專利名稱：無(wú)線電中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線電中繼器。更特別地，本發(fā)明涉及一種在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)中使用的無(wú)線電中繼器以及一種在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)內(nèi)中繼信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
近程無(wú)線電通信系統(tǒng)越來(lái)越普遍。例如，目前開發(fā)了許多使用近程無(wú)線電傳輸在所謂的“微微網(wǎng)”中相互通信的設(shè)備。藍(lán)牙是這種技術(shù)其中一個(gè)實(shí)例，具備藍(lán)牙功能的設(shè)備包括移動(dòng)電話和它們的外圍設(shè)備，例如頭戴式耳機(jī)和免提組件，以及電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等等。同樣，電氣和電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)已經(jīng)開發(fā)了幾個(gè)關(guān)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，一般是802.11TM無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)，商業(yè)上是Wi-Fi。目前，在個(gè)人電腦和例如所謂“無(wú)線網(wǎng)絡(luò)”的網(wǎng)絡(luò)之間最普遍的是使用Wi-Fi進(jìn)行通信。
典型地，藍(lán)牙設(shè)備的覆蓋范圍大約是10m，Wi-Fi設(shè)備的覆蓋范圍大約是100m。然而，不一定總能達(dá)到這些覆蓋范圍。例如，諸如人體的物體可以阻擋住信號(hào)。在室外信號(hào)被阻擋的問(wèn)題特別嚴(yán)重，在那里反射傳播路徑不可用，通信完全依賴于在通信設(shè)備之間的視線(LOS)路徑。因此希望允許兩個(gè)不能經(jīng)由例如LOS路徑或者反射路徑直接通信的設(shè)備經(jīng)由中間通信設(shè)備進(jìn)行通信，該中間通信設(shè)備被放置在能夠分別與兩個(gè)通信設(shè)備進(jìn)行通信的地方。例如，當(dāng)設(shè)備希望與之間沒(méi)有可用信號(hào)傳播路徑的遠(yuǎn)端設(shè)備通信時(shí)，它便建立與中間設(shè)備的通信鏈路。中間設(shè)備與遠(yuǎn)端設(shè)備建立通信鏈路并使用在通信系統(tǒng)中建立的兩個(gè)通信鏈路在兩個(gè)設(shè)備之間中繼信號(hào)。然而，申請(qǐng)人認(rèn)識(shí)到使用兩個(gè)這樣的通信鏈路效率很低。例如，在藍(lán)牙和Wi-Fi中，每個(gè)單獨(dú)的通信鏈路都使用至少一個(gè)信道。然而，在通信系統(tǒng)的給定頻段中僅有有限的信道可用。使用兩個(gè)信道形成一般由一個(gè)信道形成的通信鏈路將減少系統(tǒng)的總體通信能力。更明確地，在系統(tǒng)中將運(yùn)行更少的設(shè)備和發(fā)送更少的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明試圖克服這個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)中使用的無(wú)線電中繼器，該中繼器包括用于在第一頻帶接收信號(hào)的接收機(jī)和用于在第二頻帶傳送信號(hào)的發(fā)射機(jī)。
同樣，按照本發(fā)明的第二方面，提供一種在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)中中繼無(wú)線電信號(hào)的方法，該方法包括在第一頻帶接收信號(hào)和在第二頻帶傳送信號(hào)。
因此，中繼器在一個(gè)頻帶接收傳送信號(hào)并在另一個(gè)頻帶重新傳送該信號(hào)。優(yōu)勢(shì)在于在第一頻帶中通信系統(tǒng)的能力不受重新傳送信號(hào)的影響。因此保持第一頻帶中的系統(tǒng)總體通信能力。
在通信系統(tǒng)中通常使用第一頻帶。例如，在第一頻帶中由第一通信設(shè)備傳送信號(hào)并由第二通信設(shè)備接收。然而，在第一和第二通信設(shè)備之間沒(méi)有可用的信號(hào)傳播路徑時(shí)，第二通信設(shè)備將接收由中繼器傳送的信號(hào)而不是由第一通信設(shè)備傳送的信號(hào)。
因此，按照本發(fā)明的第三方面，提供一種近程無(wú)線電通信系統(tǒng)，包括第一通信設(shè)備，用于在第一頻帶傳送信號(hào)；如上所述的中繼器；以及第二通信設(shè)備，用于在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種近程無(wú)線電通信的方法，包括在第一頻帶傳送信號(hào)；使用上述方法中繼無(wú)線電信號(hào)；在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。
