CN1826793A - 在蜂窝和增强模式蓝牙通信链路上通信的无线终端及方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线终端包括：蓝牙模块，它与远程蓝牙装置进行第一信息的通信；以及处理器，用于基于远程蓝牙装置是否支持增强通信模式选择性地对第一信息进行编码。该无线终端可包括蜂窝收发信机，用于根据蜂窝通信协议与蜂窝网络进行第二信息的通信。在增强通信模式中，处理器可使用一个或多个信号处理操作来对第一信息进行编码，以便发送到远程蓝牙装置，其也用于对第二信息进行编码，以便发送到蜂窝网络。

Description

在蜂窝和增强模式蓝牙通信链路上通信的无线终端及方法
技术领域
本发明涉及无线通信终端，更具体地说，涉及能够在蜂窝和蓝牙通信链路上通信的无线终端及其方法。
背景技术
蓝牙规范提供一种无绳电话应用(CTP)，借此，蜂窝终端可在具有基站的短程蓝牙通信链路上访问固定网路电话服务。CTP协议例如由“蓝牙系统规范、无绳电话应用”(Specification of the BluetoothSystem，Cordless Telephony Profile，Volume 2，Part K：3，Version 1.1，February 22，2001)定义。CTP协议使蜂窝终端能够经基站进行呼叫，以便与另一蜂窝终端进行直接的对讲呼叫，以及访问由连接到基站的外部网络提供的辅助业务。
因为蓝牙通信链路是用来在相对短程上操作的，因此在蜂窝终端和基站中可能需要高功率发射机(例如超过+15dBm)和高灵敏度接收机(-90dBm)来获得家或办公室中足够的空间覆盖率。
发明内容
本发明的一些实施例提供一种无线终端，该无线终端利用增强通信模式与远程蓝牙装置通信。增强通信模式可提高蓝牙通信链路的信噪比裕度，和/或可改进在蓝牙通信链路上传递的音频信号的质量。所述无线终端包括：蓝牙模块，它与远程蓝牙装置进行第一信息的通信；以及处理器，其基于远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地对第一信息进行编码。所述无线终端可包括蜂窝收发信机，该蜂窝收发信机根据蜂窝通信协议与蜂窝网络进行第二信息的通信。在增强通信模式中，处理器可使用一个或多个相同信号处理操作来对第一信息进行编码以便发送到远程蓝牙装置，其也用于对第二信息进行编码以便发送到蜂窝网络。
附图说明
图1图示根据本发明各种实施例的无线通信系统和部件。
图2图示根据本发明各种实施例的无线终端信号处理单元框图。
图3图示根据本发明各种实施例对信息进行信道编码以发送到无绳电话基站的操作。
图4图示根据本发明各种实施例对从无绳电话基站接收的信息进行信道解码的操作。
图5图示根据本发明各种实施例的网络可访问装置的框图。
具体实施方式
现在，将在下文参考显示本发明实施例的附图来更全面地对本发明进行描述。然而，本发明不应视为局限于本文所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使此本公开透彻和完整，并将全面地向本领域技术人员传达本发明的范围。在整个附图中，相同的附图标记表示相同的单元。
还应理解，在本文中所使用的术语“包括”是开放式的，并且包括一个或多个所陈述的单元、步骤和/或功能，并不排除一个或多个未陈述的单元、步骤和/或功能。
在下面参考根据本发明实施例的方法和无线终端的框图和/或操作图解对本发明进行描述。应该理解，框图和/或操作图解的各个框以及框图和/或操作图解中框的组合，都可以用射频、模拟和/或数字硬件和/或计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机ASIC和/或其它可编程数据处理设备的处理器，使得经计算机和/或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令建立用于实现框图和/或操作框中规定的功能/动作的手段。在一些备选实现中，框中给出的功能/动作可能以与操作图解不同的顺序发生。例如，所示的两个连续框事实上可基本上同时执行，或者该框有时可以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能/动作。
