TW201019627A - Spectrum sensing of bluetooth using a sequence of energy detection measurements - Google Patents
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Description
201019627 六、發明說明: 根據專利法的優先權請求 本專利申請案請求2008年11月10曰提出申請的,發明 名稱爲「Spectrum Sensing of Bluetooth using a Sequence of Energy Detection Measurements」的美國臨時專利申請No. 61/1 13,088的權益,該臨時申請被轉讓給這裏的受讓人,在 此明確地引入作爲參考。 【發明所屬之技術領域】 本案的特定實施例涉及無線通訊,更爲具體地說,涉及利 用能量檢測測量序列來檢測藍牙設備。 【先前技術】 無線通訊系統被廣泛部署來提供各種類型的通訊内容,比 如語音、資料等等。這些系統可以是能夠藉由共享可用系統 資源(例如頻寬和發射功率)來支援與多個用戶的通訊的多 工存取系統。這種多工存取系統的例子係包括分碼多工存取 (CDMA )系統、分時多工存取(TDMA )系統、分頻多工 存取(FDMA)系統、3GPP長期進化(LTE)系統以及正交 分頻多工存取(OFDMA)系統、IEEE 802_1 1載波偵聽多工 存取/衝突避免(CSMA/CA)和藍牙跳頻展頻(FHSS)系統。 通常,無線多工存取通訊系統能夠同時支援多個無線終端 201019627 的通訊。每個終端經由前向和反向鍵路上的傳輸與一或多個 基地台通訊^前向鏈路(或下行鏈路)指的是從基地台到终 端㈣㈣路’而反㈣路(或上行鏈路)㈣是從终端到 基地台的通訊鏈路。這種通訊鏈路可以經由單輸入單輸出、 多輸入單輸出或多輸入多輸出(MIM〇)系統建立。
電氣電子工程師協會(IEEE) 8G2 u工作組已經開發了高 吞吐量實艘層(服)修正’這—修正被㈣8〇2 Un iEEE
8〇2.lln標準包括兩個頻寬,—個原始的腦沿和_個新的 可選40MHz。對IEEE 8〇2 Un % 4〇MHz版本對其他無線網 路’例如對纟2.4GHz頻帶上的藍牙工作的影響已經有大量 關注。 【發明内容】 本案的特定實施例提供一種方法,用於在第一無線電存取 參=術(RAT)網路中檢測是否存在經由第二rat進行通訊的 叹備。這種方法包括在第一 RAT網路的網路安靜時間期間的 •乡個時( time step ),估計經由第二RAT進行的傳輸的多 ,個接收功率值,以產生第—組接收功率值;基於第—組接收 力率值’ 算第—測試統計量;將第—測試統計量與第一間 行比較以決疋經由第二RAT進行通訊的這種設備是否 在範圍内’以及回應於檢測到經由第二rat進行通訊的設備 在範圍内,從第一工作頻率切換到第二工作頻率。 本案的特定實施例提供一種裝置,用於在第一無線電存取 4 201019627 2術(:ΑΤ)網路中檢測是否存在經由第二rat進行通訊的 »又備k種裝置包括用於在第_ rat網路的網路安靜時間期 間的多個時段’估計經由第二RAT進行的傳輸的多個接收功 率值,以產生第-組接收功率值的構件;基於第—組接收功 率值於算第-測試統計量的構件;用於將第—測試統 言十量與第一閥值進行比較,以決定經由第二RAT進行通訊的 這種設備是否在範圍内的構件;以及回應於檢測到經由第二 ❹RAT進行通訊的設備在範圍内,用於從第—工作頻率切換到 第二工作頻率的構件》 本案的特定實施例提供一種裝置,用於在第一無線電存取 技術(RAT)網路中檢測是否存在經由第二rat進行通訊的 权備。這種裝置包括用於在第—RAT網路的網路安靜時間期 間的多個時段,估計經由第二RAT進行的傳輸的多個接收功 率值,以產生第一組接收功率值的邏輯;基於第一組接收功 率值,用於計算第一測試統計量的邏輯;用於將第一測試統 計量與第一閥值進行比較,以決定經由第二RAT進行通訊的 這種設備是否在範圍内的邏輯;以及回應於檢測到經由第二 RAT進行通訊的設備在範圍内,用於從第一工作頻率切換到 第二工作頻率的邏輯》 本案的特定實施例提供一種用於在第一無線電存取技術 (RAT)網路中檢測是否存在經由第二RAT進行通訊的設備 的電滕程式產品,這種電腦程式產品包括其上鍺存有指令的 電腦可讀取媒體,這些指令由一或多個處理器執行。這些指 令包括用於在第一 RAT網路的網路安靜時間期間的多個時 201019627 段,估計經由第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值,以產 生第一組接收功率值的指令;基於第一組接收功率值,用於 計算第一測試統計量的指令;用於將第一測試統計量與第一 閥值進行比較,以決定經由第二RAT進行通訊的這種設備是 否在範圍内的指令;以及回應於檢測到經由第二RAT進行通 訊的設備在範圍内’用於從第一工作頻率切換到第二工作頻 率的指令。 【實施方式】 本案的特定實施例提出一種方法’這種方法使用能量檢測 測量來可靠地檢測在緊鄰站的附近是否存在藍牙設備。特定 實施例提出一種方法’這種方法能夠消除由於來自象Wi-Fi 網路這種其他鄰近網路的其他較低功率信號而導致的誤檢 實例。 下面描述本案特定態樣的各個態樣。應該顯而易見的是, 本文的教導可以以多種多樣的形式體現,並且本文所揭示的 任何特定結構、功能或其兩者僅僅是代表性的。基於本文的 教導,本領域技藝人士應該明白,本文公開的一個態樣可以 獨立於任何其他態樣實現’並且這些態樣中的兩個或更多態 樣可以以各種方式組合。例如,可以使用本文闡述的任何數 量的態樣來實現一個裝置或實踐一種方法^另外,可以使用 其他結構、功能或者除了或不同於本文闡述的一或多個態樣 的結構以及功能實現這種裝置或實踐這種方法。此外,一個 201019627 態樣可以包括一個請求項的至少一個要求。 