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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein darauf
bezogenes Kommunikationsgerät
gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche 1
und 13.
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Um
das Problem zu lösen,
dass es zwischen Bluetooth und WiFi-Signalen zu Störungen kommt, wenn sie in einem
Voice-Over-Wireless-Area-Network
(VoWLAN) gleichzeitig verwendet werden, werden Einrichtungen entwickelt,
die dazu verwendet werden, zwischen Übertragungen von unterschiedlichen
drahtlosen Signalen zu entscheiden, die sich gegenseitig stören können, wenn
sie übertragen/empfangen
werden. Packet-Traffic-Arbitration (PTA) ist eine herkömmliche
Einrichtung, die oft angewandt wird, um das Koexistenzproblem von
Bluetooth und WiFi zu lösen.
Sie wägt
ab und entscheidet, ob das WiFi-Modul das WiFi-Signal sofort aussenden soll, oder ob
die durch das WiFi-Modul erzeugte Übertragung des WiFi-Signals
blockiert und verzögert
wird. Daher sind Bluetooth- und WiFi-Übertragungen in dem Zeitbereich
bzw. Time-Domain-Bereich verschachtelt, und werden sich nicht gegenseitig
Störungen
erzeugen. Die Einführung
der PTA-Einrichtung ist in der Spezifikation 802.15.2 in allen Einzelheiten
beschrieben.
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Wie
der Fachmann weiß,
wird in dem drahtlosen Netzwerk, wenn die Signalqualität schlecht
ist oder die Paketgröße groß ist, ein
Zugangspunkt die Anforderung-zum-Senden-/Freigeben-zum-Senden-Einrichtung
bzw. Request-to-Send/Clear-to-Send (RTS/CTS)-Einrichtung anwenden,
bevor er Pakete aussendet, um den Versteckter-Knoten-Effekt bzw.
Hidden-Node-Effekt zu vermeiden. Wenn jedoch die PTA-Einrichtung
und die RTS/CTS-Einrichtung
beide aktiv sind, kann das Mobilfunkendgerät möglicherweise das CTS-Paket nicht
sofort senden, da die PTA-Einrichtung
die Übertragungsberechtigung
des Mobilfunkendgerä tes steuert.
In einer Situation, in der sowohl die Bluetooth- wie auch die WiFi-Module nach der Erlaubnis fragen,
Pakete zur gleichen Zeit zu senden, wird das Bluetooth-Paket sofort
gesendet werden, während die Übertragung
des WiFi-Paketes verzögert
wird, da den Bluetooth-Paketen eine höhere Übertragungspriorität zugewiesen
ist. Daher kann, wenn das WiFi-Modul das CTS-Paket an den Zugangspunkt
sendet, die Verzögerung
bewirken, dass das CTS-Paket den Zugangspunkt nicht rechtzeitig
erreicht, und wenn der Zugangspunkt das CTS-Paket von dem Endgerät nicht
während
einer spezifischen Zeitdauer erhalten kann (d. h., 10 μs), wird
die WiFi-Verbindung zwischen dem Zugangspunkt und dem Mobilfunkendgerät aufgegeben,
und es wird ein Abschaltereignis (Deauthentifizierung oder Abtrennung)
an das Mobilfunkendgerät
gesendet. In dieser Situation wird der Nutzer eine scheinbare Ton-Stumm-Schaltung hören. Die
Ton-Stumm-Schaltung
kann während
einer erheblichen Zeitdauer andauern, da die Sicherheitseinrichtung
des drahtlosen Netzwerks die sofortige Wiederverbindung des Mobilfunkendgerätes verhindern
wird.
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Vor
diesem Hintergrund zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein
Verfahren und ein damit verbundenes Kommunikationsgerät zur Verfügung zu stellen,
die zwischen Übertragungen
von drahtlosen Signalen entscheiden, während sie das aus der Entscheidung
sich ergebende Auftreten von Übertragungsabschaltungen
verringern.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 7.
Die Unteransprüche
offenbaren jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Wie
aus der unten folgenden detaillierten Beschreibung klarer zu ersehen
sein wird, umfasst das beanspruchte Verfahren das Bestimmen eines Übertragungsqualitätindikators,
der mit der Übertragungsqualität des zweiten
drahtlosen Signals korrespondiert, und das dynamische Ein- oder
Abschalten der Kommunikationseinrichtung entsprechend dem Übertragungsqualitätindikator.
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Dies
wird durch ein Kommunikationsgerät gemäß Anspruch
7 erreicht. Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf entsprechende Weiterentwicklungen und Verbesserungen.
