TW202344077A - 可改善廣播操作之成功率的藍牙發射器、藍牙裝置與發射器 - Google Patents

可改善廣播操作之成功率的藍牙發射器、藍牙裝置與發射器 Download PDF

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Abstract

本發明係為一種藍牙發射器、藍牙裝置與發射器。藍牙接收器在接收傳送位元流後，對其進行調變而產生第一路徑調變信號與第二路徑調變信號。接著，將第一路徑調變信號與第二路徑調變信號進行升頻轉換，產生第一第一路徑升頻轉換信號、第二第一路徑升頻轉換信號、第一第二路徑升頻轉換信號，以及第二第二路徑升頻轉換信號。其中，第一第一路徑升頻轉換信號與第二第一路徑升頻轉換信號對應於第一廣播通道；第一第二路徑升頻轉換信號與第二第二路徑升頻轉換信號對應於第二廣播通道。接著，根據第一第一路徑升頻轉換信號與第二第一升頻轉換信號而產生第一路徑基頻信號；以及根據第一第二路徑升頻轉換信號與第二第二升頻轉換信號而產生第二路徑基頻信號。其後，根據第一路徑基頻信號與第二路徑基頻信號產生傳送信號。

Description

可改善廣播操作之成功率的藍牙發射器、藍牙裝置與發射器
本發明是有關於一種藍牙發射器、藍牙裝置與發射器，且特別是有關於一種可改善廣播操作之成功率的藍牙發射器、藍牙裝置與發射器。
藍牙無線技術為一種經常用於在電子裝置之間進行資料通訊的短程技術(short-range technology)。藍牙標準存在不同的版本，包含：位元速率/增強資料速率(Bit Rate/Enhanced Data Rate，簡稱為BR/EDR)技術與低功率(low energy，簡稱為LE)技術。BR/EDR可支援較高的酬載(payloads)，而LE適合用於低延遲(low-latency)、快速連接以及較小的封包。
藍牙無線技術的操作可採用狀態機(state machine)描述，其至少包含以下狀態：廣播狀態(廣播)以及連接狀態(連接)。本文著眼於藍牙裝置之間的廣播操作。藍牙裝置可透過廣播操作對其他的藍牙裝置廣播其存在，並與其建立連接。在實際應用中，廣播操作可被應用於關係態樣不同的藍牙裝置間。例如，應用在一個主裝置(master device)與一個從裝置(slave device)之間、應用在一個夥伴裝置(partner device)與一個代理裝置(agent device)之間等情況。無論藍牙裝置所扮演的角色為何，廣播操作均與廣播裝置和掃描裝置相關。廣播裝置藉由無線電波將廣播封包傳送至空中，且掃描裝置透過無線電波自空中接收廣播封包。但是，廣播操作可能因環境中存在干擾而受影響。
本發明是有關於一種藍牙發射器、藍牙裝置與發射器，且特別是有關於一種可改善廣播操作之成功率的藍牙發射器、藍牙裝置與發射器。
根據本發明之第一方面，提出一種藍牙發射器。藍牙發射器包含數位調變模組、第一升頻轉換模組、第二升頻轉換模組、第一路徑數位類比轉換器、第二路徑數位類比轉換器，與射頻電路。數位調變模組對一個傳送位元流進行調變後，產生第一路徑調變信號與第二路徑調變信號。傳送位元流攜帶多個廣播封包。第一升頻轉換模組電連接於數位調變模組。第一升頻轉換模組對第一路徑調變信號進行升頻轉換，產生第一第一路徑升頻轉換信號；以及，對第二路徑調變信號進行升頻轉換，產生第一第二路徑升頻轉換信號。第一第一路徑升頻轉換信號與第一第二路徑升頻轉換信號對應於第一廣播通道。第二升頻轉換模組電連接於數位調變模組。第二升頻轉換模組對第一路徑調變信號進行升頻轉換，產生第二第一路徑升頻轉換信號；以及，對第二路徑調變信號進行升頻轉換，產生第二路徑升頻轉換信號。第二第一路徑升頻轉換信號與第二第二路徑升頻轉換信號對應於第二廣播通道。第一路徑數位類比轉換器根據第一第一路徑升頻轉換信號與第二第一路徑升頻轉換信號而產生第一路徑基頻信號。第二路徑數位類比轉換器根據第一第二路徑升頻轉換信號與第二第二路徑升頻轉換信號而產生第二路徑基頻信號。射頻電路電連接於第一路徑數位類比轉換器與第二路徑數位類比轉換器。射頻電路根據第一路徑基頻信號與第二路徑基頻信號而產生廣播信號。其中，廣播信號代表在複數個期間傳送的該等廣播封包。
根據本發明之第二方面，提出一種藍牙裝置。藍牙裝置包含控制器與藍牙發射器。控制器與藍牙發射器電連接於彼此，且控制器產生傳送位元流。
根據本發明之第三方面，提出一種發射器。發射器包含數位調變模組、第一升頻轉換模組、第二升頻轉換模組，與射頻電路。數位調變模組提供封包。第一升頻轉換模組提供攜帶著封包之第一複本的第一升頻轉換信號，且第二升頻轉換模組提供攜帶著封包之第二複本的第二升頻轉換信號。射頻電路根據第一升頻轉換信號與第二升頻轉換信號的合併傳送攜帶著封包之第一複本與封包之第二複本的輸出信號。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
請參見第1圖，其係藍牙無線通訊系統進行廣播操作的示意圖。無線通訊系統1包含藍牙裝置11及13。藍牙裝置11為廣播裝置(broadcaster)，藍牙裝置13為掃描裝置(scanner)。
