CN104365157B - 选择性减少功率以减轻频带干扰 - Google Patents

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Abstract

一种方法(700)包括经由工作频带传输第一组传输信号(700)。该方法包括检测第二组传输信号是否在工作频带附近被传输(720)以及当检测到第二组传输信号时减少第一组传输信号的子集的功率(730)。

Description

选择性减少功率以减轻频带干扰
背景技术
近年来无线网络的需求激增，在很多情况下，随着额外应用程序的发展，可能出现在相应网络中竞争使用可用频谱的情况。在一个无线通信频带的示例中，工业、科学和医疗(ISM)无线电频带包括为了工业、科学和医疗目的而不是通信目的使用射频(RF)能量而在国际上被保留的无线电频带。在这些频带中的应用的示例包括射频处理加热、微波炉和医用电疗机。来自这些设备的强大辐射可能产生电磁干扰并且破坏使用相同频率或相邻频率的其它系统的无线电通信，因此这类设备被限制于某些频带。总体来说，在这些频带中工作的通信设备必须容忍由ISM设备产生的任何干扰，因此使用者不具有免于ISM设备工作的监管保护。尽管有意对ISM频带中的带宽进行原始分配，但近些年来短程低功率的通信系统对于这些频带的使用增长最快。这可以包括无绳电话、蓝牙设备和使用ISM频带的各种无线计算机网络。由于对可用的无线网络带宽(例如，ISM带宽)的使用日益增加，使用这类带宽的竞争设备之间的干扰可能随之增加。除了来自ISM频带内的来源的干扰，还可能出现来自邻近ISM频带的其他许可频带(例如eUTRA工作频带7和40)的干扰。
发明内容
本发明提供了减轻无线网络中的干扰的无线通信系统和方法。在一个示例中，一种方法包括经由工作频带传输第一组传输信号。该方法包括检测第二组传输信号是否在工作频带附近被传输以及当检测到第二组传输信号时，减少第一组传输信号的子集的功率。
在另一个示例中，一种系统包括用于将数据和控制信号发送给发射器的处理器，其中该控制信号包括用于增加或减少发射器的第一组传输信号的功率的命令。检测器输入可以被供应给处理器以指示第二组传输信号是否在发射器的工作频带附近被传输，其中当检测到第二组传输信号时，处理器将控制信号发布到发射器以使得第一组传输信号的子集的功率减少。
在另一个示例中，一种设备包括用于经由工作频带产生第一组传输信号的发射器。该设备包括用于将数据和控制信号发送给发射器的处理器，其中该控制信号包括用于增加或减少发射器的功率的命令。被供应给处理器的检测器输入可以指示第二组传输信号是否在工作频带附近被传输，其中当检测到第二组传输信号时，处理器将控制信号发布到发射器以使得第一组传输信号的子集的功率减少。
附图说明
图1示出用于减轻网络频带干扰的无线设备的示例。
图2示出示例性的传输图，其描述如何能够选择性地减少功率以减轻网络频带干扰。
图3-5示出用于减轻网络频带干扰的示例性系统。
图6示出用于减轻无线干扰的示例性系统以及可被该系统采用的示例性计时与功率信号。
图7示出用于减轻无线网络之间的干扰的示例性方法。
具体实施方式
图1示出用于减轻网络频带干扰的无线设备100的示例。无线设备100可以被配置为检测是否有相邻网络在设备的附近工作并且根据是否检测到相邻网络而改变其信号传输输出(例如，减少传输的功率、禁用传输、禁用一部分子帧等)，以便减轻网络和设备间的干扰。无线设备100包括用于经由工作频带生成第一组传输信号的发射器110。例如，可以使该工作频带与如下所述的4G网络相关联。
如本文所用，术语“相邻频率”是指在频率上接近由发射器110采用的频率的频率(例如，所检测到的相邻网络的频率位于发射器工作频率的中心频率的40MHZ内)。因此，相邻频率可以影响无线频带接收器在无线频带140中的接收性能并且该相邻频率可能通过发射器110的传输来降低。例如，当使用附近的表面声波(SAW)滤波器时可能产生60MHz的干扰，而使用先进的体声波(BAW)滤波器可以将相邻频率的界定减少到30MHz。
处理器120可以被配置为将数据和控制信号发送给发射器110，其中该控制信号包括用于增加或减少发射器110的功率的命令。检测器输入130可以被供应给处理器120以指示第二组信号是否在发射器110的工作频带附近被传输。当检测到第二组传输信号时，处理器120可以将控制信号发布到发射器110以使得第一组传输信号的子集的功率减少。以此方式，可以减轻发射器110的工作频率与检测到的相邻频率之间的干扰。在一个示例中，检测器输入130还可以被提供作为处理器120内部的输入。
