CN1816972A - 用于把光信号变换到无线信道的方法和设备 - Google Patents

用于把光信号变换到无线信道的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及把脉冲调制信号变换成射频信号，该射频信号使得能够使用被设计用于在射频(RF)信道上的无线光链路的应用和协议。方法包括接收脉冲调制的输入信号，把接收的脉冲调制的输入信号译码成译码的数据比特流，把译码的数据比特流编码成重新编码的数据比特流，通过使用重新编码的数据比特流调制射频信号，以及发送调制的射频信号。在接收机路径上，接收的射频信号通过以下步骤被变换成脉冲调制的输出信号：把接收的射频信号解调成解调的数据比特流，把解调的数据比特流译码成接收的数据比特流，把接收的数据比特流编码成脉冲调制的输出信号，以及转发脉冲调制的输出信号。

Description

用于把光信号变换到 无线信道的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于把脉冲调制信号变换成射频信号的方法和设备，其能够使用被设计用于在射频(RF)信道上的无线光链路的应用和MAC(媒体接入控制)协议。具体地，提供了被设计用于在超宽带(UWB)射频(RF)信道上的IrDA无线红外信道(IrDA是红外数据协会的商标)的各种应用和MAC协议的使用。
背景技术
UWB-RF信道最近成为在美国可以使用的(例如，在分配用于室内以及室外使用的频率范围3.1GHz-10.6GHz)。欧洲和日本当局正在准备能够把UWB-RF设备推向市场销售和投入使用的类似的规则。
在无线局域网(WLAN)空间以及无线个人和实体域网络(WPAN/WBAN)空间中的短距离无线技术继续快速激增。具体地，基于红外(IR或Ir)光发射的无线链路由于易于使用和低成本最近已得到巨大成长。红外数据协会(IrDA)到2003年以前已发出总共达13亿个单位的货运单，超过2.5亿个IrDA设备被安装在移动电话和个人数字助理(PDA)上。这个高的采用率反映在市场上存在大量IrDA应用以及由工业界和用户等等的巨大的投资。另一方面，诸如BluetoothTM(兰牙)(兰牙是Bluetooth SIG公司拥有的商标)那样的基于无线的短距离无线设备也以快速步伐被部署，由此相当快速地减小基于IrDA的市场份额的相对大小。这将影响正在寻找另一条道路来使它们的投资升值和继续它们的生意的基于IR的工业。
在短距离无线空间中的两个主要技术--兰牙和IrDA--专门被设计用于替代短距离有线通信链路。兰牙是基于提供小于1Mb/s的用户数据速率的RF技术，以及IrDA提供多个数据速率，例如，SIR(115kb/s)，FIR(4Mb/s)，和VFIR(16Mb/s)。IrDA使用光-IR传输，它要求在发射机与接收机之间的直视线(LOS)。IrDA和兰牙技术也被使用于在单个办公室/家庭办公室(SOHO)环境下基于消费者的应用。每个技术在链路距离、数据速率、需要的规则和花费方面具有它们自己的强项和弱点。
虽然这些技术预期的用途和应用是重叠的，这两个系统的每个系统提供构成一个通信协议组的所有的硬件和软件层。IrDA是一个已建立的和很好证明的点对点的窄角度数据传输标准，它在0-1m的距离上(大多数在20cm)以9600b/s和16Mb/s之间的比特速率工作。它具有很宽范围的支持的硬件和软件平台，以及被很好地引入到市场。虽然IrDA的好处看来是很丰富，但该技术具有其缺点。对于许多应用，它的限制范围和指向的角度是相当不方便的，以及它的光信号无法穿透墙壁或绕过障碍物传播(IrDA没有被设计成依靠漫射的光信号传播)。另外，IrDA设备必须几乎是静止的，以达到与其它IrDA设备同步(窄光束)。在IrDA不是用户友好的情形下，基于无线的系统提供诸如通过墙壁或其它障碍物的非直视线(NLOS)传输的优点。然而，许多基于RF的系统，诸如兰牙，在全世界各个国家被不同地调整，因此在引入市场时受到限制。
