用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置。所述無線干擾掃描方法包括以下步驟。首先，監(jiān)測寬頻帶的信號總強度。然后，判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。接著，當(dāng)寬頻帶的信號總強度大于臨界值時，逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。當(dāng)寬頻帶的信號總強度非大于臨界值時，再次監(jiān)測寬頻帶的信號總強度，并判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。本發(fā)明可節(jié)省掃描時間，也節(jié)省掃描時所消耗的功率。
【專利說明】
用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適應(yīng)性跳頻技術(shù)，且特別涉及一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]請參照圖1，圖1是傳統(tǒng)的無線接收機的示意圖。無線電接收機的天線101接收無線信號并傳送至低噪聲放大器102，混波器103將本地震蕩信號LO與低噪聲放大器102的輸出信號混合而輸出至濾波器104，經(jīng)過濾波后的信號輸出至可變增益放大器105而放大，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 106將放大后的信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號而傳送至基頻電路107進行處理。然而，當(dāng)存在多個無線通訊裝置時，可能產(chǎn)生無線信號互相干擾問題，因此發(fā)展出一種稱為適應(yīng)性跳頻(Adaptive Frequency Hopping, AFH)的技術(shù)。適應(yīng)性跳頻技術(shù)已被利用于藍牙(Bluetooth)ο
[0003]請參照圖2，圖2是傳統(tǒng)的無線接收機進行干擾信號搜尋的示意圖。以應(yīng)用于藍牙而言，適應(yīng)性跳頻技術(shù)可對多個頻道進行掃描，以找出良好的頻道，例如選擇78個頻道(Channel)中的20個，當(dāng)作是良好的頻道，以避免干擾。有效的頻道分類是適應(yīng)性跳頻的成功關(guān)鍵。當(dāng)環(huán)境改變時，良好頻道與不良頻道可能都會改變。然而，若對頻道的掃描過于頻繁，則可能消耗過多的功率與使用過多的頻寬。另外，干擾可能并不是經(jīng)常出現(xiàn)。如圖2所示，無線保真(WiFi)干擾作為干擾源為例，一般的無線保真干擾出現(xiàn)的時間可能小至200微秒(us)。因此，若對頻道進行隨機掃描，可能耗費大量功率且沒有效率。在圖2中，當(dāng)以例如48.75毫秒(ms)的時間內(nèi)針對各個頻道進行掃描時，代表掃描各個頻率的頻率掃描區(qū)塊SS并沒有掃描到存在的無線保真干擾，因為干擾只在某些時間區(qū)間的某一個頻道出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置，在針對每一個頻率進行干擾的掃描之前，先利用寬頻掃描，以縮減不必要的掃描時間與功率消耗。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，包括以下步驟。首先，監(jiān)測寬頻帶的信號總強度。然后，判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。接著，當(dāng)寬頻帶的信號總強度大于臨界值時，逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。當(dāng)寬頻帶的信號總強度非大于臨界值時，再次監(jiān)測寬頻帶的信號總強度，并判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，耦接一無線接收機，該用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置包括寬頻干擾檢測電路以及控制電路。寬頻干擾檢測電路耦接無線接收機的天線與無線接收機的基頻電路，用以透過天線接收寬頻帶的信號以產(chǎn)生代表寬頻帶的信號總強度的一電壓值?？刂齐娐否罱訉掝l干擾檢測電路以及無線接收機。控制電路判斷電壓值是否大于一臨界值，當(dāng)電壓值大于臨界值時，控制電路控制無線接收機逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。
[0007]本發(fā)明實施例提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，耦接一無線接收機，所述無線接收機具有天線、低噪聲放大器、混波器、濾波器、可變增益放大器以及基頻電路。所述用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置包括旁路開關(guān)以及控制電路。旁路開關(guān)耦接無線接收機的濾波器的兩端?？刂齐娐否罱优月烽_關(guān)，控制電路關(guān)閉旁路開關(guān)，使透過混波器且來自低噪聲放大器的寬頻帶的信號傳送至可變增益放大器，可變增益放大器將寬頻帶的信號轉(zhuǎn)換成電壓值，電壓值代表寬頻帶的信號總強度。控制電路判斷電壓值是否大于臨界值，當(dāng)電壓值大于臨界值時，控制電路打開旁路開關(guān)，且控制無線接收機逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。
[0008]綜上所述，本發(fā)明實施例提供一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置，可實現(xiàn)無線干擾的掃描，其僅在寬頻帶檢測發(fā)現(xiàn)干擾信號時才逐一檢測所述寬頻帶內(nèi)的多個頻道，藉此節(jié)省掃描時間，也節(jié)省掃描時所消耗的功率。
