专利名称：用于可靠地检测和避免周期性间歇干扰的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更特别地涉及用于可靠地检测和避免
无线设备上的间歇干扰(PII)的方法和系统。
背景技术：
当使用不能接收和解码语音并控制噪声信道上的分组的手 持设备时，WiFi语音系统的端用户可能经历较差的音频质量乃至呼叫 丢失。例如，微波炉发出的周期性间歇干扰(PII)可能扰乱或损害接 入点与根据IEEE 802.11标准而实现(并在2.4GHz频带中操作)及与 之相关联以获得网络连接性的接入点之间的通信的手持设备。家用微 波炉使用磁控管，该磁控管在北美洲一般在16.67ms (1/60Hz)(在世 界的其它地方为20ms， 1/50Hz)周期内以约50%的占空因数操作。换 言之，发出的能量的定时特性一般可以被描述为方波，其循环开启约 8.33ms，然后循环关闭约8.33ms (在世界的其它地方开启/关闭约 10ms)。需要有一种避免来自其它设备的信道上干扰的手段，用于改 善拥有并操作WiFi语音服务的端用户的音频质量体验。考虑使用IEEE 802.11所定义的接入方法的WLAN语音 (VoWLAN)手持装置。该接入方法利用称为空闲信道评估(CCA) 算法的冲突感测机制，该冲突感测机制感测信道上的能量水平。由于 使用此算法来在能量高于某一阈值时推迟信道接入，所以现有方案看 起来已经非常适合于感测微波干扰。然而，在某些情况下，检测性能 可能仍然受损。此方案的主要缺点是，在链路的一端或两端处干扰水 平低于CCA阈值但仍然高到足以导致低C/I并因此而导致分组丢失的 情况。
对于VoWLAN应用，重传通常在MAC层被发起，并且通 常被限于6次左右。在零与在标准中对于每次重试所指定的竞争窗口 长度之间随机地画出重传之间的回退周期。考虑到IEEE 802.11分布式 协调功能，对于之后为6次重传的初始传送尝试，累计回退时间均匀 地分布在0.238ms与27.5ms之间。因此，如果未检测到微波炉(通过 CCA算法)，并且在磁控管的开启循环期间发生初始分组传送尝试， 则在开启循环结束之前，所有重传尝试可能发生(并失败)。—个专利提出在存在间歇干扰的情况下增大WLAN信息速 率以便减小分组长度并因此减小与干扰冲突的可能性。这种方法未设 法避免干扰。另外，越高的数据速率具有越小的范围。其它专利公布 提出避免在检测到间歇干扰的那些频率/信道上进行发射，和/或在其周 围调度传输。许多微波炉跨越整个ISM频带而发出干扰，因此，可能 不存在空闲频率或信道。关于在所检测的干扰周围调度传输，某些微 波炉具有受到不良限定的发射特性vs.时间，因此，可能并不总是可以 可靠地检测循环定时。
发明内容
因为实施例包括选择具有最高PII水平的信道或相邻信道， 所以根据本发明的实施例可以提供一种以可能被认为违反直觉的方式 来检测和避免周期性间歇干扰(PII)的可靠的方法和系统。在本发明的第一实施例中， 一种在存在周期性间歇干扰 (PII)的情况下进行信道选择方法可以包括在当前信道上监视PII以 及当在当前信道上检测到PII时选择具有最高水平的PII的信道或相邻 信道的步骤。可以通过选择已知PII干扰的预置信道或通过直接测量多 个信道上的能量水平来完成选择具有最高水平的PII的信道或相邻信 道的步骤。该方法还可以包括当在当前信道上不再检测到PII时切换到 优选或更加空闲的信道的步骤。该方法还可以包括向接入点或向与该 接入点通信的手持装置发送信道切换请求的步骤。该方法还可以包括
6从手持装置或从与该手持装置通信的接入点接收信道切换请求的步 骤。该方法还可以包括手持装置在检测到PII时向服务接入点发送信道 切换请求消息的步骤，其中，该消息包括切换到在中心频率上接近于 PII的信道的信道切换请求、PII检测指示信号或干扰统计或测量。监 视的步骤可以包括跟踪等时业务的重传统计或跟踪与微波炉干扰的时 间特性对应的信道探测请求失败，并且其中，如果重传统计超过预定 阈值，或者如果探测失败请求超过另一预定阈值，则检测到PII。在本发明的第二实施例中， 一种在存在周期性间歇干扰
