CN101453759A - 用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统 - Google Patents

用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统，所述方法包括：在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换以实现共存；对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。选择所述无线收发器中的任一个对所述接入进行控制可基于通讯的处理能力与优选级来进行。所述资源包括：频段、时隙以及天线接入。所述信息可通过多个无线收发器之间的串行总线进行交换，其中，所述串行总线可以是I2C多主串行总线。每个所述无线收发器适用一种或多种射频技术。

Description

用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统
技术领域
本发明涉及通讯系统中的技术共存，更具体地说，涉及一种用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统。
背景技术
电子通讯技术在过去的十年中发展迅速并日益普及。电子通讯技术最开始仅限于桌面化操作，而近来的电子通讯技术却能够在任何设备上实现通讯、媒体以及互联网的随时随地的传送。现有的移动设备，例如手机或掌上电脑(PDA)上已经蕴含着大量的通讯技术以及辅助软件。例如，全能浏览器、电子邮件客户端、MP3播放器、即时通信软件以及IP语音，这些技术都存在于近年的设备上。
基于上述“随时随地”的理念，可利用多种射频技术使得存储在便携设备上的媒体内容能够为更多设备所共用，这正是当今电子通讯技术发展的新趋势。例如，许多媒体设备可将视频输出信号输出至电脑监视器或电视机以供播放，例如，数字照片。对于音频文件而言，一种可行的输出格式就是低功率调频信号。这些包含多无线技术或多无线组件的集成多用途便携设备在使用时会形成相互干扰。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明提供了一种用于多无线技术共存以及协同接口的方法和系统，结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一个方面，本发明提出一种通讯信号处理方法，包括：
在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换以实现共存；
对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
优选地，所述方法进一步包括：选择所述无线收发器中的任一个基于通讯的处理能力与优选级对所述接入进行控制。
优选地，所述资源包括：频段、时隙以及天线接入。
优选地，所述方法进一步包括：通过所述多个无线收发器之间的串行总线进行所述信息交换。
优选地，所述串行总线遵从I2C多主串行总线。
优选地，每个所述无线收发器遵从一种或多种射频技术。
优选地，所述交换的信息包括：包类型、包优先级、帧起始时间、帧结束时间、节点无线技术特定信息、传送功率级、接收信号强度指示符、语音活性探测信号以及休眠状态指示的任意组合。
优选地，对所述多个无线收发器的优先级指定是通过选择适当的设备身份来实现的。
优选地，所述方法进一步包括：基于所述交换的信息以及所述多个无线收发器中的一个或多个的服务质量需求(QoS)对所述接入进行控制。
优选地，所述多个无线收发器的每一个是无线局域收发器、超宽带收发器、WiMAX收发器、蜂窝式无线收发器、蓝牙收发器、WiBro收发器、GPS收发器或者ZigBee收发器。
根据本发明的另一方面，本发明提出一种通讯信号处理系统，包括：
一个或多个电路，所述一个或多个电路通过在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换来实现技术共存；并且，所述一个或多个电路对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
优选地，所述一个或多个电路选择所述无线收发器中的任一个基于通讯的处理能力与优选级对所述接入进行控制。
优选地，所述资源包括：频段、时隙以及天线接入。
优选地，所述一个或多个电路通过所述多个无线收发器之间的串行总线进行所述信息交换。
优选地，所述串行总线遵从I2C多主串行总线。
优选地，每个所述无线收发器适用一种或多种射频技术。
优选地，所述交换的信息包括：包类型、包优先级、帧起始时间、帧结束时间、节点无线技术特定信息、传送功率级、接收信号强度指示符、语音活性探测信号以及休眠状态指示的任意组合。
优选地，对所述多个无线收发器的优先级指定是通过选择适当的设备身份来实现的。
优选地，所述一个或多个电路基于所述交换的信息以及所述多个无线收发器中的一个或多个的服务质量需求(QoS)对所述接入进行控制。
优选地，所述多个无线收发器的每一个是无线局域收发器、超宽带收发器、WiMAX收发器、蜂窝式无线收发器、蓝牙收发器、WiBro收发器、GPS收发器或者ZigBee收发器。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的多无线系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例的报文传输仲裁系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例的多无线技术共存系统的结构示意图；
