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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme
und insbesondere kooperatives Senden/Empfangen durch drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
der gleichen Hosteinrichtung.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
FACHGEBIETE
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Kommunikationssysteme
unterstützen
bekanntermaßen
drahtlose und festverdrahtete Kommunikation zwischen drahtlosen
und/oder festverdrahteten Kommunikationseinrichtungen. Solche Kommunikationssysteme
umfassen nationale und/oder internationale Mobiltelefonsysteme,
Internet und drahtlose Punkt-zu-Punkt-Heimnetzwerke. Jeder Kommunikationssystemtyp
ist gemäß einem oder
mehreren Kommunikationsstandards aufgebaut und funktioniert auch
entsprechend. Beispielsweise können
drahtlose Kommunikationssysteme gemäß einem oder mehreren Standards
wie IEEE 802.11, Bluetooth, Advanced Mobile Phone Services (AMPS),
Digital-AMPS, Global
System for Mobile Communications (GSM), Code Division Multiple Access (CDMA),
Local Multi-point Distribution Systems (LMDS), Multi-channel-Multi-point Distribution
Systems (MMDS) und/oder Varianten dieser funktionieren.
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Je
nach Typ des drahtlosen Kommunikationssystems kommuniziert eine
drahtlose Kommunikationseinrichtung wie ein Mobiltelefon, ein Funkgerät, ein Personal
Digital Assistant (PDA), ein Personal Computer (PC), ein Laptop-Computer,
Unterhaltungselektronik usw. direkt oder indirekt mit anderen drahtlosen
Kommunikationseinrichtungen. Zur direkten Kommunikation (auch als
Punkt-zu-Punkt-Kommunikation bezeichnet) stimmen die teilnehmenden drahtlosen
Kommunikationseinrichtungen ihre Empfänger und Sender auf den gleichen
Kanal bzw. die gleichen Kanäle
ab (beispielsweise einen aus der Vielzahl von Funkfrequenzträgern des
drahtlosen Kommunikationssystems) und kommunizieren über diesen
Kanal/diese Kanäle.
Zur indirekten drahtlosen Kommunikation kommuniziert jede drahtlose
Kommunikationseinrichtung direkt mit einer zugehörigen Basisstation (beispielsweise
bei Mobiltelefondiensten) und/oder einem zugehörigen Zugangspunkt (beispielsweise bei
einem drahtlosen Heim- oder Gebäudenetzwerk) über einen
zugewiesenen Kanal. Um eine Kommunikationsverbindung zwischen den drahtlosen
Kommunikationseinrichtungen herzustellen, kommunizieren die zugehörigen Basisstationen und/oder
zugehörigen
Zugangspunkten direkt, über eine
Systemsteuereinheit, über
das öffentliche
Telefonnetz, über
das Internet und/oder über
andere Wide Area Networks direkt miteinander.
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Damit
sich jede drahtlose Kommunikationseinrichtung an der drahtlosen
Kommunikation beteiligen kann, weist diese einen integrierten Funksender/-empfänger (das
heißt
einen Empfänger
und Sender) auf oder ist mit einem zugehörigen Funksender/-empfänger (beispielsweise
einer Station für drahtlose
Heim- und/oder Gebäudekommunikationsnetzwerke,
einem Funkfrequenzmodem usw.) gekoppelt. Bekanntermaßen enthält der Sender
eine Datenmodulationsstufe, eine oder mehrere Zwischenfrequenzstufen
und einen Leistungsverstärker.
Die Datenmodulationsstufe wandelt gemäß einem bestimmten Standard
für drahtlose
Kommunikation Ausgangsdaten in Basisbandsignale um. Eine oder mehrere
Zwischenfrequenzstufen mischen die Basisbandsignale mit einer oder
mehreren Lokaloszillationen, um Funkfrequenzsignale zu erzeugen.
Der Leistungsverstärker
verstärkt
die Funkfrequenzsignale vor der Übertragung über eine
Antenne.
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Bekanntermaßen ist
der Empfänger
mit der Antenne gekoppelt und umfasst einen rauscharmen Verstärker, eine
oder mehrere Zwischenfrequenzstufe, eine Filterstufe und eine Datenwiederherstellstufe.
Der rauscharme Verstärker
empfängt
ankommende Funkfrequenzsignale über
die Antenne und verstärkt
diese anschließend.
Eine oder mehrere Zwischenfrequenzstufen mischen die verstärkten Funkfrequenzsignale
mit einer oder mehreren Lokaloszillationen, um das verstärkte Funkfrequenzsignal
in Basisbandsignale oder Zwischenfrequenzsignale (IF-Signale) umzuwandeln.
Die Filterstufe filtert die Basisbandsignale oder die IF-Signale
zum Dämpfen unerwünschter
Bandüberschreitungssignale,
um gefilterte Signale zu erzeugen. Die Datenwiederherstellstufe
stellt gemäß einem
bestimmten Standard für
die drahtlose Kommunikation aus den gefilterten Signalen wieder
Ausgangsdaten her.
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Aufgrund
der zunehmenden Verwendung von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen
weisen viele drahtlose Kommunikationseinrichtungen zwei oder mehr
Funksender/-empfänger
auf, wobei jeder Funksender/-empfänger einen anderen Standard
für die
drahtlose Kommunikation erfüllt.