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Wie
aus der unten folgenden detaillierten Beschreibung klarer zu ersehen
sein wird, umfasst das beanspruchte Kommunikationsgerät ein Steuerungsmodul,
das einen Übertragungsqualitätindikator
einem ersten drahtlosen Signal oder einem zweiten drahtlosen Signal
entsprechend bestimmt und ein Entscheidungsmodul dem Übertragungsqualitätindikator
entsprechend dynamisch ein- oder
abschaltet.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.
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Darin
zeigt:
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1 ein
Schaubild einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Steuerungsverfahrens gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Gewisse
Ausdrücke
werden durch die gesamte Beschreibung und die folgenden Ansprüche hindurch
verwendet, um sich auf bestimmte Bauteile zu beziehen. Wie der Fachmann
weiß,
können sich Hersteller
auf ein Bauteil mit verschiedenen Bezeichnungen beziehen. Dieses
Dokument beabsichtigt nicht, zwischen Bauteilen zu unterscheiden,
die sich in der Bezeichnung, nicht aber in der Funktion unterscheiden.
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Ausdrücke "beinhalten" und "umfassen" in einer offenen
Weise verwendet, und sollten daher so interpretiert werden, dass
sie aussagen: "beinhalten,
aber nicht begrenzt auf ...".
Auch soll der Begriff "koppeln" aussagen, dass entweder eine
indirekte oder direkte elektrische Verbindung gemeint ist. Entsprechend
kann, wenn eine Vorrichtung mit einer anderen Vorrichtung gekoppelt
ist, diese Verbindung durch eine direkte elektrische Verbindung
oder durch eine indirekte elektrische Verbindung über andere
Vorrichtungen und Verbindungen geschehen.
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Es
ist Bezug zu nehmen auf 1, die eine Darstellung eines
Kommunikationsgerätes 100 ist, das
zwischen Übertragungen
verschiedener drahtloser Signale gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entscheiden bzw. eine Arbitrage vornehmen
kann. Das Kommunikationsgerät 100 umfasst
ein Steuerungsmodul 110 und ein Entscheidungsmodul bzw.
Arbitragemodul 120, wobei das Steuerungsmodul 110 ferner
eine Speichervorrichtung 112, die ein Steuerungsprogramm
CP speichert, und einen Prozessor 114 umfasst. Es sei angemerkt,
dass in 1 nur die zu den technischen
Merkmalen der vorliegenden Erfindung gehörigen Bauteile gezeigt sind.
Das Entscheidungsmodul 120 kann ein PTA-Modul zum Entscheiden zwischen Übertragungen
eines ersten drahtlosen Signals und eines zweiten drahtlosen Signals
gemäß der PTA-Einrichtung
sein. Insbesondere werden das erste drahtlose Signal und das zweite
drahtlose Signal durch ein erstes drahtloses Modul und ein zweites drahtloses
Modul (beide nicht gezeigt) erzeugt und übertragen, und das Entscheidungsmodul 120 entscheidet,
ob das erste drahtlose Signal oder das zweite drahtlose Signal sofort gesendet
werden kann, oder verzögert
werden sollte. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Übertragungspriorität des ersten
drahtlosen Signals höher
als die des zweiten drahtlosen Signals, und daher arbeitet das Entscheidungsmodul 120 entsprechend
der Übertragung
des ersten drahtlosen Signals, wobei das zweite drahtlose Signal
nur übertragen
werden kann, wenn das erste drahtlose Signal nicht übertragen
wird. Bluetooth- und WiFi-Signale werden als Beispiele für das erste und
das zweite drahtlose Signal verwendet. Da Bluetooth eine höhere Übertragungspriorität als WiFi
hat, wird das Entscheidungsmodul 120 dem Bluetooth-Signal
immer ermöglichen,
zuerst übertragen
zu werden, was, wie zuvor erwähnt,
zu der Abschaltung von WiFi führt.
