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TWI558119B - 具有多個同質無線電共存的無線感測器基地台 - Google Patents

具有多個同質無線電共存的無線感測器基地台 Download PDF

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TWI558119B
TWI558119B TW103120350A TW103120350A TWI558119B TW I558119 B TWI558119 B TW I558119B TW 103120350 A TW103120350 A TW 103120350A TW 103120350 A TW103120350 A TW 103120350A TW I558119 B TWI558119 B TW I558119B
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circuit
circuits
wireless
coexistence
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佩曼 阿米尼
阿姆斯 永育斯
史提夫 史寇奇
約瑟夫 阿麥蘭 勞爾 伊曼紐爾
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網件公司
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Description

具有多個同質無線電共存的無線感測器基地台
本揭示大致上關於電子通訊，更具體而言，關於控制無線電腦網路系統中的多個無線電電路。
隨著無線網路、嵌入式系統、及網際網路技術的發展，各種設定中採用的所有種類的電子裝置、計算及管理資料以線上購物及社交網路化對於更大的網路頻寬及更高的網路速度之需求一直增加。相較於傳統獨立的個人電腦及行動裝置相比，這與強力用於共用的、網路化環境之電子及數位內容特別有關。結果，資料交通，特別是無線資料交通，經歷了巨大的成長。
同時，用於這些電子裝置中愈來愈多的無線技術佔據會產生彼此干擾之相同或類似的射頻頻帶(例如，2.4GHz、3.6GHz、5GHz、或60GHz)，不利地影響網路傳輸以及在電子裝置板上的無線網路電路板的容納。而且，很多這些電子裝置是依賴有限的電源來操作行動的或可攜 式的裝置，以及，典型上在雜訊環境中傳送或接收資料交通對於耗電有負面衝擊。
因此，希望提供增加無線網路頻寬、降低無線網路干擾、及降低行動裝置耗電之方法及裝置。
100‧‧‧電腦網路環境
210‧‧‧基地台
400‧‧‧層化模型
420‧‧‧網路電路
1010‧‧‧基地台
本實施例是舉例說明的且非要受限於附圖的圖示。在圖式中：圖1是某些實施例可以實施於其中的電腦網路環境；圖2A是概要的功能區塊圖，顯示根據某些實施例之配備有共存控制器的無線基地台；圖2B是表格，顯示共存控制器能提供改良之情形實例；圖2C是表格，顯示典型的2.4GHz頻帶中不同的無線LAN(WLAN)頻道之上、中心、及下頻率；圖2D是表格，顯示典型的5GHz頻帶中可利用(例如，在美國)之不同的無線LAN(WLAN)頻道之頻率實例；圖3是功能方塊圖，顯示根據某些實施例的圖2A之共存控制器的特定實例的某些實施細節；圖4A及圖4B是概要圖，使用層化模型以說明圖2A的基地台中共存控制器與其它組件之間的階層關係實例；圖5A是時序圖，顯示根據某些實施例之當由共存控制器協調時多個無線電電路的同步操作的實例；圖5B-5D又顯示根據某些實施例之圖5A的同步操作 的其它細節；圖6是時序圖，顯示根據某些實施例之當由共存控制器協調時多個無線電電路的非同步操作的實例；圖7A是功能圖，顯示根據某些實施例之增加的模式，本實施例可以在增加的模式中操作；圖7B至圖7D是功能圖，顯示圖7A的WLAN存取點及WLAN台被操作之某些特定的情境實例；圖8顯示根據某些實施例的由共存控制器實施之較佳頻道上的探針請求程序；圖9顯示根據某些實施例的由共存控制器實施之非較佳頻道上的探針請求程序；圖10概要功能圖，顯示根據某些實施例的在具有眾多無線感測器的環境中實施之配備有共存控制器的無線基地台；圖11是根據某些實施例之用於處理從基地台至圖10的無線感測器的下行鏈路的時序圖；圖12是根據某些實施例之用於處理從無線感測器至圖10的基地台的上行鏈路的時序圖；圖13是概要圖，顯示根據某些實施例之由共存控制器採用或控制的不對稱緩衝結構或機制；圖14是流程圖，顯示根據某些實施例之由共存控制器實施的用於控制及協調多個無線電電路的方法；以及圖15是流程圖，顯示根據某些實施例之由共存控制器實施的多個無線電電路之間的干擾降低方法。
在整體圖式及說明書中，類似的代號意指對應的構件。
【發明內容及實施方式】
揭示可以降低網路裝置中以相同或類似的頻帶操作及緊密實體接近的多個無線電電路之間的干擾之技術。在某些實施例中，網路裝置包含第一及第二無線網路電路。這些網路電路以相同的射頻頻帶操作及並置。第二網路電路被指派比第一網路電路更高或相同的優先權。裝置又包含共存控制器，共存控制器經由通訊匯流排而耦合至網路電路以及配置成在第二網路電路的接收操作期間選擇性地抑制第一網路電路的傳送操作。
在其它優點之中，此處揭示的實施例，藉由在無線電電路之間提供協調，以致於以它們不會干擾它們各別的天線之方式，執行傳送及接收操作，而增加無線網路頻寬及降低行動裝置耗電。
在下述說明中，揭示眾多具體細節，例如特定組件、電路、及處理的實例，以助於完整瞭解本揭示。而且，在下述說明中及為了說明之目的，揭示特定術語以助於完整瞭解本揭示。但是，習於此技藝者將清楚知道，不一定需要這些特定細節來實施本實施例。在其它情形中，習知的電路及裝置以方塊圖形式顯示，以免模糊本揭示。
此處使用的「耦合」一詞意指直接連接或是經由一或更多中間組件或電路而連接。在此處說明的各種匯流排上 提供的任何訊號可以與其它訊號時間多工化以及提供於一或更多共同匯流排上。此外，在電路元件或軟體區塊之間的互連可以顯示為匯流排或是單一訊號線。各匯流排替代地可為單一訊號線，各單一訊號線可替代地為匯流排，以及單一線或匯流排可代表用於組件之間的通訊(例如網路)之大量實體或邏輯機制中之任一或更多。本實施例不應被解釋為侷限於此處所述的特定實例，而是將後附的申請專利範圍所界定的所有實施例包含在它們的範圍之內。
為了此處的說明，「異質無線電」意指不同網路技術的眾多無線電或無線網路電路；舉例而言，IEEE 802.11無線LAN(例如WiFi)、藍牙、2G、3G長程演進(LTE)、以及全球導航衛星系統(GNSS)都是彼此不同的網路技術。相反地，「同質無線電」意指相同網路技術的眾多無線電或無線網路電路；舉例而言，眾多無線LAN(WLAN)電路，雖然一者可以在2.4GHz頻帶1上操作及使用IEEE 802.11n協定操作，而另一者可以在2.4GHz頻帶6上操作及使用IEEE 802.11g協定操作，但是它們都具有相同的WLAN技術家族，因而是同質無線電。在2.4GHz頻帶上的共同看見的無線電包含IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、或是IEEE 802.11n。
系統概述
圖1是代表的電腦網路環境100，某些實施例實施於其中。環境100包含基地台110、網路120、及眾多客戶 端裝置130a-130n。
基地台110顯示為在「存取點(AP)」模式中操作，與網路120耦合在一起，以致於基地台110使得客戶端裝置130能夠與網路120交換資料。舉例而言，基地台110及網路120可以經由對絞線電纜網路、同軸電纜網路、電話網路、或是任何適當型式的連接網路。在某些實施例中，基地台110及網路120可以無線地連接(舉例而言，其包含使用基於例如3G、3.5G、4G LTE等無線電話服務的資料流量網路或IEEE 802.11無線網路)。支援基地台110與網路120之間的通訊之技術包含乙太網路(例如IEEE 802.3系列標準中所述)及/或其它適當型式的區域網路技術。在IEEE 802.11系列標準中不同的無線協定之實例包含IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac、IEEE 802.11af、IEEE 802.11ah、及IEEE 802.11ad。
