CN102210167B

CN102210167B - 利用能量检测测量序列的蓝牙频谱感测

Info

Publication number: CN102210167B
Application number: CN200980144556.5A
Authority: CN
Inventors: S·J·谢尔哈默; D·J·R·范尼
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-11-06
Also published as: WO2010054251A1; KR101258896B1; JP5657555B2; EP2363000A1; US8964692B2; KR20110094050A; CN102210167A; JP2014053909A; JP2012508523A; TW201019627A; US20100118695A1

Abstract

本公开的特定方面提供一些技术，这些技术通过利用能量检测测量序列，基于这些测量产生测试统计量，并且将测试统计量与门限进行比较，从而感测蓝牙设备的频谱，以便检测在Wi-Fi设备邻近是否存在蓝牙设备。

Description

利用能量检测测量序列的蓝牙频谱感测

根据35 U.S.C.§119的优先权要求

本专利申请要求2008年11月10日提交的，发明名称为“SpectrumSensing of Bluetooth using a Sequence of Energy Detection Measurements”的美国临时专利申请No.61/113,088的权益，该临时申请被转让给这里的受让人，在此明确地引入作为参考。

技术领域

本公开的特定实施例涉及无线通信，更为具体地说，涉及利用能量检测测量序列来检测蓝牙设备。

背景技术

无线通信***被广泛部署来提供各种类型的通信内容，比如语音、数据等等。这些***可以是能够通过共享可用***资源(例如带宽和发射功率)来支持与多个用户的通信的多址***。这种多址***的例子包括码分多址(CDMA)***、时分多址(TDMA)***、频分多址(FDMA)***、3GPP长期演进(LTE)***以及正交频分多址(OFDMA)***、IEEE 802.11载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)和蓝牙跳频扩频(FHSS)***。

通常，无线多址通信***能够同时支持多个无线终端的通信。每个终端经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)指的是从基站到终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)指的是从终端到基站的通信链路。这种通信链路可以经由单输入单输出、多输入单输出或多输入多输出(MIMO)***建立。

电气电子工程师协会(IEEE)802.11工作组已经开发了高吞吐量物理层(PHY)修正，这一修正被称作802.11n。IEEE 802.11n标准包括两个带宽，一个原始的20MHz和一个新的可选40MHz。对IEEE 802.11n的40MHz版本对其它无线网络，例如工作在2.4GHz频带上的蓝牙，的影响已经有大量关注。

发明内容

本公开的特定实施例提供一种方法，用于在第一无线电接入技术(RAT)网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备。这种方法包括在第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段(time step)，估计经由第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值；基于第一组接收功率值，计算第一测试统计量；将第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由第二RAT进行通信的这种设备是否在范围内；以及响应于检测到经由第二RAT进行通信的设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率。

本公开的特定实施例提供一种装置，用于在第一无线电接入技术(RAT)网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备。这种装置包括用于在第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值的模块；用于基于第一组接收功率值，计算第一测试统计量的模块；用于将第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由第二RAT进行通信的这种设备是否在范围内的模块；以及用于响应于检测到经由第二RAT进行通信的设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率的模块。

本公开的特定实施例提供一种装置，用于在第一无线电接入技术(RAT)网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备。这种装置包括用于在第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值的逻辑；用于基于第一组接收功率值，计算第一测试统计量的逻辑；用于将第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由第二RAT进行通信的这种设备是否在范围内的逻辑；以及用于响应于检测到经由第二RAT进行通信的设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率的逻辑。

本公开的特定实施例提供一种用于在第一无线电接入技术(RAT)网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备的计算机程序产品，这种计算机程序产品包括其上存储有指令的计算机可读介质，这些指令由一个或多个处理器执行。这些指令包括用于在第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值的指令；用于基于第一组接收功率值，计算第一测试统计量的指令；用于将第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由第二RAT进行通信的这种设备是否在范围内的指令；以及用于响应于检测到经由第二RAT进行通信的设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率的指令。

附图说明

为了更详细地理解本公开的上述特征，通过参考各方面，可以得到以上简要总结的更为具体的描述，在附图中说明上述各方面的部分方面。然而，要注意的是，附图仅仅说明本公开的特定典型方面，并且因此不应该被认为是对其范围的限制，因为这种描述允许其它等效的方面。

