CN1980081B - 射频变化检测和估计系统、无线网络设备和雷达检测设备 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括采样模块、计数器模块和频率特性模块。采样模块在第一预定时段和第一预定时段后的第二预定时段内对第一信道上的射频(RF)信号进行采样。当在第一和第二预定时段期间收集的采样反转极性时，计数器模块分别递增第一和第二计数。频率特性模块基于第一和第计数中的至少一个确定RF信号的频率，并基于第一和第二计数确定RF信号的频率变化。

Description

射频变化检测和估计系统、无线网络设备和雷达检测设备
技术领域
本公开文本涉及无线网络，更具体而言，涉及用于检测和测量无线信号中的频率变化的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景技术描述是为了一般性地表达公开文本的上下文。本发明的发明人的工作，不论是就本背景技术部分中描述的内容而言，还是就说明书中在提交申请时不能当作现有技术的方面而言，都不能被明确或暗示地认为是本公开文本的现有技术。
IEEE定义了若干种用于配置无线网络和设备的不同标准。例如，802.11、802.11(a)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(h)、802.11(n)、802.16和802.20。根据这些标准，无线网络设备可以工作在基础设施(infrastructure)模式或自组(ad-hoc)模式中。
在基础设施模式中，无线网络设备或客户端台站通过接入点彼此通信。在自组模式中，无线网络设备直接与彼此通信，而不采用接入点。术语客户端台站或移动台站可能不一定意味着无线网络设备实际是移动的。例如，并不处于移动中的桌面计算机可以包括无线网络设备，并且充当移动台站或客户端台站。
现在参考图1，图1示出了基础设施模式中的第一无线网络10。第一无线网络10包括一个或多个客户端台站12和一个或多个接入点(AP)14。客户端台站12和AP 14发送和接收无线信号16。AP 14是网络18中的节点。网络18可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)或另一种网络配置。网络18可以包括其他节点(如服务器20)，并且可以连接到分布式通信系统22(如因特网)。
现在参考图2，第二无线网络24工作在自组模式中。第二无线网络24包括多个发送和接收无线信号28的客户端台站26-1、26-2和26-3。客户端台站26-1、26-2和26-3共同形成LAN，并且直接与彼此通信。客户端台站26-1、26-2和26-3不一定连接到另一个网络。
为了最小化射频(RF)干扰，某些无线网络可以工作在5GHz频带。然而，管理5GHz频带的使用的规范要求在各个国家之间不同。某些国家将5GHz频带用于军用雷达通信。因此，工作在5GHz频带的无线网络一般采用动态频率选择(DFS)来避免与雷达通信相干扰。网络设备一般采用DFS来转移到5GHz频带的不同信道以避免与雷达通信相干扰。
在基础设施模式中，AP 14发送信标(beacon)来通知客户端台站12AP使用DFS。当客户端台站12在信道上检测到雷达时，客户端台站12通知AP 14。基于该信息，AP 14使用DFS来选择不与雷达相干扰的网络通信的最佳信道。
在自组模式中，一个客户端台站可被指定为DFS拥有者。DFS拥有者负责收集来自其他客户端台站的报告。如果自组网络中的任何台站检测到雷达，则DFS拥有者使用DFS来选择不与雷达相干扰的网络通信的最佳信道。例如，如果台站26-1是DFS拥有者，则其将会负责收集来自台站26-2和26-3的报告。如果任何台站26-1、26-2和26-3检测到雷达，则台站26-1将使用DFS来选择最佳信道并通知台站26-2和26-3切换到该信道。
发明内容
一种系统包括采样模块、计数器模块和频率特性模块。采样模块在第一预定时段和第一预定时段后的第二预定时段内对第一信道上的射频(RF)信号进行采样。当在第一和第二预定时段期间收集的采样反转极性时，计数器模块分别递增第一和第二计数。频率特性模块基于第一和第二计数中的至少一个确定RF信号的频率，并基于第一和第二计数确定RF信号的频率变化。第一和第二计数中的至少一个等于该频率。
在另一个特征中，频率特性模块比较第一和第二计数以确定频率变化。频率特性模块在第一和第二计数大致相等时确定RF信号是音调雷达(tone radar)。
在另一个特征中，采样模块在第二预定时段后的第三预定时段内对RF信号进行采样，并且当在第三预定时段期间收集的采样反转极性时，计数器模块递增第三计数。
在另一个特征中，该系统还包括导数模块，其确定第一和第二计数之间的第一差值以及第二和第三计数之间的第二差值。导数模块确定第一和第二差值之间的第三差值。当第一、第二和第三计数大于预定阈值时，导数模块确定第一和第二差值。
