用於幹擾檢測的方法和系統的製作方法
2023-05-13 22:28:16 2
專利名稱：用於幹擾檢測的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信。本發明尤其涉及用於檢測幹擾的技術。
背景技術：
幾乎所有無線區域網(WLAN)和無線個域網(WPAN)系統都使用2400MHz與2483.5MHz之間的工科醫(ISM)頻帶。當前最常使用的為藍牙網絡和根據IEEE 802.11標準(但IEEE 802.11a在5GHzISM頻帶中操作)操作的網絡。
藍牙定義短程無線電網絡，最初用來替代電纜。其可用於生成最多8個設備的自組織網，其中一個設備被稱作主設備，而其他設備被稱作從設備。所述從設備可與所述主設備通信，並通過所述主設備彼此通信。藍牙設備被設計為發現其通信範圍中的其他藍牙設備，並發現它們所提供的業務。藍牙網絡可使用79個信道，每個信道都具有1MHz帶寬。為了改善魯棒性，藍牙網在所述79個信道中所有或一些之間進行跳頻。
WLAN是使用高頻無線電波，而非線路在設備之間交換信息的區域網。IEEE 802.11是指IEEE所開發的WLAN標準的系列。一般而言，IEEE 802.11族中的WLAN使用跳頻擴頻(FHSS)或直接序列擴頻(DSSS)傳輸技術，在2.4GHz頻帶中(IEEE 802.11a除外)提供1或2Mbps傳輸。在所述IEEE中，802.11族為IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標準。
IEEE 802.11b(也稱為802.11高速率或Wi-Fi)是IEEE 802.11的擴展，並提供2.4GHz頻帶中的至多11Mbps的數據速率。這提供了類似於乙太網的無線功能。IEEE 802.11b僅使用DSSS傳輸技術。IEEE 802.11g提供2.4GHz頻帶中的至多54Mbps的數據速率。為了以高出20Mbps的速率傳送數據(或當所有設備都能夠啟用IEEE802.11g時)，IEEE 802.11g使用正交頻分復用(OFDM)傳輸技術。然而，為了以低於20Mbps的速率傳送數據，IEEE 802.11g使用DSSS傳輸技術。IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的DSSS傳輸技術涉及包含在22MHz寬信道中的信號。所述22MHz信道在ISM頻帶中。
諸如ISM頻帶的頻帶日益由使用相同頻譜部分的各種類型通信設備消耗。這成為一個問題，因為WLAN和WPAN系統的頻譜使用僅被以相當粗略的形式規定。因此，從所述通信設備的傳輸可能相互幹擾。此外，ISM頻帶中的幹擾能量可能由其他信源引起。所述信源的實例包括微波爐和蜂窩電話傳輸的諧波(例如GMS和IS-95傳輸)。
為使通信網絡有效操作，應當檢測靜態幹擾，從而避免被佔用的頻率。隨著通信設備和幹擾信源數量增加，在實際啟動通信之前，通信設備理想的是分析信道參數。所述分析將指示在特定頻率處的其他設備和潛在幹擾源的存在。一旦得到指示，即可避免使用這些頻率。
在藍牙中，存在著各種涉及自適應跳頻的建議，其中所述設備分析整個頻帶，以檢測「空閒」信道，並相應調整其跳頻方案。然而，諸如此類的現有建議方案相當耗時，因為需要大量測量來定位呈現幹擾的帶寬。
此外，當前WLAN和WPAN無線電設備的信道測量能力受限，因為其信道測量無法立即涵蓋整個頻帶。因此，兩者都耗時耗能。此缺點部分歸因於現有系統所採用的抽樣率。這些抽樣率大大低於所述設備在其中設置傳輸的整個帶寬(例如整個ISM頻帶)。
例如，藍牙使用大約每秒10兆個樣本的抽樣率(Msps)，這是符號率的幾倍。在這種抽樣率的情況下，無法立即測量藍牙可在其中操作的整個ISM頻帶。相反，必須執行若干測量。這種技術不僅消耗大量時間和功率，而且這種技術也相當不可靠，因為在藍牙設備測量頻帶的另一部分時幹擾可能會消失(或突然出現)。
在不遠的未來將會出現具有參與超寬帶(UWB)通信的能力的產品和設備。具有UWB收發信機和其他短程收發信機(例如WLAN、WPAN和/或藍牙)的設備在本文中被稱為多無線電設備。
針對UWB通信存在的問題，高速率物理層(PHY)標準當前被選為用於IEEE 802.15.3a。在選擇過程中有兩種PHY建議。其中一個候選基於正交頻分復用(OFDM)的跳頻應用。另一候選基於M-ary二進位補償密鑰(offset keying)。OFDM建議被稱為多頻帶OFDM(MBO)。