短距离无线设备的两个主要市场是便携式和台式计算机和手持机市场。由于结构和距离范围约束条件，在台式空间中IrDA的采用水平是相对较低的。市场上当前的台式设计更适合于把台式机放置在柜子中或在地面上。然而，这样的使用情景不利于由IrDA提供的指向-与-对准(point-and-shoot)的光链路应用。
光-IR通信链路的缺点和制造商和用户社区在基于IrDA的技术和应用中的投资通过用适当的基于无线的收发信机替代或增强IrDA系统的光收发信机(即，PHY层的一部分)而可被升级以及被保持到将来。
在最近为UWB无线设备引入3.1GHz和10.6GHz之间的免许可证的频带(USA/FCC)的情况下，新的和固有可兼容的无线技术变为可用于设计和实施这样的基于无线的系统。结果，包括原先设想用于无线光链路的媒体接入控制协议的许多应用和协议栈，在UWB无线信道上应当是可以使用的。
如果使得两种类型的通信系统共同利用无线光系统和无线信道，那将会是有利的。由于所使用的不同的传输媒体(分别是光和射频)以及出于传统考虑，这些不同的无线通信系统传统上也用不同的媒体接入控制(MAC)机制进行设计；另外，它们在市场上的定位通常是不同的，虽然它们的应用在某些领域中确实有重叠(例如，PDA数据基与PC数据基同步)。
发明内容
按照本发明，提供一种用于把脉冲调制的输入信号变换成射频信号的方法。射频信号可以是脉冲射频信号，比如它可以与超宽带(UWB)射频(RF)信号一起使用。方法包括以下步骤：接收脉冲调制的输入信号；把接收的脉冲调制的输入信号译码成译码的数据比特流；把译码的数据比特流编码成重新编码的数据比特流；用重新编码的数据比特流调制射频信号；以及发送调制的射频信号。
该方法还允许通过以下步骤把接收的射频信号变换成脉冲调制的输出信号：把接收的射频信号解调成解调的数据比特流；把解调的数据比特流译码成接收的数据比特流；把接收的数据比特流编码成脉冲调制的输出信号；以及转发脉冲调制的输出信号。
也有可能通过使用译码的数据比特流直接调制射频信号，这样会减少电路。
而且，也有可能通过使用接收的脉冲调制输入信号用极性调制直接调制射频信号，极性调制也称为180°相位调制。这会进一步简化电路。
脉冲调制的输入信号可以从光控制器接收，由此可以使用开发的光信号技术规范。
射频信号可被放大。这允许更宽的广播范围，由此到达离发送地点更远的设备。
脉冲调制的输入信号可以是基于IrDA技术规范，以及射频信号包括超宽带(UWB)信号。也有可能使得脉冲调制的输出信号适合于IrDA技术规范以及接收的射频信号基于超宽带(UWB)信号技术规范。
脉冲调制的输入信号可以是光信号，它被变换成电信号以便对用来操作转换器的电池进行充电。这允许支持移动设备的电源(电池)。与UWB-RF转换器相组合的IrDA协议可能被实施，以使得需要的电池功率低于传统的光IrDA设备所需要的电池功率。原因是UWB设备只发送微瓦的RF功率水平，而光设备发射高达毫瓦的水平或更高。
本发明的另一方面提供一种用于把脉冲调制的输入信号变换成射频信号的转换器。这个设备包括信号译码器单元，用于把脉冲调制的输入信号译码成译码的数据比特流；数据编码器单元，用于把译码的数据比特流编码成重新编码的数据比特流；以及射频调制器，它通过使用重新编码的数据比特流来调制射频信号。
还用于把接收的射频信号变换成脉冲调制的输出信号的转换器包括解调器单元，用于把接收的射频信号解调成解调的数据比特流；数据译码器单元，用于把解调的数据比特流译码成接收的数据比特流；和信号编码器单元，用于把接收的数据比特流编码成第二脉冲调制的信号。