在廣播操作期間，藍牙裝置11(廣播裝置)將無線電波傳送至藍牙裝置13(掃描裝置)。其中，無線電波源自於攜帶著廣播資訊BD的廣播信號bcS。廣播裝置對廣播資訊BD進行拆分，並將其封裝為廣播封包後，以期間為單位傳送廣播封包。在本文中，期間一詞可指BR/EDR中的時間槽(time slot)，或是LE中的時間區段(time interval)。如第2圖所示，為便於說明，此處係以為期4個連續期間T1、T2、T3及T4的廣播操作為例。然而，進行廣播操作的期間長度並不需要被限定。
藍牙標準採用適應性頻率跳頻(adaptive frequency hopping，簡稱為AFH)方式進行資料傳輸。藍牙標準將頻帶(frequency bands)分配/切割為較小的射頻(radio frequency，簡稱為RF)通道，並在傳送廣播封包時，利用在射頻通道之間快速跳躍的方式進行。
請參見第2圖，其係在不同的期間，自射頻通道中隨機選取作為傳送廣播封包使用之廣播通道bCh(T1)、bCh(T2)、bCh(T3)及bCh(T4)的示意圖。橫軸代表在藍牙標準中定義的射頻通道rfCh_1至rfCH_X。在BR/EDR應用中X=79，在LE應用中X=40。
請留意，並非全部的射頻通道均可用於廣播操作，且廣播通道的選擇必須依循藍牙標準的規範。在本文中，將用於傳送廣播封包的射頻通道定義為廣播通道。
因此，將廣播通道bCh(T1)定義為，在期間T1所選用於傳送廣播封包BD(T1)的射頻通道。將廣播通道bCh(T2)定義為，在期間T2所選用於傳送廣播封包BD(T2)的射頻通道定義。將廣播通道bCh(T3)定義為，在期間T3所選用於傳送廣播封包BD(T3)的射頻通道。將廣播通道bCh(T4)定義為，在期間T4所選用於傳送廣播封包BD(T4)的射頻通道。
廣播裝置在期間T1至T4依序利用廣播通道bCh(T1)、bCh(T2)、bCh(T3) 及bCh(T4)對廣播封包BD(T1)、BD(T2)、BD(T3) 及BD(T4)進行廣播傳送。廣播裝置可自由選擇廣播通道bCh(T1)、bCh(T2)、bCh(T3) 及bCh(T4)。另一方面，掃描裝置將依序掃描廣播通道，判斷是否在廣播通道內發現廣播封包。
請參見第3圖，其係部分廣播封包受到干擾之示意圖。第3圖內含三個圖式。在這些圖式中，縱軸代表在廣播期間選取的廣播通道，橫軸代表期間(T)。在廣播操作的期間所選取的廣播通道係依照頻率的順序排列，並以遞增的數字標示。
在虛線框選處中的上方，重繪並彙整在第2圖中，期間T1至T4內的廣播封包的關係。請同時參見第2圖與第3圖中最上方的圖式。由於用於傳送廣播封包BD(T1)的廣播通道對應於最低的頻率，將其表示為廣播通道bCh1。由於用於傳送廣播封包BD(T2)及BD(T4)的廣播通道對應於最高的頻率，將其表示為廣播通道bCh3。由於用於傳送廣播封包BD(T3)的廣播通道對應於中間的頻率，將其表示為廣播通道bCh2。
在虛線框選處中間的圖式代表在空中的干擾20的分布情況。無論是廣播裝置或掃描裝置，均無法得知干擾20的存在與分布情形，且干擾20可能在不同的期間覆蓋多個被選定的廣播通道。
第3圖最下方的圖式相當於，位於虛線框選處的兩個圖式的組合。其中可以看出廣播操作受到干擾20影響。在期間T1，可在所選擇之廣播通道bCh1(T1)成功地接收廣播封包BD(T1)。但是，由於干擾20在期間T2及T3覆蓋在廣播通道bCh2的緣故，使得在期間T2及T3傳送的廣播封包BD(T2) 及BD(T3)被破壞。因此，掃描裝置無法接收到廣播封包BD(T2) 及BD(T3)。在期間T4，掃描裝置可在所選定的廣播通道bCh3順利接收到廣播封包BD(T4)。承上，掃描裝置無法順利或成功地接收全部的廣播封包。
為防止廣播封包受到環境的干擾，本揭露提出創造數個廣播封包BD(T1)、BD(T2)、BD(T3) 及BD(T4)之複本(拷貝)的做法。且，同時在不同的廣播通道傳送每個廣播封包BD(T1)、BD(T2)、BD(T3) 及BD(T4)的複本。變數M用於表示廣播封包的複本的數量，且M為大於1的正整數(M＞1)。
根據本揭露的實施例，在每個期間內，廣播裝置選擇不只一個廣播通道，而是選取M個廣播通道。在某些實施例中，在至少一個期間內，同時選取M個廣播通道。廣播通道bCh1至bChM係依循BR/EDR及/或LE規格而選擇。此外，在同一個期間所同時選取的廣播通道，並不限於連續的射頻通道。
在M個被選取的廣播通道bCh1至bChM中，廣播封包的M個複本係同時並獨立傳送。由於空氣中存在廣播封包的M份複本，掃描裝置可以較容易成功地接收廣播封包的M份複本其中的任何一者。當然，所提供的廣播封包的態樣僅是作為一種例子並且可以是通過藍牙進行通訊的任何態樣的封包，本發明的觀點並不受限於此例。
請參見第4圖，其係對廣播封包加以複製，並同時傳送廣播封包的複本之示意圖。與期間T1對應的廣播封包BD(T1)有M=3份複本。廣播封包BD(T1)的多個複本的內容彼此實質相等。將廣播封包BD(T1)的三份複本定義為一個原始廣播封包oBD(T1)與兩個鏡像廣播封包m1(T1)及m2BD(T1)。
