无线电通信设备的制作方法

专利名称：无线电通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电通信设备。尤其是，本发明涉及靠近物体使用的无线电通信设备，诸如用于人体佩带的设备。本发明也涉及操作靠近物体的无线电通信设备的方法，和确定何时无线电信号被附近的物体阻挡的方法。
背景技术：
近程无线电通信系统变得日益普遍。例如，现在已经开发了许多使用低功率无线电传输的设备通过短距离彼此进行通信，并且形成所谓的“微微网”。蓝牙是该技术的一个范例，并且允许蓝牙的设备包括移动电话和它们的外围设备，如耳机和免提设备，以及计算机、个人数字助理(PDA)等等。同样，电气与电子工程师协会(IEEE)已经开发了用于无线电联网的多个标准，公知的如802.11TM无线局域网(WLAN)标准和商用的如Wi-Fi。目前，Wi-Fi主要用于个人计算机和网络，例如，所谓的“无线网络”之间的通信。
典型的，蓝牙设备具有大约10米的范围，并且Wi-Fi设备具有大约100米的范围。然而，申请人认识到物体能严重的衰减无线电信号。蓝牙和Wi-Fi使用大约2.4GHz的频带，尽管Wi-Fi的一些设备，如WLAN系统IEEE802.11a，使用大约5GHz的频带。在这些频率中，物体将无线电信号衰减大约200dB/m，尽管取决于信号穿过的物体的部分衰减会稍有不同。这足以完全阻挡蓝牙或Wi-Fi信号。
由于无线电波具有经由多径传播的能力，因此可以减轻物体阻挡。通常在发射机和接收机之间沿着它们之间直向延伸的路径(即所谓的视线(LOS)路径)无线电信号传播最强。该路径在通信链路中通常占优势。然而，该无线电信号也可以通过反射，即沿着所谓的反射路径在发射机和接收机之间传播。特别是当在室内使用发射机和接收机时发生该情况。因此，即使当物体阻挡该LOS路径，无线电通信可以维持。
然而，申请人认识到不能一直是这种情况，并且在短距离无线电通信系统，如蓝牙或Wi-Fi中的无线电通信可能完全依赖于该LOS路径。例如，当通过不同的反射路径传播无线电信号时，分开反射的信号可以相互破坏性的干扰。这能够削弱或破坏该信号，并且意味着反射路径对于维持通信链路通常不可靠。
反射路径永远比LOS路径长。因此在短距离无线电通信系统中很有可能所有可能的反射路径都超出范围。例如，当附近没有物体能反射该无线电信号时，所有的反射路径可能太长。当该设备在户外使用时，这非常有可能。而且，当发射机和接收机彼此分开，以便该信号只具有足够的强度沿着该LOS路径传播，该信号将太弱而不能使用任何可用的反射路径。这意味着LOS路径可能是唯一的可用路径，即使当该设备在室内使用时。这对于以低功率发送信号的蓝牙尤其成问题。
有可能发送和接收无线电信号的天线比设计的更定向。当天线与室内或靠近物体，如人体的设备耦合时，能发生这样的情况。定向天线产生很少的潜在反射路径，由于它们只在窄方向范围内发射和接收信号。这再次意味着当传播路径被阻挡时，不能获得备选路径。例如，反射路径不可获得，并且无线电传输可能完全依靠LOS路径。
因此，通物体阻挡无线电信号尤其是LOS路径经常能中断短距离无线电通信系统中的通信。同时，这些系统日益的用于人体附近持有的设备，例如移动电话，甚至由用户佩带在身上的，例如耳机和医疗监视器之间的通信。例如，很有可能在用户背后口袋中的移动电话不能与使用蓝牙的用户手持的PDA进行通信。
如果通信被中断，甚至是一瞬间，设备之间的通信链路将无效。一旦链路被中断，用户典型的必须人工促使设备重新建立链路。因此，不仅仅通信被中断，而且用户也不方便。
本发明寻求克服这些问题。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种在物体附近使用的无线电通信设备，该设备包括接收机，用于接收与其他无线电通信设备的通信链路中的无线电信号；检测器，用于检测无线电信号质量的恶化；和处理器，用于确定检测的信号质量的恶化是否可能由物体阻挡信号而引起，基于该确定，使该设备设法维持该通信链路。
根据本发明的第二方面，提供一种操作靠近物体的无线电通信设备的方法，该方法包括接收与其他无线电通信设备的通信链路中的无线电信号；检测无线电信号质量的恶化；和确定检测的信号质量的恶化是否可能由物体阻挡信号而引起，基于该确定，使该设备设法维持该通信链路。
例如，该设备可以监视它从其他通信设备接收的无线电信号的强度。当该信号强度衰减时，该设备可以分析信号强度变化的方式，以确定该信号是否被物体阻挡。如果分析表明物体很可能阻挡该信号，可以进行特定动作以维持该通信链路。例如，物体对信号的阻挡通常是短暂的，因而该设备在比其他方式更长的时间内保持设法接收通信链路中的信号。另一个范例中，该设备可以警告用户相对于他的身体移动该设备，并由此改善通信链路。