用于把脉冲调制的输入信号变换成射频信号和用于把接收的射频信号变换成脉冲调制的输出信号的转换器可以被实施为收发信机。也有可能使用在作为接收机的单个设备内把接收的射频信号变换成如上所述的脉冲调制的输出信号的装置。
转换器可包括光收发信机和光窗口，光窗口衰减由光收发信机接收和/或发送的光信号。这允许容易的紧密空间耦合而不用另外的修正。
转换器可以是使用IrDA协议技术规范的移动设备，例如电子表，的一部分。
通常，该方法和设备允许通过在基于将来的无线链路上，特别是在基于免许可证的UWB无线链路上的适当的变换电路，使用现有的在应用和光学或IrDA协议栈(媒体接入控制)方面的大的基础。
而且，IrDA设备的使用可被扩展到无方向性(非直视线)通信链路，而同时保持光IrDA通信的保密性优点，因为UWB无线信号本身很难检测(非常低的功率谱密度，例如按照FCC技术规范小于75nW/MHz)。
总的系统开发成本以及进而的用户的花费可以保持为很低，因为不需要新开发通信技术规范或完全新的标准。UWB-RF模式可被合并到现有的标准。
被加到IrDA上的UWB-RF模式允许用户连接到链路距离大大地超过IrDA的基本的1米限制的其它设备，以及也建立穿过墙壁(光学信号不能穿过)和绕过障碍物的链路。
被加到IrDA上的UWB-RF模式允许用户同时发送到多个不同的客户(一对多广播)，而代替使用典型地用于IrDA的一对一的红外窄波束。在这样的应用中和利用配备有光端口和无线端口的发送设备，有可能通过光端口和/或无线端口同时地或交替地发送，由此扩展传输的覆盖区域。
在IBM苏黎世研究实验室开发的先进的红外(AIr)系统是一种建议的用于室内多点对多点连接的光IrDA标准。距离和数据速率是在从8米上的250kb/s到4米上的4Mb/s的范围内可变的。它被设计用于到多个外围设备的无绳连接和会议室协作应用。AIr链路协议、媒体接入控制以及一部分物理层功能(例如，编码和译码)非常适用于UWB-RF设备；基于重复编码的AIr的可变数据速率特性对于UWB-RF信道是特别有利的。
UWB-RF转换器也可被应用来扩展使用有线标准连接，诸如以太网或通用串行总线(USB)。
附图说明
下面参照以下示意图，仅仅作为例子，详细地描述本发明的优选实施例。
图1显示包括应用和协议栈--也称为光(红外)控制器--和作为物理层的一部分的光收发信机的无线光通信设备的现有技术。
图2a显示在光(红外)控制器与两个光收发信机之间的现有技术电接口连接。
图2b显示在光(红外)控制器与一个光收发信机之间的另一个现有技术电接口连接。
图3a显示具有现有技术无线光通信系统的信号传送速率和脉冲持续时间技术规范的表；特定的表描述IrDA的无线红外系统。
图3b显示对于按照图3a显示的表的某些信号传送速率的现有技术光通信系统(IrDA)的脉冲调制波形的例子。
图4显示包括光(红外)控制器、电接口连接、和[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器的无线射频(RF)通信设备。
图5a显示在光(红外)控制器与现有技术光收发信机以及无线[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器之间的现有技术电接口连接。
图5b显示在光(红外)控制器与无线[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器之间的另一个现有技术电接口连接。
图6a显示在两个光接口端口之间的现有技术直视线(LOS)无线光链路配置。
图6b显示按照本发明的在两个射频(RF)接口端口之间的直视线(LOS)无线链路配置。
