一種行動電話和其通信方法
2023-07-15 18:48:31 2
專利名稱：一種行動電話和其通信方法
技術領域：
本發明涉及一種可攜式行動電話，尤其是採用短程無線通信技術的行動電話技術領域和其通信方法技術領域。
另一方面，現在的移動手持設備以GSM移動手機為主。一臺GSM手機的最大發射功率為2W(33dBm)，一些人群正在高頻率的使用手機，長時間地處於強功率電磁波的照射之中；現代醫學對一部分人群提出忠告—遠離強電磁波輻射的環境。這些人群包括孕婦群體，人體安裝了心臟起搏器的患者群體，眼部癌症高危群體等。大功率的電磁輻射對於健康人也有著還不曾預知的潛在危害。
為了減少無線輻射對人體影響，中國專利文獻對採用短程無線通信技術的行動電話技術也有一些相關報導，如專利號為01100098.8的中國專利「一種將射頻單元在空間上獨立的方法與行動電話裝置」，將手持行動電話分為從空間上獨立的兩個或兩個以上功能單元，包括至少一個負責與無線網絡連接的射頻單元和與使用者人機互動的手持主體單元，至少有一個射頻單元與一個手持主體單元在空間上獨立，通過採用標準協議的無線或有線接口連接，構成一類分體式行動電話。可使手持主體單元及射頻單元的設計、使用靈活性增加，降低行動電話對人體的無線輻射，並大大延長行動電話的待機與通話時間。它固然有其描述的一方面進步，但是也存在一些美中不足。根據背景技術，我們知道傳統的行動電話原理性結構主要包括有電池、信號處理/控制模塊、和信號處理/控制模塊連接的送話模塊、受話模塊、射頻模塊、號碼/信息輸入模塊、顯示模塊和身份鑑別模塊，還可以設置對外數據接口模塊，天線與射頻模塊連接。普通行動電話的信號處理主要流程是受話模塊將音話模擬信號轉換成射頻信號送天線發射；天線接受的射頻信號送射頻模塊調解成數字基帶信號，再經過信號處理/控制模塊恢復成模擬信號，由送話模塊輸出音話。行動電話對人體的無線輻射主要來自射頻模塊和天線。為此專利號為01100098.8的發明人將天線與射頻模塊組成空間獨立的射頻單元，而將信號處理/控制模塊、和信號處理/控制模塊連接的送話模塊、受話模塊、號碼/信息輸入模塊、顯示模塊和身份鑑別模塊及對外數據接口模塊組成手持機單元，射頻單元與手持機單元通過各自的短程無線通信組件按照一定通訊協議進行數據交換。因為採用分體結構，使射頻單元遠離人體，從而減輕使用者遭受無線輻射的威脅，同時能一定程度提高手持機的使用靈活性和便捷性，由於電池分別為射頻單元和手持機單元提供電能，所以使用時間可以更長。但是其手持機單元包括了信號處理/控制單元、和信號處理/控制模塊連接的送話模塊、受話模塊、號碼/信息輸入模塊、顯示模塊和身份鑑別模塊及對外數據接口模塊，所以其結構還不能有效地、充分地減小體積和減輕重量；電池要為這些模塊提供電能，所以電能消耗也還很大，一定電能儲量的電池不能提供更長待機時間；特別是隨行動電話多功能發展，一般比較多是與PDA個人數字助理機進行結合，而PDA模塊是掛在信號處理/控制模塊上，造成主機即手持機單元的電子模塊和外設設備增多，體積日趨龐大，重量增重，雖然它具有一定文字處理功能，如電子名片、會議日程安排等，但是給用戶的行動電話使用帶來不便，降低行動電話最主要的目的使用靈活和輕巧性；最後是其手持機單元與射頻單元聯合起來才能使用，單純的射頻單元沒有送話模塊、受話模塊和信號處理/控制部件，不能進行通話使用，還必須帶有送話模塊、受話模塊及信號處理/控制部件，這樣母子機結構設計就會造成硬體重複設置，而行動電話與PDA個人數字助理機結合的信息終端在PDA模塊的人機界面上也可以設置麥克風、話筒或耳機部件，使該信息終端具有通話能力，因此行動電話在採用分體結構同時，考慮與PDA個人數字助理機結合，使手持機單元與主機單元都能使用來進行通話，達到母子機功能和個人數字處理功能，配以應用程式和作業系統，來充分利用現有的電子模塊和硬體，達到多功能、低成本、高性能/價格比目的。
