非同步时域多路存取的电信号传输装置与方法 本发明涉及一种电信号传输装置，尤指应用于一主机与一第一外围设备及一第二外围设备之间的无线射频信号传输装置。
各类数字数据处理主机(例如个人电脑、游戏主机等)已是相当普及的电子产品，而随着其功能的日益强大，其外围装置的种类与应用亦随之多样化，以电脑的输入装置为例，从传统的键盘演进至视窗软件不可缺少的鼠标，以及供游戏使用的摇杆(joystick)或控制器等，已然占满了使用者的工作台面，然而各个外围装置与个人电脑间密密麻麻的连接线，更是限制着使用者使用的便利性。另外，在游戏主机方面，两个游戏控制器(Game Pad)更是不可缺少的必要配备。
为解决上述缺陷，增加使用者的活动便利性，于是发展出将外围装置与数字数据处理器间的连接改以无线方式进行，最初是以红外线方式进行无线信号传输，虽然其制作简易、价格较低，但由于其指向性过大且易被外物阻隔其传输路径，故仍有其不便与缺失。而进展至以射频方式来进行无线信号的传输，则是目前较佳的实施方式。
请参见第一图，其是常规方式中各个外围装置与主机间各自以射频无线方式进行连接与信号传输的方块示意图，以个人电脑为例，由于外围设备的种类日益繁多，如图所示可同时连接有鼠标装置11、键盘装置12、游戏控制平台(Game Pad)13与摇杆装置(Joystick)14的个人电脑10已是相当普遍，而目前的做法是各自具备发射端的微控制器111、121、131、141，射频发射器112、122、132、142，射频接收器113、123、133、143以及接收端的微控制器114、124、134、144，各自利用不同载波频率的频道来进行其信号的传输。而本案即针对此现有常规作法所产生地成本过高、硬件不易统合且造成使用率不高的缺陷提出改进之道，则是发展本案的一主要目的。
本案涉及一种无线信号传输装置，其用于一主机与一第一外围设备及一第二外围设备之间，该装置包含：一第一无线信号发射器，电连接于该第一外围设备，其用以将该第一外围设备输出的数据调制成一第一无线信号后发射出去，而该第一无线信号在一帧中包含有两个内容相同且传送时间为P的第一数据包，其中两个内容相同的数据包间的时距为G1，而相邻帧中的相邻数据包间的时距为G3；一第二无线信号发射器，电连接于该第二外围设备，其用以将该第二外围设备输出的数据调制成一第二无线信号后发射出去，而该第二无线信号在一帧中包含有两个内容相同且传送时间为P的第二数据包，其中两个内容相同的数据包间的时距为G2，而上述时距需符合下列关系：
G1＞P
G2＞2P+G1＞3P
G3＞2P+G2＞5P；以及一无线信号接收器，电连接于该主机，其用同一接收天线接收该第一及第二无线信号，并在接收到具有上述时距关系的第一及第二数据包后传送至该主机，进而达成该主机与该等外围设备间无线数据传输的功能。
根据上述构想，无线信号传输装置中该第一无线信号发射器包含：一微控制器，电连接于该第一外围设备，其用以接收该第一外围设备所输出的数据并转成包型态，以及发出一载波频率设定信号；一调制器，电连接于微控制器，接收该微控制器所送出的该等数据包与该载波频率设定信号，并用以提供形成该第一无线信号所需的载波，响应该载波频率设定信号的触发而在传送该等数据包时将载波频率设定在第一频率，而在其它时间则切换至第二频率；以及一发射天线，电连接于该调制器，其将该第一无线信号发射出去。
根据上述构想，无线信号传输装置中该调制器包含：一合成器，电连接于该微控制器，用以载入并储存该载波频率设定信号中的一频率数据，并响应该载波频率设定信号中的一启动信号的触发而送出一代表该载波频率大小的控制信号；一受控振荡器，电连接于该微控制器及该合成器，其响应该控制信号而调整该载波频率处于该第一频率或第二频率，而在载波频率处于该第一频率时载上该等数据包并传送至该发射天线发射出去。
