CN101098277A - 超宽频无线传输多功能系统 - Google Patents

Abstract

一种超宽频无线传输多功能系统，其中，包含有一基地台以及一超宽频无线收发器。该基地台可利用超宽频UWB(Ultra Wideband)无线传输资料并且提供复数通讯接口，而可与复数不同接口的周边装置相连，例如但不限于：麦克风、键盘鼠标、CD/DVD ROM、打印机等等。该超宽频无线收发器是连结于一主机端，可用以收发UWB讯号，并使该主机端与基地台之间可藉由超宽频UWB接口来传输资料或控制指令，进而控制该些周边装置的作动。且于该基地台外侧上设置有一功能键组，亦可选择藉由按键来操作该基地台进行各项周边装置的作动。

Description

超宽频无线传输多功能系统

技术领域

本发明是有关于一种超宽频无线传输多功能系统，尤指一种可利用超宽频(UWB)无线传输多功能USB基地台与收发器来连接复数周边装置，可避免一般有线的USB装置所导致的线材过于杂乱。

背景技术

由于现代人对于消费性电子信息产品的可移植性、功能性、与操作便利性等的要求愈来愈高，几乎所有的产品设计与制造公司都已面临到一个两难的境地。亦即，究竟是该为了使产品的体积更小而牺牲某些功能，以提高其可移植性？亦或该为了使产品保有强大且多样化的功能，而迫使其体积无法缩小？而此一考量对于常需连接多种周边装置、且又需具备良好可移植性的产品，例如：笔记型计算机、个人数字助理(PDA)、智能型手机等等来说，更是一个重要的设计考量。

传统上，对于需要能同时符合体积小型化以便于携带、且又能外接多种周边装置以提高其功能性的作法，乃是在消费性电子信息产品上(例如计算机)设置一通用串行总线，来连接其它周边装置。此一通用串行总线(Universal Serial Bus；USB)是一种应用于连结计算机与接口设备的连结接口。而且USB所具的热插拔特性，使用者可以随时加入移除周边硬件，而且主机则会自动侦测该周边连结状况以确保使用时资料的完整性。而对于也同样支持USB接口的周边装置而言，例如：PDA(Personal Digital Assistant)、随身碟(Flash Memory)、打印机、键盘或鼠标等...，即可方便且轻易地与该消费性电子信息产品上(例如计算机)相连接，以提供附加功能。透过USB其规范的接口，已经有效的整合及连结计算机与各周边硬件，但是现在周边装置的使用，却容易因连结还需依靠实体线路(USB连接线)作为媒介的故，因此当周边装置过多时，则易造成USB线路混杂且不易收整的情形。此外，也由于USB连接线的长度有其限制，导致其所连接的周边装置都必须放置在离计算机主机一定距离(例如两公尺内)的范围内，使用上也不甚方便。

台湾专利公报公告号第I226551号曾揭露一种多功能通用串行总线无线桥接装置及系统，其主要功能是利用一USB集线器，用以连结多项USB周边装置。其中，该USB集线器中并结合无线传输，可以透过该无线USB集线器与其它周边连结，并且使得该主机端可以不必局限于实体线路的限制，可进一步扩大其通讯连结范围。但该发明将无线USB集线器，虽可有效的降低布线繁杂的缺点，但对于其连结对象就被限制于必须是有支持USB接口的周边装置。

发明内容

本发明的主要目的是提供一超宽频无线传输多功能系统，其可以无线传输的方式连接复数个使用不同连接接口与通讯协议的周边装置，而达到令主机端的体积尺寸可以做的更小更易于携带，且更可连接诸多不同接口的周边装置以提高其功能性者。

为达前述的目的，于本发明的超宽频无线传输多功能系统的一较佳实施例中，是包含有一基地台以及一超宽频无线收发器。该基地台可利用超宽频UWB(UltraWideband)无线传输资料并且提供复数通讯接口，而可与复数不同接口的周边装置相连，例如但不限于：麦克风、键盘鼠标、CD/DVD ROM、打印机等等。该超宽频无线收发器是连结于一主机端，可用以收发UWB讯号，并使该主机端与基地台之间可藉由超宽频UWB接口来传输资料或控制指令，进而控制该些周边装置的作动。且于该基地台外侧上设置有一功能键组，亦可选择藉由按键来操作该基地台进行各项周边装置的作动。

