JP2005512436A - 無線ローカルエリアネットワークにおけるレーダ検出及び動的周波数選択 - Google Patents

Abstract

無線ネットワーク装置においてレーダ信号との干渉を検出し、それを回避するシステムについて記載する。装置の受信機回路は着信５ＧＨｚトラフィックを受信する。このようなトラフィックは、ＷＬＡＮトラフィックだけでなくレーダシステムからのレーダ信号を含み得る。着信パケットは入力イベントとして処理され、選別されてレーダパルスとして検査される。レーダパルスは検出イベントの長さを利用して特定される。周波数ドメイン解析を使用してレーダパルスを検査し、パケット列を検査してレーダパルス間のギャップを検出する。周波数ドメイン及び時間ドメイン解析を使用してパケットの周期性を求め、パルス列の周期を算出する。パルス列内の特定の間隔をその間隔内の周期的パルスの数のしきい値数及びパルスに対応するしきい値電力レベルを使用して解析する。算出された周期に関する情報を使用してレーダソースを特定し、非レーダトラフィックを選別する。

Description

発明の属する技術分野
本発明は概して無線ネットワークに関し、特に動的周波数選択を使用してレーダ信号を検出するシステムに関する。

発明の背景
無線ローカルエリアネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＬＡＮ）装置は５ＧＨｚ周波数帯域でレーダと共存する必要がある。干渉軽減技術は、ＷＬＡＮ装置がこれらの周波数帯域をレーダシステムと共有できるようにする必要がある。一般的な要件として、これらの装置が干渉を検出し、レーダ干渉のソースを特定し、そしてレーダが使用する周波数の使用を回避することが求められる。動的周波数選択（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ：ＤＦＳ）は、５ＧＨｚ空間の使用を記述した規則を定義する所定の標準委員会がスペクトラム共有メカニズムとして使用する。例えば、ブロードバンド無線アクセスネットワーク（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＢＲＡＮ）標準の開発に参画する欧州電気通信標準化協会（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ：ＥＴＳＩ）からの要求として、ＨＩＰＥＲＬＡＮ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｒａｄｉｏ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）に使用するトランシーバ装置がＤＦＳメカニズムを採用して他のシステムからの干渉を検出してこれらの他のシステム、特にレーダシステムとの同一チャネル動作を回避できることが求められる。目標とするのは、帯域幅３３０ＭＨｚずつの、または帯域５４７０ＭＨｚ〜５７２５ＭＨｚのみで使用する装置に対しては２５５ＭＨｚずつの１４チャネルのような多数のチャネルに亘って装置負荷を均一に分散することである。

ＥＴＳＩ ＢＲＡＮ委員会が現在提案しているのはレーダ検出に関する種々の簡単なガイドラインである。これらの提案によれば、−６２ｄＢｍのような所定の予め定義されたしきい値よりも高いレベルでのみ現われるレーダ信号を検出し、回避する。一の実施例では、検出は簡単なアルゴリズムに基づいて行なわれて、１０秒間の開始通信期間の間に−６２ｄＢｍよりも高い信号が在るかどうかを検査する。提案されている別のガイドラインによれば、正常動作中に検出されるとその状況に対して、周期的に全ネットワークトラフィックを一時中断し、そして−６２ｄＢｍのしきい値レベルよりも高い信号の開始モードで通信することにより対処する必要がある。

現在の標準委員会が提案する簡単なガイドラインにもかかわらず、レーダ及び衛星産業では益々、正常動作中にレーダ信号を検出する５ＧＨｚ動作のＷＬＡＮ装置に対する期待が高まっている。従って、複数のＷＬＡＮステーションは、これらのステーションが共にＬＡＮパケットを送信するときと、そしてアイドル状態にあるときに、レーダを検出する必要がある。これによりＷＬＡＮ装置の動作領域を通過するレーダソースを高速に検出する確率が大きくなり、従ってそのようなレーダソースとの干渉を減らすことができる。

しかしながら、５ＧＨｚ空間内でのレーダ検出及び回避のための現在提案されている方法では、特に５ＧＨｚ無線スペクトラムを利用するネットワークトラフィックが増大することを考えた場合に或る不具合が生じ、さらにＷＬＡＮ装置間の帯域を拡張する必要がある。ＥＴＳＩ ＢＲＡＮ委員会が現在提案する簡易しきい値チェック方法の場合、大きな不具合は、信号検出のしきい値レベルが非常に低く設定されると、正しくないのに正しいと間違って解釈してしまった読取り値を検出する可能性があることである。別の不具合として、測定期間中に同一チャネルを動作させ、接続領域がオーバーラップするセルを有効に区別する機能を持たないということがある。さらにＷＬＡＮ装置の動作に関しては、周期的にネットワークトラフィックを一時中断することによりＬＡＮの正常動作中にレーダ信号を検出する必要があるという要件が、これらの装置の処理容量及びデータ転送容量にとって大きな負荷となる。
従って必要なのは、ＷＬＡＮ装置においてレーダを効率的に、かつ正確に特定し、そして装置がトラフィック処理スループットに対して過度の負荷を与えないで周波数チャネルを切り替えることができるシステムである。本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面及び以下に示す詳細な記載から明らかになるであろう。
本発明は例を通して示され、そして添付の図面の構成には制限されず、これらの図面においては同様の参照符号は同様の構成要素を示す。

課題を解決するための手段
５ＧＨｚ周波数帯域においてレーダ信号との干渉を検出し、回避するシステムについて記載する。一の実施形態では、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）装置の受信機回路は着信５ＧＨｚトラフィックを受信する。このようなトラフィックはＷＬＡＮトラフィックだけでなくレーダシステムからのレーダ信号を含み得る。着信パケットは入力イベントとして処理され、そして選別されてレーダパルスとして検査される。レーダパルスは検出イベントの長さを使用して特定される。レーダパルスは周波数ドメイン解析を使用して検査され、そしてパケット列が検査されてレーダパルス間のギャップを検出する。パケットの周期性は周波数ドメイン及び時間ドメイン解析を使用して求めてパルス列の周期を計算する。パルス列の特定の間隔を間隔内の周期的パルスの数のしきい値数及びパルスのしきい値電力レベルを使用して解析する。計算した周期に関する情報を使用してレーダソースを検出し、そして非レーダトラフィックを選別する。一の実施形態においては、ネットワーク負荷低減構想を使用して着信信号パルスの測定及び解析時間を長くすることができる。これらの構想はビーコンを使用して或る期間に亘ってトラフィックを無くし、ネットワークにおけるパケット間の時間を長くし、そして事前の検出が行なわれた後の負荷を小さくする。

無線ネットワーク装置のレーダ検出及び回避システムについて記載する。以下の記載においては、説明のために多数の特定の詳細を開示して本発明の完全な理解を可能にする。しかしながら、この技術分野の当業者にとっては、本発明がこれらの特定の詳細に限定されること無く実施し得ることは明らかであろう。他の例においては、説明を容易にするために公知の構造及び装置をブロック図形式で示す。好適な実施形態についての記述は、本明細書に添付の請求項の技術範囲を制限するためのものではない。

本発明の形態は、５ＧＨｚ空間で動作するＷＬＡＮまたは無線ＬＡＮ（Ｒａｄｉｏ ＬＡＮ：ＲＬＡＮ）装置のハードウェア回路及び／又はソフトウェアプロセス内で実施される。以下において議論するために、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ」及び「Ｒａｄｉｏ ＬＡＮ」という用語は、５ＧＨｚ空間で送信を行なう装置または複数の装置を含むネットワークを指すときに互いに置き換えて使用することができる。そのような装置は、大規模な無線ネットワーク内のアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）、移動端末（ノード）または所定の他のステーションとすることができる。無線ネットワーク装置は、ネットワークトラフィックを他のＷＬＡＮ装置から受信するように構成される。しかしながら、この無線ネットワーク装置は不所望の信号を、同一周波数帯域で動作するレーダソースのような他のソースからも受信する。これらの信号は干渉を意味し、そしてレーダ信号の場合には無線装置は、干渉を及ぼすレーダソースと同じ周波数帯域での送信を回避するために何らかの措置を講じる必要がある。