本文所使用的「不例性的」一詞意味著「用作一個示例、 實例或圖示」。本文中被描述爲「示例性」的任何態樣不必 被解釋爲優於其他態樣或相比其他態樣具有優勢。此外,如 同本文所使用的一樣,術語「舊版本」通常指支援802.11η ‘或IEEE 802.1 1標準的早期版本的無線網路節點。 本文所描述的多天線傳輸技術可以與各種無線技術結合 φ 使用’各種無線技術比如爲分碼多工存取(CDMA )、正交 分頻多工(OFDM )、分時多工存取(TDMA )、分空間多工 存取(SDMA )等等。多個用戶終端可以經由不同的(1)用 於CDMA的正交碼通道、(2)用於TDMA的時槽或(3) 用於OFDM的次頻帶’同時發送/接收資料。CDMA系統可 以實現 IS_2000、IS-95、IS-856、寬頻 CDMA ( W-CDMA) 或一些其他標準》OFDM系統可以實現IEEE 8〇2丨丨或一些 其他標準。TDMA可以實現GSM或一些其他標準。這些各 •種#準在本領域是公知&。 一個實例ΜΙΜΟ系统 圖說月具有存取點和用戶終端的多工存取ΜΙΜΟ系統 爲了簡單起見,在圖1中只示出一個存取點110。存取 點上ΑΡ)通常是與用戶終端通訊的固定站,也可以被稱爲基 地°等等。根據特定態樣,Αρ可以是「軟Αρ」,包括實現 ΑΡ功能祐田十 —二情況下有可能仍然用作用戶端的行動設 201019627 備。用戶終端可以是固定的或移動的,並且還可以被稱爲行 動站、站(STA)、用戶端、無線設備等等。用戶終端可以 是無線設備’比如蜂巢式電話、個人數位助理(pda )、手 持設備、無線數據機、膝上型電腦、個人電腦等。 存取點110可以在任何給定時刻,在下行鏈路和上行鏈路 上與一或多個用戶終端12〇通訊。下行鏈路(即前向鏈路) 是從存取點到用戶終端的通訊鏈路,而上行鏈路(即反向鏈 ❹路)是從用戶終端到存取點的通訊鏈路。用戶終端還可以與 另一個用戶終端進行對等通訊。系統控制器13〇連接到存取 點並且提供對存取點的協調和控制。 系統100採用多個發射天線和多個接收天線來在下行鏈路 和上行鏈路上進行資料傳輸。存取點110配備有^叩個天線, 並且代表用於下行鏈路傳輸的多個輸入(MI)和用於上行鏈 路傳輸的多個輸出(MO )。一組%個所選用戶終端120 — 起代表下行鏈路傳輸的多個輸出和上行鏈路傳輸的多個輸 入。在特定情況下’如果沒有利用一些方式在碼、頻率或時 間上對八《個用戶終端的資料符號串流進行多工處理,那麼希 ‘ 望具有。如果能夠在CDMA下使用不同碼通道,在 OFDM下使用不連續的次頻帶組等等對資料符號串流進行多 工處理’那麽%可以大於每個所選用戶終端可以向存 取點發送用戶專用資料及/或從存取點接收用戶專用資料。通 常’每個所選用戶終端可以配備有一或多個天線(即乂)。 这乂個所選用戶终端可以具有相同或不同數量的天線。 MIM〇系統1〇〇可以是分時雙工(TDD )系統或分頻雙工 8 201019627 (FDD)系統。對於TDD系統,下行鏈路和上行鏈路共享同 頻帶對於FDD系統,下行鏈路和上行鏈路使用不同頻 帶。ΜΙΜΟ系統⑽還可以利用單個載波或多個載波來進行 傳輸。每個用戶终端可以配備有單個天_(例如爲了降低成 本)或多個天線(例如在支援額外成本的情況下)。 圖圖示ΜΙΜΟ系統1〇〇中的存取點和兩個用戶终端 120m及120χ的方塊圖。存取點11〇配備有~個天線22乜 ❹到224aP。用戶終端120„^&備有心個天線252〇^到252mu, 並且用戶終端12〇x配備有心„個天線252Xa到252XU。存取 點110對於下行鏈路是發射實體,而對於上行鏈路是接收實 體。每個用戶終端12〇對於上行鏈路是發射實體而對於下 仃鏈路疋接收實體。如同本文所使用的一樣,「發射實艎」 ,能夠經由無線通道發送資料的獨立工作的裝置或設備,而 「接收實體」是能夠經由無線通道接收資料的獨立工作的裝 _ 「或成備在以下描述中,脚標「办」表示下行鏈路,上標 「《P」表示上行鏈路,選擇心個用戶終端來在上行鏈路上進 行同時傳輸’選擇&個用戶終端來在下行鏈路上進行同時傳 輸γ &可以等於或可以不等於心,並且、和心可以是靜態 值或可以在不同的排程間隔間改變。可以在存取點和用戶終 端上使用波束控制或其他空間處理技術。 山在上行鏈路,在被選擇來用於上行鏈路傳輸的每個用戶終 〇上TX資料處理器288接收來自資料源286的訊務 資料以及來自控制器28〇的控制資料。ΤΧ資料處理器288 於與爲用戶終端選擇的速率相關聯的編碼及調制方案對 201019627 該用戶終端的訊務資料{U進行處理(例如編碼、交錯和調 制),並提供資料符號串流。Τχ空間處理器290對這種 資料符號串流進行空間處理,並且提供用於心^個天線的 心,》•個發送符號串流。每個發射機單元(TMTR) 254接收並 處理(例如變換到類比、放大、濾波和升頻轉換)相應的發 ‘ 送符號串流,產生上行鏈路信號。乂個發射機單元254提 供Am«個上行鏈路信號,用於從個天線252發送到存取點 ❿ "〇。 在存取點110’心個天線224a到224ap接收在上行鏈路上 發送的來自所有~個用戶終端的上行鏈路信號。每個天線 224向相應的接收機單元(RCVR) 222提供接收信號❶每個 接收機單元222進行與發射機單元254進行的處理互補的處 理,並提供接收符號串流eRX空間處理器24〇對來自〜個 接收機單元222的心個接收符號串流進行接收機空間處理, 並提供~個已恢復上行鏈路資料符號串流。根據通道相關矩 ❿陣反轉(CCMI)、最小均方誤差(MMSE)、連續干擾消除 (SIC)或一些其他技術進行接收機空間處理。每個已恢復 ‘上行鏈路資料符號串流{&J是對相應用戶終端發送的資料符 號串流的估計。RX資料處理器242根據每個已恢復上行 鏈路符號串流U所使用的速率,對該已恢復上行鍵路符號 串流進行處理(例如解調、解交錯和解碼),以獲得解碼資 料。可以將每個用戶終端的解碼資料提供給資料接收器244 來進行儲存,及/或提供給控制器230來進一步處理。 