TWI536753B - 通訊裝置及其通訊方法 - Google Patents

Description

通訊裝置及其通訊方法

本發明涉及一種通訊裝置及通訊方法，尤其涉及一種可延長藍芽(Bluetooth)和無線相容性認證(Wireless Fidelity,WiFi)等短距離資料傳輸技術之無線訊號通訊距離之通訊裝置及通訊方法。

隨著通訊技術之發展，行動電話、筆記本電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等通訊裝置已經成為了人們生活中必備之工具，而且其功能亦愈來愈豐富和人性化。為了更加方便快捷地傳播資訊，藍芽技術作為一種短距離無線電技術，其廣泛應用于習知之通訊裝置中，用以實現通訊裝置之間以及通訊裝置與無線通訊網路之間之訊號傳輸。

一般地說，依據通訊距離之標準，可將藍芽技術分為Class A和Class B兩類，目前，大多數通訊裝置上使用之藍芽制式為Class B類，其有效通訊距離大約於8-30米之間。然而，隨著人們使用需求之發展，對藍芽通訊距離之要求愈來愈高，經常需要使用藍芽技術進行距離更長之通訊。於使用藍芽進行長距離通訊時，若藍芽訊號之發射功率較小，會因為通道干擾或傳輸損耗，而容易產生雜音或訊號中斷；若一直採用較大功率發射藍芽訊號，則會 增加上述通訊裝置之耗電量。如此，難以滿足藍芽長距離和長時間通訊之需要。

有鑒於此，有必要提供一種可節約電能，且能實現較長距離有效通訊之使用藍芽通訊之通訊裝置。

另，還有必要提供一種可解約電能，且能使用上述通訊裝置實現較長距離有效通訊之通訊方法。

一種通訊裝置，其包括依次電性連接之一訊號收發模組、一第一開關模組、一濾波模組、一訊號放大模組、一處理器模組、一第二開關模組及一功率放大模組；該訊號收發模組用於接收和發送無線訊號，所述第一開關模組和第二開關模組於處理器模組之控制下選擇該無線訊號之傳輸路徑，所述濾波模組和訊號放大模組對該無線訊號進行濾波放大處理，所述功率放大模組於處理器模組之控制下調整訊號之發射功率。

一種實用上述通訊裝置之通訊方法，該通訊方法包括以下步驟：提供一種通訊裝置；選擇一無線訊號；接收該無線訊號；濾除該無線訊號中之雜波並將其進行放大處理；將無線訊號進行調製、解調處理；調整無線訊號之發射功率；及以調整後之功率發射無線訊號。

相較於習知技術，本發明之通訊裝置及通訊方法較佳實施例中，所述通訊裝置之功率放大模組於處理器模組之控制下，可自動調整藍芽、WIFI等無線訊號之發射功率，從而延長該無線訊號之傳輸距離，不但提升了藍芽等短距離傳輸訊號使用之自由度，而且 降低了該通訊裝置之耗電量，滿足了消費者之需求。

1‧‧‧無線通訊裝置

20‧‧‧訊號收發模組

30‧‧‧第一開關模組

40‧‧‧濾波模組

42‧‧‧高通濾波單元

44‧‧‧帶通濾波單元

50‧‧‧訊號放大模組

52‧‧‧第一訊號放大單元

54‧‧‧第二訊號放大單元

60‧‧‧處理器模組

70‧‧‧第二開關模組

80‧‧‧功率放大模組

90‧‧‧指令模組

100‧‧‧通訊裝置

S1-S8‧‧‧步驟

S71-S79‧‧‧步驟

圖1為本發明較佳實施例之通訊裝置之示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之通訊裝置與無線通訊裝置之功能模組圖。

圖3為本發明較佳實施例之通訊方法之流程圖。

圖4為圖3所示通訊方法中步驟S之流程圖。

請參閱圖1及圖2，本發明之一個較佳實施例提供一種使用短距離資料傳輸技術進行通訊之通訊裝置100，該通訊裝置100可以係行動電話、PDA等，其可以接收和發射WiFi訊號和藍芽訊號，其中，該通訊裝置100使用之WiFi訊號具有IEEE802.11a和IEEE802.11b兩種國際標準，二者之工作頻段分別為5GHz和2.4GHz；藍芽訊號則處於全球通用之2.4GHz工業科學醫學(Industry Science Medicine,ISM)頻段。本較佳實施例以行動電話為例加以說明。

