CN1926815A - 用于避免雷达干扰的无线网络动态频率选择 - Google Patents
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Abstract
中央控制器提供无线网络中的集中的动态频率选择。中央控制器周期性地扫描无线站所使用的特定频带。所述频带也是雷达信号所使用的相同频带,即5.15~5.75GHz频谱内的频带。由于无线站可在与雷达信号相同的频谱中发送和接收,会产生干扰。通过分析所述频谱,中央控制器获得关于无雷达信道和所占据信道的信息。所述信息被存储和保持于其数据库中。向无线站通知动态频率选择,它可暗示无线站必须移到(切换到)新的无干扰信道。
Description
技术领域
本发明一般涉及计算机网络,尤其涉及无线网络。
背景技术
无线网络通常使用一频谱内的一个或多个“信道”。一些信道也可由诸如雷达系统的其它类型的系统使用。当在无线网络和其它系统之间共享信道时,会导致干扰。
附图说明
图1示出了与无线网络耦合的中央控制器的示图。
图2示出了通过有线网络与无线网络耦合的中央控制器的示图。
图3示出了中央控制器的示图。
图4示出了根据本发明各种实施例的流程图。
具体实施方式
在以下的详细描述中,参考作为说明显示可实施本发明的具体实施例的附图。足够详细地描述这些实施例以使本领域的熟练技术人员能实施本发明。可以理解,本发明的各种实施例尽管不同但不必相互排斥。例如,联系一个实施例所述的特殊特点、结构或特征可在其它实施例中实现而不背离本发明的精神和范围。此外,可以理解,每一公开实施例内各元件的位置或排列可进行修改而不背离本发明的精神和范围。因此,以下的详细描述不被认为是限制性的,且本发明的范围仅由适当解释的所附权利要求书连同其等效技术方案的完整范围限定。附图中,相同的标号贯穿若干示图表示相同或相似的功能。
图1示出了与无线网络耦合的中央控制器的示图。无线网络100包括接入点(AP)102和移动站(STA)110和120。在一些实施例中,无线网络100是无线局域网(WLAN)。例如,一个或多个移动站110和120或接入点102可按照诸如ANSI/IEEE Std.802.11,1999版的无线网络标准运行,尽管这不是本发明的限制。如这里所使用的,术语“802.11”表示任何过去、当前或将来的IEEE 802.11标准,或其扩展,包括但不限于1999版。移动站110和120可以是能在网络100中通信的任何类型的移动站。例如,移动站可以是计算机、个人数字助理、无线性能的移动电话、家庭音频或视频设备等。
在一些实施例中,AP102在基本服务集(BSS)中与STA 110和120通信。这也可称作“基础结构模式”。在其它实施例中,STA110和120可在独立的基本服务集(IBSS)中直接相互通信。这也可称作“特别模式”。这里参考基础结构或特别模式中的任一个或这两者来描述本发明的各种实施例,但这不是本发明的限制。例如,参考基础结构模式所述的实施例也可在特别模式中使用,且参考特别模式所述的实施例也可在基础结构模式中使用。
中央控制器130使用天线132监控频谱并确定是否存在可能与无线网络100的工作干扰的任何雷达信号。例如,中央控制器130可监控5千兆赫(5GHz)频带内的频率以确定是否存在任何雷达信号。在一些实施例中,中央控制器130扫描雷达频带,诸如5.25GHz到5.725GHz,并记录信道信息和任何检测到的雷达信号的信号特征。在一些实施例中,中央控制器130还可监控任何无线网络信号的雷达频带。一般,中央控制器130可监控所关心的任何频带,并可记录关于找到的任何信号的信息。
在图1所示的实施例中,中央控制器130包括与天线134耦合的网络接口。该网络接口是能在无线网络100中通信的无线网络接口。例如,网络接口可以是符合802.11的网络接口。在一些实施例中,中央控制器130可与无线网络100相关联。例如,在特别模式中,中央控制器130可与STA110和120中的一个或两者相关联。再例如,在基础结构模式中,中央控制器130可与AP102相关联。
中央控制器130可使用网络接口和天线134以将关于所关心的频带的信息传送给无线网络100中的其它发送器。例如,中央控制器130可分别使用信号142、144和146与AP102、STA110和STA120通信。作为所发送的信息的一部分,中央控制器130可将动态频率选择信息发送到无线网络100中的各种发送器。如这里所使用的,“动态频率选择信息”是指关于所关心频带的任何信息。例如,动态频率选择信息可包括描述所关心频带中找到的潜在干扰信号的信息,或者动态频率选择信息可包括描述没找到潜在干扰信号的信道的信息。在一些实施例中,动态频率选择信息包括分配信道由无线网络100的其余部分使用的一个或多个信道分配。
