JP2009526492A - 無線通信システムにおける干渉を検出するための方法および装置 - Google Patents

無線通信システムにおける干渉を検出するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

第二の通信システム(例えば、無線LANシステム)からの干渉の悪影響を低減するために第一の通信システム（例えば、Bluetoothシステム）における無線周波数（RF）チャンネルを分類する技法が説明される。ある実施形態にしたがって、少なくとも１つのプロセッサーと１つのメモリを含む装置が説明される。プロセッサーは、第一のシステムにおけるRFチャンネルについて少なくとも１つの測定基準(例えば、パケットエラー率（PER）、受信された信号の強度表示（RSSI）等)を決定する。各RFチャネルは、そのRFチャネルについての前記（複数の）測定基準に基づいて、良いまたは悪いRFチャネルに分類されてもよい。第二のシステムのためのいずれかの周波数チャンネル上で過度の干渉が観察されるかどうかは、前記複数のRFチャンネルについての前記（複数の）測定基準に基づいて決定される。過度の干渉は、周波数チャネルと重なる複数のRFチャネルについての該平均PERが閾値ＴＨWを超える場合に、あるいは該周波数チャネル中の悪い RFチャネルの数が閾値ＴＨCを超える場合に、宣言されてもよい。複数の使用可能なRFチャンネルの１つの集合が形成され、いずれかの周波数チャンネルと重なって過度の干渉を起こさない良いRFチャンネルを含む。

Description

関連技術
[米国特許法（３５ U.S.C.）第119条に基づく優先権主張]
本件特許出願は、本願の譲渡人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれる、2006年2月6日の「Method for Interference Detection in a Frequency Hopping System」という名称の米国仮出願60/765,982に基づいて優先権を主張するものである。
本開示は、一般に通信に関し、より詳細には無線通信システムにおける干渉を検出するための技法に関する。
無線通信システムは、様々な電子デバイスのための無線接続や無線通信を提供するために広く配置されている。これらの無線システムは、無線パーソナルエリアネットワーク（無線PANまたはWPAN）システム、無線ローカルエリアネットワーク（無線LANまたはWLAN）システム等々を含む。多くの無線システムは2.4ギガヘルツ（GHz）帯域で動作し、それは産業・科学・医療(ISM)の周波数帯の自由化（de-licensing）によって人気のあるものとなっている。
多くの無線PANシステムは、短距離の無線技術であるBluetooth（登録商標）を実施する。Bluetoothは、セルラー電話やヘッドセットのような電子デバイス、パーソナル コンピュータ（PCs）、マウスやキーボードのような周辺機器等々の間の無線による相互接続を提供することができる。Bluetoothは、IEEE802.15規格として採択されている。それは公に利用可能である。Bluetoothは、有線接続の必要性をなくし、ますます人気のあるものになりつつある。このため、Bluetoothデバイスの数は今後劇的に増加するものと見込まれている。
多くの無線LANシステムは、IEEE802.11を実施する。これは中距離の無線技術のための規格ファミリーである。IEEE802.11は、802.11、802.11a、802.11bおよび802.11gを含んでいる。802.11は、周波数ホッピングスペクトラム拡散方式（FHSS）または直接シーケンススペクトラム拡散方式の（DSSS）のいずれかを使用して、2.4GHz帯域において1および2メガビット／秒（Mbps）のデータレートをサポートする。802.11bは、2.4GHz帯域において11MbpsまでのデータレートをサポートするためにDSSSを使用する。802.11gは、直交周波数分割多重化(OFDM)を使用して、2.4GHz帯域において54Mbpsまでのデータレートをサポートする。これらの様々のIEEE802.11規格は公に利用可能である。無線LANシステムは、IEEE802.11規格、たとえば 802.11bおよび802.11g（しばしば802.11b/gと略記される）、の任意の１つまたは任意の組み合わせを実施することができる。無線LANシステムは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、セルラー電話など、様々な電子デバイスの間の無線通信をサポートする。無線LANシステムの数も今後劇的に増加するものと見込まれている。
Bluetoothシステム、無線LANシステム、および／またはその他の無線システムは、互いにきわめて近接して、例えばオフィスビルや家屋等の内部において配置されることができる。これらの無線システムが同じ周波数帯域の上で動作すると、一方のシステムのための送信が他方のシステムのための送信と干渉を起こす可能性がある。この干渉は影響を受けるすべてのシステムのパフォーマンスに弊害を与える可能性がある。
それゆえ、この技術分野では、マルチプル(multiple)の無線システムが同じ周波数帯域の上で共存することができるように干渉を検出し低減する技法に対するニーズがある。
発明の概要
ここにおいて、第二の通信システム(例えば、無線LANシステム)からの干渉の悪影響を低減するために第一の通信システム（例えば、Bluetoothシステム）における無線周波数（RF）チャンネルを分類する技法が説明される。ある実施形態にしたがって、少なくとも１つのプロセッサーと１つのメモリを含む装置が説明される。１実施形態によると、少なくとも１つのプロセッサーと１つのメモリとを含む装置が記載されている。該（複数の）プロセッサーは、第一のシステムにおけるRFチャンネルについて少なくとも１つの測定基準(例えば、パケット誤り率（PER）、受信された信号の強度表示（RSSI）等)を決定する。該（複数の）プロセッサーは、第一のシステムにおける該RFチャンネルについての該少なくとも１つの測定基準に基づいて、第二のシステムのためのいずれかの周波数チャンネル上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する。次に、該（複数の）プロセッサーは第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャンネルの１つの集合を形成する。この集合は、いずれかの周波数チャンネルと重なって過度の干渉を起こすRFチャンネルを除外する。第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャネルの該集合を使用することによって、第一のシステムと第二のシステムとの間の干渉が避けられ、そして両方のシステムが同じ周波数帯域の上で動作することができる。