图4是本发明一实施例的多无线技术共存系统的流程图。
具体实施方式
本发明的一些实施例涉及多无线技术共存以及协同接口的方法和系统。本发明的具体方面包括：在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换以实现共存；并且，对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
本发明选择所述无线收发器中的任一个基于通讯的处理能力与优选级对所述接入进行控制。上述资源包括：频段、时隙以及天线接入。所述信息可通过多个无线收发器之间的串行总线进行交换，其中，所述串行总线遵从I2C多主串行总线。每个所述无线收发器遵从一种或多种射频技术。所述交换的信息包括：包类型、包优先级、帧起始时间、帧结束时间、节点无线技术特定信息、传送功率级、接收信号强度指示符、语音活性探测信号以及休眠状态指示的任意组合。对所述多个无线收发器的优先级指定可通过选择适当的设备身份来实现的。对所述接入的控制是基于所述交换的信息以及所述多个无线收发器的一个或多个的服务质量需求(QoS)进行的。所述多个无线收发器每一个可以是无线局域收发器、超宽带收发器、WiMAX收发器、蜂窝式无线收发器、蓝牙收发器、WiBro收发器、GPS收发器或者ZigBee收发器。
图1是本发明一实施例的多无线系统的结构示意图。如图1所示，图中示出多无线设备102，包括：处理器104、存储器112，以及多个无线收发器106a、106b以及106c。多无线设备102与一个或多个天线通信连接，图中示出天线108a以及天线108b。图中还示出了蜂窝基站110a、WiMAX基站110b、耳机110c、无线局域网(WLAN)接入点110d，以及超宽带接入点110e。
多无线设备102可采用一种或多种射频技术生成和/或接收射频(RF)信号。多无线设备102可在处理器104内进行基带信号处理操作。处理器104可包括适当逻辑单元、电路和/或代码用以完成多种信号处理任务，包括对无线收发器106a、106b以及106c进行控制。存储器112可包括适当逻辑单元、电路和/或代码，其内存储有可供处理器104和/或无线收发器106a～106c(1-N)读取的数据和/或代码。无线收发器106a可包括适当逻辑单元、电路和/或代码，用以依据射频技术和/或标准从来自处理器的基带信号中生成RF信号以及中频(IF)信号。此外，无线收发器106a可包括适当逻辑单元、电路和/或代码，这些逻辑单元、电路和/或代码用于通过一个或多个天线接收RF信号，例如，通过天线108a以及108b，并且将RF信号转换为基带信号。所述生成的基带信号会被进行格式化以便在处理器104内进行处理。无线收发器106b～106c(2-N)与无线收发器106a类似，只不过采用了不同的无线技术。无线收发器106a～106c(1-N)可生成和/或接收依据蜂窝无线标准(UMTS、GSM、EDGE、HSDPA、EV-DO、CDMA2000等)、宽带标准(例如，WiMAX IEEE 802.16、WiBro等)以及短域通讯标准(WLAN IEEE 802.11、UWB、ZigBee等)的信号。在一些情况下，例如，当无线收发器是基于软件的无线平台时，无线收发器106a～106c可遵从多种射频技术。多个天线与多无线设备102通信连接，例如，天线108a以及108b可与一个或多个无线收发器106a～106c通信连接。每个无线收发器都会与至少一个天线通信连接，并且多个无线收发器还可共用某些天线。每个无线收发器106a～106c可接收来自其它设备的射频信号和/或将射频信号发送到其它设备，；例如，蜂窝基站110a、WiMAX基站110b、耳机110c、无线局域网(WLAN)接入点110d，以及UWB接入点110e。在本发明的一些实施例中，所述无线设备102的各组件可集成于单个芯片上，或植入多块芯片以及辅助电路中。
图2是本发明一实施例的报文传输仲裁系统的结构示意图。如图2所示，图中示出报文传输仲裁系统200，该系统包括：报文传输仲裁器202、多个无线收发器206a～206(1-3)。图中还示出了通讯链路208a、208b以及208c。
报文传输仲裁器202可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码，这些逻辑器件、电路和/或代码用于控制系统中的传输流和/或对多个无线收发器的无线资源接入进行控制。无线收发器206a、206b以及206c与图1中的无线收发器类似。通讯链路208a、208b以及208c可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码，这些逻辑器件、电路和/或代码用于允许无线收发器与报文传输仲裁器(PTA)之间进行通讯。
在图1所示的多无线系统中，无线收发器通常在物理位置上是同处安放的。某些无线收发器可能运行在同一或相近频带内。表1列出了采用的无线技术及其相应频带：
 
无线技术 频带
蜂窝式：
CDMA/GPRS 824-894MHz，800-960MHz，1170-1880MHz，1850-1900MHz
W-CDMA/UMTS 2110-2170MHz
EDGE 824-960MHz，1710/1990MHz
HSDPA 2110-2170MHz
蓝牙2.0 2.402-2.480GHz
UWB(以及蓝牙3.0) 3.6-10.1GHz
WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n) 2.4GHz，5.15-5.825GHz
