無線系統中的響應者設備綁定的製作方法

2023-10-07 02:37:39 1

無線系統中的響應者設備綁定的製作方法
【專利摘要】一種無線系統(10)包括發起者設備(11)以及可以與該發起者設備(11)綁定的多個響應者設備(15-18)。方法包括在該多個響應者設備中的一個響應者設備處，從該發起者設備接收(101)發現請求並且形成發現響應並將其發送到該發起者設備。該形成發現響應的步驟包括：收集(102)指示發起者設備想要與該響應者設備綁定的至少兩個參數；使用該至少兩個參數來計算(103)分數，該分數指示該發起者設備想要與該響應者設備綁定的可能性；以及將該分數包括(104)為該發現響應中的元素。
【專利說明】無線系統中的響應者設備綁定 發明領域
[0001] 本發明涉及在兩個無線設備之間形成綁定，且涉及在形成綁定時對響應者無線設 備進行排名，並且涉及無線設備本身、包括無線設備的系統、用於這樣的無線設備的控制裝 置、用於在這樣的無線系統中使用的方法以及用於執行這一方法的軟體。
[0002] 發明背景
[0003] 存在其中必需在兩個無線設備之間形成也被稱為配對的綁定的各種情形。一個示 例情形是在無線個域網（WPAN)中的。一種WPAN類型是無線遙控系統，包括遙控手柄以及 可由該遙控手柄來控制的各個設備，諸如消費電子設備（例如，機頂盒、電視機、媒體播放 器）、照明設備、環境設備。新一代的遙控器將使用射頻（RF)連接，而不是紅外（IR)連接並 且將使用極少電源或不使用電源。RF連接允許在整個場所內形成可靠連接。候選技術是 ZigBee RF4CE(用於消費電子產品的ZigBee射頻）。
[0004] 基於2. 4GHz，IEEE802. 15. 4標準，ZigBee聯盟已經將ZigBee RF4CE標準擴展到若 幹終端用戶應用領域中。全都使用RF4CE的這三個行規（profile)涵蓋ZigBee接口設備、 ZigBee3D同步和ZigBee遙控。在這些標準化行規之後，ZigBee RF4CE完全支持專用行規 的開發。
[0005] RF無線技術無需兩個設備之間的視線路徑這一事實還提出了新的挑戰。IR發射 機和接收機是通過將發射機（例如，遙控手柄）指向接收機設備來隱式配對的。兩個基於 RF的設備需要使用綁定過程來進行被稱為綁定的顯式配對。該綁定過程確保"控制器"（遙 控器）在控制正確的"目標"（例如，電視機、機頂盒）。在產品的生命期期間通常只需要綁 定一次。
[0006] 配對可使用帶外機制來執行。一個示例在可以在https://www. bluetooth, org/ Technical/Specifications/whitepapers. htm 獲得的白皮書"Bluetooth? User Interface Flow Diagrams for Bluetooth Secure Simple Pairing Devices (用於藍牙安全簡單配對設 備的Bluetooth?用戶接口流程圖）"中描述。這需要安全的輔助非藍牙信道來在對兩個設 備進行配對時傳遞信息。在這種類型的配對機制中，控制RF設備被告知目標RF設備的地 址（反之亦然），這可能用安全密鑰和其它相關信息來補充。這種配對可在工廠中由安裝者 /服務技術員（使用專用綁定/調試設備）或者由使用者（例如，設置開關）來執行。這些 都是非最優解決方案，因為它們要麼造成物流問題要麼禁止自己動手（DIY)安裝。
[0007] 不僅在基於IEEE802. 15. 4的系統中，而且在基於藍牙和基於WiFi的系統中已經 提出並使用更高級的綁定過程。這些綁定過程通常包括兩個階段。第一，在發現階段中，發 起設備（通常是控制器）標識其附近的所有兼容設備（通常是目標）。這向發起設備提供 了要與其綁定的候選的列表。這些"綁定候選"可使用諸如鏈路質量之類的參數來進行排 名。在本文的其餘部分中，發起設備將被稱為"發起者"或"發起者設備"（通常是控制器）， 而響應該"發起者"的設備將被稱為"響應者"或"響應者設備"（通常是目標）。第二，在認 證階段中，發起者將臨時設置與在發現階段中排名最高的響應者的鏈路。各個設備將執行 認證過程以驗證發起者已經設置與預期響應者的鏈路。當認證成功時，發起者與響應者綁 定，反之亦然。當認證失敗時，發起者將設置與下一個排名最高的響應者的鏈路並重複該認 證過程。這重複直到發起者與預期響應者綁定（認證過程是成功的）或者響應者的列表變 為空（所有認證過程都失敗了）。該認證過程以許多形式進行，諸如兩側上的簡單按鈕按壓 或者將另一設備上所顯示的密碼輸入到顯式利用諸如證書等安全憑證的知識的過程。
[0008] 在某些情況下，綁定過程假定發現階段發現恰好一個響應者，在這種情況下標識/ 認證階段變得過時。例如，在ZigBeeRF4CEZRC中，目標將只在該目標上的按鈕被按壓的情 況下響應控制器的發現請求。若且唯若該目標是僅有的被發現的設備時，控制器將與該目 標綁定。如果不止一個目標響應，則無法解決歧義並且綁定過程被控制器停止。
[0009] 在發現階段中執行的對響應者的排名確保良好的用戶體驗。的確，當大量設備在 RF射程內時，響應者的列表可以較長，並且循環通過所有這些設備可能變得是耗時的。 [0010] 發起者設備可使用一個或多個參數來確定響應者設備是否是該發起者設備希望 與其綁定的設備。將這些參數組合到用於該排名過程的良好試探法並非始終是直截了當 的，並且取決於應用。這可導致基於新收集到的用戶反饋對排名過程的持續更新（甚至在 已經於場地中部署各個設備之後）。當發起者設備不具有諸如典型的遙控手柄等直接因特 網接入（無繩或部分繩接設備）時，更新排名過程是麻煩的。這需要通常經由程序存儲器 的空中（0ΤΑ)更新來支持更新設備，其中表徵網際網路接入的新程序映像被首先傳送到另一 設備（TV或STB)並且接著通過RF從該設備傳送到遙控器。
[0011] 發明概述
