МНОГОЦЕЛЕВОЕ ПЕРИФЕРИЙНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИЕМА СИГНАЛОВ

Область применения
Настоящее изобретение относится к многоцелевому периферийному устройству, в частности, к многоцелевому периферийному устройству, подключающемуся к портативному электронному устройству и способному принимать, по меньшей мере, два типа сигналов беспроводной связи.
С развитием областей техники, связанных с мобильными вычислительными устройствами, широкое распространение получают разнообразные портативные электронные устройства, такие как ноутбуки, персональные электронные ассистенты (PDA) или мобильные телефоны, значение которых в последнее время возрастает. Более того, подобные электронные устройства удобны при использовании.
В настоящее время многие просматривают программы кабельного телевидения на персональных компьютерах. Обеспечивая внешнее электрическое соединение телевизора с компьютерной системой или подключение телевизионной карты к разъему компьютерной системы в соответствии с требованиями стандарта интерфейса PCI (подсоединение периферийных устройств) или PCI Express (PCI-E) и дальнейшую организацию кабельной/беспроводной связи телевизионной карты с источником телевизионного сигнала, пользователь имеет возможность смотреть телевизионные программы на персональном компьютере.
В последнее время вместо персонального компьютера все больше людей приобретают ноутбуки благодаря их портативности и удобству. Ноутбуки также позволяют смотреть телепрограммы. В основном, телевизионные карты для использования в ноутбуках соответствует требованиям стандарта интерфейса PCMCIA, например, Cardbus TV card Express Card TV card и т.п. В качестве варианта используется подключение к ноутбукам телевизионных карт согласно стандарту интерфейса USB (универсальная последовательная шина). Следует отметить, что телевизионные карты применительно к PDA включают в себя платы ввода/вывода SDIO или другие платы ввод/вывод. Путем установления кабельной/беспроводной связи TV карты с источником TV сигнала TV сигналы могут быть переданы на ноутбук или персональный электронный ассистент (PDA) по кабелю или беспроводным способом. Как следствие, к такому полезному качеству, как портативность, добавляется возможность использования TV карты для просмотра телепрограмм согласно требованиям стандарта «plug and play».
Например, применительно к ноутбуку может быть использован USB разъем,
соответствующий спецификации USB интерфейса. После подключения USB разъема к USB порту ноутбука ноутбук может принимать аналоговые/цифровые TV сигналы по кабелю или беспроводным способом. Что касается беспроводного способа передачи сигнала, то требуется встроенная или внешняя антенна для приема беспроводных TV сигналов. В то же время при передаче сигнала по кабелю необходим USB разъем для осуществления связи с источником сигнала кабельного TV. Соответственно, через разъем USB пользователь может просматривать TV программы на ноутбуке.
С развитием различных цифровых электронных устройств большое количество периферийных устройств с определенными функциональными возможностями обеспечивают работу портативных электронных устройств. Кроме вышеупомянутого разъема USB, разработано большое количество электронных устройств и периферийных устройств (также относящихся к USB устройствам) в целях получения доступа или управления через организацию USB соединения для использования при работе с персональными компьютерами или ноутбуками. Как известно, типовой персональный компьютер или ноутбук имеют ограниченное число USB портов. В то же время, число USB устройств, соответствующих числу USB портов, ограничено при работе с персональным компьютером или ноутбуком, что негативно сказывается на полезных свойствах и удобстве таких USB устройств.
В связи с вышеописанными недостатками, вытекающими из прототипа, заявитель предлагает многоцелевое периферийное устройство, разработанное в соответствии с настоящим изобретением (заявкой) на основании исследований и испытаний.
Сущность изобретения
Предлагается многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству. Многоцелевое периферийное устройство содержит, по меньшей мере, два типа модулей приема/обработки, по меньшей мере, двух видов беспроводных сигналов с тем, чтобы эффективно использовать ограниченное число портов USB портативного электронного устройства.
В соответствии с одним из аспектов изобретения (заявки) предлагается многоцелевое периферийное устройство, работающее с портативным электронным устройством. Портативное электронное устройство имеет порт соединения шины. Многоцелевое периферийное устройство содержит канал связи, предоставляемый поставщиком каналов связи, модуль обработки сигнала системы GPS, модуль обработки TV сигнала и модуль моста шины. Модуль обработки сигнала системы GPS расположен в канале связи, предоставленном поставщиком услуг связи, для приема и обработки сигнала
системы GPS, при этом формируется первый сигнал. Модуль обработки TV сигнала располагается в канале связи для приема и обработки TV сигнала, при этом формируется второй сигнал. Модуль моста шины расположен в канале связи и электрически связан с модулем обработки сигнала системы GPS, модулем обработки TV сигнала и портом соединения шины. Первый и второй сигналы передаются на портативное электронное устройство через модуль моста шины и порт соединения шины при соединении друг с другом.