雖然為了簡明起見而未顯示，但是，基地台110可以包含一或更多處理器，一或更多處理器可以是在基地台110上實施此處揭示的技術之算術及控制功能之特定應用積體電路或一般用途的處理器。處理器包含快取記憶體(為簡明起見未顯示)以及其它記憶體(例如，主記憶體、及/或例如硬碟機或固態機等非揮發性記憶體)。在某些實例中，使用SRAM以實施快取記憶體，使用DRAM以實施主記憶體，以及，使用快取記憶體或一或更多磁碟機以實施非揮發性記憶體。根據某些實施例中，記憶體包 含一或更多記憶體晶片或模組，以及，基地台110上的處理器執行儲存在記憶體中的眾多指令或程式碼。
客戶端裝置130使用例如IEEE 802.11系列標準(例如無線LAN)而與基地台110無線地連接及通訊，以及包含任何適當的中間無線網路裝置，舉例而言，中間無線網路裝置包含基地台、路由器、閘道器、集線器、等等。取決於實施例，在客戶端裝置130與基地台110之間連接的網路技術包含其它適當的無線標準，例如習知的藍牙通訊協定或近場通訊(NFC)協定。在某些實施例中，在裝置130與基地台110之間的網路技術包含客製化版本的WLAN、藍牙、或其它適當的無線技術的客製化版本。客戶端裝置130可為任何適當的計算或行動裝置，包含例如智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦、個人數位助理(PDA)、等等。客戶端裝置110典型上包含顯示器，以及包含例如鍵盤、滑鼠、或觸控墊等適當的輸入裝置(為了簡明起見未顯示)。在某些實施例中，顯示器可為包含輸入功能的觸控感測顯示幕。裝置130的其它實例包含網路連接攝影機(或是IP攝影機)、家用感測器、及其它家電(例如，連接至網際網路的「智慧型冰箱」)。
值得注意的是習於此技藝者將瞭解圖1的組件僅是本實施例實施於其中的電腦網路環境的一實施，以及，各種替代實施例是在本實施例的範圍之內。舉例而言，環境100又包含在基地台110、網路120、及客戶端裝置130之間的中間裝置(例如，交換機、路由器、集線器、等 等)。在某些實例中，網路120包括網際網路。
共存機制
圖2A是概要的功能區塊圖200，顯示根據某些實施例之配備有共存控制器230的無線基地台210。基地台210是圖1的基地台110的實例。如圖2A所示，無線基地台210包含眾多無線網路電路220a-220c以及共存控制器230。根據一或更多實施例，共存控制器230經由共存匯流排240而耦合至各網路電路220a-220c。
如同先前所述，電子裝置中使用的很多無線網路技術佔據相同或類似的頻帶。此頻帶的實例是習知的工業、科學及醫療(ISM)無線電頻帶。以最常使用的ISM頻帶為例，例如2.4GHz的頻帶，為了各種目的而使用此頻帶的技術包含無線LAN及藍牙。數種其它常見的無線通訊技術也以類似的頻帶(例如從2.3GHz至2.7GHz的範圍)操作；它們包含LTE頻帶40(TDD-LTE)、LTE UL頻帶7(FDD-LTE)、LTE頻帶38(TDD-LTE)、及LTE DL頻帶7(FDD-LTE)，這僅提及一些。
為了此處說明之用，假定無線網路電路220a-220c是以2.4GHz的主頻帶操作之無線LAN電路。
圖2C是表格204，顯示典型的2.4GHz頻帶中不同的無線LAN頻道之上、中心、及下頻率。圖2D是表格206，顯示典型的5GHz頻帶中可利用(例如，在美國)之不同的無線LAN(WLAN)頻道之頻率實例。如圖2C所 示，在美國及加拿大，有11個頻道可以用於IEEE 802.11系列標準界定之2.4GHz的無線LAN頻帶。特別地，從IEEE 802.11標準(例如IEEE 802.11b)中的11個頻道中選出3個非重疊的頻道(例如，頻道1、6、及11)以用於設置成彼此接近之無線LAN存取點。典型上，建議習於此技藝者應以上述非重疊頻道用於在旁邊操作之各無線網路電路，以便最小化或降低干擾的不利效果。
但是，本實施例認知到當用於不同無線網路電路的操作頻率僅以小於20MHz分開時，要完全地或有效地避免裝置中共存干擾，則典型上50dB隔離是必需的。這特別是裝置具有小型態因數之行動手機應用的情形；在此應用中的裝置一般在不同的無線網路電路之間僅提供10-30dB隔離。如此，實際上即使在非重疊頻道上接收，以及，在某些情形中，採用頻譜遮罩(例如，如IEEE界定般在2.4GHz頻帶中用於20MHz傳輸之傳送頻譜遮罩)，雜訊以及其它因素仍然造成共存無線網路電路彼此干擾，特別是在例如行動電話或是無線基地台等小型態因數裝置上。
以一實例為例，在本揭示中觀察到至少在LTE 2.4G ISM頻帶中，ISM頻帶的下部份很接近LTE TDD頻帶40。因此，在具有LTE、WLAN及藍牙共存的單一行動裝置之情形中，LTE發射器會對WLAN及/或BT接收造成干擾；以及，類似地，BT/WLAN發射器對LTE接收器造成干擾。以另一實例為例，在LTE技術及全球導航衛星系統(GNSS)接收器電路共存的裝置中，LTE頻帶13(例 如，777-787MHz)及頻帶14(例如，788-798MHz)之上行鏈路中斷使用L1頻率(例如，1575.42MHz)的GNSS接收器的工作。造成此點的一理由是頻帶13的第二諧波(例如1554-1574MHz)及頻帶14的第二諧波(例如1576-1596MHz)接近L1頻率。
此外，本實施例瞭解到有數種解決之道，當二或更多無線電電路在緊密的實體近接地以相同或類似頻帶同時地操作時會造成干擾。圖2B是表格202，顯示共存控制器能提供改良之情形實例。如表格202中所示，當一無線電正發射時，其它無線電的接收性能不靈敏。此處為了說明，設置成緊密實體近接的或是「並置的」無線電電路意指無線電電路位於彼此足夠接近，以致在一電路上的傳輸操作不利地影響另一電路上的接收操作；對於某些典型的實例，位於相同實體裝置(例如，基地台)上或是在相同印刷電路板(PCB)上的二無線電電路設置成緊密實體近接。
注意，圖2B是由並置的無線電的同時操作造成之干擾現象的一般表示；在某些實施例中，習於此技藝者也可以應用適當的濾波，以致於由同時或幾乎同時之不同並置無線電傳送(TX)及接收(RX)造成的靈敏度損失減少。特別地，取決於使用的頻道的頻帶及濾波的型式，圖2B中所示的靈敏度損失的真實嚴重性會變化。
因此，本實施例提供有效的機制以協調網路電路220的傳輸及接收操作的排程，以減輕在相同或類似頻帶操作 的無線網路電路的共存造成的裝置內干擾。根據某些實施例，當在相同裝置上在相同頻帶中(例如2.4GHz或5GHz頻帶)使用二或更多無線電時，裝置採用共存機制(硬體(HW)及/或軟體(SW))以致於無線電可以在相同頻帶中操作而不會使彼此的接收操作不靈敏。在某些實施例中，用於共存的HW機制包含數位硬體匯流排，以及，在其它實施例中，包含無線電頻率(RF)電路；在某些其它實施例中，HW機制採用數位及RF機制的結合。此外，取決於實施例，數位HW機制包含連接二晶片的存取機制之直接硬體線，或是其可為連接晶片組內部的二硬體區塊的存取機制之硬體線。RF機制包含RF濾波、RF切換、或其它適當的RF濾波器。
更具體而言，在一或更多實施例中，各網路電路220a-220c被指定優先權，以及，共存控制器230經由共存匯流排240而耦合至網路電路220a-220c，以控制網路電路220a-220c之間的控制操作。注意，在某些實施例中，一或更多網路電路220a-220c能夠被指派相同的優先權。
共存控制器230根據包含網路電路220a的優先權與其它電路優先權的比較之眾多操作準則而選擇性地調整各別網路(例如電路220a)的一或更多傳輸操作參數。各網路電路(例如電路220a)的優先權可以是預定的(例如，由基地台210的製造者預設)或是根據某優先權指派準則而被動態地指派(例如，由共存控制器230指派)。 優先權指派準則包含各電路遭遇的交通量、交通型式(例如，資料、聲音、視訊、感測器應用、等等)、無線通道條件、及/或其它適當的因素。
