CN1679278A - 无线接口 - Google Patents

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Abstract

一种计算机装置(200，400)具有位于各分部的多个子系统(413，424)，这些子系统彼此之间可以移动。各分部之间的通讯利用无线收发器(104，106)传送经由分隔各子系统间的空气间隙介面(126，127)而完成。从各分部中的多个通讯子系统(413，424)来的数据经过多任务处理(102)成单一数据流，并编码(103)成无线收发器的通讯协议。编码的数据流传送至兼容的收发器(106)，并在该收发器(106)中译码(107)。译码的数据流经多任务解讯处理(108)后成为用于各通讯子系统的个别数据流。无线收发器(104，106)包括多种通讯协议和具有从射频至光频率的传输频率。在各分部内可根据无线技术和通讯协议，而使用光纤、传输线、或波导来传送信号。

Description

无线接口
技术领域
本发明大体上涉及无线通讯，特别涉及可携式、膝上型装置与便携式计算机中次组合件的间的无线通讯。
背景技术
可携式计算机(例如，膝上型、便携式和超小型计算机)当其不使用时，通过将其最大组件，它们的显示屏和支撑盖次组合件予以折叠，而达到将整个体积缩小的目的。然而不幸的是，枢接显示部分会遭遇到与盖内装置沟通或供电困难的问题。发生此种情况是因为用来连接盖内的装置与基体内装置的导线，必须经常在其本身所用的枢轴(hinge)内折转，而表现出恒定的弯折与未弯折部分。再者，连接盖内的装置(例如，LCD图形显示器、USB相机和其它装置)，也许需要许多的信号线，这些信号线必须挤压入枢轴宽度的很小区域内。将这些线挤压入小区域内则需要小体积的信号线，如此则在追踪信号与其它型式的接口之间会产生信号干扰的问题。
当无线局域网络(WLAN)与无线广域网络(WWAN)连接加入到这些型式的可携式计算机时，此问题更形严重。WLAN和WWAN使用无线电技术而各须有特定的天线，这些天线当设在单元内可能的最高位置时(通常在可携式计算机的盖区)，则工作情况最佳。在可携式计算机的主机板和位于其盖内的WLAN和/或WWAN无线电子系统之间所需的互连，由于增加了具有高数据率的更多信号，而使得枢轴接线问题更为复杂。此外，市场要求使可携式计算机系统的所有的部件尽可能的薄。因此，虽可通过限制盖的厚度或在某些情况下甚至缩小主机壳的本身，但接线系统组件(例如，具弹性的电路、接头、屏蔽和导线)最终限制了特定的可携式计算机的市场性。即使扩大枢轴接线束以包含WLAN或WWAN(或者二者)无线电接口信号，但这些信号可能干扰或受其它譬如LCD显示器的信号的干扰。
最后，对于在可携式计算机内的各种子系统的接线系统组件的成本，并不能予以忽略。已发现在枢接区域要求的环境下仅有需要的具有弹性和耐久性的特别具弹性的电路基板才能够装载所需数目的信号线。在计算机机壳的主体内建立和组装此种接线次组合件是很花成本的。再者，接线子系统会受到移动(折叠、滑动等)，如此增加服务要求和产品回送，这是造成原装备制造商(OEM)客户服务成本的主要原因。为了使现代可携式计算机系统能够继续加入所需的技术，并维持其市场需求的实际大小和重量，因此须有一种方法来减少可携式计算机主体中装置和盖中装置之间的通讯信号所需的接线。
发明内容
对于低成本可携式计算机互联机问题的一个解决方法是，利用电磁通讯技术，即：利用无线电、磁学、或光学方法在机械连接的可移动部分之间实现无线通讯。本发明使用无线技术来作为可携式计算机的机壳中和盖中的子系统间的通讯。对于这些可移动部分之间相隔开的短空间距离，可以使用多种的电磁通讯技术。将盖和基体部分枢接使得它们之间可以彼此相对移动。盖中的一个或多个子系统的数据经过多任务被处理成单一数据流，然后编码成基体收发器的通讯协议(protocol)。数据以无线方式传送经过分隔开基体收发器和盖收发器之间的空气间隙。将接收的数据译码和多任务解讯处理，然后耦接到盖中的子系统。同样地，在基体中的一个或多个的子系统的数据，被多任务处理成单一数据流，并编码成盖收发器的通讯协议。数据可以在单一链路上双向传送，或者在多个无线链路上传送。无线链路可用多种的通讯协议和电磁波谱来传输越过分隔开盖和基体部分的空气间隙。
上述说明已经很广泛地勾勒出本发明的特征和技术优点，而对本发明的后述详细说明能够有较佳的了解。下文中将说明本发明的其它特征和优点，这些特征和优点形成本发明权利要求范围的标的。
