BR112014008271B1

BR112014008271B1 - estação de acoplamento para acoplamento sem fio com um dockee em um ambiente compartilhado de espectro de rádio, e, método para prover uma estação de acoplamento

Info

Publication number: BR112014008271B1
Application number: BR112014008271-5A
Authority: BR
Inventors: Koen Johanna Guillaume Holtman; Maurice Herman Johan Draaijer
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2021-02-17
Also published as: JP6072809B2; CN103843193B; EP2745351B1; RU2604953C2; JP2014534501A; CN103843193A; BR112014008271A2; US20140242911A1; US9559754B2; IN2014CN02299A; RU2014118596A; WO2013054232A1; MX2014004206A; EP2745351A1

Abstract

ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO PARA ACOPLAMENTO SEM FIO COM UM DOCKEE EM UM AMBIENTE COMPARTILHADO DE ESPECTRO DE RÁDIO, E, MÉTODO PARA PROVER UMA ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO Um sistema de acoplamento sem fio em um ambiente compartilhado do espectro radioelétrico, incluindo: uma estação de acoplamento (120) configurada com um rádio (322) ligado a uma antena (324); um dockee configurado com um rádio (312) ligado a uma antena (314) e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para sua comunicação com a estação de acoplamento; e um dispositivo de redução da eficiência da antena (328) que reduz a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee quando o dockee está fisicamente acoplado à estação de acoplamento.

Description

ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO PARA ACOPLAMENTO SEM FIO COM UM DOCKEE EM UM AMBIENTE COMPARTILHADO DE ESPECTRO DE RÁDIO, E, MÉTODO PARA PROVER UMA ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO

[0001] Esta invenção refere-se a um acoplamento sem fio e, mais particularmente, a um sintonizador de antena de acoplamento sem fio para a melhoria e otimização da eficiência da ligação.

[0002] Acoplamento sem fio utiliza tecnologias sem fio para conectar dispositivos portáteis, tais como telefones celulares, laptops etc., para ambientes de acoplamento normalmente estacionários. Tal dispositivo portátil é chamado dockee ou dockee sem fio. O ambiente de acoplamento sem fio permite o acesso dockee para periféricos, tais como uma tela grande, um teclado, um mouse, e portas de entrada/saída que podem ser utilizados para melhorar a experiência e a produtividade do usuário final, ao interagir com os aplicativos em execução no dockee. Um exemplo para o acoplamento sem fio é fornecer ao usuário de um telefone móvel a possibilidade de uso de uma tela maior, como uma TV ou monitor de PC, ao interagir com um aplicativo, como um cliente de e-mail ou um navegador web, em execução no telefone móvel.

[0003] Para realizar o acoplamento sem fio, o dockee se conecta sem fio a uma ou mais estações para conexão sem fio, também conhecidas como hospedeiros de acoplamento sem fio, a fim de ganhar acesso aos periféricos no ambiente de acoplamento sem fio. Em um caso simples, o ambiente de acoplamento sem fio é realizado tendo em um local (em uma sala, em uma mesa em um escritório etc.) uma única estação de base sem fio na qual os periféricos, como televisores, monitores de PC, teclados etc., estão todos ligados. Em um exemplo específico, um teclado sem fio Bluetooth e uma webcam USB podem ser conectados a uma estação de acoplamento para se tornar parte de um ambiente de acoplamento. Assim, o dockee seria ligado ao teclado sem fio e à webcam USB após o acoplamento com a estação de acoplamento.

[0004] Em termos práticos, Wi-Fi será o protocolo sem fio mais lógico para permitir a ancoragem sem fio entre a estação de ancoragem e o dispositivo dockee, pois muitos (potenciais) dispositivos dockee vêm com suporte Wi-Fi já embutido. No entanto, um sistema de acoplamento sem fio completo que visa garantir compatibilidade entre dispositivo e fabricante entre diferentes dockees e estações de acoplamento de forma prática é ainda definido por um conjunto de mecanismos ou protocolos entre dockees e estações de acoplamento que realizam configuração de conexão Wi-Fi automática fácil e conveniente entre o dockee e as estações de acoplamento com os seus periféricos associados.

[0005] No ambiente de acoplamento sem fio, o estado de “ser acoplado” neste contexto - o estado acoplado - é o estado onde o dockee tem acesso a todos os periféricos no ambiente de acoplamento sem fio, ou pelo menos a todos os periféricos no ambiente de acoplamento sem fio que o dockee optou para acesso. O agrupamento de vários periféricos em um único ambiente de acoplamento sem fio e que permite ao usuário conectar o dockee a todos os periféricos no ambiente de acoplamento sem fio, iniciando uma única ação “doca” é um conceito importante para permitir a facilidade de uso. O estado de ser “desacoplado” é um estado onde não há acesso a qualquer um dos periféricos no ambiente de acoplamento sem fio. De preferência, os procedimentos de acoplamento e desacoplamento são automáticos, tanto quanto possível, exigindo intervenção mínima e configuração prévia mínima por um usuário.

[0006] A estação de acoplamento pode ser implementada de várias maneiras. Pode ser um dispositivo de uso único especialmente concebido, ou poderia ser, por exemplo, um PC com alguns aplicativos de software, o que pode ter algum hardware extra ligado para realizar o acoplamento mais conveniente e/ou eficiente. Uma HDTV pode também ter funcionalidade interna para atuar como uma estação de acoplamento. Uma opção de projeto que é considerada por todas essas classes de estações de acoplamento é equipar a estação com um suporte, em que o dockee pode ser colocado. A colocação do dockee no suporte geralmente terá o efeito de desencadear uma ação de acoplamento. Outra opção é equipar a estação de acoplamento com um bloco de acoplamento, uma superfície sobre a qual o dockee pode ser colocado. Mais uma vez, a colocação provocaria uma ação de acoplamento, pelo menos quando o dockee estava no estado desacoplado anteriormente.

[0007] Equipar uma estação de acoplamento com um suporte, almofada, ou outra área demarcada tem a vantagem de que, se um quarto individual ou única área em um edifício contém muitas estações de acoplamento, tudo dentro de potencial de alcance sem fio, haverá uma maneira fácil para um usuário indicar que estação e ambiente de acoplamento sem fio implícita o que usuário quer acoplar. Outra ação desencadeadora pode ser por meio de um menu no dispositivo dockee. Por exemplo, em uma sala, quando um usuário está sentado em uma cadeira com o dispositivo dockee na mão, seria conveniente desencadear uma ação de acoplamento com uma estação de acoplamento que não está ao alcance do braço utilizando um menu no dockee. Desencadeamentos adicionais que começam a partir de um estado não acoplado para um estado acoplado incluem: (a) a verificação de uma etiqueta NFC (Near Field Communication) em uma estação de acoplamento por um dockee, ou (b) pelo usuário pressionando um botão específico no dockee, ou (c) na estação de acoplamento. Um padrão maximamente útil de acoplamento sem fio deve habilitar muito destes tipos desencadeadores, fornecendo aos fabricantes de dispositivos e usuários finais a opção de selecionar o que é mais conveniente para eles.

[0008] Para promover a simpatia máxima do usuário, o desencadeamento de uma ação de “desacoplamento” não deve ser sempre o inverso de um desencadeamento de uma ação de “acoplamento”. Por exemplo, se o acoplamento pode ser iniciado automaticamente pelo usuário colocando um dockee de celular em uma almofada de acoplamento, então ele pode não ser conveniente se o desacoplamento acontece automaticamente quando o usuário pega o telefone celular para atender uma chamada. A ligação Wi-Fi entre o telefone e a estação de acoplamento pode ser mantida também quando o usuário pegou o telefone da almofada de acoplamento, embora em alguns casos a taxa de transferência da ligação possa sofrer pelo usuário um bloqueio de caminho de sinal direto com seu corpo.

