TWI401462B - 用於偵測雷達的無線網路裝置及方法 - Google Patents

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Description

用於偵測雷達的無線網路裝置及方法
本發明係有關於雷達系統，更具體而言，係有關於雷達偵測演算法。
雷達是無線電偵測和測距的字首字母縮寫形式。術語“無線電”指被調變來形成雷達脈衝序列的射頻(RF)波，被稱作頻率為fc 的載波。字首字母縮寫的偵測和測距部分涉及對RF脈衝的發射和該脈衝隨後返回之間的延遲進行計時。如果延遲時間為△t，則雷達的距離可由以下公式決定：R＝c△t/2其中c＝3×108 m/s，即光速。公式中的因數2是考慮到返回路程。
現在參考第1圖，雷達猝發(burst)包括多個雷達脈衝。雷達脈衝的脈衝寬度(PW)為雷達脈衝的持續時間。脈衝重復間隔(PRI)是一個雷達脈衝的開始與下一個雷達脈衝的開始之間的間隔。脈衝重復頻率(PRF)是每秒發射的雷達脈衝數，等於PRI的倒數。
軍事組織使用雷達通信系統。直到最近，軍用雷達通信系統享有幾乎不被干擾的通信。然而，近年來，無線網路通信廣泛使用。結果，無線網路信號可能干擾軍事雷達通信。由於安全原因，不希望出現公用無線網路和軍用雷達系統之間的干擾。
基於軍事組織所公開的內容，IEEE已界定了IEEE 802.11h規格，該規格整體包括於此作為參考。IEEE 802.11h嘗試限制無線網路和無線網路裝置以防止干擾雷達系統。要求所有遵循IEEE 802.11a的接達點和客戶站都支援IEEE 802.11h，以避免干擾軍用雷達。IEEE 802.11h用來減少雷達干擾的技術之一是動態頻率選擇(DFS)。
一般來說，當採用DFS的裝置偵測到在同一無線電頻道上的其他裝置時，如果必要的話，該裝置就切換到另一個頻道。典型而言，無線網路中的接達點(AP)發射信標並且告知客戶站該AP使用DFS。當客戶站在一個頻道上偵測到雷達時，客戶站就通知AP。基於該資訊，AP利用DFS來選擇將不會干擾雷達的最佳頻道用於網路通信。
但是，某些網路裝置可能錯誤地偵測頻道上的雷達。例如，客戶站可能不正確地得出結論，認為諸如由微波電器或其他裝置產生的信號之類的雜訊信號是雷達信號。儘管所偵測到的信號不是雷達信號，但是網路仍將不必要地阻塞該頻道。隨著錯誤偵測增加，額外頻道可能被阻擋，導致仍可用於網路通信的頻道較少。這可能極大地降低網路性能表現。
一種無線網路裝置包括相關模組，該相關模組使射頻(RF)信號的預定部分相關，並且基於此產生相關信號。無線網路裝置包括自動增益控制(AGC)模組，該自動增益控制模組基於RF信號產生增益控制信號。無線網路裝置包括控制模組，該控制模組基於相關信號和增益控制信號來有選擇地決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，在相關信號顯示RF信號不是無線資料封包時，控制模組決定該RF信號是否是雷達信號。在增益控制信號顯示AGC模組的增益超過預定臨界值時，控制模組決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括將RF信號轉換成數位RF信號的轉換器模組，其中在轉換器模組的輸出減小到小於預定值時，控制模組產生重設AGC模組的重設信號。
在另一個特徵中，控制模組基於增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時間差異，來決定RF信號的脈衝的脈衝寬度。在RF信號的預定數目個相鄰脈衝的脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度基本相等時，控制模組決定該RF信號是雷達信號。
在另一個特徵中，控制模組在增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時段期間，將轉換器模組的輸出劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數。控制模組對N個分段中的每個分段中的過零點數目進行計數。控制模組基於N個分段中的過零點數目，來決定RF信號是單音調雷達信號和脈衝壓縮雷達信號之一。控制模組在N個分段中的過零點數目近似線性變化時，決定RF信號是脈衝壓縮雷達信號。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括頻道改變模組，其在控制模組決定RF信號是雷達信號時改變網路裝置的通信頻道。
在另一個特徵中，無線網路裝置是接達點。在另一個特徵中，無線網路裝置是客戶站。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括接收射頻(RF)信號的RF接收機。該無線網路裝置符合下述標準中的至少一種：IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.16和802.20。