根据上述构想，无线信号传输装置中该受控振荡器为一压控振荡器。
根据上述构想，无线信号传输装置中该压控振荡器响应该控制信号的控制，而经一稳定时间后将该载波频率设定为该第一频率或第二频率，该合成器亦在该稳定时间内进行载入并储存该载波频率设定信号中的频率数据的操作。
根据上述构想，无线信号传输装置中该第二无线信号发射器包含：一微控制器，电连接于该第二外围设备，其用以接收该第二外围设备所输出的数据并转成包型态，以及发出一载波频率设定信号；一调制器，电连接于微控制器，接收该微控制器所送出的该等数据包与该载波频率设定信号，并用以提供形成该第二无线信号所需的载波，响应该载波频率设定信号的触发而在传送该等数据包时将载波频率设定在第一频率，而在其它时间则切换至第二频率；以及一发射天线，电连接于该调制器，其将该第二无线信号发射出去。
根据上述构想，无线信号传输装置中该调制器包含：一合成器，电连接于该微控制器，用以载入并储存该载波频率设定信号中的一频率数据，并响应该载波频率设定信号中的一启动信号的触发而送出一代表该载波频率大小的控制信号；一受控振荡器，电连接于该微控制器及该合成器，其响应该控制信号而调整该载波频率处于该第一频率或第二频率，而在载波频率处于该第一频率时载上该等数据包并传送至该发射天线发射出去。
根据上述构想，无线信号传输装置中该受控振荡器可以是一压控振荡器。
根据上述构想，无线信号传输装置中该压控振荡器响应该控制信号的控制，而经一稳定时间后将该载波频率设定为该第一频率或第二频率，该合成器亦在该稳定时间内进行载入并储存该载波频率设定信号中的频率数据的操作。
根据上述构想，无线信号传输装置中该无线信号接收器包含：一接收天线，其接收该等无线信号；一解调器，电连接于该接收天线，其用以接收该等无线信号并对第一频率的载波进行解调操作，进而得致该等数据包；以及一微控制器，电连接于该主机与该解调器，其用以接收该等数据包后加以滤波，进而得致完整的该第一数据包与第二数据包传送至该主机。
根据上述构想，无线信号传输装置中该主机可以是一个人电脑。
根据上述构想，无线信号传输装置中该主机可以是一游戏主机。
根据上述构想，无线信号传输装置中该等无线信号系属于射频信号。
本案的另一方面涉及一种无线信号传输方法，其用于一主机与多个外围设备之间，该方法包含：将该等外围设备所输出的数据分别调制成无线信号后发射出去，而该等无线信号在一帧中各自包含有多个内容相同的数据包；设定该等无线信号中各数据包间的时距关系，以错开不同无线信号间数据包传送的时间，使得每一无线信号在该帧内均至少有一个数据包能完整传送至该主机；以同一频率接收该等无线信号，并在接收到该等数据包后传送至该主机，进而达成该主机与该等外围设备间无线数据传输的功能。
根据上述构想，无线信号传输方法中所应用的多个外围设备可以是一第一外围设备与一第二外围设备。
根据上述构想，在无线信号传输方法中，将该第一外围设备输出的数据所调制成的第一无线信号，在一帧中包含有两个内容相同且传送时间为P的第一数据包，而两个内容相同的数据包间的时距为G1，相邻帧中的相邻数据包间的时距为G3，而将该第二外围设备输出的数据所调制成的第二无线信号，在一帧中亦包含有两个内容相同且传送时间为P的第二数据包，且两个内容相同的数据包间的时距为G2，而上述时距需符合下列关系：
G1＞P
G2＞2P+G1＞3P
G3＞2P+G2＞5P。