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Um
das Auftreten von Abschaltereignissen zu verringern, führt der
Prozessor 114 des Steuerungsmoduls 110 das in
der Speichervorrichtung 112 gespeicherte Steuerungsprogramm
CP aus, um einen Übertragungsqualitätindikator
entsprechend der Übertragungsqualität des WiFi-Signals
zu bestimmen und die Entscheidungseinrichtung des Entscheidungsmoduls 120 entsprechend
dem Übertragungsqualitätindikator
ein- oder abzuschalten. Wenn die Entscheidungseinrichtung des Entscheidungsmoduls 120 eingeschaltet
ist, wird die Übertragung
des WiFi-Signals durch das Entscheidungsmodul 120 gemäß der Entscheidungseinrichtung
gesteuert. Das heißt,
wenn die Entscheidungseinrichtung des Entscheidungsmoduls 120 eingeschaltet
ist, wird das Entscheidungsmodul 120 abwägen und
entscheiden, ob die Übertragung
des WiFi-Signals blockiert oder verzögert wird, oder nicht. Wenn
jedoch die Entscheidungseinrichtung des Entscheidungsmoduls 120 ausgeschaltet
ist, gibt es keine Blockierung der Übertragung des WiFi-Signals,
und daher kann das WiFi-Signal immer übertragen werden, wenn es erzeugt wird,
wodurch, wie oben erwähnt,
der Grund für
die Verursachung der Abschaltungen des WiFi-Signals beseitigt wird.
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In
einem Ausführungsbeispiel
kann der Prozessor 114 Abschaltungen des WiFi-Signals erfassen,
um den Übertragungsqualitätindikator
zu bestimmen, und die PTA-Einrichtung des Entscheidungsmoduls 120 abschalten,
wenn die PTA-Einrichtung eingeschaltet ist und der Übertragungsqualitätindikator
einen zweiten Schwellenwert erreicht. Das heißt, wenn die WiFi-Verbindung zwischen
dem Kommunikationsgerät 100 und
einem Zugangspunkt (nicht gezeigt) aufgrund der PTA-Einrichtung
oft unterbrochen wird, schaltet der Prozessor 114 die PTA-Einrichtung adaptiv
aus, damit Bluetooth- und WiFi-Module unabhängig voneinander arbeiten können. Indem
dies getan wird, kann die Auftrittshäufigkeit der Abschaltereignisse
verringert werden, da das WiFi-Signals nicht warten muss und sofort übertragen
werden kann. Die Störung
zwischen Bluetooth- und WiFi-Signalen wird in dieser Situation nicht
erheblich sein, da die Übertragungsqualität des WiFi-Signals
schon einige Probleme aufweist. Ein weiterer Grund dafür, dass
die Störung
zwischen Bluetooth- und WiFi-Signalen gesteuert werden kann, liegt
darin, dass andere Einrichtungen, die zwischen Übermittlungen von Bluetooth-
und WiFi-Signalen in dem Frequenzbereich entscheiden, wie adaptiver Frequenzsprung
bzw. Adaptive Frequency Hopping (AFH), angewandt werden können, um
dabei mitzuwirken, das Störungsproblem
zu verringern, wenn eine PTA-Einrichtung
abgeschaltet ist.
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Außerdem kann
der Prozessor 114 eine Zeitdauer berechnen, während der
die Übertragung
des WiFi-Signals eine kontinuierliche Verbindung aufrechterhält, um den Übertragungsqualitätindikator
zu bestimmen, und die PTA-Einrichtung einschalten, wenn die PTA-Einrichtung
ausgeschaltet ist und der Übertragungsqualitätindikator
einen ersten Schwellenwert erreicht. Mit anderen Worten, der Prozessor 114 schaltet
die PTA-Einrichtung wieder ein, wenn die WiFi-Verbindung für eine geeignete
Zeit dauer auf einem stabilen Niveau gehalten wird. Dies ist praktikabel,
da, wenn die Übertragungsqualität schlecht ist,
der Nutzer dieses Phänomen
bemerken kann, indem er Rauschen oder Ton-Stummschaltung vernimmt,
und seinen/ihren Standort ändern
kann, um zu versuchen, die Übertragungsqualität zu verbessern.
Nachdem der Nutzer zu einem neuen Standort gewechselt ist, kann
die Verbindung stabil werden, da die Signalqualität sich verbessert,
und der Prozessor 114 wird die PTA-Einrichtung einschalten,
um die Entscheidungsfunktion wieder zur Verfügung zu stellen.
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Wie
oben erwähnt,
steuert das Steuerungsmodul 110 den Ein-/Aus-Zustand der PTA-Einrichtung adaptiv
mittels Softwaresteuerung, die von dem das Steuerungsprogramm CP
ausführenden
Prozessor 114 angeboten wird; dies soll jedoch keine Begrenzung
der vorliegenden Erfindung bedeuten. In einer alternativen Ausführung kann
das Steuerungsmodul 110 rein durch Hardware zum Steuern
des Ein-/Aus-Zustands der PTA-Einrichtung ausgeführt sein, ohne dass irgendwelche
Programmausführungcodes
ausgeführt
werden. Weiterhin kann das Steuerungsmodul 110 durch jegliche
Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden, um den Ein-/Aus-Zustand
der PTA-Einrichtung zu steuern. Auch diese fallen in den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung.