在另一个特征中，当第三差值小于预定阈值时，频率特性模块确定RF信号是线性调频雷达(chirp radar)。预定阈值大约为0。
在另一个特征中，当第三差值大约为0时，频率特性模块确定RF信号是线性调频雷达。
在另一个特征中，该系统还包括雷达模块，其基于频率变化确定RF信号是否是线性调频雷达和音调雷达之一。当频率变化是线性的时，雷达模块确定RF信号是线性调频雷达。当频率变化大约为0时，雷达模块确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该系统还包括动态频率选择(DFS)模块，其与雷达模块通信，并且在雷达模块确定RF信号是线性调频雷达和音调雷达之一时，选择与第一信道具有不同频率的第二信道。
在另一个特征中，当采样中的至少一个的绝对值小于预定阈值时，采样中的所述至少一个被不予考虑并从第一和第二计数中排除。
在另一个特征中，预定阈值大约为0.1。
在另一个特征中，第一和第二时段是相邻的。
在另一个特征中，第一、第二和第三时段是相邻的。
在另一个特征中，一种无线网络设备包括该系统。
在另一个特征中，一种雷达检测设备包括该系统。
在其他特征中，一种方法包括在第一预定时段和第一预定时段后的第二预定时段内对第一信道上的射频(RF)信号进行采样，当在第一和第二预定时段期间收集的采样反转极性时，分别递增第一和第二计数，基于第一和第二计数中的至少一个确定RF信号的频率，并基于第一和第二计数确定RF信号的频率变化。第一和第二计数中的至少一个等于该频率。
在另一个特征中，该方法还包括比较第一和第二计数以确定频率变化。该方法还包括在第一和第二计数大致相等时确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该方法还包括在第二预定时段后的第三预定时段内对RF信号进行采样，并且当在第三预定时段期间收集的采样反转极性时，递增第三计数。
在另一个特征中，该方法还包括确定第一和第二计数之间的第一差值以及第二和第三计数之间的第二差值。该方法还包括确定第一和第二差值之间的第三差值。
在另一个特征中，该方法还包括当第一、第二和第三计数大于预定阈值时，确定第一和第二差值。
在另一个特征中，该方法还包括当第三差值小于预定阈值时，确定RF信号是线性调频雷达。预定阈值大约为0。
在另一个特征中，该方法还包括当第三差值大约为0时，确定RF信号是线性调频雷达。
在另一个特征中，该方法还包括基于频率变化确定RF信号是否是线性调频雷达和音调雷达之一。该方法还包括当频率变化是线性的时，确定RF信号是线性调频雷达。该方法还包括当频率变化大约为0时，确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该方法还包括在RF信号是线性调频雷达和音调雷达之一时，选择与第一信道具有不同频率的第二信道。
在另一个特征中，该方法还包括当采样中的至少一个的绝对值小于预定阈值时，不予考虑采样中的所述至少一个并从第一和第二计数中排除采样中的所述至少一个。
在另一个特征中，预定阈值大约为0.1。
在另一个特征中，第一和第二时段是相邻的。
在另一个特征中，第一、第二和第三时段是相邻的。
在其他特征中，一种系统包括采样装置，其用于在第一预定时段和第一预定时段后的第二预定时段内对第一信道上的射频(RF)信号进行采样。该系统包括计数器装置，其用于当在第一和第二预定时段期间收集的采样反转极性时，分别递增第一和第二计数。该系统还包括频率特性装置，其用于基于第一和第二计数中的至少一个确定RF信号的频率，并基于第一和第二计数确定RF信号的频率变化。第一和第二计数中的至少一个等于该频率。
在另一个特征中，频率特性装置比较第一和第二计数以确定频率变化。频率特性装置在第一和第二计数大致相等时确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，采样装置在第二预定时段后的第三预定时段内对RF信号进行采样，并且当在第三预定时段期间收集的采样反转极性时，计数器装置递增第三计数。
在另一个特征中，该系统还包括导数装置，其用于确定第一和第二计数之间的第一差值以及第二和第三计数之间的第二差值。导数装置确定第一和第二差值之间的第三差值。当第一、第二和第三计数大于预定阈值时，导数装置确定第一和第二差值。
在另一个特征中，当第三差值小于预定阈值时，频率特性装置确定RF信号是线性调频雷达。预定阈值大约为0。
在另一个特征中，当第三差值大约为0时，频率特性装置确定RF信号是线性调频雷达。
在另一个特征中，该系统还包括雷达装置，其用于基于频率变化确定RF信号是否是线性调频雷达和音调雷达之一。当频率变化是线性的时，雷达装置确定RF信号是线性调频雷达。当频率变化大约为0时，雷达装置确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该系统还包括动态频率选择(DFS)装置，其用于与雷达装置通信，并且在雷达装置确定RF信号是线性调频雷达和音调雷达之一时，选择与第一信道具有不同频率的第二信道。
