阅读说明：本技术 短距离无线通信和长距离无线通信 (Short-range wireless communication and long-range wireless communication ) 是由 蔡明贤 陈中骏 谢毅刚 I·拉格纳多 于 2017-04-24 设计创作，主要内容包括：在一个示例中,描述了一种通信设备,所述通信设备包括至少一个天线以及与所述至少一个天线通信地耦接的无线通信模块。所述无线通信模块可以包括处理单元,所述处理单元用于经由所述至少一个天线搜索信号范围内的另一设备,并且经由与某一频段相关联的第一射频(RF)信道建立与所述另一设备的短距离无线通信。进一步地,所述处理单元可以经由与所述频段相关联的至少一个第二RF信道建立与所述另一设备的长距离无线通信,以向所述另一设备发送数据并从所述另一设备接收数据。(In one example, a communication device is described that includes at least one antenna and a wireless communication module communicatively coupled with the at least one antenna. The wireless communication module may include a processing unit to search for another device within signal range via the at least one antenna and establish short-range wireless communication with the other device via a first Radio Frequency (RF) channel associated with a frequency band. Further, the processing unit may establish long-range wireless communication with the other device via at least one second RF channel associated with the frequency band to transmit and receive data to and from the other device.)

短距离无线通信和长距离无线通信

背景技术

如平板计算机和膝上型计算机等无线通信设备可以具有用于发射信号和接收信号的天线。无线通信设备可以经由天线向其他设备发射射频(RF)信号/从其他设备接收射频信号。无线通信设备可以与如扩展坞(docking station)和***设备等其他设备耦接以传送数据。例如，膝上型计算机可以建立与外部显示器或虚拟现实(VR)眼镜的连接以交换数据。在另一个示例中，膝上型计算机可以与扩展坞耦接，以在膝上型计算机与另一个设备之间传送数据或者与如输入输出(I/O)设备、外部显示器等多个设备连接。

具体实施方式

无线通信设备可以使用天线来发射和/或接收RF信号。示例天线可以是“多频段天线”和/或支持多个频段的“多个天线”。每个频段可以包括与一组RF信道相对应的频率范围或频率。示例频段可以包括60GHz频段。无线千兆联盟(WiGig)和无线连接器利用60GHz频段作为它们的无线技术。例如，无线连接器可以用于允许发射器与接收器之间在10毫米范围内进行最高达7Gbps数据传输的邻近通信，而WiGig/无线高清多媒体接口(WHDMI)可以用于允许发射器与接收器之间在2米至10米范围内进行最高达7Gbps数据传输的长距离通信。

WiGig是在60GHz频段上以每秒数千兆比特进行数据传输的无线传输技术。例如，当WiGig无线对接(docking)被应用于通信设备与***装置之间的连接时，WiGig无线对接可以突破无线保真(Wi-Fi)的传输速度的极限，并提供比Wi-Fi的传输速度快10倍的实际传输速度，达到每秒数千兆比特的速度。进一步地，无线连接器可以利用60GHz频段以使得通信设备能够搜索、检测***装置并且与***装置进行配对。在一个示例中，无线连接器可以实现短距离无线通信，而WiGig可以实现长距离无线通信。在另一个示例中，WiGig可以实现从通信设备到***装置的数据传输，而配对使得能够从***装置向通信设备发射控制信号以控制正在传输的数据。

WiGig和无线连接器中的每一个可以与单独的无线通信模块(例如，WiGig模块和无线连接器模块)相关联，以分别执行WiGig功能和无线连接器功能。每个无线通信模块可以与相应的天线、中频(IF)和硬件相关联以实施相关联功能，并且因此可能增加材料清单成本和/或增加天线设计的空间。

本文描述的示例可以提供具有无线通信模块的通信设备，以经由与某一频段相关联的第一RF信道建立与另一个设备的短距离无线通信(例如，无线连接器功能)，并且经由与所述频段相关联的至少一个第二RF信道建立与所述另一个设备的长距离无线通信(例如，WiGig功能)，从而向所述另一个设备发送数据并从所述另一个设备接收数据。无线通信模块可以利用第一传输功率水平(例如，0至2分贝毫瓦(dBm))经由与60GHz频段相关联的第一RF信道建立短距离无线通信，并且利用第二传输功率水平(例如，21dBm至24dBm)经由与60GHz频段相关联的至少一个第二RF信道建立长距离无线通信。