图1说明根据本公开的特定实施例的示例无线通信***；

图2说明可以在根据本公开的特定实施例的无线设备中使用的各个组件；

图3说明可以在根据本公开特定实施例的无线通信***内使用的示例发射机和示例接收机，这种无线通信***使用正交频分复用和正交频分多址(OFDM/OFDMA)技术；

图4A～4C说明根据本公开的特定实施例的包括站和蓝牙发射机的示例网络；

图5说明根据本公开的特定实施例的利用能量检测测量序列来检测是否存在蓝牙设备的示例操作；

图5A说明能够进行图5中说明的操作的示例组件；

图6说明根据本公开的特定实施例，用于在检测是否存在蓝牙设备时减少虚警的示例操作；

图6A说明能够进行图6中说明的操作的示例组件；

图7说明根据本公开的特定实施例，用于在检测到蓝牙设备之后，检测蓝牙设备是否不再在范围内的示例操作；

图7A说明能够进行图7中说明的操作的示例组件；

图8说明根据本公开的特定实施例，在加性高斯白噪声(AWGN)信道中使用40MHz Wi-Fi接收机的检测概率；

图9说明根据本公开的特定实施例，在AWGN信道中使用20MHzWi-Fi接收机的检测概率；

图10说明根据本公开的特定实施例，在多径信道中使用40MHz Wi-Fi接收机的检测概率；

图11说明根据本公开的特定实施例，在多径信道中使用20MHz Wi-Fi接收机的检测概率。

具体实施方式

本公开的特定实施例提出一种方法，这种方法使用能量检测测量来可靠地检测在紧邻站的附近是否存在蓝牙设备。特定实施例提出一种方法，这种方法能够消除由于来自象Wi-Fi网络这种其它邻近网络的其它较低功率信号而导致的误检实例。

下面描述本公开特定方面的各个方面。应该显而易见的是，本文的教导可以以多种多样的形式体现，并且本文所公开的任何特定结构、功能或其两者仅仅是代表性的。基于本文的教导，本领域技术人员应该明白，本文公开的一个方面可以独立于任何其它方面实现，并且这些方面中的两个或更多方面可以以各种方式组合。例如，可以使用本文阐述的任何数量的方面来实现一个装置或实践一种方法。另外，可以使用其它结构、功能或者除了或不同于本文阐述的一个或多个方面的结构以及功能实现这种装置或实践这种方法。此外，一个方面可以包括一个权利要求的至少一个要求。

本文所使用的“示例性的”一词意味着“用作一个示例、实例或图示”。本文中被描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于其它方面或相比其它方面具有优势。此外，如同本文所使用的一样，术语“老式站”通常指支持802.11n或IEEE 802.11标准的早期版本的无线网络节点。

本文所描述的多天线传输技术可以与各种无线技术结合使用，各种无线技术比如为码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)、时分多址(TDMA)、空分多址(SDMA)等等。多个用户终端可以经由不同的(1)用于CDMA的正交码信道、(2)用于TDMA的时隙或(3)用于OFDM的子带，同时发送/接收数据。CDMA***可以实现IS-2000、IS-95、IS-856、宽带CDMA(W-CDMA)或一些其它标准。OFDM***可以实现IEEE802.11或一些其它标准。TDMA可以实现GSM或一些其它标准。这些各种标准在本领域是公知的。

一个实例MIMO***

图1说明具有接入点和用户终端的多址MIMO***100。为了简单起见，在图1中只示出一个接入点110。接入点(AP)通常是与用户终端通信的固定站，也可以被称为基站等等。根据特定方面，AP可以是“软AP”，包括实现AP功能并且在一些情况下有可能仍然用作客户端的移动设备。用户终端可以是固定的或移动的，并且还可以被称为移动台、站(STA)、客户端、无线设备等等。用户终端可以是无线设备，比如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机等。

接入点110可以在任何给定时刻，在下行链路和上行链路上与一个或多个用户终端120通信。下行链路(即前向链路)是从接入点到用户终端的通信链路，而上行链路(即反向链路)是从用户终端到接入点的通信链路。用户终端还可以与另一个用户终端进行对等通信。***控制器130连接到接入点并且提供对接入点的协调和控制。

***100采用多个发射天线和多个接收天线来在下行链路和上行链路上进行数据传输。接入点110配备有N_ap个天线，并且代表用于下行链路传输的多个输入(MI)和用于上行链路传输的多个输出(MO)。一组N_u个所选用户终端120一起代表下行链路传输的多个输出和上行链路传输的多个输入。在特定情况下，如果没有利用一些方式在码、频率或时间上对N_u个用户终端的数据符号流进行复用，那么希望具有N_ap≥N_u≥1。如果能够在CDMA下使用不同码信道，在OFDM下使用不连续的子带组等等对数据符号流进行复用，那么N_u可以大于N_ap。每个所选用户终端可以向接入点发送用户专用数据和/或从接入点接收用户专用数据。通常，每个所选用户终端可以配备有一个或多个天线(即N_ut≥1)。这N_u个所选用户终端可以具有相同或不同数量的天线。

