頻段自適應的無線通信的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00680035788. 3、申請日為2006年7月21日、發(fā)明名稱為"頻 段自適應的無線通信"的專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請
[0003] 本發(fā)明專利申請要求根據(jù)35United States Code § 119(e)而享有2005年7月27 日提交的美國臨時專利申請60/702, 883的優(yōu)先權(quán)，其中該申請在這里全部引入作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開主要涉及一種用于多頻段無線通信的系統(tǒng)、設備和方法。其中，可以在用于 無線通信的范圍以內(nèi)使用的頻段和/或傳輸格式將被識別。此外，通過評估每一個可用頻 段的信號質(zhì)量度量，可以選擇至少一個被識別頻段，以便根據(jù)確定的信號質(zhì)量來進行通信。
【背景技術(shù)】
[0005] 常規(guī)的無線設備被設計成使用受限的發(fā)射功率電平而在特定頻率范圍或頻段以 內(nèi)工作或執(zhí)行操作。對受聯(lián)邦通信委員會（FCC)管制的頻段來說，這其中的主要類型的頻 段包括許可頻段、半許可頻段、無牌照頻段和重疊頻段。FCC為所述每一個頻段都規(guī)定了發(fā) 射功率限度，由此提供了公共安全性，并且降低了潛在的同頻段或相鄰頻段干擾電平。
[0006] 例示的許可頻段包括蜂窩電話或個人通信服務（PCS)頻段。美國的蜂窩通信通 常工作在824~849MHz以及869~894MHz的頻率范圍以內(nèi)。美國的寬帶PCS通信通常 工作在1850~1910MHz以及1930~1990MHz的頻率范圍以內(nèi)，而窄帶PCS則通常工作 在901~902MHz、930~931MHz以及940~941MHz的頻率范圍以內(nèi)。近來，附加的50MHz 頻段（4940-4900MHZ)已經(jīng)可以使用，該頻段被稱為4. 9GHz許可頻段，它是FCC為了支持 公共安全性而指定的。此外，本發(fā)明還設想了其他許可頻段，例如所謂的第三代（3G)無 線通信，這其中包括如下頻段，例如1710~1755MHz、2110~2155MHz、2305~2320MHz、 2345-2360MHz (無線通信服務，WCS帶寬）以及2500~2690MHz (多信道多點分發(fā)服務，MMDS 頻段）。通常，許可頻段的許可證持有者具有在指定地理區(qū)域以及在規(guī)定期限和指定時間以 內(nèi)使用該頻段提供服務的專有權(quán)。從通常不允許其他服務供應方在相同時間、相同頻段和 相同區(qū)域提供服務的意義上講，該許可是獨占的。此外，所預期的其他許可頻段包括但不局 限于被識別成為WiMAX分配的許可頻段（WiMAX被定義為全球微波接入互操作性）。
[0007] 近來，F(xiàn)CC開放了 3. 65GHz~3. 7GHz范圍的半許可頻段。這個半許可頻段是一個 可供所有許可證持有者依照非獨占條款使用的全國性頻段。半許可頻段的許可證持有者需 要在他們之間進行協(xié)調(diào)，以便在共存于相同區(qū)域時降低互擾等級以及同等地共享頻段。這 個半許可頻段對所有許可證持有者來說都是免費的，并且對許可證持有者的數(shù)量也沒有限 制。
[0008] 對無牌照頻段、例如，工業(yè)、科學及醫(yī)療（ISM)頻段以及無牌照國家信息基礎(chǔ)架構(gòu) (UNII)頻段來說，這些頻段是眾多周知的，并且是可以由任何數(shù)量的設備共享的。一般來 說，這些無牌照頻段包含的是例如900MHz、2. 4GHZ、5. OGHz以及5. 8GHz的頻率，并且這些頻 率通常被用于無繩電話、無線局域網(wǎng)（WLAN)以及藍牙設備。