在下行鏈路,在存取點110,τχ資料處理器21〇從自資料 201019627 源208接收用來給被排程來進行鍵路傳輸的〜個用戶終端的 訊務資料,來自控制器23〇的控制資料以及來自排程器 的可能其他資料。可以在不同傳輸通道上發送各種類型資 料τχ資料處理器21〇基於爲每個用戶終端選擇的速率, •對給這㈣戶終端的訊務f料進行處理(例如編碼交錯和 .調制)資料處理器21〇爲〜個用戶終端提供〜個下行 鏈路資料符號串流。TX㈣處理器22Q對這〜個下行鍵路 ❹資料符號串流進行空間處理,並爲〜個天線提供〜個發送符 號串流。每個發射機單元(TMTR) 222接收並處理相應的發 送符號串流,產生下行鏈路信號。〜個發射機單元222提供 I個下行鏈路信號,用於從心個天線224發送到用戶終端。 在每個用戶終端12〇, 個天線252從存取點11〇接收〜 個下行鏈路信號。每個接收機單元(RCVR ) 254處理來自相 關聯天線252的接收信號,並提供接收符號串流。RX空間 ❹處器260對來自心·"個接收機單元254的個接收符號串 流進仃接收機空間處理,並爲用戶終端提供已恢復下行鏈路 資料符號串流}。根據CCMI、MMSE或一些其他技術進 行接收機空間處理。Rx資料處理器27〇對已恢復的下行鏈 路資料符號串流進行處理(例如解調、解交錯和解碼),以 獲得給用片終端的解碼資料。 在每個用戶終端120’\,„個天線252從存取點11〇接收心 個下行鏈路信號。每個接收機單元(RCVR) 254處理來自相 聯天線252的接收信號,並提供接收符號串流。RX空間 處理 器260對來自义,„個接收機單元254的义,w個接收符號串 201019627 流進行接收機空間處理,並爲用戶終端提供已恢復下行鏈路 資料符號串流^根據CCMI、MMSE或一些其他技術進 行接收機空間處理。Rx資料處理器270對已恢復的下行鏈 路資料符號串流進行處理(例如解調、解交錯和解碼),以 獲得用於用戶終端的解碼資料。 圖3說明可以在系統1〇〇内使用的無線設備3〇2中使用的 各種元件。無線設備302是可以用來實現本文所描述的各種 φ 方法的設備的實例。無線設備3 02可以是存取點11〇或用戶 終端120。 無線設備302可以包括處理器3 04,處理器3 04控制無線 設備302的工作。處理器3〇4還可以被稱爲中央處理單元 (CPU)。記憶髖306向處理器304提供指令和資料,記憶 體306可以包括唯讀記憶體(R〇M)和隨機存取記憶體 (RAM ) °記憶體3〇6中的一部分還可以包括非揮發性隨機 存取記憶體(NVRAM)。處理器304通常基於記憶體306 ® 内儲存的程式指令,進行邏輯和算術運算。可以執行記憶體 3〇6中的指令來實現本文描述的方法。 -無線設備302還可以包括外殼3〇8,該外殼3〇8包括發射 .機310和接收機312從而能夠在無線設備302和遠端位置之 間進行資料發送和接收。發射機31〇和接收機312可以被組 合爲收發機314。多個發射天線316可以附接於外殼308, 並且電氣連接到收發機314。無線設備302還可以包括(未 不出)多個發射機、多個接收機和多個收發機。 無線設備3 02還可以包括信號檢測器3丨8,信號檢測器3 18 12 201019627 用來檢測及量化由收發機3 14接收的信號的位準。信號檢測 器3 18可以檢測象總能量、每次載波每符號能量、功率譜密 度這樣的信號和其他信號。無線設備3〇2還可以包括用於處 理信號的數位信號處理器(DSP)。 無線設備302的各個元件可以藉由匯流排系統322連接在 一起’除了資料匯流排之外’匯流排系統322還包括功率匯 流排、控制信號匯流排和狀態信號匯流排。 ® 本案的特定實施例提出一種方法’用於使用能量檢測測量 來可靠地檢測緊鄰無線站的附近是否存在藍牙設備。特定實 施例提出一種方法’用來消除由於來自諸如Wi-Fi網路的其 他鄰近網路的其他較低功率信號而導致的誤檢實例。 對於特定實施例,802.lln站(即Wi-Fi站)可以掃描通道, 以決疋是否存在藍牙設備在鄰近工作。然後,站可以基於能 量檢測測量產生度量,並且將度量與閥值進行比較,以判定 在範圍内是否存在藍壓設備。 ® 圖4A〜4C說明根據本案的特定實施例的包括站4〇2和藍牙 設備404的示例網路。 圖4A說明遠離無線站的藍牙設備,因此由這個站發送的 信號不會干擾由這個藍牙設備發送的信號。結果是,測試度 量可以等於零。 圖4B說明比圖4A中的藍牙設備更接近無線站的藍牙設 備’但仍然不是近到足夠發起這個站的符合電氣電子工程師 協會(IEEE) 802.11標準的從40MHz到20MHz的頻率切換 的操作。在這種情況下,測試度量可能仍然小於閥值。 13 201019627 圖4C說明在無線站的範圍内的藍牙設镛。因此在檢測 到存在這個藍牙設備之後,這個站將它的工作頻率切換到 2〇ΜΗζ,以減少它對藍牙設備的干擾1這種情況下,測試 統計量大於閥值。 m力率估計序列的情況下,本案的特定實施例能夠可 .靠地檢測附近藍牙發射機的存在,同時對其他中功率無線發 射機具有最小的誤檢。 Ο 對於特定實施例,從能量檢測電路獲得功率估計序列。可 以將能量檢測器的輸出除以觀測周期的長度來產生信號功 率值。在實際中,可以將縮放項組合到閥值中,因此,實際 除法運算在實現中不是必需的。在本案中,由於「接收功率」 更爲準確,所以考慮「接收功率」。 圖5說明根據本案的特定實施例的示例操作5〇〇,示例操 作5〇〇用於利用能量檢測測量序列,在第一無線電存取技術 (RAT)網路中檢測是否存在經由第二RAT進行通訊的設 備。對於特定實施例,第一 RAT符合IEEE 8〇2 Un標準, 第二RAT符合藍牙或IEEe 802.15.1標準。 ’在502處,在第一 RAT網路的網路安靜時間期間的多個時 -段,估計經由第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值,以產 生第一組接收功率值。