DE112020002364T5

DE112020002364T5 - Einrichtungen, systeme und verfahren zum auswählen einer antenne einer drahtlosen vorrichtung zur kommunikation

Info

Publication number: DE112020002364T5
Application number: DE112020002364.8T
Authority: DE
Inventors: David Hong
Original assignee: Cypress Semiconductor Corp
Current assignee: Cypress Semiconductor Corp
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2022-02-17
Also published as: US20230055594A1; WO2020231907A1; US11469783B2; US11843406B2; CN113826331A; US20200366324A1

Abstract

Beispielhafte Systeme und Verfahren einer drahtlosen Vorrichtung verwenden einen Signalattributdetektor, um einen Signalattributwert zu bestimmen, der mit einem über eine erste Antenne empfangenen ersten Rahmen assoziiert ist. Eine Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Logik kann detektieren, dass der erste Rahmen eine Bestätigung (ACK) eines zweiten Rahmens, der von der drahtlosen Vorrichtung übertragen wurde, angibt. Als Reaktion auf das Detektieren der ACK durch die MAC-Logik verwendet eine Antennenbewertungseinheit den Signalattributwert, um eine von der ersten Antenne und der zweiten Antenne für das Übertragen oder Empfangen eines dritten Rahmens auszuwählen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine internationale Anmeldung der US-Patentanmeldung Nummer 16/436,629 , eingereicht am 10. Juni 2019, die den Prioritätsvorteil der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/847,726 , eingereicht am 14. Mai 2019, beansprucht, die hiermit beide durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand betrifft das Gebiet drahtloser Kommunikationen. Insbesondere, jedoch nicht begrenzend, offenbart der Gegenstand Techniken zum Auswählen einer Antenne zur Kommunikation.
STAND DER TECHNIK
Einige Kommunikationssysteme umfassen Kommunikationsschaltkreise und mehrere Antennen, um Daten gemäß einem oder mehreren Drahtloskommunikationsprotokollen zu transferieren. Ein Kommunikationssystem kann beispielsweise ein Wireless-Local-Area-Network(WLAN)-Kommunikationsprotokoll (z. B. Wi-Fi auf Basis von IEEE 802.11-Standards), Bluetooth/Bluetooth-Low-Energy(BT)-Kommunikationsprotokolle (z. B. auf Basis von BT-SIG-Standards) und/oder ein Zigbee(ZB)-Kommunikationsprotokoll (z. B. auf Basis von IEEE 802.15.4-Standards) benutzen. Die Linkqualität, die von den verfügbaren Antennen eines Kommunikationssystems unterstützt wird, kann zeitlich variieren und hängt von vielerlei Faktoren ab, umfassend den Verwendungsfall, die Positionierung und die Umgebungsbedingungen.
Figurenliste
Einige Ausführungsformen sind in den Figuren der begleitenden Zeichnungen beispielhaft und nicht begrenzend illustriert, wobei:

1 ein Kommunikationsablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das eine Kommunikation zwischen drahtlosen Vorrichtungen illustriert;
2 ein Blockdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das eine Kommunikationsvorrichtung illustriert;
3 ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das ein Verfahren zum Auswählen einer Antenne auf Basis einer Bestätigungsangabe illustriert;
4 ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das ein Verfahren zum Bereitstellen einer Antennenauswahlbestimmung illustriert;
5 ein Diagramm eines Rahmenformats der Bitübertragungsschicht gemäß Ausführungsformen ist;
6 ein Diagramm eines Bluetooth-Paketformats gemäß Ausführungsformen ist;
7 ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das ein Verfahren zum Auswählen einer Antenne auf Basis eines Bestätigungsrahmens illustriert; und
8 ein Blockdiagramm gemäß Ausführungsformen ist, das eine elektronische Vorrichtung illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beschrieben werden Einrichtungen, Systeme und Verfahren zum Auswählen einer Antenne einer drahtlosen Vorrichtung. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche Beispiele und Ausführungsformen dargelegt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands bereitzustellen. Einem Fachmann wird offenbar sein, dass der beanspruchte Gegenstand in anderen Ausführungsformen ausgeübt werden kann. Einige Ausführungsformen werden nun kurz vorgestellt und dann zusammen mit anderen Ausführungsformen genauer diskutiert, beginnend mit 1.
Eine drahtlose Vorrichtung kann zum Kommunizieren unterschiedliche Antennen (oder Teilsätze von Antennen) in unterschiedlichen Zeiträumen verwenden. Herkömmlicherweise kann ein Antennenauswahlalgorithmus einer drahtlosen Vorrichtung auf Basis eines Arbeitszyklus zwischen Antennen wechseln und/oder die Antenne auf Basis von Signalattributen, die mit einer Antenne assoziiert sind, auswählen. Ein Signalattribut ist ein Merkmal eines Funkfrequenz(RF)-Signals, das an einer Antenne empfangen wird.
Bestehende drahtlose Vorrichtungen stellen keine Techniken zum Detektieren und Benutzen von Signalattributen, die zur Antennenauswahl verwendet werden können, bereit. Einige drahtlose Vorrichtungen können beispielsweise nur einen Indikator für die empfangene Signalstärke (RSSI, Received Signal Strength Indicator), der anhand von WLAN-Beacon-Paketen und/oder -Datenpaketen bestimmt wird, verwenden, um eine Antenne auszuwählen. Mit dem Aufkommen einiger Anwendungen oder Betriebsmodi von drahtlosen Vorrichtungen ist die Anzahl von Beacon-Paketen und/oder Datenpaketen, die von der drahtlosen Vorrichtung empfangen werden, unzureichend geworden, was zu dem Problem führt, dass der Antennenauswahlalgorithmus eine weniger optimale Antenne auswählt. Beispielsweise kann der primäre Betriebsmodus einer herkömmlichen drahtlosen Überwachungskamera darin bestehen, Videodaten (z. B. User-Datagram-Protocol(UPD)-Pakete) zu übertragen, und die drahtlose Überwachungskamera kann die Antenne für die Übertragung auf Basis von RSSI-Werten auswählen. Wenn die drahtlose Überwachungskamera eine unzureichende Anzahl von Beacons und/oder Datenpaketen empfängt, kann die drahtlose Überwachungskamera in einer Übertragung von einer schlechten Antenne gefangen bleiben, was Paketfehler und den für erneute Übertragungen erforderlichen erhöhten Leistungsverbrauch zur Folge hat.
Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen Techniken bereit, um die Anzahl von Signalattribut-Samples zu vergrößern, die von einer drahtlosen Vorrichtung benutzt werden, um eine Antenne auszuwählen, die im Vergleich zu früheren Implementierungen mit einer größeren Wahrscheinlichkeit eine Linkqualität unterstützt, die ausreicht, um beabsichtigte Durchsatz- und Datenraten aufrecht zu erhalten. Eine Ausführungsform umfasst beispielsweise eine drahtlose Vorrichtung, die mit einer Antennenauswahleinheit, einer ersten Antenne und einer zweiten Antenne gekoppelt ist. Die drahtlose Vorrichtung umfasst einen Signalattributdetektor, um einen RSSI-Wert zu bestimmen, der mit einem über die erste Antenne empfangenen ersten Rahmen assoziiert ist. In Ausführungsformen detektiert eine Medienzugriffssteuerungs(MAC, Media Access Control)-Logik der drahtlosen Vorrichtung, dass der erste Rahmen eine Bestätigung (ACK, Acknowledgement) eines zweiten Rahmens (z. B. eines Videopakets), der zuvor von der drahtlosen Vorrichtung übertragen wurde, angibt. In verschiedenen Ausführungsformen sind der erste und der zweite Rahmen WLAN-Rahmen, und die MAC-Logik ist konfiguriert, um die ACK auf Basis eines oder mehrerer Bitwerte in einem Header des ersten Rahmens zu detektieren. Als Reaktion auf das Detektieren der ACK durch die MAC-Logik verwendet eine Antennenbewertungseinheit (z. B. ein Antennenauswahlalgorithmus) der drahtlosen Vorrichtung den RSSI-Wert, um mittels der Antennenauswahleinheit eine von der ersten Antenne und der zweiten Antenne für das Übertragen oder Empfangen eines dritten Rahmens (z. B. für das Übertragen eines nachfolgenden Videopakets) auszuwählen.
