，假设该其它邻节点为节点A，该节点A在正确接收到RTS后，执行正常的退避算法，即设置自己的网络分配矢量(NAV，NetworkAllocation Vector)，以使本节点在Tx与Rx数据交互完成之前不能接入信道。对于目的节点Rx来说，在正确收到RTS后，响应CTS帧给Tx，表示接受了Tx的请求，允许Tx开始发送数据。由于MPR-p算法假设物理层具有多包接收能力，因此在Tx向Rx发送数据的同时，Rx的其它相邻节点，也可以发送数据帧给Rx。如图1中所示，节点B和节点C也可以向Rx发送数据。因此，Rx可以接收到多个数据帧，本例中这些数据帧具体为Tx，节点B和节点C的数据帧，而因为MPR-p算法假设物理层具有多包接收能力，所以基于此假设，不同节点发送来的数据帧可以被分离。在分离这些帧后，Rx再发送一个增强的ACK帧，表示正确接收到了数据，且该增强的ACK帧包含所有发送了数据帧给Rx的节点的地址，也就是说，在上例中，该ACK帧中应该包含Tx、节点B和节点C的地址。

上述MPR-p算法所存在的主要问题在于：

1)要求网络提供更多的信息。MPR-p算法要求每个节点知道自己周围有哪些相邻节点，以将该节点的相邻节点数信息通过CTS帧发送给其它节点；其它节点则根据CTS帧中的相邻节点数信息计算发送概率，并根据该概率确定是否发送数据(DATA)帧。而网络是动态变化的，为获取这一信息，每个节点都要定期发送“探针”，显然这种处理会占用大量的网络资源，因此会大大降低网络的性能。

2)MPR-p算法需要修改原有协议中的CTS帧和ACK帧的格式。比如，如前所述，需要在CTS帧中加入邻节点的个数信息。另外，还需要在CTS帧中增加本节点的地址信息，该本节点的地址信息是为了使得接收到CTS帧的节点知道是哪个节点发送来的CTS帧，从而确定自己是否有DATA帧需要发送给这个节点。在ACK帧中，则需要加入多个地址域，从而使得接收节点可以通过一个ACK帧对本节点接收到的多个数据帧进行应答。

3)MPR-p算法仅对于数据帧利用了物理层的多包接收能力，而对于CTS、ACK之类的控制帧则没有利用多包接收能力。基于物理层对控制帧的多包接收能力，当控制包发生碰撞时，仍可以恢复并加以利用，而MPR-p算法并没有机制来利用这种能力，因此，CTS、ACK之类的帧如因碰撞而丢失，就无法再恢复了。比如，在图1中，如果ACK帧因发生碰撞而不幸丢失，则Tx、节点B和C都会因没有收到ACK帧而认为自己发送的数据帧丢失了，并在随后需要进行数据帧的重传，即使目的节点实际上已经正确接收到该数据帧了。显然，该重传处理不但会再次占用网络资源，而且仍具有碰撞的可能。而如果能够开发利用控制帧的多包接收能力，则可以避免这种重传，并更加有效地利用网络的资源。

综上所述，目前还没有一种方案能够很好地解决出现碰撞时的帧恢复及相关处理。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的主要问题在于提供一种处理帧碰撞的方法，以实现对碰撞帧的恢复。

本发明所要解决的另一个问题在于提供一种处理帧碰撞的***。

为解决以上问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明的一种处理帧碰撞的方法，为每个帧类型预设唯一对应的扩频序列，该方法还包括以下步骤：

a.发射节点利用所述扩频序列对输入本节点的信息比特进行处理，之后发送给接收节点；

b.接收节点利用所述扩频序列分别对收到的整个信号进行解扩处理，得到各个扩频序列所对应的序列最大功率和的值、对应的符号位移及对应的码片位移；

c.接收节点通过比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系，确定是否有帧发生碰撞，如果有帧发生碰撞，则根据该碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧，对该帧执行所述步骤d的处理；否则，将所有的序列最大功率和中最大的功率和作为总的最大功率和，确定出该功率和所对应的扩频序列对应的帧，并对该帧执行所述步骤d的处理；

d.接收节点获取帧的同步信息，并通过对该帧的符号位移值进行细同步处理实现帧的同步，从而确定能够进行恢复的帧，并对所述帧进行检测，获取该帧的媒体接入控制层负载；

e.接收节点在媒体接入控制层采用预设的规则对网络分配矢量NAV进行设置。

本发明的一种处理帧碰撞的***，所述***包括：发射节点和接收节点，其中，

发射节点，用于利用预设的扩频序列对输入本节点的信息比特进行处理，并将处理后的信息比特发送给接收节点；

接收节点，用于利用预设的扩频序列分别对收到的整个信号进行解扩处理，得到各个扩频序列所对应的序列最大功率和的值、对应的符号位移及对应的码片位移；以及通过比较各个序列最大功率和与预设的门限的大小关系，确定是否有帧发生碰撞，在有帧发生碰撞时，根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧，在没有帧发生碰撞时，从所有的序列最大功率和中选择最大的功率和作为总的最大功率和，并确定出该功率和所对应的扩频序列对应的帧；还用于对所确定出的帧通过执行细同步处理来确定能够进行恢复的帧，并通过对所述帧进行检测获取其媒体接入控制层负载；以及用于在媒体接入控制层采用预设的规则对NAV进行设置。

通过对本发明方案的物理层设计和媒体接入控制层设计进行仿真，并将仿真结果与现有方案的仿真结果进行比较，可以验证本发明方案的有效性。且该有效性验证具体可以从接收节点在物理层和媒体接入控制层的效果分别进行。

首先，对物理层的信道、媒体接入控制层数据负载长度、帧结构、扩频序列、发射节点、接收节点及相应信息进行仿真设置。具体的物理层的仿真设置包括：

将信道设置为瑞利(Rayleigh)块衰落信道，即信道响应在每个帧上保持不变，在不同帧上则随机变化；

对于基本DCF算法，将媒体接入控制层的数据负载长度设置为1000比特，对于RTS/CTS握手DCF算法，将数据负载长度设置为8000比特；

按照无线局域网标准设置帧结构，即前导序列长为144比特，物理层帧头长为48比特，媒体接入控制层负载包括媒体接入控制层包头和媒体接入控制层数据负载；

采用基于巴克序列(Barker sequence)的四个多相复扩频序列作为扩频序列，长度为11码片；

设置两个发射节点，在每个发送时刻，这两个发射节点独立地产生要发送的帧，且这两个发射节点的帧是否发生碰撞，由预先设置的概率P决定，即以P为发生碰撞的概率、以(1-P)为不发生碰撞的概率；

