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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen drahtlose Kommunikation und genauer das Verringern von Interferenz bei drahtloser Kommunikation. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lenken eines Signalspektrums.
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Hintergrund
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Viele Rechenplattformen umfassen die Möglichkeit der drahtlosen Kommunikation. Zum Beispiel umfassen viele Desktop-Computer, Laptop-Computer, tragbare Geräte und andere Rechenplattformen die Möglichkeit der drahtlosen Kommunikation. Mit dem Fortschritt bei Herstellungsprozessen und digitalen Architekturen hat sich die Güte drahtloser Empfänger wesentlich verbessert. Zum Beispiel nähert sich bei vielen drahtlosen Empfängern die Empfindlichkeit des Empfängers dem Boden des thermischen Rauschens.
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Die
US 2003/0198 307 A1 offenbart eine dynamische Taktsteuerung, um Funkstörungen zu reduzieren. Ein Steuermodul passt ein Taktmodul durch Herausschieben von Taktsignalharmonischen aus ausgewählten Frequenzbereichen an. Ferner ergibt sich daraus ein Anpassen des Taktsignals an eine andere, von Null verschiedene Taktrate, die HF-Interferenz in dem identifizierten Frequenzbereich reduziert. Zur Reduzierung von Interferenz wird nur eine Taktfrequenz oder gewünschte Taktrate zu einem Zeitpunkt ausgewählt.
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Die
US 2003/0100280 A1 lehrt einen Mikroprozessortaktgeber, der einen Prozessor mit unterschiedlichen Taktfrequenzen versorgen kann, um eine Störung eines Transceivers zu reduzieren. Zur Vermeidung von Interferenz in einem gegenwärtigen drahtlosen „Durchlassbereich” wird nur eine Taktfrequenz ausgewählt, Wenn sich der Durchlassbereich ändert, dann wird eine andere Taktfrequenz ausgewählt und der Takt modifiziert. Die Durchlassbereichsänderung erfolgt im Zusammenhang mit dem Wechseln von Betriebsarten eines Telefons. Insbesondere ergibt sich aus vorgenannter Druckschrift ein Modifizieren der Taktfrequenz basierend auf dem Modus, Anpassen der Taktfrequenz, so dass eine Harmonische nicht ein gegenwärtiges Durchlassband stört und Wechseln einer Taktfrequenz von einer ersten Frequenz zu einer zweiten Frequenz, wenn ein Transceiver von einem ersten Durchlassbereich zu einem zweiten Durchlassbereich wechselt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Schaubild einer Rechenplattform mit der Möglichkeit zur drahtlosen Kommunikation;
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2 zeigt Rauschleistung, die bei einem Notebook-Computer gemessen worden ist;
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3 zeigt die Kanalrauschleistung in dem Band von 2.4–2.5 GHz;
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4 zeigt eine Auftragung eines drahtlosen Spektrums und Harmonischer von Zwei-Punkt-Taktsprungsfrequenzen;
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5 zeigt die Auftragung einer spektralen Dichte für PCI Express Signale;
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6 zeigt die Rauschleistung eines drahtlosen Kanals für zwei Datengeschwindigkeiten einer seriellen Verbindung;
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7 zeigt eine Auftragung der Rauschleistung, zu der eine serielle Verbindung beiträgt worden ist, wenn eine unterschiedliche Datengeschwindigkeit für die serielle Verbindung für jeden der drahtlosen Kanäle in dem ISM-Band ausgewählt wird;
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8 zeigt eine Auftragung der Rauschleistung, zu der eine serielle Verbindung beiträgt, wenn eine unterschiedliche Datengeschwindigkeit der seriellen Verbindung für jede Gruppe drahtloser Kanäle in dem ISM-Band ausgewählt wird;
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9 zeigt ein Systemschaubild gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
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10 zeigt ein Schaubild einer integrierten Schaltung; und
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In der folgenden genauen Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die veranschaulichend bestimmte Ausführungsformen zeigen, mit denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen sind in ausreichenden Einzelheiten beschrieben, um es den Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität in den verschiedenen Ansichten.
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1 zeigt ein Schaubild einer Rechenplattform mit der Möglichkeit zur drahtlosen Kommunikation. Die Rechenplattform 100 umfaßt eine Antenne 110, eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC – Network Interface Card) 120, einen Grafikcontroller 130, eine Anzeige 150, einen Eingangs/Ausgangs(I/O – Input/Output)-Controller 140 mit einer seriellen Verbindung 142 und einen Klienten 160 für die serielle Verbindung. Die Rechenplattform 100 kann irgendein Typ einer Rechenplattform mit der Möglichkeit zur drahtlosen Kommunikation sein. Zum Beispiel kann die Rechenplattform 100 ein Desktop-Computer, ein Laptop-Computer, ein Mobiltelefon, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA – Personal Digital Assistant) oder irgendein anderer Typ eines Gerätes mit der Möglichkeit zur drahtlosen Kommunikation sein.