同樣的，將與期間T2、T3及T4對應的廣播封包BD(T2)、BD(T3) 及BD(T4)亦複製為M=3份複本。以實線框代表原始廣播封包，例如，oBD(T1)、oBD(T2)、oBD(T3) 及oBD(T4)。以虛線框表示另外兩個非原始廣播封包的鏡像廣播封包，例如，在期間T1的廣播封包m1BD(T1) 及m2BD(T1)、在期間T2的廣播封包m1BD(T2) 及m2BD(T2)、在期間T3的廣播封包m1BD(T3) 及m2BD(T3)，以及在期間T4的廣播封包m1BD(T4) 及m2BD(T4)。
在每段期間，廣播信號bcS均對應於由廣播裝置傳送至掃描裝置的廣播封包的M份複本。請參見第5圖，其係舉例說明在各個期間同時傳送多個廣播封包的複本之排程程序之示意圖。
請同時參見第3及5圖。為便於說明，假設在第5圖中，用於傳送原始廣播封包oBD(T1)、oBD(T2)、oBD(T3) 及oBD(T4)的廣播通道與第3圖的廣播通道相同。另一方面，用於傳送鏡像廣播封包m1BD(T1)、m2BD(T1)、m1BD(T2)、m2BD(T2)、m1BD(T3)、m2BD(T3)、m1BD(T4) 及m2BD(T4)的廣播通道則與第3圖不同。
例如，在期間T1利用廣播通道bCh1(表示為bCh1(T1))傳送原始廣播封包oBD(T1)；在期間T1利用廣播通道bCh2(表示為bCh2(T1))傳送鏡像廣播封包m2BD(T1)；且，在期間T1利用廣播通道bCh3(表示為bCh3(T1))傳送鏡像廣播封包m1BD(T1)。此處僅以表1列示，不再詳細說明在期間T1至T4的廣播通道(bCh1、bCh2及bCh3)(bCh1(T1)至bCh1(T4)、bCh2(T1)至bCh2(T4)、bCh3(T1)至bCh3(T4))、原始廣播封包oBD(T1)至oBD(T4)、鏡像廣播封包 m1BD(T1)至m1BD(T4)、m2BD(T1)至m2BD(T4)與期間T1至T4對應關係。
表1
  期間
T1 T2 T3 T4
同時被選取的廣播通道 bCh1 原始廣播封包oBD(T1) 鏡像廣播封包m1BD(T2) 鏡像廣播封包m2BD(T3) 鏡像廣播封包m1BD(T4)
bCh2 鏡像廣播封包m2BD(T1) 鏡像廣播封包m2BD(T2) 原始廣播封包oBD(T3) 鏡像廣播封包m2BD(T4)
bCh3 鏡像廣播封包m1BD(T1) 原始廣播封包oBD(T2) 鏡像廣播封包m1BD(T3) 原始廣播封包oBD(T4)
請留意，在第5圖中，相同的選定廣播通道在不同的期間所對應之射頻通道可能不同。此外，在不同期間以相同編號所標示之廣播通道，並不一定代表相同的射頻通道。例如，在期間T1的廣播通道bCh1(即，bCh1(T1))所代表的射頻通道，可能不同於在期間T2的廣播通道bCh1(即，bCh1(T2))所代表的射頻通道。即，bCh1(T1)≠bCh1(T2)。
隨著藍牙標準的版本不同，射頻通道的特性，以及可用於廣播的射頻通道也不相同。BR/EDR規格共定義79個射頻通道，且每個射頻通道的頻寬為1MHz。在BR/EDR規格所定義的79個射頻通道中，可能僅採用奇數射頻通道或偶數射頻通道作為廣播使用。LE規格共定義40個射頻通道，且每個射頻通道的頻寬為2MHz。在LE規格所定義的40個射頻通道中，使用射頻通道#37、#38與 #39進行廣播。
請參見第6圖，其係說明基於藍牙BR/EDR架構下，在不同的期間T1、T2、T3及T4，以隨機方式自射頻通道中選取作為傳送廣播封包之複本的廣播通道bCh1、bCh2及bCh3之示意圖。在第6圖中，縱軸代表信號的振幅，橫軸代表BR/EDR規格所規範的射頻通道。此外，縱向的虛線代表與廣播通道bCh1(T1)至bCh1(T4)、bCh2(T1)至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)相對應的中心頻率。請留意，表1和第5圖及第6圖所示的廣播封包之複本(包含原始廣播封包/鏡像廣播封包)、廣播通道bCh1(T1) 至bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)，以及期間T1至T4的映射關係相符係彼此對應。
最上方的虛線框選處對應於在期間T1所選取之廣播通道bCh1(T1)、bCh2(T1) 及bCh3(T1)的分布。第二個虛線框選處對應於在期間T2所選取之廣播通道bCh1(T2)、bCh2(T2) 及bCh3(T2)的分布。第三個虛線框選處對應於在期間T3所選取之廣播通道bCh1(T3)、bCh2(T3) 及bCh3(T3)的分布。最下方的虛線框選處對應於在期間T4所選取之廣播通道bCh1(T4)、bCh2(T4) 及bCh3(T4)的分布。