并设置一个接收节点，用于执行本发明所提出的检测方法。

另外，对于存在远近效应的物理层仿真，还包括附加的设置，具体包括：近的发射节点的发射功率比远的发射节点高30dB；在每个发送时刻，以概率0.5随机选择一个发射节点为近的发射节点，另一个为远的发射节点。

并且，本发明方案的发射节点还可以针对高数据率和低数据率采用不同的扩频方案，从而保证了带宽与原有无线局域网标准的一致性。在原有的标准中，采用了1个11长的Barker序列进行扩频。对于低数据率时，此barker序列对整个帧扩频；对高数据率时，此barker序列只对前导序列和物理层帧头进行扩频。本发明方案则只是将barker序列换成了4个11长的序列，扩频方式不变。因为扩频方式不变，扩频码长不变，所以可以保持发射机总体结构不变，也不增加带宽。

基于上述设置进行仿真，可以得到图7～14的仿真结果。下面对这些仿真结果分别进行描述。

图7～图10给出了无远近效应、数据率为5.5Mbps时，物理层的仿真结果。共有16种碰撞类型，但由于结果类似，下面我们仅给出典型的几种碰撞类型的仿真结果，即同一类型控制帧的碰撞，不同类型控制帧的碰撞，控制帧与数据帧的碰撞以及数据帧与数据帧的碰撞。从仿真结果可以看出，本发明所提出的处理方法能够获得远远优于传统接收方法的性能，尤其在高信噪比时，可以大大降低***的误帧率曲线平台。

图11～图12给出了无远近效应、数据率为1Mbps、2Mbps和11Mbps时，物理层的仿真结果。从图中可以看出本发明所提出的接收机对于低数据率(1Mbps、2Mbps)和高数据率(11Mbps)都是非常有效的，能够大大提高***的误帧率性能。

图13～图14给出了存在远近效应、数据率为5.5Mbps时，物理层的仿真结果。从仿真结果可以看出，本发明所提出的接收机处理方法，在远近效应下也是非常有效的。

对于媒体接入控制层来说，同样首先需要进行仿真设置，具体包括网络拓扑、帧到达分布、帧长度、性能度量等。具体的仿真设置包括：

将网络拓扑设置为正方形网格(Square Grid)，该网格共有16个节点，且每个节点分布在网格的交点上，每个节点最多有4个邻节点，且每个节点只能接收到邻节点的信号；

将帧到达分布设置为泊松分布(Poisson Distribution)

帧长度则同样为基本DCF算法中的帧负载长度为1000比特，RTS/CTS握手DCF算法中的帧负载长度为8000比特；

性能度量则包括网络吞吐量和传输延时。

另外，在媒体接入控制层仿真中，当碰撞发生时，需要按照一定的“恢复概率”恢复发生冲突的帧。此“恢复概率”可以由物理层仿真得到。首先得到在物理层仿真碰撞概率为1时，各种类型碰撞的误帧率，然后用1减去误帧率即可得“恢复概率”。我们仿真了3种信噪比(3db，7db和10db)下的物理层误帧率，结果如表1和表2所示。媒体接入控制层仿真中用到的“恢复概率”从表1和表2计算得到。

	DATA	ACK
	DATA	ACK	DATA	0.37	0.28
ACK	0.15	0.14	DATA	0.37	0.28

(a)

	DATA	ACK
	DATA	ACK	DATA	0.28	0.22
ACK	0.07	0.06	DATA	0.28	0.22

(b)

	DATA	ACK
	DATA	ACK	DATA	0.24	0.18
ACK	0.05	0.04	DATA	0.24	0.18

(c)

表1

	RTS	CTS	DATA	ACK
	RTS	CTS	DATA	ACK	RTS	0.08	0.08	0.10	0.08
CTS	0.07	0.07	0.09	0.06	RTS	0.08	0.08	0.10	0.08
CTS	0.07	0.07	0.09	0.06	DATA	0.54	0.48	0.66	0.49
ACK	0.07	0.06	0.10	0.06	DATA	0.54	0.48	0.66	0.49

(a)

	RTS	CTS	DATA	ACK
	RTS	CTS	DATA	ACK	RTS	0.15	0.15	0.21	0.13
CTS	0.14	0.13	0.18	0.13	RTS	0.15	0.15	0.21	0.13
CTS	0.14	0.13	0.18	0.13	DATA	0.58	0.61	0.75	0.61
ACK	0.14	01.3	0.18	0.12	DATA	0.58	0.61	0.75	0.61

(b)

	RTS	CTS	DATA	ACK
	RTS	CTS	DATA	ACK	RTS	0.05	0.06	0.06	0.05
CTS	0.04	0.05	0.06	0.05	RTS	0.05	0.06	0.06	0.05
CTS	0.04	0.05	0.06	0.05	DATA	0.46	0.46	0.61	0.46
ACK	0.04	0.04	0.05	0.04	DATA	0.46	0.46	0.61	0.46

(c)

表2

其中，表1的误帧率包括：数据帧负载为1000比特，数据传送速率为11Mbps，碰撞概率为1，且表1a)对应的信噪比为3dB；表1b)对应的信噪比为7dB；表1c)对应的信噪比为10dB。表2的误帧率包括：数据帧负载为8000比特，数据传送速率为11Mbps，碰撞概率为1，且表2a)对应的信噪比为3dB；表2b)对应的信噪比为7dB；表2c)对应的信噪比为10dB。

图15～图16给出了基本DCF算法和所提出方案的网络吞吐量性能和延时性能。从图15可以看出，本发明所提出的设计方案可以大大提高网络的吞吐量。在信噪比为3dB时，能够提高约50％；在信噪比为7dB时，能够提高约66％。从图16可以看出，本发明所提出的方案可以大大降低网络的传输延时。