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Bei manchen Ausführungsformen kann die Rechenplattform 100 in Übereinstimmung mit oder in teilweiser Übereinstimmung mit einem Standard für ein drahtloses Nahbereichsnetzwerk (WLAN – Wireless Local Area Network), einem Standard für ein Fernbereichsnetzwerk (WWAN – Wireless Wide Area Network) oder einem anderen Standard arbeiten. Zum Beispiel kann die Rechenplattform 100 in Übereinstimmung mit einem Standard so wie dem IEEE Std. 802.11, Ausgabe 1999, arbeiten, obwohl dies keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung ist. Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck „802.11” auf einen Standard IEEE 802.11 aus der Vergangenheit und in der Gegenwart, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die Ausgabe 1999. Auch kann zum Beispiel die Rechenplattform 100 in Übereinstimmung mit anderen Standards arbeiten, so wie dem IEEE 802.15, 802.15, 802.20 oder anderen. Weiter arbeitet bei manchen Ausführungsformen die Rechenplattform 100 nicht in Übereinstimmung mit einem Standard.
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Die Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) 120 sorgt für die Drahtlosverbindung für die Rechenplattform 100. Zum Beispiel kann die NIC 120 Daten auf einem drahtlosen Netzwerk senden und empfangen, indem die Antenne 110 verwendet wird. Drahtlose Kommunikation kann in jedwedem Frequenzband/jedweden Frequenzbändern stattfinden. Zum Beispiel kann die Kommunikation in Bändern mit 800, 900, 1800 oder 1900 MHz oder in Bändern mit 2.4–2.5 oder 5.15–5.8 GHz stattfinden. Ein Prozessor (nicht gezeigt) oder ein anderes Untersystem (nicht gezeigt) in der Rechenplattform 100 kann mit der NIC 120 kommunizieren, um die drahtlose Kommunikation zu bewirken.
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Wie in 1 gezeigt, benutzt bei manchen Ausführungsformen die Rechenplattform 100 eine NIC für die Drahtlosverbindung. Dies kann einer Karte entsprechen, die in einen Kartenschacht in der Rechenplattform 100 eingesetzt ist, oder ein Peripheriegerät, das durch eine andere Schnittstelle angekoppelt ist, so wie einen universellen seriellen Bus (USB – Universal Serial Bus). Bei manchen Ausführungsformen kann die Rechenplattform 100 die Fähigkeit zur drahtlosen Kommunikation ohne die NIC 120 haben. Zum Beispiel kann die Rechenplattform 100 ein Notebook-Computer sein, der einen Chipsatz mit eingebauter Möglichkeit zur Drahtlosverbindung hat. Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht durch den Ort oder den Typ des Mechanismus beschränkt, der für die Fähigkeit zur drahtlosen Kommunikation sorgt.
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Ein Grafikcontroller 130 kommuniziert mit einer Anzeige 150, um Daten anzuzeigen, die für einen Nutzer der Rechenplattform 100 nützlich sein können. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die Anzeige 150 eine Anzeige in einem Laptop-Computer sein, und der Grafikcontroller 130 kann die Anzeige der Information für ein Mobiltelefon steuern. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Typ der Daten beschränkt, der von dem Grafikcontroller 130 angezeigt wird. Die Anzeige 150 kann irgendein Typ einer Anzeige sein. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die Anzeige 150 eine Flüssigkristallanzeige (LCD – Liquid Crystal Display) sein, die von dem Grafikcontroller 130 gesteuert wird.
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Bei manchen Ausführungsformen kann der Grafikcontroller 130 die Quelle einen Pixeltakt oder einen „Punkttakt (dot clock)” sein, den er an die Anzeige 150 schickt. Zum Beispiel kann ein Punkttakt zur Verfügung gestellt werden, der eine Frequenz hat, die im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit ist, mit der Pixel auf der Anzeige 150 angezeigt werden. Der Punkttakt kann drahtlose Kommunikation stören. Zum Beispiel können Harmonische des Punkttaktes im Spektrum erscheinen, das von der NIC 120 verwendet wird. Um Interferenz zu verringern, kann der Grafikcontroller 140 für einen Punkttakt sorgen, der zwischen zwei oder mehr Frequenzen springt oder verschwenkt. Die Frequenzen, die für den Punkttakt verwendet werden, können wenigstens teilweise basierend auf der gegenwärtigen Frequenz oder dem „Kanal”, der von der NIC 120 verwendet wird, ausgewählt werden. Eine Kanalzahl kann dem Grafikcontroller 130 von der NIC 120 zur Verfügung gestellt werden Ausführungsformen mit dem Frequenzspringen des Punkttaktes sind weiter unten unter der Überschrift „Frequenzsprung-Pixeltakt” beschrieben.
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Ein Eingabe/Ausgabe(I/O – Input/Output)-Controller 140 sorgt für die Verbindbarkeit zwischen verschiedenen Komponenten der Rechenplattform 100. Zum Beispiel kann der I/O-Controller 100 für die Verbindbarkeit zwischen einem Prozessor (nicht gezeigt) und einem Klienten 160 einer serielle Verbindung sorgen, wobei die serielle Verbindung 142 verwendet wird. Bei manchen Ausführungsformen kann die serielle Verbindung 142 eine oder mehrere Express Anschlüsse für periphere Komponenten (PCI – Peripheral Component Interconnect) in Punkt-zu-Punkt-Verbindungen implementieren, um mit dem Klienten 160 der seriellen Verbindung zu kommunizieren.