以下、本発明の様々な観点および実施形態をさらに詳細に説明する。
発明の実施の形態
本明細書では、「例示の」（exemplary）という語は、「例、実例、例解としての働きをすること」を意味するために使われる。本明細書において「例示の」として説明されるいかなる実施形態または設計も、他の実施形態や設計に比べて常に好ましいとか有利であるとか解釈すべきものとは限らない。
図1は、Bluetoothシステムおよび無線LANシステムの例示の配置100である。Bluetoothシステムは、ピコネット(piconet)110を形成する無線デバイス120お よびヘッドセット122の間の短距離無線通信をサポートする。Bluetoothシステムはまた、ピコネット112を形成するパーソナルコンピュータ130、マウス132、キーボード134およびプリンタ136の間の短距離無線通信もサポートする。ピコネットとは、共通の周波数ホッピングチャネルを共有する複数のBluetoothデバイスの集合である。一般に、Bluetoothシステムは、任意の数のピコネットと、Bluetoothを介して通信する任意の数のデバイスを含んでもよい。Bluetoothデバイスについては異なるパワークラスが利用可能である。クラス2のBluetoothデバイスは10メートルの送信範囲を有し、クラス3のBluetoothデバイスは100メートルの送信範囲を有している。
無線LANシステムは、アクセスポイント150、無線デバイス120、パーソナルコンピュータ130およびラップトップコンピュータ140の間の中距離無線通信をサポートする。一般に、無線LANシステムは、任意の数のデバイスのための無線通信をサポートする任意の数のアクセスポイントを含んでもよい。無線LANシステムはまた、ピアツーピア(peer-to-peer)通信を介して互いに直接通信してもよい。無線LANシステムは、802.11bおよび／または802.11gを実施することができ、Bluetoothシステムと同じ2.4GHz帯域で動作することができる。
802.11bおよび802.11gは、2400から2495メガヘルツ（MHz）までの周波数スペクトラムを、互い違いに配列された(staggered)重なる14の周波数チャネルに分割し、これらにはチャネル1からチャネル14までの番号がつけられる。これらの周波数チャネルは、以下の説明において、「無線LANチャネル」、「無線LAN周波数チャネル」とも呼ばれる。各無線LAN周波数チャネルは、3デシベル（dB）の22MHzの帯域幅をもっている。無線LAN周波数チャネル1は2412MHzの中心周波数を有し、無線LAN周波数チャネル2から13までは連続的に5ＭHzずつ高くなっている中心周波数を有し、無線LAN周波数チャネル14は2484MHzの中心周波数を有している。無線LAN周波数チャネル１から13までは5MHzずつ離れた中心周波数を有し、無線LAN周波数チャネル14は無線LAN周波数チャネル13の中心周波数より10MHz高い中心周波数を有している。すべての無線LAN周波数チャネルが使用のために利用可能となっているわけではなく、例えば、合衆国では無線LAN周波数チャネル1から11までのみが使用のために利用可能である。
図2は無線LAN周波数チャネル1、6および11のスペクトルのプロットを示す。それらは、802.11bと802.11gのために共通して使用される。無線LAN周波数チャネル1、6および11はそれぞれ25MHzずつ離れた2412、2437および2462MHzの中心周波数を有している。各無線LAN周波数チャネルは3dBの22MHzの帯域幅を有しているため、無線LAN周波数チャネル1、6および11の通過帯域は互いに重なっていない。したがって、同じ地理的エリアの中で3つの無線LAN周波数チャネル1、6および11のすべての上で動作をすることが可能であって、そのゆえにこれらの３つの無線LAN周波数チャネルは多くの無線LAN配置にとって人気のあるものとなっている。
Bluetoothは、2400MHZから2483.5MHzまで（それは完全(full)Bluetooth帯域という）または2446.5MHzから2483.5MHzまで（それは限定(limited)Bluetooth帯域という）のいずれかの2.4GHz帯域で動作することができる。完全Bluetooth帯域は合衆国を含むほとんどの国について適用可能であって、0から78までのインデックスが与えられている79のRFチャネルに分けられる。限定Bluetooth帯域はフランスについて適用可能であって、0から22までのインデックスが与えられている23のRFチャネルに分けられる。各RFチャネルは1MHzの幅である。これらのRFチャネルは、以下の説明において、「Bluetoothチャネル」、「Bluetooth RFチャネル」とも呼ばれる。完全Bluetooth帯域における79のBluetooth RFチャネルの中心周波数は、次の式で与えることができる：
Figure 2009526492
限定Bluetooth帯域における23のBluetooth RFチャネルの中心周波数は、次の式で与えることができる：
Figure 2009526492
Bluetoothは、Bluetooth RFチャネルにわたって異なるタイムスロットで送信がホップする(hops)（切り替わる）ように周波数ホッピングを使用する。Bluetoothでは各タイムスロットは持続時間(duration)が625マイクロ秒（μs）である。79ホップのシステムは完全Bluetooth帯域のために使用され、23ホップのシステムは限定Bluetooth帯域のために使用される。明確化のために、以下の説明は完全Bluetooth帯域に関するものである。
図3は、79ホップのBluetoothシステムにおける１つのピコネットについての時間周波数平面300上の周波数ホッピングを示す。ピコネットは、1つのマスターデバイス（親機）と、活発に通信する7つまでのスレーブデバイス（子機）を含む。ピコネットは、Bluetoothによって定義される擬似ランダムアルゴリズムに基づいて生成される特有のホッピングシーケンス(hopping sequence)と、マスターデバイスの特有のアドレスとによって関連づけられる。ホッピングシーケンスは、各タイムスロットにおいて使用すべき1つの特定のBluetooth RFチャネルを指示する。各タイムスロットは625μsであるから、送信のために使用されるBluetooth RFチャネルは毎秒1600回の割合で変化する。ホッピングシーケンスは、ランダムになるように、短い時間インターバルで繰り返しパターンを示さないように、短い時間インターバルでBluetooth RFチャネルにわたって均等にホップするように、そして非常に長い時間期間で繰り返すように設計されている。