附图说明
为了能够更完全了解本发明及其优点，可参照下列说明及其附图。
图1为说明依照本发明实施例的信号处理的方块图，这些信号从第一部分中的子系统传输到第二部分中的子系统；
图2为依照本发明一个实施例的计算机装置的各部分的示图；
图3为使用于本发明实施例中的方法步骤的流程图；
图4A和图4B为依照本发明一个实施例的显示计算机装置传输数据越过空气间隙的示图；
图5显示计算机装置的侧视图，其中包含无线通讯装置的计算机装置的二个部分的表面具有角度相关位置。
具体实施方式
在下列说明中，提出了许多特定的详细说明以提供对本发明的完全了解。然而，很显然的对于本领域技术人员而言，可不必作如此详细的说明即能实施本发明。在其它例子中，为了不致于在不必要的细节上模糊本发明的重点，因此已知的电路将用方块图的形式来显示。对于大部分已省略了关于时序考虑和类似方面的详细说明，欲完全的了解本发明并不需要这些详细说明，因为这些详细说明已为本领域一般技术人员所熟知。
现参照各图式，其中描绘的组件并不须按比例来绘示，且其中在各图中相同或相似的组件是以相同的参考号码所表示。
大致而言，本发明利用空气间隙接口来耦接盖中的子系统和基体中主机板之间所需的信号。空气间隙接口包括盖和基体彼此相对运动的区域。因为盖可以有多个具有不同通讯协议的子系统，因此希望将多个数据路径，合并成单一个数据路径，或至多一个双通讯路径，虽然有更多的通讯路径也包含在本发明的范围内。这允许物理接口将被合并。
图1为显示合并的通讯路径和允许空气间隙接口作为主要通讯链路所需的各组件的方块图。例示的盖101包括无线局域网络(WLAN)、通用串行端口(USB)装置和液晶显示器(LCD)。图1中尚未显示的实际装置，可以有它们的输入/输出(I/O)装置。WLAN 116输入用于WLAN的信号。同样地，WLAN 119输出用于WLAN的信号。USB使用输入USB 117和输出USB 120通讯。用来显示信息的LCD子系统使用输入LCD 118和输出LCD 121通讯。多任务器(MUX)/多任务解讯器(DMUX)102用来将多个通讯路径(例如，WLAN 119、USB120和LCD 121)合并成单一个通讯路径(例如，123)。在相同方法中，路径122中的合并数据(Consolidated Data，CD)被多任务解讯成WLAN116、USB 117、和LCD 118。CD 122经译码并将CD 123编码。用于盖的次组合件的数据在CD 122中被接收，并由编码器/译码器103译码。CD 123经编码而与用于物理电磁接口(PEI)104中的特定通讯协议兼容。
通讯协议涉及管理装置之间数据传输的硬件和软件标准。术语“协议”(protocol)一词是非常概括性的，被用于数百种不同的通讯方法。通讯协议可定义传输的数据或管理对话的控制指令的封包结构，或者二者。在此所揭示中，通讯协议也可包括必须编码和译码相对于与特定无线接口相关的电磁波的数据的调制/解调方案。
CD 123传输通过空气间隙接口105，并在PEI 106中被接收。编码器/译码器107将CD 123译码成CD 125。CD 125在MUX/DMUX 108中经多任务解讯而产生个别的数据流WLAN 113、USB 114和LCD115，这些数据流在主逻辑板109中的适当电路中被接收。以同样的方式，信号WLAN 110、USB 111和LCD 112在MUX/DMUX 108中经多任务处理，并耦接到编码器/译码器107以产生CD 124，CD 124耦接到PEI 104，该PEI 104将数据经由空气间隙接口105而传送至编码器/译码器103。CD 122在MUX/DMUX 102中经多任务解讯处理而产生个别的WLAN 116、USB 117和LCD 118信号。PEI 104和106为兼容的收发器系统，可工作于广范围的电磁频谱，并使用许多可能的调制设计的其中一种。
特定的通讯系统PEI 104和PEI 106显然须与特定系统内的装置兼容，而不会引起不适当的干扰或易受可携式计算机内标准装置的干扰。应了解到图1的系统可使用在计算机中任何二个位置之间，该系统可用导线技术连接而仍在本发明的范围内。
