用于增加无线通信范围的方法、设备以及系统技术方案

提供了一种用于增加无线通信范围的方法、设备以及系统。该设备包括收发器、天线以及在通信上耦合至收发器和天线的射频(RF)前端系统。RF前端系统可以包括：RF采样块，其耦合至收发器，并且被配置成采样从收发器接收的信号并输出电压信号；RF切换逻辑，其耦合至RF采样块以接收电压信号，并且被配置成在发送模式和接收模式之间切换RF前端系统；RF发送增益块，其耦合至RF切换逻辑并且被配置成增大从收发器接收的信号的发送功率；以及RF接收增益块，其耦合至RF切换逻辑并且被配置成去除从天线接收的射频信号中包含的噪声信号。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请是基于2015年1月30提交的题目为“METHODS,DEVICES AND SYSTEMS FOR INCREASING WIRELESS COMMUNICATION RANGE”的第62/110,250号美国临时申请，以及2015年1月30日提交的题目为“BLUETOOTH TRANSPARENT RELAY”的第62/110,262号美国临时申请，并且本申请要求这两个美国临时申请的优先权，这两个美国临时申请的整个内容通过引用被合并在本文中。
本公开内容一般地涉及无线通信领域，尤其涉及用于增加无线通信范围的方法、设备以及系统。
技术介绍
诸如蓝牙扬声器、智能电话、智能锁的蓝牙设备以及各种智能蓝牙传感器和可穿带设备已经在许多应用中得到广泛使用。因为蓝牙技术被设计用于低功率和低成本操作，所以蓝牙设备的通信范围通常相当短。例如，诸如智能电话和蓝牙低能量(BLE)传感器的两个蓝牙设备之间的典型通信范围在开放空间中限于几十米，而在房间内限于几米，并且蓝牙传输通常不能穿透墙壁。在需要更长通信范围的情景下，短的通信范围限制了蓝牙设备的使用。增加无线通信范围的常规方案通常涉及增大射频传输的双方的发送功率或天线增益。然而，对于蓝牙设备来说，特别是对BLE传感器和可穿戴设备来说，增大设备的发送功率或天线增益经常是不切实际的，并且可能将阻挠低功率和低成本蓝牙设备的设计目标的实现。因此，期望在不必增加蓝牙设备的发送功率或生产成本的情况下扩展蓝牙设备的通信范围。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于支持无线通信的设备，包括：收发器；天线；以及射频RF前端系统，其在通信上耦合至所述收发器以及所述天线，所述RF前端系统包括：RF采样块，其耦合至所述收发器，并且被配置成对从所述收发器接收的信号进行采样并且输出电压信号；RF切换逻辑，其耦合至所述RF采样块以接收所述电压信号，并且被配置成在发送模式和接收模式之间切换所述RF前端系统；RF发送增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成增大从所述收发器接收的所述信号的发送功率；以及RF接收增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成抑制从所述天线接收的射频信号中包含的噪声信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于支持无线通信的设备，包括：可配置天线系统，其包括多个天线单元，其中所述天线单元中的每个天线单元能够被接通或断开以产生不同的天线配置；收发器，其被配置成产生针对所述天线配置中的每个天线配置的接收信号强度指示RSSI，其中基于从客户端设备接收的信号产生所述RSSI；以及天线逻辑系统，其在通信上耦合至所述收发器和所述可配置天线系统，所述天线逻辑系统被配置成：从所述收发器接收针对所述天线配置中的每个天线配置的RSSI；基于所述RSSI在所述天线配置中选择天线配置；以及用所述选择的天线配置来配置所述可配置天线系统。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于支持无线通信的设备，包括：第一天线和第二天线，其中所述第一天线和所述第二天线使用不同的极化；第一通信模块，其被配置成经由所述第一天线发送第一射频信号，其中遵从第一通信协议来产生所述第一射频信号；以及第二通信模块，其被配置成经由所述第二天线发送第二射频信号，其中遵从与所述第一通信协议不同的第二通信协议来产生所述第二射频信号。附图说明构成本说明书一部分的附图图示了若干实施方式，并且和说明书一起用以说明所公开的原理。图1图示了用于实现与本公开内容一致的方法和系统的示例性系统环境。图2图示了根据本公开内容的实施方式的蓝牙集线器的示例性框图。图3图示了根据本公开内容的实施方式的蓝牙集线器的发送路径的示例性框图。图4图示了根据本公开内容的实施方式的蓝牙集线器的接收路径的示例性框图。图5图示了根据本公开内容的实施方式的蓝牙集线器的示例性框图。图6是根据本公开内容实施方式的用于配置蓝牙集线器的天线系统的示例性方法的流程图。图7图示了根据本公开内容实施方式的用于选择天线配置的接收信号强度指示(RSSI)的示例性表。图8图示了根据本公开内容的实施方式的蓝牙集线器的天线系统的示例性框图。图9图示了根据本公开内容实施方式的能够支持多个通信协议的无线通信集线器的示例性框图。图10图示了根据本公开内容实施方式的能够支持多个通信协议的无线通信集线器的示例性框图。图11图示了根据本公开内容实施方式的能够支持多个通信协议的无线通信集线器所采用的跳频方案的示例性图。具体实施方式参考附图描述示例性实施方式。在图中，附图标记的最左边数字标识该附图标记第一次出现的图。在方便的情况下，贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同的或相似的部分。虽然在本文中描述了公开的原理的示例和特征，但在不偏离所公开的实施方式的精神和范围的情况下，修改、改编以及其它实现方式也是可能的。另外，认为词语“包括”、“具有”、“含有”以及“包含”以及其它相似的形式在意思上等同，并且是开放式的，因为跟在这些词语中的任何一个之后的一项或多项不意味着是这项或这些项的穷尽列举，或不意味着是要仅限于所列出的一项或多项。还必须注意，如在本文中所使用的以及在所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”(“a”、“an，”)以及“该”(“the”)包括复数引用，除非上下文清楚地另外指明。以下具体描述意图被认为仅是示例性的，并且真正的范围
