(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、１つまたは複数の受信機チェーンと、メモリと、プロセッサとを備える装置であって、前記メモリが、前記プロセッサによって実行される命令を記憶し、
前記プロセッサは、前記命令を実行するとき、
異なる複数のアンテナを介して個々に受信された複数の信号の各々に対して、対象となる周波数帯域において、周波数位置をスライドさせてウィンドウを適用し、周波数位置がスライドした個々のウィンドウに関して、信号振幅が第１のしきい値を下回る前記個々のウィンドウ内の周波数位置の数を決定し、
前記複数の信号にわたり、周波数位置がスライドした前記個々のウィンドウに関して決定された前記周波数位置の数を、対応する周波数位置のウィンドウについてマージした値を得て、
前記マージした値が第２のしきい値を超えることを決定することによって、前記第２のしきい値を超えた前記マージした値に対応するウィンドウを有するスペクトル領域をノイズ帯域の候補として識別し、
前記ノイズ帯域の候補から識別されたスペクトル領域の外側のスペクトル帯域において、信号を送信および／または受信する
ように構成される、装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記命令を実行するとき、さらに、帯域幅しきい値よりも小さい帯域幅を有する前記ノイズ帯域の候補を棄てるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記命令を実行するとき、さらに、対象となる周波数帯域の既知の信号特性に基づいて、前記ウィンドウの幅を決定するように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のしきい値は、前記複数のアンテナを介して受信された前記複数の信号のノイズフロアに基づいて決定される、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記第１のしきい値は、前記複数のアンテナを介して受信された前記複数の信号の少なくとも２つを所定の時間期間にわたって観測することによって決定される、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記命令を実行するとき、受信された前記複数の信号の各々からの前記周波数位置の数の中から最小のものを選択することにより、前記マージした値を得るように構成される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記命令を実行するとき、受信された前記複数の信号の各々からの前記周波数位置の数を、前記受信された複数の信号の各々の特性を反映して重み付けすることにより、前記マージした値を得るように構成される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第２のしきい値は、対象となる周波数帯域にわたる前記マージした値の二乗平均の平方根として計算される、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記第２のしきい値は、前記二乗平均の平方根の値を、所定のチャネル状態のシミュレーションによって決定されるスケーリング値に応じてスケーリングした値である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ウィンドウが適用される複数の信号は、対象とする同じ周波数帯域において受信された信号であり、
前記複数の信号は、異なる複数のアンテナからの信号が、同じ受信機チェーンを使用して検知されるか、または、複数のアンテナからの信号が同じ数の受信機チェーンを使用して検知される、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記装置が、環境内で信号をスキャンできる、基地局、アクセスポイント、スマートデバイス、またはワイヤレスアクセスポイントである、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
データを送信および／または受信する方法であって、
異なる複数のアンテナを介し、１つまたは複数の受信機チェーンによって個々に受信された複数の信号の各々に対して、対象となる周波数帯域において、周波数位置をスライドさせてウィンドウを適用し、周波数位置がスライドした個々のウィンドウに関して、信号振幅が第１のしきい値を下回る前記個々のウィンドウ内の周波数位置の数を決定することと、