Ein Computer kann beispielsweise zwei Funksender/-empfänger aufweisen:
einen als Schnittstelle zu Peripheriegeräten und einen zweiten als Schnittstelle zu
einem Wireless Local Area Network (WLAN). Die beiden Funksender/-empfänger erfüllen zwar
unterschiedliche Standards für
die drahtlose Kommunikation, können
aber das gleiche oder ein ähnliches
Frequenzspektrum abdecken und stören
sich daher gegenseitig in der Fähigkeit
zum Empfangen von ankommenden Paketen. Wenn beispielsweise ein Funksender/-empfänger Bluetooth
erfüllt
und der andere IEEE 802.11, arbeiten beide Funksender/-empfänger im
2,4-GHz-Frequenzbereich.
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Wenn
in diesem Beispiel der Bluetooth-Funksender/-empfänger ein
Paket empfingt und der IEEE-802.11-Funksender/-empfänger mit dem Übertragen
eines Pakets beginnt, stört
das Übertragen
die Fähigkeit
des Bluetooth-Funksenders/-empfängers
zum korrekten Empfangen des Pakets. Wenn dementsprechend der IEEE-802.11-Funksender/-empfänger ein
Paket empfängt
und der Bluetooth-Funksender/-empfänger mit
dem Übertragen
eines Pakets beginnt, stört
das Übertragen
durch den Bluetooth-Funk die Fähigkeit des
IEEE-802.11-Funksenders/-empfängers
zum korrekten Empfangen des Pakets. Zusätzlich kann das gleichzeitige Übertragen
durch den IEEE-802.11-Funksender/-empfänger und den Bluetooth-Funksender/-empfänger Störungen verursachen,
die eine oder beide Sendevorgänge
stören.
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Daher
besteht ein Bedarf an einem Verfahren und einer Einrichtung, die
Kooperation zwischen zwei oder mehreren drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
(das heißt
Funksendern/-empfängern)
einer Hosteinrichtung bereitstellt, um Störungsursachen durch gleichzeitiges
Empfangen von Paketen und/oder Übertragen
von Paketen wesentlich zu beseitigen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Ein
Verfahren und/oder eine Einrichtung zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erfüllen
im Wesentlichen diesen Bedarf und andere. Ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens stellt zunächst
eine Anzeige des Empfangs eines ankommenden Pakets von einer drahtlosen
Schnittstelleneinrichtung (beispielsweise eines Funksenders/-empfängers gemäß Bluetooth,
eines Funksenders/-empfängers
gemäß IEEE 802.11
(einschließlich
aller aktuellen und zukünftigen
Unterabschnitte) usw.) für
ein anderes bereit. Die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, welche die
Anzeige empfängt,
verarbeitet die Anzeige und überträgt auf der
Grund lage der Verarbeitung ein abgehendes Paket gemäß der Verarbeitung
der Anzeige. Die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, welche die
Anzeige empfängt,
kann beispielsweise das Übertragen
verzögern,
bis die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Paket empfangen
hat; oder die drahtlose Schnittstelleneinrichtung überträgt ihr Paket,
wenn das Übertragen
des Pakets das Empfangen des Pakets durch die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung
nicht stört.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens für
kooperatives Senden/Empfangen zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
einer Hosteinrichtung umfasst zunächst, dass die drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
Statusmeldungen bezüglich Übertragen
und Empfang von Paketen austauschen. Das Verfahren fährt dann
damit fort, dass jede der drahtlosen Schnittstelleneinrichtung der
Hosteinrichtung die empfangenen Statusmeldungen verarbeitet. Als
Reaktion auf die Verarbeitung überträgt jede
drahtlose Schnittstelleneinrichtung ein abgehendes Paket gemäß der Verarbeitung
der empfangenen Statusmeldungen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung weist ein Hostmodul, eine
erste drahtlose Kommunikationseinrichtung, eine zweite drahtlose
Kommunikationseinrichtung und einen Antennenteil auf. Die erste
drahtlose Schnittstelleneinrichtung ist betriebsfähig mit
dem Hostmodul gekoppelt und sendet/empfängt Daten zwischen dem Hostmodul
und einer ersten externen Einrichtung gemäß einem ersten Protokoll für die drahtlose
Kommunikation (beispielsweise Bluetooth). Die zweite drahtlose Schnittstelleneinrichtung
ist ebenfalls betriebsfähig
mit dem Hostmodul gekoppelt und sendet/empfängt zwischen dem Hostmodul
und einer zweiten externen Einrichtung gemäß einem zweiten Protokoll für die drahtlose
Kommunikation (beispielsweise IEEE 802.1, einschließlich aller
aktuellen und zukünftigen
Unterabschnitte). Der Antennenteil ist betriebsfähig mit der ersten und zweiten drahtlosen
Kommunikationseinrichtung gekoppelt, um wenigstens einen Funkfrequenzkommunikationsweg
zwischen der ersten drahtlosen Schnittstelleneinrichtung und der
ersten externen Einrichtung und zwischen der zweiten drahtlosen
Schnittstelleneinrichtung und der zweiten externen Einrichtung bereitzustellen.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens für
kooperatives Senden/Empfangen zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
einer Hosteinrichtung umfasst zunächst, dass eine erste drahtlose
Schnittstelleneinrichtung ermittelt, ob eine zweite drahtlose Schnittstelleneinrichtung
ein abgehendes Paket überträgt. Das
Verfahren fährt
damit fort, dass die erste drahtlose Schnittstelleneinrichtung ermittelt,
ob das Übertragen
eines ersten abgehenden Pakets das Übertragen des zwei ten abgehenden
Pakets stört,
wenn die zweite drahtlose Schnittstelleneinrichtung das zweite abgehende
Paket überträgt. Das
Verfahren fährt
ferner damit fort, dass die erste drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen
des ersten abgehenden Pakets verzögert, bis das zweite abgehende
Paket übertragen wurde,
wenn das Übertragen
des ersten abgehenden Pakets das Übertragen des zweiten abgehenden
Pakets stört.
