专利名称：针对具有不同协议的无线电设备的共存的架构和方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及无线通信。 一些实施例涉及针对具有不同协议 的无线电设备的共存的架构和方法。
背景技术：
随着可用的无线技术和连接的日益增加，携带多个无线电设备的设备
将不再是稀有的。举一个例子，蓝牙、WiFi和WiMAX技术的组合可用于 诸如膝上型计算机和手持设备之类的未来的计算和通信平台上。这些类型 的平台可以装备有多个同处一地的无线电设备。这种平台可以称为多无线 电设备平台(MRP)。 MRP可以包括同处一地的蓝牙、WiMAX和甚至WiFi 无线电设备，以便提供各种用途和便利性。 一种典型的多无线电设备的使 用场景包括对其WiMAX和蓝牙链路之间的语音业务进行中继的MRP。蓝 牙耳机可以通过蓝牙链路连接至MRP，同时，MRP可以维持与WiMAX基 站的激活的WiMAX VoIP会话。
蓝牙和WiMAX可以在重叠或相邻的频带中操作，从而当它们在基本 上重叠的时刻操作时可能受到干扰。例如，由于物理邻近度和无线电功率 泄漏，而造成干扰发生。可能发生下面的干扰(其还称为BT和WiMAX冲 突)
1、 当在MPR处蓝牙发射与WiMAX接收在时域中重叠时，WiMAX 接收可能受到干扰；
2、 当在MPR处WiMAX发射与蓝牙接收操作在时间上重叠时，它们 可能相互干扰。
3、 类似地，当WiMAX发射和蓝牙发射操作在时间上重叠时，也可能
造成干扰。
因此，本领域通常需要在降低干扰的情况下，允许在实现不同协议的 设备之间进行同时通信的系统架构。
图1是根据各实施例的无线电设备共存系统的框图2是根据各实施例的示例性无线电设备共存系统的框图3是描绘根据各实施例的方法的流程图4A是根据各实施例的示例性多无线电设备共存系统的框图4B是根据各实施例的另一示例性多无线电设备共存系统的框图。
具体实施例方式
下面的描述和附图充分地描绘了本发明的具体实施例，以使本领域普 通技术人员能够实现它们。其它实施例可以具有结构的、逻辑的、电的、 处理的和其它的改变。这些示例仅仅表示了可能的变化。除非明确地需要， 否则各个组件和功能是可选的，并且这些操作的顺序是可以变化的。 一些 实施例的部件和特征可以包括在其它实施例的部件和特征中或被其代替。 在权利要求书中阐述的本发明主旨的实施例涵盖这些权利要求的所有可能 的等同物。如果实际上披露了多于一个的实施例的话，则可以将本发明的 实施例在本文中单独地或者共同地称为术语"发明"，这仅仅是为了方便起 见，而并不是旨在将本申请的保护范围限制为任何单一的发明或发明构思。
图1是根据各实施例的无线电设备共存系统的框图。系统100包括具 有第一时钟104的第一无线电设备02、具有第二时钟108的第二无线电设 备106、共存控制器110、活动链路112和同步链路114。
第一无线电设备102可以操作成能够使用各种传输协议在多个可能的 无线网络中的一个网络上发射和接收无线信号的收发机。第一无线电设备 包括第一时钟104，后者用于通过提供一致的时序来调节传输。第二无线电 设备106可以同样地操作成能够使用各种传输协议在多个可能的无线网络 中的一个网络上发射和接收无线信号的收发机。第二无线电设备106也可 以使用第二时钟108来调节传输时序。根据第一无线电设备102和第二无 线电设备106使用的无线网络和协议，这两个无线电设备之间可能产生干 扰。当第一无线电设备102和第二无线电设备106在相同的或邻近的频带 工作时，更可能发生干扰。通过允许第一无线电设备102和第二无线电设备106进行通信和调整，
可以减少干扰。共存控制器no可以用于协调这些无线电设备之间的通信。
可以将共存控制器110组合到第一无线电设备102中，或者可选地在第一无线电设备102之外。共存控制器IIO连接到第一时钟104，其能够确定第一无线电设备102何时发射或接收信号。该连接可以是有线连接、光连接、无线连接或其它连接类型。使用来自第一时钟104的连接的信息，共存控制器110能够通过同步链路114向第二无线电设备106发射信号。同步链路114上的信号使第二无线电设备106将第二时钟108与第一时钟104进行同步。第二无线电设备106通过调整第二时钟108，使其在与同步链路114上发送的信号同步的时钟周期开始，来同步第二时钟108。此外，当根据需要将第二时钟108与第一时钟104同步时，还可以使用可选的偏移，以使第二时钟108与相对于第一时钟104的偏移同步。
