專利名稱：包括耳機和連接到移動電話的中間模塊的無線系統(tǒng)的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及包括耳機和連接到移動電話的中間模塊的無線系統(tǒng)，耳機和中間模塊都包含收發(fā)電路，以便彼此以預置的發(fā)送頻率用數(shù)字數(shù)據(jù)通信。
背景技術：
在已知的系統(tǒng)(美國專利6,078,825，英國專利A-2,277,422)中，在耳機與中間模塊之間的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送是以模擬形式執(zhí)行的。用微波范圍的發(fā)送頻率，該技術與移動電話所使用的技術類似。然而，人們越來越經(jīng)常地問的問題有，由移動電話發(fā)射出的輻射，即使是低水平的輻射，對經(jīng)常置身于其中的人的可能的影響。
文件WO-A-0,108,386描述了以27MHz或48MHz在包含發(fā)射機應答器(transponder)的耳機與連接到移動電話的附件之間的數(shù)字數(shù)據(jù)的發(fā)送。實際上，所描述的系統(tǒng)不能正確地工作。所選擇的頻率實際上不適用于以語音發(fā)送所必須的高發(fā)送速率發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)。而且，在這個文件中所提出的傳統(tǒng)模擬類型的發(fā)射機應答器不適合于數(shù)字數(shù)據(jù)的發(fā)送，并且易受干擾。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種不含已知系統(tǒng)的缺點的免提方式的(hands-free)系統(tǒng)，尤其使所涉及的用戶盡量遠離健康危險。
這個目的是通過根據(jù)所附的權利要求的系統(tǒng)而實現(xiàn)的，尤其是通過下列事實而實現(xiàn)的，即耳機和中間模塊的收發(fā)電路是使用相位調制的數(shù)字收發(fā)電路；在連接到數(shù)字收發(fā)電路的基于微處理器的各自的控制電路的控制下，耳機和中間模塊以低于1GHz的頻率半雙工地彼此進行數(shù)字數(shù)據(jù)通信，耳機的控制電路向中間模塊的控制電路提供同步信號。
使用在射頻頻率范圍內低于微波頻率的相對低的發(fā)送頻率，可以克服與使用這些頻率有關的健康問題。
本發(fā)明的另一個目的是盡可能地容易地使用系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，這個目的通過下列事實而實現(xiàn)，即當耳機包括用于向耳機和控制鈕提供電源的裝置的時候，控制鈕控制著耳機的電源以及通過中間模塊的電話的接通與掛斷，通過中間模塊的控制輸出，中間模塊的控制電路連接到電話的控制輸入。
根據(jù)優(yōu)選實施例，中間模塊是通過連接器連接到電話的一種標準模塊，包括微處理器，微處理器包括與其相連接的電話的特定的通信協(xié)議。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，耳機的麥克風是能自由伸縮并通過耳機的控制鈕自動地開啟的。


從僅僅作為非限制性的例子并在附圖中給出的本發(fā)明的實施例的下列描述中，其它優(yōu)點和特征將變得更加清楚明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的原理示意圖；圖2給出了根據(jù)圖1的系統(tǒng)的耳機，其能自由伸縮的麥克風處于縮回位置；圖3和圖4分別以方框圖的形式給出了根據(jù)圖1的系統(tǒng)的中間模塊和耳機；圖5a至圖5f說明了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中所產生的不同的電信號；圖6原理性地說明了能夠安裝在中間模塊與移動電話之間的用戶化的連接器。
具體實施例方式
圖1中給出的系統(tǒng)被設計成能夠以免提方式使用傳統(tǒng)類型的移動電話1。該系統(tǒng)是由被設計成能通過無線射頻連接彼此通信的耳機2和中間模塊3形成的。中間模塊通過任何合適的方式連接到移動電話1。最好是通過連接器的方式卡到移動電話上，以便與電話成為一體。
