CN101681334A

CN101681334A - 软件定义无线电中的同时无线支持

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Publication number: CN101681334A
Application number: CN200880015240.1A
Authority: CN
Inventors: A·A·哈萨恩; D·吴; H·沈; C·休特玛; T·W·库纳尔
Original assignee: Microsoft Corp
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2028-05-02
Also published as: EP2143004A4; EP2143004B1; US8054779B2; US20120014363A1; CN101681334B; US20080279128A1; EP2143004A1; US8929285B2; WO2008140967A1

Abstract

提供了用于提供发现用户的计算机能力以确定其是否能够同时支持超过一种无线协议的能力的系统和方法。检查计算设备的能力(包括例如硬件和/或软件能力)以确定其是否支持至少两种特定无线协议并对检查计算设备的能力(包括例如硬件和/或软件能力)进行检查以确定其是否同时支持这两种无线协议。用于确定计算设备的兼容性的技术可包括将协议要求的列表与系统能力的列表进行比较和/或系统根据该协议生成测试信号。

Description

软件定义无线电中的同时无线支持

背景

用于计算系统的无线技术不断地改变和进化。每年都针对解决新问题或更高效地解决老问题而发布新无线协议。随着实现新协议的新技术的发布，对支持越来越多的协议的计算设备的要求也增长了。

能够使用一种或多种技术无线技术进行通信的设备被称为无线电设备。在早期的无线电实现中，对更多协议的支持需要更多硬件来支持这些协议，因为每一协议都依赖于专用硬件——例如放大器、天线、滤波器等——来进行支持。更多硬件又需要更多空间和更多功率，并且甚至可能需要更多硬件来处理各组件之间的信号干扰。

效率问题引发了对将某些功能从由硬件执行移动到由软件执行的新无线电实现的开发。这些新实现被称为软件定义无线电(SDR)。在某些情况下，多个无线通信协议可由一个硬件组来支持。软件定义无线电依赖于技术进展来确定当前操作系统和硬件配置可以启用什么接入。当前技术的能力必须在下载/上传感兴趣的标准的方案描述之前，在诸如等用户界面(UI)中发现和保存。本发明针对在多无线电发射中使用SDR时所出现的某些问题。多无线电同时发射要求软件和硬件相兼容以及将适当设计的UI展示给最终用户。

概述

申请人认识到，随着对SDR的依赖的增长，有多个潜在选项可供用户用来执行无线通信。申请人认识到对提供发现用户的计算机能力的能力以确定其是否能够同时支持超过一种无线协议的需求。鉴于前述，本发明的各实施例针对用于检查计算设备的能力(包括例如硬件和/或软件能力)以确定其是否支持至少两种特定无线协议以及用于检查计算设备的能力(包括例如硬件和/或软件能力)以确定其是否同时支持这两种无线协议的过程。用于确定计算设备的兼容性的技术可包括将协议要求列表与系统能力列表进行比较和/或系统根据该协议来生成测试信号。

在一个实施例中，提供了一种使用启用SDR的无线设备的方法。该设备具有系统参数。该方法包括发起允许多个无线电的同时通信的请求以及考虑用于该同时通信的系统要求。该方法还包括将用于同时通信的系统要求与系统参数进行比较；并在系统参数处于系统要求内时启用多个无线电的同时通信。

在另一实施例中，提供了一种使用启用SDR的无线计算设备的方法。该设备具有系统参数。该方法包括发起允许多个无线电的同时通信的请求以及考虑用于该同时通信的系统要求。该方法还包括将用于同时通信的系统要求与系统参数进行比较；并在系统参数不处于系统要求内时有条件地启用多个无线电的同时通信。

在又一实施例中，提供了一种计算机系统。该计算机系统包括可编程电路和编码在至少一个计算机可读介质上来对该可编程电路进行编程以实现软件定义无线电的软件。采用验证模块来确定该软件定义无线电是否能够同时根据指定的第一和第二无线协议来通信。

