無線通信系統的信道映射產生方法及其裝置制造方法
【專利摘要】一種無線通信系統的信道映射產生方法及其裝置，該信道映射產生方法包含下列步驟：對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射；以及以一第一帶寬范圍對該第一信道映射執行一第一平滑處理，以產生一第二信道映射，該第一平滑處理包括：依據該第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多組；根據該第一信道地圖中每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞頻道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
【專利說明】無線通信系統的信道映射產生方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域的一種信道選擇機制，尤其涉及一種參考信道的功率頻譜密度(Power Spectrum Density, PSD)決定信道映射的方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]對于一個無線傳輸(wireless communicat1n)系統而言，由于空氣中充斥著各樣的干擾源，例如來自背景的干擾、來自電子設備的干擾、來自相同或是相鄰傳輸頻帶的干擾及/或來自其他無線通信系統的干擾等，因此一般而言，無線路由器或是基站會設定在一個干擾較少的傳輸頻帶，以提供較佳的傳輸性能。
[0003]舉例來說，功率頻譜密度是一種以頻譜的角度來看每一個頻段能量大小的一種指標，可以用來做為判斷干擾的指標之一。一般而言，當一個頻段的PSD數值較高時，即表示在該頻段上有數據在傳輸或是有干擾源。請參考圖1，圖1為一功率頻譜密度分布的范例的示意圖。在圖1中，臨界值TH是用來做為信道的PSD是否過高的一個判斷標準，當一條信道的PSD超過臨界值TH時,該信道可被視為壞信道(Bad Channel),也就是在該信道上有干擾源。因此，通過對功率頻譜密度的檢測技術可以發現干擾所在的頻帶，接著通過避開干擾所在的頻帶以使得通信傳輸質量不受干擾的影響。
[0004]然而，為了節省硬件上的成本，PSD的檢測通常會搭配著通信裝置上原本的射頻電路來實行，此時通信裝置便不能進行數據的傳輸。換句話說，為了兼顧通信質量跟傳輸性能，PSD的檢測必須在通信裝置沒有進行傳輸的間隙來進行，所以PSD檢測的操作通常只能在有限的時間內做有限次數的掃描。此外，由于干擾信號也會隨時間變化而出現或消失，因此PSD檢測所得到的結果可能無法完全反應出干擾信號的功率頻譜密度。
[0005]有鑒于此，需要提出一種信道選取方法，讓PSD檢測技術可以真正判斷出無線局域網絡干擾所在的頻帶，以避開受干擾的頻段來保持較佳的傳輸質量以及傳輸速率。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提出一種藉由信道的功率頻譜密度并加以過濾，以決定信道映射的方法及其裝置。
[0007]依據本發明的一實施例,其揭不了一種信道映射的產生方法。該信道映射產生方法包含有下列步驟:對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射；以及以一第一帶寬范圍對該第一信道映射執行第一平滑處理，以產生第二信道地圖，該第一平滑處理包括:依據該第一帶寬范圍將該第一信道頻率中的信道分為多組；根據該第一信道地圖中對每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
[0008]依據本發明的另一實施例，其揭示了一種信道映射產生裝置。該信道映射產生裝置包含有功率頻譜密度檢測電路以及平滑處理電路。該功率頻譜密度檢測電路用來對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射。該平滑處理電路用來以一第一帶寬范圍對該第一信道映射執行第一平滑處理，以產生一第二信道映射。該平滑處理電路包含有分組電路以及信道決定電路。該分組電路依據該第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多組。該信道決定電路根據該第一信道映射中對每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
[0009]透過本發明所提出的信道選取方法與相關裝置可以讓PSD檢測技術真正判斷出無線局域網絡干擾所在的頻帶，使得采用適應性跳頻機制的無線通信系統可避開受干擾的頻段，以保持較佳的傳輸質量以及傳輸速率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為功率頻譜密度分布的范例的示意圖。
[0011]圖2為本發明信道選取裝置的實施例的方塊示意圖。
[0012]圖3A為功率頻譜密度真實分布的范例的示意圖。
[0013]圖3B為圖2中的射頻電路對圖3A所示的實際的功率頻譜密度進行檢測所得到的分布示意圖。
[0014]圖4為圖3B所示的檢測到的功率頻譜密度分布的信道映射的示意圖。
[0015]圖5為第二信道映射的示意圖。
[0016]圖6為第三信道映射的示意圖。
[0017]圖7為第四信道映射的示意圖。
[0018]圖8為本發明信道選取方法的一實施例的流程圖。
[0019]其中，附圖標記說明如下:
[0020]200 信道選取裝置
[0021]210 射頻電路
[0022]220 功率頻譜密度檢測電路
[0023]230 平滑處理電路
[0024]240 分組電路
[0025]250 信道決定電路
【具體實施方式】