Предпочтительно, чтобы портативное электронное устройство было ноутбуком, персональным электронным ассистентом или интеллектуальным телефоном.
В варианте реализации изобретения порт соединения шины - это порт универсальной последовательной шины (USB), порт системной шины PCI, порт системной шины PCI Express (PCI-E) или порт безопасного цифрового ввода/вывода (SDIO).
В варианте реализации изобретения многоцелевое периферийное устройство также содержит антенну, электрически связанную с модулем обработки сигнала системы GPS и модулем обработки TV сигнала, для приема GPS сигнала и TV сигнала с целью их передачи на модуль обработки сигнала системы GPS и модуль обработки TV сигнала соответственно.
В варианте реализации изобретения модуль обработки GPS сигнала содержит усилитель с низким уровнем шума для усиления GPS сигнала, GPS тюнер для настройки усиленного GPS сигнала и демодулятор полосы немодулированных частот для демодуляции сигнала после настройки. Таким способом формируется первый сигнал.
В варианте реализации изобретения модуль обработки GPS сигнала также содержит первую антенну для приема GPS сигнала, а модуль обработки TV сигнала содержит вторую антенну для приема TV сигнала.
В варианте реализации изобретения модуль обработки TV сигнала содержит тюнер для настройки TV сигнала, TV демодулятор для демодуляции настроенного TV сигнала, формируя второй сигнал, и TV декодер для выполнения демодуляции и операции преобразования формата TV сигнала после настройки, формируя второй сигнал.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству. Портативное электронное устройство оснащено портом соединения шины. Многоцелевое периферийное устройство содержит канал связи, предоставленный поставщиком услуг связи, модуль беспроводной сети, модуль обработки TV сигнала и модуль моста шины. Модуль беспроводной сети расположен в канале связи и служит для
приема и обработки сигнала передачи данных сети, формируя первый сигнал. Модуль обработки TV сигнала расположен в канале связи и служит для приема и обработки TV сигнала, формируя второй сигнал. Модуль моста шины расположен в канале связи и электрически связан с модулем беспроводной сети, модулем обработки TV сигнала и портом соединения шины. Первый и второй сигналы передаются от модуля беспроводной сети и модуля обработки TV сигнала на портативное электронное устройство через модуль моста шины и порт соединения шины при их соединении друг с другом.
В варианте реализации изобретения многоцелевое периферийное устройство также содержит антенну, расположенную в канале связи, для приема сигнала передачи данных сети и TV сигнала с целью дальнейшей передачи на модуль беспроводной сети и на модуль обработки TV сигнала соответственно.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству. Портативное электронное устройство имеет порт соединения шины. Многоцелевое периферийное устройство содержит канал связи, модуль беспроводной сети, модуль обработки сигнала GPS и модуль моста шины. Модуль беспроводной сети расположен в канале связи и служит для приема и обработки сигнала сети передачи данных сети, формируя первый сигнал. Модуль обработки GPS сигнала расположен в канале связи и служит для приема и обработки GPS сигнала, формируя второй сигнал. Модуль моста шины расположен в канале связи и электрически связан с модулем беспроводной сети, модулем обработки GPS сигнала и портом соединения шины. Первый и второй сигналы передаются от модуля беспроводной сети и модуля обработки GPS сигнала на портативное электронное устройство через модуль моста шины и порт соединения шины при их соединении друг с другом.
В варианте реализации многоцелевое периферийное устройство также содержит антенну, расположенную в канале связи для приема сигнала передачи данных сети и GPS сигнала с целью передачи на модуль беспроводной сети и модуль обработки GPS сигнала соответственно.