図１は、５ＧＨｚＷＬＡＮシステムに関連する、接続エリアがオーバーラップしている状態及び干渉問題を示している。システム１００では、２つの独立ネットワーク１０３及び１０５が互いに近接して構築される。それぞれの接続エリア内では、アクセスポイント（ＡＰ）１０２及び１０４によりイーサネット（登録商標）ＬＡＮまたはＩＥＥＥ１３９４ネットワークのような固定基幹ネットワークへのアクセスが可能になる。各ネットワーク１０３及び１０５は、それぞれのネットワークアクセスポイントに無線接続される多数の移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＭＴ）も含む。各移動端末は無線接続エリアのアクセスポイントとの接続及びアクセスポイントとの接続の切断を行なうことができる。２つの無線接続エリアＡ及びＢがオーバーラップするように示されているので、これらの接続エリアのＷＬＡＮ装置（移動端末及び／又はアクセスポイント）の間で干渉が生じ得ることを示している。これらのアクセスポイントに対応するこれらの固定コアネットワークは通常同じではないので、２つの独立した接続エリア間での調整は行なわれない。各独立無線ネットワーク内のデジタル周波数選択（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ：ＤＦＳ）を使用して無線周波数を制御することにより独立ＷＬＡＮがオーバーラップ領域において共存することが可能になる。ＤＦＳ技術により、各アクセスポイントは十分に低いレベルの干渉しか生じない周波数を選択することができ、そして送信電力制御（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＴＰＣ）のような他のメカニズムにより端末からの干渉の範囲が小さくなり、所定の地理的エリア内でのチャネルの再利用の頻度がさらに増えてスペクトル効率を高めることができる。

図１に示すように、接続エリアＣで動作するレーダソース１０６を備えるレーダシステム１０７はアクセスポイントにより動作する接続エリアの一つ以上とオーバーラップすることもできる。レーダソースは、レーダ送信機のような固定レーダソースとすることができる、または飛行機のような移動レーダソースとすることができる。接続エリアＣと接続エリアＢとのオーバーラップは、アクセスポイント１０２とそのそれぞれの移動端末との間のＷＬＡＮトラフィックにレーダ干渉が生じ得ることを示している。本発明の一の実施形態においては、アクセスポイント１０２はレーダ検出／回避システムを含み、このシステムによりＷＬＡＮシステム１０３は干渉レーダ信号を検出し、或る確度でレーダソース１０６を特定することができ（そのソースの署名またはプロフィールが既知である場合）、そしてレーダ干渉を受けないチャネルに切り替えることができる。

レーダ検出方法
図１のシステム１００の場合、アクセスポイント１０２は干渉レーダ信号の存在を検出するレーダ検出システムを含む。アクセスポイント装置は５．１５ＧＨｚ〜５．３５ＧＨｚの周波数範囲で動作すると仮定する。この周波数範囲は通常、帯域幅２０ＧＨｚずつの１０個のチャネルに分割される。これらのチャネルの内、通常８個のチャネルをアクセスポイントが使用できる。使用時において、所定の或るチャネルに関して、アクセスポイントは通信を行なってレーダ信号が在るかどうかを検出する。レーダ信号が在る場合、アクセスポイントＷＬＡＮ装置は、チャネルがレーダ信号トラフィックとは無関係のチャネルであることが判明するまで別のチャネルに切り換える。これにより５ＧＨｚ周波数空間内での周波数の動的選択が可能になってレーダソースとの干渉を回避することができる。

図２は、本発明の一の実施形態による、レーダ検出回路を含むアクセスポイント１０２のようなネットワーク化されたＷＬＡＮ装置の受信機回路を示す概略回路図である。入力信号はアンテナ２０２が受信し、そして増幅器２０４及びデジタル処理回路２０６を含む物理層を通して処理される。次に入力信号はメディアアクセス制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）ブロック２０８が処理し、そしてさらにプロトコルエンジン２１２が処理する。レーダ検出プロセス２１０はメディアアクセス制御ブロック２０８との接続を行なう。このプロセスは、無線装置内のプロセッサが実行するソフトウェアプログラムまたはモジュールのいずれかとして実現される、またはこのプロセスは、ＭＡＣ層ブロックに接続される専用ハードウェア回路として実現される、或いはソフトウェア及びハードウェアの組み合わせとして実現される。レーダ検出ブロック２１０はレーダ検出アルゴリズム及びプロセスを実行することにより、無線装置は干渉レーダ信号を検出し、そして回避することができる。

図３は、図１のレーダシステム１０７のようなレーダソースが送信する典型的なレーダ信号の概略図である。レーダ信号３００は一連のパルス３０２からなり、これらのパルスは第１バースト３０４及び第２バースト３０６のような一連のバーストとして送信される。これらのバーストはギャップ３０８によって分離される。各レーダ信号パルス３０２は高周波（約５ＧＨｚ）正弦波であり、そして約１マイクロ秒〜５マイクロ秒のパルス期間（Ｗ）を有する。パルス周期は連続パルスの開始の間の時間であり、そしてパルス繰返し周波数（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＰＲＦ）の逆数である。パルス周期は通常、１ミリ秒のオーダーである。バースト長（Ｌ）は１バーストのパルス数またはこれらのバーストパルスに関する時間である。バースト間隔（Ｐ）は一のバーストの開始から次に続くバーストの開始までの時間であり、そして１秒〜１０秒のオーダーである。

本発明の一の実施形態においては、アクセスポイントの無線受信機回路２００は無線ＬＡＮデータパケットを受信する。この回路は、正常なＷＬＡＮトラフィックを受信し、それに応答するために待機している間に図３に示すようなレーダ信号を検出するように構成される。一のイベントを検出すると、受信機は着信信号を解析してその信号が通常のＷＬＡＮパケットであるかどうかを判断する。種々のタイプの未認識イベントを受信機が検出することができる。これらのイベントには、ノイズ変動、ＷＬＡＮステーション間または不可視ノード間の衝突、同一チャネル干渉、及びコードレス電話送信のような他の非ＬＡＮ無線トラフィック、などが含まれる。

図３から分かるように、レーダ信号はパルス及びバーストに関して或る周期性を有する。この特性を受信機回路２００が使用してノイズ及び他のタイプの異常（非ＬＡＮ無線トラフィック）イベントをレーダ信号から区別する。ノイズは突発的なレーダ信号と同じ程度にＷＬＡＮトラフィックに干渉するが、ノイズは通常、レーダ信号と同じ程度に回避する必要はない。従ってアクセスポイントは、レーダの場合とは対照的に、ノイズに遭遇する際に厳密にチャネルを切り換えるように構成する必要はない。受信した非ＬＡＮ信号をレーダとして正しく特定するために、イベントを周期性、パルス特性、バースト特性、及びパターン整合を用いるタイプのプロセスにおける他の同様なパラメータについて解析してイベントがレーダ信号であるかどうかを判断する。異なるタイプのレーダシステム及びレーダソースは、異なるパルス特性及びバースト特性を有する。システムはどのようなタイプの周期的イベントもレーダ信号として区分するように構成することができる、またはシステム操作者が供給するルックアップテーブルまたはプロフィールを使用してレーダソースの識別情報を或る特別なレベルで特定するように構成することができる。

図４は、本発明の一の実施形態による、ＷＬＡＮ受信機における干渉レーダ信号の検出及び回避方法の概略プロセスステップを示すフローチャートである。ステップ４０２では、受信機はパケットを選別してレーダパルスとして検査する。正常動作において、アクセスポイント受信機はアクセスポイントのＭＡＣアドレス宛ではなく、かつフレームチェックシーケンス（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ：ＦＣＳ）エラーチェックを無事に合格していない全てのパケットを廃棄する。アクセスポイントが「無差別モード（ｐｒｏｍｉｓｃｕｏｕｓ ｍｏｄｅ）」に設定されると、この選別は行なわれない。この無差別モードにあるときには、受信機に信号がノイズフロアよりも大きいことを検知させるイベントがあれば必ずそれがレーダ検出プロセス２１０内のソフトウェアドライバに報告される。このノイズフロアはｄＢｍ単位で測定され、かつ調整可能なパラメータである。この報告には、イベントのサイズの見積もり、及びイベントが生じた時刻表示が含まれる。検出イベントがエラーを含まない有効なＬＡＮ（すなわち８０２．１１ａ）パケットであると、このパケットは正常に処理される。

ＭＡＣ回路２０８が、パケットが物理（ＰＨＹ）エラー（重大な信号エラー）またはＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）エラー（不良データ）のようなエラーを含むと判断すると、そのようなエラーが在ることによりイベントが有効なＷＬＡＮパケットではない可能性が非常に大きい、または他の信号が混在することによって破損している有効パケットであることが示されるので、そのパケットはレーダ信号候補として処理される。アクセスポイント受信機の構成及び所望の感度に依存する形で、ＭＡＣ回路を、ＰＨＹエラーのみを含む信号、ＰＨＹエラーまたはＣＲＣエラーを含む信号、または所定のしきい値を超えるＰＨＹエラーのみを含む信号をさらに解析するように構成することができる。このしきい値は、−６２ｄＢｍのような特定の値に設定することができる、または所定の環境でのノイズに応じて適合化させることができる。ＣＲＣエラーは通常、有効なＷＬＡＮパケットが単にビットエラーを含むことを示すだけであるが、ＣＲＣエラーは、ＬＡＮパケットが干渉レーダ信号により破損したことを示すこともできるので、レーダ干渉の証拠と成り得る。従って或る環境の下では、ＣＲＣエラーを含む受信信号もＭＡＣ層を通過してさらに解析されることになる。