[0012] 本發明尋求提供一種當在無線系統中形成綁定時對各個設備進行排名的替代方 法或系統。
[0013] 本發明的第一方面提供了一種供在包括發起者設備以及可以與該發起者設備綁 定的多個響應者設備的無線系統中使用的方法，該方法包括在該多個響應者設備中的一個 響應者設備處：
[0014] 從該發起者設備接收發現請求；
[0015] 形成發現響應；以及
[0016] 將該發現響應發送到該發起者設備，
[0017] 其中該形成發現響應的步驟包括：
[0018] 收集指示發起者設備想要與該響應者設備綁定的至少兩個參數；
[0019] 使用該至少兩個參數來計算分數，該分數指示該發起者設備想要與該響應者設備 綁定的可能性；以及
[0020] 將該分數包括為該發現響應中的元素。
[0021] 根據本發明實施例的方法的優點是發起者設備可使用簡單邏輯來對響應者設備 進行排名，諸如根據響應者設備的分數來對響應者設備進行排名的通用排名算法。這簡化 了發起者設備處所需的邏輯。因此，發起者設備可以是相對簡單的設備，諸如具有有限處理 能力的設備。計算分數的邏輯可以在響應者一側上調整，而不影響發起者設備上所使用的 邏輯，由此避免了更新發起者設備的需求。在發起者設備具有到外部網絡的有限（或不具 有）直接連接的情況下，該方法尤其是有利的。
[0022] 有利地，分數可取得至少兩個（或更大數量）不同的值之一。
[0023] 有利地，該計算步驟計算該至少兩個參數的加權和。
[0024] 有利地，該形成發現響應的步驟還包括包含重複分數處理元素，該元素指示在另 一響應者設備具有與該響應者設備相同的分數的情況下將由發起者設備採取的多個動作 之一。該重複分數處理元素可指示以下動作之一：將具有相同分數的響應者設備保留在發 起者設備的排名列表中並使用決勝功能（例如，基於鏈路質量）來對這些響應者設備進行 排序；將具有相同分數的響應者從發起者設備的排名列表中移除；在發現具有相同分數的 兩個或更多個響應者設備時中止發現過程；使用發現響應中的另一描述符來對響應者設備 進行重新排名。
[0025] 有利地，該形成發現響應的步驟包括形成：包括計算出的分數和重複分數處理元 素的主描述符，其中該重複分數處理元素指示關於在另一響應者設備具有與該響應者設備 的主描述符中的分數相同的分數的情況下發起者設備應如何行動的一個選項；以及包括比 主描述符中的分數低的計算出的分數的第二描述符。
[0026] 有利地，該至少兩個參數包括以下參數中的至少一個：指示發起者設備和響應者 設備之間是否存在視線連接的參數；指示響應者設備在發起者設備的預定射程內的參數； 指示響應者設備尚未與任何其它設備綁定的參數；指示自從響應者設備被重啟以來的時間 段或指示自從響應者設備被重啟以來已經逝去預定時間段的參數；指示響應者設備當前處 於用於形成綁定的操作狀態的參數；指示發起者設備是針對響應者設備的默認控制器的參 數。
[0027] 有利地，該形成發現響應的步驟包括將鏈路質量閾值包括為發現響應中的元素。 該鏈路質量閾值可以是這樣的鏈路質量閾值：發起者設備應該將該閾值應用於來自該響應 者的發現響應，並且應當在測得的鏈路質量比該閾值差的情況下將響應者設備從排名列表 中移除。該鏈路質量閾值可以是僅當發現響應中的元素指示這樣做時發起者設備才應將其 應用於來自該響應者的發現響應的鏈路質量閾值。
[0028] 有利地，該方法還包括更新響應者設備用來執行收集至少兩個參數的步驟或計算 分數的步驟的邏輯。
[0029] 本發明的另一方面提供了一種供在包括發起者設備以及多個響應者設備的無線 系統中使用的方法，該方法包括在發起者設備處：
[0030] 發送用於發現響應者設備的發現請求；
[0031] 從多個響應者設備中的每一個接收發現響應；以及
[0032] 使用發現響應來對該多個響應者設備進行排名；
[0033] 其中每一個發現響應都包括由響應者設備基於該響應者設備收集到的指示該發 起者設備想要形成與該響應者設備的綁定的可能性的參數來計算出的分數。
[0034] 並且其中該對響應者設備進行排名的步驟使用這些分數。
[0035] 有利地，該方法還包括嘗試完成與具有最高分數的響應者設備的綁定。
[0036] 有利地，發現響應還包括重複分數處理元素，並且如果在來自兩個或更多個響應 者設備的發現響應中接收到重複分數，則該方法包括使用該重複分數處理元素來處理那些 發現響應。
[0037] 有利地，該重複分數處理元素可指示以下選項之一：在排名中保留具有相同分數 的響應者設備並根據決勝功能來對這些響應者設備進行排序；將具有相同分數的響應者從 發起者設備的排名列表中移除；在發現具有相同分數的兩個或更多個響應者設備時中止發 現過程；使用發現響應中的另一描述符來對響應者設備進行重新排名。
[0038] 有利地，接收自每一個響應者設備的發現響應包括：包括計算出的分數和重複分 數處理元素的主描述符，其中該重複分數處理元素指示關於在另一響應者設備具有與該響 應者設備的主描述符中的分數相同的分數的情況下發起者設備要採取的動作的一個選項； 包括比主描述符中的分數低的計算出的分數的第二描述符；並且該對響應者設備進行排名 的步驟在使用第二描述符之前使用每一個發現響應中的主描述符。
[0039] 有利地，該方法還包括測量發現響應的鏈路質量，並且該方法包括將測得的鏈路 質量與鏈路質量閾值進行比較，並且在測得的鏈路質量比該閾值差的情況下將響應者設備 從排名列表中移除。
[0040] 有利地，該方法還包括測量發現響應的鏈路質量，並且該方法包括將測得的鏈路 質量與鏈路質量閾值進行比較，並且在測得的鏈路質量比該閾值差的情況下將響應者設備 從排名列表中移除（如果發現響應中所攜帶的元素指示這樣做的話）。