図3はまた、Bluetoothシステムと無線LANシステムの動作周波数の重なり（overlap）も示している。Bluetoothシステムは2402から2480MHzまでの2.4GHz帯域の全体にわたってホップすることできる。無線LANシステムは無線LAN周波数チャネル1、6および11の上で、または802.11bおよび802.11gについて利用可能ないくつかの他の無線LAN周波数チャネルの上で動作することができる。表１は、３つの無線LAN周波数チャネル1、6および11、各無線LAN周波数チャネルについての周波数範囲、並びに各無線LAN周波数チャネルと重なるBluetooth RFチャネルをリストしている。その他の無線LAN周波数チャネルの各々についての重なるBluetooth RFチャネル並びに周波数範囲は、同じようなやり方で決定することができる。
Figure 2009526492
もしBluetoothシステムと無線LANシステムが同じ周波数帯域の上で動作すると、各システムは他方のシステムと干渉を起こす可能性があり、両方のシステムのパフォーマンスが下がる可能性がある。その干渉は、例えば図１の無線デバイス120やパーソナルコンピュータ130等の無線LANシステムおよびBluetoothシステムの両方の上で同時に動作することができるデバイスに関して特に深刻なものになる可能性がある。
Bluetoothシステムは、互いにきわめて近接して配置されていてかつ同一周波数帯域で動作するBluetoothシステムと無線LANシステムから生じる干渉の有害な結果を低減するために、適応型周波数ホッピング(adaptive frequency hopping)(AFH)を使用する。適応型周波数ホッピングによって、高いレベルの干渉を起こしやすいBluetooth RFチャネルは使用から除外され、ホッピングシーケンスはデータ送信にとって良い（good）Bluetooth RFチャネルだけを選択する。適応型周波数ホッピングは、Bluetoothシステムおよび無線LANシステムの両方が同一周波数帯域の上で共存し、満足のいくパフォーマンスを実現することを可能にする。
図4は、適応型周波数ホッピングを用いてBluetoothシステムを作動するためのプロセス400の実施形態を示す。プロセス400はピコネットにおけるBluetoothデバイスによって実施することができる。
最初に、Bluetooth RFチャネルの各々について、1またはそれ以上の測定基準が決定される（ブロック412）。その（複数の）測定基準は、パケットエラー率（PER）、受信された信号の強度表示（RSSI）等を含んでもよい。各Bluetooth RFチャネルは、当該各Bluetooth RFチャネルについて決定された（複数の）測定基準に基づいて、良い（good）RFチャネルまたは悪い（bad）RFチャネルのいずれかに分類することができる(ブロック414)。Bluetooth RFチャネルを良いまたは悪いに分類するプロセスは、チャネル分類と称され、以下の説明のように実施することができる。
いずれかの無線LAN周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する（ブロック416）。この決定は、以下に説明するように、Bluetoothチャネルについて得られた（複数の）測定基準に基づいて、行うことができる。次に、使用可能なBluetooth RFチャネルの集合を形成する(ブロック418)。この集合は、いずれかの無線LAN周波数チャネルと重なって過度の干渉を起こすということのない（すなわち、そういう無線LAN周波数チャネルの中にない）良いRFチャネルを含む。次に、その使用可能なBluetooth RF チャネルの集合を送信のために使用するために、ピコネットのための周波数ホッピングが修正される(ブロック420)。使用可能なBluetooth RFチャネル、修正済みホッピングシーケンス、および／またはその他の直接関係のある情報は、ピコネット内のすべてのBluetoothデバイスの間で交換され、そのことによって、これらのデバイスは修正済みホッピングシーケンスを使用して送信を行う。
ブロック412から418までは、ピコネットにおける任意のBluetoothデバイスで実施されてよい。例えば、スレーブデバイスはチャネル分類を実施し、その分類情報をマスターデバイスに送るのでもよいし、マスターデバイスはまたチャネル分類を実施してもよい。マスターデバイスはそのチャネル分類情報に基づいて、使用可能なBluetooth RFチャネルの最終的な集合を自立的に選択することができる。マスターデバイスはまた、マスターデバイスと（複数の）スレーブデバイスによって収集された分類情報に基づいて、使用可能なBluetooth RFチャネルの最終的な集合を選択することもできる。
チャネル分類は、PERやRSSI等、多様な測定基準に基づいて実施することができる。PERは、送信されたパケットの数に対する誤って受信されたパケットの数の比である。パケットとは、Bluetoothを使用して、1つ、3つまたは5つのタイムスロットで送られることができるビットのグループである。各々のパケットは、そのパケットが正しく復号されたかまたは誤って復号されたかを受信中のデバイスが決定することを可能にする周期的冗長性チェック（CRC）値を含んでいる。干渉を起こしやすいBluetooth RFチャネルは典型的に高いPERsを示す。個々のBluetooth RFチャネルについてのPERは、ある一定の時間期間にわたって確かめられてもよい。高いPERsを有する複数のBluetooth RFチャネルは、悪いRFチャネルとみなしてよい。
RSSI は受信された信号の強度または受信された電力の尺度である。RSSIはチャネル分類のために様々なやり方で使用されてよい。例えば、RSSIは、与えられたBluetooth RFチャネルが良いか悪いかを決定するために、PERと組み合わせて使用することができる。パケットエラーが検出されてかつRSSIが低ければ、その低いRSSIは高い伝播損失に起因している可能性がある。そしてそれは一時的現象である可能性がある。しかし、パケットエラーが検出されてかつRSSIが高ければ、その高いRSSIは高いレベルの干渉に起因している可能性がある。そしてそれは長期間の現象である可能性がある。かくして、高いレベルの干渉が観察されるBluetooth RFチャネルは、高いPERと高いRSSIを同時に示す可能性がある。RSSIは、Bluetooth RFチャネルを分類するために、単独でまたはその他の測定基準と組み合わせて使用ることができる。