在本文中一般在无线终端的环境中描述本发明，无线终端能够在蜂窝通信信道上与蜂窝网络进行通信，并且能够在诸如蓝牙通信信道的短程(即小功率)通信信道上与网络可访问装置或者其它无线装置通信。
如在本文所使用的，“无线终端”包括但不限于配置为经诸如例如蜂窝接口、无线局域网接口(WLAN)、蓝牙接口、其它RF通信接口和/或光接口等无线接口通信的终端。无线终端的例子包括但不限于：蜂窝无线终端；可组合具有数据处理、传真和数据通信能力的蜂窝无线终端的个人通信终端；个人数据助理(PDA)，它能包括无线收发信机、寻呼机、因特网/内部网访问、局域网接口、广域网接口、Web浏览器、管理器和/或日历；以及移动或固定计算机或者包含无线收发信机的其它装置。无线终端可配置为经蜂窝通信链路通信，该蜂窝通信链路可包括诸如例如ANSI-136、全球移动标准(GSM)通信、通用分组无线电业务(GPRS)、GSM演进的增强数据速率(EDGE)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA、CDMA2000以及UMTS的协议。本领域技术人员应该理解，蓝牙协议在2.45GHz频带在经短程ad hoc网络无线连接和通信的电子装置之间提供通用无线电接口。本文所用的通信协议可规定用于设置和/或维持通信连接的通信信息、定时、频率、调制和/或操作。
同样，在本文所用的“网络访问装置”包括但不限于配置为实现短程无线通信链路和网络连接之间通信连接的任何装置。网络访问装置例如可以是配置为提供蓝牙无线链路和公共交换电话网(PSTN)之间通信连接的无绳电话基站。根据本发明实施例的网络访问装置的其它例子包括但不限于在无线链路和局域网和/或广域网(例如ISDN或因特网)之间提供通信连接的装置。
图1是示例性无线通信系统的功能框图，该无线通信系统包括无线终端100、无线网络102以及无绳电话基站104。无线终端100根据一个或多个通信协议在无线通信信道130上与无线网络通信，并根据蓝牙协议在另一无线通信信道138上与无绳电话基站104通信。
无线终端100包括处理器106、收发信机108、蓝牙模块110、存储器114、扬声器116、麦克风118、显示器120以及键区122，它们至少可以部分位于外壳112内。
存储器114可包括一个或多个可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速EPROM)、电池后备的随机存取存储器(RAM)、磁、光或者其它数字存储装置，并可与处理器106分离，或者至少部分在其内。处理器106可包括多于一个处理部件，比如例如通用处理器以及数字信号处理器，它们可封装在一个公共封装中，或者分开并且彼此分离。收发信机108一般包括发射机124和接收机126，以允许双向通信，但本发明并不局限于这种装置，并且在本文所用的“收发信机”可包括接收机和发射机两者或者仅一个这样的通信电路。因此，无线终端100可利用射频信号与无线通信网络102通信。射频信号可以根据一个或多个蜂窝通信协议通过天线128在通信信道130上通信。
无线终端100还配置为建立与诸如无绳电话基站104的远程蓝牙装置的蓝牙通信链路138。蓝牙模块110可包括发射机132和接收机134，它们配置为经天线136通过无线通信链路138与无绳电话基站104中的蓝牙模块140通信。无绳电话基站104连接到PSTN，并且包括处理器142，处理器142控制蓝牙模块140以提供无线终端100和PSTN之间的通信。
无线终端100可根据蓝牙无绳电话应用(CTP)和/或可根据CTP修改的协议与无绳电话基站104通信。CTP协议可由“蓝牙系统规范、无绳电话应用”(Specification of the Bluetooth System，CordlessTelephony Profile，Volume 2，Part K：3，Version1.1，February 22，2001)定义。
