JP5571147B2 - 無線媒体中のパケットを検出する適応パケット検出 - Google Patents
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Description
本願は、2004年2月20日に出願された「無線媒体中のパケットを検出する適応パケット検出」と題する同時係属中の米国仮特許出願第60/546,365号を基礎とする優先権を主張する。その出願は、参照することにより本文書中に全文記述されているかのように、実質的に本文書の一部を構成する。
前述の適応パケット検出器または本発明の特徴に基づく他の適応パケット検出器の中にあるパケットの存在を知るためには、1以上のパケット検出方法を使用してもよい。
誤検出は、パケット検出器は媒体上にパケットが存在すると判定したが、パケット・データを取得するため信号の復調および復号を試みる受信機が、その後の処理の中で確認された間違った信号構造のため信号を拒否した事例を、比較することにより決定することができる。誤検出は、現実に存在するパケットを雑音のせいで復号に失敗したことと、通常区別できる。従って、誤検出に対しては、受信機は雑音または他の非パケット信号を復号しようと試みるが、信号が実際はパケットではないので失敗する。
1.802.11bパケットに関しては、SFD探索が失敗したことは、分析中の標本は本当の802.11bパケットでないことを示す。
2.802.11bパケットまたは802.11aパケットに関しては、誤検出と判定したのと同じ検出メトリックを802.11aまたは802.11bのプリアンブルの二番目の部分に対して適用し再計算することができる。この二度目においても検出基準を満たさない場合、誤検出と考えることができる。
3.802.11aパケットに関しては、2つの長いトレーニング・シンボルの間に大きな差が存在することは誤検出を示す。
4.周波数オフセットとOFDMタイミングを決定するために使用されるメトリックの調整が悪いのは、誤検出を示す。例えば、周波数オフセットが理にかなった範囲の外にある場合、またはタイミング探索基準が明白な最適タイミング値を持たない場合である。
5.信号またはサービス・フィールドが誤っていることは、802.11aおよび802.11bの両方に関して、誤検出を示すことがある。
6.受信信号電力が急上昇したことは、本当のパケットはその時点で始まり、すでに分析されている標本は本当のパケットを表していないことを示している可能性がある。
7.別のBSSから送信されるパケットを正しく復号化したことは、受信機が他のBSS通信に感応しないことが望まれる場合、恐らく誤検出と見なされる。
基本的な方法は本文書中に記載されており、続いてもっと複雑な例も記載されている。基本的な方法は、パラメータを調整して閾値を決定し、1以上の試験を行う。そのパラメータは、誤検出率(または同様のメトリック)の判定結果に基づき、誤検出数または誤検出率を減らすよう適応される。減少の態様は、相対割合(例えば50%減少)、閾値の割合(単位時間当たり誤検出がXを超えない)、または成果を反映する減少尺度(例えば、送受信機の性能が所望の基準を超えるまで、誤検出を減らす)とすることができる。
1.誤検出率が所望の最大誤検出率より高い場合、所与の試験に対する閾値を調整して増分値だけ高くする。
2.誤検出率が所望の最小誤検出率より低い場合、所与の試験に対する閾値を調整して同じまたは異なる増分値だけ低くする。
3.誤検出率が所望の最小誤検出率と所望の最大誤検出率の間にある場合、閾値をそのままにしておく。
4.オプションで、誤検出率にかかわらず、それを超えて増加および減少することができない最小または最大の閾値があってもよい。
周波数チャネルごとに、最適な閾値設定が異なることがある。それゆえ、局が新しい周波数への変更を決定するとき、または元のアクセスポイントへの接続が失われるとき、適応閾値設定プロセスに戻らなければならない。しかし、プロセスの処理に要する時間が長すぎて、認証またはアソシエーション・メッセージを十分早く送出できない事態を引起す可能性がある。この問題に対する適用可能な解決策としては、スキャン中は遅らせないこと、新しいチャネルをスキャンしビーコンを見つけるときラップトップ(または他の装置)の雑音レベルより高いことがほぼ確実に保証される「高い」値に暫定的に閾値を設定すること、ビーコンからRSSIを読み取りそのRSSIより数dB低く閾値を設定すること、次いで通信路の設定を試みることが含まれる。一旦通信路が設定されると、閾値をデフォルト値に復帰させる。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
無線チャネルから受信信号を受取り、前記受信信号からパケットの存在を検出する無線受信機であって、
適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記パケット検出器がパケットの存在を示すときに、前記受信信号を処理する論理回路と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出の測定基準が目標範囲外であるときに、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理回路と、
を備えることを特徴とする無線受信機。
[C2]
前記誤検出の測定基準は、誤検出率であることを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C3]
前記目標範囲は最大誤検出率内に制限され、
前記適応パケット検出プロセスを調整する論理回路は、
前記最大誤検出率が、近いか、等しいか、超えるかのうちの少なくとも何れかであるとき、検出に対する選択性が高くなるよう検出閾値を調整する論理を有する
ことを特徴とするC2記載の無線受信機。
[C4]
前記誤検出の測定基準は、
信号がパケットであると見なされた回数に対する、信号がパケットであると見なされたが実際はパケットではなかった比率である
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C5]
前記誤検出判定器はSFDを探す論理を有し、その探索の失敗を誤検出であると判定することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C6]
前記誤検出判定器はトレーニング・シンボルの異形が存在するかどうかを決定する論理を有し、その存在を誤検出に起因すると判定することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C7]
周波数オフセット測定基準の調整が悪いことは、誤検出と見なす条件であることを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C8]
OFDMタイミングの調整が悪いことは、誤検出と見なす条件であることを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C9]
