CN1461115A - 无线通信设备 - Google Patents

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CN1461115A CN03131197A CN03131197A CN1461115A CN 1461115 A CN1461115 A CN 1461115A CN 03131197 A CN03131197 A CN 03131197A CN 03131197 A CN03131197 A CN 03131197A CN 1461115 A CN1461115 A CN 1461115A
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Abstract

本发明提供一种用于执行可靠通信的无线通信设备，检测通信系统的接收状态，根据检测的接收状态和功率消耗从多个通信系统中选择一个通信系统。

Description

无线通信设备
技术领域
本发明涉及一种用于发送/接收数字调制信号的无线通信设备。
背景技术
JP A 13274/2000(第一个文献)公开了一种使用WCDMA和PDC的双模式无线通信设备。在这种设备中，发送/接收终端以较小尺寸设计，重量减轻，并且通过共享正交调制器和功率放大器消耗较少的功率。JP A 103549/2001(第二个文献)公开了一种使用PDC和WCDMA的通信终端，及使用蓝牙(爱立信已注册的商标)，并且消耗低功率的通信终端。在第二个文献的网络系统中，使用低功耗的通信以减少通信开支。“Tech.Rep.IEICE，CS2001.100 P.43”(第三个文献)描述了“2.4GHz的WLAN网络中的无线信道管理”，其中，通信频率在2.4GHz带宽中动态的变化，以执行稳定的没有任何干扰的通信。这些现有技术涉及多个的通信系统的接收和用于避免干扰的通信方法。
发明内容
用在移动电话和无线局域网中的频率带宽已经变宽。通信速度也提高了，所以发送/接收终端的功率消耗趋向于增加。存在多个通信系统的区域，如附图12中表示的那样，必须从多个通信系统中进行选择。更重要的是根据通信系统接收信噪比和功率消耗从中进行选择。
另外，因为多个的通信系统中存在干扰，所以功率消耗增加。因此，需要节能。
第一个文献描述了多个通信系统共有一个发送/接收电路，但是没有描述从通信系统中进行选择的方法和用于节省功耗的方法。第二个文献中低功率通信部分总是工作，第二个文献也没有描述对通信系统的选择。第三个文献描述了通过在2.4GHz带宽中改变频率从而稳定接收能力，但是，同第一个文献相同，它没有描述节省功率消耗的方法。
本发明提供用于执行可靠通信的无线通信设备，检测通信系统的接收状态。根据检测的接收状态和功率消耗，从多个通信系统中选择一个通信系统。
本发明其它的和更多的目的，特征和优势将在随后的描述中更完全地公开。
附图说明
图1表示第一个实施方案的无线通信设备的方框图；
图2表示第一个实施方案中无线通信设备的解调处理部分部分；
图3表示第一个实施方案中无线通信设备的检测信噪比的定时；
图4表示第一个实施方案中通信的操作流程图；
图5表示第二个实施方案中无线通信设备结构的方框图；
图6表示第二个实施方案的操作流程图；
图7表示第三个实施方案结构的方框图；
图8表示第三个实施方案中无线通信设备的方框图；
图9表示第四个实施方案中的无线通信设备的方框图；
图10表示第五个实施方案中无线通信设备的结构方框图；
图11表示第六个实施方案中无线通信设备的结构方框图；
图12表示接收区域的说明性的电路图。
具体实施方式
在下文中将参照附图1至12对优选实施方案进行描述。
关于移动电话，除了第二代移动系统例如PDC和GSM，第三代移动系统(IMT-2000)例如WCMA和cdma2000已经被标准化外。具备高传输速率的第四代移动系统已经在研制中。关于无线局域网，使用2.4GHz带宽的IEEE802.11b和IEEE802.11g以及使用5GHz带宽的IEEE802.11a已经开始被用于户内和户外的热点地区。以这种方式，许多无线通信系统都在使用中或者准备开始使用。结果，需要一种与多个通信系统进行通信的终端。