图17～图18给出了RTS/CTS握手DCF算法和所提出的方案的网络吞吐量性能和延时性能。从图17中可以看出，本发明所提出的设计方案可以大大提高网络的吞吐量。在信噪比为3dB时，能够提高约35％；在信噪比为10dB时，能够提高约41％。从图18可以看出，本发明所提出的方案可以大大降低网络的传输延时。

附图说明

图1为现有的MPR-p算法的处理示意图；

图2a为本发明针对低数据率的发射节点的结构示意图；

图2b为本发明针对高数据率的发射节点的结构示意图；

图3a为本发明在低数据率下对帧进行扩频的扩频方式示意图；

图3b为本发明在高数据率下对帧进行扩频的扩频方式示意图；

图4a为本发明的接收节点的处理示意图；

图4b为本发明的接收节点的结构示意图；

图5为已知前导序列和部分已知帧头在帧中所占比例的示意图；

图6为两帧碰撞与多帧碰撞的比例示意图；

图7为无远近效应，且数据率为5.5Mbps时，同一类型控制帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图8为无远近效应，且数据率为5.5Mbps时，不同类型控制帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图9为无远近效应，且数据率为5.5Mbps时，控制帧与数据帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图10为无远近效应，且数据率为5.5Mbps时，数据帧之间碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图11为无远近效应，且数据率为1Mbps和2Mbps时，不同类型控制帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图12为无远近效应，且数据率为5.5Mbps和11Mbps时，不同类型控制帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图13为存在远近效应，且数据率为5.5Mbps时，不同类型控制帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图14为存在远近效应，且数据率为5.5Mbps时，数据帧碰撞情况下的***误帧率性能仿真结果图；

图15为基本DCF算法与本发明方案的网络吞吐量性能的对比关系示意图；

图16为基本DCF算法与本发明方案的传输延时性能的对比关系示意图；

图17为RTS/CTS握手DCF算法与本发明方案的网络吞吐量性能的对比关系示意图；

图18为RTS/CTS握手DCF算法与本发明方案的传输延时性能的对比关系示意图；

图19为本发明中接收节点的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明方案做进一步的详细描述。

通过对PPS多包接收算法的分析可知，其复杂度主要来源于每个节点使用与其它节点不同的扩频序列进行扩频、接收节点则根据扩频序列分离多个信号的思想。显然，如果网络节点数很多，则扩频序列相应地也就需要很多，接收节点则因需要穷举搜索所有可能的扩频序列而导致非常复杂。

实际上，虽然网络中的节点数目很多，但帧类型只有有限的几种，比如，对于无线局域网标准IEEE 802.11来说，只有四种帧类型：RTS、CTS、DATA和ACK。因此，如果将对每个节点赋予唯一的扩频序列变成对每个帧类型赋予唯一的扩频序列，则接收节点最多只需要穷举搜索四个扩频序列，从而使得接收节点的复杂度大大降低。

因此，本发明的主要思想在于：为每种帧类型设置相应的扩频序列，并由发射节点在物理层利用该扩频序列对帧进行扩频处理。接收节点在收到信号后执行的处理为：在物理层，接收节点根据扩频序列对收到的信号分别进行解扩处理，根据解扩结果确定是否发生帧碰撞，并按照发生碰撞的帧的类型和/或帧的到达时间，确定需要恢复的帧，并进行帧恢复的处理；在媒体接入控制层，按照预设的规则，针对不同的碰撞类型进行不同的NAV设置。

为方便描述，下面以无线局域网标准IEEE 802.11b为例进行详细描述。无线局域网标准IEEE 802.11b中有四种帧结构，包括RTS帧、CTS帧、DATA帧和ACK帧，需要为每个帧类型设置相应的扩频序列，因此共有四种扩频序列。且每个扩频序列可以设置成长为11的码片。还需要定义各种情况下的恢复处理，以及NAV的设置方案。

基于上述设置，本发明方案的发射节点首先利用这些扩频序列对发送给接收节点的帧进行扩频处理，并将扩频处理后的帧通过发射天线发送给接收节点。

接收节点在接收到信号后，首先利用这四个扩频序列分别进行类似RAKE接收的处理，在处理后即可判断出是否发生了帧碰撞。且如果没有发生碰撞，则接收节点执行传统的处理，比如，进行信号检测、解调解码等处理，然后将处理得到的媒体接入控制层负载传送到本节点的媒体接入控制层。之后，接收节点的媒体接入控制层则还需要进行NAV的设置，如果接收到负载的NAV值大于自己的NAV值，则更新自己的NAV值，反之，如果接收到负载的NAV值小于自己的NAV值，则保持自己的NAV值不变。

如果发生了碰撞，则接收节点在物理层首先根据发生碰撞的帧的相关信息确定是否需要进行帧恢复处理，以及恢复哪个帧，进行帧恢复后，分离出媒体接入控制层的负载，并将其与之前确定的帧的相关信息传送给本节点的媒体接入控制层。之后，接收节点的媒体接入控制层再根据物理层发送来的帧的相关信息和恢复出的负载进行相应的NAV设置。

下面分别对发射节点和接收节点的具体处理进行详细描述。

发射节点的处理具体可以分高数据率(5.5Mbps和11Mbps)和低数据率(1Mbps和2Mbps)两种，其发射节点的结构分别如图2a和图2b所示。

由图2a可以看出，低数据率的发射节点的工作流程可以包括：对输入发射节点的信息比特进行调制，且该信息比特包括前导序列、物理层帧头以及媒体接入控制层负载；之后再采用上述扩频序列对相应的帧进行扩频，并将扩频后的帧通过发射天线发送给接收节点，其中，该扩频处理由图3a可以看出。

由图2b可以看出，高数据率的发射节点的工作流程可以包括：对输入的信息比特进行分组，将前导序列和物理层帧头分为一组，将媒体接入控制层负载分为另一组；之后对前一组进行调制，然后再采用上述扩频序列对相应的帧进行扩频，对后一组进行补码键控(CCK，complementary code keying)扩频调制，这两种处理由图3b可以看出；最后将两组经过扩频处理的数据复用在一起，并通过发射天线发送给接收端。