報告パケットはＭＡＣ層２０８からレーダ検出プロセス２１０に送信される。次にレーダ検出プロセスは図４のステップ４０４に示すように、レーダ信号を特定するために全ての報告イベントを分類する。通常、このプロセスは有効ＷＬＡＮパケットを分類する第１ソーティングを伴う。これらのパケットの長さは、パケットを受信したときの長さ及びレートに基づいて算出される。受信電力が表示され、そして受信したパケットの数を求めることができる。次にこの情報を使用して柱状グラフを作成するが、この柱状グラフはチャネルが各電力レベルの有効なＬＡＮトラフィックにより占有される時間の割合を表わす。このような情報が幾つかのチャネルについて収集されると、柱状グラフは他のＷＬＡＮシステムからの干渉が最も小さいチャネルを選択するのに有用となる。

一旦、有効ＷＬＡＮパケットが分類されると、どのような非ＬＡＮパケットイベントでもラフな大きさの等級範囲に分類（グループ分け）される。次にペリオドグラムが等級グループの各々に対して算出されると、これらの等級グループによりイベントに含まれる周期性のすべてが表示される。一般的に、レーダ信号は２つの基本的な周期性を示す。まず、所定のパルスバースト（例えば３０４）は特定周波数（周期）の短パルスを含む。次に、これらのパルスバースト自体がバースト間に静的間隔（例えばギャップ３０８）を有する。従って、これらのパルスバースト自体が周期性を有する。

ペリオドグラムの出力を多数の特性に関して検査する。まず周期が、レーダルックアップテーブルに、またはレーダテスト信号を通して設定されている既知のレーダシステムに対応するかどうかが判断される。イベントが既知のレーダシステムに一致しない場合、周期性はソースが未知のレーダシステムであることを示す。ＷＬＡＮトラフィックは通常、周期性を示さないが、そのようなトラフィックがある程度の周期性を示すと或る環境が生じ得る。例えば、隣接ＷＬＡＮ基地局のトラフィックが隣接チャネルに在り、その場合に受信機はこれらの信号でトリガーされるが有効ＬＡＮパケットは受信しない。或いは、同じチャネルで受信する弱信号は有効ＬＡＮパケットとして受信されないが、弱イベントとして登録される。

イベントを受信すると、受信機２００内のタイマー回路は全てのパルスまたはスパイクにタイムスタンプする。一般的に、ＷＬＡＮトラフィックは普通、タイムコードまたは時間指示子を含む。しかしながらレーダ信号はそのような時間情報を含まない。時間情報を供給するために、受信機内のカウンターはタイムスタンプを検出イベントの各々に割り当てる。

受信機回路２００は高速フーリェ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）エンジンを含み、このエンジンにより着信信号を解析して細かい周波数範囲内の信号に関する位相及び振幅情報を抽出する。一の実施形態においては、非ＬＡＮパケットイベントをＦＦＴにより処理し、その出力を帯域幅３００ｋＨｚずつの５２区分に分類する。これらの区分の内容（受信信号のスペクトログラム）を検査すると、連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ：ＣＷ）トーンレーダ、及びパルスの周波数を或る周波数範囲に亘って掃引するチャープレーダのような異なるタイプのレーダを識別し、区別するのに役立つ。レーダの場合、電力は通常、一の特定の区分、すなわち特定周波数に集められる。これは、全区分の電力レベルがほぼ等しい正常なＬＡＮトラフィックとは大いに異なる。

パケットも解析してパケット内に−６２ｄＢｍのような所定のしきい値を超えるスパイクがあるかどうかを判断する。スパイクの存在により、レーダ信号がＬＡＮパケットに干渉してパケットにＣＲＣエラーを生じさせることを示すことができる。このようなレーダの痕跡は多くの場合、検出し、そして特徴付けるのが困難である。この場合、スパイクの振幅及び期間（パルス幅）を解析して干渉がレーダパルスに起因するものかどうかを判断する。パケット内のスパイクにもタイムスタンプを行なってスパイクを新規の、または個別のイベントとして処理できるようにする。

一旦、特定のイベントがイベントの長さ及び大きさの解析を通してレーダ信号であるらしいと判断されると、その信号の周期を求める。これは図４のステップ４０６として示される。本発明の一の実施形態では、イベントの周期性は、タイムスタンプされたイベントの高速フーリェ変換解析を行なうことにより求めることができる。時間スケールは特定の時間のイベント発生により定義し、これらのイベント発生を収集したもので構成される。このプロセス例を図５Ａ及び５Ｂに示すが、これらの図ではテーブル５００に示すように、５つのイベントにはＴ１からＴ５で示す時間ステートが割り当てられる。図５Ｂは、イベントの時間関係を符号化するために使用するタイムラインを示す。２進数値「１」を各タイムスタンプに関連する時間に割り当てて、特定の時間にイベントが生じることを示す。値「０」をタイムラインの他の全ての時間インクリメントに割り当てる。次にＦＦＴ演算を全てのタイムラインに対して行なってイベントが生じる周波数を求める。結果として得られるスペクトログラフにより、タイムスタンプされたイベントの周期性が判明することになる。図５Ｂの周波数タイムラインに対応するスペクトログラフの例を図５Ｃに示す。

本発明の別の実施形態においては、イベントの周期は離散フーリェ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＤＦＴ）解析を使用して求める。ＤＦＴ解析では、タイムスタンプに関連するイベントを有する時間間隔のみを解析する。これらの時間間隔を特定の周波数区分と比較して相関があるかどうかを判断する。次に、イベントの各々の相関を加味してイベント周期を求める。ＤＦＴ法は通常、パルス間の時間が時間スケールの解像度（例えばマイクロ秒オーダー）に比べて長い（例えばミリ秒オーダー）ときに一層効果的である。ＦＦＴ法と同様に、ＤＦＴ法はイベントの周期性を解析する周波数ドメイン技術を構成する。

イベントの周期を求めるさらに別の実施形態はイベントの時間ドメイン解析である。この方法では、第１パルスと第２パルスとの間の間隔を周期と仮定する。次に後続のパルスを解析してこれらのパルスが同じ周期で生じるかどうかを判断する。後続パルスが同じ周期で生じない場合、次のパルスペア間の間隔を他のパルス間隔を比較する対象となる周期と仮定する。新規に仮定した周期が上手く一致しない場合、パルス間隔の一致が検出されるまで、他の間隔を基本周期として使用してプロセスを繰り返す。デジタル処理システム内で実行すると、時間ドメイン解析がＦＦＴ法及びＤＦＴ法よりも演算上効率的であることが証明される。これは、パルスが時間軸上で高解像度周波数ドメインに比べてずっと離れている場合に特に当てはまる。

幾つかの環境においては、イベントにタイムスタンプを入れるカウンターの解像度は周波数区分の解像度に対応しない、または同程度に細かくはない。例えば、１マイクロ秒の解像度しか持たないタイマーはイベントの正確な開始を捉える十分なレベルの解像度を提供できない。従って、タイマーの解像度によって、周波数ドメイン解析技術及び時間ドメイン解析技術の両方を使用して得られるスペクトログラフの形状が有用なものとなる。従って、エラーマージンのタイムスタンプとの関連付けを可能にするメカニズムが提供される。ＦＦＴ周波数ドメイン技術及びＤＦＴ周波数ドメイン技術の場合、タイムスタンプに関連するエラーマージンによって周波数分布曲線が、不正確な時間測定により生じる小さな周波数シフトに起因して低く、かつ広くなる。これらの方法においては、エラーマージンは周波数区分の解像度に対して設定されて、相対エラーがイベント周期を求める際に考慮されるようにする。次に、結果として得られる周波数グラフのピークの低下が相対マージンに従って補償される。従って、タイムスタンプ解像度に起因するエラーマージンが既知である場合、周波数曲線のある程度の変位（すなわち広がり）を予測し、計上することができる。