以上概述是对由所附权利要求定义的本发明的非限定性的概述。

附图简述

附图不旨在按比例绘制。在附图中，各个附图中示出的每一完全相同或近乎完全相同的组件由同样的标号来表示。出于简明的目的，不是每个组件在每张附图中均被标号。在附图中：

图1是示出其中可以实现本发明的各实施例的说明性计算机系统环境的示图；

图2是可以根据本发明的各实施例使用的示例性计算设备；

图3a是确定计算设备的软件和硬件是否支持第一无线协议的说明性过程的流程图；

图3b是确定计算设备的软件和硬件是否支持第二无线协议的说明性过程的流程图；

图4是根据一个实施例的信号处理的框图。

详细描述

本发明涉及用于在例如PC或手持式设备等无线设备中使用软件定义无线电(SDR)来同时进行多个无线电发射/接收的方法和装置。本发明的各方面涉及多无线电(即，同时通信，例如多个发射/接收的发射/接收)SDR能力检查。本发明的各方面还针对用于检查系统软件和硬件中运行单个软件定义无线电的能力的过程。确定用于单个无线电发射/接收的能力的细节在2006年12月8日提交的题为“System Capability Discovery for SoftwareDefined Radio(用于软件定义无线电的系统能力发现)”的共同待审的美国专利申请11/635,869中有描述，该申请被转让给本申请的受让人并且其整体通过引用结合于此。在‘869申请中，制定了使得设备的操作系统(OS)可以使用前端设备来确定其用于给定协议的能力的方案。然而，对同时处理多个无线电信号的支持需要进一步的修改。

现在将描述本发明的一个说明性实施例。在该说明性示例中，假定用户需要在她的无线设备(例如膝上型计算机)上一起使用WiFi和蜂窝。用户获得存储在某一便携式存储设备中的软件或通过下载文件来获得软件，并且在一个实施例中，操作系统(OS)通过从因特网(例如WindowsLive^TM、Amazon.com^TM等)下载可执行文件来启用SDR。在该示例中，例如需要蜂窝连接来用于特定任务，并且同时想要能够经由WiFi连接到因特网来进行某些其它任务。用户可去往WindowsLive^TM并点击例如“连接”和“下载WiFi”。在接收到该请求后，根据本发明的一方面，对计算机执行能力检查，并且提供对于可执行文件所需的能力的头部描述。该头部可包括关于支持WiFi所需的硬件、最大频率范围、功率等的信息。在这种情况下，OS将通过例如使用包括关于硬件何时安装以及硬件参数的信息的表查找表来检查可用硬件，以至少开始判定该硬件是否可以支持所需通信协议。可以考虑关于该硬件的其它信息，因为本发明在这一方面不作限制。

对于蜂窝接入，用户可以访问同一或类似网站来下载蜂窝接入软件，这可包括任何特定类型的蜂窝协议，如宽带CDMA(即WCDMA)。服务提供者可能已经从先前下载中知道该用户下载了WiFi。将下载头部来用于宽带CDMA的能力检查，以使OS可以检查用于该接入的能力。如果要同时使用这两种类型的网络，则还可例如经由头部或表查找来提供关于用户的系统前端应当需要的要求以及该前端应当做什么的附加信息例如，如果用户想要单独使用WiFi，则该系统会是兼容的。如果用户想要使用宽带CDMA，则该系统会是兼容的。但是，如果用户想要同时使用这两者，则更宽的调谐(例如RF)前端是必需的。就此，WiFi处于2.4GHz，而宽带CDMA可以是1.7GHz。在该示例中，OS将确定是否支持两者的总带宽。

兼容性问题的另一示例涉及总功率。该系统能够单独地支持蜂窝或单独地支持WiFi，但如果两者同时使用，则用于每一个的发射功率可能受到损害。OS因此检查合适的功率要求。

用户的无线设备将具有该信息而不管它是否仍然正在使用WiFi。如果该设备仍然在使用同时无线电，则其将对RF前端是否与从网站所提供的信息相匹配进行能力检查。

在某些情况下，用户可以访问不同的网站或不同的存储器设备来下载另一技术(例如，因为该提供者可能具有例如比先前提供者更好的用于使用宽带CDMA软件的模块)。在这种情况下，在用户访问该模块时，用户的计算机不知道先前做过什么并且因此只提供单次能力检查。在一个实施例中，OS在这种情况下可以在存储器中存储对先前信息的访问并随后检查使用这两种协议的同时无线电是否是可能的。能力检查在该场景中可能更复杂，因为用户的计算机可能不具有来自这些源中的任一个的、关于启用这些技术的前端和硬件要求的信息。在一个实施例中，一个解决方案是用户的计算机发回信号，以便在用户下载时，计算机警告提供者其具有用于不同的无线(如WiFi)的SDR以及它正在请求启用该新无线(例如CDMA)的技术。在这种情况下，不仅对下载该单个软件作出请求，还对提供关于进行多个无线电所必需的能力的信息作出请求。在另一实施例中，如果该信息不可用，则OS可以下载宽带CDMA，所以现在它具有WiFi和宽带CDMA。通过同时发射测试信号来对硬件执行兼容性检查，以例如通过探测信道来确定通信是否可以发生。

