JP2007533238A

JP2007533238A - 個別ｉｓｍバンドの冗長送信を用いる干渉緩和方法およびデバイス

Info

Publication number: JP2007533238A
Application number: JP2007507903A
Authority: JP
Inventors: マルティン、ホイスラー
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2007-11-15
Also published as: WO2005101756A1; EP1741246A1; CN1943186A; US8787301B2; US20070217455A1

Abstract

データ・リンクを介してデータ・パケットを送信するデバイスであって、データ・リンク上の干渉信号の周波数を継続的に検出するように適応された干渉信号検出器と、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内にある第１の周波数チャネルと第１の時間スロットとをデータ・リンク上で割り当てるように適応されると共に５．８ＧＨｚのＩＳＭバンド内にある第２の周波数チャネルと第２の時間スロットとをデータ・リンク上で割り当てるように適応された指定器と、干渉信号の周波数が２．４ＧＨｚまたは５．８ＧＨｚバンド内にある場合は第１の時間スロットおよび第１の周波数チャネル内並びに第２の時間スロットおよび第２の周波数チャネル内で各データ・パケットを送信するように適応された送信機を備えるデバイス。

Description

本発明は、データ・リンクを介してデータ・パケットを送信するための方法およびデバイスに関する。

ここ数年、無線通信がますます普及してきている。このため各社は、様々な携帯型および組込み型情報デバイスを製造している。これらのデバイスは、ＰＤＡ、ページャ、セルラー電話またはＷＬＡＮ（Wireless local area network―無線ローカル・エリア・ネットワーク―）を含んでいる。さらに、この無線技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１、ブルートゥース（Bluetooth）、ＩＲＤＡ、およびホームＲＦ（Home RF）を含んでいる。２．４ＧＨｚの産業用科学および医療（Industrial Scientific and Medical―ＩＳＭ―）無免許バンドは、そのほとんど地球規模に近い利用可能性のために、低コスト無線ソリューションに適した人気のある周波数バンドを構成している。したがって、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンドは、近年ますます混雑してきている。さらなるＩＳＭバンドは、９００ＭＨｚおよび５．８ＧＨｚのＩＳＭバンドである。これらのＩＳＭバンドは、米国では連邦通信委員会（Federal Communications CommissionＦＣＣ）によって定義されている。

さらに、電子レンジ（microwave oven）が約２．４ＧＨｚを中心周波数とする高レベルの電磁放射を放出することが判明している。データ伝送に関する大部分の無線技術は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内で動作する。同じ周波数バンドを使用するデバイスは、互いに接近して動作する可能性が高く、これによって大幅な性能低下が生じることもある。従来技術の干渉回避技法は、動的チャネル割付けを含む。周波数バンドは、データ伝送用の複数の周波数チャネルに分割される。複数のデバイスが、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内の異なるチャネルに渡って情報を送信する場合は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内の複数のデバイス間の干渉は、回避される。しかしながら、この周波数バンド内で動作するデバイスの数はますます増加しており、これにより、上記の各種回避技法の有効性が制限されている。残念なことに、電子レンジから送出される放射線は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンドの全域に及ぶ。したがって、この種の干渉は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内で周波数チャネルを変更することによっては回避されない。

最近では、その代わりに５．８ＧＨｚのＩＳＭバンドがデータ伝送に使用されている。しかし、このバンドも近い将来、輻輳することになるのが予見可能である。

したがって、本発明の目的は、妨害のないデータ伝送を保証する無線データ・リンクを介してデータ・パケットを送信するための方法およびデバイスを提供することである。

この目的は、添付の特許請求の範囲による方法およびデバイスによって解決される。したがって、データ伝送はデータ・パケット単位で実施される。時間スロットが、データ・リンクに割り当てられる。データ・パケットは、割り当てられた時間スロット内に転送される。さらに、データ伝送は、第１のＩＳＭバンド内と、第２のＩＳＭバンド内とで実行される。どちらの周波数バンドも互いに異なるいくつかの周波数チャネルに分割される。データ・リンク上の干渉信号の周波数を検出する検出器が設けられる。干渉は、周波数チャネル内のエラーの数をカウントすることによって検出されてもよい。エラーの数が所定の値を超えた場合に、その周波数バンドの範囲内の周波数を伴う干渉信号が検出されてもよい。かかる干渉が検出された場合には、第１のＩＳＭバンド内と第２のＩＳＭバンド内の両方でデータ伝送が実行される。既知の全ての干渉源は第１のＩＳＭバンド内と第２のＩＳＭバンド内の何れかを伝わるので、何れのバンド内で送信されるデータ・パケットもその２つのバンド内の１つでは妨害なく送信されることになる。本発明の極めて重要な効果は、２重ＩＳＭバンド周波数ダイバシティ（dual ISM band frequency diversity）手法を使用することにより、我々の現時点の知識ではＩＳＭバンドの内の１つにだけ作用する可能性のある全ての干渉物が回避され得ることである。１回目は第１の周波数で、２回目には第２の周波数で情報が２回送信される場合では、その情報は、２つのバンドの内の１つだけを伝わる干渉物によって中断される恐れはない。