在另一个特征中，当采样中的至少一个的绝对值小于预定阈值时，采样中的所述至少一个被不予考虑并从第一和第二计数中排除。
在另一个特征中，预定阈值大约为0.1。
在另一个特征中，第一和第二时段是相邻的。
在另一个特征中，第一、第二和第三时段是相邻的。
在另一个特征中，一种无线网络设备包括该系统。
在另一个特征中，一种雷达检测设备包括该系统。
在其他特征中，一种由处理器执行的计算机程序包括在第一预定时段和第一预定时段后的第二预定时段内对第一信道上的射频(RF)信号进行采样，当在第一和第二预定时段期间收集的采样反转极性时，分别递增第一和第二计数，基于第一和第二计数中的至少一个确定RF信号的频率，并基于第一和第二计数确定RF信号的频率变化。第一和第二计数中的至少一个等于该频率。
在另一个特征中，该计算机程序还包括比较第一和第二计数以确定频率变化。该计算机程序还包括在第一和第二计数大致相等时确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该计算机程序还包括在第二预定时段后的第三预定时段内对RF信号进行采样，并且当在第三预定时段期间收集的采样反转极性时，递增第三计数。
在另一个特征中，该计算机程序还包括确定第一和第二计数之间的第一差值以及第二和第三计数之间的第二差值。该计算机程序还包括确定第一和第二差值之间的第三差值。
在另一个特征中，该计算机程序还包括当第一、第二和第三计数大于预定阈值时，确定第一和第二差值。
在另一个特征中，该计算机程序还包括当第三差值小于预定阈值时，确定RF信号是线性调频雷达。预定阈值大约为0。
在另一个特征中，该计算机程序还包括当第三差值大约为0时，确定RF信号是线性调频雷达。
在另一个特征中，该计算机程序还包括基于频率变化确定RF信号是否是线性调频雷达和音调雷达之一。该计算机程序还包括当频率变化是线性的时，确定RF信号是线性调频雷达。该计算机程序还包括当频率变化大约为0时，确定RF信号是音调雷达。
在另一个特征中，该计算机程序还包括在RF信号是线性调频雷达和音调雷达之一时，选择与第一信道具有不同频率的第二信道。
在另一个特征中，该计算机程序还包括当采样中的至少一个的绝对值小于预定阈值时，不予考虑采样中的所述至少一个并从第一和第二计数中排除采样中的所述至少一个。
在另一个特征中，预定阈值大约为0.1。
在另一个特征中，第一和第二时段是相邻的。
在另一个特征中，第一、第二和第三时段是相邻的。
在其他特征中，上述系统和方法由被一个或多个处理器执行的计算机程序实现。该计算机程序可以驻留在计算机可读介质上，计算机可读介质例如但不限于存储器、非易失性数据存储装置和/或其他合适的有形存储介质。
本公开文本的其他应用领域将从下面提供的详细描述中变清楚。应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了本公开文本的优选实施例，但只是出于示例目的，而不是要限制公开文本的范围。
附图说明
将从详细描述和附图中将更全面地理解本公开文本，在附图中：
图1是根据现有技术的工作在基础设施模式中的无线网络的功能框图；
图2是根据现有技术的工作在自组模式中的无线网络的功能框图；
图3是根据本公开文本的用于在无线网络中检测雷达和执行DFS的示例性系统的功能框图；
图4列出了可用于检测雷达和执行DFS的各种示例性短脉冲雷达信号的参数；
图5A示出了AGC增益对跟有无线数据分组的线性调频(chirp)雷达脉冲的示例性响应；
图5B示出了当自动增益控制(AGC)关断时由模数转换器(ADC)接收到的线性调频雷达脉冲和无线数据分组的示例性采样；
图6A示出了AGC增益对跟有无线数据分组的三个雷达脉冲的突发的示例性响应；
图6B示出了响应于雷达脉冲AGC增益的示例性减小和增大；
图7示出了用于测量雷达脉冲的频率的示例性方法；
图8是示出了基带信号相对于时间的数据采样的图；
图9是图3中所示的系统的频率模块的示例性功能框图；
图10是图9的频率模块的频率特性模块的示例性功能框图；
图11是当线性调频雷达脉冲的中心位于频率测量设备的中心频率处时，bin中过零的数目与bin的数目的函数关系的图；
图12是当线性调频雷达脉冲的中心不在频率测量设备的中心频率处时，bin中过零的数目与bin的数目的函数关系的图；
图13是示出了图3的频率模块所采取的示例性步骤的流程图；
图14是示出了图9的频率特性模块所采取的示例性步骤的流程图；
图15A是高清晰度电视的功能框图；
图15B是蜂窝电话的功能框图；
图15C是机顶盒的功能框图；以及
图15D是媒体播放器的功能框图。
具体实施方式