[0041] 本發明的實施例可適用於無線系統，諸如：無線個域網（WPAN)(例如，ZigBee、藍 牙或任何其它IEEE802. 15網絡）、無線區域網（WLAN)。各實施例可適用於其中控制器手柄 具有到外部網絡的有限連接的無線（RF)遙控系統。具體而言，各實施例可適用於如預期在 機頂盒、電視機及其對應的遙控器中使用的ZigBee RF4CE MS0行規。本發明的實施例可適 用於體域網、家域網以及電子貨架標籤網絡。此處描述的功能可以用硬體、由處理裝置執行 的軟體或由硬體和軟體的組合來實現。該處理裝置可包括計算機、處理器、狀態機、邏輯陣 列或任何其它合適的處理裝置。該處理裝置可以是通用處理器，其執行軟體以使得該通用 處理器執行所需任務，或者該處理裝置可以專用於執行所需功能。本發明的另一方面提供 了在由處理器執行時執行所述方法中的任一種的機器可讀指令（軟體）。該機器可讀指令 可被存儲在電子存儲器設備、硬碟、光碟或其它機器可讀存儲介質上。這些機器可讀指令可 經由網絡連接下載到存儲介質。
[0042] 附圖簡述
[0043] 本發明的實施例將參考附圖來僅僅作為示例描述，在附圖中：
[0044] 圖1示出了其中可實現本發明的實施例的無線系統；
[0045] 圖2示出了用於圖1的系統中的設備的綁定過程；
[0046] 圖3示出了在該綁定過程的發現階段期間在每一個響應者設備處執行的方法；
[0047] 圖4示出了在該綁定過程的發現階段期間在發起者設備處執行的方法；
[0048] 圖5示出了發現響應中所攜帶的狀態信息；
[0049] 圖6示出了形成圖5的狀態信息的一部分的描述符；
[0050] 圖7示出了重複分數處理動作；
[0051] 圖8示出了在該綁定過程的認證階段期間在發起者設備處執行的方法；
[0052] 圖9示出了發起者設備和響應者設備處的協議層；
[0053] 圖10示出了發起者設備和響應者設備處的功能模塊。
[0054] 實施例的詳細描述
[0055] 在以下對優選實施例的詳細描述中，對附圖進行了參考，附圖構成了各實施例的 一部分且在其中作為說明示出了可在其中實踐該本發明的具體實施例。所示附圖只是示意 性而非限制性的。在附圖中，出於說明目的，將某些元素的尺寸放大且未按比例繪出。本領 域技術人員將認識到，可以利用其它實施例並且可以做出結構上的改變而不背離本發明的 範圍。
[0056] 此外，在說明書和權利要求書中術語第一、第二、第三和類似描述用於在類似元素 間加以區別，而沒有必要描述順序或時間次序。應該理解如此使用的這些術語在合適環境 下可以互換，並且在此描述的本發明的實施方式能夠以除了本文描述或示出的之外的其他 順序來操作。
[0057] 而且，本說明書和權利要求書中的術語頂部、底部、之上、之下等是出於描述目的 而使用的，且不一定用於描述相對位置。應該理解如此使用的這些術語在合適環境下可以 互換，並且在此描述的本發明的實施方式能夠以除了此處描述或示出的之外的其他傾向來 操作。
[0058] 要注意的是在權利要求中所使用的術語"包括"，應該被解釋為顯示於下文所列的 方式；其並不排除其他部件或步驟。由此，表達"一種設備包括裝置A和B"的範圍不應被 限於只包含組件A和B的設備。它意味著對於本發明，設備的僅相關組件是A和B。
[0059] 圖1示出了實現本發明的無線系統。無線遙控系統形式的無線個域網（WPAN)將 被用作無線系統的示例。實施例可適用於其中需要在設備之間形成綁定或配對的其它類型 的WPAN或無線區域網（WLAN)。示例包括：輸入設備（例如，滑鼠、鍵盤、平板機、掃描筆、指 示器）、輸出設備（例如，顯示器、3D眼鏡）、傳感器、致動器。
[0060] 圖1示出了具有控制器11和多個目標設備15-18的RF遙控系統10。控制器11 能夠控制設備15-18中的任一個。綁定過程被用來在控制器11和設備15-18中的系統用 戶希望控制的一個或多個設備之間形成配對。控制器11的使用者可能希望與設備15-18 中的全部設備或這些設備中的僅僅某一些設備綁定。可以存在用戶可能不希望在控制器11 和一個設備之間形成綁定的各種原因。例如，在圖1中，設備18位於控制器11附近，並因 此在控制器11的RF射程內，但位於另一地產中。因此，控制器11的使用者不希望控制設 備18。該情形可能出現在公寓建築、聯排屋、辦公室空間等中。控制器11可以旨在控制消 費者電子設備，並且可以存在用於控制環境設備（照明、加熱等）的另一控制器12。因此， 控制器11可能只希望與諸如電視機、機頂盒、媒體播放器等消費者電子設備綁定。同一區 域內可以部署不止一個控制器11、12。設備15-18可以形成與僅僅一個控制器或不止一個 控制器的綁定關係。例如，電視機可形成與專用電視機控制器（諸如與電視機一起提供的 控制器）的綁定，並且還可形成與可控制多個設備的多功能控制器的綁定。
[0061] 綁定過程在圖2中示出。該綁定過程包括發現階段21和認證階段24。該綁定過 程由控制器11發起。在以下描述中，控制器11將被稱為發起者設備。發現階段21允許發 起者11發現在該發起者11周圍的區域內存在哪些設備並對要與其綁定的潛在響應者設備 進行排名。在發現階段期間，發起者將發現請求22發送到該發起者11的射程內的所有設 備。發現請求22被該發起者的射程內的一個或多個設備15、16接收到。這些設備用發現 響應23來進行響應。在以下描述中，進行響應的設備將被稱為響應者設備。圖2示出了接 收自兩個響應者設備15、16的響應23。
[0062] 根據本發明的實施例，響應者設備15、16中的每一個收集指示發起者設備11是否 可能想要與響應者設備15、16綁定的信息。每一個響應者設備15、16使用該信息來計算分 數。該分數指示發起者設備想要與該響應者設備綁定的可能性。該分數被包括為該發現響 應23中的元素。
[0063] 發起者設備11從響應者設備15、16中的每一個接收發現響應23。發起者設備使 用分數來對這些響應者設備進行排名。發起者設備然後使用該排名來將這些響應者設備中 的一個或多個選為形成綁定的候選。綁定過程繼續至認證階段24。發起者將設置與具有在 發現階段中確定的最高排名的響應者的臨時鏈路，並且該臨時鏈路被用來檢查該排名是否 導致所需響應者選擇。如果為否，則發起者將設置與下一個排名最高的響應者的鏈路並再 次執行相同的檢查。這重複直到發起者與預期響應者綁定（認證過程是成功的）或者響應 者的列表變為空（認證過程失敗了）。