前記複数の信号にわたり、周波数位置がスライドした前記個々のウィンドウに関して決定された前記周波数位置の数を、対応する周波数位置のウィンドウについてマージした値を得ることと、
前記マージした値が第２のしきい値を超えることを決定することによって、前記第２のしきい値を超えた前記マージした値に対応するウィンドウを有するスペクトル領域をノイズ帯域の候補として識別することと、
前記ノイズ帯域の候補から識別されたスペクトル領域の外側のスペクトル帯域において、データを送信および／または受信することと、
を備える、方法。
【請求項１３】
帯域幅しきい値よりも小さい帯域幅を有する前記ノイズ帯域の候補を棄てることをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
対象となる周波数帯域の既知の信号特性に基づいて、前記ウィンドウの幅を決定することをさらに備える、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のしきい値は、前記複数のアンテナを介して受信された前記複数の信号のノイズフロアに基づいて決定される、請求項１２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のしきい値は、前記複数のアンテナを介して受信された前記複数の信号の少なくとも２つを所定の時間期間にわたって観測することによって決定される、請求項１２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
受信された前記複数の信号の各々からの前記周波数位置の数の中から最小のものを選択することにより、前記マージした値を得ることを備える、請求項１２から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
受信された前記複数の信号の各々からの前記周波数位置の数を、前記受信された複数の信号の各々の特性を反映して重み付けすることにより、前記マージした値を得ることを備える、請求項１２から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のしきい値は、対象となる周波数帯域にわたる前記マージした値の二乗平均の平方根として計算される、請求項１２から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のしきい値は、前記二乗平均の平方根の値を、所定のチャネル状態のシミュレーションによって決定されるスケーリング値に応じてスケーリングした値である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
プロセッサに、請求項１２から２０のいずれかに記載の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を備える非一時的データ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１６年２月３日に出願された英国特許出願第１６０１９５７．２号の優先権の利益に基づいており、またそれを主張する。
【０００２】
本明細書で説明される実施形態は、一般に、送信機および／または受信機の動作に関し、特に、送信機および／または受信機の動作に関するノイズ帯域の識別に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＷｉＦｉの人気は、ここ数年、大幅に高まった。この動向は、これからも続くことになる。図８に示されるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、電子レンジ信号などを含め、様々な信号が、ＷｉＦｉバンドに現れる。これらの信号の存在は、システム間の干渉を引き起こし、スペクトル利用効率を低下させる恐れがある。増大する利用に必然的に関連するデータ帯域幅の拡大を促進するためにスペクトル利用効率を高めることは重要である。ＷｉＦｉバンドにおける、信号と干渉の正確な識別は、この目的を達成するための基本的な促進要因として重要である。フェージングチャネル状態は、信号とノイズとを正確に区別することを非常に困難なものにする。
【発明の概要】
【０００４】
以下では、実施形態が、図を参照しながら説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】一実施形態において使用され得る受信機を示す図。
【図２】４つの別個のアンテナと受信機チェーンの組合せ（ＳＮＲ＝９ｄＢ、ドップラ周波数（Ｆｄ）＝１０Ｈｚ）を使用して受信された信号スペクトルを示す図。