如第6圖所示，期間T1的廣播通道bCh1(即，bCh1(T1))對應於較低的射頻通道，而在期間T2的廣播通道bCh1(即，bCh1(T2))對應的射頻通道較往右側靠(往高頻方向移動)。再者，在期間T3及T4的廣播通道bCh1(即，bCh1(T3)及bCh1(T4))的中心頻率在期間T1的射頻通道的中心頻率及在期間T2的射頻通道的中心頻率之間。同理，與各個廣播通道 bCh1、bCh2及bCh3對應的射頻通道，亦隨著期間T1至T4的不同而改變。
如前所述，選擇用於廣播的廣播通道bCh1、bCh2及bCh3是在期間T1至T4自由選定的，且在期間T1至T4與廣播通道bCh1、bCh2及bCh3對應的射頻通道也可能不同。在實際應用中，可以先從射頻通道中預選一部分的射頻通道，並從這些預選的射頻通道中選擇廣播通道(例如，自BR/EDR定義的40個奇數射頻通道中選擇5個作為預選的射頻通道)，此種方式可簡化電路的設計。
由於藍牙LE規格已經定義三個主要的廣播通道 (#37、#38及#39)，因此，選定的廣播通道和射頻通道之間的對應關係，並不會隨著期間的不同而改變。即，在藍牙LE規格中，M的最大值為3。假設M=3，則廣播通道bCh1在期間T1至T4代表射頻通道#37；廣播通道bCh2在期間T1至T4代表射頻通道#38；廣播通道bCh3在期間T1至T4代表射頻通道#39。
請參見第7圖，其係說明基於藍牙LE架構下，在不同的期間T1、T2、T3及T4，以固定方式自射頻通道中選取作為傳送廣播封包之複本的廣播通道bCh1(T1) 至 bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)之示意圖。在第7圖中，縱軸代表信號的振幅，橫軸代表LE規格所定義的射頻通道。同樣的，此處以縱向的虛線代表與廣播通道bCh1(T1) 至bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)相對應的中心頻率。請留意，表1和第5圖及第7圖所示的廣播封包之複本(包含原始/鏡像封包)、廣播通道bCh1(T1) 至bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)，以及期間T1至T4的映射關係相符。
虛線框由上而下分別對應於，廣播通道 bCh1(T1)、bCh2(T1) 及bCh3(T1)在期間T1的分布情形、廣播通道bCh1(T2)、bCh2(T2) 及bCh3(T2)在期間T2的分布情形、廣播通道bCh1(T3)、bCh2(T3) 及bCh3(T3)在期間T3的分布情形，以及廣播通道bCh1(T4)、bCh2(T4) 及bCh3(T4)在期間T4的分布情形。與第6圖不同的是，在第7圖中，射頻通道與廣播通道bCh1(T1) 至bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4) 及bCh3(T1) 至bCh3(T4)之間的映射關係在期間T1、T2、T3及T4 均維持不變。
儘管用於廣播的射頻通道隨著藍牙的版本不同而異，本揭露所提出之用於廣播資料的傳輸方法可適用於這兩類藍牙標準。第8圖說明此種資料傳輸方法能提供較佳品質的原因。
請參見第8圖，其係說明儘管在傳送路徑存在干擾的情況下，在每個期間仍至少有一個廣播封包的複本可被順利傳送至接收器的示意圖。請同時參見第3、5及8圖。在第8圖的虛線框選處中，上方的圖式和第5圖相同、下方圖式和第3圖之虛線框選處下方的圖式相同。關於這兩個部份的細節不再重複說明。第8圖最下方的圖式相當於，位於虛線框選處的兩個圖式的組合。此圖式可搭配第6圖及第7圖的例子一起說明。
因為在期間T1，所有的廣播通道bCh1(T1)、bCh2(T1)及bCh3(T1)均未被干擾，因此，在期間T1的廣播封包BD(T1)的複本中，原始廣播封包oBD(T1)與鏡像廣播封包m1BD(T1)、m2BD(T1)均可被順利接收。
在期間T2中，由於廣播通道bCh1未受到干擾，廣播封包BD(T2)的複本中的鏡像廣播封包m1BD(T2)可於廣播通道bCh1(T2)可被順利接收。另一方面，因為廣播通道bCh2及bCh3受干擾的緣故，廣播封包BD(T2)的複本中的鏡像廣播封包m2BD(T2)與原始廣播封包oBD(T2)無法被順利接收。
在期間T3中，由於廣播通道 bCh3及bCh1未受到干擾，廣播封包BD(T3)的複本中的鏡像廣播封包m2BD(T3) 及m1BD(T3)可於廣播通道 bCh1及bCh3被順利接收。另一方面，因為廣播通道bCh2受干擾的緣故，原始廣播封包oBD(T3)無法被順利接收。
因為在期間T4，全部的廣播通道bCh1、bCh2及bCh3 均未受到干擾。因此，在期間T4的廣播封包BD(T4)的複本中，鏡像廣播封包m1BD(T1)、m2BD(T1)與原始廣播封包oBD(T1)均可被順利接收。
請同時參見第3圖及第8圖。在第3圖中，在期間T2及T3內，廣播封包BD(T2)及BD(T3)均未能被接收。在第8圖中，在期間T2，仍可於廣播通道bCh1接收鏡像廣播封包m1BD(T2)；在期間 T3，仍可於廣播通道bCh1及bCh3接收鏡像廣播封包m2BD(T3) 及m1BD(T3)。