[0064] 圖3示出了在綁定過程的發現階段21期間在響應者設備15、16中的每一個設備 處執行的方法。在步驟101，從發起者設備接收發現請求。在步驟102,響應者設備收集指 示發起者設備11是否可能想要與該響應者設備綁定的信息。如圖3所示，步驟102可以在 步驟101之後執行，或者步驟102可以在接收發現請求之前作為後臺活動來執行。在步驟 103,響應者設備使用至少兩個參數來計算分數。該分數可具有至少兩個可能值的範圍，但 更有利地具有可能值的更大範圍，諸如四個值（可由2個位來表示）、八個值（可由3個位 來表示）、十六個值（可由四個位來表示）或某一其它值範圍。步驟103使用存儲在響應者 設備處的邏輯或試探法。在步驟104,響應者設備將分數包括為發現響應中的元素。在步驟 105,響應者設備可將重複分數處理元素包括為發現響應中的元素。該重複分數處理元素指 示在兩個響應者設備報告相同分數的情況下發起者設備應如何處理該響應者設備。該分數 和重複分數處理元素可形成主描述符的一部分。可選地，在步驟106,響應者設備可包括第 二描述符和第三描述符。在步驟107,響應者設備將發現響應發送到發起者設備。
[0065] 圖4示出了在綁定過程的發現階段21期間在發起者設備11處執行的方法。在 步驟121，發起者設備發送用於發現響應者設備的發現請求。在步驟122,發起者設備從多 個響應者設備中的每一個接收發現響應。有利地，發起者設備測量攜帶發現響應的信號的 鏈路質量。發現響應向發起者設備提供該發起者設備可能能夠與其綁定的響應者設備的列 表。在步驟123-128,可以對該響應者列表進行排名、過濾和刪減以獲取綁定候選的列表。
[0066] 在步驟123,可基於鏈路質量來過濾響應者設備的列表。有利地，每一個發現響應 都包括包含在步驟123使用的閾值鏈路質量指示符（LQI)值的欄位。步驟123將被稱為基 礎LQI閾值過濾。發起者設備移除如發現響應的狀態信息中所指示的發現響應的LQI (在 步驟122測得）低於'基礎LQI閾值'的所有響應者。
[0067] 在步驟124,發起者設備使用發現響應中的分數來對多個響應者設備進行排名。該 初始排名基於發現響應的狀態信息30中的主描述符33中的分數來對響應者設備進行排 名。數值越高，響應者最後在列表中所處的位置就越高。
[0068] 步驟125檢查是否存在具有相同分數的兩個設備。如果是，則方法繼續至步驟126 並解決這些重複分數。存在解決這些重複分數的各種方式。有利地，步驟125被應用於響應 者設備的列表中的所有設備，從該列表頂部開始並朝該列表的底部繼續進行。當列表頂部 中的一個響應者被重新排名時，該響應者將最終在該列表中處於較低位置，並且可能再次 變得重複，這將觸發新的"重複分數處理"過程。有利地，在執行可任選的"刪減"步驟128 之前，首先對完整的列表執行該"重複分數處理"步驟，以確保正確的響應者被"刪減"走。 發起者設備在列表中檢查具有非唯一分數的節點描述符。如果找到這樣的響應者，則根據 主描述符中的'重複分數處理'欄位來處理這些響應者。這可能導致綁定過程被中止，響應 者被保留在列表中，響應者被從列表中移除或者響應者基於第二描述符中的分數來被重新 排名。
[0069] 如果這再次產生非唯一分數，則使用第二描述符中的'重複分數處理'欄位來處理 這些響應者。這可能再次導致綁定過程被中止，響應者被保留在列表中，響應者被從列表中 移除或者響應者基於第三描述符中的分數來被重新排名。
[0070] 如果這再次產生非唯一分數，則使用第三描述符中的'重複分數處理'欄位來處理 這些響應者。這可能導致綁定過程被中止，響應者被保留在列表中或者響應者被從列表中 移除。重複分數處理中所指定的動作只在攜帶該特定重複分數處理欄位的設備上執行。因 此，被指定為"重新排名"的響應者將被重新排名，具有"移除"的響應者將被從列表中移除， 而被指定為"保留"的響應者將被保留在列表中。在個響應者被指定為"中止"的情況下， 完整的過程被中止，因此在這種情況下，的確存在攜帶"中止"的響應者對所有其它響應者 的"副作用"，因為完整的過程被中止了。
[0071] 可任選地，在步驟127,可基於鏈路質量來應用進一步過濾。這將被稱為嚴格LQI 過濾。每一個發現響應都可包括包含在步驟127使用的閾值鏈路質量值的欄位。若且唯若 排名過程中所使用的最終描述符中設置'應用嚴格LQI閾值'時，發起者設備才移除發現響 應中的LQI低於'嚴格LQI閾值'的所有響應者。
[0072] 在步驟128,可以對列表進行刪減。前N個響應者應當形成綁定候選列表。圖4所 示的方法將獲取按其分數次序進行排名的最多N個綁定候選的列表。該方法繼續至圖8所 示的認證階段。
[0073] 再次參考圖3,以下參數列表被提供為響應者設備可收集的參數的示例。響應者設 備可使用這些參數中的一個或多個。響應者設備可使用此處未列出的其它參數。
[0074] 鏈路質量。術語"鏈路質量"能夠以各種方式來定義，諸如接收電平、RSSI (接收 到的信號強度指示符）值、信號質量、誤碼率（BER)、信噪比或這些方式的組合。可以針對發 起者接收到的發現響應信號測量鏈路質量。鏈路質量可以與分數值相關，例如，高鏈路質量 (更好的鏈路）導致高分數。
[0075] 自從上一次啟動以來的時間。自從響應者上一次被啟動以來逝去的時長可以在計 算分數時被考慮在內。該參數可記錄實際時間或者可指示自從上一次啟動以來是否已經過 去閾值時間值。自從上一次啟動以來的時間可以與分數值反相關，例如，自從上一次啟動以 來的短時間或者尚未過去自從上一次啟動以來的閾值時間值的指示導致高分數。