操作準則反應例如各網路電路操作之客戶端裝置(例如圖1的裝置130)的數目、各網路電路看到的資料交通量、各網路電路支援的資料速率、各網路電路被指派的交通型式、各網路電路遭遇到的無線通道條件或雜訊(例如，當由RSSI或習知的矩陣秩測量時)等等各式各樣的條件。根據本實施例，選擇操作準則，以使得共存控制器以降低網路電路220a-220c使彼此不靈敏之機率的方式來控制操作。在某些實施例中，以使得共存控制器230使用基地台210上的多個無線網路電路(例如，電路220a-220c)以執行例如負載平衡及/或頻率計劃之方式，選取操作準則。
注意，在無線網路電路的優先權被動態地指派之實施例中，以同於或類似於共存控制器230決定操作準則之方式，決定優先權指派準則。
用於無線網路電路的傳輸操作參數是網路電路用以傳送資料的組態。舉例而言，在某些實施例中，當另一無線網路電路(例如電路220b)正接收時，共存控制器230降低一無線網路電路(例如電路220a)上的傳送功率。如先前所述般，舉例而言，由於電路220b具有較高的優先權，所以，共存控制器230選擇性地調整電路220a的傳輸操作參數。在另一實例中，由於當由控制器230決定 的操作準則標示電路220b連接至(例如接收自)例如行動電話等有限功率裝置，所以，電路220a的操作參數從控制器230接收調整。操作準則也反應電路220b正處理高優先權型式的交通(舉例而言，例如從防盜攝影機感測器)，且控制器230因而調整(例如，抑制)電路220a的傳輸操作參數，以致於電路220a未干擾電路220b的接收。
在其它或替代實施例中，可以由共存控制器230調整的其它傳輸操作參數包含各別網路操作之資料速率(例如，11M位元/s、54M位元/s)及/或網路協定(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11n、IEEE 802.11b、IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ah、等等)。在某些實例中，傳輸操作參數也包含頻道(例如，在WLAN 2.4GHz頻帶中的頻道1、頻道6、頻道11)，各別的網路電路在此頻道上操作。又另一實例，在WLAN 5GHz頻帶中可利用的頻道包含頻道36、頻道100、或頻道161。在某些實施例中，傳輸操作參數也包含各別網路電路操作的頻帶(例如，2.4GHz、5GHz、等等)。例如調變或相位調整等其它已知的組態調整也包含在共存控制器230能調整之傳輸操作參數的清單中。在某些實施例中，施加適當的RF濾波以降低干擾影響。在這些實施例中的某些實施例中，當施加RF濾波時，以共存機制的軟體部份進行適當的通道選取，以更佳地利用RF濾波。
共存匯流排240由共存控制器230使用以排程或協調 傳送及接收，而避免接收不靈敏。共存匯流排240以串列匯流排、數個專用匯流排的形式、或是例如網路等其它適當的形式來實施。具體而言，取決於實施例，共存機制可以僅為軟體、僅為硬體、或是二者的結合。硬體為基礎的共存機制的實例包含硬體匯流排、修改的射頻(RF)前端、及/或其它適當的實施。軟體為基礎的共存機制之實例位於網路的不同層，舉例而言，網路的不同層包含PHY層、MAC層、及/或IP層。
在某些特定實施中，共存匯流排240與共存控制器230一起採用類似於在相同或類似頻帶操作之IEEE 802.15.2無線LAN(WLAN)-藍牙(它們是異質無線電(例如，操作)共存機制，用於實施/協調同質無線電(例如WLAN-WLAN)的共存)的共存機制)；但是，注意，標準的IEEE 802.15.2共存機制對於WLAN-藍牙共存應用是特定的，以及，適當的修改(舉例而言，例如此處所述的修改)對於同質無線電應用是需要的。圖3是功能方塊圖，顯示根據某些實施例的採用修改的IEEE 802.15.2共存機制的圖2A之共存控制器的特定實例的某些實施細節。
取決於實施例，合作的或非合作的機制(如IEEE 802.15.2標準所指定)或二者可以適用於共存控制器230。如圖3所示，IEEE 802.15.2的合作共存機制修改成(例如，由共存控制器230實施，圖2A)對同質無線電(例如，WLAN-WLAN)應用共存執行分封交通仲裁。注意，在802.15.2建議實務第6條中可以找到分封交通仲裁 (PTA)機制的更多細節。
當然，具有此技藝的一般技術者將知道其它標準或非標準共存機制(舉例而言，發展用於例如WLAN、藍牙、及LTE等異質無線電共存)也能以如此處所述的類似方式被修改及應用至同質無線電共存(例如，WLAN至WLAN)。
圖4A及圖4B是概要圖，使用層化模型400以說明圖2A的基地台210中共存控制器230與其它組件之間的階層關係實例。模型400大致依循習知的開放式系統互連(OSI)的命名習慣，例如依國際標準組織(ISO)之ISO/IEC 7498-1而標準化。此處為了說明，媒體存取(MAC)層位於網路層(OSI模型的層3)與實體(PHY)層(層1)之間且是提供定址、通道存取控制、以及其它適當功能之資料鏈路層(層2)的子層。注意，此處提供模型400以便能更瞭解本實施例；以及，其它模型(例如TCP/IP模型)可以用於及/或修改用於本實施例。
如圖4A至圖4B所示般，根據一或更多實施例，共存控制器230(圖2A)作為現存無線網路電路的MAC層的頂部上的增加層(標記為MAC2)，以致於可以採用目前市場上已經被設計及可取得的無線電電路(例如，進入基地台210，圖2A)作為模組，以增加可再用性及節省再設計成本。注意，圖4A顯示採用共存匯流排以協調在MAC層的無線電；相較地，圖4B中所示的模型未採用共存匯流排，但是其使用RF濾波器以幫助位於MAC2層上 的共存機制。在某些實施例中，MAC2層包含鏈路聚集機制以將鏈路聚集在較低層(例如圖4B中所示的二MAC層鏈路)。
共存匯流排240(圖2A)作為耦合至網路電路的MAC層的協調機制。匯流排240由共存控制器230使用以通訊及控制各網路電路420。因此，網路電路均包含個別媒體存取控制(MAC)層及實體(PHY)層電路，例如圖4中所示的MAC及PHY層420。換言之，在基地台210的某些實施例中，有分開及獨立的MAC引擎用於網路電路220a-220c(圖2A)而以共存控制器230及MAC2層在上方(例如，共存匯流排240所處之處)以用於管理。在某些實施例中，MAC或MAC2層或二者一起執行聚集、加密、解密、及/或其它時序關鍵工作。在某些實施例中，共存控制器230管理來自選取的數目的網路電路220a-220c之網路資料交通，以聚集選取的數目的網路電路(於下更詳細地說明)的頻寬。聚集的實例包含MAC協定資料單元的聚集(AMPDU)及MAC服務資料單元(AMSDU)的聚集。加密的實例包含先進加密標準(AES)、有線等效隱私(WEP)、暫時鑰整體性協定(TKIP)、等等。
繼續參考圖2A，在某些實施例中，對各網路電路220a-220c，獨立地執行共存控制器230之操作控制(例如，操作參數調整)，以致於各電路(例如電路220a)的操作參數可由共存控制器230各別地微調，而不必影響耦合至相同的共存匯流排240之其它網路電路。
在上述的結合中，共存控制器230的一或更多實施例實施降低干擾的技術，例如降低傳輸功率、改變頻道、或是根據工作負載、交通型式、網路電路及它們連接的客戶端的優先權(例如，依據它們是否為功耗靈敏的)、資料交通的型式、由無線電天線觀察到的頻道雜訊、或是網路電路220a-220c遭遇到的其它適當因素。在某些實施中，在網路電路220a-220c之間的操作由共存控制器230以使得網路電路220a-220c同時或幾乎同時傳送及接收資料的方式控制。舉例而言，無線網路電路220a正以衰減的功率位準而在2.4GHz頻帶的頻道6上傳送，而無線網路電路220b及220c正分別在2.4GHz頻帶的頻道1及11上接收。在某些實施例中，特別是在那些配備有在5GHz頻帶中操作的無線電之實施例，適當的濾波也由共存機制適應化。共存機制的某些實施例使RF濾波或其它前端技術適應以幫助共存機制降低從一無線電至另一無線電的干擾及離散化。
