CN101945498A - 通讯装置及信号处理方法 - Google Patents

Abstract

一种通讯装置，包含接收器、基频模块、发射器、控制器以及至少一传感器。接收器可接收内送射频信号以产生内送数据信号，其中接收器包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换。基频模块可接收该内送数据信号，并产生外送数据信号。发射器可调制该外送数据信号以对外发射外送射频信号，其中发射器包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换。该传感器可感测环境参数。而控制器根据该环境参数产生至少一控制信号，用以改变该接收器及该发射器中的多个可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

Description

通讯装置及信号处理方法

技术领域

本发明是有关于无线通讯，尤其是有关于可调式阻抗匹配电路的应用。

背景技术

在高频信号的传输线上，信号的能量传输效率与传输线两端的阻抗匹配程度有很大关系。因此在传统的无线通讯模块中，高频数据传输路径上的任何两个元件中间，都会利用阻抗匹配电路来改善能量传输效率。

然而随着无线应用的广泛，同一通讯装置可能会需要切换至多种不同频段。除此之外，当无线通讯应用在可携式通讯装置中时，传输信号的场形可能会随着装置本身的位置和周围物体的移动而异。因此固定的阻抗匹配电路并不能符合上述各种不同特性的场合。

有鉴于此，一种可以适应不同环境条件的信号处理方法是有待开发的。

发明内容

本发明实施例之一是一种通讯装置，包含接收器、基频模块、发射器、一控制器以及至少一传感器。接收器可接收内送射频信号以产生内送数据信号，其中接收器包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换。基频模块可接收该内送数据信号，并产生外送数据信号。发射器可调制该外送数据信号以对外发射外送射频信号，其中发射器包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换。该传感器可感测环境参数。而控制器根据该环境参数产生至少一控制信号，用以改变该接收器及该发射器中的多个可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

本发明另一实施例是一种信号处理方法，实作于上述通讯装置中。首先，使用多个可调式阻抗匹配电路于信号接收路径上优化信号能量的转换，藉此接收内送射频信号而产生内送数据信号。接着使用多个可调式阻抗匹配电路于信号发射路径上优化信号能量的转换，藉此调制外送数据信号以发射外送射频信号。最后感测至少一环境参数，并根据该环境参数产生至少一控制信号，藉以改变该些可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

附图说明

图1为本发明实施例的通讯装置架构图；以及

图2为本发明信号处理方法的流程图。

[主要元件标号说明]

100  通讯装置            104  传感器

110  接收器              120  发射器

130  基频模块            140  控制器

112  接收天线            114  滤波器

116  解调器              122  发射天线

124  功率放大器          126  混波器

140  控制器              142  查询表

200a～200f  可调式阻抗匹配电路

#Va，#Vb，#Vc，#Vd，#Ve，#Vf  控制电压

#S1   环境参数

#S_IN  内送数据信号

#S_0UT 外送数据信号

具体实施方式

图1为本发明实施例的通讯装置架构图，将已知技术所采用的阻抗匹配电路都改为可调式阻抗匹配电路。通讯装置100中使用了一或多个传感器104，用以感测各种环境参数，以作为调整这些可调式阻抗匹配电路的依据。

在通讯装置100中，主要包含接收器110、基频模块130和发射器120。接收器110可用以接收内送射频信号以产生内送数据信号#S_IN。基频模块130耦接该接收器110，可接收该内送数据信号#S_IN，并产生外送数据信号#S_OUT。发射器120可调制该外送数据信号#S_OUT以对外发射外送射频信号。与传统技术不同的是，接收器110和发射器120中包含了多个可调式阻抗匹配电路，可弹性的随着环境参数的改变而受调整，藉此优化信号能量的转换。该通讯装置100包括控制器140，耦接该传感器104，可根据该环境参数产生至少一控制信号，用以改变该接收器110及该发射器120中的可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