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Die
unterschiedlichen Ausführungsformen der
Erfindung sind in den unabhängigen
Patentansprüchen
offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlose Schnittstelleneinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Antennenteils
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Antennenteils gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 zeigt
ein Logikdiagramm eines Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 zeigt
ein Logikdiagramm eines weiteren Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 zeigt
ein Logikdiagramm eines weiteren Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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9 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung des kooperativen Sendens/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung eines Kommunikationssystems 10,
das eine Vielzahl von Basisstationen und/oder Zugangspunkten 12–16,
eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen 18–32 und eine
Netzwerk-Hardware-Komponente 34 aufweist. Die drahtlosen
Kommunikationseinrichtungen 18–32 können Laptop-Hostcomputer 18 und 26,
Personal-Digital-Assistant-Hosts 20 und 30,
Personal-Computer-Hosts 24 und 32 und/oder Mobiltelefon-Hosts 22 und 28 sein.
Die Details der drahtlosen Kommunikationseinrichtungen werden detaillierter mit
Bezug auf 2–8 beschrieben.
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Die
Basisstationen bzw. Zugangspunkte 12–16 sind betriebsfähig mit
der Netzwerk-Hardware 34 über Local-Area-Network-Verbindungen 36, 38 und 40 gekoppelt.
Die Netzwerk-Hardware 34, die ein Router, einen Switch,
eine Brücke,
ein Modem, eine Systemsteuereinheit usw. sein kann, stellt eine
Wide-Area-Network-Verbindung 42 für das Kommunikationssystem 10 bereit.
Alle Basisstationen bzw. Zugangspunkte 12–16 weisen
eine verknüpfte
Antenne oder Antennengruppe auf, um mit den drahtlosen Kommunikationseinrichtungen
in ihrem Bereich zu kommunizieren. Typischerweise melden sich die drahtlosen
Kommunikationseinrichtungen bei einer bestimmten Basisstation bzw.
einem bestimmten Zugangspunkt 12–14 an, um Dienste
vom Kommunikationssystem 10 zu erhalten. Bei Direktverbindungen (d.
h. Punkt-zu-Punkt-Kommunikationen) kommunizieren drahtlose Kommunikationseinrichtungen
direkt über
einen zugewiesenen Kanal.
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Typischerweise
werden Basisstationen für Mobiltelefonsysteme
und ähnliche
Systeme verwendet, während
Zugangspunkte für
drahtlose Netzwerke in Wohnungen oder Gebäuden verwendet werden. Ungeachtet
des jeweiligen Typs des Kommunikationssystems weist jede drahtlose
Kommunikationseinrichtung eine integrierte Funkeinheit auf und/oder
ist mit einer Funkeinheit gekoppelt. Die Funkeinheit weist einen
hochlinearen Verstärker und/oder
programmierbaren mehrstufigen Verstärker gemäß der vorliegenden Offenbarung
auf, um die Leistung zu verbessern, Kosten zu senken, die Größe zu reduzieren
und/oder Breitbandanwendungen zu optimieren.
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2 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung einer drahtlosen
Kommunikationseinrichtung, die Hosteinrichtung oder -modul 18–32 und
wenigstens zwei drahtlose Schnittstelleneinrichtungen oder Funksender/-empfänger 57 und 59 umfasst.
Die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen können in Komponenten der Hosteinrichtung 18–32 oder
extern gekoppelten Komponenten verbaut sein. Wie dargestellt weist
die Hosteinrichtung 18–32 ein
Verarbeitungsmodul 50, einen Speicher 52, Funkschnittstellen 54 und 55,
eine Eingabeschnittstelle 58 und eine Ausgabeschnittstelle 56 auf. Das
Verarbeitungsmodul 50 und der Speicher 52 führen die
entsprechenden Befehle aus, die typischerweise durch die Hosteinrichtung
erfolgen. Bei einer Mobiltelefon-Hosteinrichtung beispielsweise
führt das
Verarbeitungsmodul 50 die entsprechenden Kommunikationsfunktionen
gemäß einem
bestimmten Mobiltelefonstandard aus.
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Die
Funkschnittstellen 54 und 55 umfassen jeweils
ein Modul in der Schicht eines medienspezifischen Zugangssteuerungsprotokolls
(MAC), einen Digital-Analog-Wandler (DAC), einen Analog-Digital-Wandler
(ADC) und ein Modul in der physikalischen Schicht (PHY). Die Funkschnittstellen 54 und 55 ermöglichen
das Empfangen von Daten von und Übertragen
von Daten zu externen Einrichtungen 63 und 65 über die
drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59.
Jede der externen Einrichtungen weist eine eigene drahtlose Schnittstelleneinrichtung zum
Kommunizieren mit der drahtlosen Schnittstelleneinrichtung der Hosteinrichtung
auf. Die Hosteinrichtung kann beispielsweise ein Personal- oder
Laptop-Computer sein, die externe Einrichtung 63 kann ein
Headset, ein Personal Digital Assistant, ein Mobiltelefon, ein Drucker,
ein Faxgerät,
ein Joystick, eine Tastatur oder ein Tischtelefon sein und die zweite
externe Einrichtung 65 kann ein Zugangspunkt eines drahtlosen
Local Area Network sein. Beim vorliegenden Beispiel umfasst die
externe Einrichtung 63 eine drahtlose Bluetooth-Schnittstelleneinrichtung,
die externe Einrichtung 65 eine drahtlose IEEE-802.11-Schnittstelleneinrichtung
und der Computer beide Typen von drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen.