圖2A中所示的基地台210的配置及圖4中所示的層化模型410僅為舉例說明。基地台210包含任何適當數目的網路電路220a-220c、一個以上的共存控制器230、及/或其它處理單元，耦合至共存匯流排240以執行協調/控制操作。此外，共存控制器230可以整合於其它適合種類的計算裝置，舉例而言，包含加速處理單元(APU)、現場可編程閘陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、或其它設有微處理器的裝置。
分封對齊
圖5A是時序圖500，顯示根據某些實施例之當由共存控制器協調時多個無線電電路的同步操作的實例，圖6是時序圖600，顯示根據某些實施例之當由共存控制器協調時多個無線電電路的非同步操作的實例。在下述中，將繼續參考圖2A，更詳細地說明可由圖2A的共存控制器230(例如，與共存匯流排240協調)用以實施此處揭示的各式各樣的同質無線電共存功能之共存機制。
如先前所述，根據某些實施例，連接具有管理共存控制器(例如控制器230)之較低層MAC層與MAC2層(對某些實施例，在更高的層中)中的管理共存控制器(例如控制器230)之共存匯流排(例如匯流排240)的組合以部署成實施本揭示的實施例。取決於實施，一無線電電路(例如，電路220a)或是無線電路電路組可以被給予最高的優先權以及作為主控器，或是所有無線電電路(例如，電路220a-220c)具有類似的優先權。增加地或替代地，無線電的優先權可以動態地改變(例如，取決於工作負載及其它操作準則)或是隨著時間而變(例如，使用時間共用機制、循環法、或其它適當的多存取協定)。取決於實施例，共存機制僅涉及MAC2層、僅涉及上MAC層、或是二者的適當組合。
雖然本實施例的一優點是避免接收不靈敏，但是，其它操作準則(例如，交通型式、或公平性)也可由共存控 制器230列入考慮。在一實例中，共存機制(例如，當由共存控制器230及共存匯流排240實施時)確保所有的無線網路電路最少有機會接收以傳送；其它操作準則包含所有無線電之間的傳送公平性，或是操作準則包含飢餓政策。在某些實施例中，當共存機制決定哪些無線電電路要傳送及何時傳送時，將服務品質(QoS)列入考慮。在某些實施例中，即使當在無線電電路被共存機制抑制或禁能的期間時，可以允許某確認(ACK)短傳送；此技術在使用頻道碼化的某些情形中是有幫助的。
而且，請注意，在某些機制中，歸因於使用的其它適當的軟體及硬體技術，而未要求傳送抑制或暫停。
如此，根據某些實施例，共存機制使傳送及接收操作同步以增加或最大化總無線網路輸貫量(TPUT)或頻寬。這些同步操作顯示於圖500中。在圖500中，在所有無線網路電路220a-220c之間，使所有的傳送操作及接收操作同步，以致於電路220a-220c在任何給定的時間瞬間僅執行傳送或是接收。此技術可以避免不同的同質無線電同時傳送及接收時造成的不靈敏，例如圖2B的表格202中所示。注意，AMPDU、AMSDU、或是二者的組合可以用於下行鏈路資料分封。以圖500中所示為例，下行鏈路(DL)資料分封顯示為包括DL AMPDU及單一MPDU。選擇性地，在資料傳送/接收操作之前，請求傳送(RTS)及清除傳送(CTS)握手分封在發送方(例如，客戶端裝置130，圖1)與基地台210之間交換。除了增加的輸貫量 之外或是替代增加的輸貫量，共存機制可以用以協調無線電，以為一或更多無線電取得更佳的延遲要求或是其它服務品質(QoS)度量。
更具體而言，如圖5A中所示，為了同步操作，共存機制將在相同頻帶中的不同頻道上操作之一些選取的無線網路(例如WLAN)電路之下行鏈路分封傳送(或是接收操作)對齊。在某些實施例中，由不同的無線電電路接收的分封在下行鏈路中需要具有相同的持續時間，以及，在這些實施例中，由共存控制器230執行格綴補以使無線電電路220a-220c之間的資料分封(例如，在下行鏈路上收到的)變成相同尺寸。
圖5B至圖5D又顯示根據某些實施例之圖5A的同步操作的其它細節，包含由共存機構利用的補綴技術的某些實例。
繼續圖5A的實例，其中，AMPDU用於下行鏈路(DL)資料分封，圖5B的圖502顯示AMPDU子格的典型結構。根據一或更多實施例，各AMPDU子格包含MPDU定界符，MPDU定界符選加地由MPDU跟隨在後。此外，也能使用零長度定界符。雖然為了簡明起而未顯示於圖5B中，但是，當使用的網路技術如此要求時，根據IEEE 802.11分封的型式或是其它適當需求，MPDU定界符的「長度」欄包含不同數目的位元。
在圖5C的圖504中所示的實例中，加上一或更多零長度定界符，以使不同的同質無線電電路的AMPDU(例 如，如圖5C所示，IEEE 802.11n相對於IEEE 802.11ac)相同尺寸，以對齊分封。注意，在圖504中，定界符加在格的尾端；但是，可以使用其它適當的位置。舉例而言，在圖5D的圖506，零長度定界符顯示為用於分封的中間。
此外，例如圖5A的圖500中所示般，共存機制也同時地或幾乎同時地傳送上行鏈路響應分封(例如，如IEEE 802.11規格所界定的誤差寬容度)。共存機制的某些實施例也採用不同的調變及/或在PHY或MAC酬載中包含不同數目的位元組，以在不同的頻道上傳送及/或接收不同的分封。
共存機制也可以採用未同步的操作，作為同步傳送及接收操作的添加的或替代的實施例。在未同步的操作中，以上述的方式，使用上述操作準則(例如，根據資料交通的本質、公平性、飢餓避免政策(舉例而言，可以根據不同的付費計畫層級)等等)，在不同的網路電路上的傳送或接收操作(以及較佳地各在不同頻道上)由共存控制器230優先化。舉例而言，如圖6的圖600中所示，由於無線電電路1已經在接收(例如，由於無線電電路1具有較高的優先權)，所以，無線電電路2的傳送延遲或延擱。值得注意，在圖600的實例中，在無線電3的接收操作期間，無線電1仍然傳送ACK分封。這是因為共存控制器230決定ACK分封的傳送所造成的干擾是可以容受的(例如，由於傳送是短的，由於傳送能以衰減的功率位準 成功地執行，或是由於例如上述那些適當的理由)，或是，簡單地由於無線電1比無線電3具有更高的優先權。
圖7A是功能圖700，顯示根據某些實施例之增加的模式，共存控制器210(圖2A)可以在增加的模式中操作。如圖700所示，共存控制器210(例如，當在例如基地台110等基地台中實施時，圖1)協調客戶端(例如，客戶端裝置130a-130n)與其它眾多無線網路電路，以致於網路裝置上的各別網路電路使用獨特指定的頻道而與客戶端上對應的網路電路通訊。
舉例而言，假使無線LAN存取點配備有3個無線網路電路時，以及，假使客戶端裝置也配備有3個無線網路電路時，則共存控制器230(例如使用適當的標準或客製協定)與客戶端裝置協調，以致於在存取點上的各無線電電路在與其它不同的頻道上與客戶端裝置上對應的無線電電路相通訊，以致干擾降低並增加頻寬。換言之，在存取點上的第一無線網路電路使用頻道A以與客戶端裝置上的第一無線網路電路交換資料，在存取點上的第二無線網路電路使用頻道B以與客戶端裝置上的第二無線網路電路交換資料、等等。
注意，客戶端也必須實施此處揭示的共存機制，以執行與基地台之此種頻道協調/頻寬聚集/干擾降低/技術。
此外，在具有多個無線電及實施此處揭示的共存機制的客戶端裝置連接至基地台210之某些實例中，除了上述中已經提及之功能之外，共存控制器230將從各式各樣之 連接的客戶端裝置收到的格重新排序以及將它們順序地遞送給更高層(例如，IP層)。在某些實施例中，共存控制器230可耦合至重新排序緩衝器(為簡明起見未顯示)，用於執行重新排序工作。
而且，由於共存控制器230的實施例分別地控制多個無線LAN無線電電路，所以，在某些實施中，選取的數目的無線電可以操作以作為存取點(AP)，而另一選取數目的無線電電路可以操作以作為客戶端。此技術可以用於範圍擴充或其它適當目的。
選加地，使用配備於基地台210上的無線電電路中之一或更多，共存控制器230實施WiFi直接、點對點、或任何其它IEEE 802.11或WiFi選加的特點。
圖7B至圖7D是功能圖，顯示圖7A的WLAN存取點及WLAN台被操作之某些特定的情境實例。在圖7B至圖7D中，連接至WLAN AP之WLAN基地台本身作為用於其它無線台的AP。