時間ドメイン解析技術においては、タイムスタンプに関連するエラーマージンを計上する方法では、一のウィンドウをイベント間隔から抽出される推定周期に関連付ける。従って、第１間隔及び第２間隔が特定の周期で生じる場合、プラスまたはマイナスマージンをこの周期に関連付けてタイムスタンプのエラーマージンを計上する。次に、後続の連続するイベント間の間隔をエラーマージンを有するこの周期と比較する。

図４のフローチャートの次のステップ４０８では、単一の時間間隔に関してパルスの周期性を解析する。この時間間隔は、パルスが生じる周期、すなわちバースト長Ｌとほぼ同じ値に設定される。次に、この間隔を検査して特定数の周期パルスがその間隔内で生じるかどうかを判断する。周期性の調査は、前に記載したようにパルス間の時間を比較することにより行なうことができる。周期パルスが検出されると、レーダ信号が周波数チャネルに存在すると判断される。例えば、５つの周期パルスが或る間隔内で生じると、その時間間隔内にレーダ信号が在ることを示唆する。パルスの電力レベルのしきい値も定義する。周波数ドメイン技術を使用してパルスが周期的であるかどうかを判断する場合、ＦＦＴまたはＤＦＴプロセスを各時間間隔が時間スケールに沿ってシフトするときに各時間間隔に対して実行する。

ステップ４１０では、信号を複数の間隔に関して解析する。このステップによって単一の間隔に関して信号を解析する操作に関連して生じる不具合の全てを補償することができる。例えば、パルス数のしきい値数が５であるのに対して特定の間隔には３つのパルスしか含まれない。この場合、レーダ信号はその間隔に対しては認識されない。しかしながら、次に続く間隔には別の３パルスが含まれる。この場合、両方の間隔に対するパルス数は６であり、レーダ信号であり得ると見なせるしきい値数よりも大きい。ステップ４１０によって、基本的に複数の間隔の時系列解析を行なうことができ、間隔の開始及び終了ポイントがパルスイベントに対して幾分ランダムに定義されている点を補償することができる。このステップによってさらに、レーダパルスが消失してパルス列にギャップが生じる現象を補償することができる。レーダパルスは幾つかの異なるタイプの環境で消失する。例えば、ステーションは通常、ステーションが送信を行なっているとき、または強い信号を同時に受信しているときにはレーダパルスを検出できない。信号解析を複数の間隔に関して行なうとき、間隔当たりパルス数のしきい値数を小さくする。しきい値が余りにも小さい値に設定されると、ランダムノイズまたは他のタイプの突発信号の考えられる周期性に起因してレーダであると、誤って検出する可能性が大きくなる。同様に、パルスの電力しきい値も、間隔数が増えるに従って小さくする。

図３からわかるように、レーダ信号には一を超える周期性があり得る。パルスに関連する周期があるだけでなく、パルスバーストに関連する周期もあるので、周期性のネスティングが可能になる。本発明の一の実施形態においては、ステップ４０８及び４１０で行なわれる単一間隔解析及び複数間隔解析をチェックして或る期間に亘ってパルスが再び検出されるかどうかを調査する。例えば、特定の間隔において、５つのパルスが特定の時間Ｔに、次に別の５つのパルスが時間Ｔ＋１００ミリ秒に含まれると、図３に示すものと同様なパルス列が検出される可能性がある。

一旦、検出信号の周期を算出すると、この周期を既知のレーダ信号と照合してこの信号が真のレーダ信号であることを確認する。この様子は図４のステップ４１２として示される。本発明の一の実施形態では、全ての周期性イベントがレーダ信号であると仮定する。これによって周期を既知のレーダと照合して信号がレーダ信号であることを確認する必要が減る。一旦、周期が判明すると、ステップ４１４でこの情報を使用してＬＡＮデータトラフィックの通常周期に対応する周期を除外することもできる。８０２．１１トラフィックのようなＷＬＡＮトラフィックは技術的に見てランダム、従って非周期的であるが、送信するトラフィックのタイプによっては或る通常周期が生じ得る。検出イベントの周期がＬＡＮトラフィックの既知の通常周期に一致する場合、この信号を、厳密に回避しなければならないレーダトラフィックとは対照的な形でＬＡＮトラフィックとして分類することができる。

上述の周期判定方法の副チェックを構成する、レーダ信号回避の第２の方法では、所定期間に生じるＰＨＹエラーイベントの数を計数する。この方法では、ＰＨＹエラー数のしきい値数を所定の時間間隔に対して設定する。信号を受信機が受信すると、ＰＨＹエラー数が計数される。この数の検出ＰＨＹエラーが特定期間に生じると、この信号はレーダ信号と推定される。

既知周期の検出
上述のように、レーダ信号の周期を求める一の方法では時間ドメイン解析を採用し、この解析では２つの連続するパルスの間の時間間隔が、図４のステップ４０６に示すように、異なるパルスペアに関して繰り返し比較される。以下の議論は、本発明の好適な実施形態による既知周期の検出を可能にする実施例の詳細記述である。ここで、特定のコード構造及びプログラム構造を使用してこの方法について記載するが、これらの構造は例示目的に示されるのであって、他のプログラム構造を使用することも可能であることに留意されたい。本実施形態においては、レーダ検出プロセス２１０はレーダ信号の存在を公知のパルス繰返しパターンを使用して検出する。２つの連続パルスの間の期間を求め、プロセスは既知の時間限界範囲に収まる最小数のエラーイベントをサーチする。

一の実施形態においては、レーダ検出プロセス２１０は、ハードコード化データ構造を使用するアルゴリズムを含むことにより、プロセスが検索しているレーダパターン（ＰＰＳ）についての情報を保持する。イベント情報はアレイに連続イベント間の時間差として保存される。サーチは新規のイベントがアレイに加えられるたびに（一旦、十分な数のデータポイントが収集されると）行なわれる。周波数、すなわちＰＰＳ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）と時間差（ミリ秒単位）の積が１，０００，０００の倍数である場合、時間差は特定のレーダパターンの周期に一致すると判断される。この値を、以下に示す手順において「ｔｆＶａｌｕｅ」と呼ぶ。結果として得られる値は所望のパーセントマージンで丸めた値と比較される。この原理はアルゴリズムの数箇所で使用される。この手法の利点は、パルスシーケンスのパルスが消失してしまっても、残りのパルス間の周期がｔｆＶａｌｕｅの整数倍として現われるということである。従って、たとえ幾つかのパルスがパルスストリームから消失したとしても、パルスがマージン内に収まるか、従って周期的であるかどうかをチェックするのが容易になる。

受信機回路２００は、レーダパルスのような干渉が受信機に及ぶときにＰＨＹエラーを通知する。これによって、干渉が受信機を起動する場合に、長さゼロのフレームをホストに通知することができる。受信機がフレームのペイロードを受信しているときに受信機に及ぶ干渉はＣＲＣエラーを引き起こす。ハードウェアは、エラーを含むフレームを受信するたびホストに割り込みを掛ける。割込み処理装置「ａｒ５ｈｗｃＥｎｄＩｎｔ（）」は現在のタイムスタンプをハードウェアレジスタから読み出す。このタイムスタンプはマイクロ秒単位である。別の構成として、タイムスタンプ値を受信機の物理層によって受信記述子ステータスフィールドに配置することができ、この場合タイムスタンプは通常、精度が高い。タイムスタンプを割込み処理装置で読み出す操作は、割込み遅延が全てのイベントに対してほぼ同じである限り、許容される。従って、タイムスタンプは最高レベルの割込み優先度で抽出することができる。

アルゴリズムはタイムスタンプをＰＨＹエラーのみに使用し、ＣＲＣエラーには使用しない。ＣＲＣエラーはフレームの中央（数ミリ秒の範囲）のあらゆる部分に及ぶ干渉によって生じるので、これらのタイムスタンプは通常、干渉のタイミングを厳密に表すものでない。ＰＨＹエラータイムスタンプは、「ＰｒｏｃｅｓｓＲｘＩｎｔｅｒｒｕｐｔ（）」プロセスによってシステムタスク優先度でイベントアレイに記入される。

以下に示すソフトウェア手順は、時間ドメイン周波数解析を利用するレーダ検出アルゴリズムの一例である。このアルゴリズムは、考えられるレーダ周波数の階層的検索サブセットに基づく。例えば、第１段階では、考えられる周波数を大きなステップで段階的に変える。例えば、３００〜４０００Ｈｚの全ての周波数を、周波数を毎回１００Ｈｚだけ変化させることによりチェックする。ステップが大きいので、ｔｆＶａｌｕｅの許容マージンを大きくして粗いステップの間に在るパルス繰返し周波数の全てを検出する必要がある。一旦、疑わしい通常のパルス周期が、例えば本実施例において５００Ｈｚと６００Ｈｚとの間で検出されると、その範囲をさらに細かく走査し、その場合ｔｆＶａｌｕｅのマージンを狭くする。この場合は、第２走査は５００Ｈｚと６００Ｈｚとの間において、１０Ｈｚステップで行ない、ｔｆＶａｌｕｅマージンは第１掃引によって１０の１まで小さくする。この階層的サーチは、所望のｔｆＶａｌｕｅマージンに到達するまで継続することができる。一旦到達すると、イベントは所定の精度内で周期的であると判明し、イベントの周波数が所望の精度で求まる。