在一些实施例中,中央控制器130在已知没有诸如雷达信号的干扰信号的信道中发送信号142、144和146。例如,中央控制器130可使用大致在5.15GHz和5.25GHz之间的信道与无线网络100中的其它发送器通信,该信道在一些实施例中通常没有雷达信号。在这些实施例中,接入点和移动站可周期性地访问该信道以获得最近的信道分配信息。在其它实施例中,中央控制器130可使用中央控制器130已知当前没有干扰信号的信道与无线网络100中的其它发送器通信。例如,中央控制器130可在中央控制器130已知当前没有其它信号的5.25GHz和5.725GHz之间的信道中发送信号142、144和146。
中央控制器130部分地称作“中央控制器”,因为它集中了与干扰信号的检测和提供动态频率选择信息相对应的功能。这与其中多个接入点和/或移动站包括用于检测和避免潜在干扰信号的电路的分布式系统相反。雷达检测和动态频率选择的中央控制允许接入点和移动站被设计为没有这些功能且不存在相关的成本。
已参考5GHz频带描述了在无线网络100的环境中的中央控制器130的操作,但这不是本发明的限制。例如,中央控制器130可在经受潜在干扰信号的任何无线频带中使用。以下参考其余附图更详细地描述中央控制器的各种实施例。
无线网络100示为具有一个接入点和两个移动站,但这不是本发明的限制。例如,无线网络100中可以有任何数量的接入点和移动站。此外,中央控制器130可以将动态频率选择信息提供给任何数量的接入点和移动站。
天线132和134中的任一个可以是定向天线或全向天线。如这里所使用的,术语全向天线表示在至少一个平面中具有大致均匀方向图的任何天线。例如,在一些实施例中,天线132可以是诸如偶极天线或者四分之一波长天线的全向天线。再例如,在一些实施例中,天线134可以是诸如抛物面天线或Yagi天线的定向天线。在进一步的实施例中,天线132包括多个物理天线且天线134包括多个物理天线。
图2示出了通过有线网络与无线网络相耦合的中央控制器的示图。网络210可以是任何类型的网络,包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等。
中央控制器230包括通过导体212“连线”到网络210的网络接口,该网络依次耦合到接入点(AP)240和250。术语“连线”表示除“无线”以外的任何类型的耦合。例如,导体212可以是5类(CAT5)电缆,且中央控制器230可以通过以太网接口耦合到网络210。在一些实施例中,中央控制器230通过网络210将动态频率选择信息传送到接入点240和250。
接入点240被示为在第一BSS中与移动站242和244通信,且接入点250被示为在第二BSS中与移动站252和254通信。在一些实施例中,接入点240和250从中央控制器230接收通过网络210发送的动态频率选择信息。接入点240和250可在它们各自的BSS中将动态频率选择信息传送到所有移动站,以协调无雷达信道中的通信。
图2示出了通过单个网络与两个BSS耦合的一个中央控制器,但这不是本发明的限制。例如,两个以上的BSS可由单个中央控制器服务。再例如,多个中央控制器可共同服务任何数量的BSS。此外,在一些实施例中,单个中央控制器可服务被组合为扩展服务集(ESS)的多个BSS。
图3示出了中央控制器的示图。中央控制器300包括射频接收器(RF RCVR)340、信号分析器330、信道扫描仪360和信道记录370。中央控制器300还包括处理器310、存储器320和网络接口350。图3中还示出天线132和134以及导体212。中央控制器300可用作与无线网络耦合的中央控制器,诸如中央控制器130(图1)或中央控制器230(图2)。
操作中,中央控制器300扫描所关心的频带并记录关于该频带中检测到的信号的信息。检测到的信号可以是任何类型的,例如包括雷达信号、无线局域网信号等。例如,在一些实施例中,中央控制器300可扫描大致5.25GHz和5.725GHz之间的雷达频带并记录所占用的雷达信道、雷达信号特征、占用的无线LAN信道和5GHz频带中找到的其它信号。在信息分析和处理后,中央控制器300可使用网络接口350将动态频率选择信息发送到无线设备。
