使用无线通信协议,经由无线链路或有线链路来发送通信信号的制作方法

专利名称：使用无线通信协议,经由无线链路或有线链路来发送通信信号的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用无线通信协议进行通信的通信设备和方法。具体 但不排他地，本发明的申请是一种用于经由无线链路或有线链路将 \^^1@信号传输至另一通信设备的通信设备。10背景技术Wi-Fi⑧遍及全世界范围的家庭和办公环境。Wi-Fi⑧是一种基于电 气和电子工程师协会(IEEE ) 802.11规范(可以在 http:〃standards.ieee.org中找到)的无线局域网(WLAN)的无线通信15协议。基本上，\^^1@允许通信设备对等地(adhoc)，经由天线之间 的无线链路来互相传输数据。目前，\^-^@通常用于个人计算机(？0 之间、PC与打印机之间、或者PC与允许接入有线网络的无线接入点 (WAP)之间的通信。然而，\^^1@的使用迅速地扩展至其它应用。 具体地，期望家庭媒体系统将越来越多地利用\^-贝@来在家庭媒体系20 统的组件(如，机顶盒、电视机、游戏控制台、DVD播放器等)之间 发送音频和视听数据(如，无线电的内容和电视信号)。然而，随着Wi-Fi⑧和其它这种无线通信协议使用的增加，对于它 们可靠性的关注也在增加。Wi-Fi^使用两个频带(大约2.4GHz和 5GHz)，可以将这两个频带分为少量信道，每个信道实质上仅具有有25限的带宽。\^^1@的最新版本能够使用这种有限带宽来足够快地传输 数据，从而电视信号的视听数据内容等可以实时地在通信设备之间流 动。例如，IEEE 802.11g标准和所提出的IEEE 802.11n标准具有大约 54Mbps的最大数据速率。然而，这仅可以在良好的传输条件(例如， 在几乎没有干扰时)下实现。随着传输条件的下降，数据传输速度迅30 速降低。 更具体地，1"贝@是基于竞争的服务。这表示，随着彼此靠近的 通信设备试图在不断增加的不同通信链路上通信，越来越细地分割不 同的所需通信链路之间的可用带宽。该带宽分割降低了每个通信链路 的最大数据速率。确实，在相同频带中不存在任何其它Wi-Fi②信号时，5 使用802.11g标准，通常可以仅在两个通信设备之间的单条通信链路 中实现54Mbps的最大数据速率。所以在家庭环境中，无论何时，一 次仅有可能获得具有最大数据速率的一条通信链路。随着将更多的 \^-^@通信设备引入家庭环境，家庭环境中所有Wi-Fi②设备之间的通 信速度降低。10 类似于所有无线通信，\^-贝@还易于受到路径损耗和干扰的影响。更具体地，Wi-Fi②仅允许以相对较低功率进行传输，这样在良好 的传输条件下，能够实现大约300m的最大距离。在家庭环境内，墙 壁、家具和配件、以及通信设备的定位会使\^-贝@信号严重地衰减。 随着\^-^@信号强度的降低，它会包含更多的差错。同样，\\^-贝@信15 号会彼此干扰。所以，当更多的通信设备试图使用\^-贝@来彼此进行 通信时，不同通信链路之间的干扰增加，再次在传输中引入了的差错。 具体地，不同百1-贝@信道之间的隔离相当有限，使得相邻信道中的 Wi-Fi②信号会明显地彼此干扰，这再次引起了通信差错。为了减少这 些差错，可以多于一次地在两个通信设备之间发送数据分组，但是这20 降低了设备之间数据传输的整体速度。在最坏情况下，不能接收到 \^-贝@信号，并且不可以进行通信。当然，带宽竞争和干扰的影响不限于位于家庭环境内的设备。而 是，来自所有附近通信设备(例如，邻居家庭中)的Wi-Fi⑧信号也可 能影响到该家庭环境内的通信。所以，邻里间Wi-Fi②技术的扩散通常25对于Wi-Fi⑧通信的速度产生了有害的影响。因此，申请人认识到，尽管\\^-^@通信设备可能继续满足家庭环 境中一些数据通信的需求(如，在PC之间共享数据)，但是它们可能 不能够满足所有期望通信的需求。具体地，使用^^-贝@在家庭媒体系 统的组件之间传输多个音频和视听数据信号是不可能实现的。而是，30申请人:考虑可能会继续需要有线通信来实现此目的。然而，尽管有线 通信在适合的布线已经存在的情况下问题不大，例如在大多数办公环 境和一些现代家庭中，或者在非常短的距离上，但是通常并不方便在 家庭环境周围(例如，不同房间之间)添加新的连线。