專利名稱：用于無線網(wǎng)絡(luò)的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無線網(wǎng)絡(luò)，更具體而言，涉及用于無線網(wǎng)絡(luò)的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
工作在位于大約5GHz頻帶中的無執(zhí)照(unlicensed)無線設(shè)備的當(dāng)前和預(yù)期增長促使了國家和國際的規(guī)范團(tuán)體發(fā)布確保與現(xiàn)有系統(tǒng)的干擾得以最小化的規(guī)范。這種無執(zhí)照無線設(shè)備通常使用分組化數(shù)據(jù)，并且包括但不限于根據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備。這種規(guī)范通常部分歸因于在頻帶內(nèi)正常進(jìn)行的軍事和氣象雷達(dá)操作。通常，頻帶內(nèi)的更多無執(zhí)照設(shè)備的操作增加了干擾的機(jī)會，并且提升了頻帶的噪聲底限，從而可能削弱了軍事和氣象雷達(dá)系統(tǒng)的操作性能。
例如，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)和聯(lián)邦通信委員會(FCC)已公布了針對無線電局域網(wǎng)(RLAN)設(shè)備的需求，這種設(shè)備工作在5.250-5.350和5.470-5.725GHz之間的無執(zhí)照國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(U-NII)頻帶中。另外，該設(shè)備需要采用這樣一種機(jī)制，該機(jī)制允許設(shè)備以設(shè)備不與雷達(dá)操作(特別是軍事和氣象雷達(dá)操作)相干擾的方式與雷達(dá)操作共享頻譜。
在缺乏所需要的頻譜共享的情況下，一種方法報告了無線通信系統(tǒng)中的測量概要。更具體而言，一旦系統(tǒng)內(nèi)的移動臺被調(diào)諧到選定頻率范圍，就對通信能量進(jìn)行測量。如果測量或檢測通信能量，則對能量解碼以確定通信能量是否包含分組化數(shù)據(jù)。如果檢測到分組化數(shù)據(jù)，則對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行進(jìn)一步分析以確定分組化數(shù)據(jù)是否是根據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)的。如果確定分組化數(shù)據(jù)是802.11分組化數(shù)據(jù)，則測量概要字段被填充以某一值，該值指示移動臺被調(diào)諧到的頻率范圍。否則，指示802.11分組化數(shù)據(jù)未在移動臺被調(diào)諧到的頻率范圍上傳輸。該方法使用相當(dāng)復(fù)雜的延遲相關(guān)方法來進(jìn)行這種判定。盡管該方法報告了移動臺的測量概要，包括特定頻率上的傳輸能量是否是802.11分組化數(shù)據(jù)，但是該方法未能提供允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)共存的用于無線設(shè)備的雷達(dá)保護(hù)系統(tǒng)。
然而，另一種方法卻允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)的共存。更具體而言，該方法提供了用于無線局域網(wǎng)的雷達(dá)檢測和動態(tài)頻率選擇。另外，該方法包括雷達(dá)檢測過程，該過程執(zhí)行傳入信號的頻域分析以導(dǎo)出相位和幅度信息，其輸出被分到52個300kHz的箱(bin)中。分析箱以識別并區(qū)分不同類型的雷達(dá)，例如連續(xù)波音調(diào)雷達(dá)和線性調(diào)頻雷達(dá)(其中脈沖被掃過某一頻率范圍)。在有雷達(dá)時，功率一般集中在某一箱中，或者集中在特定頻率上。
該方法還提供了對分組的分析以確定在分組內(nèi)是否有任何超過某一閾值的尖峰(spike)，因?yàn)榧夥蹇赡苤甘纠走_(dá)信號。分析尖峰的幅度和持續(xù)時間(即脈寬)以確定該尖峰是否指示雷達(dá)信號。分組內(nèi)的尖峰可被加上時間戳以使得尖峰可被視作新的或單獨(dú)的事件。
一旦通過對事件的長度和幅度的頻域分析確定特定事件為雷達(dá)信號，該方法則還確定信號的周期。類似地，頻域分析被用于確定信號的周期。具體而言，該方法在接入點(diǎn)處使用前述的雷達(dá)檢測過程，如果接入點(diǎn)檢測到雷達(dá)信號的存在，則接入點(diǎn)改變信道。盡管提供了允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)共存的用于無線設(shè)備的雷達(dá)保護(hù)系統(tǒng)，但是與該方法相關(guān)聯(lián)的雷達(dá)檢測過程的用途卻是有限的。首先，使用快速傅立葉變換、離散傅立葉變換或時域分析是尤其麻煩的。所有這些類型的分析都需要強(qiáng)大的計算和處理能力。而且，這種處理可能花費(fèi)相當(dāng)多的時間。另外，當(dāng)前接入點(diǎn)中固有的能力通常不足以允許使用這類分析。因此，許多現(xiàn)有的接入點(diǎn)不能使用與該方法相關(guān)聯(lián)的分析過程。