信道扫描仪360、信道记录370、存储器320和网络接口350经由总线312耦合到处理器310。总线312可以是能支持图3所示的各种元件之间的通信的任何类型的总线。例如,总线312可包括数据总线、地址总线和控制信号。此外,中央控制器300可包括与总线312耦合的存储器管理单元(未示出)。在一些实施例中,总线312包括诸如串行总线的专用总线,或者对将测试设备耦合在一起有用的总线。
在一些实施例中,处理器310可以是任何合适的处理器,用以影响诸如网络接口350或信道扫描仪360的其它电路的操作。例如,处理器310可控制扫描哪些频带,并可组合来自信号分析器330和信道记录370的信息。处理器310还可作出关于检测到的信号的判断。例如,处理器310可区分无线网络信号和雷达脉冲。处理器310还可确定雷达所占据的信道,并确定无线网络应移到的信道,以满足均匀扩展要求和无相邻信道干扰。
在一些实施例中,处理器310可执行支持本发明的方法实施例的操作。例如,处理器310可执行支持方法400(图4)中列出的那些的动作,如下所述。处理器310表示任何类型的处理器,包括但不限于,微处理器、数字信号处理器、微控制器、个人计算机、工作站等。此外,处理器310可以由专用硬件构成,诸如状态机等。
在一些实施例中,信道扫描仪360包括具有快速切换时间以将本地振荡器信号提供给节点362上的RF接收器340的宽带合成器。信道扫描仪360还可将信道信息提供给节点364上的信道记录370。在一些实施例中,处理器310可命令信道扫描仪360合成与特殊信道相对应的振荡器信号,且在其它实施例中,处理器310可命令信道扫描仪360用特殊间隔扫过信道范围。信道信息可由处理器310或由信道扫描仪364提供给信道记录370。例如,当命令信道扫描仪360调谐到特殊信道时,处理器310可将信道信息提供给信道记录370。再例如,当改变信道时,信道扫描仪360可将信道信息提供给节点364上的信道记录370。
接收器340接收来自天线132的RF信号并接收来自节点362上的信道扫描仪360的本地振荡器信号,且在各种实施例中,执行变化量和类型的信号处理。例如,在一些实施例中,RF接收器340可包括放大器、混频器、滤波器、解调器、模数转换器等。再例如,RF接收器340可提供中频(IF)信号或基带信号给节点342上的信号分析器330。在一些实施例中,节点342包括模拟或数字格式的同相(I)和正交(Q)信号。在其它实施例中,节点342包括组合了实部和虚部的单个信号。
在一些实施例中,接收器340接收包括无线LAN正交频分多路复用(OFDM)信号、包含窄脉冲雷达、线性调频雷达、合成孔径雷达(SAR)、跳频雷达的雷达信号的信号;以及其它噪声和干扰信号。接收器340可包括具有快速响应时间的宽带前端,以适应诸如带宽为120MHz到300MHz的那些的宽带雷达信号。
信号分析器330接收来自节点342上的RF接收器340的信号并提供信号分析。在一些实施例中,信号分析器330分析所有找到的信号,且在其它实施例中,信号分析器330尝试检测并分析特定类型的信号。例如,信号分析器330可尝试检测所关心频带内的所有无线LAN信号,以及可与所关心频带内的无线LAN信号干扰的任何信号。信号分析器330可包括检测雷达信号及其特征的电路,这些特征包括雷达脉冲持续时间、雷达脉冲重复频率(PRF)、雷达信号强度和雷达信号带宽估计。信号分析器330还可执行其它合适的信号处理任务。
信道记录370可包括能用作数据库的存储器,用以存储信道信息和信号信息。例如,当信道扫描仪360扫过所关心频带内的信道且信号分析器330检测并测量这些信道中的信号时,信道记录370可存储关于检测到的信号以及找到它们所在信道的信息。信道记录370中存储的信息的特定类型或量不是本发明的限制。例如,信道记录370可存储诸如标记信道在使用中的频率值的有限信息,或者信道记录370可存储描述每一信道中的每一检测信号的详细信息。
网络接口350是能提供中央控制器300和中央控制器300以外的网络设备之间的通信的网络接口。例如,网络接口350可包括一无线网络接口以与诸如图1所示的无线网络通信。再例如,网络接口350可包括能与诸如图2所示的有线网络通信的有线网络接口。在一些实施例中,网络接口350可包括无线和有线网络接口,且在其它实施例中,网络接口350可仅包括无线接口或仅包括有线接口。
在一些实施例中,网络接口350包括符合一种或多种无线网络标准的无线网络物理(PHY)层实现。例如,网络接口350可包括符合IEEE 802.11标准或其它标准的PHY。网络接口350可按许多不同格式发送信号,这些格式包括但不限于直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)和正交频分复用(OFDM)。