兩個建議都無法達到所需的接受水平。因此，同時開發這兩個建議。為了開發OFDM建議，從而使其具有較大工業支持，在2003年6月形成了被稱為多頻帶OFDM聯盟(MBOA)的新聯盟。
所述MBOA建議使用OFDM調製，所述OFDM調製能夠為具有超出許多諸如ISM頻帶的未經許可頻帶的帶寬(即超出500MHz)的信道，處理通信和頻譜能量測量。這些測量能力來源於較高的抽樣率和快速傅立葉變換(FFT)的OFDM使用。
因此，根據MBOA建議操作的設備可能使用其基帶來測量頻帶(例如ISM頻帶)，因為基帶較500MHz窄得多。因此，需要一種使用所述能力來檢測幹擾的技術。
發明內容
本發明提供了一種無線通信設備，其包括第一接收機和第二接收機。所述第一接收機被配置為接收第一無線信號(例如藍牙或WLAN信號)，而所述第二接收機被配置為接收第二無線信號(例如UWB信號)。此外，所述第二接收機被配置為確定所述第一無線信號的頻譜特徵。基於所確定的頻譜特徵，幹擾檢測模塊可識別所述第一無線信號中的幹擾。
此外，所述無線通信設備可包括控制器，所述控制器檢測所述第二接收機，以確定所述第一無線信號的頻譜特徵。例如，所述控制器可將一個或多個基帶信號從所述第一接收機傳遞到所述第二接收機。所述基帶信號源自所述第一無線信號。因此，所述基帶信號包括同相(I)信號和正交(Q)信號。
所述第二接收機包括快速傅立葉變換(FFT)模塊。所述FFT模塊被配置為解調所述第二無線信號，並確定所述第一無線信號的頻譜特徵。因此，所述第二無線信號可能是OFDM調製UWB信號。
本發明還提供了一種方法。所述方法在第一接收機處接收第一無線信號；在第二無線接收機處生成所述第一無線信號的頻譜能量測量；並且基於所述頻譜能量測量，檢測所述第一無線信號中的幹擾。
根據本發明另一方面，無線通信設備包括第一和第二接收機。所述接收機用於協同操作，檢測可能發生在與所述第一接收機相關的無線通信帶寬中的幹擾。所述接收機可能被配置為接收各種類型的無線信號。例如，所述第一接收機接收藍牙和/或WLAN信號，而所述第二接收機可接收UWB(例如OFDM)信號。
此外，所述第二接收機可生成從所述第一接收機接收的信號的頻譜能量測量。所述測量可被發送到幹擾檢測模塊，所述幹擾檢測模塊基於所述頻譜能量測量，檢測所述第一接收機所接收的無線信號中任何幹擾的存在。此外，所述頻譜識別模塊可將任何已識別幹擾的指示提供給與所述第一接收機相關的無線電設備。
所述設備還包括啟動所述幹擾檢測的控制器。此外，所述第二接收機可包括一個或多個由所述控制器設置的轉換器。每個所述轉換器都具有第一設置和第二設置，所述第一設置用於接受解調信號，所述第二設置用於接受來自所述第一接收機的用於幹擾檢測的信號。
本發明有利地提供了對於整個可用通信帶寬的即時幹擾檢查。從以下描述、權利要求書和附圖中，本發明其他特徵和優點將更加顯而易見。
在附圖中，相同附圖標記通常指示相同、功能上類似和/或結構上類似的單元。其中單元首次出現的附圖由附圖標記中的最左數字指示。以下將參照附圖描述本發明，在附圖中圖1示出了示例操作環境；
圖2A示出了無線通信設備的示例體系結構；圖2B示出了示例設備實施方式；圖3是示例接收機實施方式的框圖；圖4示出了示例頻譜特徵；圖5A和5B是根據本發明實施例的示例接收機設置的框圖；圖6是根據本發明實施例的另一示例接收機設置的框圖；圖7是根據本發明實施例的又一示例接收機設置的框圖；圖8示出了示例幹擾檢測模塊實施方式；以及圖9是操作順序的流程圖。
具體實施例方式
I.操作環境在詳細描述本發明之前，首先描述其中使用本發明的環境將是有幫助的。因此，圖1示出了根據本發明一個實施例的示例操作環境。在此環境中，短程無線通信設備在存在多個幹擾信號的情況下操作。
具體而言，圖1示出了多個參與短程無線通信網絡104的無線通信設備(WCD)102 a-d。短程網絡104可以是藍牙網絡、IEEE 802.11b/g網絡或IEEE 802.15.3a網絡。
因此，設備102可在RF頻譜的一個或多個部分，例如ISM頻帶中生成傳輸。所述傳輸可能包括藍牙信號、IEEE 802.11信號和IEEE802.15.3a信號。如上所述，IEEE 802.15.3a信號可能包括OFDM調製的UWB信號。短程網絡104可使用的RF頻譜的部分在本文中被稱為可用通信帶寬。
在圖1的環境中，網絡104外部的設備可能還在短程網絡104的可用通信帶寬中發射信號。所述設備可能是與通信無關的設備。例如，圖1示出了微波爐110，所述微波爐110生成在短程網絡104的可用通信帶寬之內的發射120。
