WIFI环境中的Zigbee、Thread和BLE信号检测制造技术

WIFI环境中的Zigbee、Thread和BLE信号检测。公开了一种在其中两个或更多个网络协议利用相同频谱的环境中使干扰和重试最小化的系统和方法。较低功率网络控制器与WIFI控制器共同定位。较低功率网络控制器监听可以指示较低功率协议包（诸如BLE或者Zigbee）的存在的特征。在生成去往WIFI控制器的请求信号之前，较低功率控制器检查表示Zigbee包的波形。这使得当传入包正在被接收时将不会出现WIFI流量的可能性最大化。

ZigBee, thread and ble signal detection in WiFi environment

【技术实现步骤摘要】
WIFI环境中的Zigbee、Thread和BLE信号检测
本公开描述了允许彼此非常相近的多个网络协议的检测和共存，并且更具体地，允许对WIFI环境中的Zigbee、Thread或者蓝牙进行检测的系统和方法。
技术介绍
网络的激增，特别是在2.4GHz频带中的网络的激增，已经为那些试图利用多个网络协议的人带来了挑战。例如，Zigbee、Thread和蓝牙低能耗（BLE）都在2.4GHz频谱中操作，并且被认为是低功率协议。然而，具有更高得多的发射功率水平的WIFI也在该频谱中操作。因此，这些各种协议可能彼此干扰，造成吞吐量的下降或者数据损失。然而，当前，针对该问题的大多数解决方案是不受管理的，这意味着要求客户使RF隔离最大化。这可以通过尝试将与每个网络协议相关联的天线物理地分离来完成。可替代地或者附加地，可以将网络建立在2.4GHz频谱内的分离的信道上，以试图降低隔离要求。最后，可以使每个网络协议允许的重试次数最大化，从而在其他技术不产生所要求的RF隔离的情况下，使用重传充当安全网。附加地，最近的市场趋势是减少实现这些各种协议所要求的空间。这样做的一种方式是使多个天线共同定位于单个设备内。例如，包括WIFI和一个或多个其他网络协议的网关和其他设备正变得越来越流行。当前使用的不受管理的方法不足以解决与多个网络协议的共存相关联的这些问题。因此，需要一种针对在相同频谱中操作的共同定位的网络的更受管理并且更有计划性的方法。具体而言，这需要在WIFI网络的“断开”时间期间检测较低功率网络协议的存在。>
技术实现思路
公开了一种在两个或更多个网络协议利用相同频谱的环境中使干扰和重试最小化的系统和方法。较低功率网络控制器与WIFI控制器共同定位。较低功率网络控制器监听可能指示存在较低功率协议包（诸如BLE或者Zigbee）的特征。在生成去往WIFI控制器的请求信号之前，较低功率控制器检查表示Zigbee包的波形。这最大化了在传入的包被接收时将不会发生WIFI流量的可能性。根据一个实施例，公开了一种用于与具有WIFI控制器和较低功率网络控制器的系统一起使用的早期包检测器。所述早期包检测器包括信号处理器，所述信号处理器被配置为：对传入信号进行过采样以创建多个数据点；为多个数据点中的每一个分派值；并且基于分派给多个数据点中的每一个的值来检测2FSK特征。在一些实施例中，信号处理器被进一步配置为基于分派给多个数据点中的每一个的值来检测OQPSK特征。在一些实施例中，信号处理器被配置为将分派给多个数据点中的每一个的值与预定模式进行比较，以检测OQPSK特征。在某些实施例中，信号处理器被进一步配置为确定传入信号是噪声还是WIFI信号。在某些实施例中，其中如果分派给多个数据点的值在预定范围之外，则信号处理器确定噪声存在。在某些实施例中，如果传入信号中的尖峰与最小位持续时间相比更小，则信号处理器确定噪声存在，其中尖峰被定义为从正值到负值的转变，或者反之亦然。在一些实施例中，所述值与数据点的频率减去载波频率成比例。在一些实施例中，如果检测到2FSK特征，则信号处理器断言去往WIFI控制器的请求信号。根据另一个实施例，公开了一种系统。所述系统包括WIFI控制器，所述WIFI控制器包括：被用作请求对共享介质的独占访问的输入的聚合请求信号和被用作指示对共享介质的独占访问已经被授权的输出的授权信号；较低功率网络控制器，其包括处理单元和相关联的存储元件，其中，如果传入的较低功率网络包是发往该控制器的，或者如果传出的较低功率网络包要被发射，则较低功率网络控制器被配置为断言请求信号；以及早期包检测器，用以检测共享介质上的较低功率网络信号，并且响应于所述检测而在预定持续时间内断言请求信号；其中早期包检测器通过检查2FSK特征来检测较低功率网络信号。在某些实施例中，WIFI控制器和较低功率网络控制器在相同频谱中操作。在一些实施例中，预定持续时间对于重新发射较低功率网络包而言是足够长的。在一些实施例中，早期包检测器在蓝牙信号和Zigbee信号之间进行区分，并且只有在检测到Zigbee信号时才断言请求信号。在其他实施例中，早期包检测器在蓝牙低能耗（BLE）信号和Zigbee信号之间进行区分，并且只有在检测到BLE信号时才断言请求信号。根据另一个实施例，公开了一种确定共享介质上存在较低功率网络信号的方法。该方法包括：对共享介质上的传入信号进行过采样以创建多个数据点；为多个数据点中的每一个分派值；以及基于分派给多个数据点中的每一个的值来检测2FSK特征，其中检测到2FSK信号表示较低功率网络信号。在某些实施例中，该方法进一步包括基于分派给多个数据点中的每一个的值来检测OQPSK特征。在一些进一步的实施例中，该方法包括将分派给多个数据点中的每一个的值与预定模式进行比较，以检测OQPSK特征。在某些实施例中，该方法进一步包括确定传入信号是噪声还是WIFI信号。附图说明为了更好地理解本公开，参考随附附图，其中利用同样的数字来引用同样的元件，并且其中：图1是具有WIFI控制器和较低功率网络控制器这两者的系统的框图；图2是较低功率网络控制器的框图；图3是代表性的较低功率网络包；图4A至图4G是表示不同场景的时序图；图5A至图5B是针对较低功率网络控制器的接收处理的代表性流程图；图6是针对较低功率网络控制器的发射处理的代表性流程图；图7是根据第二实施例的具有WIFI控制器和较低功率网络控制器这两者的系统的框图；图8A至图8B是表示使用图7的系统的不同场景的时序图；图9是针对图7的较低功率网络控制器的接收处理的代表性流程图；图10是早期包检测器的代表性流程图；图11是示出由早期包检测器创建的数据的代表性曲线图；图12是示出图11的数据在其已经被进一步处理之后的曲线图；图13是示出从图11中所示出的数据接收的波形的曲线图；图14示出了由Zigbee网络协议使用的码片值。具体实施方式图1示出了具有WIFI网络控制器和较低功率网络控制器的系统的框图。贯穿于本公开，术语“较低功率网络”被用于指代在与WIFI网络相同的频谱中操作并且使用较低功率的任何网络协议。例如，Zigbee®、Thread、蓝牙®、以及蓝牙低能耗（BLE）都在与WIFI相同的2.4GHz的频谱中操作。层叠在IEEE802.15.4上的其他网络协议也将在2.4GHz的频谱中操作。进一步地，尽管贯穿于本公开将2.4GHz作为参照，但是要理解的是，在此描述的技术和系统可应用于其中高功率设备和较低功率网络这两者共存的任何频谱。图1示出了WIFI控制器10和较低功率网络控制器20。虽然图1将这些设备示出为两个分离的设备，但是要理解的是，在某些实施例中，这些设备可以被合并到单个集成电路中。因此，图1图示了在这些组件之间的接口，而不管这些组件的物理实现。在IEEE802.15.2标准中，定义了仲裁机制。被称为包流量仲裁（PTA）的这种机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与具有WIFI控制器和较低功率网络控制器的系统一起使用的早期包检测器，所述早期包检测器包括：/n信号处理器，所述信号处理器被配置为：/n对传入信号进行过采样以创建多个数据点；/n为所述多个数据点中的每一个分派值；以及/n基于分派给所述多个数据点中的每一个的值检测2FSK特征。/n