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Die serielle Verbindung 142 und/oder der Klient 160 für serielle Verbindungen können die drahtlose Kommunikation stören. Zum Beispiel kann eine Signalenergie, die von einem seriellen Datensignal erzeugt wird, in dem Spektrum erscheinen, das von der NIC 120 verwendet wird. Um Interferenz zu verringern, kann der I/O-Controller 140 eine Datengeschwindigkeit eines seriellen Datensignals ändern. Die Datengeschwindigkeit, die für serielle Daten verwendet wird, kann wenigstens teilweise basierend auf der vorliegenden Frequenz oder eines „Kanals”, der von der NIC 120 verwendet wird, ausgewählt werden. Eine Kanalzahl kann dem Grafikcontroller 130 von der NIC 120 zur Verfügung gestellt werden. Ausführungsformen mit variabler serieller Datengeschwindigkeit werden hiernach weiter unter der Überschrift „Variable serielle Datenrate” beschrieben.
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Frequenzsprung-Pixeltakt
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Wie oben beschreiben, kann ein Punkttakt eine Quelle für Plattformrauschen in einer Rechenplattform sein. Punkttakte können sich in der Frequenz ändern. Zum Beispiel können bei manchen Ausführungsformen Punkttakte zwischen 40–120 MHz sein, abhängig von der Auflösung des Bildschirms und der Wiederholrate, und Harmonische des Punkttaktes können in einem Kanal landen, in dem eine NIC arbeitet. Weiter kann eine NIC (oder ein anderer Typ eines WLAN-Funks) periodisch ein gesamtes Band abtasten, so wie das gesamte industrielle/wissenschaftliche/medizinische(ISM – Industrial/Scientific/Medical)-Band zwischen 2400–2485 MHz, um für andere Zugangspunkte (APs – Access Points) in der Nachbarschaft eine Datenbank aufzubauen. Dieses Abtastmerkmal kann hilfreich sein, wenn eine mobile Station mit einer WLAN-Karte den besten Zugangspunkt in einer sich dynamisch ändernden WLAN-Umgebung abfragt. Demgemäß kann ein Punkttakt mit einer drahtlosen Vorrichtung nicht nur in dem vorliegenden Kanal, sondern auch in anderen Kanälen stören, wenn die drahtlose Vorrichtung eine Kanalabtastung durchführt.
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2 zeigt die Rauschleistung, die bei einem Notebook-Computer (IBM T40) mt einer Punkttaktfrequenz von 65.24 MHz gemessen wurde. Wie in 2 gezeigt, treten Hauptpeaks bei der 37. (–2412 MHz) und der 38. (–2478 MHz) Harmonischen des Punkttaktes von 65.24 MHz auf. Bei manchen Ausführungsformen ist der Punkttakt nicht symmetrisch, so daß gerade und ungerade Harmonische vorliegen. 3 zeigt die Kanalrauschleistung in dem Band 2.4–2.5 GHz. Wie in 3 gezeigt, kann die Kanalrauschleistung soviel wie 10 dB höher sein als in den Kanälen ohne die Harmonischen des Punkttaktes.
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Mechanismus zur Verfügung, einen Punkttakt auszuwählen, um Interferenz zu verringern, die bei einem drahtlosen Funk hervorgerufen wird. Ein Grafikcontroller kann Punkttaktfrequenzen auswählen und den Punkttakt entsprechend dem gegenwärtigen Hochfrequenzkanal ändern, um die Harmonischen weg von dem gegenwärtigen Kanal zu bewegen. Wenn zum Beispiel der Punkttakt eine Frequenz von 43 MHz hat, und die NIC im Kanal 1 (2412 +/– 10 MHz) des Bandes 2.4–2.5 GHz kommuniziert, bewegt sich, wenn man den Punkttakt von 43 MHz in 44 MHz ändert, die 56. Harmonische von 2408 MHz nach 2464 MHz.
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Zusätzlich zum Auswählen einer Punkttaktfrequenz stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen adaptiven Frequenzsprung-Punkttakt zur Verfügung, um Interferenz weiter zu verringern. Bei manchen Ausführungsformen werden zwei Punkttaktfrequenzen gewählt, so daß die beiden Sätze der Harmonischen insgesamt den vorliegenden Kanal vermeiden und kein anderer Kanal Harmonische von beiden Punkttaktfrequenzen enthält. Bei dem Beispiel der Auswahl des Punkttaktes im vorangehenden Absatz wird die Interferenz in den Kanal 1 verringert, jedoch wird der Kanal 11, der bei 2462 MHz zentriert ist, der Interferenz durch die 56. Harmonische des Punkttaktes 44 MHz ausgesetzt sein. Eine zweite Punkttaktfrequenz kann gewählt werden, wobei Harmonische des zweiten Punkttaktes sowohl den Kanal 1 als auch den Kanal 11 meiden. Der Grafikcontroller kann dann den Punkttakt zwischen diesen beiden Frequenzen ändern oder ”springen lassen”.