共存控制器110还可以在活动链路112上发射信号。在活动链路112上发射的信号可以通知第二无线电设备106，第一无线电设备102是在发射还是在接收信号。当在活动链路112上接收信号时，第二无线电设备将禁止进行发射。在活动链路112上发送的信号可以持续有限的时间段。 一旦该时间段到期，则清除此信号，第二无线电设备106可以再次发射信号。如果将系统100配置为避免第一无线电设备102的接收和第二无线电设备106的发射之间的干扰，那么由共存控制器110在活动链路112上发送的信号将通知第二无线电设备106，第一无线电设备正在接收信号。因此，当第一无线电设备102正在接收信号时，第二无线电设备106将不发射信号，从而避免干扰。或者，如果将系统100配置为避免第一无线电设备102的发射和第二无线电设备106的发射之间的干扰，那么由共存控制器110在活动链路112上发送的信号将通知第二无线电设备106，第一无线电设备正在发射信号。因此，当第一无线电设备102正在发射信号时，第二无线电设备106将不发射信号，从而避免干扰。
图2是根据各实施例的示例性无线电设备共存系统200的框图。系统200包括WiMAX无线电设备202、 WiMAX时钟204、 WiMAX驱动器206、蓝牙无线电设备208、蓝牙时钟210、辅助链路212、共存控制器214、同步链路216和活动链路218。
7该示例性实现示出了具有WiMAX无线电设备202和蓝牙无线电设备208的共存系统200。虽然本实施例和其它实施例是针对蓝牙和WiMax无线电设备和协议来描述的，但是本发明的保护范围并不受此限制，而是可应用于潜在干扰的任何通信无线电设备和协议。
WiMAX无线电设备202包括WiMAX时钟204，以便获得一致的传输时序以及与WiMAX基站同步。类似地，蓝牙无线电设备208包括蓝牙时钟20，以便获得一致的传输时序。如上所述，为了有助于实现共存以及允许在这些无线电设备之间进行通信，可以使用共存控制器214。共存控制器214可以是WiMAX无线电设备202的一部分或在其外部(但与WiMAX无线设备202进行通信)。共存控制器214可以访问WiMAX时钟204或与WiMAX时钟204进行通信，以便生成要在同步链路216上向蓝牙无线电设备发射的帧同步(FRAME—SYNC)信号。帧同步信号可以是从WiMAX时钟204产生的周期信号。可选地，可以使周期的帧同步信号与WiMAX时钟204偏移预定的量。针对与WiMAX无线电设备202和蓝牙无线电设备208相关的不同的无线帧大小，可以使用不同的偏移量。此外，针对不同的工作模式或干扰场景，可以使用不同的偏移量。当通过同步链路216在蓝牙无线电设备208处接收到帧同步信号时，可以使蓝牙时钟210与该信号同步。这可以有效地使蓝牙时钟210与WiMAX时钟204进行同步，或者至少使这两个时钟在预定的偏移量情况下对齐。
通常来说，存在四种类型的WiMAX/蓝牙干扰(1) WiMAX发射(TX)干扰蓝牙接收(RX)、 (2) WiMAX TX干扰蓝牙TX、 (3)蓝牙TX干扰WiMAXRX、 (4) WiMAXRX与蓝牙RX冲突。系统的干扰场景可以是这四种干扰的组合。可以将覆盖这些干扰类型的两种工作模式描述成"TX/RX冲突模式"和"TX/TX冲突模式"。TX/RX冲突模式是指类型(1 )和类型(3)的组合；TX/TX冲突模式是指类型(2)和类型(4)的组合(例如，当与蓝牙TX信号相比，WiMAXTX信号更强时，由于功率放大器(PA)失真和相互调制，WiMAXTX可能严重地影响蓝牙传输)。
根据系统200是正处理TX/RX冲突模式还是TX/TX冲突模式，共存控制器214需要知道何时通过活动链路218向蓝牙无线电设备208发送WIMAX_ACT信号。WIMAX—ACT信号通知蓝牙无线电设备208，何时WiMAX无线电设备202是"活动"的，以及蓝牙无线电设备208不应当发射信号。在TX/RX冲突模式情况下，当WiMAX无线电设备202正接收信号时，应当发送WIMAX—ACT信号。在TX/TX冲突模式情况下，当WiMAX无线电设备202正发射信号时，应当发送WIMAX一ACT信号。WiMAX驱动器206可以指示共存控制器214关于当前的操作模式，从而应当何时通过活动链路218发送WIMAX—ACT信号。当WIMAX一ACT信号通知蓝牙无线电设备208不发射信号时，活动链路218上无WIMAX—ACT信号可以提醒蓝牙无线电设备208禁止进行接收或者禁止接收输入传输。根据TX/RX冲突模式或TX/TX冲突模式，这不仅避免WiMAX对蓝牙发射的干扰，而且还避免对蓝牙接收的干扰。此外，根据系统200是处理TX/RX冲突模式还是TX/TX冲突模式，可以确定通过同步链路216发送的帧同步信号中的偏移。对于发射5 ms持续时间的无线帧的WiMAX无线电设备202，以及在具有六个0.625 ms时隙的SCO时间间隔中发射信号的蓝牙无线电设备208来说，WiMAX无线电设备202无线帧将具有等同的S个时隙。使用该配置，对于TX/RX冲突模式，蓝牙SCO时间间隔的起始与WiMAX帧的起始之间的示例偏移量可以是1个时隙偏移。对于TX/TX冲突模式的示例偏移量可以是0个时隙偏移或者没有偏移。不同的偏移可以产生不同的干扰避免结果。