干渉信号の持続期間が検出されて、当該干渉の平均持続期間が計算されることが好ましい。データ・パケットは、２つの別個の周波数チャネル内だけでなく、２つの別個の時間スロット内にも送信される。時間スロットは、干渉信号の平均持続期間よりも長い持続期間単位で時間的に分離される。干渉の可能性は、２つの別個の時間スロット中にデータ・パケットを送信することによってさらに減少される。時間スロットが干渉信号の典型的な持続期間よりも長い持続期間単位で時間的に分離されている場合は、その２つの時間スロットの内の１つが干渉物からの影響を受けない可能性が最も高くなる。それにより、伝送品質がさらに高められる。

被干渉周波数チャネルのリストが作成されることが好ましい。このリストは、典型的には妨害信号によって占有される周波数チャネルを含む。データ伝送用に提供されているチャネルからそれらの妨害チャネルが排除された場合は、伝送品質がさらに高められる可能性がある。したがって、同じデータ・パケットを送信するために提供される２つの周波数チャネルの内の１つは、干渉リストに含まれていない周波数チャネルから選ばれる。

データ・リンクが干渉の周期的なバーストを受けやすい場合は、データ伝送は以降の手法で実行されてもよく、例えば、後続の干渉信号が検出されてから、次の干渉信号が発生する推定可能時間までの期間が計算される。データ伝送用には、干渉バーストを含まない時間スロットが選ばれる。

本発明の好ましい諸実施形態は、添付の図面を参照して説明される。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるデータ・パケットを送信するデバイスを示している。前記デバイスは、トランシーバ１０ならびにアンテナ１２を備える。トランシーバとアンテナとは、２．４ＧＨｚならびに５．８ＧＨｚのＩＳＭバンド内の電波を送信し受信するように適応されている。トランシーバは、干渉信号検出器１４を備える。干渉信号検出器は、各時間スロットおよび周波数チャネル内の伝送エラーの数をカウントするように適応されている。所与の時間スロット内のエラーの数が所定の閾値を超えた場合は、その時間スロット中に干渉物信号の存在が検出される。前記時間スロット中に妨害を受けている周波数チャネルは、干渉信号検出器によって決定される。コンパイラ１８は、干渉信号検出器に接続されている。コンパイラ１８は、干渉の影響を受けている周波数チャネル（干渉チャネル）を列挙する。

計算機１６は干渉検出器１４に接続されており、干渉信号の平均持続期間を計算する。平均持続期間は、干渉物によって占有される連続した時間スロットの数で表される。指定器（designator）２０は、計算機１６とコンパイラ１８とに接続されている。指定器２０は、送信されるべきデータ・パケットに対して時間スロットと周波数チャネルとを指定するように適応されている。データ・リンク上で干渉信号が検出された場合は、指定器は、単一のデータ・パケットに対して送信用の２つの周波数チャネルを指定する。２つの周波数チャネルは、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内と、５．８ＧＨｚのＩＳＭバンド内とに位置付けられる。

これらの周波数チャネルは、コンパイラによって列挙されないものが指定される。データ・パケットに関する時間スロットは、干渉信号の平均持続期間よりも長い持続期間単位で分離される。

図２は、単一のデータ・パケットを送信するための２つの時間スロットおよび周波数チャネルの指定に関する一例を示している。図２に示される座標系のｘ軸は、時間ｔを表している。時間ｔは、いくつかの連続した時間スロット１，２，３，…，ｎに分割される。図２のｙ軸は、周波数を表している。２つの周波数バンドは、２つの水平バー３０および３２で示されている。２．４ＧＨｚ周波数バンド３２ならびに５．８ＧＨｚ周波数バンド３０はどちらも、いくつかの周波数チャネルに分割される。各情報パケットは、１つの特定の時間スロットおよび周波数チャネル内で転送される。安全なデータ伝送を実現するために、データ・パケットは、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド３２内で１回、５．８ＧＨｚのＩＳＭバンド３０内で１回、合わせて２回転送される。図２のデータ・パケット３４は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンドのチャネル内で時間スロットｉ内に転送される。おなじデータ・パケット３６は、５．８ＧＨｚのＩＳＭバンド３０の周波数チャネル内で時間スロットｊ内に転送される。干渉信号が定期的に発生するのは２つの周波数バンドの内の１つの周波数バンド内だけなので、２つのデータ・パケット３０と３２の内の１つは、妨害なく転送されることになる。

