CN102461310A - 用于多无线电设备共存的方法和装置 - Google Patents

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CN102461310A CN2010800271910A CN201080027191A CN102461310A CN 102461310 A CN102461310 A CN 102461310A CN 2010800271910 A CN2010800271910 A CN 2010800271910A CN 201080027191 A CN201080027191 A CN 201080027191A CN 102461310 A CN102461310 A CN 102461310A
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Abstract

一种用于多无线电设备共存的方法从第一无线电设备接收历史频率使用信息和历史时间使用信息。该方法通过将历史频率和时间使用信息外推至在第一无线电设备将是活动时的未来时间和频率来创建时间和频率掩码，并且使用该时间和频率掩码来调度第二无线电设备，以避免在第一无线电设备将可能是活动时的接收。相关的装置具有用于接收时序使用信息的并置无线电设备输入、用于接收频率使用信息的非并置无线电设备输入、以及用于使用时序使用信息和频率使用信息来创建时间和频率掩码的时间和频率掩码生成器。该方法和装置在时间维度和频率维度两者中预测并置和非并置无线电设备活动，以减少在重叠或相邻频带中操作的无线电设备之间的干扰。

Description

用于多无线电设备共存的方法和装置
技术领域
本公开通常涉及改善在重叠或相邻频带中操作的无线电设备之间的共存。这些无线电设备可以被并置(即，在单一设备中)或者非并置(即不在单一设备中)。
背景技术
IEEE 802.15无线个域网(WPAN)无线电设备(有时也被称为
Figure BDA0000121913160000011
无线电设备)在诸如移动电话、计算机和头戴式送受话器的设备之间提供低成本、低功率、短距离、自组织(ad-hoc)连接性。
Figure BDA0000121913160000012
技术使用跳频扩频技术，并且将2.4GHz工业、科学和医疗(ISM)带划分为79个1MHz信道。跳速为每秒1600跳，并且时间被划分为625微秒的时隙。基本的
Figure BDA0000121913160000013
拓扑具有包括一个主设备和与主设备的时钟同步的多达七个从设备的微微网。通信只发生在主设备和其从设备之间。使用时分双工用于双向通信，并且从设备可以仅当其被其主设备明确的轮询时才发射。
Figure BDA0000121913160000014
无线电设备通常与诸如WiMAX、WiFi、UMTS或LTE无线电设备的其他无线电设备并置。换言之，
Figure BDA0000121913160000015
无线电设备通常处于具有另一个无线电设备的设备中。示例包括：具有UMTS无线电设备和无线电设备的移动电话；以及具有WiFi无线电设备和
Figure BDA0000121913160000017
无线电设备的膝上型计算机。此外，
Figure BDA0000121913160000018
无线电设备通常操作在诸如其他
Figure BDA0000121913160000019
无线电设备和/或WiMAX、WiFi、UMTS或LTE无线电设备的非并置无线电设备附近。由于这些多个无线电设备可能彼此无线地干扰，所以应当开发用于各种并置和非并置情形的共存机制。
共存指的是多个无线协议在相同频带中或其附近操作，而没有明显损害任何无线电设备的操作的能力。在没有共存机制的情况下，射频干扰可能造成数据吞吐量降低以及电流损耗增加。
在2.4-2.5GHz的ISM带中，
Figure BDA0000121913160000021
无线电设备经受并且造成与在2.4GHz频带中操作的其他无线电设备的干扰，诸如其他WPAN/
Figure BDA0000121913160000022
无线电设备和IEEE 802.11b/g无线局域网(WLAN)无线电设备(有时称为WiFi无线电设备)。接下来，
Figure BDA0000121913160000023
无线电设备也可能干扰在2.30-2.39GHz的下邻无线通信服务(WCS)带中操作的无线电设备，诸如IEEE 802.16e无线城域网(WMAN)无线电设备(有时称为WiMAX或WiBro无线电设备)。最后，蓝牙无线电设备可以干扰在2.5-2.69GHz频带上的上邻教育电视固定服务(IFTS)和多信道多点分布服务(MMDS)带中操作的无线电设备，其可以是WiMAX无线电设备或可能的LTE或WCDMA无线广域网(WWAN)无线电设备。
随着在与ISM频带重叠或相邻的频率中操作的各种无线通信技术的不断出现，提供更有效率的解决方法以减轻在并置和非并置无线电设备之间的干扰和共存问题的时机到了。通过认真考虑下述附图和附加的具体实施方式，本公开的各种方面、特征和优点对本领域技术人员而言将更充分地明显。
附图说明
图1示出了具有包含并置的蓝牙(Bluetooth)和WiMAX无线电设备的设备，以及两个附加非并置无线电设备的系统图的示例。
图2示出了通过时域中的重叠在共享或相邻频带中操作的不同无线电设备如何发生干扰的示例。
图3示出了根据实施例的具有共存预测器的移动设备的框图。
图4示出了根据实施例的共存装置的细节的框图。
图5示出了在诸如图4所示的共存装置的共存装置中创建的时间和频率掩码的示例。
图6示出了用于生成和使用时间和频率掩码的方法的流程图。
图7是示出与蓝牙延伸同步连接导向(eSCO)数据传输发生干扰的因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)的数据传输的示例时序图。
图8是根据实施例的演示在因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)的数据传输和蓝牙异步无连接链路(ACL)数据传输之间的减少的干扰的示例时序图。
