专利名称：用于移动电话的无线头戴耳机的制作方法
技术领域：
本发明涉及与移动电话机一起使用的头戴耳机，特别涉及无线头戴耳机。
在最近几年，移动电话机已经获得广泛的使用和接受。可是，在大多数情况下，其移动性和在应用及不同的位置范围中的使用能力与这样一种事实相抵触，因为使用者必须用一只手把持电话机到他的或她的耳朵。这个问题最熟知的实例是关于当驾驶汽车或使用任何项目的机器时使用移动电话机。现在在许多国家，在驾驶汽车时使用移动电话机是非法的。
移动电话机涉及的另一个公知的问题是使用紧接近大脑的移动电话机(它发射显著的电磁辐射)对长期健康的影响。
因此，近来使用移动电话机和一个头戴耳机已经变成更通用。在驾驶或者使用其他机器的环境下，头戴耳机使用户不必使用一只手把持移动电话机到他的或她的耳朵。从健康观点出发，使用头戴耳机意味着可以消除头和大脑的敏感的组织受到的该移动电话机和任何可能有害的辐射。
然而传统的头戴耳机是通过电缆或者导线连接到该移动电话机，具有头戴耳机和移动电话机之间一个物理连接的附加缺点与不便。
根据本发明，提供用于使用移动电话机进行无线免提通信的设备，包含头戴耳机，包括无线电发送/接收装置和基站，包括无线电发送/接收装置；以及用于接收和与移动电话机通信的装置。
头戴耳机和基站可以包含控制装置，用于他们之间通信，和该控制装置可以允许许多功能，包括在头戴耳机和基站之间能够双工通信，提供用于自动信道选择的装置、提供用于连接和检验安全生标识码的装置。
该基站可以包含电池充电装置和用于连接到一个电池充电适配器的装置。头戴耳机可以连接到基站，以便允许头戴耳机通过基站充电。该移动电话机也可以通过基站充电。
头戴耳机可能包含一个天线，它作成围绕使用者的耳朵适合的形状，用这种方式天线也起着使该头戴耳机保持在适当的位置的作用。另外，可以设计该天线来接触使用者头部表面，而且与使用者身体的这种接触可以增加天线的选择性和增益。
根据本发明，还提供一个头戴耳机，在通过基站与移动电话机进行无线通信中使用，该头戴耳机包括无线电发送/接收装置、控制装置、与扬声器一起形成的耳机和麦克风。
现在利用例子并且参见附图描述本发明的实施例，其中
图1是表示本发明的主要的部件的图解视图，图2是头戴耳机的功能部件的方框图，图3是基站功能部件的方块图，图4是图2的部件的一个可能实现的电路图，图5是图3的部件的一个可能实现的电路图，图6说明电池充电系统，和图7是表示如何在基站和头戴耳机之间建立通信的流程图。
首先参见图1，表示本发明的一个实施例的三个主要的部件，即适合于由使用者戴的无线电头戴耳机10，一个基站20，和可以安装在所述基站上的一个移动电话机30。头戴耳机10包含一个耳朵适合天线11，适合于围绕使用者的耳朵将该头戴耳机10保持在适当的位置，并且它也用于从头戴耳机10发送信号和接收发送给头戴耳机的信号。天线的位置可以调整以便为单个使用者提供好的固定。布置耳机12，使12位于使用者耳朵上并且包含在该耳机12内的是一个扬声器(在图1中不特别表示)。通过一臂13连接到该耳机12是麦克风14。臂13是这样的一个形状和长度当由使用者戴着头戴耳机10时，麦克风14位于邻近使用者的嘴。麦克风14是由在臂13中穿行的电缆电连接，到位于头戴耳机10的耳机12内的控制装置。为了容易使用，与麦克风14相关联的是在呼叫开始和结束时开和关麦克风的一个按钮。正如在下面更进一步描述的，在该耳机内放置一个芯片和相关的电路，用于控制至/自头戴耳机的传输。
正如在下面更详细地描述的，当移动电话机30功能上地连接到基站20时，头戴耳机10通过基站20与移动电话机30通信。传输最好是49MHz/60MHz到CT1授权的基带传输，并且正如在下面描述的，双工通信是可能的。
该基站也准备有用于连接到电池充电器的装置(在下面更详细地描述)，通过该装置该头戴耳机和移动电话机两者可以通过该基站充电。
正如上面描述的，耳机12包括用于控制传送到和从该头戴耳机10传送的装置。图2是该控制装置的主要的功能部件的方框图。在该控制装置中心是微处理器芯片101，它允许在头戴耳机10和基站20之间双工传输。微处理器101通过RF发送/调谐控制装置102链接到天线11。在这里应该注意，天线11的增益和灵敏度由于天线11是与使用者的身体紧密接触的原因而增强了。
微处理器101也从时钟103和微控制器104接收输入和发送输出给它们。微控制器104控制头戴耳机10的总体操作并且不仅与微处理器101而且还与时钟装置103、电池充电与电源管理装置105和允许使用者控制的交互式显示装置106通信。
微控制器104起着许多功能的作用，包括信号检测、频率扫描与信道分配、电源管理、安全管理、差错处理和自动静噪控制。在下面更详细地描述这些功能。