MIMO***100可以是时分双工(TDD)***或频分双工(FDD)***。对于TDD***，下行链路和上行链路共享同一频带。对于FDD***，下行链路和上行链路使用不同频带。MIMO***100还可以利用单个载波或多个载波来进行传输。每个用户终端可以配备有单个天线(例如为了降低成本)或多个天线(例如在支持额外成本的情况下)。

图2示出了MIMO***100中的接入点110和两个用户终端120m及120x的方框图。接入点110配备有N_ap个天线224a到224ap。用户终端120m配备有N_ut，m个天线252ma到252mu，并且用户终端120x配备有N_ut，x个天线252xa到252xu。接入点110对于下行链路是发射实体，而对于上行链路是接收实体。每个用户终端120对于上行链路是发射实体，而对于下行链路是接收实体。如同本文所使用的一样，“发射实体”是能够经由无线信道发送数据的独立工作的装置或设备，而“接收实体”是能够经由无线信道接收数据的独立工作的装置或设备。在以下描述中，脚标“dn”表示下行链路，上标“up”表示上行链路，选择N_up个用户终端来在上行链路上进行同时传输，选择N_dn个用户终端来在下行链路上进行同时传输，N_up可以等于或可以不等于N_dn，并且N_up和N_dn可以是静态值或可以在不同的调度间隔间改变。可以在接入点和用户终端上使用波束控制或其它空间处理技术。

在上行链路，在被选择来用于上行链路传输的每个用户终端120上，TX数据处理器288接收来自数据源286的业务数据以及来自控制器280的控制数据。TX数据处理器288基于与为用户终端选择的速率相关联的编码及调制方案，对该用户终端的业务数据{d_up，m}进行处理(例如编码、交织和调制)，并提供数据符号流{s_up，m}。TX空间处理器290对这种数据符号流{s_up，m}进行空间处理，并且提供用于N_ut，m个天线的N_ut，m个发送符号流。每个发射机单元(TMTR)254接收并处理(例如变换到模拟、放大、滤波和上变频)相应的发送符号流，生成上行链路信号。N_ut，m个发射机单元254提供N_ut，m个上行链路信号，用于从N_ut，m个天线252发送到接入点110。

在接入点110，N_ap个天线224a到224ap接收在上行链路上发送的来自所有N_up个用户终端的上行链路信号。每个天线224向相应的接收机单元(RCVR)222提供接收信号。每个接收机单元222进行与发射机单元254进行的处理互补的处理，并提供接收符号流。RX空间处理器240对来自N_ap个接收机单元222的N_ap个接收符号流进行接收机空间处理，并提供N_up个已恢复上行链路数据符号流。根据信道相关矩阵反转(CCMI)、最小均方差(MMSE)、连续干扰消除(SIC)或一些其它技术进行接收机空间处理。每个已恢复上行链路数据符号流{s_up，m}是对相应用户终端发送的数据符号流{s_up，m}的估计。RX数据处理器242根据每个已恢复上行链路符号流{s_up，m}所使用的速率，对该已恢复上行链路符号流进行处理(例如解调、解交织和解码)，以获得解码数据。可以将每个用户终端的解码数据提供给数据接收器244来进行存储，和/或提供给控制器230来进一步处理。

在下行链路，在接入点110，TX数据处理器210从自数据源208接收用来给被调度来进行链路传输的N_dn个用户终端的业务数据，来自控制器230的控制数据以及来自调度器234的可能其它数据。可以在不同传输信道上发送各种类型数据。TX数据处理器210基于为每个用户终端选择的速率，对给这个用户终端的业务数据进行处理(例如编码、交织和调制)。TX数据处理器210为N_dn个用户终端提供N_dn个下行链路数据符号流。TX空间处理器220对这N_dn个下行链路数据符号流进行空间处理，并为N_ap个天线提供N_ap个发送符号流。每个发射机单元(TMTR)222接收并处理相应的发送符号流，生成下行链路信号。N_ap个发射机单元222提供N_ap个下行链路信号，用于从N_ap个天线224发送到用户终端。

在每个用户终端120，N_ut，m个天线252从接入点110接收N_ap个下行链路信号。每个接收机单元(RCVR)254处理来自相关联天线252的接收信号，并提供接收符号流。RX空间处理器260对来自N_ut，m个接收机单元254的N_ut，m个接收符号流进行接收机空间处理，并为用户终端提供已恢复下行链路数据符号流{s_dn，m}。根据CCMI、MMSE或一些其它技术进行接收机空间处理。RX数据处理器270对已恢复的下行链路数据符号流进行处理(例如解调、解交织和解码)，以获得给用户终端的解码数据。

在每个用户终端120，N_ut，m个天线252从接入点110接收N_ap个下行链路信号。每个接收机单元(RCVR)254处理来自相关联天线252的接收信号，并提供接收符号流。RX空间处理器260对来自N_ut，m个接收机单元254的N_ut，m个接收符号流进行接收机空间处理，并为用户终端提供已恢复下行链路数据符号流{s_dn，m}。根据CCMI、MMSE或一些其它技术进行接收机空间处理。RX数据处理器270对已恢复的下行链路数据符号流进行处理(例如解调、解交织和解码)，以获得用于用户终端的解码数据。

