JP2010512715A - デュアル無線装置での自己誘導干渉の回避 - Google Patents

Abstract

２つの異なる無線ネットワークで通信する２つの異なる無線トランシーバを含む無線装置において、第１のネットワークでの一方の無線機からの無線送信は、第２のネットワークでの他方の無線機による無線受信と一致しないように、時間調整され得る。スケジューリングされた受信時間についての情報を伝達するために、２つの無線機の間の非無線インタフェースが使用されてもよい。これにより、送信は、受信時間の間にスケジューリングされない。これは、受信側無線機が集中型の高度にスケジューリングされたネットワークで動作しており、送信側無線機が分散型ネットワークで動作している場合に、特に有用である。

Description

ますます、単一の計算又は通信装置（ラップトップ、ハンドヘルド、携帯電話等）は、複数の種類のネットワーク（無線ローカルエリアネットワーク（WLAN：wireless local area network）及び無線広域ネットワーク（WWAN：wireless wide area network）の双方等）で通信するために、複数の無線機を有している。

異なる種類のネットワークが異なる通信技術を使用して、異なる周波数帯域で動作し得るとしても、調和振動（harmonic）及び他の種類のクロスバンドの無線周波数（RF：radio frequency）の漏れにより、同じ装置に配置された複数の無線機が相互に干渉することが生じ得る。最も破壊的な原因の１つは、一方の無線機が送信中であり他方の無線機が受信中であるときに生じ得る。２つの無線機は相互に極めて近く配置されているため、受信側無線機は、受信側無線機が受信しようとしている信号より数倍も強い信号を送信側無線機から受信することがある。この信号強度の差は、送信側無線機が受信側無線機を圧倒して、受信側無線機が意図した信号を認識することを妨げることを生じ得る。

本発明の実施例に従って２つのネットワークで通信するデュアル無線装置 本発明の実施例による方法のフローチャート 本発明の様々な実施例よる第１及び第２の無線機による通信のタイミング図 本発明の様々な実施例よる第１及び第２の無線機による通信のタイミング図

本発明のいくつかの実施例は、本発明の実施例を説明するために使用される以下の説明及び添付図面を参照することにより理解され得る。

以下の説明では、複数の特定の詳細が示されている。しかし、本発明の実施例は、これらの特定の実施例なしに実施され得ることがわかる。他にも、この説明の理解をあいまいにしないように、周知の回路、構造及び技術が詳細には示されない。

“一実施例”、“実施例”、“例示的な実施例”、“様々な実施例”等への言及は、本発明の実施例を示しているため、このような記載は、特定の機能、構成又は特徴を含み得るが、必ずしも全ての実施例が特定の機能、構成又は特徴を含むとは限らない。更に、或る実施例は、他の実施例について記載した特徴の一部又は全部を有してもよく、有さなくてもよい。

以下の説明及び特許請求の範囲において、“結合”及び“接続”という用語並びにこれらの派生語が使用されることがある。これらの用語は、相互に同義語であることを意図していないことがわかる。むしろ、特定の実施例では、“接続”は、２つ以上の要素が相互に直接の物理又は電気接続にあることを示すために使用される。“結合”は、２つ以上の要素が相互に協力又は相互作用するが、直接の物理又は電気接続にあってもよく、なくてもよいことを示すために使用される。

特に言及しない限り、特許請求の範囲で使用され、共通の構成要素を記載するための“第１”、“第２”、“第３”等の順序を表す形容詞は、同様の要素の異なるインスタンスが参照されていることを単に示しており、このように記載された要素が時間的に、空間的に、順序で又は他の方法で所定の順序でなければならないことを示すわけではない。

本発明の様々な実施例は、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアの１つ又は何らかの組み合わせで実装されてもよい。本発明はまた、機械可読媒体内又は機械可読媒体上に含まれる命令として実装されてもよい。機械可読媒体は、１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され、ここに記載の動作の実行を可能にする。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）により読み取り可能な形式で情報を格納、送信及び／又は受信する何らかの機構を含んでもよい。例えば、機械可読媒体は、記憶媒体（読み取り専用メモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置等を含むが、これらに限定されない）を含んでもよい。機械可読媒体はまた、命令を符号化するように変調された伝搬信号（電磁気、光又は音響搬送波信号等を含むが、これらに限定されない）を含んでもよい。

“無線”という用語及びその派生語は、非固体媒体を通じて変調された電磁気放射を使用することによりデータを通信する回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネル等を記載するために使用され得る。この用語は、有線を含まない関連装置を示さないが、或る実施例では、含んでもよい。“移動無線”は、通信中に移動中になり得る無線装置に関して使用される。