該通信系統(tǒng)是近程通信系統(tǒng)。近程意味著幾米，例如大約10m，或者多達(dá)幾百米，例如大約100m。典型地，通信系統(tǒng)適合于實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，即在例如建筑或者辦公室的小區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的通信設(shè)備的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，或者由靠近用戶身體佩戴或者持有的幾個(gè)設(shè)備形成的人體區(qū)域網(wǎng)(BAN)。這種通信系統(tǒng)的具體實(shí)例包括藍(lán)牙或者Wi-Fi通信系統(tǒng)。因此，信號(hào)是近程信號(hào)，例如藍(lán)牙信號(hào)或者Wi-Fi信號(hào)。同樣，第一和第二通信設(shè)備是近程通信設(shè)備，例如藍(lán)牙或者Wi-Fi通信設(shè)備。
如上所述，在例如這些近程通信系統(tǒng)中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)例如用戶身體的物體經(jīng)常阻擋信號(hào)。更詳細(xì)地，藍(lán)牙和Wi-Fi使用頻帶大約2.4GHz。在這個(gè)頻率上，人體將使無(wú)線電信號(hào)衰減大約200dB/m，當(dāng)然衰減的數(shù)值隨著信號(hào)流過(guò)身體部分的不同稍有變化。但這足以完全阻擋藍(lán)牙或者Wi-Fi信號(hào)。因此，靠近用戶身體使用的通信設(shè)備經(jīng)常不能互相通信。例如，很可能在用戶后褲袋的移動(dòng)電話不能使用藍(lán)牙與用戶手中拿著的PDA通信。
因此特別優(yōu)選的是可佩帶的中繼器?？膳鍘б馕吨欣^器可以戴在或者懸掛在用戶的身體或者衣服上。典型地，放置中繼器使得在沒(méi)有用戶身體阻擋信號(hào)的情況下接收和傳送信號(hào)。例如，中繼器可佩帶在用戶的頭上。更具體地說(shuō)，中繼器可以結(jié)合在頭戴式耳機(jī)中，該頭戴式耳機(jī)例如包括用于語(yǔ)音通信的聽筒和麥克風(fēng)。如此，當(dāng)用戶的身體在用戶后褲袋中的移動(dòng)電話和用戶手中拿著的PDA之間阻擋信號(hào)時(shí)，很可能放置在用戶頭上的中繼器仍然能在移動(dòng)電話和PDA之間接收和傳送信號(hào)。
從上可知，設(shè)想在移動(dòng)電話和PDA之間的信號(hào)傳播路徑被無(wú)意阻擋時(shí)，中繼器可以中繼信號(hào)。因此，這些設(shè)備通常在彼此覆蓋范圍內(nèi)正常工作。換言之，這些設(shè)備通常彼此足夠接近，除非全部可能的信號(hào)傳播路徑都被阻擋，否則它們將能成功地相互通信。因此，中繼器通常位于設(shè)備之間并且與每個(gè)設(shè)備彼此之間的距離相比更接近每個(gè)設(shè)備。特別地，由中繼器重傳信號(hào)的設(shè)備可能相距很近。例如，當(dāng)中繼器放置在頭戴式耳機(jī)中，被重傳信號(hào)的第二設(shè)備位于用戶后褲袋或者手中時(shí)，中繼器和第二設(shè)備之間的距離典型地小于1m。因此中繼器不必將信號(hào)重傳到非常遠(yuǎn)的距離。更明確地，優(yōu)選的是中繼器通過(guò)比用于在該通信系統(tǒng)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備的最大距離更短的距離來(lái)傳送信號(hào)。同樣地，優(yōu)選的是該方法包括通過(guò)比在該通信系統(tǒng)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備的最大距離更短的距離來(lái)傳送信號(hào)。非常短的距離大約是1m或者更少。
用不同的方式表示，則中繼器只需以非常低的功率重傳信號(hào)。更明確地，優(yōu)選的是中繼器傳送信號(hào)的功率低于在該通信系統(tǒng)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備的功率。同樣地，優(yōu)選的是該方法包括在以小于在該通信系統(tǒng)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備的功率來(lái)傳送信號(hào)。例如可能小于1mW。這一點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)在于被重傳的信號(hào)幾乎不可能對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)中的其他傳輸引起任何干擾。當(dāng)然，很低功率的傳輸可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于第二頻帶的調(diào)節(jié)閾值。