本案的又一方面涉及一种电信号传输装置，其用于一主机与一第一外围设备及一第二外围设备之间，该装置包含：一第一电信号产生器，电连接于该第一外围设备，其用以将该第一外围设备输出的数据调制成一第一电信号后传送出去，而该第一电信号在一帧中系包含有两个内容相同且传送时间为P的第一数据包，其中两个内容相同的数据包间的时距为G1，而相邻帧中的相邻数据包间的时距为G3；一第二电信号产生器，电连接于该第二外围设备，其用以将该第二外围设备输出的数据调制成一第二电信号后传送出去，而该第二电信号在一帧中包含有两个内容相同且传送时间为P的第二数据包，其中两个内容相同的数据包间的时距为G2，而上述时距需符合下列关系：
G1＞P
G2＞2P+G1＞3P
G3＞2P+G2＞5P；以及一电信号接收器，电连接于该主机、该第一电信号产生器以及第二电信号产生器，其用同一解调器接收该第一及第二电信号，并在接收到具有上述时距关系的第一及第二数据包后传送至该主机，进而达成该主机与该等外围设备间数据传输的功能。
根据上述构想，电信号传输装置中该第一电信号产生器包含：一微控制器，电连接于该第一外围设备，其用以接收该第一外围设备所输出的数据并转成包型态，以及发出一载波频率设定信号；以及一调制器，电连接于微控制器，接收该微控制器所送出的该等数据包与该载波频率设定信号，用以提供载波而形成该第一电信号送出，并响应该载波频率设定信号的触发而在传送该等数据包时将载波频率设定在第一频率，而在其它时间则切换至第二频率。
根据上述构想，电信号传输装置中该调制器包含：一合成器，电连接于该微控制器，用以载入并储存该载波频率设定信号中的一频率数据，并响应该载波频率设定信号中的一启动信号的触发而送出一代表该载波频率大小的控制信号；一受控振荡器，电连接于该微控制器及该合成器，其响应该控制信号而调整该载波频率处于该第一频率或第二频率，而在载波频率处于该第一频率时载上该等数据包并传送出去。
根据上述构想，电信号传输装置中该受控振荡器可以是一压控振荡器。
根据上述构想，电信号传输装置中该压控振荡器响应该控制信号的控制，而经一稳定时间后将该载波频率设定为该第一频率或第二频率，该合成器亦在该稳定时间内进行载入并储存该载波频率设定信号中的频率数据的操作。
根据上述构想，电信号传输装置中该第二电信号产生器包含：一微控制器，电连接于该第二外围设备，其用以接收该第二外围设备所输出的数据并转成包型态，以及发出一载波频率设定信号；以及一调制器，电连接于微控制器，接收该微控制器所送出的该等数据包与该载波频率设定信号，用以提供载波而形成该第二电信号送出，并响应该载波频率设定信号的触发而在传送该等数据包时将载波频率设定在第一频率，而在其它时间则切换至第二频率。
根据上述构想，电信号传输装置中该调制器包含：一合成器，电连接于该微控制器，用以载入并储存该载波频率设定信号中的一频率数据，并响应该载波频率设定信号中的一启动信号的触发而送出一代表该载波频率大小的控制信号；一受控振荡器，电连接于该微控制器与该合成器，其响应该控制信号而调整该载波频率处于该第一频率或第二频率，而在载波频率处于该第一频率时载上该等数据包并传送出去。
根据上述构想，电信号传输装置中该受控振荡器可以是一压控振荡器。
根据上述构想，电信号传输装置中该压控振荡器响应该控制信号的控制，而经一稳定时间后将该载波频率设定为该第一频率或第二频率，该合成器亦在该稳定时间内进行载入并储存该载波频率设定信号中的频率数据的操作。
根据上述构想，电信号传输装置中该电信号接收器包含：一解调器，电连接于该第一电信号产生器及该第二电信号产生器，其用以接收该等电信号并对第一频率载波进行解调操作，进而得致该等数据包；以及一微控制器，电连接于该主机与该解调器，其用以接收该等数据包后加以滤波，进而得致完整的该第一数据包与第二数据包传送至该主机。
根据上述构想，电信号传输装置中该主机可以是一个人电脑。
根据上述构想，电信号传输装置中该主机可以是一游戏主机。
