通信设备和系统

文档序号:367153 发布日期:2021-12-07 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 通信设备和系统 (Communication device and system ) 是由 阿蒂拉·阿普洛 马克西米利安·赛费特 德鲁瓦·马哈拉杰 于 2019-05-01 设计创作,主要内容包括:提供了一种包括用于转换电压接收的转换电路的自适应射频模块、一种包括该自适应RF模块的组件、一种包括具有一个或多个射频模块的基本单元的系统以及一种操作该系统的方法。(An adaptive radio frequency module including a conversion circuit for converting voltage reception, an assembly including the adaptive RF module, a system including a base unit having one or more radio frequency modules, and a method of operating the system are provided.)

通信设备和系统

技术领域

本公开主要涉及自适应和模块化设备和系统,并且更具体地涉及自适应和模块化通信设备和系统。

背景技术

射频(RF)模块包括在电功率和无线电波之间转换的天线。天线可以连接到发射器、接收器或发射器,以便通过天线发射和/或接收无线电波。RF模块便于无线设备之间的通信。基于欧洲电信标准协会(ETSI)标准的全球移动通信系统(GSM)、基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.11x标准的Wi-Fi、基于IEEE 802.16标准的全球微波接入互操作性(WiMAX)和基于IEEE 802.15x标准的ZigBee是可用于无线设备的一些无线技术。

RF模块需要认证以确保满足规章要求。该认证可以基于RF模块和/或RF模块将被销售的区域的使用。例如,联邦通信委员会(FCC)认证美国的RF模块,并且欧洲电信标准协会(ETSI)认证在欧盟销售的电信RF模块。

发明内容

前面已经相当广泛地概述了本公开的技术特征,使得本领域技术人员可以更好地理解随后的详细描述。下文将描述形成权利要求的主题的本公开的附加特征和优点。本领域技术人员将理解,他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为修改或设计用于实现本公开的相同目的其他结构的基础。本领域技术人员还将认识到,这样的等效构造在其最广泛的形式中不偏离本公开的精神和范围。

一种自适应射频(RF)模块包括RF单元,第一总线连接器被配置为接收第一电压,第二总线连接器被配置为接收第二电压,并且转换电路被配置为向RF单元提供工作电压。转换电路被配置为在第一总线连接器与第二总线连接器之间转换以接收第一电压或第二电压。第一总线连接器可以不同于第二总线连接器。例如,第一总线连接器可以是通用串行总线,而第二总线连接器可以是以太网。第一总线连接器所使用的第一协议可以不同于第二总线连接器所使用的第二协议。第一电压可以基本上是RF单元的工作电压。第二电压可以不同于RF单元的工作电压。例如,第二电压可以大于RF单元的工作电压。

转换电路可以包括电压控制器,该电压控制器被配置为将第二电压改变为RF单元的工作电压。RF单元的工作电压可以在3V至12V之间。RF单元的工作电压可以基本上在3V至5V之间。转换电路可以被配置为根据在总线连接器之一处检测到的电压而在第一总线连接器和第二总线连接器之间转换。

模块化RF组件包括自适应RF模块和外壳,其中外壳可以被配置为附接到基本单元或被配置为与基本单元分离,第一总线连接器和第二总线连接器中的至少一个可从外壳使用。外壳可防止使用第一总线连接器或第二总线连接器。

模块化RF组件可以是内部RF模块组件,其中外壳被配置为附接到基本单元,自适应RF模块被布置在外壳内,第一总线连接器是内部接口,并且外壳被配置为使得第一总线连接器是可使用的,但是第二总线连接器是不可使用的。

模块化RF组件可以是外部RF模块组件,其中自适应RF模块被布置在外壳内,第一总线连接器是内部接口,第二总线连接器被配置成通过导线连接到外壳,连接到远离外部模块化RF组件布置的基本单元,第二总线连接器可从外壳使用,但是第一总线连接器不可使用。