传统的基频模块处理的是基频信号，因此并不存在可调式阻抗匹配电路的设计。然而，在本发明实施例中，该基频模块130可以是一种软件定义无线电(software radio)模块。而该内送数据信号#S_IN和该外送数据信号#S_OUT为软件定义无线电信号，也就是说，基频模块130可以直接处理高频的数字信号而不需经过升频调制的阶段。也因为处理的信号属于高频的领域，该基频模块130和该接收器110及发射器120之间也需要有可调式阻抗匹配电路的配置。如图1所示，该接收器110和基频模块130之间配置有可调式阻抗匹配电路200c，而基频模块130和发射器120之间配置有可调式阻抗匹配电路200d。同样地，该可调式阻抗匹配电路200c和200d皆可受到控制器140的控制，而弹性地适应于环境参数的变化。

举例来说，该控制器140根据该环境参数调整该可调式阻抗匹配电路200c的阻抗值，用以优化该内送数据信号#S_IN的能量传输效率。而另一方面，该控制器140根据该环境参数调整该可调式阻抗匹配电路200d的阻抗值，藉此优化该外送数据信号#S_OUT的能量传输效率。然而本发明并不限定该基频模块130为软件定义无线电模块。如果该基频模块130是采用传统普通的基频模块，则图1中的可调式阻抗匹配电路200c和200d就不是必要元件，可以移除不计。

在该接收器110中，大致包含接收天线112，滤波器114以及解调器116。接收天线112可接收内送射频信号，而滤波器114耦接该接收天线112，可过滤该内送射频信号。解调器116耦接该滤波器114，可解调该内送射频信号以产生该内送数据信号#S_IN。接收器110的架构可能随着应用的不同而有各种的变化，但本发明实施例强调各个不同元件之间的阻抗匹配元件皆采用可调式阻抗匹配电路，在控制器140的控制之下弹性的匹配各种阻抗变化，以优化信号传输效率。其中，可调式阻抗匹配电路200a位于该接收天线112和该滤波器114之间，受到控制电压#Va的控制。可调式阻抗匹配电路200b位于滤波器114和解调器116之间，受到控制电压#Vb的控制。至于控制电压#Va和#Vb与环境参数#S1的关系，则由控制器140中的查询表142定义。

另一方面，在发射器120中大致包含发射天线122，功率放大器124以及混波器126。混波器126耦接该基频模块130，可调制该外送数据信号#S_OUT以产生外送射频信号，而功率放大器124耦接该混波器126，可放大该外送射频信号的增益。发射天线122负责发射外送射频信号。发射器120的架构同样是随着应用的不同而有各种的变化，但本发明实施例强调各个不同元件之间的阻抗匹配元件皆采用可调式阻抗匹配电路，在控制器140的控制之下弹性的匹配各种阻抗变化，以优化信号传输效率。其中，可调式阻抗匹配电路200e位于该功率放大器124和该混波器126之间，受到控制电压#Ve的控制。可调式阻抗匹配电路200f位于发射天线122和功率放大器124之间，受到控制电压#Vf的控制。至于控制电压#Ve和#Vf与环境参数#S1的关系，则同样的是由控制器140中的查询表142定义。

该传感器104可以应用的范围相当广泛。举例来说，该传感器104可以是距离传感器，用以感测该通讯装置100是否贴近一物体。而该环境参数即为与该物体的距离。对于一手持式移动装置而言，周围物体的相对位置会影响其场形，进而使信号传输效率发生变化。举例来说，该装置被放置在桌上，或是握在手里，或是靠近耳朵听，场形都会有不同的变化。更进一步地说，例如折迭式手机，其折迭状态与打开状态即为两种截然不同的场形。对于滑盖式手机而言，迭合状态与滑开状态也是两种不同场形，会各自需要不同的阻抗匹配参数。因此动态调整可调式阻抗匹配电路来适应这些情况是有助于改善信号质量的。