所述通訊裝置100包括一殼體10、一訊號收發模組20、一第一開關模組30、一濾波模組40、一訊號放大模組50、一處理器模組60、一第二開關模組70、一功率放大模組80及一指令模組90。所述第一開關模組30、濾波模組40、訊號放大模組50、處理器模組60、第二開關模組70、功率放大模組80依次電性連接，且形成一閉合回路，所述第一開關模組30同時與訊號收發模組20電性連接，所述處理器模組60同時與指令模組90電性連接。該訊號收發模組 20、第一開關模組30、濾波模組40、訊號放大模組50、處理器模組60、第二開關模組70及功率放大模組80設於上述殼體10內，該指令模組90設於殼體10外部。

所述訊號收發模組20可與上述通訊裝置100之天線元件等射頻裝置整合，其用於與外界之另一可使用WiFi或藍芽等短距離資料傳輸技術之無線通訊裝置1藉由WiFi訊號或藍芽訊號相互通訊。該通訊裝置100與無線通訊裝置1之間之通訊方式可藉由上述指令模組90之用戶介面(User Interface,UI)選擇藍芽訊號或WiFi訊號進行通訊，並將該所選擇之通訊無線訊號交由處理器單元60控制處理。

所述第一開關模組30可為習知之單刀雙擲(Single Pole Double Throw,SPDT)類比開關等開關裝置，其依據訊號收發模組20接收之訊號制式/類型，並於處理器模組60之控制下而切換並接通相應之通訊路徑。例如，當指令模組90選擇WiFi訊號進行通訊，訊號收發模組20接收到WiFi訊號，處理器單元60控制該第一開關模組30選通傳輸WiFi訊號之路徑，並將其傳輸至濾波模組40；當指令模組90選擇藍芽訊號進行通訊，訊號收發模組20接收到藍芽訊號，處理器單元60控制第一開關模組30選通傳輸藍芽訊號之路徑，並將其傳輸至濾波模組40。

所述濾波模組40包括一高通濾波單元42及一帶通濾波單元44，所述高通濾波單元42可與習知高通濾波器(High Pass Filter,HPF)等整合，其用於將WiFi訊號中之高頻藉由，並濾除WiFi訊號訊號中不必要之低頻成分，而消除低頻訊號之干擾。所述帶通濾波器44可與習知之帶通濾波器(Band Pass Filter,BPF)整 合，其允許藍芽訊號藉由，並同時限制藍芽訊號頻段外之干擾訊號藉由。

所述訊號放大模組50包括一第一訊號放大單元52及一第二訊號放大單元54，該第一訊號放大單元52及第二訊號放大單元54可與習知之低雜訊放大器(Low Noise Amplifier,LNA)整合，其具有較低之雜訊係數，用於減少放大器自身之雜訊對WiFi訊號和藍芽訊號傳輸之干擾，以提高訊號之信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)。由於WiFi和藍芽訊號之傳輸帶寬不同，故所述第一訊號放大單元52設置為用於放大WiFi訊號，所述第二訊號放大單元54設置為用於放大藍芽訊號。上述WiFi訊號和藍芽訊號經過濾波模組40和訊號放大模組50之後，不但可以減少雜波訊號之干擾，具有較好之訊號品質，而且增強了WiFi訊號和藍芽訊號傳輸能力，並提高了輸出WiFi訊號和藍芽訊號之信噪比。