復号されたフレーム中に間違ったデータが存在することは、誤検出であると判定することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C10]
前記誤検出判定器は、非参加ネットワークからのパケットを識別する論理を有し、非参加ネットワークからのパケットであると確認することは誤検出であると見なすことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C11]
前記誤検出判定器は、
パケット・プリアンブルであると推定される受信信号の第1部分について検出の測定基準を使用し、
前記受信信号の第2部分に前記測定基準を使用し、
一方または両方の使用が誤検出を示す場合、前記信号を誤検出であると見なす
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C12]
前記誤検出判定器は、
間違った信号または間違ったサービス・フィールドを検出し、そのようなものを誤検出と見なす論理を有する
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C13]
前記誤検出判定器は、
パケット構造中の異形を検出し、その異形を誤検出と見なす論理を有する
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C14]
前記誤検出判定器は、
当該無線受信機が信号をパケットと見なして処理している場合、受信信号電力の予期しない上昇を誤検出と見なす
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C15]
前記適応パケット検出プロセスは、
前記適応パケット検出プロセスを調整する論理と、前記誤検出の測定基準と、の少なくとも何れかに基づき、それに応じて所与の検出試験に関する前記閾値を調整する
ことを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C16]
前記閾値の調整は、
前記誤検出率が所望の最大誤検出率より大きいとき、所与の試験に対する前記閾値を第1増分値だけ上げ、
前記誤検出率が所望の最小誤検出率より小さいとき、前記所与の試験に対する前記閾値を同じまたは異なる増分値だけ下げ、
前記誤検出率が前記所望の最小誤検出率と前記所望の最大誤検出率の間にあるとき、前記閾値を変更しないように行う
ことを特徴とするC15記載の無線受信機。
[C17]
前記誤検出率がある範囲を超えるにもかかわらず、増加および減少を行わないことを特徴とするC16記載の無線受信機。
[C18]
前記パケット検出器は、入って来る信号のエネルギー・レベルに基づいてパケットを検出することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C19]
前記パケット検出器は、入って来る信号のエネルギー・レベルの差分に基づいてパケットを検出することを特徴とする、C1記載の無線受信機。
[C20]
前記パケット検出器は、相互相関試験に基づいてパケットを検出することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C21]
前記パケット検出器は、自己相関試験に基づいてパケットを検出することを特徴とするC1記載の無線受信機。
[C22]
複数の受信アンテナを使用し、無線チャネルから受信MIMO信号を受取り、前記受信MIMO信号からパケットの存在を検出する無線MIMO受信機であって、
適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記パケット検出器がパケットの存在を示すときに、前記受信信号を処理する論理回路と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出の測定基準が目標範囲外であるときに、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理回路と、
を備えることを特徴とする無線MIMO受信機。
[C23]
前記誤検出の測定基準は誤検出率であり、前記目標範囲は所定の閾値未満の誤検出率であることを特徴とするC22記載の無線MIMO受信機。
[C24]
複数の受信アンテナを使用し、無線チャネルを複数の無線チャネルの中から選択し、当該無線チャネルから受信信号を受取り、前記受信信号からパケットの存在を検出する無線受信機であって、
複数の無線チャネルの中から信号を受信するチャネルを選択するチャネル選択器と、
前記複数のチャネルのそれぞれについて適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記選択されたチャネルにおいて前記パケット検出器がパケットの存在を示すときに、前記受信信号を処理する論理回路と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出の測定基準が目標範囲外であるときに、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理回路と、
前期選択されたチャネルに対する前記誤検出の測定基準に基づいて信号処理工程を調整する論理回路と、
を備えることを特徴とする無線受信機。
[C25]
前記誤検出の測定基準は誤検出率であり、前記目標範囲は所定の閾値未満の誤検出率であることを特徴とするC24記載の無線受信機。
Claims (23)
- 無線チャネルから受信信号を受取り、前記受信信号からパケットの存在を検出する無線受信機であって、
適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記パケット検出器がパケットの存在を示す場合、前記受信信号を処理する論理と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出のメトリックが目標範囲外である場合、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理と
を備え、前記適応パケット検出プロセスは、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理および/または前記誤検出のメトリックに基づいて、所与の検出試験に関する閾値をしかるべく調整し、前記閾値の調整は、誤検出率が所望の最大誤検出率より高い場合、前記所与の試験に関する閾値を第1の増分値だけ上げ、前記誤検出率が所望の最小誤検出率より低い場合、前記所与の試験に関する閾値を同じまたは異なる増分値だけ下げ、前記誤検出率が前記所望の最小誤検出率と前記所望の最大誤検出率の間にある場合、前記閾値を変更しない、無線受信機。 - 前記誤検出のメトリックは、誤検出率である、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記目標範囲は、最大誤検出率を限度とし、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理は、前記最大誤検出率に近づくか、前記最大誤検出率と等しいか、および/または、前記最大誤検出率を超える場合、検出閾値を、検出に関しより選択的であるように調整する論理を含む、請求項2に記載の無線受信機。