在又一個特徵中，一種用於偵測雷達的方法包括：使射頻(RF)信號的預定部分相關；基於該相關產生相關信號；基於RF信號產生增益控制信號；以及基於該相關信號和該增益控制信號來選擇性地決定該RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，該方法更包括在相關信號顯示RF信號不是無線資料封包時決定該RF信號是否是雷達信號。該方法更包括在該增益控制信號顯示自動增益控制(AGC)模組的增益超過預定臨界值時，決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，該方法更包括將RF信號轉換成數位RF信號，並且在數位RF信號降低到小於預定值時，產生重設自動增益控制(AGC)模組的重設信號。
在另一個特徵中，該方法更包括：基於增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時間差異，來決定RF信號的脈衝的脈衝寬度。該方法更包括：在RF信號的預定數目個相鄰脈衝的脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度基本相等時，決定RF信號是雷達信號。
在另一個特徵中，該方法更包括：在增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時段期間，將數位RF信號劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數；對這N個分段中的每個分段中的過零點數目進行計數；以及基於這N個分段中的過零點數目來決定RF信號是單音調雷達信號和脈衝壓縮雷達信號之一。該方法更包括在這N個分段中的過零點數目近似線性變化時，決定RF信號是脈衝壓縮雷達信號。
在另一個特徵中，該方法更包括在決定出RF信號是雷達信號時改變通信頻道。
在另一個特徵中，接達點包括該方法。在另一個特徵中，客戶站包括該方法。
在另一個特徵中，該方法更包括接收RF信號。該方法更包括符合下述標準中的至少一種：IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.16和802.20。
在又一些特徵中，一種無線網路裝置包括相關裝置，該相關裝置用於將射頻(RF)信號的預定部分相關，並且基於此產生相關信號。無線網路裝置包括自動增益控制(AGC)裝置，該自動增益控制裝置基於RF信號產生增益控制信號。無線網路裝置更包括控制裝置，該控制裝置基於相關信號和增益控制信號有選擇地決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，在相關信號顯示RF信號不是無線資料封包時，控制裝置決定該RF信號是否是雷達信號。在增益控制信號顯示AGC裝置的增益超過預定臨界值時，控制裝置決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括將RF信號轉換成數位RF信號的轉換器裝置，其中在轉換器裝置的輸出減小到小於預定值時，控制裝置產生重設AGC裝置的重設信號。
在另一個特徵中，控制裝置基於增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時間差來決定RF信號的脈衝的脈衝寬度。在RF信號的預定數目個相鄰脈衝的脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度實質相等時，控制裝置決定該RF信號是雷達信號。
在另一個特徵中，控制裝置在增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時段期間，將轉換器裝置的輸出劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數。控制裝置對N個分段中的每個中的過零點數目進行計數。控制裝置基於N個分段中的過零點數目，來決定RF信號是單音調雷達信號和脈衝壓縮雷達信號之一。控制裝置在N個分段中的過零點數目近似線性變化時，決定RF信號是脈衝壓縮雷達信號。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括頻道改變裝置，其在控制裝置決定RF信號是雷達信號時，改變網路裝置的通信頻道。
在另一個特徵中，無線網路裝置是接達點。在另一個特徵中，無線網路裝置是客戶站。
在另一個特徵中，無線網路裝置更包括：接收射頻(RF)信號的RF接收機裝置。該無線網路裝置符合下述標準中的至少一種：IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.16和802.20。
