CN1714581A - 用于选择与远程无线设备进行通信的信道的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于选择用于与远程无线设备进行通信的新信道的设备和方法，其中将与音频信息同时在通信信道上传输的数据的质量用于确定是否应当选择所述新通信信道。

Description

用于选择与远程无线设备进行通信的信道的方法和设备
技术领域
本发明大体上涉及模拟无绳电话系统和其他多种设备，如对讲机、计算机和电视等，更具体地，涉及配置用于通过多个可用无线电频道中的至少一个进行通信的设备。
背景技术
如无绳电话系统等传统的通信设备可能会遇到由于对无绳电话所操作的频道的外部干扰而引起的较差音频质量。为了选择新信道，典型地，用户必须按下无绳电话系统的手机或移动部分上的按钮，以实现通信信道的改变。在这种改变期间，典型地，对音频路径进行静音。
传统的9MHz或2.4GHz区域住宅无绳电话系统也可以提供无干扰信道选择机制，用于测量由系统硬件提供的接收信号强度指示(RSSI)。典型地，在操作的“待机”模式下，执行信道的RSSI评估，由于在操作的“使用中”状态下，利用手动改变模式。RSSI表示接收信号功率的损耗或缺失，并可以用于表示通信信道的余量不足，或者应当终止该链路。
在德国CTI 900MHz区域模拟无绳电话系统中，在无绳电话手机和基座(base)单元之间间歇地交换数据分组。不幸地，数据分组的这种传送引起了令用户烦恼的通信中断，这是由于在此过程期间，音频路径被静音。
发明内容
一种用于选择用于与远程无线设备进行通信的新信道的设备和方法，其中将与音频信息同时在通信信道上传输的数据的质量用于确定是否应当选择所述新通信信道。
在利用多个通信信道的无线通信系统中，每个信道与相应的载频相关联，用于在第一谱区中传播音频数据，以及在第二谱区中传播非音频数据，根据本发明实施例的方法包括：(a)选择用于与所需无线设备进行通信的初始通信信道；(b)确定所选通信信道的接收信号强度指示符(RSSI)是否表示所需无线设备有效；(c)通过所选通信信道，传输有效无线设备的标识代码，所述标识代码包括非音频数据；(d)最多重复步骤(c)预定的次数，直到所需无线设备已经响应所传输的标识代码为止；以及(e)如果所需无线设备并未响应所传输的标识代码，则选择下一通信信道，并重复步骤(a)到(d)。
附图说明
通过结合附图理解以下描述，可以获得对本发明更为全面的理解，其中：
图1示出了根据本发明实施例的无线通信系统的高级方框图；
图2示出了适合于用在如图1所示的系统中的典型控制器的高级方框图；
图3示出了如基站或手机等适合于用在如图1所示的无线通信系统中的无线通信设备的高级方框图；
图4示出了根据本发明且适合于用在基站中的方法的流程图；以及
图5示出了适合于用在手机或移动设备中的方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考数字来表示附图中相同的元件。
具体实施方式
将在具有通过多个可用无线通信信道之一与手机进行通信的基座单元的无绳电话系统的情况下，对本发明进行描述。本领域的普通技术人员应当清楚的是，本发明的教益可以容易地适用于其中可以选择多个通信信道中的一个或多个用于语音或其他音频通信的系统。本领域的普通技术人员还应当清楚的是，可以在采用了多个手机，采用了多个基座单元和/或采用了多个通信设备的系统中实施本发明。
此外，尽管将在如无绳电话手机或对讲机等远程无线设备之间的直接通信的情况下，对本发明进行描述，利用基站到手机或手机到基站通信，可以通过无绳基站，在远程无线对讲机和/或无绳手机之间发生间接通信。在这种情况下，可以可选地在无绳手机处显示或收听到在无绳基站处显示或收听到的内容。应当注意，可以对所描述的实施例进行修改，并且这种修改是在发明人的预料之中的。
图1示出了无线通信系统的高级方框图，示出了无绳电话系统100、至少一个设备120和至少一个远程无线设备140。无绳电话系统100包括：无绳基站102，可以被称为无绳基座单元；以及多个无绳手机104，每一个均可被称为无绳电话单元。多个无绳手机104包括无绳手机108～112，在图1中表示为无绳手机1到N。