附图说明

图1是为本发明的超宽频无线多功能传输装置与周边连结示意图；

图2是为本发明的基地台的基本架构以及其与各周边装置连结状态方块示意图；

图3是为本发明的基地台的基本架构以及其与外界主机端30的连结状态方块示意图；

图4是为本发明的基地台内部详细架构的一较佳实施例的方块图；

图5是为本发明的超宽频无线收发器的基本架构以及其与主机之间的连结状态方块示意图；

图6是为本发明的超宽频无线收发器内部详细架构的一较佳实施例的方块图。

附图标记说明：10～无线传输基地台；11～UWB模块；111～天线；112～UWB前端单元；113～UWB控制单元；12～数据处理模块；121～处理器；122～内存；123～时脉产生器；13～桥接模块；131～USB讯号转接单元；1311～USB装置实体层；1312～USB主机端核心；1313～USB OTG主机核心端；1314～USB集线器；132～USB桥接模块；1321～USB音讯串流桥接控制单元；322～USB视讯串流桥接控制单元；1323～USB串行桥接控制单元；1324～USB复合式卡片阅读机控制单元；1325～USB桥接以太网络控制单元；1326～USB桥接IDE控制单元；1327～USB并列端口桥接单元；1328～USB桥接1394控制单元；133～译码器；134～接口端口；14～电力控制模块；15～功能键组；20～超宽频无线收发器；21～UWB控制模块；211～天线；212～UWB前端单元；213～UWB控制单元；22～USB控制模块；221～USB接口单元；222～USB讯号转接单元；23～供电单元；30～主机；401～麦克风；402～喇叭；403～视讯输入；404～视讯输出；405～键盘鼠标；406～人性化接口装置；407～RJ-11；408～复合式卡片阅读机；409～10/100Ethernet；410～CD/DVD ROM；411～打印机；412～IEEE1394；413～USB埠；414～调制解调器；415～硬盘。

具体实施方式

为了能更清楚地描述本发明所提出的无线多功能传输装置，以下将举出实施例详细说明本发明的超宽频无线传输多功能系统，及其使用方式的详细说明、及本发明的技术特征。

请参阅图1所示，其是为本发明的超宽频无线多功能传输装置与周边连结示意图。该超宽频无线传输多功能系统是包含有：一无线传输多功能基地台10(以下简称为基地台10)、以及一无线传输收发器20(以下简称收发器20)。该基地台10是可用以传输超宽频无线UWB的讯号并转换成其它不同周边接口装置的讯号。而该收发器20则是可被插置于一主机端30，且是可与该基地台10进行超宽频无线UWB讯号的传输。

请参阅图2、图3、及图4所示。其中，图2是为本发明的基地台的基本架构以及其与各周边装置连结状态方块示意图。图3是为本发明的基地台的基本架构以及其与外界主机端30的连结状态方块示意图。图4为本发明的基地台内部详细架构的一较佳实施例的方块图。

如图2及图3所示，于该基地台10中更包含有：一UWB模块11、一数据处理模块12、一桥接模块13、一电力控制模块14、以及一功能键组15。

如图4所示，该UWB模块11更包括有：一天线111、一UWB前端单元112、及一UWB控制单元113。该天线111可从该基地台10中延伸连结，其是可用以增强收发UWB讯号的用。该UWB前端单元112是连结于该天线111，其是可将该天线111所收发的讯号作降噪或增强等处理以利传送接收的用。该UWB控制单元113是与该UWB前端单元112做一连结，是可将欲发送的资料调变为讯号，或将接收的讯号解调变为资料的功用。