Краткое описание рисунков
Вышеприведенное описание настоящей заявки будет понятно специалистам при рассмотрении нижеследующего подробного описания и сопроводительных чертежей, где:
фиг.1А - функциональная блок-схема, представляющая многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству в соответствии с первым предпочтительным вариантом реализации настоящей заявки;
фиг.1В - функциональная блок-схема, представляющая модуль обработки GPS сигнала, входящего в состав многоцелевого периферийного устройства, показанного на фиг.1А;
фиг.1C - функциональная блок-схема, представляющая модуль обработки TV сигнала, входящего в состав многоцелевого периферийного устройства, показанного на фиг.1А;
фиг.2 - функциональная блок-схема, представляющая многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству в соответствии со вторым предпочтительным вариантом реализации настоящей заявки; и
фиг.3 - функциональная блок-схема, представляющая многоцелевое периферийное устройство для подключения к портативному электронному устройству в соответствии с третьим предпочтительным вариантом реализации настоящей заявки.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
На фиг.1А изображена функциональная блок-схема многоцелевого периферийного устройства для подключения к портативному электронному устройству в соответствии с первым предпочтительным вариантом реализации данной заявки. Как показано на фиг.1А, типовое многоцелевое периферийное устройство 1 является USB устройством для приема сигналов. В варианте реализации портативное электронное устройство является ноутбуком 10. Ноутбук 10 имеет порт соединения шины 101, например, USB порт. После подключения многоцелевого периферийного устройства 1 к порту соединения шины 101 ноутбука 10 начинается работа многоцелевого периферийного устройства 1 с ноутбуком 10.
В состав многоцелевого периферийного устройства 1 для приема/обработки сигналов входят два типа модулей обработки сигналов. В варианте реализации, показанном на фиг.1А, эти два модуля обработки сигнала содержат модуль обработки сигналов глобальной навигационной спутниковой системы (GPS) 12 и модуль обработки TV сигнала 13, интегрированные в канале связи 11 как печатная плата. В результате, многоцелевое периферийное устройство 1 выполняет функции обработки GPS сигналов и TV сигналов.
Кроме того, модуль моста шины 15 также находится в канале связи 1. Модуль моста шины 15 электрически связан с модулем обработки GPS сигнала 12 и модулем обработки TV сигнала 13. Через модуль моста шины 15 многоцелевое периферийное устройство 1 может подключаться к порту соединения шины 101 ноутбука 10 методом горячей замены. В связи с этим обстоятельством GPS сигналы принимаются и
обрабатываются модулем обработки сигнала 12 для формирования первых сигналов S1, a TV сигналы принимаются и обрабатываются модулем обработки TV сигналов 13 для формирования вторых сигналов S2. Эти сигналы S1 и S2 передаются на ноутбук 10 через модуль моста шины 15 и порт соединения шины 101.
На фиг.1В изображается функциональная блок-схема модуля обработки GPS сигнала 12. Модуль обработки GPS сигнала 12 содержит антенну 121, усилитель с низким уровнем шума (LNA) 122, GPS тюнер (блок настройки) 123, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 124 и демодулятор полосы немодулированных частот 125. Антенна 121 используется для приема GPS сигналов от GPS спутников. Как известно, GPS сигналы требуют надлежащей обработки для получения очень точной навигационной информации о местонахождении и направлении связи. GPS сигналы усиливаются усилителем с низким уровнем шума 122, затем усиленные GPS сигналы обрабатываются GPS тюнером 123, который выдает сигналы одной частоты или в диапазоне частот. Сигналы после настройки преобразуются в цифровые сигналы с помощью аналого-цифрового преобразователя 124. Далее цифровые сигналы демодулируются демодулятором полосы немодулированных частот 125, формируя первые сигналы S1 в цифровом формате. Первые сигналы S1 передаются соответственно на модуль моста шины 15, предоставляя точную навигационную информацию.
В этом варианте реализации аналого-цифровой преобразователь 124 отделен от GPS тюнера 123 и демодулятора полосы немодулированных частот 125. Или же аналого-цифровой преобразователь 124 может быть объединен с GPS тюнером 123 или с демодулятором полосы немодулированных частот 125. В этом варианте реализации демодулятор полосы немодулированных частот 125 является компонентом аппаратного обеспечения, находящимся в модуле обработки GPS сигнала 12. В качестве варианта демодулятор полосы немодулированных частот 125 может быть устранен, и функция демодуляции выполняются программными средствами операционной системы ноутбука 10.