In Ausführungsformen verwendet die Antennenbewertungseinheit den RSSI-Wert, um einen Signalqualitätswert (z. B. ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR, Signal-to-Noise-Ratio)) zu erzeugen, der in einem Zeitraum mit der ersten Antenne assoziiert ist. Eine dynamische Auswahl der Antenne mit einem akzeptablen oder vergleichsweise größeren SNR kann zu einer besseren globalen Linkqualität führen. Um zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne auszuwählen, kann die Antennenbewertungseinheit den mit der ersten Antenne assoziierten SNR-Wert mit einem SNR-Referenzwert vergleichen. Der SNR-Referenzwert kann ein SNR-Wert, der mit der zweiten Antenne assoziiert ist (z. B. ein vergangener SNR-Wert, der auf Signalen basiert, die über die zweite Antennen empfangen wurden), oder ein SNR-Schwellenwert (z. B. ein SNR-Mindestwert) sein.
Auf diese Weise können Ausführungsformen Signalattribute, die herkömmlicherweise unbestimmt und/oder unverwendet blieben und/oder verworfen wurden (z. B. RSSI-Werte, die mit MAC-ACKs assoziiert sind), benutzen, um eine mit einer Antenne assoziierte Signalqualität zu verbessern. Auch wenn einige Ausführungsformen mit Bezug auf ein WLAN-Kommunikationsprotokoll beschrieben werden, können andere Ausführungsformen auf anderen Kommunikationsprotokollen, wie etwa ZB- oder BT-Kommunikationsprotokollen, basieren, ohne von dem beanspruchten Gegenstand abzuweichen.
Die unten stehende detaillierte Beschreibung umfasst Bezugnahmen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der detaillierten Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen Illustrationen gemäß Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen, die hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet werden, werden detailliert genug beschrieben, um es Fachleuten zu erlauben, Ausführungsformen des beanspruchten Gegenstands auszuüben. Die Ausführungsformen können kombiniert werden, andere Ausführungsformen können benutzt werden oder es können strukturelle, logische und elektrische Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem beanspruchten Umfang abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem begrenzenden Sinn aufzufassen und der Umfang ist durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.
1 ist ein Blockdiagramm gemäß Ausführungsformen, das eine Kommunikation zwischen einer drahtlosen Vorrichtung 102 und einer drahtlosen Vorrichtung 182 illustriert. Die drahtlosen Vorrichtungen 102 und 182 können unter Verwendung eines oder mehrerer Kommunikationsprotokolle kommunizieren, umfassend, ohne darauf begrenzt zu sein, WLAN, BT oder ZB. In verschiedenen Ausführungsformen können die drahtlosen Vorrichtungen 102 und 182 in einem Lautsprecher, einer Webkamera, einem sprachgesteuerten Hub, einem Mobiltelefon, einem Zugangspunkt oder einer beliebigen anderen Vorrichtung, die zum drahtlosen Kommunizieren fähig ist, umfasst sein.
Wie gezeigt, umfasst die drahtlose Vorrichtung 102 die Antennen 104 und 106, während die drahtlose Vorrichtung 182, wie gezeigt, die Antenne 184 umfasst. In einigen Ausführungsformen können die Antennen 104 und 106 jeweils eine Gruppe einer oder mehrerer Antennen darstellen. Eine Antenne oder eine Gruppe von Antennen, die eine ausreichende Linkqualität unterstützen kann, kann auf Basis einer Vielzahl von Faktoren variieren, umfassend die aktuelle Positionierung der drahtlosen Vorrichtung 102 relativ zu der drahtlosen Vorrichtung 182 und andere Umgebungsbedingungen, wie etwa Störungen, Rauschen und dergleichen. In Ausführungsformen kann die drahtlose Vorrichtung 102 ACK-Signale benutzen, um auszuwählen, welche ihrer mehreren Antennen 104 oder 106 für eine Kommunikation mit der drahtlosen Vorrichtung 182 zu verwenden ist.
Wie gezeigt, überträgt die drahtlose Vorrichtung 102 ein ausgehendes Signal 142 an die drahtlose Vorrichtung 182 und empfängt anschließend ein Bestätigungssignal 144. Das ausgehende Signal 142 kann beispielsweise ein Datenpaket oder einen Datenrahmen beinhalten (z. B. Videodaten, Audiodaten, Statusdaten oder beliebige andere Daten), das/den die drahtlose Vorrichtung 102 erneut übertragen kann, wenn von der drahtlosen Vorrichtung 182 keine Bestätigung empfangen wird. Als Reaktion auf das Empfangen des ausgehenden Signals 142 überträgt die Kommunikationsvorrichtung 182 ein Bestätigungssignal 144, das den Empfang des ausgehenden Signals 142 durch die drahtlose Vorrichtung 182 bestätigt. In Ausführungsformen kann das Bestätigungssignal 144 ein beliebiges RF-Signal sein, das eine Angabe umfasst, dass es eine Reaktion auf das ausgehende Signal 142 ist. Bei WLAN- und ZB-Kommunikationen kann die Bestätigung in einem MAC-ACK-Rahmen angegeben sein. Bei BT-Kommunikationen kann die Bestätigung in einem Basisbandpaket-Header angegeben sein. Wie gezeigt, werden mehrere Paare 140, 150, 160 und 170 aus einem ausgehenden Signal und einer Bestätigung zwischen der drahtlosen Vorrichtung 102 und der drahtlosen Vorrichtung 182 kommuniziert.
Wie ebenfalls gezeigt, empfängt die drahtlose Vorrichtung 102 ein eingehendes Signal 146 von der drahtlosen Vorrichtung 182. Das eingehende Signal 146 kann Daten oder Beacons oder ein beliebiges anderes Paket oder einen beliebigen anderen Rahmen umfassen, die nicht explizit als ein Bestätigungssignal 144 für ein ausgehendes Signal 142 dienen.
In Ausführungsformen weist die drahtlose Vorrichtung 102 eine Antennenbewertungseinheit (nicht gezeigt) auf, um zu bestimmen, welche Antenne 104 oder 106 aus Gründen der Linkqualität für die Kommunikation zu verwenden ist. Herkömmlicherweise waren Systeme fähig, mit dem eingehenden Signal 146 (z. B. WLAN-Datenrahmen und -Beacon-Rahmen) assoziierte RSSI-Werte zu verwenden, um eine Antennenauswahl zu beeinflussen (waren aber z. B. nicht fähig, mit Bestätigungssignalen 144 assoziierte RSSI-Werte zu erhalten und zu verwenden). Das führte zu dem Problem des Auswählens einer Antenne, die eine vergleichsweise niedrigere Linkqualität anbietet als die, die eine andere verfügbare Antenne hätte bereitstellen können. Die drahtlose Vorrichtung 102 kann die mit Bezug auf 2 beschriebene Kommunikationsvorrichtung umfassen, die Signalattribute jedes Bestätigungssignals 144 verwenden kann, um eine dynamische Auswahl aus verfügbaren Antennen zu treffen, um eine akzeptable Linkqualität bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm gemäß Ausführungsformen, das eine Kommunikationsvorrichtung 200 illustriert. Die Kommunikationsvorrichtung 200 kann auf einem Substrat 201, wie etwa einer Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board), angeordnet sein. Das Bussystem 203 kann Inter-Chip-Busse, Intra-Chip-Busse, Koexistenzbusse oder beliebige andere Kommunikationsleitungen zum Verbinden der Schaltungen und/oder Logikblöcke, die auf einem IC-Chip oder auf diskreten IC-Chips angeordnet sein können, umfassen.