处理器106可支持无线终端100的各种通信和应用相关功能，其可由软件在存储器114中定义。根据软件进行操作，处理器106利用信号处理操作对信息进行编码(即修改)，以便在蜂窝通信信道130上发送。信号处理操作可包括消除来自麦克风118的音频信号中的回声、减少音频信号中的噪声、补偿音频信号(例如放大补偿)、语音编码和解码(例如语音压缩和解压缩)以及对信息进行信道编码和信道解码。语音编码和解码可通过例如增强全速率(EFR)编码器/解码器(编解码器)或自适应多速率(AMR)编解码器来执行。信道编码可包括卷积编码和随时间的交织。处理器106还可使用一个或多个信号处理操作对信息进行格式化，以便在蓝牙通信信道138上发送，在本文中称为增强通信模式。通过利用增强通信模式的信号处理操作，蓝牙通信信道138的信噪比裕度可得以改进，和/或可通过信道138通信的音频的质量可得以改进。
无线终端100可根据无绳电话基站104是否支持增强通信模式而选择性地在蓝牙链路使用增强通信模式。例如，无线终端100可利用CTP协议建立蓝牙通信链路，然后判断无绳电话基站104是否支持增强通信模式。如果支持增强模式，则可利用一个或多个信号处理操作来修改音频信号，并将其发送到无绳电话基站104，在此它们被接收，并利用相应的信号处理操作进行处理。或者，如果不支持增强模式，则可发送音频信号，并不采用信号处理操作。相应地，无线终端100能兼容于支持传统和/或增强通信模式的无绳电话基站或其它网络访问装置。
图2是可用于例如图1所示无线终端100的信号处理单元的框图。信号处理单元可例如用由处理器106执行的软件提供，和/或由可位于处理器106内部的分立元件提供。脉码调制器(PCM)200将来自麦克风118的模拟音频信号转换为数字音频信号，该数字音频信号被提供给模式判断单元202。PCM 200还可在将模拟音频信号转换为数字信号之前或者之后对其进行放大和滤波。模式判断单元202基于无绳电话基站104是否支持增强通信模式来发送数字音频信号以进行进一步信号处理并然后发送到蓝牙模块204，或者直接发送到蓝牙模块204。在不支持增强通信模式时，模式判断单元202将数字音频信号发送到蓝牙模块204，以便传递到无绳电话基站104。否则，在支持增强通信模式时，数字音频信号被发送到编码单元206，在此可减少或消除回声(例如在用于耳机时)、可降低噪声(例如风噪声)和/或其它音频补偿，诸如例如可以执行幅度调整。语音编码器208利用诸如例如EFR或AFR编解码器的音频编解码器来压缩数字音频信号。然后，信道编码器210对压缩的音频信号进行编码，以便在蓝牙通信信道138上发送。信道编码可包括对在脉冲串块上压缩的音频信号进行交织，这能够在具有可能引起一些发送脉冲串的损失的选择性衰减的射频信道中提供改进的性能。
还通过控制信号单元212和信号格式单元214提供增强信令路径。增强信号路径可提供更强健的带内信令，其可用于例如建立和终止通信信道138，以通过无绳电话基站104拨打和终止电话呼叫，和/或以传递诸如例如与呼叫有关的呼叫方识别的信息。控制信号单元212产生并接收在蓝牙通信信道138上传递的控制信号。信号格式单元214利用例如卷积编码和/或解码操作对控制信号进行编码和/或解码。信号格式单元214向信道编码器210提供编码控制信号作为控制数据。控制信号可以用比用于音频信号的更高的编码增益进行编码，以使控制信号可比音频信号更可靠地传递。用于控制信号的更高的编码增益可允许蓝牙模块110和/或无绳电话基站104的改进控制。
图3给出了可通过例如图2的信道编码器210执行的操作，以便对音频信号和控制信号进行信道编码从而发送到例如图1的无绳电话基站104。在框300，音频信号利用例如速率1/3或速率1/5的卷积编码器进行卷积编码，以形成编码的比特流。在框302，通过根据已知图案去除比特来对编码的比特流穿孔(puncture)，从而提供例如32kbps的比特流。在框304，得到的比特流通过拷贝两次比特流而进行复制，从而形成64kbps的比特流，其对应于由蓝牙通信信道提供的可用的64kbps带宽。在框306，控制信号被添加到比特流中，以提供组合比特流。在框308，组合比特流随时间进行交织。例如，在20ms周期执行音频编码时，组合比特流可以在蓝牙通信信道138的5个同步信道上交织。随时间交织组合的比特流联同蓝牙通信信道138的跳频特性能够进一步增加编码增益及相关的信噪比裕度和通信信道138的健壮性。尽管在一些情形中，完整的数据脉冲串可能被干扰和破坏，但编码增益仍可允许数据被接收以及正确地解码。此外，增加的编码增益和信噪比裕度可允许利用较低的传输输出功率电平。
