DE60109166T2

DE60109166T2 - Kommunikationssystem zur Detektion von ausserhalb des Systems erzeugter Interferenz

Info

Publication number: DE60109166T2
Application number: DE60109166T
Authority: DE
Inventors: David Alfred Vigier; Guillaume Marc Arnaudet; Sebastien Simoens
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2021-09-29
Also published as: EP1298949A1; EP1298949B1; KR20040037167A; DE60109166D1; WO2003030577A1; ATE290301T1; CN1561647A; CN100471317C; JP2005505216A; US20050043047A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation zwischen Endgeräten zur Detektion von systemexterner Interferenz, einschließlich des Übertragens von Daten zwischen den Endgeräten in einem elektromagnetischen Signal, das Signalbursts umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung ist besonders anwendbar auf eine Funkkommunikation in Frequenzbereichen, wo zwischen den Kommunikationen und Radarsignalen eine Interferenz wahrscheinlich ist; es ist jedoch klar, dass die Erfindung auch in anderen Situationen anwendbar ist.
Interferenz mit Radar ist von besonderem Belang für eine Kommunikation gemäß den "HiperLAN"-Standards des Euro päischen Instituts für Telekommunikationsstandards ("ETSI"), zusammengefasst in dem Standard TR 101 683 V1.1.1 (2000-02).
Der steigende Bedarf an "Überall-, Jederzeit"-Kommunikationen und die Zusammenlegung von Sprach-, Video- und Datenkommunikationen erzeugen einen Bedarf an drahtlosen Breitbandnetzen. Das hat das "Broadband Radio Access Network ("BRAN")-Projekt ins Leben gerufen, um Standards und Spezifikationen zu entwickeln, die einen weiten Bereich von Anwendungen abdecken und für verschiedene Frequenzbänder gelten sollen. Dieser Bereich von Anwendungen umfasst Systeme für eine lizenzierte und nicht lizenzierte Anwendung.
HiperLAN/2 ist ein BRAN-Standard für ein Hochgeschwindigkeitsfunkkommunikationssystem mit typischen Datenraten von 6 Mbit/s bis 54 Mbit/s in einem funkverbundenen lokalen Netz ("LAN"). Es verbindet Mobile Endgeräte ("MT") – üblicherweise tragbare Vorrichtungen – mit Breitbandnetzen, die auf einem Internetprotokoll ("IP"), einem asynchronen Übertragungsmodus ("ATM") oder anderen Technologien basieren. Ein zentralisierter Modus wird verwendet, um Hiper-LAN/2 als ein Zugangsnetz über einen festen Zugangspunkt (AP) – der Basisstation – zu betreiben. Zusätzlich wird eine Befähigung für eine Direktverbindungskommunikation zur Verfügung gestellt: dieser letztere Modus wird verwendet, um HiperLAN/2 als ein Ad-hoc-Netz zu betreiben, ohne auf eine zellulare Netzwerkinfrastruktur angewiesen zu sein, und in diesem Falle stellt eine zentrale Steuerung (CC), die unter den tragbaren Vorrichtungen dynamisch ausgewählt wird, den selben Pegel von QoS-Unterstützung, wie der feste Zugangspunkt, zur Verfügung. HiperLAN/2 ist befähigt, Mul timedia-Anwendungen durch ein Bereitstellen von Mechanismen zu unterstützen, die eine Dienstgüte ("QoS")-Anpassung handhaben. Eine eingeschränkte Anwendermobilität wird in dem lokalen Dienstbereich unterstützt; eine Großraummobilität (z. B. Roaming) kann durch Standards unterstützt werden, die außerhalb des Umfangs des BRAN-Projektes liegen. HiperLAN/2-Systeme arbeiten in dem 5 GHz-Band.
Die durch die European-Conference of Postal and Telecommunications Administrations und das European Radiocommunications Commitee zugewiesenen Frequenzbereiche sind:

*"EIRP": äquivalente Isotopenstrahlungsleistung

HiperLAN/2-Systeme müssen in der Lage sein, die zugewiesenen Frequenzbereiche mit Radarsystemen zu teilen, von denen einige mobil sind. Diese Art von gemeinsamer Nutzung erfordert eine dynamische Anpassung – Dynamische Frequenzauswahl (DFS) genannt – an lokale Interferenzbedingungen – ein Verfahren, das auch benötigt wird, um eine unkoordinierte gemeinsame Nutzung unter HiperLAN-Systemen zu unterstützen.
Es kann ein anderes (üblicherweise höheres) Maß an systeminterner Interferenz (das heißt einer Interferenz zwischen zwei HiperLAN/2-Vorrichtungen) toleriert werden, als an systemexterner Interferenz (das heißt einer Interferenz zwischen einer HiperLAN/2-Vorrichtung und einer Vorrichtung einer anderen Art von System, wie z. B. einer Radarvorrichtung). Außerdem oder alternativ, können auf systeminterne und systemexterne Interferenzen jeweils unterschiedliche Reaktionen erforderlich sein.
Dementsprechend ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, systeminterne und systemexterne Interferenzen zu detektieren und zu unterscheiden; die Detektion und Unterscheidung ist jedoch nicht perfekt und es ist wünschenswert, das Auftreten von Fehleralarmen zu minimieren. Die aktuellen ETSI-Spezifikationen stellen keine geeigneten Techniken zum Unterscheiden zwischen einer systeminternen und systemexternen Interferenz zur Verfügung.