In Ausführungsformen erlauben es auf Kooperation beruhende Koexistenz-Hardware-Mechanismen und -algorithmen Kommunikationsteilsystemen, zeitgleich und/oder simultan zu arbeiten. Die Kommunikationsvorrichtung 200 kann beispielsweise auf einem System-on-a-Chip umfasst sein, das BT-Kommunikationsressourcen und/oder ZB-Kommunikationsressourcen umfasst, die über eine oder mehrere Koexistenzschnittstellen mit WLAN-Kommunikationsressourcen gekoppelt sind.
Auf Kooperation beruhende Koexistenztechniken stellen eine Methodologie bereit, mit der Kommunikationsressourcen für mehrere Kommunikationsprotokolle an einem gleichen Ort auf einer Vorrichtung angeordnet werden können (z. B. einer Vorrichtung mit kleinem Formfaktor). Koexistenzlösungen können auf Chipebene, Leiterplattenebene, Software-Ebene (z. B. Firmware) und/oder durch Antennen implementiert werden. In einer Ausführungsform kann die auf Kooperation beruhende Koexistenz von WLAN-, BT- und/oder ZB-Teilsystemen durch eine Paketverkehrarbitrierungs(PTA, Packet Traffic Arbitration)-Logik (nicht gezeigt) implementiert sein, die PTA-Priorisierungsansätze für Datentypen und Anwendungen und/oder andere Arbitrierungsalgorithmen verwendet, um nach einem optimierten Leistungsverhalten für die bestimmten Umstände zu streben und Beschränkungen eines Kommunikationssystems mit mehreren Netzwerken zu konzipieren. Durch PTA-Ausführungsformen kann eine globale Qualität für simultane Sprach-, Video- und Datenübertragungen in einem eingebetteten System erzielt werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Antenne, die gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen ausgewählt wird, von einer oder mehreren der mehreren Kommunikationsressourcen, die durch eine drahtlose Vorrichtung unterstützt werden, für die Kommunikation gemeinsam genutzt werden.
Wie gezeigt, umfasst die Kommunikationsvorrichtung 200 einen Sendeempfänger 208, einen Signalattributdetektor 210, eine Kommunikationsprotokolllogik 211, eine Antennenauswahleinheit 216, eine Antennenbewertungseinheit 218, Verarbeitungsvorrichtungen 220 und ein Speichersystem 222, die weiter unten jeweils genauer diskutiert werden.
Die Kommunikationsvorrichtung 200 kann die Antennen 104 und 106 umfassen oder über die Antennenauswahleinheit 216, die eine beliebige, im Stand der Technik bekannte Auswahllogik (z. B. Hardware, Software oder eine Kombination) umfassen kann, mit ihnen gekoppelt sein. Wenn die Antennenauswahleinheit 216 eine Antenne auswählt, koppelt sie die Antenne mit dem Sendeempfänger, damit RF-Signale empfangen und übertragen werden können. In Ausführungsformen ist ein Verweilzeitraum ein Zeitraum, während dessen eine Antenne über die Antennenauswahleinheit 216 mit dem Sendeempfänger 208 gekoppelt bleibt. In Ausführungsformen kann jede Antenne 104 und 106 eine oder mehrere Antennen darstellen. Beispielsweise kann die Antennenauswahleinheit 216 (die z. B. als ein Umschaltschaltkreis arbeitet) die Kommunikationsvorrichtung 200 in einigen Ausführungsformen mit einem oder mehreren Antennen-Arrays (z. B. einem Phased-Array) und/oder Antennen-Clustern koppeln, die eine beliebige Anzahl von Antennen (z. B. sechs oder acht) umfassen, die exklusiv mit der Kommunikationsprotokolllogik 211 gepaart sind oder von dieser gemeinsam genutzt werden.
Der Sendeempfänger 208 kann über die Antennenauswahleinheit 216 mit den Antennen 104 und/oder 106 gekoppelt sein und ermöglicht das Übertragen und Empfangen von RF-Signalen gemäß einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen. In Ausführungsformen verarbeitet der Sendeempfänger 208, wenn er als ein Empfänger arbeitet, empfangene RF-Signale im analogen Bereich, digitalisiert sie und demoduliert entsprechende digitale Daten, um der Kommunikationsprotokolllogik 211 eine decodierte Folge von Einsen und Nullen zur weiteren Verarbeitung (z. B. Paketverarbeitung) bereitzustellen. Wenn der Sendeempfänger 208 als ein Sender arbeitet, führt er die Operationen im Allgemeinen in umgekehrter Reihenfolge durch, empfängt also eine Folge von Einsen und Nullen von der Kommunikationsprotokolllogik 211, moduliert das Signal und gibt ein analoges Signal zur Übertragung durch eine oder mehrere der Antennen 104 und 106 aus.
Der Signalattributdetektor 210 ist mit einer oder mehreren der Antennen 104 und 106 betriebsfähig gekoppelt, um Signalattribute zu detektieren und bereitzustellen, damit diese von der Antennenbewertungseinheit 218 bei der Auswahl einer Antenne, die eine akzeptable Linkqualität ermöglicht, verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Signalattributdetektor 210 analoge und/oder digitale Logik- und/oder Messschaltkreise umfassen, um mit RF-Signalen assoziierte Attribute zu bestimmen oder zu ermitteln. Auch wenn der Signalattributdetektor 210 als ein separater Block gezeigt ist, kann er ganz oder teilweise durch den Sendeempfänger 208, die Kommunikationsprotokolllogik 211 und/oder durch in dem Speichersystem 222 gespeicherte Verarbeitungsanweisungen 224 implementiert sein.
Mit RF-Signalen assoziierte Signalattribute können, ohne darauf begrenzt zu sein, Folgendes umfassen: eine Signalfrequenz, eine Winkelfrequenz, eine Amplitude, eine Phase, eine Wellenlänge, eine Wellengeschwindigkeit, eine Ankunftszeit, eine Ankunftszeitdifferenz, eine Phasendifferenz, eine Ankunftsphasendifferenz, Signalpegel- und/oder-stärkewerte (z. B. einen RSSI-Wert), Signalqualitätswerte (z. B. einen SNR-Wert oder einen exponentiellen effektiven SNR-Abbildungswert (EESM-Wert), ein Signal-Störungen-plus-Rauschen-Verhältnis (SINR, Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio), ein Paket-Liefer-Verhältnis (PDR, Packet Delivery Ratio) und/oder eine Bitfehlerrate (BER, Bit Error Rate) und/oder beliebige andere Attributkombinationen oder -ableitungen davon. SINR stellt dar, inwieweit die Leistung des empfangenen Signals die Summe aus Rauschen plus Störungen an dem Sendeempfänger übersteigt. PDR ist das Verhältnis der an dem Empfänger korrekt empfangenen Pakete zu der Gesamtanzahl von Paketen, die durch den Sender gesendet wurden. BER ist das Verhältnis von Bits mit Fehlern zu der Gesamtanzahl an Bits, die über einen gegebenen Zeitraum empfangen wurden. In Ausführungsformen kann ein Modell verwendet werden, um in Gegenwart von beispielsweise weißem Rauschen oder Fading das SINR auf die BER oder das PER abzubilden. Eines oder mehrere dieser Signalattribute können eine Durchschnittsschätzung der Linkqualität über einen Zeitraum bereitstellen.
In einigen Ausführungsformen verwendet der Signalattributdetektor 210 im Stand der Technik bekannte Techniken, um einen mit einem RF-Signal assoziierten RSSI-Wert zu detektieren, der während des Empfangs der Präambel eines Pakets (oder z. B. eines Rahmens) an einer Antenne beobachtet wird. Der Signalattributdetektor 210 kann den detektierten RSSI-Wert in einem Header desselben Pakets kodieren und/oder den RSSI-Wert in dem Speichersystem 222 (z. B. in der Signalattributtabelle 228) speichern.