(PII)的情况下进行信道选择的系统可以包括收发信机和耦合到该收 发信机的处理器。该处理器可以被编程为，在当前信道上监视PII并且 当在当前信道上检测到PII时选择具有最高水平的PII的信道或相邻信 道。该处理器可以被编程为，通过跟踪等时业务的重传统计或通过跟 踪与微波炉干扰的时间特性对应的信道探测请求失败来进行监视，并 且其中，如果重传统计超过预定阈值或者如果探测失败请求超过另一 预定阈值，则检测到PII。该处理器还可以被编程为，当在当前信道上 不再检测到PII时切换到优选或更加空闲的信道。该处理器还可以被编 程为，通过选择已知PII干扰的预置信道来选择具有最高水平的PII的 信道或相邻信道。该处理器还可以被编程为，通过直接测量多个信道 上的能量水平来自适应地选择具有最高水平的PII的信道或相邻信道。 该处理器还可以被编程为，向接入点或向与该接入点通信的手持装置 发送信道切换请求或者替换地从手持装置或与该手持装置通信的接入 点接收信道切换请求。该处理器还可以替换地被编程为，在检测到PII 时向服务接入点发送信道切换请求消息，并且其中，所述消息包括切 换到在中心频率上接近于PII的信道的信道切换请求、PII检测指示信
号或干扰统计或测量。该系统可以是WLAN或WiMAX或WiFi通信
系统中的接入点或便携式移动站。在本发明的第三实施例中，一种具有在存在周期性间隙干扰 (PII)的情况下进行信道选择的系统的便携式通信设备可以包括收发信机、耦合到该收发信机的PII检测器、以及耦合到该收发信机和该 PII检测器的处理器。该处理器可以被编程为，在当前信道上监视PII 以及当在当前信道上检测到PII时选择具有最高水平的PII的信道。该 处理器还可以被编程为在检测到PII时向服务接入点发送信道切换请 求消息，并且其中，所述消息包括切换到在中心频率上接近于PII的信 道的信道切换请求、PII检测指示信号或干扰统计或测量。本文所使用的术语"一"被定义为一个或一个以上。本文所 使用的术语"多个"被定义为两个或两个以上。本文所使用的术语"另 一个"被定义为至少有第二个或更多。本文所使用的术语"包括"和/ 或"具有"被定义为"包含"(即开放式语言)。本文所使用的术语 "耦合"被定义为连接，但不一定是直接连接，且不一定是机械连接。本文所使用的术语"程序"、"软件应用"等被定义为经设
计用于在计算机系统上执行的指令序列。程序、计算机程序、或软件 应用可以包括子程序、函数、进程、对象方法、对象实现、可执行应
用、小程序、伺服小程序、应用程序(midlet)、源代码、目标代码、 共享库/动态加载库和/或经设计用于在计算机系统上执行的其它指令
序列。本文所使用的"处理器"可以是任何适当的部件或部件的组合， 包括能够执行关于本发明方案所描述的处理的任何适当硬件或软件。当依照本文所描述的发明方案来配置其他实施例时，其它实 施例可以包括用于执行的系统以及用于促使机器执行本文公开的各种 处理和方法的机器可读存储装置。
图1是依照本发明的实施例的检测和避免PII的方法的流程图。图2是示出依照本发明的实施例的经受PII的通信系统的方框图。
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图3是示出依照本发明的实施例的检测和避免PII的另一种
方法的流程图。图4是示出依照本发明的实施例的检测和避免PII的又一种 方法的流程图。图5是示出依照本发明的实施例的检测和避免PII的又一种 方法的流程图。图6是依照本发明的实施例的用于检测和避免PII的系统的 图示。