在又一個特徵中，一種用於偵測雷達的電腦方法包括：使射頻(RF)信號的預定部分相關；基於該相關產生相關信號；基於RF信號產生增益控制信號；以及基於該相關信號和該增益控制信號來選擇性地決定該RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括：在相關信號顯示RF信號不是無線資料封包時，決定該RF信號是否是雷達信號。該電腦方法更包括：在該增益控制信號顯示自動增益控制(AGC)模組的增益超過預定臨界值時，決定RF信號是否是雷達信號。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括將RF信號轉換成數位RF信號，並且在數位RF信號降低到小於預定值時產生重設自動增益控制(AGC)模組的重設信號。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括基於增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時間差異，來決定RF信號的脈衝的脈衝寬度。該方法更包括：在RF信號的預定數目個相鄰脈衝的脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度實質相等時，決定RF信號是雷達信號。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括：在增益控制信號和跟隨該增益控制信號的重設信號之間的時段期間，將數位RF信號劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數；對這N個分段中的每個分段中的過零點數目進行計數；以及基於這N個分段中的過零點數目，來決定RF信號是單音調雷達信號和脈衝壓縮雷達信號之一。該方法更包括在這N個分段中的過零點數目近似線性變化時，決定RF信號是脈衝壓縮雷達信號。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括在決定出RF信號是雷達信號時改變通信頻道。
在另一個特徵中，接達點包括該電腦方法。在另一個特徵中，客戶站包括該電腦方法。
在另一個特徵中，該電腦方法更包括接收RF信號。該電腦方法更包括符合下述標準中的至少一種：IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.16和802.20。
在再一些特徵中，上述系統和方法是利用由一個或多個處理器執行的電腦程式來實現的。電腦程式可以駐留在電腦可讀取媒體中，該電腦可讀媒體例如但不限於記憶體、非揮發性資料儲存媒體及/或其他合適的有形儲存媒體。
本發明應用之其他領域，將由以下所提出詳細說明而為明顯。應瞭解此等詳細說明與特定例雖然顯示本發明之較佳實施例，其用意僅在於說明目的，且其用意並非限制本發明之範圍。
本發明可以由以下詳細說明與所附圖式，而可以更完整地瞭解。
以下對(一個或多個)較佳實施例的說明在本質上僅是典範的而絕非意圖限制本發明及其應用或使用。為了清楚目的，在附圖中將使用相同的號碼來標識類似的元件。這裏使用的術語模組、電路及/或裝置是指：執行一個或多個軟體或韌體程式之專用積體電路(ASIC)、電子電路、處理器(共用、專用或群組的)以及記憶體；組合式邏輯電路；及/或提供所描述的功能的其他合適元件。這裏使用的片語“A、B和C中的至少一個”，應被理解為意味著邏輯(A或B或C)，使用非互斥(non－exclusive)邏輯或。應當理解，在不改變本發明的原理的情況下，方法中的步驟可以以不同的順序被執行。
現在參考第2圖，使用動態頻率選擇(DFS)以避免在5GHz頻帶中操作的無線網路通信系統和雷達信號之間的干擾。具體而言，DFS被用來從5.25~5.35GHz和5.47~5.725GHz頻率範圍中的多個不重疊的頻道中選擇不受雷達干擾(radar－free)的頻道用於無線網路通信。
第3圖中的表列出了由聯邦通信委員會(FCC)設置來用於避免雷達信號和無線網路通信之間的干擾的臨界值。因此，如果無線網路裝置在由該裝置使用的頻道中偵測到強度超過－64dBm的信號，並且干擾信號的確是雷達信號，則該裝置應當退出使用該頻道。
第4圖中的表列出了由FCC設定之DFS響應要求。因此，一旦無線網路裝置偵測到雷達，網路就在預定時間(例如10秒)內停止使用該頻道。在隨後一段時間中，例如半小時，該頻道上的通信可能被阻塞擋。
現在參考第5圖，用於雷達偵測和DFS的系統10包括自動增益控制(AGC)模組12、雷達偵測模組14、通暢頻道評估(CCA)模組16、類比－至－數位轉換器(ADC)模組18、濾波器模組20和動態頻率選擇(DFS)模組22。
AGC模組12向雷達偵測模組14提供雷達信號強度顯示器(RSSI)測量。基於RSSI，雷達偵測模組14決定射頻(RF)信號是否比預定臨界值DFSt h (例如－64dBm)更強。CCA模組16將合法的無線資料封包與其他信號區分開來，並且僅在RF信號不是合法的無線資料封包時，啟動雷達偵測模組14。雷達偵測模組14測量RF信號的參數，例如，脈衝寬度、頻率等。DFS模組22將雷達偵測模組14測得的參數與一組已知型式的雷達信號的參數相比較。如果該RF信號是已知型式的雷達信號，則系統10改變頻道。
系統10可以被實現在無線網路裝置24中，例如，接達點或客戶站。無線網路裝置24典型包括RF收發機模組26、基帶處理器(BBP)28和媒體訪問控制器(MAC)模組(或者控制模組)30。