【図３】図２に示された４つのＬＣＦＤ信号の結合を示す図。
【図４】４つの別個のアンテナと受信機チェーンの組合せ（ＳＮＲ＝３ｄＢ、ドップラ周波数（Ｆｄ）＝１００Ｈｚ）を使用して受信された信号スペクトルを示す図。
【図５】図４に示された４つのＬＣＦＤ信号の結合を示す図。
【図６】性能評価シミュレーションの結果を示す図。
【図７】一実施形態による方法を示す図。
【図８】ＷｉＦｉバンド（複数の場合もある）に対する周波数スペクトルの割り当てを示す図。
【図９ａ）】複数の信号を複数のアンテナを使用して受信する異なる複数の方法を示す図。
【図９ｂ）】シングルアンテナから受信された信号への、ＬＣＦＤスライディングウィンドウの適用を示す図。
【図９ｃ）】個々の信号に関して計算されたＬＣＦＤ値セットの、包括的なＬＣＦＤ値セットへの結合を示す図。
【図９ｄ）】ノイズ帯域しきい値および／または帯域幅基準を設定することによる、信号の識別を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
一実施形態によれば、装置は、複数のアンテナと、１つまたは複数の受信機チェーンと、不揮発性メモリと、シグナルプロセッサとを備える。不揮発性メモリは、プロセッサによって実行するための命令を記憶する。プロセッサは、命令を実行するとき、第１のしきい値を決定し、異なるアンテナを介して個々に受信された複数の信号のそれぞれに、周波数領域でウィンドウイングを適用し、またウィンドウイング結果として、個々のウィンドウ周波数位置に関して、第１のしきい値を超えるデータ値の数を決定し、対応するウィンドウイング位置に関する、個々の信号に関して決定されたウィンドウイング結果をマージし、第２のしきい値を超えたマージされたウィンドウイング結果を有するスペクトル領域（noise bands spectral area）をノイズ帯域スペクトル領域として識別し、ノイズ帯域スペクトル領域の外側のスペクトル帯域における信号を送信および／または受信するように構成される。
【０００７】
装置は、複数のアンテナを使用して、複数の信号を受信するようにさらに構成されてもよい。アンテナの数よりも少ない受信機チェーンの数が使用されてもよい。この場合、処理される信号の数は、存在する受信機チェーンの数に限定される可能性がある。あるいは、受信機チェーンは、信号を個々のアンテナから時間多重方式で受信するために使用されることができる。
【０００８】
スライディングウィンドウが、ウィンドウイングを適用する際に使用されることができる。
【０００９】
命令はさらに、命令を実行すると、プロセッサに、帯域幅しきい値よりも小さい帯域幅を有する識別されたノイズ帯域スペクトル領域を無視するために帯域幅しきい値を使用させてることができる。
【００１０】
命令はさらに、命令を実行すると、プロセッサに、デバイスのメモリ内に記憶された、関心のある周波数帯域の既知の信号特性に基づいて、ウィンドウの幅を決定させることができる。
【００１１】
命令はさらに、命令を実行すると、プロセッサに、ノイズフロアに基づいて、第１のしきい値を決定させることができる。
【００１２】
命令はさらに、命令を実行すると、プロセッサに、マージされたウィンドウイング結果として、最小のウィンドウイング結果を選択することにより、ウィンドウイング結果をマージさせることができる。
【００１３】
個々のウィンドウイング結果は、マージの前にスケーリングされることができる。個々のウィンドウイング結果は、例えば、最低結果のマージ／選択の前に、チャネルゲインによって乗算されることができる。
【００１４】
命令は、命令を実行すると、プロセッサに、マージされたウィンドウイング結果に基づいて、前記帯域幅しきい値を決定させることができる。
【００１５】
命令は、命令を実行すると、プロセッサに、期待される信号の記憶された特性に基づいて、前記帯域幅しきい値を決定させることができる。
【００１６】
命令は、命令を実行すると、プロセッサに、さらに、前記複数の信号のうちの１つまたは複数と同じ１つのアンテナを介して、または同じ複数のアンテナに受信された信号１つの信号または複数の信号前記ウィンドウ群を適用させ、および前記マージおよび識別の際に前記ウィンドウイングによって生成されたウィンドウイング結果を含めさせることができる。
【００１７】
装置は、基地局、アクセスポイント、またはスマートデバイスであってもよい。
【００１８】
