用于针对不同无线电设备协议的共存来调度传输的系统和方法

摘要

概括地说，本文描述了用于蓝牙和WiMAX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，描述了一种系统和方法：用于确定与一个帧相关的时间基准，并随后将其它无线帧与该时间基准对齐。一旦对齐，那么可以设置一个无线帧中的发射和接收，使其与其它无线帧的发射或接收在时间上不重叠。

说明书

技术领域

概括地说，本发明涉及无线通信。一些实施例涉及实现OFDMA和多载波协议(例如，WiMAX和蓝牙)的系统。

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。例如，蓝牙和WiMAX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。这些和其它类型的平台可以装备有多个同处一地的无线电设备。这些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和WiMAX无线电设备，以便适应各种用途和便利性。两种无线电设备的一种典型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，从而当它们在几乎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、类似地，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。

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和方法。

附图说明

图1描绘了根据各实施例的一种蓝牙扩展同步面向连接(eSCO)链路周期；

图2描绘了根据各实施例的一种WiMAX超帧；

图3是描绘根据各实施例的方法的流程图；

图4描绘了根据各实施例的蓝牙操作与WiMAX操作的设置；

图5是根据各实施例的一种无线设备的框图。

具体实施方式

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。

虽然多个实施例是针对蓝牙和WiMax协议来描述的，但是本发明的范围并不限制于此，而是可应用于潜在干扰的任何通信协议。

图1将蓝牙扩展同步面向连接(eSCO)链路周期100描绘成根据各实施例的无线协议的示例性无线帧。eSCO链路周期100可以构成被划分成数个时隙102的无线帧。在时隙102中，可以在蓝牙主设备上调度主到从发射104或从到主接收106。此外，重传窗口108可以包括用于其它发射104或接收106的多个额外时隙102。在与蓝牙主设备配对的蓝牙从设备上，前述的发射时隙对应于接收时隙，而主设备上的接收时隙则对应于从设备上的发射时隙。

蓝牙eSCO链路周期100可以包括由发射104所占用的、为主到从通信所保留的时隙102以及由接收106所占用的、为从到主通信所保留的时隙102。在重传窗口108中可以具有多个额外时隙102。

图2将WiMAX超帧200描绘成根据各实施例的无线协议的示例性无线帧。WiMAX超帧200包括具有接收时隙206的下行链路子帧202和具有发射时隙208的上行链路子帧204。

WiMAX超帧可以具有下行链路-上行链路之比(DUR)。DUR是由与所使用的发射时隙208的数量相比所使用的接收时隙206的相对数量来确定的。如果下行链路子帧202中的接收时隙206的数量等于上行链路子帧204中的发射时隙208的数量，那么DUR是1∶1。

在一些实施例中，WiMAX超帧200的持续时间由在无线通信信号中发射或接收WiMAX超帧200的无线电设备来规定。此外，该持续时间可以由标准组织确定，并由无线电设备来实现。根据各种实施例，示例性的帧持续时间可以是5ms。例如，根据另一个实施例，蓝牙时隙102(图1)持续时间是0.625ms。根据这些示例性的持续时间，WiMAX超帧200可以因此具有等于8个蓝牙时隙102(图1)的持续时间。根据蓝牙时隙的相对持续时间，可以将WiMAX超帧200分成多个时隙。根据这些时隙是出现在下行链路子帧202中还是上行链路子帧204中，可以将这些时隙分别视作为接收时隙206或发射时隙208。

由于WiMAX和蓝牙无线电设备可以在相同或接近的频率上操作，因此可能产生干扰。当蓝牙无线电设备在与同处一地的WiMAX无线电设备正在接收的相同的时间进行发射时，或者当蓝牙无线电设备在与WiMAX无线电设备正在发射的相同的时间进行接收时，可能产生这种干扰。通过减少或消除WiMAX和蓝牙无线电设备之间的时间重叠的发射和接收，可以基本避免该干扰。

图3是描绘根据各实施例的方法300的流程图。方法300开始于方框302，首先确定与来自第一无线电设备的第一无线帧相关的时间基准(temporal reference)。第一无线电设备可以使用第一无线协议。例如，第一无线电设备可以是WiMAX无线电设备。使用第二无线协议的第二无线电设备可以将第二无线帧与该时间基准对齐(方框304)。例如，第二无线电设备可以是蓝牙无线电设备。与时间基准进行对齐可以包括相对于直接对准的偏移量。

时间重叠的无线帧可能引起具有冲突形式的干扰。为了避免无线帧中的发射和接收之间的冲突，可以对发射和接收进行设置。可以设置第二无线帧中的发射，以使其不发生在第一无线帧中的接收期间(方框306)。此外，可以设置第二无线帧中的接收，以使其不发生在第一无线帧中的发射期间(方框308)。