本発明の実施例は、２つの異なる無線ネットワークで通信する２つの異なる無線トランシーバを含む無線装置に関する。一方の無線機からの無線送信は、他方の無線機による無線受信と重複しないように、時間調整されてもよい。２つの無線機の間の有線インタフェースは、送信が受信時間中に行われないように、スケジューリングされた受信時間についての情報を伝達するために使用されてもよい。これは、送信側無線機が分散型ネットワークで動作している間に、受信側無線機が集中型の高度にスケジューリングされたネットワークで動作している場合に、特に有用である。

図１は、本発明の実施例に従って２つのネットワークで通信するデュアル無線（dual-radio）装置を示している。無線通信装置110は、第１の基地局150と通信する第１の無線機120と、第２の基地局160と通信する第２の無線機130とを含んでもよい。無線通信装置は、如何なる実現可能な装置（ノートブックコンピュータ、携帯情報端末等を含むが、これらに限定されない）でもよい。無線通信装置110は、場合によっては移動局と呼ばれることがある。ここで使用される‘無線機’という用語は、示された無線ネットワークで装置を効率的に通信させるために必要なハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含んでもよく、物理レイヤ（PHY）及び媒体アクセスレイヤ（MAC）の双方の機能の要素を含んでもよい。図示の実施例では、第１の無線機及び第１の基地局は、無線広域ネットワーク（WWAN）に準拠しているものとして示されており、第２の無線機及び第２の基地局は、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）に準拠しているものとして示されている。しかし、他の実施例は、他の種類のネットワークに準拠してもよい。また、基地局は、移動局について示されるように、双方の種類の無線機を単一の装置に結合してもよい。これらの装置は無線で通信しているため、それぞれアンテナ122、132、152及び162で示されている。如何なるこれらの装置で如何なる実現可能な種類のアンテナ（モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ等を含むが、これらに限定されない）が使用されてもよい。

２つの無線機の間を結合する非無線（すなわち、有線、光ファイバ等）インタフェース140が示されている。このインタフェースは、無線機120が他の装置（基地局150等）から信号を受信するようにスケジューリングされた１つ以上の次の期間について、無線機120から無線機130にタイミング情報を伝達するために使用されてもよい。或る種類のネットワークでは、基地局150は、移動局への下りリンク通信（例えば、同じネットワークでの基地局150から移動局110への送信）をスケジューリングし、無線通信を通じてスケジュールを移動局に通知してもよい。無線機120がこのスケジュールを受信すると、次の受信が生じるときを示すタイミング情報を生成し、インタフェース140を通じてこの情報を無線機130に渡すことができる。無線機130はこのスケジューリングされた受信に関与しないが、自分の送信のタイミングを調整するためにタイミング情報を使用してもよい。

インタフェース140は、システムの要件を満たすように十分に迅速且つ正確にタイミング情報を通信する如何なる種類の非無線インタフェースでもよい。例えば、様々な実施例では、インタフェース140は、1)この機能に専用のものでもよく、他の機能も実行してもよい。2)これらの２つの無線機に専用のものでもよく、他の装置のインタフェースとしての役目をしてもよい。3)情報を直列、並列又はこれらの何らかの組み合わせで伝達してもよい。4)無線機120から無線機130にのみ通信してもよく、双方向に通信してもよい。5)バスを含んでもよく、含まなくてもよい。他の基準も関連してもよい。インタフェース140は、システムの精度の要件を満たすために十分なビットの情報を伝達してもよく、最下位ビットが所定の期間を表してもよい。例えば、値が1マイクロ秒（μs）の精度を有し、インタフェースが6ビットの値を伝達する場合、それぞれ伝達されるビットは、0〜63μsの整数値を表してもよい。他の実施例では、異なる範囲の値を表すために多いビット又は少ないビットが伝達されてもよく、精度は、マイクロ秒より小さい単位又は大きい単位でもよい。例えば、或る特定の実施例は、7〜11μs（例えば、約9μs）の範囲の精度を有してもよいが、他の実施例は、他の精度を使用してもよい。インタフェースはまた、既知の伝達遅延（すなわち、第１の無線機から第２の無線機にデータを伝達するために要する時間の長さ）を有してもよい。この遅延が既知であり、動作に影響を与えるのに十分に大きい場合、タイミング情報は、この遅延に適合するように調整されてもよい。