这具有如此优点，即在通信链路被中断之前，可以重新建立信号接收或者给出时间来改善信号质量。由此，避免了设备重新建立通信链路的需要，并且提高了通信的连续性。实际上，在用户的身体不经意的阻挡信号之后，用户需要人工启动重建通信链路的可能性很小。
同时，当该设备确定信号质量的恶化可能不是由物体引起时，允许通信链路正常的中断，例如，由合适的系统规范和标准所规定的。换句话说，该处理器可能允许链路终止。例如，当设备从彼此的范围中移出时，可允许在不延迟的情况下中断通信链路。同样，必须警告用户通信链路将要被中断，或者以不同的方式警告用户。因此，通过区分由物体阻挡该信号引起的信号质量恶化或者由其他原因引起的信号质量恶化，该设备能更有效的管理通信链路。
如上所述，本发明在解决用户用他们的身体阻挡信号时是非常又用的。然而，本发明不限于只确定用户的身体阻挡该信号。相反，也能确定信号被任何附近的物体阻挡的可能性。这可能包括人体或动物体或其他强烈衰减无线电信号的物体，如金属体。因而，该设备通常用于强烈衰减无线电信号的物体附近。
典型的，一个和/或其他设备可以是移动电话。替代的，它/它们可以是与移动电话一起使用的外围设备，如耳机。在其他范例中，一个和/或其他设备可以是医疗传感器。通常，一个和/或其他设备可以由用户佩带。换句话说，一个和/或其他设备可以佩带在人体或动物体身上。实际上，该设备可以是可佩带设备。
如上所述，存在各种方式可以使设备维持该通信链路。在一个范例中，与其他方面相比，在信号质量已经恶化(例如，到达无法接受的低水平或者到达不能实现数据传输的水平)较长时间后，该设备通过连续设法接收信号来设法维持该通信链路。换句话说，在信号质量已经恶化后，该处理器可以使该设备通过延长该接收机继续设法接收通信链路中的信号的时间来维持该通信链路。同样，该方法可以包括在信号质量已经恶化后，引发该设备通过延长它继续设法接收通信链路中的信号的时间来维持该通信链路。
该通信链路可以是规定的通信信道，并且该设备可以通过继续设法接收规定的通信信道中的信号来设法维持该通信链路。例如，在由跳频序列规定的信道中发送蓝牙信号。常规的，当信号质量恶化到不再成功的接收信号(例如解调和解码)的程度时，该设备停止设法接收信道中的信号，例如停止以规定的序列跳频。因此，根据本发明，该通信链路可以包括规定的跳频序列，并且在信号质量恶化后，该设备通过延长它继续以规定的序列跳频的时间来设法维持该通信链路。
通信链路以及，尤其是，蓝牙的跳频序列经常在两个设备之间同步。通常通过在无线电信号中频繁的发送定时信息来同步设备的内部时钟。没有这些定时信号，由于各个设备以非常轻微不同的速率自然运行，各个设备的时钟将变得不同步。当信号质量差时，它可能仍旧从信号中获得定时信息。因此，在一个范例中，优选的，在信号质量恶化后，该处理器通过使接收机继续设法维持与其他设备的同步定时来使该设备设法维持该通信链路。换句话说，优选的，该方法包括在信号质量恶化后，通过使接收机继续设法维持与其他设备的同步定时来使该设备设法维持该通信链路。
然而，当信号质量差时，不可能同步设备的内部时钟，并且该设备可能变得不同步。在该情况下，在设备时钟很可能丢失与其他设备时钟的同步后，继续设法接收该无线电信号(例如通过以规定序列的跳频)的用处不大。因此，该处理器可能使接收机在特定期间，例如几秒后停止设法维持该通信链路。然而，申请人认识到，即使不可能成功的解码和解调接收的信号，并且，例如恢复用于同步的定时信息，有可能识别该设备是否仍旧同步。这可通过过滤接收的信号来实现。当然，无线电接收机通常在接收时过滤无线电信号以减小噪音等等。然而，在该范例中，处理器可引发该接收机比通常(例如，比正常信号接收期间，如当信号成功的解码和解调时)更窄的过滤该无线电信号。例如，这能允许确定弱信号的频率，能用于确认该设备的跳频是否仍旧同步。因此，优选的，该处理器使该接收机切换为更窄地过滤该无线电信号，以确定该设备是否仍旧与其他设备同步。如果该设备不再同步，该处理器可引发该设备停止试图维持该通信链路。换句话说，该处理器可以使该接收机检测何时该设备与其他设备保持同步，并且只有当该设备保持同步时才引发该设备继续设法维持该通信链路。同样，该方法可包括使该接收机检测何时该设备与其他设备保持同步，并且只有当这些设备保持同步时才引发该设备继续设法维持该通信链路。
该移动设备能另外或替代的采取其他动作来设法维持该通信链路。例如，该通信设备典型的具有用户接口。这可以是显示屏幕，例如，用于显示字母数字字符和/或图像。替代的，该用户接口可以是扬声器、灯、振动机构或其他报警机构。因此，该设备设法经由用户接口，通过警告用户其身体阻挡该信号来维持通信链路。换句话说，该设备还包括用户接口和处理器，其可以使该设备设法经由用户接口警告该用户来维持该通信链路。同样，该方法还包括使该设备通过用户接口警告该用户来维持该通信链路。例如，该设备可在显示屏幕上显示消息。另外或替代的，该设备从扬声器发出声音，点亮灯；或启动该振动机构或其他报警结构。这应当提示用户相对于身体例如用户的身体移动该设备，并且维持该通信链路。