Im Allgemeinen treten andere Situationen auf, die eine Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Endgeräten umfassen, wo Daten zwischen den Endgeräten in einem elektromagnetischen Signal übertragen werden, das Signalbursts umfasst, und es ist wünschenswert, eine systemexterne Interferenz (das heißt eine Interferenz zwischen einem Endgerät des Kommunikationssystems und einer Vorrichtung einer anderen Art von System) zu detektieren und von einer systeminternen Interferenz (das heißt einer Interferenz zwischen zwei Endgeräten des selben Systems, die nicht in direkter Kommunikation stehen) zu unterscheiden. Ein System zum Kommunizieren zwischen Punkt-zu-Punkt-Mikrowellen-Anwendern und PCS-Anwendern wird in dem Dokument US 5 752 164 beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation zwischen Endgeräten zur Detektion von systemexterner Interferenz zur Verfügung, wie in den begleitenden Ansprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Zuordnungen von Frequenzspektren in dem 5 GHz-Band durch die European Conference of Postal and Telecommunications Administrations, European Radiocommunications Committee, zeigt;
2 ist ein Wellenformdiagramm, das ein empfangenes HiperLAN-Burstsignal im Vergleich zu einem Radarsignal zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm eines Systems, das einen Zugangspunkt und ein mobiles Endgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das Abtastwerte von empfangenen Signalen zeigt, die sowohl systeminterne als auch systemexterne Interferenz umfassen, wie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detektiert;
5 ist ein Diagramm, das Abtastwerte von empfangenen Signalen zeigt, die sowohl systeminterne als auch systemexterne Interferenz umfassen, wie gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detektiert;
6 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zum Detektieren einer Interferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
7 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zum Unterscheiden zwischen systeminterner und systemexterner Interferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es wird zuerst auf 1 Bezug genommen, darin ist zu sehen, dass die HiperLAN/2-Frequenzbereiche, die durch die European Conference of Postal and Telecommunications Administrations zugewiesen wurden, wie in den Blöcken 1 und 2 gezeigt, zum Teil mit Radar, Funkortungsfrequenzen, die in einem Bereich von 5250 bis 5350 MHz und von 5650 bis 5850 MHz auftreten, Seefunk und anderer Funknavigation, die in einem Bereich von 5460 bis 5650 MHz auftreten und Wetterradar, das in dem gesamten Band von 5250 bis 5850 MHz auftritt, wie in dem Block 3 gezeigt, gemeinsam genutzt werden.
Man kann verschiedenen Typen von Radarsignalen begegnen. Typische Merkmale werden jedoch aktuell durch drei Radarsignale, die durch das ETSI zum Prüfen von HiperLAN/2-Systemen vorgeschlagen werden, wie folgt definiert:
In einer HiperLAN-Kommunikation werden die Signale mit einem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren ("OFDM") auf einem Träger mit mehreren (64) Teilträgern übertragen, wobei das übertragene Signal (in den HiperLAN/2-Spezifikationen als ein "BURST" bezeichnet) eine minimale Dauer von acht Mikrosekunden hat und die Signale in Rahmen von zwei Millisekunden gruppiert werden. Andererseits bestehen Radarsignale aus einer sich wiederholenden Reihe (in Radarspezifikationen als ein "Burst" bezeichnet) von Impulsen, wobei die Impulsbreite typischerweise geringer als zwei Mikrosekunden ist.
Der Unterschied zwischen den Signaldauern eines Hiper-LAN/2-Signals 4 und eines typischen Radarimpulses 5, die bei einem HiperLAN-Endgerät empfangen werden, wird in 2 gezeigt. Das HiperLAN/2-Signal ist eine systeminterne Interferenz, wenn das Signal nicht für dieses Endgerät gedacht ist, und das Radarsignal 5 ist immer eine systemexterne Interferenz.
3 ist eine schematische Darstellung eines HiperLAN/2-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst eine Mehrzahl von Zugangspunkten, von denen einer bei dem Bezugszeichen 6 gezeigt wird, und eine Mehrzahl mobiler Endgeräte, von denen eines bei dem Bezugszeichen 7 gezeigt wird. Der Zugangspunkt 6 umfasst eine Signalquelle 8, einen Signalprozessor 9, die Radiofrequenznetze 10 und eine Antenne 11. Das mobile Endgerät 7 umfasst eine Signalquelle 12, einen Signalprozessor 13, die Radiofrequenznetze 14 und die Antenne 15.
Unter Betriebsbedingungen werden Daten von der Signalquelle 8 des Zugangspunktes 6 zu dem Signalprozessor 9 gesendet, der die Daten einkapselt und sie an die RF-Netze 10 sendet. Die RF-Netze 10 modulieren die Daten auf eine Trägerfrequenz für eine Übertragung von der Antenne 11. Während eines Empfangs werden die auf der Antenne 11 empfangenen Signale in den Radiofrequenznetzen 10 demoduliert und an den Signalprozessor 9 weitergegeben.
Unter Betriebsbedingungen des mobilen Endgerätes 7 werden, während eines Empfangs, die bei der Antenne 15 empfangenen Signale in den Radiofrequenznetzen 14 demoduliert und an den Signalprozessor 13 gesendet. Während einer Übertragung werden Daten von der Signalquelle 12 an den Signalprozessor 13 gesendet, der die Daten einkapselt und an die RF-Netze 14 sendet. Die RF-Netze 14 modulieren die Daten für eine Übertragung von der Antenne 15.