На фиг.1C изображена функциональная блок-схема модуля обработки TV сигнала 13. Модуль обработки TV сигнала 13 содержит антенну 131, TV тюнер 132, TV демодулятор 133 и TV декодер 134. Антенна 131 используется для приема TV сигналов беспроводной связи в цифровом или аналоговом формате от источника TV сигнала беспроводной связи. Как известно, TV сигналы требуют дальнейшей обработки для вывода изображения на экран дисплея ноутбука 10. Сигналы беспроводной связи обрабатываются TV тюнером 132, передавая сигналы одной частоты или в диапазоне частот. Если TV сигналы представлены в цифровом формате, то после настройки
демодулируются TV демодулятором 133, формируя вторые сигналы S2 в цифровом формате. В случае если TV сигналы представлены в аналоговом формате, TV декодер 134 выполняет демодуляцию и операцию преобразования TV сигнала после настройки, в результате формируя вторые сигналы S2 в цифровом формате.
Для обработки как аналоговых, так и цифровых сигналов в качестве TV тюнера 132 модуля обработки TV сигнала 13 выбирается комбинированный TV тюнер. Помимо TV сигналов, сигналы беспроводной связи, обрабатываемые TV тюнером 132, также могут содержать радиовещательные сигналы, которые являются аудио сигналами, а не сигналами изображения. В случае если радиовещательные сигналы приняты модулем обработки TV сигнала 13, вторые сигналы S2 соответствуют радиовещательной программе. В зависимости от типа сигналов беспроводной связи, полученных модулем обработки TV сигнала 13, пользователь может смотреть TV программы или слушать радиопрограммы после того, как вторые сигналы S2 будут переданы на ноутбук 10.
Из вышеприведенного описания следует, что модуль обработки GPS сигнала 12 и модуль обработки TV сигнала 13 с успехом объединяются в единое внешнее устройство расширения функции, то есть многоцелевое периферийное устройство 1. В вышеописанном варианте реализации многоцелевое периферийное устройство 1 выполнено путем соединения USB устройства с портом соединения шины 101 ноутбука 10. Как уже отмечалось в описании прототипа, поскольку обычный ноутбук имеет ограниченное число USB портов, то только ограниченное число USB устройств, соответствующее количеству USB портов, может подключаться к ноутбуку одновременно. Так как в соответствии с настоящей заявкой два модуля обработки сигнала объединены в многоцелевом периферийном устройстве 1, то многоцелевое периферийное устройство 1 может принимать и обрабатывать как GPS сигналы, так и TV сигналы, заняв только один USB порт. В результате количество USB портов может быть сокращено или может с успехом использоваться ограниченное количество USB портов.
Более того, функционально антенна 121 может объединяться с антенной 131 в одну общую антенну. Сигналы беспроводной связи, принятые через эту общую антенну, обрабатываются соответствующими модулями обработки сигнала 12 или 13. Соответственно, электрическая схема многоцелевого периферийного устройства 1 может быть упрощена.
Первый предпочтительный вариант реализации настоящей заявки представлен многоцелевым периферийным устройством 1, содержащим модуль обработки GPS сигнала 12 и модуль обработки TV сигнала 13. Однако специалистам понятно, что здесь возможны многочисленные модификации при сохранении сущности изобретения.
Например, один или более дополнительных модулей обработки сигнала могут быть объединены с многоцелевым периферийным устройством 1. В качестве примера модуля обработки сигнала является модуль беспроводной сети, который подключается в соответствии с протоколами широкополосной беспроводной связи, например, 3G, или 3,5 G, или WiMAX. Далее на фиг.2 и фиг.3 представлены второй и третий варианты реализации. Во втором предпочтительном варианте реализации многоцелевое периферийное устройство содержит модуль беспроводной сети и модуль обработки TV сигнала. В третьем предпочтительном варианте многоцелевое периферийное устройство содержит модуль беспроводной сети и модуль обработки GPS сигнала.
На фиг.2 представлена функциональная блок-схема многоцелевого периферийного устройства, подключенного к портативному электронному устройству, в соответствии со вторым вариантом реализации настоящей заявки. В этом варианте модуль обработки GPS сигнала 12, изображенный на фиг.1А, заменен модулем беспроводной сети 14. Другие компоненты, содержащиеся в многоцелевом периферийном устройстве 1, изображенном на фиг.2, и их принципы работы подобны тем, что показаны на фиг.1А, и поэтому приводить их описание здесь излишне. После того, как многоцелевое периферийное устройство 1 электрически подключается к порту соединения шины 101 ноутбука 10, многоцелевое периферийное устройство 1 начинает работать с ноутбуком 10. Следовательно, пользователь может не только смотреть TV программы на ноутбуке 10 путем приема TV сигналов через модуль обработки TV сигналов 13 многоцелевого периферийного устройства 1, но также и подключаться к Интернету путем приема сигналов передачи данных сети через модуль беспроводной сети 14.
