專利名稱：數(shù)據(jù)通訊方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于數(shù)據(jù)通訊，特別是有關(guān)一種通過無線電裝置讓主計算機取得數(shù)據(jù)通訊的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多無線電裝置通過連接到主計算機的串聯(lián)接口端口，讓主計算機能夠通過無線電裝置無線上網(wǎng)。這樣連接至主計算機的無線電裝置就好像是主計算機的無線射頻調(diào)制解調(diào)器(wireless RF modem)，提供主計算機無線上網(wǎng)。市面上普遍的無線電裝置包括移動電話、以及個人數(shù)字助理(PersonalDigital Assistants；PDA)，而這些無線電裝置可通過現(xiàn)有的手機通訊技術(shù)，如全球移動通訊系統(tǒng)(Global System for Mobiles；GSM)、通用分組無線服務(wù)(General Packet Radio Service；GPRS)、及碼分多址(Code DivisionMultiple Access；CDMA)技術(shù)，為主計算機提供無線聯(lián)機以及數(shù)據(jù)通訊。無線電裝置通常包括一個射頻(Radio Frequency；RF)前端、基帶處理單元、中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)、存儲器、以及一個接口。
圖1描述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，包括了一個與無線電裝置12連接的主計算機10。主計算機10通?？梢詾閭€人計算機(Personal Computer；PC)、手提電腦、PDA、銷售點終端、或是其它計算機系統(tǒng)。一般用來連接主計算機10與無線電裝置12的連接可以為RS-232、通用串行總線端口(Universal SerialBus；USB)、通用異步接收器/傳送器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter；UART)、個人計算機存儲卡國際協(xié)會(PersonalComputer Memory Card International Association；PCMCIA)無線卡、或是快閃式存儲卡(Compact Flash；CF)。圖1的無線電裝置12包括一個處理器121、外部存儲器122、模擬轉(zhuǎn)數(shù)字(A/D)及數(shù)字轉(zhuǎn)模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器123、調(diào)制器及解調(diào)器124、帶通濾波器(Band Pass Filters；BPF)125、功率放大器(Power Amplifier；PA)126、以及上傳/下傳多工器127。處理器121包括微處理器(μP)1211、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor；DSP)1212、PC接口1213、時序控制單元(Timing Control Unit；TCU)1214、以及μP控制接口1215。在接收模式下，服務(wù)器元件會互相合作以接收包含著信息的電磁RF信號。在傳送模式下，服務(wù)器元件會互相合作以傳送包含著信息的電磁RF信號。
服務(wù)器元件會互相合作來執(zhí)行主要的服務(wù)器工作，其中包括RF轉(zhuǎn)換、基帶處理、以及協(xié)議層控制(protocol stack control)工作。RF轉(zhuǎn)換工作包括在解調(diào)之前，將天線接收到的RF信號做好預(yù)備，以及在傳送信號之前，將調(diào)制過的基帶模擬信號做好預(yù)備?；鶐幚砉ぷ靼▽⒄{(diào)制基帶模擬信號解調(diào)，以得到對應(yīng)接收信息的數(shù)據(jù)位，并從要被傳送的數(shù)據(jù)位，產(chǎn)生調(diào)制基帶模擬信號。
被傳送的數(shù)據(jù)位會被數(shù)據(jù)的協(xié)議位包裝，以幫助傳輸、選擇路徑(routing)、以及數(shù)據(jù)位的接收。在接收端的RF服務(wù)器中，協(xié)議數(shù)據(jù)必須被正確地移除，才能夠重新還原產(chǎn)生被傳送的數(shù)據(jù)。而這些增加或減少協(xié)議位的工作屬于協(xié)議層控制工作，是無線電裝置12的處理器121，在外部存儲器122中儲存的協(xié)議層軟件程序的控制下所執(zhí)行的。外部存儲器122可能是只讀存儲器(Read Only Memory；ROM)，或是隨機存取存儲器(Random AccessMemory；RAM)。PC接口1213于是將從RF信號得到的重新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位提供至計算機10中，并且從計算機10得到須要處理與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供數(shù)據(jù)通訊方法與系統(tǒng)。在一些實施例中，數(shù)據(jù)通訊方法包括主計算機(host computer)從與其連接的無線電裝置接收中斷信號、射頻(radio frequency；RF)控制信號、以及基帶數(shù)據(jù)信號，并于接收到中斷信號之后，立刻中斷主計算機目前的計算工作，以實時處理與接收信號相關(guān)的服務(wù)器作業(yè)，并且執(zhí)行有關(guān)的計算操作以獲得計算結(jié)果。計算結(jié)果于是會傳送回?zé)o線電裝置。服務(wù)器作業(yè)可以為原本無線電裝置的DSP與微處理器所執(zhí)行的作業(yè)，例如DSP作業(yè)、第一層(layer1)作業(yè)、以及協(xié)議作業(yè)等等。