耳機2包括接收器4和麥克風5。麥克風5通過用作耳機的天線的拉竿6而連接到耳機2的主體上。麥克風5的支持天線6可以是能自由伸縮的，如圖1和圖2中所分別給出的使用位置和縮回位置。
在圖3中以方框圖形式給出的中間模塊3，包括分別連接到電話1的互補的(complementary)音頻輸入和輸出的音頻輸入7和音頻輸出8。音頻輸入7連接到模擬到數(shù)字(A/D)轉換電路9，而音頻輸出8連接到數(shù)字到模擬(D/A)轉換電路10。轉換電路9和轉換電路10都連接到基于微處理器的控制電路11，而控制電路11連接到數(shù)字收發(fā)(T/R)電路12。數(shù)字收發(fā)電路12以公知方式包括使用相位和相位正交信號(I和Q)的數(shù)字相位調制和解調電路。
以類似的方式，在圖4中以方框圖方式給出的耳機2包括分別連接到耳機的麥克風5和接收器4的音頻輸入13和音頻輸出14。音頻輸入13連接到模擬到數(shù)字(A/D)轉換電路15，而音頻輸出14連接到數(shù)字到模擬(D/A)轉換電路16。轉換電路15和轉換電路16都連接到基于微處理器的包括周期時間基準(cycle time base)31的控制電路17?？刂齐娐?7連接到數(shù)字收發(fā)(數(shù)字T/R)電路18，數(shù)字收發(fā)電路18與電路12的類型相同，連接到作為耳機的天線的拉竿6。
將參考圖5a到圖5f的信號描述上述系統(tǒng)的工作。
耳機2和中間模塊3以在射頻范圍內的預置的發(fā)送頻率，進行轉換成數(shù)字形式的數(shù)據(jù)的通信。發(fā)送頻率低于1GHz，最好是大約434MHz或大約868MHz，這些頻率可以被使用，尤其是在歐洲，而不需要任何特別的批準。由于這些頻率不讓用于音頻信號的模擬傳輸，所以，在耳機和中間模塊中都將音頻信號轉換成數(shù)字的。
頻率波段選擇窄，且不能使用全雙工發(fā)送。所以，發(fā)送是以公知方式以半雙工形式在耳機的控制電路17的控制之下進行的。
純數(shù)字收發(fā)電路12和18對將要發(fā)送的信號使用相位調制，使得特別是抗干擾保護得到提高。由于所有用戶都使用單個發(fā)送頻率，在實際中，兩個相鄰信道之間就有鄰近干擾的風險。在這方面，數(shù)字收發(fā)器使用的幅度調制所提供的保護少。另一方面，在耳機2和中間模塊3中使用的利用相位調制的數(shù)字收發(fā)電路能夠顯著增加干擾距離。例如，干擾距離可以被乘以一個系數(shù)4，例如，從2m增加到8m。
在可以是大約20ms的每個發(fā)送周期Tp期間(圖5f)，耳機控制電路17產生在圖5a中說明的二進制控制信號C1。信號C1取第一預置值，在該特定實施例中給出為1，以便能夠在時間t0和t4之間發(fā)送，時間t0和t4之間相隔的時間間隔等于或小于一個發(fā)送半周期Tp/2。信號C1取第二預置值，在該特定實施例中給出為0，在時間t4和時間t11之間，標識新發(fā)送周期的開始。
同樣地，中間模塊控制電路11產生控制信號C2(圖5d)，只有在C2取1時，能夠在第二發(fā)送半周期之內的時間t6-t10期間發(fā)送，其中，在第二發(fā)送半周期中，耳機是在接收狀態(tài)(C1＝0)。控制信號C1和C2之間的同步在耳機的控制下執(zhí)行，耳機將來自周期時間基準31產生的時鐘信號的合適的同步信號提供給中間模塊。
在耳機的發(fā)送狀態(tài)中，在時間間隔t0-t4之內，耳機的控制電路17命令通過耳機的數(shù)字發(fā)送電路18發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)(E1，圖5b)。發(fā)送起始于時間t1，t1相對于t0會略微擺動(stagger)，時間t2之前為地址比特的發(fā)送，時間t3之前為數(shù)據(jù)比特的發(fā)送。這些數(shù)據(jù)被處于接收狀態(tài)(C2＝0)的中間模塊所接收(R2，圖5f)。
同樣地，在中間模塊的發(fā)送狀態(tài)中，在時間間隔t6-t10之內，控制電路11命令通過中間模塊的數(shù)字發(fā)送電路12發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)(E2，圖5e)。發(fā)送起始于時間t7，t7關于t6會輕微擺動，時間t8之前為地址比特的發(fā)送，時間t9之前為數(shù)據(jù)比特的發(fā)送。這些數(shù)據(jù)被處于接收狀態(tài)(C1＝0)的耳機所接收(R1，圖5c)。