別の実施形態では、複数のアンテナと、１つまたは複数の受信機チェーンとを備える装置における、データ送信の方法が提供される。方法は、装置内のシグナルプロセッサにおいて、第１のしきい値を決定することと、異なる複数のアンテナを介して個々に受信された複数の信号の各々に、周波数領域でウィンドウイングを適用することとともに、ウィンドウイング結果として、個々のウィンドウ周波数位置に関して、第１のしきい値を超えるデータ値の数を決定することと、対応するウィンドウイング位置に関する各々の信号に関して決定されたウィンドウイング結果をマージすることと、第２のしきい値を超えた、マージされたウィンドウイング結果を有するスペクトル領域をノイズ帯域として識別することと、識別されたノイズ帯域スペクトル領域の外側のスペクトル帯域において信号を送信および／または受信することとを備える。
【００１９】
別の実施形態では、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、前述の方法のいずれかをインプリメントさせるコンピュータプログラム命令を備える非一時的データ記憶媒体が提供される。
【００２０】
図１は、Ｍ個のアンテナおよびΩ個のＲＦチェーンが装備されている受信機を示し、ここにおいて、Ｍ≧Ωである。Ｍ個のアンテナのうちのΩが、マルチプレクサＭＵＸを使用して選択される。選択された複数のアンテナおよび複数のＲＦチェーンは、対象とする同じ周波数帯域において信号を受信する。このように受信された信号は、プロセッサによって処理される。図９ａ）に示されるように、１つの受信機チェーンだけが利用可能な場合、異なる複数のアンテナからの信号は、この利用可能な受信機チェーンを使用して連続して処理されることができる。代替的に、処理は、受信機チェーンの数に対応するアンテナの数に制限され得るか、図９ａ）の最後の例に示されるように、複数の受信機チェーンが、より多くの数のアンテナからの信号を連続的な方法で検知するように使用されることができる。
【００２１】
図２および図４は、それぞれ９ｄＢおよび３ｄＢのＳＮＲ、ならびにそれぞれ１０Ｈｚおよび１００Ｈｚのドップラ周波数に関して４つの同時に受信された信号の複数のＦＦＴを示す。原信号は、これらの図において示される。図に見られるように、信号フェージングおよびノイズは、受信された信号に不十分な信号対雑音比を生じさせる。これは、信号または干渉信号成分の評価を困難にさせる。
【００２２】
図７は、４つの解析された受信信号に基づく一実施形態のフローチャートを示す。しかしながら、４つの信号が使用されることは必要不可欠ではなく、１より大きい任意の他の数の信号が代わりに使用されてもよいことが理解されよう。特に、本明細書で記載されるシステムおよび方法は、Ｎ≧Ωである任意のＮ個のアンテナと、Ｎ個のアンテナのうちのΩ個のＲＦチェーンとを示す。第１のステップでは、周波数ビンがｎ＝１,…Ｎの範囲で、信号がアンテナから取得され、これらの信号のフーリエ変換が計算され、時間領域内で受信される各信号に関してＦＦＴ信号が生成される。一例では、ＦＦＴは、２５６のＦＦＴビンを含む。
【００２３】
ステップ２では、レベルクロッシングフェージングウィンドウ（level crossing fading window）の幅Ｗが選択される。一実施形態では、ウィンドウサイズは、任意の既知のまたは可能な干渉体(inteferers)の帯域幅と同一である。K可能性のある干渉信号の帯域幅は、受信機内の不揮発性メモリ（図示せず）内のデータベースの一部として記憶されることができる。ＷｉＦｉスペクトル範囲内の帯域幅の潜在的なユーザが知られている場合、この種のデータベースを維持することは難しくない。より好ましい実施形態では、レベルクロッシングフェージングウィンドウの幅Ｗは、それがこのデータベース内の最も狭い帯域幅の２／３またはより好ましくは１／２であるように選択される。このタイプのスライディングウィンドウは、図９ｂ）に示される。
【００２４】
ステップ３では、レベルクロッシングフェージング期間（ＬＣＦＤ：level crossing fading duration）しきい値が、信号のノイズフロアから計算される。このしきい値は、受信された信号のバックグラウンドノイズの標準偏差と同じであることができる。しきい値は、図２、図４、および図９ｂ）において水平線として示される。一実施形態において、異なる複数のアンテナを介して受信された信号が複数の異なるノイズフロアを有することができる場合には、複数のアンテナを介して受信されたノイズの量を個々に反映する複数の異なるしきい値が複数の異なる信号に適用されることができる。
【００２５】