该数据处理模块12是电性连接于UWB模块11与该桥接模块13之间，其主要功能为发送各模块所需的控制指令，或进行该基地台10所需相关的运算处理。如图4所示，该数据处理模块12更包含有：一处理器121、一时脉产生器123、以及一内存122。该处理器121是连结于该桥接模块13的USB讯号转接单元131，可将所接收的数据作相对应的运算处理，与执行该基地台10运作所需指令。该时脉产生器123是连结于该处理器121并决定该处理器121的运算速度。该内存122单元是与该处理器121做一电性连接。于本较佳实施例中，该内存122单元是可更包含有：一只读存储器ROM(Read Only Memory)或是电流可消除可程序只读存储器EEPROM(Electrically Erase Programmable ROM)，其是与该处理器121做一连结，用以存放该基地台的韧体数据或运作所需的指令集；以及一随机存取内存RAM(Random Access Memory)，其是电性连接于该处理器121，用于存放该处理器121的运算暂存数据，藉此可加速处理该处理器121运算的速度。

该桥接模块13是透过数据处理模块12而电性连结于UWB模块11，可将UWB讯号转换成符合各周边装置所支持的接口的电气讯号。其中，该基地台最少具备有功能相异的一第一通讯协议与一第二通讯协议，可以透过该桥接模块13作USB讯号的转换。如图4所示，于本较佳实施例中，该桥接模块13更包含有：一USB讯号转接单元131、至少有一USB桥接模块132、一译码器133、以及至少有一接口端口134。该USB讯号转接单元131是电性连结于数据处理模块12，可将UWB讯号转换成USB通讯格式的讯号。该至少一USB桥接模块132是将该USB讯号转接单元131所发送的USB讯号转换成各项周边装置所支持的不同讯号格式。该译码器133是电性连结于该USB桥接模块132，可利用作加速转换多媒体格式编码，以减少系统运算时间。该多媒体格式编码，可为MP3、JPEG、MP4或是其它已习知的多媒体编码格式。该至少一接口端口134是与USB桥接模块132作一电性连结，可透过该USB桥接模块132作资料讯号转换后，再透过该接口端口134与图2所示的复数周边装置501、505、510、511...连接。

该USB讯号转接单元131中更包含有一USB装置实体层(USB Device Phy.)1311、一USB主机端核心(USB Host Core-ULPI)1312、一USB OTG(USB On ToGo)主机核心端(USB Host OTG PHY-ULPI)1313、以及一USB集线器1314。该USB装置实体层(USB Device Phy.)1311是连接于数据处理模块12，且其内可包含有一内存以供储存资料。该USB主机端核心(USB Host Core-ULPI)1312是耦接于该USB装置实体层1311与数据处理模块12的处理器121，可用以控制USB讯号收发。该USB OTG(USB On To Go)主机核心端(USB Host OTGPHY-ULPI)1313是电性连结于该USB主机端核心1312，其主要功能可独立连结并传输USB讯号，藉以操作USB周边装置。该USB集线器1314是耦接于该USBOTG主机核心端1313，其是以USB通讯协议来扩充连结更多的USB接口。

该USB桥接模块132是连结于USB集线器1314与USB讯号转接单元131之间，其主要功能是将来自USB讯号转接单元131的USB讯号转换为各周边装置的各种不同通讯协议与接口的对应电气讯号。于本较佳实施例中，该USB桥接模块132可以更包含有(但不局限于)：一USB音讯串流桥接控制单元1321、一USB视讯串流桥接控制单元1322、一USB串行桥接控制单元1323、一USB复合式卡片阅读机控制单元1324、一USB桥接以太网络控制单元1325、一USB桥接IDE控制单元1326、一USB并列端口桥接单元1327、以及一USB桥接1394控制单元1328。其中，该USB音讯串流桥接控制单元1321与USB视讯串流桥接控制单元1322是可进行USB通讯协议与影音通讯协议(例如Video、Audio等)之间的转换，其可更藉由该译码器133来加速运算。该USB串行桥接控制单元1323是可进行USB通讯协议与串行通讯协议(例如Serial Port等)之间的转换；此外，更可增设一调制解调器414模块连接于此一USB串行桥接控制单元1323，使得本发明的基地台10可以选择使用调制解调器414的拨接功能而连接至网际网络或是执行传真或电话通讯功能。该USB复合式卡片阅读机控制单元1324是可进行USB通讯协议与记忆卡通讯协议(例如SD、CF、MMC、xD等)之间的转换。USB桥接以太网络控制单元1325是可进行USB通讯协议与以太网络通讯协议(例如TCP/IP等)之间的转换。USB桥接IDE控制单元1326是可进行USB通讯协议与IDE通讯协议之间的转换，其可更连接有一实体硬盘415，而使本发明的基地台10可以额外提供UWB无线网络硬盘的功能，或也可用于多媒体格式编码的影音资料以供基地台10所直接播放。该USB并列端口桥接单元1327是可进行USB通讯协议与并列通讯协议(例如Parallel Port等)之间的转换。而该USB桥接1394控制单元1328则是可进行USB通讯协议与1394通讯协议之间的转换。