請參見第9圖，其係根據本揭露之實施例的藍牙裝置之內部元件的方塊圖。藍牙裝置7包含功能電路70、藍牙控制器71、發射器73、接收器75、開關77與天線79。藍牙控制器71電連接於功能電路70、發射器73、接收器75與開關77。功能電路70提供諸如手機、耳機、喇叭等功能。當功能電路70需要啟動藍牙功能時，功能電路70將與藍牙控制器71進行互動。此外，發射器73可能僅支援單一模式(BR/EDR或LE)，或支援雙重模式(BR/EDR與LE)。
開關77電連接於天線79，並選擇性電連接於發射器73與接收器75。藍牙控制器71傳送切換控制信號ctlS_sw至開關77，用以選擇發射器73與接收器73中的何者與天線79相連。
接收器75接收輸入信號inS，並將其轉換為輸入位元流rxBS。藍牙控制器71傳送接收器的控制信號ctlS_rx至接收器75。此處不詳細說明與接收器75之設計和操作相關的細節。
發射器73包含數位調變模組731、升頻轉換模組7331、7333及7335、加法器735a及735c、I路徑數位類比轉換器(digital-to-analog converter，簡稱為DAC)737a、Q路徑數位類比轉換器737c與射頻電路739。如前所述，被選定的廣播通道bCh1、bCh2及bCh3係於不同的期間(bCh1(T1) 至bCh1(T4)、bCh2(T1) 至bCh2(T4)及bCh3(T1) 至bCh3(T4))動態的選定。這代表藍牙控制器71在控制發射器73的操作時，須以期間為基礎。因此，藍牙控制器71動態地產生控制信號至發射器73中的元件。藍牙控制器71將調變控制信號ctlS_mod、升頻轉換控制信號ctlS_uc、數位類比轉換控制信號ctlS_dac與射頻控制信號ctlS_rf分別傳送至數位調變模組731、升頻轉換模組7331、7333及7335、I路徑數位類比轉換器737a、Q路徑數位類比轉換器737c與射頻電路739。
數位調變模組731自藍牙控制器71接收傳送位元流txBS。傳送位元流txBS攜帶著要傳送至掃描裝置的廣播資訊BD。數位調變模組731根據傳送位元流txBS，對I-路徑載波信號與Q路徑載波信號進行高斯頻率偏移調變(Gaussian frequency-shift keying，簡稱為GFSK)，據以產生I路徑調變信號modI與Q路徑調變信號modQ。I路徑載波信號與Q路徑載波信號之間存在90∘的相位差。將I路徑調變信號modI與Q路徑調變信號modQ傳送至升頻轉換模組7331、7333及7335。
在第9圖中，假設升頻轉換模組7331、7333及7335分別對應於廣播通道bCh1、bCh2及bCh3。升頻轉換模組7331對I路徑調變信號modI與Q路徑調變信號modQ進行升頻轉換，產生一對與廣播通道bCh1對應的升頻轉換信號(包含I路徑升頻轉換信號upI1與Q路徑升頻轉換信號upQ1)。升頻轉換模組7333對I路徑調變信號modI與Q路徑調變信號modQ進行升頻轉換，產生一對與廣播通道bCh2對應的升頻轉換信號(包含I路徑升頻轉換信號upI2與Q路徑升頻轉換信號upQ2)。升頻轉換模組7335對I路徑調變信號modI與Q路徑調變信號modQ進行升頻轉換，產生一對與廣播通道bCh3對應的升頻轉換信號(包含I路徑升頻轉換信號upI3與Q路徑升頻轉換信號upQ3)。
升頻轉換模組7331、7333及7335的數量，等於廣播裝置所支援之廣播通道的數量(M)。本文假設所選擇之廣播通道的數量為3(M=3)。在實際應用中，只要M小於或等於藍牙規格所定義之廣播通道的數量，M亦可為其他的正整數。因此，在藍牙BR/EDR應用中，最多可設置40個升頻轉換模組；或者，在藍牙LE應用中，最多可設置3個升頻轉換模組。
升頻轉換模組7331、7333及7335將I路徑升頻轉換信號upI1、upI2及upI3傳送至I路徑加法器735a；以及，將Q路徑升頻轉換信號upQ1、upQ2及upQ3傳送至Q路徑加法器735c。接著，I路徑加法器735a將I路徑升頻轉換信號upI1、upI2及upI3加總後，產生I路徑加法器輸出sumI至I路徑數位類比轉換器737a。同理，Q路徑加法器735c將Q路徑升頻轉換信號upQ1、upQ2及upQ3加總後，產生Q路徑加法器輸出sumQ至Q路徑數位類比轉換器737c。
接著，I路徑數位類比轉換器737a將I路徑加法器輸出sumI轉換為I路徑基頻信號bbI，且Q路徑數位類比轉換器737c將Q路徑加法器輸出信號sumQ轉換為Q路徑基頻信號bbQ。將I路徑基頻信號bbI與Q路徑基頻信號bbQ傳送至射頻電路739，用以產生輸出信號outS。在廣播操作中，輸出信號outS可直接作為廣播信號bcS。接著，天線79根據輸出信號outS而將無線電波發送至空中。
請參見第10圖，其係根據本揭露實施例的發射器之內部元件的方塊圖。接著說明升頻轉換模組7331、7333及7335與射頻電路739 的內部元件。