頻道操縱
除了上述功能之外或替代上述功能，共存控制器230的某些實施例動態地決定(例如，在基地台210的一般操作期間以及根據操作準則)及分配連接的客戶端裝置130至不同的無線網路電路220a-220c及/或不同的頻道。為了在此節中說明，假定各無線電電路在相同頻帶中不同的頻道上操作；但是，可由此處揭示的共存機制實施或執行交 換網路電路及/或頻道的不同組合。
更具體而言，共存機制(例如，當由共存控制器230及共存匯流排240實施時)使客戶端站台與基地台210相關連至不同頻道上。由於基地台230包含均能夠在不同頻道上操作之眾多無線網路電路，所以，在一或更多實施中，多頻道基地台210採用共存控制器230以根據操作準則(例如上述中所述的)而將客戶端裝置操縱至不同的頻道。換言之，根據操作準則，共存控制器230可決定哪一客戶端站台要連接至哪一網路電路(及其相關連的頻道)。
除了上述操作準則之外或替代操作準則，操作準則的某些實例包含：頻道之間的負載分配及平衡、任何輸貫量要求、任何QoS要求(例如，延遲、顫動、分封錯誤率、輸貫量規格、等等)、各頻道中來自其它無線電的任何干擾、來自其它無線LAN或其它無線電(例如，由具有重疊的基本服務集識別(BSSID)的其它鄰近的基地台或客戶端操作)的任何干擾、來自非WLAN相關的裝置(例如，微波爐)之任何干擾、等等。
在某些實施例中，共存控制器230顯示在MAC層的頂部上(舉例而言，例如圖4A及圖4B中所示的MAC2層)，用於無線電電路管理，各無線電電路均包含它們自己的MAC及PHY電路。注意，網路堆疊中的其它層(例如，在OSI模型中的其它層)也用於多個無線網路(例如WLAN)電路的管理。
根據一或更多實施例，共存控制器230也藉由確保客戶端裝置不使它本身與任何其它未經授權的頻道相關連而強化選取。在某些增加的實施例中，共存控制器230以通至上層的通訊介面(例如，OSI模型中的網路層或IP層)維持相同之方式作用。注意，在客戶端裝置相關連至基地台210之後，共存控制器230可能需要將指定給客戶端裝置的資料分封傳送給對應的無線電電路之MAC層，對應的無線電電路之MAC層係服務客戶端裝置相關連或被指派的頻道。
此外，在客戶端裝置連接至網路電路及與頻道相關連之後，當此移動變成所需時，共存控制器230可將客戶端裝置從一頻道移至另一頻道。舉例而言，假使從連接至一網路電路的所有客戶端裝置聚集的資料交通工作負載超過或是將超過網路電路的服務容量，則共存控制器230可選擇性地移動某些連接的客戶端至另一無線網路電路。以另一例而言，假使在頻道上的干擾(例如，當由在頻道上操作的網路電路觀察時)增加至超過最大臨界值的程度(例如，以致於目前連接的客戶端裝置未被適當地服務)，則共存控制器230可將某些連接的客戶端選擇性地移至另一無線網路電路。對於某些實施例，假使在另一通道上的通道條件變得比目前的通道更佳時(例如，由於干擾源的移除)，則共存控制器230可將某些連接的客戶端選擇性地移至另一無線網路電路。在某些實施例中，使用典型的頻道切換宣告以將客戶端裝置從一頻道移至另一頻道。具體 而言，在某些實施例中，頻道切換宣告或IEEE 802.11h中的其它方法可以用以將一站台從一頻道移至另一頻道。注意，類似於IEEE 802.11h中所述的技術能由本揭示的某些實施例適應化以解決在某些地點使用IEEE 802.11a/n/ac所導入的干擾議題，特別是對於軍事、天氣雷達系統或例如醫療裝置等其它適當裝置之干擾議題。
此外，在某些其它實施例中，AP可以將頻道上選取的客戶端解除關連或解除鑑別，而不使用頻道切換宣告。未使用頻道切換宣告的理由可為例如缺乏客戶端側的支援。在某些其它實施例中，由於AP需要將某些客戶端儘快地移離某頻道，所以，因缺乏時間，AP決定不使用頻道切換宣告。
而且，當客戶端裝置從一頻道移至另一頻道以最小化切換時間時，基地台210的某些實施例保持/遷移用於客戶端裝置之所有狀態資訊(例如，網路設定、硬體組態資訊、等等)。
圖8顯示根據某些實施例的由共存控制器230實施之較佳頻道上的探針請求程序，及圖9是圖示900，顯示根據某些實施例的由共存控制器230實施之非較佳頻道上的探針請求程序。
繼續參考圖2A，現在說明實施頻道操縱技術的某些特定實例。在無線網路電路是IEEE 802.11 WLAN電路之這些實例中，下述管理格是能由共存控制器230用於頻道操縱技術的格之間的某些實例：探針請求、探針響應、鑑 別、解除鑑別、關連請求、關連響應、再關連請求、再關連響應、及解除關連。使用IEEE 802.11術語，說明下述實例：但是，注意此處所提供的這些實例是提供共存機制的更佳瞭解，以及，在實施本實施例時，這些IEEE 802.11管理格既不是必須的，IEEE 802.11 WLAN電路也不是必須的。
如上所述，此處揭示的共存機制在相關連時可操縱連接客戶端至特定的頻道/網路電路，以及在裝置已經連接之後也操縱客戶端至另一特定的頻道/網路電路。
因此，在某些實施例中，當客戶端裝置嘗試與基地台210連接時，共存機制可以選擇不回應來自非較佳頻道上的客戶端裝置之探針請求、鑑別請求、或關連請求。更具體而言，假定頻道B是較佳的頻道以及頻道A是非較佳的頻道，當客戶端裝置在非較佳頻道A上送出探針請求基地台210時，共存控制器230決定要忽略非較佳頻道A上的探針請求。相反地，當客戶端裝置在非較佳頻道B送出探針請求時，共存控制器230回應探針請求，以致於客戶端裝置在較佳頻道B上連接至基地台210。此外，共存控制器230選擇促使基地台210不在已經處於最大容量的頻道上廣播服務集識別(SSID)，以避免客戶端裝置請求關連至非較佳頻道。注意，圖8至圖9中所示的類似機制可以應用至鑑別請求、關連請求、或其它形式的習知前置關連或後置關連請求。
增加地或替代地，在本揭示中知道，即使當客戶端裝 置未收到回應時，客戶端裝置可仍然嘗試在非較佳頻道上與無線基地台210相關連，取代切換至其它頻道。如此，無線基地台210的某些實施例可以選取最大數目的要忽略請求：舉例而言，基地台210可忽略非較佳頻道上的前M個關連請求，但是，假使客戶端裝置為了關連而在相同的非較佳頻道上連續及嘗試第(M+1)次，則基地台210在非較佳頻道上關連客戶端裝置，以避免完全拒絕對客戶端裝置服務。在此特定實例中，在連接之後，共存控制器230可以選擇接著將客戶端裝置從相關連的非較佳頻道移至較佳的頻道。
客戶端裝置經由較佳通訊頻道上的無線訊號(舉例而言，例如探針請求)而與基地台210相關連之關連程序實例顯示於圖示800中。在正常操作期間，客戶端裝置可在基地台210的較佳頻道上在時間t0初始探針請求。然後，在時間t1，由基地台210接收探針請求。
在時間t1接收探針請求之後，基地台210決定是否在較佳頻道上收到探針請求。在所示的圖示800的實例中，由於在基地台210的較佳通訊頻道上接收探針請求(例如，當由共存控制器230決定時)，所以，基地台210在時間t2在較佳通訊頻道上傳送回應訊號(例如，探針響應)。在較佳頻道上的探針響應在時間t3由客戶端裝置接收。之後，位於基地台210上的無線LAN電路變成客戶端裝置用於關連的候選者以及可用於資料通訊。
客戶端裝置經由非較佳通訊頻道上的無線訊號(舉例 而言，例如探針請求)而與基地台210相關連之關連程序實例顯示於圖示900中。在正常操作期間，客戶端裝置可在基地台210的較佳頻道上在時間t0傳送探針請求。在時間t1，基地台210在非較佳通訊頻道上從客戶端裝置接收探針請求。
然後，根據某些實施例，基地台210可選擇忽略探針請求，藉以觸發客戶端裝置在可為基地台210的較佳頻道之另一通訊頻道上傳送探針請求。注意，雖然當目前市場上可取得之很多無線LAN客戶端未在一頻道上聽到探針請求時，它們會嘗試在另一頻道上感測探針請求，但是，此處揭示的客戶端裝置的某些實施例也實施共存機制，以致於客戶端裝置將其根據先前資訊而傳送探針請求的頻道切換。在某些實施例中，基地台210也選擇用適當的通訊方法，以將基地台210的目前較佳頻道通知客戶端裝置。