這一點(diǎn)具備很多優(yōu)勢(shì)。首先，重傳的信號(hào)對(duì)使用第二頻帶的其他通信系統(tǒng)引起極少的干擾。其次，重傳的信號(hào)不需要遵守在第二頻帶傳輸?shù)娜魏瓮ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)。因此該信號(hào)不必被特別編碼和調(diào)制以用于第二頻帶的傳輸，這一點(diǎn)能大大簡(jiǎn)化了中繼器，在下文將更詳細(xì)地描述該中繼器。第三，非常低的發(fā)射功率意味著中繼器消耗極少的功率。因此中繼器具有長(zhǎng)的電池壽命或者能夠與另一個(gè)設(shè)備結(jié)合(例如頭戴式耳機(jī))而不會(huì)明顯的減少那個(gè)設(shè)備的電池壽命。
第二頻帶通常與第一頻帶基本上分開，例如全然不同。如上所述，第一頻帶典型地是近程通信系統(tǒng)的指定頻帶，例如藍(lán)牙，Wi-Fi或者類似物。換言之，第一頻帶優(yōu)選地是近程無(wú)線連通性標(biāo)準(zhǔn)的指定頻帶。相反，第二頻帶是按照要求選擇的，例如適合于已知近程通信系統(tǒng)的特殊要求選擇的頻帶。此外，重傳信號(hào)的低功率意味著實(shí)質(zhì)上任何頻帶都能被選擇作為第二頻帶，然而，優(yōu)選的是第二頻帶是指定工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻率(ISM)的頻帶。例如這些頻帶在400MHz、800MHz、2.45GHz或者5.8GHz。這些頻帶還未被規(guī)劃，這使得使用這些頻帶非常的簡(jiǎn)單并且有吸引力。就克服人體的衰減而言，優(yōu)選的是第二頻帶低于900MHz。
尤其優(yōu)選的是第二頻帶是比第一頻帶頻率更低的頻率。因?yàn)榈皖l率信號(hào)幾乎不可能干擾高頻率信號(hào)，因此這減少了干擾已接收信號(hào)(以及例如在通信系統(tǒng)中的其他信號(hào))的可能性。此外，較低頻率信號(hào)幾乎不被人體衰減。因此在較低頻率重傳信號(hào)將增加重傳信號(hào)到達(dá)目的地的可能性，例如被第二通信設(shè)備接收。
可以用各種方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)在第二頻帶的重傳。然而，優(yōu)選的是中繼器還包括用于將信號(hào)從第一頻帶偏移到第二頻帶的裝置。換言之，優(yōu)選的是該方法還包括將信號(hào)從第一頻帶偏移到第二頻帶。偏移包括解調(diào)制(以及可選地解碼)在第一頻帶接收的信號(hào)，以及依照需要在第二頻帶(以及可選地編碼)調(diào)制該信號(hào)。換言之，在中繼器和每個(gè)通信設(shè)備之間建立完全獨(dú)立的通信鏈路。然而，優(yōu)選的是只改變接收信號(hào)的頻率。因此中繼器不需要執(zhí)行解碼或者解調(diào)制。更確切地是，只需改變頻率(例如在第二頻帶)便可直接重傳該信號(hào)(例如與接收的格式相同的格式)。這意味著在可忽略延遲的情況下重傳該信號(hào)，同時(shí)保持中繼器的簡(jiǎn)單和便宜。
可以動(dòng)態(tài)地選擇改變信號(hào)頻率的量。換言之，可以依照要求改變被重傳的信號(hào)的頻率，例如依照任何適合的調(diào)制方案。特別地，中繼器在固定頻率傳送該信號(hào)，例如800MHz，而不考慮接收信號(hào)的頻率。然而，優(yōu)選的是將接收信號(hào)的頻率偏移一個(gè)恒定頻率偏移量(替換地，可以認(rèn)為是頻率間隔或者頻率偏移)。因此，重傳信號(hào)總是與接收信號(hào)相差一個(gè)恒定頻率偏移量。因?yàn)榈诙ㄐ旁O(shè)備只需知道第一通信設(shè)備傳送的信號(hào)頻率以及頻率偏移量便能夠成功地接收該重傳輸信號(hào)，這簡(jiǎn)化了第二通信設(shè)備對(duì)重傳信號(hào)的接收。例如，如果第一通信設(shè)備使用由跳頻方案定義的信道傳送信號(hào)(用藍(lán)牙)，則第二通信設(shè)備繼續(xù)以同樣的序列跳頻，只需應(yīng)用頻率偏移量來(lái)接收重傳信號(hào)。將接收信號(hào)的頻率變化一個(gè)恒定頻率的偏移量還最小化了中繼器的復(fù)雜性。中繼器不需要建立與其他設(shè)備的專用通信鏈路。更確切地，中繼器可以是完全類似的。
在一個(gè)實(shí)例中，中繼器可以重傳所有它接收的信號(hào)(在第一頻帶)。換言之，中繼器通過(guò)所有在第一頻帶內(nèi)接收的信號(hào)以用于重傳。此外，因?yàn)榭梢栽诜浅５偷墓β氏轮貍餍盘?hào)，這使得中繼器很簡(jiǎn)單，并且還可以忽略干擾以及使用中繼器所引入的功率問(wèn)題。然而，在另一個(gè)實(shí)例中，中繼器包括用于過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)的濾波器，以在中繼器傳送從第一通信設(shè)備接收的信號(hào)時(shí)消除對(duì)其干擾的信號(hào)和噪聲。