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Im
folgenden wird eine detaillierte Beschreibung des durch den Prozessor 114 ausgeführten Steuerungsverfahrens
gegeben. 2 ist ein Ablaufdiagramm des
Steuerungsverfahrens 200 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt,
wird zuerst ein WiFi-Profil ausgewählt, um in Schritt 202 eine
WiFi-Verbindung aufzubauen, dann schaltet der Prozessor 114 eine
PTA-Einrichtung des Entscheidungsmoduls 120 ein und stellt
einen Übertragungsqualitätindikator
auf einen ersten Schwellenwert THH ein (Schritt 204).
Es sei angemerkt, dass ein neues WiFi-Profil jederzeit ausgewählt werden
kann, und das Steuerungsverfahren 200 entsprechend zu Schritt 202 zurückkehren
wird, d. h., der Übertragungsqualitätindikator
wird als der erste Schwellenwert THH eingestellt,
und die PTA wird wieder eingeschaltet.
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Als
nächstes
wird das Kommunikationsgerät 100 mit
einem WiFi-Netzwerk
verbunden (Schritt 206). Der Prozessor 114 lässt das
Steuerungsprogramm CP ablaufen, um die WiFi-Übertragung zu überwachen,
um zu prüfen,
ob ein Abschaltereignis (Deauthentifizierung oder Abtrennung) von
einem Zugangspunkt empfangen wird (Schritt 208), und wenn
ein Abschaltereignis empfangen wird, geht das Steuerungsverfahren 200 weiter
zu Schritt 210, wobei eine Bewertungszahl NB von
dem Indikator abgezogen wird. Der Prozessor 114 ermittelt
dann, ob der Übertragungsqualitätindikator
geringer oder gleich einem zweiten Schwellenwert THL ist,
und prüft
auch, ob die PTA des Entscheidungsmoduls 120 eingeschaltet
ist (Schritt 212). Wenn das Ermittlungsergebnis zeigt,
dass der Übertragungsqualitätindikator
geringer oder gleich dem zweiten Schwellenwert THL ist und
die PTA eingeschaltet ist, wird der Übertragungsqualitätindikator
auf den zweiten Schwellenwert THL eingestellt,
und die PTA wird durch den Prozessor 114 abgeschaltet (Schritt 214),
und die Wiederverbindungseinrichtung wird gestartet, um das WiFi-Netzwerk
wieder zu verbinden (Schritt 206). Andernfalls geht der
Prozessor 200 noch weiter zu Schritt 206, um das
WiFi-Netzwerk wieder zu verbinden, aber der Übertragungsqualitätindikator
und die PTA-Einstellung werden nicht verändert.
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Wenn
jedoch ein Abschaltereignis nicht innerhalb eines vorbestimmten
Zeitraums auftritt, d. h., in S Sekunden, fügt der Prozessor 114 dem Übertragungsqualitätindikator
eine Bewertungszahl NA hinzu, bis der Übertragungsqualitätindikator
den ersten Schwellenwert THH erreicht (Schritt 216).
Das heißt, wenn
die Verbindung für
S Sekunden stabil gehalten wird, wird dem Indikator die Bewertungszahl
NA hinzugefügt, wenn aber eine Abschaltung
auftritt (d. h., das Abschaltereignis wird empfangen), geht das Steuerungsverfahren 200 zu
Schritt 210, um NB von dem Übertragungsqualitätindikator
zu subtrahieren, und der Prozessor 114 beginnt wieder von
dem Zeitpunkt ab mit dem Zählen
von S Sekunden, wenn das Abschaltereignis empfangen wird. Nachdem
dem Übertragungsqualitätindikator
NA hinzugefügt worden ist, ermittelt der
Prozessor 114, ob der Übertragungsqualitätindikator
den ersten Schwellenwert THH erreicht, und
prüft auch,
ob die PTA-Einrichtung des Entscheidungsmoduls 120 abgeschaltet
ist (Schritt 218). Wenn der Übertragungsqualitätindikator
den ersten Schwellenwert THH nicht erreicht,
oder die PTA-Einrichtung nicht abgeschaltet ist, geht das Verfahren 200 zu
Schritt 208 zurück,
um zu prüfen,
ob die Abschaltung wieder auftritt. Andernfalls bewirkt der Prozessor 114,
dass der Übertragungsqualitätindikator
bei dem ersten Schwellenwert THH bleibt, schaltet
die PTA-Einrichtung ein (Schritt 220), und prüft, ob die
Abschaltung wieder auftritt (Schritt 208).