[0009]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0010]圖1是傳統(tǒng)的無線接收機的示意圖。
[0011]圖2是傳統(tǒng)的無線接收機進行干擾信號搜尋的示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法的流程圖。
[0013]圖4是本發(fā)明實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明實例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法進行干擾信號搜尋的示意圖。
[0015]圖6是本發(fā)明另一實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的示意圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]101、51:天線
[0018]102,53,411:低噪聲放大器
[0019]103、54、412:混波器
[0020]104,55:濾波器
[0021]105、56:可變增益放大器
[0022]106,57,414:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0023]107、58:基頻電路
[0024]SS:頻率掃描區(qū)塊
[0025]S310、S320、S330:步驟流程
[0026]4、6:用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置
[0027]5:無線接收機
[0028]52:耦和電路
[0029]41:寬頻干擾檢測電路
[0030]42、62:控制電路
[0031]413:寬頻信號強度指示器
[0032]gm、gm2:信號
[0033]LO:本地震蕩信號
[0034]61:旁路開關(guān)
【具體實施方式】
[0035]〔用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法的實施例〕
[0036]請參照圖3，圖3是本發(fā)明實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法的流程圖。首先，在步驟S310中，監(jiān)測寬頻帶的信號總強度。然后，在步驟S320中，判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。所述寬頻帶可包括工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué)頻帶(IndustrialScientific Medical Band),例如藍牙裝置利用了 2.4G附近的頻帶,但本發(fā)明并不因此限定。所述寬頻帶也可以是例如802.1la規(guī)范的的5GHz附近的頻帶，或者其實他頻帶，本發(fā)明并不限定頻帶的范圍與頻率。當(dāng)寬頻帶的信號總強度大于臨界值(例如負35dBm)時，進行步驟S330。在步驟S330中，逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。
[0037]如此，可在實際針對每一個頻率進行干擾的掃描之前，先執(zhí)行寬頻掃描(步驟S310與步驟S320)。當(dāng)寬頻掃描到干擾信號過大時(相較于臨界值)，再針對每一個頻率進行掃描。當(dāng)寬頻帶的信號總強度非大于臨界值時，再次進行步驟S310與步驟S320，亦即再次監(jiān)測寬頻帶的信號總強度，并判斷寬頻帶的信號總強度是否大于臨界值。另外，在步驟S330結(jié)束后，也可再次重新執(zhí)行上述步驟，以進行下次的干擾檢測。
[0038]值得一提的是，進行步驟S310之前，也就是在監(jiān)測寬頻帶的信號總強度的步驟之前，更可包括執(zhí)行歸零校正的步驟，以減少寬頻掃描的誤差。歸零校正的步驟將于后續(xù)的實施例說明。
[0039]實現(xiàn)上述無線干擾掃描方法的無線干擾掃描裝置可在傳統(tǒng)的無線接收機接收天線信號的輸入端并聯(lián)一個寬頻監(jiān)測的電路，或者利用將傳統(tǒng)的無線接收機的濾波器設(shè)置旁路機制的方式來實現(xiàn)。請參照后續(xù)實施例的詳細說明。
[0040]〔用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的實施例〕
[0041]請參照圖4，圖4是本發(fā)明實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的示意圖。本實施例的無線干擾掃描裝置是在傳統(tǒng)的無線接收機接收天線信號的輸入端并聯(lián)一個寬頻監(jiān)測的電路。用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置4耦接無線接收機5。無線接收機5包括天線51、耦和電路52、低噪聲放大器(Low Noise Amplifier，LNA) 53、混波器54 (Mixer)、濾波器55、可變增益放大器(Variable Gain Amplif ier, VGA) 56、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 57以及基頻電路(Base-Band circuit) 58。本實施例的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置4包括寬頻干擾檢測電路41以及控制電路42，用以針對信號干擾源作檢測的動作，以解決如在現(xiàn)有技術(shù)所提的傳統(tǒng)的適應(yīng)性跳頻無線接收機可能在干擾的掃描上花費過多時間和無謂的功耗的問題。