Die Kommunikationsprotokolllogik 211 umfasst die Anweisungen und die Hardware, um durch einen oder mehrere Kommunikationsprotokollstandards definierte Kommunikationsprotokolle zu unterstützen (z. B. WLAN-, BT- und/oder ZB-Kommunikationsprotokolle). Die PHY-Logik 212 kann dedizierte Schaltkreise und/oder durch einen Prozessor ausgeführte Anweisungen umfassen, um alle oder Teile von elektrischen und physischen Spezifikationen eines Kommunikationsprotokolls zu implementieren, und definiert die Beziehung zwischen der Kommunikationsvorrichtung und dem Übertragungsmedium (z. B. der gesamten oder Teilen der Bitübertragungsschicht (Physical Layer) des OSl-Referenzmodells). Die PHY-Logik 212 kann beispielsweise Verbindungen erstellen und beenden, eine Konfliktauflösung und eine Ablaufsteuerung bereitstellen und eine Modulation, Demodulation und/oder Umwandlung zwischen digitalen Daten und entsprechenden drahtlos kommunizierten Signalen bereitstellen. Die MAC-Logik 214 kann dedizierte Schaltkreise und/oder durch einen Prozessor ausgeführte Anweisungen (z. B. eine Steuerlogik) umfassen, um alle oder Teile der Funktions- oder Verfahrensmittel zum Transferieren von Daten zwischen Netzwerkeinheiten (z. B. die gesamte oder Teile der Sicherungsschicht des OSI-Referenzmodells) zu implementieren. Die MAC-Logik 214 kann Rahmenfelder nach ACK-Angaben durchsuchen, um Fehler, die in der Bitübertragungsschicht auftreten können, zu detektieren und, so möglich, zu korrigieren. Zusätzlich kann die MAC-Logik 214 mit Rahmen assoziierte Signalattribute, umfassend ACK-Angaben, speichern.
Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationsprotokolllogik 211 eine Basisbandlogik 215 umfassen, die dedizierte Schaltkreise und/oder durch einen Prozessor ausgeführte Anweisungen umfasst, um physische Kanäle und Links und andere Dienste, wie etwa Fehlerkorrektur, Whitening von Daten, Sprungauswahl und Sicherheit, gemäß BT-Kommunikationsprotokollstandards zu verwalten. Die Basisbandlogik 215 kann einen Link-Controller umfassen, der zusammen mit einem BT-Link-Manager (nicht gezeigt) in oberen BT-Protokollschichten arbeitet, um Routinen auf Linkebene, wie etwa eine Linkverbindungs- und Leistungssteuerung, abzuwickeln. Die Basisbandlogik 215 kann auch asynchrone und synchrone Links verwalten, Pakete abfertigen und Paging und Inquiry realisieren, um auf BT-Vorrichtungen in der Nähe zuzugreifen und nach diesen zu suchen. In Ausführungsformen kann die Basisbandlogik 215 Paketfelder nach ACK-Angaben durchsuchen, um Fehler zu detektieren und, so möglich, zu korrigieren, und dann mit Rahmen assoziierte Signalattribute, umfassend die ACK-Angaben, speichern.
In Ausführungsformen werden die Verarbeitungsvorrichtungen 220 verwendet, um unter Nutzung der Anweisungen 224 (z. B. Firmware oder Microcode) und/oder innerhalb des Speichersystems 222 organisierter Datenstrukturen die Operationen der Kommunikationsvorrichtung 200 zu implementieren. Auch wenn die Verarbeitungsvorrichtungen 220 und die Speichersysteme 222 als einzelne Blöcke gezeigt sind, können sie mehrere gemeinsam genutzte oder dedizierte Ressourcen, die in den verschiedenen Blöcken (z. B. 208, 210, 211, 216, 218) der Kommunikationsvorrichtung 200 verteilt sind, umfassen. Beispielhafte Verarbeitungsvorrichtungen 220 und Speichersysteme sind mit Bezug auf 7 genauer beschrieben.
Die Antennenbewertungseinheit 218 dient dazu, auf Basis von Signalattributwerten, die mit einer Antenne assoziiert sind, Signal- oder Linkqualitätswerte, die mit dieser Antenne assoziiert sind, zu erzeugen und sie in dem Speichersystem 222 zu speichern. Mit einer Antenne assoziierte Signal- oder Linkqualitätswerte können, ohne darauf begrenzt zu sein, SNR-, SINR-, PDR-, BER- oder beliebige andere Kennwerte umfassen, die eine Qualität der drahtlosen Kommunikation angeben. Die Antennenbewertungseinheit 218 kann durch dedizierte Hardware und/oder durch die Verarbeitungsanweisungen 224 implementiert sein. In Ausführungsformen kann die Antennenbewertungseinheit 218 die Antennenauswahl auf einen Vergleich eines Signalqualitätswerts (z. B. in den Qualitätswertetabellen 226), der mit einer aktuell ausgewählten Antenne assoziiert ist, mit einem Signalqualitätsreferenzwert (z. B. in den Qualitätswertetabellen 226), wie etwa einem Qualitätsschwellenwert oder einem vergangenen Signalqualitätswert, der mit einer zuvor ausgewählten Antenne assoziiert ist, stützen. Beispielhafte Operationen der Antennenbewertungseinheit 218 sind mit Bezug auf die 3, 4 und 7 genauer beschrieben. Auch wenn die Beispiele mit Bezug auf WLAN-Ausführungsformen erläutert werden, können BT- und/oder ZB-Ausführungsformen gleichermaßen eingesetzt werden, ohne von dem beanspruchten Gegenstand abzuweichen.
3 ist ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen, das ein Verfahren 300 zum Auswählen einer Antenne auf Basis einer Bestätigung (z. B. einer MAC- oder Basisband-ACK) illustriert. Das Verfahren 300 kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 wie mit Bezug auf die drahtlose Vorrichtung 102 aus 1 und die Kommunikationsvorrichtung 200 aus 2 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden.
In Block 302 koppelt die Antennenauswahleinheit 216 den Sendeempfänger 208 mit der Antenne 104. In Block 304 überträgt der Sendeempfänger 208 ein erstes Signal (z. B. ein ausgehendes Signal 142) über die Antenne 104. In Block 306 wartet die MAC-Logik 214 auf eine Bestätigung des übertragenen ersten Signals. Wenn in Block 308 die MAC-Logik 214 bestimmt, dass seit der Übertragung des ersten Signals ein Timeout-Zeitraum verstrichen ist, fährt das Verfahren 300 mit Block 316 fort, in welchem die Antennenbewertungseinheit 218 bewirkt, dass die Antennenauswahleinheit 216 den Sendeempfänger 208 von einer Kopplung mit der ersten Antenne 104 zu einer Kopplung mit der zweiten Antenne 106 umschaltet (z. B. über ein Umschaltsignal). Wenn in Block 308 die MAC-Logik 214 bestimmt, dass der Timeout-Zeitraum nicht verstrichen ist, fährt das Verfahren mit Block 310 fort. Wenn in Block 310 die MAC-Logik 214 bestimmt, dass ein zweites Signal (z. B. das Bestätigungssignal 144), welches das erste übertragene Signal bestätigt, nicht empfangen wurde, kehrt das Verfahren 300 in einer Schleife zu Block 306 zurück, um auf eine Bestätigung des übertragenen ersten Signals zu warten. Wenn in Block 310 die MAC-Logik 214 bestimmt, dass das zweite Signal, welches das übertragene erste Signal bestätigt, empfangen wurde, fährt das Verfahren mit Block 312 fort.