图3说明可以在***100内使用的无线设备302中使用的各种组件。无线设备302是可以用来实现本文所描述的各种方法的设备的实例。无线设备302可以是接入点110或用户终端120。

无线设备302可以包括处理器304，处理器304控制无线设备302的工作。处理器304还可以被称为中央处理单元(CPU)。存储器306向处理器304提供指令和数据，存储器306可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。存储器306中的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器304通常基于存储器306内存储的程序指令，进行逻辑和算术运算。可以执行存储器306中的指令来实现本文描述的方法。

无线设备302还可以包括外壳308，该外壳308包括发射机310和接收机312从而能够在无线设备302和远程位置之间进行数据发送和接收。发射机310和接收机312可以被组合为收发机314。多个发射天线316可以附接于外壳308，并且电气连接到收发机314。无线设备302还可以包括(未示出)多个发射机、多个接收机和多个收发机。

无线设备302还可以包括信号检测器318，信号检测器318用来检测及量化由收发机314接收的信号的电平。信号检测器318可以检测象总能量、每子载波每符号能量、功率谱密度这样的信号和其它信号。无线设备302还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)。

无线设备302的各个组件可以通过总线***322连接在一起，除了数据总线之外，总线***322还包括功率总线、控制信号总线和状态信号总线。

本公开的特定实施例提出一种方法，用于使用能量检测测量来可靠地检测紧邻无线站的附近是否存在蓝牙设备。特定实施例提出一种方法，用来消除由于来自诸如Wi-Fi网络的其它邻近网络的其它较低功率信号而导致的误检实例。

对于特定实施例，802.11n站(即Wi-Fi站)可以扫描信道，以确定是否存在蓝牙设备在邻近工作。然后，站可以基于能量检测测量生成度量，并且将度量与门限进行比较，以决定在范围内是否存在蓝压设备。

图4A～4C说明根据本公开的特定实施例的包括站402和蓝牙设备404的示例网络。

图4A说明远离无线站的蓝牙设备，因此由这个站发送的信号不会干扰由这个蓝牙设备发送的信号。结果是，测试度量可以等于零。

图4B说明比图4A中的蓝牙设备更接近无线站的蓝牙设备，但仍然不是近到足够发起这个站的符合电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准的从40MHz到20MHz的频率切换的操作。在这种情况下，测试度量可能仍然小于门限。

图4C说明在无线站的范围内的蓝牙设备。因此，在检测到存在这个蓝牙设备之后，这个站将它的工作频率切换到20MHz，以减少它对蓝牙设备的干扰。在这种情况下，测试统计量大于门限。

在给定功率估计序列的情况下，本公开的特定实施例能够可靠地检测附近蓝牙发射机的存在，同时对其它中功率无线发射机具有最小的误检。

对于特定实施例，从能量检测电路获得功率估计序列。可以将能量检测器的输出除以观测周期的长度来生成信号功率值。在实际中，可以将缩放项组合到门限值中，因此，实际除法运算在实现中不是必需的。在本公开中，由于“接收功率”更为准确，所以考虑“接收功率”。

图5说明根据本公开的特定实施例的示例操作500，示例操作500用于利用能量检测测量序列，在第一无线电接入技术(RAT)网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备。对于特定实施例，第一RAT符合IEEE802.11n标准，第二RAT符合蓝牙或IEEE 802.15.1标准。

在502处，在第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值。在504处，基于第一组接收功率值，计算第一测试统计量(或测试度量)。在506处，将第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定在范围内是否存在经由第二RAT进行通信的设备。响应于确定为经由第二RAT进行通信的设备在范围内，第一网络可以从第一工作频率切换到第二工作频率。

在508处，对接收功率值进行额外检查，以检测虚警。在510处，进行额外处理，以确定蓝牙设备是否不再在范围内。

对于可靠地检测附近的蓝牙设备，应该找出当前Wi-Fi网络中的安静时间周期。每个安静周期可能相当短(例如3μs)。然而，由于同步问题，很可能是安静周期将比实际观测时间稍长。可以按照不同方式找出网络中的安静时间。

用于找出网络中的安静时间的第一种方法可以是在分组完成之后立即侦听信道。由于每个分组之后跟随帧间间隔(SIFS)时间，因此在每个分组完成之后，总是存在短的安静时间。这个SIFS安静时间的持续时间随着IEEE 802.11标准族下使用的物理层不同而变化。例如在IEEE 802.11n PHY中，短的帧间间隔时间是16μs。在IEEE 802.11n中，存在2μs的减少的帧间间隔(RIFS)。因此，需要等待，直到RIFS完成之后。如果在RIFS之后不存在分组，那么在SIFS时间结束之前，网络应该是安静的，可以在SIFS时间期间安排能量检测测量。