图6c显示按照本发明的在两个射频(RF)接口端口之间的非直视线(NLOS)无线链路配置。
图6d显示在两个射频(RF)接口端口之间的同时的非直视线(NLOS)和直视线(LOS)无线链路配置。
图7显示包括数据变换器的超宽带(UWB)射频(RF)转换器，数据变换器包括使用用于发射机(TX)和接收机(RX)的单个滤波器的电气发送信号(ETS)译码器和电气接收信号(ERS)编码器。
图8显示包括数据变换器的另一个超宽带(UWB)射频(RF)转换器，数据变换器包括使用分别用于发射机(TX)和接收机(RX)的两个分开的滤波器的电气发送信号(ETS)译码器和电气接收信号(ERS)编码器。
图9a显示包括数据变换器的再一个超宽带(UWB)射频(RF)转换器，数据变换器包括使用用于发射机(TX)和接收机(RX)的单个滤波器的电气发送的IrDA(IRTX/SWDAT)脉冲译码器和电气接收的IrDA(IRRX/SRDAT)脉冲恢复器。
图9b显示在UWB-RF功率放大器的输出端处的信号E的图。
图10显示在图7和9a中表示的典型的发射机信号A-E的图。
图11显示在图7中表示的典型的接收机信号F-J的图。
图12a显示包括数据变换器的超宽带(UWB)射频(RF)转换器的另一个实施例，数据变换器包括光发送信号(OTS)接收机与译码器和光接收信号(ORS)编码器与发射机。
图12b显示基于通过光学接口端口(例如遵循IrDA的)与包括光学收发信机、执行光学链路协议的控制器、和利用由无线变换器提供的链路的主机(或客户)应用的主机平台连接的超宽带(UWB)射频(RF)转换器的无线变换器的设备的图。
图13a显示IrDA协议栈及其本来的通信模式(光的)，即子SIR、SIR、FIR和VFIR的图。
图13b显示IrDA协议栈，它的本来的光通信模式(子SIR、SIR、FIR和VFIR)以及由UWB-RF转换器能够进行的另外的无线模式的图。
附图仅仅是为了说明而提供的，以及不一定按尺寸表示本发明的实际的例子。
具体实施方式
图1到3显示基于在多达1米的距离上的光窄波束通信的现有技术IrDA系统。具体地，图1显示物理层系统可被分割成两个部分，第一部分被称为ENDEC(编码器/译码器)11，属于在光(红外)控制器1内的协议栈，以及第二部分被称为光收发信机2。在本说明书内使用相同的标号来表示相同的部件等等。图2a显示在光(红外)控制器1与两个光收发信机2之间的现有技术电接口连接3，以及图2b显示在光(红外)控制器1与一个光收发信机2之间的另一个现有技术电接口连接3。图3a上的表显示现有技术无线光通信系统的信号传送速率和脉冲持续时间技术规范；特定的表描述IrDA的无线红外系统。图3b显示如由IrDA标准规定的各种调制模式和相关的信号；具体地，可以注意到对于光通信来说是典型的脉冲样的信号。当把脉冲样的光的调制信号变换成类似的脉冲UWB-RF信号时，脉冲样的光的调制信号的特性可以以有利的方式被直接使用。
图4显示由图1到3所示的系统可以如何转换成包括由电接口连接3连接的光控制器1和无线[超宽带(UWB)]RF转换器4的无线射频(RF)通信设备。无线[超宽带(UWB)]RF转换器4也被称为[UWB]RF或RF转换器4。参考图4引入的概念还通过在光(红外)控制器1与光收发信机2以及无线[超宽带(UWB)]RF转换器4之间的电接口连接3被显示于图5a。图5b显示在光(红外)控制器1与无线[超宽带(UWB)]射频转换器4之间的电接口连接3的另一个实施例。
图6显示某些使用优点。具体地，图6a显示在两个光接口端口--例如遵循IrDA的(窄波束)光端口--之间的现有技术直视线(LOS)无线光链路配置。相同的模式可以用如图6b所示的在两个RF接口端口之间的LOS无线射频链路配置来实施；在这种情形下的优点在于，RF信号波束基本上是全向的，这样，不需要像光链路的情形那样的设备精确指向。图6c显示在两个RF接口端口之间的非直视线(NLOS)无线链路配置，而图6d显示在两个RF接口端口之间的同时的NLOS和LOS无线链路配置。