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Um
Störungen
zwischen den zwei oder mehr drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 der drahtlosen
Kommunikationseinrichtung zu vermeiden, kommunizieren die MAC-Schichtmodule
beider drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 miteinander,
um gleichzeitiges Übertragen
und/oder Empfangen von drahtlosen Übertragungen mit der entsprechenden
externen Einrichtung zu vermeiden, wenn solch gleichzeitiges Übertragen
oder Empfangen Störungen
verursachen würde.
Die Verfahren, mit denen die MAC-Schichtmodule kommunizieren, sind
in 6–8 dargestellt.
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Bei
von einem der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 oder 59 empfangenen
Daten (beispielsweise ankommenden Daten) stellt die Funkschnittstelle 54 oder 55 die
Daten dem Verarbeitungsmodul 50 zur weiteren Verarbeitung
und/oder Weiterleitung zur Ausgabeschnittstelle 56 bereit.
Die Ausgabeschnittstelle 56 stellt Konnektivität zu einer Ausgabeanzeigeeinrichtung
wie einem Display, einem Monitor, Lautsprechern usw. bereit, so
dass die empfangenen Daten angezeigt werden können. Die Funkschnittstellen 54 und 55 stellen
auch Daten vom Verarbeitungsmodul 50 für die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 bereit.
Das Verarbeitungsmodul 50 kann die abgehenden Daten von
einem Eingabegerät
wie einer Tastatur, einem Tastenfeld, einem Mikrofon usw. über die
Eingabeschnittstelle 58 empfangen oder die Daten selbst
erzeugen. Bei über
die Eingabeschnittstelle 58 empfangenen Daten kann das
Verarbeitungsmodul 50 eine entsprechende Hostfunktion an
den Daten ausführen und/oder
diese zu einem der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 oder 59 über die
entsprechende Funkschnittstelle 54 oder 55 weiterleiten.
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3 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen (beispielsweise
einer Funkeinheit) 57 oder 59, wobei jedes Gerät eine Hostschnittstelle 62,
ein Digitalempfänger-Verarbeitungsmodul 64,
einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 66, ein Filter-/Dämpfungsmodul 68,
eine IF-Abwärtsmischkonvertierstufe 70,
ein Empfängerfilter 71,
einen rauscharmen Verstärker 72,
einen Sender/Empfänger-Switch 73,
ein Lokaloszillationsmodul 74, einen Speicher 75,
ein Digitalsender-Verarbeitungsmodul 76, einen Digital-Analog-Wandler
(DAC) 78, ein Filter-/Verstärkungsmodul 80, eine
IF-Aufwärtsmischkonvertierstufe 82,
einen Leistungsverstärker 84 und
ein Senderfiltermodul 85 aufweist. Der Sender/Empfänger-Switch 73 ist
mit dem Antennenteil 61 gekoppelt, das zwei Antennen 85 und
einen Antennenschalter 87 (gemäß der Abbildung in 4)
aufweisen kann, der von den zwei drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
gemeinsam verwendet und zusätzlich
von den Sende- und Empfangswegen gemäß der Regelung durch den Sender/Empfänger-Switch 73 gemeinsam
verwendet wird. Alternativ kann der Antennenteil 61 getrennte Antennen
für jede
drahtlose Schnittstelleneinrichtung (gemäß der Abbildung in 5)
umfassen, wobei der Sendeweg und der Empfangsweg aller drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
die Antenne gemeinsam verwenden. Der Antennenteil 61 kann
ferner eine getrennte Antenne für
den Sendeweg und den Emp fangsweg jeder drahtlosen Schnittstelleneinrichtung aufweisen.
Fachleute in diesem Gebiet wissen, dass die Antenne(n) polarisiert,
gerichtet und physikalisch getrennt sein kann/können, um eine minimale Störung zu
erreichen.
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In
Fortsetzung der Betrachtung von 3 können das
Digitalempfänger-Verarbeitungsmodul 64,
das Digitalsender-Verarbeitungsmodul 76 und der Speicher 75 im
MAC-Modul enthalten sein und Digitalempfängerfunktionen und Digitalsenderfunktionen
gemäß einem
bestimmten Standard für
die drahtlose Kommunikation ausführen.
Die Digitalempfängerfunktionen
umfassen u. a. digitales Konvertieren von Zwischenfrequenzen in
Basisband, Demodulation, Konstellations-Demapping, Entschlüsseln und/oder
Entwürfeln.
Die Digitalsenderfunktionen umfassen u. a. Verwürfeln, Verschlüsseln, Konstellations-Mapping,
Modulation und/oder digitale Konvertierung von Basisband in Zwischenfrequenzen.
Die Digitalempfänger-
und Digitalsender-Verarbeitungsmodule 64 und 76 können unter
Verwendung einer gemeinsamen Verarbeitungseinrichtung, von einzelnen
Verarbeitungseinrichtungen oder einer Vielzahl von Verarbeitungseinrichtungen
ausgeführt
werden. Solch eine Verarbeitungseinrichtung kann ein Mikroprozessor,
ein Mikrocontroller, ein Digitalsignalprozessor, ein Mikrocomputer,
eine Central Processing Unit, ein Field-Programmable Gate Array,
eine programmierbare logische Einrichtung, eine Zustandsmaschine,
eine logische Schaltung, eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung
und/oder eine beliebige Einrichtung sein, die (analoge und/oder
digitale) Signale auf der Basis von Betriebsbefehlen manipuliert.