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Bei manchen Ausführungsformen kann der Punkttakt kontinuierlich zwischen den beiden Frequenzen geändert (oder ”verschwenkt”) werden, anstatt daß gesprungen wird. Bei diesen Ausführungsformen werden die beiden Frequenzen so gewählt, daß die Harmonischen der kontinuierlichen Bänder, die durch die Schwenkaktion erzeugt werden, die gegenwärtigen Kanäle vermeiden.
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Bei manchen Ausführungsformen werden mehr als zwei Punkttaktfrequenzen gewählt. Diese Beschreibung wird vereinfacht, indem lediglich zwei Punkttaktfrequenzen in Einzelheiten behandelt werden, jedoch wird verstanden, daß die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf mehr als zwei Punkttaktfrequenzen Anwendung finden.
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Die folgende Funktion ”Twofreq” kann verwendet werden, um zwei Punkttaktfrequenzen (f1, f2) aus einer Kanalzahl m und einer Punkttaktfrequenz f0 zu erzeugen:
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Die Funktion Twofreq ist ein Beispiel, wie verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwei Frequenzen f1 und f2 finden können, die nahe der ursprünglichen Punkttaktfrequenz f0 sind. Bei manchen Ausführungsformen können f1 und f2 auf einen vorausgewählten Frequenzsatz eingeschränkt werden. Dies kann die Gestaltung der phasengeregelten Schleife (PLL – Phase Lock Loop) vereinfachen.
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4 zeigt eine Auftragung eines Drahtlosspektrums und der Harmonischen zweier Punkttakt-Sprungfrequenzen. Die spektralen Kurven in 4 stellen das Spektrum der drahtlosen Kanäle 1–11 in dem Band 2.4–2.5 GHz dar. Die Spektrallinien 410, 420, 430 und 440 stellen Harmonische von f1 und f2 dar, die von Twofreq (1, 43) erzeugt werden. Zum Beispiel stellen die Spektrallinien 420 und 440 Harmonische von f1 dar und die Spektrallinien 410 und 430 stellen Harmonische von f2 dar. Wie in 4 gezeigt, sind alle Harmonische des Punkttaktes außerhalb des Kanals 1, dem gegenwärtigen Kanal; und kein Kanal wird durch Harmonische von f1 oder f2 gestört.
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Bei manchen Ausführungsformen steht die Punkttakt-Sprungfrequenz in bezug zu einer Abtastfrequenz des drahtlosen Funks. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen ein WLAN-Funk die Kanäle mit einer bestimmten Abtastrate (z. B. einmal pro Minute) abtasten. Bei diesen Ausführungsformen kann ein Grafikcontroller eine Punkttakt-Sprungrate auf eine andere Rate als die Unter-Harmonischen der Abtastrate setzen, um die Synchronisation mit dem WLAN-Abtasten zu vermeiden.
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Um jedwede Spannungsschwankungen in der Anzeige zu vermeiden, wenn die Punkfrequenz geändert wird, kann eine PLL, die die Punkttakte erzeugt, das Ändern der Frequenz beginnen, wenn die Anzeige in der Dunkelperiode ist. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Anzeige mit 1024×768 mehr als 2 ms Dunkelperiode in jedem Frame haben, was für den Takt ausreichend ist, sich auf die neue Frequenz einzustellen. Als Alternative kann der Punkttakt langsam zwischen f1 und f2 kontinuierlich verschwenkt werden.
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Variable serielle Datenrate
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Wie oben beschrieben kann eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende serielle Verbindung eine Quelle für Plattformrauschen in einer Rechenplattform sein. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung modifizieren eine Datenrate einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden seriellen Verbindung, um Interferenz mit drahtloser Kommunikation zu verringern. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen für den Anschluß peripherer Komponenten (PCI – Peripheral Component Interconnect) Express beschrieben, jedoch ist dies keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung. Irgendein Typ einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden seriellen Verbindung kann verwendet werden, ohne daß man sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung entfernt. Weiter können parallele Verbindungen eine Quelle für Plattformrauschen sein, und die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden auch auf parallele Verbindungen Anwendung.
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5 zeigt eine Auftragung der spektralen Dichte für PCI Express Signale. Wie in 5 gezeigt, hat das PCI Express Spektrum eine charakteristische Form mit sinc(x), bei der die Nullstellen bei Vielfachen der Datenrate auftreten. Die erste Generation von PCI Express hat eine Datenrate von 2.5 Gbps. Demgemäß kann das Datenlinienspektrum 5–6 GHz und mehr erreichen.
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Die Auftragung, die in 5 gezeigt ist, stellt die spektrale Dichte eines nicht gespreizten Taktes bei 2.5 GHz dar und die spektrale Dichte des Spreizspektrumtaktes mit –0.5% Spreizen nach unten. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ändern die seriellen Daten, um eine spektrale Nullstelle in das interessierende Band zu ”lenken”, so daß der Betrag an Rauschen in den drahtlosen Empfänger verringert wird. Zum Beispiel kann ein PCI Express Master innerhalb eines I/O-Controllers die WLAN-Kanalinformation lesen und die PCI Express Taktfrequenz ändern, um die Null in die Mitte des Kanals zu lenken. Wenn einmal der Master den Takt und die Datenrate setzt, wird die Klient-Vorrichtung folgen, und sowohl Verbindungen nach oben als auch nach unten werden wenig Rauschen im Band erzeugen.