该控制器140中包含查询表142，用以定义该环境参数与该控制信号的关系。至于详细的环境参数值，并不在本发明的限定范围。这些数值可以通过实验或经验找出较佳的结果，并事先定义在查询表142中。该控制器140接收到该环境参数时，便可直接查询该查询表142以产生该控制信号。

一般阻抗匹配电路是电容和电感组成。本发明实施例中的可调式阻抗匹配电路，改用压控电容，可受到电压的控制而改变电容值，进而使整个阻抗改变。该控制器140查询查询表142后所产生的控制信号可以是电压信号，直接影响该些可调式阻抗匹配电路中的压控电容值，藉此调整该些可调式阻抗匹配电路的阻抗。由于阻抗匹配电路的结构与接法随着通讯装置的应用与元件结构的不同而异，本发明并不限定其具体的实施方式，而主要是强调压控电容受到控制器140控制的概念。

图2为本发明信号处理方法的流程图。信号处理方法主要实作于如图1所示的通讯装置100中。在步骤201中启动通讯装置100，由接收器110形成信号接收路径，而发射器120形成信号发射路径，其间所经过的两两元件之间皆是采用本发明所提出的可调式阻抗匹配电路串接在一起。在步骤203中，由至少一传感器104检测环境参数。在步骤205中，由控制器140查询查询表142，根据该些环境参数以产生各个可调式阻抗匹配电路对应的控制电压如控制电压#Va，#Vb，#Vc，#Vd，#Ve，#Vf等。在步骤207中，该控制器140将这些控制电压传送至对应的可调式阻抗匹配电路中，如可调式阻抗匹配电路200a，200b，200c，200d，200e，200f中，使其中的压控电容受到影响而改变阻抗匹配的效果。

本发明中所述的控制器140不限定为一个，也可以是多个同时负责感测不同项目。所负责感测的项目也不限定是只有物体距离。举例来说，手持式移动装置的正面朝上或朝下，对于无线传输也有些微影响，因此也可列为感测项目之一。有些手机的天线是可伸缩的，因此天线的伸缩状态也可列入感测项目之一。另一方面，手机与基地台之间的通讯频带可能有许多不同值，这也是调整可调式阻抗匹配电路的因素之一。该查询表142可将上述感测到的多种环境参数与控制电压的关系建立交叉对照表，让控制器140在各种状况的组合下都能快速查到适用的控制电压值。

虽然本发明以较佳实施例说明如上，但可以理解的是本发明的范围未必如此限定。相对地，任何基于相同精神或对本发明所属技术领域中具有通常知识者为显而易见的改良皆在本发明涵盖范围内。因此权利要求范围必须以最广义的方式解读。

Claims (18)

1.一种通讯装置，包含：

接收器，用以接收内送射频信号以产生内送数据信号，其中包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换；

基频模块，耦接该接收器以接收该内送数据信号，并产生外送数据信号；

发射器，耦接该基频模块，用以调制该外送数据信号以对外发射外送射频信号，其中包含多个可调式阻抗匹配电路用以优化信号能量的转换；

至少一传感器，用以感测环境参数；

控制器，耦接该传感器，用以根据该环境参数产生至少一控制信号，用以改变该接收器及该发射器中的多个可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

2.根据权利要求1所述的通讯装置，其中该基频模块为软件定义无线电模块，而该内送数据信号和该外送数据信号为软件定义无线电信号。

3.根据权利要求2所述的通讯装置，进一步包含：

第一可调式阻抗匹配电路，耦接于该接收器和该基频模块之间；其中该控制器根据该环境参数调整该第一可调式阻抗匹配电路的阻抗值，用以优化该内送数据信号的能量传输效率。

4.根据权利要求2所述的通讯装置，进一步包含：第二可调式阻抗匹配电路，耦接该基频模块和该发射器之间；其中该控制器根据该环境参数调整该第二可调式阻抗匹配电路的阻抗值，用以优化该外送数据信号的能量传输效率。