換言之，該方法包括過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)，以在中繼器傳送從第一通信設(shè)備接收的信號(hào)時(shí)消除對(duì)其干擾的信號(hào)和噪聲。例如，中繼器可以過(guò)濾接收信號(hào)，在第一通信設(shè)備傳送信號(hào)的信道中從第一通信設(shè)備接收信號(hào)。因此，在藍(lán)牙中，中繼器按照與第一通信設(shè)備相同的序列進(jìn)行跳頻來(lái)接收第一通信設(shè)備的信號(hào)。因?yàn)椴挥脠?zhí)行解調(diào)制和解碼便能識(shí)別信道(例如跳頻序列)，因此中繼器仍然不需要解調(diào)制和解碼接收信號(hào)。當(dāng)然，在該信道中接收第一通信設(shè)備的信號(hào)允許中繼器非常有效地過(guò)濾接收信號(hào)并在重傳該信號(hào)之前消除其他干擾信號(hào)和噪聲。
因此，優(yōu)選的是中繼器包括用于識(shí)別第一通信設(shè)備正在其中傳送信號(hào)的信道并過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)以在該信道接收信號(hào)的裝置。換言之，優(yōu)選的是該方法包括識(shí)別第一通信設(shè)備正在其中傳送信號(hào)的信道并過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)以在該信道接收信號(hào)。這一點(diǎn)可由中繼器中配置的專用電路或者處理裝置實(shí)現(xiàn)。然而，如上所述，中繼器可以合并到另一個(gè)能夠在通信系統(tǒng)中通信的通信設(shè)備中，例如頭戴式耳機(jī)。在這種情況中，用于識(shí)別該信道的裝置包括用于與另一個(gè)通信設(shè)備連接以識(shí)別第一通信設(shè)備正在其中傳送信號(hào)的信道的裝置。同樣地信道識(shí)別包括與另一個(gè)通信設(shè)備連接以識(shí)別第一通信設(shè)備正在其中傳送信號(hào)的信道。因此通過(guò)使用鏈路管理器或者另一個(gè)與中繼器結(jié)合建立信道(例如跳頻方案)的通信設(shè)備中的類似功能使得中繼器更簡(jiǎn)單，其中第一通信設(shè)備使用該信道傳送信號(hào)。
例如中繼器可以在供電時(shí)持續(xù)運(yùn)行，例如接收和傳送，雖然這很簡(jiǎn)單，但因?yàn)橹欣^器在例如第一設(shè)備不傳送信號(hào)時(shí)仍然正常工作可能導(dǎo)致浪費(fèi)功率使用。因此優(yōu)選的是中繼器只在規(guī)定強(qiáng)度之上接收第一頻帶中的信號(hào)時(shí)才進(jìn)行傳送。規(guī)定的強(qiáng)度與在通信系統(tǒng)中典型接收信號(hào)的強(qiáng)度大致相同。
通信系統(tǒng)的第二通信設(shè)備設(shè)法立刻在兩個(gè)頻帶中接收信號(hào)。當(dāng)然，設(shè)備可以以這種方法持續(xù)運(yùn)行。這將提高良好接收信號(hào)的可能性，避免需要第二通信設(shè)備在不同頻帶接收之間進(jìn)行選擇。這使得第二通信設(shè)備更簡(jiǎn)單并且更便宜。然而，優(yōu)選的是第二通信設(shè)備可以選擇在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。換言之，該方法優(yōu)選的是包括有選擇地在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。因此，例如通信設(shè)備可以默認(rèn)地在第一頻帶接收信號(hào)。當(dāng)該設(shè)備不能在第一頻帶充分地接收信號(hào)時(shí)可以選擇在第二頻帶接收信號(hào)。例如，該設(shè)備可以在第一頻帶的信號(hào)品質(zhì)差時(shí)選擇在第二頻帶接收信號(hào)。


現(xiàn)在參考附圖，僅通過(guò)舉例描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，圖1是包括本發(fā)明中繼器的無(wú)線電通信系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，如分解圖中所示，無(wú)線電通信系統(tǒng)1包括移動(dòng)電話2和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)3。移動(dòng)電話2被顯示攜帶在用戶4的后褲袋中并含有藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)5。如分解圖所示，PDA 3在用戶4的手中，并類似于移動(dòng)電話2那樣含有藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)6，因此，在這個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電通信系統(tǒng)1是藍(lán)牙通信系統(tǒng)。