图9是根据实施例的示出因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)的数据传输与蓝牙自适应跳频(AFH)扫描的共存的示例时序图。
具体实施方式
一种用于多无线电设备共存的方法和装置在时间维度和频率维度两者中预测无线电设备活动，以减少在重叠或相邻频带中操作的无线电设备之间的干扰。无线电设备可以是并置或非并置的。使用可用的并置无线电设备信息以及可用的非并置无线电设备信息以在时间维度和频率维度两者中预测未来无线资源使用，可用的并置无线电设备信息诸如频率使用、MAC级时序、和硬件接口信息，可用的非并置无线电设备信息诸如空中传送(over-the-air)和载波侦听信息。时间和频率信息聚合器使用这些预测以及来自调度器的仅时间维度的信息和来自自适应跳频序列生成器的仅频率维度的信息来产生时间和频率掩码。时间和频率掩码指示可以预期到的干扰的位置(在时间和频率两者上)。较低优先级无线电设备可以使用该时间和频率掩码来调度发射和接收，以避免该预期到的干扰的至少一些。
图1示出了具有包含并置的蓝牙和WiMAX无线电设备的通信设备110，以及两个附加非并置无线电设备120、130的系统图100的示例。具有并置的蓝牙和WiMAX无线电设备的通信设备110可以用于使用无线蓝牙头戴式送受话器180进行因特网协议传输语音(VoIP)的电话会话。WiMAX收发信机115符合IEEE 802.16e标准并且在2.5GHz与WiMAX接入点150无线地通信155。注意到，WiMAX收发信机115可以被替换为UTRA-UTRAN长期演进(LTE)收发信机、多带OFDM联盟(MBOA)超宽带(UWB)收发信机，或在与蓝牙收发信机118相同或相邻频带中操作的任何其他宽带通信协议收发信机。在本示例中，第一设备110也包括当前不活动的WiFi收发信机117。第一设备110具有共存装置350以减少与并置和非并置无线电设备两者的干扰，将结合图3和图4对其进行更详细的解释。
蓝牙收发信机118符合IEEE 802.15标准并且在2.4GHz与蓝牙头戴式送受话器180无线地通信185。注意到，蓝牙头戴式送受话器180可以被替换为另一个蓝牙设备，诸如计算机、媒体播放机、或媒体记录器。
同时，在相同空间190或一般区域内，诸如移动电话的第二设备120使用诸如UMTS或LTE的无线宽带技术与使用相邻或重叠频带的基站160无线地通信165。此外，诸如具有无线连接的膝上型电脑的第三设备130与在ISM频带中使用WiFi连接的接入点170无线地通信175。
本情形示出了在第一设备110内的并置无线电设备以及可能与第一设备110中的一个或两个无线电设备发生干扰的两个非并置无线电设备120、130。当然，可以开发添加或替换示出的潜在干扰无线电设备的其他情形。还注意到，尽管示出了ISM带内或附近的干扰，但是根据频谱分配，可能在其他频带内或附近发生干扰，并且使用在本专利申请中公开的技术可以在其他频带内改善共存。
图2示出了通过时域中的重叠在共享或相邻频带中操作的不同无线电设备如何发生干扰的示例200。x轴299图示了时间的经过。考虑图1中示例系统图的两个设备110、130的子集，第一设备110内的蓝牙收发信机118具有蓝牙发射机282，蓝牙发射机282使用延伸同步连接导向(eSCO)链路在定期的基础上281、283、285是活动的。由于蓝牙主从协议的要求，蓝牙接收机284在紧随蓝牙发射机的活动的蓝牙时隙中在定期的基础上291、293、295是活动的。(注意到，在本情形下，蓝牙收发信机118是主设备，并且因此图1中所示的蓝牙头戴式送受话器180必然是从设备。)
同时，图1中的第一设备110的WiMAX收发信机115具有WiMAX发射机252和WiMAX接收机254，WiMAX发射机252在两个WiMAX帧的部分251、255期间是活动的，WiMAX接收机254在示出的第一WiMAX帧的不同部分261期间是活动的。
同时，图1的第三设备130中的WiFi收发信机具有WiFi发射机232和WiFi接收机234，WiFi发射机232在WiFi帧的部分231期间是活动的，WiFi接收机234在该WiFi帧的不同部分241期间是活动的。
由于全部六个这些发射机和接收机232、234、252、254、282、284操作在2.30和2.69GHz之间，所以一个无线电设备的发射机和另一个无线电设备的接收机之间的干扰可能造成灵敏性下降(de-sense)和分组冲突。干扰并不取决于无线电设备是并置还是非并置。例如，来自第一设备110的蓝牙发射281可能在WiFi接收机234是活动的时间部分241中的时间段245期间造成对第三设备130处的WiFi接收机的干扰。作为另一个例子，WiMAX发射251(特别是在时间段257)可能干扰并置无线电设备中的蓝牙接收291以及非并置无线电设备中的WiFi接收241的一部分。相反的，蓝牙发射283可能在时间段265期间造成与并置WiMAX接收机254的干扰。作为最后一个例子，如时间段235中示出的，非并置无线电设备中的WiFi发射可能干扰蓝牙接收。在并置无线电设备以及非并置无线电设备之间干扰的这些多个示例导致数据吞吐量降低以及电流损耗增加。
通过在预测将发生干扰的时间段期间暂停或延迟最低优先级的无线电设备传输可以提高共存。但是完全暂停或延迟假设干扰影响了由最低优先级无线电设备使用的整个频带，这在很多环境下不成立。例如，如果WiMAX无线电设备正在使用频分双工(FDD)，则可能只有一条链路(上行链路或者下行链路)将影响与蓝牙的共存。根据实施例的共存装置有助于减少由并置和非并置无线电设备两者造成的干扰。共存预测器确定在时间和频率两者上的重复发射和接收模式以创建时间和频率掩码。时间和频率掩码用于对特定协议(例如，蓝牙)在时间和频率两者中调度传输，以减少射频干扰，也允许比仅关于时间的调度更多的传输机会。
图3示出了根据实施例的具有共存装置350的移动设备300的框图。在此处示出的实施例中，将假设蓝牙是最低优先级协议，并且因此蓝牙调度将最受共存装置350影响。在替换的实施例中，另一个技术可以被设定为最低优先级。注意到，为了清楚起见，未示出移动设备的用户界面组件和基带部分。