无绳电话系统100在相对较小的地理区域中，为端用户提供无线电话通信。无绳基站102和无绳手机108彼此通过射频(RF)信号106进行通信。无绳基站102具有用于连接交流(AC)电源114的接口，例如，通常设置在家庭或商业场所中的那些。无绳基站102具有用于连接陆地线116的另一接口，陆地线116将无绳基站102与公共开关电话网络(PSTN)相连，以便进行陆地线电话通信。
表示其他无绳手机110～112的无绳手机108典型地包括用户接口，所述用户接口包括扬声器、麦克风、显示器和具有用于拨号的传统双音多频(DTMF)按键的小键盘。无绳基站102可选地具有相同或类似的接口。因此，无绳基站102、无绳手机108或这二者可以用于进行和接收电话呼叫。
远程设备140和设备120可以包括与无绳电话系统100相兼容的任何设备。设备120可以包括如安装在住宅或商业场所中的对讲机等设备、如个人计算机(PC)或膝上型计算机等计算机(具有或不具有用于因特网或WWW的浏览器软件)、AM/FM无线电(包括其相关磁带或CD播放器)及其遥控器、电视及其遥控器、录像机(VCR)及其遥控器和如温度传感器、天气传感器和运动检测传感器等传感器。尽管在如图2中分别示出了设备120和远程无线设备140，但是其可以集成在单一的设备和/或箱体中，如远程无线对讲机等。
在2001年11月9日递交的、题为“METHODS AND APPARATUS FORCOMMUNICATION INFORMATION FROM A REMOTE WIRELESS DEVICE TO ACORDLESS TELEPHONE SYSTEM”的、共同转让的美国专利申请序列号10/007,242(代理机构记录号PTU000002)中提供了对包括基于语音的数据(DoV)硬件的、如图1所示的无线通信系统100的更为详细的解释，该专利申请的全部内容在此一并作为参考。在该专利申请中所公开的方法和设备涉及一种无线通信系统，例如，使无绳电话系统能够与如对讲机、计算机、电视等多个其他设备进行通信。
图1所示的无线通信系统100利用了音频或语音信息与非音频或非语音信息的并行或同时传输。具体地，在本公开的上下文中，语音或音频信息包括调制在与载波信号有关的第一谱区中的射频(RF)载波信号上的带限模拟音频信息。直观地，非音频信号包括调制在与载波信号有关的第二谱区中的载频上的已编码数据信号。
在本发明的一个实施例中，在距载频fc大约0到4KHz的第一谱区中携带语音或音频信息，而在带宽为1KHz、距载频fc的偏移为大约10KHz的第二谱区中携带非音频数据。在本发明的环境下，也可以应用其他谱分配。此外，尽管可以将模拟音频信息容易地调制到载频上并从而在第一谱区内简单地传送，发明人也想到，可以在第一谱区(或缩减的第一谱区)中传送数据，而可以在第二谱区(或扩展的第二谱区)中传送音频信息。
在如图1所示的无线通信系统100的情况下，本发明利用通过第二谱区传送的非音频信息内的衰落来确定信道损伤或如冲击等其他异常情况是否已经降低了第一谱区中所携带的音频或语音信息的保真度。响应这种衰落来进行信道选择决定。
图2示出了适合于用在如图1所示的系统中的典型控制器的方框图。具体地，图2中的典型控制器200包括处理器230和用于存储多种程序245的存储器240。处理器230与如电源、时钟电路、高速缓存器等传统支持电路220和有助于执行存储在存储器240中的软件例程的电路共同操作。这样，可以设想的是，可以在硬件中实施如软件处理等这里所讨论的一些处理步骤，例如，作为与处理器230共同操作以执行多个步骤的电路。控制器200还包括输入/输出(I/O)电路210，形成与控制器200进行通信的多个功能元件之间的接口。例如，在以下参照图3所讨论的如图1所示的无绳基站102的实施例中，将如图2所示的控制器200用作如图3所示的控制器302，该控制器302通过I/O电路210与显示电路308、小键盘电路310、发射器318和其他电路相连。更一般地，可以将如图2所示的控制器200有利地用作这里所讨论的任何控制器元件。
图3示出了适合于用作如图1所示的无绳基站102、无绳手机108或远程无线设备140中的任何一个的设备的高级方框图。针对无绳基站102或无绳手机108示出了示意方框图，由于在每个设备中存在相似的元件。在以下的描述中，将图3所示的示意图看作是对无绳手机108的描述。