除了與通信無關的設備之外，與其他通信系統相關的設備可發射在短程網絡104的可用通信帶寬之內的信號。所述設備的實例包括蜂窩基站和電話。例如，圖1示出了發射諧波122的GMS蜂窩基站106，以及發射諧波124的IS-95蜂窩基站108。
此外，來自其他諸如相鄰短程網絡112的短程網絡的傳輸可能在短程網絡104的可用通信帶寬之內。如圖1所示，相鄰短程網絡112包括傳送信號126和128的WCD 102e和102f。如同網絡104一樣，相鄰短程網絡122可能是藍牙網絡、IEEE802.11b/g網絡或IEEE802.15.3a網絡。
這些傳輸與短程網絡104中的傳輸相干擾。因此，諸如圖1的設備和相鄰網絡在本文中被稱為幹擾信源。
幹擾信源可能是靜態或動態的。靜態幹擾比動態幹擾更規律。因此，更易檢測到靜態幹擾。藍牙幹擾不可預測，因為其在ISM頻帶上隨機跳躍。然而，來自IEEE 802.11b和IEEE 802.11g網絡的幹擾更可預測(因而更靜態)，因為來自這些網絡的傳輸包括直接序列擴頻信號或者包含在大約22MHz寬的信道中的OFDM信號。來自微波爐的幹擾同樣相當靜態，因為其頻譜內容相當穩定。
本發明提供了一種改善技術用於識別幹擾源。一旦被識別，諸如短程無線網104的無線網絡中的一個或多個設備可以以避免來自所述被識別信源的幹擾的方式傳送信號。
II.無線通信設備圖2A示出了根據本發明各方面的無線通信設備體系結構。所述體系結構包括主機202、短程無線電設備204(例如藍牙和/或WLAN無線電)、UWB無線電設備206、控制器208和幹擾檢測模塊209。無線電設備204和206協同操作，以檢測無線通信帶寬中的與所述第一接收機相關的幹擾。
如圖2A所示，主機202耦合到無線電設備204和206。主機202負責涉及用戶應用和高協議層的功能，而無線電設備204和206負責低協議層。具體而言，無線電設備204負責與其他設備的短程通信(例如WLAN和/或藍牙通信)，而UWB無線電設備206負責與其他設備的高數據率的特定於UWB通信。
無線電設備204包括接口210、通信模塊212、收發信機214和天線216。通信模塊212執行與鏈路建立、安全和控制相關的功能。所述功能可能涉及發現對應遠程設備，並根據諸如藍牙連結管理協議(LMP)的協議與其通信。LMP定義一組被稱為協議數據單元(PDU)的消息。
通信模塊212通過接口210與主機202交換信息。所述信息包括從主機202接收的命令，以及通信模塊212傳送到主機202的信息。在本發明實施例中，接口210定義為交換信息提供的一組消息。
此外，通信模塊212作為主機202與收發信機214之間的中間實體操作。因此，模塊212執行傳輸的基帶處理(例如藍牙和/或WLAN傳輸)，例如糾錯編碼和解碼。此外，通信模塊212根據物理層協議與遠程設備上的對應實體交換數據。所述物理層協議的實例包括諸如自動重複請求(ARQ)協議的重新傳輸協議。
圖2A示出了收發信機214耦合到天線216。收發信機214包括允許(結合天線216)圖2A設備與遠程設備交換無線信號(例如藍牙和/或WLAN信號)的電子設備。所述電子設備包括調製器、解調器、放大器和過濾器。
當圖2A設備參與UWB通信時，其使用UWB無線電設備206的業務。如圖2A所示，UWB無線電設備206包括接口220、UWB模塊222、UWB收發信機224和天線226。
UWB模塊222根據一個或多個協議層通過UWB鏈路交換信息。例如，UWB模塊222可提供會話管理功能來管理各個UWB會話。此外，UWB模塊222可執行基帶處理，例如糾錯編碼和解碼。此外，UWB模塊222可根據各個物理層協議與遠程設備執行各個鏈路層協議。物理層協議的實例包括諸如自動重複請求(ARQ)協議的重新傳輸協議。
UWB模塊222通過接口220與主機202交換信息。所述信息包括從主機202接收的命令，以及模塊222傳送到主機202的信息。在實施例中，接口220定義一組用於交換信息的消息。此外，UWB模塊222與UWB收發信機224交換信息，以通過無線UWB鏈路通信。
如圖2A所示，UWB收發信機224耦合到天線226。UWB收發信機224包括允許(結合天線226)圖2A設備與諸如遠程設備104的設備交換無線UWB信號的電子設備。為了傳輸UWB信號，所述電子設備包括調製組件和/或用於某些類型的脈衝UWB傳輸的脈衝生成器。為了接收UWB信號，所述電子設備可能包括解調組件、定時電路和過濾器。
如上所述，圖2A設備包括多個無線電設備。這種特徵被有利的用於檢測幹擾。在實施例中，與檢測幹擾相關的操作分布在多個無線電設備，例如無線電設備204與206之間。諸如控制器208和幹擾檢測模塊209的附加組件可能還執行與檢測幹擾相關的操作。