在5〇4處,基於第一組接收功率值, 計算第一測試統計量(或測試度量)^在5〇6處將第一測 試統计量與第一閥值進行比較,以決定在範圍内是否存在經 由第一 RAT進行通訊的設備。回應於決定爲經由第二rat 進行通訊的設備在範圍内,第一網路可以從第一工作頻率切 201019627 換到第二工作頻率》 在508處’對接收功率值進行額外檢查,以檢測假警報。 在510處,進行額外處理,以決定藍牙設備是否不再在範圍 内〇 •對於可靠地檢測附近的藍牙設備,應該找出當前wi Fi網 * 路中的安靜時間周期。每個安靜周期可能相當短(例如3网)。 然而,由於同步問題,很可能是安靜周期將比實際觀測時間 ❿稍長。可以按照不同方 式找出網路中的安靜時間。 用於找出網路中的安靜時間的第一種方法可以是在封包 完成之後立即偵聽通道。由於每個封包之後跟隨訊框間間隔 (SIFS)時間,因此在每個封包完成之後,總是存在短的安 靜時間。這個SIFS安靜時間的持續時間隨著IEEE 8〇2 u標 準族下使用的實體層不同而變化。例如在IEEE 8〇2丨ρΗγ 中’短的訊框間間隔時間是丨6 μ8。在ιεε]ε 8〇2.11 η中,存在 2 μβ的減少的訊框間間隔(rIFS )。因此,需要等待,直到 ❹RIFS元成之後。如果在RIFS之後不存在封包那麽在 時間結束之前,網路應該是安靜的,可以在SIFS時間期間 . 安排能量檢測測量》 • 知道了在安靜時間期間網路不進行發射,就可以安排能量 檢測測量。應該注意’利用上述技術’可以不按照規則間隔 來進行能量檢測測量。然而,不規則的能量檢測窗口不會影 響所提出的技術的結果。 對於特定實施例’可以藉由發送無線區域網路(WLAN) 允許發送(CTS )封包並且在這一時間以後不進行發射,來 15 201019627 找出網路中的安靜時間。這可以被稱爲CTS-to-self,因爲 WLAN網路常常發送用於使得發射站在CTS之後安排好的時 間周期内能夠進行發射的訊息。在這種情況下,這個站不在 這個CTS完成後進行發射。取而代之,這個站進行能量檢測 測量。當測量檢測能量的期間較長時,這種方法是有用的。 對於特疋的實施例,使用能量檢測電路,可以在安靜時間 期間產生接收功率估計序列。對通道的觀測可以是周期性 •的,或者當時間允許時可以安排觀測。這些觀測通常在 2.4GHz的部分頻帶上進行。這種能量檢測器可以位於接收機 濾波器之後。 在IEEE 802.1 1η標準中,支援2〇MHz和4〇MHz頻寬。可 以使用這兩個頻寬中的一個進行能量檢測觀測。因爲 頻寬疋20MHz頻寬的兩倍,因此在檢測藍牙信號時,它更 有效。然而,也可以使用2〇MHz頻寬。還可以行動接收 波器的十心頻率來觀測頻帶的不同部分。然而,如果藍牙設 ❹備沒有正在使用可適性跳頻,那麼可以使用任何典型的中心 頻率。 對於每個觀測時間,估計信號功率。在本案中假設信號 功率被轉換爲dBm。然:而,可以在不轉換爲犯的情況下, 在線性域中進行所有計算。 可以按照如下方式計算對第η個觀測的接收功率估計:
Pn = 10*log[
16 201019627 其中Μ表示每個觀測周期期間的取樣數’和y()表示接收信 號。接收功率估計序列可以由M,巧,心}表示。 對於特定的實施例,爲了決定鄰近是否存在正在發送的藍 牙設備’可以基於接收功率估計序列來產生測試統計量Γ。 將測試統計量與閥值進行比較。可以使用若干不同的測試統 计量。在本文件中呈現了這些統計量中的少數幾個,但是其 •他的測試統計量也落在本案的範圍内。 可以使用的最簡單的測試統計量是所有接收功率估計的 最大值,可以將它記載成: T = max(Pn)
率因此,可以將測試統計量記载成: 可以利用測試統計量F 9〇個按百等分分布的(90 Γ從接收功率隨機變數的累積分布的 90 PerCentile)數值中選定一個值。 17 201019627 基於90個按百等分分布的數值的測試統計量能夠避免在單 的强功率觀測值上觸發檢測器這樣能夠獲得更爲健 全的檢測器。 作爲個實例,如果存在20個功率觀測值,就可以將第 1、8個親測值(在按照遞增順序儲存後)選作測試統計量,所 以Γ-Ρ&。在這個實例中,測試統計量是第三大的接收功率估 計。 _ 料特定實施例,測試統計#可以基於多個最大接收功率 值(例如户心,…,/>‘)的平均值來選擇,並且可以記載成:
T .N- 一在什算出測試統計值之後,可以將測試統計值與閥值h進 行比較’並且如下所述’基於測試統計量是否超過閥值進行 A 判決: 馨 〜{假如果叫 1真如果h 因此,如果測試統計量超過閥值,則存在鄰近藍牙發射機 的判決(D )爲真,否則判決爲假。 對於特定實施例,可以進行額外檢查來消除假警報。 圖6說明根據本案特定實施例的用於減少在檢測是否存在 藍牙設備時的假警報的示例操作60(^圖6更爲詳細地說明 18 201019627 圖5中的步驟508。 在602,基於第一組接收功率值,計算第二測試統計量。 在604,將第一測試統計量與第一閥值比較,並且將第二測 試統计量與第二閥值比較。如果兩個測試統計量都導致了關 於存在藍牙設備的肯定判決,那麼在606,宣告在範圍記憶 ' 體在藍牙設備。如果測試統計量中的一個導致關於存在藍牙 設備的否定判決,那麼在6〇8,宣告假警報。 ® 如果第一測試統計量導致肯定判決,那麼可以基於原始接 收功率序列{/;,/>2,..·,切的時域相關性,對觀測值進行額外檢 查。如果觀測周期小於藍牙跳變周期(例如625网),那麼 在接收功率估計之間可能存在時間相關性。藉由按照如下^ 式計算功率估計的均值讲和計算功率估計的方差〆,將第二 測試統:十量定義爲與一個觀測周期的偏移間的時間. -=私 · iV n=l 1 N 2 • 讲) 可以按照上下方式計算與一個觀測的偏移㈤#自相關〆: 對於特定實施例,測試統計量可以是相關係數r=g。 cr2 J 从 將這個測試統計量與另一個閥值y,比較,γ,可以是零到一之 間的數值。