专利名称：自适应跳频方案中的信道管理的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用自适应跳频方案的无线通信系统，其中可以使用好的信道替代有噪声的信道，直到例如有噪声的信道上的干扰降低到一个可以接受的水平为止。
背景技术：
已知的是，通过适应信道中的未知的或变化的频谱环境，例如U.S.6,084,919(Motorola)中所述，利用自适应跳频，以便保持通信信道上的可能的最好接收质量。
已经提出提供一种“等级系统”，其中信道被按照质量的顺序排列，这样如果一个信道的质量下降了，它就可以降低等级，如果其质量提高了，就可以升高其等级(U.S.5,448,750)。
因而，如果一个特定信道的质量变劣了，则可以相对于其它可用信道的使用率降低该信道的使用率，并且与此相反，当其一旦被检测到是无干扰的时，该信道可以被恢复。
发明内容
本发明试图提供一种改进的确定信道质量的方法，以便确定这些信道应当多频繁地被使用，另外，提供一种用于依据信道的过去的性能历史来控制恢复利用信道的方式的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种用于通信信道的预定频谱的自适应跳频方法，包括以下步骤在每个信道处于使用状态的同时对每个频道设置监测时期，检测在所述监测时期内被损坏或丢失的传输的数量，如果所检测的数量大于一个第一预定数量，则将所述信道标识为“坏的”，然后使用所述频谱的另一个可替换的信道。
优选地，只要损坏的或者丢失的传输的预定数量被超过，该信道就被标记为坏的，即使这发生在预置的监测时期内。
优选地，一旦信道被标记为“坏的”，其可以在一个合适的时期后被恢复，此后，其性能将继续被监测，所述监测或者按照和以前相同的参数，或者优选地，按照更严格的一套标准，即，可以被置于一个“可疑”的类别。
当信道被归为“可疑”的类别时，其性能便被认为是不能满足要求的，除非是其性能被改善，例如，只要在一个监测时期内被损坏或丢失了一个较小数量的传输即可。优选地，对于处于可疑类别中的信道，这个监测时期比那些性能被认为能够满足要求的信道所需的要短。
当信道被归为“可疑”的类别时，它可以在一个固定的时期后被恢复，但是按照本发明的一个优选实施例，每当在信道被作为可疑的信道处理之后被恢复，在恢复之前的时期被增加。能够理解，这个优选的恢复方案使得系统避免浪费频繁恢复和拒绝一个可疑信道的工作，从而避免降低系统吞吐量。
这种类别的系统可以用于各种情况，例如蜂窝电话系统，该系统与固定的基站协同操作，或是“蓝牙”类的系统，其涉及在固定设备和移动设备的混合之间的“ad-hoc”联网。
在蓝牙专业组(SIG)内改进基本的蓝牙系统的工作正在进行。在SIG内有几个工作组，他们正在对基本的蓝牙1.1标准进行不同的改进。
这些工作组之一是共存工作组，其关注与2.4GHz许可免除频带的相互共存，其中蓝牙和其它系统例如IEEE802.11b WiFi系统和婴儿报警系统一道操作。
蓝牙通常使用跳频以在频带附近扩展能量，但是这是一种随机的跳频处理，其不考虑所述频带的其它用户的影响以及对这些用户的影响。
本发明提出的用于改进的蓝牙系统的解决方案是要采用自适应跳频，即不仅伪随机地通过频带中的79个信道进行跳频，而且识别并避免使用其它系统正在使用的信道。显然，这些竞争的系统可能不会在整个蓝牙皮网的使用期内继续干扰。
本发明提出的系统可以延伸到采用自适应跳频方案的任何系统。
首先，当坏的信道似乎变得无干扰时，干扰可能是周期性的，或者可能仅仅是暂时地停止，即坏的信道再被干扰的概率是高的。将这些考虑在内，当首次恢复信道时，被恢复的信道应该被认为是可疑的或者是“在假释期”内的。当在假释期内时，与该信道上的任何丢包相关的惩罚应当更为严厉，即，虽然一个“好的”信道可以在被认为应该被替换之前在一个时期内必须丢失若干包，但是一个假释的信道在被再次替换掉之前应该只需丢失较少数量的包。