控制器藉助無線電設備204和206啟動幹擾。例如，控制器208引導無線電設備206的UWB收發信機224測量由收發信機214生成的信號230中的能量。信號230基於無線電設備204所接收的無線信號250。控制器208可以多種方式引導UWB收發信機224。例如，圖2A示出了控制器208將測量命令232發送到無線電設備206的UWB收發信機224。
在接收到命令232時，收發信機224測量信號230的頻譜特徵(即生成頻譜能量測量)。這些特徵基本上類似於(或指示)信號250的頻譜特徵。所述頻譜特徵被在測量信號234中傳遞，所述測量信號234被發送到幹擾檢測模塊209。基於測量信號234，幹擾檢測模塊209可檢測無線信號250中的幹擾存在。
基於所述檢測，幹擾檢測模塊209可將幹擾指示符236發送到無線電設備204的通信模塊212。指示符236識別呈現幹擾的(多個)信道。在接收到指示符236時，模塊212可協調無線通信，從而無線電設備204可避免使用所述信道。
圖2A的體系結構可以硬體、軟體、固件或其任何組合的形式實現。一種實施方式在圖2B中示出。此實施方式包括處理器260、存儲器262和用戶接口264。此外，圖2B實施方式包括收發信機214、天線216、UWB收發信機224和天線226。可如上參照圖2A所述實施收發信機214和224。
如圖2B所示，處理器260耦合到收發信機214和224。處理器260控制設備操作。可藉助一個或多個微處理器實現處理器260，每個所述微處理器都能夠執行存儲在存儲器262中的軟體指令。
存儲器262包括隨機存取器(RAM)和只讀存取器(ROM)和/或快閃記憶體，並以數據和軟體組件(也成為模塊)形式存儲信息。所述軟體組件包括可由處理器260執行的指令。各種類型的軟體組件可存儲在存儲器262中。例如，存儲器262可存儲控制收發信機214和224操作的軟體組件。此外，存儲器262可存儲提供主機202、控制器208、幹擾檢測模塊209、接口210和220、通信模塊212和UWB模塊222功能的軟體組件。
此外，存儲器262可存儲控制通過用戶接口264交換信息的軟體組件。如圖2B所示，用戶接口264還耦合到處理器260。用戶接口264便於設備與用戶的相互作用。圖2B示出了用戶接口264包括用戶輸入部分266和用戶輸出部分268。用戶輸入部分266包括一個或多個允許用戶輸入信息的設備。所述設備的實例包括鍵盤、觸屏和話筒。因此，用戶輸出部分268允許用戶從所述無線通信設備接收信息。因此，用戶輸出部分268包括各種設備，例如顯示器和一個或多個音頻揚聲器。示例顯示器包括液晶顯示器(LCD)和視頻顯示器。
可根據各種技術來耦合圖2B所示單元。一種所述技術包括通過一個或多個總線接口耦合收發信機214和224、處理器260、存儲器262和用戶接口264。此外，每個所述組件都耦合到電源，例如可充電和/或可拆卸電池組(未顯示)。
III.示例接收機如上所述，圖2A設備體系結構包括多個無線電設備，每個無線電設備都具有收發信機。在實施例中，每個所述收發信機都具有各自接收機。因此，圖3是示例接收機300的框圖。所述接收機可由收發信機214用於接收IEEE 802.11(即WLAN)和/或藍牙信號。
接收機300包括RF段302和基帶段304。RF段302包括天線306、帶通過濾器308和低噪聲放大器(LNA)310。此外，RF段302包括同相(I)處理路徑312a和正交(Q)處理路徑312b。
如圖3所示，天線306接收無線傳輸320，並將其傳遞到帶通過濾器308。相反，帶通過濾器308根據所述傳輸生成過濾後的RF信號322。信號322被發送到LNA 310，所述LAN 310根據信號322生成放大後的RF信號323。
放大後的RF信號323被發送到處理路徑312用於下變換。如圖3所示，每個處理路徑312包括混頻器314、低通過濾器316和模數轉換器(ADC)318。混頻器314從LNA 310接收RF信號323。
混頻器314每個都由對應的振蕩器信號(未顯示)驅動。所述振蕩器信號基本上呈正弦，並被調諧到其中信號接收理想的頻道或頻段。驅動混頻器314a的振蕩器信號和驅動混頻器314b的振蕩器信號彼此呈90度異相。
作為所述調諧的結果，混頻器314生成下變換後的信號324a和324b。圖3示出了信號324a和324b被分別發送到低通過濾器316a和316b。低通過濾器316(本文被稱為信道過濾器)具有對應於所調諧信道的頻率範圍的帶寬。因此，過濾器316從信號324中移去所調諧頻道之外的能量。對於藍牙實施方式而言，示例帶寬為1MHz。對於WLAN實施方式而言，示例帶寬為22MHz。然而，可使用其他帶寬。