[0009] Se um dockee é colocado sobre uma almofada de acoplamento, posicionada num suporte, ou colocado pelo usuário dentro de uma área (fisicamente demarcada, ou apenas conhecida) que está associada a uma estação de acoplamento ou ambiente de ancoragem, o dockee é considerado no estado de ser “fisicamente acoplado”. Se um dockee entra no estado de ser fisicamente acoplado, isso pode desencadear uma ação de acoplamento, resultando em um dockee também tornando-se logicamente acoplado. Se o dockee deixa o estado de ser acoplado fisicamente, pode não necessariamente deixar de ser acoplado de forma lógica.

[0010] Acoplamento físico pode ser feito por um usuário por uma série de razões, e vários destes motivos podem ser aplicados ao mesmo tempo:

1. Para desencadear um processo de acoplamento lógico.
2. Para assegurar que o dockee seja ligado a uma fonte de energia, por exemplo, o carregamento sem fio pela colocação de um telefone em uma almofada de carga.
3. Para otimizar, ou tornar mais previsível, a qualidade da comunicação sem fios entre o dockee e a estação de acoplamento/ ambiente de acoplamento. A qualidade (de velocidade, latência) e a previsibilidade da comunicação terão um efeito sobre a utilidade da combinação do dockee com os periféricos no ambiente de acoplamento.
4. Para criar uma entrada para um mecanismo de segurança, de modo que (a) o processo de acoplamento pode prosseguir de forma mais segura e/ou (b) o processo de acoplamento pode omitir alguns passos de diálogo de segurança que o usuário teria que passar por outra forma ao acoplar logicamente a partir de uma distância. As conexões sem fio podem estar sujeitas a ataques intermediários pelos quais um atacante (remoto) com o equipamento certo pode aparentar ser um dockee a uma estação de acoplamento, ou uma estação de acoplamento para um dockee. Embora os mecanismos conhecidos, como a autenticação do código PIN (de Bluetooth) possam diminuir as chances de ataques bem sucedidos, estes não são práticos. Acoplamento físico, com um mecanismo de detecção para o acoplamento físico, que é difícil para um ataque intermediário remoto para influenciar é, portanto, uma importante via para reforçar a segurança, mas não deve ser à custa de facilidade de utilização.

[0011] Vários elementos importantes do processo são identificados para o processo que leva de um estado desacoplado para um estado acoplado. Estes elementos do processo não têm que ocorrer numa ordem fixa, nem devem ocorrer sempre para cada tipo de processo de acoplamento previsto. Alguns destes elementos são:

1. Um desencadeamento ou mecanismo/evento inicial que começa o processo de acoplamento, onde este desencadeamento pode selecionar um ambiente de acoplamento sem fio entre vários ambientes de acoplamento sem fio que estão todos na faixa sem fio.
2. A criação de uma ou mais conexões seguras sem fio entre o dockee e a estação(ões) de acoplamento ou outros elementos no ambiente de acoplamento, com a inicialização dessas conexões seguras, muitas vezes contando com mecanismos de criação ‘relação de confiança/detecção’ que protegem contra um ataque intermediário.
3. A seleção dos protocolos sem fio e configurações de interface ideais para uso em comunicações para e de funções periféricas no estado acoplado, por exemplo, canal Wi-Fi.

[0012] Acoplamento e suporte de carregamento atuais utilizam pontos de contato elétrico para fazer o carregamento e/ou conexões de dados. As desvantagens dessa abordagem são que os contatos podem ficar sujos, e passam a não funcionar bem com o tempo, e que os pontos de contato são um impedimento para a obtenção de estética no estilo do dispositivo móvel.

[0013] Um padrão sem fio, como Wi-Fi, pode ser utilizado para apoiar acoplamento sem fio. Wi-Fi funciona em uma banda de frequência aberta (ISM), de modo que as conexões Wi-Fi podem estar sujeitas à interferência de outros usuários do mesmo canal, como outros usuários Wi-Fi. Para evitar uma interrupção das comunicações devido a esta interferência, WiFi foi projetado para compartilhar o canal, e todos os dispositivos utilizam o mecanismo CSMA (acesso múltiplo de sentido portador). Este mecanismo assegura que todos os dispositivos da faixa do outro se alternam no envio de pacotes.

[0014] A FIG. 1 mostra a situação em que dockees A 110 e E 130, estações de acoplamento B 120 e D 140, um roteador Wi-Fi 150, e um computador portátil 160 estão utilizando o mesmo canal sem fio C. Além disso, um dispositivo sem fio não-Wi-Fi 170 faz a transmissão de informações sobre o canal C sem fio, ou sobreposição com canal sem fio C. O limite 180 indica um intervalo em que o dockee 110 pode captar um sinal de outro dispositivo usando o canal C. Esta é uma simplificação, pois o intervalo pode ser diferente dependendo do tipo e ajustes de potência de transmissão dos outros dispositivos. Para o dockee A 110 acoplado a uma estação de acoplamento B 120 utilizando o canal C sem fio, isso significa que quando o dockee E 130, ou estação de acoplamento D 140, roteador 150, computador portátil 160 ou dispositivo sem fio 170 estão ativamente usando o mesmo canal C sem fio - ou um canal de sobreposição parcial - estando na gama de 180 do dockee A 110, a utilização do canal faz com que a degradação do desempenho para dockee A 110, em comparação com o desempenho, quando não há outros usuários ativos presentes. Isto é devido ao fato de que os mecanismos de sentido portador no dockee A 110 e estação de acoplamento B 120 vão se afastar utilizando o canal C se eles detectarem outro dispositivo utilizando o canal. Esta degradação pode causar, por exemplo, a degradação da velocidade de atualização da tela que faz com que seja impossível assistir confortavelmente um vídeo através da ligação de acoplamento sem fios, embora ela não causará perda total da ligação.

[0015] Vamos supor que um dispositivo 110 na Fig. 1 é um dispositivo de uso geral, como um telefone celular, usando 802.11n (‘Wi-Fi n’) de rádio. Em circunstâncias normais, o intervalo em que o mecanismo de sentido portador de um dispositivo 110 capta sinais pode ser indicado pela área 180. O mecanismo do sentido portador (ou detecção do portador) em um dispositivo compatível com 802.11n, como o dispositivo A 110, é necessário para evitar transmissões pelo dispositivo se qualquer uma das seguintes afirmações for verdadeira:

1. Um sinal de rádio codificado de acordo com o padrão Wi-Fi é detectado no canal, com uma intensidade de sinal de, pelo menos, X db.
2. Qualquer sinal é detectado no canal, com uma intensidade de sinal de, pelo menos, X+Y db. (Ou seja, o sinal deve ser significativamente mais forte do que na primeira condição).

[0016] Os valores exatos para X e Y, no caso do 802.11n, podem ser encontrados na seção 20.3.22.5 do documento padrões IEEE 802.11n-2009. Para codificação de sinal em alguns padrões Wi-Fi anteriores, a segunda condição nem sempre precisa ser implementada.

[0017] As duas condições acima mencionadas significam que as transmissões por qualquer dos dispositivos 130, 140, 150, 160 e 170 podem fazer com que um dispositivo 110 aguarde antes de acessar o canal, causando uma degradação de desempenho na comunicação entre o dockee A 110 e a estação de acoplamento B 120.