在假释时导致的惩罚可以随着随后每次的再犯而增加，即，使信道再被拒绝所需的在一个时期内坏的传输的数量可以被减少，或者这些坏的传输必须被监测的时期可以被延长。这样，反复易受干扰的信道可以被更快地拒绝。
其次，如果恢复的信道在其检验期间失效了，则可以采用一种退避(back-off)方案，以便进一步惩罚该信道。一个优选的方案是指数退避方法，其中相继的恢复的间隔越来越大(例如，5s之后再试，然后10s，然后20s等等)。在这种方法中，如果信道得不到任何好转，在被最终(可能)完全放弃之前，它在会话期间将被越来越少地使用。
然而如果信道自身恢复了(即，经过一个没有坏的传输的时期，或者具有一个预先规定数量的好的传输)，那么它将被停止假释，并用和其它“好的”信道相同的方式被处理。
这种退避方案可用于在一个时期之后信道被盲目地恢复的情况(不试图验证该信道目前已经不受干扰了)，或者用于在恢复前进行一定次数的测试(可能通过在信道上发送“探测”包以测试成功的传输)的情况。
现在将通过例子参考附图描述本发明的一些实施例，其中图1是表示初始的信道质量评定过程的示意图；在本例中，信道n被标记为坏的(bad)，它以前没有被干扰过；这是按照这样的准则(为了说明的目的而提出的)进行的，如果在一个时期Tbad内，有4个或更多的损坏/丢失的传输，并且有不超过2个恢复的无错误的传输，那么一个信道被认为是不可使用的。
注当然，不必等到Tbad期满才把信道识别为“坏的”，只要发生了第四个(本例中)坏的传输，该信道就被宣布是是坏的。本例的第4个坏的传输恰好发生在Tbad时期结束之前，是为了说明最坏的情况，即其可能是最长的。
图2是表示信道恢复过程的示意图；在本例中，信道n被恢复，但是认为该信道上的干扰的概率与任何其它信道上的相同；因此必须满足与图1中相同的准则(如果在一个时期Tbad内有4个或更多的损坏或丢失的传输，并且有不超过2个恢复的无错误的传输，则被标记为坏的)；因此与前面相同，需要经过时期Tbad；注当然，不必等到Tbad期满才把信道识别为“坏的”，只要发生了第四个(本例中)坏的传输，该信道就被宣布是是坏的。本例的第4个坏的传输恰好发生在Tbad时期结束之前，是为了说明最坏的情况，即其可能是最长的。
图3是表示对于恢复的但是“可疑”的信道的质量评价的示意图；在本例中，信道n被恢复，但是标记为处于假释(parole)期内的；在这种情况下，用于标记是坏的信道的准则更严格(同样，只是说明性的)；对于要被再次拒绝的信道，只需要在时期Tparole(＜Tbad)内具有两个损坏或丢失的传输。
注意，Tparole在以后恢复时可以增加，或者为了被拒绝所需的损坏或丢失的传输的数目可以减少；图4A和4B表示包括恢复“退避”方案的信道评价的示意图；在第一个例子中，在一个固定的时期Tgood后，检验失败的信道被恢复；Tgood可以是一个盲目定时器，在该时间之后，在不知道信道上的活动的情况下就恢复该信道，或者它可以是在所述信道上的一个主动检验的时期，在该时期内发送虚拟包以便验证该信道上无干扰。
在Tparole期间发生的丢失/损坏的传输显然对系统的吞吐量是有害的，因为这需要更高层的重传协议来从这些损失恢复；在第二个例子中，信道在越来越长的时期(Tgood，Tgood1，Tgood2，......)后被恢复，从而使得系统不必浪费以下的工作，即，反复地恢复以及拒绝反复失效的信道，并且借助于在该信道上丢失较少的传输，提高系统的吞吐量；另外，Tparole可以在以后的假释内被改变，以便使得用于拒绝再失效的信道的时间最小。