На фиг.3 представлена функциональная блок-схема многоцелевого периферийного устройства в соответствии с третьим предпочтительным вариантом реализации настоящей заявки. В этом варианте модуль обработки TV сигнала 13, показанный на фиг.1А, заменен модулем беспроводной сети 14. Другие компоненты, содержащиеся в многоцелевом периферийном устройстве 1, изображенные на фиг.2, и принцип их работы подобны тем, что показаны на фиг.1А, поэтому приводить здесь их описание излишне. После того, как многоцелевое периферийное устройство 1 подсоединяется к порту соединения шины 101 ноутбука 10, многоцелевое периферийное устройство 1 начинает работать с ноутбуком 10. Следовательно, пользователь может не только получать навигационную информацию о местонахождении, направлении связи путем приема GPS сигналов через модуль обработки GPS сигнала 12, но также подключаться к Интернету путем приема сигналов передачи данных сети через модуль беспроводной сети 14.
Из вышеописанных вариантов следует, что в одном и том же канале связи
устанавливаются различные модули обработки сигнала и включаются в состав многоцелевого периферийного устройства, принимая различные типы сигналов. Более того, через модуль моста шины многоцелевое периферийное устройство соединяется с ноутбуком или другим портативным электронным устройством и работает с ними. Также многоцелевые периферийные устройства, изображенные на фиг.2 и фиг.3 реализуются с помощью USB устройств. Так как оба модуля обработки сигнала находятся в одном многоцелевом периферийном устройстве, то эффективно используется ограниченное число USB портов. Более того, антенны каждого модуля могут быть объединены в одну общую антенну приема сигналов беспроводной связи с тем, чтобы уменьшить сложность компоновки канала связи.
В вышеописанных вариантах реализации настоящего изобретения представлено, что многоцелевое периферийное устройство выполнено как USB устройство и подключается к ноутбуку. Однако предлагаемое многоцелевое периферийное устройство может использоваться с другими портативными электронными устройствами, такими как персональные электронные ассистенты (PDA) или интеллектуальные телефоны. Более того, порт соединения шины и модуль моста шины могут быть разработаны в соответствии с протоколом безопасного цифрового ввода/вывода (SDIO). Следовательно, предлагаемое многоцелевое периферийное устройство может выполняться как SDIO плата или другие платы ввода/вывода (I/O).
Кроме того, канал связи, используемый в многоцелевом периферийном устройстве, является печатной платой. Печатная плата может быть помещена в корпус, имеющий определенные размеры, таким образом, чтобы многоцелевое периферийное устройство было совместимо с определенным портом соединения шины. Например, при разработке многоцелевого периферийного устройства для подключения к ноутбуку могут использоваться PCI Express (PCI-E) интерфейсы, при этом многоцелевое периферийное устройство может содержать, по меньшей мере, два типа модулей приема/обработки сигнала. Из описания специалисты поймут, что многоцелевые периферийные устройства или их каналы связи могут быть разработаны таким образом, чтобы использовать известный интерфейс, например, USB интерфейс, CardBus интерфейс, PCI-E интерфейс, включая внешний Express Card интерфейс и встроенный Mini Card интерфейс, Mini PCI интерфейс или другие связные интерфейсы. Кроме того, функциональные модули приема/обработки сигнала могут иметь индивидуальные антенны приема соответствующих сигналов беспроводной связи. Как вариант функциональные индивидуальные антенны могут быть объединены в отдельную общую антенну для приема различных типов сигналов беспроводной связи.
Настоящее изобретение представлено, исходя из того, что многоцелевое периферийное устройство имеет два функциональных модуля расширения. Тем не менее, предлагаемое многоцелевое периферийное устройство может содержать больше двух функциональных модулей расширения. Примером таких модулей могут служить модуль обработки GPS сигнала, модуль обработки TV сигнала, модуль беспроводной сети и другие модули приема/обработки сигнала, такие как Bluetooth модуль. Этим примером не ограничивается применение других модулей. Следовательно, недостатки прототипа устранены, а ограниченное число портов портативных электронных устройств может быть использовано с большей эффективностью.
Несмотря на то, что изобретение описано с точки зрения наиболее распространенных в настоящее время предпочтительных вариантов реализации, понятно, что оно этим не ограничивается, а напротив, предполагает охватить различные варианты и средства в пределах сущности и объема изобретения, которые определены формулой изобретения.