[0018] Um problema particular é que uma implementação de rádio 802.11n para uso geral, tal como esperado para estar presente no dockee A 110, respeita as limitações acima, quando se pode transmitir, mesmo se o dockee A 110 em si está transmitindo a um baixo consumo de energia Z<<X, o que torna muito improvável que essa transmissão interfira com o uso concomitante do canal C pelos dispositivos 130, 140, 150, 160 e 170. O padrão Wi-Fi (e a maioria dos padrões sem fio) não foi projetado com o caso especial de comunicação de rádio com uma distância muito curta em mente. Portanto, implementações comuns destas normas não podem fazer exceções para otimizar esse caso. Um regime de certificação pode até mesmo impedí-los de fazer certas exceções.

[0019] Uma forma de melhorar o desempenho na situação da Fig. 1 é isolar dispositivos A 110 e B 120 do seu ambiente, por exemplo, colocando-os dentro de uma gaiola de Faraday. No entanto, esta não é uma solução prática para o caso de acoplamento sem fio. Outra maneira consiste em assegurar que a maioria dos dispositivos no domínio utilize canais diferentes, não sobrepostos. No entanto, o número de canais disponíveis para uso por rádios 802.11n é limitado, pois esta é apenas uma solução parcial, na melhor das hipóteses. Por exemplo, em um prédio de escritórios de plano aberto, considerando uma estação de acoplamento por mesa (por empregado) e um espaço mínimo médio de 5x5 metros por empregado, 99 outras estações de acoplamento podem ser encontradas no mesmo andar dentro de uma grade de 50x50 metros em torno de uma única estação de acoplamento. Se 802.11n ligado a canais é utilizado, há apenas cerca de 10 pares de canais não sobrepostos para escolher. Isto significa que, em um ambiente de escritório, a Fig. 1 mostra uma representação realista, talvez até otimista, de outros dispositivos de gama sob a suposição de que apenas os dispositivos que utilizam o mesmo canal são mostrados.

[0020] No artigo “Adaptive CSMA for Scalable Network Capacity in High-Density WLAN: A Hardware Prototyping Approach”, de Zhu, J. Metzler, B. Guo, X. Liu, Y, em: INFOCOM 2006, a 25 ª Conferência Internacional de IEEE sobre Procedimentos de Comunicações com Computador (a seguir o artigo), os autores descrevem este problema e ressaltam que em ambientes WLAN densos, a alta sensibilidade do mecanismo do sentido portador pode ser um problema de desempenho. Os autores propõem resolvê-lo tendo os dispositivos em questão o uso de um algoritmo de adaptação de nível do sentido portador (CAA) (figura 3 no papel) para orientar no sentido de um limite superior (intensidade do sinal mais forte) para o mecanismo do sentido portador. A Figura 11 (a) no artigo mostra, para um teste em um escritório de plano aberto mostrado na figura 9 do artigo, as melhorias de desempenho obtidas usando esta técnica. Certas realizações aqui diferem em vários aspectos importantes da abordagem defendida neste artigo. Por exemplo, certas realizações aqui não dependem de qualquer mecanismo embutido no dockee que faz com que o mecanismo do sentido portador do dockee utilize um limite diferente. Além disso, algumas realizações aqui não utilizam um loop de controle para alcançar uma configuração ideal para o limite usando as propriedades do ambiente de rádio. Em mais contraste, algumas realizações aqui utilizam o conceito de acoplamento físico como um discriminador entre entrar em um regime no sentido portador ‘normal’ e um regime no sentido portador modificado.

[0021] Após a aplicação de uma realização da invenção aqui descrita, o intervalo, conforme mostrado na Fig. 1, no qual o dockee A 110 pode captar um sinal de outro dispositivo usando, por exemplo, o canal C é reduzido, tal como indicado pelo menor intervalo indicado por 190. Assim, mesmo que existam dispositivos de Wi-Fi ou outros dispositivos no intervalo que utilizam o canal C, e/ou um canal de sobreposição, há um melhor desempenho da ligação entre a estação de dockee e a estação de acoplamento, de acordo com uma realização da presente invenção. Isto é particularmente desejável se muitas estações de acoplamento sem fio estiverem muito próximas umas das outras em uma sala ou espaço único, por exemplo, em um web café ou em um escritório de plano aberto.

[0022] Certas realizações criam uma boa provisão de ligação sem fio entre um emissor (por exemplo, Dockee A 110) e um receptor (por exemplo, estação de acoplamento B 120), e para manter a alta provisão de link, independente do que ocorre no ambiente. Note que uma provisão de ligação é entendida como a contabilização de todos os ganhos e perdas do transmissor através do meio para o receptor em um sistema de telecomunicações. Esta realização maximiza a taxa de dados e minimiza os tempos em que a conexão cai temporariamente (por exemplo, nenhuma transmissão de pacote é possível para 0,1 segundos) devido a causas como interferência, deterioração na qualidade do link devido ao efeito multicaminho, ou pessoas ou objetos em movimento entre as antenas etc..

[0023] Outras realizações adicionais implementam o dockee como um dispositivo de propósito geral (Wi-Fi), utilizando tecnologia padrão.

[0024] Em uma primeira realização da invenção, um sistema de acoplamento sem fio em um ambiente de espectro compartilhado inclui: uma estação de acoplamento configurada com um rádio ligado a uma antena, um dockee configurado com um rádio ligado a uma antena e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para sua comunicação com a estação de acoplamento; e um dispositivo de redução da eficiência da antena, que reduz a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee quando o dockee está fisicamente acoplado.

[0025] Em uma segunda realização, quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento da primeira realização, a potência de transmissão de rádio no dockee é regulada para ser menor do que quando o dockee é fisicamente desacoplado da estação de acoplamento.

[0026] Em uma terceira realização, o rádio no dockee da primeira realização é configurado para comutar entre pelo menos duas configurações do limite do sentido portador.

[0027] Em uma quarta realização, o dockee da primeira realização compreende ainda uma primeira bobina de carregamento, e a estação de acoplamento compreende ainda uma segunda bobina de carregamento, em que a segunda bobina de carregamento está alinhada com a primeira bobina de carregamento para carregar o dockee quando acoplado fisicamente.

[0028] Em uma quinta realização, uma estação de acoplamento para acoplamento sem fio com um dockee em um ambiente compartilhado de espectro de rádio, em que o dockee é configurado com um rádio ligado a uma primeira antena e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para a comunicação com a estação de acoplamento, a estação de acoplamento compreendendo: um rádio ligado a uma segunda antena, e um dispositivo de redução da eficiência da antena, que reduz a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee aos sinais transmitidos por outros dispositivos no ambiente compartilhado de espectro de rádio quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento.

[0029] Em uma sexta realização, o dispositivo de redução de eficiência da antena da quinta realização é um dispositivo de sintonização que se desloca da frequência natural de ressonância da primeira antena.

[0030] Em uma sétima realização, o dispositivo de redução da eficiência da antena da quinta realização é um absorvedor de rádio, refletor ou blindagem que atenua os sinais de rádio recebidos pelo dockee de transmissões por outros dispositivos.

[0031] Em uma oitava realização, o dispositivo de sintonização da sexta realização compreende um metal condutor que acopla com a primeira antena.

[0032] Em uma nona realização, o dispositivo de redução da eficiência da antena da quinta realização é um dispositivo de sintonização que torna a primeira antena menos eficiente, criando um acoplamento eletromagnético entre os diferentes elementos da primeira antena que são concebidos para ser eletricamente isolados uns dos outros.

[0033] Em uma décima realização, o dispositivo de sintonização da sexta realização compreende um metal condutor que acopla com a antena no dockee.

[0034] Em uma décima primeira concretização, o dispositivo de sintonização da sexta realização compreende uma pluralidade de elementos condutores de metal que estão ligados uns aos outros por intermédio de pelo menos uma resistência e em que, pelo menos, uma resistência dissipa a energia de campo eletromagnético que flui através da pluralidade de elementos do metal condutor.