本发明的一个实施例是利用光通讯至盖。在此实施例中，可使用譬如光纤的具挠性的光导管而耦接至空气间隙接口。光也可用来以广播模式直接通讯经过空气间隙接口。很像从电灯泡来的许多同样的光将充满室内，可以使用从光源来的调制的光充满使用本发明实施例的可携式计算机周围区域。光纤可以是最佳的解决方式因为光纤具有大的频宽和被以高容量制造。光纤在产生至空气间隙接口区域位置点或接收自空气间隙接口区域位置点的耦接的调制光中提供了很大的弹性，然而，放置在空气间隙接口区的调制光源和接收器也在本发明的范围内。
图2显示使用光和光纤将光耦接至空气间隙接口区。用虚线显示的各切断处(例如，208)暴露出通常是隐藏的各组件。图2显示计算机装置200的示例基体203和盖201的部分。盖201具有孔206，而圆柱状元件204装配其内。孔206和组件204用作枢接组件。相对应的枢接组件(图中未显示)定位在盖201的另一侧而完成该枢接组合。盖201具有大致与孔206同轴配置的光纤207。圆柱状元件204也有孔208而使得从光纤205来的光可以经由空气间隙(光纤205和光纤207之间)而到达光纤207。盖201显示了盖合基体203而具有分离的间隙210。盖201可就其枢接组件(例如组件204和孔206)上的轴209而旋转(打开)。在基体203上的光纤205并不移动。由于光纤207并不移动，因此其通讯轴保持固定并朝向光纤205。光纤205耦接至基体203中次组合件(例如，主机板212)中的收发器(图中未绘示)。同样的光纤207耦接至盖201中次组合件213中的收发器(图中未绘示)。图2显示一个例子说明本发明的各实施例如何可使用空气间隙接口来光学通讯而不须与通讯组件实际接触。
在计算机装置200中，通过将波导(在此例中为光纤205和207)放置在枢轴的旋转轴中而完成载送数据的机构，如此避免了导线、管子、或其它物理装置的实际接触，这些导线、管子、或物理装置在扭转或弯折时可能受到伤害。数据可由二个分离的波导载送，或双向数据可通过相同的波导载送(由箭头202所示)，这根据信号频率和调制方法而定。
图4A和4B显示依照本发明实施例计算机装置400的示图。在此例中，光用于例示的计算机装置400中，以减化本发明的说明。应了解到可使用其它的电磁频率而仍属本发明的范围内。
在图4A中，部分A 403和部分B 402用枢轴机构(图中未显示)耦接，而使得部分B 402可相对于部分A 403旋转。当部分B 402从位置1旋转至位置3时，部分B 402的表面406分隔开一空气间隙并与部分A 403的表面404保持基本上固定的距离。光纤412将收发器(TR)411耦接至部分B 402的表面406。同样地，光纤408将TR401耦接至基体403内所希望的位置。表面404形成为用于由TR 411所发送光信号405的聚焦透镜。此使得当部分B 402旋转时从光纤412来的将要聚焦于光纤408的光(光信号405)，相对地与TR 411的位置无关。若TR 401正在发送，光纤408构成使得光430具有辐射状分布。虽然光430的大小由TR 411在其径向位置“看起来”会改变，然而适当的调制技术可使得通讯经过分隔部分A 403和部分B 402的空气间隙。向量407、409和410显示由TR 411所接收的信号的大小可随着位置而改变。在表面404中和其周围部分A 403中的材料对通讯频率而言实质上是可透射的。
图4B是计算机装置400的另一示图。盖402用枢接组件414和415枢接于基体403。范例子系统413用通讯链路420耦接在电子装置416。电子装置416用通讯链路419耦接于TR 411。TR 411用光纤412耦接光信号至表面406。光数据431自该表面406越过分隔表面404的空气间隙正交于盖201的旋转轴而通讯。光纤408耦接光数据431至TR 401。TR 401耦接至主机板417，该主机板417可包含多任务器、编码器和其它信号处理电路。范例子系统424耦接至主机板417。同样地，将连接器422和423予以耦接(例如，经由通讯链路)，并可用来将由外部耦接子系统(图中未显示)至计算机装置400而至盖402中组件。
虽然计算机装置400显示使用光通讯越过分隔表面406和表面404的空气间隙，但应了解到可以使用其它的通讯频率而仍属本发明的范围内。
图5显示本发明的另一实施例，其中可移动组件之间的通讯使用一般称为无线电或微波辐射者。盖506由枢轴505相对于基体501旋转而打开笔记本计算机500。收发器503如所示可改变其所在位置，并可有如线507和508所示的辐射图案。这些辐射图案围绕着收发器502在盖506中所示各位置。