しきい値を定義する上記方法は周波数領域に重点を置くが、他の実施形態において、受信された信号は、例えば２つ以上の信号スナップショットを使用してある時間期間にわたってモニタされ、しきい値は、このように観測された信号に基づいて決定される。従って、この実施形態において、しきい値は周波数次元を考慮するだけでなく、第２に、時間次元を考慮に入れる。
【００２６】
ステップ４では、幅Ｗによって定義されたＬＣＦＤウィンドウが、ＦＦＴ信号の１つにおける最高または最低周波数成分から始まって、段階的な方式でＦＦＴ信号の最低または最高の各端部に向かって移動し、各ステップにおいて次のＦＦＴ信号ビンをウィンドウの移動方向に取り込み、ウィンドウの移動方向の反対側のウィンドウ縁部に配置された、前に考察されたＦＦＴ信号ビンを除外しながら、ＦＦＴ信号の連続的なビンの範囲に適用される。このプロセスの間、プロセッサは、ウィンドウの各位置に対して、総和値が、調査の対象になっているウィンドウ位置に関するＬＣＦＤ値として生成され、記憶されるように、ＬＣＦＤしきい値未満の信号強度を有するＦＦＴ信号ビンの数を数える。図２および図４においてＬＣＦＤとラベル付けされた線は、このスライディングウィンドウを、受信された信号の個々の信号に適用した結果である。この種のスライディングウィンドウは、すべての受信された信号に適用される。個々の信号の評価のために使用されるＬＣＦＤしきい値は、図２および図４における各個々の信号に対し、「識別しきい値」とラベル付けされた水平線として示される。言い換えれば、ウィンドウは、１のスライディングビンに対して、Ｍ＝＃ＦＦＴ−Ｗ＋１である（例えば、＃ＦＦＴ＝２５６、Ｗ＝２０の場合、Ｍ＝２３７である）場合に、ｍ＝１からｍ＝Ｍまでの個々の信号のＦＦＴにわたってスライドされる。第ｍのＬＣＦＤウィンドウでは、第ｎのアンテナのＬＣＦＤｎ（ｍ）が計算される。ＬＣＦＤｎ（ｍ）は、第ｎのアンテナの第ｍのウィンドウにおいてＬＣＦＤしきい値未満のＦＦＴビンの数である。
【００２７】
信号がノイズおよびフェージングによって妨害されなかった場合、しきい値未満で数えられる周波数ビンの数は、スライディングウィンドウが、どんな信号も含まなかった周波数スペクトルだけをカバーした場合、スライディングウィンドウの幅と同じであり、またスライディングウィンドウが、排他的に信号を含んだ周波数スペクトルの一部に配置された場合、ゼロになることが理解されよう。これら２つの極端な状態の間で、ＬＣＦＤ値は、直線的に増加するか、減少するであろう。しかし、もし信号がノイズによって妨害されるならば、どんな信号も含まないスペクトル領域は、それにもかかわらずしきい値を超える信号強度を有する周波数ビンを含み得る。この場合、そのような１つの周波数ビンまたはそのような複数の周波数ビンのうちのいくつかを含むスライディングウィンドウに関して計算されたＬＣＦＤ値は、（信号をもっていない周波数帯域の中においてあるはずの）最大可能値でないことになる。フェージングチャネル状態は対照的に、受信される信号強度の減少につながる場合があり、したがって信号を備える周波数ビンは、それにもかかわらずしきい値を下回る信号強度を有することができる。この場合、そのような周波数ビンを含むスライディングウィンドウに関して計算されたＬＣＦＤ値は、ゼロという最適期待値よりも大きい。結果として、ノイズ帯域は、（恐らく干渉）信号を含む周波数帯域として誤って識別される可能性がある。同様に、信号を伝送する周波数スペクトルの部分は、ノイズだけを備えているものとして誤って識別される可能性がある。
【００２８】
図７のステップ５では、ＬＣＦＤ信号が、個々に受信された信号に関して計算されると、そのＬＣＦＤ信号が、１つのＬＣＦＤ信号にマージされる。一実施形態では、これは、特定の周波数ビンに関するＬＣＦＤ値として、問題になっている特定の周波数ビン内のすべての信号の最低のＬＣＦＤ値を選択することによって実施される。このように、特定のチャネルが他のチャネルよりも激しく信号フェージングの被害を受けている場合、フェージング状態は、それによって影響を受けたアンテナに関して、他のアンテナ上で受信された信号に関して計算された対応するＬＣＦＤ値を超えて増大したＬＣＦＤを有する可能性が高いので、フェージングによって影響を受けたスペクトルレンジのこのチャネルに関して計算されたＬＣＦＤ値は、無視される。
【００２９】
代替的に、４つのＬＣＦＤ信号は、過半数の原則を用いて結合されることができる。さらに別の実施形態では、ＬＣＦＤ値が結合される前に、個々のＬＣＦＤ値は、受信された信号の特性を反映するように重み付けされる。例えば個々のＬＣＦＤ値は、ノイズレベル（ノイズの標準偏差など）を使用して、例えば、特定の信号と関連付けられたＬＣＦＤ値をノイズの標準偏差によって除算することによって、スケーリングされることができる。本実施形態では、ＬＣＦＤ値は、個々の値が上述の方法でスケーリングされると、上述の結合されたＬＣＦＤ値を形成するために結合されるのみである。