之所以对于低数据率和高数据率采用不同的发射节点结构，主要是为了与无线局域网标准保持更好的兼容性。从图1可以看出，本发明所提出的发射节点并没有增加带宽，而且保持了与原有发射节点几乎一样的结构，其与原有发射节点的不同之处仅在于改变了扩频序列的数目，即从一个扩频序列改为4个扩频序列。

不失一般性，我们假设RTS采用扩频序列SC1，CTS采用扩频序列SC2，DATA采用扩频序列SC3，ACK采用扩频序列SC4。

下面介绍本发明的接收节点，其实现如图4a所示。且接收节点在物理层进行帧恢复时，首先需要对数据进行同步和信道估计，之后再根据同步信息进行检测及解调解码等处理。

传统的接收节点的同步处理是：采用扩频序列对接收信号进行解扩，然后将扩频序列移位一个码片，再对接收序列进行解扩，如果发现出现了相关峰，则记录下此时的位移，并继续上述操作；如果在相距11码片处第二次发现相关峰，则再记录下此时的位移，且仍继续上述操作；如果在相距第一次记录22码片处第三次发现了相关峰，则认为找到了同步。且在同步过程结束后，接收机进入后续的检测过程。

从上述传统的接收节点的同步过程可以看出，其只适用于无碰撞时帧的同步，当碰撞发生时，最多只能同步上一个帧，而不能对发生碰撞的所有帧进行同步。

为解决传统的接收节点在同步过程中的缺陷，本发明方案提供了改进的帧同步算法，具体包括：码片同步、符号同步及帧类型同步三种。为叙述简捷，下面以单径信道、长PLCP为例进行详细描述。

该处理如图19所示，对应以下步骤：

步骤A、用这四个扩频序列分别对接收到的整个信号进行解扩处理。

需要说明的是，利用SC1、SC2、SC3和SC4进行解扩处理可以是串行进行，即依次进行SC1、SC2、SC3和SC4的处理；也可以并行进行，即同时进行SC1、SC2、SC3和SC4的处理。但每个扩频序列进行的解扩处理相同。因此，下面仅以第一个扩频序列，即SC1为例对该解扩处理进行描述。

具体处理包括：

步骤a、SC1对接收到的整个信号进行解扩处理，得到第一个序列，将SC1的码片循环移位一位，再对接收到的信号进行解扩处理，得到第二个序列；之后再重复该循环移位及解扩处理9次，一共可以得到11个序列，且每个序列有一个对应的码片位移。

步骤b、对得到的11个序列分别采用长为192的滑窗进行滑动功率求和，即首先计算第一个符号到第192个符号的功率和，其次将窗口移动一个符号，之后再计算第2个符号到第193个符号的功率和，然后再次移动窗口，用同样的方法对剩余的符号进行处理。其中，192为前导序列与物理层帧头的长度之和。通过比较针对该序列的所有得到的功率和，可以得到最大的一个功率和以及相对应的符号位移，将该最大功率和称为序列最大功率和。对于步骤A得到的11个序列来说，每个序列均可以通过步骤b得到一个序列最大功率和以及对应的符号位移，所以一共可以得到11个序列最大功率和以及对应的符号位移，且每个序列还对应有一个码片位移。

步骤c、比较步骤b中得到的11个序列最大功率和的大小，并根据需要记录下相应的序列最大功率和的值、对应的符号位移，以及对应的码片位移。所得到的这三个值均对应于扩频序列SC1。

如果没有确定需要检测的帧碰撞的种类，即需要测出任意多个帧的碰撞，则步骤c中需要记录下这11个序列最大功率和及相应的符号位移及码片位移。之所以需要记录所有的序列最大功率和及相应的信息，是因为，可能是同一类型的多个帧发生了帧碰撞。

而如果只需要测出某几个帧的碰撞，则步骤c中只需要记录相应个数的序列最大功率和及相应的信息，比如，如果只需要测出两帧的碰撞，则步骤c中只需要记录最大的序列最大功率和及第二大的序列最大功率和及相应的信息；类似地，如果只需要测出三帧的碰撞，则步骤c中只需要记录前三个序列最大功率和及相应的信息。

步骤B、通过比较扩频序列SC1、SC2、SC3和SC4所对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，如果有帧发生碰撞，则根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧，之后执行步骤C的处理；如果没有帧发生碰撞，则将所有的序列最大功率和中最大的那个功率和所对应的扩频序列对应的帧执行步骤C的处理，将该最大的功率和称为总的最大功率和。

该步骤中，通过这些序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞的处理，具体可以是，将每个序列最大功率和与预设的门限值进行比较，如果有两个或两个以上的序列最大功率和大于该门限值，则确定发生了帧碰撞，且发生碰撞的帧的类型可以通过大于门限值的这些序列最大功率和确定，具体来说，发生碰撞的帧的类型即为这些序列最大功率和所对应的扩频序列对应的帧的类型。

其中，在预设门限值时，由于门限值的设置会同时影响***的性能和计算复杂度，因此需要根据实际情况进行综合考虑，并进行适当的设置。如果门限值设置较小，漏判帧的概率会降低，***会有比较好的性能，但***计算复杂度会增加；如果门限值设置过大，***计算复杂度会降低，但漏判帧的概率会增加，***性能也会降低。在实际中需要根据***允许的计算复杂度和要求的性能进行设置。例如，如果***的性能是第一目标，则可以选择比较小的门限值，用计算复杂度来换取更高的性能；反之，则可以选择较大门限值。

上述这种处理可以确定任意多个帧的碰撞。由于在实际***中，发生大于三帧的多帧碰撞比较少见，因此这里再专门针对只考虑两帧碰撞和三帧碰撞的情况进行详细描述。

如果是只考虑两帧碰撞的情况，则可以通过比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和以及最终第二大功率和，并判断最终第二大功率和是否大于预设的门限值，如果大于，则将确定发生了两帧碰撞，否则，确定没有发生帧的碰撞。