本案的再一方面涉及一种电信号传输方法，其用于一主机与多个外围设备之间，该方法包含：将该等外围设备所输出的数据分别调制成电信号后发射出去，而该等电信号在一帧中各自包含有多个内容相同的数据包；设定该等电信号中各数据包间的时距关系，以错开不同电信号间数据包传送的时间，使得每一电信号在该帧内均至少有一个数据包能完整传送至该主机；以同一频道接收该等电信号，并在接收到该等数据包后传送至该主机，进而达成该主机与该等外围设备间数据传输的功能。
根据上述构想，电信号传输方法中所应用的多个外围设备可以是一第一外围设备与一第二外围设备。
根据上述构想，电信号传输方法中将该第一外围设备输出的数据所调制成的一第一电信号，在一帧中包含有两个内容相同且传送时间为P的第一数据包，而两个内容相同的数据包间的时距为G1，相邻帧中的相邻数据包间的时距为G3，而将该第二外围设备输出的数据所调制成的一第二电信号，在一帧中亦包含有两个内容相同且传送时间为P的第二数据包，且两个内容相同的数据包间的时距为G2，而上述时距需符合下列关系：
G1＞P
G2＞2P+G1＞3P
G3＞2P+G2＞5P。
本案得借助于下列附图及详细说明，得以对本案有一更深入的了解：
图一是现有常规方式中各个外围装置与个人电脑间各自以射频无线方式进行连接与信号传输的方块示意图；
图二是本案为解决上述现有常规手段缺陷所发展出的无线信号传输装置的较佳实施例装置方块图；
图三(a)(b)(c)(d)是第一及第二无线信号的波形以及其间具有不可预期的相位差异示意图；
图四是完成上述信号处理的无线信号发射器的较佳实施例功能方块示意图；以及
图五是配合图四装置所设的单一无线信号接收器的较佳实施例方块示意图。
本案附图中所包含的各元件列示如下：个人电脑10 鼠标装置11键盘装置12 游戏控制平台13摇杆装置14射频发射器112、122、132、142 发射端的微控制器111、121、131、141射频接收器113、123、133、143 接收端的微控制器114、124、134、144主机20 第一外围装置21第二外围装置22 第三外围装置23第四外围装置24 第一无线信号发射器25第二无线信号发射器26 第三无线信号发射器27第四无线信号发射器28 单一无线信号接收器29调制器42 合成器421受控振荡器422 混频器423放大器424 发射天线425接收天线51 放大器52解调器53 微控制器54实施例
请参见图2，图中所示为本案为解决上述常规手段缺陷所发展出的无线信号传装置的较佳实施例装置方块图。其中所包含的第一无线信号发射器25、第二无线信号发射器26、第三无线信号发射器27、第四无线信号发射器28以及单一无线信号接收器29，提供各个外围装置(包含第一外围装置21、第二外围装置22、第三外围装置23、第四外围装置24与主机20间以射频无线方式进行信号传输，而本案实施例为减低硬件成本，在信号发射端上应用一非同步时域多路存取技术来进行数据传送，其主要作用在于可准许至少两个信号来运用同一载波频道进行传输，如此便可省去常规信号接收端重复设置的射频接收器以及微控制器，将可有效地降低硬件成本，达成本案的主要目的。
由于发射端的射频发射器并未彼此连接而能有进行同步的操作(若如此亦增加成本)，因此发射端射频发射器的载波间将具有某些程度的相位差异，而为能确保运用同一频道所进行传输的多个无线信号不受干扰，发明人便将该等无线信号在一帧中各自载入多个内容相同的数据包，再设定该等无线信号中各数据包间的时距关系，以能错开不同无线信号间数据包传送的时间，使得每一无线信号在该帧内均至少有一个数据包能完整传送。以下就两个无线信号为例，叙述如何达成上述目的的实施例作法。
请参见图3(a)，图中示出将该第一无线信号在同一帧中载入两个内容相同且传送时间为P的第一数据包，其中两个内容相同的数据包间的时距为G1，至于相邻帧中的相邻数据包间的时距为G3；而第二无线信号在同一帧中亦载入两个内容相同且传送时间为P的第二数据包，而两个内容相同的数据包间的时距为G2，且上述时距需符合下列关系：