在圖示900中所示的實例中，客戶端裝置切換頻道二次以及在時間t4在基地台210的較佳通訊頻道上傳送探針請求。在時間t5，由基地台210接收探針請求。為了回應，在時間t6，基地台210在較佳通訊頻道上傳送探針響應給客戶端裝置，以及，在時間t7，由客戶端裝置接收探針響應。之後，位於基地台210上的無線LAN電路變成客戶端裝置用於關連的候選者以及可用於資料通訊。
此外，當客戶端裝置已經連接的通訊頻道變成非較佳頻道時，共存控制器230可操縱客戶端至另一特定的頻道/網路電路。更具體而言，在某些實例中，基地台210在 適當時間(例如當時間關鍵交通存在或被期望時)送出解除鑑別訊息，以及，當客戶端裝置嘗試再鑑別時，基地台210未回應客戶端裝置的探針請求以存取基地台210。依此方式，客戶端裝置被觸發以嘗試在可為基地台210的較佳頻道之另一頻道上再鑑別。
在增加的或替代的實施例中，使用一或更多適當的通訊協定(例如，如IEEE 802.11h及/或IEEE 802.11v導引漫遊協定中所指定的頻道切換程序)，共存控制器也將客戶端裝置從非較佳頻道移至較佳頻道。而且，在某些實施例中，維持客戶端裝置與基地台210之間的目前連接(例如，沒有終止)，以及，當下次其連接至基地台210時，客戶端裝置移至較佳頻道。
下述是共存控制器230如何將客戶端裝置分組之某些實例。在所有實例中，基地台210配備有三個無線網路電路，一個在頻道A上操作，另一個在頻道B上操作，而第三個在頻道C上操作。而且，在這些實例中，所有無線網路電路在相同頻帶上操作。
在一實例中，頻道C具有最佳條件，以及，頻道B具有最差條件。如此，由於頻道B遭受大部份的雜訊，共存控制器230可選擇將沒有延遲或是性能要求的所有客戶端裝置移至頻道B。頻道C是最佳的頻道，以及，共存控制器230將具有最嚴格的性能要求的交通型式(例如，VoIP或視頻會議應用)移至頻道C。取決於頻道A的條件，頻道A也維持一些具有嚴格性能要求的裝置。
在另一實例中，共存控制器230可根據交通型式而將客戶端裝置分組(舉例而言，例如VoIP、應求視訊、或其它僅要求最佳成果的應用)。
在又另一實例中，假使所有頻道具有類似的容量以及類似的條件時，則為了負載平衡，共存控制器230將具有不同型式的交通之客戶端裝置結合及混合至各頻道上。
在另一額外的實例中，共存控制器230可根據它們各別的功率要求而將客戶端裝置分組，以致於在電源上受限的那些客戶端裝置(例如，依賴電池操作)可傳送不同於電源上不受限的那些裝置(例如，插入電插座)之電力位準(例如，以較低的資料速率)。
在其它實例中，共存控制器230根據它們在能力上的類似性而將客戶端裝置分組。舉例而言，具有多使用者多輸入及多輸出(MU-MIMO)能力之裝置在不同於其它裝置的頻道上分組在一起。
家用無線感測器應用
圖10是概要的功能方塊圖1000，顯示根據某些實施例之在具有眾多無線感測器1070a-1070n之環境中實施之配備有共存控制器1030的無線基地台1010。基地台1010包含無線電路1020a及1020b，二者都經由共存匯流排1040而耦合至共存控制器1030。在某些實施例中，無線電路1020a及1020b是不同的離散組件，或者它們可以整合於一或更多晶片組中。
住家閘道器1050耦合至基地台1010，以提供資料通訊服務(例如，給網際網路)給基地台1010及其客戶端(例如，感測器1070)。閘道器1050可以經由例如閘道器1050的無線網路電路1060而耦合至基地台1010。為了此處說明之目的，假定網路電路1060經由網路電路1020a而連接至基地台1010。住家閘道器1050的實例包含有線數據機、數位用戶線(DSL)數據機、衛星數據機、等等。雖然為了簡明起見而未顯示，但是，在提供資料服務給基地台1010時，閘道器1050也根據無線電話服務(例如3G、3.5G、4GLTE、等等)耦合至資料交通網路。
無線感測器1070a-1070n是典型上設置在住家或辦公室環境中的。感測器1070a-1070n包含無線網路能力，用於耦合至基地台1010及與基地台1010通訊。此處為了說明，假定無線感測器1070a-1070n經由網路電路1020b而連接至基地台1010。無線感測器1070a-1070n的某些實例包含門感測器、運動感測器、監控攝影機、火災/煙霧偵測器、一氧化碳(CO)偵測器、車庫門開啟器、恆溫器、有線電視控制盒、瓦斯計、等等。雖然不一定必要，但是，感測器1070a-1070n中之一或更多感測器典型上具有有限的電力資源(例如，僅依靠電池運轉)。
基地台1010類似於圖2A的基地台210，以及在此特定設定中，可為指定用於無線感測器的的基地台，舉例而言，包含家用安全操作台裝置，例如，Comcast公司、 ADT公司、或AT&T公司提供的。如圖示1000中所示般，基地台1010包含至少二個無線網路電路1020a及1020b，電路1020a耦合至閘道器1050以及電路1020b耦合至無線感測器1070a-1070n。在一或更多實施例中，基地台1010作為轉發器，將從閘道器1050接收的資料交通(例如控制命令)傳遞給無線感測器1070a-1070n，以及，可將從無線感測器1070a-1070n接收的資料交通(例如，捕捉的影像、或警報訊號)傳遞給閘道器1050。特別地，由於無線感測器1070a-1070n的電力限制及特定其它特徵，所以，將感測器1070a-1070n分別連接至分開的無線網路電路比起被用以連接住家閘道器1050，將會是有利的。
但是，如同先前所述般，可知在以相同的頻帶傳送及接收以及緊密實體近接之一個以上的無線網路電路之設定中，會發生干擾及不靈敏。具體而言，當基地台1010使用電路1020b正傳送資料給無線感測器1070a-1070n時，可造成電路1020a的接收變成不靈敏，假使在電路1020b傳送期間，閘道器1050嘗試與基地台1010通訊，則基地台1010會遺失從閘道器1050傳送的資料，因此，閘道器1050必須傳送。幸運地，閘道器1050典型上未具有電力資源議題。
當基地台1010使用電路1020a正傳送資料給閘道器1050時，類似的問題會發生，造成電路1020b的接收變成不靈敏，且假使在電路1020a傳送期間，閘道器1050 嘗試與基地台1010通訊，則基地台1010可能遺失從無線感測器1070a-1070n傳送的資料，且因此，無線感測器1070a-1070n可能必須傳送。但是，由於無線感測器1070a-1070n可具有電力資源議題，以及重新傳送不利地衝擊感測器1070a-1070n的操作壽命，所以，這不是所希望的。
現有的解決之道可包含使用分段壓線及在無線電電路之間產生足夠的屏蔽。但是，由於無線感測器可被部署在圍繞實體環境的任何位置，所以，較佳的是具有全向天線，以致於基地台的無線通訊涵蓋率可被最大化。
因此，在某些實施例中，共存控制器1030可使得無線電路1020a及1020b以不會造成彼此干擾或不靈敏之方式操作。更具體而言，共存控制器1030利用上述共存機制，舉例而言，藉由在無線網路電路1020b的接收操作期間選擇性地抑制無線網路電路1020a的傳送操作，而給予那些來自不同的無線感測器1070a-1070n的資料通訊優先權。舉例而言，共存控制器1030可藉由禁能傳輸操作、延後傳輸操作、衰減傳輸操作中使用的電力位準、降低傳輸操作的傳輸速率、或是施加此處討論之任何其它操作參數調整技術至傳輸操作，而抑制傳輸通訊。依此方式，共存控制器1010能夠以維持網路電路1020b的接收操作的完整性(舉例而言，以致於接收不中斷或崩壞)之方式來抑制網路電路1020a的傳送操作。注意，無線網路1020a-1020b的某些實施例在不同頻道上操作(例如，頻道1及 6)。
在一些其它額外的實施例中，共存控制器1030配置成允許網路電路在抑制期間被抑制，以在每一預定週期之後回應高優先權通訊。舉例而言，被抑制的無線LAN電路仍然能夠回應管理分封。
在某些實施例中，共存控制器1030也可以降低無線感測器1070a-1070n的耗電之方式，操作無線網路電路1020b。舉例而言，當無線網路電路1020a的操作維持不受影響時(例如，為了速度性能、或其它考量而最佳化)，無線網路電路1020b的操作利用IEEE 802.11標準中可利用的各種參數及選項，以節省感測器1070a-1070n上的功率。