[0026]在說明書及后續的申請專利范圍當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及后續的申請專利范圍并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及后續的權利要求項當中所提及的「包含」是為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二
>J-U ρ?α裝直。
[0027]請參考圖2，圖2為本發明信道選取裝置200的一實施例的方塊示意圖。舉例來說(但本發明不以此為限)，信道選取裝置200是用于支持適應性跳頻機制(adaptivefrequency hopping, AFH)的一無線通信系統(例如,藍芽通信系統(Bluetooth, BT)),換言之，信道選取裝置200可以為該無線通信系統的一部份。本實施例中，信道選取裝置200包含有一射頻(rad1 frequency, RF)電路210、一基帶(base band)信號處理電路220、一平滑處理電路230。平滑處理電路230包含有一分組電路240以及一信道決定電路250。射頻電路210用于在多個信道C1?Cn上分別進行無線信號接收以產生多個接收信號S1?SN。功率頻譜密度檢測220用來依據多個接收信號S1?Sn來分別計算所對應的多個信道狀態指標PSD1?PSDn,以產生第一信道映射，接著平滑處理電路230對該第一信道映射執行一平滑處理。在平滑處理電路230中，分組電路240用來依據一第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多個組。信道決定電路250再根據該第一信道映射中每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
[0028]請一并參考圖3A與圖3B，圖3A為真實環境中一功率頻譜密度實際分布的示意圖。圖3B為以圖2中的射頻電路210對相同真實環境進行偵測所得到的功率譜密度分布圖。由圖3A及圖3B可知，由于射頻電路210僅能利用傳輸與接收的間隙來進行功率頻譜密度的檢測，因此檢測得到的功率頻譜密度與實際狀況存在落差。每一信道的寬度為1MHz，功率頻譜密度檢測電路220以臨界值TH為好信道與壞信道的判斷依據，若該信道的功率頻譜密度高于臨界值TH，該信道會被判斷為壞信道，反之，則被判斷為好信道。
[0029]在圖4中，OMHz?40MHz中的40個信道的好壞情況可以進一步簡化用數列來表達，其結果為 1111111111001111110011000100111111111111 的一數列，其中 I 表示好信道，O表示壞信道。接著，分組電路240以5MHz作為選取寬度，亦以5MHz作為每次移動的距離，將這40個信道分為第一?第八信道組，分別對應O?5MHz、5?10MHz、10?15MHz、15 ?20MHz、20 ?25MHz、25 ?30MHz、30 ?35MHz、35 ?40MHz，以數列表示為 11111、11111、00111、11100、00000、10011、11111、11111，通道決定電路250再根據每一該信道組內的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。請同時參考圖4與圖5，信道決定電路250將好信道數門限值設定為3，進行第一平滑處理，此時第五信道組(20?25MHz)中的好信道數僅為2，未超過門限值3，信道決定電路250便將第五信道組中的所有信道皆標示為0，產生第二信道映射如圖5所示。從圖4與圖5可知，在經過第一次平滑處理后，原本被判斷為好信道的第20信道與第21信道被篩選成壞信道。
[0030]在本實施例中，分組電路240所使用的選取寬度(第一帶寬范圍)與每次移動的帶寬距離是相等的，但在其他實施例中，兩者并不一定需要相等，詳述如后。本實施例是以每一信道組內的好信道數是否高于一門限值，判斷是否更改整個信道組的好壞信道判斷，在其他實施例中，亦可設計一壞信道數門限值，根據該信道組中的壞信道數是否高于該壞信道數門坎值，來決定是否更改整個信道組的好壞信道判斷。
[0031 ] 接著，分組電路240再以1MHz作為第二帶寬范圍，并仍以5MHz作為每次移動的距離，對圖5的信道映射進行分組，將OMHz?40MHz劃分為1111111111、1111100111、0011111100、1110000000、0000010011、1001111111、1111111111 共七組，分別對應 O ?1MHz、5 ?15MHz、10 ?20MHz、15 ?25MHz、20 ?30MHz、25 ?35MHz、30 ?40MHz，信道決定電路250將第二次平滑處理的好信道數門限值設定為4，此時對應于15MHz?25MHz的第四信道組(1110000000)以及對應于20MHz?30MHz的第五信道組(0000010011)中的好信道數皆小于4，因此，信道決定電路250將第四信道組及第五信道組中的所有信道標示為0，產生如圖 6 所示的第三信道映射 11111-11111-00111-00000-00000-00000-11111-11111。從圖5與圖6可知，在經過第二階段的篩選后，原本被判斷為好信道的第16信道、第17信道、第18信道、第26信道、第29信道與第30信道皆被篩選成壞信道。
[0032]接著，分組電路240再以20MHz作為第三帶寬范圍，仍以5MHz作為每次移動的帶寬距離，將圖6所示的第三信道映射分為11111111110011100000,11111001110000000000,001I1000000000000000,0000000000000001III1,00000000001I11111111 共五組，信道決定電路250的好信道門限值設定為4，此時對應于1MHz?30MHz的第三信道組(0011100000000000000)中的好信道低于4，因此信道決定電路250將第三信道組中所有的信道標示為壞信道，產生第四信道映射11111-11111-00000-00000-00000-00000-11111-11111如圖7所示。從圖6與圖7可知，在經過第三階段的篩選后，原本被判斷為好信道的第13信道、第14信道與第15信道皆被篩選成壞信道。