如果相關係數很小,那麽如下所述,判決會變= 19 201019627 如果則D =假 如果測試統計量超過閥值,那麼判決保持爲真。 對於特定實施例,-旦已經檢測到藍牙設備並且8〇2Πη 網路已經變成雇ΗΖ工作,那麼8〇2 Un網路不應該永遠停 留在2GMHz的工作模式如果該藍牙設備離開這個區域, 802· 11η就可以切換回4〇μηζ模式。 ❹ ® 7說明根據本案的特定實施例的示例操作700,該示例 操作700用於檢測到藍牙設備以後,檢測藍牙設備是否不再 在範圍内。圖7更爲詳細地說明圖5中的步驟51〇。 在702,如果藍牙設備先前在範圍内,那麼在另一個網路 的安靜時間期間的多個時段,估計多個接收功率值,以產生 第二組接收功率值。在7〇4,基於第二組接收功率值計算 第三測試統計量。使用上面描述方法中的一個方法計算第三 測試統計量。 β 纟7G6 ’冑第三測試統計量與第三閥值比較,以決定藍牙 «χ備疋否不再在範圍内,其中第三閥值可以小於第一閥值 (即匕4)。例如第一閥值可以是·40(ΐΒιη,而第三閥值可以 是-45 dBm 〇
Djm mr^r2 I真如果r2>r2 如果測試統計量小於第三閥值,那麼這一判決是藍牙發射 20 201019627 機不再存在’而如果測試統計量大於第三閥值,那麼意味著 藍牙發射機依然存在。 模擬結果 • 在這個部分,提供了使用所提出的用於檢測在站的範圍内 是否存在藍牙設備的方案的模擬環境和模擬結果。假設兩個 φ 藍牙設備鄰近Wi_Fi站。這種藍牙設備與STA足夠近,使得 STA處的接收功率爲高》在這個模擬中,在STA處,來自一 個藍牙設備的接收功率爲_35 dBm,並且來自另一個藍牙設 備的接收功率爲-50 dBm »這一模擬是對小型藍牙微微網進 行類比’其中一個設備比另一個距離更加遠離Sta 這可以 代表在某人口袋中的蜂巢式電話和藍牙耳機。 藍牙的工作周期在33%到1〇〇%之間變化。藍牙的模擬沒 有可適性跳頻(AFH)。因爲沒有AFH的藍牙設備比支援 攀AFH的藍牙設備更受Wi_Fi干擾的影響。因此,能夠檢測到 不支援AFH的那些藍牙微微網非常重要。 STA具有20MHz或40MHz的接收機頻寬。對這兩種情況 都提供了模擬結果^ 40MHz版本的性能更高。Wi_Fi STA使 用標準能量檢測電路,該標準能量檢測電路對已濾波信號進 盯取樣並估計信號功率。在這個模擬中,收集取樣的時間周 期是4两。在每1〇〇两的周期基礎上發生能量檢測。 假設測試統計量爲功率估計的最大值,Γ = η^(ρ”),並且與 閥值-40 dBm進行比較。在模擬中支援兩個不同的通道模 21 201019627 型,比如加性高斯白雜訊(A WGN )通道和多徑通道。 圖8說明根據本案的特定實施例,在awgn通道中使用 40 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率。曲線8〇2圖示當藍牙設備 的工作周期是1〇〇%時的檢測概率。曲線8〇4和8〇6分別圖 示菖藍牙工作周期是66%和33 %時的檢測概率。藍牙工作周 期越低,獲得可靠檢測所花費的時間越長。 圖9說明根據本案的特定實施例,在AWGN通道中使用 ❹20 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率。曲線9〇2、9〇4和9〇6分 別圖示當藍牙工作周期是100%、66%和33%時的檢測概率。 正如所預期的一樣,當使用20MHz濾波器時,獲得可靠檢測 所需時間是使用40MHz濾波器系統的兩倍。 下一組模擬利用多徑通道《將均方根(RMS )延遲擴展 l〇〇ns用於指數延遲擴展模型。這個多徑通道位於藍牙微微 網和Wi-Fi站之間。這表明通道的延遲擴展很大,因爲基於 檢測閥值閥值,這些設備將相當近。因此,這一模擬代表最 壞情形。 圖10說明根據本案的特定實施例,在多徑通道中使用4〇 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率。曲線1002、1004和1006分 別圖示當藍牙工作周期是100%、66%和33%時的檢測概率。 在多徑通道中檢測藍牙所需時間近似爲在使用AWGN通道 的類似系統中所需時間的兩倍。 圖11說明根據本案的特定實施例,在多徑通道中使用2〇 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率。曲線ιι02、11〇4和ιι〇6分 別圖示當藍牙工作周期是100%、66%和33%時的檢測概率。 22 201019627 與圖9比較’在多徑通道中檢測藍牙所需時間近似爲在使用 AWGN通道的類似系統中所需時間的兩倍。 本案中描述的實施例提供—種方法,用於使用標準能量檢 測電路,可靠地檢測鄰近站的藍牙微微網。 可以藉由與圖中說明的手段功能方塊對應的各種硬體及/ 或軟體元件及/或模組,進行上面描述的方法的各種操作。通 常,在存在具有對應配對手段功能圖的圖中說明的方法的情 Φ 況下這種操作方塊對應於具有相似編號的手段功能方塊》 例如在圖5、6和7中說明的操作5〇〇、6〇〇和7〇〇均對應於 圖5A 6A和7A中說明的手段功能方塊5〇〇A、6〇〇A和7〇〇A。 如同本文所使用的一樣,術語「決定」包含多種多樣的動 作。例如「決定」可以包括運算、計算、處理、推導、調查、 檢視(例如在表格、資料庫或另一個資料結構中檢視)、決 定等。此外,「決定」可以包括接收(例如接收資訊)、存 取(例如存取記憶體中的資料)等。此外,「決定」可以包 參括解析、選擇、選定、建立等。 資訊和信號可以使用多種不同的方法和技術中的任何一 種來表示。例如在以上整個說明書中所提及的資料、指令、 命令、資訊、信號、位元、符號和碼片可以用電壓電流、 電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光粒子或者其任何組合來 表示。 