可以将很多当前的蓝牙无线电设备208设置为与WiFi或其它类似设备共存。蓝牙无线电设备208可以使用各种技术，这些技术中的一些示例在正EE 802.15.2规范中描述。这些技术可以使用一个或多个辅助链路212来提供尝试的干扰减轻。可以单独地使用这些辅助链路212或者结合活动链路218来使用这些辅助链路212。通过图4A和图4B更详细地描述了具有超过两个无线电设备的实施例和辅助链路212的使用。
此外，蓝牙无线电设备208可以使用各种蓝牙链路配置中的一种。链路配置包括EV3、 HV3、 HV1等等。在蓝牙无线电设备208使用蓝牙EV3链路的情况下，可以遵循标准的重传策略，其包括在重传窗口期间重新发射失败的传输。在该环境下，当由于活动链路218上的WIMAX—ACT信号而使得蓝牙无线电设备208禁止进行发射时，蓝牙无线电设备208可以将该次传输视作为失败的传输。当在活动链路218上不再出现 ACT信号时，蓝牙无线电设备208可以在重传窗口中对潜在干扰的传输进行重新发射。该重传方法可以应用于多种其它无线电设备和相关的传输协议。由于另一个无线电设备上的活动而被限制发射的传输可以在稍后时间被重新调度和重新发射。此外，由于来自另一个同处一地的无线电设备或一些无线电设备的干扰而不可被接收的接收可以被重新调度和轮询(如果需要在其它时间进行重传的话)。
图3是描绘根据各实施例的方法300的流程图。方法300开始于302，首先第一无线电设备从同处一地的第二无线电设备接收帧同步信号。帧同歩信号可以是周期的任意信号，且是基于第二无线电设备的时钟信号的。可以将帧同步信号与第二无线电设备的时钟信号对齐或者偏移某个量。根据针对要避免的干扰类型的操作模式，可以使用不同的偏移量。第一无线电设备可以使用帧同步信号来同步其时钟(304)。通过与帧同步信号进行同步，第一无线电设备实质上将其时钟与第二无线电设备的时钟对齐、加上任意偏移量或者减去任意偏移量。
为了开始传输，第一无线电设备可以判断其是否正接收一ACT信号(方框306)。 —ACT信号可以是从第二无线电设备向第一无线电设备发送的任意信号，其指示第二无线电设备正在执行某种动作。例如，该动作可以是第二无线电设备正在发射或接收。根据一些实施例，将—ACT信号描述成WIMAX—ACT信号、WLAN一ACT信号或其它符号。如果第一无线电设备确定其当前没有接收—ACT信号，那么第一无线电设备可以发送数据(方框308)。或者，如果第一无线电设备确定其当前正在接收一ACT信号，那么第一无线电设备禁止进行发射(方框310)。如果第一无线电设备当前没有接收_八01信号，且其可以进行发射(方框308)，那么其可以使用同步的时钟信号，在无线帧中进行发射(方框312)。
此外，根据各种实施例，当第一无线电设备确定其没有接收—ACT信号，且其可以进行发射时(方框308)时，则禁止进行接收。类似地，当第一无线电设备确定其正接收一ACT信号，且其禁止进行发射(方框310)时，则确定可以接收信号。
图4A是根据各实施例的示例性多无线电设备共存系统400的框图。系统400包括三个无线电设备WiMAX无线电设备402、蓝牙无线电设备404、WiFi无线电设备406。系统400还包括共存控制器408、同步链路410、活动链路412和OR (或)门电路414。
如上所述，WiMAX无线电设备402与共存控制器40S进行通信，以便与蓝牙无线电设备404进行通信。共存控制器可以使用同步链路410，以便使蓝牙无线电设备404和WiMAX无线电设备402中的时钟同步。共存控制器408还可以使用活动链路412，以向蓝牙无线电设备404通知何时WiMAX无线电设备402活跃地发射信号或者其何时活跃地接收信号。在图4A的系统400的情况下，存在其它无线电设备WiFi无线电设备406。 一些标准和技术可用于使蓝牙无线电设备404和WiFi无线电设备406能够共存。一些蓝牙无线电设备提供共存接口 ，以支持蓝牙无线电设备404和WiFi无线电设备406之间的分组仲裁。蓝牙无线电设备404到WiFi无线电设备406的共存接口的多种变型(例如，2线、3线或4线接口)都是可用的，这些变型可以结合本发明的实施例一起工作。