Während einer Inbetriebsetzungsphase, misst der Zugangspunkt, wenn er eingeschaltet wird, zuerst die bei der Antenne 11, in den ihr zugewiesenen Frequenzbereichen, empfangenen Signale, um auf Interferenz zu prüfen. Der Signalprozessor 9 enthält eine gespeicherte Liste der in den Hi perLAN/2-Frequenzbereichen zugeteilten diskreten Frequenzen. Wenn auf einer gegebenen Frequenz eine Interferenz detektiert wird, wird diese Frequenz als in dem Speicher des Signalprozessors 9 nicht zur Verfügung stehend markiert. Ein normaler Betrieb beginnt nach der Inbetriebsetzungsphase mit einer Übertragung eines Signals von dem Zugangspunkt 6 bei einer Frequenz, die nicht als nicht verfügbar markiert ist.
Das mobile Endgerät 7 hat eine aktive und eine passive ("Schlaf")-Phase. Die von dem Zugangspunkt 6 übertragenen Signale umfassen sowohl Kommunikationsdatensignale als auch funktionale Datensignale, wobei die funktionalen Datensignale eine Identifizierung des mobilen Endgerätes 7 umfassen, das adressiert wird. In dem passiven Zustand reagiert das mobile Endgerät 7 nur auf die funktionalen Datensignale, wobei Netze, die die Kommunikationsdatensignale verarbeiten, außer Betrieb gesetzt werden, um die Batterie zu schonen. Der Empfang eines funktionalen Datensignals, das die relevante Identifizierung des mobilen Endgerätes 7 umfasst, löst eine Reaktion des Endgerätes 7 auf die Kommunikationsdaten aus.
Der Zugangspunkt 6 ist üblicherweise ein festes Endgerät, während das mobile Endgerät 7 ein tragbares Endgerät sein kann. Der Zugangspunkt 6 muss nicht notwendigerweise eine Interferenz bei dem Standort eines jeden mobilen Endgerätes, wie z. B. 7, detektieren. Außerdem kann der Zugangspunkt 6 für Interferenzen verdeckt sein, im Besonderen, wenn er im Haus angeordnet ist, während die mobilen Endgeräte, wie z. B. 7, mit höherer Wahrscheinlichkeit einer Interferenz ausgesetzt sein können und eine Interferenz verursachen können, wenn sie außerhalb des Hauses angeord net sind. Um eine Detektion von Interferenzen und eine Vermeidung einer Interferenzverursachung zu verbessern, werden die mobilen Endgeräte 7 auch eingerichtet, um Interferenzen zu detektieren. Zu diesem Zweck wird der Zugangspunkt 6 eingerichtet, um ein Funktionssteuersignal zu senden, das eine Reaktion des mobilen Endgerätes 7 auf die an ihrer Antenne empfangene Signalstärke auslöst, auf die das mobile Endgerät 7 durch Rückmelden der detektierten Interferenz zurück an den Zugangspunkt 6 reagiert, wie unten ausführlicher beschrieben.
Eine systeminterne Interferenz tritt auf, wenn ein mobiles Endgerät 7 Signale, die nicht für es vorgesehen sind, entweder von einem anderen Zugangspunkt 6, als seinem aktuellen Heimzugangspunkt, oder von einem anderen mobilen Endgerät 7, mit dem es nicht in Kommunikation stehen soll, empfängt. Eine systemexterne Interferenz stammt von Vorrichtungen, die keinen Teil des HiperLAN-Systems bilden und im Besonderen, von Radarsystemen.
In dem Fall einer HiperLAN/2-systeminterne Interferenz, reagiert ein Zugangspunkt, wie z. B. 6, der die systeminterne Interferenz detektiert, durch Ändern seiner Kommunikationsfrequenz, nach dem Übertragen von Informationen an seine verknüpften mobilen Endgeräte, wie z. B. 7, gemäß der neuen Frequenz, so dass die mobilen Endgeräte 7 die Frequenz ebenso ändern. Die dynamische Frequenzauswahl ist reziprok, das heißt, dass Zugangspunkte, wie z. B. 6, die Übertragen, einen bestimmten Pegel an Interferenz tolerieren, aber jeder beliebige Zugangspunkt 6, der empfängt, wenn nötig, die Frequenz im Falle einer systeminternen Interferenz ändert.
In dem Fall einer systemexternen Interferenz, gibt es eine solche Reziprozität jedoch nicht. Eine Interferenz im Besonderen mit einem Radarsystem muss so weit wie möglich verringert werden und das Radarsystem reagiert nicht, um eine Interferenz mit dem HiperLAN-System zu verhindern. Dementsprechend ist es für das HiperLAN-System wichtig, Radarsignale auf einer gegebenen Frequenz zu detektieren und die Kommunikationsfrequenz zu ändern, nicht nur, um die HiperLAN-Kommunikation zu verbessern, sondern außerdem im Besonderen, um zu verhindern, dass die HiperLAN-Signale mit dem Radarsystem interferieren.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert die Detektion von Interferenz sowohl bei dem Zugangspunkt 6, als auch dem mobilen Endgerät 7 auf einem Abtasten der empfangenen Signalstärke bei den Antennen 11 oder 15. Das Abtasten wird bei Intervallen von x Mikrosekunden kontinuierlich vorgenommen, so dass jede Abtastperiode ebenso x Mikrosekunden lang ist. Die empfangene Signalstärke wird über die Dauer der Abtastperiode Bemittelt. Dementsprechend ist, wenn während der Abtastperiode ein kurzer Impuls empfangen wird und die Dauer x der Abtastperiode im Vergleich zu der des empfangenen Impulses zu lang ist, der gemessene Durchschnittswert relativ niedrig und die Detektion ist schwieriger. Eine Messung über eine kontinuierliche Reihe von Abtastperioden erlaubt es, dass die Dauer x einer jeden Abtastperiode verringert und die Detektionspegel verbessert werden, ohne das Risiko, dass ein Radarimpuls zwischen zwei nicht aufeinander folgenden Abtastperioden verloren geht.