所述處理器模組60為WiFi訊號和藍芽訊號之主控裝置，其可與該通訊裝置100內之中央處理器(Central Process Unit,CPU)整合。該處理器模組60內存儲有控制程式，用於將接收到之WiFi訊號和藍芽訊號等無線訊號進行解調、處理和存儲，並將需要發送之無線訊號(如圖片、語音等)經由調製處理後，將其傳輸至第二開關模組70。該處理器模組60還為第一開關模組30、第二開關模組70和功率放大模組80提供軟體控制，以實現第一開關模組30和第二開關模組70自動切換而選通訊號傳輸路徑，並預設一信噪比門限值以調整功率放大模組80之發射功率。例如，當所述訊號收發模組20接收到WiFi訊號時，則處理器模組60提供選通訊號，由第一開關模組30和第二開關模組70自動選通WiFi訊號傳輸通道 ；當訊號收發模組20接收到藍芽訊號，處理器模組60提供選通訊號，由第一開關模組30和第二開關模組70自動選通藍芽訊號傳輸通道。

所述第二開關模組70可為習知之單刀雙擲類比開關等開關裝置，其具有WiFi訊號和藍芽訊號兩路訊號傳輸路徑，並於處理器模組60之控制下自動切換至WiFi訊號或藍芽訊號傳輸路徑。例如，當指令模組90選擇WiFi訊號進行通訊，則第一開關模組30和第二開關模組70於處理器單元60之控制下選通傳輸WiFi訊號之路徑；當指令模組90選擇藍芽訊號進行通訊，則第一開關模組30和第二開關模組70於處理器單元60之控制下選通傳輸藍芽訊號之路徑。

所述功率放大模組80可為習知之AB類線性功率放大器等放大裝置，具有旁路模式(By Pass Mode)和線性放大模式兩種工作模式，並於上述處理器模組60之控制下實現工作模式選擇。當上述WiFi或藍芽發射訊號需要較小之功率放大即可實現無線通訊時，則該功率放大模組80工作于旁路模式；當上述WiFi或藍芽發射訊號需要較大之功率放大以實現無線通訊時，則該功率放大模組80工作於線性放大模式。

當該功率放大模組80工作於線性放大模式時，該功率放大模組80之發射功率決定了WiFi或藍芽訊號之傳輸距離，故，依據WiFi和藍芽訊號傳輸距離，功率放大模組80形成不同之發射功率等級。例如，藍芽訊號之傳輸距離為100米時，功率放大模組80之發射功率可以設置為100毫瓦特左右，此時，功率放大模組80相應地工作於線性放大模式；藍芽訊號之傳輸距離為10米時，功率放大模組80之發射功率可以設置為2.5毫瓦特左右，此時，功率放大 模組80相應地工作于旁路模式。可以理解，當功率放大模組80之發射功率越大，傳輸和接收訊號之信噪比越大，表示訊號之傳輸能力較強，同時，功率放大模組80之發射功率越大，該通訊裝置100之耗電量亦越大。

該處理器模組60藉由對比上述預設信噪比門限值與該通訊裝置100與無線通訊裝置1之間訊號之信噪比，可自動調整功率放大模組80之發射功率，從而節約該通訊裝置100之電能損耗。例如，當功率放大模組80發射功率為100毫瓦特，而通訊裝置100與無線通訊裝置1之間之信噪比大於該預設之信噪比門限值，則說明二者之間之訊號品質較好，功率放大模組80發射功率較大，則以一定之值(如，2毫瓦特、3毫瓦特等)自動降低功率放大模組80發射功率，直至該信噪比達到所述信噪比門限值。故，藉由調整功率放大模組80之發射功率而達到節約電能之目之。

上述指令模組90可與習知之鍵盤模組整合，藉由該指令模組90該通訊裝置100可選擇藍芽或WIFI等無線訊號進行通訊，且依據該無線訊號之傳輸距離，藉由操作該指令模組90選擇功率放大模組80之工作模式和訊號發射功率等級。