具体实施例方式虽然本说明书以限定被认为是新颖的本发明实施例的特征 的权利要求书结束，但相信，通过结合附图来考虑以下说明将更好地 理解本发明，在附图中，延续使用相同的附图标记。参照图1，示出在存在周期性间歇干扰(PII)的情况下进行 信道选择的方法10的流程图可以包括在当前信道上监视PII的步骤 12，其可以包括在可选步骤14通过跟踪等时业务的重传统计或通过跟 踪与微波炉的时间特性对应的信道探测请求失败来进行监视，并且， 其中，如果重传统计超过预定阈值或者如果探测失败请求超过另一预 定阈值，则检测到PII。该方法还可以包括步骤16，即当在当前信道上 检测到PII时选择具有最高水平的PII的信道或相邻信道，其可以可选 地包括步骤18，即选择PII干扰已知的预置信道或通过直接测量多个 信道上的能量水平来自适应地进行选择。在步骤20，当在当前信道上 不再检测到PII时，该方法可以切换到优选或更加空闲的信道。该方法 在步骤22可以向接入点或与接入点通信的手持装置发送信道切换请 求，或在步骤24可以从手持装置或从与手持装置通信的接入点接收信 道切换请求。当检测到PII时，该方法可以替换地在步骤26向服务接 入点发送信道切换请求消息，并且，其中，所述消息包括切换到在中 心频率上接近于PII的信道的信道切换请求、PII检测指示信号和/或干 扰统计或测量。
参照图2，示出了经受PII的简单通信系统30。系统30可 以包括可操作地耦合到接入点(AP) 34的Wifi或WLAN或WiMAX
无线电收发信机单元或通信手持装置32。接入点34可以经由通信网络 36而耦合到计算机或服务器38。 PII源39可以是许多设备，但是在大 多数情况下，将可能是微波炉。本文的实施例提供一种信道选择方案以在存在周期性间歇 干扰(PII)的情况下改善性能。当在当前信道上检测到PII时，该方 案可以选择具有最高水平的PII的信道或与之相邻的信道。可以通过间 接手段或通过对干扰功率的直接测量来确定具有最多PII能量的信道， 或者可以基于典型PII生成设备的操作频率(例如，对于微波炉，为 2.45GHz)来假设具有最多PII能量的信道。这种方法将链路两端处的 现有信道感测实现(例如CCA)在检测PII是有效的可能性最大化， 尤其是当干扰源远离链路的一端和/或具有相对低的功率时。当不再检 测到干扰时，可以可选地发生到优选和/或更加空闲的信道的切换。参照图3， 一种在移动通信设备或移动站处检测和选择信道 的方法40可以包括在判定块41确定PII是否在当前信道上的步骤。如 果指示了 PII，则移动通信设备可以在步骤42向其服务接入点(AP) 发射信道切换请求消息。此类切换请求消息可以可选地包括切换到在 中心频率上接近于PII源或干扰者的信道的信道切换请求或"检测到 PII"信号或干扰测量或统计。在步骤43，移动通信设备可以在从其服 务AP接收到信道切换命令时切换信道。如果在判定块41没有指示PII， 则该方法还可以在判定块44确定是否提供了空闲信道指示。如果没有 指示空闲信道，则该方法就结束。如果在判定块44指示了空闲信道， 则移动通信设备可以可选地请求信道切换(经由DFS或通过IEEE 802.11标准或其它标准下的其它方式)。参照图4，示出了一种在接入点(AP)处检测和选择信道的方法50，其中，与AP通信的移动无线通信设备包括PII检测器。方法 50可以包括在判定块51确定是否从移动无线设备接收到指示PII的检 测的消息。如果在判定块51指示了 PII，则如果当前信道尚未处于在 中心频率上接近于PII源或干扰者的信道上，AP在步骤52发起信道切 换。如果在判定块51没有接收到指示接收到PII的检测的消息，则在 判定块53作出是否从移动无线设备接收到指示信道无PII的消息的判 定。如果在判定块53接收到空闲信道消息，则该方法可以在步骤54 使AP可选地命令信道切换。如果没有指示空闲信道，则该方法就结束。参照图5，示出了一种在接入点(AP)处检测和选择信道的 方法55，其中，AP包括PII检测器。方法55可以包括在判定块56确 定是否指示了PII的步骤。如果在判定块56指示了PI1，则如果当前信 道尚未处于在中心频率上接近于PII源或干扰者的信道上，AP在步骤 57发起信道切换。如果在判定块56没有指示PII的检测，则在判定块 58作出是否指示了无PII的信道的判定。如果在判定块58指示了空闲 信道，则该方法可以在步骤59使AP可选地命令信道切换。