一种RF系统包括基本单元和RF组件,其中RF组件通过内部总线连接器或外部总线连接器通信地连接到基本单元。

RF系统可包括模块化RF组件,其中模块化RF组件可以是安装到基本单元并通过第一总线连接器物理地耦接到基本单元的内部模块化RF组件,第一总线连接器是内部接口,并且转换电路使用来自第一总线连接器的第一电压而将工作电压提供给RF单元。

RF系统可以包括模块化RF组件,其中模块化RF组件可以是外部模块化RF组件,该外部模块化RF组件与该基本单元物理分离并且通过第二总线连接器经由导线耦接到基本单元,并且转换电路使用来自第二总线连接器的第二电压而将工作电压提供给RF单元,

提供了一种方法,包括:由基本单元通过内部总线连接器或外部总线连接器从与移动设备相关联的RF组件接收第一数据包,识别传输介质和/或第一数据包的协议,并且基于对传输介质和/或第一数据包的协议的识别,将第二数据包从基本单元发送到网络。

此外,在进行下面的详细描述之前,应当理解,在本专利文件中提供了对某些词语和短语的各种定义,并且本领域的普通技术人员将理解,这些定义在许多(如果不是大多数)实例中适用于这些定义的词语和短语的先前以及未来使用。虽然一些术语可以包括各种实施例,但是所附权利要求可以明确地将这些术语限制为具体的实施例。

附图说明

图1示出了自适应RF模块的图示。

图2以分解图示出了作为内部模块化RF组件的模块化RF组件。

图3示出了连接到基本单元的内部模块化RF组件。

图4以分解图示出了作为外部模块化RF组件的模块化RF组件。

图5示出了连接到基本单元的外部模块化RF组件。

图6示出了基本单元的示意图。

图6示出了连接到基本单元的模块化RF组件的正视图。

图7示出了RF系统的图

图8示出了根据RF系统的通信流程。

具体实施方式

现在将参考附图描述涉及系统和方法的各种技术,其中相同的附图标记始终表示相同的元件。以下讨论的附图以及在本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅作为说明,并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解,本公开的原理可以在任何适当布置的装置中实现。应当理解,被描述为由某些系统元件执行的功能可以由多个元件来执行。类似地,例如,元件可以被配置为执行被描述为由多个元件执行的功能。将参考示例性非限制性实施例来描述本申请的许多创新教导。

此外,应当理解,除非在一些示例中明确地限制,否则应当宽泛地解释本文中所使用的词语或短语。例如,术语“包括”和“包含”以及其派生词意味着包括而没有限制。除非上下文另有明确指示,否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式。此外,如本文所使用的术语“和/或”是指并涵盖一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。除非上下文另有明确指示,否则术语“或”是包含性的,意思是和/或。短语“相关联”和“与其相关联”及其派生词可以意味着包括、被包括在其中、与之互连、包含、被包含在其中、连接到或与之连接、耦接到或与之耦接、可与之通信、与之协作、交错、并置、接近、结合到或与之结合、具有…的属性等。

此外,尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文可以用于指代各种元件、信息、功能或动作,但是这些元件、信息、功能或动作不应当受这些术语限制。相反,这些数字形容词用于将不同的元件、信息、功能或动作彼此区分。例如,在不脱离本公开的范围的情况下,第一元件、信息、功能或动作可以被称为第二元件、信息、功能或动作,并且类似地,第二元件、信息、功能或动作可以被称为第一元件、信息、功能或动作。

另外,除非上下文另有明确指示,否则术语“相邻”可以表示:一个元件相对靠近但不接触另一个元件;或者该元件与另一部分接触。此外,除非另外明确地说明,否则短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。术语“约”或“基本上”或类似术语旨在覆盖该尺寸的正常工业制造公差内的值的变化。如果没有工业标准可用,则20%的变化将落入这些术语的含义内,除非另有说明。除非另有说明,否则范围被理解为包括起始和结束值。