知道了在安静时间期间网络不进行发射，就可以安排能量检测测量。应该注意，利用上述技术，可以不按照规则间隔来进行能量检测测量。然而，不规则的能量检测窗口不会影响所提出的技术的结果。

对于特定实施例，可以通过发送无线局域网(WLAN)允许发送(CTS)分组并且在这一时间以后不进行发射，来找出网络中的安静时间。这可以被称为CTS-to-self，因为WLAN网络常常发送用于使得发射站在CTS之后安排好的时间周期内能够进行发射的消息。在这种情况下，这个站不在这个CTS完成后进行发射。取而代之，这个站进行能量检测测量。当测量检测能量的期间较长时，这种方法是有用的。

对于特定的实施例，使用能量检测电路，可以在安静时间期间生成接收功率估计序列。对信道的观测可以是周期性的，或者当时间允许时可以安排观测。这些观测通常在2.4GHz的部分频带上进行。这种能量检测器可以位于接收机滤波器之后。

在IEEE 802.11n标准中，支持20MHz和40MHz带宽。可以使用这两个带宽中的一个进行能量检测观测。因为40MHz带宽是20MHz带宽的两倍，因此在检测蓝牙信号时，它更有效。然而，也可以使用20MHz带宽。还可以移动接收机滤波器的中心频率来观测频带的不同部分。然而，如果蓝牙设备没有正在使用自适应跳频，那么可以使用任何典型的中心频率。

对于每个观测时间，估计信号功率。在本公开中，假设信号功率被转换为dBm。然而，可以在不转换为dB的情况下，在线性域中进行所有计算。

可以按照如下方式计算对第n个观测的接收功率估计：

P_{n} = 10 * \log (\frac{1}{M} Σ_{m = 1}^{M} y (m) y {(m)}^{*})

其中，M表示每个观测周期期间的采样数，和y(.)表示接收信号。接收功率估计序列可以由{P₁，P₂，...，P_N}表示。

对于特定的实施例，为了确定邻近是否存在正在发送的蓝牙设备，可以基于接收功率估计序列来生成测试统计量T。将测试统计量与门限进行比较。可以使用若干不同的测试统计量。在本文档中呈现了这些统计量中的少数几个，但是其它的测试统计量也落在本公开的范围内。

可以使用的最简单的测试统计量是所有接收功率估计的最大值，可以将它写成：

T = \max_{n} (P_{n})

作为替换，可以使用顺序统计(Order Statistics)来归纳出最大统计量。因此，可以存储接收的功率估计，以基于它们的大小来产生一个新的集合{PS₁，PS₂，...，PS_N}，其中PS₁≤PS₂≤...≤PS_N。从而，PS_N是最大值或最大接收功率电平。使用最大值作为测试统计量的一种替换是从所存储的集合中选择第m个接收功率PS_m。因此，可以将测试统计量写成：

T＝PS_m

可以利用测试统计量T从接收功率随机变量的累积分布的90个按百等分分布的(90 percentile)数值中选定一个值。基于90个按百等分分布的数值的测试统计量能够避免在单个孤立的强功率观测值上触发检测器，这样能够获得更为鲁棒的检测器。

作为一个实例，如果存在20个功率观测值，就可以将第18个观测值(在按照递增顺序存储后)选作测试统计量，所以T＝PS₁₈。在这个实例中，测试统计量是第三大的接收功率估计。

对于特定实施例，测试统计量可以基于多个最大接收功率值(例如PS_m，...，PS_N)的平均值来选择，并且可以写成：

T = (\frac{1}{N - m + 1}) Σ_{n = m}^{N} {PS}_{n}

在计算出测试统计值之后，可以将测试统计值与门限γ₁进行比较，并且如下所述，基于测试统计量是否超过门限进行判决：

因此，如果测试统计量超过门限，则存在邻近蓝牙发射机的判决(D)为真，否则判决为假。

对于特定实施例，可以进行额外检查来消除虚警。

图6说明根据本公开特定实施例的用于减少在检测是否存在蓝牙设备时的虚警的示例操作600。图6更为详细地说明图5中的步骤508。

在602，基于第一组接收功率值，计算第二测试统计量。在604，将第一测试统计量与第一门限比较，并且将第二测试统计量与第二门限比较。如果两个测试统计量都导致了关于存在蓝牙设备的肯定判决，那么在606，断言在范围内存在蓝牙设备。如果测试统计量中的一个导致关于存在蓝牙设备的否定判决，那么在608，断言虚警。