In Block 312 erzeugt die Antennenbewertungseinheit 218 auf Basis eines Signalattributs des zweiten Signals (z. B. des Bestätigungssignals 144), das durch den Signalattributdetektor 210 detektiert wurde, einen mit der ersten Antenne 104 assoziierten ersten Signalqualitätswert. In Block 314 bestimmt die Antennenbewertungseinheit 218, ob auf Basis des in Block 312 erzeugten ersten Signalqualitätswerts die zweite Antenne 106 ausgewählt werden soll. Beispiele für das Treffen der Bestimmung des Blocks 314 sind mit Bezug auf 4 beschrieben. Wenn in Block 314 die zweite Antenne 106 nicht ausgewählt werden soll, bleibt der Sendeempfänger 208 in Block 302 mit der ersten Antenne 104 gekoppelt. Wenn in Block 314 die zweite Antenne 106 ausgewählt werden soll, fährt das Verfahren 300 mit Block 316 fort, in welchem die Antennenbewertungseinheit 218 bewirkt, dass die Antennenauswahleinheit 216 den Sendeempfänger 208 von einer Kopplung mit der ersten Antenne 104 zu einer Kopplung mit der zweiten Antenne 106 umschaltet.
4 ist ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen, das ein Verfahren 400 zum Bereitstellen einer Antennenauswahlbestimmung illustriert. Das Verfahren 400 kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 wie mit Bezug auf die drahtlose Vorrichtung 102 aus 1 und die Kommunikationsvorrichtung 200 aus 2 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden.
In Block 402 greift die Antennenbewertungseinheit 218 auf den mit der ersten Antenne 104 assoziierten ersten Signalqualitätswert (der z. B. in den Qualitätswertetabellen 226 gespeichert ist) zu. Wenn in Block 404 der erste Signalqualitätswert kleiner als ein Signalqualitätsschwellenwert (der z. B. in den Qualitätswertetabellen 226 gespeichert ist) ist, bewirkt die Antennenbewertungseinheit 218, dass die Antennenauswahleinheit 216 in Block 410 die zweite Antenne 106 auswählt. Wenn der erste Signalqualitätswert nicht kleiner als der Signalschwellenwert ist, fährt das Verfahren 400 mit Block 406 fort. In Block 406 greift die Antennenbewertungseinheit auf einen mit der zweiten Antenne 106 assoziierten zweiten Signalqualitätswert (der z. B. in den Qualitätswertetabellen 226 gespeichert ist) zu.
Wenn in Block 408 der erste Signalqualitätswert größer als oder gleich dem zweiten Signalqualitätswert ist (z. B. nicht kleiner als dieser ist), bewirkt die Antennenbewertungseinheit 218, dass die Antennenauswahleinheit 216 in Block 410 bei der ersten Antenne 104 verweilt. Wenn der erste Signalqualitätswert kleiner als das zweite Signalqualitätssignal ist, bewirkt die Antennenbewertungseinheit 218, dass die Antennenauswahleinheit 216 in Block 412 die zweite Antenne 106 auswählt. In Ausführungsformen benutzte beispielhafte WLAN-Rahmen und BT-Pakete sind mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
5 ist ein Diagramm eines PHY-Rahmens 500 gemäß Ausführungsformen, der eine MAC-ACK-Angabe umfasst. In Ausführungsformen entspricht der PHY-Rahmen 500 dem Konvergenzprotokoll der Bitübertragungsschicht (PLCP, Physical Layer Convergence Protocol). Wie gezeigt, umfasst der PHY-Rahmen eine Präambel 502, einen Header 504 und Nutzlastdaten 506. In Ausführungsformen verwendet der Signalattributdetektor 210 eine Folge von Bitwerten in der PHY-Präambel 502, um den mit dem PHY-Rahmen 500 assoziierten RSSI zu bestimmen. In Ausführungsformen fügt der Signalattributdetektor 210 den berechneten RSSI-Wert in den PHY-Header 504 ein, damit dieser später von der MAC-Logik 214 und der Antennenbewertungseinheit 218 verwendet werden kann. Wie gezeigt, umfassen die Nutzlastdaten 506 des PHY-Rahmens 500 einen MAC-Header 510, der einen ACK-Rahmen 508 umfasst, wie es durch Bits (z. B. mit einem Wert 1101) in dem Rahmensteuerfeld 512 angegeben wird.
In Ausführungsformen untersucht die MAC-Logik 214 die Bitwerte des Rahmensteuerfelds 512, um einen Typ und einen Subtyp des Rahmens zu bestimmen. Allgemein könnte ein Rahmentyp ein Verwaltungsrahmen, ein Steuerrahmen oder ein Datenrahmen sein. Datenrahmen tragen Protokolldaten höherer Ebenen in dem Rahmenkörper. Verwaltungsrahmen ermöglichen die Aufrechterhaltung einer Kommunikation. Beispielhafte Subtypen von Verwaltungsrahmen können Beacon-Rahmen umfassen, die periodisch von einem Zugangspunkt gesendet werden, um dessen Gegenwart bekanntzugeben und den Service Set Identifier und andere Parameter für Vorrichtungen innerhalb des Bereichs bereitzustellen. Steuerrahmen ermöglichen den Austausch von Datenrahmen zwischen Stationen. Beispielhafte Subtypen eines Steuerrahmens können ACK-Rahmen umfassen, die von einer Empfangsstation (z. B. der drahtlosen Vorrichtung 182 aus 1) nach dem Empfang eines Datenrahmens gesendet werden, wenn keine Fehler gefunden werden. Wenn die sendende Station (z. B. die drahtlose Vorrichtung 102 aus 2) in Ausführungsformen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums keinen ACK-Rahmen empfängt, kann die sendende Station Antennen umschalten und den Datenrahmen erneut senden.
6 ist ein Paketdiagramm gemäß einer Ausführungsform, das ein BT-Paket 600 mit einer ACK-Angabe illustriert. Der Signalattributdetektor 210 aus 2 kann eine Folge von Bits in dem Zugangscodefeld 602 verwenden, um einen mit dem BT-Paket 600 assoziierten RSSI-Wert zu bestimmen, bevor er den Signalattributwert in dem Speichersystem 222 speichert oder ihn als Bits in dem Header-Feld 604 zur späteren Verwendung durch die Basisbandlogik 215 und die Antennenbewertungseinheit 218 speichert. In Ausführungsformen kann die Basisbandlogik 215 auf Basis des Werts eines Bits (z. B. Wert 0 oder 1) des ARQN-Felds 606 in dem Header 604 bestimmen, ob das BT-Paket 600 eine ACK-Angabe umfasst.
7 ist ein Ablaufdiagramm gemäß Ausführungsformen, das eine Antennenauswahl durch eine WLAN-Kommunikationsvorrichtung illustriert. Der Ablauf kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Ablauf wie mit Bezug auf die PHY-Logik 212, die MAC-Logik 214 und die Antennenbewertungseinheit 218 der Kommunikationsvorrichtung 102, welche mit Bezug auf 2 beschrieben ist, und unter Bezugnahme auf den PLCP-Rahmen aus 5 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden. In Ausführungsformen wird der Prozess an einer Vielzahl von Rahmen durchgeführt, die während eines Verweilzeitraums über eine aktuell ausgewählte Antenne empfangen werden.
In Block 702 fügt die PHY-Logik 212 während eines Antennenverweilzeitraums den für jeden empfangenen PHY-Rahmen 500 berechneten RSSI-Wert (z. B. als Bitwerte) in den entsprechenden PHY-Header 504 ein. In Block 704 untersucht die MAC-Logik 214 Bits in dem Rahmensteuerfeld 512 des MAC-Headers 510, um zu bestimmen, ob der Rahmen ein ACK-Rahmen 508, ein Beacon- oder ein Datenrahmen ist. Wenn das Rahmensteuerfeld 512 einen Rahmen vom Typ Beacon oder Daten angibt, fügt die MAC-Logik 214 in Block 706 den RSSI-Wert (der z. B. in dem PLCP-Header 504 codiert ist) in eine Empfangsstatustabelle der Signalattributtabelle 228 oder eine andere Datenstruktur ein (z. B. als PHYRXSTATUS). Wenn das Rahmensteuerfeld 512 den ACK-Rahmen 508 angibt, fügt die MAC-Logik 214 in Block 708 den RSSI-Wert (der z. B. in dem PLCP-Header 504 codiert ist) in eine Übertragungsstatustabelle der Signalattributtabelle 228 oder eine andere Datenstruktur ein (z. B. als PHYTXSTATUS).