在图1中示出了被实现为第一通信设备110的移动设备300。移动设备300包括WiMAX无线电设备310(其可以替换地或另外地是LTE、WCDMA或其他WWAN/WMAN无线电设备)、蓝牙无线电设备320(其可以替换地是另一类型的WPAN无线电设备)、以及WiFi无线电设备330(其可以替换地是另一类型的WLAN无线电设备)。这三个无线电设备中的每一个具有到共存装置350的两个概念上的连接；实际的连接数目取决于硬件实现。来自无线电设备的连接312、322、332中的一个携带瞬时(或近瞬时)并置无线电设备使用信息，并且连接314、324、334中的另一个携带瞬时(或近瞬时)非并置无线电设备使用信息。
共存装置350收集并分析来自连接312、322、332的并置无线电设备使用信息以及来自连接314、324、334的非并置无线电设备使用信息以创建历史时间和频率使用信息，并使用外推法来预测关于时间和频率两者的未来使用模式。注意到，代替如在此示出的使用专用输入引脚(例如，GPIO)或总线，信息可以替换地使用公用存储器传送。此外，引脚、总线等的实际数目取决于实现。
在共存装置350内，调度器370在每个无线电设备的基础上确定经由输入连接312、322、332来自并置无线电设备的时序使用信息，并且高级跳频(AFH)序列生成器380确定经由输入连接314、324、334来自非并置无线电设备的可用频率使用信息。
在共存装置350内的时间和频率掩码生成器360收集来自全部输入连接312、314、322、324、332、334的瞬时使用模式、来自调度器370的仅时序信息、以及来自AFH序列生成器380的仅频率信息。掩码生成器360使用历史和当前使用模式信息来预测未来使用模式，未来使用模式然后被用于创建时间和频率掩码355。当一个或多个无线电设备执行扫描或数据传输时，最低优先级的无线电设备在调度未来扫描或数据传输时使用时隙掩码355以减少与并置和/或非并置技术的干扰。例如，当蓝牙是最低优先级的无线电设备时，使用时间和频率掩码355来更改在蓝牙无线电设备320内的蓝牙AFH映射(未示出)和蓝牙调度器(未示出)以在某些时间避开某些蓝牙频率信道，以减少与并置和非并置传输的干扰。
不同于仅取决于时分的共存机制，时间和频率掩码在并非全部信道受干扰影响的情况下允许同时发射/接收。不同于仅取决于频分的共存机制，时间和频率掩码在全部频率信道受干扰影响的情况下允许无线介质的时间共享。
特别的关于蓝牙，时间和频率掩码使得蓝牙从设备能够在它得知主设备将不发射的间隔期间休眠。当前，由于蓝牙从设备不知道何时主设备将对其轮询，所以蓝牙从设备必须恒定地活动(除非其处于所谓的“嗅探(sniff)”模式)。利用来自时间和频率掩码的信息，蓝牙从设备了解了蓝牙主设备由于潜在的干扰而将不发射的时隙(在主设备到从设备时隙或紧随的从设备到主设备时隙上)，并且因此蓝牙从设备可以在那些间隔期间进入降低功率模式。而且，时间和频率掩码可以应用到蓝牙主设备或蓝牙从设备，其不同于要求移动设备是主设备的方案。因此，共存装置350给予移动设备300更大的自由来优化其网络拓扑。
图4示出了根据实施例的共存装置350的细节的框图400。如前所述，共存装置350收集瞬时使用模式，并使用历史和当前使用模式信息来预测未来使用模式，未来使用模式然后被用于创建时间和频率掩码355。共存装置350包括用于接收并置无线电设备使用信息的输入块410、用于接收非并置无线电设备使用信息的输入块420、以及掩码生成器360，掩码生成器360用于分析来自输入块410、420的无线电设备使用信息，并基于未来无线电设备使用的预测来创建时间和频率掩码。
用于并置无线电设备使用信息的输入块410诸如通过图3所示连接312、322、332从与共存装置350处于相同的设备的全部活动的并置无线电设备来接收数据。使用信息通常可以被分类为来自每个激活无线电设备的频率使用信息412、介质访问控制(MAC)级时序信息414、以及硬件接口信息416。频率使用信息412可以包括：(1)具有特定跳频序列的AFH信道映射以及(2)AFH切换时刻，其向从设备告知主设备将切换至新的跳频序列的时间。MAC级时序信息414允许无线电设备共享关于其当前及未来活动周期的高粒度时序和频率使用信息。硬件接口信息416允许无线电设备在其中之一是活动的(或不活动的)时交换信号，并且还提供用于给定的传输突发的优先级信息。
在共存装置350中的调度器370可以从并置无线电设备取得时间使用信息，即每个无线电设备的MAC级时序信息414和硬件接口信息416，并且产生用于每个无线电设备的时间维度的调度。
用于非并置无线电设备使用信息的输入块420诸如通过图3所示的连接312、322、332从近邻的非并置无线电设备接收无线地收集的数据。这个使用信息通常可以被分类为空中传送(OTA)信息422和载波侦听信息424。OTA信息422仅是通过空中被发送至第一通信设备110的非并置无线电设备的时间和频率使用信息。通过物理地侦听空中接口介质并采集活动历史的第一通信设备110的无线电设备来收集载波侦听信息424。
在共存装置350中的高级跳频(AFH)序列生成器可以从非并置无线电设备取得频率使用信息，并且产生频率维度映射，频率维度映射指示非并置无线电设备是活动的频带，并且因此指示潜在干扰源。
掩码生成器360接收收集的关于在ISM带和相邻频带中各种并置和非并置无线电设备的时间和频率使用的信息，包括调度器370信息和AFH序列生成器380信息。在掩码生成器360内，时间和频率使用预测器430在由输入块420对于非并置无线电设备使用信息收集的历史使用信息中寻找定期模式。当在时间和频率中找到历史模式时，时间和频率使用预测器430从历史模式外推至未来模式。
时间和频率信息聚合器440在预测了至少一个干扰者的未来屏蔽时间和频率。因此，当调度器370在预测了干扰的时间屏蔽了全部频率时，以及当AFH序列生成器380在预测了干扰的频率屏蔽了全部时间时，时间和频率掩码生成器360仅在预测可干扰的某些时间(而非全部时间)屏蔽某些频率(而非全部频率)。
继续蓝牙收发器具有最低优先级的假设，时间和频率信息聚合器440使用来自调度器370的并置无线电设备时间信息，以及来自时间和频率使用预测器430的并置和非并置无线电设备的未来时间和频率外推，以便如果可能的话为每一个蓝牙频率信道确定当蓝牙无线电设备不应当发射或接收(即，在该蓝牙信道上的这些蓝牙时间间隔期间的蓝牙发射或接收会导致冲突)时的蓝牙时间间隔的定期模式。用于每一个蓝牙频率信道的蓝牙时间间隔的定期模式可以用时间和频率掩码355来表示，时间和频率掩码355为每一个蓝牙频率信道指示蓝牙设备由于干扰而应当是不活动的蓝牙时隙。时间和频率掩码355将被发送至蓝牙无线电设备，使得蓝牙无线电设备的调度器和AFH映射可以根据该掩码进行调整。