図２は、本発明の実施例による方法のフローチャートを示している。フローチャート200では、210において、通信装置の第１の無線機は、いつ基地局から特定の送信が第１の無線機により受信されるようにスケジューリングされているかを示すタイミング情報を関連する基地局から受信してもよい。この情報が受信されたフォーマットに応じて、220において、通信装置の第２の無線機に有用な基準時間フォーマットに変換される必要が生じてもよい。230において、このインジケータは、内部インタフェースで第２の無線機に伝達されてもよい。第２の無線機が自分の基地局への送信を行うことを意図すると、意図した送信期間と、前に受信して示された第１の無線機の受信時間とを比較してもよい。240に示すように、これらが重複しない場合、270において、第２の無線機はその送信を行ってもよい。しかし、これらが重複する場合、250において、第２の無線機は、260において第１の無線機について示された受信時間が終了するまで、その装置を遅延させてもよい。次に、270において、第２の無線機はその送信を行ってもよい。このように、第１の無線機が受信しようとしているときに、第２の無線機は送信しないため、第１の無線機は第２の無線機からクロス無線干渉（cross-radio interference）を検出しない。

図３Ａ及び３Ｂは、本発明の様々な実施例による第１及び第２の無線機による通信のタイミング図を示している。双方の図面は、２つの無線機がそれぞれWWAN及びWLANネットワークで動作していることを示しているが、これは単なる例である。他の種類のネットワークに準拠した無線機も使用されてもよい。第１の無線機から第２の無線機に伝達されるタイミング情報は、２つの時間基準のいずれかに対して相対的でもよい。図３Ａでは、示された時間は、双方の無線機が有する共通のクロック基準に対して相対的である。この技術では、各無線機は、標準の時間基準に同期していてもよく、標準の時間基準は様々な方法で受信されてもよい。例えば、標準のクロック時間は各無線機により受信され、２つの無線機の間の時間同期を維持するために定期的に更新されてもよい。このため、かなり正確なクロック標準（衛星型クロック等）が基地局に利用可能になる。これにより、全体の地域でのクロック同期が実現可能になる。他の実施例では、無線通信装置は、双方の無線機に利用可能な自分の内部クロック基準を有してもよい。これにより、双方の無線機は、相互に同期してもよい。この実施例では、第１の無線機は、タイミング情報を第２の無線機に渡す前に、そのスケジューリングされた受信時間をこの内部クロック基準に変換する必要があってもよい。双方の無線機により使用されるタイミング基準がどのように生成されるかに拘らず、無線機の間でインジケータを伝達する際の遅延が存在したとしても、第１の無線機により提供されたタイミングインジケータは、第２の無線機により使用されるときに依然として正確である。この理由は、双方の無線機により使用される時間は、共通のクロック基準に基づくからである。

図３Ａでは、Xは、WWAN無線機による次のスケジューリングされた受信の開始を示しており、Yは、そのスケジューリングされた時間の終了を示している。これらの値は、前の時間（例えば、X,Y計算時間として示されている時間）に決定される。Tは、WLAN無線機がいつ次の送信を開始するかを決定している現在時刻を示す。全ては、双方の無線機により使用されている共通の時間基準に基づくクロック時間として表されてもよい。Lは、WLAN無線機により意図された次の送信の期間を表す。WLAN無線機が送信を行う準備をしているときに、WLAN無線機は、XとYとLとを比較することができ、その送信を直ちに行うと、送信がWWAN無線機のスケジューリングされた受信時間に重複し、これにより、WWAN無線機の潜在的な干渉を生じることを決定してもよい。図示の例では、このような重複は、X<Y（受信がまだ開始していない）且つT+L>X（WLAN 送信が現時点で開始すると、WLAN送信が終了する前に受信が開始していない）である場合に示される。重複はまた、X<T<Y（受信が現在進行中である）場合にも示される。重複が示された場合、WLAN無線機は、WWAN無線機についてスケジューリングされた受信時間が時間Yで終了するまでその送信を遅延させてもよい。意図した送信を遅延させる１つの方法は、ネットワーク割り当てベクトル（NAV：network allocation vector）を使用することである。WLANネットワークの無線装置は、NAVが有効である間に送信すべきでないという内部インジケータとして、ネットワーク割り当てベクトル（NAV）を頻繁に使用する。NAVの期間は、時間Yに終了するように設定されてもよく、これにより、送信は、図示の‘元のTx時間’ではなく、図示の‘遅延Tx時間’に生じる。当然に、重複が示されない場合、WLANは、その送信を直ちに行ってもよい。

