用於電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置及方法
2023-05-27 18:18:21 1
專利名稱：用於電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置及方法，尤 指一種將較弱碰撞免疫能力的無線模塊設定為具有較高頻道使用權，以降低碰撞發生機 會，進而提升傳輸效率。
背景技術：
隨著無線通信技術的演進，現有技術已發展出不同的無線通信系統，如移動通 信系統(如GSM、3G、LTE)、無線區域網絡(如Wi-Fi、WiMax)、無線個人區域網絡(如 Bluetooth, Zigbee)等。為了避免無線通信系統間的幹擾，不同無線通信系統通常會採用 相異的操作頻帶並使用相異的通信技術(包含調製度、編碼、加密等)。然而，在有限的無線 資源下，勢必有部分無線通信系統需採用相同的操作頻帶，可能因此引起相互幹擾的問題。舉例來說，根據Bluetooth 及 Wi-Fi 的通信協定 IEEE 802. 15. 1 及 IEEE802. 11， 兩者的操作頻段均在ISM(Industrial Scientific Medical)頻段中的2.4GHz附近(IEEE 802. Ila是在5GHz)。ISM頻段即工業、科學和醫用頻段，其為世界各國保留的無線頻段，用 於工業、科學研究和微波醫療方面的應用。使用這些頻段無需許可證，只需要遵守一定的規 範，以避免對其它頻段造成幹擾。在此情形下，雖然Bluetooth及Wi-Fi的通信協定不同，使 用的調製、編碼方式亦不同，但由於兩者的頻段相同，可能因此發生信號碰撞(Collision)， 亦即(Bluetooth或Wi-Fi)接收機同時接收到Bluetooth及Wi-Fi的信號，因而導致錯誤 的發生。當Bluetooth與Wi-Fi發生信號碰撞時，Wi-Fi可透過自動重傳機制(Automatic Repeat reQuest, ARQ)重新傳遞數據至接收機，並透過傳輸速率調整機制(Rate Adaptation)降低傳輸速率，以提高數據傳輸成功率。然而，相較於Wi_Fi，Bluetooth 是一種低功率的無線連接技術，換言之，Wi-Fi信號很容易造成Bluetooth接收機「飽 和」(Saturation)。詳細來說，無線接收機在接收無線信號的過程中，需視信號傳輸狀況，適 當地調整放大器的增益(Gain)，以將射頻信號有效地降頻至基頻，進而解調、解碼出正確的 內容。在此情形下，當Bluetooth與Wi-Fi發生信號碰撞時，Bluetooth接收機會因突然收 到功率相對較大的Wi-Fi信號，導致放大器飽和，以致無法正確運作。更有甚者，發生信號 碰撞時，Wi-Fi傳輸機(Transmitter)會將傳輸速率降低，使得同一分組的傳輸時間會因此 增加，意謂著信號碰撞發生的機會更加提高，可能導致嚴重的錯誤。舉例來說，若電腦系統透過Wi-Fi進行無線上網的同時，另透過Bluetooth與耳 機、無線鍵盤、滑鼠等周邊設備建立連結。此時，若發生信號碰撞情形，則使用者仍可透過 Wi-Fi進行較低速的無線上網，但Bluetooth的周邊設備可能就此中斷或連線狀況不佳，因 而降低了使用時的便利性。上述信號碰撞情形是以Bluetooth及Wi-Fi為例，這兩種無線通信技術常應用於 同一電子產品，如筆記型電腦、個人數字助理等，故信號碰撞的問題較明顯且嚴重。除此之 夕卜，由於使用ISM頻段無需許可證，換言之，其它共用此頻段的無線通信系統皆可能遭遇信號碰撞的問題。因此，如何改善信號碰撞的問題就成為業界努力的課題之一。
發明內容
因此，本發明的主要目的即在於提供一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的 無線收發裝置及方法。本發明揭露一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置，包含有一 第一無線模塊及一第二無線模塊。該第一無線模塊包含有一第一無線收發單元，用來收發 一第一無線通信系統的無線信號；以及一指示信號產生單元，用來於該第一無線收發單元 啟動收發一無線信號前，產生一指示信號，以指示該第一無線收發單元於一第一時間點開 始收發該無線信號。該第二無線模塊包含有一第二無線收發單元，用來收發一第二無線通 信系統的無線信號；以及一傳輸控制單元，用來根據該指示信號，控制該第二無線收發單元 於該第一時間點開始停止收發無線信號。本發明另揭露一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的方法，該電子裝置包含 一第一無線模塊及一第二無線模塊分別用來收發一第一無線通信系統及一第二無線通信 系統的無線信號，該方法包含有於該第一無線模塊啟動收發一無線信號前，該第一無線模 塊產生一指示信號，用來指示該第一無線模塊於一第一時間點開始收發該無線信號；以及 根據該指示信號，該第二無線模塊於該第一時間點開始停止收發無線信號。