[0033]請同時再次參照圖3A、圖3B與圖7，從圖3A可知，干擾信號所在的頻帶為1MHz?30MHz，但是圖3B并未能正確反應出來。然而，由圖7可知，信道選取裝置200可以將圖3B中1MHz?30MHz間的具有噪聲的信道正確地判斷出來，使得信道選取裝置200可以避免將可能具有干擾源的信道納入信道映射中的可選取信道，如此一來，便可使信道選取裝置200保持有較佳的傳輸質量以及傳輸速率。
[0034]本發明以三次平滑處理為例做說明，然并不以此為限，平滑處理的次數可根據實際需要增減。
[0035]請參考圖8，圖8為本發明信道選取方法的一實施例的流程圖。假若可獲得實質上相同的結果，則這些步驟并不一定要遵照圖8所示的執行次序來執行。本發明信道選取方法可被圖2所示的信道選取裝置200所采用，并可簡短歸納為下列步驟:
[0036]步驟800:開始。
[0037]步驟801:對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射。
[0038]步驟802:依據該第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多組。
[0039]步驟803:根據該第一信道映射中每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
[0040]步驟804:以一第二帶寬范圍對該第二信道映射執行第二平滑處理，以產生第三信道映射，其中，該第二帶寬范圍大于該第一帶寬范圍。
[0041]步驟806:以一第三帶寬范圍對該第三信道映射執行第三平滑處理，以產生第四信道地圖，其中，該第三帶寬范圍大于該第二帶寬范圍。
[0042]步驟816:結束。
[0043]由于了解此技術者當可于閱讀以上針對信道選取裝置200的段落后輕易了解圖8各步驟的操作，為簡潔起見，于此便不再贅述。
[0044]總結來說,本發明利用傳輸與接收的間隙來進行功率頻譜密度(power spectrumdesity, PSD)的檢測，并且根據檢測的結果所得到的信道映射中有可能具有干擾源的頻段做進一步的過濾，從而正確地反應出信道上真正的狀況。如此一來，便可保持有較佳的傳輸質量以及傳輸速率。
【權利要求】
1.一種信道映射產生方法，包含下列步驟: 對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射；以及以第一帶寬范圍對該第一信道映射執行第一平滑處理，以產生第二信道映射，該第一平滑處理包括: 依據該第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多個信道組；以及根據該第一信道映射中每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
2.根據權利要求1所述的信道映射產生方法，更包括: 以第二帶寬范圍對該第二信道映射執行第二平滑處理，以產生第三信道映射，其中，該第二帶寬范圍大于該第一帶寬范圍。
3.根據權利要求2所述的信道映射產生方法，更包括: 以第三帶寬范圍對該第三信道映射執行第三平滑處理，以產生第四信道映射，其中，該第三帶寬范圍大于該第二帶寬范圍。
4.根據權利要求1所述的信道選取方法，其中根據該第一信道映射中，每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道映射對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射的步驟包括: 依據該信道組中的好信道數是否低于一好信道數門限值，或依據該信道組中的壞信道數是否高于一壞信道數門限值，決定是否將該信道組中的所有信道標示為壞信道。
5.一種信道映射產生裝置，包含有: 功率頻譜密度檢測電路，用來對一頻帶內的多個信道進行功率頻譜密度檢測，以產生第一信道映射；以及 平滑處理電路，用來以一第一帶寬范圍對該第一信道映射執行第一平滑處理，以產生第二信道映射，該平滑處理電路包含有: 分組電路，依據該第一帶寬范圍將該第一信道映射中的信道分為多組；以及信道決定電路，根據該第一信道映射中每一信道組的好/壞信道數，決定保留該第一信道地圖對該信道組的好壞信道判斷，或重新標示該信道組中所有信道的好壞，以產生該第二信道映射。
6.根據權利要求5所述的信道映射產生裝置，其中該平滑處理電路更可以以一第二帶寬范圍對該第二信道映射執行第二平滑處理，以產生第三信道映射。
7.根據權利要求6所述的信道映射產生裝置，其中該第二帶寬范圍大于該第一帶寬范圍。
8.根據權利要求7所述的信道映射產生裝置，其中該平滑處理電路更可以以一第三帶寬范圍對該第三信道映射執行第三平滑處理，以產生第四信道映射。
9.根據權利要求8所述的信道映射產生裝置，其中該第三帶寬范圍大于該第二帶寬范圍。
10.根據權利要求5所述的信道映射產生裝置，其中該信道決定電路依據該信道組中的好信道數是否低于一好信道數門限值，或依據該信道組中的壞信道數是否高于一壞信道數門限值，決定是否將該信道組中的所有信道標示為壞信道。
【文檔編號】H04W24/02GK104284354SQ201310290970
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月11日 優先權日:2013年7月11日
【發明者】陳彥宇, 張仲堯 申請人:瑞昱半導體股份有限公司