プログラムループは、不所望のデータポイントを除外して障害アラーム確率を小さくするためのフィルタを含む。データポイントのｔｆＶａｌｕｅがゼロのとき、データポイントは検索している周期の５０％よりも小さく、このようなデータポイントは廃棄される。ｔｆＶａｌｕｅがマージン内に収まらずに３０％を超えて外れる場合、それは不一致として計数される。不一致の数が一致の数に等しいか、またはそれを超える場合には、それは影響を受けやすいイベントサンプルである。ｔｆＶａｌｕｅが１百万ではなく、その代わりに数百万（２，３，４百万など）である場合、受信機が幾つかの干渉イベントを紛失したか、またはこのパターンが現在のＰＰＳの２分の１または３分の１のＰＰＳに一致する、という事象が生じている可能性がある。データポイントの半分よりも多くがこの特徴を示す場合、サンプルは廃棄される。

図６は、本発明の一の実施形態による、レーダ信号パターンの周期性を算出するプロセスにおけるパラメータ及び例示的値のテーブルであり、この図を使用してレーダ信号パターンを説明する。周波数パラメータ、ｔｏｔａｌＮｕｍＰｕｌｓｅｓパラメータ及びｓｉｌｅｎｔＰｅｒｉｏｄパラメータは代表的なレーダに類似する信号の定義を転用している。残りのパラメータを使用してアルゴリズムの感度、障害アラーム確率及び周波数変動を調整することができる。これらのパラメータのほとんどはシステムの性能に大きく影響する。以下に抜粋したコードは、本発明の一の実施形態による、テーブル６００のデータを利用したプログラム構造を示している。

ｉｎｉｔＲａｄａｒＤｅｔｅｃｔ（）はイベントアレイを初期化し、全てのＰＰＳの最大バースト時間を算出する。ｉｎｉｔＲａｄａｒＤｅｔｅｃｔ（）を使用して、この時間差に収まらないこれらのイベントをアレイから除外する。ｉｎｉｔＲａｄａｒＤｅｔｅｃｔ（）はまた、回路２００のハードウェアにおける無差別モード及び長さゼロのフレームの表示を可能にする。

以下に示す手順は、実行時のＰＨＹエラーの処理を開始する。この手順は他のタスクが実行されている間にバックグラウンドで呼び出される。アクセスポイント初期化コードは基本チャネル初期化を経て、１分間待機し、レーダが検出されるかどうかについてフラグをチェックし続ける。
ａｒ５ｈｗｃＥｎｄＩｎｔ（）はＰＨＹエラー割り込みを検索する。
ＰｒｏｃｅｓｓＲｘＩｎｔｅｒｒｕｐｔ（）
ｒｅｃｏｒｄＲａｄａｒＥｖｅｎｔ（）によりイベントアレイに時間差を入力する
ｐｒｏｃｅｓｓＲａｄａｒＥｖｅｎｔｓ（）により必要な処理を実行する
ｒａｄａｒＥｖｅｎｔＡｇｅ（）により最大バースト時間に収まらないイベントをフィルタリングにより除外する
ｃｈｅｃｋＲａｄａｒＰａｔｔｅｒｎ（）
ｋｎｏｗｎＰｅｒｉｏｄ（）−既知のレーダパターンを検索する
ａｐＲｅｂｏｏｔ（）−レーダ検出時にＡＰをリブートする（随意）

ａｐＲｅｂｏｏｔは、レーダの存在に起因してチャネルを使用不能としてマークし、ランダムに別のチャネルを選択し、サンプリングを開始してレーダが存在するかどうかを判断する操作に置き換えることができる。ネットワーク初期化中にレーダを検出する操作は、レーダパルスを不明瞭にする恐れのあるネットワークトラフィックがその時に流れないので、容易になる。従って、しきい値及び通信周期をそれに応じて調整することができる。

ネットワーク負荷の軽減
アクセスポイントが大部分の時間を費やして送信及び受信を行なっているトラフィック混雑状態では、レーダ検出システムは全ての生じ得るレーダ干渉イベントを十分に検出し、特定することができない。本発明の一の実施形態においては、レーダ検出プロセスを、フリーエアタイムを長くすることによってアクセスポイントのネットワーク負荷を減らすプロセスと併せて使用する。長くなったフリーエアタイムによってレーダパルスが受信機により検出される確率を大きくすることができる。この様子を図４のステップ４１６として示す。ネットワーク負荷低減技術は８０２．１１標準に規定されるメディアアクセス制御メカニズムに深く関連する。

８０２．１１標準に規定される一のメディアアクセスメカニズムは分散連携機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＤＣＦ）であり、この機能は一般的に「ｌｉｓｔｅｎ−ｂｅｆｏｒｅ−ｔａｌｋ」として知られる。ＤＣＦによれば、ランダムアクセスをスロット化し、媒体のビジー状態に続くランダムな待ち時間（バックオフ時間）が衝突ウィンドウ内で選択される。また、方向付けされる全てのトラフィックは即時肯定応答（ＡＣＫフレーム）を使用し、この場合ＡＣＫが受信されないと送信側が再送信をスケジューリングする。図７は、本発明の実施形態で使用するＤＣＦメディアアクセスメカニズムの典型的なアクセスシーケンスを示している。Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｉｎｇ（ＳＩＦＳ）を１のパケットとそのアクノリッジメント（ＡＣＫ）との間で使用する。アクノリッジメントパケットの後、他の受信側はＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）期間だけでなく、衝突ウィンドウ（ＣＷ）のランダム部分に相当する期間、待機状態になる。ＤＣＦ法の場合、ネットワーク負荷を減らす一つの方法は、衝突ウィンドウを広げることによりパケット間の時間を長くすることである。これにより、ノードが送信前に待機しなければならない時間が長くなるのでネットワークの負荷が軽くなる。同様に、ＳＩＦ及びＤＩＦ期間を変えて空いているネットワーク時間をさらに生成することができる。トラフィック優先度に基づいてノードに異なる衝突ウィンドウが割り当てられる先端ＤＣＦ法をレーダ検出システムに使用することができる。

８０２．１１標準用に規定された別のタイプのメディアアクセスメカニズムは、ポイント連携機能（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＣＦ）である。ＰＣＦアクセスメカニズムはアクセスポイントによるポーリングを基本とする。このモードでは、どのノードが送信を行ない、そしていつノードが送信を行なうかをアクセスポイントが制御する。アクセスポイントはまずＰＣＦビーコンを発行するが、このビーコンはポーリング期間の開始を明示し、他の全てのノードにこれらのノードが送信前にポーリングされるまで待機しなければならないことを知らせる。その後、アクセスポイントはノードに対してポーリングを開始することができる。ポーリングはデータペイロードだけでなく前のパケットのアクノリッジメントと合成することができる。一旦ポーリングが行なわれると、ノードは合成したデータ及びアクノリッジメントによって応答することができる。従って、ＰＣＦメカニズムは許諾ベースのメカニズムであり、このメカニズムにおいては、アクセスポイントはノードがＰＣＦビーコンを使用して送信を行なうことを明示的に許可する。アクセスポイントは常に、それが選択する任意の期間に亘り媒体をアイドル状態とすることができるが、このモードにおけるパケット間のギャップは通常、ＳＩＦＳまたはＰＩＦＳとなる。

ＰＣＦポーリング期間の間、アクセスポイントがステーションに対してポーリングを行なわない場合、ネットワークトラフィックが無いことになるのでネットワークは休止期間となる。一の実施形態においては、アクセスポイントは、周期的に、例えば１００ミリ秒に１回の頻度で、ＰＣＦビーコンを送出するように構成される。ネットワークトラフィックが休止しているこの期間中、アクセスポイントはレーダ検出プロセスを実行することができる。本実施形態の場合、アクセスポイントはまずＰＣＦビーコンを送出し、次にレーダ検出サイクルを実行する。レーダ検出サイクルの終了時点で、アクセスポイントは通常のＰＣＦポーリングを行なう。これにより、ネットワークトラフィックは、所定期間に亘って完全に中断するのではなく、恐らくは低下スループットレートではあるが、通常の速度で流れることができる。ＰＣＦ法においては、ＳＩＦ期間及びＤＩＦ期間を変更して空き状態のネットワーク時間をさらに生成することができる。