本發明要解決的第二技術問題是使行動電話與PDA個人數字助理機進行結合，並採用上述合理有效的分體結構，使手持機與主機設備成為都能通話的母子機，使行動電話多功能化與使用輕巧靈活性得到協調平衡的行動電話。
本發明要解決的再一個技術問題是提供分體結構合理有效、為上述行動電話採用的通信方法。
本發明解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為該種行動電話，其有一個包含短程無線通訊組件的主機設備和一個包含短程無線通訊組件的手持機設備，主機設備的無線短程通訊組件與手持機設備的無線短程通訊組件是按照一定通訊協議進行通訊，同時有主機電源、手持機電源分別連接主機設備和手持機設備供給它們電源，其特徵在於主機設備包含網絡通信模塊和短程無線通信組件，網絡通信模塊與短程無線通信組件互相傳輸通信數據，手持機設備包含短程無線通信組件和數據處理/輸入輸出控制部分，短程無線通信組件與數據處理/輸入輸出控制部分相互傳輸通信數據。
上述無線短程通訊組件是按照藍牙通訊協議或IEEE802.11協議進行通信。
上述網絡通信模塊是GSM模塊、CDMA模塊或GPRS模塊。
上述主機設備其網絡通信模塊包括有雙工器、RF發送/接受部件、基帶模擬部件、第一控制部件、存儲器，雙工器連接RF發送/接受部件，RF發送/接受部件連接再連接基帶模擬部件，基帶模擬部件連接第一控制部件，同時存儲器也連接第一控制部件；短程通信組件包括有基帶信號處理部件、RF傳輸/接受部件、第二連結控制部件，第二連結控制部件連接基帶信號處理部件，基帶信號處理部件一端連接在第一控制部件上，另一端連接RF傳輸/接受部件。
上述的手持機設備其短程通信組件包括有RF傳輸/接受部件、基帶處理部件、第三連結控制部件，第三連結控制部件連接基帶處理部件，基帶處理部件一端連接RF傳輸/接受部件，另一端連接數據處理/輸入輸出控制部分中第四連結控制部件，同時第四連結控制部件還分別接有存儲器和用戶接口部件。
本發明解決第二個技術問題的技術方案是在上述基礎上，在第一控制部件還連接有擴展功能模塊，該擴展功能模塊是PDA模塊，所述PDA模塊在人機界面上設置有麥克風、話筒或耳機部件，通過應用軟體和作業系統軟體使主機設備也成為行動電話。
本發明解決第三個技術問題的技術方案是這樣的該行動電話採用的通信方法，其特徵在於當主機設備按照網絡通信協議與基站通信時，主機設備通過天線、射頻模塊和信號處理控制模塊將接收到的信息轉變成一定協議所規定的編碼格式，再通過主機中的短程無線通信功能模塊按照協議傳送給手持機設備；手持機設備將來自主機的信號通過短程無線通信功能模塊和數據處理/輸入輸出控制模塊進行解調、解碼，驅動用戶界面，其包括各種告警，顯示，鍵盤輸入輸出；用戶根據手持機界面情況，直接對手持機進行操作，操作過程包括顯示內容的查閱或鍵盤操作或發出呼叫命令或發出語音及數據信息；手持機將用戶的各種請求以及用戶發出的各種信息按照一定協議通過無線傳輸方式發送給主機。
與現有技術相比，本發明的優點在於1、行動電話採用分體結構，使行動電話人機界面部分如送話模塊、受話模塊、號碼/信息輸入模塊、顯示模塊單獨分離出來與短程無線通信組件構成手持機部分，而天線、射頻模塊、信號處理/控制模塊與短程無線通信組件構成主機部分，使無線輻射最大部分能離開用戶一定距離，這樣能有效地減小在使用GSM手機時射頻信號對人體的輻射影響；2、行動電話分體結構更合理有效，它僅僅行動電話人機界面部分分離出來，而將信號處理/控制模塊留在主機設備部分裡，使手持機體積和重量更加輕巧便捷、使用更靈活，同時同樣容量的電池為其工作提供更長的待機和工作時間，而主機設備部分因為在掌上使用的時間少，相對地講其體積和重量可以做大一些，這樣其電池容量體積也可以大一些，為其提供長時間的供電，同時隨行動電話多功能發展，主機設備與PDA個人數字助理機結合起來成一體，不會造成手持機體積過大或過重，影響行動電話的輕巧和靈活性；在主機設備的PDA模塊中，其在自己的人機界面上帶有麥克風話筒或耳機等部件，利用作業系統和應用軟體，充分利用其現有的硬體設備，使主機設備也能通話或傳輸數據，構成母機，與手持機部分組成了母子機，方便用戶使用，平時外出時將母機放在包裡，利用手持機進行通話，以減少無線輻射，又使用方便，在辦公時，可以使用PDA進行傳輸數據文字或利用母機進行通話，達到多功能、低成本、高性能/價格比目的。