[0076] 空綁定表。每一個響應者設備都維護它已經與其形成綁定的控制器綁定表。如果 響應者尚未被綁定到任何控制器，則這可以在計算分數時被考慮在內。
[0077] 綁定指令屏幕可見。響應者設備可具有諸如顯示屏等圖形用戶接口（GUI)以便向 用戶提供指令。當響應者正在其上顯示綁定指令時，這可以在計算分數時被考慮在內。 GW上存在綁定指令指示用戶在該時刻希望綁定。
[0078] 視線。如果控制器11和設備兩者都具有視線通信接口（諸如紅外（IR)接口）， 則控制器11可確定設備是否在與該控制器11的視線通信內。再次參考圖1，在控制器11 和設備15之間存在視線路徑。由於障礙14,因此在控制器11和設備18之間不存在視線。 在控制器11和設備之間存在視線路徑可指示該控制器希望與該設備綁定並且可以在計算 分數時被考慮在內。
[0079] 在區域中。當響應者能夠檢測到發起者在該響應者的特定射程內時，這可以在計 算分數時被考慮在內。
[0080] 允許持續時間。當特定按鈕（例如，"服務"按鈕）被在響應者上按壓或者這一按 鈕按壓經由遠程服務消息來仿真時，這可以在計算分數時被考慮在內。
[0081] 發起者的ID。響應者可檢查在發現請求中發送的標識響應者設備的標識符是否指 示發起者設備是針對該響應者設備的默認控制器。該指示符可被顯式地提供，或者可以從 在發現請求中發送的版本信息或某一其它信息獲取。如果發起者被特別設計成控制該響應 者，則這可以在計算分數時被考慮在內。
[0082] 每一個響應者設備15、16都形成發現響應。圖5示出了發現響應中的狀態信息30 的一種示例形式。前兩個八位位組31、32包含可由發起者設備用來從排名列表中移除特定 響應者設備的鏈路質量指示符（LQI)閾值。後三個八位位組33、34、35包含可由發起者設 備用來對響應者設備進行排名的描述符。
[0083] 圖6示出了描述符33、34、35的示例格式。該格式包括四個欄位：
[0084] 分數。分數欄位41的長度是四位。該欄位由發起者設備用來對響應者進行排名。 較高的數值將導致較高的排名。
[0085] 重複分數處理。該欄位42的長度是兩位，因為在重複分數的情況下四個動作是可 能的。該欄位的可能值及相關聯的動作在圖7中示出。該欄位指示在具有恰好相同分數的 另一響應者設備被發起者設備發現的情況下對於該響應者設備應發生什麼。
[0086] 應用嚴格LQI閾值。該欄位43的長度是一位。該欄位指示是否應將嚴格LQI閾 值應用於該響應者。如果該位被置位並且該響應者的發現響應的LQI低於嚴格LQI閾值， 則該響應者被從列表中移除。
[0087] 再次參考圖5,發現響應30包括兩個LQI閾值：基礎LQI閾值31和嚴格LQI閾值 32。基礎LQI閾值31的長度是一個八位位組。發現響應中的LQI值可被用作確定該設備的 發現響應是否應被考慮的方式。例如，如果關於一響應者設備的LQI值小於基礎LQI閾值， 則該響應者設備可被從綁定候選列表中移除。嚴格LQI閾值的長度是一個八位位組。根據 適用的描述符，如果該響應者的發現響應中的LQI值小於嚴格LQI閾值32且需要應用該嚴 格LQI閾值（即欄位43被置位），則該響應者被從綁定候選列表中移除。
[0088] 發現響應30可包括最多三個描述符（本發明的實現將其自身限於三個描述符，但 在更一般的情況下可以存在更多描述符）：主描述符33、第二描述符34和第三描述符35。 每一個描述符都具有圖6所示的格式。一般而言，這些描述符旨在按主、第二、第三的次序 來考慮。第二描述符只在響應者需要被重新排名時使用。例如，如果主描述符的分數41不 是唯一的（多個響應者返回了相同的分數），並且主描述符33的'重複分數處理'欄位42 指示發起者設備應當'對響應者進行重新排名'。第三描述符只在響應者第二次需要被重新 排名時使用。例如，如果主描述符和第二描述符33、34兩者的分數41都不是唯一的，並且 主描述符和第二描述符33、34兩者的'重複分數處理'欄位42指示'對響應者進行重新排 名'。第三描述符35的'重複分數處理'欄位42不應指示'對響應者進行重新排名'，因為 沒有其它描述符要考慮。如果響應者不指定第二和/或第三描述符，則欄位34、35可以留 空。
[0089] 發現響應包括：
[0090] 包括計算出的分數和重複分數處理元素的主描述符，其中該重複分數處理元素指 示由發起者設備在另一響應者設備具有與該響應者設備的主描述符中的分數相同的分數 的情況下採取的動作。
[0091] 包括計算出的分數的第二描述符。有利地，第二描述符中的分數低於主描述符中 攜帶的分數。有利地，第二描述符也具有重複分數處理元素，該元素指示由發起者設備在另 一響應者設備具有與該響應者設備的第二描述符中的分數相同的分數的情況下採取的動 作。由該重複分數處理元素指示的動作可以與主描述符中攜帶的動作不同。當響應者設備 的主描述符中的分數等於另一響應者設備的分數並且該響應者的第一主描述符中的重複 分數分數處理元素指示"使用發現響應中的另一描述符來對響應者進行重新排名"選項時， 第二描述符僅僅旨在由發起者設備使用。
[0092] 現在將描述計算出較低分數的示例。像"響應者之前被綁定到過該發起者"的參 數可以在加權和中具有高權重。如果兩個響應者報告它們曾被綁定到發起者，則該參數的 價值降低。主描述符將會是包括"響應者之前曾被綁定到該發起者"在內的所有參數的加 權和，第二描述符於是將包含排除"響應者之前曾被綁定到該發起者"的加權和。
[0093] 響應者側的描述符生成的示例
[0094] 當從發起者設備11接收到發現請求時，響應者設備生成包括狀態信息的發現響 應，該狀態信息包括最多三個描述符33-35。這些描述符33-35中的每一個都表示特定場 景。取決於活動場景，響應者將選擇適當的描述符並將該描述符用作發現響應的狀態信息 中的主描述符。在'重複分數處理'被置位成針對所選場景'對響應者進行重新排名'的情 況下，也選擇對應於替代場景的第二描述符。在第二描述符也具有被置位成'對響應者進行 重新排名'的'重複分數處理'的情況下，也選擇對應於又一替代場景的第三描述符。