別の実施形態においては、アクセスポイントは送信前にアクセスポイントのトラフィックを保留するか、またはノードに指示して送信前にトラフィックを保留させるように構成することができる。本実施形態においては、アクセスポイントはコマンドを送出してノードに前回の送信の後の所定期間の間は再送信を行なわないように指示する。この操作は、ノードからのトラフィックを保留期間に応じたレートまで下げるように作用する。このメカニズムを実行する一の方法は、アクセスポイントがそれ自体のアクノリッジメント及び／又はデータパケットを保留することである。これにより、送信中のノードはより広い衝突ウィンドウを使用することができる。また、高階層のプロトコルエンジンはネットワークが混雑していると推定し、それに応じてトラフィックを遅くすることができる。アクセスポイントはネットワークをトラフィックで混雑させて衝突を生じさせることにより同様な結果をもたらすことができる。利用可能なスロットの数に対して非常に多数のノードが在るように見えるので、この操作によって、衝突ウィンドウが長くなってしまう。

本発明のさらに別の構成において、ネットワーク負荷は、レーダ信号の事前検出を行なった後にアクセスポイントにより低下される。本実施形態においては、パルス数のしきい値数を小さい値に、例えば検出プロセスをトリガーするために３パルスを設定する。これにより、ほとんど全ての考えられるレーダ信号だけでなく、正しくないのに正しいと間違って読取りを行なう可能性を検出することができる。イベントを検出すると、上述の方法の内の一つ、例えばＰＣＦビーコンの使用を増やしてネットワークからトラフィックを無くす、といった方法を使用してネットワーク負荷を一時的に減らす。トラフィックが休止しているか、または減っている間に、しきい値をより大きなパルス数値、例えば８パルスに設定し、次いでレーダ検出プロセスを再度実行する。大きなしきい値によって、正しくないのに正しいと間違って読取りを行なう確率が小さくなる。本実施形態の事前検出期間において、レーダ信号の検出方法は上述したように、イベントの長さを使用するフルプロフィール解析及びイベントの周期性解析とは対照的に、特定の電力レベルを超える全てのパルスに対する簡単なチェックである。一旦、事前検出を低いしきい値数を用いて行なうと、より大きい数のパルスに対する第２検出プロセスは周期性判定を使用して行なわれる。

本発明の一の実施形態においては、レーダ検出プロセスはアクセスポイントにおいてのみ実行される。アクセスポイントがレーダ信号の存在を検出すると、チャネルを切り換える。新規チャネルでは、アクセスポイントは通信を行なってそのチャネルにレーダ信号が在るかどうかを調べる。レーダ信号が無ければ、アクセスポイントはその新規チャネルでビーコンを送出し始める。レーダ信号が在ると、アクセスポイントは再度チャネルを切り換え、そしてレーダ信号を含まないチャネルを見つけるまで繰り返す。その間、ノード（移動端末）はアクセスポイントとの接続が切断され、そして最終的には接続を試みる。これらのノードは接続可能な接続先の別のアクセスポイントを見つけ出すか、または最初の接続先であったアクセスポイントを最終的に見つけ出す。このチャネルホップは賢明なやり方ではないが、このホップは比較的稀にしか生じないと考えられる。レーダソースのほとんどは固定されているので、それらを、通常、アクセスポイントの電源オンシーケンスの期間中に１度だけ検出して回避すれば良い。ここで、一般的に、全てのノードはアクセスポイントに対して受動的スキャンしか行なうことができないように制限されることに注目されたい。ノードがアクセスポイントとの通信を行なう前にプローブリクエストパケットを送出することができる能動的スキャンは利用不能と考えられる。これにより、アクセスポイントを見つけ出そうと試みる間にステーションがレーダシステムと干渉してしまう現象を防止することができる。受動的スキャンは通常、この手法に組み込むには動作が遅いと考えられるが、８０２．１１プロトコルにより完全にサポートされている。

別の実施形態においては、アクセスポイントはレーダ検出プロセスの実行をノードの内の一つに委任することができる。本実施形態では、アクセスポイントはコマンドを特定のノードに送信してレーダ検出プロセスを実行させ、そしてその結果をアクセスポイントに報告させるので、アクセスポイントはチャネルを空きチャネルに切り換えることができる。この場合、ノードは前に記載したレーダ検出メカニズムのいずれかを使用してレーダの存在を検出し、その事をアクセスポイントに報告することができる。

負荷の均一分散
レーダ検出及び回避に関する本発明の実施形態は、５ＭＨｚ空間の最小数のチャネルに亘る装置負荷の均一分散を可能にする方法を併用する形で機能することもできる。例えば、８０２．１１標準の下では、ＤＦＳ装置は最小１４チャネル（または帯域幅３３０ＭＨｚ）、または帯域５４７０ＭＨｚ〜５７２５ＭＨｚのみで使用されて衛星サービスとの間での共有を容易にする装置の場合は帯域幅２５５ＭＨｚに亘って負荷を分散させる必要がある。

一の実施形態において、図２のアクセスポイントは５１５０〜５３５０ＭＨｚの範囲で動作する。従って、分散は、帯域幅３３０ＭＨｚではなく、帯域幅２００ＭＨｚに亘って行なわれる。しかしながら、分散させる意図はある特定の帯域幅の電力スペクトル密度を最小化することであるので、システムは、分散を行う大域幅が狭くなると小電力を使用することにより補償を行なう。適切な電力削減は約２．２ｄＢである。

また、全てのチャネルを代表するアクセスポイントはこのアルゴリズムに従って、使用するチャネルを選択する必要がある。まず、レーダ信号の疑いが持たれるチャネルは全ていかなる環境においても使用されない。次に、アクセスポイントは既にＷＬＡＮトラフィックで混んでいるチャネルを全て回避する。最後に、レーダもＷＬＡＮトラフィックも含まない残りのチャネルの中から、アクセスポイントはランダムに選択する。最終選択のためのこの優先付け及び方法によって、レーダシステムに対して生じ得る干渉を最小化しつつ、確実にトラフィックを最も均一に分散させることができる。

レーダ信号をサーチし、かつ特定することにより、アクセスポイントは最良の形でレーダ回避を実現する。もっと多くのレーダシステムの周期性が公になれば、検出操作は今後さらに改善することができる。しかしながら、公知ではないレーダシステムでもそれらが周期性を持っている限り検出することができる。本明細書に記載したレーダ検出アルゴリズム及びプロセスによって、レーダ検出は通常のネットワーク動作中、及び恐らくは生のトラフィックが処理されている状態においてさえも周期的に実行することができる。電力を犠牲にして帯域を拡散する操作は、結果として得られる電力スペクトル密度は同じになるので、これらの環境下では理に適っている。さらに、この操作によって、低帯域でしか動作しない製品を構成することが可能になる。このような製品は、現在の米国標準及び欧州標準に直接適合することができる。何故なら、５１５０〜５３５０ｋＨｚ帯域は、同様な電力制限を有する米国及び欧州の両ドメインにおいて割り当てられてきたからである。

本発明の実施形態について、時に米国８０２．１１標準のような特定の５ＧＨｚＷＬＡＮ標準との関連で議論してきたが、別の実施形態を欧州ＨＩＰＥＲＬＡＮ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｒａｄｉｏ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）標準のような他の標準に準拠するシステムに使用することができることに注意されたい。これらの標準の幾つかは、レーダ検出及び回避に関してそれら固有の提案及び要件を含んでいる。

例えば、現在ＥＴＳＩ ＢＲＡＮ標準委員会が提案している現在のＨＩＰＥＲＬＡＮ２レーダ検出機能は、一般的に本明細書に記載した機能ほど強固ではない。これらの方法は、所定のしきい値よりも大きい電力が受信されたのかどうかを測定する操作のみに基づいている。この方法は多くの不具合を含んでいる。第１に、しきい値は、レーダ検出において正しくないのに正しいとして間違って読み取る可能性を小さくするためにずっと大きい値に設定する必要がある。第２に、しきい値を大きくしても、正しくないのに正しいとして間違って読み取る可能性は、オーバーラップするセルが測定期間中に同一チャネルを動作させる可能性があることを考慮すると有意に大きい。そして第３に、そのような荒っぽい強制的な方法は、生のトラフィックが接続されている状態では使用できない。従って、ネットワーク設計者はスループットを犠牲にするか、またはレーダ信号サーチ時間のごく一部を充てる必要がある。レーダ信号の幾つかは長い周期を有するので、このトレードオフを管理するのは困難である。