圖1為本發明實施例一無線收發裝置的示意圖。
圖2A及圖2B分別顯示圖1中相關信號波形在兩種運作情形下的示
圖3為圖1的無線收發裝置的運作流程圖。
主要元件符號說明
10無線收發裝置
100第一無線模塊
102第二無線模塊
104第一無線收發單元
106指示信號產生單元
108第二無線收發單元
110傳輸控制單元
IND_msg指示信號
HALT_msg控制信號
WR_sys_l第一無線通信系統
WR_sys_2第二無線通信系統
P1、P2、P3分組
P1_ACK、P2_ACK確認信息
P3_Seg片段
30流程
300、302、304、306 步驟
具體實施例方式本發明避免無線信號碰撞的方式是由具有較弱「碰撞免疫」(Collisionlmmime)能力的收發模塊取得較優先運作權，以避免碰撞的發生。在本發明中，「碰撞免疫」能力是指 當無線信號發生碰撞時，無線收發模塊維持運作的能力，此能力與信號功率、除錯機制、重 傳機制等有關，且不限於此，當視實際應用而定。例如，在Bluetooth與Wi-Fi共存的系統， Wi-Fi收發模塊的「碰撞免疫」能力明顯優於Bluetooth收發模塊的「碰撞免疫」能力，因此， 本發明將Bluetooth收發模塊設定為具有較優先運作權，亦即當Bluetooth收發模塊運作 時，Wi-Fi收發模塊應停止無線信號的收發運作。詳細概念請參考以下說明。請參考圖1，圖1為本發明實施例一無線收發裝置10的示意圖。無線收發裝置10 用於一電子裝置(如電腦系統、個人數字助理等)中避免無線信號碰撞，其包含有一第一無 線模塊100及一第二無線模塊102。其中，第一無線模塊100的碰撞免疫能力弱於第二無線 模塊102的碰撞免疫能力。詳細來說，第一無線模塊100包含有一第一無線收發單元104及 一指示信號產生單元106。第一無線收發單元104用來收發一第一無線通信系統WR_sys_l 的無線信號RFl，而指示信號產生單元106則用來產生一指示信號INDjnsg於第二無線模塊 102，以指示第一無線收發單元104的信號收發情形。第二無線模塊102包含有一第二無線 收發單元108及一傳輸控制單元110。第二無線收發單元108用來收發一第二無線通信系 統WR_sys_2的無線信號RF2，而傳輸控制單元110則根據指示信號產生單元106所產生的 指示信號IND_msg，輸出一控制信號HALTjnsg至第二無線收發單元108，以控制第二無線收 發單元108的運作。因此，當第一無線收發單元104啟動收發無線信號RFl時，指示信號產生單元106 會產生指示信號IND_msg於傳輸控制單元110，以指示第一無線收發單元104將於一特定時 段中收發無線信號RF1，則傳輸控制單元110會控制第二無線收發單元108停止無線信號 的收發運作，以避免信號碰撞的發生。換句話說，由於第一無線模塊100的碰撞免疫能力弱 於第二無線模塊102的碰撞免疫能力，因此在本發明中，第一無線模塊100具有較優先運作 權。也就是說，一旦第一無線模塊100欲收發無線信號RF1，即使第二無線模塊102正在運 作，仍必需等待第一無線模塊100完成收發運作後，才能開始(或繼續)運作。需注意的是，當第二無線模塊102因第一無線模塊100而暫停運作時，由於傳輸環 境無任何改變，傳輸控制單元110應控制第二無線收發單元108維持相同的傳輸設定值，如 傳輸速率、傳輸功率、增益等，並於恢復傳輸後，採原始的傳輸設定值進行傳輸。在此情形 下，當第二無線收發單元108在未收到一分組的回應信息前即受傳輸控制單元110的控制 而停止收發的運作時，待恢復傳輸後，第二無線收發單元108仍應採先前的傳輸設定值進 行重傳，而不應受傳輸速率調整機制(Rate Adaptation)的控制而降低傳輸速率。簡單來 說，在本發明中，第一無線模塊100擁有較高的頻道使用權，若第二無線模塊102因第一無 線模塊100而停止使用無線頻道時，相關傳輸設定值仍應維持一致，以避免影響傳輸效率。圖1所示的無線收發裝置10為本發明的實施例，本領域具通常知識者當可據以做 不同的修飾，而不限於此。