依照藍(lán)牙規(guī)范的最新版本配置收發(fā)信機(jī)5，6，其中該藍(lán)牙規(guī)范是核心規(guī)范v1.2，于2003年11月5日公布，可從Bluetooth SIG，Inc.中獲得。本發(fā)明主要使用這一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行舉例說(shuō)明，但是它適用于各種其他的近程無(wú)線電通信系統(tǒng)，尤其包括Wi-Fi系統(tǒng)。以下將提及一些除藍(lán)牙之外的通信系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)膶?shí)施細(xì)節(jié)，但是許多其它的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)也說(shuō)是顯而易見的。
用戶4戴著結(jié)合了用于語(yǔ)音通信的聽筒和擴(kuò)音器(未顯示)的頭戴式耳機(jī)7。依照本發(fā)明，如分解圖所示頭戴式耳機(jī)7還裝配了中繼器8。中繼器8包括用于接收信號(hào)的接收天線9。在這個(gè)實(shí)施例中，接收天線9適合最好在大約2.4GHz接收信號(hào)。接收天線9被連接到無(wú)線電頻率(RF)濾波器10用于過(guò)濾接收信號(hào)，并依次連接到低噪聲放大器11用于放大接收信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施例中，RF濾波器10被安排過(guò)濾接收信號(hào)以便實(shí)質(zhì)上只有在2.4GHz頻帶的信號(hào)通過(guò)低噪聲放大器11。在其他實(shí)施例中，RF濾波器10被安排再次過(guò)濾接收信號(hào)以便在信道(例如跳頻方案)中接收的信號(hào)由一個(gè)或者兩個(gè)收發(fā)信機(jī)5，6使用。這更有效地消除了噪聲，但是要求知道正使用的信道。
中繼器8具有頻移裝置12，連接該裝置以便從低噪聲放大器11接收放大的信號(hào)并且適合于將信號(hào)偏移到另一個(gè)頻帶。在這個(gè)實(shí)施例中，頻移裝置12是頻率降低電路，適合將信號(hào)從2.4GHz頻帶轉(zhuǎn)換到800MHz頻帶。換言之，頻移裝置12將接收信號(hào)的頻率減少了1.6GHz。最后，用于放大被頻移信號(hào)的功率放大器13連接到頻移裝置12的輸出端以及發(fā)射天線14以用于傳送被頻移的信號(hào)。發(fā)射天線14適合最好在大約800MHz傳送信號(hào)。
因此，在使用過(guò)程中，移動(dòng)電話2和PDA 3可以使用他們的藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)5，6彼此通信。例如，當(dāng)用戶4希望使用PDA 3瀏覽因特網(wǎng)時(shí)，用戶使PDA 3建立與移動(dòng)電話2的通信鏈路，接著使用移動(dòng)電話網(wǎng)(未顯示)連接因特網(wǎng)。在藍(lán)牙中，通信信道包括在2.4GHz頻帶中定義的跳頻方案。為了建立通信鏈路，PDA 3和移動(dòng)電話4選擇一個(gè)或多個(gè)信道通信并且同步他們的內(nèi)部時(shí)鐘。然后在合適的時(shí)間和頻率在通信鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)分組。在上述的藍(lán)牙規(guī)范中對(duì)此有更詳細(xì)的描述。
為了保持通信，PDA 3和移動(dòng)電話2各自的收發(fā)信機(jī)5，6傳送的無(wú)線電信號(hào)在足夠的信號(hào)強(qiáng)度下被另一個(gè)收發(fā)信機(jī)5，6接收。收發(fā)信機(jī)5，6在視線(LOS)路徑上典型地有大約10m的距離。換言之，假如在收發(fā)信機(jī)5，6之間沒(méi)有直接的障礙，如果他們相隔10m或者更少的距離，則每個(gè)收發(fā)信機(jī)可以接收由另一個(gè)收發(fā)信機(jī)5，6傳送的有足夠信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。然而，如果LOS路徑被阻擋，他們只能經(jīng)由反射信號(hào)路徑接收信號(hào)。在兩個(gè)設(shè)備之間的反射信號(hào)路徑通常比LOS路徑長(zhǎng)，并且因?yàn)榉瓷錅p弱。因此，當(dāng)LOS路徑被阻擋時(shí)，在收發(fā)信機(jī)5，6之間仍能成功地通信的最大距離減少了，例如小于10m。
在這個(gè)示例中，移動(dòng)電話2在用戶后褲袋中，PDA 3在用戶手中。因此在移動(dòng)電話2和PDA 3之間的LOS路徑(在圖1用箭A舉例說(shuō)明)容易被用戶的身體阻擋。此外，反射信號(hào)路徑也不可用。例如，所有可能的反射信號(hào)路徑太長(zhǎng)，例如當(dāng)用戶4在外面時(shí)。同樣地，電話2和/或PDA3的部件，例如他們的外殼可以與電話2和/或PDA 3的天線耦合，使得它/它們比設(shè)計(jì)的方案更加定向。這將減少在任何潛在的反射信號(hào)路徑方向的信號(hào)強(qiáng)度。同樣地，用戶的身體能使天線失調(diào)，或者與天線耦合引起它/它們變成更加定向，這也將減少在任何潛在的反射信號(hào)路徑方向的信號(hào)強(qiáng)度。因此很可能即使電話2和PDA 3之間只有短距離也不存在信號(hào)傳播路徑。