如果是考虑三帧碰撞的情况，则可以通过比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和、最终第二大功率和以及最终第三大功率和，并判断最终第二大功率和以及最终第三大功率和是否大于门限值，如果只有最终第二大功率和大于门限值，则说明是发生了两帧碰撞；如果最终第三大功率和大于门限值，则说明是发生了三帧碰撞；如果最终第二大功率和最终第三大功率和都没有大于门限值，则说明没有发生帧碰撞。

显然，由以上针对两帧和三帧的描述可以可以直接推导出考虑四帧或四帧以上的帧碰撞时的处理，因此这里不再对三帧以上的帧碰撞的处理进行详细描述。

另外，由以上描述可以看出，所确定的发生碰撞的帧可能是相同类型的帧，也可能是不同类型的帧。

上述步骤B中，还需要根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧。在确定需要恢复的帧之前，首先需要设置帧的相关信息所对应的恢复顺序。比如，可以设置帧的到达时间和/或不同帧类型所对应的恢复顺序，具体设置方案可以根据***需要进行设置。比如，可以设置最早到达的一个或多个帧为恢复帧，或者设置最后到达的一个或多个帧为恢复帧，还可以将某种类型的帧设置为恢复帧。当然，也可以结合帧类型及帧的到达时间进行设置。

具体来说，如果是根据帧类型进行恢复，且以获取网络最大吞吐量为目标，对于RTS、CTS、DATA和ACK这四种帧来说，则可以设置两个碰撞帧具有相同的目的地址时，恢复优先级高的帧，且对帧的优先级定义为：ACK＝DATA＞CTS＞RTS，也就是说，对于DATA帧和ACK，在任何所涉及的碰撞类型中均需要进行恢复。另外，针对优先级最低的RTS帧，还可以进一步设置，在其它帧与RTS帧碰撞时，只有在其它帧的目的地址与RTS不同，且RTS帧结束的比较晚时，才恢复RTS帧。

基于上述根据帧类型对帧进行恢复的设置，还可以进一步设置根据到达时间确定哪些帧需要恢复。比如，如果确定碰撞帧的优先级相同，则可以根据到达时间确定哪些帧先到达、哪些帧后到达，并根据预先设置的规则对相应的帧进行恢复处理。

对于根据碰撞类型、帧的优先级及到达时间确定如何恢复帧的情况来说，具体可以参照表3所给出的操作进行处理。

为方便起见，还可以设置帧碰撞类型，并针对帧碰撞类型设置相应的恢复方案。

下面以无线局域网标准IEEE 802.11b为例，对只考虑两帧碰撞的情况下，帧碰撞类型的确定进行描述。IEEE 802.11b中有4种帧类型，加上发生碰撞后帧到达的先后顺序，可以将帧碰撞分为16种碰撞类型，即RTS-RTS碰撞、RTS-CTS碰撞、RTS-DATA碰撞、RTS-ACK碰撞、CTS-RTS碰撞、CTS-CTS碰撞、CTS-DATA碰撞、CTS-ACK碰撞、DATA-RTS碰撞、DATA-CTS碰撞、DATA-DATA碰撞、DATA-ACK碰撞、ACK-RTS碰撞、ACK-CTS碰撞、ACK-DATA碰撞、ACK-ACK碰撞。其中，第一个帧表示碰撞中先到达的帧，第二个帧表示碰撞中后到达的帧。

如前述可以看出，碰撞类型信息可以从同步算法得到。具体来说，如果发生了碰撞，则可以根据同步算法输出的帧类型信息确定发生碰撞的两个帧的类型，然后可以根据符号位移和码片位移的大小，确定两个帧的到达顺序；从而可以确定碰撞的类型。

步骤C、获取需要恢复的帧的同步信息，并通过对该帧的符号位移值进行细同步处理，实现帧的同步。

帧的同步信息包括帧类型、码片位移信息和符号位移值。这几个信息可以通过最大功率和所对应的扩频序列决定。

且上述通过扩频序列确定的符号位移值只是一个粗同步的符号位移值。具体来说，在前导序列的后部有16个已知的符号，称为帧起始定界符(SFD，Start Frame Delimiter)，用于表示物理层帧头的开始。由最大功率和得到的符号位移值可能不能直接确定SFD的位置，而只有正确地找到SFD，才表明正确同步到了帧，因此需要根据符号位移值是否能确定SFD来判断该符号位移值是否正确，如果不正确的话，则需要对符号位移值进行细调，以确定SFD，从而实现帧同步。

步骤C中对帧的符号位移值进行细同步的具体处理如下：

以该符号位移值为起点，从距其128个符号处连续取16个符号，即取第129到144个符号，并对其进行解调解码。如果发现这16个符号是SFD，则表明该符号位移值正确，细同步的符号位移值即等于该符号位移值；如果发现这16个符号不是SFD，则说明该符号位移值需要进行细调。且细调的具体方法为：预先设定一个初始半径，以步骤C中得到的符号位移值为中心，在此半径内顺序查找SFD，如果通过查找确定找到了SFD，则停止查找，确定同步成功，并输出正确的符号位移值；否则，继续查找，直至找到SFD为止，且该继续查找可以是以一定的增量扩大搜索范围，并继续进行搜索。如果最终没有找到SFD，则确定同步失败。如果同步失败，则表明接收节点无法正确找到帧的起始位置，因而无法对发送的信号进行检测，这时接收节点可以丢弃该帧，不再进行后续的检测。

步骤D、根据步骤C的处理，确定出可以进行恢复的帧，并对该帧进行检测。

上述步骤B及C的处理包括多种结果，一种是发生了碰撞，且获取了每个需要恢复的碰撞帧的同步信息，即帧类型、符号位移值及码片位移值，对于这种情况来说，对每个需要恢复的帧均可以进行恢复；一种是发生了碰撞，但只获取了某一个或某几个需要恢复的碰撞帧的同步信息，对于这种情况来说，只有获取了同步信息的碰撞帧才能被恢复；一种是未发生碰撞。且不管是发生了碰撞还是未发生碰撞，都可能存在同步失败的情况。