图5示出了由诸如在图3和图4中所示的时间和频率掩码生成器的时间和频率掩码生成器360创建的简化的时间和频率掩码500的示例。由于在该系列的示例中，蓝牙是对于通信设备110(图1所示)而言最低优先级技术，掩码500的时间和频率间隔是基于蓝牙技术的。如果另一个技术是最低优先级技术，则掩码将使用该另一个技术的时间和频率间隔。
x轴510图示了时间维度，并且y轴520图示了频率维度。时间维度被划分为蓝牙时隙(最小的蓝牙时间间隔，等于625微秒)。频率维度被划分为蓝牙信道(最小的蓝牙频率间隔，等于1MHz)。在本例子中掩码是持续时间515中的三十二个蓝牙时隙。基于来自并置和非并置无线电设备的外推的时间和频率使用信息，时间和频率掩码500示出在前8个蓝牙信道中的十六个蓝牙时隙被阻塞，在第九个蓝牙信道中八个蓝牙时隙被阻塞，在第十个信道中没有时隙被阻塞，在信道11和12中六个时隙被阻塞，在信道13和14中没有时隙被阻塞，在信道15中八个时隙被阻塞。掩码500对每个蓝牙频率信道继续。
注意到，在前八个或九个蓝牙信道上存在定期干扰。如果并置或非并置频分双工(FDD)WiBro传输(接近2.39GHz)泄露到ISM带(位于2.4GHz)的较低频部分中，则本情形可能发生。类似的，如果并置或非并置FDD LTE上行链路在2.5GHz是活动的，则其可能定期地干扰ISM带中的仅最高的12个蓝牙信道。非并置蓝牙无线电设备或其他技术也可能造成其他干扰(例如，干扰蓝牙信道11、12和15)。
在掩码500中表示的时间段515可以根据并置和非并置无线电设备中的任何使用模式的时间定期性而变化。在掩码500中表示的频带可以根据最低优先级技术的操作信道而变化。
尽管在图5中图解示出，但是时间和频率掩码500可以以多种方式来实现。例如，掩码可能包含：开始时间512、考虑的重复时间段515的长度、以及用于该重复时间段515内的每个蓝牙频率信道的每个掩码间隔的开始和结束时间。另一个实现将指定掩码间隔517、519、531、533、541、543的开始和结束时间，以及将每个间隔与被掩码的信道的列表关联。应当基于关于无线资源的并置和非并置时间和频率使用的信息来定期地更新时间和频率掩码500。
继续蓝牙是最低优先级无线电设备接入技术的假设，应当与在WPAN中的其他蓝牙无线电设备共享时间和频率掩码500，使得所有设备可以调整其跳频序列。在微微网中涉及的蓝牙设备当中，可以使用具体的链路管理器协议(LMP)消息来交换关于蓝牙无线电设备何时可能是活动的或不活动的精确时序信息。
在仅使用时间信息(即，时隙在全部信道上可用，或者在任何信道上都不可用)的子情况中，时间和频率掩码500减少为仅时间掩码，并且在蓝牙WPAN中涉及的蓝牙设备可能不需要共享该仅时间掩码。
如果在蓝牙微微网当中不存在共享该时间和频率掩码500的机制，则蓝牙主设备假设蓝牙从设备将总是出现在链路上而调度业务。在这种情况下，从设备不需要掩码500来经历改进的数据吞吐量，但由于蓝牙从设备的接收机一直开启，所以从设备的功率消耗将不会改善。
图6是用于生成和使用时间和频率掩码的方法的流程图600。可以在数据传输期间和频率扫描期间都使用时间和频率掩码，以在数据传输期间减少冲突并且在频率扫描期间创建AFH映射。
在开始步骤610之后，共存装置350(图3、4中所示)在步骤620中检查来自并置无线电设备的新瞬时(或近瞬时)信息是否可用。注意到，在此步骤中，具有活动的蓝牙无线电设备的通信设备可以获得蓝牙本地信道分类信息，该信息是一种类型的频率使用信息412。实际上，输入块410(图4中所示)被设计用于此目的。如果新并置无线电设备信息可用，则步骤625收集并存储来自并置无线电设备的瞬时信息。
在步骤625之后，或者如果没有找到来自并置无线电设备的新瞬时信息，步骤630检查是否找到来自非并置无线电设备的新瞬时信息。输入块420被设计用于此目的。注意到，在此步骤期间，具有蓝牙主设备的通信设备可以向其蓝牙从设备查询信道分类信息，该信息是一种形式的OTA信息422。而且，在此步骤期间可以指令并置无线电设备扫描其相应频带(或带的一部分)来获得载波侦听信息424。如果找到新信息，则步骤635收集并存储来自非并置无线电设备的该瞬时信息。
在步骤635之后，或者如果没有找到来自非并置无线电设备的新瞬时信息，则步骤640基于存储的来自并置和非并置无线电设备的历史信息来预测较高优先级技术(例如，在示出的情形中高于蓝牙)的未来时间和频率使用。时间和频率使用预测器430被设计用于此目的。
注意到，该流程图表示了具体的实现，并且在其他实现中步骤620和625可以发生在步骤630和635之后。替换的，可以按不同序列来更新不同类型的信息412、414、416、422、424。作为另一个变体，可以按不同序列来轮询输入连接312、314、322、324、332、334。而且，不需要以相同频率轮询每个输入。例如，可以相比并置信息(步骤620、625)较不频繁地更新非并置信息(步骤630、635)。
在步骤660中，基于所预测的较高优先级技术的未来时间和频率使用，时间和频率信息聚合器440使用来自时间和频率使用预测器430的信息以及从调度器370和AFH序列生成器380可用的任何信息来创建时间和频率掩码355。掩码可以被归一化到最低优先级无线电设备的时间和频率单元(例如参见图5)，或者其可以被生成并存储在更具体的时间和频率单元中。
在步骤670中，最低优先级无线电设备接收时间和频率掩码，并基于该时间和频率掩码来调整其调度时序和传输频率。该调整可能在已调整的AFH映射中被捕获，在此步骤期间该已调整的AFH映射可以从蓝牙主设备发送至蓝牙从设备。(相反的，如果通信设备是从设备，则在此步骤期间可以从蓝牙主设备接收已调整的AFH映射。)调整允许最低优先级无线电设备减少与使用时间和频率维度两者的并置和非并置无线电设备的干扰。随后，流程返回步骤620以重新评估并置和非并置无线电设备输入，并根据需要来更新时间和频率掩码。