本文描述的示例可以使用一个(例如，利用60GHz频段的)无线通信模块在通信设备上实施WiGig功能和无线连接器功能，从而节省用于天线/硬件设计的空间和/或与天线/硬件设计相关联的材料清单成本。

现在转到附图，图1是包括利用某一频段来建立短距离无线通信和长距离无线通信的无线通信模块104的示例通信设备100的框图。示例通信设备100可以包括移动电话、平板计算机(tablet)、膝上型计算机(laptop)、台式计算机、个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)等等。

通信设备100可以包括至少一个天线102、以及与至少一个天线102通信地耦接的无线通信模块104。天线102可以被设计成覆盖60GHz(即57GHz至64GHz)的频段。无线通信模块104可以利用60GHz频段在不同传输功率水平使用不同协议来建立短距离无线通信和长距离无线通信。

在一个示例中，无线通信模块104可以使用第一协议支持短距离无线通信。在这种情况下，无线通信模块104可以使用低功率无线电(或第一协议)来建立短距离无线通信。低功率无线电可以从所连接的系统消耗较少的功率，并且可以帮助维持更长的电池寿命。低功率无线电的示例可以包括支持60GHz频段的无线连接器。

在另一个示例中，无线通信模块104可以使用第二协议支持长距离无线通信。在这种情况下，无线通信模块104可以使用高功率无线电(或第二协议)来建立长距离无线通信。高功率无线电可能消耗较高的功率。高功率无线电的示例可以包括支持60GHz频段的WiGig。无线通信模块104也可以称为设备、部件、单元等。第一协议可以具有与第二协议的距离相比更短的距离。

进一步地，无线通信模块104可以包括处理单元108。处理单元108可以包括例如硬件设备，所述硬件设备包括用于实施本文所描述的功能的电子电路。另外或作为替代方案，处理单元108可以被实施为在通信设备100的机器可读存储介质上编码并且可由处理器执行的一系列指令。在本文所描述的示例中，处理器可以包括例如一个处理器或被包括在单个设备中或跨多个设备分布的多个处理器。应当注意的是，在一些实施例中，一些模块被实施为硬件设备，而其他模块被实施为可执行指令。

在操作过程中，处理单元108可以使用无线通信模块104来经由至少一个天线102搜索信号范围内的另一个设备106并且经由与所述频段(即60GHz频段)相关联的第一RF信道建立与设备106的短距离无线通信。在一个示例中，第一RF信道可以使得能够经由短距离无线通信将通信设备100与设备106配对。进一步地，处理单元108可以经由与所述频段相关联的至少一个第二RF信道建立与设备106的长距离无线通信，以向设备106发送数据并从设备106接收数据。例如，设备106可以是***设备或扩展坞。示例***设备可以包括外部显示器、VR眼镜等。

例如，处理单元108可以基于通信设备100与设备106之间的距离来触发无线通信模块104建立长距离无线通信。当通信设备100与设备106之间的距离超过阈值时，处理单元108可以利用传输功率水平将连接从短距离无线通信切换到长距离无线通信，以经由与所述频段相关联的至少一个第二RF信道发送数据。例如，处理单元108可以在用户输入时手动切换通信设备100与设备106之间的连接，或者自动切换通信设备100与设备106之间的连接。

无线通信模块104可以使用与所述频段相关联的无线连接器技术用于短距离无线通信，并且使用与所述频段相关联的WiGig技术用于长距离无线通信。短距离无线通信和长距离无线通信可以利用不同的通信协议。在一个示例中，无线通信模块104可以使得通信设备100能够建立与同一设备或不同设备的短距离无线通信和长距离无线通信。

进一步地，处理单元108可以使得无线通信模块104能够利用第一传输功率水平以经由第一RF信道建立短距离无线通信。处理单元108可以使得无线通信模块104能够使用查找表利用第二传输功率水平以经由所述至少一个第二RF信道建立长距离无线通信。第一传输功率水平可以小于第二传输功率水平。

