CN100384111C - 具有协调的主和副发射机的无线通信装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种无线通信装置(10)包括一个适用于根据至少一种通信协议响应一控制信号进行脉冲串发送的射频收发信机(22)，和一个适用于协同异步数据通信的红外收发信机(24)。红外收发信机(24)响应控制信号使正在进行的数据通信暂停脉冲串发送的持续时间，并且在脉冲串发送之后恢复数据通信。一个控制器(20)耦合到射频通信模块(22)和红外通信模块(24)中的每一个，并且控制器(20)可以操作以根据至少一种通信协议产生控制信号。

Description

具有协调的主和副发射机的无线通信装置和方法

本申请是于2000年10月27日提交的申请号为00130210.8的发明名称为“具有协调的主和副发射机的无线通信装置和方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及通信***，更具体地讲，涉及一种具有协调的主和副发射机的通信装置和操作这种通信装置的方法。

背景技术

诸如蜂窝无线电话，寻呼机之类的无线通信装置的性能，特征和功能取得了巨大的进展，并且在继续发展。无线通信装置一般被设计为利用一种或多种无线通信标准经过通信网提供主双向话音和数据通信。此外，在装置自身中，现在可以存储和保留(例如)大量的姓名以及相关的电话号码和地址。也可以在无线通信装置的存储器内保存预约日程，任务列表和其它个人记事本信息。为了方便在装置之间交换这类数据，例如在其它无线通信装置，个人计算机(PC)，个人数字助理(PDA)之类的装置之间交换这类数据，可以提供一个副低功率数据发射机和接收机。

红外(IR)通信技术提供了一种方便形式的低功率有限范围的无线数据传输。因此，这种技术已经用于无线通信装置以允许这些装置能够与其它这类装置和可以利用IR的PC，PDA之类的装置通信是不足为奇的。例如，设计了诸如可以从Hewlett-Packard得到的HSDL-3201IrDA数据收发信机这样的低价小型模块适配于无线通信装置，和利用IR发送和接收来提供相对快的数据传输。这些装置可以提供20-100厘米(cm)之间的通信链路，和高达115.2于比特/秒(kb/s)的数据传输率。

在射频(RF)无线通信装置中包括进IR收发信机带来的一个复杂问题涉及无线通信装置产生的电磁场。例如，蜂窝无线电话可以在天线附近产生高达1伏/米的电磁场。这样的场强可以影响一米范围内的电子装置。如上所述，商业可用的IR收发信机一般设计成在大约20-23cm范围内操作，这正好在无线通信装置产生的相对强的RF场内。

如果电子装置在存在附近无线通信装置的发射机产生的局部大的RF场这样的大RF场时不能正确地操作，则造成了问题。尽管无线通信装置是设计用于在这些场内操作的，并且因此其操作不可能受这些场的影响，但是许多***装置可能不容许这些场。并且，即使装置设计具有适当的屏蔽和滤波，以防止异常电路操作和排除作为场的结果而产生的噪声，但是，如果场足够强，那么装置的操作仍然会受到不利影响。最终的结果是终端用户不满意无线通信装置和/或用于交换数据的***装置的性能。

RF场影响这些装置的一个原因出现在***装置的设计中。例如，***装置内的导体线路和布线引线对RF场的作用类似于天线，因而将来自RF场的RF能量耦合到收发信机电路中。IR通信模块也包括一个接收机，并且接收机必须包括放大器和其它非线性装置。在存在足够强的RF场时，有可能这些装置将实际上整流场内的RF能，因而产生电流波。这种电流波可以容易地使随后的电路元件过载。此外，IR接收机中一般都有的互阻抗放大器可能将电流波转变成噪声电压，因而显著降低信噪比。

发明内容

因此，需要有一种包括一个主通信***和一个副通信***的通信装置，和一种控制这种通信装置从而能够保证在***装置接收副通信***发送的方法。

为此，本发明提供了一种无线通信装置，包括：用于产生控制信号的控制器；与所述控制器耦合的主通信模块，用于提供响应所述控制信号的脉冲通信信号；以及与所述控制器耦合的副通信模块，设置成用于发送数据通信信号，并响应所述控制信号，以便将正在传送的所述数据通信信号暂停一段时间，该时间是所述脉冲通信信号的宽度。