在该实现中，时间和频率掩码355具有指定的持续时间(参见图5中的时间段515)，并且在步骤660中生成的下一个时间和频率掩码在上一个时间和频率掩码的持续时间期满之前发生。替换的，蓝牙无线电设备可以继续使用已调整的AFH，直到接收到新的已调整的AFH。或者，蓝牙无线电设备可以在持续时间期满之后恢复到未调整的AFH。
图7是示出与并置蓝牙延伸同步连接导向(eSCO)业务750发生干扰的因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)业务710的示例时序图700。该示例示出了利用省电模式2的30∶17的WiMAX下行链路/上行链路比，其监听用于两个子帧711、713的下行链路活动，在第二个子帧713期间发射上行链路数据，并且休眠两个子帧715、717。这四个WiMAX子帧模式在子帧721、723、725、727中重复，并且似乎是用于WiMAX VoIP的典型使用模式。图700也示出了单独的WiMAX接收机信号732和WiMAX发射机信号734。
如果该WiMAX使用模式与蓝牙免提链路(参见图1)一起是活动的，则蓝牙发射机可能干扰WiMAX下行链路。而且，蓝牙接收到的信号也可能丢失到WiMAX上行链路。在本示例中，每一个蓝牙帧751、753、755、757、759、761、763、765、767、769、771长为3.75毫秒，并且有六个625微秒的蓝牙时隙(即Tesco＝6)。蓝牙分组类型是EV3，并且存在4个重传机会(即，Wesco＝4).
每个帧中的第一个时隙由蓝牙主设备发射，并且每个帧的第二个时隙是由蓝牙从设备发射的确认。每个帧中的其他4个时隙是重传机会。如在本示例中所示，蓝牙无线电设备是主设备；然而这并非对共存装置的要求。
如图7中所见，十一个蓝牙语音对中的4个(在帧751、755、763和765中)由于WiMAX干扰而丢失。更具体地，蓝牙主设备在第一个蓝牙帧751中的发射信号782造成与第一个WiMAX子帧711期间的WiMAX接收的干扰。在第二个WiMAX子帧713期间的WiMAX发射造成与第三个蓝牙帧755期间的蓝牙接收784的干扰。在第七个蓝牙帧763期间的蓝牙发射造成与第五个WiMAX子帧721期间的WiMAX接收的干扰。并且，在蓝牙帧765中的蓝牙发射造成与WiMAX子帧723期间的WiMAX接收的干扰。
模拟已经示出在此类型情形下平均主观得分-听力质量目标(MOS-LQO)得分在超过90％的时间中低于3.0。注意到，3.8的MOS通常标记“好”和“坏”语音质量的分界线，并且低于3.0的分数通常被视为对于电话用途而言不可接受的糟糕。也注意到，在蓝牙分组丢失之后(在帧751、755、763和765中)，很多蓝牙重传机会(在同一帧中其他四个蓝牙时隙中用“X”标示)也受到干扰的影响。
图3中所示的共存装置350将重新调度蓝牙发射和接收，以使其在WiMAX不活动的时段期间发生。这节省了功率，使得蓝牙信道冗余机制(例如重传)能够被用于信道射频干扰而非并置干扰，更好的利用了带宽，以及向信道添加更少的射频噪声。
图8是根据实施例的演示在因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)业务810和并置蓝牙异步无连接链路(ACL)业务850之间的减少的干扰的示例时序图800。类似图7，本示例示出了利用省电模式2的30∶17的WiMAX下行链路/上行链路比，其监听用于两个子帧811、813的下行链路活动，在第二个子帧813期间发射上行链路数据，并且休眠两个子帧815、817。这四个WiMAX子帧模式在子帧821、823、825、827中重复。图8也示出了单独的WiMAX接收机信号832和WiMAX发射机信号834。
WiMAX信号在其稳态中是伪定期的，并且其遵照的模式可以通过用于将实际WiMAX信号与预期模式相比较的各种方法来确定，诸如：信号转换分析、快速傅立叶变换分析、延迟锁定环路分析、与预期模式的互相关、以及协方差分析，如在由Russell等人在2007年2月28日提交并且转让给摩托罗拉公司的，标题为“Method andApparatus for Co-Existence(用于共存的方法和装置)”的美国专利申请No.11/680,067中所描述的。在识别定期模式之后，变得可以调度(在时域中)蓝牙分组以及更改蓝牙AFH映射(在频域中)以避免与WiMAX业务的冲突。
注意到，在图8中描述的示例中，在蓝牙帧851、853、855、857、859、861、863、865、867、869、871中使用ACL分组，使得可以可变地调度蓝牙语音业务。(这与使用固定调度的SCO和eSCO业务形成对比。)为了比较的目的，假设ACL分组的负载与在图7中所示的eSCO分组的负载相同。注意到，通过根据时间和频率掩码重新调度蓝牙业务(发射机信号882和接收机信号884两者)，没有WiMAX或蓝牙分组丢失。因此，执行被确定为将会被WiMAX干扰的蓝牙传输(或重传)没有浪费电流。这对应于与图7相比的36％的损耗电流改善。除了电流损耗的益处之外，因为丢失了更少的蓝牙分组，所以共存装置350改进了由用户感知到的音频的质量。模拟结果示出使用用于蓝牙语音业务的ACL可以维持4.0或更高的MOS。
虽然图8假设整个蓝牙频带由于WiMAX干扰而不可用，但是不一定是这种情况。在WiBro频分双工(FDD)情况中，WiMAX信号可能仅干扰蓝牙带中较低的信道。并且，在LTE FDD情况中，LTE上行链路信号也可能仅干扰蓝牙带中较高的信道(并且LTE下行链路信号可能根本不干扰蓝牙)。将频率维度加到时间维度使之前不可用的蓝牙时隙对于在某些蓝牙信道处的使用可用。例如在图5中，在蓝牙时隙17-24期间，蓝牙信道10-14和16-79可用，其不会出现在仅时间维度掩码中。相反，在蓝牙信道1-8处蓝牙时隙9-16和25-32可用，其不会出现在仅频率维度掩码中。因此，由于蓝牙调度器和蓝牙AFH映射的交互，之前完全不可用的某些蓝牙时隙(根据调度器370)可能在某些蓝牙信道可用。相反，之前完全不可用的蓝牙信道(根据AFH序列生成器380)可能对于某些时间段可用。