WiMAX/WiBro(IEEE 802.16a) 2.3GHz，2.5GHz，3.3-3.8GHz
FM 76-108MHz
GPS 1.2GHz，1.5-1.6GHz
DVB-H TV 1.6-1.7GHz
表1 示例频带
在一些情况中，由于各无线收发器会同时或近乎同时发生操作，和/或由于一个无线收发器需要进行发送而另一个无线收发器需要进行接收，无线收发器彼此之间会发生干扰。因此，在这种情况下需要采用集中传输控制技术来避免会导致数据包丢失的干扰以及错误发生。
现有用于避免干扰发生的技术主要包括：双线接口、三线接口以及四线接口。在一些情况中，这些线路接口是专有的。双线接口只能用于两个无线收发器，并且能够改善某些情况下的蓝牙-WLAN共存和/或天线共享。三线接口可基于IEEE 802.15.2推荐条款用于蓝牙-WLAN共存技术。所述双线及三线接口技术并不允许将复杂的数据管理数据传输到集中管理设备，而仅限于在一个设备上发生传输的过程中对另一个设备的资源接入进行阻止。
根据本发明的一些实施例，PTA 202可通过通讯链路208a、208b以及208c与无线收发器206a、206b以及206c进行信息交换。PTA 202可利用交换的信息对无线收发器的接收和发送操作进行协调，例如，无线收发器206a、206b以及206c。通过在无线收发器以及PTA 202之间交换信息，PTA 202可利用相应的协调算法来减少或消除传输冲突并提高效率。在某些情况中，协调操作还有利于做出切换决策，例如，决定将电话呼入从蜂窝式无线收发器通过短域无线收发器例如WLAN切换到IP语音(VOIP)。此外，协调操作的另一个好处就是通过无线收发器对低功率活动进行协调。例如，当无线收发器处于良好的协调状态时，对邻近节点的频谱扫描，或者将周期性消息发送到邻近接入点和/或基站，或者对广播信息的接收，都会变得更加高效。对低功率活动以及收发活动干扰的减小能够有利于降低功耗并且能够增加电池寿命，例如，待机时间。在一些情况中，通过选择理想的无线收发器组合及参数，能够通过例如选择理想的传输功率级来在接收蓝牙帧的同时发送WLAN应答数据包。
图3是本发明一实施例的多无线技术共存系统的结构示意图。如图3所示，图中示出了共存系统300，包括串行总线302以及多个无线收发器306a～306f。串行总线302可包括串行数据线以及串行时钟线。串行数据线通过上拉电阻304a与外接电源的Vdd端相连，串行时钟线通过上拉电阻304b与外接电源的Vdd端相连。
所述多个无线收发器，例如306a～306f，可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码，用于基于射频技术和/或标准从来自处理器的基带信号生成RF信号以及中频(IF)信号。此外，无线收发器306a～306f相互之间可进行通讯，并且在某些情况下还可通过串行总线302与其它设备进行通讯。
在大多数情况下，根据系统需要，任一个无线收发器，例如，无线收发器306a～306f中的任何一个，都可以是报文传输仲裁器(PTA)。因此，PTA可从活动节点中选出。在一些情况下，PTA可以是具有对多个无线收发器进行协调的足够处理能力的非活动无线收发器。PTA节点，例如图3中的无线收发器306c，可对多个无线收发器的行为进行协调以减小无线收发器之间的相互干扰。在本发明的一个实施例中，对无线频谱的接入控制是由PTA在时隙的基础上(例如，时分多址)实现的。在另一些实施例中，还会对空间资源例如天线108a以及108b和/或频带的接入进行控制。总体上来说，PTA可对任何可用无线资源的接入进行控制。所述接入将基于性能和/或优先级标准例如所需的服务质量(QoS)来进行批准。
为了实现高效的资源共享，PTA可从其它节点处接收理想的并且适当的信息，例如，从无线收发器306a～306f处接收。根据本发明的各种实施例，进行交换的参数包括但不仅限于包类型、包优先级、帧起始时间、帧结束时间、节点无线技术特定信息、理想的/当前传送功率级、当前接收信号强度指示符(RSSI)、语音活性探测信号和/或休眠状态指示。例如，对于支持蓝牙的无线收发器来说，该无线收发器可支持通用连接类型和关联的数据包类型。例如，同步连接导向(SCO)逻辑传输连接、扩展同步连接导向(eSCO)逻辑传输连接，和/或异步连接导向(ACL)逻辑传输连接。在蓝牙的示例中，节点无线技术特定信息包括用于明示所述无线收发器是否运行在上位机模式还是下位机模式的信息、当前及下一跳频值、以及询问模式和类似信息。
如上所述，多无线系统中的多个无线收发器中的一个可充当PTA的角色。如图3所示，该无线收发器可以是无线收发器306c。在另一些情况中，又可以选择无线收发器306a～306f中的任何一个无线收发器。存在有多个主节点(master node)的串行总线通常称作为多主总线(multi-master bus)。根据本发明的一个实施例，串行总线302可采用I2C串行总线，其实质上是多主总线。如图3所示，I2C总线302可包括与多个无线收发器306a～306f通信连接以用于实现前述信息交换的串行数据线以及串行数据时钟。在物理层，串行数据线和串行时钟都采用漏极开路设计并且需要具有偏压电阻。偏压可通过上拉电阻304a以及304b来提供。上拉电阻304a以及304b可保证线路在往左漂移时能够保持在电压Vdd，对应于逻辑1/高状态。通过将线路下拉至逻辑零值可以在I2C串行总线302上施加信号，并且这可用于信道接入方式。处于休眠模式的节点，例如无线收发器306b，不进行任何操作，因此使线路漂移为逻辑1。根据本发明的各种实施例，I2C串行总线302还可采用其他种类的总线设计来替代。