在一些实施例中,中央控制器300是包括用于将动态频率选择信息广播到无线LAN设备的无线网络接口和天线134的电子系统的一部分。广播可在无雷达的信道中发生,在一些实施例中该信道可在5.15GHz和5.25GHz之间。
存储器320表示包括机器可读媒介的制品。例如,存储器320表示以下中的任何一个或多个:硬盘、软盘、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、闪存、CDROM或包含诸如处理器310的机器可读媒介的任何其它类型的制品。在一些实施例中,存储器320可存储用于执行本发明的各种方法实施例的执行的指令。
在一些实施例的操作中,处理器310从存储器320中读出指令和数据并响应于此执行动作。例如,在从存储器320读取指令的同时,本发明的各种方法实施例可由处理器310执行。
在一些实施例中,组合信道记录370和存储器320。例如,一个存储器单元可用于存储描述检测到的信号的信息,以及对于处理器310中软件的执行有用的指令和数据。
图4示出了根据本发明各种实施例的流程图。在一些实施例中,方法400可用于检测一频谱内的信号并提供动态频率选择信息。在一些实施例中,方法400或其一些部分由中央控制器、处理器或电子系统执行,其实施例在各附图中示出。方法400不受特殊类型的装置、软件元件或执行该方法的系统的限制。方法400中的各种动作可按所呈现的顺序执行,或者可按不同的顺序执行。此外,在一些实施例中,可从方法400中省去图4中列出的一些动作。
方法400被示为开始于框410,其中扫描频谱中的信道以检测信号。在一些实施例中,这可对应于信道扫描仪360(图3)将一扫描本地振荡器信号提供给接收器340且接收器340扫描所关心频带。信道扫描可受诸如处理器310的处理器影响。通过确定扫描哪些信道和何时或者通过命令信道扫描仪执行扫描,处理器可控制或影响信道扫描仪的操作。
在410处,可扫描任何所关心的频带。例如,在一些实施例中,可扫描与无线网络频带重叠的雷达频率。这可以包括5GHz以上和/或6GHz以下的频率。在一些实施例中,在410处,扫描5.25GHz和5.725GHz之间的信道。
410的动作可检测任何类型的信号。例如,检测到的信号可包括无线LAN信号、雷达信号或被扫描的信道中存在的任何其它信号。检测过程可包括测量信号的特征,诸如带宽、信号强度、脉冲宽度、重复率等。此外,检测可包括确定已检测到何种类型的信号。雷达信号可被标识为雷达信号,且无线LAN信号可被标识为无线LAN信号。
420处,存储描述信道中的信号的信息。这可对应于被写入的信道记录,诸如信道记录370。420处可存储任何有关信息。例如,如果检测到的信号已被标识,则可存储信号的特征连同描述这些信号所占据的带宽的信息。如果所标识的信号不是无线LAN信号且可干扰无线LAN信号,则它们可同样被标识,且可以存储相关信息。
430处,将动态频率选择信息提供给无线网络中的多个发送器。动态频率选择信息可包括与降低所关心频带中的干扰有关的任何信息。例如,中央控制器可向无线网络提供关于该无线网络应移到的无干扰信道的信息。动态频率选择信息可按许多不同方式提供,包括通过无线网络或通过有线网络。在一些实施例中,动态频率选择使用已知无干扰信号的信道被发送入无线网络。例如,动态频率选择信息可使用5.15GHz和5.25GHz之间的信道被发送入无线网络,该信道通常没有会干扰无线网络的雷达信号。
尽管已联系特定实施例描述了本发明,但本领域的熟练技术人员易于理解,可寻求修改和变型而不背离本发明的精神和范围。这些修改和变型被认为在本发明和所附权利要求书的范围内。
Claims (28)
1.一种装置,包括:
接收器,用于检测无线网络信号所使用的频谱中的雷达信号;以及
网络接口,用于将动态频率选择信息传送到无线网络中的至少一个发送器。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述网络接口被配置为提供关于所述雷达信号所使用的频谱的信息。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述网络接口被配置为提供关于所述雷达信号不使用的频谱的信息。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述网络接口包括无线网络接口。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述无线网络接口包括符合802.11的物理层。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述无线网络接口在无雷达的信道中进行发送。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述符合802.11的物理层能以5.15GHz和5.25GHz之间的频率进行发送。