本发明进一步提供了一种无线通信装置，包括：射频收发信机，用于脉冲串发送，以依据至少一个通信协议响应一控制信号；红外收发信机，用于异步数据通信，所述红外收发信机响应所述控制信号，以便暂停所述正在进行的数据通信；以及与所述射频收发信机和所述红外收发信机中的每个耦合的控制器，所述控制器根据至少一个通信协议可操作地产生所述控制信号。

本发明还提供了一种控制通信装置的方法，其通信装置包括一个用于根据第一通信协议发送主通信信号的主收发信机，和一个用于根据第二通信协议发送副通信信号的副收发信机，该方法包括步骤：启动利用副收发信机从通信装置到一接收装置的数据字的通信；观察一控制信号，该控制信号指示主收发信机的启动；响应该控制信号，暂停数据字的通信；存储应当在通信暂停期间发送的数据字；和在主收发信机停止后恢复通信。

本发明进一步提供了一种用于无线电通信装置中的方法，包括：从所述无线电通信装置的第一发射机发送第一无线电信号；在所述第一无线电信号的传送期间的间歇时间，发送第二无线电信号，所述第二无线电信号是从所述无线电通信装置的第二发射机发送的；在传送所述第二无线电信号期间，中断所述第一无线电信号的传送，并在所述第二无线电信号的传送完成时，恢复所述第一无线电信号的传送。

附图说明

图1是一个与***装置通信的无线通信装置的示意图；

图2是根据一个优选实施例的无线通信装置的方框图；

图3是说明图2中所示无线通信装置的操作的定时图；和

图4是说明操作根据一个优选实施例的无线通信装置的方法的流程图。

优选实施方式

参考图1，无线通信装置10根据一种或多种通信标准在无线通信***12中操作。例如，无线通信装置10和无线通信***12一般可以根据蜂窝电话的一种或多种通信标准操作，例如不受限制地根据GSM900，DCS1800和PCS1900标准中的任何一种操作。

无线通信装置10根据控制通信标准经过射频信号与一个或多个基站(一个示为基站14)通信。无线通信装置10除了提供无线话音通信之外最好包括多种功能，并且根据一个优选实施例，无线通信装置10包括副通信能力。副通信能力可以是一种副红外(IR)收发信机，例如，上述Hewlett Packard制造的HSDL-3201，IrDA收发信机。利用这种副通信能力，无线通信装置10能够与其它具有同等能力的无线通信装置交流数据，例如与蜂窝无线电话和寻呼机，以及PC，打印机和PDA之类的其它装置交流数据。在图1中将这些其它装置一般地示为***装置16。以这种方式，可以将姓名以及相关的电话号码和地址，日程数据，任务列表，笔记，电子邮件之类的无线通信装置10中的数据与***装置16交换，并且可以使存储在两种装置中的数据同步。

参考图2，无线通信装置10包括一个像微控制器这样的控制器20，控制器20耦合到一个RF通信模块22和一个IR通信模块24。RF通信模块22可以接收直接来自控制器20的话音和/或数据信号(如图2中所示)，或可以直接接收来自其它信号源的信号。在控制  20的控制下，RF通信模块22编码和调制这些信号，用于发送。例如，RF通信模块22可以编码用于时分多路复用的(脉冲串的)射频发送的信号29。RF通信模块22还以接收模式操作，以接收、解调和译码天线28接收的信号27。

RF通信模块22有一个耦合到功率放大器26的输出端，功率放大器26耦合到天线28。控制器20经过一个控制线路30与功率放大器26直接通信，以向功率放大器26提供控制信号。响应控制信号，功率放大器26能够放大来自RF通信模块22的编码和调制的信号，用于从天线28发送。控制信号可以是放大器预启动信号和放大器启动信号中的任意一种或二者。放大器预启动信号，如其名称所示，是对功率放大器26的即将进行RF发送的一种指示。放大器启动信号启动功率放大器26。根据通信装置10的构造和操作，可以既无可用的预启动信号，也无可用的启动信号。应当知道，在这种情况下，可以把控制器20构造为提供一个指导功率放大器26状态的适当控制信号。