[0009] 重疊頻段是處于3. IGHz~10. 6GHz的范圍以內(nèi)的頻段。例示的重疊頻段是為了 供所謂的超寬帶（UWB)設備使用而被分配的。UWB頻段是一個無牌照頻段，該頻段在其頻率 范圍以內(nèi)與很多許可頻段是重疊的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本公開標識的是一種系統(tǒng)、設備和方法，其中所述系統(tǒng)、設備和方法對所有可用頻 段的用途加以利用，以便根據(jù)其對每個可用頻段的總體信號質(zhì)量等級的判定來選擇至少一 個用于通信的可用頻段。根據(jù)本公開，無論是許可、半許可還是無牌照頻段，所有這些頻段 都被認為是有價值的，并且這些頻段可以用于實現(xiàn)最大的頻譜效率。
[0011] 本發(fā)明的一個方案提供了一種頻段自適應無線通信系統(tǒng)。該頻段自適應無線通信 系統(tǒng)包括接收機，其構(gòu)造成：從發(fā)射機為無線電通信鏈路接收可用頻段的識別，其中所述發(fā) 射機至少部分地基于多個頻段的信號電平來從所述多個頻段中識別所述可用頻段；至少部 分地基于與每個所述可用頻段的鏈路相關(guān)聯(lián)的一個或多個無線電信號質(zhì)量度量來評估所 述可用頻段；至少部分地基于所述可用頻段的評估來為所述無線電通信鏈路選擇所述可用 頻段中的至少兩個頻段；并且使得所述無線電通信鏈路通過使用所述至少兩個頻段得以建 立。
[0012] 優(yōu)選地，其中所述信號電平包括干擾電平。
[0013] 優(yōu)選地，其中所述一個或多個無線電信號質(zhì)量度量包括噪聲電平、干擾電平、噪聲 加干擾電平、接收機信號強度指示符（RSSI)電平、信噪比、信號噪聲干擾比、比特差錯率 (BER)、符號差錯率（SER)、塊差錯率（BLER)、幀差錯率（FER)、均方誤差（MSE)、頻譜完整性 或數(shù)據(jù)吞吐率中的至少一個。
[0014] 優(yōu)選地，其中所述至少兩個頻段中的至少一個與許可頻段、無牌照頻段、半許可頻 段、或重疊頻段中的至少一個相對應。
[0015] 優(yōu)選地，其中所述接收機進一步構(gòu)造成至少部分地基于傳輸目標來評估所述可用 頻段。
[0016] 優(yōu)選地，其中所述傳輸目標包括最大數(shù)據(jù)吞吐量、最大覆蓋距離、或最高鏈路可靠 性中的至少一個。
[0017] 優(yōu)選地，其中所述接收機進一步構(gòu)造成監(jiān)視所述已建立的無線電通信鏈路的至少 一個傳輸性能度量。
[0018] 優(yōu)選地，其中所述至少一個傳輸性能度量包括比特差錯率（BER)、幀差錯率 (FER)、塊差錯率（BLER)、或均方誤差（MSE)中的至少一個。
[0019] 優(yōu)選地，其中至少部分地基于所述至少一個傳輸性能度量沒有達到性能閾值的判 定，所述接收機進一步構(gòu)造成重新評估所述可用頻段。
[0020] 本發(fā)明的另一個方案提供了一種方法，其包括：從發(fā)射機為無線電通信鏈路接收 可用頻段的識別，其中所述發(fā)射機至少部分地基于多個頻段的信號電平來從所述多個頻段 中識別所述可用頻段；至少部分地基于與每個所述可用頻段的鏈路相關(guān)聯(lián)的一個或多個無 線電信號質(zhì)量度量來評估所述可用頻段；至少部分地基于所述可用頻段的評估來為所述無 線電通信鏈路選擇所述可用頻段中的至少兩個頻段；并且使得所述無線電通信鏈路通過使 用所述至少兩個頻段得以建立。
[0021] 優(yōu)選地，其中所述一個或多個無線電信號質(zhì)量度量包括噪聲電平、干擾電平、噪聲 加干擾電平、接收機信號強度指示符（RSSI)電平、信噪比、信號噪聲干擾比、比特差錯率 (BER)、符號差錯率（SER)、塊差錯率（BLER)、幀差錯率（FER)、均方誤差（MSE)、頻譜完整性 或數(shù)據(jù)吞吐率中的至少一個。