第二组传输信号可以与被显示为无线频带1到N的一个或多个无线频带140相关联，其中N表示正整数。例如，无线频带140可以与在频率上充分接近或邻近发射器110的工作频率的网络频率相关联。如果在检测器输入130处的无线频带140上检测到任何无线通信，则处理器120可以命令发射器110调整其信号传输输出，以便减轻与一个或多个无线频带140的干扰。如图所示，如果通过检测器输入130检测到频带，则在150处可以产生减少的输出信号。如果在检测器输入130处没有检测到无线频带，则如160处所示，处理器120可以命令发射器110将其输出电平增加到为发射器定义的正常工作范围或标准工作范围(例如，被定义为信号传输超过预定输出阈值的正常输出范围)。
如本文所用，术语“减少功率”可以包括减少发射器110的信号电平或者可以包括禁用一个信号或将一个信号的一部分一起禁用。例如，如果检测到相邻的无线频带140，则将通过发射器110来减少功率的第一组传输信号的子集可以包括例如应答(ACK)信号。例如当检测到相邻频率时，ACK信号可以被降低幅度或者可以针对一部分帧而被禁用，其中一个帧可以包括数据、子帧、符号、资源块等。在发射器110处的功率减少的一个特定示例中，ACK信号可以在二分之一子帧中使其功率减少(或禁用)，如下面将参考图2所示。除了在发射器110处减少信号(例如，ACK)以减轻与检测到的无线频带140的干扰外，也可以减少在该帧内用于数据传输的功率，其中可以采用冗余数据传输来补偿减少的功率或禁用的数据传输。
在无线频带140内工作的无线设备可以产生指示无线活动的信号。例如，这类设备可以产生可由检测器输入130检测的输出信号，这些输出信号指示从由无线频带140采用的第二组传输信号接收到无线数据。在无线设备操作的一个特定示例中，由发射器110产生的第一组传输信号可以根据长期演进技术(LTE)协议来传输或根据可被支持用于4G操作的全球微波互联接入(WiMAX)协议来传输。此外，发射器110可以采用时分双工(TDD)协议或频分双工(FDD)协议来传输例如LTE协议或WiMAX协议。由无线频带140产生的第二组传输信号可以经由例如工业、科学和医疗(ISM)频带传输，并且可能被例如由发射器110采用的LTE或WiMAX频率所干扰。在无线频带140的相邻频率操作的一些特定示例中，如果将ISM频带用作无线频带，则相应的ISM频带可以包括无线局域网协议(WLAN)、蓝牙协议、IEEE802.11/WiFI协议或IEEE 802.15.4 ZigBee协议。
为了简化说明，在本示例中，本文所述的系统的不同部分将被示出且描述为执行不同的功能。然而本领域技术人员将理解并认识到所描述部件的功能可以由不同的部件执行，并且不同部件的功能可以被组合并且在单个部件上执行或者可以被进一步分布到更多部件中。例如，处理器120和检测器输出130可以被集成到单个设备上，例如也可包括存储器以控制处理器的集成电路。可将本文所述的部件实施为例如计算机可执行指令(例如，软件、固件)、硬件(例如，CPU、专用集成电路)或以上两者的组合。在其他示例中，可以经由例如网络在远程设备之间分布这些部件。
鉴于上面描述的前述结构性和功能性特征，将参考图6更好地理解一种示例性方法。虽然为了简化说明将该方法显示并描述为顺次执行，但是需要理解并认识到该方法不限于示出的顺序，因为部分方法可以按照与本文所示且描述的顺序不同的顺序出现和/或同时出现。可以将这类方法存储于存储器中作为机器可读指令。对应于该方法的机器可读指令还可以由无线设备(例如蜂窝电话)中的处理器来执行。
图2示出示例性的传输图，其描述如何可以选择性地减少功率以减轻网络频带干扰。该图沿着X轴示出无线设备传输的示例性频率，其中在210处示出2510MHz的中心频率。信号功率沿着Y轴被描述，而Z轴表示时间。该图表示具有各种子帧的示例性无线帧。在每个子帧的起始及结束处，以参考数字220到260示出ACK信号。如果检测到干扰的网络(例如，来自ISM频带中的设备)，则在所示的时间段内，位于220、240和260处的ACK信号可以将其相应的功率减少或关断。例如，如果检测到干扰的网络，在沿着该图所示的Z轴的0到1ms的时间段内，可以将在220处所示的ACK信号在幅度上减少或完全不传输。当检测到干扰的网络时，ACK信号230和250通常可以在他们的二分之一帧内被传输。通过在部分帧内减少或移除ACK(或其他信号)，可以在干扰的网络之间实现更多的频率隔离，并且因此可以减少网络之间的干扰。
在一个示例中，蓝牙和WLAN在2.4GHz的ISM频带(2402MHz-2483MHz)中工作，而LTE(长期演进技术)蜂窝手机在邻近ISM频带的频带(2300MHz-2400MHz和2500MHz-2690MHz)中工作。每个系统的传输可能导致对其他系统的接收的干扰。本文所述的系统和方法减轻了蓝牙和WLAN的接收性能的退化，例如，当LTE传输时，该退化的原因是LTE发射器的发射掩模起到对蓝牙和WLAN的带内干扰的作用(例如，LTE的发射掩模由于其宽传输带宽而增加ISM频带中的噪声等级)。