图1示出了自适应RF模块10的示意图。自适应RF模块10包括多个总线连接器12、18,转换电路20和RF单元30。多个总线连接器12、18被配置为接收电压2、8以向自适应RF模块10供电。第一总线连接器12和第二总线连接器18可以被配置为接收不同的电压,其中第一电压2不同于第二电压8。转换电路20在多个总线连接器12、18之间转换以从多个总线连接器12、18之一接收电压,并向RF单元30提供工作电压25。自适应RF模块10适于经由转换电路20从多个总线连接器12、18之一接收电压。工作电压25是RF单元30工作的电压。接收的电压2、8可以不同于工作电压25。为了在接收电压2、8不同于工作电压25时补偿,转换电路20可以包括电压控制器24,以将电压控制在工作电压25。电压控制器24包括任何调节或调整电压的设备。

射频单元30包括天线32。射频单元30可以包括与天线32耦接的存储器、发射器、接收器、收发器和微控制器中的任何一个或它们的组合。

图2和图4示出了模块化RF组件240、440的分解图。RF系统包括外壳232、432,并且自适应RF模块10被布置在外壳232、432内。多个总线连接器12、18中的至少一个可从外壳232、432使用。多个总线连接器12、18中的每一个可以是模块化RF组件240、440内的不同类型的连接器。

根据图2,模块化RF组件240是内部模块化RF组件,其中第一总线连接器12是可从外壳232使用的内部接口。第一总线连接器12被配置成接收第一电压2。第一总线连接器12被配置成连接到基本单元250。外壳232被配置成附接到基本单元250。第二总线连接器18在内部模块化RF组件中可为不可使用的。可以通过用外壳232覆盖第二总线连接器18来实现不可使用。图3示出了被安装到基本单元250的内部模块化RF组件240的正视图。

根据图4,模块化RF组件是外部模块化RF组件440。外壳432提供了对外部模块化RF组件440的第二总线连接器18的使用。第二总线连接器18被配置成接收第二电压8。在外壳432的外部上进行使用。第一总线连接器12在外部模块化RF组件440中可以是不可使用的。可以通过用外432覆盖第一总线连接器12来实现不可使用。图5示出了通过导线555被连接到基本单元250的外部模块化RF组件440的正视图。

参照图6,提供了基本单元250的示意图。基本单元250包括至少一个总线连接器662、668、网络连接器670、处理器664和壳体672。内部总线连接器662被配置成连接到配对的总线连接器,例如,连接到内部模块化RF组件240的第一总线连接器12。外部总线连接器668被配置成连接到配对的总线连接器,例如,连接到外部模块化RF组件440的第二总线连接器18。网络连接器670被配置成连接到网络。处理器664被耦接到内部总线连接器662、外部总线连接器668以及网络连接器670。处理器664可以是能够执行软件指令的任何设备,例如微控制器(MCU)或微处理器(MP)。壳体672封闭处理器664并提供对内部总线连接器662和外部总线连接器668的使用。

可以在基本单元250中提供任何数量的内部总线连接器662和/或外部总线连接器668。所示的基本单元250包括两个内部总线连接器662和六个外部总线连接器668。本领域技术人员将认识到,两个内部总线连接器662和六个外部总线连接器668仅仅是基本单元250的一个实施例。基本单元250可以包括例如至少一个内部总线连接器662和至少一个外部总线连接器668。

模块化RF组件240、440可以由包括多个总线连接器12、18和转换电路20的自适应RF模块10实现。通过改变外壳,模块化RF组件240、440可以被配置为内部模块化RF组件或外部模块化组件。通过模块化可以实现认证的简化。例如,自适应RF模块10的一个认证代替两个认证,一个用于外部模块化RF组件的认证和一个用于内部组件的认证。

参照图7,提供了RF系统700。RF系统700包括连接到网络790的基本单元250和至少一个RF设备。RF系统700可以被配置为使用任何数量的内部RF组件240、791和/或任何数量的外部RF组件440、792。可能影响RF组件的位置的因素可以是例如信号强度和/或容纳RF系统700的设施的物理约束。

仅作为示例,图7示出了连接到内部模块化RF组件240、外部模块化组件440、内部RF组件791和外部RF组件792的基本单元250。应当理解,该示例仅仅是为了说明系统可如何包括模块化RF组件240、440,以及说明系统如何可以包括RF组件790、791。