具体地，大多 数家庭可能不期望添加连线以支持传统的有线通信协议(如，用于传 5 统有线以太网技术中的有线通信协议)。此外，尽管PC等通常可以包 括这种有线连网技术，但是将它包括在家庭媒体系统的不同组件内是 昂贵的。本发明寻求克服这些问题的方法。10 发明内容根据本发明的第一方面，提供了一种通信设备，用于使用无线通 信协议，经由无线链路或有线链路，将通信信号传输至另一通信设备， 其中，通信设备使用无线通信协议来监视经由无线链路和有线链路从 另一通信设备接收到的通信信号的质量，并根据所监视的信号质量，15 在经由无线链路将通信信号传输至另一通信设备的传输与经由有线链 路将通信信号传输至另一通信设备的传输之间进行切换。根据本发明的第二方面，提供了一种通信方法，包括使用无线通 信协议，经由无线链路或有线链路，将通信信号从一个通信设备传输 至另一通信设备，其中，所述一个通信设备使用无线通信协议来监视20 经由无线链路和有线链路从另一通信设备接收到的通信信号的质量， 并根据所监视的信号质量，在经由无线链路将通信信号传输至另一通 信设备的传输与经由有线链路将通信信号传输至另一通信设备的传输 之间进行切换。所以，申请人认识到，无线通信协议可以用于有线链路和无线链 25路上的通信。有线链路可能提供比无线链路更好的传输路径。所以， 通过根据信号质量估计来在有线链路和无线链路之间进行切换，很可 能选择有线链路。然而，如果去除或损坏了有线链路，则可以使用无 线链路来保持通信。这具有多个优点。例如，有线链路比无线链路较不易受到干扰的 30影响。因此提高了通信设备之间的通信可靠性。类似地，不同于无线
链路，通常有线链路是私有的。这使得信号较不可能被未授权的用户 窃用，提高了安全性。重要地，在对于无线通信能力有着更高需求的 情况下，在有线链路上传输的信号还对在无线链路上传输的其它信号 产生了极小的干扰。因而提高了整体的传输能力。5 此外，由于无线通信协议同时用于有线链路和无线链路而非两种独立的通信技术，所以本发明的实现成本较低。例如，无线通信协议 通常结合了天线分集切换，以在由多于一根的天线所提供的无线链路 之间进行选择，以及申请人认识到，该天线分集切换可以用于在无线 链路与有线链路之间进行切换。10 任何无线通信协议均可适于实现本发明。例如，蓝牙@通信可以从本发明中受益。然而，通常期望本发明使用\^-贝@来实现。换言之， 优选地，无线通信协议是Wi-Fi 或根据IEEE 802.11标准的，但是本发 明并不限于此。所以，尽管可以以多种方式来执行对信号质量的监视， 但是典型地，如在Wi-Fi⑧标准中，对信号质量的监视包括对所接收通15信信号的信噪比或接收信号强度指示进行估计。本发明在现有电缆能够用于有线链路时尤其有利。例如在可以使 用用于广播电视信号的电缆的家庭或办公环境中。换言之，有线链路 还可以承载广播电视信号。类似地，有线链路可以是同轴电缆。实际 上，申请人认识到，同轴电缆连接为Wi-Fi⑧信号提供了良好的传输介20 质，并且在同轴电缆上，百1-^@信号可以与广播电视信号共存，而没 有明显的干扰。有线链路可以是在通信设备之间延伸的单根同轴电缆。可选地， 有线链路可以在多根同轴电缆上延伸。具体地，预期有线链路会需要 在分配放大器上延伸，分配放大器用于对所接收的广播电视信号进行25 放大并将其分配给多于一个电视接收机。所以，有线链路可以包括在 通信设备之间的经由分配放大器的有线连接，其中，分配放大器用于 放大广播电视信号并经由有线连接将该信号分配给通信设备，以及分 配放大器具有用于在通信设备之间传递通信信号的电路。认为这种分 配放大器本身是新式的，根据本发明的第三方面，提供了一种分配放30大器，包括