下面的描述仅仅是示例性的，并不是要以任何方式限制本公开文本、其应用或使用。为了清楚，图中相同的标号用于标识类似的元件。这里所用的术语模块、电路和/或设备指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或处理器组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的组件。这里所用的短语A、B和C中的至少一个应当被解释为指利用非排他性逻辑or的逻辑(A or B or C)。应当理解，一种方法内的步骤可以按不同顺序执行，而不改变本公开文本的原理。
动态频率选择(DFS)一般用于避免雷达信号和工作在5GHz频带的无线网络通信系统之间的干扰。更具体而言，DFS用于从5.25-5.35GHz和5.47-5.725GHz频率范围内的多个非重叠信道中选择用于无线网络通信的无雷达(radar-free)的信道。
现在参考图3，用于雷达检测和DFS的系统40可以包括自动增益控制(AGC)模块42、雷达模块44、干净信道评估(CCA)模块46、模数转换器(ADC)模块48、滤波器模块50和动态频率选择(DFS)模块52。
AGC模块42将无线电信号强度指示符(RSSI)测量结果提供给雷达模块44。基于RSSI，雷达模块44确定射频(RF)信号是否强于预定阈值DFSth，如-64dBm。CCA模块46区分合法无线数据分组与其他信号，并在RF信号不是合法无线数据分组时激活雷达模块44。雷达模块44测量RF信号的参数，如脉冲宽度、频率、频率变化等。更具体而言，雷达模块44可以包括测量RF信号的频率和频率变化的频率模块53。DFS模块52可以将雷达模块44测得的参数与已知类型的雷达信号的一组参数相比较。如果RF信号是已知类型的雷达信号，则系统40切换到不同的信道。
系统40可以实现在诸如接入点或客户端台站之类的无线网络设备54中。无线网络设备54一般包括RF收发器模块56、基带处理器(BBP)模块58和媒体访问控制器(MAC)模块(或控制模块)60。
RF收发器56接收RF信号。BBP模块58对RF信号进行解调、数字化并滤波。BBP模块58可以包括AGC模块42、ADC模块48和滤波器模块50。控制模块60可以包括雷达模块44、CCA模块46和DFS模块52。
在某些实现方式中，雷达模块44、CCA模块46和DFS模块52可以实现在无线网络设备54的BBP模块58中。在其他实现方式中，这些模块中的至少一个可以通过固件和/或软件实现。尽管为了说明目的分离示出，但是图3所示的模块中的至少一个可以利用单个模块实现。
另外，系统40可以实现在可用于检测雷达的任何其他设备和/或系统中。尽管公开文本说明了系统40是如何可用于检测线性调频雷达的，但是本领域技术人员可以使用系统40来检测和测量除了雷达之外的其他信号的频率变化。
雷达信号一般可以划分为三类：短脉冲雷达信号、长脉冲或线性调频雷达信号和跳频雷达信号。图4中的表列出了四个示例性短脉冲雷达信号的采样参数。在线性调频雷达信号中，载波频率在雷达脉冲内线性变化。例如，典型的线性调频雷达信号可以具有50-100μS的脉冲宽度(PW)、1-2mS的脉冲重复间隔(PRI)和5-20MHz的线性调频宽度。典型的跳频雷达信号可以具有1μS的PW、333μS的PRI和每跳9个脉冲。在实际应用中使用的雷达信号的参数值可以变化。
现在参考图5A-6B，示出了AGC增益对不同类型雷达信号的响应。图5A示出了AGC增益对跟有无线数据分组的线性调频雷达脉冲的响应。图5B示出了当AGC关断时由ADC模块48接收的线性调频雷达脉冲74和无线数据分组72的示例性采样。图5B还示出了与线性调频雷达的变化频率相对应的，当AGC关断时输入到ADC模块48中的信号的变化73。图6A示出了AGC增益对跟有无线数据分组的三个雷达脉冲的突发的响应。图6B详细示出了响应于雷达脉冲AGC增益的减小78和增大80。
当RF收发器56接收到RF信号时，AGC模块42的增益一般减小到某一小于正常值的值。在一段时间之后，AGC模块42的增益可以返回到正常值。AGC模块42的增益返回到正常值所花的时间取决于RF信号的各种参数，如信号强度、脉冲宽度、频率等等。AGC模块42使用无线电信号强度指示符(RSSI)来将RF信号的强度传输到雷达模块44。如果RSSI超过阈值DFSth(如-64dBm)，则雷达模块44可以执行雷达检测。
CCA模块46可以确定RF信号是否是合法无线数据分组。合法无线数据分组中的前导包括标准序列。CCA模块46对前导中的序列执行相关，以确定RF信号是否是合法无线数据分组。当RF信号不是合法无线数据分组时，CCA模块46使用CCA信号来激活雷达模块44。从而，CCA模块46可以防止雷达模块44的错误触发。更具体而言，当RF信号是合法无线数据分组时，CCA模块46可以防止雷达模块44执行雷达检测和DFS。另外，CCA模块46可以防止雷达模块44被蓝牙干扰(jammer)错误触发。