[0035] Em uma décima segunda realização, uma ligação a, pelo menos, uma resistência da décima primeira realização é feita por meio de um interruptor.

[0036] Em uma décima terceira realização, o dispositivo de redução de eficiência da antena da quinta realização pode ser ligado ou desligado.

[0037] Em uma décima quarta realização, o rádio na estação de acoplamento da quinta realização é ligado a uma pluralidade de antenas, em que cada uma dentre a pluralidade de antenas está posicionada de tal modo que a ligação é otimizada para um determinado tipo de dockee.

[0038] Em uma décima quinta realização, a estação de acoplamento da quinta realização compreende ainda uma estrutura de alinhamento para o alinhamento de um dockee acoplado, de tal modo que a primeira antena está alinhada com uma configuração pré-definida com o dispositivo de redução da eficiência da antena na estação de acoplamento.

[0039] Em uma décima sexta realização, a estrutura de alinhamento da décima-quinta realização compreende uma forma específica para a estação de acoplamento para permitir que o dockee seja colocado dentro ou sobre a estação de acoplamento apenas em uma posição específica.

[0040] Em uma décima-sétima realização, a estrutura de alinhamento da décima-quinta realização compreende uma parte móvel no qual a segunda antena está montada, de modo que a parte móvel pode ser movida para um local onde a segunda antena está alinhada com a primeira antena.

[0041] Em uma décima oitava realização, a estação de acoplamento da décima-sétima realização compreende ainda uma primeira bobina de carregamento para carregamento por meio de acoplamento eletromagnético com uma segunda bobina de carregamento localizada no dockee, em que as bobinas de carregamento também servem como um eletroímã que move a parte móvel.

[0042] Em uma décima-nona realização, a estrutura de alinhamento da décima-quinta realização compreende uma estrutura ranhurada para a estação de acoplamento, aberta de um lado e fechado do outro lado, para permitir que o dockee seja colocado dentro da estrutura ranhurada que toca no lado fechado da ranhura.

[0043] Em uma vigésima realização, uma estação de acoplamento para acoplamento sem fio com um dockee em um ambiente compartilhado de espectro de rádio, em que o dockee é configurado com um rádio ligado a uma primeira antena e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para a comunicação com a estação de acoplamento, a estação de acoplamento compreendendo: uma unidade central que tem um rádio, um módulo de antena, e um módulo de redução de eficiência da antena para reduzir a eficiência da primeira antena no dockee pela redução da sensibilidade do mecanismo do sentido portador; em que a unidade central tem uma interface para ligar para o módulo de antena e o módulo de redução de eficiência da antena.

[0044] Em geral, os vários aspectos da invenção podem ser combinados e acoplados em qualquer forma possível, dentro do âmbito da invenção. O tópico que é considerado como a invenção é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações no final da especificação. O exposto e outras características e vantagens da invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada considerada com os desenhos anexos. Os desenhos seguintes são exemplos de construções e não se destinam a limitar o âmbito da invenção.

[0045] A FIG. 1 mostra vários dispositivos sem fio usando o mesmo canal ou canal de sobreposição.

[0046] A FIG. 2 mostra os acoplamentos entre sistemas de antenas e objetos de sintonização.

[0047] A FIG. 3 mostra um dockee e um suporte de acoplamento, de acordo com uma realização da invenção.

[0048] A FIG. 4 mostra almofadas de acoplamento, de acordo com uma realização da invenção.

[0049] A FIG. 5 mostra uma almofada/suporte de acoplamento, de acordo com uma realização da invenção.

[0050] A FIG. 6 mostra um dockee e um suporte de acoplamento, de acordo com uma realização da invenção.

[0051] A FIG. 7 mostra componentes modulares de uma estação de acoplamento, de acordo com uma invenção.

[0052] As seguintes realizações descrevem um dispositivo de modificação do sentido portador do dockee. Este dispositivo de modificação do sentido portador do dockee modifica as propriedades do mecanismo do sentido portador no dockee, quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento. De preferência, o dispositivo de modificação do sentido portador modifica as propriedades sem a necessidade de quaisquer alterações a serem feitas no dockee. Por exemplo, não houve mudanças no software, hardware, configurações, ou no padrão de protocolo de rede utilizado pelo rádio do dockee. Tal como descrito em certas realizações aqui, o efeito de modificação do mecanismo do sentido portador faz com que o dockee torne-se menos capaz - de preferência incapaz - de detectar os sinais de rádio a partir de outros dispositivos (tais como os dispositivos 130, 140, 150, 160 e 170 mostrados na Fig. 1), sem perder a sua capacidade de detectar os sinais de rádio da estação de acoplamento. A especificação e figuras aqui apenas discutem dispositivos utilizando o canal C. No entanto, a invenção não está limitada ao canal C, e também pode haver outros dispositivos utilizando outros canais na(s) mesma(s) sala(s).

[0053] ‘Detecção’ é definida operacionalmente como ‘detecção acontece sempre que os sinais do mecanismo do sentido portador para outros elementos da implementação da camada MAC no dockee que um portador é detectado’.

[0054] Em algumas realizações, o dispositivo de modificação do sentido portador do dockee é implementado utilizando um método de redução da eficiência da antena, que reduz a eficiência do sistema de antena em um dockee que é usado para a comunicação através de um canal C, quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento. Por exemplo, o dispositivo de modificação do sentido portador de dockee pode ser implementado utilizando antena de sintonização.

[0055] O desempenho de recepção de um sistema de antena, sua capacidade de captar um sinal e convertê-lo em uma corrente forte o suficiente para o rádio para fazer uso dela, pode ser prejudicado se a antena estiver sintonizada. “Sintonização” é definida como mudança da frequência de ressonância natural do sistema de antena, tornando-se um ressonador menos do que o ideal para captar sinais de um canal destinado C. A sintonização pode acontecer se um dispositivo de sintonização, incluindo um objeto condutor, ou um conjunto de objetos condutores, é colocado perto de uma antena. O objeto condutor e a antena se tornam eletricamente acoplados, por exemplo, através de acoplamento capacitivo quando eles estão por perto, sem tocar, ou por meio de acoplamento condutor quando as partes energizadas não isoladas se tocam. O acoplamento altera as características elétricas da antena, o que leva a uma mudança na frequência de ressonância natural de todo o sistema da antena. Isto é ilustrado na Fig. 2 (A), em que um rádio 210 está ligado a uma antena 220 e um plano aterrado 250. O objeto condutor 230, um comprimento de fio neste exemplo, muda as características da antena por acoplamento capacitivo. O fio 230 é maior do que a antena 220, a fim de que a combinação da antena 220 e o fio 230 forma um sistema elétrico com a frequência de ressonância errada quando impulsionada pelo rádio 210. A Fig. 2 (A) também mostra outro exemplo do objeto condutor 240 que “encurta” tanto a antena 220 e o plano aterrado 250 até certo ponto. Como resultado, o rádio 210 é menos capaz de detectar diferenças de tensão entre as mesmas e, assim, menos capaz de detectar um sinal de rádio.

[0056] O corpo condutor pode criar um acoplamento eletromagnético entre a antena e o plano aterrado sem contatá-los fisicamente. Um objeto condutor também pode ter o efeito de alterar a frequência de ressonância. Note-se que os objetos condutores 230 e 240 não precisam estar presentes ao mesmo tempo, para que eles tenham esse efeito.