图7显示包括数据变换器41的[超宽带(UWB)]RF转换器4的优选的总体结构，数据变换器41在这里包括使用用于发送和接收的单个滤波器55的电气发送信号(ETS)译码器42(也被称为信号译码器单元42)和电气接收信号(ERS)编码器43(也被称为信号编码器单元43)。ETS译码器42的输出馈送到RF转换器4的发射机路径，包括数据编码器单元51的功能，后面是也被看作为射频调制器52的[UWB]RF生成器和调制器52，以及[UWB]RF功率放大器53。这里使用“功率放大器”的一般概念，虽然应该理解特定的UWB-RF信号根据它们的特殊的定义是非常低的功率的信号。放大器53的输出被馈送到发送/接收(TX/RX)开关54，它把信号馈送到单个滤波器55；后者被连接到用于发送RF信号的天线56。数据编码器单元51接收来自ETS译码器42的译码的数据流以及引入适用于在RF信道上传输的新的调制信号。类似地，[UWB]RF转换器4的接收机路径以相反的次序工作，其中TX/RX开关54把接收的射频信号F传递到RF低噪声/可变增益电路57，用于放大和幅度电平调节。这个电路57的输出被馈送到解调器单元58，解调器单元58通常从被加到其输入端的RF信号G中提取基带信号。解调器单元58馈送到数据译码器59，数据译码器又把译码的数据传递到ERS编码器43。被称为转换器控制器60的功能块协调，接收和输出所有必须的控制和时序(时钟)信号，这些信号接口到转换器4的各种功能。分别在转换器4的输入端和输出端处表示的电接口信号ETS，ETC，ERC和ERS，被理解为总体电接口连接3的一部分；例如，这些信号连接到光(红外)控制器1，它可以是遵循IrDA的控制器，遵循AIr的控制器，或遵循IrGATE的控制器。信号A到J被显示在图7以及将参考图9b到11更详细地被显示，以及在下面描述。
在工作时，[UWB]RF转换器4把脉冲调制的输入信号A--也被标记为ETS--变换成射频信号D或E，它们也分别被预期为调制的射频信号D或放大的调制射频信号E。为此，ETS译码器42把接收的脉冲调制输入信号A译码成译码的数据比特流B。然后，数据编码器单元51把译码的数据比特流B编码成重新编码的数据比特流C。射频调制器52通过使用重新编码的数据比特流C来调制射频信号D，该调制的射频信号D可被[UWB]RF功率放大器53放大成放大的调制的射频信号E。放大的调制的射频信号E最后经由发送/接收(TX/RX)开关54和单个滤波器55被发送到天线56。
在接收路径上，[UWB]RF转换器4把接收的射频信号F，G变换成恢复的或脉冲调制的输出信号J。接收的射频信号F，G经由天线56、单个滤波器55、和发送/接收(TX/RX)开关54被接收。如上所述，接收的射频信号F被馈送到RF低噪声/可变增益电路57，用于放大和幅度电平调节。这个电路57输出RF信号G，它被馈送到解调器单元58，用于把RF信号G解调成解调的数据比特流H。数据译码器单元59然后把解调的数据比特流H译码成接收的数据比特流I。最后，信号编码器单元43把接收的数据比特流I编码成脉冲调制的输出信号J，然后把它作为ERS信号在电接口连接3上转发。
图8示出了如上所述的[超宽带(UWB)]RF转换器4的另一种总体结构。该实施例中的差别是用于发送(TX)和接收(RX)的两个分开的滤波器551，552被使用。例如，当需要把不同的设计准则加到RF转换器4的发射机和接收机路径时，这样的安排可以是有利的。典型地，TX滤波器551可能需要与天线特性一起进行最佳化，以便按照调整的要求正确地成形发射的信号频谱。另一方面，RX滤波器552通常被使用来匹配RF低噪声/可变增益电路57的输入特性，以使得接收机的噪声指数最小，因此使得系统的误码率性能最佳。替换地，可以使用不同的TX和RX滤波器，因为发送和接收信号被设计成使用不同的RF频段。