如图所示，图3所示的无绳手机108包括如控制器302、用户接口电路304和收发器电路306等电气元件。用户接口电路304包括用于与如液晶显示器(LCD)等可视显示器相连的显示电路308、用于与小键盘相连的小键盘电路310和用于与扬声器312和麦克风314相连的音频电路316。收发器电路306包括发射器318、接收器320和天线322。收发器电路306使用RF技术进行通信，尤其是调频(FM)技术。优先地，收发器电路306利用900MHz或2.4GHz工业、科学和医学(ISM)频带中的FM技术。可选地，收发器电路306可以使用公知的通信技术，如时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)通信方案。
现在，对如图3所示的无绳手机108的基本操作进行描述。当无绳电话108的端用户进行电话呼叫时，端用户讲话或将可听语音信号传递到麦克风314，麦克风314向音频电路316提供低电平模拟信号，以便对信息进行处理。将此信息传递到发射器318，并通过RF信号，经由天线322发射到无绳基站102(图1)。另一方面，如图3所示的无绳手机108通过天线322和接收器320接收来自无绳基站102(图1)的RF信号，并对其进行处理，以提供给扬声器312，扬声器312产生针对端用户的可听语音信号。控制器302根据需要提供对发射器318、接收器320和音频电路316的总体控制。
与小键盘电路310一起使用的小键盘典型地包括传统的电话键(即，双音多频或DTMF键0～9、*和#)以及控制键。端用户通过按下小键盘的按键来发起电话呼叫，其中小键盘电路310唯一地检测按下的每个键，并将此信息提供给控制器302。然后，控制器302按照适当的形式将此DTMF键选择数据传递给发射器318，从而能将其从天线322发射到无绳基站102(图1)。作为响应，无绳基站102(图1)根据DTMF键选择数据，产生DTMF音，以便发起电话呼叫。也针对其他原因使用小键盘，如用于改变无绳基站102与手机108用于通信的信道。
与显示电路308一起使用的可视显示器(例如LCD)通过在激活时对其进行显示来确认所按下的按键的标识。可视显示器还向端用户显示其他有用信息，如呼叫方标识(ID)信息、当前日期和时间、以及当前的信道号。当接收到通过PSTN的电话呼叫时，从无绳基站102(图1)向无绳手机208传输呼叫方ID信息。控制器302从接收器320接收该数据，并将其以适当的格式传递给显示电路308进行显示。
在本发明的上下文中，通过载频的第一和第二谱区对音频和非音频信息的同时传输形成了基站102和无绳手机108(或远程设备140/120)之间的单一通信信道。在如图1所示的无线通信系统100的情况下，利用多个这种通信信道，每个通信信道均使其与载频F。相关联，用于在相应的第一和第二谱区中传播音频和非音频信息。将在基站与无绳手机进行通信的情况下，对参照图4和图5所讨论的本发明的实施例进行讨论。但是，也可以是利用包括用于携带音频和非音频数据的第一和第二谱区的多个信道的任何无线通信系统。
图4示出了根据本发明且适合于用在基站中的方法的流程图。在步骤402进入方法400，在步骤402，复位基站定时器，并处理到步骤405，进行与基站进行通信的无线设备的RSSI是否高于阈值电平的查询。如果RSSI低于阈值电平，则方法400进行到超范围例程(out-of-rangeroutine)410。例如，超范围例程410可以包括信道搜索例程、重新获取例程等。超范围例程410可以通过基站显示设备向用户提供出错消息。
如果在步骤405，RSSI高于(或等于)阈值电平，则在步骤415，基站利用基于语音的数据技术发起周期性标识(ID)呼叫。具体地，不管在通信信道的第一谱区中是否承载有语音或音频业务，均传输与基站进行通信的移动设备的标识。所述标识包括移动设备将识别并对其进行响应的数据字或数据字序列，从而表明通过此信道与基站进行通信的移动设备是与专用标识字或序列相关联的移动设备。