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Für ein Ausführungsbeispiel
der oben erwähnten
Parameter in dem Steuerungsverfahren 200 soll der erste
Schwellenwert THH zu 10, der zweite Schwellenwert
THL zu 0 gewählt werden, die Bewertungszahl
NA soll 1 sein, die Bewertungszahl NB soll 5 sein, und S soll 5 sein. Auf diese
Weise wird die PTA-Einrichtung abgeschaltet, wenn von dem Zugangspunkt
in 5 Sekunden zwei Abschaltereignisse empfangen werden, und sie
wird eingeschaltet, wenn die Verbindung für mehr als 50 Sekunden stabil
gehalten wird. Es sei angemerkt, dass diese Auswahl auf Statistiken
von Versuchsergebnissen beruht, und eher für Beispielzwecke denn als Einschränkungen der
vorliegenden Erfindung gedacht ist.
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Wie
zu ersehen ist, schaltet der Prozessor 114 die PTA-Einrichtung entsprechend
der Übertragungsqualität des WiFi- Signals ein oder
aus. Die Leistung oder der Betrieb des Bluetooths wird den oben
offenbarten Steuerungsprozess 200 nicht beeinflussen. Es
sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung das Abschaltproblem
löst, das
sich aus einer Kommunikationseinrichtung (z. B. der PTA-Einrichtung)
ergibt, die zwischen der Übertragung
von zwei drahtlosen Signalen im Zeitbereich entscheidet. Daher ist
die vorliegende Erfindung für
drahtlose Signale geeignet, deren Bandbreiten sich überlagern, was
zu der Notwendigkeit führt,
dass zwischen ihren Übertragungen
mittels einer Kommunikationseinrichtung entschieden werden muss,
wobei aber die Kommunikationseinrichtung das Auftreten von Abschaltproblemen
verursachen kann. Zum Beispiel kann das erste drahtlose Signal ein
Bluetooth-Signal sein, und das zweite drahtlose Signal kann ein
WiFi-Signal sein, ein Worldwide-Interoperability-for-Microwave-Access(WiMAX)-Signal,
ein High-Performance-Radio-Local-Area-Network(HIPERLAN)-Signal oder
ein Digital-Enhanced-Cordless-Telecommunications(DECT)-Signal.
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Wenn
die Kommunikationseinrichtung 100 oder das Steuerungsverfahren 200 in
einem VoWLAN-System implementiert ist, wie einem VoIP-Dualmodus-Telefonprodukt,
können
sie die Stabilität
der WiFi-Verbindung signifikant verbessern, wenn WiFi und Bluetooth
gleichzeitig in demselben Produkt vorhanden sind. Während der
Simulationen kann die Qualität
des WiFi-Signals erhalten werden, da das WiFi-Signal mit dem Bluetooth-Signal
nicht zur gleichen Zeit besteht. Die Tonqualität wird erhalten, indem die
kurzen, von den Abschaltereignissen erzeugten Ton-Stummschaltungen
verringert werden. Dabei ist es sehr wichtig, dass dieser Nutzen
vollständig
durch einen einfachen Aufbau mit niedrigen Herstellungskosten erreicht
werden kann.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung ein Verfahren
offenbart, das eine Kommunikationseinrich tung steuert, die verwendet
wird, um zwischen den Übertragungen
eines ersten und eines zweiten drahtlosen Signals zu entscheiden,
und Kommunikationsgerät,
das dieses Verfahren verwendet. Das Verfahren umfasst das Bestimmen
eines Übertragungsqualitätindikators entsprechend
einem ersten drahtlosen Signal oder einem zweiten drahtlosen Signal,
und das dynamische Ein- oder Abschalten der Kommunikationseinrichtung
entsprechend dem Übertragungsqualitätindikator.
Dadurch kann die vorliegende Erfindung zwischen Übertragungen von unterschiedlichen
drahtlosen Signalen entscheiden, wobei das aus der Entscheidung
resultierende Auftreten von Übertragungsabschaltung
verringert wird.
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- 100
- Kommunikationsgerät
- 110
- Steuerungsmodul
- 112
- Speichervorrichtung
- 114
- Prozessor
- 120
- Entscheidungsmodul
- 200
- Steuerungsverfahren