參考
圖1，整個通信系統包括一個主機設備和一個手持機設備。具有GSM模塊、PDA、數據機整合為A10，以及短程通信模塊A30等多種功能或部分上述附加功能的組合體被說明為主機設備A00，GSM通信模塊與短程無線通信組件即短程通信模塊A30進行通信，同時主機設備的電源C10為它們提供工作電源；手持機設備B00包含一個用於收發信號的短程無線通信組件即短程無線通信模塊B10，和一個包括數據處理、輸入輸出控制部分B30，短程無線通信組件與數據處理、輸入輸出控制部分進行通信，同時手持機設備的電源C20為它們提供工作電源；手持機設備與主機設備進行短程無線通信進行交換通信數據。
參考圖2，圖中bluetooth短程通信模塊A30作為主機設備的一個構成部件，包含一個射頻RF發送/接收部件A32、一個基帶信號處理部件A31、第二連結控制部件MCUA33。第二連結控制部件MCU A33連接基帶信號處理部件A31，基帶信號處理部件A33一端連接在第一控制部件上，另一端連接RF傳輸/接受部件。基帶信號處理部件A31和第二連結控制部件A33被″掛接″到作為主控制器的第一控制部件，並在其控制下分組發送/接收控制命令、結果數據和用戶數據。RF發送/接收部件A32將基帶信號處理部件A31產生的數據分組調製到一個用於無線傳輸的預定頻帶，然後放大並傳送已調製的數據分組。同時，RF發送/接收部件A32放大預定頻帶的接收信號並最大程度的壓縮噪聲成分，將接收信號的頻帶降低至一個較低的目標頻帶和頻率，並將已降低頻帶及頻率的信號加到基帶信號處理部件A31上。
基帶信號處理部件A31通過添加接入碼以及分組頭，把來自主機第一控制部件A16的數據分組轉換成一種分組格式，並將已經轉換的分組格式轉換成適合無線傳輸的預定數據分組。同時，基帶信號處理部件A31將接收到的數據分組轉換成一種規定的格式，並將轉換後的數據傳送至主機主控制器即第一控制部件A16。
第二連結控制部件A33，根據從第一控制部件A16處得到的指令來控制整個短程通信模塊A30，並將請求和來自手持機的各種數據以一定的格式傳送到主機第一控制部件A16也可稱作主CPU。
主機設備中的GSM通信模塊除了用於GSM通信本身的機構以外，其含義還包括在其基礎上擴展的多種功能模塊A18--PDA、MODEM、以及外設驅動接口等，本發明將其通稱為擴展功能模塊，整個A10部件仍稱作″GSM通信模塊″，它包括以下部件組成第一控制部件A16即主CPU，存儲器A15，基帶模擬部件A13即BBA，RF發送/接收部件A12，GSM型，雙工器A11，以及擴展功能模塊A18。雙工器連接RF發送/接受部件，RF發送/接受部件連接再連接基帶模擬部件即BBA，基帶模擬部件連接第一控制部件，同時存儲器和擴展功能模塊A18也連接第一控制部件。RF發送/接收部件A12的接收部分將來自GSM基站的信號放大並最大程度的壓縮噪聲，再將放大後的信號轉換成數位訊號。這個信號在主CPU即第一控制部件A16中被分析和處理。同時RF發送/接收部件A12GSM型的發送部分將來自主CPU即第一控制部件A16的信號調製到所需頻帶，並通過雙工器A11將已放大和調製的信號傳送至天線。這個過程是按照現行的GSM標準協議規定完成的。
第一控制部件A16控制GSM通信模塊A10的全部工作，並控制著藍牙部分將來自基站的信息如字符、圖形、語音等，並無線傳輸至手持機設備B00；同時將來自藍牙部分的各種分組數據進行處理，並以GSM的方式向基站發送。