ADC模块48将RF信号从模拟转换为数字格式。当不再接收到RF信号时，ADC的输出减小到较低值。雷达模块44监视ADC模块48的输出。当ADC模块48的输出减小到低于预定阈值并且保持低于预定阈值一段时间时，雷达模块44检测ADC欠运行(under-run)条件。ADC欠运行条件指示RF信号的脉冲结束。雷达模块44基于ADC欠运行条件确定RF信号的特性，如脉冲宽度(PW)、频率、频率变化等。
滤波器模块50一般包括对ADC模块48的输出进行滤波的低通滤波器。雷达模块44基于滤波器模块50的输出确定RF信号是单音调(tone)雷达还是线性调频雷达。更具体而言，频率模块53确定RF信号的频率和频率变化。频率模块53基于频率变化确定RF信号的特性。RF信号的特性可用于确定RF信号是单音调雷达还是线性调频雷达。
雷达模块44确定RF信号的参数，如脉冲宽度、频率、频率特性(例如，线性调频频率、单音调频率等)和脉冲重复间隔(PRI)。DFS模块52将由雷达模块44确定的参数与图4的表中所示的示例性参数相比较，以确定RF信号是否是已知类型的雷达信号。
当RF信号的信号强度超过DFSth并且CCA模块46指示RF信号不是合法无线数据分组时，雷达模块44测量RF的每一脉冲的脉冲宽度。更具体而言，雷达模块44基于由AGC模块42生成的RSSI信号来确定脉冲的开始。当AGC增益与-64dBm阈值交叉时，RSSI信号指示脉冲的开始。脉冲的结束由在每一脉冲结束处由雷达模块44检测到的ADC欠运行条件指示。雷达模块44通过对脉冲的开始时间和脉冲的结束时间之间的差计数，来计算脉冲的脉冲宽度。
另外，在于脉冲结束时接收到ADC欠运行信号之后，雷达模块44生成信号以将AGC模块42的增益重置为正常值。除非重置，否则AGC模块42的增益可能花费更长的时间来返回到正常值，并且在该时间段期间传入的数据可能丢失。
现在参考图7，频率模块53测量RF信号的频率以确定信号的特性。如前所述，这些特性可用于确定RF信号是单音调雷达信号还是线性调频雷达信号。频率模块53将基带信号划分为等时段的bin(箱)。每个bin的时段与频率测量的分辨率成正比。在某些实现方式中，当AGC模块42的增益减小到低于预定阈值DFSth(一般是-64dBm)时，频率模块53可以确定RF信号的频率。
频率模块53确定每个bin的RF信号的频率。更具体而言，频率模块53对每个bin的过零(zero-crossing)计数以确定频率。通过对过零的数目计数，频率模块53可以采用比使用傅立叶变换(例如，DFT、FFT)的更复杂的方法更少的资源。
现在参考图8，图8示出了基带信号相对于时间的数据采样。由于RF信号中的噪声，被采样的数据可能具有多个过零，如同那些一般在86和88处示出的那样。然而，基带信号可能只有两个真实的过零，如图8中所示。因此，频率模块53只对绝对值(ABS)大于预定ABS阈值的数据采样的过零计数。通过对绝对值大于ABS阈值的数据采样计数，对于图8中所示的基带信号，频率模块53可以计数出两个过零而不是十个过零。在某些实现方式中，ABS阈值可以是0.1，尽管也可以使用其他阈值。
现在参考图9，图9示出了频率模块53的示例性实现方式。频率模块53可以包括采样模块100、ABS模块102、极性比较器104、计数器106、定时器108、时钟110、存储器112和频率特性模块114。
采样模块100可以与ADC模块48、ABS模块102和定时器108通信。极性比较器104可以与ABS模块102、计数器106和存储器112通信。计数器106可以与定时器108和存储器112通信。时钟110可以与定时器108通信。
时钟110可以周期性地将定时器108设为从预定时间开始递减计数(count down)。该预定时间可以与bin的时段相对应。在定时器108递减计数的同时，采样模块100可以收集来自ADC模块48的数据采样。ABS模块102可以接收来自采样模块100的采样，并丢弃那些绝对值小于ABS阈值的采样。极性比较器104将剩余的采样与存储在存储器112中的先前采样相比较。如果先前采样的极性与该采样的极性相反，则发生了过零。当发生过零时，极性比较器104指导计数器106递增总计数，并将采样存储在存储器112中。当定时器108期满时，计数器106将总计数存储在存储器112中。在预定时间期间采样的总计数一般对应于每个bin的RF信号的频率。
频率特性模块114可以与存储器112通信，并确定存储在存储器112中的总计数(或频率)的频率特性。更具体而言，频率特性模块114比较每个bin的频率，并确定频率是否根据预定模式变化。例如，如果频率根据线性模式变化，则RF信号可能是线性调频雷达。如果对于每个bin频率基本是相同的，则RF信号可能是音调雷达。
现在参考图10，图10示出了频率特性模块114的示例性实现方式。频率特性模块114可以包括音调模块150和线性调频模块152。音调模块150可以确定RF信号是否是音调雷达，线性调频模块152可以确定RF信号是否是线性调频雷达。尽管该示例只包括音调和线性调频模块150、152，但是也可以包括其他模块以确定RF信号的其他频率变化特性。