仅频率维度掩码的类型、蓝牙AFH映射通过检测受干扰影响的频率信道并且从AFH模式中消除那些频率来减少系统性能的恶化。AFH也通过寻求阻止蓝牙设备干扰在相同频带中操作的其他无线电设备来帮助蓝牙设备成为“好邻居”。AFH模式被蓝牙主设备使用LMP_SET_AFH命令来设定。SET_AFH映射包括信道映射和AFH切换时刻。AFH切换时刻向蓝牙从设备告知主设备将切换至新跳频序列的时间。主设备可以通过提供新的LMP_SET_AFH命令在检测到新的干扰的任何时间更新信道映射。
在现实情况下遇到的大多数干扰具有与之相关联的时域占空比。由于AFH不利用时域信息，所以在AFH映射中被标记为“坏”的一些频率信道可能在全部时间(或者甚至大部分时间)没有出现干扰。给定使用2.4GHz频带的设备数量增加，使用时间和频率掩码500调整蓝牙AFH以考虑时域信息应当在仍减小干扰的同时增加吞吐量。
因此，在某些情况下，并置无线电设备可能不会屏蔽用于蓝牙发射和接收的所有可用信道，而只屏蔽一部分ISM带。这在FDD使用情况下是可能的，并且时间和频率掩码可以指示在来自无线广域网的时间特定的并置传输期间仅带的一部分可用。数据传输使用情况使用时间和频率掩码500以在并置的较高优先级(例如，WiMAX)发射和接收附近重新调度较低优先级(例如，蓝牙)数据发射和接收。通过根据时间和频率掩码500使用蓝牙ACL和重新调度，可以提高蓝牙数据吞吐量并减少电流损耗。
除了通过使用一系列已调整的AFH映射在业务传输期间减少干扰之外，可以在被动扫描期间使用时间和频率掩码。当前的AFH实现使用接收到的信号强度指示(RSSI)测量以及分组错误率(PER)统计来识别干扰并且从AFH映射移除受影响的信道。基于时间和频率掩码500，在特定信道被标记的时间段期间，蓝牙收发信机可以避免扫描那些信道。换言之，可以调度(或跳过)RSSI扫描，使得其不会与其他无线技术相冲突。
图9是根据实施例的示出调度RSSI扫描以避免因特网协议传输WiMAX语音(VoIP)上行链路业务910的效果的示例时序图。在此示出的WiMAX业务模式假设与图7-8中相同的省电模式2，并且因此WiMAX上行链路业务信号910与图7和8中示出的WiMAX发射机信号734、834非常相似。
x轴999是时间，并且第一WiMAX上行链路业务突发913在3.5ms到5.0ms之间发生。第二WiMAX上行链路业务突发915在23.5ms到25.0ms之间发生。第三WiMAX上行链路业务突发918在43.5ms到45.0ms之间发生。这些WiMAX上行链路业务突发是定期性的，并且被限制于特定频率范围。使用参考图3-6和图9的上述方法和装置，对于具有大约1.5ms的持续时间的定期(每20ms)脉冲，时间和频率掩码500将屏蔽对应蓝牙信道。注意到，取决于无线环境，时间和频率掩码也可以屏蔽其他潜在干扰。然而在本示例中，仅有的潜在干扰是并置WiMAX的发射。
在本实现中，在连续的RSSI扫描之间的时间间隔990被设定为9ms，并且每个RSSI扫描的持续时间大约是1.5ms。根据各种蓝牙组件实现，时间间隔可以变化，但在本情况下时间间隔被设定为快速检测干扰。在其他情况下，时间间隔990可以被设定为另一个值或在单独扫描之间变化。总的来说，蓝牙无线电设备需要执行大约十五次RSSI扫描以采集足够的统计来创建AFH映射。
行920示出了五个RSSI扫描的时序。在这个特定实现中，时间和频率掩码500未阻塞这五个单独的RSSI扫描中的任何一个。然而，随着行920继续，到完成十五个RSSI扫描时，三个RSSI扫描会被时间和频率掩码阻塞。在前十五个调度的扫描之后，这三个被阻塞的RSSI扫描可以被取代为三个附加的RSSI扫描。通过阻塞通常会遇到WiMAX干扰的这三个RSSI扫描，可以在被WiMAX上行链路业务信号910干扰0％的情况下完成扫描(调度十八个扫描，其中三个被阻塞，导致总共十五个扫描)。
行920、930、940、950、960、970示出了五个RSSI扫描的各种替换时序，并且圆圈指示可能被时间和频率掩码阻塞的扫描。对于行930、940，通过时间和频率掩码将预测定期的WiMAX上行链路业务信号980干扰第五个RSSI扫描，该RSSI扫描因此被阻塞。对于行950，时间和频率掩码阻塞第三个RSSI扫描。在行960中，时间和频率掩码阻塞第三和第五个RSSI扫描。而对于行970，时间和频率掩码阻塞第一和第三个RSSI扫描。
时间和频率掩码的使用减少了WiMAX上行链路信号和RSSI扫描之间的潜在冲突。这样的冲突会创建错误的频率信道数据，该错误的频率信道数据进而进一步增加检测干扰和创建AFH映射所花费的时间。因此，虽然在后的RSSI扫描作为被阻塞的RSSI扫描的替代被执行，但是替代扫描可能甚至在没有时间和频率掩码的情况下发生，并且所增加的时间可能不是由于通过错误的扫描结果造成的更慢的收敛而引起的。
通过鉴于时间和频率掩码而调整AFH RSSI扫描之间的时间间隔990，以及调整AFH RSSI扫描的时序，在来自并置或非并置无线电设备的干扰无线信号的条件下，可以减少由于AFH RSSI扫描而引起的电流损耗。
因此，用于多无线电设备共存的方法和装置可以减少在重叠或相邻频带中操作的无线电设备之间的干扰。这些无线电设备可以是并置或非并置的。可以使用时间和频率掩码来调整AFH映射，以减少在传输期间的干扰，并且也可以使用时间和频率掩码来调整扫描时序和扫描时间间隔，以减少当创建AFH映射时的冲突。
虽然本公开包括目前被认为是本发明的实施例和最佳模式的内容，这些内容以由发明人建立其所有权以及使本领域普通技术人员能够制造和使用本发明的方式描述，然而将了解和理解的是，在此公开的实施例有许多等同，并且可以做出变型和改变而不脱离本发明的范围和精神，本发明的范围和精神并非被实施例来限定而是由附加的权利要求来限定，包括在本申请未决期间的任何修改以及被授权的那些权利要求的所有等同物。
可以进一步了解的是，如果存在的话，诸如第一和第二、顶部和底部等等关系术语的使用仅被用于将一个实体、项目或行为与另一个相区分，而非必然要求或暗示这样的实体、项目和行为之间的任何实际这样的关系或顺序。许多创造性的功能性和很多创造性的原理最好利用软件程序或指令、或者在软件程序或指令中实现。尽管可能的巨大努力和以例如可利用时间、当前技术以及经济考虑激发的许多设计选择，当由在此公开的概念和原理引导时，可以预期本领域普通技术人员将能够容易地以最少的实验来生成这样的软件命令和程序。因此，为了简洁以及最小化使根据本发明的原理和概念模糊的风险，将限制这样的软件的进一步讨论，如果其存在的话。