根据各种实施例，两个同处一地的无线电设备可以是针对各种基础协议使用时分双工(TDD)机制进行操作的各种类型的无线电设备，其中各种基础协议包括正交频分复用(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、跳频扩频(FHSS)、其它多载波协议、其它扩频协议和其它无线协议。在具有同处一地的蓝牙和WiMAX无线电设备的MRP中，WiMAX无线电设备通常是与基站进行通信的远程设备的一部分(虽然还可以存在其它情况，例如，在WiMAX无线电设备在网格(mesh)网络中操作的情况)。蓝牙无线电设备通常是与从设备进行通信的主无线电设备。从设备可以是头戴装置、听筒、无线麦克风或者任意数量的其它设备。

根据蓝牙规范，当涉及蓝牙无线电设备时，主设备可以取消在保留的eSCO主时隙上所调度的发射，而在重传窗口中重新调度该发射。同样，如果主设备没有成功地接收来自从设备的分组，那么主设备可以轮询从设备以便在重传窗口中进行重新发射。

通过使用蓝牙eSCO重新调度/重传能力，可以避免时间重叠的蓝牙发射(TX)与WiMAX接收(RX)，以及时间重叠的WiMAX TX与蓝牙RX。具体而言，当所调度的蓝牙主TX与同处一地的WiMAX无线电设备的接收活动重叠时，主设备可以取消在所保留的时隙上的发射，并将该TX重新调度到安全TX时隙。另一方面，如果蓝牙主RX受到同处一地的WiMAX无线电设备的TX的干扰，那么主设备可以轮询从设备以便在安全RX时隙进行重新发射。通过使用各种重新调度/重传策略，可以基本消除在MRP处由蓝牙和WiMAX冲突造成的分组丢失。此外，根据各种实施例，重新调度/重传策略可以应用于蓝牙无线电设备，并且在实现时，不需要对WiMAX无线电设备上的发射或接收调度做出任何改变。

图4描绘了根据各实施例的蓝牙操作400与WiMAX操作402的设置。蓝牙操作400包括组成几个eSCO链路周期412A-D的多个蓝牙时隙410A-X。WiMAX操作402包括由下行链路(DL)子帧406和上行链路(UL)子帧408构成的一些WiMAX超帧414。

为了一致地设置蓝牙发射和接收，可以确定在第一蓝牙时隙410A的起始和最近的WiMAX超帧414的起始之间的偏移量404。可以在考虑WiMAX超帧414和蓝牙时隙410A-X以及eSCO链路周期412A-D的各种特性的情况下，来确定该偏移量。如果T_offset表示第一蓝牙时隙410A起始时间和第一WiMAX超帧414起始时间之间的偏移量404(在多个蓝牙时隙410A-X中测量的)，则T_offset∈[1，5]。变量d和u可以用于表示在每一个WiMAX超帧414中的WiMAX DL子帧406接收时隙和UL子帧408发射时隙。因此，d，u∈[1，8]。针对DL和UL操作，(通过WiMAX超帧414的数量测量的)WiMAX操作402的周期分别表示为P_{WiMAX_DL}和P_{WiMAX_UL}。参考第一蓝牙时隙410A的起始处的零时间参考点，可以导出下面的表示：

WiMAX接收时隙(DL)：T_offset+d+8P_{WiMAX_DL}n(n≥0，n是整数)<1>

WiMAX发射时隙(DL)：T_offset+u+8P_{WiMAX_UL}n(n≥0，n是整数)<2>

在一些实施例中，根据各实施例，每一个eSCO链路周期412A-D持续6个蓝牙时隙410A-X。变量t可以用于表示蓝牙主TX时隙，使t＝1与所保留的主到从时隙相对应。变量r可以用于表示蓝牙主RX时隙，使r＝2与所保留的从到主时隙相对应。可以导出下面的表示：

蓝牙发射时隙：t+6m(m≥0，m是整数)<3>

蓝牙接收时隙：r+6m(m≥0，m是整数)<4>

组合<1>和<3>以确定蓝牙TX和WiMAX RX之间的时间重叠，组合<2>和<4>以确定蓝牙RX和WiMAX TX之间的时间重叠，分别产生下面的方程：

对于任意m和n，t+6m＝T_offset+d+8P_{WiMAX_DL}n<5>

对于任意m和n，r+6m＝T_offset+u+8P_{WiMAX_UL}<6>

由于每一个eSCO链路周期412A-D持续6个蓝牙时隙410A-X，每一个WiMAX帧可以表示成8个蓝牙时隙410A-X，所以6和8的最小公倍数是24。因此，给定T_offset的选择，对于P_{WiMAX_DL}和P_{WiMAX_UL}的所有值，在每4个eSCO链路周期412A-D重复重叠模式一次。但是，4个连续的eSCO链路周期412A-D中的重叠模式在周期和周期之间变化。