在某些數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的實施例中，系統(tǒng)包括一個無線電裝置以及一個主計算機。無線電裝置利用手機技術(shù)(例如GSM)接收及傳送無線信號，并且進行信號處理，以獲取RF控制信號與基帶數(shù)據(jù)信號。無線電裝置得到RF控制信號與基帶數(shù)據(jù)信號后，會產(chǎn)生一個中斷信號，再將RF控制信號、基帶數(shù)據(jù)信號、以及中斷信號一起傳送給主計算機。主計算機在接收到從無線電裝置傳來的信號后，會立刻中斷原本的計算，以便實時處理與這些傳來信號有關(guān)的服務(wù)器作業(yè)，并且執(zhí)行相關(guān)的計算操作，以得到計算結(jié)果。主計算機在得到這些計算結(jié)果后會將這些計算結(jié)果傳回?zé)o線電裝置。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。


圖1顯示主計算機通過無線電裝置進行無線通訊的一個傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。
圖2描述一個數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實施例的軟件結(jié)構(gòu)圖。
圖3顯示主計算機通過無線電裝置進行無線通訊的一個數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實施例。
圖4描述提供主計算機數(shù)據(jù)通訊的無線電裝置中處理器的實施例。
標號說明10、20、30～主計算機；12、22、32～無線電裝置；41～PC接口橋；42～存儲器映射暫存器；43～共享存儲器；44～時序控制單元(TCU)；45～基帶數(shù)據(jù)無線電收發(fā)器接口；46～RF頻率合成控制器；47～SIM控制器；48～中斷處理機；121、321～處理器；122～外部存儲器；123、323～模擬轉(zhuǎn)數(shù)字(A/D)及數(shù)字轉(zhuǎn)模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器；124、324～調(diào)制器及解調(diào)器；125、325～帶通濾波器；126、326～功率放大器；
127、327～上傳/下傳多工器；1211～微處理器(μP)；1212～數(shù)字信號處理器；1213、3213～PC接口；1214、3214～時序控制單元；1215、3215～μP控制接口；3216～基帶數(shù)據(jù)接口。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種主計算機通過無線電裝置進行數(shù)據(jù)通訊的方法與系統(tǒng)。主計算機與一個如移動電話的無線電裝置連接，并通過此無線電裝置聯(lián)機的手機通訊技術(shù)連結(jié)到因特網(wǎng)。無線電裝置所執(zhí)行的通訊作業(yè)與計算操作其實與服務(wù)器所執(zhí)行的工作類似，這些作業(yè)通常包括RF轉(zhuǎn)換、基帶處理、以及協(xié)議棧(protocol stack)控制操作等。無線電裝置需要將接收信號解碼至IP層，才能判斷出各封包的目的地地址(destination address)與端口(port)，除此之外，無線電裝置還需要利用協(xié)議位(protocol bits)將解碼的數(shù)據(jù)包裝，才能傳送至主計算機。如此一來，在傳遞給主計算機以及從主計算機接收數(shù)據(jù)之前，處理這些數(shù)據(jù)皆須用到大量且復(fù)雜的運算。而由于多數(shù)無線電裝置的處理器都因為外在尺寸的考慮，其運算速度與處理能力也都有限，因此這些無線電裝置會花費較長的時間來處理這些數(shù)據(jù)。反觀主計算機的資源，通常其運算速度與存儲器大小都遠優(yōu)于無線電裝置所能提供的資源，因此本發(fā)明的數(shù)據(jù)通訊方法與系統(tǒng)將一部分復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理運算從無線電裝置轉(zhuǎn)移至主計算機。由主計算機的運算資源代為處理。
圖2顯示一個數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實施例的軟件結(jié)構(gòu)圖。主計算機20通過無線電裝置22以無線方式上網(wǎng)。服務(wù)器作業(yè)例如協(xié)議作業(yè)、第一層(Layer 1L1)作業(yè)、以及DSP作業(yè)通常是服務(wù)器、即通常無線電裝置所處理的數(shù)據(jù)運算作業(yè)，可是在本發(fā)明實施例中，是交由主計算機20處理的。協(xié)議作業(yè)包括與通訊協(xié)議相關(guān)的信號處理，而L1作業(yè)包括與通訊系統(tǒng)的物理層(Physical Layer)相關(guān)的執(zhí)行作業(yè)，DSP作業(yè)則是包括當進行通訊程序時所需要用到的數(shù)學(xué)計算。DSP作業(yè)原本是由無線電裝置22的DSP所執(zhí)行的，DSP作業(yè)包括接收RF信號的多路徑解碼。主計算機20通過操作系統(tǒng)(operating system；OS)處理這些服務(wù)器作業(yè)，并且當OS無法在一個特定時間范圍內(nèi)處理完這些服務(wù)器作業(yè)，可以選擇性地通過實時操作系統(tǒng)(real time operating system；RTOS)加快數(shù)據(jù)處理的速度。