除了从其他设备接收该无线电信号，该设备典型的将该无线电信号发送给其他设备，例如，在相同的通信链路中。因此，该处理器可引发该设备通过改变到其他通信设备的无线电信号的传输来维持该通信链路。例如，如果接收的信号被身体阻挡，很有可能由该设备发送给其他设备的信号也将被身体阻挡。因此，该设备可增加例如，在通信链路中发送无线电信号的功率。同样，该设备可发送信号给其他通信设备，请求其他通信设备增加它在该通信链路中发送信号的功率。
在其他范例中，该设备可具有可适应的天线装置。例如，该设备可具有一个以上天线，其中至少一个是定向的。替代的，该天线装置可包括可控制的天线阵列。因此，该处理器可使该设备通过控制该可适应的天线装置增强传播路径来设法维持该通信链路。同样，该方法可包括使该设备通过控制该可适应的天线装置增强传播路径来设法维持该通信链路。这可包括除了使用或代替其他天线，例如多向天线，切换到使用定向天线。
上述该设备怎样试图维持该通信链路的范例是示意性的，而非穷举。而且，它们可以各种方式组合。例如，该处理器可使该设备在实际相同的时间里开始两种或多种方式，来设法维持该通信链路。替代的，在设法维持该通信链路的另一种方式之后，该设备可启动一种方式来设法维持该通信链路。尤其是，优选的，如果信号质量在预定时期内仍旧较差，该设备才尝试维持该通信链路的其他方式。例如，该设备可以延长它尝试接收该通信链路中的信号的时间，如果在指定时间之后，信号质量仍旧较差，通过用户接口警告用户。
现在讨论该设备怎样确定何时无线电信号可能被物体阻挡，申请人已经识别了信号被物体阻挡而非衰减的许多有用的标志。例如，由于发射机和接收机相互离开，信号质量倾向于相当慢的降低。在信号质量恶化期间，大量的数据包被接收，并且连续的数据包通常只显示信号质量中的小变化。然而，当设备在身体附近使用时，例如，由用户拿着，并且该身体，例如用户的身体，进入到该设备和其他正在通信的设备之间，申请人认识到信号质量很可能恶化的非常快。确定何时信号质量从好到坏恶化的非常快，当信号被身体阻挡时能由此提供好的标识。实际上，优选的，当检测的信号质量在小于指定的周期内从好(例如，可接受)的水平恶化到坏(例如，不可接受)的水平时，该处理器确定检测的信号质量的恶化很可能由物体阻挡该信号引起。换句话说，优选的，该方法包括当检测的信号质量在小于指定的周期内从好(例如，可接受)的水平恶化到坏(例如，不可接受)的水平时，确定检测的信号质量的恶化很可能由物体阻挡该信号引起。好的或可接受的水平几乎典型的是优良的信号质量。坏的或不可接受的水平几乎典型的是不可接受的信号。典型的，该指定周期较短，例如，大约与接收一个数据包的时间长度相同，或者比它小。
确定何时物体很可能阻挡信号传播路径本身是新的。根据本发明的第三方面，因此提供一种在物体附近使用的无线电通信设备，该设备包括检测器，用于检测接收的无线电信号的质量；和处理器，如果检测的信号质量在比指定周期短的时间内从可接受的水平恶化到不可接受的水平，用于确定该信号很可能被物体阻挡。
根据本发明的第四方面，提供一种确定何时无线电信号被附近的物体阻挡的方法，该方法包括检测接收的无线电信号的质量；和如果检测的信号质量在比指定周期短的时间内从可接受的水平恶化到不可接受的水平，确定该信号很可能被物体阻挡。
能以各种方式测量信号质量。例如，当能够成功的接收信号中的数据包，例如解调或解码时，可认为信号质量是可接受的。同样，当不能成功的接收信号中的数据包，例如解调或解码时，可认为信号质量是不可接受的。然而，大多数信号质量的标记是变量，如信号强度。变量可以有益地与阈值水平相比以确定何时信号质量是可接受的，并且何时是不可接受的。因此，在一个范例中，优选的处理器将检测的信号质量与好的信号质量阈值水平比较，并和坏的信号质量阈值水平比较，当检测的信号质量从好的信号阈值水平恶化到坏的阈值水平时，确定信号很可能被物体阻挡。换句话说，该方法优选的包括将检测的信号质量与好的信号质量阈值水平比较，并和坏的信号质量阈值水平比较，当检测的信号质量从好的信号阈值水平恶化到坏的信号质量阈值水平时，确定信号很可能被物体阻挡。