結合本案所描述的各種示例性邏輯區塊、模組和電路可以 利用下列部件來實現或執行:通用處理器、數位信號處理器 (DSP )、專用積體電路(ASIC )、現場可程式閘陣列(FpGA ) 23 201019627 或其他可程式邏輯裝置、個 一 彳固別閘門或電晶體邏輯、個別的硬 趙元件或者被設計成用於谁 進仃本文描述的這些功能的這些 部件的任何組合。通用處理 爽理器可以是微處理器,但是可替換 地’處理器可以是任何可商業獲得的處理器、控制器、微控 制器或狀態機。處理器也可以被實現爲計算設備的組合,例 如DSP和微處理器的组合、 多個微處理器、一或多個微處理 器結合DSP核或任何其他配置。 結合本案所描述的方法或演算法的步驟可以直接包含在 硬體中由處理器執行的軟艘模組中或這兩者的組合中。軟 體模組可以常駐在本領域公知的任何形式的儲存媒體中。所 使用的儲存媒體的-些例子係包# RAM記憶趙、快閃記憶 體ROM §己憶體、EPROM記憶趙、EEPR〇M記憶體、暫存 器、硬碟、可移除磁碟、CD_R〇M等。軟體模組可以包括單 指令或多個指令,並且可以分布在不同的程式中和多個儲存 Φ 媒鱧之間的若干不同的代碼區段上。儲存媒體可以被連接到 處理器,使得該處理器能夠從該儲存媒體中讀取資訊或向該 儲存媒體寫人資訊。在—個替換方案中,儲存媒趙可以與處 理器整合在一起。 本文所揭示的方法包括用於實現所描述的方法的一或多 個步驟或操作。在不脫離請求項範圍的情況下,這些方法步 驟及/或操作可以相互互換。換句話說,除非指定了步驟或操 作的具體順序,在不脫離請求項範圍的情況下,可以修改具 趙步驟及/或操作的順序及/或使用。 所描述的這些功能可以在硬體、軟體、韌體或其任意組合 24 201019627 中實現。如果在軟趙中實現,則可以將這些功能作爲一或多 個指令儲存在錢可讀取媒體上。錯存㈣可以是能㈣電 腦存取的任何可用媒體。作爲例子而非限制性的,電腦可讀 取媒體可以包括RAM、ROM、EEPR〇M、cd r〇m或其他光 m
碟儲存設備、磁片儲存設備或其他磁性儲存設備,或者是可 以用於攜冑或儲存形《爲指♦或資料結構的所需程式碼並 且能夠被電腦存取的任何其他媒體。如這裏所使用的,磁片 和光碟包括壓縮光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能 光碟(DVD )、軟碟、藍光光碟,其中磁片通常磁性地再現 資料’而光碟利用錄射光學地再現資料。
還可以在傳輸媒體上傳輸軟體或指令。例如如果使用同軸 線鏡、光纖線規、雙絞線、數位用戶線路(DSL )或諸如紅 外線、無線電和微波的無線技術來從網站、伺服器或其他遠 端源發送軟體,則上述同轴線纜、光纖線纜、雙絞線、DSL 或諸如紅外先、無線電和微波的無線技術均包括在傳輸媒體 的定義中。 此外,應該明白的是’用於實現本文描述的方法和技術的 模組及/或其他合適裝置,比如在附圖中說明的那些,可以在 合適被行動設備及/或基地台下載及/或以其他方式獲得。例 如這些設備可以連接到伺服器來便於傳送進行本文描述方 法的模組。或者,本文所描述的各種方法可以經由儲存裝置 (例如隨機存取記憶體(RAM )、唯讀記憶體(ROM )、諸 如壓縮光碟(CD)或軟碟等的實艎儲存媒體)提供,因此, 在連接或提供儲存裝置到行動設備及/或基地台後,行動設備 25 201019627 及/或基地台可以獲得各種方法。此外,可以使用用於提供本 文所描述的方法和技術的任何其他合適技術。 要理解的是’請求項並不限於以上說明的精確配置和元 件在不脫離請求項範圍的情況下,可以對以上描述的方法 和裝置的配置、操作和細節進行各種修改、改變和變化。 儘S則述g在本案的實施例,但在不脫離由其基本範圍的
If況下,可以設計本案的其他和更多的實施例,並且其範圍 ^ 由所附請求項決定。 【圖式簡單說明】 爲了更詳細地理解本案的上述特徵,藉由參考各態樣,可 以得到以上簡要總結的更爲具體的描述,在附圖中說明上述 各態樣的部分態樣。然而,要注意的是,附圖僅僅說明本案 的特定典型態樣’並且因此不應該被認爲是對其範圍的限 ^ 制’因爲這種描述允許其他等效的態樣。 圏1說明根據本案的特定實施例的示例無線通訊系統; 圖2說明可以在根據本案的特定實施例的無線設備中使用 的各個元件; 圖3說明可以在根據本案特定實施例的無線通訊系統内使 用的示例發射機和示例接收機,這種無線通訊系統使用正交 分頻多工和正交分頻多工存取(〇FDM/OFDMA )技術; 圖4A~4C說明根據本案的特定實施例的包括站和藍牙發 射機的示例網路; 26 201019627 圖5說明根據本案的特定實施例的利用能量檢測測量 來檢測是否存在藍牙設備的示例操作; 圖5A說明能夠進行圖5中說明的操作的示例元件; 圖6說明根據本案的特定實施例,用於在檢測是否存在藍 牙設備時減少假警報的示例操作; 圖6A說明能夠進行圖6中說明的操作的示例元件; 圖7說明根據本案的特定實施例,用於在檢測到藍牙設備 φ 之後,檢測藍牙設備是否不再在範圍内的示例操作; 圈7A說明能夠進行圖7中說明的操作的示例元件; 圖8說明根據本案的特定實施例,在加性高斯白雜訊 (AWGN )通道中使用4〇 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率; 圖9說明根據本案的特定實施例,在awGN通道中使用 20 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率; 圖10說明根據本案的特定實施例,在多徑通道中使用40 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率; ® 圖u說明根據本案的特定實施例,在多徑通道中使用2〇 MHz Wi-Fi接收機的檢測概率。 【主要元件符號說明】 100 多工存取ΜΙΜΟ系統 110 存取點 120a〜X 用戶終端 130 系統控制器 27 201019627 208~290χ 302 304 306 308 310 312 ©314 316 318 320 322 402 404 500〜510 ® 500Α-510Α 600〜608 . 600Α〜608Α 700〜706 700A〜706A 802〜806 902〜906 1002〜1006 1102〜1106 ΜΙΜΟ系統方塊圖 無線設備 處理器 記憶體 外殼 發射機 接收機 收發機 天線