如本领域技术人员理解的，移动设备包括处理器，该处理器执行计算机程序代码以实现在此描述的方法。实施例包括含有指令的计算机程序代码，所述指令体现在具体介质中，诸如软盘、CD-ROM、硬驱动器或任何其他计算机可读存储介质，其中，当计算机程序代码被加载到处理器中并被该处理器执行时，该处理器成为用于实施本发明的装置。实施例包括计算机程序代码，该计算机程序代码例如存储在存储介质中，加载到计算机中和/或被计算机执行，或通过诸如电线或电缆、通过光纤或经由电磁辐射的一些传输介质来发射，其中，当计算机程序代码被加载到计算机中并被该计算机执行时，该计算机成为用于实施本发明的装置。当被实现在通用微处理器上时，该计算机程序代码片段配置该微处理器以创建具体逻辑电路。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于多无线电设备共存的方法，包括：
从第一无线电设备接收历史频率使用信息；
从所述第一无线电设备接收历史时间使用信息；
选择较低优先级技术；
通过将所述历史频率使用信息和所述历史时间使用信息外推至在所述第一无线电设备将是活动时的未来时间和未来频率来创建用于所述较低优先级技术的时间和频率掩码；以及
使用所述时间和频率掩码来调度使用所述较低优先级技术的第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行接收。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用所述时间和频率掩码来调度所述第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行发射。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一无线电设备与所述第二无线电设备并置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
接收瞬时频率使用信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史时间使用信息包括：
接收MAC级时序信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史时间使用信息包括：
接收硬件接口信息。
7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
从第三无线电设备接收历史频率使用信息，其中所述第三无线电设备与所述第二无线电设备非并置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一无线电设备与所述第二无线电设备非并置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
从所述第一无线电设备接收空中传送的频率使用信息。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
使用载波侦听来从所述第一无线电设备获得所述历史频率使用信息。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步地其中，使用所述时间和频率掩码包括：
调整所述第二无线电设备的时序调度器。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步地其中，使用所述时间和频率掩码包括：
调整所述第二无线电设备的自适应跳频模式。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
将已调整的自适应跳频模式发射至兼容的非并置无线电设备。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述兼容的非并置无线电设备是蓝牙无线电设备。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一无线电设备是非蓝牙无线电设备，并且所述第二无线电设备是蓝牙无线电设备。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
使用已调整的自适应跳频模式来调度蓝牙无线电设备传输。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
使用已调整的自适应跳频模式来调度被动扫描。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从所述第一无线电设备接收附加频率使用信息；
从所述第一无线电设备接收附加时间使用信息；
通过将所述历史频率使用信息、所述附加频率使用信息、所述历史时间使用信息，以及所述附加时间使用信息外推至在所述第一无线电设备将是活动时的未来时间和频率，来更新所述时间和频率掩码；以及
使用已更新的时间和频率掩码来调度所述第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行接收。
19.一种多无线电设备共存装置，包括：
并置无线电设备输入，所述并置无线电设备输入用于从并置无线电设备接收时序使用信息；
非并置无线电设备输入，所述非并置无线电设备输入用于从非并置无线电设备接收频率使用信息；
时间和频率掩码生成器，所述时间和频率掩码生成器耦合到所述并置无线电设备输入和所述非并置无线电设备输入，用于使用所述时序使用信息和所述频率使用信息来创建用于最低优先级技术的时间和频率掩码。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述时间和频率掩码生成器包括：
时间和频率使用预测器，所述时间和频率使用预测器耦合到所述并置无线电设备输入和所述非并置无线电设备输入，用于外推在所述并置无线电设备或所述非并置无线电设备将是活动时的未来时间和未来频率。
21.根据权利要求20所述的装置，进一步包括：
调度器，所述调度器耦合到所述并置无线电设备输入，用于创建基于时间的掩码。
22.根据权利要求21所述的装置，进一步包括：