請一併參閱圖3，本發明之通訊方法較佳實施例即使用上述通訊裝置100以藍芽，WIFI等短距離資料無線傳輸方式進行通訊之方法，該方法包括以下步驟：步驟S1：藉由通訊裝置100中之指令單元90從藍芽、WIFI等訊號中選擇一無線訊號作為通訊訊號，收發模組20依據指令單元90之選擇接收該無線訊號； 步驟S2：藉由該訊號收發模組20接收該所選擇之無線訊號，並將該無線訊號發送至第一開關模組30；步驟S3：該第一開關模組30接收該無線訊號，並於處理器模組60之控制下依據該無線訊號之制式/類型選通其傳輸路徑以進行傳輸；步驟S4：藉由濾波模組40和訊號放大模組50濾除該無線訊號中之雜波並將該訊號放大；步驟S5：藉由處理器模組60將該無線訊號進行解調、處理和存儲，並將需要發送之無線訊號經由調製處理，並將其傳輸至第二開關模組70；步驟S6：該第二開關模組70接收處理器模組60處理後之無線訊號，並於處理器模組60之控制下依據該無線訊號之制式/類型而選通其傳輸路徑以進行傳輸；步驟S7：功率放大模組80於上述處理器模組60之控制下調節無線訊號之發射功率，實現以合適之功率發射該訊號至該訊號收發模組20；步驟S8：訊號收發模組20發射該無線訊號以實現與一無線通訊裝置1建立通訊連接。

所述步驟S7中，詳細地，包括以下具體步驟：步驟S71：初始時，功率放大模組80工作於線性放大模式，並以最大功率發射上述無線訊號至上述無線通訊裝置1；步驟S72：判斷所述訊號收發模組20是否於一預設時間(例如， 可設置為15秒、20秒等)接收到無線通訊裝置1回饋之無線訊號；若訊號收發模組20接收到回饋之無線訊號，則執行步驟S73；若訊號收發模組20沒有接收到回饋之無線訊號，則執行步驟S74；步驟S73：測量該通訊裝置100與無線通訊裝置1之間傳輸訊號之信噪比是否大於上述預設之信噪比門限值；若傳輸訊號之信噪比大於預設之信噪比門限值，則執行步驟S75；若傳輸訊號之信噪比小於預設之信噪比門限值，則執行步驟S74；步驟S74：通訊裝置100於無法接收到無線通訊裝置1之回饋訊號或傳輸訊號之信噪比過小時，處理器模組6判斷訊號收發模組20無法接收到回饋訊號或者訊號品質過差，而藉由一揚聲器或顯示幕等資訊輸出裝置(圖未示)提示使用者通訊裝置100無法與通訊裝置1建立訊號連接，並停止通訊動作；步驟S75：按照上述一定之值減小上述功率放大模組80之訊號發射功率；步驟S76：判斷通訊裝置100與無線通訊裝置1之間無線傳輸訊號之信噪比是否達到(等於或略大於)預設之信噪比門限值；若傳輸訊號之信噪比大於該信噪比門限值，則重複步驟S75；若傳輸訊號之信噪比達到該信噪比門限值，則執行步驟S77；步驟S77：判斷此時功率放大模組80之發射功率是否小於旁路模式之訊號發射功率；若是，則執行步驟步驟78；若否，則執行步驟步驟S79；步驟S78：則該功率放大模組80工作于旁路模式即可實現無線訊 號傳輸；步驟S79：則該功率放大模組80工作於放大模式，該放大模式適合無線訊號傳輸且可節約電能。

可以理解，該通訊裝置100由習知之鋰電池等可充電之電源模組提供電能支援，以實現所有之訊號功率放大、傳輸等。

本發明使用藍芽通訊之通訊裝置及通訊方法較佳實施例中，所述通訊裝置100之功率放大模組80於處理器模組60之控制下，可自動調整藍芽、WiFi等無線訊號之發射功率，從而延長該無線訊號之傳輸距離，不但提升了藍芽等短距離傳輸訊號使用之自由度，而且降低了該通訊裝置100之耗電量，滿足了消費者之需求。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

1‧‧‧無線通訊裝置

20‧‧‧訊號收發模組

30‧‧‧第一開關模組

40‧‧‧濾波模組

42‧‧‧高通濾波單元

44‧‧‧帶通濾波單元

50‧‧‧訊號放大模組

52‧‧‧第一訊號放大單元

54‧‧‧第二訊號放大單元

60‧‧‧處理器模組

70‧‧‧第二開關模組

80‧‧‧功率放大模組

90‧‧‧指令模組

Claims (9)