【００３０】
図３および図５は、各周波数ビンに関して、それぞれ図２および図４に示される４つの信号の４つのＬＣＦＤ値の最低のＬＣＦＤ値を取得することによって計算された、結合されたＬＣＦＤ値を示す。
【００３１】
図９ｃ）は、個々の信号に関連したＬＣＦＤ値ならびに結合されたＬＣＦＤ値を示す。原信号もまた、図９ｃ）上に重ね合わされている。図に見られるように、また上述のように、原信号が期待されるはずである領域では、ＬＣＦＤ値は、そうでない場合よりも低い可能性が高い。したがって、結合されたＬＣＦＤ値を第２のしきい値と比較し、第２のしきい値未満のこれらのＬＣＦＤ値を選択することにより、信号を含む可能性のあるスペクトル帯域が識別されることができる。
【００３２】
図４に示されているアルゴリズムのステップ６では、第２のしきい値が計算される。一実施形態では、このしきい値は、調査の対象になっている周波数スペクトルにわたる、結合された／包括的なＬＣＦＤ値のうちのすべての二乗平均の平方根として計算される。このしきい値は、例えば受信機内の不揮発性メモリ内に記憶されたスケーリング値と乗算されることができる。このように、結合されたＬＣＦＤ値のＲＭＳをスケーリングすることによって、複数の異なるチャネル状態に対処されることができる。スケーリング値は、一実施形態では、所定のチャネル状態のシミュレーションによって決定され、次いで、受信機の不揮発性メモリ内に記憶される。一実施形態においてスケーリング値を選ぶ際の基礎となるいくつかのシミュレーション結果が、図６に示される。さらに、スケーリング値はスケーリング値でもあり得るが、または一実施形態では、この値に対するデフォルト値でさえあり得ることが理解されよう。第２のしきい値を上回るすべての結合されたＬＣＦＤ値が、図７のステップ７において、潜在的なノイズ帯域候補として識別され、またそれらの開始周波数ならびにそれらの帯域幅が記録される。
【００３３】
チャネルフェージングによって生成されたノイズスパイクは、信号を含まない周波数帯域よりも狭い帯域幅を有する。チャネルフェージングによって生成されたこれらのノイズスパイクを識別するために、ステップ７で識別されたノイズ帯域候補が、ステップ８においてさらに解析され、それらの帯域幅が、既知の信号（すなわち、予想される不確実性、例えば約１０〜１５％の予想される不確実性の範囲内で、受信機において受信されると予想される信号）の予想される帯域幅に基づいて帯域幅しきい値と比較される。しきい値帯域幅よりも高い帯域幅を有するこれらの候補が次いで、ステップ９において、有効なノイズ帯域として識別される。他の候補は、フェージングスパイクとして識別され破棄される。
【００３４】
デバイス内に記憶された予想される帯域幅データが、予想されるネットワーク状態／使用の変化を反映するように更新され得ることが理解されよう。任意のこうした更新は、例えば、アンテナを介して受信されることができる。
【００３５】
フェージングスパイクが、可能性のあるノイズスパイクのセットから除去された後、可能性のある信号パルスの数は、ノイズスパイク外にあるスペクトル領域として識別される。すべての信号スナップショットおよびそれらの対応するＦＦＴサイクルが処理された場合、方法は、チェックをして終了する。フェージングに起因する、チャネル状態の変化は、信号干渉によって引き起こされる変化よりも急速である。上述の方法で、連続的な信号スナップショットをチェックすることにより、急速に変化するノイズスパイクを、フェージングによって生成されているものとして識別することが結果として可能になる。こうしたチェックが、一実施形態において実行される。
【００３６】
通信デバイスにおいて使用されるいくつかの従来のスペクトル解析方法は、信号電力、帯域幅、および中心周波数の３つの基準の下で、信号と干渉とを識別するために、シングルアンテナを利用する。公知のスペクトル分析方法は、高ノイズおよび／または複雑なフェージング状態の下で失敗する可能性がある。２つ以上のアンテナを使用することにより、より高度の信号識別の多様性が、上述のメカニズムを通じて達成されることができる。スペクトルの明瞭性がさらに、上記で提案されたＬＣＦＤ基準とその対応する検出しきい値とを使用することを通じて改善される。
【００３７】