附图12举例表示一个存在多个通信系统的区域。基站1和2用于蜂窝类型移动电话，具有大面积的通信区域6和7。基站1和2使用不同的通信系统，例如WCDMA和第四代移动系统。接入点3和4用于无线局域网，并且具有在无线基站中使用的相对狭窄的通信区域8和9。接入点3和4使用不同的通信系统，例如IEEE802.11a和IEEE802.11g。
基站1和2以及接入点3和4分别通过移动电话网10和11以及无线局域网13和12连接到因特网16，并且从内容服务器15向终端提供数据。在附图12中，一个无线通信设备5能够从基站2所属的通信系统37和接入点4所属的通信系统38中接收数据。
该实施方案中的无线通信设备包括一个对应于多个通信系统的发送/接收部分，从包括接收信噪比，功率的消耗数，剩余的电池带电数值，输入信号幅度，和输出信号幅度的系统接收状态中进行检测。无线通信设备根据检测的接收状态使用能够实现最好的接收状态的通信系统发送/接收数据。
第一个实施方案将参考附图1至4进行解释。本实施方案中的无线通信设备包括发送/接收信号的天线16，用于分离发送/接收信号的发送/接收分离部分30，用于从多个通信系统中接收信号的接收部分53，用于将信号发送到多个通信系统的发送部分54，用于控制接收部分53和发送部分54的CPU 29。
一个通过天线16接收的高频信号在发送/接收分离部分30中被选择，然后输入到接收部分53。来自发送部分54的信号在发送/接收分离部分30中被选择，然后通过天线16进行发送。当在通信系统中使用的发送/接收信号多路复用方法是FDMA(频分多址)时，发送/接收分离部分30具有分离发送/接收信号带宽的过滤功能。当在通信系统中使用的发送/接收信号多路复用方法是TDMA(时分多址)时，发送/接收分离部分30具有转换发送/接收信号的功能。该实施方案中的无线通信设备检测多个通信系统中的接收信噪比，选择具有最高的接收信噪比的通信系统通信并且与其通信。
首先，解释接收部分53。接收部分53包括模拟高频部分17，AD转换器25，和一个解调装置27。模拟高频部分17具有对应于三个通信系统的高频信号处理部分18，19和20。CPU 29通过使用对应要接收的通信系统的高频信号处理部分18，19和20的控制信号35进行切换。
模拟高频部分17的输出在AD转换器25中被转换为数字信号，然后输入到解调装置27中。解调装置27包括对应于不同通信系统的解调部分55，56和57。CPU 29通过使用对应于要接收的通信系统的解调部分55，56和57的控制信号31进行切换。解调部分55，56和57的每一个包括，例如一个数字过滤器，一个同步再现部分和一个SN检测部分，以对通信系统执行接收信噪比的解调和检测。
其次，解释发送部分54。发送部分54包括一个调制处理部分28，一个DA转换器26，和一个高频发送部分21。调制处理部分28中提供对应不同通信系统的调制装置58，59和60，CPU 29通过使用对应要发送的通信系统的调制装置58，59和60的控制信号32进行切换。调制处理部分32的输出在DA转换器26中被转换为模拟信号，然后输入到高频发送部分21中。一个高频发送部分36具备发送部分22，23和24，CPU 29通过使用对应发送的通信系统的发送部分22，23和24的控制信号36进行切换。高频发送部分21的输出信号通过发送/接收分离部分30由天线16进行发送。
在该实施方案中，解调部分55，56和57检测通信系统的接收信噪比，具有最高信噪比的通信系统的电路部分执行发送/接收。换言之，为了选择对应具有最高接收信噪比的通信系统的电路部分，控制总线35切换高频信号处理部分18，19和20，控制总线31切换解调部分55，56和57，控制总线32切换调制部分58，59和60，控制总线36切换发送部分22，23和24。
根据本实施方案，CPU 29选择具有最高接收信噪比的通信系统，通过使用选择的通信系统实现可靠的通信。
附图2表示第一实施方案中解调处理部分27的结构。存在三个通信系统A，B，C。解调处理部分27包括用于解调通信系统A的解调部分55，用于解调通信系统B的解调部分56，用于解调通信系统C的解调部分57，和用于比较通信系统信噪比的比较器45。解调部分55包括同步解调部分39，接收信噪比检测部分42，和一个过滤器67。解调部分56包括一个同步解调部分40，接收信噪比检测部分43，和一个过滤器68。解调部分57包括一个同步解调部分41，接收信噪比检测部分44，和一个过滤器69。