舉例來說，指示信號INDjnsg及控制信號HALTjnsg的實現方式不 限於特定種類，只要能適時停止第二無線收發單元108的運作即可。舉例來說，請參考圖2A 及圖2B，圖2A及圖2B分別顯示圖1中相關信號波形於兩種可能的運作情形的示意圖。在圖2A及圖2B中，指示信號IND_msg及控制信號HALT_msg皆是以方波實現。在圖2A中，第 一無線收發單元104於一時點tl發出一分組P1，並於一時點t2收到分組P1的確認(ACK) 信息P1_ACK後，停止收發的運作。因此，指示信號產生單元106所產生的指示信號IND_msg 會在時點tl前上升至高電平，並於時點t2後降回低電平。同樣地，傳輸控制單元110所產 生的控制信號HALT_msg亦呈相同變化。此外，如圖2A所示，第一無線收發單元104發出分 組P1前，第二無線收發單元108並未收發任何分組。相較之下，在圖2B中，第一無線收發 單元104於時點t3至t4期間，輸出一分組P2並接收對應的確認信息P2_ACK。若在時點 t3前，第二無線收發單元108正輸出一分組P3，但因控制信號HALT_msg，使得第二無線收發 單元108停止分組P3的傳輸，而僅完成分組P3的部分片段P3_Seg的傳輸。在此情形下， 待第一無線收發單元104完成收發運作後，控制信號HALT_msg會降回低電平，則第二無線 收發單元108會以相同的傳輸設定，輸出分組P3。需注意的是，圖2A及圖2B中，指示信號IND_msg及控制信號HALT_msg系以方波 為例，實際上，其它實現方式亦可用於本發明，而不限於此。例如，在圖2A中，指示信號產 生單元106可於時點tl前輸出一具有一第一電平的脈衝信號，並於時點t2後輸出一具有 一第二電平的脈衝信號，亦即指示信號IND_msg由不同電平的脈衝信號實現。而傳輸控制 單元110亦可有相同的變化。另外，圖2A及圖2B中，指示信號IND_msg及控制信號HALT_ msg的方波寬度皆略大於第一無線收發單元104的運作期間，此僅為一例，亦可相等於第一 無線收發單元104的運作期間。另外，在圖1中，第一無線收發單元104及第二無線收發單元108分別表示第一無 線模塊100及第二無線模塊102中執行無線信號收發的方塊。實際上，第一無線收發單元 104或第二無線收發單元108中可能包含有軟體(如驅動程序)及硬體(如天線、混頻器、 調製裝置等)部分，因此指示信號產生單元106及傳輸控制單元110的實現應視系統所需 而有所變化。例如，若指示信號產生單元106及傳輸控制單元110皆是以軟體實現時，傳輸 控制單元110可被動地接收指示信號產生單元106所產生的指示信號IND_msg，或主動查詢 指示信號產生單元106是否產生指示信號IND_msg。這些變化皆屬本發明的範圍，且不限於 此，凡是將具有較弱「碰撞免疫」能力的無線模塊設為較優先運作，以避免碰撞發生的系統、 方法等皆屬本發明的範疇。除此之外，前述說明皆是以兩個無線模塊為例，實際上，在多無線模塊的架構中， 亦可採用本發明的概念。亦即，具有最弱「碰撞免疫」能力的無線模塊具有最優先運作的權 力，相對應變化應是本領域技術人員參考本發明的實施例可推導得出，故不贅述。上述無線收發裝置10的運作方式可歸納為一流程30，如圖3所示。流程30包含 以下步驟步驟300:開始。步驟302 於第一無線收發單元104啟動收發無線信號RF1前，指示信號產生單元 106產生指示信號IND_msg，用來指示第一無線收發單元104的運作情形。步驟304 根據指示信號IND_msg，傳輸控制單元110控制第二無線收發單元108 的運作。步驟306:結束。流程30的詳細說明可參考前述，在此不贅述。
在現有技術中，當共用頻段的無線模塊發生信號碰撞情形時，具有較弱碰撞免疫 能力的無線模塊可能因此中斷連線，因而降低使用時的便利性。相較之下，在本發明中，較 弱碰撞免疫能力的無線模塊具有較高頻道使用權，因此可避免碰撞的發生，並維持傳輸的 正常運作。
綜上所述，針對同一電子裝置中共用頻段的無線模塊，本發明可降低碰撞發生機 會，以提升傳輸效率。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修 飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置，包含有一第一無線模塊，包含有一第一無線收發單元，用來收發一第一無線通信系統的無線信號；以及一指示信號產生單元，用來於該第一無線收發單元啟動收發一無線信號前，產生一指示信號，以指示該第一無線收發單元於一第一時間點開始收發該無線信號；以及一第二無線模塊，包含有一第二無線收發單元，用來收發一第二無線通信系統的無線信號；以及一傳輸控制單元，用來根據該指示信號，控制該第二無線收發單元於該第一時間點開始停止收發無線信號。