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Bei manchen Ausführungsformen kann die Taktfrequenz von 2.5 GHz hinab auf 2.45 GHz bewegt werden, um vorteilhaft die spektrale Nullstelle für den Betrieb 812.11 b/g in dem ISM-Band von 2.4–2.485 GHz zu nutzen. 6 zeigt die Rauschleistung im drahtlosen Kanal für zwei Datenraten der seriellen Verbindung. Kurve 610 zeigt die Rauschleistung für eine PCI Express Datenrate von 2.5 Gbps, und die Kurve 620 zeigt die Rauschleistung für eine PCI Express Datenrate von 2.45 Gbps. Die mittlere Rauschleistung im Kanal ist –34.1 dBm für die Kurve 610 und –42.9 dBm für die Kurve 620. Die Differenz beträgt 8.8 dB.
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Bei manchen Ausführungsformen wird für jeden der drahtlosen Kanäle in dem ISM-Band eine unterschiedliche Datenrate für die serielle Verbindung gewählt. Zum Beispiel kann die PCI Express Frequenz für die einzelnen Kanäle des ISM-Bandes maßgeschneidert werden. Zum Beispiel ist im Kanal 1 die Mittenfrequenz 2.412 GHz. Die PCI Express Datenrate kann für Kanal 1 auf 2.424 Gpbs gesetzt werden, und nach einem Hinunterspreizen um –0.5% wird sich die Null in die Mitte des Kanals 1 verschieben.
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Die sich ergebende Rauschleistung ist in eine Tabelle aufgenommen und hiernach in Tabelle 1 gezeigt. Die einzelnen PCI Express Frequenzen für die Kanäle 1–11 sind 2424 + 5·(ch-1) MHz, wobei ch die Kanalzahl ist. Bei Ausführungsformen mit individuellen PCI Express Frequenzen für jeden drahtlosen Kanal erhöht sich die mittlere Rauschunterdrückung, d. h. die Verstärkung, um 13.5 dB.
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7 zeigt eine Auftragung der Rauschleistung, mit der eine serielle Verbindung beiträgt, wenn eine unterschiedliche Datenrate für die serielle Verbindung für jeden der drahtlosen Kanäle in dem ISM-Band gewählt wird. Die Kurve 710 zeigt die Rauschleistung, die für eine Datenrate von 2.5 GHz vorliegt, und die Kurve 720 zeigt die Rauschleistung, wenn die Datenraten auf einer Basis pro Kanal gewählt werden. Zum Beispiel entspricht die Kurve 720 der Rauschleistung, die beigetragen wird, wenn die einzelnen Frequenzen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, für jeden drahtlosen Kanal in dem ISM-Band verwendet werden.
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Bei manchen Ausführungsformen werden, anstatt daß die PCI Expreß Frequenz für jeden einzelnen der 11 Kanäle geändert wird, verschiedene Kanäle gruppiert, und eine PCI Expreß Frequenz kann für jeden Kanal in der Gruppe verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Satz aus {2.424, 2.449, 2.474} GHz verwendet werden, wie es in Tabelle 1 oben gezeigt ist. Diese Frequenzen liegen 25 MHz auseinander, was ungefähr 1% Abstand entspricht. Sie können leichter mit einer PLL zu synthetisieren sein, als die einzelnen gezeigten Frequenzen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, können die erste, die zweite und die dritte Frequenz für die Kanäle 1–3, 4–8 bzw. 9–11 gewählt werden. Andere Gruppierungen sind möglich, ohne daß man sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung entfernt.
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8 zeigt eine Auftragung der Rauschleistung, zu der eine serielle Verbindung beiträgt wenn eine unterschiedliche Datenrate für die serielle Verbindung für jede Gruppe drahtloser Kanäle in dem ISm-Band gewählt wird. Die Kurve 810 zeigt die Rauschleistung, die für eine Datenrate von 2.5 GHz vorliegt, und die Kurve 820 zeigt die Rauschleistung, die vorliegt, wenn Datenraten auf einer Gruppenbasis gewählt werden, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist. Die mittlere Verringerung im Rauschen über das ISM-Band beträgt 12.3 dB. Wegen der einfacheren Synthese kann ein Frequenzsatz von 2.425, 2.45 2.475 GHz gewählt werden, da das Ergebnis auf Schwankungen von 1 MHz nicht sehr empfindlich ist.
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Die Änderungen in der Datenrate einer seriellen Verbindung können auch in anderen Frequenzbändern durchgeführt werden. Zum Beispiel können die seriellen Datenraten in dem 802.11 a Band in Japan geändert werden, das um 4.9–5.0 GHz herum liegt. Bei Ausführungsformen mit drahtloser Kommunikation bei 5.15–5.25 GHz kann die PCI Express Datenrate auf ungefähr 2.575–2.625 Gbps oder 1.717–1.75 Gbps geändert werden.