在步骤420，进行基站是否已经接收到来自想要与基站进行通信的手机或其他设备的响应的查询。如果肯定地应答步骤420的查询，则在步骤435复位基站定时器，并且方法400进行到步骤415。如果否定地应答步骤420的查询，则在425，进行基站定时器(例如，计数或定时设备)是否已经过期或已经达到阈值计数或时间周期的查询。如果基站定时器已经过期，则方法400进行到步骤415。如果基站定时器已经过期，则在步骤430改变由基站使用的通信信道，并且方法400返回步骤405。
在如图4所示的基站流程方法400中，监控RSSI信号及与手机或其他无线设备相关联的身份数据。可以按照在干扰信号和所需信号之间加以区分的方式，对所选通信信道的质量进行监控。简要地，基站和如手机等远程设备利用上述基于语音的数据电路和方法，周期性地交换身份信息。例如，假设响应高于阈值电平的RSSI存在的确定，基站发起ID呼叫，并由手机回复确认命令。这种回复暗含地确认手机接收到来自基站的信息并且无错误地接收到该信息。如果手机从基站接收到包括错误的信息，则手机并不回复确认命令。
可选地，由手机提供的确认命令包括表示错误类型的可选错误消息(例如，手机处较差的RSSI、被破坏的ID代码、不正确的ID代码、低电量指示等)。
在等待此“握手”的同时，基座单元将在预定的延迟之后(例如，无延迟到几秒)重新传送，并试图重复处理。如果在重复预定次数之后，此处理失败，则基座单元将改变其信道并试图在新的频率上重新建立通信。优选地，根据延迟来选择预定的次数。例如，如果基座单元延迟周期非常小，则在用户感到固定信道中的延迟令人恼怒之前，可以进行多次尝试。但是，如果延迟较大，则在用户感到总延迟令人恼怒之前，只进行较少的重复。
在本发明的一个实施例中，在系统正在进行改变信道的处理的时间期间，对音频信道进行静音，并保持静音，直到数据通信在所选的新频率上恢复。优选地，在改变信道的处理中所包含的总时间(即，静音音频信道的时间)近似与通常手动信道改变操作所需的时间段相同。可选地，例如，通过基座单元或手机上的显示设备，向用户提供指示，表示系统正在向新信道转移通信的事实。用户标识也可以包括如音调或蜂鸣等可听指示。整个处理并不需要用户干预。
图5示出了适合于用在参照图1所述的手机或移动设备中的方法的流程图。在步骤502进入方法500，在步骤502，复位手机定时器，并且进行到步骤505，进行手机RSSI是否高于阈值电平的查询。如果否定地应答步骤505的查询，则方法500进行到步骤525。
如果肯定地应答步骤505的查询，则在步骤510，进行手机是否已经从基座单元接收到无错ID代码的查询。如果已经接收到无错ID代码，则在步骤515，利用基于语言的数据信道，向基站传输ID确认。如果并未接收到无错ID代码，则在步骤520进行手机定时器是否已经过期的查询。如果手机定时器并未过期，则方法500进行到步骤510。如果手机定时器已经过期，则方法500进行到步骤525。
可选地，在步骤515向基站传输的ID确认包括表示一个或多个特定错误的出错消息，如手机处较差的RSSI、被破坏的ID代码、不正确的ID代码、低电量指示等。
在步骤525，改变手机所使用的通信信道，并在步骤530，进行新选择的通信信道的RSSI是否高于阈值电平的确定。如果否定地应答步骤530的查询，则在步骤535，执行“超范围”例程。如果肯定地应答步骤530的查询，则在步骤540，复位手机定时器，以及方法500进行到步骤505。
在上述设备和方法的可选实施例中，使用与基站和手机或无线设备之一或二者的RSSI相关联的多个阈值电平。在这些实施例中，在RSSI有余量的情况下，可以选择新通信信道。
尽管已经详细示出和描述了包括本发明的教益的多个实施例，本领域的技术人员可以容易地得出包括仍然这些教益的多种其他变体实施例。

Claims (17)

1、一种设备(102)，包括：
发射器(318)，用于在通信信道的相应谱区中同时传输语音和数据，所述数据包括与所需无线设备相关联的标识代码；以及
接收器(320)，用于通过所述通信信道的相应谱区，从所述所需无线设备接收语音和数据；以及
装置(302)，用于响应通过所述发射器发送到所述所需无线设备的数据不能满足至少一个条件的指示，改变由所述发射器使用的所述通信信道。