好和坏阈值水平的值取决于所检测的信号质量标记。例如，信号强度是信号质量的有益标志。因此，该检测器可以检测接收的信号的强度。这可以使用接收信号强度标志(RSSI)来检测。替代的，可以检测信噪比(SNR)。因此，当检测的信号强度从好的信号质量阈值水平(例如，以上)下降到坏的信号质量阈值水平(例如，以下)时，该处理器可以典型的确定该信号可能被物体阻挡。换句话说，该方法可包括当检测的信号强度从好的信号质量阈值水平(例如，以上)下降到坏的信号质量阈值水平(例如，以下)时，可以典型的确定该信号很可能被物体阻挡。在该情况下，好的信号质量阈值水平可以是大约-45分贝。同样，坏的信号质量阈值水平可以是大约-95分贝。
信号质量的其他标志是误码率(BER)。因此，该检测器可以检测接收信号的BER。因此，当检测的BER从(例如，以下)好的信号质量阈值水平增加到(例如，以上)坏的信号质量阈值水平时，该处理器将典型的确定该信号很可能被附近的物体阻挡。换句话说，该方法可以包括当检测的BER从好的信号质量阈值水平(例如，以下)增加到坏的信号质量阈值水平(例如，以上)时，确定该信号很可能被附近的物体阻挡。好的信号质量阈值水平实质上可以是0.01％。同样，坏的信号质量阈值水平可以是大约50％。
并且，其他好的信号质量标志是时延扩展。由于信号成分经由不同路径传播到该接收机，这是接收机接收单个信号成分的不同时间扩展的量度。在本发明中这非常有用，由于低时延扩展是通过LOS路径接收信号的特殊指示，并且高时延扩展是通过一个或多个反射路径接收信号的特殊指示。因此，时延扩展从低到高快速变化是传播路径从LOS路径到反射路径变化的指示。在特定的优选范例中，该检测器因此可以检测该无线电信号的时延扩展。在该情况下，当检测的时延扩展从好的信号质量阈值水平(例如，以下)增加到坏的信号质量阈值水平(例如，以上)时，该处理器将典型的确定该信号很可能已经被物体阻挡。换句话说，该方法包括当检测的时延扩展从好的信号质量阈值水平(例如，以下)增加到坏的信号质量阈值水平(例如，以上)时，确定该信号很可能已经被物体阻挡。
与时延扩展通常相关的是数据包传输的平均时间。因此，这也是信号质量特别是物体阻挡的好的标志。在其他优选的范例中，该检测器因而检测在无线电信号中接收的数据包传输的时间。在该情况下，当检测的传输时间从好的信号质量阈值水平(例如，以下)增加到坏的信号质量阈值水平(例如，以上)时，该处理器可以典型的确定该信号很可能被物体阻挡。同样，该方法包括当检测的传送时间从好的信号质量阈值水平(例如，以下)增加到坏的信号质量阈值水平(例如，以上)时，确定该信号很可能被物体阻挡。
当物体阻挡该信号路径时，信号质量恶化的速度非常快。因此，用来确定检测的信号质量是否从好的级别恶化到坏的级别的指定周期非常短。例如，该周期与接收信号中的一个数据包的持续时间大约相同，或比它小。在蓝牙中，这可以是625微秒，或更长，其中一个数据包跨跃一个以上时隙。因此，该指定周期典型的小于大约1毫秒。
然而，信号质量中非常临时的减小偶尔发生，例如，当两个数据包冲突时，没有物体阻挡。因此，当信号质量仍旧恶化超过指定持续时间(或者最小周期)时，该处理器可以只确定检测的在信号质量中的恶化很可能由物体阻挡该信号引起。该持续时间典型的超过信号中的一个数据包的持续时间，并且通常超过多个数据包的持续时间。如上所述，在蓝牙中，用于一个数据包的最小周期是625微秒。因此该持续时间典型的是大约几毫秒。
任何一个上述信号质量标记，当单独采用时能提供可靠的物体阻挡的指示。然而，为了提高精确度，该确定可以基于一个以上信号质量标记。例如，当第一信号质量标记表示信号质量中的快速恶化(例如，上述内容)并且第二信号质量标记确认信号质量已经恶化(例如，如上所述)时，该处理器可以确定检测的信号质量的恶化很可能由物体引起。这样的一个特定范例可以是检测信号强度在小于指定周期内从好的等级恶化到坏的等级，并且也检测BER恶化到坏的等级。其他特定范例可以是检测BER在小于指定周期内从可接受的等级恶化到不可接受的等级并且检测到信号强度恶化到不可接受的等级。
申请人也认识到，当在物体附近使用短距离无线电通信设备时，设备之间的距离很可能非常短。在指示何时信号很可能被物体阻挡中，估计接收信号的距离因此是有用的。因此，优选的该处理器估计何时接收信号的距离非常短，并且当该信号质量恶化时，如果该距离被估计为非常短，确定该信号很可能给物体阻挡。换句话说，优选的，该方法包括估计何时信号接收的距离非常短，并且当该信号质量恶化时，如果该距离被估计为非常短，确定该信号很可能给物体阻挡。
在最简明的情况中，该处理器通过将检测的信号质量与短距离标识阈值进行比较，可以估计何时接收信号的距离非常短。为了简单，短距离标识阈值可以与好的信号质量阈值相同。因此，当检测的信号质量好于好的信号质量阈值时，该处理器可以估计该距离非常短。