不管是電話的呼叫還是接收，耳機2啟始所有的通信。它起主部件的作用，而中間模塊3起從部件的作用。中間模塊僅僅通過它自己的幀來應答從耳機啟始的任何數(shù)字音頻幀。
為每個系統(tǒng)分配一個預置的數(shù)字地址，可以防止兩個系統(tǒng)之間干擾的風險。數(shù)據(jù)發(fā)送實際上系統(tǒng)地在地址比特的發(fā)送之前，這使得控制電路能處于接收狀態(tài)以便檢測是否數(shù)據(jù)是針對它的，并且，只有當接收的地址與它自己的地址相對應時才考慮這些數(shù)據(jù)。
耳機2還包括最好位于耳機的一部分上的控制鈕19(圖1、圖2和圖4)，所述的耳機在用戶的耳廓戴它時可以戴在耳廓的后面。該鈕必須容易被找到且較大。
控制鈕19提供打開耳機電源的第一功能。如圖4中所給出的，控制鈕19位于耳機的電源裝置與耳機的各種電子電路(15、17、18)之間，所述的電源裝置最好是由小尺寸的電池20形成的，而所述的各種電子電路必須要有電源的供應。
控制鈕19最好提供電話遠端控制的第二功能。該功能使得在打開和關閉耳機時，能夠分別通過簡單地按動控制鈕19自動地執(zhí)行電話的接通和掛斷。為執(zhí)行該功能，由打開電源之后處于第一發(fā)送狀態(tài)的耳機發(fā)送的第一數(shù)據(jù)不是由音頻數(shù)據(jù)構成的，而是由電話接通命令構成的。然后，該命令就由與耳機相聯(lián)系的中間模塊3的控制電路接收，所述的控制電路通過與電話的互補的控制輸入相連接的控制輸出21將該命令發(fā)送到電話中。同樣地，當再次按下控制鈕19以結束電話并關閉耳機時由耳機的控制電路17發(fā)送的電話掛斷命令就通過中間模塊的控制電路11被發(fā)送到電話的控制輸入。
在一個優(yōu)選實施例中，當麥克風是能自由伸縮時(圖1和圖2)，控制鈕同時提供啟動耳機的麥克風5的第三功能。給耳機控制電路17的加電，就自動執(zhí)行給小型馬達22的瞬間供應，以啟動麥克風5的支持竿6(圖4)。
這樣，當耳機的控制鈕19具有上述的三重功能時，在電話鈴響時簡單地按動該鈕就可以打開耳機、將耳機麥克風5放在正確位置并接通電話的接收機。同樣地，在電話交談結束時，再次按動控制鈕19使用戶能同時將電話掛斷，將耳機麥克風縮回到其不再礙事的位置，并切斷到耳機的電源。在電話交談期間之外切斷耳機的電源，能減少電池消耗并隨之使其壽命增加和/或其尺寸減小。
命令電話的接通和掛斷暗示著命令被以合適的形式發(fā)送到電話，并被后者所理解?？梢栽O置中間模塊控制電路11的參數(shù)以便能夠進行預定類型電話的遠端控制。存儲器可以包含由不同類型的電話所使用的所有的通信協(xié)議，使其與所使用的電話相匹配的系統(tǒng)用戶化在盡可能后面的階段被執(zhí)行。
在一個優(yōu)選實施例中，中間模塊3是種標準模塊，在其控制輸出21上發(fā)送簡單二進制信號，例如，命令電話的狀態(tài)的改變的信號1，即依賴于情況而接通或掛斷。然后，在位于中間模塊和電話之間的連接器23中執(zhí)行電話控制信號的適配。然后，通過選擇一個合適的連接器而執(zhí)行系統(tǒng)的用戶化。那些改變了其電話類型的用戶可以繼續(xù)使用同一個系統(tǒng)，只需要改變連接器。
圖6原理性地說明了能夠安裝在標準中間模塊與電話之間的用戶化的連接器23。連接器23包括設計來連接電話的音頻輸出的第一音頻輸入24。它還包括第一音頻輸出25，第一音頻輸出25直接連接到第一音頻輸入24，并且被設計來連接中間模塊3的音頻輸入7。它還包括設計來連接電話的音頻輸入的第二音頻輸出26，以及直接連接第二音頻輸入26的第二音頻輸入27，第二音頻輸入27被設計來連接中間模塊3的音頻輸出8。連接器6還包括連接在控制輸入29和控制輸出30之間的微處理器28，所述的控制輸入29設計來連接中間模塊的控制輸出21，而控制輸出30設計來連接電話的控制輸入。微處理器被用戶化成能用所使用的電話類型來執(zhí)行電話線連接和掛斷信號的匹配，所述的電話線連接和掛斷信號是通過中間模塊供應給它的。
由此，耳機和中間模塊構成了一種通用的無線系統(tǒng)，若不使用電話遠端控制功能，該無線系統(tǒng)就適用于所有類型的電話。假如要求這種功能，由于有用戶化的連接器，該系統(tǒng)對任何類型的電話都是容易適配的。