在本公开的环境中，假设例如图9所示和下面描述的转换器4发射和接收信号，如在2002年2月14日采纳的和在2002年4月22日公布的FCC的“First Report and Order”文件，ET Docket 98-153，FCC02-8中规定的；在其中规定UWB无线设备是生成具有在2.5GHz以下的0.2(即20％)的比例发射带宽或在2.5GHz以上的500MHz的绝对最小带宽的信号的设备，这两种带宽无论哪种都适用。这个和其它相关的假设仅仅是用于UWB无线设备的定义的例子；在将来，对于UEB无线设备的类似的定义可以由例如在欧洲或亚洲的其它制定规章的实体引入，或可以在将来修正现有的定义和技术规范。
图9a显示包括数据变换器41的特定的UWB-RF转换器4的例子，数据变换器41在这里包括电气发送的IrDA(IRTX/SWDAT)脉冲译码器44和电气接收的IrDA(IRRX/SRDAT)脉冲恢复器45。脉冲检测器44的输出直接馈送UWB-RF转换器4的发射机路径，该路径包括UWB-脉冲生成器和调制器521和UWB-RF功率放大器53的功能。后者的输出被馈送到TX/RX开关54，TX/RX开关把信号馈送到滤波器55，滤波器的输出端被连接到天线56。在这个方案中不使用例如如前面图7所示的数据编码器单元51，因为从脉冲检测器44的输出端接收的检测的脉冲被直接使用来控制UWB脉冲生成器/调制器521，也被称为修正的射频调制器521。这个生成器/调制器521可以例如通过二进制极性调制或更加一般的多级调制而调制射频信号。类似地，UWB-RF转换器4的接收机路径以相反的次序工作，其中TX/RX开关54把接收的信号传递到RF低噪声/可变增益放大器57，用于接收信号放大和幅度调节。这个电路的输出被馈送到解调器单元58，它从被加到其输入端的RF信号提取基带信号；典型地，解调器单元58可以作为单个包络检测器或更有效的直接RF脉冲检测器被实施。
已经表明，有效的直接脉冲检测器可以通过使用诸如隧道二极管那样的非线性电路元件的具体特性被实施。同样地，可用非线性电路元件来产生UWB-RF信号。施加到UWB的脉冲驱动方法在CellonicsInc Pte Ltd的“CellonicsTM UWB，The Future of Wireless Now，AWhite paper”，(MWP-01)，p.11中被描述(CellonicsTM是Cellonics Inc的商标)。
图9a上的解调器单元58直接馈送到脉冲恢复器45。被称为转换器控制器60的功能块协调，接收和输出所有接口到RF转换器4的各种功能必需的控制和时序(时钟)信号。后者直接接口到遵循IrDA的电接口连接3，如图2所示。为了说明，图9b显示在UWB-RF功率放大器53的输出端处的信号E的典型的形状。这里，Ts是时隙或码元时间间隔，Tp是(有效)脉冲宽度--其倒数值近似表示信号的最终得到的频谱宽度B--以及Tc近似表示频谱的中心频率fc的一个周期。