放大器，用于放大分配放大器所接收的广播电视信号； 分配电路，用于将所放大的广播电视信号分配给两个或多个电视 接收机；以及电路，用于使用无线通信协议，将一个电视接收机的通信设备传 5 输至另一个电视接收机的通信设备的通信信号从一个通信设备传递至 另一个通信设备。此外，根据本发明的第四方面，提供了一种放大并分配广播电视 信号的方法，所述方法包括放大广播电视信号； 10 将所放大的广播电视信号分配给两个或多个电视接收机；使用无线通信协议，将一个电视接收机的通信设备传输至另一个 电视接收机的通信设备的通信信号从一个通信设备传递至另一个通信 设备。所以，分配放大器允许通信信号或Wi-Fi⑧信号将放大器旁路。因 15此，通信信号实质上可以无改变地绕过分配放大器。可以理解，通信设备可以形成任何适合的通信网络的一部分。然 而，特别预期将该通信设备并入家庭媒体系统。为此，通信设备可以 并入例如电视接收机。电视接收机可以是机顶盒、家庭媒体中心或电 视机。可选地，电视接收机可以是记录电视信号的设备，如硬盘驱动 20 (HDD)记录器或数字通用盘(DVD)记录器。在另一可选实施例中， 通信设备可以并入家庭媒体系统的其它组件中，如游戏控制台或音频 放大器。


25 参照附图，仅作为示例来描述本发明的优选实施例，其中图1是结合本发明的家庭媒体系统的示意性示例； 图2是图1中示出的家庭媒体系统的通信设备示例； 图3是图1中示出的家庭媒体系统的分配放大器示例；以及 图4是由图1中示出的家庭媒体系统所使用的电视信号和通信信30 号的频率范围图示。
具体实施方式
参照图1，家庭媒体系统1具有用于接收广播电视信号的天线2。 在本实施例中，所接收的广播电视信号是通过地面广播系统无线地广 5 播、并在传统的家用电视天线上接收的数字电视信号。然而，本发明 并不限于此，在其它实施例中，电视信号可以经由卫星、电缆或任何 其它适合介质而广播。因此，适合地，由卫星碟形天线、电缆连接等 来替换天线2，并可以对以下所描述的本发明的实施例作出适合的修 改。10 天线2与分配放大器3连接，其中，分配放大器3用于放大所接收的广播电视信号并经由同轴电缆4、5将该信号分配给家庭媒体系统 1的机顶盒6和百1-^@电视机7。机顶盒6能够对经由分配放大器3 从天线2接收的广播电视信号进行接收和解码。实际上，在本实施例 中，机顶盒6具有多个调谐器和解码器(未示出)，用于选择所接收电15 视信号的信道，并在所选信道中对信号进行解码。机顶盒6还具有用 于选择性地记录解码电视信号内容的记录器(未示出)，在本实施例中， 所述记录器包括硬盘驱动(HDD)记录器、以及用于从传统介质(如， 数字通用盘(DVD)等)中读取并输出音频和视听数据的媒体播放器。 机顶盒6与传统电视机8连接，可以将所选信道的解码电视信号、所20 记录的电视信号、或从DVD等读取的音频或视听数据输出至传统电 视机8。这种机顶盒6通常被称为"家庭媒体中心"。1"贝@电视机7同样能够对经由分配放大器3从天线2接收的广 播电视信号进行接收和解码。然而，在本实施例中，与机顶盒6相比， Wi-Fi⑧电视7仅具有有限的解码功能，这表示为了在特定信道输出电25 视信号，其必须经由机顶盒6来接收信号。为此，机顶盒6和"\\^-贝@ 电视机7每个均具有通信设备9。机顶盒6和Wi-Fi 电视机7的通信 设备9彼此相同，因此以下仅对其中的一个进行描述。参照图2，通信设备9具有同轴电缆插孔10，用于与分配放大器 3和机顶盒6之间的同轴电缆4、或分配放大器3和Wi-Fi 电视机730之间的同轴电缆5连接。插孔10与耦合器11连接，耦合器11向在同轴电缆4、5上接收的电视信号提供了至电视信号输出12的直接路径。 所以，机顶盒6和Wi-Fi⑧电视机7均可以经由它们的通信设备9，以 及更具体地，经由它们的通信设备9的同轴电缆插孔10、耦合器11 和电视信号输出12，从分配放大器3接收电视信号。 5 通信设备9还具有天线13，用于在无线链路上发送和接收通信信号。天线13与通信设备9的Wi-Fi⑧设备14连接，用于处理通信信号 的发送和接收。Wi-Fi⑧设备14与数据接口 15连接，用于将数据输出 至机顶盒6或电视机7，并从机顶盒6或电视机7接收数据。Wi-Fi 设 备14基本上是传统的，符合IEEE 802.11标准中的任何一个。因此在 10 本文中不再详细描述。然而，\^1-贝@设备14示意性地包括基带单 元16，用于在数据接口 15上处理与机顶盒6或\\^-贝@电视机7的数 据交换；以及射频(RF)单元17，用于处理通信信号在无线链路上的 发送和接收。重要地，\^-^@设备具有连接在RF单元17与天线13之间的分15 集开关18。该开关18是二极管开关，操作用于例如经由不同的天线、 根据链路上的信号质量、根据IEEE 802.11标准来选择多个无线通信 链路之一。然而，在本发明的实施例中，通信设备9仅具有一根天线 13和与耦合器11连接的另一输出。