音调模块150可以包括音调比较器154。音调比较器154可以比较存储在存储器112中的每个bin的频率。如果这些频率基本相同，则音调比较器154可以确定RF信号是音调。为了确定频率是否基本相同，音调比较器154还可以将每个bin的变化与音调阈值相比较。
线性调频模块152确定RF信号的频率是否线性变化，在这种情况下RF信号可能是线性调频雷达。图11示出了均匀分布的过零，其中线性调频雷达的脉冲的中心位于接收线性调频雷达信号的启用DFS的设备的中心频率处。线性调频雷达可以包括由180总地表示的下线性调频(down-chirp)和由182总地表示的上线性调频(up-chirp)。由于下线性调频和上线性调频在本质上是线性的，因此当模式是线性的时，线性调频模块152可以确定RF信号是线性调频雷达。
图12示出了非均匀分布的过零，其中线性调频雷达的脉冲的中心不在接收雷达信号的启用DFS的设备的中心频率处。如同图11中一样，其中心不在中心频率处的线性调频雷达在本质上也是线性的。RF信号的下线性调频由184总地表示，上线性调频由186总地表示。
再参考图10，线性调频模块152可以包括高通模块156、线性调频比较器158和导数模块160。具有低频率的bin可能对随机噪声敏感，并且在确定频率特性时被排除。因此，高通模块156可用于在确定频率变化时从考虑范围中去除频率小于频率阈值的bin。
导数模块160可以近似存储在存储器112中的每个bin的频率的一阶导数(first derivative)和二阶导数(second derivative)。二阶导数可用于确定频率变化是否是线性的。更具体而言，如果二阶导数大约为0，则频率变化是线性的。如果频率变化是线性的，则由于线性调频雷达的线性特性，线性调频模块152可以确定RF信号是线性调频雷达。
为了确定频率的一阶和二阶导数，导数模块160可以使用差分方程。一阶导数可以利用下面的方程确定：
di＝|zi-zi+1|
其中di是一阶导数，zi是当前bin的频率，zi+1是下一bin的频率。二阶导数可以利用下面的方程确定：
s＝|di-di+1|
其中s是二阶导数，di是当前bin中的频率的一阶导数，di+1是下一bin中的频率的一阶导数。
线性调频比较器158确定二阶导数是否大约为0。更具体而言，线性调频比较器158可以将频率的二阶导数与略大于0的线性调频阈值相比较。如果二阶导数小于线性调频阈值，则二阶导数约为0。如果二阶导数大约为0，则线性调频模块150可以确定RF信号是线性调频雷达。
现在参考图13，频率模块53确定RF信号的频率所采取的示例性步骤由200总地表示。过程开始于步骤202，此时RF收发器56接收到RF信号。在步骤203中，时钟110将定时器108设为从预定时间开始递减计数。在步骤204中，计数器106被初始化为0。在步骤206中，采样模块110收集来自ADC模块48的数据采样。
在步骤208中，ABS模块102确定采样的绝对值。在步骤210中，ABS模块102确定采样的绝对值是否大于ABS阈值。如果采样的绝对值大于ABS阈值，则在步骤212中，极性比较器104确定采样的极性是否已经转变。如果采样的极性已经转变，则在步骤214中计数器106递增。在步骤216中，频率模块53确定定时器108是否已期满。如果定时器108已期满，则在步骤218中计数器106已递增到的值被存储在存储器112中，并且过程在步骤220中结束。如果定时器108还未期满，则过程返回到步骤206。
如果在步骤210中ABS模块102确定采样的绝对值不大于ABS阈值，则在步骤222中ABS模块102丢弃采样。在步骤216中，频率模块53确定定时器108是否已期满。如果定时器108已期满，则在步骤218中计数器106已递增到的值被存储在存储器112中，并且过程在步骤220中结束。如果定时器108还未期满，则过程返回到步骤206。
如果在步骤212中极性比较器104确定采样的极性还未转变，则在步骤216中，频率模块53确定定时器108是否已期满。如果定时器108已期满，则在步骤218中计数器106已递增到的值被存储在存储器112中，并且过程在步骤220中结束。如果定时器108还未期满，则过程返回到步骤206。
现在参考图14，频率特性模块114确定存储在存储器中的频率是否根据特定模式变化所采取的示例性步骤由250总地表示。过程开始于步骤252。在步骤253中，频率特性模块114从存储器112中读取bin的频率。在步骤254中，音调比较器154确定每个bin的频率是否基本相同。更具体而言，音调比较器154将从存储器112中读取的频率与先前从存储器中读取的频率相比较。如果每个bin的频率基本相同，则在步骤256中音调模块150可以确定RF信号是音调雷达，并且过程在步骤258中结束。
