专利名称：短程fm调制器/发射机以及结合该设备的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及短程发射和接收系统。
背景技术：
短程FM调制器/发射机设备已对于从便携式卫星接收机、MP3播放器、 以及其它消费电子设备到用于播放的标准FM无线电接收机的内容的短程(例 如，在家里)广播变得常用。在一个示例中，MP3播放器被对接或者以其它方 式连接到低功率短程FM调制器/发射机。FM调制器/发射机与用户的家庭立体 声一起被调谐到所选广播频率。内容然后在所选频率被广播，由家庭立体声(或 其它FM接收机)接收并播放。
FM带中的干扰、噪声或许可无线电站广播可削弱来自短程FM调制器/ 发射机的接收信号或导致该接收信号的损耗。例如，当在诸如在车内之类的移 动环境中使用这些系统时，地理位置的改变或来自周围车中使用的系统的干扰 可影响所接收的信号。在家庭环境中，干扰可因同一家庭中的多个系统的使用 或因邻居的使用而发生。通常，该干扰通过手动地搜索开放FM带并且然后手 动地将调制器/发射机和无线电接收机调谐到新频率来解决。该过程可能是受挫 的且有问题的，尤其是在移动环境中。
发明概要
一种短程无线电发射机设备包括无线电信号调制器和发射机、接收机以及 耦合到该接收机的控制器。控制器和接收机操作以检査频谱来为无线电信号调 制器和发射机选择发射频率。与发射机一起使用的接收机系统包括启用数据信 道服务的接收机和控制器。接收机系统的控制器将启用数据信道服务的接收机 自动地调谐到在所接收信号的数据信道部分分量中标识的频率。
本发明的上述以及其它特征将从结合附图提供的本发明的各优选实施例的以下详细描述中被更好地理解。 附图简述
附图示出本发明的各优选实施例、以及与本公开有关的其它信息，在附图
中
图1是根据本发明一个实施例的短程FM调制器/发射机设备的框图； 图2是更详细地示出调制器/发射机设备的启用数据信道服务的FM调制 器/发射机组件的图1的FM调制器/发射机的图示； 图3是FM接收机单元的框图；以及
图4是更详细地示出接收机单元的启用数据信道服务的FM解调器/接收 机组件的图3的FM接收机单元的图示。
详细描述
描述了一种自动地标识供系统使用的可接受发射频率的短程发射/接收系 统。在各实施例中，FM接收机被合并到FM发射机设备中以扫描FM带并标 识或定位供系统使用的具有最小信号发射干扰的FM站。在各实施例中，FM 发射机被配置成诸如使用内置到FM发射机的无线电广播数据系统(RDBS) 或无线电数据系统(RDS)功能将标识所选FM站的数据发射到接收机。调谐 到所推荐新的FM站可以是手动的，在该情况中所推荐的发射频率在显示器上 被显示给用户或听觉地传达；或者是自动的，在该情况中发射机和/或接收机可 被自动地调谐到新的发射频率，并且在各实施例中在来自许可广播站或其它干 扰源的干扰曲线随时间和/或位置变化时自动地相互跟踪。
RDS标准由欧洲广播联盟设置，用于使用常规FM无线电广播发送少量 数字信息。RDS系统标准化了用于发射的各种类型的信息，包括时间和站标识。 类似地，RDBS标准是RDS的美国版本。两个标准几乎相同，仅有的微小差 别主要在于什么数字被分配给RBDS可标识的三十一个音乐和其它节目格式 的每一个。RDBS标准已被美国的国家无线电系统委员会批准，并且在1998 年4月9日的"United States RBDS Standard Specification of the Radio Broadcast Data System (RBDS)"(无线电广播数据系统(RBDS)的美国RBDS标准规范)中描述，其通过引用结合于此(以下称为"美国RBDS标准规范")。
图1是FM发射机设备100的框图。在各实施例中，发射机设备100包括 诸如具有RBDS或RDS功能的能发射少量数字数据的FM调制器/发射机110。 例如，RBDS和RDS规范规定57 kHz副载波中的数据传输以每秒1187.5比特 传送数据。在一个实施例中，设备100利用了 RDS/RBDS标准中的替换频率 (Alternate Frequency)数据字段来传送替换发射频率，虽然可利用任何可用的 数据字段。FM调制器/发射机110本身在本领域中是已知的，其一个示例在图 2的图示中示出并且如在美国RBDS标准规范中所述。FM发射机设备100还 包括用于发射和接收FM信号的天线160、控制器120、显示器130、简单FM 接收机140以及耦合到天线160的开关和抽头模块150。