因此，用户的OS执行兼容性检查以确定是否存在足够的硬件和/或软件或其它特征/要求以允许它同时发射多个无线电。这些特征/要求可包括但不限于，频率、功率、或带宽等，本发明在此方面不作限制。

如果OS确定其不能够进行特定个别或多个无线电，则如将描述的，可能发生若干选项。在一个示例中，假定OS是能够用于WiFi但不能够用于CDMA的SDR，或其是能够用于CDMA但不能够用于WiFi的SDR，或其不能够用于这两者。在一个方面，一标志将警告用户该不可兼容性。另选地，该标志将警告用户同时无线电在某些情况下可用。例如，该SDR可能对这些技术(WiFi或CDMA)中的一个具有有限性能。就此，假定用户下载WiFi并随后下载宽带CDMA，并且宽带CDMA在用户静止或非常缓慢地移动时能够支持2兆位每秒，但在用户相对快速地移动时只有384千位每秒。所以，对于用户的标志可指示同时无线电可用但只是以特定的位速度。可能施加其它条件并警告给用户，因为本发明在这一方面不作限制。

虽然以上描述在某些情况下涉及硬件能力，但OS也可以对软件执行兼容性检查。例如，假定用户需要下载将来版本的WiFi，则OS应当执行软件检查(可能作为硬件检查的补充)，以确定软件是否可以支持新版本。

在另一说明性示例中，假定用户需要同时使用WIMAX和WiFi。用户可能需要这样，因为WIMAX类似于蜂窝并且用户想要使用广域移动性以及WiFi并且想要在采用局域连网时使用它们。这两种协议采用正交频分多路复用(OFDM)。如果用户单独地使用这两种协议，则可能不存在兼容性问题。然而，如果用户需要同时使用这两种协议，则在一个实施例中，OS将WiFi位流划分成两个并行流并还划分WIMAX位流。在这种情况下，这两个流的和是不可用的。就此，对于WiFi，存在52个并行流并且每一个流大约是300KHz，而对于WIMAX存在1024个并行流并且每一个流带宽更窄，大约是30+KHz。软件控制器将匹配到OFDM的最低带宽。就此，因为WIMAX具有比WiFi更窄的带宽，所以WiFi需要将其子信道再次分成与WIMAX类似的带宽，从而使WiFi的并行流的数量增加了10倍。不作限制，有必要这样的原因是因为使用一次快速傅里叶变换(FFT)和一次傅立叶逆变换(IFFT)，以便可以用较不复杂的方式执行同时发射。就此，本发明的各方面寻求再次充分利用同一软件和同一硬件来同时进行FFT/IFFT。

此处描述的本发明的各方面可以在多个计算机系统配置中的任一个上实现且不限于任何特定类型的配置。图1示出可在其上实现本发明的各方面的计算机系统的一个示例，但其它系统也是可能的。

图1的计算机系统包括通信网络100、无线接入点102、无线计算设备104-112、以及有线计算设备114和116。通信网络100可以是用于在两个或更多计算机(例如服务器和客户机)之间交换数据的任何合适的通信介质或媒体，包括因特网。无线客户机设备可以是具有无线通信能力的任何合适的计算设备。示出了若干示例性移动计算设备，包括膝上型计算机106、个人数字助理108、以及智能电话110。另外，可以启用诸如服务器104和计算机终端112等典型的固定设备来用于无线通信。这些移动和固定设备中的每一个都处于或能够处于与连接到通信网络100的无线接入点102进行无线通信的状态。该无线通信允许计算设备彼此交换数据，或通过通信网络100与有线设备114和116交换数据。

如上所述，此处描述的本发明的各实施例不限于用图1所示的示例性系统来实施，并可以在使用任何数量的无线接入点和/或计算设备的系统上使用。另外，尽管图1示出计算设备与无线接入点102进行无线通信，但可以理解，本发明的各实施例可以在其中计算设备直接并且不通过接入点来彼此通信的网络中操作。同样，尽管图1包括具有有线设备114和116的通信网络100，但本发明的各实施例可以在不包括有线网络的系统中使用。