然而，在一些通信系统中，信号接收的距离是已知的。例如，信号发送的功率可以是已知的，例如，因为它一直相同，或者因为不同类型或种类的设备在不同的恒定功率发射，并且其他设备的种类或类型是已知的。替代的，其他设备可以发送功率的标识，以表示它在通信链路中发送信号的功率。因此，该设备可以测量接收的信号强度，并且将它与发送该信号的强度相比，以获得距离值。然后，当获得距离值低于短距离阈值时，该设备可以估计该距离非常短。例如，这可以是1米，这是由一个用户持有的两个设备之间的典型距离，该两个设备，例如在身体区域网络(BAN)中使用。
上述使用的词“处理器”是通用的而非特指。尽管可以利用单个处理器，如数字信号处理器(DSP)或中央处理单元(CPU)来实施本发明的一些方面时，它们同样能很好的在该设备的其他部分或组件中实施。例如，射频(RF)单元可以包括一些处理功能和/或该设备可以包括用于实施本发明不同方面的多个处理器。同样，可以利用硬线电路或电路，或通过嵌入的软件来实施本发明。例如，利用合成金属氧化物半导体(CMOS)电路来实施本发明。
应当清楚，本发明可以利用计算机程序代码来实施。根据本发明的其他方面，因此提供一种计算机软件或计算机程序代码，当由处理装置处理时实施上述方法。该计算机软件或计算机程序代码能由计算机可读介质承载。该媒体可以是物理存储媒体，如只读存储器(ROM)芯片。替代的，可以是磁盘，如数字化视频光盘(DVD-ROM)或压缩盘(CD-ROM)。也可以是信号，如通过导线的电子信号，光信号，或无线电信号，如到卫星或类似设备。本发明也延伸到运行软件或代码的处理器，如计算机配置以实施上述方法。


现在仅通过范例，参考附图来描述本发明的优选实施例，附图中图1是操作中的根据本发明的无线电通信设备的示意图；和图2是示意图1的设备的操作的流程图。
具体实施例方式
参考图1，无线电通信设备1包括射频(RF)单元2，用于发送和接收无线电信号。在该实施例中，根据蓝牙规范的最近版本配置该无线电通信设备1，该版本公知的是核心规范v1.2，日期为2003年11月5日，可从蓝牙SIG有限公司获得。主要使用该范例来示意本发明，但它可应用到各种其他短距离无线电通信系统中，尤其包括Wi-Fi系统。下面将陈述用于除了蓝牙之外的通信系统的一些合适的实施细节，但是其他内容对于本领域技术人员来说是显而易见的。
和RF单元2一样，该通信设备1具有链路控制器3，用于控制RF单元2的操作，和信号监视器4，用于监视由RF单元2接收的信号。处理器5被连接到链路控制器3和信号监视器4，并且在该实施例中，也连接到用户接口6。虽然用户接口6没有必要实施本发明的大多数方面，然而当该设备是移动电话或类似设备时通常会提供该接口，并且典型的包括用于显示字符或图像的屏幕；视觉指示器，如灯或LED；听觉指示器，如扬声器；或触觉指示器，如振动机构。
该RF单元2通过天线阵列7、8发送和接收信号，该天线阵列典型地被设计为在定向或多向/全向之间选择。为了清楚，图1中的天线阵列7、8显示为分开的多向天线7和定向天线8，尽管实际上这些天线被组合为单个可控天线阵列7、8。因此，该天线阵列7、8称作可适应的天线，并且该射频单元2能选择性地根据需要将天线阵列7、8控制为定向或多向/全向。
而且图1也显示了其他无线电通信设备9，通信设备1可与该设备进行通信；物体10的位置阻挡两个设备1，9之间的视线(LOS)路径；并且环境特征11，如墙壁是无线电信号的有效反射器。
参考图2，当希望通信设备1与其他设备9通信，以传统的方式建立通信链路。这包括该链路控制器3将该通信设备1的时钟与其他通信设备9的时钟同步，并且设备1、9分配一个或多个信道用于通信。在蓝牙中，每个信道包括在设备1、9之间同步的跳频序列。当可用时，一个以上的信道被分配用于两个设备1、9之间的通信，以增加通信容量。因此，参考图2，在步骤S1，在设备1、9之间存在有效的通信链路。
只要通信链路建立，信号监视器4就开始监视在该通信链路中接收的信号。该信号监视器4能在宽动态范围上测量信号强度，例如接收信号强度标记(RSSI)，尽管该测量不需要非常的精确。该信号监视器4周期的向该处理器5输出测量的信号强度。该处理器5也确定其他通信设备9发送信号的功率。这可通过其他通信设备9发送功率指示来实现，在该功率处，它向通信设备1进行发送。处理器5能够将所测量的信号强度与确定的传输信号强度进行比较，以估计设备1、9之间的距离，如图2的步骤S2所示。估计的距离被存储在缓冲器(未示出)中，该缓冲器能存储多个距离估计值，例如最近几十秒的估计值。
同时，信号监视器4测量在通信链路中从其他通信设备9接收的信号的误码率(BER)，并且将它输出给处理器5。该处理器5将该BER与阈值进行比较，在该实施例中阈值是50％，如图2的步骤S3所示。如果BER大于该阈值，处理器5确定BER不可接受的高。如果BER仍旧低于该阈值，处理器继续监视该设备(步骤S2)之间的距离和BER水平(步骤S3)。