耳機2離開安裝在移動電話1上的中間模塊3的距離總是有限的，通常最多到幾米。所以，為執(zhí)行發(fā)送而發(fā)射的功率可以被限制。在一個優(yōu)選實施例中，所發(fā)射的功率小于1毫瓦。在控制電路11、17與轉換電路9、10、15、16之間以16kbit/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，而在控制電路11、17與收發(fā)電路12、18之間以64kbit/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。射頻的使用與低發(fā)送功率的結合，使得對用戶的健康完全無傷害。
權利要求
1.一種包括耳機(2)和連接到移動電話(1)的中間模塊(3)的無線系統(tǒng)，耳機和中間模塊都包括收發(fā)電路(18，12)，以便彼此以預置的發(fā)送頻率用數(shù)字數(shù)據(jù)通信，一種系統(tǒng)，其特征在于耳機和中間模塊的收發(fā)電路(18，12)是使用相位調制的數(shù)字收發(fā)電路；在連接到數(shù)字收發(fā)電路的基于微處理器的各自的控制電路(17，11)的控制下，耳機和中間模塊彼此以低于1GHz的頻率半雙工發(fā)送方式進行數(shù)字數(shù)據(jù)通信；耳機(2)的控制電路(17)向中間模塊(3)的控制電路(11)提供同步信號。
2.如權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于耳機(2)和中間模塊(3)都包括音頻輸出(14，8)，分別在耳機中連接到接收器(4)和在中間模塊中連接到電話的音頻輸入；音頻輸入(13，7)，分別在耳機中連接到麥克風(5)和在中間模塊中連接到電話的音頻輸出；模擬到數(shù)字轉換電路(15，9)，連接在音頻輸入(13，7)和相聯(lián)系的控制電路(17，11)之間，以及數(shù)字到模擬轉換電路(16，10)，連接在控制電路(17，11)和相聯(lián)系的音頻輸出(14，8)之間。
3.如權利要求1和2中的一個權利要求的系統(tǒng)，其特征在于發(fā)送頻率是434MHz。
4.如權利要求1和2中的一個權利要求的系統(tǒng)，其特征在于發(fā)送頻率是868MHz。
5.如權利要求1至4中的任何一個權利要求的系統(tǒng)，其特征在于預定的數(shù)字地址被分配到每個系統(tǒng)，耳機(2)和中間模塊(3)的控制電路(17，11)將這種地址插入到將要發(fā)送的數(shù)據(jù)中。
6.如權利要求1至5中的任何一個權利要求的系統(tǒng)，其特征在于耳機(2)包括用于向耳機和控制鈕(19)提供電源的裝置(20)，控制鈕(19)控制著耳機的電源以及通過中間模塊(3)的電話的接通與掛斷，通過中間模塊(3)的控制輸出(21)，中間模塊(3)的控制電路(11)連接到電話的控制輸入。
7.如權利要求6的系統(tǒng)，其特征在于中間模塊(3)是通過連接器(23)連接到電話(1)的一種標準模塊，包括微處理器(28)，微處理器(28)包括與其相連接的電話(1)的特定的通信協(xié)議。
8.如權利要求6和7之一的系統(tǒng)，其特征在于耳機(2)的麥克風(5)是能自由伸縮并通過耳機的控制鈕(19)自動地開啟的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括耳機(2)和連接到移動電話的中間模塊(3)的套件。通過頻率低于1GHz的，最好低于434MHz的微波鏈接，在耳機的控制下，耳機與中間模塊以雙向交替通信方式相互通信。在通過使用相位調制的數(shù)字收發(fā)電路發(fā)送之前，來自電話或來自耳機的音頻信號先轉換成數(shù)字形式。在施加到耳機的聽筒(4)或電話的音頻輸入之前，發(fā)送來的信號被恢復成模擬形式。安排在耳機上的控制鈕(19)，使得能夠同時開啟耳機、以遠端方式接通和掛斷電話線路，以及激活耳機的麥克風(5)，這里的麥克風是能自由伸縮的類型。所述的套件使得能夠以免提方式使用電話，而無任何健康危險。
文檔編號H04M1/04GK1460353SQ02800856
公開日2003年12月3日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權日2001年3月30日
發(fā)明者奧爾本·塞亞格, 羅蘭·塞亞格, 菲利普·雷切爾 申請人:奧爾本·塞亞格, 羅蘭·塞亞格, 菲利普·雷切爾