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Die obige Analyse ignoriert eine potentielle Quelle für das Rauschen genau an den Harmonischen der Datenrate. Für einen Datenübertrag mit 2.5 Gbps zum Beispiel gibt es spektrale Energie an Vielfachen von 2.5 GHz aufgrund des Arbeitszyklusfehlers des Taktes. Bei einem perfekten 50%igen Arbeitszyklustakt würden die Daten eine perfekte Null bei 2.5 GHz haben. Jedoch kann der Takt in der tatsächlichen Welt eine Arbeitszyklusfehlerspezifikation von 10% (40 ps) haben. Das Ergebnis ist, daß das PCI Express Datenspektrum eine von Null verschiedene spektrale Komponente bei Vielfachen der Datenrate (bei diesem Beispiel 2.5 GHz hat).
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Wenn die Null von sinc(x) zur Mitte des Kanals bewegt wird und wenn wegen des Arbeitszyklusfehlers eine von Null verschiedene spektrale Komponente vorliegt, kann eine harmonische Spitze zur Mitte des Kanals bewegt werden. Es scheint, daß die Leistung der Spitze zum Rauschen beiträgt und die Gesamtrauschleistung des Kanals erhöht; bei Ausführungsformen jedoch, die konvolutionierendes Codieren verwenden, kann der Decoder die Rauschvarienz bei jedem Unterträger berücksichtigen, und das Ergebnis ist viel weniger schwerwiegend. Der Decoder kann ein weniger zu vertrauendes Gewicht bei dem Unterträger anwenden, in dem sich die Harmonische der Datenrate befindet. In der Extremsituation ignoriert der Empfänger die Information, die von diesem Unterträger geschickt wird, was zu einem Verlust von 1 aus 52 Unterträgern in jedem Kanal führt. Das ist äquivalent zu einem Verlust von 10·log10(52/51) = 0.08 dB. Wenn man Interferenz zwischen den Trägern einschließt, wird die Leistungsfähigkeit etwas mehr verschlechtert.
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Wenn der PCI Express Takt gespreizt wird, kann diese harmonische Spitze recht breit werden, ungefähr 12.5 MHz bei einem Spreizen von 0.5% bei 2.5 GHz. Die Nullstelle im Spektrum, die in den vorangehenden Absätzen diskutiert worden ist, wird dann durch diese Rauschspitze in zwei Nullstellen aufgeteilt, eine auf jeder Seite von 2.5 GHz. Die Techniken zum Lenken der Nullstellen, die hierin beschrieben sind, können weiter angewendet werden. Aus Gründen der Einfachheit werden diese Spezialfälle nicht weiter beschrieben.
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9 zeigt ein Systemschaubild gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein elektronisches System 900 umfaßt eine Antenne 910, eine Netzwerkschnittstellenkarte 920, einen Prozessor 930, einen Speicher 960, einen Controller 940 und eine Ethernet-Schnittstelle 950. Bei manchen Ausführungsformen kann das elektronische System eine Rechenplattform sein, das das Signalspektrum eines Untersystems oder eines Peripheriegerätes lenkt, um die Interferenz zu drahtloser Kommunikation zu verringern.
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Die Antenne 910 kann eine Richtungsantenne oder eine omnidirektionale Antenne sein. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff omnidirektionale Antenne irgendeine Antenne mit einem im wesentlichen gleichförmigen Muster in wenigstens einer Ebene. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die Antenne 910 eine omnidirektionale Antenne, so wie eine Dipolantenne oder eine Viertelwellenlängenantenne sein. Auch als Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die Antenne 910 eine Richtungsantenne sein, so wie eine Parabolantenne oder eine Yagi-Antenne. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann die Antenne 910 mehrere physikalische Antennen umfassen. Zum Beispiel werden bei manchen Ausführungsformen mehrere Antennen für die Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe(MIMO – Multiple-Input-Multiple-Output)-Verarbeitung oder für die Raumteilungsmultiplexier(SDMA – Spatial-Division Multiple Access)-Verarbeitung verwendet.
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Im Betrieb sendet und empfängt das System 900 Signale, wobei die Antenne 910 verwendet wird, und die Signale werden von der NIC 920 verarbeitet. Die NIC 920 ist an die Antenne 910 gekoppelt, so daß sie mit anderen drahtlosen Vorrichtungen wechselwirkt. Die NIC 920 umfaßt einen drahtlosen Empfänger, der Plattformrauschen unterworfen sein kann, wie es oben mit Bezug auf die vorangehenden Figuren beschrieben worden ist. Zum Beispiel kann ein Punkttakt oder eine serielle Datenverbindung Rauschen an einem Empfänger innerhalb der NIC 920 einführen. Das Rauschen kann durchgekoppelt sein und ist nicht auf Antennen, PCB-Spuren oder Erdungsebenen beschränkt.