從而，需要一種解決了規(guī)范要求，并且允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)共存的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了規(guī)范要求，并且允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)的共存。更具體而言，本發(fā)明掃描雷達(dá)信號的存在，并且在檢測到雷達(dá)信號時，限制同一頻率上無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的傳輸，從而減少了與雷達(dá)系統(tǒng)的干擾，并且保護(hù)了雷達(dá)系統(tǒng)的操作。
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種用于雷達(dá)保護(hù)的方法。該方法包括記錄能量事件，計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在，將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中(每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率)，以及基于選定的箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，公開了一種雷達(dá)保護(hù)設(shè)備。該設(shè)備包括被配置為記錄能量的接收器電路和接收天線，以及耦合到接收器電路并且被配置為執(zhí)行允許與雷達(dá)系統(tǒng)的共存的程序代碼的控制器。程序代碼包括命令控制器執(zhí)行以下操作的指令計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在，以及將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中，每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率。該設(shè)備還包括耦合到控制器的發(fā)送電路和發(fā)送天線。程序代碼還包括命令控制器使得發(fā)送電路基于選定箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量的指令。
在本發(fā)明的一方面中，一種用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于記錄能量事件的裝置，用于計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在的裝置，用于將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中的裝置(每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率)，以及用于基于選定的箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量的裝置。
這樣，提供了一種解決了規(guī)范要求并且允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)的共存的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備和方法。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從下面的描述中很容易地明白本發(fā)明的這些和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)，在下面的描述中，僅僅通過說明適合于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式之一的方式示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。將會認(rèn)識到，本發(fā)明能夠有其他不同的實(shí)施例，并且其若干細(xì)節(jié)能夠在各種明顯方面進(jìn)行修改，所有這些都不脫離本發(fā)明的精神。因此，附圖和描述應(yīng)當(dāng)被看作是說明性的，而非限制性的。


被結(jié)合于此并且構(gòu)成了本說明書的一部分的附示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與上面給出的對本發(fā)明的一般描述和下面給出的詳細(xì)描述一道，用來說明本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理的包括多個接入點(diǎn)的無線局域網(wǎng)和雷達(dá)系統(tǒng)的框圖；圖2是由圖1中所示的雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)送的典型雷達(dá)信號的圖示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理的典型接入點(diǎn)的一部分的功能框圖；圖4是指示圖3中所示的接入點(diǎn)的操作的典型信號的圖示；圖5是圖3中所示的接入點(diǎn)的操作的時間圖；圖6是圖5中所示的脈沖間隔的柱狀圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理的接入點(diǎn)的功能框圖；以及圖8是圖示用于圖1、3和7中所示的接入點(diǎn)的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備的方法的程序流的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在描述附圖，其中相似的標(biāo)號指代相似的部件，圖1示出了被配置為提供與移動臺102的無線數(shù)據(jù)通信的無線局域網(wǎng)100。