2.如權利要求1所述的無線收發裝置，其中該傳輸控制單元另用來維持該第二無線收 發單元的一傳輸設定值。
3.如權利要求1所述的無線收發裝置，其中該傳輸控制單元用來控制該第二無線收發 單元於該第一時間點開始停止接收對應於一已傳輸分組的一回應信息。
4.如權利要求1所述的無線收發裝置，其中該指示信號產生單元所產生的該指示信號 另用來指示該第一無線收發單元於一第二時間點完成收發該無線信號。
5.如權利要求4所述的無線收發裝置，其中該第一無線收發單元於該第二時間點接收 到該無線信號的一回應信息，以完成收發該無線信號。
6.如權利要求4所述的無線收發裝置，該指示信號是一方波，且該方波的一上升邊緣 (Rising Edge)位於該第一時間點之前，該方波的一下降邊緣(Descending Edge)位於該第 二時間點之後。
7.如權利要求4所述的無線收發裝置，其中該傳輸控制單元另用來根據該指示信號， 控制該第二無線收發單元於該第二時間點恢復收發無線信號。
8.如權利要求7所述的無線收發裝置，其中該傳輸控制單元另用來控制該第二無線收 發單元以該第一時間點前的一傳輸設定值，恢復收發無線信號。
9.如權利要求7所述的無線收發裝置，其中該傳輸控制單元另用來控制該第二無線收 發單元重傳一未被確認(Non-Acknowledged)的分組。
10.如權利要求1所述的無線收發裝置，其中該第一無線通信系統的無線傳輸功率低 於該第二無線通信系統的無線傳輸功率。
11.如權利要求1所述的無線收發裝置，其中該第一無線通信系統是一藍牙通信系統， 以及該第二無線通信系統是一無線區域網絡系統。
12.一種用於一電子裝置中避免無線信號碰撞的方法，該電子裝置包含一第一無線模 塊及一第二無線模塊分別用來收發一第一無線通信系統及一第二無線通信系統的無線信 號，該方法包含有於該第一無線模塊啟動收發一無線信號前，產生一指示信號，用來指示該第一無線模 塊於一第一時間點開始收發該無線信號；以及根據該指示信號，該第二無線模塊於該第一時間點開始停止收發無線信號。
13.如權利要求12所述的方法，其中根據該指示信號，該第二無線模塊於該第一時間 點開始停止收發無線信號的步驟，包含維持該第二無線模塊的一傳輸設定值。
14.如權利要求12所述的方法，其中根據該指示信號，該第二無線模塊於該第一時間 點開始停止收發無線信號的步驟，包含該第二無線模塊於該第一時間點開始停止接收對應 於一已傳輸分組的一回應信息。
15.如權利要求12所述的方法，其中該指示信號另用來指示該第一無線模塊於一第二 時間點完成收發該無線信號。
16.如權利要求15所述的方法，其中該第一無線模塊於該第二時間點接收到該無線信 號的一回應信息，以完成收發該無線信號。
17.如權利要求15所述的方法，其中該指示信號是一方波，且該方波的一上升邊緣位 於該第一時間點之前，該方波的一下降邊緣位於該第二時間點之後。
18.如權利要求15所述的方法，其另包含根據該指示信號，該第二無線模塊於該第二 時間點恢復收發無線信號。
19.如權利要求18所述的方法，其中根據該指示信號，該第二無線模塊於該第二時間 點恢復收發無線信號的步驟，包含該第二無線模塊以該第一時間點前的一傳輸設定值，恢 復收發無線信號。
20.如權利要求18所述的方法，其中根據該指示信號，該第二無線模塊於該第二時間 點恢復收發無線信號的步驟，包含該第二無線模塊重傳一尚未被確認的分組。
全文摘要
本發明提供一種用於電子裝置中避免無線信號碰撞的無線收發裝置，包含有第一無線模塊及第二無線模塊。該第一無線模塊包含有第一無線收發單元，用來收發第一無線通信系統的無線信號；以及指示信號產生單元，用來於該第一無線收發單元啟動收發無線信號前，產生指示信號，以指示該第一無線收發單元於第一時間點開始收發該無線信號。該第二無線模塊包含有第二無線收發單元，用來收發第二無線通信系統的無線信號；以及傳輸控制單元，用來根據該指示信號，控制該第二無線收發單元於該第一時間點開始停止收發無線信號。
文檔編號H04L1/18GK101877605SQ200910137730
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者林育俊, 蘇義峰 申請人:雷凌科技股份有限公司