IR通信模块24也耦合到控制器20，并且对IR通信模块24从控制器20接收的数据信号编码和调制，用于经过IR发光二极管(IR-LED)25发送。IR通信模块24  过耦合到控制线路30的控制线路31监视从控制器20到功率放大器26的控制信号。IR通信模块24还可以操作在接收模式，其中在IR通信模块24内的光电二极管23和25中任意一个接收的IR信号被解调和译码。

控制器20耦合到一个包含至少几种数据结构的存储器32。例如，一种数据结构包含控制控制器20操作因而也控制无线通信装置10的功能的程序指令。另一种数据结构包含执行无线通信装置10的适当功能所需的各种操作数据。存储器32也可以包括一种其中存储了诸如姓名、电话号码、地址、日历数据之类的各种其它数据的数据结构。这种数据可以，例如，用键盘(未示出)手工输入到无线通信装置10中，或者可以将数据下载到无线通信装置10中。IR通信模块24提供了从存储器32下载数据的能力，或从无线通信装置10外部的数据源向存储器32写入数据的能力。应当知道，尽管只示为一个单一的存储元件，但存储器32可以是由数个存储器件实现的。

再参考图1，无线通信装置10和***装置16是靠近操作的，例如在大约20-100cm范围内。无线通信装置10通过IR信号34向***装置16发送数据，并经过IR信号36从***装置16接收数据。IR信号34和36是根据一种或多种已知IR通信协议构造的，在异步通信中，发送的每个字包括一个开始位和一个停止位。

无线通信装置10和***装置16进一步操作在存在邻近天线28产生的RF能量场38的情况下。RF能量场38是从无线通信装置10至基站14的RF通信信号27的发送而产生的。RF能量场38可能极大地影响，如果不是完全破坏的话，***装置16利用IR数据信号34接收通信的能力。如上所述，这是由于许多***装置没有设计为适当地屏蔽和/或滤除RF能量场38带来的干扰。

但是，根据各种无线通信协议，RF能量场38并不连续存在。作为替代，无线通信装置10可以通过发送RF能量的周期性脉冲串进行通信，如在时分多路复用通信***的场合。例如，根据GSM标准，图2所示功率放大器26通过产生RF能量脉冲串进行发射。更具体地讲，响应来自控制器20的启动信号，功率放大器26以217Hertz(Hz)重复率发送542.8微秒(μsec)脉冲串。根据一个优选实施例，可以合理地利用功率放大器26的脉冲化操作，以利用IR信号34和36增强无线通信装置10和***装置16之间的无线通信。

首先，应当知道无线通信装置10内的优先权保留给发送RF通信信号27，因此，在IR信号发送期间完全消除RF能量场38的存在是不可能的。如果RF通信信号27以脉冲串格式发送，那么可以利用脉冲串之间的周期从无线通信装置10向***装置16发送IR信号34。从***装置16向无线通信装置10发送的IR信号36应当没有问题，因为无线通信装置10被设计为在存在RF能量场时操作，因而接收来自***装置16的IR信号36一般不会受到不利影响。但是，对于***装置16则不必一样。

参考图3，迹线40代表从无线通信装置10向基站14发送RF通信信号的功率放大器26的脉冲操作。迹线42代表向***装置16发送IR信号34的IR通信模块24的操作。如图所示，IR信号34在时间段t_i期间发送，根据通信标准，在此期间功率放大器26是空闲的。

再参考图2，IR通信模块24能够经过控制线路31监视从控制器20到功率放大器26的控制信号。作为替代，可以将控制器20构造为在独立的控制线路上直接将控制信号传送到IR通信模块24。然后，IR通信模块24响应控制信号，暂停IR信号34的发送。根据本优选实施例，可以提供有关暂停和再开始IR信号34的几种策略。

如图2中所示，硬件存储器46耦合到IR通信模块24，虽然可以把存储器提供在IR通信模块24的内部。一旦接收到预启动或启动信号，IR通信模块24可以立即在字中间暂停，并开始把要发送的数据字存储在存储器46中。当启动信号不再存在时，IR通信模块24可以在适当的时间恢复IR信号的发送，以保存在存储器46中的数据字开始，同时将新接收的数据字存储在存储器46中。在数据字发送恢复之前可以有短暂的暂停，以使RF能量场38能够完全消失。作为替代，存储器46可以用软件实现，其中将数据字编址并存储在无线通信装置10的随机存取存储器部分中。还应当知道，不一定要给IR通信模块24提供存储器，但是作为替代，存储器32可以包括一种安排用于提供临时存储功能的附加数据结构。在这种安排中，控制器20可以在IR发送暂停期间把数据字直接存储在存储器32中。