具體而言，在IEEE 802.11系列的標準中存在有二種省電技術的實例，能由共存控制器1030適應化以降低無線感測器1070a-1070n上的耗電。一實例稱為為省電輸詢(PS-Poll)；另一實例稱為未排程自動省電配送(UAPSD)。
在其它實施例中，共存控制器1030也可利用客製化協定或標準協定的修改版本以與無線感測器1070a-1070n通訊，以幫助感測器1070a-1070n降低耗電。舉例而言，共存控制器1030可促使無線網路電路1020b在無線網路協定的修改版本上操作，所述修改版本具有放鬆的鏈路維護標準，例如將ACK分封的響應時間從1毫秒放鬆至2秒。
在增加的實例中，連接至無線感測器1070a-1070n之無線網路電路(例如，電路1020b)可採用不同頻帶(例如2.4GHz、5GHz、或其它頻帶)中IEEE 802.11ah標準中所述的省電機制。一或更多實施例可支援能傳送交通標示圖(TIM)之客戶端裝置或感測器，以及，共存控制器1030可安排交通排程以及根據收到的TIM資訊而將優先權給予各別的無線電路。
此外，對於未具有TIM容量之客戶端裝置或無線感測器，當基地台1010排程或保留目標喚醒時間(TWT)給非可TIM客戶端時，共存控制器1030也可保護非可TIM客戶端的排程TWT免於被可TIM客戶端優先佔有。特別地，為了實施此技術，共存控制器1030將受限存取窗(RAW)資訊標示給可TIM客戶端，期間沒有可TIM客戶端佔據無線網路電路。在某些實施例中，RAW資訊可包含在基地台1010送來的信標中的RPS元件中。在某些實施例中，假使RPS元件標示RAW僅分配給非可TIM客戶端，則任何檢查信標之可TIM客戶端不應存取無線網路電路一段時間，此段時間是RPS元件之內的RAW資訊中的「RAW持續時間」欄所標示的持續時間。在另一實例中，假使用於非可TIM客戶端的排程TWT是週期性的，則基地台1010可建立週期RAW操作，例如IEEE 802.11標準的9.19.4a.6條中界定般。
在某些實施例中，共存控制器1030採用習知的分時多工(TDM)技術以管理無線網路電路1020a-1020b，以 及，在某些實施例中，某些持續時間被指派給某型式的資料交通。
圖11是根據某些實施例之時序圖1100，用於處理從基地台1010至圖10的無線感測器1070a-1070n的下行鏈路。如時序圖1100中所示般，一旦基地台1010知道無線感測器(例如，感測器1070a)甦醒，則在基地台1010中的共存機制將優先權給予至無線感測器1070a的下行鏈路交通。使用一或更多適當的方法來傳送或廣播無線感測器1070a的睡眠時程，舉例而言，方法包含利用信標以傳送如IEEE 802.11標準中所述之交通標示地圖(TIM)。如此，在某些實施例中，根據從一或更多無線感測器收到的狀態訊號，共存控制器1030可決定選擇性地抑制傳送操作時的保留排程。
圖12是根據某些實施例之時序圖1200，用於處理從無線感測器1070a-1070n至圖10的基地台1010的上行鏈路交通。類似於圖1100，一旦基地台1010知道無線感測器(例如感測器1070a)開始傳送資料時，在基地台1010中的共存機制可將優先權授予來自無線感測器1070a的上行鏈路交通。
圖13是概要圖1300，顯示根據某些實施例之由共存控制器採用或控制的不對稱緩衝結構或機制。更具體而言，特別地因為無線網路電路的抑制、以及因為某些無線網路電路比其它無線網路電路具有更高的優先權，所以，包含在基地台1010中的一或更多緩衝器(圖10)以及耦合 至無線網路電路1020a-1020b，用於暫時儲存資料。在這些實施例中的某些實施例中，共存機制控制器1030(圖10)可配置成分配緩衝器中更多的資源給具有更高優先權的網路電路(例如電路1020b)。此實例顯示於圖示1300中。在某些實施例中，共存控制器1030也可根據網路電路1020a-1020b的負載而調整緩衝器的緩衝器速率。
在某些實施例中，共存控制器1030也在無線感測器1070a-1070n之間協調，以使無線感測器1070a-1070n不干擾彼此的資料傳輸。在某些實施例中，無線感測器1070a-1070n將它們的各別電池或其它電力狀態傳送至共存控制器1030，共存控制器1030可根據它們各別的電源狀態而將優先權授予一或更多無線感測器1070a-1070n之間的通訊。舉例而言，共存控制器1030可選擇性地傳送確認(ACK)分封給感測器1070a-1070n之中電力低的那些無線感測器以避免它們再傳送資料。
方法論
圖14是流程圖，顯示根據某些實施例之由共存控制器(例如圖2中的控制器230)實施的用於控制及協調多個無線電電路的方法1400。舉例而言，在基地台(例如基地台210，圖2)中，執行方法1400。
在一或更多實施例中，位於基地台210上的眾多網路電路(例如，電路220a-220c)中的各網路電路可被指派(1410)優先權。在某些實施例中，共存控制器230可經由 共存匯流排(例如，圖2中的匯流排240)而耦合至網路電路220a-220c，以控制網路電路220a-220c之間的操作。更具體而言，各網路電路的優先權由基地台210的製造者預定，或是根據某優先權指派準則，由共存控制器230可選加地或動態地指派(1410)優先權。優先權指派準則包含交通量、交通型式(例如，資料、聲音、視訊、感測器應用、等等)、各電路遭遇的無線頻道條件、及/或其它適當因素。如上所述般，優先權指派準則類似於操作準則。
然後，共存控制器230可根據指派給各網路電路以及其它因素而決定(1420)眾多操作準則。操作準則可反應各種考慮，例如各網路電路操作的客戶端裝置的數目(例如，圖1中的裝置130)，各網路電路看到的資料交通量，各網路電路支援的資料速率、各網路電路被指派的交通型式、各網路電路遭遇的無線頻道條件或雜訊(例如，當由RSSI或習知的矩陣秩測量時)、等等。根據本實施例中，選擇操作準則以使共存控制器以降低網路電路220a-220c使彼此失靈的機率之方式來控制操作。在某些實施例中，以使得共存控制器230使用基地台210上的多個無線網路電路(例如電路220a-220c)來執行例如負載平衡及/或頻率計劃之方式，選取操作準則。
接著，藉由根據包含網路電路220a的優先權與其它電路的優先權相比等眾多操作準則，而選擇性地調整各別網路電路(例如電路220a)的一或更多傳輸操作參數， 共存控制器230控制(1430)可控制網路電路之間的操作。
用於無線網路電路的傳輸操作參數是網路電路用以傳送資料的組態。舉例而言，在某些實施例中，當另一無線網路電路(例如，電路220b)正接收時，共存控制器230可降低一無線網路電路(例如電路220a)上的傳送功率。在增加的或替代的實施例中，能由共存控制器230調整的其它傳輸操作參數包含各別網路用以操作之資料速率(例如，11M位元/s、或54M位元/s)及/或網路協定(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11n、等等)。在某些實例中，傳輸操作參數也可包含各別網路電路在其上操作之頻道(例如，在WLAN 2.4GHz頻帶中的頻道1、頻道6、或頻道11；或者，在WLAN 5GHz頻帶中的頻道36、頻道100、或頻道161)。在某些實施例中，傳送參數也可包含各別網路電路在其中操作之頻帶(例如，2.4GHz、5GHz，等等)。例如調變或相位調整等其它習知的組態調整也包含在共存控制器230能調整的傳輸操作參數的清單中。
圖15是流程圖，顯示根據某些實施例之由共存控制器(例如圖10中的控制器1030)實施的多個無線電電路之間的干擾降低之方法1500。舉例而言，在基地台(例如，圖10中的基地台1010)中，執行方法1500。
首先，在某些選加的實施例中，控制器1030可支援能傳送交通標示地圖(TIM)的客戶端裝置或感測器，以及，共存控制器1030可安排或決定(1510)交通排程及根 據收到的TIM資訊而將優先權授予各別的無線電路。對於未具有TIM容量的客戶端裝置或無線感測器，當基地台1010為非可TIM客戶排程或保留標的喚醒時間(TWT)時，共存控制器1030也可保護非可TIM客戶的排程TWT免於被可TIM客戶端先佔有。特別地，為了實施此技術，共存控制器1030可將受限存取窗(RAW)資訊標示給可TIM客戶端，期間沒有可TIM客戶端可佔據無線網路電路。
