數據傳送的製作方法
2023-07-07 15:24:11
專利名稱：數據傳送的製作方法
技術領域：
本發明涉及到低功率無線電頻率收發機之間的信息通信。特別地，它涉及到將信息有效地傳遞給低功率無線電頻率收發機從而允許它構成具有一個或多個本地低功率無線電收發機的特種網(ad-hocnetwork)。
藍牙網絡由充當主機的收發機構成，它尋呼範圍內的收發機從而形成網絡或者把它們加入到網絡中。在主機尋呼另一個收發機之前，它必須知道它在其範圍內並且具有與那個收發機相關的信息允許它尋呼該收發機。在藍牙中，對於範圍內每個收發機的相關信息可以通過查詢過程來獲得。然而，對於一個收發機，該查詢過程可能需要長達10.24秒的時間來完成，在此期間，無線電頻譜被佔據著。
改善無線電頻譜的使用是值得期望的。
根據本發明的一個方面，它提供了如權利要求1的低功率無線電頻率收發機。
根據本發明的另一個方面，它提供了如權利要求5的低功率無線電頻率收發機。
根據本發明的再一個方面，它提供了如權利要求10的一種方法。
本發明的實施例涉及到對現存低功率無線電收發機的適配。由於現存低功率無線電收發機主要是用軟體控制的，因此它們可以通過更新控制軟體來適配，該軟體使用存儲在電腦程式產品上的電腦程式。該電腦程式產品可以是永久性或暫時性地保存數據的存儲介質，例如軟盤、CD-ROM、DVD、半導體存儲器。因此，根據本發明的又一個方面，它提供了如權利要求12的電腦程式產品和如權利要求13的電腦程式產品。
為了更好地理解本發明以及理解相同的方式如何實現，通過舉例的方式僅僅參考了下面這些圖
圖1圖解了無線電網絡；圖2圖解了該網絡中分組發送和接收的定時；圖3圖解了網絡中發送的分組；
圖4更詳細地圖解了收發機單元；和圖5a和5b圖解了收發機的排列。
圖1圖解了無線電收發機單元的網絡(藍牙微微網(piconet))2，它包括主機單元4和從機單元6、8和10，它們通過發送和接收無線電分組進行通信。主機單元是發起從機到網絡連接的收發機單元。在網絡中只有一個主機。該網絡按照時分雙工方式運行。
在這個實例中，收發機在微波頻率波段發射和接收，圖中為2.4GHz。網絡通過改變每個無線電分組發射的頻率來降低幹擾。多個獨立的頻率信道被分配，每個信道具有1MHz的帶寬，並且該頻率可以以每秒1600跳的速率跳變。
參看圖2，幀20被圖示。這個幀20是主機單元4使用的時間幀。該幀具有相等長度的22到29個時隙。偶數指定的時隙被保留。只有主機單元能夠與偶數幀的起始對齊來發送無線電分組。奇數指定的時隙被保留。只有從機發送的無線電分組，即註明地址為要由主機單元接收的無線電分組，可以使它們的起始與奇數幀的起始對齊。每個時隙被分配一個不同的跳頻序列。時隙具有固定的時間周期，並且通常是625微妙。
該網絡是適合於在收發機之間發送語音信息或數據信息的無線電頻率網。該發送是以低功率完成的，例如0到20dBm，並且收發機單元可以在幾釐米到幾米或者幾百米的範圍上有效地通信。主機單元有識別其發射範圍內通過查詢過程獲得的其它收發機單元的負擔，和尋呼收發機單元從而建立主機單元和從機單元之間的通信鏈路的負擔，該從機單元使用接入過程獲得。
參照圖3，一種典型的無線電分組30被圖示。該無線電分組具有起始32並包含三個不同的部分第一前導部分包含接入碼34，第二部分包含報頭36，第三部分包含有效負載38。
接入碼是一系列比特，用於在網絡中來識別無線電分組的起始並實現同步和DC估計。有三種接入碼。信道接入碼包括在微微網信道中傳遞的所有分組中。在接入過程中使用設備接入碼。查詢接入碼在查詢過程中用來發現哪個藍牙單元在範圍內。
查詢過程使得單元能夠發現哪個單元在範圍以內，以及它們的設備地址(BD_ADDR)和時鐘值是什麼。發現單元在不同的跳變頻率上發送查詢消息(ID分組)。查詢主機的範圍以內的單元將通過發送FHS分組來響應該查詢消息，該FHS分組包含從機的藍牙設備地址(BD_ADDR)、從機本地系統時鐘值和諸如設備類型和至今未定義的領域等其它從機信息。
如果把一般的查詢接入碼(GIAC)用作查詢消息接入碼，廣播的查詢消息將引發在範圍以內的所有單元的響應。但是，通過替換GIAC使用相關專用查詢接入碼(DIAC)，也可能把查詢過程引導到特定類別的設備、例如印表機或傳真機。