为了防止字中间的IR发送暂停和在控制信号至少包括一个预启动信号的场合，IR通信模块24或控制器20可以响应预启动信号，确定是否存在发送下一个字的足够时间。如果没有足够的时间发送下一个字，那么可以如上所述将下一个字与每个后续数据字一同存储在存储器46或存储器32中，直到IR通信模块24可以恢复发送，即，在RF脉冲串发送之后。

本通信装置和方法的一个优点是减小了通信装置10的峰值功率需求。由于IR信号在RF脉冲串发送期间被暂停，IR发射机和RF发射机不同时操作。由于在通信装置10内，IR发射机和RF发射机一般具有最高的功率需求，因此本通信装置和方法提供了减小峰值功率需求的附加优点。

但是，通过在RF脉冲串发送期间暂停IR信号34的发送，使IR发送的有效数据率减小了相当于RF脉冲串发送率的一个因数。例如，GSM900标准规定的RF脉冲串是一个1/8速率脉冲串。因此，在正常情况下规定为115.2kb/s的IR发送的有效数据率将减小到大约100.8kb/s。

至此，通过具有一个用于在无线通信装置10和***装置16之间通信数据的副收发信机的无线通信装置10的例子说明了通信装置和方法，其中副收发信机是一个IR收发信机模块。但是本发明不限于此。通信装置和方法具有其中无线通信装置10和***装置16之间的数据通信是利用低功率RF发送完成的应用。作为替代，可以使用脉冲激光器和其它不是IR的光学发送装置。此外，本发明不限于造成问题的能量场是RF发送结果的这种情况。

现在参考图4，用流程图的形式说明根据一个优选实施例的无线通信装置的操作方法100。在步骤102，IR通信模块24启动无线通信装置10和***装置16之间的数据发送。在步骤104，IR  信模块24接收控制信号，最好是预启动信号，并且响应该信号，IR通信模块24暂停数据的发送，和开始将数据字缓冲存储在存储器46中，步骤106。一旦在步骤108中RF脉冲串发送完成，这可以用功率放大器启动信号的消失指示，IR通信模块恢复数据发送，步骤110。发送保存在存储器46的数据字，和继续数据发送，步骤112，直到完成，步骤114。

在RF脉冲串通过之后可以使IR发送的恢复稍稍延迟，因而可以使暂停发送周期稍长于实际的RF脉冲串持续时间。稍长的持续时间可以使RF能量场充分消散，以便不对IR发送的恢复造成不利影响。此外，如果在步骤104控制信号是一个放大器预启动信号，那么IR通信模块24可以响应预启动信号暂停进一步的IR发送，和开始RF脉冲串持续时间的数据字存储。步骤104可以进一步包括根据预启动信号的接收确定是否可以完成当前数据字的发送，或是否可以在RF脉冲串来到之前发送下一个数据字，如果是这样，发送剩余的数据。

熟悉本领域的技术人员应当知道上述说明还可以有其它的修改和替代实施例。本说明书仅是说明性的，并且其目的是对熟悉本领域人员说明实施本发明的最佳模式。可以对结构和方法的细节进行实质上的改进而不脱离本发明的精神，并且保留附属权利要求范围内的所有改变的独占使用权。

Claims (22)

1.一种无线通信装置，包括：

用于产生控制信号的控制器；

与所述控制器耦合的第一通信模块，所述第一通信模块响应所述控制信号传送脉冲信号；

与所述控制器耦合的第二通信模块，所述第二通信模块传送第二信号，所述第二通信模块响应所述控制信号将进行中的所述第二信号的传输暂停一段时间，该时间是所述脉冲信号宽度。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述第一通信模块包含适用于间歇操作的射频收发信机。