[0042]請同時參照圖3與圖4，寬頻干擾檢測電路41透過耦和電路52耦接無線接收機5的天線51，且寬頻干擾檢測電路41耦接無線接收機5的基頻電路58。寬頻干擾檢測電路41用以透過天線51接收寬頻帶的信號以產(chǎn)生代表寬頻帶的信號總強度的一電壓值，亦即對應(yīng)于圖3的步驟S310。控制電路42耦接寬頻干擾檢測電路41以及無線接收機5，用以控制寬頻干擾檢測電路41以及無線接收機5?？刂齐娐?2判斷所述電壓值是否大于一臨界值，亦即對應(yīng)于圖3的步驟S320。當(dāng)所述電壓值大于臨界值時，控制電路42控制無線接收機5逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號，亦即對應(yīng)于圖3的步驟S330。所述臨界值例如是負35dBm，但本發(fā)明并不因此限定。換句話說，控制電路42控制寬頻干擾檢測電路41的操作，且在檢測到相較于臨界值夠強的寬頻帶的信號總強度時，才使無線接收機5進行個別頻道的干擾掃描，以節(jié)省掃描時間與消耗功率。
[0043]寬頻干擾檢測電路41包括低噪聲放大器411、混波器412、寬頻信號強度指示器(ffide-Band Received Signal Strength Indicator, WBRSSI) 413 與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 414。低噪聲放大器411的輸入端耦接無線接收機5的天線51，用以接收寬頻帶的信號。混波器412耦接低噪聲放大器411，以輸出增益后的信號gm2。寬頻信號強度指示器413耦接混波器412，將透過混波器412且來自低噪聲放大器411的寬頻帶的信號gm2轉(zhuǎn)換成所述電壓值。寬頻信號強度指示器413包括將輸入信號降頻與轉(zhuǎn)換為電壓值的功能。
[0044]模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器414耦接寬頻信號強度指示器413，將所述電壓值數(shù)字化，并將數(shù)字化的電壓值傳送至無線接收機5的基頻電路58。本實施例的寬頻干擾檢測電路41進行寬頻干擾的掃描所消耗的電流可以小至約5毫安(mA)，相對的，無線接收機5進行個別頻道的干擾掃描所消耗的電流約25毫安(mA)，因此可明顯看出利用寬頻干擾檢測電路41進行寬頻干擾的掃描可明顯節(jié)省功率消耗。
[0045]值得一提的是，通常而言，寬頻干擾檢測電路41的低噪聲放大器411具有直流偏移(DC offset)，因此在做寬頻掃描之前可先關(guān)閉低噪聲放大器411的輸入，而記錄低噪聲放大器411的直流偏移，藉此作歸零校正的動作。
[0046]請同時參照圖3與圖5，圖5是本發(fā)明實例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法進行干擾信號搜尋的示意圖。在圖5中，同樣以掃描2.4GHz附近的無線保真干擾為例，且圖5顯示本實施例對應(yīng)于圖3的步驟S330的掃描方式。逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號的步驟是在一時間槽內(nèi)完成，所述頻道可以是藍牙通訊協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)的通道，且該時間槽是625微秒(us)時間槽。本實施例縮短步驟S330的掃描時間，使得在監(jiān)測到寬頻干擾時，盡速掃描到干擾信號是在哪一個(或那些)頻道出現(xiàn)，如此可提升掃描的效率。然而，本發(fā)明并不因此限定，在其他實施例中，逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號的步驟(S330)可以例如在0.5毫秒(ms)至I毫秒(即500微秒至1000微秒)之內(nèi)完成。
[0047]另外，本發(fā)明不限定干擾信號的頻率，也不限定干擾信號的來源，干擾信號也可例如是由微波爐產(chǎn)生，微波爐產(chǎn)生的干擾信號是在2.4GHz的工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué)頻帶(ISM Band)之內(nèi)。其他無線裝置或可能產(chǎn)生無線干擾的裝置所產(chǎn)生的干擾信號都可能是干擾源，所述掃描干擾信號的頻率范圍是由所應(yīng)用的無線接收機來決定。
[0048]〔用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的實施例〕
[0049]請同時參照圖3與圖6，圖6是本發(fā)明另一實施例提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置的示意圖。本實施例的無線干擾掃描裝置是利用將傳統(tǒng)的無線接收機的濾波器設(shè)置旁路機制的方式來實現(xiàn)。用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置6耦接無線接收機5，所述無線接收機5具有天線51、耦合電路52、低噪聲放大器53、混波器54、濾波器55、可變增益放大器56以及基頻電路57。所述用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置6包括旁路開關(guān)61以及控制電路62。
[0050]旁路開關(guān)61耦接無線接收機5的濾波器55的兩端?？刂齐娐?2耦接旁路開關(guān)61。在進行寬頻干擾的掃描時，步驟S310，控制電路62關(guān)閉旁路開關(guān)61，使透過混波器54且來自低噪聲放大器53的寬頻帶的信號gm傳送至可變增益放大器56，可變增益放大器56將寬頻帶的信號轉(zhuǎn)換成電壓值，所述電壓值即代表寬頻帶的信號總強度。
[0051]請同時參照圖3、圖5和圖6，換句話說，透過混波器54且來自低噪聲放大器53的寬頻帶的信號gm未經(jīng)過濾波而被可變增益放大器56放大的信號(模擬的電壓值)可對比于圖5的寬頻信號強度指示器413輸出的(模擬的)電壓值。由此可知，本實施例提供了實現(xiàn)步驟S310的另一個無線干擾掃描裝置。另外，相較于圖5的實施例，圖6的實施例利用了傳統(tǒng)的無線接收機5的低噪聲放大器53、混波器54與可變增益放大器56以替代圖5的寬頻干擾檢測電路41的低噪聲放大器411、混波器412、寬頻信號強度指示器413，以進一步簡化電路的架構(gòu)。