当BER是不可接受的高时，处理器5确定所测量的信号强度在短时间内是否从非常高变到非常低。例如，处理器5可以将来自该信号监视器4的最近的信号强度测量值与第一阈值，如-40分贝，进行比较，以确定该信号强度通过第一阈值的时间(如果有的话)。该处理器5可以将信号强度测量值与第二阈值(较低)阈值，如-95分贝进行比较，以确定该信号通过第二阈值的时间(如果有的话)。然后，处理器5将两个时间的差值，即信号强度在两个阈值之间通过的时间，与指定周期，例如1毫秒进行比较。如果该时间短于指定周期，处理器5确定该信号强度在短时间内从高落到低。这表示物体10阻挡了该信号。否则，处理器5确定物体10没有阻挡该信号，并且按照惯例继续到终止该通信链路(步骤S5)。
为了验证物体10很可能阻挡该信号，处理器5检查该信号的距离(步骤S6)。这样做，处理器5检查缓冲器中的距离估计。实际上，处理器5在信号质量开始恶化(例如信号强度通过第一阈值时)之前，立刻识别该距离估计值。处理器5将该距离与阈值距离，例如1米进行比较，并且，如果估计的距离低于该阈值，确定该距离是短的。否则，处理器5确定物体10没有阻挡该信号，并且按照惯例，继续到终止该通信链路(步骤S5)。
当信号强度在短时间内从高落到低(步骤S4)，并且该范围较短(步骤S6)，处理器命令该链路控制器3引发RF单元对于当前使用的信道，继续以规定的序列跳频(步骤S7)。处理器5监视由信号监视器输出的信号强度，以确定信号是否返回可接受的水平(步骤S8)。尤其是，该处理器确定何时信号强度返回上述可接受的阈值水平，其可以与第一阈值水平相同，如-40分贝。如果该信号强度返回可接受的水平，设备1具有正常的有效链路，并且返回如图2所示的步骤S1。否则，该处理器5确定是否信号的强度足够高，以允许设备1、9之间的同步(步骤S9)。
如果信号强度足够高与允许从信号中获得同步信息，该链路控制器3能重新同步该设备的时钟(步骤S10)，并且继续跳频(步骤S7)。否则，该处理器5能使用辅助手段来改善该链路。在该实施例中，这包括处理器5通过用户接口6警告用户移动该设备。尤其是，根据用户接口的能力，处理器5可引起用户接口显示消息；点亮灯；发出声音；或振动。在该实施例中，处理器5也将天线7、8切换到更朝向于更可能的反射路径，其例如通过由图1所示的环境特征11产生的反射路径A，能够更好的传播来自其他设备9的信号。
当信号质量恶化时，处理器5也引发RF单元2更窄地过滤接收的信号，以便确定接收信号的频率。这与通信链路中RF单元2的跳频相比，以确定这些设备是否继续同步。如果同步丢失，该处理器5停止试图维护该通信链路。
本发明所描述的实施例仅仅是本发明如何实施的示例。对于本领域技术人员来说，将会有对所述实施例的修改、变更和改变。可以进行这些修改、变更和改变，而不脱离由权利要求和它的等同物所规定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于在物体(10)附近使用的无线电通信设备(1)，该设备(1)包括接收机(2)，用于接收与另一无线电通信设备(9)的通信链路中的无线电信号；检测器(4)，用于检测该无线电信号的质量的恶化；和处理器(5)，用于确定所检测的信号质量恶化是否可能是由物体(1)阻挡该信号引起的，基于这样的确定，使该设备(1)设法维持该通信链路。
2.如权利要求1的无线电通信设备(1)，其中在信号质量已经恶化之后，该处理器(5)通过延长接收机(2)继续设法接收通信链路中的信号的时间来使该设备(10)设法维持该通信链路。
3.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中在信号质量已经恶化之后，该处理器(5)通过使该接收机(2)继续设法维持与其他设备(9)的定时同步来使该设备(1)设法维持该通信链路。
4.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，还包括用户接口(6)，并且其中该处理器(5)通过经由该用户接口(6)警告用户来使该设备(1)设法维持该通信链路。
5.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该处理器(5)通过改变无线电信号的传输到另一通信设备(9)来使该设备(1)设法维持该通信链路。
6.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，还包括可适应的天线装置(7，8)，并且其中该处理器(5)通过控制该天线装置(7，8)增强传播路径来使该设备(1)设法维持该通信链路。
7.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中当所检测的信号质量在小于给定周期期间从可接受的水平恶化到不可接受的水平时，该处理器(5)确定所检测的信号质量的恶化可能是由物体(10)阻挡该信号引起的。