图2示意性地示出可以根据本发明的一个或多个实施例使用的说明性计算设备200。图2既不旨在是与本发明的各实施例一起操作的计算设备的必要组件的描绘，也不旨在是全面描绘。计算设备200包括例如与无线接入点102或与其它设备无线地进行通信的前端无线电硬件202。设备200还包括使用其它(可能非无线)方法通过计算机网络来通信的网络适配器204、向设备的用户显示信息的显示适配器206、和接收来自用户的命令的输入适配器208。设备200还包括用于存储要由处理器210处理的数据和/或由其执行的指令的计算机可读介质212。处理器210启用数据的处理和指令的执行。这些数据和指令可被存储在计算机可读介质212上，并且例如可以启用计算设备200的各组件之间的通信。这些数据和指令可包括操作系统214和软件定义无线电驱动程序216。SDR驱动程序216可包括执行通常在硬件实现的无线电中完成的许多功能的数据和指令。驱动程序216所执行的功能可补充前端无线电硬件202的功能，以使所有所需功能可以由硬件和软件的组合来执行。

前端无线电硬件202可以是执行任何功能组合的任何合适的无线电硬件。这些功能可包括调制(即，将数字信号混合到高频传输信号中)、滤波(即，从接收到的信号中解析出数据)、模数或数模转换、信号生成(即，发射数据)等。前端202可被实现成执行必须在硬件级执行的最小所需功能，其余功能由SDR驱动程序216实现。本功能不限于与以任何特定方式来决定硬件和软件的责任的系统一起使用。前端202可包括天线、跨宽无线电频谱的可编程射频波形发生器/解码器、快速模数转换器阵列、和/或将模拟数据转换成计算机可处理字节和进行反向转换的串行化器/解串行化器。还可以采用一组可调谐模拟滤波器以符合强制频谱模板。这些硬件组件仅仅是说明性的，因为本发明不限于在具有任何特定硬件的系统上使用。

SDR驱动程序216除执行无线电功能之外，可以向前端202的可调谐电路发送控制指令以根据特定无线协议来定制前端202的硬件。作为一个示例，用户可根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11b标准来选择启用具有83MHz带宽的通信。作为另一示例，前端202可以具有范围为200KHz到500MHz的可配置带宽。在这种情况下，SDR驱动程序216可以向前端202的波形发生器发送控制信号(以任何合适的方式)以生成具有前端能力(即，IEEE 802.11b标准所确立的83MHz)的六分之一的总带宽以及其它特性的信号。应当理解，本发明的各实施例不限于使用具有以上所需范围的可配置带宽的SDR，也不限于使用根据任何特定技术来配置硬件的SDR，因为本发明的各实施例可以使用以任何合适的方式调节硬件组件的SDR。

应当理解，本发明的一个实施例针对使用具有可编程电路(例如前端硬件202和SDR驱动程序216)的计算设备，该可编程电路可由控制指令编程以根据无线协议生成和/或接收信号。同样，该可编程电路可以采取任何合适的形式并且包括直接可编程电路(例如可编程处理器)和与直接可编程电路进行交互以根据无线协议启用通信的电路的任何集合。

应当理解，此处描述的本发明的各实施例不限于用图2所示类型的计算设备来实施，并且本发明的各实施例可以用任何合适的计算设备来实施。前端202和适配器204-208可被实现为任何合适的硬件、软件、或其组合，并且可被实现为单个单元或多个单元。类似地，计算机可读介质212可被实现为用于存储数据和指令以供处理设备访问的任何介质或介质组合。

如上所述，在本发明的一个实施例中，提供了能力检查以确定计算设备200(例如，前端202和操作系统214，包括SDR驱动程序216)的能力以及该计算设备对同时使用多个无线协议的兼容性。应当理解，该确定可以用任何合适的方式来完成。在此公开了示例性发现技术，但本发明的各实施例不限于任何特定实现技术。

如上所述，诸如膝上型计算机等无线设备包括前端硬件组件，如RF组件、ADC(模数转换器)以及DAC(数模转换器)。该无线设备可将这些硬件组件作为小型PCI、PCIe、PCMCIA来包括或包括在主板上。在一个实施例中，前端由以下参数集来表征：最大频率、最小频率、最大RF功率、DC偏压、频率响应特性、可调谐带宽、以及压缩比所表征的功率放大器的非线性度。

在一个说明性实施例中，用户可能需要在膝上型计算机上具有同时使用802.11n(例如WiFi)、Zigbee、和蓝牙的能力。例如，用户可将802.11n用于家庭连网、将Zigbee用于家庭中的传感控制(例如家庭自动化)，以及例如在通过MSN信使来使用VoIP时将蓝牙用于头戴式耳机。