在某些實施例中，主計算機20與無線電裝置22之間數(shù)據(jù)交換的方法包括存儲器映射(memory map)以及共享存儲器(share memory)方法?？刂菩盘柾ǔＪ且韵冗M先出(first in first out；FIFO)順序，利用存儲器映射方式交換。數(shù)據(jù)信號則是通常利用共享存儲器方式交換。無線電裝置22的外圍橋接口(peripheral bridge interface)將一個中斷信號與數(shù)據(jù)信號一起傳遞至主計算機20，主計算機的上層軟件執(zhí)行服務(wù)器作業(yè)以獲取計算結(jié)果。計算結(jié)果會傳回?zé)o線電裝置，并在無線電裝置22中儲存一段時間，這樣是為了防止無線電裝置與基地臺通訊中斷可能導(dǎo)致的問題。
圖3顯示一個數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實施例的硬件結(jié)構(gòu)圖。無線電裝置32的處理器321包括PC接口3213、TCU3214、微處理器(μP)控制接口1215、以及基帶數(shù)據(jù)接口3216。與圖1顯示的系統(tǒng)相比較，由于原本由DSP1212以及微處理器1211所執(zhí)行的作業(yè)現(xiàn)在是由主計算機30的處理器完成，并且外部存儲器122也可由主計算機30的存儲器取代，無線電裝置32可以不再需要無線電裝置12的外部存儲器122、微處理器1211、以及DSP1212。圖3的處理器321主要包括用來交換主計算機30與無線電裝置32之間RF控制信號與基帶數(shù)據(jù)信號的接口。微處理器控制接口3215控制無線電裝置32的元件，例如A/D及D/A轉(zhuǎn)換器323、調(diào)頻/解調(diào)頻324、PA326、以及上鏈/下鏈多工器327。微處理器控制接口3215通常是利用串行接口(serial port)、I2C、或輸入/輸出接口實施的。PC接口3213與主計算機30交換包裝在封包內(nèi)的數(shù)據(jù)，另外PC接口的一些實施例包括USB、UART、以及PCMCIA。
圖4顯示無線電裝置中處理器的一種實施例。處理器包括PC接口橋41、存儲器映射暫存器42、共享存儲器43、TCU44、基帶數(shù)據(jù)無線電收發(fā)器接口45、RF頻率合成控制器46、SIM控制器47、以及中斷處理機48。PC接口橋41傳送中斷信號至連接的主計算機，并為主計算機提供存取存儲器映射暫存器42與共享存儲器43的數(shù)據(jù)路徑。存儲器映射暫存器42儲存控制信號，并且主計算機的硬件驅(qū)動器根據(jù)控制信號控制數(shù)據(jù)的交換。由無線電裝置接收到的基帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流量可能會超過主計算機與無線電裝置之間的傳輸容量，因此共享存儲器43在通過PC接口橋41傳遞數(shù)據(jù)給主計算機之前，會將一些過多的基帶數(shù)據(jù)暫存。同樣地，共享存儲器43也會將從主計算機接收到的數(shù)據(jù)暫存，直到接收到一個對應(yīng)的控制信號命令傳送該數(shù)據(jù)。
TCU44控管無線電裝置與基地臺之間的時序。TCU44也需要在適當?shù)臅r機產(chǎn)生一個中斷信號，來觸發(fā)主計算機根據(jù)此中斷信號起始數(shù)據(jù)交換與作業(yè)處理。一些實時RF控制信號也可以被TCU44控制?；鶐?shù)據(jù)收發(fā)機接口通過獲取共享存儲器43儲存的數(shù)據(jù)，負責(zé)接收與傳送基帶信號。RF頻率合成控制器46負責(zé)傳送與RF調(diào)制器與解調(diào)器相關(guān)的控制信號。由主計算機控制的SIM控制器47傳送記錄在SIM卡中的數(shù)據(jù)。中斷處理器48負責(zé)維護中斷信號的排序。中斷信號可由TCU44或其它控制器產(chǎn)生，而中斷信號的內(nèi)容包括狀態(tài)信息，因此主計算機可根據(jù)狀態(tài)信息判斷需要處理哪種計算。主計算機監(jiān)控從PC接口橋41輸出的數(shù)據(jù)，并根據(jù)中斷信號的狀態(tài)信息判斷數(shù)據(jù)處理的優(yōu)先級。主計算機的資源可以實時地提供給從無線電裝置傳來的數(shù)據(jù)作運算。主計算機將運算出來的計算結(jié)果，在一個預(yù)定時間內(nèi)，通過PC接口橋41傳送至無線電裝置。
由于無線RF服務(wù)器(即無線電裝置)的微處理器、DSP、以及外部存儲器可以被省略，本發(fā)明的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)與方法可以有效地減少無線RF服務(wù)器的硬件與成本需求。原本由無線RF服務(wù)器處理的一些較復(fù)雜的通訊計算與作業(yè)現(xiàn)在則是由擁有較大運算與存儲能力的主計算機來處理。