WiFi无线电设备406可以使用活动链路412或类似链路来向蓝牙无线电设备通知其处于"活动的"。处于"活动的"意味WiFi无线电设备406正发射信号、接收信号或执行其它功能。除了 WiFi无线电设备406与WiMAX无线电设备402共存控制器408共享活动链路412之外，WiFi无线电设备406可以按照其通常情况与蓝牙无线电设备404进行通信。为了在WiFi无线电设备406和WiMAX无线电设备402共存控制器408之间共享去往蓝牙无线电设备404的活动链路412，可以使用OR门电路414。 OR门电路414可以具有来自WiFi无线电设备406和来自与WiMAX无线电设备402相关联的共存控制器408的输入连接。OR门电路414的输出沿着活动链路412连接到蓝牙无线电设备404。因此，OR门电路414允许蓝牙无线电设备404通过活动链路412从共存控制器408或WiFi无线电设备406接收信号。
利用这种方式，增加与蓝牙无线电设备404进行通信的WiMAX无线电设备402、共存控制器408和同步链路410不影响WiFi无线电设备406的通信或者操作。
图4B是根据各实施例的另一种示例性多无线电设备共存系统400的框图。图4B的系统400类似于图4A中的系统400，但其包括替代OR门电路414 (图4A)的代理器(proxy) 416。根据各种实施例，代理器416可 以包含共存控制器408。代理器416可以用于生成信号，以允许连接的和同 处一地的无线电设备进行通信。代理器416可以连接至WiMAX无线电设 备402、蓝牙无线电设备404和WiFi无线电设备406。根据各种实施例， 该代理器可以是基于硬件的、基于软件的、无线电设备控制器、微处理器 或者多个其它设备。
系统400是本发明的实施例的示例性实现。在上文的示例中，WiMAX、 蓝牙和WiFi无线电设备用于描绘具有三种不同无线协议的实施例。可以在 本发明的保护范围内实现使用各种协议、在各种网络上操作的其它类型的 无线电设备。
虽然将系统400描述成具有一些分开的功能元件，但也可以将一个或 多个功能元件相组合并通过组合软件配置的元件来实现，例如包括数字信 号处理器(DSP)的处理元件和/或其它硬件元件。例如， 一些元件包括一 个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)和用于执行本文描述的 至少一个功能的多种硬件与逻辑电路的组合。
在一些实施例中，通信系统和方法根据特定通信标准来实现，例如电 气和电子工程师协会(正EE)标准，包括针对无线城域网(WMAN)的正EE 802.16-2004和正EE 802.16(e)标准，以及针对无线个域网(WPAN)的正EE 802.15标准(包括其变型和演变)，但本发明的范围并不受此限制，因为这 些通信系统和方法也可根据其它技术和标准用于发射和/或接收通信。关于 1EEE 802.16标准的更多信息，请参见2005年5月的"正EE Standards for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems"-城域网-特定需求-部分16 "Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,"以及相关修改/版本。关于IEEE 802.15 标准的更多信息，请参见"IEEE Standards for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-局域网和城域网-特定需求-部分15.1: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANs)"。
在一些实施例中，使用多个上文所述无线电设备的设备可以是便携式无线通信设备，例如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型计 算机或便携式计算机、网络平板电脑、无线电话、无线耳机、寻呼机、即 时通信设备、数码相机、接入点、电视机、视频游戏设备、医疗设备(例 如心率监控器、血压监控器等)或能够无线接收和/或发射信息的其它设备。 在一些实施例中，无线电设备可以使用定向天线、波束形成天线、全向天
线、多输入多输出(MIMO)天线系统、自适应天线系统(AAS)、分集天 线或其它天线配置进行操作。 .