RF收發機26接收RF信號。BBP模組28對該RF信號執行解調變、數位化和濾波。BBP模組28可以包括：AGC模組12、ADC模組18和濾波器模組20。控制模組30可以包括：雷達偵測模組14、CCA模組16和DFS模組22。
在一些實現方式中，雷達偵測模組14、CCA模組16和DFS模組22可以被實現在無線網路裝置24的BBP模組26中。而在其他實現方式中，這些模組中的至少一個可由韌體及/或軟體實現。儘管為了說明目的它們被各別顯示，但是第5圖中顯示模組中的至少一個可以利用單一模組實現。
在此併入參考之IEEE標準802.11、802.11(a)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(h)、802.11(n)、802.16和802.20界定用於組態無線網路和裝置的方式。根據這些標準，無線網路裝置可以操作於基礎結構模式或特定模式。
現在參考第6A~6B圖，其顯示在無線網路中系統10的各種典範實現方式。在第6A圖中，顯示一個基礎結構網路，該網路具有與接達點63通信的無線客戶站64－1、64－2、...、和64－X(總稱64)。接達點63可以與路由器65通信。數據機66可以提供對分散式通信系統(DCS)67的接達，其例如是網際網路、廣域網路(WAN)及/或區域網路(LAN)。在第6B圖中，客戶站64－1、64－2、...、和64－X(總稱64)被組態為處於特定模式中。接達點63及/或客戶站64可以包括系統10。
雷達信號一般可以被分成三類：短脈衝雷達信號、長脈衝或脈衝壓縮雷達信號和跳頻雷達信號。第7圖中的表格列示四個典範短脈衝雷達信號的樣本參數。在脈衝壓縮雷達信號中，載波的頻率在雷達脈衝內線性變化。例如，典型的脈衝壓縮雷達信號可能具有50~100μS的脈衝寬度(PW)、1~2mS的脈衝重復間隔(PRI)和5~20MHz的脈衝壓縮寬度。典型的跳頻雷達信號可能具有1μS的PW、333μS的PRI和每跳9個脈衝。在實際應用中使用的雷達信號的參數值可以改變。
現在參考第8A~9B圖，這些圖中顯示對不同型式的RF信號的AGC增益響應。第8A圖顯示對跟隨有無線資料封包的脈衝壓縮雷達脈衝的AGC增益的響應。第8B圖顯示在AGC關閉時由ADC模組18接收到的脈衝壓縮雷達脈衝74和無線資料封包72的典範樣本。第8B圖還顯示在AGC關閉時輸入到ADC模組18的信號的變化73，這對應於脈衝壓縮雷達的變動頻率。第9A圖顯示對跟隨有無線資料封包的三個雷達脈衝的猝發的AGC增益響應。第9B圖詳細顯示AGC增益響應於雷達脈衝的減小78和增大80。
當RF收發機26接收到RF信號時，AGC模組12的增益減小到小於正常值的值。在一段時間後AGC模組12的增益返回到正常值。AGC模組12的增益返回正常值所花費的時間，取決於RF信號的各個參數，例如，信號強度、脈衝寬度、頻率等。AGC模組12使用雷達信號強度顯示器(RSSI)來向雷達偵測模組14顯示RF信號的強度。如果RSSI超過臨界值DFSt h ，例如－64dBm，則雷達偵測模組14執行雷達偵測。
CCA模組16決定RF信號是否是合法的無線資料封包。合法的無線資料封包中的前序(preamble)包括標準序列。CCA模組16對前序中的序列執行相關，來決定RF信號是否是合法的無線資料封包。當RF信號不是合法的無線資料封包時，CCA模組16使用CCA信號來啟動雷達偵測模組14。因此，CCA模組16防止了錯誤地觸發雷達偵測模組14。即，當RF信號是合法的無線資料封包時，CCA模組16防止了雷達偵測模組14執行雷達偵測和DFS。另外，CCA模組16防止了雷達偵測模組14被藍牙干擾器(jammer)錯誤地觸發。
ADC模組18將RF信號從類比格式轉換成數位格式。在RF信號結束處，ADC模組18的輸出降低到較低的值。雷達偵測模組14監控ADC模組18的輸出。當ADC模組18的輸出降低到低於預定臨界值並且保持在低於該預定臨界值持續一段時間時，雷達偵測模組14偵測到ADC低負載運轉(under－run)狀況。ADC低負載運轉狀況顯示RF信號脈衝的結束。雷達偵測模組14基於ADC低負載運轉狀況來決定RF信號的特性，例如，脈衝寬度(PW)、頻率等。
濾波器模組20典型地包括低通濾波器，其對ADC模組18的輸出進行濾波。雷達偵測模組14基於濾波器模組20的輸出決定RF信號是單音調雷達還是脈衝壓縮雷達。另外，雷達偵測模組14還基於濾波器模組20的輸出，決定RF信號的頻率。
雷達偵測模組14測量RF信號的參數，例如，脈衝寬度、頻率(例如，脈衝壓縮頻率、單音調頻率等)，以及脈衝重復間隔(PRI)。DFS模組22將雷達偵測模組14測得的參數與第7圖中的表格中顯示的典範參數進行比較，以決定RF信號是否是已知型式的雷達信號。