下面的表中示出了针对T_offset的奇整数值的方程<5>和<6>的解。

为了消除蓝牙和WiMAX无线电信号之间的冲突(其被定义为蓝牙TX和WiMAX RX之间的重叠以及蓝牙RX和WiMAX TX之间的重叠)，可以将T_offset设置为奇整数值，使得能够设计出用于蓝牙主设备的重新调度/重传策略。

用于蓝牙主设备的重新调度/重传策略可以包括用于潜在发射和接收设置的多种可能场景。下面的例子是本发明实施例的众多可能实现中的一种。

首先，可以对蓝牙无线电设备和WiMAX无线电设备上的时钟进行同步。一旦同步，那么可以选择偏移量404。一旦选定了T_offset值，就不需要再对其进行改变。例如，在图4中，T_offset是1。接着，使用方程<5>和<6>，针对蓝牙无线电设备来确定安全TX和安全RX时隙。下表描绘了一种示例性策略：

 蓝牙eSCO链路周期(m) 可能的策略  m＝4h 在保留的时隙1上主设备TX 在保留的时隙2上从设备TX  m＝4h+1 在保留的时隙1上主设备TX 在保留的时隙2上从设备TX 轮询从设备以便在时隙4进行重新发射  m＝4h+2 重新调度主设备以便在时隙3上TX 在保留的时隙2上从设备TX 轮询从设备以便在时隙6进行重新发射  m＝4h+3 重新调度主设备以便在时隙5上TX 在保留的时隙2上从设备TX

从设备TX等同于主设备RX。图4描绘了根据本发明的实施例的这种策略的实现。根据上面描述的策略，在各个蓝牙时隙410A-X中描绘了蓝牙主设备TX 416、蓝牙主设备RX 418和蓝牙轮询420。

图5是根据各种实施例的无线电设备500的框图。无线电设备500包括调度器502、发射机504、轮询模块506和接收机508。图5还包括外部设备510。

调度器502设置发射机504要发射的传输，以便减少或避免与其它邻近无线电设备的干扰。调度器502可以接收输入或信号，以便允许其确定针对发射和接收的潜在设置。一旦确定了设置情况，调度器502就可以与发射机504进行通信。随后，发射机504可以相应地进行发射。可以在规律地调度的基础上进行接收，或者可以由轮询模块506来触发接收。轮询模块506可以与调度器502进行通信，以便确定针对发射和接收的设置。如果接收是在非规律的时隙中发生的，那么轮询模块506可以与发射机504进行通信，以便在非规律的时间发射用于请求接收的轮询。

发射机504可以与外部设备510进行无线通信。外部设备510可以是从设备。外部设备510可以在规律地调度的基础上向无线电设备500发射信号，或者当其接收到轮询时向无线电设备500发射信号。接收机508可以从外部设备接收无线通信。

无线电设备500可以是具有经过调度的发射和接收的蓝牙无线电设备，以避免与同处一地的WiMAX无线电设备相互干扰。无线电设备500可以实现上文所述的任何方法或策略(参见图3和图4)。

根据本发明的实施例，上文所述的系统和方法可以应用于各种无线电设备和传输实现。各种WiMAX DL与UL之比可以适用于包括1∶1、5∶3和其它值。此外，还可以使用包括HV3、EV3(4个时隙的重传窗口)、EV3(2个时隙的重传窗口)等等的各种蓝牙协议。与不实现所公开方法的结果相比，这些结果可能没有完全地避免干扰，但却降低了损失的百分比。相同的系统和方法还可以应用于解决WiMAX和蓝牙之间不同的冲突操作集合。根据平台设计方案，冲突操作的集合可以不同。例如，由于功率放大器(PA)失真，WiMAX传输可能与蓝牙传输相互干扰。另一个冲突操作的集合可以包括与蓝牙发射和接收均相互干扰的WiMAX TX(其中，蓝牙是唯一受害者)。

虽然将通信系统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软件配置的元件的组合来实现，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，例如包括针对无线城域网(WMAN)的IEEE 802.16-2004和IEEE 802.16(e)标准，以及针对无线个域网(WPAN)的IEEE 802.15标准(包括其变型和演变)的电气和电子工程师协会(IEEE)标准，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适用于根据其它技术和标准的发射和/或接收通信。关于IEEE 802.16标准的更多信息，请参见2005年5月的″IEEEStandards for Information Technology-Telecommunications and InformationExchange between Systems″-城域网-特定需求-部分16″Air Interface for FixedBroadband 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 InformationTechnology-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实现为存储于机器可读介质上的指令，所述指令可以由至少一个处理器来读取并执行以执行本文描述的操作。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机构。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37C.F.R.节1.72(b)，37C.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。