一些实施例可以用硬件、固件和软件中的一个或其组合来实现。本发 明的实施例也可以用存储于机器可读介质上的指令来实现，所述指令可以 由执行本文描述的操作的至少一个处理器来读取并执行。机器可读介质可 以包括用于存储或发射以机器(例如计算机)可读形式体现的信息的任何 装置。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器 (RAM)、磁盘存储介质、光盘存储介质、闪存设备等等。
提供发明摘要是为了符合37 C.F.R.节1.72(b)， 37 C.F.R.节1.72(b)要求 提供摘要，以使读者能确定本发明的本质和要点。应当理解的是不应将 其用于限制或解释权利要求书的保护范围或意义。权利要求书应和说明书 结合起来，每项权利要求本身都代表一个单独的实施例。
权利要求
1、一种无线通信设备，包括具有时钟的第一收发机；连接到所述收发机的基本全向天线；其中，所述收发机用于从与第二收发机相关联的共存控制器接收一个或多个信号，所述信号中的一个信号使所述收发机同步所述时钟，所述信号中的一个信号通知所述收发机何时禁止进行发射。
2、 根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，通过有线连接从所述 共存控制器接收所述信号。
3、 根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，当所述第二收发机正 在进行接收时，所述第一收发机从所述共存控制器接收所述信号中的至少一个信号。
4、 根据权利要求3所述的无线通信设备，其中，所述信号使所述第一 收发机设置发射，以便与所述第二收发机的接收在时间上不重叠。
5、 根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，当所述第二收发机正 在进行发射时，所述第一收发机从所述共存控制器接收所述信号中的至少 一个信号。
6、 根据权利要求5所述的无线通信设备，其中，所述信号使所述第一 收发机设置发射，以便与所述第二收发机的发射在时间上不重叠。
7、 根据权利要求1所述的无线通信设备，还包括 第三收发机；或门电路，其具有连接到所述第三收发机和所述共存控制器的输入， 且具有连接到所述第一收发机的输出，所述或门电路用于从所述第三收发机和所述共存控制器接收信号并向所述第一收发机发送信号。
8、根据权利要求1所述的无线通信设备，还包括 第三收发机；代理器，其连接到所述第一收发机、所述第二收发机和所述第三收发 机，其中，所述代理器包括所述共存控制器。
9、根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，将所述时钟与偏移进 行同步。
10、 一种用于减少干扰的方法，包括在第二无线电设备处从第一无线电设备接收同步信号； 使所述第二无线电设备处的时钟与所述同步信号同步； 在所述第二无线电设备处从所述第一无线电设备接收活动信号，其中， 所述活动信号指示禁止进行发射的时间段；在所述时间段期间，禁止从所述第二无线电设备进行发射。
11、根据权利要求IO所述的方法，还包括在所述同步信号和所述第二无线电设备处的所述时钟之间应用偏移。
12、根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二无线电设备是蓝牙 无线电设备。
13、根据权利要求12所述的方法，还包括:使用蓝牙EV3链路； 遵循标准EV3重传策略。
14、根据权利要求13所述的方法，其中，将禁止发射视作为失败的发射。
15、 根据权利要求10所述的方法，其中，所述同步信号是周期信号。
16、 根据权利要求10所述的方法，其中，当所述第一无线电设备正进行接收时，所述第二无线电设备从所述第一无线电设备接收到所述活动信号
17、 根据权利要求10所述的方法，其中，当所述第一无线电设备正进 行发射时，所述第二无线电设备从所述第一无线电设备接收到所述活动信号
18、 一种无线电设备，包括发射机，使用第一传输协议来发射信号； 连接到所述发射机的时钟，用于调节传输时序； 同歩链路输入，用于接收信号以同步所述时钟； 活动链路输入，用于接收信号以提醒所述发射机禁止进行发射。
19、 根据权利要求18所述的无线电设备，其中，所述同步链路输入和 所述活动链路输入连接到外部无线电设备，所述外部无线电设备使用第二 传输协议。
20、 根据权利要求19所述的无线电设备，其中，所述第一传输协议用 于宽带无线网络上，所述第二传输协议用于无线个域网上。
全文摘要
概括地说，本文描述了针对具有不同协议的无线电设备的共存的系统和方法的实施例。还可公开其它实施例，并对其主张权利。在一些实施例中，描述了用于对两个无线电设备的时钟进行同步，使用信号来通知这两个无线电设备中的一个在某个时间段禁止发射的系统和方法。
文档编号H04B7/24GK101682540SQ200880018707
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月6日
发明者E·苏达克, H-Y·刘, X·杨, X·郭 申请人:英特尔公司