另外，無線局域網(wǎng)100和移動臺102根據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)在位于大約5GHz的頻帶中工作。更具體而言，無線局域網(wǎng)100根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)和聯(lián)邦通信委員會(FCC)針對工作在5.250-5.350和5.470-5.725GHz之間的無執(zhí)照國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(U-NII)頻帶中的無執(zhí)照無線設(shè)備公布的要求工作。另外，無線局域網(wǎng)100包括雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，該設(shè)備允許網(wǎng)絡(luò)以這樣的方式與雷達(dá)操作(例如，軍事和氣象雷達(dá)操作)共享頻譜，該方式使得網(wǎng)絡(luò)不會干擾雷達(dá)操作。
為此，無線局域網(wǎng)100包括一個或多個接入點(diǎn)104a-n，其中“n”指代接入點(diǎn)的任何實(shí)際數(shù)目。接入點(diǎn)104a-n有利地利用固定骨干網(wǎng)106互連。如圖所示，在操作中，分組化數(shù)據(jù)利用移動臺102和選定接入點(diǎn)104a之間的無線鏈路108進(jìn)行傳輸。更具體而言，由接入點(diǎn)104a利用無線鏈路108發(fā)送到移動臺102的分組化數(shù)據(jù)在被統(tǒng)稱為前向鏈路信道的信道上發(fā)送，而由移動臺102發(fā)送到接入點(diǎn)104a的分組化數(shù)據(jù)在被統(tǒng)稱為反向鏈路信道的信道上發(fā)送。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，接入點(diǎn)104a-n也可以有利地專用于或者用作網(wǎng)橋。在網(wǎng)橋應(yīng)用或配置中，接入點(diǎn)104a-n主要專用于與另一接入點(diǎn)的無線通信。在這種配置中，接入點(diǎn)104a-n一般使用瞄向或指向另一接入點(diǎn)的有向天線來提供額外增益和選擇性。被配置為網(wǎng)橋的接入點(diǎn)104a-n通常不與移動臺102通信。從而，本發(fā)明并不限于與移動臺通信的接入點(diǎn)104a-n；相反地，本發(fā)明包括被配置為網(wǎng)橋的接入點(diǎn)。
在5.250-5.350和5.470-5.725GHz之間的無執(zhí)照國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(U-NII)頻帶中，前向和反向鏈路信道未被分配給特定系統(tǒng)。換句話說，無線局域網(wǎng)100并不被分配以頻帶的一部分以供其專用。相反地，無線局域網(wǎng)100必須與其他同時工作的系統(tǒng)(特別是雷達(dá)系統(tǒng))共享頻帶。雷達(dá)系統(tǒng)包括但不限于通常工作在頻帶內(nèi)的軍事和氣象雷達(dá)系統(tǒng)，以標(biāo)號110示出一個示例性的雷達(dá)系統(tǒng)。為了防止同時使用頻帶的相同部分，根據(jù)當(dāng)前由聯(lián)邦通信委員會和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會公布的要求，工作在頻帶內(nèi)的系統(tǒng)將采用動態(tài)頻率選擇方案。
一般說來，在動態(tài)頻率選擇方案中，基于信道是否正由另一系統(tǒng)使用，動態(tài)選擇頻帶內(nèi)的信道以供使用。更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一方面，如果信道正由雷達(dá)系統(tǒng)(例如雷達(dá)系統(tǒng)110)使用，則接入點(diǎn)104a-n選擇另一信道以用于數(shù)據(jù)通信。此外，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的動態(tài)頻率選擇方案時，雷達(dá)系統(tǒng)110和無線局域網(wǎng)100不會使用同一信道。
雷達(dá)信號的特征在于射頻能量的周期性脈沖的突發(fā)。這些脈沖由于其周期性和相對較短的脈寬，因而可區(qū)別于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。脈沖的數(shù)目和脈沖之間的時間段對于不同類型的雷達(dá)有所不同。除了這一不同以外，脈沖的數(shù)目和脈沖之間的時間段可被參數(shù)化。參考圖2，示出了由圖1的雷達(dá)系統(tǒng)110發(fā)送的示例性雷達(dá)信號200。雷達(dá)信號200包括在一系列突發(fā)中接收的一系列脈沖202，在一系列突發(fā)中的兩個突發(fā)分別被示為標(biāo)號204和206。突發(fā)204、206由通常指示為標(biāo)號208的時間段分隔。每個脈沖202代表高頻(即約5GHz)的正弦波或調(diào)制波，其具有約為1到20微秒的脈沖持續(xù)時間或脈寬(PW)。然而，幾百微秒的脈寬也是已知的。連續(xù)脈沖的開始之間的時間段被稱為脈沖周期，并且是脈沖重復(fù)頻率(PRF)的倒數(shù)，記為(1/PRF)。突發(fā)長度(BL)是突發(fā)204、206中脈沖202的數(shù)目，或者等同于脈沖202的突發(fā)204、206所花費(fèi)的時間。突發(fā)間隔(P)是兩個連續(xù)突發(fā)204、206中的兩個等同參考點(diǎn)之間所花費(fèi)的時間，并且一般在約1-60秒之間。