過濾器316生成過濾後的信號326，過濾後的信號326被發送到ADC 318。ADC 318將過濾後的信號326(模擬)轉換為數字編碼表示。所述表示被在圖3中示為同相數位訊號328a和正交數位訊號328b。
基帶段304包括解調模塊319。圖3示出了解調模塊319接收數位訊號328a和328b，並根據諸如FSK的適當調製方案解調所述信號。作為這些操作的結果，解調模塊319生成數據流330，所述數據流可被發送到高層實體(未顯示)。高層實體的實例包括媒體接入控制器(MAC)和用戶應用。
IV.幹擾圖4提供了可能存在於下變換信號，例如信號324a和324b中的頻譜特徵的示例實例。圖4將信號能量圖示為頻率的函數。如圖4所示，信號能量圖示為沿著軸402，而頻率被圖示為沿著軸404的兆赫(MHz)單位。
圖示的信號能量由頻譜包絡406示出，其為在對應混頻器被調諧到特定頻帶中間時下變換信號的頻率水平例圖。包絡406包括在區域408中發生的窄帶幹擾實例。此外，包絡406包括發生在區域410中的寬帶幹擾實例。
某些形式的幹擾是可容忍的，而其他則會阻礙通信。例如，圖4的窄帶幹擾對於短程(例如藍牙和/或WLAN)通信是可接受的，而圖4的寬帶幹擾則無法接受。
V.接收機設置圖5A示出了根據本發明實施例的接收機的示例設置。所述設置包括接收機300、UWB接收機502(可在UWB收發信機224中使用)和控制器208。
UWB接收機502在實施方式上類似於接收機300。例如，接收機502包括RF段503和基帶段504。圖5A示出了RF段503包括天線506、帶通過濾器508、LNA 510、同相(I)處理路徑512a和正交(Q)處理路徑512b。每個所述處理路徑512包括混頻器514、低通過濾器516和ADC 518。基帶段504包括解調模塊519。
然而，與接收機300不同，UWB接收機502的組件被配置為接收UWB信號。例如，解調模塊519適合於解調UWB(例如MBOAOFDM)信號。此外，過濾器508和516具有配置為接收UWB信號的通帶。此外，混頻器514能夠被調諧到提供UWB信號的下變換的頻率。
此外，接收機502包括轉換器554a和554b。如圖5A所示，所述轉換器由控制器208所生成的路由信號560控制。轉換器554a和554b的設置確定哪些信號被發送到低通過濾器516a和516b。例如，在第一種設置中，每個轉換器554將特定下變換UWB信號524指向對應的低通過濾器516。然而，在第二種設置中，每個轉換器554將來自接收機300的特定下變換信號324指向對應低通過濾器516。如圖5A所示，信號324被從接收機300通過通信接口562發送到接收機502。接口562可被通過各種模擬或數位技術(例如數據總線、信號線和/或DSP編程)實施。
圖5B示出了根據本發明實施例的接收機的另一示例布置。此布置類似於圖5A的設置。然而，圖5B的布置包括UWB接收機502』。UWB接收機502』包括RF段503』，所述RF段503』具有處理部分512a』和512b』。在這些處理部分中，轉換器554具有不同布局。具體而言，每個所述轉換器554被設置在對應的低通過濾器516與對應的ADC518之間。
轉換器554a和554b的設置確定信號被發送到ADC 518a和518b。例如，在其第一種設置中，每個轉換器554將特定過濾後的信號526指向對應的ADC 518。然而，在其第二種設置中，每個所述轉換器554將特定下變換信號324從接收機300指向對應ADC 518。如圖5A的布置所示，圖5B中的這些轉換器由控制器208所生成的路由信號560控制。圖5B示出了信號324被通過通信接口562』從接收機300發送到接收機502』。可根據參照通信接口562所描述的技術實施接口562』。
通過將轉換器554設置在低通過濾器516之前，圖5A的布置有利的確保了信號526在可由ADC 518處理的帶寬中。相反，圖5B的布置將信號324發送到ADC 518，其中第一個並不被低通過濾。因此，在這種布置中，理想的是確保信號324首先在窄於ADC 518帶寬的頻帶中。因此，圖6提供了具有額外過濾器的布置。所述額外過濾器可以用於確保所述信號的帶寬在ADC 518的帶寬之內。