因此，本发明的各方面包括系统兼容性模块、数据发射模块、以及数据接收模块。现在参考图3a和图3b的各实施例描述系统能力检查的各实施例。

在图3a中，在框300处，用户通过下载IEEE 802.11n的可执行SDR文件来开始。下载可以经由电缆、DSL、无线最后一英里连接、DVD、盒外(软件供应商Windows签署产品)、USB闪存、或其它源而从WindowsLive、Yahoo、Ericsson、或其它签署的第三方ISV进行，因为本发明不限于在此方面不作限制。对于企业用户，内联网选项也是可能的。在框302处，事件触发OS来验证软件的能力以及硬件的能力，如在上述共同待审专利申请11/635,869中所描述的。如果确认了能力，则在框304处对消息加标志以确认前端和SW的能力。如果能力检查返回错误，则在框306处，向用户通知SDR实现不支持802.11n。在框308处，给出用于提供更多细节的选择。在用户选择更多细节时，SDR诊断框架返回SDR能力在哪里失败以及可能返回用户可以如何解决该问题。

转向图3b，在框320处，用户现在下载第二无线协议，例如Zigbee。这一下载可以从与第一协议(例如IEEE 802.11n)的下载相同的源进行。在这种情况下，在一个实施例中，OS执行两个检查：1)以上述类似方式并以上述共同待审专利申请11/635,869中的方式检查用于第二协议(例如Zigbee)的SDR能力；以及2)检查用于发射和接收的同时无线电操作的SDR能力。在一个实施例中，同一源下载也使得同时无线电操作所需的能力的矩阵可用。如果该源不是可信的或如果第二协议来自不同的源，则OS将执行能力检查。

在框322和324，给定第一协议已经安装的情况下，OS将第二协议的要求与该OS的能力进行比较。如果不满足要求，则在框326处，OS返回指示不支持第二协议的标志。如果满足要求，则在框328和330处，给定第一协议已经安装的情况下，OS将第二协议的要求与前端的能力进行比较。如果不满足要求，则在框326处，向用户返回指示不支持第二协议的标志。如果在框330处满足要求，则在框332处，下载SDR包的其余部分。

如果需要第三和后续无线协议，如蓝牙，则该过程可以重复。

在一个实施例中，用户可以同时从同一源选择所有所需无线协议。该源可以配备用于这多个协议的正确头部能力。

例如，在一个实现中，在发现前端设备时返回以下提供的能力：

总带宽	500MHz
总带宽	500MHz	下限频率	1.8GHz

上限频率	5.9GHz
上限频率	5.9GHz	A/D速率	1G采样点每秒(sps)
每样本位数	3	A/D速率	1G采样点每秒(sps)
每样本位数	3	EIRP	43dBm

在选择第一协议(例如WiFi)时所需的能力是：

总带宽	≤40MHz
总带宽	≤40MHz	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	A/D速率	150M采样点每秒
每样本位数	2	A/D速率	150M采样点每秒
每样本位数	2	EIRP	23dBm

因为第一协议的参数在前端操作参数内，所以前端能够使用第一协议来进行发射和接收。

在选择第二协议(例如Zigbee)时，所需能力是：

总带宽	1MHz
总带宽	1MHz	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	A/D速率	500k采样点每秒
每样本位数	3	A/D速率	500k采样点每秒
每样本位数	3	EIRP	23dBm

在此，同样因为第二协议的参数在前端操作参数内，所以前端能够用于该第二协议(例如Zigbee)。

然而，根据本发明的各方面，可能需要第三检查来确定这两种协议是否可以同时通信(即，是否可以同时发射和/或接收)。在此，所需组合能力是：

总带宽	≤41MHz(两协议所使用的总数)
总带宽	≤41MHz(两协议所使用的总数)	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	下限频率	2.4GHz
上限频率	2.483GHz	A/D速率	3k采样点每秒
每样本位数	3	A/D速率	3k采样点每秒
每样本位数	3	EIRP	26dBm

因为组合协议的参数在系统参数内，所以SDR能够同时进行这两种协议的通信(发射和/或接收)。

应当理解，可以鼓励芯片组供应商包括多维矩阵作为一种更新。例如，双无线电可包括以下：

这示出该无线设备是能够对某些第一协议和某些第二协议同时进行通信(即发射和/或接收)的SDR。例如，802.11n协议在对于Zigbee和蓝牙协议(以及其它)的栏中包括勾标记“√”，指示该无线设备能够例如对802.11n与Zigbee和蓝牙同时进行通信。“X”指示该无线设备不能对这两协议同时进行通信。例如，该无线设备不能同时使用802.11n和WCDMA进行通信。