從而，如圖2所示，雷達(dá)信號200的特征在于周期性脈沖和周期性突發(fā)，并且被相應(yīng)地參數(shù)化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到，雷達(dá)信號200例示了旋轉(zhuǎn)雷達(dá)信號，而跟蹤雷達(dá)信號不會表現(xiàn)為周期性突發(fā)。然而，本發(fā)明也適用于利用脈沖之間的周期性的跟蹤雷達(dá)信號。參考圖1和2，根據(jù)本發(fā)明的一方面，雷達(dá)信號200的周期特性被無線局域網(wǎng)100用來識別來自雷達(dá)信號110的傳輸。更具體而言，無線局域網(wǎng)100內(nèi)的接入點(diǎn)104a-n被配置用于通過包括雷達(dá)保護(hù)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)雷達(dá)保護(hù)。
轉(zhuǎn)到圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的原理配置的典型接入點(diǎn)300(例如，圖1中所示的接入點(diǎn)104a-n)的接收器部分的框圖。如圖所示，接入點(diǎn)300包括耦合到帶通濾波器304和低噪聲放大器306的接收天線302，用于接收反向鏈路信道上的分組化數(shù)據(jù)。接入點(diǎn)300還包括耦合到低噪聲放大器306的混合器308和響應(yīng)于控制器324的相關(guān)的本地振蕩器310，用于調(diào)諧到或選擇接收頻率或信道。一系列帶通濾波器312、316和放大器314、318耦合到混合器308和模數(shù)轉(zhuǎn)換器322，并且完成了接收路徑338。根據(jù)本發(fā)明的一方面，接收路徑338被用于檢測雷達(dá)信號。
如圖所示，802.11物理接口控制器334包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器322、332、控制器324、消隱(blanking)326、選通(gating)328以及檢測和加時間戳330。
在操作中，如連接336所示，放大器306、314和318的電源電流被積分，并且耦合到模數(shù)轉(zhuǎn)換器332。電源電流的積分形成了接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在一段時間上使用一個或多個接收信號強(qiáng)度指示信號以檢測雷達(dá)信號。更具體而言，當(dāng)接收路徑338接收到信號，并且指示接收信號強(qiáng)度指示信號大于閾值(例如，大于-64dBm)時，檢測和加時間戳330在存儲器中存儲或記錄事件。例如，存儲器中的事件可被存儲為四個連續(xù)的16位字。另外，較低的兩個字可以記錄關(guān)于事件類型的信息以及其他信息，而較高的兩個字是事件時刻的實(shí)際32位(轉(zhuǎn)滾式)定時器計數(shù)?？刂破?24可操作用來處理存儲或記錄在存儲器中的事件以檢測雷達(dá)信號，如下面將描述的。消隱326和選通328用于接入點(diǎn)300發(fā)送或接收分組數(shù)據(jù)時，以使得發(fā)送和接收的分組化數(shù)據(jù)不被記錄。
參考圖4，圖示了指示圖3中所示的接入點(diǎn)300的操作的典型信號400。接入點(diǎn)300通常能夠接收幅度范圍在約-94和-20dBm之間的信號，如縱軸或y軸所示。大于-20dBm的信號一般使接入點(diǎn)300的接收路徑338過激或飽和。時間通常在橫軸或x軸上指示。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，本發(fā)明同樣適用于具有不同接收靈敏度的接入點(diǎn)。
如上所述，信號400包括部分402、404，其中接入點(diǎn)300分別正在發(fā)送和接收分組化數(shù)據(jù)。將會意識到，部分或分組402、404不需要具有等于-64dBm的幅度；相反地，該幅度僅是為了便于說明。發(fā)送和接收的分組數(shù)據(jù)的持續(xù)時間通常在約24微秒和1.5毫秒之間。在這些時間段402、404期間，接收路徑338被有效地消隱。將會意識到，在某些實(shí)施例中，同一接收路徑338中的大部分既用于雷達(dá)檢測，又用于分組接收。在這些實(shí)施例中，只有雷達(dá)檢測路徑被消隱，而接入點(diǎn)接收分組。
將會意識到，接入點(diǎn)300包括對分布式協(xié)調(diào)功能幀間空間(DIFS)和隨機(jī)退避(backoff)的適應(yīng)；在這種情況下，用于發(fā)送和接收分組化數(shù)據(jù)的時段是不同的。另外，接入點(diǎn)300可包括對每個分組的傳輸之前、之間或之后的“非常時段”(quite period)的適應(yīng)。
在發(fā)送和接收分組化數(shù)據(jù)之間，接入點(diǎn)300在清晰信道評估期間利用接收路徑338“偵聽”雷達(dá)信號。用于偵聽或清晰信道評估的示例性時段通常示為標(biāo)號406和408，而檢測到的雷達(dá)尖峰或信號以標(biāo)號410指示。一般來說，雷達(dá)信號410是持續(xù)時間約為4微秒的脈沖；然而，持續(xù)時間長達(dá)幾百毫秒的脈沖也是已知的。