比较器45比较在接收信噪比检测部分42，43和44中检测的信噪比的结果。判断具有最高信噪比的通信系统。判决数据通过控制总线31输入到CPU 29。根据判决数据，CPU 29选择由控制总线31选择的通信系统的解调部分，由控制总线32选择的通信系统的高频信号处理部分，由控制总线36选择的通信系统的发送部分。
当一种蜂窝类型的移动电话用于通信系统，从基站接收连续不断地发送的区域信号，能够从区域信号中检测接收信噪比。当无线局域网充当通信系统时，接收一个响应终端的验证需求从接入点发送的询问文本，并且从该询问文本中能够检测接收信噪比。从中检测出接收信噪比的接收信号不局限于区域信号和询问文本。
附图3表示通信系统中信噪比检测定时的例子。在方法(a)中，当通信开始时，通信系统A，B，C的信噪比被顺序地进行检测，使用具有最高接收信噪比的通信系统接收数据。在方法(b)中，当通信开始时，检测信噪比，使用具有最高接收信噪比的通信系统接收数据。假若这样，信噪比检测和数据接收周期地重复进行。例如，在附图3(b)中，因为在第二次信噪比检测中通信系统C的信噪比最高，所以从通信系统A切换为通信系统C接收数据。
在方法(a)中，因为仅仅在通信的开始进行信噪比的检测，所以能够抑制吞吐量的降低得以有效地执行通信。当然，当接收信噪比发生改变时，通信会降级。在方法(b)中，从通信系统中对信噪比周期地重复地进行选择，降低吞吐量。然而，即使当信噪比变化时也能够维持一个好的接收状态。
附图4表示该实施方案的程序流程图。附图4(a)表示如附图3(a)所示的信噪比检测方法的流程图。附图4(b)表示如附图3(b)所示的信噪比检测方法的流程图。在方法(a)中，发送/接收开始后，一个从基站发送的区域信号或者从接入点发送的询问文本通过每个通信系统被接收，每个通信系统中的接收信噪比被检测。比较接收信噪比，选择具有最高的接收信噪比的通信系统开始数据的发送/接收。在方法(b)中，当数据发送/接收开始之后过去一段预定的时间，又开始比较通信系统中的信噪比，重新选择具有最高接收信噪比的通信系统。这种操作重复进行直到发送/接收结束。
第二个实施方案将参照附图5和6进行解释。
附图5表示本实施方案的结构配置。因为与附图1具有同样标记的方框按照与第一实施方案相同的方式操作，所以这些方框的解释将被忽略。该实施方案中的无线通信设备包括用于检测高频信号处理部分18，19和20中的功率消耗的检测部分46，47和48，用于检测调制部分55，56和57中功率消耗的检测部分61，62和63，用于检测调制部分58，59和60中功率消耗的检测部分64，65和66，用于检测传输部分22，23和24中功率消耗的检测部分49，50和51。
调制部分55，56和57判断通信系统的接收信噪比是否等于或者高于希望的信噪比。当接收信噪比等于或者高于希望的信噪比时，CPU29根据从功率消耗检测部分46，47，48，61，62和63中得到的信息选择消耗最少功率的通信系统的高频信号处理部分和解调部分，并且控制上述设备接收数据。除此之外，CPU 29根据从功率消耗检测部分49，50，51，64，65和66中得到的信息选择消耗最少功率的通信系统的调制部分和传输部分，并且控制上述设备传输数据。
依据该实施方案，能够通过提供功率消耗检测部分和使用消耗最少功率的通信系统执行发送/接收来实现低功率消耗。
附图6表示第二实施方案的流程图。
首先，解释流程框图(a)。通过通信系统接收从基站发送的区域信号，检测该通信系统的接收信噪比。接收信噪比和希望的信噪比相比较。当接收信噪比等于或者高于预定的信噪比，比较通信系统的功率消耗数，选择消耗最少功率的通信系统进行发送/接收数据。按照这种方式，功率消耗能够通过保持预计水平的通信质量而得到抑制。
流程框图(b)表示一种比较通信系统功率消耗的方法，并且消耗最少功率的通信系统执行发送/接收。这种方式中，尽管通信质量会降低，但是功率消耗会进一步受到抑制。