具體而言，圖6示出了根據本發明實施例的接收機的另一布置。這種布置類似於圖5B的布置。然而，其包括低通過濾器602a和602b。所述過濾器接收下變換信號324a和324b，並生成過濾後的信號620a和620b。反過來，信號620a和620b被分別發送到轉換器554a和554b。如圖6所示，通信接口660(包括過濾器602a和602b)用於提供接收機300與502』之間的連接。可通過各種模擬或數位技術(例如數據總線、信號線路、電子電路和/或DSP編程)來實施接口660。
圖7示出了根據本發明實施例的接收機的另一布置。此種布置包括接收機300和UWB接收機502」。如圖7所示，接收機502」類似於接收機502和502』。然而，接收機502」包括RF段503」，所述RF段503」包括轉換器702。此外，接收機502」包括處理路徑512a」和512b」。圖7示出了RF段503」在轉換器702處接收RF信號322。轉換器702還從帶通過濾器508接收過濾後的信號522。信號322被通過通信接口760在接收機300與502」之間傳送，可通過各種技術實施所述通信接口760。可通過各種模擬或數位技術(例如數據總線、信號線路、電子電路和/或DSP編程)來實施所述接口562。
轉換器702的設置確定哪個信號被發送到LNA 510。例如，在其第一種設置中，轉換器702將信號522指向對應的LNA 510。然而，在其第二種設置中，轉換器702將信號322從接收機300指向LNA510。如同轉換器554一樣，轉換器702由路由信號560控制。
以下將參照圖5A、5B、6和7，描述接收機502、502』和502」接收無線OFDM信號520。這些圖示出了天線506接收OFDM信號520，並將其發送到帶通過濾器508。相反，帶通過濾器502生成過濾後的信號522。在圖5A、5B和6中，信號522由LNA 510放大。在圖7的布置中，當轉換器702處於允許解調的位置處時，信號522由LNA 510放大。所述放大生成放大後的信號523。
在圖5A的布置中，放大後的信號523被發送到同相處理路徑512a和正交處理路徑512b。類似地，在圖5B和6的布置中，放大後的信號523被發送到同相處理路徑512a』和正交處理路徑512b』。在圖7的布置中，放大後的信號523被發送到同相處理路徑512a」和正交處理路徑512b」。
當轉換器554a和554b都處在允許解調的位置處時(在圖5A、5B和6的布置中)，放大後的信號523被處理為數字編碼下變換信號528a和528b。所述信號被發送到解調模塊510以解調。在OFDM實施方式中，解調包括計算快速傅立葉變換(FFT)。除了解調OFDM信號之外，FFT用於確定信號的頻譜內容。
VI.幹擾檢測如上所述，本發明實施例使用能夠解調OFDM信號的接收機。所述接收機可能還用於確定不同接收機，例如藍牙或WLAN接收機所接收的信號的頻譜特徵。
OFDM信號包括一個或多個符號。通過使信息經歷逆快速傅立葉變換(FFT)，根據未調製信息生成每個OFDM符號。所述未調製信息可能包括與應用相關的有效負荷數據以及標題信息。所述標題信息可能與物理層以及其他協議層(例如MAC層)相關。此外，所述未調製信息可能包括信道估計序列，所述信道估計序列將由接收設備用於確定與所述通信鏈路相關的信道特徵。
在計算IFFT之後，可能會執行附加處理，以生成OFDM信號。例如，IFFT的結果可被附加一個或多個值(例如零填充符)。通過將所述OFDM符號上變換為載波頻率並將其放大，可為無線傳輸準備所述OFDM符號。然而，可使用其他技術。例如，多個載波可被用於根據跳頻方案傳送OFDM符號。
VII.快速傅立葉變換所述快速傅立葉變換(FFT)是離散傅立葉變換算法，其中所需計算次數被減少，以便提供有效的處理。某些WLAN接收機(例如IEEE 802.11g接收機)提供FFT能力。然而，對於測量可用通信帶寬中的頻譜特徵而言，這些FFT能力並不理想。例如，主要歸因於其低抽樣率，具有所述能力的典型WLAN接收機提供了僅可測量22MHz信道的2.4GHz FFT。
相反，UWB系統可提供較寬信道測量能力，因為其抽樣率相當高。例如，MBOA OFDM FFT提供更多的點。此外，MBOA OFDM接收機的ADC(例如ADC 518)以較高的抽樣率操作。所述特徵容許得到更高頻率解析度。因此，諸如MBOA OFDM接收機的接收機提供足夠寬的頻率解析度，從而可立即測量短程無線系統(例如WLAN和藍牙網絡)的整個頻帶。
VIII.幹擾檢測模塊如上參照圖4所示，一些形式的幹擾是可接受的，而其他無法接受。在實施例中，幹擾檢測模塊209識別無法接受的幹擾。圖8示出了幹擾檢測模塊209的示例實施方式。這種實施方式包括頻帶能量估計器802和不良信道列表804。如上所述，這些組件可以硬體、固件、軟體或其任何組合的形式實現。