电磁辐射(例如，507和508)的频率可具有宽的范围，而仍可用来发射和接收盖506和基体501中收发器之间所需的数据；数据经由单一频率载送(直接频率或振幅调制)或多频载送(例如，用譬如正交除频多任务处理的可变编码方法而展布频谱调制)。可以使用除了图5中507和508所示波形图案以外的其它波形图案，只要在盖506和基体501中的收发器是位于可接收经由所希望的旋转角504而发送的数据即可。
在另一个实施例中，收发器502和503使用大的连续辐射频带而允许构成较少的干扰和较低的发射功率。此技术为已知的超广频(UWB)无线电，并使用非常广范围的频率(在低功率)以载送计算机二部分之间的快速的脉冲。
使用无线电收发器的各实施例具有弹性，其收发器可置于个别的子系统内；无线电辐射的性质允许发射器和接收器设置在枢接/移动部分内，无论使用何方法其都是以最方便可携式计算机系统的设计为主。
图3为使用在本发明实施例的方法步骤流程图。在步骤301，具有通讯协议的第一无线收发器(例如，收发器106)设置在计算机装置的第一部分(例如，基体109中)。在步骤302，具有通讯协议的第二无线收发器(例如，收发器104)设置在计算机装置的第二部分(例如，盖101中)，该盖101枢接于基体109。在步骤303，从基体109中的一个或多个子系统来的数据在108中经多任务处理，形成第一数据流(例如124)。在步骤304，将数据流124编码(例如，通过编码器/译码器107)成形成第一编码的数据流(例如126)的通讯协议。在步骤305，第一编码的数据流126从收发器106越过分隔盖101和基体109的表面的空气间隙介面而传送至收发器104。在步骤306，在收发器104中接收第一编码的数据流126。在步骤307，将第一编码的数据流126译码(例如，通过编码器/译码器103)成第三数据流(例如，译码的数据122)。在步骤308，译码的数据122在102经多任务解讯处理形成用于一个或多个子系统(例如，WLAN 116装置、USB 117装置或LCD 118)的系统数据。在步骤309，将系统数据耦接到对应的子系统。
虽然已经详细说明了本发明及其具有的优点，但应了解这些说明可作各种的变更、代替和择用，而不背离本发明所附权利要求内所界定的精神和范围。
产业利用性
在基本装置和位于盖内的装置(例如，LCD图形显示器、USB数字相机或其它装置)间的物理数据通讯连接的移除或限制可降低成本，并提升便携式计算机的工作效率，且使这些装置的制造者得以在限制提升关于其产业的技术的成本的同时也能改善该技术。

Claims (21)

1.一种通讯方法，包括下列各步骤：
枢接计算机装置的第一和第二部分；
定位在该第一部分中具有通讯协议的第一无线收发器(301)；
定位在该第二部分中具有该通讯协议的第二无线收发器(302)；
多任务处理在该第一部分中从一个或多个第一子系统来的数据，形成第一数据流(303)；
编码该第一数据流成为该通讯协议，形成第一编码的数据流(304)；以及
将该第一编码的数据流从该第一收发器传送越过分隔开该第一部分的第一表面和该第二部分的第二表面的空气间隙而至该第二收发器(305)。
2.如权利要求1的方法，进一步包括下列步骤：
译码由该第二收发器所接收的该第一编码的数据流，形成第三数据流(307)；
多任务解讯处理该第三数据流形成用于该一个或多个第二子系统的系统数据(308)；以及
将该系统数据耦接至对应的其中一个该第二子系统(309)。
3.如权利要求1的方法，进一步包括下列步骤：
多任务处理从该第二部分中的一个或多个第二子系统来的数据，形成第二数据流；
编码该第二数据流成为该通讯协议以形成第二编码的数据流；以及
将该第二编码的数据流从该第二收发器传送越过分隔开该第一部分的第一表面和该第二部分的第二表面的空气间隙而至该第一收发器。
4.如权利要求3的方法，进一步包括下列步骤：
译码由该第二收发器所接收的该第二编码的数据流，形成第四数据流；
多任务解讯处理该第四数据流形成用于该一个或多个第一子系统的系统数据；以及
将该系统数据耦接至对应的其中一个该第一子系统。
5.如权利要求1的方法，其中该第一和第二表面是实质上正交于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
6.如权利要求1的方法，其中该第一和第二表面是实质上平行于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