G1＞P
G2＞2P+G1＞3P
G3＞2P+G2＞5P至于图3(b)(c)(d)则表示出，即使第一无线信号与第二无线信号间具有不可预期的相位差异，亦可确保至少有一个完整无误的数据包被接收端接收，进而能达成以同一频道接收两个信号的目的。
再请参见图4，该图是完成上述信号处理的无线信号发射器的较佳实施例功能方块示意图，尤其适合应用于具有两个游戏控制器的游戏主机方面，其中微控制器41被电连接于外围设备，其用以接收该外围设备所输出的数据并转成包型态(包含有前置字节、数据以及检查和等部份)，以及发出一载波频率设定信号至调制器42中的合成器421，当合成器421载入并储存该载波频率设定信号中的一频率数据后，再响应该载波频率设定信号中的一启动信号的触发而送出一代表该载波频率大小的控制信号至一受控振荡器422(可用压控振荡器来完成)，受控振荡器422便响应该控制信号而调整该载波频率处于该第一频率或第二频率。参照图3所示，在传送时间P时，受控振荡器422受控而将载波频率调整为第一频率以进行数据传输，而在时距G1、G2、G3时则将载波频率调整为第二频率(称为哑频-dummy frequency)，如此用以避免不必要的信号干扰。因此该等数据包将在传送时间P内经一混频器423而载上该第一频率的载波，并经放大器424放大后传送至该发射天线425发射出去。而由于受控振荡器422响应该控制信号而调整该载波频率由该第一频率转变为第二频率或者由该第二频率转变为第一频率时，皆需要经过一稳定时间后才能将该载波频率固定在该第一频率或第二频率，因此发明人可使该合成器421在该稳定时间内先进行载入并储存代表下一频率值的该载波频率设定信号中的频率数据的操作(例如，在受控振荡器422到达该第一频率所需的稳定时间内先使该合成器421载入并储存第二频率数据的操作，反之亦然)，如此将可避免不必要的时间浪费，有效缩短传送时间P的长度，达成更快速的数据传输，以符合现今各式外围装置传输频宽的需求。下列数据为当信号发射器的最高位速率为62．5千位／秒(kbps)时的一可行的实例：
位时间=16微秒
前置字节=3字节
数据=6字节
检查和=1字节
P=1．4毫秒
G1=1．5毫秒
G2=4．5毫秒
G3=7．5毫秒
帧=11．8毫秒
再请参见图5，图中所示为配合图4装置所设的单一无线信号接收器的较佳实施例方块示意图，其中该第一及第二无线信号是用同一接收天线51接收后经一放大器52加以放大，而解调器53则将放大后的该等无线信号进行解调操作，用以解出第一频率载波上所载的第一及第二数据包，之后再由电连接于该解调器53上的微控制器54，进一步对所接收的该等数据包加以滤波，而由于数据包内包含有前置字节、数据以及检查和等部份，因此当产生如图3所示的数据包碰撞状态时，所接收到的数据包将无法通过对于检查和(check sum)数据的检验，因此微控制器54将把发生碰撞的封包废弃。若无数据包碰撞的情况产生，则根据前置字节便可判断是否重复收到两个内容相同的数据包，以及该数据包是属于第一或者第二数据包。而经上述判断操作后，微控制器54便可将完整的该第一数据包与第二数据包传送至主机20，进而达成主机与多个外围设备间无线数据传输的功能。
综上所述，以上披露的信号传输方法将可有效地集成信号接收端的硬件并降低成本，但不会增加信号发射端的硬件配置，进而达成发展本案的主要目的，而此构想并不局限无线传输方面，应用于有线传输上亦可有效地发挥集成硬件并降低成本的功效。本案创作得由本领域的技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱离如附权利要求所欲保护范围。