图10显示在图7所显示的RF转换器4不同的发射机位置处典型的信号形式A到E。具体地，这个图表示，由IrDA系统确定的时隙或码元时间间隔Ts典型地大到足以避免脉冲间干扰(IPI)，即使存在多径传播的话。具体地，图10显示对于使用Ts＝125ns的四时隙脉冲位置调制(4PPM，也参阅图3a)提供4Mb/s数据速率的IrDA的FIR模式。在图10的例子中，脉冲调制的输入信号A是4-PPM IrDA信号(FIR模式)，该信号由ETS译码器42按照IrDA技术规范被译码成译码的数据比特流B。数据编码器51例如借助于如图10所示的简单比值2/3奇偶校验码把译码的数据比特流B映射成重新编码的数据比特流C。应当指出，这个简单的代码只是用来进行说明，而它不一定是优选的编码方法。重新编码的数据比特流C被发送到[UWB]RF生成器与调制器52，其输出提供，例如，极性调制的射频信号D，E。应当指出，在图10上表示的射频信号D，E中的比特“0”和比特“1”的各个极性分配仅仅是定义的事情，因此可被交换。
图11显示在图7中显示的在RF转换器4内不同的接收机位置处的典型的信号形式F到J。通常，接收机反转由发射机引入的不同的信号路径功能。因此，接收的射频信号F，在被RF低噪声/可变增益放大器57放大到放大的接收射频信号G以后，被馈送到解调器58，其输出提供解调的数据比特流H。后面跟随的数据译码器59把解调的数据比特流H映射成接收的数据比特流I，该数据比特流由ERS编码器43进一步变换成脉冲调制的输出信号J；在图11的这个例子中，信号形式J遵守IrDA的FIR技术规范(4-PPM提供4Mb/s的数据速率)。
图10和11上显示的波形是IrDA-FIR模式(4Mb/s)的情形的例子。当IrDA协议使用较低的数据速率(参看例如图3)时，由IrDA系统确定的时隙或码元时间间隔Ts是较长的。在这种情形下，建议在较长的时隙时间间隔内发送适当的短的脉冲序列；这个添加的冗余性将在区域中提供接收的脉冲序列的检测能力和同步的优点。例如，对于每个光脉冲可以发送序列“10010110111”，其中“1”表示发送一个单个[UWB]RF脉冲以及“0”表示不存在这样的脉冲。
超宽带(UWB)射频(RF)转换器4的进一步的使用和实施例被显示于图12a，其中到光系统的接口是通过它本身的光接口端口，在这里被认为是数据变换器41的一部分。因此，数据变换器包括光发射信号(OTS)接收机与译码器46和光接收信号(ORS)编码器与发射机47。另外，这个系统类似于参考图7描述的系统。包含这个[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器4的设备被显示于图12b。无线变换器7是基于[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器4，该[超宽带(UWB)]射频(RF)转换器4通过光接口端口(例如，遵循IrDA的)连接到主机平台6，例如IBM“Thinkpad”笔记本电脑(Thinkpad是在美国、其它国家、或二者的IBM公司的商标)或包括光收发信机8、执行光链路协议的控制器62、和主机[或客户]应用61的PDA。无线变换器7和主机平台6配备有适当的匹配对接系统71，72，用来机械连接和固定两个单元的相对位置，以及阻挡被使用于包含标准IrDA收发信机8的光接口的光信号。在IrDA收发信机的光的有源元件前面的(半)透明窗口91，92--也称为光窗口91，92--可以由不同的材料制成。例如，变换器的透明的窗口92可以是采用具有相对较高的光信号衰减的材料，以使得光接收机不必工作在饱和模式，饱和模式是因为没有这样的附加衰减的短的光链路距离造成的情形。
图13a显示IrDA通信模式(光的)：子SIR、SIR、FIR和VFIR以及图13b显示IrDA系统可如何通过由UWB-RF转换器4加上基于UWB-RF的模式而被扩展。除了以上列出的优点以外，这样的系统具有另外的优点：可以避免对于精确对准通信设备的要求--如在用于光IrDA链路的情形--，这样，残疾人可以获利。
在UWB-RF转换器中也可以构建有助于实施精确对准和定位跟踪应用的附加的特征。因为它们的大的带宽，UWB信号本身适合于这种应用。