附图7表示第三种实施方案。因为与附图5具有同样标记的方框按照与第二实施方案相同的方式操作，所以这些方框的解释将被忽略。CPU 29检测电池52剩余的带电数。当该数值等于或者高于参考数值，具备最高接收信噪比的通信系统被选择作为接收通信系统。当该数值等于或者低于参考数值，消耗最少功率的通信系统被选择作为接收通信系统。在该实施方案中，当剩余的带电数很大，具备最高接收信噪比的通信系统被选择稳定地接收数据。当剩余的带电数很少，消耗少的功率的通信系统被选择用于延长数据接收时间。
附图8表示第三个实施方案的流程图。在该实施方案中，通信系统的接收信噪比与一个预定的信噪比相比较，并且通信系统的功率消耗相比较之后，检测电池的剩余带电数值。当数值很大，具有高接收信噪比的通信系统被选择用于开始接收数据。当数值很小，消耗最少功率的通信系统被选择用于开始接收数据。
附图9表示第四个实施方案。因为与附图1具有同样标记的方框按照与第一实施方案相同的方式操作，所以这些方框的解释将被忽略。
一个幅度检测部分76检测一个输入到AD转换器25中的信号幅度的RMS(均方根)数值。根据检测级别，CPU 29通过控制总线31，33和35控制AD转换器25的量化位数和解调处理部分55的处理位数量。
当干扰信号大时，幅度检测部分76中的检测级别变高，当干扰信号小时，幅度检测部分76中的检测级别变低。干扰信号包括邻近信道中的信号。当幅度检测部分中的检测级别高时，CPU 29适当地改变处理位的数量，增加AD转换器量化位的数量和解调处理部分55的处理位数量。当幅度检测部分76中的检测级别低时，CPU 29适当地改变处理位的数量，减少AD转换器量化位的数量和解调处理部分55的处理位数量。例如，改变解调处理部分55中数字过滤器67的处理位的数量和抽头的数量。
在AD转换器25和解调处理部分55中，当量化位的数量和处理位的数量更小时消耗低功率。因此，在该实施方案中，适当地改变位的数量以实现低功率消耗。
附图10表示第五个实施方案。因为在附图9中以同样方式编号的方框与第四个实施方案中的相同，所以对方框图的解释被省略。该实施方案不同于第四个实施方案在于幅度检测部分73被放置在AD转换器25之后。
被放置在AD转换器25之后的幅度检测部分73能够使用从AD转换器输出的数字信号检测一个信号幅度的RMS数值。因为数字信号与输入到AD转换器25中之前的模拟信号相比几乎不受，例如温度特性的影响，可以几乎没有错误地检测到一个更精确的数值。
当接收的信号非常大，AD转换器25可能会饱和。在这种方式中，如附图9描述的那样，幅度检测部分76被放置在AD转换器25之前，以便检测一个正确的RMS数值。
附图11表示第六个实施方案。因为在附图1，9中以同样方式编号的方框与第一和第四个实施方案中的相同，所以对方框图的解释被省略。在附图11中，幅度检测部分76，77和78被提供通信系统高频信号处理部分18，19和20的输出部分，用于检测输入到AD转换器25中的信号幅度的RMS数值。
CPU 29选择具有最小检测级别的幅度检测部分76，77和78的通信系统，选择对应于已选择的通信系统高频信号处理部分和解调部分。除此之外，CPU 29控制AD转换器25中的量化位的数量和解调处理部分中处理位的数量。当一个输入到AD转换器25中的信号幅度小时，需要位的数量变小。结果是，具有小的信号幅度的通信系统被选择以减少位的数量并且节省功率消耗。
在该实施方案中，在AD转换器25之前提供幅度检测部分76，77和78，因此在信号输入到AD转换器25之前检测信号幅度RMS数值。幅度检测部分76，77和78可以放置在AD转换器25之后，在信号从AD转换器25中输出之后检测信号幅度的RMS数值。在这种方式中，如第五个实施方案中描述那样，可以几乎没有错误地检测到一个精确的数值。
如上所述，尽管解释了从三个通信系统中进行选择的方法，本发明不局限于这些方法。当提供对应于其它通信系统的高频信号处理部分，解调部分，调制部分，和传输部分时，本发明可适用于超过三种通信系统。
根据上文描述的实施方案，可靠和稳定的通信能够通过提供用于检测多个通信系统的接收信噪比的方法和选择具有最高接收信噪比的通信系统得以实现。除此之外，通过提供检测通信系统发送/接收电路部分的功率消耗的方法和选择具有的接收信噪比等于或者高于一个希望的接收信噪比和消耗最少功率的通信系统，能够稳定发送/接收和节省功率。当一个干扰电平很大，输入到AD转换器或者从中输出的信号幅度电平的RMS数值变高。结果是，提供控制AD转换器量化位数量和数字信号处理电路处理位数量的方法来节省功率消耗。