如果第一测试统计量导致肯定判决，那么可以基于原始接收功率序列{P₁，P₂，...，P_N}的时域相关，对观测值进行额外检查。如果观测周期小于蓝牙跳变周期(例如625μs)，那么在接收功率估计之间可能存在时间相关性。通过按照如下方式计算功率估计的均值m和计算功率估计的方差σ²，将第二测试统计量定义为与一个观测周期的偏移间的时间相关：

m = \frac{1}{N} Σ_{n = 1}^{N} P_{n}

σ^{2} = \frac{1}{N} Σ_{n = 1}^{N} {(P_{n} - m)}^{2}

可以按照如下方式计算与一个观测的偏移间的自相关r：

r (1) = \frac{1}{N - 1} Σ_{n = 1}^{N - 1} (P_{n} - m) (P_{n + 1} - m)

对于特定实施例，测试统计量可以是相关系数

可以将这个测试统计量与另一个门限γ’比较，γ’可以是零到一之间的数值。如果相关系数很小，那么如下所述，判决会变成假：

如果T′＜γ′那么D＝假

如果测试统计量超过门限，那么判决保持为真。

对于特定实施例，一旦已经检测到蓝牙设备并且802.11n网络已经变成20MHz工作，那么802.11n网络不应该永远停留在20MHz的工作模式。如果该蓝牙设备离开这个区域，802.11n就可以切换回40MHz模式。

图7说明根据本公开的特定实施例的示例操作700，该示例操作700用于检测到蓝牙设备以后，检测蓝牙设备是否不再在范围内。图7更为详细地说明图5中的步骤510。

在702，如果蓝牙设备先前在范围内，那么在另一个网络的安静时间期间的多个时段，估计多个接收功率值，以生成第二组接收功率值。在704，基于第二组接收功率值，计算第三测试统计量。使用上面描述方法中的一个方法计算第三测试统计量。

在706，将第三测试统计量与第三门限比较，以确定蓝牙设备是否不再在范围内，其中第三门限可以小于第一门限(即γ₂≤γ₁)。例如第一门限可以是-40dBm，而第三门限可以是-45dBm。

如果测试统计量小于第三门限，那么这一判决是蓝牙发射机不再存在，而如果测试统计量大于第三门限，那么意味着蓝牙发射机依然存在。

仿真结果

在这个部分，给出了使用所提出的用于检测在站的范围内是否存在蓝牙设备的方案的仿真环境和仿真结果。假设两个蓝牙设备邻近Wi-Fi站。这种蓝牙设备与STA足够近，使得STA处的接收功率为高。在这个仿真中，在STA处，来自一个蓝牙设备的接收功率为-35dBm，并且来自另一个蓝牙设备的接收功率为-50dBm。这一仿真是对小型蓝牙微微网进行模拟，其中一个设备比另一个距离更加远离STA。这可以代表在某人口袋中的蜂窝电话和蓝牙耳机。

蓝牙的工作比在33％到100％之间变化。蓝牙的仿真没有自适应跳频(AFH)。因为没有AFH的蓝牙设备比支持AFH的蓝牙设备更受Wi-Fi干扰的影响。因此，能够检测到不支持AFH的那些蓝牙微微网非常重要。

STA具有20MHz或40MHz的接收机带宽。对这两种情况都给出了仿真结果。40MHz版本的性能更高。Wi-Fi STA使用标准能量检测电路，该标准能量检测电路对已滤波信号进行采样并估计信号功率。在这个仿真中，收集采样的时间周期是4μs。在每100μs的周期基础上发生能量检测。

假设测试统计量为功率估计的最大值，

并且与门限值-40dBm进行比较。在仿真中支持两个不同的信道模型，比如加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径信道。

图8说明根据本公开的特定实施例，在AWGN信道中使用40MHzWi-Fi接收机的检测概率。曲线802示出了当蓝牙设备的工作比是100％时的检测概率。曲线804和806分别示出了当蓝牙工作比是66％和33％时的检测概率。蓝牙工作比越低，获得可靠检测所花费的时间越长。

图9说明根据本公开的特定实施例，在AWGN信道中使用20MHzWi-Fi接收机的检测概率。曲线902、904和906分别示出了当蓝牙工作比是100％、66％和33％时的检测概率。正如所预期的一样，当使用20MHz滤波器时，获得可靠检测所需时间是使用40MHz滤波器***的两倍。

下一组仿真利用多径信道。将均方根(RMS)延迟扩展100ns用于指数延迟扩展模型。这个多径信道位于蓝牙微微网和Wi-Fi站之间。这表明信道的延迟扩展很大，因为基于检测门限门限，这些设备将相当近。因此，这一仿真代表最坏情形。