示例查找表可以包括分别与短距离无线通信和长距离无线通信相对应的第一传输功率范围和第二传输功率范围。在一个示例中，第一传输功率范围在0dBm至2dBm之间，并且第二传输功率范围在21dBm至24dBm之间。查找表可以如图2所示存储在调制解调器/收发器的RF前端模块(FEM)中。

图2是包括查找表206的图1的示例无线通信模块104的框图。如图2所示，无线通信模块104可以包括收发器基带202A-N和RF FEM 204A-N。RF FEM 204A-N可以包括(多个)开关，以基于传输功率信号操作天线102处于发射模式或接收模式。在一些示例中，RF FEM204A-N每个还可以包括在将信号转换到较低IF之前处理处于原始传入无线电频率的信号所需的部件，如滤波器、低噪声放大器、和/或下变频混频器。收发器基带202A-N可以包括能够在发射或接收过程中处理基带信号的逻辑、电路、和/或代码。

处理单元108可以控制RF FEM 204A-N中的每一个在低功率模式或高功率模式下操作，以通过相应的RF信道发射/接收多个RF信号。例如，在接收模式下，RF FEM 204A-N每个可以提供选择频率范围并将该范围内的任何信号降低至与收发器基带202A-N中的一个收发器基带相对应的IF输出的功能。

进一步地，如图2所示，RF FEM 204A-N可以包括查找表206，处理单元108可以通过所述查找表确定支持WiGig传输(即长距离无线通信)或无线连接器传输(即短距离无线通信)的传输功率水平。例如，无线通信模块104可以使用查找表206利用第一传输功率水平(例如，低功率模式)以经由第一RF信道建立短距离无线通信，并且利用第二传输功率水平(例如，高功率模式)以经由第二RF信道建立长距离无线通信。

图3是包括无线通信模块304以基于不同的传输功率水平建立短距离无线通信和长距离无线通信的示例装置300的框图。示例装置300可以包括如移动电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、个人计算机(PC)等电子设备。在另一个示例中，装置300可以包括扩展坞。

装置300可以包括至少一个天线302、以及与至少一个天线302通信地耦接的无线通信模块304。无线通信模块304例如可以支持如使用60GHz频段的无线连接器等通信协议，其可以提供较短的信号覆盖范围并且使得装置300能够在较小范围内搜索一组设备306和308并建立与所述一组设备的无线连接。进一步地，无线通信模块304例如还可以支持使用60GHz频段的WiGig的另一通信协议，其可以提供较宽的信号覆盖和更快的数据传输速度，从而使得装置300能够建立与设备306和设备308的高速无线连接。

在操作过程中，无线通信模块304可以利用第一传输功率水平以使用与所述频段相关联的第一RF信道经由短距离无线通信实现设备306和设备308的配对。

进一步地，无线通信模块304可以利用第二传输功率水平以经由与所述频段相关联的一组第二RF信道建立与一组设备306和308的长距离无线通信，以向所述一组设备306和308发送数据并从所述一组设备接收数据。

例如，考虑设备306和设备308分别是电子设备和***设备的情况。进一步地，考虑装置300是扩展坞的情况。在这种情况下，扩展坞300可以经由该组第二RF信道在电子设备306与***设备308之间传送数据，而扩展坞300可以经由第一RF信道与电子设备306和***设备308配对。

在另一个示例中，考虑装置300是电子设备的情况，并且无线通信模块可以经由该组第二RF信道在电子设备300与一组设备306和308之间传送数据，而电子设备300可以经由第一RF信道与一组设备306和308中的至少一个设备配对。无线通信模块可以经由一个第二RF信道或多个第二RF信道将装置300连接到该组设备306和308中的每一个设备，如图4A至图4C和图5中所解释的。

图4A至图4C图示了描绘使用与同一频段相关联的不同信道在膝上型计算机402与外部显示器404之间建立短距离无线通信和长距离无线通信的示例示意图。图4A图示了描绘膝上型计算机402、外部显示器404、以及用于在膝上型计算机402与外部显示器404之间建立连接的RF信道RF1、RF2和RF3的示例示意图400A。RF2可以支持经由利用60GHz频段的无线连接器进行的配对。RF1和RF3可以同时工作以提供经由60GHz频段的来自膝上型计算机402和外部显示器404的WiGig通信。