[0095] 表1示出了基於特定場景的描述符生成的示例。加權和是基於表2中給出的所有 滿足條件的權重之和來計算出的。這兩個表的組合產生表3所示的描述符生成。由於該描 述符生成過程是完全在響應者設備上執行的，因此用於生成描述符的邏輯可以諸如通過對 響應者設備的軟體/固件更新來在欄位中更新。
[0096] 以下詳細描述了三個示例場景。
[0097] 示例1 :預調試
[0098] 考慮從其接收到發現請求的發起者設備是"預調試"（在工廠中）到響應者設備 的。
[0099] 如表1中的'預調試'場景所指示的，形成主描述符：'分數'是14, '重複分數處 理'被置位成'重新排名'，且'應用嚴格LQI閾值'被置位成假。
[0100] 對於主描述符33,由於'重複分數處理'欄位42被置位成'對響應者進行重新排 名'，因此也將選擇替代場景以涵蓋將發現指示其是隨發起者設備預調試的不止一個響應 者設備的情況。考慮響應者設備也顯示綁定描述屏幕並且在該響應者設備和發起者設備之 間存在視線。該響應者設備在很久之前啟動並且綁定表不為空（即，該響應者設備已經與 另一控制器形成了綁定）。在這種情況下，加權和是1*2+1*2+0*1+0*1=4。如由'加權和 =4'場景所指示的，形成第二描述符34 : '分數'是4, '重複分數處理'被置位成'按現狀 使用'，且'應用嚴格LQI閾值'被置位成假。對於第二描述符34,由於'重複分數處理'字 段42未被置位成'對響應者進行重新排名'，因此不需要第三描述符。
[0101] 示例2:按鈕綁定
[0102] 考慮響應者設備只支持按鈕綁定並且在從發起者設備接收到發現請求時在響應 者設備上按壓綁定按鈕。如由'響應者的綁定按鈕被首先按壓的情況下的按鈕綁定'場景 所指示的，形成主描述符：'分數'是2, '重複分數處理'被置位成'從列表中移除'，且'應用 嚴格LQI閾值'被置位成假。對於該主描述符，由於'重複分數處理'未被置位成'對響應 者進行重新排名'，因此不需要第二描述符34和第三描述符35並且發現響應的相應欄位留 空。
[0103] 示例3 :初始綁定
[0104] 考慮在從發起者設備接收到發現請求時響應者設備剛剛被第一次啟動，並且基於 混合IR/RF的發起者在視線內。此外，響應者設備正在顯示綁定描述屏幕並且該設備的綁 定表為空。在這種情況下，加權和是1*2+1*2+1*1+1*1 = 6。如由'加權和=6'場景所指 示的，形成主描述符：'分數'是6, '重複分數處理'被置位成'按現狀使用'，且'應用嚴格 RSSI閾值'被置位成假。對於該主描述符，由於'重複分數處理'未被置位成'對響應者進 行重新排名'，因此不需要第二描述符34和第三描述符35並且發現響應的相應欄位留空。
[0105] 圖8示出了在綁定過程的認證階段（24,圖2)期間在發起者設備11處執行的方 法。在步驟131，發起者設備檢查綁定候選的列表是否為空。在步驟132,發起者設備設置與 一個響應者的臨時鏈路。通常，所選擇的第一個響應者設備是綁定候選列表中的具有最高 排名的響應者設備。步驟133檢查該設置是否成功，並且如果成功，則方法繼續至步驟134 以認證響應者設備。如果認證成功，則已經在發起者設備和該響應者設備之間形成永久綁 定。如果步驟133或步驟135不成功，則方法可嘗試完成與具有下一個最高分數的響應者 設備的綁定。該方法可繼續直到綁定候選列表為空或者用戶中止該方法。
[0106] 圖4所示的綁定方法能夠以自動或半自動方式執行。認證步驟通常需要用戶交 互。該方法可選擇綁定候選並且可繼續（在沒有用戶幹預的情況下）設置與排名最高的綁 定候選的鏈路。或者，該方法可報告（例如，經由發起者設備的顯示器）排名最高的綁定候 選並且可請求用戶確認他們是否希望繼續該候選。該方法可報告其它綁定候選，並且可允 許用戶選擇其它綁定候選之一，而不是排名最高的綁定候選。
[0107] 有利地，目標設備處的邏輯能夠被實時（例如在服務調用期間）操縱以確保所需 行為。考慮其中客戶由於無法將其遙控器綁定到STB而呼叫支持中心的示例。支持人員可 通過通信網絡來登錄該STB並將該STB置於特殊狀態。在這種情況下，STB將在發現響應 中報告非常高的分數以確保該STB在排名過程後將最後處於列表的頂部。
[0108] 圖9和10示出了發起者設備11和響應者設備15、16處的裝置。圖9示出了網絡 層。從底部開始，存在物理層75。對於ZigBee，這基於IEEE802. 15.4。在該層之上的是媒 體訪問控制（MAC)層74,該層也基於IEEE802. 15. 4。在MAC層之上的是：RF4CE網絡層73 ; RF4CE應用行規層72以及應用層71。
[0109] 在圖9中，RF4CE應用行規可包括：ZigBee接口設備（ZID)、ZigBee3D同步（Z3S) 或ZigBee遙控（ZRC)。其它行規可以在標準化或專用基礎上定義。ZigBee接口設備（ZID) 是針對觸摸板、滑鼠、鍵盤、掃描筆等開發的，以便與各種膝上型計算機、計算機、電視機、機 頂盒和其它電子設備聯用。ZID行規允許消費者從更遠的距離或甚至從另一個房間使用他 們的設備，因為操作不限於視線。ZigBee3D同步（Z3S)旨在作為用於更方便、靈活和愉快的 3D高清觀看的全球標準。通過使用RF而不是IR，用戶不必將遙控器指向目標設備，並且在 戴著3D眼鏡時在不中斷3D觀看的情況下具有個人移動的更大自由度。ZigBee遙控（ZRC) 旨在作為用於高級、更綠色且易於使用的RF遙控的全球標準，該標準移除視線限制，同時 實現雙向通信、更長的使用範圍以及延長的電池壽命。ZigBee遙控還可用於連接和監視家 庭傳感應用，諸如空調和加熱、家庭安全傳感器、家庭健康監視器等。不像IR遙控，ZigBee 遙控還支持交互性，這意味著ZRC能夠支持在遙控器上使用顯示屏，該顯示屏可用於顯示 正被控制的設備的音量控制項、正在調諧什麼臺，並且甚至被用來設置和管理DVR上的電視 節目和電影的錄像。有線電視公司和服務供應商特別感興趣的是支持交互式購物和投票的 能力。