【技术特征摘要】
20181213 US 16/2186721.一种用于与具有WIFI控制器和较低功率网络控制器的系统一起使用的早期包检测器，所述早期包检测器包括：
信号处理器，所述信号处理器被配置为：
对传入信号进行过采样以创建多个数据点；
为所述多个数据点中的每一个分派值；以及
基于分派给所述多个数据点中的每一个的值检测2FSK特征。


2.根据权利要求1所述的早期包检测器，其中所述信号处理器被进一步配置为：
基于分派给所述多个数据点中的每一个的值检测OQPSK特征。


3.根据权利要求2所述的早期包检测器，其中所述信号处理器被配置为将分派给所述多个数据点中的每一个的值与预定模式进行比较，以检测OQPSK特征。


4.根据权利要求1所述的早期包检测器，其中所述信号处理器被进一步配置为：
确定所述传入信号是噪声还是WIFI信号。


5.根据权利要求4所述的早期包检测器，其中，如果分派给所述多个数据点的值在预定范围之外，则所述信号处理器确定噪声存在。


6.如权利要求4所述的早期包检测器，其中，如果所述传入信号中的尖峰与最小位持续时间相比更小，则所述信号处理器确定噪声存在，其中所述尖峰被定义为从正值到负值的转变，或者反之亦然。


7.根据权利要求1所述的早期包检测器，其中，所述值与所述数据点的频率减去载波频率成比例。


8.根据权利要求1所述的早期包检测器，其中，如果检测到2FSK特征，则所述信号处理器断言去往所述WIFI控制器的请求信号。


9.一种系统，包括：
WIFI控制器，所述WIFI控制器包括被用作请求对共享介质的独占访问的输入的聚合请求信号和被用作指示对共享介质的独占访问已经被授权的输出的授权信号；
较低功率网络控制器，所述较低功率网络控制器包括处理单元和相关联的存储器元件，其中所述较低功率网络控制器被配置为，如果传入的较低功率网络包是发往该控制器的，或者如果传出的较低功率网络包要被发射，则断言请求信号；以及
早期包检测器，所述早期包检测器被用于检测所述共享介质上的较低功率网络信号，并且响...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y周，李文涛，TL迪基，
申请(专利权)人：硅实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US