虽然如图2和4中所示的发射/接收系统利用了启用RBDS的发射机和接 收机，但是可使用能够诸如在发射信道的边带中发射所选频率数据的任何数据 发射技术。在各实施例中，数据作为高清无线电数据流或其它数据流的一部分 来发射。能够发射和接收该数据的FM设备在此被称为"启用数据信道服务"。
FM接收机140是常规设计并且本身在本领域中也是已知的。FM接收机 140通过开关和抽头模块150耦合到天线160。开关和抽头模块150包括可在 控制器120的控制下中断天线160和/或FM调制器/发射机110的信号发射的 开关，以及用于将由天线160接收的FM信号提供给FM接收机140的抽头。 当然，如果FM接收机140具有其自己的天线160，则抽头组件不是必要的。 在各实施例中，在此所述的发射机控制器120可以是被编程为根据以下描述来 操作的微处理器。
FM接收机140可被配置为简单频谱分析器，诸如在一些启用蓝牙⑧的设 备中所使用的。控制器120发起FM带的扫描。FM接收机140或甚至简单RF 检测器对各频率进行扫频，从而测量在每一无线电站频率下的RF能量的量。 FM接收机通常锁定到站并解调信号，但是该功能并不失FM接收机140检测 干扰所必需的。FM接收机140将FM带上的功率谱提供给控制器120。控制 器120检查FM带的功率谱以标识具有最小干扰量的一个或多个频率，即具有 最小功率级的那些频率。控制器120然后选择供FM调制器/发射机110使用的 频率，诸如具有最低功率级的频率。控制器120和FM接收机140可连续地或周期性地监控FM带的功率谱。 如果在在当前供FM调制器/发射机110使用的发射频率处和/或附近检测到超 过所选功率阈值的功率增大，则控制器120确定存在不可接受水平的噪声或干 扰并且检査FM带以寻找对新发射频率的可接受的替换，即其上功率级在所选 功率阈值之下的频率。
在各实施例中，控制器120通过经由开关和抽头模块150的开关关闭发射 来使得FM调制器/发射机110的发射在该检査期间临时地停止。如此，由设备 100的FM接收机140和控制器120检査的FM带不被来自FM调制器/发射机 110的其自己的发射覆盖或淹没。来自FM调制器/发射机110的发射仅需要被 关闭非常短的时间段以便于对FM带的功率谱拍快照，诸如关闭听众察觉不到 或几乎察觉不到的时段。
如上所述，在一个实施例中，控制器120和FM接收机140以周期性的方 式，诸如每30秒或以其它增量，来执行它们的分析。替换地，控制器120和 FM接收机140可连续地监控FM功率谱。
在各实施例中，控制器不需要查看整个FM谱。相反， 一旦在当前供发射 机使用的发射频率上检测到超过指定阈值的噪声或干扰，则控制器就可开始 FM带的扫描(例如，从87.5 -108.0 MHz)并且选择在可接受功率级阈值之下 的第一频率。当然，可使用任何可接受的算法来选择新的发射频率，诸如选择 具有最小功率面积(power footprint)的频率、选择具有在所选阈值之下的功率 面积且相邻频率展示出有吸引力的功率面积的频率等。
在一个实施例中， 一旦控制器120已选择新的发射频率，控制器120就在 显示器130上显示该频率或者使用扬声器(未示出)提供该频率的可听标识。 控制器还可提供新频率可用的可听通知，从而提示用户査看显示器130。
在替换实施例中，参考图2，控制器120通过控制FM调制器/发射器110 的VHF/FM发射机来自动地改变FM调制器/发射机110的发射频率。在各实 施例中，控制器120在改变FM调制器拨射机110的发射频率之前延迟一段时 间，以使标识新选择的发射频率的数据可使用已使用的发射频率来发送到远程 接收机设备，如图3中所示。
控制器120将标识所选频率的数据提供给FM调制器/发射机110。更具体地，控制器120将该数据提供给FM调制器/发射机110的无线电数据消息源组 件(图2)，以包括在由FM调制器/发射机110发送的FM发射的边带中。如 以下所讨论地，该频率标识数据被发送到图3和4中所示的接收机设备用于显 示或将接收机自动调谐到所选频率。