図5は、Bluetooth RFチャネルを分類するためのプロセス500の実施形態を示す。プロセス500は、ブロック512、514、516および518を含む。これらは、それぞれ図4のブロック412、414、416および418の実施形態である。プロセス500は、PERに基づいてチャネル分類を実施するものである。
最初に、Bluetooth RFチャネルの各々についてPERが決定される（ブロック512）。もしおおよそ同じ数のパケットがすべてのBluetoothチャネルの上を与えられた測定期間にわたって送信されれば、各Bluetooth RFチャネルについてのパケットエラーの数を当該各Bluetooth RFチャネルについてのPERとして使用することができる。
ブロック514は、各Bluetooth RFチャネルを、当該RFチャネルについてのPERに基づいて良いまたは悪いのいずれかに分類する。ブロック514において、Bluetooth RFチャネルに対するインデックスｋは最初ゼロに初期化される。すなわち、ｋ＝0である(ブロック522)。次に、Bluetooth RFチャネルｋについてPERがある閾値THBを超えるかどうかの決定がなされる（ブロック524）。ブロック524についての答えがYESであれば、Bluetooth RFチャネルｋを悪いに分類し(ブロック526)、そうでなければ良いに分類する(ブロック528)。次に、すべてのBluetooth RFチャネルが評価されたかどうか、すなわち79ホップのBluetoothシステムについてk＝78であるかどうかの決定がなされる（ブロック530）。答えがNOであれば、インデックスｋは1増やされて(ブロック532)、プロセスは次のBluetooth RFチャネルを評価するためにブロック524に戻る。そうではなく、もしすべてのBluetooth RFチャネルについて評価されたのであれば、プロセスはブロック516に進む。ブロック516は、Bluetooth RFチャネルについてのPERsに基づいて、いずれかの無線LAN周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する。一般に、すべての無線LAN周波数チャネルを評価してもよく（図5に示されているように）、あるいは無線LAN周波数チャネルの部分集合を評価してもよい。例えば、無線LAN周波数チャネル1、6および11がより適当な無線LAN周波数チャネルであるという理由で、これらのチャネルだけを評価してもよい。
図５に示される実施形態に関して、当該無線LAN周波数チャネルと重なる（すなわち、当該無線LAN周波数チャネルの中にある）すべてのBluetooth RFチャネルについての平均PERがある閾値THwを超える場合、与えられた無線LAN周波数チャネルが存在していて（be present）Bluetoothシステムに過度の干渉を起こしているとみなされる。ブロック516において、無線LAN周波数チャネルに関するインデックスｍは最初１に初期化される。すなわち、ｍ＝１である(ブロック542)。次に、無線LAN周波数チャネルｍの中にあるすべてのBluetooth RFチャネルについての平均PERが決められる（ブロック544）。無線LAN周波数チャネル1、6および11の中にあるBluetooth RFチャネルを表１に示す。他の無線LAN周波数チャネルの中にあるBluetooth RFチャネルも同様に決定することができる。もしおおよそ同じ数のパケットがすべてのBluetooth RFチャネルについて送信されるのであれば、無線LAN周波数チャネルｍについてのパケットエラーの合計数−それは無線LAN周波数チャネルｍの平均PERとして使用することができる―を得るために、無線LAN周波数チャネルｍの中のすべてのBluetooth RFチャネルについてのパケットエラーの数を加算することができる。例えば、無線LAN周波数チャネル1のパケットエラーの合計数を得るために、Bluetooth RFチャネル0から22までについてのパケットエラーの数を加算することができる。無線LAN周波数チャネル６についてのパケットエラーの合計数を得るために、Bluetooth RFチャネル23から47までについてのパケットエラーの数を加算することができる。また、無線LAN周波数チャネル11についてのパケットエラーの合計数を得るために、Bluetooth RFチャネル48から72までについてのパケットエラーの数を加算することができる。
次に、無線LAN周波数チャネルｍについての平均PERが閾値ＴＨwを超えるかどうかの決定がなされる（ブロック546）。答えがYESであれば、無線LAN周波数チャネルｍが存在していてBluetoothシステムに過度の干渉を起こしているとみなされる。１つの実施形態において、検出された無線LAN周波数チャネルｍの中にあるすべてのBluetooth RFチャネルは、たとえこれらのBluetooth RFチャネルのうちのいくつかが低いPERsを有していても、悪いRFチャネルとして分類される(ブロック548)。もしブロック546についての答えがNOであれば、ブロック548は迂回される(bypassed)。ブロック546と548から、プロセスはブロック550に進む。
ブロック550では、すべての無線LAN周波数チャネルが評価されたか、すなわち合衆国など多くの国の場合、ｍ＝11であるかどうかが決定される。答えがNOであれば、インデックスｍが1増やされて（ブロック552）、プロセスは次の無線LAN周波数チャネルを評価するためにブロック544に戻る。そうではなく、すべての無線LAN周波数チャネルが評価されたのであれば、良いBluetooth RFチャネルのすべてを用いて、使用可能なBluetooth RFチャネルの集合を形成する(ブロック518)。
ある実施形態において、Bluetooth RFチャネルについての閾値THBは所望のパフォーマンスを得るために選択される絶対値である。例えば、閾値THBは、各Bluetooth RFチャネルについて、１％、５％またはその他のパーセントの目標PERを達成するようにセットすることができる。他の実施形態において、閾値THBはBluetooth RFチャネルについて決定された（複数の）測定基準に基づいて計算される相対値である。例えば、閾値THBを、すべてのBluetooth RFチャネルについての平均PERのアルファ倍に等しくセットしてもよい。ここで、アルファは良いパフォーマンスを実現するために選択されるスケールファクター(scaling factor)であってもよい。Bluetooth RFチャネルのための閾値THBはその他のやり方で定義されてもよい。無線LAN周波数チャネルのための閾値THWは絶対値でもよく、相対値でもよい。