升頻轉換模組7331、7333及7335各自包含與I路徑對應的升頻轉換器，和與Q路徑對應的升頻轉換器。在升頻轉換模組7331中，I路徑升頻轉換器7331a對I路徑調變信號modI進行升頻轉換，產生I路徑升頻轉換信號upI1；Q路徑升頻轉換器7331c對Q路徑調變信號modQ進升頻轉換，產生Q路徑升頻轉換信號upQ1。在升頻轉換模組7333中，I路徑升頻轉換器7333a對I路徑調變信號modI進行升頻轉換，產生I路徑升頻轉換信號upI2；Q路徑升頻轉換器7333c對Q路徑調變信號modQ進升頻轉換，產生Q路徑升頻轉換信號upQ2。在升頻轉換模組7335中，I路徑升頻轉換器7335a對I路徑調變信號modI進行升頻轉換，產生I路徑升頻轉換信號upI3；Q路徑升頻轉換器7335c對Q路徑調變信號modQ進升頻轉換，產生Q路徑升頻轉換信號upQ3。
射頻電路739包含I路徑濾波器7391a、Q路徑濾波器7391c、混合器電路7393，與功率放大器 (power amplifier，簡稱為PA)7395。I路徑濾波器7391a從I路徑數位類比轉換器737a接收I路徑基頻信號bbI；Q路徑濾波器7391c從Q路徑數位類比轉換器接收Q路徑基頻信號bbQ。I路徑濾波器7391a對I路徑基頻信號bbI進行濾波後，產生I路徑濾波信號fltI；且，Q路徑濾波器7391c對Q路徑基頻信號bbQ進行濾波後，產生Q路徑濾波信號fltQ。
混合器電路7393將I-路徑濾波信號fltI與Q路徑濾波信號fltQ混合後，據以產生混合後基頻信號mxS。功率放大器7395將混合後基頻信號mxS的信號功率增強後，產生輸出信號outS。
在第9圖及第10圖中，以點狀網底代表利用數位電路實現的元件。其中，調變與升頻轉換為數位電路。因用使用數位電路實現調變與升頻轉換電路的緣故，即便本揭露使用較多的廣播通道進行廣播操作，但不至於增加電路的複雜度，且面積成本的增幅甚小。
藉由在多個選定的通道中傳送多份廣播封包的複本的方式，部分的廣播通道可能避開干擾的影響，使掃描裝置接收廣播封包的成功率可獲得提升。在某些藍牙應用(例如，耳機)中，此作法可不受封包遺失所影響，仍可持續地播放音樂而不被中斷。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:無線通訊系統 11,13,7:藍牙裝置 rfCh_1,rfCh_X:射頻通道 T1~T4:期間 BD(T1),BD(T2),BD(T3),BD(T4),BD(TM):廣播封包 bCh(T1),bCh(T2),bCh(T3),bCh(T4),bCh1,bCh2,bCh3,bCh1(T1)~bCh1(T4),bCh2(T1)~bCh2(T4),bCh3(T1)~bCh3(T4):廣播通道 20,30:干擾 oBD(T1),oBD(T2), oBD(TM):原始廣播封包 m1BD(T1),m2BD(T1),m1BD(T2),m2BD(T2),m1BD(TM),m1BD(TM):鏡像廣播封包 70:功能電路 71:藍牙控制器 75:接收器 rxBS:輸入位元流 77:開關 79:天線 inS:輸入信號 ctlS_mod:調變控制信號 ctlS_uc:升頻轉換控制信號 ctlS_dac:數位類比轉換控制信號 ctlS_rx:接收器的控制信號 ctlS_rf:射頻控制信號 ctlS_sw:切換控制信號 txBS:傳送位元流 73:發射器 731:數位調變模組 7331,7333,7335:升頻轉換模組 modI:I路徑調變信號 modQ:Q路徑調變信號 upI1,upI2,upI3:I路徑升頻轉換信號 upQ1,upQ2,upQ3:Q路徑升頻轉換信號 735a,735c:加法器 sumI:I路徑加法器輸出 sumQ:Q路徑加法器輸出 737a:I路徑數位類比轉換器 737c:Q路徑數位類比轉換器 739:射頻電路 bbI:I路徑基頻信號 bbQ:Q路徑基頻信號 7331a,7333a,7335a:I路徑升頻轉換器 7331c,7333c,7335c:Q路徑升頻轉換器 7391a:I路徑濾波器 7391c:Q路徑濾波器 fltI:I路徑濾波信號 fltQ:Q路徑濾波信號 7393:混合器電路 mxS:混合後基頻信號 7395:功率放大器 outS:輸出信號
第1圖，其係藍牙無線通訊系統進行廣播操作的示意圖； 第2圖，其係在不同的期間，自射頻通道中隨機選取作為傳送廣播封包使用之廣播通道的示意圖； 第3圖，其係部分廣播封包受到干擾之示意圖； 第4圖，其係對廣播封包加以複製，並同時傳送廣播封包的複本之示意圖； 第5圖，其係舉例說明在各個期間同時傳送多個廣播封包的複本之排程程序之示意圖； 第6圖，其係說明基於藍牙BR/EDR架構下，在不同的期間，以隨機方式自射頻通道中選取作為傳送廣播封包之複本的廣播通道之示意圖； 第7圖，其係說明基於藍牙 LE 架構下，在不同的期間，以固定方式自射頻通道中選取作為傳送廣播封包之複本的廣播通道之示意圖； 第8圖，其係說明儘管在傳送路徑存在干擾的情況下，在每個期間仍至少有一個廣播封包的複本可被順利傳送至接收器的示意圖； 第9圖，其係根據本揭露實施例的藍牙裝置之內部元件的方塊圖；及 第10圖，其係根據本揭露實施例的發射器之內部元件的方塊圖。
txBS:傳送位元流
73:發射器