當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，收發(fā)信機(jī)5，6停止直接相互接收信號(hào)，通常中斷通信鏈路。然而，依照本發(fā)明，中繼器8位于用戶頭上。更明確地，中繼器8在用戶頭戴式耳機(jī)7中。因此，中繼器8可以從電話2的收發(fā)信機(jī)5和PDA 3的收發(fā)信機(jī)6接收信號(hào)。在圖1中，電話2到中繼器8的路徑由箭頭B表示，中繼器8到PDA 3的路徑由箭頭C表示。
中繼器8經(jīng)由被調(diào)諧到2.4GHz頻帶的天線9接收信號(hào)。然后RF濾波器10過(guò)濾接收信號(hào)，只通過(guò)2.4GHz頻帶的信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施例中，接收信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)濾之后被低噪聲放大器11放大。頻移裝置12然后將接收信號(hào)的頻率減少了1.6GHz。換言之，信號(hào)從2.4GHz頻帶移位到800MHz頻帶。信號(hào)的其他方面不變。特別地，不需解調(diào)制或者解碼該信號(hào)。
只要已經(jīng)執(zhí)行頻移，便由功率放大器13放大信號(hào)并經(jīng)由被調(diào)諧到800MHz的發(fā)射天線14傳送該信號(hào)。當(dāng)信號(hào)經(jīng)由發(fā)射天線14傳送時(shí)，功率放大器13只將信號(hào)放大到在大約1m的距離內(nèi)的強(qiáng)度。典型地，傳輸信號(hào)的功率因此小于1mW。這減少了傳輸信號(hào)干擾無(wú)線電通信系統(tǒng)1中的其他信號(hào)的可能性。
在圖1中，從移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5到PDA 3的收發(fā)信機(jī)6之間的信號(hào)傳播路徑A被用戶4的身體阻擋。然而，從移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5到放置在頭戴式耳機(jī)7中的中繼器8之間的信號(hào)傳播路徑B沒(méi)有被阻擋。因此中繼器8從移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5接收發(fā)送到PDA 3的收發(fā)信機(jī)6的信號(hào)(2.4GHz頻帶)。這個(gè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換到800MHz頻帶并由中繼器8傳送。特別地，被轉(zhuǎn)換的信號(hào)沿著信號(hào)傳播路徑C從中繼器8向PDA 3的收發(fā)信機(jī)6傳播。
同時(shí)，從PDA 3的收發(fā)信機(jī)6到移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5之間的信號(hào)傳播路徑(在與圖1中的箭頭A相反方向上)還被用戶4的身體阻擋。然而，由PDA 3收發(fā)信機(jī)6向移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5傳送的信號(hào)沿著從PDA3的收發(fā)信機(jī)6到中繼器8之間的信號(hào)傳播路徑傳播(在與在圖1中的箭頭C相反方向上)。因此，中繼器8還接收這個(gè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換并與來(lái)自移動(dòng)電話2的收發(fā)信機(jī)5的信號(hào)一起傳送這個(gè)信號(hào)。中繼器8不需要解碼或者以任何方式分離這些信號(hào)。更確切地，中繼器8將被編碼和調(diào)制的信號(hào)簡(jiǎn)單地一起轉(zhuǎn)換，實(shí)際上作為一個(gè)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)信號(hào)在800MHz頻帶上被重傳時(shí)，他們?nèi)匀灰栽?.4GHZ頻帶上那樣被編碼和同步。換言之，信號(hào)被簡(jiǎn)單地調(diào)換到800MHz頻帶中等效的信道上。
收發(fā)信機(jī)5，6在800MHz頻帶接收信號(hào)。在這個(gè)實(shí)例中，每個(gè)收發(fā)信機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換到2.4GHz頻帶并正常地解碼和解調(diào)制該信號(hào)。傳統(tǒng)的同步方法可用于補(bǔ)償由中繼器8引起的小延遲。每當(dāng)收發(fā)信機(jī)5，6彼此通信時(shí)，他們不斷地設(shè)法接收在2.4GHz頻帶和800MHz頻帶的信號(hào)。如果信號(hào)在2.4GHz頻帶變得被阻擋，因而仍然在800MHz頻帶接收信號(hào)。在其他實(shí)施例中，當(dāng)在2.4GHz頻帶中信號(hào)品質(zhì)惡化或者變差時(shí)，收發(fā)信機(jī)5，6有選擇地切換到800MHz頻帶上接收信號(hào)。