図6は、Bluetooth RFチャネルを分類するためのプロセス600の実施形態を示す。プロセス600は、ブロック612、614、616および618を含む。これらはそれぞれ図４の412、414、416および418の他の実施形態である。プロセス600では、Bluetooth RFチャネルの各々について1またはそれ以上の測定基準が最初に決定され（ブロック612）、各Bluetooth RFチャネルを良いまたは悪いに分類するために使用される(ブロック614)。ブロック612および614はそれぞれ図5のブロック512および514を用いて実施してもよい。
ブロック616は、悪いBluetooth RFチャネルの数に基づいて、いずれかの無線LAN周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する。すべての無線LAN周波数チャネルを評価してもよく（図6に示されるように）あるいは無線LAN周波数チャネルの部分集合（例えば、チャネル1、6および11）を評価してもよい。図６の実施形態の場合、もし与えられた無線LAN周波数チャネルの中の悪いBluetooth RFチャネルの数が閾値THCを超えれば、当該無線LAN周波数チャネルは存在していてBluetoothシステムに過度の干渉を起こしているとみなされる。ここで、THCは絶対値でもよく相対値でもよい。
ブロック616において、無線LAN周波数チャネルについてのインデックスｍが最初１に初期化される（ブロック642）。無線LAN周波数チャネルｍの中の悪いBluetooth RFチャネルの数が決定される（ブロック644）。次に、無線LAN周波数チャネルｍの中の悪いBluetooth RFチャネルの数が閾値THCを超えるかどうか決定される。もし答えがYESであれば、無線LAN周波数チャネルｍは存在していてBluetoothシステムに過度の干渉を起こしているとみなされ、無線LAN周波数チャネルｍの中のすべてのBluetooth RFチャネルは悪いに分類される(ブロック648)。そうではなく、もし悪いBluetooth RFチャネルの数が閾値THCに等しいかまたはそれより小さければ、ブロック648は迂回される。ブロック646と648から、プロセスはブロック650に進む。
ブロック650において、すべての無線LAN周波数チャネルが評価されたかどうか決定される。答えがNOであれば、インデックスｍは増やされて（ブロック652）、プロセスはブロック644に戻って次の無線LAN周波数チャネルを評価する。そうでなければ、プロセスはブロック618に進み、ここで良いRFチャネルのすべてを用いて、使用可能なRFチャネルの集合が形成される。
図7は、Bluetooth RFチャネルを分類するプロセス700の実施形態を示す。プロセス700は、ブロック712、714、716および718を含む。これらはそれぞれ図４の412、414、416および418のさらにその他の実施形態である。プロセス700について、はじめに各々のBluetooth RFチャネルについてPERおよびRSSIが決定される(ブロック712)。おおよそ同じ数のパケットが与えられた測定期間にすべてのBluetooth RFチャネルの上で送信されるのであれば、パケット誤りの数をPERのために使用することができる。
ブロック714は、各々のBluetooth RFチャネルを、そのRFチャネルについてのPERとRSSIに基づいて良いまたは悪いに分類する。ブロック714では、Bluetooth RFチャネルについてのインデックスｋが最初ゼロにセットされる(ブロック722)。次に、Bluetooth RFチャネルｋについてのPERが閾値THBを超え、かつBluetooth RFチャネルｋについてのRSSIが閾値THRを超えるかどうかを決定する（ブロック724）。閾値THBは、(1)絶対的閾値でもよいし、(2)すべてのBluetooth RFチャネルについての平均PERに基づいて決定することができる相対的閾値であってもよい。閾値THRもまた（１）絶対的閾値でもよいし、（２）すべてのBluetooth RFチャネルについての平均RSSIに基づいて決定することができる相対的閾値であってもよい。いずれにせよ、両方の条件が満たされてかつブロック724についての答えがYESであれば、Bluetooth RFチャネルｋは悪いに分類される（ブロック726）。そうではなく、ブロック724についての答えがNOであれば、Bluetooth RFチャネルｋは良いに分類される（ブロック728）。次に、すべてのBluetooth RFチャネルが評価されたかどうかを決定する(ブロック730)。答えがNOであれば、インデックスｋは増やされ（ブロック732）、プロセスは次のBluetooth RFチャネルを評価するためにブロック724に戻る。そうでない場合、プロセスはブロック716に進む。
ブロック716では、いずれかの無線LAN周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する。ブロック716は、図5のブロック516、図6のブロック616またはその他の方法で実施してもよい。次に、良いRFチャネルに基づいて、使用可能なBluetooth RFチャネルの集合を形成する(ブロック718)。
図4から7までは、PERとRSSIを使用してBluetooth RFチャネルを分類するための特別の実施形態を示す。Bluetooth RFチャネルはビットエラー率（BER）、受信された信号の品質など、その他の測定基準を使用して分類することもできる。
図8は、 Bluetoothシステムおよび無線LANシステムの両方と通信することができる無線デバイス120の実施形態のブロック図である。無線デバイス120はまた、本明細書に示される技法を実施することができる。
送信路の上では、無線デバイス120によってBluetoothデバイスまたは無線LANデバイスに送信されるべきデータが符号器822によって処理され（例えば、フォーマット化され、符号化され、およびインターリーブされ(interleaved)）、複数のデータチップを生成するために変調器（Mod）824によってさらに処理される（例えば、変調およびスクランブルされる）。変調器824は無線LANのためにFHSS、DSSS またはOFDM変調を実施してもよく、またBluetoothのために周波数ホッピングを実施してもよい。一般に、符号器822と変調器824による処理は、データが送られるシステム（例えば、Bluetooth、802.11b、802.11gなど）かによって決まる。 送信器（TMTR）832は、複数のデータチップを調整し（例えば、アナログ変換、フィルタリングし、増幅し、および周波数アップコンバートし）、１つのRF出力信号を生成し、それはアンテナ834を介して送信される。