1. 一種通訊裝置，其與一無線通訊裝置藉由藍牙訊號或WIFI訊號相互通訊，其包括依次電性連接之一訊號收發模組、一第一開關模組、一濾波模組、一訊號放大模組、一處理器模組、一第二開關模組、一功率放大模組及一指令模組；該指令模組從藍牙訊號和WIFI訊號中選擇一無線訊號作為通訊訊號；該訊號收發模組用於接收和發送無線訊號，所述第一開關模組和第二開關模組於處理器模組之控制下選擇該無線訊號之傳輸路徑，所述濾波模組和訊號放大模組對該無線訊號進行濾波放大處理，該功率放大模組初始工作於線性放大工作模式，並以最大功率發射該無線訊號，所述功率放大模組於處理器模組之控制下調整訊號之發射功率並進行旁路工作模式和線性放大工作模式的選擇；該處理器模組預設一信噪比門限值，當該通訊裝置與該無線通訊裝置之間無線訊號的信噪比大於預設之信噪比門限值，則該處理器模組以一定之值減小該功率放大模組發射之無線訊號之發射功率，直至該信噪比達到預設的信噪比門限值，該處理器模組藉由此時該功率放大模組的發射功率與旁路模式之訊號發射功率比較，並根據比較結果選擇工作模式。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中所述無線訊號為藍芽訊號或WiFi訊號中之一種，該無線訊號共用上述功率放大模組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之通訊裝置，其中所述第一開關模組和第二開關模組依據訊號收發模組接收之訊號制式而自動切換至藍芽訊號或WiFi訊號之傳輸路徑。
4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中所述濾波模組包括一高通濾波單元及一帶通濾波單元，二者用於濾除所述無線訊號中之雜波，以減 少雜波對無線訊號之干擾。
5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中所述訊號放大模組包括一第一訊號放大單元及一第二訊號放大單元，二者用於減少雜訊對無線訊號之傳輸干擾，提高該無線訊號之信噪比。
6. 一種通訊方法，其用於在一通訊裝置與一無線通訊裝置間傳輸無線訊號，其包括以下步驟：提供一種通訊裝置；選擇一無線訊號；接收該無線訊號；濾除該無線訊號中之雜波並將其進行放大處理；將無線訊號進行調製、解調處理；調整無線訊號之發射功率；及以調整後之功率發射該無線訊號；其中，該調整無線訊號之發射功率還包括：以最大功率發射無線訊號至該無線通訊裝置；接收無線通訊裝置返回之無線訊號；判斷該通訊裝置與無線訊裝置之間傳輸訊號之信噪比是否大於一預設之信噪比門限值；當該傳輸訊號之信噪比大於該預設之信噪比門限值，則執行以一定之值減小發射無線訊號之發射功率，直至該信噪比達到預設的信噪比門限值；藉由此時該功率放大模組的發射功率與旁路模式之訊號發射功率比較；及根據該比較結果選擇工作模式。
7. 如申請專利範圍第6項所述之通訊方法，其中所述通訊方法於以最大功率 發射無線訊號至一無線通訊裝置之步驟之後還包括判斷是否於一預設時間接收到無線通訊裝置之返回訊號之步驟，若訊號收發模組接收到返回之無線訊號，則執行一判斷該通訊裝置與無線通訊裝置之間傳輸訊號之信噪比是否大於一預設之信噪比門限值之步驟；若訊號收發模組沒有接收到回饋之無線訊號，則執行一通訊裝置與無線通訊裝置之間無法建立通訊連接之步驟。
8. 如申請專利範圍第7項所述之通訊方法，其中所述通訊方法於判斷該通訊裝置與無線通訊裝置之間傳輸訊號之信噪比是否大於一預設之信噪比門限值之步驟，若該傳輸訊號之信噪比大於該預設之信噪比門限值，則執行功率放大模組以一定之值減小發射無線訊號之發射功率之步驟；若該傳輸訊號之信噪比小於預設之信噪比門限值，則執行通訊裝置與無線通訊裝置之間無法建立通訊連接之步驟。
9. 如申請專利範圍第6項所述之通訊方法，其中所述無線訊號為藍芽訊號或WiFi訊號中之一種。