如上所述,内部模块RF组件240和外部模块组件440包括自适应RF模块10,自适应RF模块包括在多个总线连接器12、18之间转换的转换电路20。自适应RF模块10使模块适应使用多个总线连接器12、18之一。例如,多个总线连接器12、18中的每一个都具有这样的功能:其中多个总线连接器12、18之一用于在工作期间提供电压。

内部RF组件791和外部RF组件都不适于使用多个总线连接器中的一个。内部RF组件791包括RF模块,该RF模块包括单个功能连接器以与内部总线连接器662连接。类似地,外部RF组件792包括RF模块,该RF模块包括单个功能连接器以与外部总线连接器668连接。不需要用于内部RF组件791或外部RF组件792的转换电路20,因为内部RF组件791或外部RF组件792每个都包括单个功能连接器。

移动设备使用无线协议来与RF系统进行无线通信。任何无线协议可用于通过移动设备通信。例如Wi-Fi、无线局域网(WLAN)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、演进数据优化(EVDO)、高速数据包接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)、WiMax等。但是应当理解,无线协议的列举不是穷举的,并且可以使用任何其它无线协议。还应当理解,可以使用协议的不同代和/或版本。例如,各种代和/或版本的LTE中的任何一个,诸如私有LTE、高级LTE和精简版LTE。移动设备通过RF组件240、440、791、792而与RF系统700通信。移动设备与RF组件之间的通信协议对于每种技术可以是不同的。在相同的技术中,通信协议可以根据协议的版本而不同。例如,不同网络运营商可以采用协议的不同版本。连接到基本单元250的RF组件240、440、791、792中的每一个可以通过不同的协议而无线通信。

基本单元250是连接到网络790的任何设备,由此移动设备通过基本单元250连接到网络。基本单元250例如是Wi-Fi接入点或边缘路由器。

在工作期间,基本单元250经由总线连接器662、668向RF组件240、440、791、792供电。

模块射频组件240、440通过第一总线连接器12或第二总线连接器18接收来自基本单元250的电力。转换电路20被转换以接收来自第一总线连接器12的第一电压2或来自第二总线连接器18的第二电压8。当接收的电压2、8不同于工作电压25时,接收的电压可以由电压控制器24控制以与工作电压25匹配。模块射频组件240、440的转换电路20在多个总线连接器12、18之间转换以向自适应射频模块10提供电源。转换可以由转换电路20自动处理。例如,转换电路20根据在多个总线连接器12、18之一处检测的电压在多个总线连接器12、18之间转换。转换电路20可以手动设置并且是物理开关,例如触发器,其在多个总线连接器之间预先设置以使用多个总线连接器中的一个。转换电路20可使用的数据可以被存储在存储器中,该存储器指示哪个总线连接器12、18将向自适应RF模块10和转换电路20提供电力。

当内部模块化RF组件240被安装到基本单元250时,自适应RF模块10和基本单元250通过第一总线连接器12和内部总线连接器662通信地耦接。第一总线连接器12和内部总线连接器662的耦接被保持在内部模块化RF组件240的外壳232内和基本单元250的壳体672内。第一总线连接器12和内部总线连接器662可以是例如通用串行总线(USB)连接器或外围部件互连(PCI)连接器。传输介质是相应的连接器12、662,例如USB或PCI。内部模块化RF组件的自适应RF模块10与基本单元250之间的通信协议可以取决于连接器的类型。当模块化RF组件240被安装到基本单元250时,可以在内部模块化组件的第一总线连接器12与基本单元250之间进行连接。例如,第一总线连接器12和内部总线连接器662是当模块化RF组件240被安装到基本单元250时接合的配对连接器。