- 前記誤検出のメトリックは、信号がパケットであると見なされた回数と比較した、信号がパケットであると見なされたがそうではなかった比率である、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、フレーム開始デリミタ(SFD)を探索する論理を含み、その探索の失敗は、誤検出と判定される、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、トレーニング・シンボルの異形が存在するかどうかを判定する論理を含み、その存在は、誤検出に起因すると判定される、請求項1に記載の無線受信機。
- 周波数オフセットのメトリックの良好でないコンディショニングは、誤検出と見なされる条件である、請求項1に記載の無線受信機。
- OFDMタイミングの良好でないコンディショニングは、誤検出と見なされる条件である、請求項1に記載の無線受信機。
- 復号されたフレーム中の間違ったデータの存在は、誤検出と判定される、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、非参加ネットワークからのパケットを識別する論理を含み、非参加ネットワークからのパケットの識別は、誤検出と見なされる、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、パケット・プリアンブルであると仮定された受信信号の第1の部分についての検出メトリックを使用し、前記受信信号の第2の部分についての前記検出メトリックを使用し、一方または両方の使用が誤検出を示す場合、前記信号を誤検出と見なす、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、間違った信号または間違ったサービス・フィールドを検出し、それらを誤検出と見なす論理を含む、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、パケット構造中の異形を検出し、それを誤検出と見なす論理を含む、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記誤検出判定器は、前記無線受信機が、見なしパケットとして信号を処理している場合、受信信号電力の予期しない上昇を誤検出と見なす、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記閾値において、前記誤検出率にかかわらず、それを超えて増加および減少することができない最小または最大の閾値が設定される、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記パケット検出器は、入って来る信号のエネルギー・レベルにしたがってパケットを検出する、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記パケット検出器は、入って来る信号の差分エネルギー・レベルにしたがってパケットを検出する、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記パケット検出器は、相互相関試験にしたがってパケットを検出する、請求項1に記載の無線受信機。
- 前記パケット検出器は、自己相関試験にしたがってパケットを検出する、請求項1に記載の無線受信機。
- 複数の受信アンテナを使用して、無線チャネルから受信MIMO信号を受取り、前記受信MIMO信号からパケットの存在を検出する無線MIMO受信機であって、
適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記パケット検出器がパケットの存在を示す場合、前記受信信号を処理する論理と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出のメトリックが目標範囲外である場合、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理と
を備え、前記適応パケット検出プロセスは、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理および/または前記誤検出のメトリックに基づいて、所与の検出試験に関する閾値をしかるべく調整し、前記閾値の調整は、誤検出率が所望の最大誤検出率より高い場合、前記所与の試験に関する閾値を第1の増分値だけ上げ、前記誤検出率が所望の最小誤検出率より低い場合、前記所与の試験に関する閾値を同じまたは異なる増分値だけ下げ、前記誤検出率が前記所望の最小誤検出率と前記所望の最大誤検出率の間にある場合、前記閾値を変更しない、無線MIMO受信機。 - 前記誤検出のメトリックは、誤検出率であり、前記目標範囲は、所定の閾値未満の誤検出率である、請求項20に記載の無線MIMO受信機。
- 複数の受信アンテナを使用して、無線チャネルから受信信号を受取り、前記受信信号からパケットの存在を検出する無線受信機であって、前記無線チャネルは複数の無線チャネルの中から選択され、前記無線受信機は、
複数の無線チャネルの中から、信号を受信するチャネルを選択するチャネル選択器と、
前記複数のチャネルの各々に関する適応パケット検出プロセスを有するパケット検出器と、
前記パケット検出器が前記選択されたチャネルにおけるパケットの存在を示す場合、前記受信信号を処理する論理と、
前記信号が本当にパケットを表すかどうかを判定する誤検出判定器と、
誤検出のメトリックが目標範囲外である場合、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理と、
前記選択されたチャネルに関する前記誤検出のメトリックにしたがって信号処理ステップを調整する論理と
を備え、前記適応パケット検出プロセスは、前記適応パケット検出プロセスを調整する論理および/または前記誤検出のメトリックに基づいて、所与の検出試験に関する限度をしかるべく調整し、前記限度の調整は、誤検出率が所望の最大誤検出率より高い場合、前記所与の試験に関する限度を第1の増分値だけ上げ、前記誤検出率が所望の最小誤検出率より低い場合、前記所与の試験に関する限度を同じまたは異なる増分値だけ下げ、前記誤検出率が前記所望の最小誤検出率と前記所望の最大誤検出率の間にある場合、前記限度値を変更しない、無線受信機。 - 前記誤検出のメトリックは、誤検出率であり、前記目標範囲は、所定の閾値未満の誤検出率である、請求項22に記載の無線受信機。
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