图10说明根据本公开的特定实施例，在多径信道中使用40MHz Wi-Fi接收机的检测概率。曲线1002、1004和1006分别示出了当蓝牙工作比是100％、66％和33％时的检测概率。在多径信道中检测蓝牙所需时间近似为在使用AWGN信道的类似***中所需时间的两倍。

图11说明根据本公开的特定实施例，在多径信道中使用20MHz Wi-Fi接收机的检测概率。曲线1102、1104和1106分别示出了当蓝牙工作比是100％、66％和33％时的检测概率。与图9比较，在多径信道中检测蓝牙所需时间近似为在使用AWGN信道的类似***中所需时间的两倍。

本公开中描述的实施例提供一种方法，用于使用标准能量检测电路，可靠地检测邻近站的蓝牙微微网。

可以通过与图中说明的模块加功能块对应的各种硬件和/或软件组件和/或模块，进行上面描述的方法的各种操作。通常，在存在具有对应配对模块加功能图的图中说明的方法的情况下，这种操作块对应于具有相似编号的模块加功能块。例如在图5、6和7中说明的操作500、600和700均对应于图5A、6A和7A中说明的模块加功能块500A、600A和700A。

如同本文所使用的一样，术语“确定”包含多种多样的动作。例如“确定”可以包括运算、计算、处理、推导、调查、查找(例如在表格、数据库或另一个数据结构中查找)、确定等。此外，“确定”可以包括接收(例如接收信息)、访问(例如访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选定、建立等。

信息和信号可以使用多种不同的方法和技术中的任何一种来表示。例如在以上整个说明书中所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光粒子或者其任何组合来表示。

结合本公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者被设计成用于进行本文描述的这些功能的这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何可商业获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核或任何其它配置。

结合本公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在本领域公知的任何形式的存储介质中。所使用的存储介质的一些例子包括RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM等。软件模块可以包括单指令或多个指令，并且可以分布在不同的程序中和多个存储介质之间的若干不同的代码段上。存储介质可以被连接到处理器，使得该处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。

本文所公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或操作。在不脱离权利要求范围的情况下，这些方法步骤和/或操作可以相互互换。换句话说，除非指定了步骤或操作的具体顺序，在不脱离权利要求范围的情况下，可以修改具体步骤和/或操作的顺序和/或使用。

所描述的这些功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将这些功能作为一个或多个指令存储在计算机可读介质上。存储介质可以是能够被计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被计算机访问的任何其它介质。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。

还可以在传输介质上传输软件或指令。例如如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在传输介质的定义中。

此外，应该明白的是，用于实现本文描述的方法和技术的模块和/或其它合适装置，比如在附图中说明的那些，可以在合适被移动设备和/或基站下载和/或以其它方式获得。例如这些设备可以连接到服务器来便于传送进行本文描述方法的模块。或者，本文所描述的各种方法可以经由存储装置(例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、诸如压缩盘(CD)或软盘等的物理存储介质)提供，因此，在连接或提供存储装置到移动设备和/或基站后，移动设备和/或基站可以获得各种方法。此外，可以使用用于提供本文所描述的方法和技术的任何其它合适技术。

要理解的是，权利要求并不限于以上说明的精确配置和组件。在不脱离权利要求范围的情况下，可以对以上描述的方法和装置的配置、操作和细节进行各种修改、改变和变化。

尽管前述旨在本公开的实施例，但在不脱离由其基本范围的情况下，可以设计本公开的其它和更多的实施例，并且其范围由所附权利要求确定。

Claims

1.一种用于在第一无线电接入技术（RAT）网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备的方法，包括：

在所述第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值；

基于所述第一组接收功率值，计算第一测试统计量；

由处理器将所述第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否在范围内；以及

响应于确定出经由所述第二RAT进行通信的所述设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率，

其中计算所述第一测试统计量包括：

将所述第一组接收功率值进行排序；以及

选择所述第一组接收功率值排序后预定位置上的接收功率值作为所述第一测试统计量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.11n标准。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.15.1（蓝牙）标准。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一工作频率是40MHz，并且所述第二工作频率是20MHz。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述第一组接收功率值，计算第二测试统计量；以及

将所述第二测试统计量与第二门限进行比较。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

如果所述第一测试统计量大于所述第一门限并且所述第二测试统计量大于所述第二门限，就断言在范围内存在经由所述第二RAT进行通信的所述设备。

7.如权利要求5所述的方法，还包括：

如果所述第一测试统计量大于所述第一门限但是所述第二测试统计量等于或小于所述第二门限，就断言虚警。

8.如权利要求1所述的方法，还包括：

如果经由所述第二RAT进行通信的所述设备先前在范围内，就在所述第一RAT的另一网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第二组接收功率值；

基于所述第二组接收功率值，计算第三测试统计量；以及

将所述第三测试统计量与第三门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否不再在范围内，其中所述第三门限小于所述第一门限。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