再次参考图2，在接收的信息根据增强通信模式被编码时，由蓝牙模块204接收的信息可以由信道解码器216和语音解码器218选择性地解码，或相反经模式判断直接传递到PCM 200。图4给出了可由例如图2的信道解码器216用于对接收的信息进行信道解码的操作。在框400，接收的信息被去交织。在框402，从去交织的信息中去除控制数据，并将其提供给图2的信号格式单元214。在框404，将软编码信息添加到得到的信息中，然后在框406进行卷积解码。作为添加软编码信息的替代或者附加，高信道编码比可用于校正破坏的信息比特。例如，破坏的比特可用空(或者用于-1、1信令的零)替代。信道解码器216的输出提供给语音解码器218，该解码器对语音进行解码(例如解压缩)。得到的信号被提供给PCM 200，在PCM200该信号被转换成模拟信号并提供给例如图1的扬声器116。
图5给出了示例性网络可访问装置的框图，仅用于说明目的，该装置配置为诸如图1的无绳电话基站104的无绳电话基站。该无绳电话基站在无线通信信道上经蓝牙模块502通信，并经PSTN接口504与PSTN通信。无绳电话基站能够提供增强通信模式，其中以参考图1-4描述的类似方式对信息进行编码和解码。例如，根据是否支持增强通信模式，对在蓝牙通信信道和pSTN之间传递的信息选择性地执行信号处理。信号处理可以选择性地由模式判断单元506提供，该模式判断单元506选择性地通过编码单元508、语音编码器510以及信道编码器512将信息从PSTN传递到蓝牙模块502。对从蓝牙模块502到PSTN接口504的信号的信号处理还可选择性地通过信道解码器514和语音解码器516提供。编码单元508、语音编码器510、信道编码器512、信道解码器514以及语音解码器516可以在与针对图2的编码单元206、语音编码器208、信道编码器210、信道解码器216以及语音解码器218解释的相同的对应方式下工作。无绳电话基站还可包括增强控制信号路径，该路径包括控制信号单元518和信号格式单元520，它们可在与针对图2的控制信号单元212和信号格式单元214解释的相同的对应方式下工作。为了简洁，没有重复那些说明。
因此，无线终端可利用增强通信模式在蓝牙通信信道上与网络可访问装置通信。在增强通信模式中，由无线终端用于对信息编码以便在蜂窝通信信道上通信的一个或多个信号处理操作也可用于对信息进行编码以便在蓝牙通信信道上通信。增强通信模式可提高蓝牙通信链路的信噪比裕度，和/或可改进在蓝牙通信链路上传递的音频信号的质量。
在附图和说明书中，公开了本发明的实施例，尽管采用了特定的术语，但它们仅仅用于一般性和叙述性的意义，而非限制性的，本发明的范围在以下的权利要求书中陈述。

Claims (25)

1.一种无线终端，包括：
短程通信模块，其配置为在短程无线接口上与通信装置进行第一信息的通信；
蜂窝收发信机，其配置为根据蜂窝通信协议与蜂窝网络进行第二信息的通信；
处理器，其配置为根据信号处理操作对第二信息进行编码以便由所述蜂窝收发信机发送，并配置为根据所述通信装置是否支持增强通信模式来利用所述信号处理操作选择性地对第一信息进行编码以便由所述短程通信模块传递。
2.如权利要求1所述的无线终端，其中所述短程通信模块配置为根据蓝牙通信协议进行第一信息的通信。
3.一种无线终端，包括：
蓝牙模块，其配置为与远程蓝牙装置进行第一信息的通信；以及
处理器，其配置为基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地对第一信息进行编码以便由所述蓝牙模块传递。
4.如权利要求3所述的无线终端，还包括蜂窝收发信机，所述蜂窝收发信机配置为根据蜂窝通信协议与蜂窝网络进行第二信息的通信，并且其中所述处理器配置为根据信号处理操作对第二信息进行编码以便由所述蜂窝收发信机发送，并且其中所述处理器配置为基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式来根据信号处理操作选择性地对第一信息进行编码以便由所述蓝牙模块发送。
5.如权利要求4所述的无线终端，还包括语音编码器，并且其中所述语音编码器对第二信息进行编码以便由所述蜂窝收发信机发送，并基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地对第一信息进行编码以便由所述蓝牙模块发送。