现在将描述多无线电的同时SDR发射的各实施例。

在OFDM中，可用信道带宽W被细分成多个被称为子信道的相等带宽，其中每一子信道的带宽足够窄，使得该子信道的频率响应特性接近理想。将总带宽这样细分成较小子信道可以由K＝W/Δf个子信道来表示。

在同时多无线电发射中，不同的子信道不仅承载来自一种无线技术的不同的信息码元，而且它承载来自使用OFDM发射的多种无线技术的信息。来自同一种无线技术的不同信息码元可以在K1个子信道中发射。第二无线技术在接下来的K2个子信道中发送。第三无线技术在接下来的K3个子信道中发送，以此类推，使得：

K1+K2+...+Knw＝K

其中nw是同时无线协议的数量。对于每一子信道，载波如下关联：

x_k(t)＝sin2πf_kt，k＝0，1，...，K-1

其中f_k是第k个子信道的中频。通过将每一子信道上的码元速率1/T选择为等于相邻副载波的间隔Δf，各副载波在码元时间间隔T上正交，从而与各副载波之间的相对相位关系无关；即

{&Integral;}_{0}^{T} \sin (2 π f_{k} t + φ_{k}) \sin (2 π f_{j} t + φ_{j}) dt = 0

其中f_k-f_j＝n/T，n＝1，2，......，与相位值Ф_k和Ф_j无关。

对于具有K个子信道的OFDM系统，每一副载波上的码元速率相对于使用整个带宽W并以与OFDM相同的速率发射数据的单载波系统上的码元速率减少N倍。因此，OFDM系统中的码元时间间隔是T＝KT_s，其中T_s是单载波系统中的码元时间间隔。

通过使用FFT算法来计算DFT/IDFT，高效地实现了OFDM系统中的调制器和解调器。OFDM的基本框图在图2中示出。在框20处，串并缓冲区将信息序列细分成各个B_f个位的帧。每一帧中的B_f个位被解析成K个组，其中向第i个组分配b_i位。

因此，

Σ_{i = 1}^{K} b_{i} = B_{f}

如在框22处所示，多载波调制器可被看作生成K个独立的QAM子信道，其中每一子信道的码元速率是1/T并且每一子信道中的码元具有不同的QAM星座图。因此，第i个子信道的信号点的数量是

M_{i} = 2^{b_{i}} .

在框24处，添加循环前缀以降低来自邻近码元的码间串扰的影响。随后，该并行序列被多路复用回串行位流，并且在框26处输入到数模转换器(D/A)，数模转换器将数字信号转换成模拟信号再将其上变频到感兴趣的RF频率并用天线辐射。

接收侧是发射的逆。接收RF信号由在28处示出的天线来截取，进行下变频再由框30处的模数转换器(A/D)数字化，从串行流多路复用成并行流。在框32处，移除在发射时所添加的前缀。在框34处，对并行序列执行FFT。其后是框36处的对各个位作出决定的检测器，这些位随后输入到框38处的并串多路复用器。

对应于K个子信道上的信息信号的复数值信号点可以由X_k来表示，k＝0，1，......，K-1。这些信息码元{X_k}表示多载波OFDM信号x(t)的离散傅里叶变换(DFT)的值，其中每一副载波上的调制是QAM。因为x(t)必须是实数值信号，所以其N点DFT{X_k}必须满足对称性质

X_{N - k} = X_{k}^{*} .

因此，通过如下定义来从K个信息码元中创建N＝2K个码元：

X_{N - K} = X_{K}^{*},

k＝1，2，...，K-1

X′₀＝Re(X₀)

X_N＝Im(X_o)

注意，信息码元X₀被分成两部分，这两部分都是实数。如果新码元序列被表示为{X′_k，k＝0，1......，N-1}，则N点逆DFT(IDFT)产生实数值序列：

x_{n} = \frac{1}{\sqrt{N}} Σ_{k = 0}^{N - 1} X_{k}^{'} \exp (j 2 πnk / N)

n＝0，1，...，N-1

其中

仅仅是比例因子。

这一序列{x_n，0≤n≤N-1}对应于包括K个副载波的多载波OFDM信号x(t)的样本。

现在将描述同时SDR接收的各实施例。

在一个实施例中，提供了两种接收SDR信号的模式：孤立模式和宽带模式。

在孤立模式中，无线设备确定接收到的无线电的状态。OS将能够从一组无线电进行接收，但只选择从第一无线协议(例如802.11n)和第二无线协议(例如Zigbee)接收。在该说明性实施例中，前端和OS执行以下操作：前端接收跨宽频谱的信号并应用数字滤波来使预期无线电通过。孤立地执行两次FFT。FFT的次数等于同时无线电的数量，在该示例中是2——一次用于第一无线协议(例如80.211n)而另一次用于第二无线协议(例如Zigbee)。对应于这些协议的SDR模块随后执行基带处理和MAC处理。