受信路の上では、1またはそれ以上のBluetoothデバイス（例えば、ヘッドセット122）および／または1またはそれ以上の無線LANデバイス(例えば、アクセスポイント150)によって送信されたRF信号がアンテナ834によって受信されて、受信器（RCVR）836に供給される。受信器836は、受信した信号を調整し（例えば、フィルタリング、増幅、周波数ダウンコンバート、およびデジタル化し）、複数のデータサンプルを生成する。復調器(Demod)826は、符号推定（symbol estimates）を得るためにデータサンプルを処理する(例えば、スクランブル解除して(descrambles)復調する)。復号器828は、復号されたデータを得るために当該符号推定を処理する(例えば、インターリーブ解除して(deinterleaves)復号する)。復号器828は、パケットが正しく復号されたか、それとも誤って復号されたかを決定するために、各々の復号されたパケットをさらにチェックする。一般に、復調器826と復号器828による処理は送信デバイスにおける変調器と符号器による処理と相補的である。符号器822、変調器824、復調器826および復号器828はモデムプロセッサー820によって実施されてもよい。
コントローラー／プロセッサー840は、無線デバイス120の中の様々な処理ユニットの動作を指示する。メモリ842は、無線デバイス120のためのプログラムコードとデータを記憶する。コントローラー／プロセッサー840は、図４から７までにおけるプロセス400、500、600および／または700を実施してもよい。
図9は、無線デバイス120における周波数ホッピングユニット900の実施形態のブロック図を示す。ユニット900は、変調器824、コントローラー840およびまたは無線デバイス120におけるその他のユニットの内部で実施されてもよい。ユニット900は、各タイムスロットにおいて送信のために使用すべきBluetooth RFチャネルを決定する。
ユニット900において、チャネル分類ユニット910はBluetooth RFチャネルのための1またはそれ以上の測定基準を導出するために使用される情報を受信する。この情報は、各々の復号されたパケットの状態(例えば、良好なまたは消去された)、受信された電力の測定値、および、またはその他のタイプの情報を有することもできる。（複数の）測定基準は、PER、RSSI等でもよい。ユニット910は、受信された情報に基づいて各々のBluetooth RFチャネルについての（複数の）測定基準を決定する。例えば、ユニット910は、各々のBluetooth RFチャネルのパケット状態に基づいて、当該各々のBluetooth RFチャネルについてのPERまたはパケットエラーの数を決定してもよい。ユニット910はまた、Bluetooth RFチャネルについての（複数の）測定基準に基づいてチャネル分類を実施し、使用可能なBluetooth RFチャネルの集合を出力する。ユニット910は、プロセス400、500、600、700またはその他のチャネル分類プロセスを実施してもよい。
選択ボックス912は、あるBluetoothデバイスの固有アドレスを受信し、異なるタイムスロットで異なるRFチャネルを選択するホッピングシーケンスｆhopを生成する。ホッピングシーケンスｆhopは、すべてのBluetooth RFチャネルが利用可能である、つまり悪いRFチャネルが１つもないことを想定している。パティションシーケンス生成器（partition sequence generator）914は、次のタイムスロットのためのRFチャネルが、使用可能なRFチャネルの集合(SG)からとられることになるのか、それともキープしておくべき悪いRFチャネルの集合(SBK)からとられることになるのかを示すパティションシーケンスを生成する。周波数リマッピングユニット(frequency re-mapping unit)916は、必要ならば、パティションシーケンスによって決定されるように、ホッピングシーケンスfhopで示されるRFチャネルを、集合SGまたはSBKの中のRFチャネルにリマップ（re-map）する。ユニット916は、異なるタイムスロットにおける異なる使用可能なRFチャネルを選択する修正されたホッピングシーケンスfadpを出力する。選択ボックス912の動作は、IEEE802.15.1規格に記述されている。これは公に利用可能である。パティションシーケンス生成器914と周波数リマッピングユニット916の動作は、IEEE802.15.2 規格に記述されている。これも公に利用可能である。
本明細書において説明されるチャネル分類の技法は、静的周波数帯域の上で動作する干渉源（interferers）の特定(identification)をスピードアップすることができる。これらの干渉源は無線LANシステムであってもよく、その他のシステムであってもよい。
明確化のために、特にBluetoothシステムおよび無線LANシステムのためのチャネル分類の技法を説明した。本技法は一般に、システム帯域幅全体または選択された部分のいずれかの上で送信が行われる任意の通信システムのために使用することができる。例えば、OFDMを利用する直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システム、単一搬送波周波数分割多重アクセス（SCFDMA）システム、その他のOFDMベースのシステム等のために、本技法を使用することができる。OFDMは、システム帯域幅全体をマルチプル（K）の直交する部分帯域(subbands)に分割する多重搬送波(multi-carrier)変調技法である。これらの部分帯域は、トーン（tones）、副搬送波（subcarriers）、ビン（bins）等とも呼ばれる。OFDMでは、各々の部分帯域は、データを使って変調されることができるそれぞれの副搬送波と関連づけられる。SCFDMAシステムは、システム帯域幅にわたって分散された部分帯域の上で送信するためのインターリーブ型FDMA(IFDMA)を使用してもよいし、隣り合う部分帯域のブロックの上で送信するためのローカル型FDMA(LFDMA)を使ってもよいし、あるいは隣り合う部分帯域のマルチプルブロックの上で送信するためのエンハンス型FDMA(EFDMA)を使ってもよい。一般に、変調符号は、OFDMの場合は周波数領域の中で送信され、SCFDMAの場合は時間領域の中で送信される。本チャネル分類技法は、各々の部分帯域を良いまたは悪いのいずれかに分類するために使用されることができ、良い部分帯域を送信のために使用することができる。本技法は、周波数ホッピングを用いるシステムのために使用することができ、周波数ホッピングを用いないシステムのために使用することもできる。