7.如权利要求5的方法，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一光纤，而该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二光纤。
8.如权利要求6的方法，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一光纤，而该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二光纤。
9.如权利要求1的方法，其中该第一和第二表面具有角度相对位置，并正交于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
10.如权利要求9的方法，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一电磁换能器，而该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二电磁换能器。
11.如权利要求1的方法，其中该一个或多个第一子系统包括无线局域网络装置、通用串行端口装置和液晶显示装置。
12.如权利要求1的方法，其中该一个或多个第二子系统包括无线局域网络装置、通用串行端口装置和耦接至系统主机板的储存装置。
13.一种计算机装置，包括：
具有一个或多个第一子系统的第一部分；
枢接至该第一部分并具有一个或多个第二字系统的第二部分；
整合在该第一部分中并具有通讯协议的第一无线收发器；
整合在该第二部分中具有该通讯协议的第二无线收发器；
第一多任务处理电路，用于多任务处理从一个或多个第一子系统来的数据，形成第一数据流；
第一编码电路，用于编码该第一数据流成为该通讯协议，形成第一编码的数据流；
第一多任务解讯处理电路，用于多任务解讯处理来自该一个或多个第二子系统的数据，形成第三数据流；
用于将该第三数据流耦接至该一个或多个第一子系统的装置；以及
隔开该第一部分的第一表面和该第二部分的第二表面的空气间隙，该第一表面具有耦接至该第一收发器的第一通讯路径，该第二表面具有耦接至该第二收发器的第二通讯路径，其中该第一收发器发送该第一编码的数据流至该第二收发器。
14.如权利要求13的计算机装置，进一步包括：
第二多任务处理电路，用于多任务处理从该一个或多个第二子系统来的数据，形成第二数据流；
第二多任务解讯处理电路，用于多任务解讯处理来自该一个或多个第一子系统的数据，形成第四数据流；
用于将该第四数据流耦接至该一个或多个第二子系统的装置；以及
第二编码电路，用于编码该第二数据流成为该通讯协议，形成第二编码的数据流，其中该第二收发器发送该第二编码的数据流至该第一收发器。
15.如权利要求13的计算机装置，其中该第一和第二表面是实质上正交于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
16.如权利要求13的计算机装置，其中该第一和第二表面是实质上平行于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
17.如权利要求15的计算机装置，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一光纤，而该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二光纤。
18.如权利要求16的计算机装置，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一光纤，而该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二光纤。
19.如权利要求13的计算机装置，其中该第一和第二表面具有角度相对位置，并正交于对应于耦接该第一和第二部分的枢轴机构的旋转轴。
20.如权利要求19的计算机装置，其中该第一表面包括耦接于该第一收发器的第一电磁换能器，该第二表面包括耦接于该第二收发器的第二电磁换能器。如权利要求13的计算机装置，其中该一个或多个第一子系统包括无线局域网络装置、通用串行端口装置和液晶显示装置。
21.如权利要求13的计算机装置，其中该一个或多个第二子系统包括无限局域网络装置、通用串行端口装置和耦接至系统主机板的储存装置。
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