和精神由权利要求所指示。阐述了所示出的部件和步骤以说明所示的示例性实施方式，而且应该预期到，前进的技术发展将改变执行特定功能的方式。出于说明的目的，而不是出于限制的目的，在本文中给出了这些示例。另外，为了描述的方便，本文中已经任意地限定了功能构建块的边界范围。能够限定替代的边界范围，只要特定功能和它们的关系被适当地执行。相关领域技术人员基于本文中所包含的教导将明白替代方式(包括本文中所描述的那些的等同物、扩展、变化、偏离等)。这些替代方式落入所公开的实施方式的范围和精神内。图1图示了用于实现与本公开内容一致的方法和系统的示例性系统环境100。图1中所示的系统环境100包括集线器120和客户端设备110、125、130、135及145。在一些实施方式中，系统环境100也可以包括允许客户端设备与集线器120远程通信的网络140。如图1中所示，客户端设备通过无线通信链路连接至集线器120。例如，客户端设备可以是使用蓝牙通信协议与集线器120通信的蓝牙设备或蓝牙传感器。客户端设备也可以使用例如紫蜂、WiFi等的其它无线通信协议来与集线器120通信。当要在客户端设备之间建立无线通信时，集线器120可以接收来自一个客户端设备(例如客户端设备110)的无线电信号、处理接收的信号以及向另一客户端设备(例如客户端设备125)发送相应的无线电信号，使得客户端设备可以通过集线器120彼此通信。在一些实施方式中，集线器120可以放大接收的信号和/或抑制从客户端设备接收的信号中的噪声，使得能够有效增加客户端设备之间的通信范围。在一些实施方式中，客户端设备可以是蓝牙设备或传感器(或诸如WIFI设备、紫蜂设备等的其它无线设备)，并且集线器120可以被用于增加客户端设备之间的通信范围。蓝牙设备以两个模式中的一个模式来操作：作为主设备或从设备。主设备提供网络时钟并确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支持无线通信的设备，包括：收发器；天线；以及射频RF前端系统，其在通信上耦合至所述收发器以及所述天线，所述RF前端系统包括：RF采样块，其耦合至所述收发器，并且被配置成对从所述收发器接收的信号进行采样并且输出电压信号；RF切换逻辑，其耦合至所述RF采样块以接收所述电压信号，并且被配置成在发送模式和接收模式之间切换所述RF前端系统；RF发送增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成增大从所述收发器接收的所述信号的发送功率；以及RF接收增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成抑制从所述天线接收的射频信号中包含的噪声信号。

【技术特征摘要】
2015.01.30 US 62/110,250;2015.01.30 US 62/110,2621.一种用于支持无线通信的设备，包括：收发器；天线；以及射频RF前端系统，其在通信上耦合至所述收发器以及所述天线，所述RF前端系统包括：RF采样块，其耦合至所述收发器，并且被配置成对从所述收发器接收的信号进行采样并且输出电压信号；RF切换逻辑，其耦合至所述RF采样块以接收所述电压信号，并且被配置成在发送模式和接收模式之间切换所述RF前端系统；RF发送增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成增大从所述收发器接收的所述信号的发送功率；以及RF接收增益块，其耦合至所述RF切换逻辑，并且被配置成抑制从所述天线接收的射频信号中包含的噪声信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF采样块被配置成以比从所述收发器接收的所述信号的速率低的速率来采样所述信号。3.根据权利要求1所述的设备，其中如果所述电压信号的功率大于预定阈值，所述RF切换逻辑将所述RF前端系统切换到所述发送模式。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF采样块包括用于对所述电压信号进行滤波的低通滤波器。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF发送增益块包括用于对从所述收发器接收的所述信号进行整形的步进RF衰减器和陶瓷滤波器。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述前端RF系统还包括耦合至所述RF切换逻辑的一个或更多个RF切换块。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF切换逻辑被配置成通过向所述RF发送增益块发送控制信号来启用或禁用所述RF发送增益块。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF切换逻辑被配置成通过向所述RF接收增益块发送控制信号来启用或禁用所述RF接收增益块。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述RF切换逻辑被配置成基于
\t所述电压信号在所述发送模式和所述接收模式之间切换所述RF前端系统。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述收发器是蓝牙收发器，并且所述信号是蓝牙信号。11.根据权利要求1所述的设备，其中从所述收发器输出的所述信号的一部分被传递到所述RF采样块，并且从所述收发器输出的所述信号的剩余部分被传递到所述RF发送增益块。12.一种用于支持无线通信的设备，包括：可配置天线系统，其包括多个天线单元，其中所述天线单元中的每个天线单元能够被接通或断开以产生不同的天线配置；收发器，其被配置成产生针对所述天线配置中的每个天线配置的接收信号强度指示RSS...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鲲鹏，赵福勇，
申请(专利权)人：赵福勇，
类型：发明
国别省市：美国;US