図３Ｂでは、（少なくとも上記の計算について）双方の無線機により共有される同期クロックは存在しない。X及びYは、WWAN無線機がこれらの値を決定する時間から測定された期間を示す（図３Ｂでは‘X,Y計算時間として示されている）’。Xが負の数である場合（すなわち、WWANがX及びYの値を決定しているときに、WWAN受信期間が既に開始している場合）、Xは、WLAN無線機による次の計算のために0に設定されてもよい。様々な実施例では、負のXを0に設定することは、いずれかの無線機により行われてもよい。図３Ｂに示す実施例では、Tは、WLAN無線機がその計算を行っている時間を示す。Lは、前述のように、WLAN無線機による意図した送信の期間である。このシナリオは、第１の無線機から第２の無線機にタイミング情報を伝達するために要する時間が２つの無線機の間のタイミング関係に影響を与えるほどかなり十分である場合を除いて、図３Ａの例と同様に扱われてもよい。この遅延（ここでは伝達待ち時間と呼ばれる）は、伝達を行うために使用されるインタフェースの種類に依存してかなり変化することがある。例えば、簡単なレジスタから構成されたインタフェースは、数ナノ秒内にタイミング情報を第２の無線機に利用可能にし得るが、共有バスを含むインタフェースは、伝達を行うために複数マイクロ秒を必要とし得る。伝達待ち時間はまた、どのくらいの頻度でWWAN無線機がX及びYの値を更新するかにも依存し得る。この理由は、これらの値は、WLAN無線機がこれらを読み取る時間までに失効している（stale）可能性があるからである。伝達待ち時間は、これらの要因のいずれか又は全てを含んでもよい。従って、伝達待ち時間は不変でなくてもよく、値の範囲内で変化してもよい。図示の例では、使用される特定の技術を考慮して、Aは最小伝達待ち時間を示しており、Bは最大伝達待ち時間を示している。直ちに開始されたときにWLAN無線機による送信がWWAN無線機のスケジューリングされた受信時間に重複するか否かを決定することは、伝達待ち時間を考慮に入れるべきである。これは、最大伝達待ち時間Bが２つの無線機の間で伝達される時間の値の精度よりかなり大きい場合に重要になり得る。

WWAN無線機は、これらの値が決定されている時間を参照して、タイミング値X及びYを決定してもよい。しかし、伝達待ち時間のため、WLAN無線機は、これらの計算が行われた後のAとBとの間のどこかの期間に、これらの値を使用する。伝達待ち時間中に経過する時間のため、WLAN無線機がX及びYの値を使用する場合、これらは、WWAN受信期間の開始及び終了まで、残りの時間を示さない。図３Ａのものと同様の簡単な計算が使用される場合、いつWWAN受信期間が開始して終了するかのWLAN無線機の計算は、AとBとの間のどこかの時間量だけ不正確になる（遅すぎる）。この計算の不正確な量は、多くのアプリケーションで受け入れることができない。

WLAN無線機は、どのくらい不正確であるかを正確に認識しないことがあり、A及びBの値の間にあることのみを認識することがある。従って、WLAN無線機は、最悪の場合の値を仮定することにより、その計算を調整してもよい。直ちに開始したときに次の送信が次のWLANの受信に重複するか否かを決定するときに、このような重複がL>X-Aの場合に生じることを仮定してもよい。Aより大きいがBより小さい伝達待ち時間は、重複を生じることもあり、重複を生じないこともあるが、正確な伝達待ち時間が知られていないため、最小値を使用することは、意図しない重複を回避し得る。重複が可能であると考えられる場合、WLAN無線機は、T+Y-Bまでその送信を遅延させてもよい。ただし、Tは、WLAN無線機が重複及び遅延の値の決定を行っている時間である。前述のように、この遅延は、NAVをこの値に設定することにより実装されてもよい。しかし、他の実施例は、送信遅延を実装するために、他の技術を使用してもよい。

他の計算はまた、WLAN無線機の送信が遅延しているか否かに影響を与えてもよい。例えば、X及びYの双方が0より大きい場合（すなわち、X及びYの値を決定したときにWWAN無線機の受信期間が開始していない場合）、又はX=0且つY>Bである場合（すなわち、WWAN無線機がXを決定した時点でWWAN無線機の受信期間が進行中であるが、WLAN無線機が最大伝達遅延に基づいてYを決定する時間までに終了する場合）、前述の遅延は、いつ送信するかを決定する際にWLAN無線機により後続されるべきである。X及びYの双方が負の数である場合（又は負の数であるため0にリセットされた場合）、WWAN無線機によりX及びYの値が計算されたときに、示されたWWAN受信期間は既に終了している。これは、X及びYの値が古くなっていることを示してもよく、X及びYの値がWWAN無線機により再び更新されるまで、有効な情報がこれらから得られない可能性がある。進行中の受信期間にX及びYの値がWWAN無線機により提供された場合に、この状況が生じ得る。或る実施例では、WWAN無線機は、次にスケジューリングされた受信期間の時間に拘らず、定期的なスケジュールに基づいてX及びYの値を更新してもよい。