In Block 710 erzeugt und/oder aktualisiert die Antennenbewertungseinheit 218 auf Basis der für den entsprechenden Verweilzeitraum in den Empfangs- und Übertragungsstatustabellen gespeicherten RSSI-Werte einen Signalqualitätswert für die ausgewählte Antenne in der Qualitätswertetabelle 226. Das Erzeugen und/oder Aktualisieren des Signalqualitätswerts kann dynamisch sein, sodass der Signalqualitätswert ein laufender durchschnittlicher SNR-Wert zu einem Zeitpunkt während des Antennenverweilzeitraums sein kann. In Ausführungsformen berechnet die Antennenbewertungseinheit 218 den durchschnittlichen SNR auf Basis des aktuellen Durchschnitts der RSSI-Werte während des Verweilzeitraums und einem Rauschpegelwert für diesen Zeitraum. Beispielsweise kann die Antennenbewertungseinheit 218 den durchschnittlichen SNR als eine Dezibeldifferenz zwischen dem aktuellen durchschnittlichen RSSI-Wert und dem Rauschpegelwert berechnen. In Ausführungsformen ist der Rauschpegelwert ein Grundrauschen oder ein Umgebungsrauschen der RF-Umgebung, der auf Anfrage der Antennenbewertungseinheit 218 von der Verarbeitungsvorrichtung 220 (z. B. der PHY-Logik 212) gemessen und/oder in dem Speichersystem 222 periodisch aktualisiert wird.
In Block 712 wählt die Antennenbewertungseinheit 218 eine Antenne auf Basis des Signalqualitätswerts oder auf Basis des Verstreichens des Verweilzeitraums aus und erzeugt in Block 714 eine entsprechende Antennenauswahlbestimmung. Beispielsweise kann die Antennenbewertungseinheit 218 eine Antennenauswahlbestimmung erzeugen, um zu bewirken, dass der Sendeempfänger 208 dynamisch zu einer Kopplung mit einer anderen Antenne umgeschaltet wird, wenn der Antennenverweilzeitraum verstrichen ist oder die Antennenbewertungseinheit bestimmt, dass der berechnete Signalqualitätswert einen Referenzwert nicht erreicht oder überschreitet. Der Referenzwert kann ein akzeptabler SNR-Mindestwert oder ein vergangener durchschnittlicher Signalqualitätswert sein, der mit einer Antenne assoziiert ist, die während eines vorhergehenden Verweilzeitraums mit dem Sendeempfänger 208 gekoppelt war. Wenn der berechnete Signalqualitätswert den Referenzwert erreicht oder überschreitet, kann die Antennenauswahlbestimmung (oder z. B. ihr Fehlen) angeben, dass der Sendeempfänger 208 für den Rest des Verweilzeitraums oder für einen aktualisierten Verweilzeitraum mit der aktuell ausgewählten Antenne gekoppelt bleiben sollte.
In Block 716 leitet die MAC-Logik 214 die Antennenauswahlbestimmung an die PHY-Logik 212 weiter. Die MAC-Logik 214 kann beispielsweise bewirken, dass die PHY-Logik 212 die Antennenauswahleinstellungen und/oder die Einstellungen für den Antennenverweilzeitraum in dem Speichersystem 222 (z. B. in PHY-Registern) speichert. In Block 718 führt die PHY-Logik 212 die Antennenauswahlbestimmung herbei (z. B. auf Basis der Antennenauswahleinstellungen und/oder der Einstellung für die Antennenverweilzeiträume in dem Speichersystem 222) und führt den Ablauf zu Block 702 zurück, um den Prozess mit derselben Antenne oder einer neu ausgewählten Antenne fortzuführen.
Ausführungsformen können MAC-ACKs benutzen, wenn sie im TCP-Modus oder im UDP-Modus arbeiten. Der TCP-Modus kann für verbindungsorientierte Übertragungen verwendet werden, während der UDP-Modus typischerweise weniger komplex ist und für verbindungslose Übertragungen zur Nachrichtenübermittlung verwendet wird. Verglichen mit dem UDP-Modus kann der TCP-Modus eine größere Anzahl von Rahmen (z. B. TCP-ACKs) einbeziehen, die herkömmlicherweise verwendet werden, um Empfangsstatistiken zu bilden. Vor hierin beschriebenen Ausführungsformen wurde die Gegenwart einer UDP-MAC-ACK verwendet, um eine erfolgreiche Übertragung zu bekräftigen, nicht jedoch, um eine Speicherung eines assoziierten RSSI-Werts für Empfangsstatistiken auszulösen. Im UDP-Modus gibt es keine ACKs oberer Schichten (z. B. TCP-ACKs), die verwendet werden, um eine Speicherung von RSSI-Werten für Empfangsstatistiken auszulösen. Eine drahtlose Überwachungskamera, die Videopakete an einen oder mehrere Knoten im Internet (z. B. die „Cloud“) streamt, kann beispielsweise im UDP-Modus (z. B. ohne ACKs oberer Schichten wie beim TCP) arbeiten, weil die drahtlose Überwachungskamera nicht unbedingt wissen muss, ob ein Internetzielknoten das Videopaket erfolgreich empfangen hat. Darüber hinaus kann die Notwendigkeit, komplexere ACKs oberer Schichten (z. B. in einem TCP-Modus) verarbeiten zu müssen, die Aufnahmen der Überwachungskamera verzögern und/oder Jitter in der Wiedergabe verursachen. Wie in Ausführungsformen beschrieben, werden UDP-MAC-ACKs detektiert, und als Reaktion darauf werden die assoziierten RSSI-Werte als Empfangsstatistiken für eine Antennenauswahl durch einen Antennendiversitätsalgorithmus verwendet, anstatt verworfen oder ignoriert zu werden.
8 ist ein Blockdiagramm gemäß Ausführungsformen, das eine elektronische Vorrichtung 800 illustriert. Die elektronische Vorrichtung 800 kann die Ausführungsbeispiele der drahtlosen Vorrichtung 102 oder Teile davon, wie mit Bezug auf die 1-7 beschrieben, vollständig oder teilweise umfassen und/oder betreiben. Die elektronische Vorrichtung 800 kann in Form eines Computersystems vorliegen, innerhalb dessen Sätze Anweisungen ausgeführt werden können, um zu bewirken, dass die elektronische Vorrichtung 800 eine beliebige oder mehrere der hierin diskutierten Methodologien durchführt. Die elektronische Vorrichtung 800 kann als eine eigenständige Vorrichtung betrieben werden oder mit anderen Maschinen verbunden (z. B. vernetzt) sein. Bei einem vernetzten Einsatz kann die elektronische Vorrichtung 800 in der Funktion eines Servers oder einer Client-Maschine in einer Server-Client-Netzwerkumgebung betrieben werden, oder aber als eine Peer-Maschine in einer P2P-(oder verteilten) Netzwerkumgebung.
Die elektronische Vorrichtung 800 kann eine loT-Vorrichtung (loT = Internet of Things, Internet der Dinge), ein Servercomputer, ein Client-Computer, ein Personal Computer (PC), ein Tablet, eine Set-Top-Box (STB), ein sprachgesteuerter Hub (VCH, Voice Controlled Hub), ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Mobiltelefon, eine Web Appliance, ein Netzwerkrouter, Netzwerkschalter oder eine Netzwerkbrücke, ein Fernseher, Lautsprecher, eine Fernsteuerung, ein Bildschirm, eine tragbare Multimediavorrichtung, ein tragbarer Videospieler, eine tragbare Gaming-Vorrichtung oder eine Steuertafel oder eine beliebige andere Maschine sein, die fähig ist, einen Satz Anweisungen, der von dieser Maschine zu ergreifende Aktionen spezifiziert, (sequentiell oder anderweitig) auszuführen. Ferner ist, obwohl nur eine einzelne elektronische Vorrichtung 800 illustriert ist, der Begriff „Vorrichtung“ auch so zu verstehen, dass er eine beliebige Sammlung von Maschinen umfasst, die individuell oder gemeinsam einen Satz (oder mehrere Sätze) Anweisungen ausführen, um eine beliebige oder mehrere der hierin diskutierten Methodologien durchzuführen.