图3表示基站单元20主要的功能元件的方框图，它是由基站单元内的控制电路实现的。许多功能元件匹配头戴耳机10的相应的元件。例如，微处理器芯片201提供与头戴耳机10的全双工通信。微处理器201通过RF传送与调谐装置202与天线通信。微处理器201也与时钟203和微控制器204通信。微控制器204也从电池充电与电源管理单元205和交互式用户显示与控制装置206接收输入。反映的事实是基站20也接收移动电话机30，该基站另外包括移动电话机接口装置207。提供一个电池充电器适配器208并且提供一个接口209，允许头戴耳机10通过该基站20充电。
图4是图2的头戴耳机可能实现的方框图的电路图，而图5是实现图3的方框图的一个可能的方式的电路图。
正如上面描述的，基站20可以用于充电头戴耳机10和移动电话机30两者。这在图6中更详细地说明。基站20的前表面设置一个插座300，形成与头戴耳机10的插入部分301互补的形状。插座300和插入头戴耳机部分301均设置各自的匹配电触点302,303。因此应该理解，该头戴耳机可以物理地固定到基站20，用于充电。充电适配器304插入基站侧中的一个插座305。充电过程的电子控制是由在头戴耳机10和基站20内的电池充电与电源管理块105,203控制的，并且也由包含在移动电话机30内的常规的电池充电电路控制。
正如上面描述的，头戴耳机10和移动电话机30之间的通信是由位于头戴耳机10与基站20内的微控制器104和204控制的，同时微处理器101和201提供双工通信。设计微控制器104和204以便在它们之间提供在下面描述的许多功能。
自动信道选择头戴耳机10和基站可以设置用于通信的最大25个可用的信道，微控制器104,204设置一个算法，允许自动信道选择，例如用于各自具有它们自己的头戴耳机，基站和移动电话机的两个用户是在彼此的范围内和消除干扰的装置是必需的情形。下面是允许自动信道选择的一个示例的算法<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Module_ACS(Ring,Channel_n,Txp,Recv_Vol)Channel_n=1,Txp=1[Ifinng=1Dowhile Txp＜5{Do while Channel_n=25{Select_Channel(Channel_n)Snd_Cmd(ID,Test_Channel)Recv_Data(ID,Test_Stat)IfTest Stat=ID MismatchEXIT(Fail)IfTest_Stat=Channel_readyEXIT(Good)Else Channel n=Channel_n+1}Txp=Txp+l]]></pre>这个算法以下面的方式工作。当不在通信模式时，基站总是在缺省的侦听模式。同时该头戴耳机是在一般的备用模式。该基站监视检验的振铃或者可以通过人工触发操作。当检测一个有效的振铃或者触发时，发送命令数据流给该头戴耳机，以便“叫醒”该头戴耳机。另外一个比特流将发送给该头戴耳机以用命令TestChan0测试缺省的信道(n=0)。测量缺省信道的噪音，如果太大，该基站和头戴耳机将从缺省的信道(例如12.5kHz)增加来尝试新的信道。这个增加的过程继续直到检测到无噪声信道。如果没有发现无噪信道和已经达到具有最大的发射功率(Txp)的最大信道数，该系统回到缺省的信道并且该用户可以使用缺省的信道或者可以人工选择任何优选的信道。
该信号质量也可以使用误码率算法来确定，此算法给出用于确定信道质量的质量指数。在以一个发射功率检验所有的25个信道之后增加发射功率也是可能的，直到该功率是在至少一个信道给出一个满意的信号噪声比的水平。
安全ID监视为了防止被第三方偷听的任何可能性，每个头戴耳机10基站20对都设置有一个16比特安全D码，安全D码存储在各自的微控制器的一个嵌入数据存储器区域内，并且在信道选择过程期间和在通信期间的周期的间隔，这个算法提供了在诊断过程期间要检验的ID码。设计安全ID算法以便在非常短的时间期间执行，以便在头戴耳机和基站之间没有与通信干扰。下面是一个可能的安全ID检验算法。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Module_STDM(HS_Sid,BS_Sid)；假定HS-Sid和BS_Sid已经建立。{IfHS Bid=BS SidEXIT(Good)Else Module_ENDcom；迫使通信结束}]]></pre>数据命令数据命令的格式表示在图7。这样的数据命令可以用于从该基站到该头戴耳机的命令，例如发送一个测试信道命令以便发出电源备用命令，增加音量等等。该方法是低比特率FSK传输。基本上该比特流划分如下设备字段2比特宽SID安全ID字段 16比特宽命令字段4比特宽数据字段4比特宽状态字段6比特宽可能的四比特控制命令如下TestChan 0011测试信道命令PwrDn 0010 关闭电源并且进入备用模式VoIUp 0001 增加音量(当超过最大量时，回到0)