在步骤D中，如果是同步失败，则直接丢弃该帧。如果同步成功，且是未发生碰撞，则直接利用该帧的同步信息进行帧的检测、解调解码等操作，从而恢复该帧，之后从该帧中分离出媒体接入控制层负载，并传送给媒体接入控制层。如果是同步成功，且发生了碰撞的那几种情况，则可以对能够恢复的那些帧，即具有完整的同步信息、且需要恢复的那些帧进行处理，具体来说，首先利用帧的同步信息进行串行干扰抵消，以对发生碰撞的帧进行干扰消除和检测，然后对检测出的帧进行解调和解码，以恢复出原始发送的帧，之后再从恢复出的帧中分离出媒体接入控制层的负载，并传送给媒体接入控制层。

步骤E、接收节点在收到媒体接入控制层的负载后，在媒体接入控制层采用预设的规则对NAV进行设置。

对NAV进行设置的主要目的是降低碰撞的概率。

预设的规则可以是，不使用恢复的RTS帧设置NAV，以允许暴露节点发送数据；或者是使用恢复的CTS帧设置NAV，以禁止隐藏节点发送数据；还可以是使用恢复的DATA帧设置NAV。表3给出了针对不同碰撞类型的NAV的设置准则。

为进一步提高***的性能，还可以进一步设置NAV的设置准则，比如，设置不使用接收到的未发生碰撞的RTS帧设置节点的NAV。

T：是帧的目的节点；NT：不是帧的目的节点；NAV×：不设置NAV；NAV√：设置NAV；Packet√：恢复帧；Packet×：不恢复帧；-：不可能发生；

表3

表3给出了以获取网络最大吞吐量为目标时，对不同碰撞类型所采用的操作。表3中，行表示碰撞中先到达的帧，列则表示碰撞中后到达的帧。对于每种碰撞，表3均给了相应的是否进行帧恢复，以及是否设置NAV的操作。接收节点在对接收信号进行接收处理时，可以根据表3所示的处理执行相应的操作即可。

另外，为降低***的计算复杂度，还可以在上述步骤A中先通过某一个扩频序列进行解扩处理，并对该帧进行同步，具体的同步处理如步骤C所述，因此不再赘述。在同步上该帧后，利用该帧中已知的前导序列和部分已知帧头信息对接收到的信号进行干扰消除。并在干扰消除之后，再利用剩余的3个扩频序列对干扰消除后的信号进行解扩处理。

上述步骤B则仍然是通过比较这四个扩频序列所对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系，来确定是否有帧发生碰撞。

相应地，上述步骤C中，则可以不再对第一个帧进行细同步处理了。这就是说，如果不存在帧碰撞，且该第一个帧对应的最大功率和为最终最大功率和，则步骤C可以不再执行帧同步的处理了。

上述步骤A的干扰消除处理具体如下。

图5示出了长PLCP和短PLCP情况下，11Mbps和5.5Mbps数据率时，RTS的帧结构。帧可以分为前导序列、物理层帧头以及媒体接入控制层负载三部分，由图5可以看出，前导序列是完全已知的，物理层帧头是部分已知的，当帧类型确定后，媒体接入控制层负载的帧头中也有部分是已知的，且这些已知或部分已知的部分占总帧长的很大一部分，在长PLCP时，已知部分和部分已知的部分分别占总帧长的65％和22％，在短PLCP时，已知部分和部分已知的部分分别占总帧长的57％和19％，而对于11Mbps的数据率，已知部分和部分已知部分所占的百分比还会更高。由此可以看出，已知部分和部分已知部分占了总帧长的绝大部分。因此接收节点可以利用这些信息进行干扰消除，从而可以在提高性能的同时大大降低接收节点的计算复杂度。

具体的利用已知的前导序列和部分已知帧头信息进行干扰消除的处理如下：利用第一个帧的前导序列信息进行信道估计，得到信道系数；之后利用已知的前导序列信息、部分已知的帧头信息和信道系数进行干扰的再生；然后从接收到的信号中减去再生的干扰，进一步提高接收信号的信号干扰功率比，以便于对第二个帧进行同步，以及对媒体接入控制层负载进行检测。另外，在进行干扰再生时，在某些情况下，比如，高信噪比或存在远近效应时，还可以进行媒体接入控制层负载部分的干扰再生，以获得更好的性能。

另外，为进一步降低接收节点的复杂度，接收节点还可以根据本节点的状态信息来判断是否对接收到的帧进行恢复处理。比如，假设一个节点没有发送DATA帧，则一定不会有发送给该节点的ACK帧，如果在上述步骤A中，该节点在物理层利用不同的扩频序列进行解扩时，如果发现有ACK帧，则可以直接丢弃该帧，而不用进行信号检测、解调解码等处理，也就不用将处理后的信息再传送给媒体接入控制层了。显然，该处理相比于接收节点将信号进行检测即解调解码后传送给媒体接入控制层，再由媒体接入控制层发现该帧不是自己帧后进行丢弃的方案来说，减少了接收节点的处理负担。

对于本发明方案来说，上述发射节点和接收节点还组成了一个***，将该***称为处理帧碰撞的***。

该***中，发射节点用于利用预设的扩频序列对输入本节点的信息比特进行处理，并将处理后的信息比特发送给接收节点。

如前所述，上述发射节点可以采用低数据率发送方案，也可以采用高数据率发送方案，如果采用低数据率发送方案，则如图3a所示，该节点包括：

MOD模块和扩频模块，其中，

MOD模块，用于对接收到的信息比特进行调制，并发送给扩频模块。

扩频(Spreading)模块，则用于利用预设的扩频序列对收到的信息比特中的相应帧进行扩频。

上述发射节点采用高数据率发送方案时，该节点如图3b所示，包括：MOD模块、扩频模块、补码键控CCK模块及复用模块，其中，

MOD模块，用于接收信息比特中的前导序列和物理层帧头，对其进行调制，并发送给扩频模块。

扩频模块，用于利用预设的扩频序列对收到的前导序列和物理层帧头进行扩频，并发送给复用模块。

CCK模块，用于接收信息比特中的媒体接入控制层负载，对其进行CCK扩频调制，并将处理后的信息发送给复用模块。

复用模块，用于对扩频模块和CCK模块发送来的信息进行复用，并发送出去。

上述接收节点如图4b所示，具体可以包括：解扩模块、门限比较模块、同步模块及NAV设置模块，其中，

解扩模块，用于利用预设的扩频序列分别对收到的整个信号进行解扩处理，得到各个扩频序列所对应的序列最大功率和的值、对应的符号位移及对应的码片位移，并将其发送给门限比较模块。