在這個(gè)實(shí)施例中，中繼器8持續(xù)運(yùn)行。換言之，假如中繼器8在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶医油?，則總是接收、轉(zhuǎn)換并重傳信號(hào)。這將盡可能地保持收發(fā)信機(jī)簡(jiǎn)單。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，中繼器定期接通和斷開，例如當(dāng)在2.4GHz頻帶中信號(hào)品質(zhì)惡化時(shí)由其中一個(gè)收發(fā)信機(jī)5，6遙控。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)中繼器8接收信號(hào)的強(qiáng)度大于在通信系統(tǒng)1中典型接收的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)它才傳送信號(hào)。
所描述的本發(fā)明的實(shí)施例僅是如何實(shí)施本發(fā)明的實(shí)例。那些具有適當(dāng)?shù)募寄芎椭R(shí)的人可能想到對(duì)所描述實(shí)施例的修改、變型和改變。這些修改、變型和改變是在不偏離權(quán)利要求和它的等價(jià)物定義的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)進(jìn)行的。
權(quán)利要求
1.一種在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中使用的無(wú)線電中繼器(8)，該中繼器(8)包括用于在第一頻帶接收信號(hào)的接收機(jī)和用于第二頻帶傳送信號(hào)的發(fā)射機(jī)。
2.權(quán)利要求1的無(wú)線電中繼器(8)，其中發(fā)射機(jī)在一個(gè)比無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備(5，6)的最大距離更短的最大距離上傳送信號(hào)。
3.權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2的無(wú)線電中繼器(8)，其中發(fā)射機(jī)在大約1m或者更少的最大距離上傳送信號(hào)。
4.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，其中發(fā)射機(jī)在一個(gè)比無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備(5，6)的功率更小的功率上傳送信號(hào)。
5.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，其中第一頻帶是近程無(wú)線連通性標(biāo)準(zhǔn)的指定頻帶。
6.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，其中第二頻帶的頻率比第一頻帶低。
7.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，還包括用于將信號(hào)從第一頻帶偏移到第二頻帶的裝置(12)。
8.權(quán)利要求7的無(wú)線電中繼器(8)，其中該信號(hào)被偏移一個(gè)恒定的頻率偏移量。
9.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，包括一個(gè)濾波器(10)，用于過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)，并在中繼器(8)傳送從第一通信設(shè)備(5，6)接收的信號(hào)時(shí)消除對(duì)其干擾的信號(hào)和噪聲。
10.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，包括用于識(shí)別第一通信設(shè)備(5，6)正在其中傳送信號(hào)的信道以及過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)以在該信道接收信號(hào)的裝置。
11.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，其中中繼器(8)僅在接收了第一頻帶中超過(guò)規(guī)定信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)時(shí)進(jìn)行傳送。
12.任何一個(gè)在前權(quán)利要求的無(wú)線電中繼器(8)，能夠佩戴或者懸掛在用戶(4)的身體或者衣服上。