ChanUp 0000 增加信道(当超过最大信道时，回到0)TxPwr 0100 在高功率(10dbm)和低功率的(2dbm)之间切换SQLUp 0101 切换静噪电平噪声抑制方案IOTGLE 0110 切换IO管脚号n的输出(数据字段中的4比特数据)LOBAT 0111 返回电池低状态例如，发送一个测试信道命令以便测试具有安全ID 1024的设备对的信道3，SID1024(十进制)或者0000010000000000(二进制)命令Test_Channel=3(十进制)或者0011(二进制)数据信道no=2(十进制)或者0010(二进制)模块状态不重要设备00(二进制)(注意0=基站，1=头戴耳机)发送的数据命令在高达4Kbps的速率上表现为00xxxxxx001000110000010000000000在发送命令之后，返回状态接收为例如 01 000001 001000110000010000000000| ||头戴耳机 信道空 如上述的图7是表示按顺序实施的头戴耳机操作和不同的步骤以便在该基站和该头戴耳机之间建立通信的流程图。开始，在头戴耳机接收了上升沿信号时便开始加电，然后复位基本参数。这些参数包括发射功率，接收器增益，缺省的信道和音量范围。时钟装置也开始定时周期。
微控制器104还包括一个自诊断程序并且这个是检验的。如果该诊断发现故障，误差信号被发送给交互式的图形用户显示器(并且可以发射声音)，所有的操作停止并且电源关断。如果诊断程序发现全部是良好的，声音提高并且交互式的用户显示器的显示打开。然后头戴耳机等待振铃信号或者音频信号。当检测到一个信号时，打开缺省的信道并且头戴耳机和基站执行自动信道选择算法，正如上面描述的。当找到适当的信道就开始通信。
权利要求
1．一种使用移动电话机进行无线免提通信的装置，包括(a)包括无线电发送/接收装置的一个头戴耳机，和(b)包括无线电发送/接收装置的基站，以及用于接收并且与移动电话机通信的装置。
2．根据权利要求1的装置，其中所述头戴耳机和基站包括通信控制装置。
3．根据权利要求2的装置，其中所述控制装置包括用于允许在所述头戴耳机和所述基站之间进行双工通信的装置。
4．根据权利要求2或者3的装置，其中所述控制装置包括用于自动信道选择的装置。
5．根据权利要求2至4中的任一个权利要求的装置，其中所述控制装置包括用于附上安全标识码以便传输的装置和用于检验所述安全标识码的装置。
6．根据任何一个前述的权利要求的装置，其中所述基站包括电池充电装置，和其中所述头戴耳机和所述移动电话机两者都可以连接到所述基站，以便对电池充电。
7．根据任何一个前述的权利要求的装置，其中所述头戴耳机包括一个天线，和其中所述天线成形为围绕用户的耳朵适合用户。
8．根据权利要求7的装置，其中成形所述天线使得适合用户的身体和其中该天线的增益和选择性通过这样的适合增强了。
9．实质上正如以上利用例子和参见附图描述的使用移动电话机用于无线免提通信的装置。
10．通过基站在与移动电话机进行无线通信中使用的一个头戴耳机，所述头戴耳机包括无线电发送/接收装置、控制装置、利用扬声器形成的一个耳机、和一个麦克风。
11．根据权利要求10的头戴耳机，其中所述控制装置包括用于允许双工传输的装置。
12．根据权利要求10或者11的头戴耳机，其中所述控制装置包括自动信道选择装置。
13．根据权利要求10,11或者12的任一个权利要求的头戴耳机，其中所述控制装置包括用于附上一个安全标识码到去话传输的装置和用于检验附加到来话传输的安全码的装置。
14．实质上正如以上参见附图描述的通过一个基站与移动电话机进行无线通信的一个头戴耳机。
全文摘要
一种头戴耳机和基站装置,允许用户通过无线头戴耳机使用移动电话机,头戴耳机和基站通过双工无线电传输进行通信,头戴耳机和基站还允许包括自动信道选择和安全识别监视的特征,电池充电通过基站进行,该基站接收移动电话机单元和(用于电池充电目的的)头戴耳机。
文档编号H04M1/04GK1321032SQ00120310
公开日2001年11月7日 申请日期2000年6月6日 优先权日2000年4月25日
发明者李国基 申请人:发电站利润有限公司