如圖8所示，頻帶能量估計器802接收測量信號234。如上參照圖2所示，此信號傳遞無線電設備204的接收機所提供的信號的頻譜特徵。在實施例中，信號234包括FFT的結果。如上參照圖5A、5B和6所述，所述FFT可由OFDM解調器執行。
在接收到信號234時，頻帶能量估計器802識別通信頻帶中會阻礙無線電設備204通信的幹擾。在實施例中，該頻帶寬於無線電設備204所使用的單個信道。實際上，此頻帶可能寬於無線電設備204的可用通信帶寬。因此，本發明容許立即識別可用通信帶寬的幹擾。
頻帶能量估計器802的幹擾識別可能包括數字分析，例如求和和/或差分處理。滿足某些特徵，例如最小帶寬和能量參數的頻譜能量被識別為幹擾。一旦識別所述能量，頻帶能量估計器802即將該幹擾映射到無線電設備204所使用的信道識別符。可藉助例如存儲在存儲器262中的查找表實施所述映射。如圖8所示，這些信道識別符被存儲在不良信道列表804中。例如，不良信道列表804可存儲在存儲器262中。
基於幹擾識別，頻帶能量估計器802生成幹擾識別符236，所述幹擾識別符236被發送到無線電設備204。如上所述，識別符236識別呈現幹擾的信道。因此，在實施例中，識別符236將不良信道列表804通信給無線電設備204。
圖9是說明根據本發明實施例的方法的流程圖。可藉助如上所述的各種實施方式和布置執行所述方法。此外，可藉助其他實施方式和布置來執行所述方法。
如圖9所示，所述方法包括步驟902。在此步驟中，在第一接收機處接收第一無線信號。所述第一接收機可能在諸如無線電設備204的第一無線電設備中。因此，可以接收機300的方式實施所述接收機。
在步驟904中，在第二接收機處生成所述第一無線信號的頻譜能量測量。所述第二接收機可能在諸如無線電設備206的第二無線電設備中。因此，這可被以接收機502和502』的方式實施。
步驟906在步驟904之後。在此步驟中，基於在步驟904中生成的頻譜能量測量，在所述第一無線信號中檢測幹擾。
IX.總結儘管以上描述了本發明各個實施例，但應當理解的是，以上僅藉助實例說明本發明，並非限制本發明。例如，儘管已涉及藍牙、IEEE802.11和IEEE 802.15.3a技術描述實例，但其他短程和遠程通信技術在本發明範圍中。
因此，對於本領域技術人員而言，在並不背離本發明精神和範圍的情況下，可對本發明做出形式和細節上的各種修改。因此，本發明的廣度和範圍應當並不限於以上具體實施方式
，而是根據以下權利要求書來定義。
權利要求
1.一種無線通信設備，包括第一接收機，其被配置為接收第一無線信號；第二接收機，其被配置為接收第二無線信號，所述第二接收機還被配置為確定所述第一無線信號的頻譜特徵；以及幹擾檢測模塊，其被配置為基於所述確定的頻譜特徵而識別幹擾。
2.根據權利要求1的無線通信設備，還包括控制器，其被配置為引導所述第二接收機確定所述第一無線信號的頻譜特徵。
3.根據權利要求2的無線通信設備，其中所述控制器還被配置為將一個或多個基帶信號從所述第一接收機傳遞到所述第二接收機，其中所述一個或多個基帶信號從所述第一無線信號得出。
4.根據權利要求3的無線通信設備，其中所述一個或多個基帶信號包括同相(I)信號和正交(Q)信號。
5.根據權利要求3的無線通信設備，其中所述第二接收機包括快速傅立葉變換(FFT)模塊，所述FFT模塊被配置為解調所述第二信號，並確定所述第一無線信號的頻譜特徵。
6.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第一信號是藍牙信號。
7.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第一信號是無線區域網(WLAN)信號。
8.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第二無線信號是超寬帶(UWB)信號。
9.根據權利要求8的無線通信設備，其中所述UWB信號是正交頻分復用(OFDM)信號。
10.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第一接收機耦合到所述第二接收機。
11.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第一接收機包括在藍牙無線電設備中。