Der Speicher 75 kann eine einzelne Speichereinrichtung
oder eine Vielzahl von Speichereinrichtungen sein. Solche eine Speichereinrichtung
kann ein Festspeicher, ein Arbeitsspeicher, ein flüchtiger Speicher,
ein nicht flüchtiger
Speicher, ein statischer Speicher, ein dynamischer Speicher, ein
Flash-Speicher und/oder eine beliebige Einrichtung sein, die digitale
Informationen speichert. Wenn das Verarbeitungsmodul 64 und/oder 76 ein
oder mehrere seiner Funktionen über
eine Zustandsmaschine, analoge Schaltung, digitale Schaltung und/oder
logische Schaltung ausführt,
ist der Speicher, der die entsprechenden Betriebsbefehle speichert,
in die Schaltung eingebettet, welche die Zustandsmaschine, analoge Schaltung,
digitale Schaltung und/oder logische Schaltung umfasst.
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Im
Betrieb empfängt
die drahtlose Schnittstelleneinrichtung 57 oder 59 abgehende
Daten 94 von der Hosteinrichtung über die Hostschnittstelle 62.
Die Hostschnittstelle 62 leitet die abgehenden Daten 94 zum
Digitalsender-Verarbeitungsmodul 76 weiter, das die abgehenden
Daten 94 gemäß einem bestimmten
Stan dard für
die drahtlose Kommunikation (beispielsweise IEEE 802.11 einschließlich aller aktuellen
und zukünftigen
Unterabschnitte, Bluetooth usw.) verarbeitet, um für die digitale Übertragung
formatierte Daten 96 zu erzeugen. Bei den für die digitale Übertragung
formatierten Daten 96 handelt es sich um ein digitales
Basisbandsignal oder ein digitales Niederzwischenfrequenzsignal,
wobei die Niederzwischenfrequenz typischerweise im Frequenzbereich
von 100 Kilohertz bis mehrere Megahertz liegt.
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Der
Digital-Analog-Wandler 78 wandelt die für die digitale Übertragung
formatierten Daten 96 aus dem digitalen Bereich in den
analogen Bereich. Das Filter-/Verstärkungsmodul 80 filtert
und/oder passt die Verstärkung
des analogen Signals an, bevor es dieses für die Zwischenfrequenzmischstufe 82 bereitstellt.
Die Zwischenfrequenzmischstufe 82 wandelt das analoge Basisband-
oder Niederzwischenfrequenzsignal direkt auf der Basis einer Senderlokaloszillation 83,
die vom Lokaloszillationsmodul 74 bereitgestellt wird,
in ein Funkfrequenzsignal um. Der Leistungsverstärker 84 verstärkt das
Funkfrequenzsignal, um ein abgehendes Funkfrequenzsignal 98 erzeugen,
das vom Senderfiltermodul 85 gefiltert wird. Der Antennenteil 61 überträgt das abgehende
Funkfrequenzsignal 98 an eine Zieleinrichtung wie eine
Basisstation, einen Zugangspunkt und/oder eine andere drahtlose
Kommunikationseinrichtung.
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Die
drahtlose Schnittstelleneinrichtung 57 oder 59 empfängt auch
ein ankommendes Funkfrequenzsignal 88 über den Antennenteil 61,
das von einer Basisstation, einem Zugangspunkt oder einer anderen
drahtlosen Kommunikationseinrichtung übertragen wurde. Der Antennenteil 61 stellt
das ankommende Funkfrequenzsignal 88 für das Empfängerfiltermodul 71 über den
Sender/Empfänger-Switch 73 bereit,
wobei das Empfängerfilter 71 das
ankommende Funkfrequenzsignal 88 bandpassfiltert. Das Empfängerfilter 71 stellt
das gefilterte Funkfrequenzsignal für den rauscharmen Verstärker 72 bereit,
der das Signal 88 verstärkt,
um ein verstärktes
ankommendes Funkfrequenzsignal zu erzeugen. Der rauscharme Verstärker 72 stellt
das verstärkte
ankommende Funkfrequenzsignal für
das IF-Mischmodul 70 bereit, welches das verstärkte ankommende
Funkfrequenzsignal in ein ankommendes Niederzwischenfrequenzsignal
oder Basisbandsignal auf der Basis einer vom Lokaloszillationsmodul 74 bereitgestellten Empfängerlokaloszillation 81 wandelt.
Das Abwärtskonvertiermodul 70 stellt
das ankommende Niederzwischenfrequenzsignal oder Basisbandsignal
für das
Filter-/Verstärkungsmodul 68 bereit.
Das Filter-/Verstärkungsmodul 68 filtert
und/oder verstärkt das
ankommende Niederzwischen frequenzsignal oder das ankommende Basisbandsignal,
um ein gefiltertes ankommendes Signal zu erzeugen.