前述の説明は、例示的であることを意図し、限定的であることを意図しない。

変形形態が当業者に思いつく。これらの変形形態は、本発明の様々な実施例に含まれることを意図する。本発明の様々な実施例は、特許請求の範囲のみにより制限される。

Claims (22)

1. 他の装置と無線で通信する装置を有する機器であって、
   前記装置は、
   第１の基地局から第１の無線通信を受信する第１の無線機と、
   第２の基地局に第２の無線通信を送信する第２の無線機と、
   前記第１の無線通信のスケジューリングされた将来の受信時間を示すタイミング情報を、前記第１の無線機から前記第２の無線機に伝達する非無線インタフェースと
   を含み、
   前記第２の無線機は、前記タイミング情報により示された前記スケジューリングされた受信時間の間に送信しない機器。
2. 前記インタフェースは、バスを有する、請求項１に記載の機器。
3. 前記インタフェースは、並列データインタフェースを有する、請求項１に記載の機器。
4. 前記インタフェースは、直列データインタフェースを有する、請求項１に記載の機器。
5. 前記第１の無線機は、無線広域ネットワーク（WWAN）に準拠しており、
   前記第２の無線機は、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）に準拠している、請求項１に記載の機器。
6. 前記タイミング情報は、前記第２の無線機により使用されるネットワーク割り当てベクトル（NAV）の値に変換される、請求項１に記載の機器。
7. 前記第１の無線機及び前記第２の無線機の一方に結合された第１のダイポールアンテナを更に有する、請求項１に記載の機器。
8. 前記タイミング情報は、いつ前記スケジューリングされた受信時間が開始して終了するかを示す、請求項１に記載の機器。
9. 第１の無線機により無線信号を受信するスケジューリングされた期間を決定し、
   前記スケジューリングされた期間を示す情報を、前記第１の無線機と同じ装置に含まれる第２の無線機に非無線インタフェースで伝達し、
   前記第２の無線機が前記スケジューリングされた期間中に送信することを妨げるために前記情報を使用することを有する方法。
10. 前記伝達することは、前記スケジューリングされた期間の開始時間及び終了時間を示す情報を伝達することを有する、請求項９に記載の方法。
11. 前記示された開始時間及び終了時間は、前記第１及び第２の無線機の双方により使用される基準クロック時間に対して相対的である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記示された開始時間及び終了時間は、前記情報が前記第１の無線機により提供された時間に対して相対的である、請求項１０に記載の方法。
13. 前記情報は、前記第１の無線機から前記第２の無線機に前記情報を伝達する待ち時間の範囲を含むように調整される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２の無線機が前記スケジューリングされた期間中に送信することを妨げるために、ネットワーク割り当てベクトルが使用される、請求項９に記載の方法。
15. 前記無線信号を受信することは、無線広域ネットワーク（WWAN）で第１の基地局から受信することを有し、
    前記送信することは、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）で第２の基地局に送信することを有する、請求項９に記載の方法。
16. 命令を含む有形の機械可読媒体を有する物品であって、
    １つ以上のプロセッサにより実行されると、
    第１の無線機により無線信号を受信するスケジューリングされた期間を決定する動作と、
    前記スケジューリングされた期間を示す情報を、前記第１の無線機と同じ装置に含まれる第２の無線機に非無線インタフェースで伝達する動作と、
    前記第２の無線機が前記スケジューリングされた期間中に送信することを妨げるために前記情報を使用する動作と
    を有する動作を生じる物品。
17. 前記伝達する動作は、前記スケジューリングされた期間の開始時間及び終了時間を示す情報を伝達することを有する、請求項１６に記載の物品。
18. 前記示された開始時間及び終了時間は、前記第１及び第２の無線機の双方により使用される基準クロック時間に対して相対的である、請求項１７に記載の物品。
19. 前記示された開始時間及び終了時間は、前記情報が前記第１の無線機により提供された時間に対して相対的である、請求項１７に記載の物品。
20. 前記第１の無線機から前記第２の無線機に前記情報を伝達する時間を示す待ち時間の範囲を含むように調整する動作を更に有する、請求項１９に記載の物品。
21. 前記第２の無線機が前記スケジューリングされた期間中に送信することを妨げるために、ネットワーク割り当てベクトルを使用する動作を更に有する、請求項１６に記載の物品。
22. 前記無線信号を受信する動作は、無線広域ネットワーク（WWAN）で第１の基地局から受信することを有し、
    前記送信する動作は、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）で第２の基地局に送信することを有する、請求項１６に記載の物品。

Images