12.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第一接收機包括在無線區域網(WLAN)無線電設備中。
13.根據權利要求1的無線通信設備，其中所述第二接收機包括在超寬帶(UWB)無線電設備中。
14.一種方法，包括(a)在第一接收機處接收第一無線信號；(b)在第二接收機處生成所述第一無線信號的頻譜能量測量；以及(c)基於所述頻譜能量測量，檢測所述第一無線信號中的幹擾。
15.根據權利要求14的方法，其中步驟(b)包括基於所述第一無線信號，計算關於一個或多個基帶信號的快速傅立葉變換(FFT)。
16.根據權利要求15的方法，其中所述一個或多個基帶信號包括同相(I)信號和正交(Q)信號。
17.根據權利要求14的方法，其中所述第一信號是藍牙信號。
18.根據權利要求14的方法，其中所述第一信號是無線區域網(WLAN)信號。
19.根據權利要求14的方法，其中所述第二信號是超寬帶(UWB)信號。
20.根據權利要求19的方法，其中所述UWB信號是正交頻分復用(OFDM)信號。
21.根據權利要求14的方法，其中步驟(c)包括識別具有幹擾的一個或多個頻道，所述一個或多個頻道可由所述第一接收機用於接收。
22.根據權利要求21的方法，還包括避免所述第一接收機使用所述識別的一個或多個頻道。
23.一種無線通信設備，其包括第一接收機；以及耦合到第一接收機的第二接收機；其中所述第一和第二接收機被配置為協同操作，以檢測與所述第一接收機相關的無線通信帶寬中的幹擾。
24.根據權利要求23的無線通信設備，還包括控制器，其被配置為藉助所述第一和第二接收機啟動幹擾檢測。
25.根據權利要求24的無線通信設備，其中所述第二接收機包括一個或多個轉換器，每個所述轉換器都具有第一設置和第二設置，所述第一設置用於接受用以解調的信號，所述第二設置用於接受來自所述第一接收機的用以幹擾檢測的信號；其中所述控制器被配置為設置所述一個或多個轉換器中的每一個。
26.根據權利要求23的無線通信設備，其中所述第二接收機被配置為生成從所述第一接收機接收的信號的頻譜能量測量。
27.根據權利要求26的無線通信設備，其中所述第二接收機包括快速傅立葉變換(FFT)模塊，其中所述FFT模塊生成所述頻譜能量測量。
28.根據權利要求26的無線通信設備，還包括幹擾檢測模塊，其被配置為從所述第二接收機接收所述頻譜能量測量；基於所述頻譜能量測量，檢測所述第一接收機所接收的無線信號中任何幹擾的存在；以及向與所述第一接收機相關的無線電設備提供任何識別的幹擾的指示。
29.根據權利要求23的無線通信設備，其中所述第二接收機被配置為接收超寬帶(UWB)信號。
30.根據權利要求29的無線通信設備，其中所述UWB信號為正交頻分復用(OFDM)信號。
31.根據權利要求23的無線通信設備，其中所述第一接收機被配置為接收藍牙信號。
32.根據權利要求23的無線通信設備，其中所述第一接收機被配置為接收無線區域網(WLAN)信號。
33.一種無線通信設備，包括第一接收機，其被配置為接收第一無線信號；第二接收機，其被配置為接收第二無線信號，所述第二接收機還被配置為根據一個或多個附加信號確定所述第一無線信號的頻譜特徵，其中所述一個或多個附加信號從所述第一無線信號得出；在所述第一與第二接收機之間的通信接口，所述通信接口被配置為從所述第一接收機將所述一個或多個附加信號發送到所述第二接收機；以及幹擾檢測模塊，其被配置為基於所述確定的頻譜特徵而識別幹擾。
34.根據權利要求33的無線通信設備，其中所述第二接收機包括一個或多個轉換器，每個所述轉換器都具有第一設置和第二設置，所述第一設置用於基於所述第二信號接受用以調製的信號，所述第二設置用於接受所述用於幹擾檢測的附加信號的其中一個。
35.根據權利要求34的無線通信設備，還包括控制器，其被配置為設置所述一個或多個轉換器中的每一個。
全文摘要
一種無線通信設備，其包括第一接收機和第二接收機。所述第一接收機被配置為接收第一無線信號(例如藍牙或WLAN信號)，而所述第二接收機被配置為接收第二無線信號(例如UWB信號)。此外，所述第二接收機被配置為確定所述第一無線信號的頻譜特徵。基於所述確定的頻譜特徵，幹擾檢測模塊可識別所述第一無線信號中的幹擾。
文檔編號H04B1/69GK1951022SQ200580014062
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月8日 優先權日2004年5月26日
發明者阿託·帕林, 朱卡·雷納馬基 申請人:諾基亞公司