為了檢測到雷達(dá)信號，信號超過閾值。例如，雷達(dá)信號410超過-64dBm的閾值，如箭頭412和414所示。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，該閾值按需要可被設(shè)為任何適當(dāng)?shù)墓β仕健?br> 參考圖5，圖示了圖3中所示的接入點(diǎn)300的操作的時間圖500。通常，在橫軸或x軸上指示時間，在縱軸或y軸上指示功率或幅度。更具體而言，時間圖500分別示出了發(fā)送和接收的分組化數(shù)據(jù)502、504，以及一系列周期性雷達(dá)突發(fā)或脈沖506、508、510、512、514等。如標(biāo)號516處的虛線所示，雷達(dá)脈沖506、508、510、512、514等易發(fā)生某些“抖動”或時間上的變化。根據(jù)本發(fā)明的一方面，通過下文示出的“分箱”(binning)允許了雷達(dá)檢測中的這種抖動。
在檢測雷達(dá)信號時，在分組化數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收期間的接收信號強(qiáng)度指示事件被忽略。另外，太窄或太寬的脈沖被忽略，具有太大寬度變化的脈沖也被忽略。太窄或太寬或者具有太大寬度變化的示例性脈沖由標(biāo)號518示出。從而，發(fā)送和接收的分組化數(shù)據(jù)502、504以及示例性脈沖518被從譜圖500中去除。將會意識到，雷達(dá)脈沖512也與接收的分組化數(shù)據(jù)504一起被有效地去除。如下文中所示，盡管去除了雷達(dá)脈沖512，本發(fā)明仍能夠檢測雷達(dá)系統(tǒng)的操作。
一旦去除了發(fā)送和接收的分組化數(shù)據(jù)502、504、脈沖512以及示例性脈沖518，雷達(dá)脈沖506、508、510、514等之間的間隔就分別被指定為A1、A2、B和A3。將會意識到，間隔A1、A2和A3是類似的，而間隔B較長，這是由于去除了脈沖512以及分組化數(shù)據(jù)504。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，太窄或太寬的脈沖之間的間隔被丟棄；因?yàn)檫@些間隔通常并不指示雷達(dá)信號。
參考圖6，利用間隔在存儲器中建立柱狀圖600。這種存儲器有利地被包括在專用集成電路334中，或者被包括作為控制器324的一部分，這兩個部件都在圖3中示出。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可以使用專用集成電路或控制器外部的存儲器。
更具體而言，柱狀圖600包括多個箱，例如箱602、604，指代沿橫軸或x軸排列的兩個脈沖之間的間隔。箱602、604通常覆蓋了一個間隔范圍，例如分別為200-250微秒和400-500微秒。落入一個范圍內(nèi)的兩個脈沖之間的間隔的發(fā)生次數(shù)，例如“箱數(shù)(bin count)”在縱軸或y軸上示出。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，可以使用具有任何期望范圍的任何數(shù)目的箱。
如圖所示，間隔A1、A2、B、A3已被分箱。從而，箱602包含間隔A1、A2和A3，箱604包含間隔B。一旦一個或多個箱602內(nèi)的計數(shù)超過了特定的箱數(shù)606，接入點(diǎn)300就不再繼續(xù)使用與這些脈沖相關(guān)聯(lián)的頻率或信道，并且進(jìn)行動態(tài)頻率選擇(DFS)，從而采用另一可用信道。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，箱數(shù)606可按需要調(diào)節(jié)以改變何時檢測雷達(dá)信號或多快地檢測雷達(dá)信號。
例如，可用于檢測雷達(dá)信號的一種標(biāo)準(zhǔn)是如果少于特定數(shù)目的箱被填充以間隔并且箱數(shù)中的任何一個大于某一數(shù)，則進(jìn)行動態(tài)頻率選擇。這種標(biāo)準(zhǔn)防止了錯誤的雷達(dá)檢測。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果間距緊密的箱具有遵循高斯分布的相應(yīng)箱數(shù)，則雷達(dá)信號不存在；相反地，接入點(diǎn)300正在檢測其自身的傳輸。從而，具有遵循高斯分布的箱數(shù)的間距緊密的箱應(yīng)當(dāng)被忽略。在這種情形中，箱602、604應(yīng)當(dāng)被清除、重置或清空。類似地，箱602、604可被周期性清空或在檢測到雷達(dá)信號時清空。
參考圖7，示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的接入點(diǎn)700(例如，圖1中所示的接入點(diǎn)104a-n)的功能框圖。更具體而言，接入點(diǎn)700包括用于接收反向鏈路信道上的分組化數(shù)據(jù)的接收路徑702和用于在前向鏈路信道上發(fā)送分組化數(shù)據(jù)的發(fā)送路徑704。接收路徑702包括天線706、低噪聲放大器708、頻率轉(zhuǎn)換過程710、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器712和物理接口(PHY)控制器714。接收路徑702還包括提供接收信號強(qiáng)度反饋信號的自動增益控制(AGC)電路716。類似地，發(fā)送路徑704包括物理接口控制器714、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器718、頻率轉(zhuǎn)換過程720、功率放大器722和天線724。物理接口控制器714利用開關(guān)726、728在接收路徑702和發(fā)送路徑704之間進(jìn)行選擇，如標(biāo)號730所示。本地振蕩器732用于選擇發(fā)送和接收信道。