在内部模块RF组件240工作的期间,基本单元250向第一总线连接器12提供电力。转换电路20被转换为接收来自第一总线连接器12的第一电压2。工作电压25被提供给RF单元30。第一总线连接器12可以接收3V与12V之间的电压。第一总线连接器12可接收基本上在3V与5V之间的电压。通常,通过第一总线连接器12接收的第一电压2与RF单元30的工作电压25相同或基本相同。当接收的第一电压2与工作电压25不同时,可以通过电压控制器24控制接收的电压以与工作电压25匹配。

当外部模块化RF组件440从基本单元250外部连接时,自适应RF模块10和基本单元250通过第二总线连接器18通信耦接。第二总线连接器18是通过在外部模块化RF组件440的外壳432和基本单元250的壳体672的外部的导线555将自适应RF模块10通信连接到基本单元250的任何连接器。例如,第二总线连接器18可以是以太网连接器或光纤连接器。作为传输介质的导线555可以是以太网电缆或光纤电缆。外部模块化RF组件440的自适应RF模块10与基本单元250之间的通信协议可以取决于连接器的类型。

在外部模块化RF组件440的工作期间,基本单元250向第二总线连接器18提供电力。转换电路20被转换以接收来自第二总线连接器18的第二电压8。第二总线连接器可以接收高于工作电压25的电压。当该电压高于工作电压25时,转换电路20通过电压控制器24控制该电压以将该电压降低到工作电压。例如,当第二总线连接器18是以太网时,来自基本单元250的电压被用于通过以太网向自适应RF模块提供电力。以太网供电(PoE)通常提供44与57伏之间的电压。对于PoE,第二总线连接器18接收44与57伏之间的电压,该电压大于RF单元30的工作电压25。

常规的基本单元仅具有单一类型的总线连接器,例如内部总线连接器662。内部或外部的单一类型的总线连接器简化了RF组件240、440、791、792与常规基座之间的通信,因为总线连接器的传输介质相同。在传输介质相同的情况下,在常规基本单元与RF设备之间存在单个协议。由于基本单元250包括多种类型的总线连接器,内部总线连接器662和外部总线连接器668,存在不同的传输介质。基本单元250的处理器664被配置为

图8示出了移动设备801与网络790之间通过系统700的通信流程。RF组件240、440、791、792可以从移动设备801接收根据无线协议形成的数据包805。例如,由RF设备803接收的数据包805是根据WIFI协议形成的。基于所接收的信息的数据包,RF组件240、440、791、792可将信息的数据包807发送到基本单元250。信息的数据包807通过适合于连接到RF设备803的相应总线连接器662、668的协议经由总线连接器662、668传输。基本单元250根据适合于相应总线连接器662、668的传输介质的协议接收信息的数据包807。例如,信息的数据包807通过外部总线连接器668,例如使用点对点协议(PPP)的以太网来传输。由于信息的数据包807可能已经通过内部总线连接器662或外部总线连接器668传输,所以基本单元250可被配置成识别I1在其上接收信息的数据包807的传输介质和/或信息的数据包807的协议。在基本单元250识别I1传输介质和/或协议之后,基本单元250可以基于所接收的信息的数据包807和所识别的数据I1来发送数据包809。

基本单元250可以从网络790接收具有移动设备801的信息的数据包811。由于与移动设备801通信的RF组件240、440、791、792可通过内部总线连接器662或外部总线连接器668连接到基本单元250,所以基本单元250可以被配置为识别I2在其上发送信息的数据包813的传输介质和/或将信息的数据包813发送到RF组件240、440、791、792的协议。在基本单元250识别I2传输介质和/或协议之后,基本单元250可以基于所接收的信息的数据包811和所识别的数据I2来发送信息的数据包813。基于信息的数据包813,RF设备803可以向移动设备801发送信息的数据包815。

尽管已经详细描述了本公开的示例性实施例,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本公开的最广泛形式的精神和范围的情况下,可以进行本文公开的各种改变、替换、变化和改进。

本申请中的描述不应被解读为暗示任何元件、步骤、动作或功能是必须被包括在权利要求范围中的必需元件:专利主题的范围仅由允许的权利要求限定。此外,这些权利要求都不是旨在调用装置加功能权利要求结构,除非确切的词语“用于……装置”后面有分词。

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