如果在步骤254中音调比较器154确定每个bin的频率并不基本相同，则在步骤260中频率比较器156确定频率是否大于频率阈值。如果频率不大于频率阈值，则在步骤262中频率特性模块114确定在存储器112中是否有更多bin。如果在存储器112中有更多bin，则在步骤253中频率模块114读取存储在存储器112中的下一bin的频率。
如果频率比较器156确定频率大于频率阈值，则导数模块160在步骤264中确定一阶导数，在步骤266中确定二阶导数。在步骤268中，线性调频比较器158确定二阶导数是否小于线性调频阈值。如果二阶导数小于线性调频阈值，则在步骤270中线性调频模块152确定RF信号是线性调频雷达，并且过程在步骤258中结束。如果二阶导数不小于线性调频阈值，则过程在步骤258中结束。
现在参考图15A-15D，图15A-15D示出了系统40的各种示例性实现方式。现在参考图15A，系统40可以实现在高清晰度电视(HDTV)420的信号处理和/或控制电路422中。HDTV 420接收有线或无线格式的HDTV输入信号，并生成用于显示器426的HDTV输出信号。在某些实现方式中，信号处理电路和/或控制电路422和/或HDTV 420的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行可能需要的任何其他类型的HDTV处理。
HDTV 420可以与海量数据存储装置427通信，海量数据存储装置427在诸如光和/或磁存储设备之类的设备中以非易失性方式存储数据。这些设备例如可以包括硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是miniHDD，其包括直径小于约1.8″的一个或多个盘片(platter)。HDTV 420可以连接到存储器428，如RAM、ROM、低延迟非易失性存储器(如闪存)和/或其他合适的电子数据存储装置。HDTV 420还可以经由WLAN网络接口429支持与WLAN的连接。
现在参考图15B，系统40可以实现在蜂窝电话450的信号处理和/或控制电路452中，蜂窝电话450可以包括蜂窝天线451。在某些实现方式中，蜂窝电话450包括麦克风456、音频输出458(如扬声器和/或音频输出孔)、显示器460和/或输入设备462(如键盘、指示设备、语音致动和/或其他输入设备)。信号处理和/或控制电路452和/或蜂窝电话450中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其他蜂窝电话功能。
蜂窝电话450可以与海量数据存储装置464通信，海量数据存储装置464在诸如光和/或磁存储设备之类的设备中以非易失性方式存储数据。这些设备例如可以包括硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是miniHDD，其包括直径小于约1.8″的一个或多个盘片。蜂窝电话450可以连接到存储器466，如RAM、ROM、低延迟非易失性存储器(如闪存)和/或其他合适的电子数据存储装置。蜂窝电话450还可以经由WLAN网络接口468支持与WLAN的连接。
现在参考图15C，系统40可以实现在机顶盒480的信号处理和/或控制电路484中。机顶盒480从诸如宽带源之类的源接收信号，并输出适合于显示器488的标准和/或高清晰度音频/视频信号，显示器488例如是电视和/或监视器和/或其他视频和/或音频输出设备。信号处理和/或控制电路484和/或机顶盒480的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他机顶盒功能。
机顶盒480可以与海量数据存储装置490通信，海量数据存储装置490以非易失性方式存储数据。海量数据存储装置490可以包括光和/或磁存储设备，如硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是mini HDD，其包括直径小于约1.8″的一个或多个盘片。机顶盒480可以连接到存储器494，如RAM、ROM、低延迟非易失性存储器(如闪存)和/或其他合适的电子数据存储装置。机顶盒480还可以经由WLAN网络接口496支持与WLAN的连接。
现在参考图15D，系统40可以实现在媒体播放器500的信号处理和/或控制电路504中。在某些实现方式中，媒体播放器500包括显示器507和/或用户输入508，如键盘、触摸垫等。在某些实现方式中，媒体播放器500可以采用经由显示器507和/或用户输入508的图形用户界面(GUI)，其一般采用菜单、下拉式菜单、图标和/或指向-点击界面。媒体播放器500还可以包括音频输出509，如扬声器和/或音频输出孔。信号处理和/或控制电路504和/或媒体播放器500的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他媒体播放器功能。