物理層接口控制器714有利地是專用集成電路，并且運(yùn)行例如40MHz時鐘(未示出)之類的時鐘。在其他實(shí)施例中，物理層接口控制器714可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器712和數(shù)模轉(zhuǎn)換器718。另外，物理層接口控制器714執(zhí)行調(diào)制/解調(diào)。
物理層接口控制器714耦合到媒體訪問控制器(MAC)734、處理器736和網(wǎng)絡(luò)738。媒體訪問控制器734同樣有利地是專用集成電路。網(wǎng)絡(luò)738是固定骨干網(wǎng)，例如圖1中所示的固定骨干網(wǎng)106。
處理器736控制接入點(diǎn)700的功能，例如，與無線鏈路相關(guān)聯(lián)的發(fā)送和接收。處理器736耦合到接收和發(fā)送路徑702、704以及本地振蕩器732，并且執(zhí)行在存儲器740中找到的存儲的程序代碼。從而，處理器736被編程為記錄和/或管理檢測到的雷達(dá)信號，并選擇通信信道以用于前向傳輸，并且從而選擇客戶端返回鏈路，以便以取決于其存儲的程序代碼的各種方式防止與雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，在替換實(shí)施例中，處理器適當(dāng)?shù)匕ù鎯ζ?。在其他?shí)施例中，存儲器在接入點(diǎn)700的外部或者不是接入點(diǎn)700的一部分。處理器736通過以下方式檢測雷達(dá)信號記錄能量事件，計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在，將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖的箱中，其中每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率，并且基于選定的箱數(shù)限制雷達(dá)頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量。
考慮到上述結(jié)構(gòu)和功能特征，參考圖8將更好地意識到根據(jù)本發(fā)明各種方面的方法。盡管出于簡化說明的目的，圖8的方法被示為和描述為順序執(zhí)行，但是應(yīng)當(dāng)理解和意識到，本發(fā)明并不限于圖示順序，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，某些方面可以按不同于這里所示和描述的順序發(fā)生和/或與其他方面同時發(fā)生。而且，要實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明一方面的方法并不需要所有圖示的特征。另外，本發(fā)明的方法可以在軟件、硬件或軟件和硬件的組合中實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖8，示出了圖示用于無線網(wǎng)絡(luò)的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備的方法800的程序流的流程圖。方法800開始于在框802中對能量事件進(jìn)行記錄(例如，檢測、加時間戳和/或記入日志)。這里所用的能量事件包括來自雷達(dá)系統(tǒng)(例如圖1中所示的雷達(dá)系統(tǒng)110)的傳輸?shù)鹊取?br> 例如，能量事件適當(dāng)?shù)赜山邮章窂?38響應(yīng)于控制器334而記錄(圖3中所示)，或者由接收路徑702響應(yīng)于處理器736而記錄(圖7中所示)。更具體而言，具有上升到超出指定閾值的能量水平和下降到低于指定閾值的能量水平的能量事件被記錄。參考圖2，這種指定閾值通常示為參考字母T。而且，這種超出和低于指定閾值T的上升和下降事件分別對應(yīng)于脈沖202的前導(dǎo)和拖尾沿，如標(biāo)號210和212總地指示。類似地，超過-64dBm閾值的雷達(dá)信號410(如箭頭412和414n總地指示)在圖4中示出。
仍然參考圖8，在框804，計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在。例如，脈沖506、508、510、514等的相應(yīng)部分(例如前導(dǎo)沿)之間的時間戳的差被用于計算間隔A1、A2、B、A3，如圖5中所示。在框806，超出范圍(例如，太窄或太寬)的脈沖之間的間隔被丟棄，因?yàn)檫@些間隔通常并不指示雷達(dá)信號。
在框808，脈沖之間的間隔被分類到包括多個箱的柱狀圖中。柱狀圖的每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍。圖6示出了示例性的柱狀圖600。柱狀圖的單個箱中的累積代表在等于箱范圍的誤差裕量內(nèi)具有周期性的間隔。
在框810，柱狀圖被周期性地重置，即，柱狀圖的任何箱中的所有累積都被丟棄。例如，大約每一百毫秒，所有箱都被適當(dāng)?shù)刂刂靡淮?。或者，箱中的最老條目被清除，例如那些老于例如750毫秒的條目。在重置時段內(nèi)超過指定箱數(shù)(例如，圖6中所示的箱數(shù)606)的柱狀圖的任何箱指示多個間距類似的脈沖的存在，這多個脈沖與已接收到雷達(dá)信號的高概率相關(guān)。通常，從箱中周期性地重置或清除舊的條目防止了雷達(dá)信號的錯誤檢測。