[0110] 上述方法可適用於這些現有行規中的任一個、可以開發的將來行規以及專用行 規。
[0111] 圖10示出了可被用作發起者設備11或響應者設備15、16的無線設備50的示例性 形式。無線設備50可實現圖3、4或8中的任一個所示的方法。無線設備50包括一個或多 個處理器51，該一個或多個處理器可以是微處理器、控制器或用於執行控制設備操作的指 令的任何其它合適類型的處理器。處理器51經由一條或多條總線59連接到設備的其它組 件。處理器可執行指令53可使用諸如存儲器52等任何計算機可讀介質來提供。存儲器具 有任何合適的類型，諸如只讀存儲器（ROM)、隨機存取存儲器（RAM)、諸如磁或光存儲設備 等任何類型的存儲設備。可提供附加存儲器54以存儲處理器51所使用的數據55。例如， 在響應者設備中，參數值可被存儲在存儲器54和發起者設備中，並且發現響應可被存儲在 存儲器54中。設備50包括收發機56,包括用於向其它設備傳送無線信號的發射機以及用 於從其它設備接收無線信號的接收機。收發機56具有一個或多個天線57。提供用於從用 戶接收輸入、用於向用戶提供輸出的用戶接口 58。用戶接口 58可包括以下各項中的一個或 多個：小鍵盤、按鈕、觸摸板、觸控螢幕、顯示器。無線設備50可包括用於與諸如網際網路等外部 網絡連接61的網絡接口 60。在遙控系統中，網絡接口通常只在諸如電視機、機頂盒或媒體 播放器（如果有的話）等響應者設備15、16處提供，並且通常不在發起者設備11處提供。 網絡接口 60可用於更新用來實現上述方法的指令53。例如，對用於計算分數或重複分數處 理選項的邏輯的改變可通過經由接口 60更新指令53來做出。
[0112] 儘管圖10中示出了一個處理器51，但典型的實現將包括多個處理器，諸如用於實 現發射機56和接收機57的物理層75的混合信號處理器，以及用於實現RF4CE協議層72、 73、802. 15. 4MAC層74和應用層71的單獨處理器。這些層和功能跨一個或多個處理器的其 它分布是可能的，如本領域的技術人員將會很好地理解的。
[0113] 已經參考個域網（PAN)描述了綁定設備的方法。該方法還可適用於無線區域網 (WLAN)、體域網、家域網和電子貨架標籤網絡。
[0114] 雖然本發明已經在各附圖和上述描述中詳細說明和描述，但這些說明和描述被認 為是說明性的或示例性的，而不是限制性的；本發明不限於所公開的實施例。
[0115] 對所公開的實施例的其它變體可由本領域技術人員在實踐所要求保護的本發明 時從對附圖、本公開和所附權利要求書的研究中理解和實現。在各權利要求中，不定冠詞 "一"或"一個"不排除多個。在互不相同的從屬權利要求中敘述特定測量這一事實不代表無 法有利地使用這些測量的組合。各權利要求中的任何附圖標記都不應被解釋為限制範圍。
[0116] 附錄
[0117]
【權利要求】
1. 一種供在包括發起者設備以及可與所述發起者設備綁定的多個響應者設備的無線 系統中使用的方法，所述方法包括在所述多個響應者設備中的一個響應者設備處： 從所述發起者設備接收發現請求； 形成發現響應；以及 將所述發現響應發送到所述發起者設備， 其中所述形成發現響應的步驟包括： 收集指示所述發起者設備想要與所述響應者設備綁定的至少兩個參數； 使用所述至少兩個參數來計算分數，所述分數指示所述發起者設備想要與所述響應者 設備綁定的可能性；以及 將所述分數包括為所述發現響應中的元素。
2. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述分數可採取至少兩個不 同的值中的一個。
3. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述分數可採取至少四個不 同的值中的一個。
4. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述計算分數的步驟計算所 述至少兩個參數的加權和。
5. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述形成發現響應的步驟還 包括包含重複分數處理元素，所述重複分數處理元素指示在另一響應者設備具有與所述響 應者設備相同的分數的情況下將由所述發起者設備採取的多個動作之一。
6. 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述重複分數處理元素指示以下動作之一： 將具有所述相同分數的響應者設備保留在所述發起者設備的排名列表中並使用決勝 功能（例如基於鏈路質量）來對這些響應者設備進行排序； 將具有所述相同分數的響應者從所述發起者設備的排名列表中移除； 當發現具有所述相同分數的兩個或更多個響應者設備時中止發現過程； 使用所述發現響應中的另一描述符來對這些響應者設備進行重新排名。
7. 如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述形成發現響應的步驟包括形成： 包括計算出的分數和重複分數處理元素的主描述符，其中所述重複分數處理元素指示 關於在另一響應者設備具有與所述響應者設備的主描述符中的分數相同的分數的情況下 所述發起者設備應如何行動的一個選項； 包括比所述主描述符中的分數低的計算出的分數的第二描述符。
8. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述至少兩個參數包括以下 參數中的至少一個： 指示所述發起者設備和所述響應者設備之間是否存在視線連接的參數； 指示所述響應者設備在所述發起者設備的預定射程內的參數； 指示所述響應者設備尚未與任何其它設備綁定的參數； 指示自從所述響應者設備被重啟以來的時間段或指示自從所述響應者設備被重啟以 來已經逝去預定時間段的參數； 指示所述響應者設備當前處於用於形成綁定的操作狀態的參數； 指示所述發起者設備是針對所述響應者設備的默認控制器的參數。
9. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述形成發現響應的步驟包 括將鏈路質量閾值包括為所述發現響應中的元素。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述鏈路質量閾值是以下鏈路質量閾值之 所述發起者設備應該將其應用於來自該響應者的發現響應，並且應當在測得的鏈路質 量比該閾值差的情況下將所述響應者設備從排名列表中移除的鏈路質量閾值； 僅當所述發現響應中的元素指示這樣做時所述發起者設備才應將其應用於來自該響 應者的發現響應的鏈路質量閾值。
11. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，還包括更新所述響應者設備 用來執行所述收集至少兩個參數的步驟或所述計算分數的步驟的邏輯。
12. -種供在包括發起者設備以及多個響應者設備的無線系統中使用的方法，所述方 法包括在所述發起者設備處： 發送用於發現響應者設備的發現請求； 從多個響應者設備中的每一個接收發現響應；以及 使用所述發現響應來對所述多個響應者設備進行排名； 其中每一個發現響應都包括分數，所述分數是由所述響應者設備基於所述響應者設備 收集到的指示所述發起者設備想要形成與所述響應者設備的綁定的可能性的參數來計算 出的。 並且其中所述對響應者設備進行排名的步驟使用所述分數。
13. 如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述分數可採取至少兩個不同的值之一。
14. 如權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，所述分數可採取至少四個不同的值 之一。
15. 如根據權利要求12-14中的任一項所述的方法，其特徵在於，還包括嘗試完成與具 有最1?分數的響應者設備的綁定。
16. 如根據權利要求12-15中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述發現響應還包括 重複分數處理元素，並且如果在來自兩個或更多個響應者設備的發現響應中接收到重複分 數，則所述方法包括使用所述重複分數處理元素來處理那些發現響應。
17. 如權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述重複分數處理元素指示以下選項之 將具有相同分數的響應者設備保留在所述排名中並根據決勝功能來進行排序； 將具有所述相同分數的響應者從所述發起者設備的排名列表中移除； 當發現具有所述相同分數的兩個或更多個響應者設備時中止發現過程； 使用所述發現響應中的另一描述符來對這些響應者設備進行重新排名。
18. 如權利要求12到17中的任一項所述的方法，其特徵在於，接收自每一個響應者設 備的發現響應包括： 包括計算出的分數和重複分數處理元素的主描述符，其中所述重複分數處理元素指示 關於由所述發起者設備在另一響應者設備具有與所述響應者設備的主描述符中的分數相 同的分數的情況下採取的動作的一個選項； 包括比所述主描述符中的分數低的計算出的分數的第二描述符； 並且所述對響應者設備進行排名的步驟在使用所述第二描述符之前使用每一個發現 響應中的主描述符。
19. 如權利要求12到18中的任一項所述的方法，其特徵在於，還包括測量所述發現響 應的鏈路質量，並且所述方法包括將測得的鏈路質量與鏈路質量閾值進行比較，並且在所 述測得的鏈路質量比所述閾值差的情況下將所述響應者設備從所述排名列表中移除。
20. 如權利要求12到19中的任一項所述的方法，其特徵在於，還包括測量發現響應的 鏈路質量，並且所述方法包括將測得的鏈路質量與鏈路質量閾值進行比較，並且在所述測 得的鏈路質量比所述閾值差的情況下將所述響應者設備從所述排名列表中移除，如果所述 發現響應中所攜帶的元素指示這樣做的話。
21. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述發起者設備包括無線遙 控設備，而所述響應者設備包括可由所述無線遙控設備控制的設備。
22. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述無線設備是射頻（RF) 設備。
23. 如以上權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法形成用於無線個域 網的協議的一部分。
24. -種攜帶指令的機器可讀介質，所述指令在由處理器執行時使得所述處理器執行 如以上權利要求中的任一項所述的方法。
25. -種用於供在包括發起者設備以及可與所述發起者設備綁定的多個響應者設備的 無線系統中使用的無線設備的控制裝置，所述控制裝置包括： 處理裝置； 包括指令的存儲器，所述指令可由所述處理裝置執行以執行如權利要求1到23中的任 一項所述的方法。
26. -種無線設備，包括： 權利要求25的控制裝置； 用於與其它設備進行無線通信的無線收發機；以及 用戶接口。
【文檔編號】H04W8/00GK104067645SQ201180074956
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2011年12月12日 優先權日:2011年12月12日
【發明者】B·范登博什, W·范霍赫斯特拉藤, J·范埃特費爾德 申請人:綠峰科技股份有限公司