[0057] Conforme mostrado na FIG. 2 (B), uma realização inclui um pequeno resistor 260, por exemplo, 50 Ohms, dentro do curto-circuito assim formado. Este resistor converte parte do EM ressonante (eletromagnético) da energia do campo que flui através do campo sintonizador em calor, privando o rádio de energia do campo EM que ele pode detectar. Este resistor 260 pode ser um componente elétrico real, por exemplo, um resistor montado na superfície ligando dois elementos condutores 230, 235 do sintonizador, ou também pode ser realizado através de uma parte do objeto sintonizador condutor muito fino e estreito. Se o sintonizador for implementado através da gravação de um filme de metal depositado sobre uma superfície não condutora, esta forma de realização para o resistor pode ser particularmente atraente. A conexão para o resistor 260 pode, opcionalmente, ser por meio de um interruptor mecânico ou eletrônico 265.

[0058] Uma variante do cenário de sintonização é aquela em que o dispositivo de sintonização provoca um acoplamento entre os dois polos de antena em uma antena dipolo. Isto normalmente não só altera a frequência de ressonância, mas também reduz a eficiência do sistema de antena, criando um tipo de energia elétrica ‘curta’ que reduz a corrente, na verdade, que flui através do rádio em si, reduzindo a capacidade do rádio para detectar as correntes de flutuação criados por meio de sinais de rádio em canal C. Esta realização é ilustrada na Fig. 2 (C), na qual um rádio 210 está ligado a uma antena dipolo tendo polos 270 e 280. O dispositivo de sintonização tem um objeto condutor 290, por exemplo, um fio, que ‘encurta’ 270 e 280, em certa medida, tornando o rádio 210 menos capaz de detectar diferenças de tensão entre eles, e menos capaz de detectar um sinal de rádio. Um objeto condutor 290 também pode ter o efeito de alterar a frequência de ressonância dos polos 270 e 280.

[0059] A sintonização também tem o efeito de reduzir a eficiência com que o sistema de antena pode ser utilizado para o envio de sinais, se o rádio alimenta uma corrente no sistema.

[0060] Um objeto condutor acoplado poderia criar um ‘curto’ elétrico, reduzindo a eficiência do rádio, sem realmente realizar a sintonização (mudando a frequência de ressonância natural) do circuito de rádio. Aqui, a prática comum será seguida utilizando o termo objeto de sintonização para descrever a classe de todos os objetos condutores que, quando colocados perto ou em contato, elementos de um sistema de rádio e antena, farão com que este sistema perca a eficiência para sustentar a recepção e/ou transmissão de rádio.

[0061] Alguns dispositivos sem fio incluem meio de direção ativa para evitar dissonância, mas estes geralmente não podem lidar com grandes objetos/acoplamentos.

[0062] Algumas normas do sistema de rádio, como o 802.11n, permitem o uso de MIMO (Multiple-Input MultipleOutput): múltiplas antenas independentes acopladas ao mesmo rádio. Nesta revelação, o texto e figuras mostram geralmente o caso em que apenas uma única antena está ligada ao rádio. No entanto, realizações da invenção também podem ser aplicadas se o dispositivo sem fios tiver várias antenas ligadas aos seus rádios. O uso do termo ‘sistema de antena‘ destina-se a incluir sistemas de antena MIMO.

[0063] Portanto, um dispositivo de redução da eficiência da antena tem o efeito de reduzir a eficiência através do qual o sistema de antena de um dockee pode captar sinais, e também pode ter o efeito de reduzir a eficiência com a qual o sistema pode emitir sinais. Normalmente, devido à forma como os sistemas de rádio funcionam em um dockee, ambas as eficiências são reduzidas, ao mesmo tempo. Em termos de terminologia de cálculo de provisão de ligação, que é comumente utilizado no projeto de rádio, o dispositivo de redução de eficiência da antena tem o efeito de diminuir o fator de ganho da antena do dockee.

[0064] Ao reduzir a eficiência da antena (s) do dockee, o mecanismo do sentido portador no dockee torna-se menos sensível a sinais de outros dispositivos (por exemplo, os dispositivos 130, 140, 150, 160 e 170 na Fig. 1): o sinal aumenta os valores do limite de resistência X e X+Y ao-sinal para valores maiores (sinal mais forte) no mecanismo de CSMA descrito acima. Isto significa que o dockee pode utilizar o canal C com mais frequência para enviar mensagens para a estação de acoplamento, porque seu mecanismo do sentido portador ignora, de preferência todos, mas pelo menos alguns, dos casos em que outros dispositivos estão usando o canal. Com o dockee sendo capaz de usar o canal com mais frequência do que antes, a eficiência do canal é melhorada para o dockee.

[0065] Uma vantagem técnica adicional que pode ser alcançada é a de que o dockee, quando está recebendo dados da estação de acoplamento, é menos sensível à interferência de outros dispositivos que utilizam o mesmo canal.

[0066] Outra vantagem adicional que pode ser alcançada é que o dispositivo de redução da eficiência da antena pode diminuir a intensidade do sinal que o dockee pode utilizar para enviar mensagens. Isto significa que outros dispositivos (por exemplo, 130, 140, 150, 160 e 170 na fig. 1) são menos propensos a experimentar a degradação do desempenho devido ao uso do canal superior do dockee.

[0067] Note-se que para o caso de Wi-Fi a ser usado, o dockee frequentemente incluirá um regulador de intensidade de sinal que reduz automaticamente a intensidade do sinal para um nível mais baixo, quando o receptor está próximo, como é o caso da estação de acoplamento. Se este regulador estiver presente, quer como um sistema automático, ou como um sistema controlado manualmente, é controlado pelo fabricante. Portanto, uma realização opcional inclui um regulador de intensidade de sinal automático, e outra realização opcional inclui um regulador de intensidade de sinal de comando manual.

[0068] Em uma realização da invenção com referência à Fig. 3, o dispositivo de redução da eficiência da antena é um sintonizador para sintonização da antena 314 e, eventualmente, outros elementos de antena ligados ao rádio 312, com sintonização, conforme revelado anteriormente.

[0069] Em outra realização da invenção, o dispositivo de redução de eficiência da antena funciona como um absorvedor de ondas de rádio, refletor, ou escudo, reduzindo, assim, o acoplamento entre o campo eletromagnético do dockee (e, opcionalmente, a estação de acoplamento), e outros dispositivos nos arredores.

[0070] Outra realização preferida, embora opcional, é que a estação de acoplamento está equipada com uma antena, em um local próximo da antena do dockee, e/ou com uma sensibilidade direcional que está voltada para o(s) local(is), onde a(s) antena(s) do(s) dockee(s) está(ao) ou poderia(m) estar, a fim de apoiar a comunicação entre o dockee e a estação de acoplamento.

[0071] A colocação próxima e/ou direcionalidade da antena tem os benefícios técnicos da (a) criação de uma provisão de ligação suficientemente alta (qualidade da ligação) para comunicações entre o dockee e da estação de acoplamento, mesmo que a antena do dockee seja sintonizada, e (b) permitir que o dockee e a estação de acoplamento diminuam a potência de transmissão que eles utilizam para se comunicar, garantindo assim que outros dispositivos sejam menos propensos a experimentar uma degradação do desempenho devido a uma elevada utilização do canal do dockee e/ou estação de acoplamento.

[0072] Não é um requisito que o suporte contenha um rádio que está ligado à antena - o rádio pode estar em qualquer outro dispositivo que está ligado ao suporte com um fio. Em uma realização, o suporte tem um cabo USB, através da qual ele pode ser ligado a um computador, de tal modo que a combinação de suporte e o computador podem funcionar como uma estação de acoplamento.