13.一種近程無(wú)線電通信(1)系統(tǒng)，包括第一通信設(shè)備(5，6)，用于在第一頻帶傳送信號(hào)；任何一個(gè)在前權(quán)利要求的中繼器(8)；和第二通信設(shè)備(5，6)，用于在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。
14.權(quán)利要求13的近程無(wú)線電通信(1)系統(tǒng)，其中當(dāng)?shù)谝活l帶的信號(hào)質(zhì)量差時(shí)第二通信設(shè)備(5，6)選擇在第二頻帶接收信號(hào)。
15.在近程無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中中繼無(wú)線電信號(hào)的方法，該方法包括在第一頻帶接收信號(hào)和在第二頻帶傳送信號(hào)。
16.權(quán)利要求15的方法，包括在一個(gè)比無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備(5，6)的最大距離更短的最大距離上傳送信號(hào)。
17.權(quán)利要求15或16的方法，包括在一個(gè)大約1m或者更少的最大距離上傳送信號(hào)。
18.權(quán)利要求15至17任何一個(gè)的方法，包括在一個(gè)比無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)中運(yùn)行的典型通信設(shè)備(5，6)的功率更小的功率上傳送信號(hào)。
19.權(quán)利要求15至18任何一個(gè)的方法，其中第一頻帶是近程無(wú)線連通性標(biāo)準(zhǔn)的指定頻帶。
20.權(quán)利要求15至19任何一個(gè)的方法，其中第二頻帶的頻率低于第一頻率。
21.權(quán)利要求15至20任何一個(gè)的方法，包括將信號(hào)從第一頻帶偏移到第二頻帶。
22.權(quán)利要求21的方法，包括將信號(hào)偏移一個(gè)恒定頻率偏移量。
23.權(quán)利要求15至22任何一個(gè)的方法，包括過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)，消除當(dāng)中繼器傳送從第一通信設(shè)備接收的信號(hào)時(shí)對(duì)其干擾的信號(hào)和噪聲。
24.權(quán)利要求15至23任何一個(gè)的方法，包括識(shí)別第一通信設(shè)備(5，6)正在其中傳送信號(hào)的信道以及過(guò)濾在第一頻帶接收的信號(hào)以便在該信道接收信號(hào)。
25.權(quán)利要求15至24任何一個(gè)的方法，包括僅在接收了第一頻帶中超過(guò)規(guī)定信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)時(shí)傳送信號(hào)。
26.一種近程無(wú)線電通信的方法，包括在第一頻帶傳送信號(hào)；使用權(quán)利要求15至25任何一個(gè)的方法中繼無(wú)線電信號(hào)；以及在第一頻帶或者第二頻帶接收信號(hào)。
27.權(quán)利要求26的方法，包括當(dāng)在第一頻帶的信號(hào)質(zhì)量差時(shí)選擇在第二頻帶接收信號(hào)。
全文摘要
在無(wú)線電通信系統(tǒng)(1)(例如藍(lán)牙通信系統(tǒng))中運(yùn)行的無(wú)線電中繼器(8)包括移動(dòng)電話(2)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)(3)，它們每個(gè)都具備(藍(lán)牙)收發(fā)信機(jī)(5，6)。中繼器(8)被放置在包括用于語(yǔ)音通信的聽筒和麥克風(fēng)(未顯示)的頭戴式耳機(jī)(7)中。中繼器(8)包括例如在頻帶大約2.4GHz接收信號(hào)的接收天線(9)；用于將接收信號(hào)的頻率偏移一個(gè)恒定頻率間隔的裝置(12)，例如偏移到頻帶大約800MHz；以及用于傳送經(jīng)過(guò)頻率偏移的信號(hào)的發(fā)射天線(14)。因此，移動(dòng)電話(2)和PDA(3)可以使用它們的藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)(5，6)直接相互通信，但是，如果在它們之間沒(méi)有傳播信號(hào)路徑，例如當(dāng)用戶的身體(4)位于它們之間時(shí)，他們可以接收由中繼器(8)傳送的信號(hào)。因?yàn)檫@些信號(hào)僅僅在頻率上偏移，因此收發(fā)信機(jī)(5，6)只需知道最初傳送所需信號(hào)的方式(例如它的跳頻序列)和頻率偏移便能成功地經(jīng)由中繼器(8)接收所需信號(hào)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1934801SQ200580008702
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者A·W·佩恩, D·L·雷恩斯, R·J·卡德維爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司