Üblicherweise sind die Interferenzpegel niedriger als normale empfangene Signalpegel von und zu dem Heimzugangs punkt und anderen mobilen Endgeräten, wie z. B. 7, in der selben Zelle. Dementsprechend ist die Detektion von Interferenz während Perioden, wenn Kommunikationssignale empfangen werden, weniger empfindlich. Es gilt als unakzeptabel, den ganzen Verkehr in der Zelle während eines normalen Betriebs anzuhalten, um eine Interferenz zu detektieren. Während eines normalen Betriebes sind während ungenutzter Teile der Rahmen der HiperLAN/2-Kommunikationssignale jedoch Leerzeiträume ("empty spaces") verfügbar, oder können verfügbar gemacht werden, und in dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Prüfung auf systemexterne Interferenzen während dieser Leerzeiträume durchgeführt. Diese Leerzeiträume werden für jeden Rahmen in dem Rahmenkanalinformationselement der HiperLAN/2-Funktionsdatensignale angezeigt.
Die empfangene Signalstärke eines Radarimpulses während einer Abtastperiode wird bei 16 in 4 für einen Radarimpuls gezeigt, der kürzer als oder gleich x Mikrosekunden ist. 4 zeigt außerdem die empfangene Signalstärke von HiperLAN/2-Signalen bei 17 und 18, wobei sich die HiperLAN/2-Signale über mehrere Abtastperioden mit relativ konstanten Signalstärken erstrecken, bis in ±Δ von einer ersten und letzten Abtastperiode entfernt.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detektiert das HiperLAN/2-Endgerät, ob die Zahl n von Abtastwerten, für die die empfangene Signalstärke einen Radarschwellenwert 19 übersteigt, größer oder niedriger ist, als eine minimale Dauer, entsprechend N Abtastwerten. Die Dauer der N Abtastwerte, das heißt N*x Mikrosekunden, wird so gewählt, dass sie länger als die erwartete maximale Dauer eines Radarimpulses und kürzer als die minimale Dauer eines HiperLAN/2-Signals ist. Zum Beispiel wird, wenn die minimale Dauer eines HiperLAN-Signals acht Mikrosekunden beträgt, in dieser Ausführungsform der Erfindung das Abtastintervall x so gewählt, dass es zwei Mikrosekunden beträgt, und der Wert von N so gewählt, dass er drei beträgt. Es wird angenommen, dass eine empfangene Signalstärke, die für mehr als drei Abtastperioden größer als der Radarschwellenwert 19 ist, einer HiperLAN/2-systeminternen Interferenz entspricht (und nicht einem HiperLAN/2-Kommunikationssignal der selben Zelle), da das Signal während einer ungenutzten Leerstelle in dem HiperLAN/2-Rahmen empfangen wird. Eine empfangene Signalstärke, die den Radarschwellenwert 19 für drei oder weniger Abtastwerte übersteigt, ist vermutlich ein Radarsignal. 5 zeigt den Fall eines Radarsignals, das sich über drei Abtastperioden erstreckt.
Es ist wichtig, das Auftreten von Fehlalarmen zu verringern, da diese das richtige Funktionieren des HiperLAN/2-Systems stören. Dementsprechend werden Daten für eine Interferenzdetektion, die durch eine Mehrzahl von mobilen Endgeräten, wie z. B. 7, durchgeführt wird, an den Zugangspunkt 6 kommuniziert, der die Reaktionen von den verschiedenen mobilen Endgeräten, wie z. B. 7, vereinigt und das Vorkommen von Radarinterferenz nur ableitet, wenn die Daten von mehr als einem Endgerät (sowohl mobile Endgeräte als auch der Zugangspunkt selbst) eine Detektion anzeigen. Die minimale Zahl von erforderlichen Detektionen ist eine Funktion der Zahl mobiler Endgeräte, die die Routinen zur Detektion von systemexterner Interferenz durchführen. Eine Interferenzdetektion durch die mobilen Endgeräte tritt während ungenutzter Leerzeiträume in dem HiperLAN/2-Rahmen auf, so dass Berichte nicht sofort von den mobilen Endgerä ten an den Zugangspunkt 6 zurück übertragen werden können, sondern für eine nachfolgende Übertragung gespeichert werden; dies erlaubt außerdem, dass Daten an den Zugangspunkt 6 zurück übertragen werden können, für Detektionen, die über zwei oder mehr Leerzeiträume, die in dem Rahmen nicht notwendigerweise aufeinander abfolgen, vorgenommen wurden.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, darin ist die Detektion einer systemexternen Interferenz getrennt von den "Perzentilwertmessungen auf verwendeten Frequenzen" dargestellt, die für die dynamische HiperLAN/2-Frequenzauswahl für systeminterne Interferenzen spezifiziert sind, die in der vorliegenden Spezifizierung nicht beschrieben werden und die parallel zu dem in den 6 und 7 dargestellten Prozessen durchgeführt werden. Eine Detektion von systemexterner Interferenz beginnt, in dem Schritt 20, mit einer Aufforderung in den Funktionssteuersignalen von dem AP, wodurch die mobilen Endgeräte, wie z. B. MT₁, MT₂ und MT_n angewiesen werden, die Radardetektionsroutine durchzuführen, wobei die Aufforderung die Identifikationen der ausgewählten mobilen Endgeräte und ein Bezeichnen von Leerzeiträumen in dem Rahmen für die Detektion umfasst. Wie in dem Schritt 21 gezeigt, kann der Zugangspunkt 6 selbst ebenso eine Radardetektion während der selben Leerstelle durchführen, wobei er mit den mobilen Endgeräten während anderer Zeiträume ("spaces") in dem Rahmen kommunizieren darf. Wenn das Funktionssteuersignal von dem Zugangspunkt 6 erfordert, dass eine Detektion durch dieses mobile Endgerät fortgesetzt werden soll, Schritt 22, fährt das mobile Endgerät fort, und wenn nicht, stoppt das mobile Endgerät die Detektion und kehrt, in dem Schritt 23, zu dem normalen Betrieb zurück.