8.一种在物体(10)附近使用的无线电通信设备(1)，该设备(1)包括检测器(4)，用于检测所接收的无线电信号的质量；和处理器(5)，用于如果所检测的信号质量在小于给定周期期间从可接受的水平恶化到不可接受的水平，则确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
9.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该处理器(5)将所检测的信号质量与好的信号质量阈值水平和坏的信号质量阈值水平进行比较，并且如果所检测的信号质量从好的信号质量阈值水平恶化到坏的信号质量阈值水平，则确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
10.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该检测器(4)检测接收信号的强度，并且该处理器(5)基于所检测的信号强度确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
11.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该检测器(4)检测接收信号的误码率，并且该处理器(5)基于所检测的误码率确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
12.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该检测器(4)检测无线电信号的延迟扩展，并且该处理器(5)基于所检测的延迟扩展确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
13.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该检测器(4)检测接收信号中的数据分组的传输时间，并且该处理器(5)基于所检测的传输时间确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
14.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中给定周期小于接收信号中的数据分组的持续时间。
15.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中如果所检测的信号质量在大于最小周期的时间内仍旧恶化，则处理器(5)确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
16.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该处理器(5)估计何时接收信号的距离非常短，并且只有当在信号质量恶化时该距离非常短时，才确定所检测的信号质量的恶化可能是由物体(10)阻挡该信号引起的。
17.如权利要求9至16中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中当所检测的信号质量比好的信号质量阈值水平要好时，该处理器(5)估计接收信号的距离非常短。
18.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该处理器(5)通过将接收信号强度与发送信号的强度相比较来估计接收信号的距离。
19.如上述权利要求中的任一权利要求的无线电通信设备(1)，其中该处理器(5)使该接收机(2)检测何时该设备(1)仍旧与其他设备(9)同步，并且只有当该设备(1，9)仍旧同步时才使该设备(1)继续设法维持该通信链路。
20.一种根据上述权利要求中的任一权利要求的可佩带无线电通信设备(1)。
21.一种操作在物体(10)附近的无线电通信设备(1)的方法，该方法包括接收与另一无线电通信设备(9)的通信链路中的无线电信号；检测该无线电信号的质量的恶化；以及确定所检测的信号质量的恶化是否可能是由物体(10)阻挡该信号引起的，基于这样的确定，使该设备(1)设法维持该通信链路。
22.如权利要求21的方法，包括在信号质量恶化之后，通过延长设备(1)继续设法接收通信链路中的信号的时间来使该设备(1)设法维持该通信链路。
23.如权利要求21或22的方法，包括通过继续设法维持与另一设备(9)的同步定时来使该设备(1)设法维持该通信链路。
24.如权利要求21至23中的任一权利要求的方法，包括通过经由用户接口(6)警告用户来使该设备(1)设法维持该通信链路。