接入過程是建立到被尋呼收發機的連接的尋呼過程。執行這個過程的單元變為微微網的主機。主機在不同的跳變信道上重複發射從機的設備接入碼。沒有報頭或有效載荷但有目的單元的接入碼(DAC)作為其接入碼的ID分組被發送。DAC來自該單元的藍牙設備地址(BD_ADDR)。一系列同樣的ID分組(每個時隙兩個)每一個都在不同的跳變頻率上發送(見1999年11月29日的藍牙基帶規範v1.0B的圖10.6 10.7)。在每個發送時隙之後主機都偵聽響應。頻率跳變序列通過從機的藍牙地址(BD_ADDR)確定。主機使用在查詢過程中接收到的從機時鐘值來估計序列的正確相位。
在連接狀態時，主機單元和從機單元之間連接已經建立，並且分組可以來回地發送。該分組用作接入碼、相同的信道接入碼(來自在接入過程中提供的主機單元的藍牙設備地址BD_ADDR)和相同的頻率跳變序列、信道跳變序列(來自在接入過程中提供的主機單元的藍牙設備地址BD-ADDR)。
參照圖4，它顯示了收發機單元的示意圖示。只有在後面解釋收發機單元和通信網絡如何運行所需數量的功能塊和互聯在這個圖中顯示。收發機單元40包含許多功能元件，包括天線46、接收機50、同步裝置52、報頭解碼器54、控制器60、具有存儲收發機單元的BD_ADDR的存儲器部分58的存儲器56、打包器42、時鐘68、頻率跳變控制器48和發射機44。雖然這些元件作為獨立的元件顯示，但是事實上它們可以結合到一起並且可以以軟體或硬體實施。
要被收發機單元40在分組的有效載荷中發送的數據被作為數據信號40提供給打包器42。在控制器60提供的有效載荷信號89中，要被在分組的有效載荷中發送的控制信息被提供給打包器42。打包器42也從控制器60接收接入碼控制信號69和報頭控制信號71，它們分別控制附加到有效載荷上的接入碼34和報頭36，從而形成分組30。打包器42把數據或者控制信息放在分組30中，而分組30被作為信號43提供給發射機44。發射機44根據信號43調製載波從而產生提供給天線46發射的發射信號45。載波的頻率被發射頻率控制信號47控制為跳變頻率序列中的一個，發射頻率控制信號47由頻率跳變控制器48提供給發射機44。
天線46接收無線電信號51並把它提供給接收機50，接收機在頻率跳變控制器48提供的接收頻率控制信號49的控制下解調無線電信號51從而產生數位訊號53。數位訊號53被提供給用來同步收發機單元40和網絡的時間幀的同步裝置52。該同步裝置被提供接入碼信號81，該接入碼信號81指定收發機單元希望接收的分組的接入碼。同步裝置接受具有對應於期望接入碼的接入碼的那些接收到的無線電分組，並拒絕具有不對應於期望接入碼的接入碼的那些接收到的無線電分組。滑動相關性被用來在無線電分組中識別期望接入碼的存在和開始。如果無線電分組被接受了，那麼該無線電分組然後就被作為信號55提供給報頭解碼器54，並且觸發信號79返回到控制器60，來指示該分組已經被同步裝置52接受了。在從機單元中，觸發信號79被控制器用來同步到主機時鐘。控制器比較無線電分組被接收的時間和無線電分組預期的被接收到的時間，並且移動其定時以便補償該差值。這樣的補償可以通過按該差值改變存儲在存儲器56中的補償值來實現。報頭解碼器54解碼接收到達分組中的報頭並把它作為報頭信號75提供給控制器60。當被控制器60提供的有效載荷接受信號77激活的時候，報頭解碼器54產生包含無線電分組剩下部分，即有效負載38，的數據輸出信號57。頻率跳變控制器48在頻率序列中循環。發射頻率控制信號47和接收頻率控制信號49通常交替控制發射機44和接收機50。
存儲器56具有永久存儲收發機單元40的BD_ADDR的部分58。存儲器56的剩下部分可以被控制器60寫入。
本地時鐘68可以實現為28位計數器，它在228-1上繞回。最低有效位以312.5微秒為單位記錄，所給出時鐘頻率為3.2KHz。本地時鐘68不會調整或關掉，並且與時刻無關。補償被用來通過單元的本地時鐘提供相互同步的藍牙時鐘。
圖5a圖解了收發機102、104、106、108、110、112的排列100。虛線圈120圖示了收發機102的發射範圍。收發機104、106、108和110位於該圈內，因而收發機102發送的消息可以到達它們。收發機112在圈120外，所以，收發機102發送的消息不能到達它們。
根據現有技術，收發機102將通過實施查詢過程來識別在範圍120以內的收發機。收發機104、106、108和110中的每一個將用標識其自己的藍牙設備地址和自己的本地時鐘值的FHS消息來獨立地響應。收發機102然後就可以使用接收到的消息來發起尋呼過程從而接入那些收發機中任何一個。
根據本發明的實施例，通過不同的方法，收發機102可以識別其範圍內的一些或所有收發機。