该接口端口134是连结至该USB桥接模块132(或译码器133)，其主要是提供多种不同的通讯协议与连接接口，以供连接各项外接的外围装置。上述中该接口端口134可为包括(但不局限于)：麦克风401接口、喇叭402接口、视讯输入403接口、视讯输出404接口、连接键盘鼠标(例如PS2或Serial Port)405接口、人性化接口406(例如飞行摇杆等游乐器)、例如RJ-11等的电话线连接接口407、可用于插置记忆卡的卡片阅读机408接口、10/100 Ethernet以太网络409接口、CD\DVD光驱(IDE)410接口、打印机(LTP1)411接口、IEEE 1394 412接口、以及可连结额外USB周边装置的USB415接口等等。

该电力控制模块14是以提供该基地台10中各模块运作时所需的用电力。于本较佳实施例中，该电力控制模块14可以更包含有：一交流/直流转换器其是可将一般交流电(AC)转换成该基地台所需的直流用电(DC)、以及一整流单元其是连结于该交流/直流转换器，可避免该基地台10因电力不稳定而产生毁损。该电力控制模块14是可制成外接式模块或者是以内建于该基地台10的方式，藉以提供所需的电力。

该功能键组15是设置于该基地台10的外侧表面，其更可包含有：一快速设定键其连结于该数据处理模块12以供控制该基地台10的频率切换设定、以及一播放功能键组其是与该数据处理模块12做一电性连结，可以经由该基地台10操作多媒体档案的动作或可利用该基地台10直接操作周边装置的功能；例如，播放、回放影片或将该卡片阅读机408接口端口中所插置的记忆卡(图中未示)的数据传输到该基地台10中的其它周边装置。

请参阅图5及图6。图5是为本发明的超宽频无线收发器的基本架构以及其与主机之间的连结状态方块示意图。图6为本发明的超宽频无线收发器内部详细架构的一较佳实施例的方块图。于图5及图6所示的本发明较佳实施例中，该超宽频无线收发器20是更包含有：一UWB收发传输模块21、一USB控制模块22、以及一供电单元23。该UWB收发传输模块21是可收发UWB通讯协议的超宽频无线讯号。该USB控制模块22是电性连结于UWB收发传输模块21，可将接收到的UWB讯号转换成符合USB接口装置的USB讯号格式。该供电单元23是设置于该收发器20中，可透过USB接口接受该主机端30的电力供应用以转换成该收发器20中各模块所需供电。

其中，该UWB收发传输模块21更包含有：一天线211、一UWB前端单元212、以及一UWB控制单元213。该天线211可从该收发器20中做一延伸，其是可用以增强收发UWB讯号的用。该UWB前端单元212是电性连结于该天线211，是可将该天线211所收发的讯号作降噪或增强等处理以利传送接收的用。该UWB控制单元213是与该UWB前端单元212及USB控制模块22做一连结，是可将欲发送的USB资料调变为UWB讯号，或将接收的UWB讯号解调变为USB资料的功用。

该USB控制模块22更包含有：一USB接口单元221设置于该收发器20的一侧以供连结该主机端30的接口、以及一USB讯号转接单元222，其是电性连结于该USB接口单元221与UWB收发传输模块21的UWB控制单元213之间，且可与该主机端30之间藉由USB连接接口与通讯协议来连结并传输资料。该供电单元23是连结于USB接口单元221，其可透过USB接口来接收主机端30所供应的电力。