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Der
Analog-Digital-Wandler 66 wandelt das gefilterte ankommende
Signal aus dem analogen Bereich in den analogen Bereich, um für den digitalen Empfang
formatierte Daten 90 zu erzeugen. Das Digitalempfänger-Verarbeitungsmodul 64 entschlüsselt, entwürfelt, führt ein
Demapping durch und/oder demoduliert die für den digitalen Empfang formatierten
Daten 90, um ankommende Daten 92 gemäß dem jeweiligen
von der drahtlosen Schnittstelleneinrichtung verwendeten Standard
für die
drahtlose Kommunikation erneut zu erfassen. Die Hostschnittstelle 62 stellt
die erneut erfassten ankommenden Daten 92 für die Hosteinrichtung 18–32 über die Funkschnittstelle 54 bereit.
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Fachleute
auf diesem Gebiet wissen, dass die drahtlose Kommunikationseinrichtung
von 2 mit einer oder mehreren integrierten Schaltungen ausgeführt werden
kann. Beispielsweise kann die Hosteinrichtung auf einer integrierten
Schaltung ausgeführt,
können
das Digitalempfänger-Verarbeitungsmodul 64,
das Digitalsender-Verarbeitungsmodul 76 und der Speicher 75 auf
einer zweiten integrierten Schaltung und können die restlichen Komponenten
der Funkeinheit 60 ohne die Antennen 86 auf einer
dritten integrierten Schaltung ausgeführt werden. In einem alternativen
Ausführungsbeispiel
kann die Funkeinheit 60 auf einer einzelnen integrierten Schaltung
ausgeführt
sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
können
das Verarbeitungsmodul 50 der Hosteinrichtung und die Digitalempfänger- und Digitalsender-Verarbeitungsmodule 64 und 76 eine gemeinsame
Verarbeitungseinrichtung darstellen, die auf einer einzelnen integrierten
Schaltung ausgeführt
ist. Ferner können
der Speicher 52 und Speicher 75 auf einer einzelnen
integrierten Schaltung und/oder auf der gleichen integrierten Schaltung
wie die gemeinsamen Verarbeitungsmodule von Verarbeitungsmodul 50 und
das Digitalempfänger-
und Digitalsender-Verarbeitungsmodul 64 und 76 ausgeführt sein.
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6 zeigt
ein Logikdiagramm eines Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlose Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung.
Das Verfahren beginnt mit Schritt 100, bei dem eine der
drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen eine Anzeige des Empfangs
eines ankommenden Pakets für
eine andere der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen bereitstellt.
Beispielsweise sendet/empfängt
eine der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen Datenpakete gemäß einem
Bluetooth-Standard, während
die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung Datenpakete gemäß einem IEEE-802.11-Standard
sendet/empfängt.
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Das
Verfahren fährt
anschließend
mit Schritt 102 fort, bei dem die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung
die Anzeige verarbeitet. Das Verfahren fährt anschließend mit
Schritt 104 fort, bei dem die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung
ein abgehendes Paket gemäß der Verarbeitung
der Anzeige überträgt. Beispielsweise
kann die Verarbeitung erfolgen, um zu ermitteln, wenn die erste
drahtlose Schnittstelleneinrichtung das ankommende Paket empfängt. Falls
dies zutrifft, verzögert
die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen des
abgehenden Pakets, bis die eine der drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
das ankommende Paket empfangen hat. Um die Zeit zu minimieren, während der
eine drahtlose Schnittstelleneinrichtung Pakete empfängt, und
somit die Wartezeit zu reduzieren, kann die Paketgröße von ankommenden
Paketen und abgehenden Paketen gemäß dem jeweiligen Standard für die drahtlose
Kommunikation optimiert werden.
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In
einem weiteren Beispiel von Schritt 102 und 104 kann
die Verarbeitung der Anzeige erfolgen, um zu ermitteln, ob das Übertragen
des abgehenden Pakets das Empfangen des ankommenden Pakets stört. Falls
dies zutrifft, verzögert
die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen
des abgehenden Pakets, bis die eine der drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
das ankommende Paket empfangen hat. Wenn das Übertragen des abgehenden Pakets
das Empfangen des ankommenden Pakets nicht stören würde, überträgt die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung
das abgehende Paket, während
das ankommende Paket empfangen wird. Um Störungen zu reduzieren, kann
die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, die mit dem Bluetooth-Standard
kompatibel ist, adaptiv seine Frequenzsprungsequenz anpassen, um
Störungen
der anderen drahtlosen Schnittstelleneinrichtung zu reduzieren.
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7 zeigt
ein Logikdiagramm eines weiteren Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung.
Der Prozess beginnt mit Schritt 106, bei dem die drahtlosen
Schnittstelleneinrichtungen Statusmeldungen bezüglich Übertragen und Empfang von Paketen
austauschen. Eine Statusmeldung kann als Reaktion auf eine Anforderung von
der anderen drahtlosen Schnittstelleneinrichtung für ein bestimmtes
Informationsteil, für
einen vollständigen
Statusbericht oder einen Teil hiervon bereitgestellt werden. Das
Verfahren fährt
anschließend mit
Schritt 108 fort, bei dem jede der drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
die empfangenen Statusmeldungen verarbeitet. Das Verfahren fährt anschließend mit
Schritt 110 fort, bei dem jede der drahtlose Schnittstelleneinrichtungen
ein abgehendes Paket gemäß der Verarbeitung
der empfangenen Statusmeldungen überträgt.
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In
einem Beispiel für
das Verarbeiten der Statusmeldung und Übertragen des abgehenden Pakets
ermittelt die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, dass die andere
drahtlose Schnittstelleneinrichtung momentan ein ankommendes Paket
empfängt.
In diesem Fall verzögert
die drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen des abgehenden Pakets,
bis die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung das ankommende
Paket empfangen hat.