Wie gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 800 einen oder mehrere Prozessoren 802. In Ausführungsformen können die elektronische Vorrichtung 800 und/oder der eine oder die mehreren Prozessoren 802 eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen 805, wie etwa eine System-on-a-Chip-Verarbeitungsvorrichtung, die von Cypress Semiconductor Corporation, San Jose, Kalifornien entwickelt wurde, umfassen. Alternativ kann die elektronische Vorrichtung 800 eine oder mehrere andere Verarbeitungsvorrichtungen, die durchschnittlichen Fachleuten bekannt sind, umfassen, wie etwa einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Anwendungsprozessor, einen Host-Controller, einen Controller, einen Spezialprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA) oder dergleichen. Ein Bussystem 801 kann einen Kommunikationsblock (nicht gezeigt) umfassen, um über eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 809 und/oder das Bussystem 801 mit einer internen oder externen Komponente, wie etwa einem eingebetteten Controller oder einem Anwendungsprozessor, zu kommunizieren.
Komponenten der elektronischen Vorrichtung 800 können sich auf einem gemeinsamen Trägersubstrat befinden, wie etwa beispielsweise einem IC-Die-Substrat, einem Multi-Chip-Modulsubstrat oder dergleichen. Alternativ können Komponenten der elektronischen Vorrichtung 800 eine oder mehrere separate ICs und/oder diskrete Komponenten sein.
Das Speichersystem 804 kann flüchtige Speicher und/oder nichtflüchtige Speicher umfassen, die über das Bussystem 801 miteinander kommunizieren können. Das Speichersystem 804 kann beispielsweise einen Arbeitsspeicher (RAM) und Programm-Flash umfassen. Der RAM kann ein statischer RAM (SRAM) und der Programm-Flash kann eine nichtflüchtige Speichereinheit sein, die dazu verwendet werden können, Firmware zu speichern (z. B. Steuerungsalgorithmen, die durch den oder die Prozessoren 802 ausgeführt werden können, um hierin beschriebene Operationen zu implementieren). Das Speichersystem 804 kann Anweisungen 803 umfassen, die, wenn sie ausgeführt werden, die hierin beschriebenen Verfahren durchführen. Teile des Speichersystems 804 können dynamisch zugewiesen werden, um Caching, Zwischenspeichern und/oder andere speicherbasierte Funktionalitäten bereitzustellen.
Das Speichersystem 804 kann eine Laufwerkseinheit umfassen, die ein maschinenlesbares Medium bereitstellt, auf dem ein oder mehrere Sätze Anweisungen 803 (z. B. Software), die eine beliebige oder mehrere der hierin beschriebenen Methodologien oder Funktionen verkörpern, gespeichert sein können. Die Anweisungen 803 können sich während ihrer Ausführung durch die elektronische Vorrichtung 800, die in einigen Ausführungsformen maschinenlesbare Medien darstellt, auch vollständig oder mindestens teilweise innerhalb der anderen Speichervorrichtungen des Speichersystems 804 und/oder innerhalb des oder der Prozessoren 802 befinden. Die Anweisungen 803 können ferner über die Kommunikationsschnittstelle(n) 809 über ein Netzwerk übertragen oder empfangen werden.
Während in einigen Ausführungsformen ein maschinenlesbares Medium ein einzelnes Medium ist, ist der Begriff „maschinenlesbares Medium“ so zu verstehen, dass er ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfasst (z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder assoziierte Caches und Server), die den einen oder die mehreren Sätze Anweisungen speichern. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ ist auch so zu verstehen, dass er jegliches Medium umfasst, das fähig ist, einen Satz Anweisungen zu speichern oder zu codieren, damit dieser durch die Maschine ausgeführt wird, und der bewirkt, dass die Maschine eine beliebige oder mehrere der hierin beschriebenen beispielhaften Operationen durchführt. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ ist demgemäß so zu verstehen, dass er, ohne darauf begrenzt zu sein, Festkörperspeicher und optische und magnetische Medien umfasst.
Wie ferner gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 800 eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 806 (z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), einen Touchscreen, eine Kathodenstrahlröhre (CRT, Cathode Ray Tube) und Software- und Hardwareunterstützung für Anzeigetechnologien), eine oder mehrere Audioschnittstellen 808 (z. B. Mikrofone, Lautsprecher und Software- und Hardwareunterstützung für die Mikrofonein-/-ausgabe und die Lautsprecherein-/ -ausgabe). Wie ebenfalls gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 800 eine oder mehrere Benutzerschnittstellen 810 (z. B. Tastatur, Tasten, Schalter, Touchpad, Touchscreens und Software- und Hardwareunterstützung für Benutzerschnittstellen).
Die obige Beschreibung ist als illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen. Beispielsweise können die oben beschriebenen Ausführungsformen (oder ein oder mehrere Aspekte daraus) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen werden Fachleuten nach Durchsicht der obigen Beschreibung klar sein. In diesem Dokument werden, wie es in Patentdokumenten üblich ist, die Begriffe „ein“ oder „eine“ so benutzt, dass sie eins oder mehr als eins umfassen. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ so benutzt, dass er ein nichtexklusives Oder meint, sodass „A oder B“ „A, jedoch nicht B“, „B, jedoch nicht A“ und „A und B“ umfasst, sofern nicht anderweitig angegeben. Für den Fall inkonsistenter Verwendungen zwischen diesem Dokument und den durch Bezugnahme einbezogenen Dokumenten sollte die Verwendung in der oder den einbezogenen Referenzen als zu jener dieses Dokuments ergänzend betrachtet werden; bei unvereinbaren Inkonsistenzen ist die Verwendung in diesem Dokument gegenüber der Verwendung in beliebigen einbezogenen Referenzen ausschlaggebend.