如果没有 指示空闲信道，则该方法就结束。本文的实施例可以在AP、手持装置、或这两者中实现，而 不管PII检测器位于何处。在一个实施例中，在手持装置中实现选择方 案和PII检测器两者。在这种情况下，例如，可能由手持装置通过对 802.11h信道切换器制的扩展的使用，来作出信道切换请求。在选择方 案在AP中实现且PII检测在手持装置中实现的替代实施例中，例如， 可以使PII检测作为802.11k类型的测量(即"RF信道知识")与AP 相关。本文的实施例公开了一种新颖且违反直觉的方案(因为所选 的信道是具有最高干扰能量的信道)以使链路两端处的设备检测PII的 存在的能力最大化。这样做时，本文的实施例使得系统能够利用某些 类型的PII中的长(相对于语音分组长度)"静止"周期，所述某些类
11型的PII类似于微波炉所产生的PII。本文的实施例并不试图通过频率 选择来避免干扰，所述频率选择是现有技术中提出的技术，如上所述， 在微波炉跨越整个ISM频带而发出相对高的功率水平的情况下，该技 术可能无法有效地工作。本文的实施例还不必要依赖于复杂且耗尽功
率的干扰波形或起始定时标识(onset timing identification)和一些现有 技术中也提出的潜在地不可靠的方法(尤其是在某些烘箱和/或某些拓 扑结构的情况下，如当干扰源远离链路的一端时)。作为替代，本文 的实施例可以仅仅使用周期性间歇干扰的检测(直接或间接)，不必 使用其定时特性。所述实施例可以在Wifi、 WLAN、或WiMAX手持 装置或双模蜂窝式/WiFi (或WLAN或WiMAX)手持装置上实现，且 一般可以被用于任何WiFi/WLAN/WiMAX语音系统。图6描绘计算机系统200形式的机器的示例性图形表示，在 该机器内，当指令集被执行时，可以促使机器执行上述的任何一种或 多种方法。在某些实施例中，该机器作为独立设备而操作。在某些实 施例中，该机器可以(例如使用网络)连接到其它机器。在联网部署 中，该机器可以充当服务器-客户端用户网络环境中的服务器或客户端 用户机而操作，或者作为对等(或分布式)网络环境中的对等机。例 如，该计算机系统可以包括接受设备201和发送设备250，反之亦然。该机器可以包括服务器计算机、客户端用户计算机、个人计 算机(PC)、平板式PC、个人数字助理、蜂窝式电话、膝上型计算机、 台式计算机、控制系统、网络路由器、交换机或网桥、或能够执行指 定将由机器采取的动作的指令集(顺序的或其他的)的任何机器，更 不必说移动服务器。应理解的是，本公开的设备广泛地包括提供语音、 视频或数据通信的任何电子设备。此外，虽然示出了单个机器，但是 还应认为术语"机器"包括单独或共同地执行一个(或多个)指令集 以执行本文所讨论的任何一种或多种方法的机器的任何集合。计算机系统200可以包括控制器或处理器202 (例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU或两者))、主存储器204和 静态存储器206，其经由总线208而相互通信。计算机系统200还可以 包括诸如视频显示器单元210等呈现设备(例如液晶显示器(LCD)、 平面显示器、固态显示器、或阴极射线管(CRT))。计算机系统200 可以包括输入设备212 (例如键盘)、光标控制设备214 (例如鼠标)、 磁盘驱动单元216、信号生成设备218 (例如还可以充当呈现设备的扬 声器或遥控器)和网络接口设备220。所述实施例还可以可选地包括用 于切换到具有最高PII的信道(或相邻信道)的模块213和可以以硬件 或软件或其任何组合来实现的PII检测器215 (诸如间接或推测检测器 或直接检测器)。这些功能可以替换地在可以是DSP的处理器202中 的预期实施例中实现。当然，在公开的实施例中，许多上述功能可以 是可选的。磁盘驱动单元216可以包括在其上面存储有一个或多个指 令集(例如，软件224)的机器可读介质222，所述一个或多个指令集 体现本文所描述的任何一种或多种方法或功能，包括上文所示的那些 方法。