耦合器11具有无源电路，用于将 开关18的输出与连接于同轴电缆插孔10的同轴电缆4、5匹配。因此，20 开关操作用于选择天线13 (例如，无线链路)或耦合器11 (例如，有 线链路)，来对通信信号进行发送和接收。参照图3，分集放大器3具有经由另一同轴电缆与天线2连接的 天线插孔21。分集放大器3还具有与机顶盒6和Wi-Fi 电视机7的 同轴电缆4、 5连接的两个同轴电缆插孔。分集放大器3具有用于放大25 经由天线2接收的电视信号的放大器19 (如传统的分集放大器)。在 两个桥接电路20之间分割放大器19的输出。每个桥接电路20将放大 后的电视信号输出至同轴电缆插孔22之一。桥接电路20还经由旁路 线23彼此连接，以允许通信信号经由同轴电缆4、 5在机顶盒6和 \^^1@电视机7的通信设备9之间传递。换言之，桥接电路20和旁30路线23允许通信信号将放大器19旁路。因而在一些实施例中，桥接电路20具有滤波器等(未示出)，用于将广播电视信号与通信信号分离。然而，参照图4，在天线2处接收在大约50和lOOOMHz之间的 频带中的电视信号，以及在大约2.4GHz和5GHz处的两个频带之一 中传输\\^-^@信号。因此，在同轴电缆4、 5上传输的较高频率Wi-Fi 5 信号并不干扰同轴电缆4、 5上的电视信号。此外，同轴电缆4、 5为 Wi-Fi⑧信号提供了低噪传输环境。在使用中，经由天线2接收电视信号，并将它传递至分配放大器 3。分配放大器3的放大器19将所接收的电视信号放大，并将放大后 的信号经由桥接电路20和同轴电缆4、 5分配给机顶盒6和Wi-Fi 电10 视机7。在机顶盒6和Wi-Fi 电视机7的通信设备9的同轴电缆插孔 10处接收电视信号，从所述同轴电缆插孔10处将所接收的电视信号 经由耦合器11传递至电视信号输出12。因此，机顶盒6和Wi-Fi②电 视机7经由它们的通信设备来接收广播电视信号，并均可以选择所接 收电视信号的信道，对该信号进行解码并输出所期望的电视信号内容。15 然而，有时会期望机顶盒6将音频或视听数据输出至\\^-^@电视机7。例如，该数据可以是WM^^电视机7不能解码、但机顶盒(例 如，由于具有适合的解密设备)可以解码的电视信号内容；由机顶盒 6所记录的电视信号内容；DVD的内容等。为了实现此，机顶盒6的 通信设备9建立与Wi-Fi②电视机7的通信设备9的通信链路。然后，20 机顶盒6经由数据接口 15，将音频或视听数据输出至它的通信设备9， 并且机顶盒6的通信设备9将数据以通信链路上的通信信号的形式发 送至Wi-Fi 电视机7的通信设备9。根据IEEE 8020.11标准来在两个通信设备9之间传输通信信号。 具体地，通信信号包括具有用于同步的导频序列等的数据分组。在接25收导频序列期间，在天线13和耦合器11之间(即，同轴电缆4、 5) 拨动每个通信设备9的分集开关18。 RF单元17测量经由天线13和 耦合器11接收的导频序列的信号质量，并将天线13和耦合器11中提 供了最佳信号质量的那一个用于数据分组的接收。更具体地，根据 IEEE 802.11标准1999, RF单元17的物理介质依赖(PMD)层对导30频序列进行接收信号强度指示(RSSI )估计，以提供"PMD—RSSI.indicate(STRENGTH)"参数，对于天线13和耦合器11 中的每一个，该参数具有1到15的值。根据这些参数，生成具有与天 线13或耦合器11相对应的值的"ANTENNA_STATE"参数，并将该 参数用于控制分集开关18。 5 由于与天线13之间的无线通信路径相比，耦合器11之间的同轴电缆4、 5几乎总是提供了较低损耗和较小干扰的信号路径，所以通常 在同轴电缆4、 5 (例如，"有线"链路)上发送Wi-Fi②信号。然而， 在将Wi-Fi 电视机7与同轴电缆5断开的情况下，可以在天线13之 间的无线链路上接收1"^@信号。由于逐个分组发生该改变，所以该10改变是无缝的。因此，用户保持了无线通信的灵活性。然而，尽管在 有线链路上发送\^-贝@信号，但是Wi-Fi⑧信号几乎对于其它Wi-Fi⑧信 号具有完全的抗干扰性，并且不会引起自身的干扰。因而提高了 1^"贝@通信的整体能力。所描述的本发明的实施例仅是如何实现本发明的示例。本领域技15 术人员将对所描述的实施例做出修改、变化和改变。可以在不偏离由 权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下做出这些 修改、变化和改变。