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Der Controller 940 ist eine Controllervorrichtung, die eine Angabe für einen gegenwärtigen drahtlosen Kanal empfangen kann und eine Betriebsfrequenz ändern kann, um Interferenz an drahtlose Kommunikation zu verringern. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen der Controller 940 ein Grafikcontroller sein, der spektrale Komponenten des Punkttaktes weg von einem gegenwärtigen Kanal lenkt. Weiter kann der Controller 940 ein Grafikcontroller sein, der einen Punkttakt zwischen zwei Frequenzen springen läßt, die als eine Funktion des gegenwärtigen drahtlosen Kanals gewählt sind.
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Bei manchen Ausführungsformen kann der Controller 940 ein I/O-Controller oder eine andere serielle Verbindungsvorrichtung sein. Zum Beispiel kann der Controller 940 eine serielle PCI Express Verbindungsvorrichtung sein, die die Angabe eines gegenwärtigen drahtlosen Kanals empfängt und spektrale Energie, die sich aus dem PCI Express Datensignal ergibt, weg von einem gegenwärtigen Kanal lenkt. Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die spektrale Energie des PCI Express weg von einem gegenwärtigen drahtlosen Kanal gelenkt werden, indem eine serielle Datenrate modifiziert wird, damit sie eine spektrale Nullstelle mit dem gegenwärtigen drahtlosen Kanal ausrichtet.
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Der Prozessor 930 kann Ausführungsformen von Verfahren der vorliegenden Erfindung ausführen oder kann den Controller 940 programmieren, um Ausführungsformen von Verfahren der vorliegenden Erfindung ausführen, so wie das Verfahren 1100 (11). Der Prozessor 930 stellt irgendeinen Typ eines Prozessors dar, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, einen Mikroprozessor, einen Digitalsignalprozessor, einen Mikrocontroller oder dergleichen.
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Der Speicher 960 stellt einen Gegenstand dar, der ein maschinenlesbares Medium umfaßt. Zum Beispiel stellt der Speicher 960 irgendeinen oder mehrere aus den folgenden dar: eine Festplatte, eine Floppy Disk, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM – Random Access Memory), einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM – Dynamic RAM), einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM – Static RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM – Read Only Memory), einen Flash-Speicher, eine CD-ROM oder irgendeinen anderen Typ eines Gegenstandes, der ein Medium umfaßt, welches von dem Prozessor 930 gelesen werden kann. Der Speicher 960 kann Befehle zum Durchführen der Ausführung der verschiedenen Ausführungsformen der Verfahren der vorliegenden Erfindung speichern. Weiter kann der Speicher 960 auch Daten speichern, die mit dem Betrieb des System 900 verknüpft sind.
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Die Ethernet-Schnittstelle 950 kann für die Kommunikation zwischen dem elektronischen System 900 und weiteren Systemen sorgen. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen das elektronische System 900 ein Laptop-Computer sein, welcher die Ethernet-Schnittstelle 950 verwendet, um mit einem verdrahteten Netzwerk zu kommunizieren. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten keine Ethernet-Schnittstelle 950. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen das elektronische System 900 eine Rechenplattform sein, die keine verdrahteten Netzwerkmöglichkeiten enthält.
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10 zeigt eine integrierte Schaltung, die an eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC – Network Interface Card) gekoppelt ist. Eine integrierte Schaltung 110 umfaßt eine Schnittstelle 1012 zur NIC, eine Steuersschaltung 1014 und eine signalerzeugende Schnittstelle 1016. Bei manchen Ausführungsformen ist die integrierte Schaltung 1010 eine Controllervorrichtung, so wie der Controller 940 (9), der Grafikcontroller 130 (1) oder der I/O-Controller 140 (1).
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Die integrierte Schaltung 1010 kommuniziert mit der NIC 1050 unter Verwendung der Schnittstelle 1012 für die NIC. Die Schnittstelle 1012 für die NIC kann irgendeine Art einer Schnittstelle sein, die in der Lage ist, gegenwärtige Kanalinformation von der NIC 1050 an die integrierte Schaltung 1010 zu überführen. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die NIC-Schnittstelle 1012 ein oder mehrere Signalanschlüsse sein, die zum gemeinsamen Nutzen gegenwärtiger Kanalinformation gedacht sind. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Schnittstelle 1012 zur NIC eine Busschnittstelle sein, die auf einem Bus mit vielen anderen Vorrichtungen, so wie einem Prozessor oder weiteren Controller, kommuniziert.
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Im Betrieb empfängt die Schnittstelle 1012 zur NIC gegenwärtige Kanalinformation von der NIC 1050 und liefert die Information an die Steuerschaltung 1014. Als Antwort auf die gegenwärtige Kanalinformation bewirkt die Steuerschaltung 1014, daß die signalerzeugende Schnittstelle 1016 Eigenschaften von einem oder mehreren Signalen ändert, um Interferenz an die NIC 1050 zu verringern. Zum Beispiel kann die signalerzeugende Schnittstelle einen Punkttakt für eine Anzeigevorrichtung erzeugen, und die Steuerschaltung 1014 kann bewirken, daß die signalerzeugende Schaltung 1016 einen Punkttakt erzeugt, der zwischen zwei oder mehr Frequenzen springt. Auch als Beispiel kann die signalerzeugende Schnittstelle die Quelle für einen seriellen Datenstrom oder ein Taktsignal sein, und die Steuerschaltung 1014 kann bewirken, daß die signalerzeugende Schaltung 1016 eine Datenrate einer seriellen Verbindung abändert, um spektrale Energie weg von dem gegenwärtigen Kanal zu lenken.