本明細書において説明されるチャネル分類技法は、様々な手段で実施することができる。例えば、本技法はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせによって実施することができる。ハードウェア実装では、チャネル分類を実施するために使用される処理ユニットは、1またはそれ以上の特定用途向け集積回路（ASICs）、デジタル信号プロセッサー（DSPs）、デジタル信号処理デバイス（DSPDs）、プログラマブル論理デバイス（PLDs）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGAs）、プロセッサー、コントローラー、マイクロプロセッサー、電子デバイス、本明細書において説明される機能を果たすように設計されたその他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせによって実施することができる。
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装では、本技法は、本明細書において説明される機能を行うモジュール(例えば、手順、機能など)を使って実施することができる。ソフトウェアのコードはメモリ(例えば、図8のメモリ842)に記憶され、プロセッサー(例えば、プロセッサー840)によって実行することができる。メモリはプロセッサーの内部または外部で実施することができる。
本明細書に開示された実施形態に関する前記の説明は、当該技術分野の任意の当業者が本発明を製作しまたは使用することができるように与えたものである。これらの実施形態に対する様々な変形形態も当業者にとっては容易に明白であろうし、本明細書において定義された一般的な原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の実施形態に対しても適用することが可能である。したがって本発明は、本明細書において示した実施形態に限ることを意図したものではなく、本明細書に開示した原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるべきものである。
Bluetoothシステムおよび無線LANシステムの配置を示す概略図。 無線LAN周波数チャンネル1、6および11のスペクトルのプロットを示す概略図。 79ホップのBluetoothシステムの周波数ホッピングを示す概略図。 適応型周波数ホッピングを用いてBluetoothシステムを作動するためのプロセスを示すフロー図。 Bluetooth RFチャネルをPERに基づいて分類するためのプロセスを示すフロー図。 Bluetooth RFチャネルを悪い（bad）RFチャネルの数に基づいて分類するためのプロセスを示すフロー図。 Bluetooth RFチャネルをPERおよびRSSIに基づいて分類するためのプロセスを示すフロー図。 無線デバイスのブロック図。 無線デバイスにおける周波数ホッピングユニットを示す概略図。

Claims (27)

  1. 第一の通信システムにおける複数の無線周波数（RF）チャネルのための少なくとも1つの測定基準を決定すること、
    前記第一のシステムにおける前記複数のRFチャネルのための前記少なくとも1つの
    測定基準に基づいて、第二の通信システムのためのいずれかの周波数チャネルに過度の干渉が観察されるかどうかを決定すること、および
    前記第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャネルの１つの集合を形成すること、ここにおいて前記集合は、いずれかの周波数チャネルと重なって過度の干渉を起こすRFチャネルを除外する
    を行うように構成してなる少なくとも1つのプロセッサー、および
    前記少なくとも1つのプロセッサーに結合された１つのメモリ
    を具備する装置。
  2. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルの各々についてパケットエラー率（PER）を決定するように構成される、請求項１の装置。
  3. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルの各々について受信された信号の強度表示（RSSI）を決定するように構成される、請求項１の装置。
  4. 前記第一のシステムはBluetoothを実施し、および前記第二のシステムはIEEE802.11規格を実施する、請求項1の装置。
  5. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルの各々を、前記各RFチャネルについての前記少なくとも１つの測定基準に基づいて、良いRFチャネルまたは悪いRFチャネルに分類するように構成してなる、請求項1の装置。
  6. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルの各々を、前記各RFチャネルについてのパケットエラー率(PER)が閾値を超えれば悪いRFチャネルとして分類し、そうなければ良いRFチャネルとして分類するように構成してなる、請求項１の装置。
  7. 前記少なくとも１つのプロセッサーは、前記閾値を所定の値にセットするように構成してなる、請求項6の装置。
  8. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記閾値を前記複数のRFチャネルについての平均PERに基づいてセットするように構成してなる、請求項6の装置。
  9. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルの各々を、前記RFチャネルについての受信された信号の強度表示（RSSI）およびパケットエラー率（PER）に基づいて、良いRFチャネルまたは悪いRFチャネルに分類するように構成される、請求項1の装置。
  10. 前記複数のRFチャネルの各々について、前記少なくとも1つのプロセッサーは
    前記RFチャネルを、前記RFチャネルについてのPERが第一の閾値を超えかつ前記RFチャネルについてのRSSIが第二の閾値を超えれば、悪いRFチャネルに分類すること、および
    そうでなければ、そのRFチャネルを良いRFチャネルに分類すること
    を行うように構成してなる、請求項9の装置。
  11. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記複数のRFチャネルについての平均RSSIに基づいて第二の閾値をセットするように構成してなる、請求項10の装置。