5.根据权利要求1所述的通讯装置，其中该接收器包含：

接收天线，用以接收内送射频信号；

滤波器，耦接该接收天线，用以过滤该内送射频信号；以及

解调器，耦接该滤波器，用以解调制该内送射频信号以产生该内送数据信号；以及

多个可调式阻抗匹配电路，布局于该接收天线和该滤波器之间以及该滤波器和该解调器之间，受到该控制器的控制。

6.根据权利要求1所述的通讯装置，其中该发射器包含：

混波器，耦接该基频模块，用以调制该外送数据信号以产生外送射频信号；

功率放大器，耦接该混波器，用以放大该外送射频信号的增益；以及

发射天线，用以发射该外送射频信号；其中该些可调式阻抗匹配电路系位于该发射天线和该功率放大器之间以及该功率放大器和该混波器之间。

7.根据权利要求1所述的通讯装置，其中：

该传感器为距离传感器，用以感测该通讯装置是否贴近一物体；以及

该环境参数为与该物体的距离。

8.根据权利要求1所述的通讯装置，其中：

该控制器中包含查询表，用以定义该环境参数与该控制信号的关系；以及

该控制器接收到该环境参数时，查询该查询表以产生该控制信号。

9.根据权利要求8所述的通讯装置，其中：

该些可调式阻抗匹配电路中包含压控电容；以及

该控制信号为电压信号，用以改变该些压控电容值，藉此调整该些可调式阻抗匹配电路的阻抗。

10.一种信号处理方法，包含：

使用多个可调式阻抗匹配电路于信号接收路径上优化信号能量的转换，藉此接收内送射频信号而产生内送数据信号；

使用多个可调式阻抗匹配电路于信号发射路径上优化信号能量的转换，藉此调制外送数据信号以发射外送射频信号；

感测至少一环境参数；以及

根据该环境参数产生至少一控制信号，用以改变该些可调式阻抗匹配电路的阻抗值。

11.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中该信号接收路径和该信号发射路径耦接基频模块，该基频模块接收该内送数据信号，产生该外送数据信号；该内送数据信号和该外送数据信号为软件定义无线电信号。

12.根据权利要求11所述的信号处理方法，进一步包含：

使用第一可调式阻抗匹配电路耦接该信号接收路径和该基频模块，用以将该内送数据信号传送至该基频模块；以及

根据该环境参数调整该第一可调式阻抗匹配电路的阻抗值，用以优化该内送数据信号的能量传输效率。

13.根据权利要求11所述的信号处理方法，进一步包含：

使用第二可调式阻抗匹配电路耦接该信号发射路径和该基频模块，用以传送该外送数据信号；以及

根据该环境参数调整该第二可调式阻抗匹配电路的阻抗值，用以优化该外送数据信号的能量传输效率。

14.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中处理该信号接收路径的步骤包含：

使用接收天线接收内送射频信号；

使用滤波器过滤该内送射频信号；

使用解调器解调制该内送射频信号以产生该内送数据信号；以及

使用多个可调式阻抗匹配电路匹配该接收天线和该滤波器之间以及该滤波器和该解调器之间的阻抗差异。

15.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中处理该信号发射路径的步骤包含：

使用混波器调制该外送数据信号以产生外送射频信号；

使用功率放大器放大该外送射频信号的增益；

使用发射天线发射该外送射频信号；

使用多个可调式阻抗匹配电路匹配该发射天线和该功率放大器之间以及该功率放大器和该混波器之间的阻抗差异。

16.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中感测环境参数的步骤包含：

感测该通讯装置是否贴近一物体；以及

将感测到的该物体的距离当成该环境参数。

17.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中产生控制信号的步骤包含：

事先建立查询表，用以定义该环境参数与该控制信号的关系；以及

当接收到该环境参数时，查询该查询表以产生该控制信号。

18.根据权利要求17所述的信号处理方法，其中：

该些可调式阻抗匹配电路包含压控电容；以及

该控制信号为电压信号，用以改变该些压控电容值，藉此调整该些可调式阻抗匹配电路的阻抗。