门限比较模块，用于通过比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，在有帧发生碰撞时，根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧，将该帧发送给同步模块，在没有帧发生碰撞时，从所有的序列最大功率和中选择最大的功率和作为总的最大功率和，并确定出该功率和所对应的扩频序列对应的帧，并将该帧发送给同步模块。

同步模块，用于通过对帧执行细同步处理来确定能够进行恢复的帧，并通过对所述帧进行检测获取其媒体接入控制层负载，以及将所述负载发送给NAV设置模块。

NAV设置模块，则用于根据预设的规则对NAV进行设置。

上述解扩模块可以进一步包括：解扩处理模块、滑窗处理模块及比较模块，其中，

解扩处理模块，用于利用扩频序列对接收到的整个序列进行解扩处理，得到第一个序列，之后将该扩频序列的码片依次进行循环移位，并利用每次移位得到的扩频序列分别对接收到的信号进行解扩处理，得到与扩频序列的码片个数相同的序列，并发送给滑窗处理模块；

滑窗处理模块，用于对得到的每个序列分别采用滑窗进行滑窗功率求和，通过比较得到每个序列的序列最大功率和及相应的符号位移，并发送给比较模块；

比较模块，用于比较得到的序列最大功率和的大小，并根据需要记录相应的序列最大功率和的值、对应的符号位移及对应的码片位移，并发送给门限比较模块。

上述门限比较模块中，通过比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，包括：将每个序列最大功率和与预设的门限值进行比较，如果有两个或两个以上的序列最大功率和大于该门限值，则确定发生了碰撞，否则，确定没有发生碰撞；

或者包括：比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和以及最终第二大功率和，并判断最终第二大功率和是否大于预设的门限值，如果大于，则确定发生了两帧碰撞，否则，确定没有发生碰撞；

或者包括：比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和、最终第二大功率和及最终第三大功率和，并判断最终第二大功率和以及最终第三大功率和是否大于门限值，如果只有最终第二大功率和大于门限值，则确定发生了两帧碰撞，如果最终第三大功率和大于门限值，则确定发生了三帧碰撞，如果最终第二大功率和及第三大功率和均小于门限值，则确定没有发生帧碰撞。

上述门限比较模块中，根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧包括：根据碰撞帧的相关信息确定碰撞帧，并利用所述碰撞帧对应的信息及预设的恢复规则确定需要恢复的碰撞帧；

或者包括：根据碰撞帧的相关信息确定碰撞帧，根据碰撞帧确定相应的帧碰撞类型，并根据所述帧碰撞类型及预设的帧碰撞类型与恢复帧的关系，确定需要恢复的碰撞帧。

上述NAV模块具体来说，在有帧发生碰撞时，用于通过不使用恢复得到的RTS帧设置NAV来允许暴露节点发送数据，和/或通过使用恢复得到的CTS帧设置NAV来禁止隐藏节点发送数据，和/或允许使用恢复得到的DATA帧设置NAV，和/或设置不使用接收到的未发生碰撞的RTS帧设置节点的NAV。

上述NAV模块还用于在没有帧发生碰撞时，如果接收到的媒体接入控制层负载的NAV值大于本节点自身的NAV值，则用所述NAV值更新自身的NAV值，如果小于，则保持自身的NAV值不变。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种处理帧碰撞的方法，其特征在于，为每个帧类型预设唯一对应的扩频序列，该方法还包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发射节点采用低数据率发送方案时；

步骤a中，所述发射节点利用所述扩频序列对输入本节点的信息比特进行处理为：对接收到的信息比特进行调制，之后再采用所述扩频序列对相应的帧进行扩频。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发射节点采用高数据率发送方案时；

步骤a中，所述发射节点利用所述扩频序列对输入本节点的信息比特进行处理为：将接收到的信息比特中的前导序列和物理层帧头分为一组，将媒体接入控制层负载分为另一组，对前一组进行调制，之后采用所述扩频序列对相应的帧进行扩频，对后一组进行补码键控扩频调制，最后对处理后的两组数据进行复用。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述接收节点利用每个扩频序列对信号进行解扩处理包括：

b1.利用扩频序列对接收到的整个序列进行解扩处理，得到第一个序列，之后将该扩频序列的码片依次进行循环移位，并利用每次移位得到的扩频序列分别对接收到的信号进行解扩处理，得到与扩频序列的码片个数相同的序列，且每个序列对应一个码片位移；

b2.对得到的每个序列分别采用滑窗进行滑动功率求和，并通过比较得到每个序列的序列最大功率和及相应的符号位移；

b3.比较步骤b2中的序列最大功率和的大小，并根据需要记录相应的序列最大功率和的值、对应的符号位移以及对应的码片位移。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b3中，所述根据需要进行记录为：记录所有的序列最大功率和的值、对应的符号位移以及相应的码片位移，或者只记录最大的前两个或特定数目的前几个序列最大功率和的值、对应的符号位移以及相应的码片位移。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤c中，所述接收节点比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系为：将每个序列最大功率和与预设的门限值进行比较，如果有两个或两个以上的序列最大功率和大于该门限值，则确定发生了帧碰撞；否则，确定没有发生帧碰撞；

或者为：比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和以及最终第二大功率和，并判断最终第二大功率和是否大于预设的门限值，如果大于，则确定发生了两帧碰撞；否则，确定没有发生帧碰撞；