对于如图12b所示的应用，为驱动RF转换器4必需的DC(直流)功率可以由被包含在单元中的可充电电池来提供，或主机平台6可以提供功率。替换地，从光信号得到的能量可被变换成适用于至少部分地对于在RF转换器4的电路板上的电池进行充电的电信号。
任何公开的实施例可以与所显示和/或描述的一个或几个其它实施例相组合。对于实施例的一个或多个特征来说这也是可能的。

Claims (14)

1.一种用于把脉冲调制的输入信号(A)变换成射频信号(D，E)的方法，该方法包括以下步骤：
i.)接收脉冲调制的输入信号(A)；
ii.)把接收的脉冲调制的输入信号(A)译码成译码的数据比特流(B)；
iii.)把译码的数据比特流(B)编码成重新编码的数据比特流(C)；
iv.)用重新编码的数据比特流(C)调制射频信号(D，E)；以及
v.)发送调制的射频信号(D，E)。
2.按照权利要求1的方法，还用于把接收的射频信号(F，G)变换成脉冲调制的输出信号(J)，还包括以下步骤：
vi.)把接收的射频信号(F，G)解调成解调的数据比特流(H)；
vii.)把解调的数据比特流(H)译码成接收的数据比特流(I)；
iix.)把接收的数据比特流(I)编码成脉冲调制的输出信号(J)；以及
ix.)转发脉冲调制的输出信号(J)。
3.按照权利要求1的方法，不用编码步骤iii.)，由此在使用译码的数据比特流(B)的情形下，直接调制射频信号(D，E)。
4.按照权利要求1的方法，不用译码步骤ii.)和编码步骤iii.)，由此在使用接收的脉冲调制的输入信号(A)的情形下，通过极性调制直接调制射频信号(D，E)。
5.按照任何前述权利要求的方法，其中脉冲调制的输入信号(A)是从光控制器(1)接收的。
6.按照任何前述权利要求的方法，还包括把调制的射频信号(D)放大为放大的调制的射频信号(E)。
7.按照任何前述权利要求的方法，其中脉冲调制的输入信号(A)基于IrDA技术规范和射频信号(D，E)基于超宽带(UWB)信号技术规范和/或脉冲调制的输出信号(J)适于IrDA技术规范和接收的射频信号(F，G)基于超宽带(UWB)信号技术规范。
8.按照任何前述权利要求的方法，其中脉冲调制的输入信号(A)是被变换成用于对用来操作转换器(4)的电池进行充电的电信号的光信号。
9.一种用于把脉冲调制的输入信号(A)变换成射频信号(D，E)的转换器(4)，包括：
信号译码器单元(42)，用于把脉冲调制的输入信号(A)译码成译码的数据比特流(B)；
数据编码器单元(51)，用于把译码的数据比特流(B)编码成重新编码的数据比特流(C)；以及
射频调制器(52)，用于用重新编码的数据比特流(C)调制射频信号(D，E)。
10.按照权利要求9的转换器，不带有数据编码器单元(51)，其中修正的射频调制器(521)通过极性调制调制射频信号(D，E)。
11.权利要求9的转换器，还用于把接收的射频信号(F，G)变换成脉冲调制的输出信号(J)，包括：
解调器单元(58)，用于把接收的射频信号(F，G)解调成解调的数据比特流(H)；
数据译码器单元(59)，用于把解调的数据比特流(H)译码成接收的数据比特流(I)；以及
信号编码器单元(43)，用于把接收的数据比特流(I)编码成脉冲调制的输出信号(J)。
12.按照任何前述权利要求9或11的转换器，包括转换器控制器(60)。
13.按照任何前述权利要求9到12的转换器，包括光收发信机8和光窗口92，光窗口92用于衰减由光收发信机8接收和/或发送的光信号。
14.按照任何前述权利要求9到13的转换器，是使用IrDA协议技术规范和/或UWB-RF信号技术规范的移动设备的一部分。
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