媒体播放器500可以与海量数据存储装置510通信，海量数据存储装置510以非易失性方式存储数据，如经压缩的音频和/或视频内容。在某些实现方式中，经压缩的音频文件包括遵从MP3格式和/或其他合适的经压缩音频和/或视频格式的文件。海量数据存储装置可以包括光和/或磁存储设备，如硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是mini HDD，其包括直径小于约1.8″的一个或多个盘片。媒体播放器500可以连接到存储器514，如RAM、ROM、低延迟非易失性存储器(如闪存)和/或其他合适的电子数据存储装置。媒体播放器500还可以经由WLAN网络接口516支持与WLAN的连接。除了上述内容以外，其他实现方式也在预期范围内。
本领域技术人员从前述描述可以意识到，本公开文本的宽广教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开文本包括特定示例，但是本公开文本的真实范围不应当局限于此，因为本领域技术人员在研究附图、说明书和权利要求后，将清楚其他的修改。
本申请要求2005年12月9日提交的美国临时申请No.60/749,222的优先权。上述申请的公开文本通过引用被全部结合于此。

Claims (17)

1.一种用于检测和估计射频变化和检测雷达的系统，包括：
采样模块，该采样模块在第一预定时段、所述第一预定时段后的第二预定时段和所述第二预定时段后的第三预定时段内对第一信道上的射频信号进行采样；
计数器模块，该计数器模块当在所述第一预定时段、第二预定时段和第三预定时段期间收集的所述采样反转极性时，分别递增第一计数、第二计数和第三计数；
导数模块，该导数模块确定所述第一计数和第二计数之间的第一差值、所述第二计数和第三计数之间的第二差值、以及所述第一差值和第二差值之间的第三差值；以及
频率特性模块，该频率特性模块基于所述第一计数和第二计数中的至少一个确定所述射频信号的频率，基于所述第一计数和第二计数确定所述射频信号的频率变化，并且在所述第三差值小于预定阈值时确定所述射频信号是线性调频雷达。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一计数和第二计数中的至少一个等于所述频率。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述频率特性模块比较所述第一计数和第二计数以确定所述频率变化。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述频率特性模块在所述第一计数和第二计数大致相等时确定所述射频信号是音调雷达。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定阈值是第一预定阈值，并且当所述第一计数、第二计数和第三计数大于第二预定阈值时，所述导数模块确定所述第一差值和第二差值。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述预定阈值大约为0。
7.如权利要求1所述的系统，其中当所述第三差值大约为0时，所述频率特性模块确定所述射频信号是线性调频雷达。
8.如权利要求1所述的系统，还包括雷达模块，该雷达模块基于所述频率变化确定所述射频信号是否是线性调频雷达和音调雷达之一。
9.如权利要求8所述的系统，其中当所述频率变化是线性的时，所述雷达模块确定所述射频信号是线性调频雷达。
10.如权利要求8所述的系统，其中当所述频率变化大约为0时，所述雷达模块确定所述射频信号是音调雷达。
11.如权利要求8所述的系统，还包括动态频率选择(DFS)模块，该动态频率选择模块与所述雷达模块通信，并且在所述雷达模块确定所述射频信号是线性调频雷达和音调雷达之一时，选择与所述第一信道具有不同频率的第二信道。
12.如权利要求1所述的系统，其中当所述采样中的至少一个的绝对值小于预定的绝对值阈值时，所述采样中的所述至少一个被不予考虑并从所述第一计数和第二计数中排除。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述预定的绝对值阈值为0.1。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述第一预定时段和所述第二预定时段是相邻的。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述第一预定时段、所述第二预定时段和所述第三预定时段是相邻的。
16.一种无线网络设备，包括如权利要求1所述的系统。
17.一种雷达检测设备，包括如权利要求1所述的系统。
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