特定而言，當RF信號的信號強度超過DFSt h 並且CCA模組16顯示該RF信號不是合法的無線資料封包時，雷達偵測模組14如下測量RF信號的每個脈衝的脈衝寬度。雷達偵測模組14基於AGC模組12產生的RSSI信號決定脈衝的開始。RSSI信號在AGC臨界值跨過－64dBm臨界值時顯示脈衝開始。脈衝結束由雷達偵測模組14在每個脈衝結束時檢測出的ADC低負載運轉狀況顯示。雷達偵測模組14通過對脈衝開始時間和脈衝結束時間之間的差異，進行計數來計算脈衝的寬度。
另外，在在脈衝結束時接收到ADC低負載運轉信號後，雷達偵測模組14產生信號，將AGC模組12的增益重設到正常值。除非這樣重設，否則AGC模組12的增益將花費較長的時間返回到正常值，並且在此時間段中進入資料可能失去。
現在參考第10圖，雷達偵測模組14測量RF信號的頻率，來決定該RF信號是單音調雷達信號還是脈衝壓縮雷達信號。當AGC模組12的增益下降到小於預定臨界值DFSt h (典型為－64dBm)時，RF脈衝的期間被劃分成多個等時間寬度的分段或區域，稱作區段。區段的數目典型地與脈衝寬度成正比。每個區段的寬度與頻率測量的解析度成正比。
雷達偵測模組14測量每個區段中的RF信號的頻率。許多方法可以用來測量頻率，例如，傅立葉轉換(例如，DFT、FFT)、過零法等。雷達偵測模組14使用過零法，因為過零法比傅立葉轉換法較不複雜。
現在參考第11圖，在該圖中相對於區段指數繪出每個區段中的過零點數目。雷達偵測模組14通過對區段內部的過零點數目進行計數來測量頻率。區段中的過零點數目與該區段中的RF信號的頻率直接成正比。即，頻率越高，過零點數目越多。特定而言，線性圖顯示頻率中的線性變化。頻率線性變化顯示RF信號可能是脈衝壓縮雷達。低於預定臨界值的過零點數目被忽略，因為非常低的過零點數目可能對隨機雜訊敏感。
現在參考第12圖和第13圖，雷達偵測模組14如下決定RF信號是否是脈衝壓縮雷達。最初，雷達偵測模組14決定相鄰區段中的過零點數目之間的差di 是否超過臨界值。如果是，則RF信號不是單音調雷達，而是可能是脈衝壓縮雷達。否則，雷達偵測模組14決定出該RF信號是單音調雷達信號，並且產生isTone信號。
雷達偵測模組14通過進一步決定：對於所有i的(di ~di － 1 )的絕對值是否小於預定臨界值，來確認RF信號是否是脈衝壓縮雷達。如果是，並且頻率改變是線性的，則RF信號是脈衝壓縮雷達。雷達偵測模組14產生isChirp信號。
因此，如果di 超過預定臨界值，並且(di ~di － 1 )的絕對值小於預定臨界值，則雷達偵測模組14決定出RF信號是脈衝壓縮雷達。第12圖顯示當脈衝壓縮雷達的脈衝以接收該雷達信號的DFS致能的裝置的中心頻率為中心時、過零點數目的均勻分佈。第13圖顯示當脈衝壓縮雷達的脈衝不以接收該雷達信號的DFS致能的裝置的中心頻率為中心時、過零點數目的不均勻分佈。
雷達偵測模組14向DFS模組22提供對每個脈衝的參數的測量，例如，脈衝寬度、頻率、脈衝重復間隔(PRI)等。DFS模組22決定對於預定數目個連續脈衝所測得的脈衝寬度是否相等。如果是，則DFS模組22將測得的脈衝寬度與第7圖中的表格中顯示的典範脈衝寬度相比較。如果測得的脈衝寬度與已知型式的雷達脈衝的脈衝寬度匹配，則DFS模組22決定出該RF信號是雷達信號。
另外，MAC模組30向DFS模組22提供每個使AGC模組12的增益降低到小於DFSt h 臨界值的RF信號的時間印記。DFS模組22決定該RF信號的預定數目個連續脈衝之間的時間間隔(間距)(即，脈衝重復率或PRI)是否實質上相等。如果是，則DFS模組22將PRI與例如第7圖中的表格中顯示的那些雷達信號的典範PRI值相比較，以決定該RF信號是否是雷達信號。
如果DFS模組22決定出RF信號是雷達信號，則系統10決定應當改變頻道。系統10控制網路裝置24的正常操作的中斷。系統10通過響應於接收到的每個RF干擾不能將雷達偵測和DFS致能，來達成這一點。相反，系統10在將雷達偵測和DFS致能之前，系統10篩選並限定輸入RF信號。例如，如果接收到的RF信號是具有與已知雷達信號的參數匹配的參數的單音調雷達或脈衝壓縮雷達，或者如果接收到的RF信號是持續時間非常短的脈衝，則系統10產生dfsDetected信號來顯示網路裝置24應當改變頻道。
現在參考第14圖，DFS有限狀態機100具有被動(非主動)狀態S0 、主動狀態S1 和等待狀態S2 。狀態機100在RSSI超過DFSt h 時從狀態S0 改變到S1 並且保持在狀態S1 中，除非CCA模組16確認接收到的RF信號是合法的無線資料封包。在狀態S1 中，狀態機100測量RF信號的脈衝的參數，例如，脈衝寬度、頻率等。
狀態機100在狀態S1 中還決定RF信號是否是單音調或者脈衝壓縮雷達信號。如果是並且如果該雷達信號的參數與已知雷達型式的參數匹配，則狀態機100顯示偵測出的雷達信號的型式(例如，單音調或脈衝壓縮)，並且顯示DFS被偵測到。在脈衝結束處，AGC增益被重設到正常值，然後狀態機返回狀態S0 。
如果狀態機100在狀態S1 中決定出RF信號不是已知型式的雷達信號，則狀態機100在狀態S2 中等待，直到干擾結束或者直到AGC增益被重設到正常值。狀態機100返回狀態S0 。取決於已知雷達信號的參數值，可以對狀態機100中的每個步驟的定時設計。