Wenn eine Detektion erforderlich ist, tastet das mobile Endgerät 7 die empfangene Signalstärke bei einem Abtastperiodenintervall während einer gegebenen Leerstelle ab, wobei es mit dem Zugangspunkt 6 oder anderen mobilen Endgeräten, wie z. B. 7, während anderer Zeiträume kommunizieren darf. Das mobile Endgerät verarbeitet die Abtastwerte in dem Schritt 25, wobei die Verarbeitungssequenz in 7 dargestellt wird. Die Ergebnisse der Abtastung und Verarbeitung werden durch jedes mobile Endgerät, das eine Detektion durchführt, nur dann an den Zugangspunkt 6 übertragen, wenn eine systemexterne Interferenz bei diesem mobilen Endgerät detektiert wurde. Der Zugangspunkt 6 vereinigt die in dem Schritt 26 empfangenen Abtastwerte und interpretiert, ob mehr als ein mobiles Endgerät eine systemexterne Interferenz detektiert hatte. Wenn nicht, dann kehrt der Zugangspunkt zum normalen Betrieb zurück und zeigt den mobilen Endgeräten, wie z. B. 7, an, ebenfalls zum normalen Betrieb zurückzukehren, wie in dem Schritt 27 gezeigt.
Andererseits, wenn der Zugangspunkt 6 zu dem Schluss kommt, dass ein Radarsignal detektiert wurde, registriert der Zugangspunkt diese Frequenz, in dem Schritt 28, als nicht verfügbar und entscheidet, in dem Schritt 29, ob er eine andere Frequenz prüft, bevor er die Kommunikationsfrequenz ändert, oder ob er die Kommunikationsfrequenz ändert und daraufhin die Interferenz prüft. Im ersteren Fall kehrt der Zyklus zum Anfordern einer Interferenzdetektion, in dem Schritt 20, zurück und in dem letzteren Fall wird zuerst, in dem Schritt 30, die Kommunikationsfrequenz geändert.
7 zeigt die Routine 25 zum Verarbeiten der Abtastwerte in den mobilen Endgeräten. Der Zugangspunkt 6 kann einer ähnlichen Routine zum Verarbeiten seiner eigenen Abtastwerte folgen. Die empfangene Signalstärke des Rahmens wird während jeder Abtastperiode in der selben ungenutzten Leerstelle gemessen und das mobile Endgerät vergleicht den Abtastwert, in dem Schritt 31, mit dem Radardetektionsschwellenwert 19. Wenn der Abtastwert geringer ist als der Schwellenwert 19, geht das mobile Endgerät, in dem Schritt 31, zu dem nächsten Abtastwert in der selben Stelle weiter. Wenn die empfangene Signalstärke des Abtastwertes den Schwellenwert 19 übersteigt, wird der Zeitstempel und der Wert des Abtastwertes, in dem Schritt 32, registriert.
In dem Schritt 33 folgt, wenn der detektierte Abtastwert nicht die erste Abtastwertdetektion ist, die den Radarschwellenwert übersteigt, eine Subroutine, die das Auftreten von Fehlalarmen aufgrund von zwei HiperLAN/2-Interferenzsignalen verringern soll, die während einer oder zweier Abtastperioden zum Teil übereinstimmen, während sie ein Radarsignal erkennt, das zum Teil mit mindestens einer einzelnen HiperLAN/2-Interferenz übereinstimmt. In dem Schritt 34 wird der Wert der aktuellen Abtastung mit dem Wert der ersten Abtastungen an der aktuellen ungenutzten Stelle verglichen. Wenn die Interferenz eine HiperLAN-systeminterne Interferenz ist, befinden sich die nachfolgenden Abtastwerte üblicherweise innerhalb ±Δ der ersten Abtastwerte. In der bevorzugten Ausführungsform werden der dritte und die nachfolgenden Abtastwerte mit den Durchschnittswerten der ersten zwei Abtastwerte anstatt einem einzelnen Wert verglichen, um das Fehlerrisiko zu verringern.