权利要求
1.一种通信设备，用于使用无线通信协议，经由无线链路或有线链路，将通信信号传输至另一通信设备，其中，所述通信设备使用无线通信协议来监视经由无线链路和有线链路从另一通信设备接收到的通信信号的质量，并根据所监视的信号质量，在经由无线链路将通信信号传输至另一通信设备的传输与经由有线链路将通信信号传输至另一通信设备的传输之间进行切换。
2. 如权利要求1所述的通信设备，其中，所述无线通信协议是 10Wi-Fi 。
3. 如权利要求1或2所述的通信设备，其中，所监视的信号质 量是所接收的信号强度指示。
4. 如权利要求1或2所述的通信设备，其中，所述所监视的信 号质量是信噪比。
5.如前述权利要求之一所述的通信设备，其中，所述通信设备连接用于接收有线链路上的广播电视信号。
6. 如前述权利要求之一所述的通信设备，其中，所述有线链路 包括同轴电缆。
7. 如权利要求1至5之一所述的通信设备，其中，与另一通信 20 设备的有线链路包括在通信设备之间的经由分配放大器的有线连接，其中，分配放大器用于放大广播电视信号并经由有线连接将该信号分 配给通信设备，以及分配放大器具有用于在通信设备之间传递通信信 号的电路。
8. —种分配放大器，包括放大器，用于放大分配放大器所接收的广播电视信号；分配电路，用于将所放大的广播电视信号分配给两个或多个电视 接收机；以及电路，用于使用无线通信协议，将一个电视接收机的通信设备传 输至另一个电视接收机的通信设备的通信信号从一个通信设备传递至 30 另一个通信设备。
9. 一种网络，结合有如权利要求1至6之一所述的通信设备。
10. —种电视接收机，结合有如权利要求1至6之一所述的通信 设备。
11. 一种通信方法，包括使用无线通信协议，经由无线链路或 有线链路，将通信信号从一个通信设备传输至另一通信设备，其中， 所述一个通信设备使用无线通信协议来监视经由无线链路和有线链路 从另一通信设备接收到的通信信号的质量，并根据所监视的信号质量， 在经由无线链路将通信信号传输至另一通信设备的传输与经由有线链 路将通信信号传输至另一通信设备的传输之间进行切换。 10
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述无线通信协议是Wi-Fi 。
13. 如权利要求11或12所述的方法，其中，所监视的信号质量 是所接收的信号强度指示。
14. 如权利要求11或12所述的方法，其中，所述所监视的信号 15 质量是信噪比。
15. 如权利要求11至14之一所述的方法，其中，所述通信设备 连接用于接收有线链路上的广播电视信号。
16. 如权利要求11或12所述的方法，其中，所述有线链路包括 同轴电缆。
17.如权利要求11至14之一所述的方法，其中，与另一通信设备的有线链路包括在通信设备之间的经由分配放大器的有线连接，其 中，分配放大器用于放大广播电视信号并经由有线连接将该信号分配 给通信设备，以及分配放大器具有用于在通信设备之间传递通信信号 的电路。
18. —种用于放大并分配广播电视信号的方法，该方法包括放大广播电视信号；将所放大的广播电视信号分配给两个或多个电视接收机；以及 使用无线通信协议，将一个电视接收机的通信设备传输至另一个 电视接收机的通信设备的通信信号从一个通信设备传递至另一个通信 30 设备。
全文摘要
通信设备(9)具有用于与另一通信设备(9)通信的Wi-Fi^设备(14)。Wi-Fi^设备(14)具有与天线(13)连接的一个输出、以及经由耦合器(11)与同轴电缆插孔(10)连接的另一输出。因此天线(13)提供了无线通信链路，耦合器(11)提供了有线通信链路。Wi-Fi^设备(14)的分集开关(18)使用Wi-Fi^标准中提供的天线分集切换，在无线通信链路与有线通信链路之间进行切换。
文档编号H04L12/28GK101156375SQ200680002102
公开日2008年4月2日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年1月13日
发明者伊沃马丁·墨格兰, 迈克尔·D·詹姆斯 申请人:Nxp股份有限公司