本発明の好ましい実施形態によるデータ・パケットを送信するデバイスを示す図である。好ましい実施形態によるデータ伝送用の第１および第２の周波数チャネル、ならびに時間スロットの割当てを例示的に示す図である。

Claims

無線データ・リンクを介してデータ・パケットを送信するための方法であって、
前記データ・リンク上の干渉信号を継続的に探索するステップと、
第１のＩＳＭバンド内にある第１の周波数チャネルと第１の時間スロットとを前記データ・リンク上で割り当てるステップと、
第２のＩＳＭバンド内にある第２の周波数チャネルと、第２の時間スロットとを前記データ・リンク上で割り当てるステップと、
前記干渉信号の周波数が前記第１のＩＳＭバンドまたは前記第２のＩＳＭバンド内にある場合は、前記第１の時間スロットおよび前記第１の周波数チャネル内並びに前記第２の時間スロットおよび前記第２の周波数チャネル内で、データ・パケットを送信するステップと
を含む方法。
干渉信号の持続期間を継続的に検出するステップと、
前記干渉信号の平均持続期間を決定するステップと、
前記干渉信号の前記平均持続期間よりも長い持続期間単位で、前記第２の時間スロットが前記第１の時間スロットから時間的に分離されるようにして、前記第１および第２の時間スロットを割り当てるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
被干渉周波数チャネルのリストを作成するステップと、
前記第１の周波数チャネルまたは前記第２の周波数チャネル、あるいは前記第１の周波数チャネルおよび前記第２の周波数チャネルを、それらの周波数チャネルが前記リストの前記被干渉周波数チャネルと重複しないようにして割り当てるステップと
をさらに含む、請求項１に記載のデータ・パケットを送信するための方法。
前記データ・リンクが干渉の周期的なバーストを受けやすい場合に、
干渉の周期的なバーストの存在を検出するステップと、
周期的なバーストがいつ現れるかを決定するステップと、
選択された時間スロット中に干渉バーストが発生しないようにして、前記第１または第２の時間スロットを選択するステップと、
前記選択された時間スロットにおいて前記データ・パケットを送信するステップと
を含む、請求項１に記載のデータ・パケットを送信するための方法。
データ・リンクを介してデータ・パケットを送信するデバイスであって、
前記データ・リンク上の干渉信号の周波数を継続的に検出するように適応された干渉信号検出器と、
第１のＩＳＭバンド内にある第１の周波数チャネルと、第１の時間スロットとを前記データ・リンク上で割り当てるように適応され、第２のＩＳＭバンド内にある第２の周波数チャネルと、第２の時間スロットとを前記データ・リンク上で割り当てるように適応された指定器と、
前記干渉信号の周波数が前記第１のＩＳＭまたは前記第２のＩＳＭバンド内にある場合は、前記第１の時間スロットおよび前記第１の周波数チャネル内と、前記第２の時間スロットおよび前記第２の周波数チャネル内とで、各データ・パケットを送信するように適応された送信機と
を備えるデバイス。
前記干渉信号の平均持続期間を決定するように適応された計算機を備え、
前記干渉信号検出器が、前記干渉信号の持続期間を継続的に検出するように適応され、
前記指定器が、前記干渉信号の前記平均持続期間よりも長い持続期間単位で、前記第２の時間スロットが前記第１の時間スロットと時間的に隔てられるようにして、前記第１および第２の時間スロットを割り当てるように適応された、
請求項５に記載のトランシーバ。
被干渉周波数チャネルを列挙するように適応されたコンパイラを備え、前記指定器が、前記第１の周波数チャネルまたは前記第２の周波数チャネル、あるいは前記第１の周波数チャネルおよび前記第２の周波数チャネルを、それらの周波数チャネルが前記被干渉周波数チャネルと重複しないようにして割り当てるように適応された、
請求項５に記載のトランシーバ。
前記干渉信号検出器が、干渉の周期的なバーストの存在を検出するように適応され、前記計算機が、前記干渉信号の平均持続期間を決定し、周期的なバーストがいつ現れるかを決定するように適応され、選択器が、選択された時間スロット中に干渉バーストが発生しないようにして、前記第１または第２の時間スロットを選択するように適応された、請求項５に記載のデータ・パケットを送信するデバイス。