基帶模擬部件A13結合接收部分將模擬信號逐步轉換成基帶模擬、數字形式的信號。同時將數字數據轉換成基帶信號，並結合發送部分將基帶信號轉換成IF信號，最後由RF發送/接收部件以高頻模擬信號的形式發送出去。
雙工器A11從天線接收該頻帶的無線信號，並輸出到RF發送/接收部件A12的接收部分。同時雙工器A11接收來自RF發送/接收部件A12的發送部分的發送信號，並通過天線輸出該傳輸頻帶的傳輸信號。
附圖3是附圖1中說明的手持機設備B00的方框圖。手持機設備B00的藍牙短程通信組件B10即短程無線通信組件包括RF發送/接收部件B12，基帶處理部件B11，第三連結控制部件B13。藍牙短程通信組件B10與主機設備A00中的A30組件功能構造相同，因此不再詳述。其連接關係是第三連結控制部件連接基帶處理部件，基帶處理部件一端連接RF傳輸/接受部件，另一端連接數據處理/輸入輸出控制部分中第四連結控制部件。第四連結控制部件還分別接有存儲器和用戶接口部件，它們組成了數據處理/輸入輸出控制部分。
第四連結控制部件B32作為手持機設備的中央控制器，它接收來自B10組件的各種數據，並處理，將處理結果按照分組的形式以各種方式輸出，包括告警驅動電平、圖文數據顯示、話音輸出等；同時第四連結控制部件B32將用戶的控制命令、圖文數據、以及話音信號按照規定的格式通過短程通信組件B10發送出去。
用戶接口部件包括告警發音器如喇叭或蜂鳴器及其驅動電路、振動馬達及其驅動電路、受話器及其相應電路、揚聲器及其驅動電路、顯示屏及其驅動電路、以及各種按鍵。它們在第四連結控制部件B32的管理下將用戶需要的信息，以各自的方式輸出給用戶，或者把用戶要求傳送的各種信息和控制指令以各自的方式輸入，再傳送給藍牙短程通信組件B10。
存儲器B33，包括一個只讀存儲器ROM，用於存儲手持機工作所需的程序和控制數據；一個可讀寫存儲器，用於保存電話號碼、人名等；一個隨機存儲器RAM，用於暫時保存程序運行中產生的數據。
再描述一下整套系統工作所需要配置的電源C10和C20。在使用過程中，由於本發明採取分體式的設計將主機與手持機分離，主機設備A00在使用中不用手持，重量與體積不受限制。基於此，可以為主機部分配置大容量的電池C10，足以持續用戶滿意的連續耗電時間；同時，根據藍牙通信方式的特點，手持機設備B00功耗低，按照普通容量設計的手機電池C20足以維繫手持機設備B00長時間的持續工作。
作為行動電話發展的方向，越來越多的行動電話與PDA個人數字助理機進行結合，在主機設備部分的第一控制部件即主CPU還連接有擴展功能模塊。該擴展功能模塊是PDA模塊。它的人機界面上帶有常規的顯示模塊、觸控螢幕模塊、鍵盤輸出模塊外，還帶有麥克風、話筒或耳機等部件，通過作業系統和擴展的應用軟體，充分利用其行動電話硬體和PDA硬體部分，使主機設備也成為一種行動電話即母機，它與手持機設備構成一種母子機分體結構，達到行動電話多功能、低成本、高性能/價格比優勢。
如上所述，本發明實施方案中，用戶通過手持機與主機聯繫，人體僅受到小功率的電磁輻射≤0dBm而避免了強電磁波照射，GSM最大功率2W；以精巧便攜的手持機替代了粗重的手機；電池容量相對的提高了；開放性地保留了藍牙通信方式本身的功能特點，以及該技術的發展方向。
本發明中的藍牙部分開放性地保留了藍牙通信方式本身的功能特點，雖然本發明被描述成當前最實用的、優越的實施方案，也需要在不脫離本發明領域情況下，還可以對其作其他的修改，如採用CDMA或GPRS網絡通信模塊，或採用其它短程無線通信協議如IEEE802.11等等，都應在本發明範圍。所以，本發明將不限於公開的具體實施方案，而應限定在所附的權利要求及其等同物的範圍內。
權利要求
1.一種行動電話，其有一個包含短程無線通訊組件的主機設備和一個包含短程無線通訊組件的手持機設備，主機設備的無線短程通訊組件與手持機設備的無線短程通訊組件是按照一定通訊協議進行通訊，同時有主機電源、手持機電源分別連接主機設備和手持機設備供給它們電源，其特徵在於主機設備包含網絡通信模塊和短程無線通信組件，網絡通信模塊與短程無線通信組件互相傳輸通信數據；手持機設備包含短程無線通信組件和數據處理/輸入輸出控制部分，短程無線通信組件與數據處理/輸入輸出控制部分相互傳輸通信數據。