[0073] A FIG. 3 mostra um dockee e um suporte de acoplamento, de acordo com uma realização da invenção. O dispositivo de dockee 310 tem um rádio 312 ligado a uma antena 314 e, opcionalmente, a um plano de aterramento 316. A antena 314 pode incluir um único elemento de antena, dois elementos de formas semelhantes (mostrado como um dipolo na Fig. 3), ou por um conjunto de elementos de antena em um formato e forma apropriados. A estação de acoplamento 320 tem um rádio 322 ligado a uma antena 324 e, opcionalmente, a um plano de aterramento 326. A estação de acoplamento 320 também contém um dispositivo de sintonização 328 atuando como um dispositivo de redução da eficiência da antena, reduzindo a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee. Aqui, o dispositivo de sintonização é implementado como um pedaço de metal. A geometria da estação de acoplamento 320, com a estrutura de alinhamento 330 assegura que a peça de metal esteja alinhada com a antena 314, quando o dockee 310 está fisicamente conectado, de modo que o efeito de sintonização pode ocorrer. Quando o dockee é fisicamente desacoplado, retirado do suporte, o efeito de sintonização desaparece, permitindo ao dockee funcionar como um dispositivo de Wi-Fi regular, se for o caso. A estação de acoplamento 320 é mostrada como um suporte, mas pode assumir várias formas.

[0074] Nesta realização, a estrutura de alinhamento 330 é realizada através da concepção de forma da estação de acoplamento 320 para que o dockee 310 esteja sempre localizado na mesma posição, quando colocado na estação de acoplamento 320. Os botões e a tela na frente do dockee 310 criam uma pista visual para o usuário do dockee 310, fazendo com que o usuário coloque o dockee 310 com a tela na parte superior virada para fora. Parte do alinhamento, por conseguinte, não é forçado pela forma da própria estação de acoplamento - esta forma não impediria que um dockee 310 fosse colocado na estação de acoplamento 320 com a parte de trás do dockee 310 voltada para fora, impedindo um bom alinhamento - mas porque os projetos do dockee 310 e da estação de acoplamento 320 criam uma inclinação natural para o usuário colocar o dockee 310 em uma determinada orientação, apesar de seu projeto simétrico permitir outras orientações.

[0075] Note que os locais de antenas podem ser diferentes do que é mostrado na Fig. 3. Por exemplo, alguns dispositivos de dockee podem ter as suas antenas na borda inferior, a fim de ter projetos mais elegantes da estação de acoplamento correspondente.

[0076] Em algumas realizações da invenção, a estação de acoplamento contém antenas múltiplas como um meio de (a) acomodar uma grande classe de dispositivos de dockee (mais fabricantes, modelos, tipos), tendo antenas separadas otimizadas para membros individuais da classe e/ou (b) simplificar o projeto da estrutura de alinhamento, dando à estrutura de alinhamento múltiplas antenas para escolher quando se trata de criar um alinhamento, e/ou (c) a criação de configurações de MIMO de antena para a comunicação entre o dockee e a estação de acoplamento.

[0077] As múltiplas antenas podem ser ligadas à ligação da(s) antena(s) do rádio da estação de acoplamento 322. Essas conexões também podem ser ativadas através de chaves de modo que uma antena específica (ou conjunto de antenas) pode ser selecionada, ou os sinais podem ser todos eletricamente inseridos, baseando-se no fato de que a antena que está melhor posicionada vai pegar o sinal mais forte, e em que a mistura de possíveis sinais mais fracos das outras antenas não degradará seriamente a qualidade da ligação.

[0078] Em uma realização da invenção, a estrutura de alinhamento 330 é também utilizada, além do alinhamento do dispositivo de redução da eficiência da antena e/ou a totalidade ou parte das antenas na estação de ancoragem com o dockee, para garantir que uma bobina de carregamento sem fio opcional 340 na estação de acoplamento 320 esteja alinhada com uma bobina de carregamento sem fio 350 no dockee 310. Isto tem a vantagem, em relação às soluções de carregamento sem fio convencionais, onde uma almofada de carga pode ser equipada com muitas bobinas, que menos bobinas são necessárias na estação de acoplamento 320 e/ou no dockee 310, e que os subsistemas que controlam a carga podem ser simplificados com relação às soluções que devem lidar com várias bobinas ou maiores tolerâncias de alinhamento da bobina.

[0079] A FIG. 4 mostra duas realizações da invenção, em que a estação de acoplamento é realizada como uma almofada de acoplamento.

[0080] Na Fig. 4 (A), a estação de acoplamento 410 é uma almofada de acoplamento com uma antena de rádio 412 em uma localização preferida. O dispositivo de sintonização 414 é implementado como uma placa de metal condutora localizada, por exemplo, sob a superfície da almofada de ancoragem.

[0081] Na Fig. 4 (B), a estação de acoplamento 420 é uma almofada de acoplamento com uma antena de rádio 422 em uma localização preferida. O dispositivo de sintonização 424 é implementado como uma placa de metal condutora localizada, por exemplo, sob a superfície da almofada de ancoragem. Este projeto presume que o dockee é colocado sobre a almofada de ancoragem, de modo que a antena no dockee seja paralela à direção das tiras condutoras. Um projeto que permite uma colocação mais aleatória do dockee pode ser feito usando um desenho mais complexo do dispositivo de sintonização, por exemplo, tendo uma segunda camada de fitas condutoras de um ângulo de 90 graus sob a primeira camada, sendo ambas as camadas isoladas eletricamente.

[0082] Em ainda outra realização da invenção, o sistema de antena da estação de acoplamento é concebido para compensar a presença do dispositivo de redução da eficiência da antena, onde a antena da estação de acoplamento é concebida e colocada, levando em conta a presença de um dispositivo de sintonização. É uma atividade comum, no projeto da antena para pequenos produtos, adaptar o projeto da antena para compensar a sintonização por grandes objetos condutores (por exemplo, baterias, placas de metal) no produto - a compensação para um dispositivo de sintonização pode ser feita utilizando as mesmas técnicas de projeto.

[0083] Outra realização da invenção é a implementação de um dispositivo de redução da eficiência da antena, que pode ser ligado ou desligado. Tal dispositivo de redução da eficiência da antena pode ser implementado, por exemplo, como um dispositivo de sintonização, colocando um interruptor mecânico ou eletrônico entre dois elementos condutores, de modo que eles têm um efeito de sintonização menor ou ausente quando o interruptor é aberto.

[0084] Um benefício do recurso acima é que ele permite que o dockee se comunique mais facilmente com dispositivos distantes, por exemplo, o roteador Wi-Fi 150 na Fig. 1, enquanto fisicamente acoplado. Essa comunicação pode, por exemplo, ser utilizada se o dockee quiser manter, ou, ocasionalmente, utilizar uma conexão à Internet através do roteador Wi-Fi 150. Ao enviar um pacote para o roteador Wi-Fi 150, ou tentar receber pacotes do roteador Wi-Fi 150, o dispositivo de redução de eficiência da antena está desligado. O dispositivo de redução da eficiência da antena é ligado por algum ou todo o tempo em que o dockee tenta se comunicar com a estação de acoplamento 120. O padrão Wi-Fi contém elementos que permitem ao dockee evitar que o roteador Wi-Fi 150 tente enviar pacotes para o dockee durante o tempo em que o dispositivo de redução da eficiência da antena está ligado.

[0085] Ainda outra realização da invenção é fazer com que a estação de acoplamento atue como um relê para o dockee, quando o dockee quer acessar outros dispositivos de rede, como o roteador Wi-Fi 150 na área 180. Esta sintonização é benéfica, pois o dispositivo de redução de eficiência da antena pode tornar impossível para o dockee enviar ou receber pacotes através da distância para o roteador Wi-Fi 150. A afinação pode acontecer em várias camadas de protocolo diferentes, por exemplo, na camada Ethernet (Sem Fio) ou na camada IP.