图3是与以上关于图1和2所述的FM发射机100 —起使用的FM接收机 设备200的框图。FM接收机设备200包括启用数据信道服务的FM接收机/解 调器210，诸如具有RBDS或RDS功能的接收机。该接收机/解调器210本身 在本领域中是已知的，其一个示例在图4中更详细地示出并且在美国RBDS标 准规范中描述。接收机单元200还包括FM接收机调谐控制器220和显示器 230，它们在以下更详细地描述。在各实施例中，在此所述的FM接收机调谐 控制器120可以是被编程为根据以下描述来操作的微处理器。
转到图4，启用数据信道服务的FM接收机/解调器单元210包括标准的 VHF/FM接收机/解调器，其接收并解调在其被调谐到的频率下在天线处接收到 的FM信号。针对单元210示出的其余组件提供无线电数据接收机/解码器，其 获得与在接收单元200处接收的FM信号一起发射的标识新选择的发射频率的 数据。在操作中，单元210的VHF/FM接收机/解调器被手动地或被FM接收 机调谐控制器220调谐到发射机100的先前选择的发射频率。VHF/FM接收机 /解调器接收FM信号并且解调该信号以提供用于播放的声音信号。来自FM信 号的标识新选择的发射频率的数据由单元210的无线电数据接收机/解码器组 件取回并且从单元210的数据处理器提供到FM接收机调谐控制器220。
在手动实施例中，FM接收机调谐控制器220在显示器230上显示新选择 的频率并且还可提供新频率可用的可听警报。用户然后将VHF/FM接收机解调 器手动地调谐到该新频率。
在自动化实施例中，FM接收机调谐控制器220将单元210的VHF/FM接 收机解调器自动地调谐到所接收频率数据所标识的频率。
在此所述的发明特别适用于各种消费电子设备，诸如卫星接收机、MP3 播放器、蜂窝电话、个人媒体播放器、媒体中心、个人计算机、以及在短程(例 如，IO米或更少)上将内容发射到FM无线电接收机的其它消费电子设备。
在一个实施例中，图1的FM调制器/发射机被设置在第一 IC (集成电路)芯片中并且控制器120和FM接收机/频谱分析器140被设置在第二 IC芯片中。 该配置允许使用现存的FM调制器/发射机芯片。当然，如果需要，控制器120、 FM接收机140以及FM调制器/发射机110可被集成在单个IC芯片上。在各 实施例中，接收机单元的FM接收机/调谐控制器220可与FM接收机/解调器 210集成或者可以是单独的IC。
如上所述，发射机和接收机的各种组合可在发射/接收系统中利用；然而， 对于所有系统常见的是发射机自动地标识供系统使用的开放发射信道候选。可 能的各系统实施例包括(A)连同发射机一起使用的选择并显示新选择的频 率的标准接收机；用户在发射机和接收机上手动地改变站；(B)启用数据信 道服务的发射机以及显示新选择的频率的启用数据信道服务的接收机；用户在 接收机上将站手动地改变到新的频率并且发射机被手动地或自动地调谐；和/ 或(C)接收机和发射机自动地相互跟踪的启用数据信道服务的发射机和接收 机。
虽然已按照示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。相反，所 附权利要求书应被广泛地解释成包括可由本领域技术人员做出的本发明的其 它变型和实施例而不背离本发明的等效方案的范围。
权利要求
1.一种短程无线电发射机设备，其包括无线电信号调制器和发射机；接收机；以及耦合到所述接收机的控制器，其中所述控制器和接收机操作以检查频谱来为所述无线电信号调制器和发射机选择发射频率。
2. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述无线 电信号调制器和发射机是启用数据信道服务的。
3. 如权利要求2所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器将所选发射频率的标识提供给所述无线电信号调制器和发射机以发射到远 程接收机。
4. 如权利要求3所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器将所述无线电信号调制器和发射机自动地调谐到所选发射频率以便在将所 述标识发射到所述远程接收机之后发射无线电信号。
5. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器将所述无线电信号调制器和发射机自动地调谐到所选发射频率来发射无线 电信号。
6. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，还包括显 示器，其中所述控制器使所述显示器显示所选发射频率。
7. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器在所述频谱被检査的同时中断所述无线电信号调制器和发射机的发射。
8. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述无线 电信号调制器和发射机是FM调制器和发射机。
9. 如权利要求1所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器和接收机操作以在先前所选的发射频率上检测到干扰时检査所述频谱。
10. 如权利要求l所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制 器和接收机操作以按周期性的间隔检查所述频谱。
11. 如权利要求l所述的短程无线电发射机设备，其特征在于，所述控制器和接收机检查所述频谱内的各个频率的功率级。
12. —种接收机系统，其包括 启用数据信道服务的接收机；以及控制器，所述控制器将所述启用数据信道服务的接收机自动地调谐到在所 接收信号的数据信道服务分量中标识的频率。
13. 如权利要求12所述的接收机，其特征在于，所述启用数据信道服务的接收机是FM接收机。
14. 一种发射和接收系统，其包括短程无线电发射机设备，其包括启用数据信道服务的无线电信号调制器和发射机； 接收机；以及耦合到所述接收机的发射机设备控制器，其中所述控制器和接收机操作 以检査频谱来为所述无线电信号调制器和发射机选择发射频率，并且其中所述 控制器将所选发射频率的标识提供给所述启用数据信道服务的无线电信号调 制器和发射机以发射到远程接收机；以及 启用数据信道服务的接收机设备。
15. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述启用数据信道服务的 接收机设备包括接收机控制器，所述接收机控制器将所述启用数据信道的接收 机自动地调谐到所选发射频率。
16. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述启用数据信道服务的 接收机设备包括接收机控制器和显示器，所述接收机控制器在所述显示器上显 示所选发射频率。
17. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发射机设备控制器将 所述启用数据信道服务的无线电信号调制器和发射机自动地调谐到所选发射 频率以便在将所述标识发射到所述远程接收机之后发射无线电信号。
18. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发射机设备控制器将 所述启用数据信道服务的无线电信号调制器和发射机自动地调谐到所选发射 频率以发射无线电信号。
19. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发射机设备控制器在所述频谱被检査的同时中断所述启用数据信道服务的无线电信号调制器和发 射机的发射。
20.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发射机设备的所述控 制器和接收机检査所述频谱内的各个频率的功率级。
全文摘要
一种短程无线电发射机设备包括无线电信号调制器和发射机、接收机以及耦合到该接收机的控制器。控制器和接收机操作以检查频谱来为无线电信号调制器和发射机选择发射频率。与发射机一起使用的接收机系统包括启用数据信道服务的接收机和控制器。接收机系统的控制器将启用数据信道服务的接收机自动地调谐到所接收信号的数据信道服务分量中标识的频率。
文档编号H04B7/00GK101589560SQ200780046492
公开日2009年11月25日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者D·L·德雷弗斯 申请人:阿杰瑞系统股份有限公司