如图4B的示意图400B所示，膝上型计算机402和外部显示器404均可以触及RF2以进行配对，并且然后转到选择栏(即显示在用户界面(UI)上的选择栏)以使得能够延长膝上型计算机402与外部显示器404之间的通信距离。如图3C的示意图400C所示，扩展坞406可以将RF1分配给膝上型计算机402、并且将RF3分配给外部显示器404。在这个示例中，扩展坞406可以将膝上型计算机402与外部显示器404之间的数据通信扩展到更宽的范围。例如，由于RF1和RF3均支持最长达10米的通信范围，因此扩展坞406可以通过将RF1分配给膝上型计算机402并将RF3分配给外部显示器404来将数据通信范围扩展到最长达20米。

图5图示了描绘使用与同一频段相关联的不同RF信道在膝上型计算机502与虚拟现实(VR)眼镜504之间建立带宽增加的WiGig通信的示例示意图500。在这个示例中，膝上型计算机502中的无线通信模块可以将RF2分配给数据存储装置506(即无线连接器设备)，以支持经由利用60GHz频段的无线连接器在膝上型计算机502与数据存储装置506之间进行配对。

膝上型计算机502可以扫描并确定需要与膝上型计算机502进行高容量通信的WiGig设备(例如，VR眼镜)。进一步地，膝上型计算机502中的无线通信模块可以将RF1和RF3分配给VR眼镜504，以支持膝上型计算机502与VR眼镜504之间的带宽增加的WiGig通信。在这种情况下，膝上型计算机502和VR眼镜504可以经由RF1和RF3以增加的带宽交换数据。在一个示例中，可以同时建立无线连接器通信和WiGig通信。例如，RF1和RF3中的每一个均可以支持5Gbps的数据传输。因此，将RF1和RF3均分配给VR眼镜504可以将通信容量增加到最高达10Gbps。

图6描绘了用于使用与同一频段相关联的不同信道来建立与不同设备的短距离无线通信和长距离无线通信的示例流程图600。应当理解的是，图6中描绘的过程表示一般化的说明，并且在不脱离本申请范围和精神的情况下可以添加其他过程或者可以移除、修改或重新布置现有过程。另外，应当理解的是，所述过程可以表示存储在计算机可读存储介质上的指令，所述指令在被执行时可以使处理器作出响应、执行动作、改变状态和/或做出决定。可替代地，所述过程可以表示由如模拟电路、数字信号处理电路、专用集成电路(ASIC)、或者与系统相关联的其他硬件部件等功能上等同的电路执行的功能和/或动作。更进一步地，流程图并非旨在限制本申请的实施方式，而是流程图图示了用于设计/制造电路、生成软件、或者使用硬件与软件的组合执行所示过程的功能信息。

在602处，可以由通信设备中的无线通信模块检测第一设备。在604处，可以由无线通信模块经由与某一频段相关联的第一RF信道建立与第一设备的短距离无线通信。在一个示例中，所述频段是60GHz频段。进一步地，短距离无线通信可以是使用60GHz频段以将第一设备与通信设备配对的无线连接。进一步地，通信设备可以使用查找表利用第一传输功率水平以经由第一RF信道建立短距离无线通信。在一个示例中，第一传输功率水平可以在0dBm至2dBm的范围内。

在606处，可以由无线通信模块检测第二设备。在608处，可以由无线通信模块经由与所述频段相关联的第二RF信道建立与第二设备的长距离无线通信，以经由第二RF信道在第二设备与通信设备之间发送数据和接收数据。可以同时建立短距离无线通信和长距离无线通信。

在一个示例中，长距离无线通信可以是使用60GHz频段在第二设备与通信设备之间发送数据或接收数据的WiGig连接。通信设备可以使用查找表利用第二传输功率水平以经由第二RF信道建立长距离无线通信。第一传输功率水平可以小于第二传输功率水平。第二传输功率水平可以在21dBm至24dBm的范围内。