現在參考第15圖，該圖顯示開始於步驟152的用於雷達偵測和DFS的方法150。雷達偵測模組14在步驟154中決定RF信號的RSSI是否超過DFSt h 。如果否，則方法150返回到步驟152。如果是，則雷達偵測模組14在步驟156中進一步決定所接收到的RF信號是否是CCA模組16所顯示的合法的無線資料封包。如果是，則方法150返回到步驟152。如果否，則在步驟158中雷達偵測模組14測量RF信號的諸如脈衝寬度、頻率之類的參數，直到在步驟160中偵測到脈衝結束為止。
在脈衝結束時，雷達偵測模組14在步驟162中重設AGC增益。DFS模組22在步驟164中將由雷達偵測模組14測得的參數，與已知型式的雷達信號的典範參數相比較，並且決定該RF信號是否是已知型式的雷達信號。如果是，則方法150在步驟166中決定出應當改變頻道。否則，方法150返回到步驟152。
現在參考第16A~16D圖，這些圖顯示本發明的各種典範實現方式。現在參考第16A圖，本發明可在高畫質電視(HDTV)420中實現。本發明可以實現在HDTV 420的信號處理及/或控制電路(在第16A圖中一般被標識為422)和大容量資料儲存裝置427之一或二者中。HDTV 420接收有線或無線格式的HDTV輸入信號，並產生用於顯示器426的HDTV輸出信號。在一些實現方式中，HDTV 420的信號處理電路及/或控制電路422及/或其他電路(未圖示)可以處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料及/或執行可能需要的任何其他型式的HDTV處理。
HDTV 420可以與在諸如光及/或磁儲存裝置之類的裝置中以非揮發性形式儲存資料的大容量資料儲存裝置427通信。這些裝置例如可以包括硬碟驅動器HDD及/或DVD。HDD可以是包括一個或多個直徑小於大約1.8”的碟片的迷你HDD。HDTV 420可以連接到記憶體428，例如RAM、ROM、低延遲非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)，及/或其他合適的電子資料儲存裝置。HDTV 420還可支援經由WLAN網路介面429與WLAN的連接。
現在參考第16B圖，本發明可被實現在可以包括行動天線451的行動電話450中。本發明可以實現及/或被實現在行動電話450的信號處理及/或控制電路(在第16B圖中一般被標識為452)和大容量資料儲存裝置464之一或二者中。在一些實現方式中，行動電話450可以包括麥克風456、諸如揚聲器及/或音頻輸出插孔之類的音頻輸出458、顯示器460，以及/或者輸入裝置462，例如，鍵盤、點選裝置、語音致動及/或其他輸入裝置。行動電話450中的信號處理及/或控制電路452及/或其他電路(未圖示)可以處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料及/或執行其他行動電話功能。
行動電話450可以與在諸如光及/或磁儲存裝置之類的裝置中以非揮發性形式儲存資料的大容量資料儲存裝置464通信。這些裝置例如可以包括硬碟驅動器HDD及/或DVD。HDD可以是包括一個或多個直徑小於大約1.8”的碟片的迷你HDD。行動電話450可以連接到記憶體466，例如RAM、ROM、低延遲非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)，及/或其他合適的電子資料儲存裝置。行動電話450還可支援經由WLAN網路介面468與WLAN的連接。
現在參考第16C圖，本發明可被實現在機上盒480中。本發明可以實現在信號處理及/或控制電路之一或二者(其中信號處理及/或控制電路在第16C圖中總地標作484)中。機上盒480接收來自例如寬帶源這樣的源的信號，並輸出適合於例如電視及/或監視器及/或其他視頻及/或音頻輸出裝置這樣的顯示器488的標準及/或高清晰度音頻/視頻信號。機上盒480的信號處理及/或控制電路484及/或其他電路(未圖示)可以處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料及/或執行任何其他機上盒功能。
機上盒480可以與以非揮發性方式儲存資料的大容量資料儲存裝置490通信。大容量資料儲存裝置490可包括光及/或磁儲存裝置，例如硬碟驅動器HDD及/或DVD。HDD可以是包括一個或多個直徑小於大約1.8”的碟片的迷你HDD。機上盒480可以連接到記憶體494，例如RAM、ROM、低延遲非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)，及/或其他合適的電子資料儲存裝置。機上盒480還可支援經由WLAN網路介面496與WLAN的連接。