Wenn der aktuelle Abtastwert näher als ±Δ bei dem ersten Abtastwert liegt, wird, in dem Schritt 35, ein Zähler n₁ inkrementiert. Wenn der aktuelle Abtastwert nicht näher als plus oder minus Delta bei den ersten Abtastwerten liegt, aber niedriger ist, wird angenommen, dass sich der aktuelle Abtastwert nicht auf eine Radarinterferenz bezieht, aber dass dies die vorherigen Abtastwerte tun können. Der Zähler n₁ wird daher nicht inkrementiert und die Routine geht zu dem nächsten Schritt 38 weiter. Wenn der aktuelle Impuls jedoch größer als die vorherigen Abtastwerte +Δ ist, wird angenommen, dass sich die vorherigen Abtastwerte auf eine HiperLAN-Interferenz bezogen und dass der aktuelle Abtastwert einer Radarinterferenz entsprechen kann. Daher werden, in dem Schritt 37, der Zähler n₁ und außerdem ein Zähler n₂ inkrementiert.
Die erste Abtastwertdetektion, die den Schwellenwert übersteigt, liegt zwangsläufig nicht innerhalb ±Δ der vorherigen Abtastwerte. Dementsprechend wird, wenn es sich, bei dem Schritt 33, um die erste Detektion an dieser Stelle handelt, der Zähler n₁, in dem Schritt 35, direkt inkrementiert.
In dem Schritt 38 prüft das mobile Endgerät, ob der aktuelle Abtastwert dem Ende der aktuellen Leerstelle entspricht; wenn nicht, geht es weiter zu dem nächsten Abtastwert, in dem Schritt 31, und wenn er dem Ende der Leerstelle entspricht, prüft es die Werte der Zähler n₁ und n₂. In dem Schritt 39 prüft das mobile Endgerät, ob n₁ größer ist als N; wenn nicht, wird angenommen, dass eine Radarinterferenz detektiert worden ist, und der Bericht wird für ein nachfolgendes Melden an den Zugangspunkt 6 gespeichert. Wenn n₁ größer als N ist, wird n₂ in dem Schritt 40 relativ zu N geprüft. Wenn n₂ geringer als N ist, wird die Annahme, dass eine Radarinterferenz detektiert worden ist, für ein Melden an den Zugangspunkt 6 gespeichert; wenn n₂ auch grö ßer als N ist, wird angenommen, dass weder n₁ noch n₂ der Detektion einer Radarinterferenz entsprechen.
In beiden Fällen werden dann die Zähler n₁ und n₂, in dem Schritt 42, zurückgesetzt. Wenn die Berichte an den Zugangspunkt 6 gesendet werden sollen, prüft das mobile Endgerät, in dem Schritt 43, ob Radar detektiert wurde und sendet, wenn dem so ist, die Berichte, in dem Schritt 44, und die Routine endet in dem Schritt 45; andernfalls endet die Routine sofort nach dem Schritt 43.
Es sollte beachtet werden, dass in dem Fall einer systeminternen Interferenz eine Radarinterferenz oft von festen Installationen kommt, von denen erwartet werden kann, dass sie für eine lange Periode andauern. Obwohl die Störung der normalen Kommunikation so weit wie möglich in der Radarinterferenzdetektionsroutine verringert worden ist, ist es noch wünschenswert, die Wiederholung einer Kommunikation der Detektionsergebnisse und Frequenzänderungen so weit wie möglich zu verringern. Dementsprechend werden, im Gegensatz zu einer dynamischen Frequenzauswahl, in dem Fall einer systeminternen Interferenz, die in dem Schritt 28 registrierten nicht verfügbaren Frequenzen für mehrere Stunden und vorzugsweise für mehrere Tage in dem Zugangspunkt 6 gespeichert. Die Detektionsroutine wird nach wie vor häufiger durchgeführt, aber die Wahrscheinlichkeit eines nochmaligen Verwendens einer Frequenz, die durch das selbe Radar verwendet wird, wird verringert.
Der Zugangspunkt 6 entscheidet, wie viele und welche mobilen Endgeräte gleichzeitig Messungen durchführen sollen. Je mehr mobile Endgeräte eine Detektion von systemexterner Interferenz gleichzeitig durchführen, um so geringer ist die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms und um so höher die Wahrscheinlichkeit einer richtigen Detektion. In dieser Ausführungsform der Erfindung bezieht der Zugangspunkt 6 jedoch keine mobilen Endgeräte ein, die sich aktuell in dem passiven ("Schlaf") Betriebsmodus befinden.
Der Wert des Detektionsintervalls x ist Gegenstand einer Wahl. Der bevorzugte Wert ist zwei Mikrosekunden und in der Praxis wird bevorzugt, Intervalle zu wählen, die mindestens 600 Nanosekunden übersteigen, auch wenn eine Hardware kürzere Intervalle zulassen würde.
Die Wahl, andere mögliche zukünftige Kommunikationsfrequenzen vor einem Ändern der Kommunikationsfrequenz zu prüfen, wie in dem Schritt 29, wird zum Teil durch die Schaltzeit von mobilen Endgeräten, um die Anweisung zu empfangen, Frequenzen zu ändern und sie auszuführen, beeinflusst. In dieser Ausführungsform der Erfindung werden die verfügbaren Frequenzen ohne ein Ändern der Kommunikationsfrequenz bei einer Periode unmittelbar nach der Inbetriebsetzung des Zugangspunktes 6 schnell geprüft, um so schnell wie möglich ein Wetterradar zu detektieren, dessen Strahlenbündelrotationsrate langsam ist.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt ein Endgerät (ob ein mobiles Endgerät 7 oder ein Zugangspunkt 6), das während verwendeter Zeiträume in dem Rahmen ein Kommunikationssignal empfängt, außerdem Abschätzungen der störenden empfangenen Signalstärke während eines jeden OFDM-Symbols durch. Eine Abschätzung dieser Art steht alle vier Mikrosekunden zur Verfügung. Diese Abschätzung wird mit einem Schwellenwert verglichen, wodurch ein annähernder Hinweis darauf gegeben wird, ob die Interferenz möglicherweise auf ein Radar zurückzuführen ist. Der Schwellenwert ist typischerweise von dem Schwellenwert 19 verschieden und wird als eine Funktion der erwarteten Signalstärken gewählt.