2.根據權利要求1所述的行動電話，其特徵在於所述的無線短程通訊組件是按照藍牙通訊協議或IEEE802.11協議進行通信。
3.根據權利要求1所述的行動電話，其特徵在於所述的網絡通信模塊是GSM模塊、CDMA模塊或GPRS模塊。
4.根據權利要求1所述的行動電話，其特徵在於所述的主機設備其網絡通信模塊包括有雙工器、RF發送/接受部件、基帶模擬部件、第一控制部件、存儲器，雙工器連接RF發送/接受部件，RF發送/接受部件連接再連接基帶模擬部件，基帶模擬部件連接第一控制部件，同時存儲器也連接第一控制部件；短程通信組件包括有基帶信號處理部件、RF傳輸/接受部件、第二連結控制部件，第二連結控制部件連接基帶信號處理部件，基帶信號處理部件一端連接在第一控制部件上，另一端連接RF傳輸/接受部件。
5.根據權利要求1所述的行動電話，其特徵在於所述的手持機設備其短程通信組件包括有RF傳輸/接受部件、基帶處理部件、第三連結控制部件，第三連結控制部件連接基帶處理部件，基帶處理部件一端連接RF傳輸/接受部件，另一端連接數據處理/輸入輸出控制部分中第四連結控制部件，同時第四連結控制部件還分別接有存儲器和用戶接口部件。
6.根據權利要求4所述的行動電話，其特徵在於所述的第一控制部件還連接有擴展功能模塊。
7.根據權利要求6所述的行動電話，其特徵在於所述的擴展功能模塊是PDA模塊或/和數據機模塊。
8.根據權利要求7所述的行動電話，其特徵在於所述的PDA模塊在人機界面上設置有麥克風、話筒或耳機部件，通過應用軟體和作業系統軟體使主機設備也成為行動電話。
9.一種如權利要求1所述行動電話採用的通信方法，其特徵在於當主機設備按照網絡通信協議與基站通信時，主機設備通過天線、射頻模塊和信號處理控制模塊將接收到的信息轉變成一定協議所規定的編碼格式，再通過主機中的短程無線通信功能模塊按照協議傳送給手持機設備；手持機設備將來自主機的信號通過短程無線通信功能模塊和數據處理/輸入輸出控制模塊進行解調、解碼，驅動用戶界面，其包括各種告警，顯示，鍵盤輸入輸出；用戶根據手持機界面情況，直接對手持機進行操作，操作過程包括顯示內容的查閱或鍵盤操作或發出呼叫命令或發出語音及數據信息；手持機將用戶的各種請求以及用戶發出的各種信息按照一定協議通過無線傳輸方式發送給主機。
10.根據權利要求9所述的通信方法，其特徵在於所述的協議是藍牙協議或IEEE802.11協議。
11.根據權利要求9所述的通信方法，其特徵在於所述的主機設備在第一控制部件還連接有擴展功能模塊，該擴展功能模塊是PDA模塊，PDA模塊在人機界面上帶麥克風、話筒或耳機部件，通過應用軟體和作業系統軟體使主機設備也成為行動電話，從而構成母子機通話方法。
全文摘要
本發明涉及採用短程無線通信技術的行動電話技術領域和其相關通信方法技術領域。其有一個包含短程無線通訊組件的主機設備和一個包含短程無線通訊組件的手持機設備,主機設備的無線短程通訊組件與手持機設備的無線短程通訊組件是按照一定通訊協議進行通訊,同時有主機電源、手持機電源分別連接主機設備和手持機設備供給它們電源,其特徵在於:主機設備包含網絡通信模塊和短程無線通信組件,網絡通信模塊與短程無線通信組件互相傳輸通信數據,手持機設備包含短程無線通信組件和數據處理/輸入輸出控制部分,短程無線通信組件與數據處理/輸入輸出控制部分相互傳輸通信數據。它具有分體結構更合理有效、降低無線輻射、提高使用方便性等優點。
文檔編號H04M1/725GK1356845SQ0113926
公開日2002年7月3日 申請日期2001年12月25日 優先權日2001年12月25日
發明者趙建東, 文強 申請人:杭州波導軟體有限公司