現在參考第16D圖，本發明可以實現在媒體播放機500中。本發明可以實現在信號處理及/或控制電路之一或二者(其中信號處理及/或控制電路在第16D圖中總地標作504)中。在一些實現方式中，媒體播放機500包括顯示器507及/或用戶輸入508，例如鍵盤、觸摸板等。在一些實現方式中，媒體播放機500可採用圖形用戶介面(GUI)，該GUI一般採用經由顯示器507及/或用戶輸入508的選單、下拉選單、圖像及/或指向－點選介面。媒體播放機500更包括音頻輸出509，例如揚聲器及/或音頻輸出插孔。媒體播放機500的信號處理及/或控制電路504及/或其他電路(未圖示)可以處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料及/或執行任何其他媒體播放機功能。
媒體播放機500可以與以非揮發性方式儲存例如壓縮音頻及/或視頻內容這樣的資料的大容量資料儲存裝置510通信。在一些實現方式中，壓縮音頻檔案包括遵從MP3格式或其他合適的壓縮音頻及/或視頻格式的檔案。大容量資料儲存裝置可包括光及/或磁儲存裝置，例如硬碟驅動器HDD及/或DVD。HDD可以是包括一個或多個直徑小於大約1.8”的碟片的迷你HDD。媒體播放機500可以連接到記憶體514，例如RAM、ROM、低延遲非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)，及/或其他合適的電子資料儲存裝置。媒體播放機500還可支援經由WLAN網路介面516與WLAN的連接。除了上述實現方式外，還可以設想其他實現方式。
本領域的技術人員現在可從上面的描述中理解，本發明的廣泛揭示可以用各種形式來實現。因此，雖然結合本發明的特定例描述本發明，但是本發明的真實範圍不應限於此，因為在研究了附圖、說明書以及以下申請專利範圍後，其他的修改對於本技術領域的人士將為明顯。
10．．．系統
12．．．自動增益控制模組
14．．．雷達偵測模組
16．．．通暢頻道評估模組
18．．．類比－至－數位轉換器模組
20．．．濾波器模組
22．．．動態頻率選擇模組
24．．．無線網路裝置
26．．．射頻收發機模組
28．．．基帶處理器
30．．．媒體訪問控制器模組
63．．．接達點
64－1．．．客戶站
64－2．．．客戶站
64－x．．．客戶站
65．．．路由器
66．．．數據機
67．．．分散式通信系統
150．．．方法
152、154．．．步驟
156、158．．．步驟
160、162．．．步驟
164、166．．．步驟
420．．．高畫質電視
422．．．信號處理及/或控制電路
426．．．顯示器
427．．．大容量資料儲存裝置
428．．．記憶體
429．．．WLAN網路介面
450．．．行動電話
451．．．行動天線
452．．．信號處理及/或控制電路
456．．．麥克風
458．．．音頻輸出
460．．．顯示器
462．．．輸入裝置
464．．．大容量資料儲存裝置
466．．．記憶體
468．．．WLAN網路介面
480．．．機上盒
484．．．信號處理及/或控制電路
488．．．顯示器
490．．．大容量資料儲存裝置
494．．．記憶體
496．．．WLAN網路介面
500．．．媒體播放機
504．．．信號處理及/或控制電路
507．．．顯示器
508．．．用戶輸入
509．．．音頻輸出
510．．．大容量資料儲存裝置
514．．．記憶體
516．．．WLAN網路介面
第1圖顯示根據習知技術的典範雷達信號；第2圖顯示典範的頻帶，其中可以根據本發明採用雷達偵測和動態頻率選擇(DFS)；第3圖列示本發明使用以偵測雷達並實施DFS的典範的信號強度臨界值；第4圖列示各種典範時間，其中此根據本發明之無線網路裝置偵測雷達並實施DFS；第5圖是用於在無線網路中偵測雷達並實施DFS的典範系統的功能方塊圖；第6A圖顯示實現本發明並且在無線網路中以基礎結構模式操作的客戶站；第6B圖顯示實現本發明並且在無線網路中以特定模式操作的接達點和客戶站；第7圖列示根據本發明可用來偵測雷達並實施DFS的各種典範短脈衝雷達信號的參數；第8A圖顯示根據本發明對跟隨有無線資料封包的脈衝壓縮雷達脈衝AGC增益之典範響應；第8B圖顯示根據本發明在自動增益控制(AGC)關閉時、類比－至－數位轉換器(ADC)接收到的脈衝壓縮雷達脈衝和無線資料封包的典範樣本；第9A圖顯示根據本發明對跟隨有無線資料封包的三個雷達脈衝的猝發的AGC增益之典範響應；第9B圖顯示根據本發明之AGC增益響應於雷達脈衝的典範減小和增大；第10圖顯示根據本發明用於測量雷達脈衝頻率的典範方法；第11圖是根據本發明，區段中的過零點數目作為區段數目的函數的圖；第12圖是根據本發明，當雷達脈衝以載波為中心時，區段中的過零點數目作為區段數目的函數的圖；第13圖是根據本發明，當雷達脈衝不以載波為中心時，區段中的過零點數目作為區段數目的函數的圖式；第14圖是根據本發明的有限DFS狀態機的狀態圖；第15圖是根據本發明用於雷達偵測和DFS的方法的流程圖；第16A圖是高畫質電視的功能方塊圖；第16B圖是行動電話的功能方塊圖；第16C圖是機上盒的功能方塊圖；以及第16D圖是媒體播放機的功能方塊圖。
10．．．系統
12．．．自動增益控制模組
14．．．雷達偵測模組
16．．．通暢頻道評估模組
18．．．類比－至－數位轉換器模組
20．．．濾波器模組
22．．．動態頻率選擇模組
24．．．無線網路裝置