25.如权利要求21至24中的任一权利要求的方法，包括通过改变无线电信号的传输到另一通信设备(9)来使该设备(1)设法维持该通信链路。
26.如权利要求21至25中的任一权利要求的方法，包括通过控制可适应的天线装置(7，8)增强传播路径来使该设备(1)维持该通信链路。
27.如权利要求21至26中的任一权利要求的方法，包括当所检测的信号质量在小于给定周期期间从可接受的水平恶化到不可接受的水平时，确定所检测的信号质量的恶化可能是由物体(10)阻挡该信号引起的。
28.一种确定何时无线电信号被附近的物体(10)阻挡的方法，该方法包括检测所接收的无线电信号的质量；以及如果所检测的信号质量在小于给定周期期间从可接受的水平恶化到不可接受的水平，则确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
29.如权利要求21至28中的任一权利要求的方法，包括将所检测的信号质量与好的信号质量阈值水平和坏的信号质量阈值水平进行比较，并且如果所检测的信号质量从好的信号质量阈值水平恶化到坏的信号质量阈值水平，则确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
30.如权利要求21至29中的任一权利要求的方法，包括检测接收信号的强度，并且基于所检测的信号强度确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
31.如权利要求21至30中的任一权利要求的方法，包括检测接收信号的误码率，并且基于所检测的误码率确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
32.如权利要求21至31中的任一权利要求的方法，包括检测无线电信号的延迟扩展，并且基于所检测的延迟扩展确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
33.如权利要求21至32中的任一权利要求的方法，包括检测接收信号中的数据分组的传输时间，并且基于所检测的传输时间确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
34.如权利要求21至33中的任一权利要求的方法，其中给定周期小于接收信号中的数据分组的持续时间。
35.如权利要求21至34中的任一权利要求的方法，包括如果所检测的信号质量在大于最小周期的时间内仍旧恶化，则确定该信号可能已被物体(10)阻挡。
36.如权利要求21至35中的任一权利要求的方法，包括估计何时接收信号的距离非常短，并且只有当在信号质量恶化时该距离非常短时，才确定所检测的信号质量的恶化可能是由物体(10)阻挡该信号引起的。
37.如权利要求29至36中的任一权利要求的方法，包括当所检测的信号质量比好的信号质量阈值水平要好时，估计接收信号的距离非常短。
38.如权利要求21至37中的任一权利要求的方法，包括通过将接收信号强度与发送信号的强度相比较来估计接收信号的距离。
39.如权利要求21至38中的任一权利要求的方法，包括检测何时该设备(1)仍旧与另一设备(9)同步，并且只有当该设备(1，9)仍旧同步时才继续设法维持该通信链路。
40.适于在由处理器(45)处理时实施权利要求21至39中的任一权利要求的方法的计算机程序代码。
全文摘要
无线电通信设备(1)包括用于发射和接收无线电信号的射频(RF)单元(2)，用于控制该RF单元(2)的操作的链路控制器(3)和用于监视由该RF单元(2)接收的信号的信号监视器(4)。处理器(5)连接到该链路控制器(3)和该信号监视器(4)和用户接口(6)。当希望该通信设备(1)与其他设备(9)通信时，以传统的方式建立通信链路。该信号监视器(4)能够测量在通信链路中从其他通信设备(9)接收的信号的信号强度和比特误码率(BER)，并将其输出给处理器(5)。当该BER高的无法接受时，该处理器(5)确定在短时期内所测量的信号强度是否从非常高变到非常低。这表示物体(10)阻挡了该信号。如果该处理器(5)确定物体(10)阻挡该信号，它使该设备(1)设法维持该通信链路，例如，通过继续设法接收该通信链路中的信号，而不是允许该链路正常中断。
文档编号H04B1/10GK1934790SQ200580008570
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月1日 优先权日2004年3月17日
发明者A·W·佩恩, D·L·雷恩斯, R·J·卡德维尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司