图4是本发明一实施例的多无线技术共存系统的流程图。在步骤402中算法启动之后，根据无线收发器例如图3中所示的无线收发器306a～306f之间的优先级特性确定出主节点。在使用I2C串行总线302的情况下，所述系统中无线收发器之间的优先级可根据他们的设备地址来建立。在基本的I2C协议中，较低的设备地址值通常具有较高的总线访问优先级。因此，系统中的无线收发器的优先级判定可基于所需服务质量来进行。在步骤406中，对无线收发器指定设备地址，并且在步骤408中，通过串行总线例如通过串行总线302进行无线收发器之间的数据交换。如果或者当无线收发器间的传输优先级发生改变时，在步骤410中，无线收发器会根据前述步骤释放总线并重新进行地址指定。
根据本发明的实施例，多无线技术共存以及协同接口的方法和系统包括：在集成于单个设备如多无线设备102中的多个无线收发器如无线收发器106a～106c之间进行信息交换以实现共存，并且对在上述多个无线收发器如无线收发器106a～106c之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个，例如无线
Figure A200810177248D00121
306c或者报文传输仲裁器202，对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
选择所述无线收发器中的任一个对所述接入进行控制，可基于通讯的处理能力与优选级来进行，如图3中所述。上述资源包括：频段、时隙以及天线接入。信息可通过多个无线收发器如306a～306f之间的串行总线302进行交换，其中，所述串行总线可以是I2C多主串行总线，如图3所述。每个所述无线收发器适用一种或多种射频技术。所述交换的信息包括：包类型、包优先级、帧起始时间、帧结束时间、节点无线技术特定信息、传送功率级、接收信号强度指示符、语音活性探测信号以及休眠状态指示的任意组合，如图3所述。对多个无线收发器的优先级指定可通过基于优先级和数量值来选择适当的设备身份来实现，如图3所述。对所述接入的控制是基于所述交换信息以及对所述多个无线收发器的一个或多个如306a～306f的服务质量需求(QoS)进行的。所述多个无线收发器每一个可以是无线局域收发器、超宽带收发器、WiMAX收发器、蜂窝式无线收发器、蓝牙收发器、WiBro收发器、GPS收发器或者ZigBee收发器。
本发明的另一实施例提出一种机器可读存储器，其上存储有计算机程序。该程序至少包含一段用于由机器执行使得该机器能够执行本申请中所述的方法步骤的代码。
因此，本发明可应用于硬件、软件、固件或其各种组合。本发明可以在至少一个计算机系统的集中模式下实现，或者在分布式模式下实现，在所述分布式模式下，不同组件分布在几个互联的计算机系统中。采用任何适用于执行本发明介绍的方法的计算机系统或者其他设备都是合适的。一种硬件、软件和固件的典型组合是具有计算机程序的通用计算机系统，当程序被加载和执行时，控制所述计算机系统以使其执行本申请描述的方法。
本发明还可以嵌入到计算机程序产品内，所述计算机程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。然而，本领域技术人员能够理解的计算机程序的其它含义也被本发明所包含。
虽然本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1、一种通讯信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换以实现共存；
对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：选择所述无线收发器中的任一个基于通讯的处理能力与优选级对所述接入进行控制。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源包括：频段、时隙以及天线接入。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：通过所述多个无线收发器之间的串行总线进行所述信息交换。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述串行总线遵从I2C多主串行总线。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述无线收发器遵从一种或多种射频技术。
7、一种通讯信号处理系统，其特征在于，所述系统包括：
一个或多个电路，所述一个或多个电路通过在集成于单个设备中的多个无线收发器之间进行信息交换来实现技术共存；并且，所述一个或多个电路对在所述多个无线收发器之间进行的资源收发共享通过对所述资源收发的接入控制来进行协调，其中，可以选择所述多个无线收发器中的任一个对所述接入基于所述交换的信息进行控制。
8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路选择所述无线收发器中的任一个基于通讯的处理能力与优选级对所述接入进行控制。
9、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述资源包括：频段、时隙以及天线接入。
10、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路通过所述多个无线收发器之间的串行总线进行所述信息交换。
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