2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述不适当的数据传输的指示包括接收信号强度指示符(RSSI)低于阈值电平。
3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述不适当的数据传输的指示包括较差的RSSI、被破坏的ID代码、不正确的ID代码和低电量指示中的至少一个。
4、一种包含软件指令的计算机可读介质，当由处理器执行所述软件指令时，执行以下步骤：
在调制到通信信道的射频(RF)载波信号上的相应谱区中同时传输可用音频和标识数据；以及
在未得到来自与所述标识数据相对应的无线设备的适当响应时，选择下一通信信道。
5、在利用多个通信信道的无线通信系统中，每个信道与相应的载频相关联，用于在第一谱区中传播音频数据，以及在第二谱区中传播非音频数据，一种方法包括：
(a)选择用于与所需无线设备进行通信的初始通信信道；
(b)确定所选通信信道的接收信号强度指示符(RSSI)是否表示所需无线设备有效(405)；如果是，
(c)通过所选通信信道，传输有效无线设备的标识代码，所述标识代码包括非音频数据(415)；否则
(d)最多重复步骤(c)预定的次数(420、425)，直到所需无线设备已经响应所传输的标识代码为止；以及
(e)如果所需无线设备并未响应所传输的标识代码，则选择下一通信信道(430)，并重复步骤(b)到(d)。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述无线通信系统包括900MHz区域无绳电话系统。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述无线通信系统包括2.4GHz区域无绳电话系统。
8、根据权利要求5所述的方法，其特征在于与音频数据同时传输所述标识代码。
9、根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
(f)确定来自所述无线设备的接收响应是否已经将其与错误条件相关联；以及
(g)在所述出错条件表示不适当的无线设备操作的情况下，在显示设备上显示表示所述不适当的操作的消息。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：
(h)在所述出错条件表示衰落的通信信道的情况下，选择下一通信信道，并重复步骤(B)到(d)。
11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述出错条件包括较差的RSSI、被破坏的ID代码、不正确的ID代码和低电量指示中的至少一个。
12、根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述出错条件包括较差的RSSI。
13、一种方法，包括：
在调制到通信信道的射频(RF)载波信号上的相应谱区中同时传输可用音频和标识数据(415)；以及
在未得到来自与所述标识数据相对应的无线设备的适当响应时(420、425)，选择下一通信信道(430)。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
在接收到其中包括表示不适当的无线设备操作的出错条件的响应的情况下，在显示设备上显示表示所述不适当的无线操作的消息。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于在所述出错条件表示衰落的通信信道的情况下，选择下一通信信道。
16、根据权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
在接收到其中包括表示不适当的无线设备操作的出错条件的响应的情况下，选择下一通信信道。
17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述出错条件包括较差的RSSI、被破坏的ID代码、不正确的ID代码和低电量指示中的至少一个。
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