Obwohl der beanspruchte Gegenstand mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offenkundig, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem breiteren Geist und Umfang des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Demgemäß sind die Patentbeschreibung und die Zeichnungen eher in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinn zu betrachten. Der Umfang der Ansprüche sollte unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. In den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „umfassend“ und „in dem/der“ als die Äquivalente in einfacher Sprache der entsprechenden Begriffe „beinhaltend“ und „wobei“ verwendet. Ebenfalls sind in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „umfassend“ und „beinhaltend“ erweiterbar; wenn ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel oder ein Prozess Elemente zusätzlich zu denen umfasst, die hinter einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgeführt sind, sind sie immer noch als zu dem Umfang dieses Anspruchs gehörig zu betrachten. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste“, „zweite“ und „dritte“ usw. lediglich als Kennzeichen verwendet und sollen ihren Objekten keine numerischen Voraussetzungen auferlegen.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist gemäß den Vorgaben von 37 C.F.R. §1.72(b) bereitgestellt, worin eine Zusammenfassung verlangt wird, die es dem Leser ermöglicht, die Natur der technischen Offenbarung rasch festzustellen. Sie wird mit dem Verständnis vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16/436629 [0001]
US 62/847726 [0001]

Claims

Ein Verfahren einer drahtlosen Vorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Detektieren, dass ein erster Wireless-Local-Area-Network(WLAN)-Rahmen einer Bitübertragungsschicht (PHY), der über eine erste eine oder erste mehrere Antennen empfangen wird, einen WLAN-Bestätigungs(ACK)-Rahmen umfasst; als Reaktion auf das Detektieren des ersten WLAN-ACK-Rahmens, Speichern eines ersten Signalpegelwerts, der mit dem WLAN-PHY-Rahmen assoziiert ist, in einem Speichersystem; Verwenden des in dem Speichersystem gespeicherten ersten Signalpegelwerts, um einen ersten Signalqualitätswert zu bestimmen, der mit der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen assoziiert ist; und Verwenden des ersten Signalqualitätswerts, um eine Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Detektieren des WLAN-ACK-Rahmens das Bestimmen beinhaltet, dass eine Vielzahl von Bitwerten in einem Header des WLAN-ACK-Rahmens einen ACK-Rahmentyp angibt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Speichern des ersten Signalpegelwerts, der mit dem WLAN-ACK-Rahmen assoziiert ist, das Bestimmen des ersten Signalpegelwerts aus einer Vielzahl von Bitwerten in einem Header des WLAN-PHY-Rahmens beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes beinhaltet: Detektieren, dass ein zweiter WLAN-PHY-Rahmen, der über die erste eine oder die ersten mehreren Antennen empfangen wird, eines von einem WLAN-Beacon-Rahmen und einem WLAN-Datenrahmen umfasst; als Reaktion auf das Detektieren des einen von dem WLAN-Beacon-Rahmen und dem WLAN-Datenrahmen, Speichern eines zweiten Signalpegelwerts, der mit dem zweiten WLAN-PHY-Rahmen assoziiert ist, in dem Speichersystem; und Verwenden des in dem Speichersystem gespeicherten zweiten Signalpegelwerts, um den ersten Signalqualitätswert zu bestimmen, der mit der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen assoziiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste Signalqualitätswert einen Wert eines Signal-Rausch-Verhältnisses angibt, der mit der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen assoziiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden des ersten Signalqualitätswerts, um eine Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen, mindestens eines von einem Bestimmen eines Antennenverweilzeitraums und einem Auswählen zwischen der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen und einer zweiten einen oder zweiten mehreren Antennen beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner als Reaktion auf ein Auswählen der zweiten einen oder der zweiten mehreren Antennen oder ein Verstreichen des Antennenverweilzeitraums das Erzeugen eines Signals beinhaltet, um einen Sendeempfänger der drahtlosen Vorrichtung von einer Kopplung mit der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen zu einer Kopplung mit der zweiten einen oder den zweiten mehreren Antennen umzuschalten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner das Zugreifen auf einen zweiten Signalqualitätswert, der mit einer zweiten einen oder zweiten mehreren Antennen assoziiert ist, beinhaltet, wobei das Verwenden des ersten Signalqualitätswerts, um die Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen, das Vergleichen des ersten Signalqualitätswert mit dem zweiten Signalqualitätswert beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der erste Signalqualitätswert eine erste Signalqualität darstellt, die mit der ersten einen oder den ersten mehreren Antennen während eines ersten Zeitraums assoziiert ist, und der zweite Signalqualitätswert eine zweite Signalqualität darstellt, die mit der zweiten einen oder den zweiten mehreren Antennen während eines zweiten Zeitraums assoziiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden des ersten Signalqualitätswerts, um die Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen, das Vergleichen des ersten Signalqualitätswerts mit einem Signalqualitätsschwellenwert beinhaltet.
Eine Kommunikationsvorrichtung, die Folgendes beinhaltet: einen Signalattributdetektor, der konfiguriert ist, um einen ersten Signalpegelwert zu detektieren, der mit einem ersten WLAN-Rahmen einer Bitübertragungsschicht (PHY), der über eine erste Antenne empfangen wird, assoziiert ist; eine Medienzugriffssteuerungs(MAC, Media Access Control)-Logik, die konfiguriert ist, um zu detektieren, dass der erste WLAN-PHY-Rahmen einen WLAN-Bestätigungs(ACK)-Rahmen umfasst, und als Reaktion auf das Detektieren des WLAN-ACK-Rahmens zu bewirken, dass der erste Signalpegelwert in einem Speicher gespeichert wird; und eine Antennenbewertungseinheit, die konfiguriert ist, um den in dem Speicher gespeicherten ersten Signalpegelwert zu verwenden, um einen mit der ersten Antenne assoziierten ersten Signalqualitätswert zu bestimmen, und den ersten Signalqualitätswert zu verwenden, um eine Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die MAC-Logik konfiguriert ist, um den WLAN-ACK-Rahmen auf Basis einer Vielzahl von Bits in einem Header des WLAN-ACK-Rahmens zu detektieren.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die MAC-Logik konfiguriert ist, um den ersten Signalpegelwert aus einer Vielzahl von Bitwerten in einem Header des PHY-Rahmens zu bestimmen.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Signalattributdetektor konfiguriert ist, um einen zweiten Signalpegelwert zu detektieren, der mit einem über die erste Antenne empfangenen zweiten WLAN-PHY-Rahmen assoziiert ist, wobei die MAC-Logik konfiguriert ist, um zu detektieren, dass der zweite WLAN-PHY-Rahmen eines von einem Beacon-Rahmen und einem Datenrahmen umfasst, wobei die MAC-Logik als Reaktion auf das Detektieren des einen von dem Beacon-Rahmen und dem Datenrahmen konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der zweite Signalpegelwert in dem Speicher gespeichert wird, und wobei die Antennenbewertungseinheit konfiguriert ist, um den ersten Signalqualitätswert auf Basis des zweiten Signalpegelwerts zu berechnen.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Antennenbewertungseinheit konfiguriert ist, um den ersten Signalqualitätswert mit einem Signalqualitätsreferenzwert zu vergleichen, um die Antennenauswahlbestimmung bereitzustellen, wobei der Signalqualitätsreferenzwert einer von einem Schwellenwert und einem mit einer zweiten Antenne assoziierten zweiten Signalqualitätswert ist.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, die ferner einen Sendeempfänger beinhaltet, der mit dem Signalattributdetektor gekoppelt ist und konfiguriert ist, um sich mit der ersten Antenne und einer zweiten Antenne zu koppeln, wobei die Antennenbewertungseinheit konfiguriert ist, um auf Basis der Antennenauswahlbestimmung ein Umschaltsignal zu erzeugen, wobei das Umschaltsignal dazu dient, den Sendeempfänger von einer Kopplung mit der ersten Antenne zu einer Kopplung mit der zweiten Antenne umzuschalten.
Eine drahtlose Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: eine erste Antenne und eine zweite Antenne; eine Antennenauswahleinheit; einen Signalattributdetektor, der konfiguriert ist, um einen Wert eines Indikators für die empfangene Signalstärke (RSSI, Received Signal Strength Indicator), der mit einem über die erste Antenne empfangenen ersten Paket assoziiert ist, zu bestimmen; eine Steuerlogik, die konfiguriert ist, um zu detektieren, dass das erste Paket eine Bestätigung (ACK) eines zweiten Pakets, das zuvor von der drahtlosen Vorrichtung übertragen wurde, angibt; und eine Antennenbewertungseinheit, wobei die Antennenbewertungseinheit als Reaktion auf das Detektieren der ACK durch die Steuerlogik konfiguriert ist, um den RSSI-Wert zu verwenden, um mittels der Antennenauswahleinheit eine von der ersten Antenne und der zweiten Antenne für das Übertragen oder Empfangen eines dritten Pakets auszuwählen.
Drahtlose Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Antennenbewertungseinheit konfiguriert ist, um den RSSI-Wert zu verwenden, um einen ersten Wert eines Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR, Signal-to-Noise Ratio), der mit der ersten Antenne assoziiert ist, zu bestimmen und den ersten SNR-Wert mit einem SNR-Referenzwert zu vergleichen, wobei der SNR-Referenzwert einer von einem mit der zweiten Antenne assoziierten zweiten SNR-Wert und einem SNR-Schwellenwert ist.
Drahtlose Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das erste und das zweite Paket Bluetooth-Pakete sind und die Steuerlogik eine Basisbandlogik umfasst, die konfiguriert ist, um die ACK auf Basis von einem oder mehreren Bitwerten in einem Header des ersten Pakets zu detektieren.
Drahtlose Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das erste und das zweite Paket Wireless-Local-Area-Network(WLAN)-Rahmen beinhalten und die Steuerlogik eine Medienzugriffssteuerungslogik umfasst, die konfiguriert ist, um die ACK auf Basis von einem oder mehreren Bitwerten in einem Header des ersten Pakets zu detektieren.