  12. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルと重なる複数のRFチャネルについての平均パケットエラー率（PER）に基づいて、決定するように構成してなる、請求項1の装置。
  13. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルの中の悪いRFチャネルの数に基づいて、決定するように構成してなる、請求項５の装置。
  14. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記第二のシステムのための周波数チャネル1、6および11の各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記複数のRFチャネルについての前記少なくとも1つの測定基準に基づいて、決定するように構成してなる、請求項4の装置。
  15. 前記少なくとも1つのプロセッサーは、前記第一のシステムが、利用可能な複数のRFチャネルの前記集合にわたってホップし、かつ前記集合から除外された他のRFチャネルを避けることができるようにホッピングシーケンスを修正するように構成してなる、請求項1の装置。
  16. 第一の通信システムにおける複数の無線周波数（RF）チャネルのための少なくとも１つの測定基準を決定する；
    第二の通信システムのためのいずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記第一のシステムにおける前記複数のRFチャネルのための前記少なくとも1つの測定基準に基づいて決定する；および
    前記第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャネルの１つの集合を形成する、ここにおいて前記集合は、いずれかの周波数チャネルと重なって過度の干渉を起こす複数のRFチャネルを除外する
    ことからなる方法。
  17. 前記複数のRFチャネルの各々を、前記RFチャネルのための前記少なくとも1つの測定基準に基づいて、良いRFチャネルまたは悪いRFチャネルに分類する
    をさらに具備する、請求項16の方法。
  18. いずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかの前記決定は、
    前記第二のシステムのための少なくとも１つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記各周波数チャネルの中の悪いRFチャネルの数に基づいて、決定する、
    を具備する、請求項17の方法。
  19. いずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかの前記決定は、
    前記第二のシステムのための少なくとも１つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルと重なる複数のRFチャネルについての平均パケットエラー率（PER）に基づいて決定する、
    を具備する、請求項16の方法。
  20. 第一の通信システムにおける複数の無線周波数（RF）チャネルのための少なくとも1つの測定基準を決定する手段、
    前記第一のシステムにおける前記複数のRFチャネルのための前記少なくとも1つの測定基準に基づいて、第二の通信システムのためのいずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する手段、および
    前記第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャネルの１つの集合を形成する手段であって、ここにおいて前記集合は、いずれかの周波数チャネルと重なって過度の干渉を起こす複数のRFチャネルを除外する手段、
    を具備する装置。
  21. さらに、前記複数のRFチャネルの各々を、前記RFチャネルのための前記少なくとも１つの測定基準に基づいて、良いRFチャネルまたは悪いRFチャネルに分類するための手段、
    を具備する、請求項20の装置。
  22. いずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する前記手段は、
    前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルの中の悪いRFチャネルの数に基づいて、決定する手段
    を具備する、請求項21の装置。
  23. いずれかの周波数チャネルの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定する前記手段は、
    前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルと重なる複数のRFチャネルの平均パケットエラー率（PER）に基づいて、決定する手段
    を具備する、請求項20の装置。
  24. 第一の通信システムにおける複数の無線周波数（RF）チャネルのための少なくとも1つの測定基準を決定すること、
    前記第一のシステムにおける前記複数のRFチャネルのための前記少なくとも1つの測定基準に基づいて、第二の通信システムのための周波数チャネルのいずれかの上で過度の干渉が観察されるかどうかを決定すること、および
    前記第一のシステムのための複数の使用可能なRFチャネルの１つの集合を形成すること、ここにおいて前記集合は、いずれかの周波数チャネルと重なって過度の干渉を起こす複数のRFチャネルを除外する
    ための、無線デバイスにおいて動作可能な命令を記憶するためのプロセッサー可読媒体。
  25. さらに、前記複数のRFチャネルの各々を、前記RFチャネルのための前記少なくとも１つの測定基準に基づいて、良いRFチャネルまたは悪いRFチャネルに分類するための動作可能な命令をさらに記憶する、請求項24のプロセッサー可読媒体。
  26. さらに、前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルの中の悪いRFチャネルの数に基づいて決定する
    ための動作可能な命令をさらに記憶する、請求項25のプロセッサー可読媒体。
  27. さらに、前記第二のシステムのための少なくとも1つの周波数チャネルの各々の上で過度の干渉が観察されるかどうかを、前記周波数チャネルと重なる複数のRFチャネルの平均パケットエラー率（PER）基づいて、決定する
    ための動作可能な命令をさらに記憶する、請求項24のプロセッサー可読媒体。
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