26．．．射頻收發機模組
28．．．基帶處理器
30．．．媒體訪問控制器模組

Claims (15)

  1. 一種無線網路裝置，包括：相關模組，其使射頻(RF)信號的預定部分相關，並且基於該預定部分的該相關產生相關信號；自動增益控制(AGC)模組，其基於該射頻信號產生增益控制信號；轉換器模組，將該射頻信號轉換成數位射頻信號；以及控制模組，其基於該相關信號和該增益控制信號選擇性地決定該射頻信號是否是雷達信號，並且在該數位射頻信號之值減小到小於預定值時，產生重設該自動增益控制模組的重設信號，其中，該控制模組在該增益控制信號和跟隨該增益控制信號的該重設信號之間的時段期間，將該數位射頻信號劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數；對該N個相等分段中的每個分段中的過零點數目進行計數；決定該N個相等分段中的一第一個分段的該過零點數目與該N個相等分段中的一第二個分段的該過零點之間的一第一差異；在該第一差異大於或等於一第一預定臨界值時，決定該射頻信號是一脈衝壓縮雷達信號；以及在該第一差異小於該第一預定臨界值時，決定該射頻信號是一單音調雷達信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，其中在該相關信號顯示該射頻信號不是無線資料封包時，該控制模組決定該射頻信號是否是雷達信號。
  3. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，其中在該增益控制信號顯示該自動增益控制模組的增益超過預定臨界值時，該控制模組決定該射頻信號是否是雷達信號。
  4. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，其中該控制模組基於該增益控制信號和跟隨該增益控制信號的該重設信號之間的時間差異，來決定該射頻信號的脈衝的脈衝寬度。
  5. 如申請專利範圍第4項之無線網路裝置，其中在該射頻信號的預定數目個相鄰脈衝的該脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度實質上相等時，該控制模組決定該射頻信號是雷達信號。
  6. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，其中在該N個相等分段中的該過零點數目線性變化時，該控制模組決定該射頻信號是脈衝壓縮雷達信號。
  7. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，更包括頻道改變模組，其在該控制模組決定該射頻信號是雷達信號時，改變該網路裝置的通信頻道。
  8. 如申請專利範圍第1項之無線網路裝置，其中該無線網路裝置包括一接達點。
  9. 一種用於偵測雷達之方法，該方法包括：使射頻信號的預定部分相關；基於該相關產生相關信號；基於該射頻信號產生增益控制信號；基於該相關信號和該增益控制信號來選擇性地決定該射頻信號是否是雷達信號；將該射頻信號轉換成數位射頻信號；在該數位射頻信號之值降低到小於預定值時，產生重設自動增益控制模組的重設信號；在該增益控制信號和跟隨該增益控制信號的該重設信號之間的時段期 間，將該數位射頻信號劃分成N個相等分段，其中N是大於1的整數；對該N個相等分段中的每個分段中的過零點數目進行計數；決定該N個相等分段中的一第一個分段的該過零點數目與該N個相等分段中的一第二個分段的該過零點之間的一第一差異；在該第一差異大於或等於一第一預定臨界值時，決定該射頻信號是一脈衝壓縮雷達信號；以及在該第一差異小於該第一預定臨界值時，決定該射頻信號是一單音調雷達信號。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，更包括在該相關信號顯示該射頻信號不是無線資料封包時，決定該射頻信號是否是雷達信號。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，更包括在該增益控制信號顯示該自動增益控制模組的增益超過預定臨界值時，決定該射頻信號是否是雷達信號。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法，更包括基於該增益控制信號和跟隨該增益控制信號的該重設信號之間的時間差異，來決定該射頻信號的脈衝的脈衝寬度。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，更包括在該射頻信號的預定數目個相鄰脈衝的該脈衝寬度與預定雷達脈衝的脈衝寬度實質相等時，決定該射頻信號是雷達信號。
  14. 如申請專利範圍第9項之方法，更包括在該N個相等分段中的該過零點數目線性變化時，決定該射頻信號是脈衝壓縮雷達信號。
  15. 如申請專利範圍第9項之方法，更包括在決定出該射頻信號是雷達信號時，改變通信頻道。
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