[0086] Outra realização da invenção provê um sistema de controle que controla de forma mecânica ou eletrônica o dispositivo de redução da eficiência da antena, a fim de regular um nível ótimo do volume de redução criado no dockee. O sistema de controle pode incluir um ciclo de feedback incorporando valores de intensidade de sinal medidos pelo rádio do dockee. Um dispositivo de redução de eficiência da antena controlável pode ser feito utilizando, por exemplo, um dispositivo de sintonização incorporando um interruptor eletrônico, tal como descrito acima, que pode ser dirigido para deixar um volume variável de corrente. Outra forma de criar um dispositivo de sintonização controlável seria mudar mecanicamente a orientação dos elementos de condução do dispositivo de sintonização com respeito ao dockee.

[0087] A vantagem deste sistema de controle é que uma gama maior de tipos de dispositivos dockee com diferentes locais de antena e/ou um número maior de relações geométricas no acoplamento físico pode ser acomodado. O controle pode alterar o volume de sintonização produzido, e/ou o(s) local(is) onde um certo volume de sintonização é produzido. Uma vantagem adicional pode ser que as tolerâncias do projeto mecânico no dockee e a estação de acoplamento possam ser maiores.

[0088] Em outra realização da invenção, se a estação de acoplamento for um suporte, várias antenas e/ou dispositivos de redução da eficiência da antena são incluídos com o suporte, em vários locais, de modo que muitos tipos de dispositivos diferentes de dockee, com diferentes localizações e/ou características da antena, podem ser acomodados.

[0089] Em outra realização, conforme ilustrado na FIG. 5, a estação de acoplamento 520 inclui, pelo menos, uma parte móvel 524 em que, pelo menos, uma antena 522 está montada, em que esta parte móvel 524 pode ser produzida para se mover através de um mecanismo de movimento 526, a fim de se deslocar para um local em que a antena 512 do dockee 510 está alinhada à antena 522. Note que a parte móvel 524 não se limita a apenas mover-se em uma linha reta em uma direção. A parte móvel 524 pode ser capaz de movimento em 2D, ou pode ser capaz de descrever um movimento circular ou movimento ao longo de uma pista particular. Se a parte móvel 524 não é capaz de movimentos 2D completos, esta pode ser compensada através da montagem de múltiplas antenas na parte móvel 524, por exemplo, numa direção perpendicular à direção do movimento.

[0090] Note que esta realização pode ser combinada com a estrutura de alinhamento 530 e 540 para limitar as fronteiras do local do dockee, de modo que a extensão necessária do movimento de parte móvel 524 também pode ser restringida. Como as extremidades 530 e 540 estão na lateral, a forma na figura pode ser chamada de almofada (porque é essencialmente plana) e um suporte, porque limita o posicionamento do dockee em mais de uma dimensão.

[0091] Em uma realização preferida, o mecanismo de movimento 526 é um sistema eletromecânico com um ou mais atuadores de movimento.

[0092] Em outra realização, o mecanismo de circulação 526 é realizado utilizando campos magnéticos entre o dockee 510 e a estação de acoplamento 520. Como um exemplo, um ímã permanente, é colocado na parte móvel 524, e um eletroímã é colocado no dockee que está ligado por um curto período de tempo no início do acoplamento, a fim de criar um alinhamento correto. Uma bobina de carga pode funcionar como tal eletroímã.

[0093] Em uma realização, o dockee é movido mecanicamente pela estação de acoplamento, a fim de chegar a uma posição e orientação em que exista um alinhamento entre as antenas no dockee e a estação de acoplamento.

[0094] Este movimento pode ser realizado utilizando campos magnéticos entre o dockee e a estação de acoplamento. Por exemplo, quando ímãs permanentes em um dockee são encontrados, um acoplamento magnético é feito para retirar o dockee em certas direções.

[0095] Alternativamente, o dockee pode ser colocado dentro ou sobre um transporte em movimento da estação de acoplamento, de tal modo que a estação de acoplamento pode mover-se em relação à localização da antena na estação de acoplamento. Como um exemplo, o transporte em movimento pode ser uma peça retangular de plástico, ligeiramente maior do que a forma de um dockee, equipada com imãs permanentes, através da qual o transporte em movimento pode ser puxado em certas direções.

[0096] Em outra alternativa, a vibração é utilizada pela estação de base para fazer o movimento do dockee. Ao vibrar a superfície de uma almofada em certos aspectos, é possível deitar os objetos na almofada em certas direções. Esta vibração pode ser realizada utilizando elementos de piezo, e/ou utilizando uma placa vibratória.

[0097] Em uma realização, o movimento do dockee é conseguido através de atuadores mecânicos que estão em contato com o dockee, por exemplo, os empurradores ou correias transportadoras.

[0098] Em outra realização, o movimento do dockee é conseguido, no todo ou em parte, por gravidade, fazendo a estação de acoplamento em forma de bacia, ou fazendo-a um plano inclinado com uma crista na parte inferior.

[0099] Note que algumas realizações acima podem também ser combinadas. Por exemplo, o dockee pode ser movido ao longo de um eixo horizontal e uma parte móvel na estação de acoplamento ao longo de um eixo vertical.

[0100] Os movimentos realizados na realização acima podem ser controlados por um mecanismo de controle que utiliza a medição da intensidade do sinal entre a antena do dockee e a antena da estação de base como uma entrada. Se apenas essa força de sinal único está disponível, em seguida, normalmente movimentos de vai-e-vem devem ser feitos, a fim de encontrar o local ideal. Se múltiplas antenas estão disponíveis para a estação de acoplamento a partir do qual a potência do sinal pode ser obtida, então a direção correta do movimento pode muitas vezes ser obtida considerando os pontos fortes dos sinais.

[0101] Note também que as realizações acima podem, opcionalmente, ser concebidas para acomodar não apenas um único dockee, mas múltiplos dockees ao mesmo tempo. Por exemplo, a estação de acoplamento pode conseguir isso usando múltiplas antenas.

[0102] Em outra realização, conforme ilustrado na FIG. 6, a estação de acoplamento 620 é implementada como uma estrutura ranhurada, aberta de um lado e fechada no outro, com a expectativa de que o usuário coloque um dockee 610 em estreita proximidade com, ou tocar, no lado fechado da ranhura 630, tal que a antena 612 do dockee 610 alinha-se com o dispositivo de sintonização 624 da estação de acoplamento 620. A antena 622 da estação de acoplamento pode ser opcionalmente colocada em alinhamento com o dispositivo de sintonização 624. Esta realização pode, vantajosamente, permitir que a estação de acoplamento acomode um conjunto maior de dockees.

[0103] Em ainda outra realização, a estação de acoplamento é construída de tal maneira que a estrutura de alinhamento é configurável pelo usuário final para prover um alinhamento desejável para uma determinada classe de dispositivos de dockee com uma determinada gama de formatos e gama de posição da(s) antena(s). A estação de acoplamento pode conter partes mecânicas que podem ser movidas pelo usuário, por exemplo, ao longo de uma ranhura, ou pela estação de acoplamento, provendo partes opcionais que podem ser adicionadas por um usuário. Por exemplo, certas formas de plástico que podem ser ranhuradas em um orifício podem ser opcionalmente incluídas.

[0104] Em ainda outra realização da invenção é que o dispositivo de redução de eficiência da antena e a antena na estação de acoplamento não são implementados como subsistemas isolados, mas como um único subsistema. O único subsistema provê uma estrutura eletricamente condutora que atua como uma antena e como um dispositivo de sintonização.