在框812，利用柱狀圖中的箱數(shù)作為雷達(dá)檢測的指示，限制或停止在檢測到的頻率上的干擾無線網(wǎng)絡(luò)流量的傳輸，從而減少或去除與雷達(dá)系統(tǒng)的干擾。為了區(qū)分雷達(dá)系統(tǒng)傳輸和隨機(jī)高頻脈沖，在脈沖之間的測量間隔集中在少量柱狀圖箱中時停止無線網(wǎng)絡(luò)流量，從而由于雷達(dá)信號的周期性，將不相關(guān)的檢測與相關(guān)的分箱隔離開來。方法800在框814中結(jié)束。
為了使無線網(wǎng)絡(luò)成功地與雷達(dá)系統(tǒng)共享頻譜，雷達(dá)信號必須被快速地、高效地和準(zhǔn)確地檢測。當(dāng)與使用傅立葉或周期變換的方法相比時，前述方法需要相對較低的計算處理，從而導(dǎo)致高檢測速率和低錯誤報警率。另外，前述方法在不相關(guān)的檢測噪聲存在時是健壯的，并且易于被參數(shù)化以應(yīng)對雷達(dá)系統(tǒng)的差別。
考慮到前述內(nèi)容，提供了一種雷達(dá)保護(hù)設(shè)備和方法，其解決了規(guī)范要求，并且允許無線網(wǎng)絡(luò)與雷達(dá)系統(tǒng)共存。
盡管通過描述其實(shí)施例已經(jīng)圖示了本系統(tǒng)，并且已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了實(shí)施例，但是申請人的意圖并不是要將所附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制在這些細(xì)節(jié)。附加的優(yōu)點(diǎn)和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是很清楚的。將會理解，本發(fā)明可應(yīng)用于任何使用分組化數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)。而且，這種網(wǎng)絡(luò)并不限于工作在任何特定頻帶中；相反地，可以按需要工作在任何頻率。另外，本發(fā)明并不限于根據(jù)任何標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行工作。因此，在其更廣泛的方面，本發(fā)明并不限于所示出和描述的特定細(xì)節(jié)、代表性裝置和說明性示例。因此，可以對這些細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，而不脫離申請人的一般創(chuàng)造性概念的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于雷達(dá)保護(hù)的方法，包括記錄能量事件；計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在；將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中，每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率；以及基于選定的箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量。
2.如權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，其中具有上升到超過指定閾值的能量水平和下降到低于所述指定閾值的能量水平的能量事件被記錄。
3.如權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，其中記錄能量事件包括對能量事件進(jìn)行檢測、加時間戳和計入日志中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，還包括丟棄寬度不在期望范圍內(nèi)的脈沖。
5.如權(quán)利要求4所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，其中所述期望范圍約為1到20微秒。
6.如權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，還包括周期性地重置所述柱狀圖箱中的任何一個。
7.如權(quán)利要求6所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，其中所述柱狀圖箱中的任何一個大約每一百毫秒被重置一次。
8.如權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，還包括以下步驟周期性地清除所述柱狀圖箱中的任何一個中的最老條目。
9.如權(quán)利要求8所述的用于雷達(dá)保護(hù)的方法，其中老于大約750毫秒的條目被從所述柱狀圖箱中的任何一個中清除。
10.一種雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，包括被配置為記錄能量的接收器電路和接收天線；以及耦合到所述接收器電路并且被配置為執(zhí)行允許與雷達(dá)系統(tǒng)的共存的程序代碼的處理器；所述程序代碼包括命令所述處理器執(zhí)行以下操作的指令計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在；以及將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中，每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率。