[0022] 優(yōu)選地，其中所述至少兩個頻段中的至少一個與許可頻段、無牌照頻段、半許可頻 段、或重疊頻段中的至少一個相對應。
[0023] 優(yōu)選地，其中所述接收機進一步構(gòu)造成至少部分地基于最大數(shù)據(jù)吞吐量、最大覆 蓋距離、或最高鏈路可靠性中的至少一個來評估所述可用頻段。
[0024] 優(yōu)選地，其中所述接收機進一步構(gòu)造成監(jiān)視所述已建立的無線電通信鏈路的至少 一個傳輸性能度量。
[0025] 優(yōu)選地，所述至少一個傳輸性能度量包括比特差錯率（BER)、幀差錯率（FER)、塊 差錯率（BLER)、或均方誤差（MSE)中的至少一個。
[0026] 優(yōu)選地，所述方法進一步包括至少部分地基于所述至少一個傳輸性能度量沒有達 到性能閾值的判定來重新評估所述可用頻段。
[0027] 本發(fā)明的另一個方案提供了一種頻段自適應無線通信系統(tǒng)。該頻段自適應無線通 信系統(tǒng)包括：裝置，用于為無線電通信鏈路識別多種傳輸格式的一種或多種可用傳輸格式； 裝置，用于為所述無線電通信鏈路獲取傳輸目標；裝置，用于基于所述傳輸目標來評估所述 一種或多種可用傳輸格式，所述一種或多種可用傳輸格式的每一種包括由至少兩個頻段構(gòu) 成的可行組合，其中所述一種或多種可用傳輸格式的所述評估至少部分地基于與所述至少 兩個頻段的每一個相關(guān)聯(lián)的無線電信號質(zhì)量度量；裝置，用于至少基于所述一種或多種傳 輸格式的所述評估來為所述無線電通信鏈路選擇傳輸格式；以及裝置，用于使得所述無線 電通信鏈路通過使用所述已選擇的傳輸格式得以建立。
[0028] 優(yōu)選地，其中所述一種或多種可用傳輸格式中的至少一種為所述無線電通信鏈路 同時使用至少兩個頻段。
[0029] 優(yōu)選地，其中所述可用傳輸格式進一步包括包含單傳輸頻率格式、多頻率傳輸格 式、傳輸頻段格式、多頻段復合格式、頻率分集格式、頻率跳變格式、頻段跳變格式、以及 802. 11格式的組中的至少一種。
[0030] 優(yōu)選地，頻段自適應無線通信系統(tǒng)進一步包括裝置，其用于監(jiān)視與所述無線電通 信鏈路相關(guān)聯(lián)的無線電信號質(zhì)量度量。
[0031] 優(yōu)選地，其中所述用于監(jiān)視的裝置構(gòu)造成為噪聲電平、干擾電平、噪聲加干擾電 平、接收機信號強度指示符（RSSI)電平、信噪比、信號噪聲干擾比、比特差錯率（BER)、符號 差錯率（SER)、塊差錯率（BLER)、幀差錯率（FER)、均方誤差（MSE)、頻譜完整性以及數(shù)據(jù)吞 吐率中的至少一個評估所述無線電信號質(zhì)量度量。
[0032] 優(yōu)選地，其中所述用于選擇的裝置被配置為選擇至少兩種傳輸格式。
[0033] 優(yōu)選地，其中所述用于評估的裝置包括專用集成電路（ASIC)、微處理器、微控制 器、CISC處理器、RISC處理器、數(shù)字信號處理器（DSP)、以及基帶處理器中的至少一個。 [0034] 優(yōu)選地，其中所述傳輸目標包括最大化鏈路數(shù)據(jù)吞吐量、最大化覆蓋距離、最小化 功率損耗、最大化鏈路可靠性、以及最小化信號干擾中的至少一個。
[0035] 優(yōu)選地，其中所述兩個頻段中的至少一個與許可頻段、無牌照頻段、半許可頻段、 以及重疊頻段中的至少一個相對應。
[0036] 本發(fā)明的另一個方案提供了一種用于在頻段自適應無線通信系統(tǒng)中選擇傳輸格 式的方法，其包括：從多種傳輸格式中為無線電通信鏈路識別一種或多種可用傳輸格式； 為所述無線電通信鏈路識別傳輸目標；基于所述傳輸目標評估所述一種或多種可用傳輸格 式，所述一種或多種可用傳輸格式的