自适应跳频序列生成器，所述自适应跳频序列生成器耦合到所述非并置无线电设备输入，用于创建基于频率的掩码。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述时间和频率掩码生成器包括：
时间和频率聚合器，所述时间和频率聚合器耦合到所述调度器、所述自适应跳频序列生成器、以及所述时间和频率使用预测器，用于创建所述时间和频率掩码。

Claims (23)

1.一种用于多无线电设备共存的方法，包括：
从第一无线电设备接收历史频率使用信息；
从所述第一无线电设备接收历史时间使用信息；
通过将所述历史频率使用信息和所述历史时间使用信息外推至在所述第一无线电设备将是活动时的未来时间和未来频率来创建时间和频率掩码；以及
使用所述时间和频率掩码来调度第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行接收。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用所述时间和频率掩码来调度所述第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行发射。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一无线电设备与所述第二无线电设备并置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
接收瞬时频率使用信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史时间使用信息包括：
接收MAC级时序信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史时间使用信息包括：
接收硬件接口信息。
7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
从第三无线电设备接收历史频率使用信息，其中所述第三无线电设备与所述第二无线电设备非并置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一无线电设备与所述第二无线电设备非并置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
从所述第一无线电设备接收空中传送的频率使用信息。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述从第一无线电设备接收历史频率使用信息包括：
使用载波侦听来从所述第一无线电设备获得所述历史频率使用信息。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步地其中，使用所述时间和频率掩码包括：
调整所述第二无线电设备的时序调度器。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步地其中，使用所述时间和频率掩码包括：
调整所述第二无线电设备的自适应跳频模式。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
将已调整的自适应跳频模式发射至兼容的非并置无线电设备。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述兼容的非并置无线电设备是蓝牙无线电设备。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一无线电设备是非蓝牙无线电设备，并且所述第二无线电设备是蓝牙无线电设备。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
使用已调整的自适应跳频模式来调度蓝牙无线电设备传输。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
使用已调整的自适应跳频模式来调度被动扫描。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从所述第一无线电设备接收附加频率使用信息；
从所述第一无线电设备接收附加时间使用信息；
通过将所述历史频率使用信息、所述附加频率使用信息、所述历史时间使用信息，以及所述附加时间使用信息外推至在所述第一无线电设备将是活动时的未来时间和频率，来更新所述时间和频率掩码；以及
使用已更新的时间和频率掩码来调度所述第二无线电设备，以避免在所述第一无线电设备将是活动时进行接收。
19.一种多无线电设备共存装置，包括：
并置无线电设备输入，所述并置无线电设备输入用于从并置无线电设备接收时序使用信息；
非并置无线电设备输入，所述非并置无线电设备输入用于从非并置无线电设备接收频率使用信息；
时间和频率掩码生成器，所述时间和频率掩码生成器耦合到所述并置无线电设备输入和所述非并置无线电设备输入，用于使用所述时序使用信息和所述频率使用信息来创建时间和频率掩码。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述时间和频率掩码生成器包括：
时间和频率使用预测器，所述时间和频率使用预测器耦合到所述并置无线电设备输入和所述非并置无线电设备输入，用于外推在所述并置无线电设备或所述非并置无线电设备将是活动时的未来时间和未来频率。
21.根据权利要求20所述的装置，进一步包括：
调度器，所述调度器耦合到所述并置无线电设备输入，用于创建基于时间的掩码。
22.根据权利要求21所述的装置，进一步包括：
自适应跳频序列生成器，所述自适应跳频序列生成器耦合到所述非并置无线电设备输入，用于创建基于频率的掩码。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述时间和频率掩码生成器包括：
时间和频率聚合器，所述时间和频率聚合器耦合到所述调度器、所述自适应跳频序列生成器、以及所述时间和频率使用预测器，用于创建所述时间和频率掩码。
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