信號檢測器 DSP 匯流排系統 站 藍牙 步驟流程 功能方塊 步驟流程 功能方塊 步驟流程 功能方塊 檢測概率曲線 檢測概率曲線 檢測概率曲線 檢測概率曲線 28
Claims (1)
- 201019627 七、申請專利範圍: 1 . 一種用於在一第一無線電存取技術(RAT)網路中檢 測是否存在經由一第二RAT進行通訊的一設備的方法,包括 以下步驟: 在該第一 RAT網路的一網路安靜時間期間的多個時段, 估計經由該第二RAT進行的傳輪的多個接收功率值以產生 一第一組接收功率值; • 基於該第一組接收功率值,計算一第一測試統計量; 由一處理器將該第一測試統計量與一第一閥值進行比 較,以決定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否在範圍 内;以及 回應於決定出經由該第二RAT進行通訊的該設備在範圍 内,從一第一工作頻率切換到一第二工作頻率。 2. 如請求項1之方法,其中該第一 RAT符合電氣電子工 程師協會(IEEE) 802.1 1η標準。 3. 如請求項1之方法,其中該第二RAT符合電氣電子工 程師協會(IEEE) 802.15.1 (藍牙)標準。 4如請求項1之方法,其中該第一工作頻率是40MHz , 並且該第二工作頻率是2〇MHz。 29 201019627 5. 如請求項1之方法,還包括以下步驟: 基於該第一組接收功率值,計算一第二測試統計量;以 及 將該第二測試統計量與一第二閥值進行比較。 6. 如請求項5之方法,還包括以下步驟: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值並且該第二測試 φ 統計量大於該第二閥值’就宣告在範圍記憶體在經由該第二 RAT進行通訊的該設備。 7·如請求項5之方法,還包括以下步驟: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值但是該第二測試 統計量等於或小於該第二閥值,就宣告一假警報。 8.如請求項1之方法,還包括以下步驟: & h果經由該第二RAT進行通訊的該設備先前在範圍内, 就在該第一 RAT的另一網路安靜時間期間的多個時段估計 經由該第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值,以產生一第 二組接收功率值; 基於該第:組接收功率值,計算—第三測試統計量;以 及 將該第三測試統計量與-第三闕值進行比較以決定經 由該第二RAT進行通訊的該設備是否不再在範圍内其中誃 第三閥值小於該第一閥值。 Μ 30 201019627 9 .如請求項8之方法,還 回應於檢測到經由該第二j 還包括以下步驟:-RAT進行通訊的該設備不再在 回該第一工作頻率。 10 ·如請求項1之方法, 最大接收功率值的均值。 其中該第一測試統計量是多個 之方法’其中該第二測試統計量是基於 11 .如請求項 該等接收功率值的一時域相關性。 12 · 一種用於在—第—無線電存取技術(RAT)網路中檢 進行通訊的一設備的裝置,包 測是否存在經由一第二Rat 括: 用於在該第-RAT網路的一網路安靜時間期間的多個時 段,估計經由該第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值以 產生一第一組接收功率值的構件; 基於該第一組接收功率值,用於計算一第一測試統計量 的構件; 用於將該第一測試統計量與一第一閥值進行比較,以決 定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否在範圍内的構 件;以及 回應於決定出經由該第二RAT進行通訊的該設備在範圍 内,用於從一第一工作頻率切換到一第二工作頻率的構件。 31 201019627 13如明求項12之裝置,其中該第一 符合電氣電子 工程師協會(IEEE) 802·11η標準。 14如明求項12之裝置,其中該第二符合電氣電子 工程師協會(IEEE) 802.M」(藍牙)標準。 15如請求項12之裝置,其中該第—工作頻率是⑽mhz, 並且該第二工作頻率是20MHz。 16. 如請求項12之裝置,還包括: 基於該第一組接收功率值,用於計算一第二測試統計量 的構件;以及 用於將該第二測試統計量與一第二閥值進行比較的構 件。 17. 如請求項16之裝置,還包括: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值並且該第二測試 統計量大於該第二閥值’就用於宣告在範圍記憶體在經由該 第二RAT進行通訊的該設備的構件。 18·如請求項16之裝置,還包括: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值但是該第二測試 統計量等於或小於該第二閥值’就用於宣告一假警報的構 32 201019627 件0 19·如請求項12之裝置,還包括: 如果經由該第二RAT進行通訊的該設備先前在範圍内, 則在該第一 RAT的另一網路安靜時間期間的多個時段用於 估計經由該第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值以產生 一第一組接收功率值的構件; ® 基於該第二組接收功率值,用於計算-第三測試統計量 的構件;以及 用於將該第三測試統計量與一第三閥值進行比較,以決 定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否不再在範圍内的 構件,其中該第三閥值小於該第一閥值。 