[0052]控制電路62判斷可變增益放大器56所輸出的電壓值是否大于臨界值，例如:控制電路62透過基頻電路58得知數(shù)字化的電壓值。或者，控制電路62可以耦接可變增益放大器56的輸出端以獲得模擬的電壓值，但本發(fā)明并不因此限定。當(dāng)電壓值大于臨界值時，控制電路62打開(open)旁路開關(guān)61，且控制電路62控制無線接收機5逐一檢測寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。
[0053]〔實施例的可能功效〕
[0054]綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法及無線干擾掃描裝置，可實現(xiàn)無線干擾的掃描，其僅在寬頻帶檢測發(fā)現(xiàn)干擾信號時才逐一檢測所述寬頻帶內(nèi)的多個頻道，藉此節(jié)省掃描時間，也節(jié)省掃描時所消耗的功率。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其特征在于，包括: 監(jiān)測一寬頻帶的信號總強度； 判斷該寬頻帶的信號總強度是否大于一臨界值； 當(dāng)該寬頻帶的信號總強度大于該臨界值時，逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號；以及 當(dāng)該寬頻帶的信號總強度非大于該臨界值時，再次監(jiān)測該寬頻帶的信號總強度，并判斷該寬頻帶的信號總強度是否大于該臨界值。2.根據(jù)權(quán)利要求1的適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其中該寬頻帶包括工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué)頻帶。3.根據(jù)權(quán)利要求1的適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其中逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的該些頻道是否有干擾信號的步驟是在一時間槽內(nèi)完成。4.根據(jù)權(quán)利要求3的適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其中該些頻道是藍牙通訊協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)的通道，且該時間槽是625微秒。5.根據(jù)權(quán)利要求1的適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其中逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的該些頻道是否有干擾信號的步驟是在0.5毫秒至I毫秒之內(nèi)完成。6.根據(jù)權(quán)利要求1的適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描方法，其中在監(jiān)測該寬頻帶的信號總強度的步驟之前，更包括執(zhí)行歸零校正。7.一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，其特征在于，耦接一無線接收機，該用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置包括: 寬頻干擾檢測電路，耦接該無線接收機的一天線與該無線接收機的一基頻電路，用以透過該天線接收一寬頻帶的信號以產(chǎn)生代表該寬頻帶的信號總強度的一電壓值；以及 一控制電路，耦接該寬頻干擾檢測電路以及該無線接收機，判斷該電壓值是否大于一臨界值，當(dāng)該電壓值大于該臨界值時，該控制電路控制該無線接收機逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。8.根據(jù)權(quán)利要求7的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，其中該寬頻干擾檢測電路包括: 一低噪聲放大器，該低噪聲放大器的一輸入端耦接該無線接收機的該天線，用以接收該寬頻帶的信號； 一混波器，耦接該低噪聲放大器； 一寬頻信號強度指示器，耦接該混波器，將透過該混波器且來自該低噪聲放大器的該寬頻帶的信號轉(zhuǎn)換成該電壓值；以及 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接該寬頻信號強度指示器，將該電壓值數(shù)字化，并將數(shù)字化的該電壓值傳送至該無線接收機的一基頻電路。9.根據(jù)權(quán)利要求7的用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，其中逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的該些頻道是否有干擾信號的步驟是在0.5毫秒至I毫秒之內(nèi)完成。10.一種用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置，其特征在于，耦接一無線接收機，該無線接收機具有一天線、一低噪聲放大器、一混波器、一濾波器、一可變增益放大器以及一基頻電路，該用于適應(yīng)性跳頻的無線干擾掃描裝置包括: 一旁路開關(guān)，耦接該無線接收機的該濾波器的兩端；以及 一控制電路，耦接該旁路開關(guān)，該控制電路關(guān)閉該旁路開關(guān)，使透過該混波器且來自該低噪聲放大器的一寬頻帶的信號傳送至該可變增益放大器，該可變增益放大器將該寬頻帶的信號轉(zhuǎn)換成一電壓值，該電壓值代表該寬頻帶的信號總強度，該控制電路判斷該電壓值是否大于一臨界值，當(dāng)該電壓值大于該臨界值時，該控制電路打開該旁路開關(guān)，且控制該無線接收機逐一檢測該寬頻帶內(nèi)的多個頻道是否有干擾信號。
【文檔編號】H04B1/715GK105897302SQ201410184589
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年5月4日
【發(fā)明人】陳鵬森
【申請人】密克羅奇普技術(shù)公司