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In
einem weiteren Beispiel für
das Verarbeiten der Statusmeldung und Übertragen des abgehenden Pakets
ermittelt die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, dass die andere
drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Empfangen eines ankommenden
Pakets erwartet. In diesem Fall verzögert die drahtlose Schnittstelleneinrichtung
das Übertragen
des abgehenden Pakets, bis die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung
das ankommende Paket empfangen hat, es sei denn, die Verzögerung würde zu einer
Unterbrechung für
Echtzeitübertragungen
geringer Latenz führen.
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In
einem weiteren Beispiel für
das Verarbeiten der Statusmeldung und Übertragen des abgehenden Pakets
ermittelt die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, dass die andere
drahtlose Schnittstelleneinrichtung eine abgehende Meldung überträgt. In diesem
Fall verzögert
die drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen des abgehenden Pakets,
bis die andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung das ankommende
Paket übertragen
hat, es sei denn, die Störung
wäre minimal
oder eine Verzögerung
würde zu
einer Unterbrechung für
Echtzeitübertragungen geringer
Latenz führen.
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In
einem weiteren Beispiel für
das Verarbeiten der Statusmeldung und Übertragen des abgehenden Pakets
ermittelt die drahtlose Schnittstelleneinrichtung, dass die andere
drahtlose Schnittstelleneinrichtung das Übertragen einer weiteren abgehenden
Meldung erwartet. In diesem Fall randomisiert die drahtlose Schnittstelleneinrichtung
die Verzögerung
des Übertragens
des abgehenden Pakets gemäß einem
Zufallssendeprotokoll. Beispielsweise kann jeder drahtlosen Schnittstelleneinrichtung
eine einmalige Wartezeit zugewiesen werden, wenn festgestellt wird,
dass zwei oder mehr drahtlose Schnittstelleneinrichtungen das Übertragen
eines Pakets etwa zum gleichen Zeitpunkt wünschen.
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8 zeigt
ein Logikdiagramm eines weiteren Verfahrens zum kooperativen Senden/Empfangen
zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einer Hosteinrichtung.
Das Verfahren beginnt mit Schritt 112, bei dem eine erste
drahtlose Schnittstelleneinrichtung ermittelt, ob eine zweite drahtlose Schnittstelleneinrichtung
ein abgehendes Paket überträgt. Falls,
wie in Schritt 114 dargestellt, die zweite drahtlose Schnittstelleneinrichtung
nicht überträgt, fährt das
Verfahren mit Schritt 122 fort, bei dem die erste drahtlose
Schnittstelleneinrichtung ihr Paket überträgt. Falls jedoch die zweite
drahtlose Schnittstelleneinrichtung überträgt, fährt das Verfahren mit Schritt 116 fort,
bei dem die erste drahtlose Schnittstelleneinrichtung ermittelt,
ob das Übertragen
ihres abgehenden Pakets das Übertragen
des zweiten abgehenden Pakets stören
würde.
Dies kann durch Vergleichen des Sendeleistungspegels der ersten
drahtlosen Schnittstelleneinrichtung mit dem Sendeleistungspegel
der zweiten drahtlosen Schnittstelleneinrichtung erfolgen. Wenn
diese ähnlich
und relativ niedrig sind, kann die Störung minimal sein.
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Das
Verfahren fährt
anschließend
mit Schritt 118 fort, bei dem ein Ermitteln erfolgt, ob
die Störung einen
Pegel aufweist, der die Integrität
des zweiten abgehenden Pakets stören
würde.
Falls nicht, fährt das
Verfahren mit Schritt 122 fort, bei dem das Paket übertragen
wird. Falls jedoch eine ausreichende Störung vorliegen würde, fährt das
Verfahren mit Schritt 120 fort, bei dem die erste drahtlose
Schnittstelleneinrichtung das Übertragen
des ersten abgehenden Pakets verzögert, bis das zweite abgehende
Paket übertragen
wurde.
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9 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung von mit einer Hosteinrichtung 18–32 verknüpften drahtlosen
Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 zum Koordinieren
der Kommunikation mit zwei externen drahtlosen Einrichtungen 63 und 65.
Die drahtlose Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 und
die externen drahtlosen Einrichtungen 63 und 65 können mit
einem beliebigen Typ standardisierter drahtloser Kommunikation wie
IEEE 822.11 (a), (b) oder (g), Bluetooth, GSM, CDMA, TDMA, LMPS
oder MMPS kommunizieren. Die externen Einrichtungen 63 und 65 können den
gleichen oder einen anderen Standard für die drahtlose Kommunikation
verwenden. Wenn die externen Einrichtungen 63 und 65 Standards
verwenden, welche die gleichen oder ähnliche Frequenzspektren belegen,
kann ein Konflikt zwischen gleichzeitigen Kommunikationen entstehen. Das
heißt,
wenn beide externen Einrichtungen mit den drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 kommunizieren,
können
ihre jeweiligen Kommunikationen die Kommunikation der anderen stören, wodurch
die Dienstqualität
für eine
oder beide Kommunikationen reduziert wird.
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Um
diesen Konflikt zu lösen,
koordinieren die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 die Kommunikationen
mit ihren jeweiligen externen Einrichtungen 63 und 65.