11.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，還包括耦合到所述控制器的發(fā)送電路和發(fā)送天線；所述程序代碼還包括命令所述處理器使得所述發(fā)送電路基于選定箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量的指令。
12.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，還包括耦合到所述處理器并且被配置為存儲允許與雷達(dá)系統(tǒng)的共存的程序代碼的存儲器。
13.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，其中所述接收天線和所述接收器電路還被配置為記錄具有上升到超過指定閾值的能量水平和下降到低于所述指定閾值的能量水平的能量事件。
14.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，其中記錄能量事件包括對能量事件進(jìn)行檢測、加時間戳和計入日志中的至少一種。
15.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，所述程序代碼還包括命令所述處理器丟棄寬度不在期望范圍內(nèi)的脈沖的指令。
16.如權(quán)利要求15所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，其中所述期望范圍約為1到20微秒。
17.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，所述程序代碼還包括命令所述處理器周期性地重置所述柱狀圖箱中的任何一個的指令。
18.如權(quán)利要求17所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，其中所述柱狀圖箱中的任何一個大約每一百毫秒被重置一次。
19.如權(quán)利要求10所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，所述程序代碼還包括命令所述處理器周期性地清除所述柱狀圖箱中的任何一個中的最老條目的指令。
20.如權(quán)利要求19所述的雷達(dá)保護(hù)設(shè)備，其中老于大約750毫秒的條目被從所述柱狀圖箱中的任何一個中清除。
21.一種用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于記錄能量事件的裝置；用于計算記錄的能量事件中的時間差以確定脈沖存在的裝置；用于將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中的裝置，每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率；以及用于基于選定的箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中具有上升到超過指定閾值的能量水平和下降到低于所述指定閾值的能量水平的能量事件被記錄。
23.如權(quán)利要求21所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中記錄能量事件包括對能量事件進(jìn)行檢測、加時間戳和計入日志中的至少一種。
24.如權(quán)利要求21所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于丟棄寬度不在期望范圍內(nèi)的脈沖的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述期望范圍約為1到20微秒。
26.如權(quán)利要求21所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于周期性地重置所述柱狀圖箱中的任何一個的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述柱狀圖箱中的任何一個大約每一百毫秒被重置一次。
28.如權(quán)利要求21所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于周期性地清除所述柱狀圖箱中的任何一個中的最老條目的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的用于雷達(dá)保護(hù)的指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中老于大約750毫秒的條目被從所述柱狀圖箱中的任何一個中清除。
全文摘要
一種用于雷達(dá)保護(hù)的方法。該方法包括記錄能量事件并計算記錄的能量事件中的差以確定脈沖。該方法還包括將脈沖之間的間隔分類到柱狀圖箱中，每個箱代表兩個脈沖之間的時間間隔的范圍，每個脈沖指示某一雷達(dá)頻率；并且基于選定的箱數(shù)限制某一頻率上的網(wǎng)絡(luò)流量。
文檔編號H04W16/14GK101084455SQ200580024457
公開日2007年12月5日 申請日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者大衛(wèi)·M·德歐保德, 克里斯托弗·G·麥爾, 愛德華·F·懷特, 詹姆斯·A·阿莫斯, 布雷恩·哈特, 杰森·R·柯若弗德, 菲利普·歐’蘇利凡, 凱文·C·H·王 申請人:思科技術(shù)公司