以下仅列举该主机端30中的影音文件播放至视讯输出404的步骤，其步骤请参考如下：

步骤一、将该主机端30的影音资料，透过USB接口传送给超宽频无线收发器20，再由收发器20以UWB超宽频无线讯号将该影音数据传输至该基地台10。

步骤二、经由该基地台10中的UWB模块11接收此一UWB讯号后，则该数据处理单元12判断所需该项输出装置的接口端口134为何。

步骤三、再由桥接模块13做讯号的转换，把UWB讯号转换为符合多媒体通讯协议的讯号(例如Video与Audio讯号等)，再输出至对应的接口端口134。同时，也可判断其多媒体编码格式是否需要使用译码器133做加速的运算动作。

步骤四、最后，将已转换成对应的多媒体通讯协议的电气讯号透过该接口端口134的视讯输出404与喇叭402，将电气讯号送达至外接的周边装置(例如电视屏幕与音响)供影音的播放。

由前述内容可知，本发明的超宽频无线传输多功能系统，不仅可以无线传输的方式连接复数个使用不同连接接口与通讯协议的周边装置，而达到令主机端30可不需设置过多的接口端口与控制器，而可以将主机端30的尺寸做的更小更易于携带，并且，该基地台10更可连接诸多使用不同连接接口与通讯协议的周边装置，使得其功能性大幅提高。此外，更由于该基地台10的位置与主机端30之间不需要以实体线路来连接而无摆设位置的限制，所以在主机端30附近也不再会有一大堆杂乱的连接线，确实可大幅改善习用技术的种种缺失者。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超宽频无线传输多功能系统，其特征在于包括有一基地台，该基地台是可藉由超宽频UWB通讯协议与一外界主机端进行传输资料且是更包括有：

一UWB模块，用以收发一UWB讯号；

一桥接模块，电性连结于UWB模块，可将UWB讯号转换成不同接口的至少一第一通讯协议与一第二通讯协议；

一数据处理模块，电性连接于UWB模块与该桥接模块，用以提供各模块的控制与进行相关的运算处理；以及

一电力控制模块，用以提供该基地台所需的电力。

2.如权利要求1所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，

该UWB模块更包括有：

一天线；

一UWB前端单元，电性连结于该天线，是可将该天线所收发的讯号作降噪或增强等处理以利传送接收的用；及

一UWB控制单元，与该UWB前端单元做一连结，是可将欲发送的某通讯协议的资料调变为UWB讯号，或将接收的UWB讯号解调变为该通讯协议的资料；

该桥接模块更包含有：

一USB讯号转接单元，电性连结于数据处理模块，可将其UWB讯号转换成USB装置所需的USB通讯协议；

一USB桥接模块，电性连结于USB讯号转接单元，可将该USB讯号转接单元所发送的USB讯号转换成符合该第一通讯协议或第二通讯协议的其中的一的讯号；及

至少一接口端口，与USB桥接模块作一电性连结，透过该USB桥接模块可供与一外界周边装置相连接以供传输该第一或第二通讯协议的讯号；

该数据处理模块更包含有：

一处理器，连结于该桥接模块，可进行相对应的运算处理与执行该基地台运作所需指令；及

一内存单元，其是与该处理器做一电性连接，用以暂存运算资料与存放档案；

该电力控制模块更包含有：一交流/直流转换器，将一般交流电转换成该基地台所需的直流用电。

3.如权利要求2所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，该第一通讯协议与第二通讯协议是分别为支持下列其中的一接口的通讯协议：影音端口、串行端口、卡片阅读机端口、以太网络端口、IDE端口、并列埠、及1394埠。

4.如权利要求2所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，该基地台更包括有：一硬盘其是连接于USB桥接模块，可使该基地台具有UWB无线网络硬盘的功能。

5.一种超宽频无线传输多功能系统，其特征在于包括有一基地台，该基地台是可藉由超宽频UWB通讯协议与一外界主机端进行传输资料且是更包括有：

一UWB模块，用以收发一UWB讯号；

一桥接模块，电性连结于UWB模块，至少可将UWB讯号转换成一多媒体格式编码；

一译码器，连结于该桥接模块与该接口端口之间，用以加速UWB讯号与该多媒体格式编码之间的转换工作；以及

一接口端口，连结于桥接模块，该接口端口是至少包括有可供视讯输出与音讯输出的接口端口。

6.如权利要求5所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，该基地台更包括有一数据处理模块及一硬盘，该硬盘是连接于桥接模块以供储存包括该该多媒体格式编码的资料；其中，该多媒体格式编码可为下列其中的一：MP3、JPEG、及MP4；并且，