将LTE发射器的发射掩模减少到ISM频带中可以通过操控LTE传输信号以在二分之一传输带宽中传输其应答(ACK)来实现，因此，在不使LTE系统的性能衰退的情况下，其依赖于LTE应答传输的高冗余以补偿频带的减少。由于ACK消息可以在如图2所示的频带边缘处发送，因此关断或减少频带的较低部分会产生与干扰的网络(例如ISM)的较大频率隔离。因此LTE系统可以在例如最远离ISM频带的频带边缘上传输ACK。这增加了蓝牙和WLAN在不被LTE传输干扰的情况下可以接收的时间，因此增强了总体系统性能。可以理解的是，本文所述的系统和方法可以采用不是蓝牙、WLAN和LTE的其他技术来减轻无线网络之间的干扰。
图3-5示出用于减轻网络频带干扰的示例性系统。参考图3，主机系统300(例如，具有处理器、存储器、计算机可执行指令、用于检测信号和控制放大器的输入/输出等的无线设备)从蓝牙设备310和WiFi设备320接收输入，其中输入指示设备310或320是否正在接收数据。这类设备可以在2.4GHz的ISM频带上工作，例如工作于2400-2483MHz。如果通过主机300检测到无线活动，则该主机可以命令LTE收发器330在其部分无线传输期间减少其功率以减轻与被检测的蓝牙设备310和/或WiFi设备320的干扰。LTE收发器可以工作在频带40中，该频带40具有诸如2300-2400MHz的工作范围并且使用诸如具有2500-2570MHz的工作范围的上行链路的频带7。
图4示出可替换的示例，其中主机400接收来自组合的WiFi和蓝牙设备410的输入。如果从组合设备410检测到无线活动，则LTE收发器420可以在其部分无线传输期间减少或关断功率(例如，当ACK信号被传输时)，以减轻与组合设备的干扰。可以理解的是，不同于蓝牙、WiFi以及LTE的其他技术可以与本文所述的干扰减轻技术一起使用。
图5示出具有主机系统500、组合的WiFi和蓝牙设备510以及LTE收发器520的可替换示例。在这个示例中，组合设备510经由直接接口与LTE收发器520通信，而不需要利用主机500在组合设备与LTE收发器之间分别进行通信。在混合的示例中，主机可以促进组合设备510与LTE收发器520之间的一些通信，同时直接接口可以处理其他的通信(例如，更紧急的通信经过直接接口来传递)。
图6示出用于减轻无线干扰的示例性系统600以及可由该系统采用的示例性计时和功率信号610。系统600包括驱动天线630的功率放大器(PA)620。传输路径640向功率放大器620提供数据和支持结构例如资源块以便传输。计时和控制部件650可以用于控制功率放大器620的增益并且还可以针对全部或部分传输而禁用放大器。例如，当检测到干扰的网络时，计时和控制部件650针对部分TDD或FDD帧可以减少功率放大器620的功率以便减轻与检测到的网络的干扰。
计时和功率信号610示出可以被提供给计时和控制部件650的示例性ACK控制信号。如图所示，在660处的0到0.5ms期间，ACK功率被减少或被禁用。减少的数量(例如，用于限制功率放大器620的分贝数量)可以用作干扰网络、可用过滤器等之间的频率隔离。在660处显示的这种低功率或关断时段的后边可以接着在时间0.5ms到1.0ms期间的高功率时段670。如图所示，ACK信号的低功率和高功率循环可以随着时间重复。其他的时段、功率水平以及非ACK信号可以被类似地控制。此外，可以采用与该示例中显示的50％不同的其他占空比。
图7示出用于减轻无线网络之间的干扰的示例性方法700。方法700包括在710处经由工作频率来传输第一组传输信号。可以通过例如图1中110处所示的发射器来产生这种传输。在720处，方法700包括检测第二组传输信号是否在工作频带的附近被传输。可以通过例如图1中140处所示的其他无线频带来产生这种信号。第二组传输信号可以通过例如处理器输入来检测。在730处，方法700包括当检测到第二组传输信号时，减少第一组传输信号的子集的功率。如本文所用，减少功率可以包括关断第一组传输信号的传输。
尽管图中未示出，方法700还可以包括当没有检测到第二组传输信号时增加第一组传输信号的子集的功率，其中第一组传输信号的子集是例如应答(ACK)信号。方法700可以包括在如图2中的示例所描述的二分之一子帧中减少ACK信号的功率或禁用ACK信号。方法700还可以包括减少功率或禁用包含数据传输的第一组传输信号的子集，其中采用冗余数据传输来补偿减少的功率或禁用的传输。
方法700中的检测可以包括接收来自无线设备的输入，该输入指示接收到来自第二组传输信号的数据。第一组传输信号可以根据长期演进技术(LTE)协议来传输或根据全球微波互联接入(WiMAX)协议来传输。这可以包括采用例如时分双工(TDD)协议或频分双工(FDD)协议来传输LTE协议或WiMAX协议。第二组传输信号可以经由例如工业、科学和医疗(ISM)频带来传输。ISM频带可以包括例如无线局域网协议(WLAN)、蓝牙协议、IEEE802.11/WiFI协议或IEEE 802.15.4 ZigBee协议。