Wie in der beigefügten
Tabelle von 9 gezeigt, steht den drahtlosen
Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59 eine Vielzahl
von Lösungen
zur Verfügung,
wenn ein Konflikt auftritt. Wenn beispielsweise beide drahtlose
Schnitt stelleneinrichtungen 57 und 59 gleichzeitig
Pakete an ihre jeweiligen externen Einrichtungen 63 und 65 übertragen wollen
(was gleichzeitig ein Überlappen
des Übertragens
beinhaltet), ermitteln die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 59,
ob ein gleichzeitiges Senden eine ausreichende Störung verursachen würde, die
eine oder beide Sendevorgänge
stören würde. Falls
nicht, besteht die Lösung
darin, nichts zu unternehmen und gleichzeitig zu übertragen.
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Wenn
jedoch eine ausreichende Störung vorliegen
würde,
können
die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen einen der Sendevorgänge in Bezug zum
anderen verzögern,
um gleichzeitiges Übertragen
zu vermeiden, die Sendeleistung für einen oder beide der gleichzeitigen
Sendevorgänge
senken und/oder den Frequenzsprung einer mit Bluetooth kompatiblen
drahtlosen Schnittstelleneinrichtung 57 oder 59 anpassen.
Die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen 57 und 50 können die
Sendevorgänge
auf Basis eines Prioritätsprotokolls,
eines Hostprotokolls, eines Standardmechanismus, eines Ad-hoc-Mechanismus
oder einer benutzerdefinierten Reihenfolge verzögern. Im Prinzip beseitigt
das Verzögern
der gleichzeitigen Sendevorgänge
die Gleichzeitigkeit, so dass nur ein Sendevorgang zu einem bestimmten Zeitpunkt
erfolgt. Die Verzögerung
kann durch gleiches oder unsymmetrisches Staffeln der Sendevorgänge oder
dadurch erfolgen, dass das Beenden einer der Kommunikationen ermöglicht wird,
bevor die andere bedient wird. Das Hostprotokoll kann beispielsweise
gleichzeitige Kommunikationen verhindern. Somit wird die Kommunikation
mit einem der externen Einrichtungen, die zuerst begonnen wurde, beendet,
bevor die Kommunikation mit den anderen externen Einrichtungen bedient
wird.
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In
einem weiteren Beispiel der Verzögerung von
gleichzeitigen Sendevorgängen
kann das Prioritätsprotokoll
vorschreiben, dass drahtlose Benutzerschnittstelleneinrichtungen
(beispielsweise drahtlose Tastatur, Maus usw.) vor drahtlosen Datenübertragungsperipherieeinrichtungen
(beispielsweise PDA, Herunterladen von Daten auf ein Mobiltelefon,
einen Drucker usw.) Priorität
haben. Das Prioritätsprotokoll kann
ebenfalls Echtzeitkommunikationen (beispielsweise Sprach-, Audio- und/oder Videodaten)
Priorität vor
Datenübertragungskommunikationen
einräumen. Zusätzlich kann
das Prioritätsprotokoll
angeben, ob die gleichzeitigen Übertragungen
gestaffelt oder sequenziell erfolgen sollen.
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Die
benutzerdefinierte Prioritätsliste
kann auf dem Typ der externen Einrichtungen basiert sein. Der Benutzer
kann beispielsweise Kommunikationen mit seinem PDA vor anderen Typen
von Kommunikationen, gefolgt von Kommunikationen mit dem Mobiltelefon
usw., Priorität
einräumen.
Auf diese Weise kann das Lösen
des Konflikts an die Präferenzen
des Benutzers angepasst werden.
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Wenn
der Konflikt dadurch entsteht, dass eine drahtlose Schnittstelleneinstellung
ggf. Daten überträgt, während die
andere drahtlose Schnittstelleneinrichtung ggf. Daten empfängt, ermitteln
die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen, ob gleichzeitiges Übertragen
und Empfangen erhebliche Störungen
verursachen würden.
Falls nicht, erfolgen Übertragen
und Empfangen gleichzeitig. Wenn jedoch erhebliche Störung erzeugt
würde,
kann die drahtlose Schnittstelleneinrichtung den Konflikt lösen durch Verzögern des Übertragens,
um die Gleichzeitigkeit zu vermeiden, Verzögern des Empfangs, um die Gleichzeitigkeit
zu vermeiden, Reduzieren der Sendeleistung, Anpassen des Frequenzsprungs
eines Bluetooth-Geräts,
und den Konflikt auf Basis des Hostprotokolls und/oder auf Basis
des Prioritätsprotokolls
verarbeiten.
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Wenn
der Konflikt gleichzeitigen Empfangsvorgängen entspricht, ermitteln
die drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen, ob solch eine Gleichzeitigkeit
wesentliche Störungen
verursachen würden. Falls
nicht, werden die gleichzeitigen Empfangsvorgänge verarbeitet. Wenn jedoch
wesentliche Störungen
vorliegen würden,
kann einer der Empfangsvorgänge
verzögert
werden, um die Gleichzeitigkeit zu vermeiden, und eine der externen
Einrichtungen kann angewiesen werden, ihre Sendeleistung zu senken.
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Die
vorhergehende Darlegung hat ein Verfahren und eine Einrichtung zum
kooperativen Senden/Empfangen zwischen drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen
einer Hosteinrichtung dargestellt. Dadurch, dass eine direkte Kommunikation
zwischen den drahtlosen Schnittstelleneinrichtungen untereinander
ermöglicht
wird, können
Störungen
zwischen diesen reduziert und/oder vermieden werden. Fachleute in
diesem Gebiet wissen, dass andere Ausführungsbeispiele aus den Lehren
der vorliegenden Erfindung ohne Abweichen vom Umfang der Ansprüche abgeleitet
werden können.