根據某些實施例，共存控制器1030可使得無線電路(例如1020a及1020b)耦合至基地台1030，而以未造成彼此干援或失靈的方式操作。更具體而言，當網路電路1020b比網路電路1020a被指派(1524)更高的優先權時，藉由在無線網路電路1020b的接收操作期間，選擇性地抑制(1520)無線網路電路1020a的傳送操作，共存控制器1030可利用共存機制(例如，如上所述)以將優先權授予來自不同的無線感測器1070a-1070n的那些資料通訊。眾多網路電路在相同的無線電頻帶中操作(1522)以及被並置(1522)。
舉例而言，共存控制器1030可禁能傳輸操作、延後傳輸操作、衰減傳輸操作中使用的電力位準、降低傳輸操作的傳輸速率、或是施加此處討論之任何其它操作參數調整技術至傳輸操作，而抑制傳輸通訊。依此方式，共存控制器1010能夠以維持網路電路1020b的接收操作的完整性(舉例而言，以致於接收不中斷或崩壞)之方式來抑制 (1520)網路電路1020a的傳送操作。注意，無線網路電路1020a-1020b的某些實施例在不同頻道上操作電路(例如，頻道1及6)。
結論
在上述說明中，參考具體的舉例說明之實施例，說明本實施例。但是，清楚可知，在不悖離後附的申請專利範圍中揭示的較寬廣範圍之下，可以作出各種改變及修改。因此，說明書及圖式被視為說明式的而非限制式的。
應瞭解，圖中所有的方塊圖是僅為了說明，不應排除本發明的範圍包含任何邏輯均等或其組合，包含移除、替代、或增加取得與本發明的特徵相符的相同或類似功能等其它邏輯閘。
此外，應注意，以此處揭示的各種電路的表現、暫存器轉換、邏輯組件、電晶體、布局幾何、及/或其它特徵的觀點，使用電腦輔助設計工具說明及表示(或呈現)說明此處揭示的各種電路，而作為具體實施於各種電腦可讀取的媒體中的資料及/或指令。可以被實施的這些電路表示式之檔案及其它物件的格式包含但不限於支援例如C、Verilog、及VHDL等表現語言的格式、例如RTL等支援暫存器等級說明語言的格式、及支援例如GDSII、GDSIII、GDSIV、CIF、MEBES等幾何說明語言的格式、以及任何其它適當的格式及語言。這些格式化的資料及/或指令具體實施於其中的電腦可讀取的媒體包含但不限於 不同形式的非依電性儲存媒體(例如，光學的、磁性的或半導體儲存媒體)。

Claims (22)

  1. 一種網路裝置，包括：第一及第二無線網路電路，該些網路電路之各者均在相同的無線電頻帶中操作，其中，該第二網路電路比該第一網路電路被指派更高的優先權；一或更多緩衝器，耦合至該第一及該第二網路電路，用於儲存資料；以及共存控制器，經由通訊匯流排耦合至該些網路電路以及配置成在該第二網路電路的接收操作期間選擇性地抑制該第一網路電路的傳送操作；其中，該共存控制器又配置成在該抑制期間調整該第一與該第二網路電路之間該緩衝器的資源分配；其中，該共存控制器又配置成根據該些網路電路的工作負載而調整該些緩衝器的緩衝速率。
  2. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器是以維持該第二網路電路的接收操作的完整性之方式，抑制該第一網路電路的傳送操作。
  3. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器又配置成根據從該第二網路電路配置成耦合的一或更多無線感測器接收的狀態訊號而決定用於選擇性地抑制該傳送操作之保留排程。
  4. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器又配置成與該第二網路電路配置成耦合的一或更多無線感測器相通訊，以致造成該些無線感測器不會干擾 彼此的資料傳輸。
  5. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器又配置成根據該些無線感測器的各別電源狀態而將優先權授予該第二網路電路配置成耦合之一或更多無線感測器之間的通訊。
  6. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器又配置成在該抑制期間選擇性地允許該第一網路電路在每一預定時間週期之後回應高優先權通訊。
  7. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器藉由使該第一網路電路禁能而抑制該些傳送操作。
  8. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器藉由衰減該第一網路電路的傳送功率而抑制該些傳送操作。
  9. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該共存控制器藉由降低該第一網路電路的傳送速率而抑制該些傳送操作。
  10. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該第二網路電路操作具有放鬆的鏈路維護標準之無線網路協定的修改版本。
  11. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該第一及第二網路電路均包含個別的媒體存取控制(MAC)層及實體(PHY)層電路。
  12. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該網 路電路並置於該網路裝置上。
  13. 如申請專利範圍第1項之網路裝置，其中，該第二電路配置成耦合至以電池供電的一或更多無線感測器。
  14. 一種降低眾多無線網路電路之干擾的方法，該方法包括：使用耦合至該複數個網路電路的共存控制器，以在第二網路電路的接收操作期間選擇性地抑制第一網路電路的傳送操作；及根據該些網路電路的工作負載而調整該些緩衝器的緩衝速率；其中，該複數個網路電路在相同的無線電頻帶中操作以及並置的，以及其中，該第二網路電路比該第一網路電路被指派更高的優先權。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，又包括以維持該第二網路電路的接收操作的完整性之方式，抑制該第一網路電路的該些傳送操作。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，一或更多緩衝器耦合至該第一及第二網路電路，用於儲存資料，該方法又包括：在該抑制期間調整該第一與第該二網路電路之間該些緩衝器的資源分配。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法，又包括：根據從該第二網路電路配置成耦合的一或更多無線感 測器接收的狀態訊號而決定用於選擇性地抑制之保留排程。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法，又包括：與該第二網路電路配置成耦合的一或更多無線感測器相通訊，以致造成該複數個無線感測器不會干擾彼此的資料傳輸。
  19. 如申請專利範圍第14項之方法，又包括：根據該些無線感測器的各別電源狀態而將優先權授予該第二網路電路配置成耦合之一或更多無線感測器之間的通訊。
  20. 如申請專利範圍第14項之方法，又包括：在該抑制期間選擇性地允許該第一網路電路在每一預定時間週期之後回應高優先權通訊。
  21. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，該抑制包括下述之一或更多：(i)使該第一網路電路禁能；(ii)衰減該第一網路電路的傳送功率；或(iii)降低該第一網路電路的傳輸速率。
  22. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，該第二網路電路是操作具有放鬆的鏈路維護標準之無線網路協定的修改版本。
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