图7A描绘了图示使用传输功率水平在短距离无线通信与长距离无线通信之间切换的手动切换机制的示例流程图700A。在702处，可以由用户选择WiGig模型或者无线连接器模型以进行数据通信。在一个示例中，可以在通信设备的UI上选择WiGig模型或无线连接器模型。在704处，UI可以向通信设备的驱动器通知所述选择。在706处，驱动器可以通知无线通信模块使用嵌入在无线通信模块的RF FEM中的查找表来确定功率设置(即传输功率水平)。在708处，在设置传输功率水平时，无线通信模块可以通知驱动器切换与所选择的WiGig模型或无线连接器模型相对应的通信。

图7B描绘了图示使用传输功率水平在短距离无线通信与长距离无线通信之间切换的自动切换机制的示例流程图700B。RF FEM(例如，RF FEM 1-3)可以在WiGig模式(即高功率模式)与无线连接器模式(即低功率模式)之间切换，如752中所示。例如，接收器RF FEM可以提供选择频率范围并将该范围内的任何信号降低至IF输出的功能。进一步地，接收器RF FEM可以实现基于传输功率水平来选择RF信道以支持WiGig模式或无线连接器模式。

通信设备可以扫描并确定需要连接的无线连接器设备或WiGig设备。在一个示例中，当检测到无线连接器设备时(例如，在754处)，则在756处可以以无线连接器模式启用RFFEM。在另一个示例中，当在758处检测到WiGig设备时，则在760处可以以WiGig模式启用RFFEM。

图8描绘了示出用于使用利用60GHz频段的无线通信模块来建立短距离无线通信和长距离无线通信的非暂态计算机可读介质804的计算设备800的示例框图。计算设备800(例如，图1所示的通信设备100)可以包括通过系统总线通信地耦接的处理器802和机器可读存储介质804。处理器802可以是解释并执行存储在机器可读存储介质804中的机器可读指令的任何类型的中央处理器(CPU)、微处理器、或处理逻辑。机器可读存储介质804可以是随机存取存储器(RAM)或者是可以存储信息和可由处理器802执行的机器可读指令的另一种类型的动态存储设备。例如，机器可读存储介质804可以是同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率(DDR)、兰巴斯DRAM(rambus DRAM，RDRAM)、兰巴斯RAM(rambus RAM)等，或者如软盘、硬盘、CD-ROM、DVD、笔式驱动器等储存存储器介质。在示例中，机器可读存储介质804可以是非暂态机器可读介质。在示例中，机器可读存储介质804可以是远程的但是可由计算设备800访问。

机器可读存储介质804可以存储指令806至812。在示例中，指令806至812可以由处理器802执行以使用与同一频段相关联的不同信道建立与不同设备或同一设备的短距离无线通信和长距离无线通信。指令806可以由处理器802执行以由通信设备800中的无线通信模块检测第一设备。指令808可以由处理器802执行以由无线通信模块经由与某一频段(例如，60GHz)相关联的第一RF信道建立与第一设备的短距离无线通信。

指令810可以由处理器802执行以由无线通信模块检测第二设备。指令812可以由处理器802执行以由无线通信模块经由与同一频段相关联的第二RF信道建立与第二设备的长距离无线通信，以经由第二RF信道在第二设备与通信设备之间发送数据和接收数据。第二设备可以与第一设备相同，或者是不同的设备。

应当注意，本解决方案的上述示例仅用于说明的目的。尽管已经结合解决方案的特定实施例描述了所述解决方案，但是在实质上不脱离本文描述的主题的教导和优点的情况下可以进行多种修改。在不脱离本解决方案的精神的情况下可以进行其他替换、修改、和改变。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征、和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤都可以组合为除了至少一些这种特征和/或步骤相互排他的组合之外的任何组合。

如本文所使用的术语“包括(include)”、“具有(have)”及其变形与术语“包括(comprise)”或者其适当变形具有相同的含义。更进一步地，如本文所使用的术语“基于(based on)”意在表示“至少部分地基于(based at least in part on)”。因此，被描述成基于某种刺激的特征可以是基于所述刺激或者是基于包括所述刺激的刺激组合。

已经参考前述示例示出和描述了本说明书，但是应当理解，在不脱离以下权利要求中限定的本主题的精神和范围的情况下可以作出其他形式、细节和示例。