8.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述无线网络接口被配置为与接入点或移动站相关联。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述动态频率选择信息包括雷达信号的频谱位置。
10.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述动态频率选择信息包括为无线局域网使用开放的信道。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述接收器包括:
射频前端;
雷达信号分析器;以及
用于记录信道记录的存储器设备。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述射频前端包括用于在大致5GHz和6GHz之间的一个或多个频带中扫描的电路。
13.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述射频前端包括用于在大致5.25GHz和5.725GHz之间扫描的电路。
14.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述网络接口包括用于在大致5.25GHz下发送无线局域网信号的电路。
15.一种方法,包括:
扫描频谱中的信道以检测信号;
存储描述所述信道中的信号的信息;以及
将动态频率选择信息提供给无线网络中的多个发送器。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,扫描信道包括扫描6GHz以下的频率信道。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,扫描信道包括扫描5.25GHz以上的频率信道。
18.如权利要求15所述的方法,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括在5.15GHz和5.25GHz之间进行发送。
19.如权利要求15所述的方法,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括在有线网络上将分组发送给接入点。
20.如权利要求15所述的方法,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括标识所述无线网络应移到的信道。
21.一种包括适于保存机器可访问指令的媒介的装置,所述指令在被访问时使得机器执行:
扫描频谱内的信道以检测信号;
存储描述所述信道中的信号的信息;以及
将动态频率选择信息提供给无线网络中的多个发送器。
22.如权利要求21所述的装置,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括在5.15GHz和5.25GHz之间进行发送。
23.如权利要求21所述的装置,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括在有线网络上将分组发送给接入点。
24.如权利要求21所述的装置,其特征在于,将动态频率选择信息提供给多个发送器包括标识所述无线网络应移到的信道。
25.一种电子系统,包括:
接收器,用于检测无线网络信号所使用的频谱内的雷达信号;
无线网络接口,用于将动态频率选择信息传送给无线网络中的至少一个发送器:以及
全向天线,它与所述无线网络接口耦合。
26.如权利要求25所述的电子系统,其特征在于,所述无线网络接口包括符合802.11的物理层。
27.如权利要求26所述的电子系统,其特征在于,所述无线网络接口在无雷达的信道中发送。
28.如权利要求26所述的电子系统,其特征在于,所述符合802.11的物理层能以5.15GHz和5.25GHz之间的频率进行发送。
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