731:數位調變模組
7331,7333,7335:升頻轉換模組
modI:I路徑調變信號
modQ:Q路徑調變信號
7331a,7333a,7335a:I路徑升頻轉換器
7331c,7333c,7335c:Q路徑升頻轉換器
upI1,upI2,upI3:I路徑升頻轉換信號
upQ1,upQ2,upQ3:Q路徑升頻轉換信號
735a,735c:加法器
sumI:I路徑加法器輸出
sumQ:Q路徑加法器輸出
737a:I路徑數位類比轉換器
737c:Q路徑數位類比轉換器
739:射頻電路
7391a:I路徑濾波器
7391c:Q路徑濾波器
fltI:I路徑濾波信號
fltQ:Q路徑濾波信號
7393:混合器電路
mxS:混合後基頻信號
7395:功率放大器
outS:輸出信號
bbI:I路徑基頻信號
bbQ:Q路徑基頻信號

Claims (20)

  1. 一種藍牙發射器，包含： 一數位調變模組，用以對一傳送位元流加以調變而產生一第一路徑調變信號與一第二路徑調變信號，其中該傳送位元流攜帶著複數個廣播封包； 一第一升頻轉換模組，電連接於該數位調變模組，用以對該第一路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第一第一路徑升頻轉換信號，並對該第二路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第一第二路徑升頻轉換信號，其中該第一第一路徑升頻轉換信號與該第一第二路徑升頻轉換信號係對應於一第一廣播通道； 一第二升頻轉換模組，電連接於該數位調變模組，用以對該第一路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第二第一路徑升頻轉換信號，並對該第二路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第二第二路徑升頻轉換信號，其中該第二第一路徑升頻轉換信號與該第二第二路徑升頻轉換信號係對應於一第二廣播通道； 一第一路徑數位類比轉換器，用以根據該第一第一路徑升頻轉換信號與該第二第一路徑升頻轉換信號產生一第一路徑基頻信號； 一第二路徑數位類比轉換器，用以根據該第一第二路徑升頻轉換信號與該第二第二路徑升頻轉換信號產生一第二路徑基頻信號；以及 一射頻電路，電連接於該第一路徑數位類比轉換器與該第二路徑數位類比轉換器，用以根據該第一路徑基頻信號與該第二路徑基頻信號產生一廣播信號，其中該廣播信號代表在複數個期間傳送的該等廣播封包。
  2. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中該等期間包含一第一期間與一第二期間，其中， 該第一廣播通道在該第一期間對應於一第一第一射頻； 該第一廣播通道在該第二期間對應於一第二第一射頻； 該第二廣播通道在該第一期間對應於一第一第二射頻；以及 該第二廣播通道在該第二期間對應於一第二第二射頻。
  3. 如請求項2所述之藍牙發射器，其中該等廣播封包包含一第一廣播封包與一第二廣播封包，其中， 該第一廣播封包的一份複本係經由該第一第一射頻傳送，且該第一廣播封包的另一份複本係經由該第一第二射頻傳送；以及 該第二廣播封包的一份複本係經由該第二第一射頻傳送，且該第二廣播封包的另一份複本係由該第二第二射頻傳送。
  4. 如請求項2所述之藍牙發射器，其中該第一第一射頻與該第一第二射頻不同，且該第二第一射頻與該第二第二射頻不同。
  5. 如請求項2所述之藍牙發射器，其中該第一第一射頻與該第二第一射頻不同，且該第一第二射頻與該第二第二射頻不同。
  6. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中更包含： 一第一路徑加法器，電連接於該第一升頻轉換模組與該第二升頻轉換模組，用以將該第一第一路徑升頻轉換信號與該第二第一路徑升頻轉換信號加總而產生一第一路徑加法器輸出；以及 一第二路徑加法器，電連接於該第一升頻轉換模組與該第二升頻轉換模組，用以將該第一第二路徑升頻轉換信號與該第二第二路徑升頻轉換信號加總而產生一第二路徑加法器輸出。
  7. 如請求項6所述之藍牙發射器，其中 該第一路徑數位類比轉換器用以將該第一路徑加法器輸出轉換為該第一路徑基頻信號；以及 該第二路徑數位類比轉換器用以將該第二路徑加法器輸出轉換為該第二路徑基頻信號。
  8. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中更包含： 一第三升頻轉換模組，電連接於該數位調變模組，用以對該第一路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第三第一路徑升頻轉換信號，並對該第二路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第三第二路徑升頻轉換信號，其中該第三第一路徑升頻轉換信號與該第三第二路徑升頻轉換信號係與一第三廣播通道對應。