响应于检测到经由所述第二RAT进行通信的所述设备不再在范围内，从所述第二工作频率切换回所述第一工作频率。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一测试统计量是多个最大接收功率值的均值。

11.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二测试统计量是基于所述接收功率值的时域相关的。

12.一种用于在第一无线电接入技术（RAT）网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备的装置，包括：

用于在所述第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值的模块；

用于基于所述第一组接收功率值，计算第一测试统计量的模块；

用于将所述第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否在范围内的模块；以及

用于响应于确定出经由所述第二RAT进行通信的所述设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率的模块，

其中计算所述第一测试统计量包括：

将所述第一组接收功率值进行排序；以及

13.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.11n标准。

14.如权利要求12所述的装置，其中，所述第二RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.15.1（蓝牙）标准。

15.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一工作频率是40MHz，并且所述第二工作频率是20MHz。

16.如权利要求12所述的装置，还包括：

用于基于所述第一组接收功率值，计算第二测试统计量的模块；以及

用于将所述第二测试统计量与第二门限进行比较的模块。

17.如权利要求16所述的装置，还包括：

用于如果所述第一测试统计量大于所述第一门限并且所述第二测试统计量大于所述第二门限，就断言在范围内存在经由所述第二RAT进行通信的所述设备的模块。

18.如权利要求16所述的装置，还包括：

用于如果所述第一测试统计量大于所述第一门限但是所述第二测试统计量等于或小于所述第二门限，就断言虚警的模块。

19.如权利要求12所述的装置，还包括：

用于如果经由所述第二RAT进行通信的所述设备先前在范围内，则在所述第一RAT的另一网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第二组接收功率值的模块；

用于基于所述第二组接收功率值，计算第三测试统计量的模块；以及

用于将所述第三测试统计量与第三门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否不再在范围内的模块，其中所述第三门限小于所述第一门限。

20.如权利要求19所述的装置，还包括：

用于响应于检测到经由所述第二RAT进行通信的所述设备不再在范围内，从所述第二工作频率切换回所述第一工作频率的模块。

21.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一测试统计量是多个最大接收功率值的均值。

22.如权利要求12所述的装置，其中，用于将所述第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否在范围内的模块包括处理器。

23.一种用于在第一无线电接入技术（RAT）网络中检测是否存在经由第二RAT进行通信的设备的装置，包括：

用于在所述第一RAT网络的网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第一组接收功率值的逻辑；

用于基于所述第一组接收功率值，计算第一测试统计量的逻辑；

用于将所述第一测试统计量与第一门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否在范围内的逻辑；以及

用于响应于确定出经由所述第二RAT进行通信的所述设备在范围内，从第一工作频率切换到第二工作频率的逻辑，

其中计算所述第一测试统计量包括：

将所述第一组接收功率值进行排序；以及

24.如权利要求23所述的装置，其中，所述第一RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.11n标准。

25.如权利要求23所述的装置，其中，所述第二RAT符合电气电子工程师协会（IEEE）802.15.1（蓝牙）标准。

26.如权利要求23所述的装置，其中，所述第一工作频率是40MHz，并且所述第二工作频率是20MHz。

27.如权利要求23所述的装置，还包括：

用于基于所述第一组接收功率值，计算第二测试统计量的逻辑；以及

用于将所述第二测试统计量与第二门限进行比较的逻辑。

28.如权利要求27所述的装置，还包括：

用于如果所述第一测试统计量大于所述第一门限并且所述第二测试统计量大于所述第二门限，就断言在范围内存在经由所述第二RAT进行通信的所述设备的逻辑。

29.如权利要求27所述的装置，还包括：

用于如果所述第一测试统计量大于所述第一门限但是所述第二测试统计量等于或小于所述第二门限，就断言虚警的逻辑。

30.如权利要求23所述的装置，还包括：

用于如果经由所述第二RAT进行通信的所述设备先前在范围内，则在所述第一RAT的另一网络安静时间期间的多个时段，估计经由所述第二RAT进行的传输的多个接收功率值，以生成第二组接收功率值的逻辑；

用于基于所述第二组接收功率值，计算第三测试统计量的逻辑；以及

用于将所述第三测试统计量与第三门限进行比较，以确定经由所述第二RAT进行通信的所述设备是否不再在范围内的逻辑，其中所述第三门限小于所述第一门限。

31.如权利要求30所述的装置，还包括：

用于响应于检测到经由所述第二RAT进行通信的所述设备不再在范围内，从所述第二工作频率切换回所述第一工作频率的逻辑。

32.如权利要求23所述的装置，其中，所述第一测试统计量是多个最大接收功率值的均值。

33.如权利要求27所述的装置，其中，所述第二测试统计量是基于所述接收功率值的时域相关的。