本领域技术人员将理解在要求保护的本发明的范围内可以对所描述的示例做出修改，并且许多其他的实施例也是可能的。

Claims (15)

1.一种选择性减少功率以减轻频带干扰的方法，其包括：
在工作频带的交替的相对边缘处传输第一组传输信号，其中所述第一组传输信号包括应答信号即ACK信号；
检测第二组传输信号是否在所述工作频带的一个边缘附近被传输，其中所述第二组传输信号包括工业、科学和医疗频带即ISM频带；
当检测到所述第二组传输信号时，减少所述工作频带的所述一个边缘附近的所述第一组传输信号的子集的功率；以及
当没有检测到所述第二组传输信号时，增加所述第一组传输信号的子集的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中减少功率包括关断所述第一组传输信号的传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其包括在二分之一子帧期间在所述工作频带的所述一个边缘处减少所述ACK信号的功率或禁用所述ACK信号同时在所述工作频带的另一个边缘处维持所述ACK信号的功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其包括减少功率或禁用包含数据传输的所述第一组传输信号的所述子集，其中使用冗余数据传输来补偿所减少的功率或所禁用的传输。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测包括从无线设备接收表明从所述第二组传输信号接收到数据的输入。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组传输信号根据长期演进技术协议即LTE协议来传输或根据全球微波互联接入协议即WiMAX协议来传输。
7.根据权利要求6所述的方法，其包括采用时分双工协议即TDD协议或频分双工协议即FDD协议以传输所述LTE协议或所述WiMAX协议。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述ISM频带包括无线局域网协议即WLAN、蓝牙协议、IEEE 802.11/WiFI协议或IEEE 802.15.4ZigBee协议。
9.一种设备，其包括：
发射器，其具有输入端和天线输出端以在工作频带的交替的相对边缘处生成第一组传输信号；
检测器，其具有输入端和输出端，所述检测器输出端供应检测器信号以指示第二组传输信号是否在所述工作频带的一个边缘附近被传输；以及
处理器，其具有检测器输入端和发射器输出端，所述发射器输出端被耦合到所述发射器的所述输入端以将数据和控制信号发送给所述发射器，所述控制信号包括用于增加或减少所述发射器的功率的命令，所述检测器输入端被耦合到所述检测器的所述输出端，其中当所述检测器信号指示在所述工作频带的一个边缘附近检测到所述第二组传输信号时，所述处理器将所述控制信号发布到所述发射器以减少所述第一组传输信号的功率，并且当所述检测器信号指示未检测到所述第二组传输信号时，所述处理器将所述控制信号发布到所述发射器以增加所述第一组传输信号的功率。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述第一组传输信号的子集是应答信号即ACK信号。
11.根据权利要求10所述的设备，其包括所述处理器在二分之一子帧期间在所述工作频带的所述一个边缘处减少所述ACK信号的功率或禁用所述ACK信号同时在所述工作频带的另一个边缘处维持所述ACK信号的功率。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述第一组传输信号根据长期演进技术协议即LTE协议来传输或根据全球微波互联接入协议即WiMAX协议来传输。
13.根据权利要求9所述的设备，其中所述第二组传输信号经由工业、科学和医疗频带即ISM频带来传输。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述ISM频带包括无线局域网协议即WLAN、蓝牙协议、IEEE 802.11/WiFI协议或IEEE 802.15.4ZigBee协议。
15.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备是包括所述处理器和检测器的集成电路。
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