遨包括 20·如請求項19之裝置 21.如請求項12之裝置, 最大接收功率值的均值。 其中該第-料統計量是多個 = = = === 33 201019627 23. —種用於在一第一無線電存取技術(RAT )網路中檢 測疋否存在經由一第二RAT進行通訊的一設備的裝置,包 括: 用於在該第一 RAT網路的一網路安靜時間期間的多個時 k,估汁經由該第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值,以 產生一第一組接收功率值的邏輯; ❹ 基於該第一組接收功率值,用於計算一第一測試統計量 的邏輯; 用於將該第一測試統計量與一第一閥值進行比較,以決 定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否在範圍内的邏 輯;以及 回應於決定出經由該第二RAT進行通訊的該設備在範圍 内用於從一第一工作頻率切換到一第二工作頻率的邏輯。 ® 24·如請求項23之裝置,其中該第一 RAT符合電氣電子 工程師協會(IEEE) 802.11η標準。 25·如請求項23之裝置,其中該第二rat符合電氣電子 工程師協會(IEEE) 802.15.1 (藍牙)標準。 26·如請求項23之裝置,其中該第一工作頻率是4〇mHz, 並且該第二工作頻率是20MHz。 34 201019627 27.如請求項23之裝置 基於該第一組接收功率值 的邏輯;以及 還包括: 用於計算一第二測試統計量 第二閥值進行比較的邏 用於將該第二測試統計量與— 輯。 28 ·如請求項27之裝置,還包括: ❹ 如果該第—測試統計量大於該第-閥值並且該第二測試 統計量大於該第:閥值,就用於宣告在範圍記憶趙在經由該 第二RAT進行通訊的該設備的邏輯。 Λ 29 ·如請求項27之裝置,還包括: 如果該第—測試統計量大於該第-閥值但是該第二測試 統計量等於或小於該第二閥值,就用於宣告一假警報 輯。 3〇 .如請求項23之裝置,還包括: 如果經由該第二RAT進行通訊的該設備先前在範圍内, 則在該第一 RAT的另一網路安靜時間期間的多個時段,用於 估δ十經由該第二RAT進行的傳輸的多個接收功率值,以產生 —第二组接收功率值的邏輯; 基於該第二組接收功率值,用於計算一第三測試統計量 的邏輯;以及 用於將該第三測試統計量與一第三閥值進行比較,以決 35 201019627 定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否不再在範圍内的 邏輯’其中該第三閥值小於該第一閥值。 31 .如請求項30之裝置,還包括: 回應於檢測到經由該第二RAT進行通訊的該設備不再在 範圍内,用於從該第二工作頻率切換回該第一工作頻率的邏 輯。32.如請求項23之裝置,其中該第一測試統計量是多個 最大接收功率值的均值》 33.如請求項27之裝置,其中該第二測試統計量是基於 該等接收功率值的一時域相關性。 34.-種用於在—第—無線電存取技術(rat)網路中 測是否存在經由-第二RAT進行通訊的—設備的電腦程 產品,包括其上儲存有指令的電腦可讀取媒體,該等指令 一或多個處理器執行,並且該等指令包括·· 用於在該第-RAT網路的_網路安靜時間期間 段’估計經由該第二RAT進行㈣㈣多個純功率值,』 產生一第一組接收功率值的指令; 的/令於該第—組接收功率值’用於計算—第—測試統計i 用於將該第一測試統計量與-第一閱值進行比較’以沒 36 201019627 在穿 "s^T " ΒΧ 一 RAT進行通訊的該設備是否在範圍内的指 令;以及 回應於決定出經由該第二RAT進行通訊的該設備在範圍 内,用於從一笛 τ^ 弟一工作頻率切換到一第二工作頻率的指令β 3 5·女or 嘴來項34之電腦程式產品,其中該第一 rat符合 電氣電子卫程師協t (IEEE) 8G2.11n標準。 明求項34之電腦程式産品’其中該第二rat符合 電氣電子工程師協# (IEEE) 8()2 15」(藍牙)標準。 7如請求項34之電腦程式產品,其中該第一工作頻率 疋40MHz,並且該第二工作頻率是。 38 .如請求項34之電腦程式産品還包括·· 基於該第-組接收功率值,用於計算一第二測試統計量 的指令;以及 用於將該第二測試統計量與一第二閥值進行比較的指 令。 39·如請求項38之電腦程式産品,還包括: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值並且該第二測試 統計量大於該第二閥值’就用於宣告在範圍記憶體在經由該 第二RAT進行通訊的該設備的指令。 37 201019627 4〇.如請求項38之電腦程式産品,還包括: 如果該第一測試統計量大於該第一閥值但 -^ L ^ ^ &孩第二測試 統计量等於或小於該第二閥值,就用於 〇 假警報的指 41 ·如請求項34之電腦程式產品,還包括: Φ 如果經由該第二RAT進行通訊的該設備先前在範圍内, 則在該第一 RAT的另一網路安靜時間期間的多個時段用於 估計經由該第二RAT進行的傳輪的多個接收功率值以產生 一第二組接收功率值的指令; 基於該第二組接收功率值,用於計算一第三測試統計量 的指令;以及 β 用於將該第三測試統計量與一第三閥值進行比較,以決 定經由該第二RAT進行通訊的該設備是否不再在範圍内的 ❷指令,其中該第三閥值小於該第一閥值。 • 42·如請求項41之電腦程式産品,還包括: 回應於檢測到經由該第二RAT進行通訊的該設備不再在 範圍内,用於從該第二工作頻率切換回該第一工作頻率的指 令。 43.如請求項34之電馮程式産品,其中該第一測試統計 量是多個最大接收功率值的均值。 38 201019627 44 .如請求項38之電腦程式産品,其中該第二測試統計 量是基於該等接收功率值的一時域相關性。39
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