或者为：比较所有的序列最大功率和得到最终最大功率和、最终第二大功率和及第三大功率和，并判断最终第二大功率和以及最终第三大功率和是否大于门限值，如果只有最终第二大功率和大于门限值，则确定发生了两帧碰撞，如果最终第三大功率和大于门限值，则确定发生了三帧碰撞；如果最终第二大功率和及第三大功率和均小于门限值，则确定没有发生帧碰撞。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧为：根据碰撞帧的相关信息确定碰撞帧，并利用所述碰撞帧所对应的信息及预设的恢复规则确定需要恢复的碰撞帧。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设的恢复规则为：根据帧的到达时间设置的恢复规则；和/或根据帧类型设置的恢复规则；和/或根据预设的帧的优先级设置的恢复规则。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧为：根据碰撞帧的相关信息确定碰撞帧，根据碰撞帧确定相应的帧碰撞类型，并根据所述帧碰撞类型以及预设的帧碰撞类型与恢复帧的关系，确定需要恢复的碰撞帧。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述根据碰撞帧确定相应的碰撞帧类型为：确定碰撞帧的帧类型，并根据符号位移和码片位移的大小确定碰撞帧的到达顺序，从而确定帧碰撞的类型。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述接收节点对该帧的符号位移值进行细同步包括：以符号位移值为起点，以特定数值处连续取多个符号，并对其进行解调解码，如果发现所取符号为帧起始定界符SFD，则表明该符号位移值正确，细同步的符号位移值等于所述符号位移值；如果不是，则进行细调，且所述细调为：预设一个初始半径，以所述符号位移值为中心，并在此半径内顺序查找SFD。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤c中，如果确定有帧发生碰撞，则所述步骤d中，所述接收节点确定能够进行恢复的帧为：确定具有完整的同步信息、且需要恢复的碰撞帧为能够进行恢复的帧；

步骤c中，如果确定没有帧发生碰撞，则所述步骤d中，所述接收节点确定能够进行恢复的帧为：在确定步骤c中总的最大功率和对应的帧具有完整的同步信息后，将其作为能够进行恢复的帧。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中采用的预设规则为：在有帧发生碰撞时，通过不使用恢复得到的请求发送RTS帧设置NAV来允许暴露节点发送数据，和/或通过使用恢复得到的允许发送CTS帧设置NAV来禁止隐藏节点发送数据，和/或允许使用恢复得到的数据DATA帧设置NAV，和/或设置不使用接收到的未发生碰撞的RTS帧设置节点的NAV。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中采用的预设规则为：在没有帧发生碰撞时，如果接收到的媒体接入控制层负载的NAV值大于本节点自身的NAV值，则用所述NAV值更新自身的NAV值；否则，保持自身的NAV值不变。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述接收节点利用所述扩频序列对整个信号进行解扩处理包括：

a1.先通过任意一个扩频序列对信号进行解扩处理，得到对应的序列最大功率和、对应的符号位移及对应的码片位移，并通过对该符号位移值进行细同步处理实现对该序列最大功率和所对应的帧的同步；

a2.在同步上该帧后，利用该帧中已知的前导序列和部分已知帧头信息对接收到的信号进行干扰消除，之后利用剩余的扩频序列对干扰消除后的信号进行解扩处理。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述步骤a2中，所述进行干扰消除包括：利用步骤a1所得帧的前导序列信息进行信道估计，得到信道系数，之后利用已知的前导序列信息、部分已知的帧头信息和所述信道系数进行干扰的再生，并从接收到的信号中减去所述再生出的干扰。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤a之后、步骤d之前进一步包括：接收节点根据得到的序列最大功率和的值确定相应的帧，根据本节点的状态信息确定该帧是否为需要进行恢复处理的帧；

该方法中，只对所述确定出需要进行恢复处理的帧进行步骤b及c中的相应处理。

18.一种处理帧碰撞的***，其特征在于，所述***包括：发射节点和接收节点，其中，

19.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述发射节点采用低数据率发送方案时，所述发射节点包括：MOD模块和扩频模块，其中，

MOD模块，用于对接收到的信息比特进行调制，并发送给扩频模块；

扩频模块，用于利用预设的扩频序列对收到的信息比特中的相应帧进行扩频。

20.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述发射节点采用高数据率发送方案时，所述发射节点包括：MOD模块、扩频模块、补码键控CCK模块及复用模块，其中，

MOD模块，用于接收信息比特中的前导序列和物理层帧头，对其进行调制，并发送给扩频模块；

扩频模块，用于利用预设的扩频序列对收到的前导序列和物理层帧头进行扩频，并发送给复用模块；

CCK模块，用于接收信息比特中的媒体接入控制层负载，对其进行CCK扩频调制，并将处理后的信息发送给复用模块；

21.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述接收节点包括：解扩模块、门限比较模块、同步模块及NAV设置模块，其中，

解扩模块，用于利用预设的扩频序列分别对收到的整个信号进行解扩处理，得到各个扩频序列所对应的序列最大功率和的值、对应的符号位移及对应的码片位移，并将其发送给门限比较模块；

门限比较模块，用于通过比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，在有帧发生碰撞时，根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧，将该帧发送给同步模块，在没有帧发生碰撞时，从所有的序列最大功率和中选择最大的功率和作为总的最大功率和，并确定出该功率和所对应的扩频序列对应的帧，并将该帧发送给同步模块；

同步模块，用于通过对帧执行细同步处理来确定能够进行恢复的帧，并通过对所述帧进行检测获取其媒体接入控制层负载，以及将所述负载发送给NAV设置模块；

NAV设置模块，用于根据预设的规则对NAV进行设置。

22.根据权利要求21所述的***，其特征在于，

所述解扩模块进一步包括：解扩处理模块、滑窗处理模块及比较模块，其中，

23.根据权利要求21所述的***，其特征在于，所述门限比较模块通过比较各个扩频序列对应的序列最大功率和与预设的门限值的大小关系确定是否有帧发生碰撞，包括：将每个序列最大功率和与预设的门限值进行比较，如果有两个或两个以上的序列最大功率和大于该门限值，则确定发生了碰撞，否则，确定没有发生碰撞；

24.根据权利要求21所述的***，其特征在于，所述门限比较模块根据碰撞帧的相关信息确定需要恢复的帧包括：根据碰撞帧的相关信息确定碰撞帧，并利用所述碰撞帧对应的信息及预设的恢复规则确定需要恢复的碰撞帧；

25.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述NAV模块用于在有帧发生碰撞时，通过不使用恢复得到的RTS帧设置NAV来允许暴露节点发送数据，和/或通过使用恢复得到的CTS帧设置NAV来禁止隐藏节点发送数据，和/或允许使用恢复得到的DATA帧设置NAV，和/或设置不使用接收到的未发生碰撞的RTS帧设置节点的NAV。