上述的发明已经按照优选实施方案被描述。当然，这些本领域的技术人员将认识到存在实施方案的各种变化。这些变化都处于本发明和附加权利要求的范围中。

Claims (14)

1.一种无线通信设备，包括：
对应于多个通信系统的接收机；
检测多个通信系统的接收状态的接收检测器；
检测多个通信系统功率消耗数值的功率检测器；
控制接收机使用根据检测的接收状态和功率消耗数值从多个通信系统中选择的通信系统接收数据的控制器。
2.一种如权利要求1中所述的无线通信设备，其中接收检测器检测一个由接收机接收的信号的接收信噪比。
3.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中当在多个通信系统中检测到等于或者高于一个预定数值的接收信噪比时，控制器控制接收机使用消耗最少功率和具有等于或者高于预定数值的接收信噪比的通信系统。
4.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中当接收机开始接收信号时，接收检测器检测多个通信系统的接收信噪比。
5.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中在接收机开始接收信号之后，接收检测器周期地检测多个通信系统的接收信噪比。
6.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中当接收机开始接收信号时，功率检测器检测多个通信系统的功率消耗数值。
7.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中在接收机开始接收信号之后，功率检测器周期地检测多个通信系统的功率消耗数值。
8.一种如权利要求1中所述的无线通信设备，其中无线通信设备包括电池和检测电池剩余带电数的电池检测器，其中当电池检测器检测到电池带电数值超过一个预定数值时，控制器控制接收机使用具有最好接收状态的通信系统接收数据，当带电数值等于或者低于预定数值时，使用消耗最少功率的通信系统接收数据。
9.一种如权利要求2中所述的无线通信设备，其中无线通信设备包括电池和检测电池剩余带电数的电池检测器，其中当电池检测器检测到电池带电数超过一个预定数值时，控制器控制接收机使用具有最高接收信噪比的通信系统接收数据，当带电数值等于或者低于预定数值时，使用消耗最少功率和具有接收信噪比等于或者高于预定数值的通信系统接收数据。
10.一种如权利要求1中所述的无线通信设备，其中接收机包括一个处理模拟高频信号的处理器，一个将模拟数据转换为数字信号的AD转换器，一个处理数字信号的解调器，
其中无线通信设备包括一个检测输入到AD转换器或者从其中输出的信号幅度的检测器，
其中控制器控制使用检测器检测的具有最小幅度的通信系统接收数据。
11.一种如权利要求10中所述的无线通信设备，其中控制器根据检测器的检测级别控制AD转换器的量化位数量和解调器的处理位数量的改变。
12.一种无线通信设备，包括：
对应于多个通信系统的发送/接收部分；
检测多个通信系统发送/接收状态的发送/接收检测部分；
检测多个通信系统功率消耗数值的功率检测部分；
根据已检测的发送/接收状态和功率消耗数值控制发送/接收部分对应于其中一个通信系统的控制部分。
13.一种如权利要求12中所述的无线通信设备，其中发送/接收部分周期地检测多个通信系统的发送或者接收状态，其中功率检测部分周期地检测多个通信系统的功率消耗数值。
14.一种如权利要求12中所述的无线通信设备，其中发送/接收检测部分检测一个由发送/接收部分接收的信号的接收信噪比，其中，当多个通信系统中检测到等于或者高于预定数值的接收信噪比，控制部分控制发送/接收部分使用消耗最少功率和具有等于或者大于预定数值的接收信噪比的通信系统发送或者接收数据。
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