6.如权利要求4所述的无线终端，第一信息包括语音信息，并且其中所述信号处理操作压缩所述语音信息。
7.如权利要求4所述的无线终端，其中第一信息包括音频信息，并且其中所述信号处理操作消除所述音频信息中的回声。
8.如权利要求4所述的无线终端，其中第一信息包括音频信息，并且其中所述信号处理操作降低所述音频信息中的噪声。
9.如权利要求4所述的无线终端，其中所述信号处理操作对第一信息进行卷积编码。
10.如权利要求4所述的无线终端，其中所述信号处理操作随时间对第一信息进行交织。
11.如权利要求3所述的无线终端，其中所述处理器配置为基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地在第一信息中嵌入控制数据。
12.如权利要求3所述的无线终端，其中所述远程蓝牙装置包括无绳电话基站，所述无绳电话基站配置为连接到公共交换电话网(PSTN)，并且其中所述处理器配置为通过所述蓝牙模块与所述无绳电话基站通信。
13.如权利要求12所述的无线终端，其中所述处理器配置为基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地在第一信息中嵌入控制数据，并且其中所述控制数据包括用于所述无绳电话基站的命令。
14.如权利要求13所述的无线终端，其中所述控制数据指示所述无绳电话基站终止所述PSTN上的呼叫。
15.一种操作无线终端的方法，包括：
确定远程蓝牙装置是否支持增强通信模式；
基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地对第一信息进行编码以便传递到所述远程蓝牙装置；以及
将第一信息传递到所述远程蓝牙装置。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
根据信号处理操作编码第二信息以便发送到蜂窝网络；
基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式来根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息以便发送到所述远程蓝牙装置。
17.如权利要求16所述的方法，还包括利用语音编码器对第二信息进行编码以便发送到所述蜂窝网络，并基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地对第一信息进行编码以便发送到所述远程蓝牙装置。
18.如权利要求16所述的方法，其中第一信息包括语音信息，并且根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息包括压缩所述语音信息。
19.如权利要求16所述的方法，其中第一信息包括音频信息，并且根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息包括消除所述音频信息中的回声。
20.如权利要求16所述的方法，其中第一信息包括音频信息，并且根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息包括减少所述音频信息中的噪声。
21.如权利要求16所述的方法，其中根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息包括对第一信息进行卷积编码。
22.如权利要求16所述的方法，其中根据所述信号处理操作选择性地编码第一信息包括随时间交织第一信息。
23.如权利要求15所述的方法，还包括基于所述远程蓝牙装置是否支持增强通信模式而选择性地在第一信息中嵌入控制数据。
24.如权利要求15所述的方法，其中所述远程蓝牙装置包括无绳电话基站，所述无绳电话基站配置为连接到公共交换电话网(PSTN)，并且将第一信息传递到所述远程蓝牙装置包括将第一信息传递到所述无绳电话基站。
25.如权利要求24所述的方法，还包括根据所述远程无绳电话基站是否支持增强通信模式而选择性地在第一信息中嵌入控制数据，并且其中所述控制数据包括用于所述无绳电话基站的命令。
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