In dieser Ausführungsform der Erfindung werden für jedes verarbeitete OFDM-Symbol die komplexen Werte eines jeden Pilotteilträgers extrahiert. Eine Abschätzung des komplexen Rauschens wird durch Subtrahieren des Ergebnisses der Kanalabschätzung erhalten, die durch den übertragenen Piloten von der empfangenen Pilotsignalstärke gegeben wird. Die Kanalabschätzung wird an den Anfang des HiperLAN/2-Signals erhalten und wird für eine normale OFDM-Verarbeitung in jedem Falle benötigt. Der Durchschnitt der Rauschabschätzungen wird mit dem Schwellenwert verglichen und der Zugangspunkt 6 plant während zukünftiger Rahmen genauere Leistungsmessungen während ungenutzter Zeiträume, wie oben beschrieben.
Während der Inbetriebsetzungsphase prüft der Zugangspunkt 6, in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, gemäß den HiperLAN/2-Standards selbst alle Frequenzen, die er verwenden darf, auf Interferenzen. Gemäß der aktuellen Standards ist der Zugangspunkt 6 in der Lage, die Frequenz mit der niedrigsten systeminternen Interferenz zu wählen. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird die ursprüngliche Kommunikationsfrequenz jedoch aus einer Teilmenge aller verfügbaren Frequenzen ausgewählt, wobei die gewählte Frequenz die Frequenz in der Teilmenge ist, die die geringste systeminterne Interferenz hat. Die Teilmenge von Frequenzen wird in dem Speicher des Zugangspunktes 6 gespeichert und entspricht dem Bereich von 5150 MHz bis 5250 MHz, wo eine Radarinterferenz nicht erwartet wird. Wenn eine systeminterne Interferenz auf der ersten Frequenz der ausgewählten Teilmenge detektiert wird, wird die Kommu nikationsfrequenz in eine andere Frequenz der Teilmenge geändert, außer wenn alle Frequenzen der Teilmenge als gestört (und daher nicht verfügbar) registriert sind, in welchem Fall eine Frequenz von außerhalb der Teilmenge gewählt wird.
Während der Inbetriebsetzungsperiode darf der Zugangspunkt 6 eine Radarinterferenz von einer vereinfachten Routine detektieren, da noch keine Kommunikation mit den mobilen Endgeräten etabliert ist. Die Periode wird in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verringert, um Unannehmlichkeiten für den Anwender zu vermeiden, wenn der Zugangspunkt 6 in Betrieb genommen wird. Um sicherzustellen, dass eine Radarinterferenz, z. B. von einem Wetterradar, dessen Wiederholungsrate langsam ist, richtig detektiert wird, werden die in den 6 und 7 gezeigten Detektionsroutinen, die die mobilen Endgeräte einbeziehen, unmittelbar nach der Inbetriebsetzungsphase gestartet.

Claims

Vorrichtung zur Anwendung bei einer Kommunikation zwischen mindestens zwei Endgeräten (6, 7) mit der Fähigkeit Interferenzen zu detektieren, wobei die Kommunikation ein Übertragen von Daten zwischen den Endgeräten (6, 7) über elektromagnetische Signale mit mindestens einer ersten Dauer umfasst, wobei die elektromagnetischen Signale eine oder mehrere Trägerfrequenzen in einem oder mehreren Bereichen (1, 2) umfassen, für die systemexterne Interferenzen möglich sind, wobei die Vorrichtung in mindestens einem der Endgeräte (6, 7) einbaubar ist und Interferenzdetektionsmittel umfasst, die auf empfangene Signalstärken reagieren, die systeminternen Interferenzen (4, 17, 18) entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzdetektionsmittel, zur Detektion von systemexternen Interferenzen (5, 16), selektiv auf empfangene Signalstärken reagieren, die für eine zweite Dauer, die kürzer ist, als die erste Dauer, einen Schwellenwertpegel (19) übersteigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die Reaktionsmittel umfasst, zum Auslösen, in mindestens einem der Endgeräte, einer ersten Reaktion auf die Detektion der systeminternen Interferenz durch die Interferenzdetektionsmittel und einer zweiten, unterschiedlichen Reaktion auf die Detektion der systemexternen Interferenz durch die Interferenzdetektionsmittel.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Reaktionsmittel eingerichtet sind, um eine Änderung in der einen oder den mehreren Trägerfrequenzen in Reaktion auf detektierte Interferenzen auszulösen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, die unter Betriebsbedingungen eingerichtet ist, um eine Frequenz aus einer Mehrzahl von diskreten Frequenzen auszuwählen, deren Verfügbarkeit in den Reaktionsmitteln gespeichert ist, wobei die Reaktionsmittel eingerichtet sind, um die Frequenz, auf der systemexterne Interferenzen detektiert wurden, als unverfügbar zu registrieren (28) und eine Änderung der einen oder mehreren Trägerfrequenzen, in eine andere Frequenz, mindestens in Reaktion auf eine Detektion einer systemexternen Interferenz (5, 16), auszulösen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die unter Betriebsbedingungen eingerichtet ist, um mindestens während einer Inbetriebsetzungsphase die Frequenz aus einer Teilmenge der Mehrzahl von diskreten Frequenzen auszuwählen und