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Die Steuerschaltung 1014 kann eine besondere Steuerschaltung sein, die in der Lage ist, basierend auf der gegenwärtigen Kanalinformation Entscheidungen zu treffen. Zum Beispiel kann bei manchen Ausführungsformen die Steuerschaltung 1014 eine Zustandsmaschine oder ein Mikrocontroller innerhalb einer integrierten Schaltung 1010 sein. Die Steuerschaltung 1014 kann auch eine Schnittstelle zu außerhalb der integrierten Schaltung bilden, um zu erlauben, daß einige Steuerinformation von außerhalb der integrierten Schaltung 1010 zur Verfügung gestellt wird. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung 1014 Speicherkartenregister umfassen, die von einem Prozessor in einem System beschreibbar sind. Die Register können es einem Prozessor ermöglichen, eine oder mehrere Frequenzen festzulegen, zwischen denen zu springen ist, oder aus denen ausgewählt werden kann. Zum Beispiel kann ein Prozessor außerhalb der integrierten Schaltung 1010 bestimmte Punkttaktfrequenzen festlegen, zwischen denen gesprungen werden kann, oder kann serielle Datenraten festlegen, die basierend auf dem gegenwärtigen Kanal benutzt werden.
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Verfahren 1100 verwendet werden, um die Effekte des Plattformrauschens auf eine drahtlose Schnittstelle zu verringern. Bei manchen Ausführungsformen wird das Verfahren 1100 oder werden Teile davon von einer Controllervorrichtung, einem Prozessor, einer Rechenplattform oder einem elektronischen System ausgeführt, wobei Ausführungsformen von diesen in den verschiedenen Figuren gezeigt sind. Das Verfahren 1100 ist nicht durch den bestimmten Typ einer Vorrichtung, eines Softwarelements oder eines Systems beschränkt, der das Verfahren durchführt. Die verschiedenen Aktionen im Verfahren 1100 können in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden oder können in einer unterschiedlichen Reihenfolge ausgeführt werden. Weiter sind bei manchen Ausführungsformen einige Aktionen, die in 11 aufgelistet sind, bei dem Verfahren 1100 weggelassen.
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Das Verfahren 1100 ist beginnend ist beginnend am Block 1110 gezeigt, in dem eine Angabe eines gegenwärtigen drahtlosen Kanals, der für drahtlose Kommunikation verwendet wird, empfangen wird. Diese Angabe kann von einer Controllervorrichtung, so wie einem Grafikcontroller oder einem I/O-Controller empfangen werden. Bei manchen Ausführungsformen liefert eine NIC oder eine andere drahtlose Schnittstelle die Angabe direkt an die Controllervorrichtung, und bei anderen Ausführungsformen kann die Angabe indirekt zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel können eine oder mehrere Signalleitungen direkt zwischen eine drahtlose Schnittstelle und eine Controllervorrichtung gekoppelt werden, und beide können an einen Prozessor gekoppelt werden, der die gegenwärtige Kanalangabe aus einer NIC liest und sie in eine Controllervorrichtung schreibt.
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Bei 1120 wird bewirkt, daß ein Punkttakt zwischen wenigstens zwei Frequenzen springt. Bei manchen Ausführungsformen werden die Punkttaktfrequenzen so ausgewählt, daß alle Harmonischen des Punkttaktes außerhalb des gegenwärtigen Kanals sind und kein Kanal durch Harmonische von beiden Punkttaktfrequenzen gestört wird.
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Bei 1130 wird eine Datenrate einer seriellen Verbindung modifiziert. Indem eine Datenrate einer seriellen Verbindung modifiziert wird, kann eine Nullstelle im Spektrum der seriellen Verbindung so gelenkt werden, daß die Interferenz mit drahtloser Kommunikation verringert wird. Bei manchen Ausführungsformen wird für jeden drahtlosen Kanal eine unterschiedliche Datenrate gewählt. Bei anderen Ausführungsformen werden die drahtlosen Kanäle gruppiert, und für jede Gruppe aus Kanälen wird eine Datenrate ausgewählt. Die serielle Verbindung kann irgendein Typ einer Verbindung sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf eine PCI Express Verbindung.
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Die Aktionen 1110 und 1120 sind Beispiele, wie eine Signalfrequenz einer lokalisierten Signalquelle modifiziert werden kann, um Interferenz zu drahtloser Kommunikation zu verringern. Zum Beispiel befindet sich bei 1110 eine Punkttakt-Signalquelle ebenfalls in einem drahtlosen Kommunikationssystem, und die Signalfrequenz des Punkttaktes wird modifiziert, um Interferenz zu verringern. Auch beispielsweise ist, bei 1120, eine Quelle einer seriellen Verbindung zusammen mit einem drahtlosen Kommunikationssystem angeordnet, und die Datenrate der seriellen Verbindung wird modifiziert, um Interferenz zu verringern.