受信イベントの周期性解析を使用して、ＨＩＰＥＲＬＡＮシステムのようなレーダ検出機能を拡張することができる。また、この方法をＨＩＰＥＲＬＡＮシステム固有の所定の性能と併用する形で使用することができる。例えば、ＨＩＰＥＲＬＡＮ２は、アクセスポイントがステーションに命じて異なるチャネルを測定させ、そしてその結果を報告させる機能を提供する。この性能の意味するところは、何らかの理由によりアクセスポイントがレーダを捉えることができず、移動局がレーダを捉えることができる場合に、チャネルを拒絶することもできる、ということである。そのような状況は、レーダ信号が、多分にＷＬＡＮセルのステーション間距離よりもずっと長い距離を送信されることになるので非常に稀であるが、アクセスポイントがレーダ検出及び回避メカニズムを他のノードに委任する方法が提供されるのである。

また、レーダ検出システムを拡張し、ノードに対するコマンドとなる管理パケットをアクセスポイントに生成させ、ノードに特定チャネルのトラフィックを測定させることができる。次に、ステーションはその結果をアクセスポイントに返答として報告する。同様に、レーダ、８０２．１１ａトラフィック、及び他のＷＬＡＮトラフィックの通知を含む結果報告として、管理パケットを定義することができる。

システムを拡張して、ノード及びアクセスポイントが柱状グラフを生成し、このグラフにより種々のタイプのトラフィックが存在したチャネルの時間割合を信号電力レベルに関連して示すようにすることもできる。これにより、時間オキュパンシー対信号強度の指標を得ることができる。このタイプの柱状グラフの生成は、非ＬＡＮトラフィックイベント期間の測定に依存する。このような期間情報は、各パケットのレート及び長さ情報から、ＬＡＮトラフィックイベントについても抽出することもできる。次に、プロセスは、チップが検出するイベント数に基づいて非ＬＡＮトラフィックに関する柱状グラフを生成する。

ビーコンの新規管理パケット及び新規エレメントを指定して次回のチャネル変更を明示することができる。これにより接続を切断することなくチャネル切換えをずっと高速に行なうことができる。また、全てのノードが切換え時間、及び切換え先チャネルを認識することになる。

これまで、５ＧＨｚ周波数空間で動作するＷＬＡＮ装置において干渉レーダ信号を検出し、回避するシステムについて記載してきた。特定の例示的実施形態を参照しながら本発明を説明したが、それよりも広義に請求項に示す本発明の技術思想及び技術範囲から逸脱しない範囲において、これらの実施形態に変形及び変更を加え得ることは明らかである。従って、本明細書及び図面は制限的な意味ではなく例示的なものとして捉えられるべきである。

２つのＷＬＡＮアクセスポイントネットワークを備える無線ＬＡＮネットワーク及び干渉を及ぼす可能性のあるレーダソースを示している。 本発明の一の実施形態による、レーダ検出回路を含むネットワーク化されたＷＬＡＮ装置の受信機回路を示す概略回路図である。 レーダソースが送信する通常のレーダ信号の概略図である。 本発明の一の実施形態による、ＷＬＡＮ受信機において干渉レーダ信号を検出し、回避する方法を示すフローチャートである。 Ａ，Ｂ及びＣは、タイムスタンプの周期的イベントとの関連性、及びそれに対応する例示的パルス列信号の時系列及び周波数スペクトルグラフを示している。 本発明の一の実施形態による、レーダ信号パターンの周期性を計算するプロセスのパラメータ及び例示的値の表である。 本発明の実施形態において使用することのできる分散制御機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＤＣＦ）メディアアクセスメカニズムの通常のアクセスシーケンスを示している。

Claims (58)