指令224在其被计算机系统200执行期间还可以完全或至少部 分地存在于主存储器204、静态存储器206、和/或处理器202内。主存 储器204和处理器202还可以组成机器可读介质。可以同样地构造包括但不限于专用集成电路、可编程序逻辑 阵列及其它硬件设备的专用硬件实现，以实现本文所描述的方法。可 以广泛地包括各种实施例的装置和系统的应用包括各种电子和计算机 系统。 一些实施例在两个或更多特定互联硬件模块或设备之间用在这 些模块之间或通过这些模块传递的相关控制和数据信号来实现功能， 或将功能实现为专用集成电路的一部分。因此，示例性系统可适用于 软件、固件、和硬件实现。依照本发明的各种实施例，本文所描述的方法意图用于作为 在计算机处理器上运行的软件程序的操作。此外，软件实现可以包括但不限于分布式处理或部件/对象分布式处理、并行处理，或者还可以 构造虚拟机处理以实现本文所描述的方法。还请注意，实现还可以包 括神经网络实现，以及通信设备之间的自组或网状网络实现。本公开预期包含指令224的机器可读介质，或这样的机器可 读介质接收并执行来自传播信号的指令224，以便连接到网络环境226 的设备可以发送或接收语音、视频或数据，并使用指令224而通过网 络226来进行通信。还可以经由网络接口设备220通过网络226来发 射或接收指令224。虽然在示例性实施例中将机器可读介质222示为单个介质， 但术语"机器可读介质"应理解为包括存储一个或多个指令集的单个 介质或多个介质(例如集中式或分布式数据库、和/或相关高速缓冲存 储器和服务器)。术语"机器可读介质"还应理解为包括能够存储、 编码或携带用于由机器来执行的指令集并促使该机器执行本公开的任 何一种或多种方法的任何介质。本文所使用的术语"程序"、"软件 应用"等被定义为经设计用于在计算机系统上执行的指令序列。程序、 计算机程序、或软件应用可以包括子程序、函数、进程、对象方法、 对象实现、可执行应用、小程序、伺服小程序、源代码、目标代码、 共享库/动态加载库和/或经设计用于在计算机系统上执行的其它指令 序列。按照前述说明，应认识到，可以以硬件、软件、或硬件与软
件的组合来实现依照本发明的实施例。根据本发明的网络或系统可以 在一个计算机系统或处理器中以集中式方式实现或以跨越若干互连的
计算机系统或处理器(诸如微处理器和DSP)而扩展的不同元件的分 布式方式来实现。任何类型的计算机系统或适合于执行本文所描述的 功能的其它装置是合适的。硬件与软件的典型组合可以是通用计算机 系统，该通用计算机系统具有在被加载并执行时控制计算机系统以便 其执行本文所描述的功能的计算机程序。还请注意，所述实施例不一定局限于歌曲文件，而是还可以包括能够具有与这样的文件相关联的 步调或节奏的视频文件或多媒体文件。按照前述说明，还应认识到，可以以预期在权利要求的范围 和精神内的许多配置中来实现依照本发明的实施例。另外，除非以下 权利要求书中有所阐述，否则上述说明意图仅是示例性的，并不意图 以任何方式来限制本发明。
权利要求
1.一种在存在周期性间歇干扰(PII)的情况下进行信道选择的方法，包括以下步骤在当前信道上监视PII；以及当在所述当前信道上检测到PII时，选择具有最高水平的PII的信道或相邻信道。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤 当在所述当前信道上不再检测到PII时，切换到优选的或更加空闲的信 道。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过选择PII干扰已知的 预置信道，来执行选择具有最高水平的PII的信道或相邻信道的步骤。
4. 根据权利要求l所述的方法，其中，通过直接测量多个信道上 的能量水平，来自适应地执行选择具有最高水平的PII的信道或相邻信 道的步骤。
5. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤 向接入点或向与所述接入点通信的手持装置发送信道切换请求。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤 从手持装置或从与所述手持装置通信的接入点接收信道切换请求。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，当检测到PII时，手持装 置向服务接入点发送信道切换请求消息，并且其中，所述消息包括 切换到中心频率上接近于PII的信道的信道切换请求、PII检测指示信
8. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述监视的步骤包括跟 踪等时业务的重传统计或跟踪与微波炉干扰时间特性对应的信道探测 请求失败，并且其中，如果所述重传统计超过预定阈值或者如果所述 探测失败请求超过另一预定阈值，则检测到PII。
9. 一种在存在周期性间歇干扰(PII)的情况下进行信道选择的系 统，包括收发信机；以及耦合到所述收发信机的处理器，其中，该处理器被编程为 在当前信道上监视PII;以及当在所述当前信道上检测到PII时，选择具有最高水平的PII的信 道或相邻信道。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 当在所述当前信道上不再检测到PII时切换到优选或更加空闲的信道。
11. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 通过选择PII干扰己知的预置信道来选择所述具有最高水平的PII的信 道或相邻信道。
12. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 通过直接测量多个信道上的能量水平来自适应地选择所述具有最高水 平的PII的信道或相邻信道。
13. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 向接入点或向与所述接入点通信的手持装置发送信道切换请求。
14. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 从手持装置或从与所述手持装置通信的接入点接收信道切换请求。
15. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器还被编程为 当检测到PII时向服务接入点发送信道切换请求消息，并且其中，所述 消息包括切换到中心频率上接近于PII的信道的信道切换请求、PII 检测指示信号或干扰统计或测量。
16. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器通过跟踪等 时业务的重传统计或通过跟踪与微波炉干扰时间特性对应的信道探测 请求失败来进行监视，并且其中，如果所述重传统计超过预定阈值或 者如果所述探测失败请求超过另一预定阈值，则检测到PII。
全文摘要
一种检测和避免周期性间歇干扰(PII)的方法(10、40、50或55)或系统(200)可以包括在当前信道上监视(12)PII，其可以包括通过跟踪等时业务的重传统计或通过跟踪与微波炉干扰的时间特性对应的信道探测请求失败来进行监视(14)，其中，如果重传统计超过预定阈值，或者如果探测失败请求超过另一预定阈值，则检测到PII。该方法还可以包括当在当前信道上检测到PII时选择(16)具有最高水平的PII的信道或相邻信道，其可以可选地包括选择(18)PII干扰已知的预置信道或通过直接测量多个信道上的能量水平来自适应地进行选择。当在当前信道上不再检测到PII时，该方法可以切换(20)到优选信道。
文档编号H04L29/06GK101569156SQ200780046468
公开日2009年10月28日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月15日
发明者伊萨姆·R·马克卢夫, 史蒂芬·P·埃梅奥特 申请人:摩托罗拉公司