in eine andere verfügbare Frequenz aus der Teilmenge in Reaktion auf detektierte Interferenzen zu ändern, außer wenn alle Frequenzen der Teilmenge als nicht verfügbar registriert sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Interferenzdetektionsmittel eingerichtet sind, um die empfangenen Signalstärken in einer Abfolge von Abtastperioden (16, 17, 18) abzutasten und, zur Detektion von systemexterner Interferenz (5), eingerichtet ist, um selektiv auf empfangene Signalstärken zu reagieren, die den Schwellenwert um nicht mehr als eine begrenzte Zahl (N) der Abtastperioden (16) in der selben Abfolge von Abtastperioden übersteigen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei für die Detektion einer systemexternen Interferenz (5) die Interferenzdetektionsmittel eingerichtet sind, um selektiv zu reagieren, wenn die empfangene Signalstärke die zuvor in der selben Abfolge von Abtastperioden (17, 16, 18) abgetasteten Signalstärken um mehr als eine minimale Abweichung (±Δ) für nicht mehr als eine begrenzte Zahl (N) der Abtastperioden übersteigt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Signal sich wiederholende Rahmen umfasst, wobei jeder Rahmen eine Mehrzahl von Zeiträumen für die Daten umfasst und die Interferenzdetektionsmittel auf empfangene Signalstärken reagieren, die den Schwellenwertpegel während Zeiträumen, die für die Daten nicht verwendet werden, übersteigen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Interferenzdetektionsmittel Mittel in einem der Endgeräte umfassen, die reagieren, während das eine Endgerät Rauschpegel empfängt, die einen Rauschschwellenwertpegel während Zeiträumen übersteigen, die für Daten verwendet werden, um die Interfe renzdetektion während Zeiträumen auszulösen, die nicht für Daten verwendet werden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Endgeräte einen Zugangspunkt (6) und mindestens ein weiteres Endgerät (7) umfassen, wobei der Zugangspunkt (6) Kommunikationsverbindungen mit mindestens einem Netzwerk hat, mit dem das weitere Endgerät (7) über den Zugangspunkt kommunizieren kann, wobei die Vorrichtung Mittel an dem weiteren Endgerät (7) umfasst, die auf Signalstärken reagieren, die durch das weitere Endgerät (7) empfangen werden, um eine Detektionsanzeige an den Zugangspunkt (6) zu übertragen, und Mittel an dem Zugangspunkt (6) umfasst, die selektiv auf einen Empfang der Detektionsanzeige reagieren.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mittel an dem Zugangspunkt (6) selektiv auf eine Detektion von Interferenz durch eine Mehrzahl der Endgeräte (6, 7) reagieren.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die Mittel an dem Zugangspunkt (6) eingerichtet sind, um ein Funktionssteuersignal an die Mittel bei dem weiteren Endgerät (7) zu übertragen, um eine Reaktion des weiteren Endgerätes auf die systemexterne Interferenz auszulösen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Signal sich wiederholende Rahmen umfasst, wobei jeder Rahmen eine Mehrzahl von Zeiträumen für die Daten umfasst, wobei das Funktionssteuersignal Zeiträume in den Rahmen als für Daten ungenutzt bezeichnet und wobei die Mittel bei dem weiteren Endgerät auf empfangene Signalstärken reagieren, die den Schwellenwertpegel während der bezeichneten ungenützten Zeiträume übersteigen.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Mittel an dem Zugangspunkt (6) auf eine Detektion von Interferenz reagieren, um ein Funktionssteuersignal an das weitere Endgerät (7) zu übertragen, um eine Reaktion der Mittel bei dem weiteren Endgerät auf die systemexterne Interferenz auszulösen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Mittel bei dem weiteren Endgerät (7) einen aktiven Betriebsmodus haben, in dem sie auf die Kommunikationsdaten und das Funktionssteuersignal reagieren, und einen passiven Modus haben, in dem sie auf das Funktionssteuersignal aber nicht auf die Kommunikationsdaten reagieren, und die Mittel bei dem Zugangspunkt (6) eingerichtet sind, um ein Funktionssteuersignal an die Mittel bei dem weiteren Endgerät (7) zu übertragen, um eine Reaktion der Mittel bei dem weiteren Endgerät auf die systemexterne Interferenz auszulösen, mit dem Vorbehalt, dass sich die Mittel bei dem weiteren Endgerät in dem aktiven Modus befinden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren Zeiträume (1, 2) der Trägerfrequenzen Frequenzen (3) enthalten, die Radarsignalen zugeschrieben werden, und die Interferenzdetektionsmittel für die Detektion von systemexterner Interferenz auf einen Empfang von Radarsignalen reagieren.
Endgerät, das eine Vorrichtung zur Kommunikation und zur Detektion von systemexterner Interferenz umfasst, nach einem der vorangehenden Ansprüche.
System, das eine Vorrichtung zur Kommunikation und zur Detektion von systemexterner Interferenz umfasst, nach einem der Ansprüche 1 bis 16, das mindestens die zwei Endgeräte (6, 7) umfasst.