1. 無線ネットワーク装置においてレーダ信号を検出する方法であって、
   複数の信号パルスを検出イベントとして受信する工程と、
   ネットワークトラフィックに対応する検出イベントの全てを除去する工程と、
   個々の検出イベントの内で除去されなかった非除去イベントのいずれがレーダ信号に対応するのかについて、パルス繰返し周波数、パルス周期、または予め定義した期間におけるパルス数の内の少なくとも一つを検査することにより判定する工程と、を備える方法。
2. 予め定義した許容値を超える物理エラーを示すイベントのみを検査する請求項１記載の方法。
3. ネットワークトラフィックの受信中に到着する信号パルスを、しきい値電力レベルに対する受信信号強度の急激な増大により特定し、そして個々の検出イベントとして特定する、請求項１記載の方法。
4. 予め定義したしきい値信号強度レベルを超える信号強度を有するイベントのみを検査する請求項１記載の方法。
5. 予め定義したパルス幅しきい値よりも短いパルス幅期間を有するイベントのみを検査する請求項１記載の方法。
6. さらに、受信時にイベントにタイムスタンプを行なって検出イベントの各々のイベントに対応するタイムスタンプを生成する工程を備える請求項１記載の方法。
7. 前記パルス期間、パルス繰返し周波数、予め定義した期間におけるパルス数の内の少なくとも一つを既知のレーダソースの該当する特性と照合する請求項１記載の方法。
8. 一連のイベントのパルス繰返し周波数がネットワークトラフィックに共通して生じる周波数に対応する場合、前記一連のイベントは無視し、そして前記一連のイベントに含まれるイベントを検査から除外する、請求項１記載の方法。
9. さらに、イベント波形に対して周波数ドメイン解析を実行する工程を備える請求項１記載の方法。
10. 前記周波数ドメイン解析は高速フーリェ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を含む請求項９記載の方法。
11. 残りのイベントのパルス周期またはパルス繰返し周波数を判定する工程において、一連の残りのイベントに対して周波数ドメイン解析を実行する、請求項１記載の方法。
12. 前記周波数ドメイン解析は高速フーリェ変換解析を含む請求項１１記載の方法。
13. 前記周波数ドメイン解析は離散フーリェ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析である請求項１２記載の方法。
14. イベントの周期を判定する工程において、イベントの時間ドメイン解析を実行する、請求項６記載の方法。
15. さらに、イベントの第１パルスと第２パルスとの間の第１時間間隔を求める工程と、
    前記第１時間間隔がイベントの周期を表わすと推定する工程と、そして
    前記第１時間間隔を、イベントの前記第２パルスと第３パルスとの間の第２時間間隔と比較して前記第１及び第２時間間隔が各検出イベントのタイムスタンプに関連するエラー係数内に収まるかどうかを判定する工程と、を備える請求項１４記載の方法。
16. さらに、パルス繰返し周波数を推定して推定周波数を生成する工程と、
    パルス間の時間間隔に前記推定周波数を乗じて結果を生成する工程と、そして
    前記結果が整数値である予め定義したマージン内に収まるかどうかを判定する工程と、を備える請求項１５記載の方法。
17. 初期推定周波数をパルス間の時間間隔の逆数をとることにより得る請求項１６記載の方法。
18. 複数の推定周波数を異なるパルス繰返し周波数を推定することにより生成する請求項１６記載の方法。
19. さらに、最初に広い間隔の周波数及び広いマージンを選択する工程と、
    肯定結果が検出される時間を判定する工程と、そして
    続いて細かい間隔の周波数及びマージンを選択してレーダ信号の存在を確認する工程と、を備える請求項１７記載の方法。
20. さらに、前記ネットワーク装置のネットワークトラフィックを減らす工程を備える請求項１記載の方法。
21. ネットワークトラフィックを減らす工程は、ビーコン信号を使用してネットワークのトラフィックを或る期間に亘って中断する工程を含む請求項２０記載の方法。
22. ネットワークトラフィックを減らす工程は、ネットワークのパケット間の時間を長くする工程を含む請求項２０記載の方法。
23. ネットワークトラフィックを減らす工程において、タイムスロットを含む衝突ウィンドウを広げてネットワークトラフィックを伝送する請求項２０記載の方法。
24. 前記無線ネットワーク装置は５ＧＨｚ無線ネットワークに接続されるアクセスポイントステーションを備え、そして前記ネットワークは８０２．１１ネットワークプロトコル及びＨＩＰＥＲＬＡＮプロトコルの内の一つを利用する、請求項１記載の方法。
25. 一つ以上のリモート端末に無線ネットワークを通して接続される装置であって、
    ネットワークデータトラフィックを入力信号として前記一つ以上のリモート端末から受信する受信機回路と、
    前記受信機回路に接続され、そして前記受信機回路が受信する前記ネットワークデータトラフィックに含まれるエラーを検出し、かつ前記エラーを予め定義したエラータイプに基づいて分類するように構成されるメディアアクセス制御回路と、そして
    前記メディアアクセス制御回路に接続され、そして前記入力信号に含まれる前記エラーが第１エラータイプである場合に前記入力信号を受信するように構成されるレーダ検出回路と、を備え、前記レーダ検出回路は、
    複数の信号パルスを検出イベントとして受信する第１プロセスと、
    ネットワークトラフィックに対応する検出イベントの全てを除去する第２プロセスと、そして
    個々の検出イベントの内で除去されなかった非除去イベントのいずれがレーダ信号に対応するのかについて、パルス繰返し周波数、パルス周期、または予め定義した期間におけるパルス数の内の少なくとも一つを検査することにより判定する第３プロセスと、を含む、装置。
26. 予め定義した許容値を超える物理エラーを示すイベントのみを検査する請求項２５記載の装置。
27. ネットワークトラフィックの受信中に到着するパルスを、受信信号強度の急激な増大により特定し、そして個々の検出イベントとして特定する、請求項２５記載の装置。
28. しきい値電力レベルを超える信号強度を有するイベントのみを検査する請求項２５記載の装置。
29. 予め定義したパルス幅しきい値よりも短いパルス幅期間を有するイベントのみを検査する請求項２５記載の装置。
30. 前記イベントにタイムスタンプを行なう請求項２５記載の装置。
31. 前記パルス期間、パルス繰返し周波数、及び予め定義した期間におけるパルス数の内の少なくとも一つを既知のレーダソースの該当する特性と照合する請求項２５記載の装置。
32. 一連のイベントのパルス繰返し周波数がネットワークトラフィックに共通して生じる周波数に対応する場合、前記一連のイベントは無視し、そして前記一連のイベントに含まれるイベントを検査から除外する、請求項２５記載の装置。
33. 前記入力信号に含まれる前記エラーは、前記入力信号の予測される波形特性に影響する物理エラーを含む請求項２５記載の装置。
34. 前記物理エラーは、前記ネットワークデータトラフィックの信号レベルに関連する予め定義した許容値を超える波形歪を生じさせる請求項３３記載の装置。
35. 前記入力信号に含まれる前記エラーはさらに、受信する前記ネットワークデータトラフィックのデジタルコンテンツに関連するビットエラーを含む請求項３４記載の装置。
36. 各パルスは一のイベントとして見なされ、そしてイベント群は、後に一つ以上の後続イベントバーストが続く第１イベントバーストとして現われ、さらに、
    予め定義した電力しきい値を超える各イベントにタイムスタンプを割り当てるタイムスタンプ回路と、そして
    時間間隔内のイベントの数のしきい値数であって、それを超えるとイベントがレーダイベントであると見なされるしきい値数を定義するイベント解析回路と、を備える請求項２５記載の装置。
37. イベントの検査をフーリェ変換プロセスにより実行して、前記時間間隔に亘ってイベントに対する周波数ドメイン解析を行なってイベントの周期を求める、請求項３６記載の装置。
38. 前記イベントバーストの周期をフーリェ変換プロセスにより求め、これにより前記解析回路が検出する前記イベントバーストに対する周波数ドメイン解析を行なってパルスバースト周期を求める請求項３６記載の装置。
39. 前記イベントバーストの周期を時間ドメイン解析プロセスにより求め、この時間ドメイン解析プロセスを前記解析回路が検出する前記イベントバーストに対して行なってパルスバースト周期を求める請求項３６記載の装置。
40. 前記時間ドメイン解析プロセスにおいて、
    第１パルスバーストと第２パルスバーストとの間の第１時間間隔を求め、
    前記第１時間間隔がイベントの周期を表わすと推定し、そして
    前記第１時間間隔を、イベントの前記第２パルスバーストと第３パルスバーストとの間の第２時間間隔と比較して前記第１及び第２時間間隔が前記タイムスタンプに関連するエラー係数内に収まるかどうかを判定する、請求項３９記載の装置。
41. さらに、パルス繰返し周波数を推定して推定周波数を生成する第４プロセスと、
    パルス間の時間間隔に前記推定周波数を乗じて結果を生成する第５プロセスと、そして
    前記結果が予め定義した整数値のマージン内に収まるかどうかを判定する第６プロセスと、を備える、請求項３９記載の装置。
42. 複数の推定周波数を異なるパルス繰返し周波数を推定することにより生成する請求項４１記載の装置。
43. さらに、使用する広い間隔の周波数及び広いマージンを最初に選択する第７プロセスと、
    肯定結果が検出される時間を判定する第８プロセスと、そして
    続いて細かい間隔の周波数及び狭いマージンを選択してレーダ信号の存在を確認する第９プロセスと、を備える、請求項４２記載の装置。
44. さらに、イベントの周期を既知のレーダソースと照合する回路を備える請求項２５記載の装置。
45. さらに、前記レーダ検出回路に接続され、前記受信機回路が受信するネットワークトラフィックを減らすように動作する最適化回路を備える請求項２５記載の装置。
46. 前記最適化回路はビーコン信号を前記無線ネットワークを通して前記一つ以上のリモート端末に送信して前記無線ネットワークのトラフィックを或る期間だけ中断する請求項４５記載の装置。
47. 前記最適化回路はタイムスロットを含む衝突ウィンドウを広げてネットワークトラフィックを伝送する請求項４５記載の装置。
48. 前記無線ネットワークは５ＧＨｚ無線ネットワークを含み、そして前記装置及び前記一つ以上のリモート端末は８０２．１１ネットワークプロトコル及びＨＩＰＥＲＬＡＮプロトコルの内の一つを利用して通信する請求項２５記載の装置。
49. 一つ以上のリモート端末に無線ネットワークを通して接続されるネットワーク装置においてレーダ信号を特定する方法であって、
    複数のパルスを含む入力信号を検出イベントとして受信する工程と、
    前記検出イベントが、ネットワークトラフィックと予測されるトラフィックに対応するかどうかを判定する工程と、
    タイムスタンプを、前記検出イベントの内、予め定義した電力しきい値よりも大きいイベントの各々に割り当てる工程と、
    第１イベントと第２イベントとの間の第１時間間隔を求める工程と、
    前記第１時間間隔が前記イベントの周期を表わすと推定する工程と、そして
    前記第１時間間隔を、前記第２イベントと第３イベントとの間の第２時間間隔と比較して、前記第１及び第２時間間隔が前記タイムスタンプに関連するエラー係数内に収まるかどうかを判定する工程、を備える方法。
50. さらに、前記イベントの周期を、前記第１または第２時間間隔に一致する連続パルス間の時間間隔に対応するように定義する工程を備える請求項４９記載の方法。
51. さらに、周期的時間間隔を定義する工程と、
    各時間間隔内のパルスの数のしきい値数を定義する工程と、そして
    前記時間間隔内の前記パルスに対応するしきい値電力レベルを定義する工程、を備える請求項５０記載の方法。
52. さらに、一の時間間隔内にあって、前記しきい値電力レベルを超えるパルスの数がパルスの前記しきい値数に等しい、または超えるかどうかを判定する工程を備える請求項５１記載の方法。
53. さらに、一の間隔内のパルスの数が単一の間隔に対応するパルスの数のしきい値数に等しくない場合に、２つ以上の時間間隔内にあって、前記しきい値電力レベルを超えるパルスの数がパルスの前記しきい値数に等しい、または超えるかどうかを判定する工程を備える請求項５２記載の方法。
54. 前記検出イベントは、予め定義した許容値を超える物理エラーを示す入力信号を表わす請求項５０記載の方法。
55. さらに、前記イベントの周期を既知のレーダソースと照合する工程を備える請求項４９記載の方法。
56. さらに、前記ネットワーク装置の入力チャネルを異なる周波数帯域に切り換えて前記入力信号との干渉を回避する工程を備える請求項４９記載の方法。
57. さらに、前記ネットワーク装置のネットワークトラフィックを次の信号のうち一つを使用して減らす工程を備える請求項４９記載の方法。
    （１）前記ネットワーク装置に接続される一つ以上のリモート端末に送信されて前記一つ以上の端末に前記ネットワーク装置への送信を中断させるビーコン信号。
    （２）衝突期間を長くして前記一つ以上のリモート端末からのネットワークトラフィックに優先付けを行なうように作用するジャミング信号。
58. 前記ネットワーク装置は５ＧＨｚ無線ネットワークに接続されるアクセスポイントステーションを備え、そして前記ネットワークは８０２．１１ネットワークプロトコル及びＨＩＰＥＲＬＡＮプロトコルの内の一つを利用する、請求項４９記載の方法。

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