在一些實施例中，無線電裝置還包括模式選擇器、DSP、以及微處理器。主計算機通過連接無線電裝置上網(wǎng)。協(xié)議作業(yè)、L1作業(yè)、以及DSP作業(yè)等的服務(wù)器作業(yè)，可以選擇由無線電裝置的DSP與微處理器，或是由主計算機的DSP與處理器來處理。模式選擇器判斷這些服務(wù)器作業(yè)應(yīng)該在無線電裝置處理或是要傳遞給主計算機作處理。模式選擇器的實現(xiàn)可以為一個開關(guān)(switch)，當服務(wù)器作業(yè)需要由主計算機處理時，無線電裝置會將處理器所接收到的數(shù)據(jù)繞過無線電裝置的DSP與微處理器，而直接傳送至主計算機。模式選擇器可以由使用者自行控制，也可以是根據(jù)無線電裝置目前的運算負荷所決定是否由主計算機進行運算。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種適用于主計算機的數(shù)據(jù)通訊方法，包括從連接該主計算機的無線電裝置接收中斷信號、多個射頻控制信號、以及多個基帶數(shù)據(jù)信號；在接收到該中斷信號時，中斷該主計算機目前的計算工作以處理與該等接收信號相關(guān)的服務(wù)器作業(yè)，并執(zhí)行相關(guān)的計算操作以獲得多個計算結(jié)果；以及傳送該等計算結(jié)果至該無線電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該服務(wù)器作業(yè)包括DSP作業(yè)、第一層作業(yè)、以及協(xié)議作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通訊方法，還包括利用共享存儲器機制，為該主計算機與該無線電裝置執(zhí)行數(shù)據(jù)交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該交換的數(shù)據(jù)包括該等基帶數(shù)據(jù)信號以及計算結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通訊方法，還包括利用存儲器映射機制，為該主計算機與該無線電裝置執(zhí)行控制信號的交換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通訊方法，其中該無線電裝置利用手機通訊技術(shù)接收并傳送信號。
7.一種數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，包括無線電裝置，利用手機通訊技術(shù)接收并傳送信號，進行信號處理以獲取多個射頻控制信號與基帶數(shù)據(jù)信號，以及產(chǎn)生中斷信號；以及主計算機，與該無線電裝置連接，從該無線電裝置接收該中斷信號、射頻控制信號、以及基帶數(shù)據(jù)信號，再接收到該中斷信號時，中斷目前的計算工作以處理與該等接收信號相關(guān)的服務(wù)器作業(yè)，并執(zhí)行相關(guān)計算操作以獲取多個計算結(jié)果，以及傳送該等計算結(jié)果至該無線電裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該服務(wù)器作業(yè)包括DSP作業(yè)、第一層作業(yè)、以及協(xié)議作業(yè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該主計算機與該無線電裝置利用共享存儲器機制執(zhí)行數(shù)據(jù)交換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該交換的數(shù)據(jù)包括該等基帶數(shù)據(jù)信號以及計算結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該主計算機與該無線電裝置利用存儲器映射機制執(zhí)行控制信號的交換。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該手機通訊技術(shù)為全球移動通訊系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該手機通訊技術(shù)為通用分組無線服務(wù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該手機通訊技術(shù)為碼分多址移動通訊系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其中該無線電裝置為移動電話。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)通訊方法與系統(tǒng)，讓主計算機可以通過連接至無線電裝置進行無線通訊。當主計算機接收到從無線電裝置傳來的中斷信號、RF控制信號、以及基帶數(shù)據(jù)信號，會先中斷目前的計算工作。主計算機優(yōu)先為接收到的信號處理服務(wù)器作業(yè)，并進而執(zhí)行相關(guān)運算操作以獲得接下來通訊所需要的計算結(jié)果，于是主計算機會將這些運算結(jié)果傳回?zé)o線電裝置。
文檔編號H04L29/00GK1776653SQ200510124809
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者莊佳恩 申請人:明基電通股份有限公司