[0105] Conforme mostrado na FIG. 7, outra realização da invenção provê uma estação de acoplamento implementada, não como um único produto monolítico, mas como peças que contêm uma unidade central 710, um dispositivo de redução da eficiência da antena 730 e uma antena 740 providos separadamente, permitindo a um usuário final combiná-los, usando um adaptador. Por exemplo, uma estação de acoplamento com base em PC será tipicamente um PC, como a unidade central, com um suporte que inclui uma antena e um dispositivo de redução da eficiência da antena a ser ligado ao PC por um cabo USB.

[0106] A vantagem deste recurso é que uma maior gama de modelos dockee poderia ser convenientemente acomodada através da concepção de dispositivos de redução de eficiência de antena para diferentes modelos de dockee que podem trabalhar com o mesmo suporte ou almofada, incluindo a antena, ou mesmo com uma gama de suportes e/ou modelos de almofada. O dispositivo de redução de eficiência da antena poderia vir com um gabinete projetado para encaixar no suporte, almofada ou dockee.

[0107] Esta invenção é aplicável ao acoplamento sem fio e outras situações em que uma conexão sem fio precisa ser feita em um ambiente de rádio lotado, onde o usuário tem a liberdade de colocar o seu dispositivo sem fio em um determinado local fixo.

[0108] Certas variantes aqui estabelecem uma ligação entre um dockee e uma estação de acoplamento, que é mais difícil de monitorar ou estreitar a partir de uma distância. Normalmente, a criptografia é utilizada para comunicações seguras, mas uma camada extra de proteção provida pela invenção é uma vantagem sobre outras soluções de acoplamento sem fio.

[0109] A descrição detalhada anterior estabeleceu algumas das muitas formas que a invenção pode tomar. Pretende-se que a descrição anterior detalhada seja entendida como uma ilustração de formas selecionadas que a invenção pode adotar e não como uma limitação para a definição da invenção. São apenas as reivindicações, incluindo todos os equivalentes, que se destinam a definir o escopo da presente invenção.

[0110] Mais preferencialmente, os princípios da invenção são implementados como qualquer combinação de hardware, firmware e software. Além disso, o software é de preferência implementado como um programa de aplicação de forma tangível consubstanciado em uma unidade de armazenamento de programa de computador ou meio de armazenamento de leitura que consiste em partes, ou de certos dispositivos e/ou uma combinação dos dispositivos. O programa de aplicação pode ser carregado e executado por uma máquina que compreende qualquer arquitetura adequada. De preferência, a máquina é implementada em uma plataforma de computador com hardware, como uma ou mais unidades centrais de processamento (‘CPUs’), uma memória e interfaces de entrada/saída. A plataforma de computador pode também incluir um sistema operacional e código de microinstrução. As várias funções e processos aqui descritos podem ser parte do código de microinstrução ou parte do programa de aplicação, ou qualquer combinação dos mesmos, o que pode ser executado por um processador, quer tal computador ou processador seja explicitamente mostrado. Além disso, várias outras unidades periféricas podem ser ligadas à plataforma do computador, tal como uma unidade de armazenamento de dados adicional e uma unidade de impressão.

Claims

ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO (320) PARA ACOPLAMENTO SEM FIO COM UM DOCKEE (310) EM UM AMBIENTE COMPARTILHADO DE ESPECTRO DE RÁDIO, em que o dockee (310) é configurado com um rádio (312) ligado a uma primeira antena (314) e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para a comunicação com a estação de acoplamento (320),
sendo a estação de acoplamento (320) caracterizada por compreender:
um rádio (322) ligado a uma segunda antena (324); e
um dispositivo de redução da eficiência da antena (328) que reduz a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee (310) aos sinais transmitidos por outros dispositivos no ambiente compartilhado de espectro de rádio (130, 140, 150, 160, 170) quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela redução de eficiência da antena ser um dispositivo de sintonização que se desloca da frequência natural de ressonância da primeira antena.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dispositivo de redução da eficiência da antena ser um absorvedor de rádio, refletor ou blindagem que atenua os sinais de rádio recebidos pelo dockee de transmissões por outros dispositivos.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, em que o dispositivo de sintonização é caracterizado por compreender um metal condutor (290, 414) que se acopla à primeira antena.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dispositivo de redução da eficiência da antena ser um dispositivo de sintonização que torna a primeira antena menos eficiente, criando um acoplamento eletromagnético entre os diferentes elementos da primeira antena que são concebidos para ser eletricamente isolados uns dos outros.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, em que o dispositivo de sintonização é caracterizado por compreender uma pluralidade de tiras de metal condutor (424) que acopla com a antena no dockee.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, em que o dispositivo de sintonização é caracterizado por compreender uma pluralidade de elementos condutores de metal que estão ligados uns aos outros por intermédio de pelo menos um resistor (260), e em que, pelo menos, um resistor (260) dissipa a energia de campo eletromagnético que flui através da pluralidade de elementos do metal condutor.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por uma ligação a, pelo menos, um resistor (260) ser feita através de um interruptor (265).
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dispositivo de redução da eficiência da antena pode ser ligado ou desligado.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo rádio na estação de acoplamento ser ligado a uma pluralidade de antenas, em que cada uma dentre a pluralidade de antenas está posicionada de tal modo que a ligação é otimizada para um determinado tipo de dockee.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, em que a estação de acoplamento é caracterizada por compreender ainda uma estrutura de alinhamento (330) para alinhar um dockee acoplado (310), de tal modo que a primeira antena (314) esteja alinhada a uma configuração pré-definida com o dispositivo de redução da eficiência da antena (328) na estação de acoplamento (320).
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 11, em que a estrutura de alinhamento (330) é caracterizada por compreender uma forma específica para a estação de acoplamento para permitir que o dockee seja colocado dentro ou sobre a estação de acoplamento apenas em uma posição específica.
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO, de acordo com a reivindicação 11, em que a estrutura de alinhamento é caracterizada por compreender uma parte móvel (524) na qual a segunda antena (522) está montada, de modo que a parte móvel pode ser movida para um local onde a segunda antena (522) está alinhada com a primeira antena (512).
ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO PARA ACOPLAMENTO SEM FIO COM UM DOCKEE EM UM AMBIENTE COMPARTILHADO DE ESPECTRO DE RÁDIO, em que o dockee (310) é configurado com um rádio (312) ligado a uma primeira antena (314) e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para a comunicação com a estação de acoplamento, sendo a estação de acoplamento caracterizada por compreender:
uma unidade central (710) que tem um rádio;
um módulo de antena (740); e
um módulo de redução de eficiência da antena (730) para reduzir a eficiência da primeira antena no dockee pela redução da sensibilidade do mecanismo do sentido portador;
em que a unidade central (710) tem uma interface (720) para ligar no módulo de antena (740) e o módulo de redução de eficiência da antena (730).
MÉTODO PARA PROVER UMA ESTAÇÃO DE ACOPLAMENTO (320) PARA ACOPLAMENTO SEM FIO COM UM DOCKEE (310) EM UM AMBIENTE COMPARTILHADO DE ESPECTRO DE RÁDIO, em que o dockee (310) é configurado com um rádio (312) ligado a uma primeira antena (314) e utilizando um padrão de rádio com um mecanismo de sentido portador para a comunicação com a estação de acoplamento (320), sendo o método caracterizado por compreender:
prover um rádio (322) ligado a uma segunda antena (324); e
prover um dispositivo de redução da eficiência da antena (328) que reduz a sensibilidade do mecanismo do sentido portador no dockee (310) aos sinais transmitidos por outros dispositivos no ambiente compartilhado de espectro de rádio (130, 140, 150, 160, 170) quando o dockee está fisicamente conectado com a estação de acoplamento, o dispositivo de redução de eficiência da antena (328) sendo conectado ou conectável com o rádio (322).