本明細書で説明されるシステムおよび方法の性能は、Matlabベースのシミュレータにおいて評価された。図２は、ＳＮＲ＝９ｄＢ、および１０Ｈｚのドップラ周波数（Ｆｄ）の状態での４つの個々のアンテナのスペクトルを示す。４つのアンテナすべてのＬＣＦＤ値を結合するために、上述のデータ融合原則（使用された原則は、任意の所与のＦＦＴビンに対する最低のＬＣＦＤ値だけが、包括的な／結合されたＬＣＦＤ値として選択されるというものであった）を適用することにより、ＬＣＦＤ包括値が、図３に示されるように獲得され得る。このことは、ノイズだけの帯域を識別するのに役立ち、結果として信号帯域を識別するのに役立つ。
【００３８】
図４および図５は、類似の、ただし、より低いＳＮＲおよびより高いドップラ周波数（すなわち、ＳＮＲ＝３ｄＢおよびＦｄ＝１００Ｈｚ）というより悪い状態下でのシミュレーションの結果を示す。図からわかるように、個々のアンテナから取得された信号は、厳しいフェージングおよびノイズ状態（図４）から信号を分離するために、この状態では使用されることができない。しかしながら、提案されたアルゴリズムの使用は、貧弱な信号特性にも関わらず、これらの信号の識別を可能にする。
【００３９】
図６は、提案された方法の信号検出確率を示す。図からわかるように、２０〜２５％の検出利得が、個々の検出と比較されたとき、提案された方法によって達成され得る。信号の様々な振幅はこの性能向上に影響を与えない。
【００４０】
一定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、単に例として示され、本発明の範囲を限定することは意図されない。実際、本明細書で説明される新規のデバイスおよび方法は、他の様々な形態で具体化され得る。さらに、本明細書で説明されるデバイス、方法、および製品の形態において、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な省略、置換、および変更が実施され得る。添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物は、本発明の範囲および趣旨に入るはずである形態または修正形態をカバーするものである。
以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
複数のアンテナと、１つまたは複数の受信機チェーンと、不揮発性メモリと、シグナルプロセッサとを備える装置であって、前記不揮発性メモリが、前記プロセッサによって実行するための命令を記憶し、前記プロセッサが、前記命令を実行するとき、
第１のしきい値を決定し、
異なる複数のアンテナを介して個々に受信された複数の信号の各々に、周波数領域でウィンドウイングを適用し、またウィンドウイング結果として、個々のウィンドウ周波数位置に関して、前記第１のしきい値を超えるデータ値の数を決定し、
対応するウィンドウイング位置に関する、前記個々の信号に関して決定された前記ウィンドウイング結果をマージし、
第２のしきい値を超えた、マージされたウィンドウイング結果を有するスペクトル領域をノイズ帯域として識別し、
前記ノイズ帯域スペクトル領域の外側のスペクトル帯域における信号を送信および／または受信するように構成される、装置。
［Ｃ２］
前記命令はさらに、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、前記帯域幅しきい値よりも小さい帯域幅を有する識別されたノイズ帯域スペクトル領域を無視するように前記帯域幅しきい値を使用させるようにさらに構成された、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ３］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、デバイスのメモリ内に記憶された、対象とする周波数帯域の既知の信号特性に基づいて、前記ウィンドウの幅を決定させるようにさらに構成された、［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ４］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、ノイズフロアに基づいて、前記第１のしきい値を決定させるようにさらに構成された、［Ｃ１］から［Ｃ３］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ５］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、前記マージされたウィンドウイング結果として最小のウィンドウイング結果を選択することにより前記ウィンドウイング結果をマージさせるようにさらに構成された、［Ｃ１］から［Ｃ４］