3.一种便携通信装置，包括：

具有控制信号输出的控制器；

与控制器的所述控制信号输出耦合的第一通信模块；

与控制器的所述控制信号输出耦合的第二通信模块；

所述第一通信模块根据所述控制器的控制信号输出，提供具有响应控制信号的信号宽度的第一信号；

所述第二通信模块根据所述控制器的控制信号输出，在响应所述控制信号的所述第一信号通信期间中断进行中的第二信号的通信。

4.如权利要求3所述的便携通信装置，

在所述第一信号的所述信号宽度之后，所述第二通信模块恢复所中断的所述第二信号的通信。

5.一种便携通信装置中使用的方法，所述方法包括：

以由各非活动间隙所分隔的脉冲序列的形式传送第一信号；

只在所述第一信号的所述各非活动间隙期间传送第二信号；

在所述第一信号的所述脉冲期间中断所述第二信号的所述通信。

6.如权利要求5所述的方法，

在中断之后，在所述第一信号的所述各非活动间隙期间，恢复所述第二信号的所述通信。

7.如权利要求5所述的方法，利用普通控制信号，控制所述第一信号的所述通信以及所述第二信号的所述中断。

8.一种通信装置中使用的方法，所述方法包括：

以由各非活动间隙所分隔的脉冲序列的形式传送第一信号；

传送第二信号；

在所述第一信号的所述脉冲期间，中断所述第二信号的所述通信。

在所述第一信号的所述各非活动间隙期间，恢复所述第二信号的传输。

9.如权利要求8所述的方法，

响应控制信号，传送所述第一信号；

响应控制信号，中断所述第二信号的所述通信；

10.如权利要求9所述的方法，

响应与传送所述第一信号时所响应的同一控制信号，中断所述第二信号的通信。

11.如权利要求8所述的方法，

以由各非活动间隙所分隔的脉冲序列的形式传送所述第一信号的步骤，包括发射所述第一信号。

12.一种无线通信装置中的方法，所述方法包括：

传送具有由相应的各非活动间隙分隔的脉冲的脉冲信号；

通过在各脉冲之间的所述各非活动间隙期间传送第二信号，事实上在传送所述脉冲信号的同时传送所述第二信号，并且在所述脉冲信号的所述各脉冲期间中断所述第二信号的传送。

13.如权利要求12的所述方法，

响应控制信号，传送所述脉冲信号，

响应控制信号，中断所述第二信号的通信。

14.如权利要求12的所述方法，传送所述脉冲信号的步骤，包括发射所述脉冲信号。

15.一种在具有耦合到控制器的第一通信模块和第二通信模块的通信装置中使用的方法，所述方法包括：

响应来自控制器的控制信号从所述第一通信模块传送第一信号；

响应所述控制信号从所述第二通信模块中断第二信号的通信；

当所述第一信号的通信完成，恢复所述第二信号的所述通信。

16.如权利要求15所述的方法，

传送所述第一信号，持续第一信号宽度，

在所述第一信号宽度期间，中断所述第二信号的所述通信，

在所述第一信号宽度之后，恢复所述第二信号的所述通信。

17.如权利要求15所述的方法，

响应相应的控制信号，以多间歇的形式传送所述第一信号，所述多间歇的每个具有间歇宽度并由各间歇之间的间隙分隔开，

在每个间歇宽度期间中断所述第二信号的所述通信，

在各间歇之间的间隙期间恢复所述第二信号的所述通信。

18.一种通信装置中使用的方法，所述方法包括：

传送具有公知的信号特性的、包括由实际无能量的各间隙分隔的相对高能量的各间隙的第一信号；

通过在所述实际无能量的各间隙期间传送第二信号，事实上在传送所述第一信号的同时传送第二信号。

19.如权利要求18所述的方法，

传送具有所述公知特性的所述第一信号的步骤，包括传送由脉冲序列构成的信号。

20.一种通信装置中使用的方法，所述方法包括：

传送具有由相对低能量的各间隙分隔的相对高能量的各间隙的第一信号；

只在所述第一信号具有相对低能量的间隙期间，通过传送第二信号降低峰值功率消耗，并且在所述第一信号具有相对高能量的各间隙期间中断所述第二信号的通信。

21.如权利要求20所述的方法，

传送所述第一信号的步骤，包括传送由脉冲序列构成的信号。

22.如权利要求20所述的方法，传送所述第一和第二信号的步骤，包括发射所述第一和第二信号。

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