实施本发明的最好方式参考图1，以块2，4等表示沿着一个信道的连续的传输，同时以条6表示一个周期性的干扰源。在所示的例子中，该信道最初在时间轴上所示的时期Tbad内被监测，在此期间检测到4个坏的传输，这些坏的传输在图中以涂黑的传输块8表示。如图所示，第4个坏的传输刚好发生在监测期间结束之前，这是“最坏的情况”，但是在实际中，只要检测到一定比例的传输是坏的(如图所示，在6个传输当中)，该信道就可以被标记为是“坏的”。
图2表示标准的“恢复”方案，其中该信道再次在时期Tbad内被监测，并且作为在总共6个传输当中检测有4个用黑块8表示的被丢失或被损坏的传输的结果，它再次被标识为坏的。
显然，如果6所示的干扰模式持续下去，“标准的”恢复方案可能涉及大量的浪费的传输。因而，如图3所示，当一个信道先前已经被标记为“可疑的”，那么它最好被置于“假释”的类别内，其中使用更严格的标准来标记“坏的”信道。如图3所示，可以看到，随着干扰6的持续，将与以前一样继续发生坏的传输8，但是由于该信道已经被置于“可疑的”类别中，监测时期Tparole的长度现在缩短了，并且在检测到有两个丢失或损坏的传输时，信道就被标记为坏的。
在上述的例子中，信道在固定的时期后被恢复，这个时期可以简单地通过定时器设置。可选择地，可以想到，在“等待”时期期间，可以在该信道上传送虚拟的包以验证干扰的消除。
另外，代替在固定时期之后被恢复，对于反复被发现是坏的信道，可以接连地增加该“等待”时期的长度。图4A，4B示意地表示这两种可能的情况，其中图4A表示连续的“假释”时期10由连续的“等待”时期12分开，在“等待”时期期间，信道的质量可以被再评价，其中每个时期12的长度是相同的。可选择地，如图4B所示，每当信道在“假释”期间10失效了，连续的等待时期14，16，18的长度便增加。用这种方式，有可能避免图4A所示的方法固有的资源浪费，其中“坏的”信道被过于频繁地使用。
权利要求
1.一种用于通信信道的预定频谱的自适应跳频方法，包括以下步骤为每个正在使用的信道设置监测时期，检测在所述监测时期内损坏或丢失的传输的数量，如果检测到的数量大于第一预定的数量，则将该信道标记为“坏的”，然后使用所述频谱的另一信道。
2.根据权利要求1所述的自适应跳频方法，其中一旦超过了损坏或丢失的传输的所述预定数量时，就将信道标记为“坏的”。
3.根据权利要求1或2所述的自适应跳频方法，其中已被标记为“坏的”的信道在一个预定的等待时期后被恢复使用。
4.根据权利要求3所述的自适应跳频方法，其中根据更为严格的标准监测被恢复的信道，以便更快地将其再次标记为“坏的”，除非其性能改善了。
5.根据权利要求4所述的自适应跳频方法，其中一旦损坏或丢失的传输的数量超过小于所述第一预定数量的第二预定数量，就将被恢复的信道标记为“坏的”。
6.根据权利要求4或5所述的自适应跳频方法，其中用于被恢复的信道的监测时期被缩短。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的自适应跳频方法，其中对于一个反复被标记为“坏的”的信道，等待时期被逐渐增加。
8.根据权利要求3到7中任一项所述的自适应跳频方法，其中在等待时期进行虚拟传输以便确定信道的性能是否合乎要求。
全文摘要
一种用于通信信道的预定频谱的自适应跳频方法，包括以下步骤为每个正在使用的信道设置监测时期，检测在该监测时期内损坏或丢失的传输的数量，如果检测到的数量大于第一预定的数量，则将该信道标记为是“坏的”，然后使用所述频谱的另一信道。
文档编号H04B1/713GK1507700SQ0380020
公开日2004年6月23日 申请日期2003年2月21日 优先权日2002年2月21日
发明者迈克尔·P·费腾, 蒂莫西·D·法恩汉姆, 拉塞尔·J·海尼斯, D 法恩汉姆, J 海尼斯, 迈克尔 P 费腾 申请人:株式会社东芝