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ６］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、前記マージされたウィンドウイング結果に基づいて、前記帯域幅しきい値を決定させるようにさらに構成された、［Ｃ２］、または［Ｃ２］に従属する場合の［Ｃ３］から［Ｃ５］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ７］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、予想される信号の記憶された特性に基づいて、前記帯域幅しきい値を決定させるようにさらに構成された、［Ｃ２］、または［Ｃ２］に従属する場合の［Ｃ３］から［Ｃ６］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ８］
前記命令は、前記プロセッサに、前記命令を実行すると、前記ウィンドウイングを、さらに、前記複数の信号のうちの１つもしくは複数と同じ１つのアンテナを介して、または同じ複数のアンテナに対して、受信された１つの信号にあるいは複数の信号に適用させ、および前記マージおよび識別の際に前記ウィンドウイングによって生成されたウィンドウイング結果を含めさせるようにさらに構成された、［Ｃ１］から［Ｃ７］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ９］
前記装置が、環境内で信号をスキャンできる、基地局、アクセスポイント、スマートデバイス、またはワイヤレスアクセスポイントである、［Ｃ１]から［Ｃ８］のいずれかに記載の装置。
［Ｃ１０］
複数のアンテナと、１つまたは複数の受信機チェーンとを備える装置における、データ送信の方法であって、前記方法が、前記装置内のシグナルプロセッサにおいて、
第１のしきい値を決定することと、
異なる複数のアンテナを介して個々に受信された複数の信号の各々に、周波数領域でウィンドウイングを適用することとともに、ウィンドウイング結果として、個々のウィンドウ周波数位置に関して、前記第１のしきい値を超えるデータ値の数を決定することと、
対応するウィンドウイング位置に関する、前記個々の信号に関して決定された前記ウィンドウイング結果をマージすることと、
第２のしきい値を超えた、マージされたウィンドウウイング結果を有するスペクトル領域をノイズ帯域として識別することと、
前記識別されたノイズ帯域スペクトル領域の外側のスペクトル帯域における信号を送信および／または受信することと、
を実行することを備える、方法。
［Ｃ１１］
前記帯域幅しきい値よりも小さい帯域幅を有する識別されたノイズ帯域スペクトル領域を無視するために前記帯域幅しきい値を使用することをさらに備える、［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１２］
ノイズフロアに基づいて、前記第１のしきい値を決定することをさらに備える、［Ｃ１０］または［Ｃ１１］に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記マージされたウィンドウイング結果として、最小のウィンドウイング結果を選択することにより、前記ウィンドウイング結果をマージすることをさらに備える、［Ｃ１０］から［Ｃ１２］のいずれかに記載の方法。
［Ｃ１４］
前記マージされたウィンドウイング結果に基づいて、前記帯域幅しきい値を決定することをさらに備える、［Ｃ１１］、または［Ｃ１１］に従属する場合の［Ｃ１２］もしくは［Ｃ１３］のいずれかに記載の方法。
［Ｃ１５］
プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、［Ｃ１０］から［Ｃ１４］の方法クレームのいずれかをインプリメントさせるコンピュータプログラム命令を備える非一時的データ記憶媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ）】
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【図９ｂ）】
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【図９ｃ）】
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【図９ｄ）】
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