在宽带模式中，无线设备确定不具有接收到的无线电的先验状态。OS将能够从OS和前端能力确认的所有SDR无线电集合接收。在该示例中，前端和OS执行以下操作：前端接收跨宽频谱的信号并且跨该频谱执行一次宽带FFT。该FFT的输出随后根据感兴趣的SDR无线电的数量来多路复用。对应于这些协议的SDR模块随后执行基带处理和MAC处理。

在这两种模式中，可以使用认知技术来增强对重叠无线电(例如蓝牙和802.11b/g)的判定，并且OS随后可以执行频谱共享规则，或在一个实施例中，第三方软件可以用于信号的联合解调。

以上描述了本发明的至少一个实施例的若干方面，应当理解，本领域技术人员可以容易地作出各种更改、修改、以及改进。

这些更改、修改、以及改进旨在是本发明的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，以上描述和附图仅仅作为示例。

本发明的上述各实施例可以用多种方式中的任一种来实现。例如，各实施例可以使用硬件、软件、或其组合来实现。在用软件实现时，该软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行，不论这些处理器是在单个计算机中还是分布在多个计算机之间。

此外，应当理解，计算机可以具体化为多种形式中的任一种，如安装在机架上的计算机、台式计算机、膝上型计算机、或图形输入板计算机。另外，计算机可以嵌入在通常不被认为是计算机但具有合适的处理能力的设备中，包括个人数字助理(PDA)、智能电话、或任何其它合适的便携式或固定电子设备。

同样，计算机可以具有一个或多个输入和输出设备。这些设备主要可被用来呈现用户界面。可被用来提供用户界面的输出设备的示例包括用于可视地呈现输出的打印机或显示屏和用于可听地呈现输出的扬声器或其它声音生成设备。可被用于用户界面的输入设备的示例包括键盘和诸如鼠标、触摸板和数字化输入板等定点设备。作为另一示例，计算机可以通过语音识别或以其它可听格式来接收输入信息。

这些计算机可以通过任何合适形式的一个或多个网络来互连，包括作为局域网或广域网，如企业网络或因特网。这些网络可以基于任何合适的技术并可以根据任何合适的协议来操作，并且可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。

而且，此处略述的各种方法或过程可被编码为可在采用各种操作系统或平台中任何一种的一个或多个处理器上执行的软件。此外，这样的软件可使用多种合适的程序设计语言和/或常规程序设计或脚本工具中的任何一种来编写，而且它们还可被编译为可执行机器语言代码或在框架或虚拟机上执行的中间代码。

就此，本发明可被具体化为用一个或多个程序编码的一个或多个计算机可读介质(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、紧致盘、光盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其它半导体器件中的电路配置等)，当这些程序在一个或多个计算机或其它处理器上执行时，它们执行实现本发明的上述各个实施例的方法。这一个或多个计算机可读介质可以是便携的，使得其上存储的一个或多个程序可被加载到一个或多个不同的计算机或其它处理器上以便实现本发明上述的各个方面。

此处以一般的意义使用术语“程序”或“软件”来指可被用来对计算机或其它处理器编程以实现本发明上述的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应当理解，根据本实施例的一个方面，当被执行时实现本发明的方法的一个或多个计算机程序不必驻留在单个计算机或处理器上，而是可以按模块化的方式分布在多个不同的计算机或处理器之间以实现本发明的各方面。

计算机可执行指令可以具有可由一个或多个计算机或其它设备执行的各种形式，诸如程序模块。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，程序模块的功能可以按需在各个实施例中进行组合或分布。

而且，数据结构能以任何合适的形式存储在计算机可读介质上。为简化说明，数据结构可被示为具有通过该数据结构中的位置而相关的字段。这些关系同样可以通过对具有传达各字段之间的关系的、计算机可读介质中的位置的各字段分配存储来得到。然而，可以使用任何合适的机制来在数据结构的各字段中的信息之间建立关系，包括通过使用指针、标签、或在数据元素之间建立关系的其它机制。