该UWB模块更包括有：

一天线；

一UWB前端单元，电性连结于该天线，是可将该天线所收发的讯号作降噪或增强等处理以利传送接收的用；及

一UWB控制单元，与该UWB前端单元做一连结，是可将接收的UWB讯号解调变为该多媒体格式编码的资料；

该更数据处理模块更包含有：

一处理器，连结于该桥接模块，可进行相对应的运算处理与执行该基地台运作所需指令；及

一内存单元，其是与该处理器做一电性连接，用以暂存运算资料与存放档案。

7.一种超宽频无线传输多功能系统，其包括有：

一收发器，可用以连接一主机端，该收发器是可利用UWB通讯协议来进行资料无线传输；以及，

一基地台，其可利用该UWB通讯协议而和收发器进行资料无线传输；于该基地台中更设有包括一桥接模块及至少一接口端口，该桥接模块是可将UWB通讯协议的讯号转换成不同接口的至少一第一通讯协议，并透过该至少一接口端口而可与至少一外界周边装置相连接以传输该第一通讯协议的讯号；

其中，该主机端是可透过该收发器与基地台，而与该外界周边装置进行数据传输。

8.如权利要求7所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，该基地台是更包括有一UWB模块、一数据处理模块、及一硬盘连接于桥接模块；并且，

该UWB模块更包括有：

一天线，可用以增强收发UWB讯号；

一UWB前端单元，电性连结于该天线，是可将该天线所收发的讯号作降噪或增强等处理以利传送接收的用；及

一UWB控制单元，与该UWB前端单元做一连结，是可将欲发送的某通讯协议的资料调变为UWB讯号，或将接收的UWB讯号解调变为该通讯协议的资料；

该桥接模块更包括有：

一USB讯号转接单元，可将其UWB讯号转换成USB装置所需的USB通讯协议；及

一USB桥接模块，电性连结于USB讯号转接单元，可将该USB讯号转接单元所发送的USB讯号转换成符合该第一通讯协议或另一不同接口的第二通讯协议的两者其中的一的讯号；

该数据处理模块更包含有：

一处理器，连结于该桥接模块，可进行相对应的运算处理与执行该基地台运作所需指令；及

一内存单元，其是与该处理器做一电性连接，用以暂存运算资料与存放档案。

9.如权利要求8所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于：

该桥接模块更包括有一译码器，其是用于加速转换一多媒体格式编码；

该第一通讯协议与第二通讯协议是分别为支持下列其中的一接口的通讯协议：影音端口、串行端口、卡片阅读机端口、以太网络端口、IDE端口、并列埠、及1394埠；

该基地台外侧更设置有一功能键组，可藉由该功能键组来操作该基地台的功能，该功能键组更包含有：一快速设定键以及一播放功能键组，快速设定键是连结于该数据处理模块以供控制该基地台的频道切换设定，播放功能键组是与该数据处理模块做一电性连结以供直接经由该基地台操作周边装置的动作。

10.如权利要求7所述的超宽频无线传输多功能系统，其特征在于，该收发器更包括有：

一UWB收发传输模块，用以收发UWB通讯协议的超宽频无线讯号，该UWB收发传输模块更包含有：一天线、一UWB前端单元电性连结于该天线、以及一UWB控制单元其是与该UWB前端单元及USB控制模块做一连结；

一USB控制模块，电性连结于UWB模块，可将接收到的UWB讯号转换成符合USB接口装置的USB讯号格式；该USB控制模块更包含有：一USB接口单元用以连结该主机端、以及一USB讯号转接单元电性连结于该USB接口单元与UWB收发传输模块，该USB讯号转接单元可与该主机端之间藉由USB连接接口与通讯协议来连结并传输资料；以及

一供电单元，接受主机端的电力供应以转换成收发器中各模块所需供电。

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