  9. 如請求項8所述之藍牙發射器，其中 該第一路徑數位類比轉換器用以根據該第一第一路徑升頻轉換信號、該第二第一路徑升頻轉換信號以及該第三第一路徑升頻轉換信號產生該第一路徑基頻信號；以及 該第二路徑數位類比轉換器用以根據該第一第二路徑升頻轉換信號、該第二第二路徑升頻轉換信號以及該第三第二路徑升頻轉換信號產生該第二路徑基頻信號。
  10. 如請求項8所述之藍牙發射器，其中該等期間包含一第一期間與一第二期間，其中 該第三廣播通道在該第一期間對應於一第一第三射頻；以及 該第三廣播通道在該第二期間對應於一第二第三射頻，其中該第一第三射頻與該第二第三射頻不同。
  11. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中該射頻電路包含： 一第一路徑濾波器，電連接於該第一路徑數位類比轉換器，用以對該第一路徑基頻信號進行濾波並產生一第一路徑濾波信號；以及 一第二路徑濾波器，電連接於該第二路徑數位類比轉換器，用以對該第二路徑基頻信號進行濾波並產生一第二路徑濾波信號。
  12. 如請求項11所述之藍牙發射器，其中該射頻電路更包含： 一混合器電路，電連接於該第一路徑濾波器與該第二路徑濾波器，用以將該第一路徑濾波信號與該第二路徑濾波信號混合後，產生一混合後基頻信號。
  13. 如請求項12所述之藍牙發射器，其中該射頻電路更包含： 一功率放大器，電連接於該混合器電路，用以增強該混合後基頻信號的功率，並據以輸出該廣播信號。
  14. 如請求項13所述之藍牙發射器，其中該廣播信號係被傳播至一天線，且該天線基於該廣播信號而將一無線電波輻射至空中。
  15. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中該第一廣播通道與該第二廣播通道係選取自藍牙位元速率/增強資料速率(Bluetooth Bit Rate/Enhanced Data Rate)規格所定義之奇數射頻通道或偶數射頻通道。
  16. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中該第一廣播通道與該第二廣播通道係選取自藍牙低功率(low energy)規格所定義之三個廣播通道。
  17. 如請求項1所述之藍牙發射器，其中 該數位調變模組係對該傳送位元流進行一高斯頻率偏移(Gaussian frequency-shift keying)調變， 該第一路徑調變信號係為一同相位調變信號，且 該第二路徑調變信號係為一正交相位調變信號。
  18. 一種藍牙裝置，包含： 一控制器，其係產生一傳送位元流；以及 一藍牙發射器，電連接於該控制器，包含： 一數位調變模組，用以將一傳送位元流加以調變後產生一第一路徑調變信號與一第二路徑調變信號，其中該傳送位元流攜帶著複數個廣播封包； 一第一升頻轉換模組，電連接於該數位調變模組，用以對該第一路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第一第一路徑升頻轉換信號，並對該第二路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第一第二路徑升頻轉換信號，其中該第一第一路徑升頻轉換信號與該第一第二路徑升頻轉換信號係對應於一第一廣播通道； 一第二升頻轉換模組，電連接於該數位調變模組，用以對該第一路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第二第一路徑升頻轉換信號，並對該第二路徑調變信號進行升頻轉換而產生一第二第二路徑升頻轉換信號，其中該第二第一路徑升頻轉換信號與該第二第二路徑升頻轉換信號係對應於一第二廣播通道； 一第一路徑數位類比轉換器，用以根據該第一第一路徑升頻轉換信號與該第二第一路徑升頻轉換信號產生一第一路徑基頻信號； 一第二路徑數位類比轉換器，用以根據該第一第二路徑升頻轉換信號與該第二第二路徑升頻轉換信號產生一第二路徑基頻信號；以及 一射頻電路，電連接於該第一路徑數位類比轉換器與該第二路徑數位類比轉換器，用以根據該第一路徑基頻信號與該第二路徑基頻信號而產生一廣播信號，其中該廣播信號代表在複數個期間傳送的該等廣播封包。
  19. 一種發射器，包含： 一數位調變模組，其係提供一封包； 一第一升頻轉換模組，用以提供一第一升頻轉換信號，其中該第一升頻轉換信號係攜帶著該封包的一第一複本； 一第二升頻轉換模組，用以提供一第二升頻轉換信號，其中該第二升頻轉換信號係攜帶著該封包的一第二複本；以及 一射頻電路，用以基於該第一升頻轉換信號與該第二升頻轉換信號的合併傳送攜帶著該封包的該第一複本與該封包的該第二複本之一輸出信號。
  20. 如請求項19所述之發射器，其中該射頻電路係包含： 一混合器，用以根據該第一升頻轉換信號與該第二升頻轉換信號的該合併而產生一混合後基頻信號；以及 一功率放大器，用以根據該混合後基頻信號傳送該輸出信號。
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