本发明的各个方面可单独、组合或以未在前述实施例中特别讨论的各种安排来使用，从而并不将其应用限于前述描述中所述或附图中所示的组件的细节和安排。例如，可使用任何方式将一个实施例中描述的各方面与其它实施例中描述的各方面组合。

同样，本发明可被具体化为已经提供了其示例的方法。作为该方法的一部分所执行的动作可以用任何合适的方式来排序。因此，可以构建各个实施例，其中各动作以与所示的次序所不同的次序执行，并且其中可包括同时执行某些动作，即使这些动作在各说明性实施例中被示为顺序动作。

在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二“、“第三”等序数词来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素较之另一个权利要求元素的优先级、先后次序或顺序、或者方法的各动作执行的时间顺序，而仅用作将具有某一名字的一个权利要求元素与(若不是用了序数词则)具有同一名字的另一元素区分开的标签以区分各权利要求元素。

同样，此处所使用的短语和术语是出于描述的目的而不应被认为是限制。此处对“包括”、“包含”、或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用旨在包括其后所列的项目及其等效物以及其它项目。

Claims

1.一种使用启用SDR的无线设备的方法，所述设备具有系统参数，所述方法包括：

a)发起允许多个无线电的同时通信的请求；

b)考虑用于所述同时通信的系统要求；

c)将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较；以及

d)在所述系统参数处于所述系统要求内时启用多个无线电的同时通信。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起允许第一无线协议与第二无线协议的同时通信的请求，并且其中将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将用于所述第一和第二无线协议中的每一个的系统要求与所述系统参数进行比较。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第一提供者的允许第一无线协议的通信的请求，并且此后存储所述计算机是否在经由所述第一无线协议进行通信的信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第二提供者的允许第二无线协议的通信的请求，并且接收关于用于使用所述第一和第二协议的同时通信的系统要求的信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第二提供者的允许第二无线协议的通信的请求，并且此后使用所述第一和第二协议同时发射测试信号以确定通信是否可以发生。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将系统要求与关于安装在所述启用SDR的无线设备上的通信软件的系统参数进行比较。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将系统要求与关于安装在所述启用SDR的无线设备上的通信硬件的系统参数进行比较。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所述第一无线协议的位流划分成每一个都是第一带宽的各并行位流，并将所述第二无线协议的位流划分成每一个都是第二带宽的各并行位流。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，启用多个无线电的同时通信包括通过匹配到所述第一和第二带宽的较小带宽来启用同时通信。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，匹配到所述第一和第二带宽的较小带宽包括将所述第一和第二带宽中的一个的子信道划分成与所述第一和第二带宽中的另一个的大小相类似的带宽。

11.一种使用启用SDR的无线计算设备的方法，所述设备具有系统参数，所述方法包括：

a)发起允许多个无线电的同时通信的请求；

b)考虑用于所述同时通信的系统要求；

d)在所述系统参数不处于所述系统要求内时有条件地启用多个无线电的同时通信。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起允许第一无线协议与第二无线协议的同时通信的请求，并且其中将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将用于所述第一和第二无线协议中的每一个的系统要求与所述系统参数进行比较。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第一提供者的允许第一无线协议的通信的请求，并且此后存储所述计算机是否在经由所述第一无线协议进行通信的信息。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第二提供者的允许第二无线协议的通信的请求，并且接收关于用于使用所述第一和第二协议的同时通信的系统要求的信息。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，发起允许多个无线电的同时通信的请求包括发起第二提供者的允许第二无线协议的通信的请求，并且此后使用所述第一和第二协议同时发射测试信号以确定通信是否可以发生。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将系统要求与关于安装在所述启用SDR的无线设备上的通信软件的系统参数进行比较。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将用于所述同时通信的系统要求与所述系统参数进行比较包括将系统要求与关于安装在所述启用SDR的无线设备上的通信硬件的系统参数进行比较。

18.一种计算机系统，包括：

可编程电路；

软件，所述软件编码在至少一个计算机可读介质上来对所述可编程电路进行编程以实现软件定义无线电；以及

验证模块，所述验证模块确定所述软件定义无线电是否能够同时根据指定的第一和第二无线协议来通信。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述可编程电路和所述计算机可读介质是第一计算设备的组件，并且所述验证模块是第二计算设备的组件。

20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述可编程电路、所述计算机可读介质、以及所述验证模块是第一计算设备的组件。