參照圖5b，它圖示了圖5a中圖示的相同排列100。該圖此外還用圈130圖示了收發機108的範圍。收發機102、106、108、110和112位於範圍130內，而收發機104在範圍130之外。收發機108適合於為除它自身以外的一個或多個單元存儲藍牙設備地址和本地時鐘值。此後，收發機的藍牙設備地址和本地時鐘值的結合將被稱為收發機的「查詢對」。參照圖4，存儲器56可以用來存儲查詢對。藍牙設備地址是包括三個分別為24、8和16位的獨立欄位的48位地址。本地時鐘值是解析度為1.25ms的26比特數。
舉例來說，在圖5b中，收發機108可以為所有的或任何收發機102、106、110和112存儲查詢對。這些查詢對可以已經被預先執行查詢過程的收發機108獲得或相反。
通過從收發機108獲得它存儲在其存儲器中的查詢對，收發機102可以識別在其範圍120之內的一些或所有的收發機。優選地，收發機102將充當主機，而收發機108將充當從機，主機發送請求從機發送其存儲的查詢對的請求消息。因此，不執行查詢過程，收發機102也能夠為其範圍120內的一些或所有收發機獲取查詢對。
收發機102也適合於為它以外的一個或多個單元存儲查詢對。收發機102可以存儲它從收發機108接收到的查詢對，並且它可以在稍後的時間把這些查詢對發送到它接收到請求消息的另一個收發機。
如果藍牙設備希望使用特定的設備，例如印表機或傳真機，本發明的實施例特別有用。根據本發明的實施例，在避免時間密集的查詢過程的同時，它不僅能夠快速地確定是否可能有一個在範圍內，還能獲取尋呼它所需的查詢對。
收發機102應該能夠與其範圍120內的收發機104、106、108和110通信並形成網絡2。收發機102作為主機4運行(圖1)，而收發機104、106、108和110是從機。收發機102、104、106、108、110和112中的一個、一些或全部是移動的。隨著時間的推移，收發機102、104、106、108、110和112的位置可以改變。當這個發生時，網絡2也會改變，而範圍120內的收發機的身份也會改變。其它特種網可以由其它充當主機的收發機構成。
雖然本發明參考多種實例在前面的段落中描述了，應該理解為，所給的這些實例的修改和變化可以在不偏離如所要求專利權的本發明範圍的情況下完成。
權利要求
1.一種低功率無線電頻率收發機，它能夠加入到包括一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的無線電網絡中，它包括存儲裝置，它被安排用來存儲指示一個或多個其它更低功率無線電頻率收發機中每一個的地址和時鐘時間的數據；和發射機，它用來發送指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的存儲數據。
2.如權利要求1的低功率無線電頻率收發機，其中，低功率無線電頻率收發機的地址依賴於該低功率無線電頻率收發機的藍牙設備地址(BD_ADDR)。
3.如權利要求1或2的低功率無線電頻率收發機，其中，時鐘時間是26比特數。
4.如前述權利要求中任一項的低功率無線電頻率收發機，還包括接收機，用於從第一低功率無線電頻率收發機接收請求消息；和用於響應接收到的請求消息而控制發射機把響應消息發送到第一收發機的裝置，該響應消息包括指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的數據。
5.一種低功率無線電頻率收發機，包括用於從第一低功率無線電頻率收發機接收消息的裝置，該消息包含指示至少第二低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的數據，該第二低功率無線電頻率收發機不同於該第一低功率無線電頻率收發機；和使用所述指示地址和時鐘時間的數據來尋呼低功率無線電頻率收發機的裝置。
6.如權利要求5的低功率無線電頻率收發機，其中，低功率無線電頻率收發機的地址依賴於該低功率無線電頻率收發機的藍牙設備地址(BD_ADDR)。
7.如權利要求5或6的低功率無線電頻率收發機，其中，時鐘時間是26比特數。
8.如權利要求5、6或7的低功率無線電頻率收發機，還包括發射機，用於向第一低功率無線電頻率收發機發送請求消息，其中，第一低功率無線電頻率收發機對該請求消息的響應是包含指示至少第二低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的數據的消息。
9.如權利要求5到8中任何一項的低功率無線電頻率收發機，還包括存儲器，用於存儲指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機中每一個的地址和時鐘時間的數據；和發射機，用於把該數據發送到低功率無線電頻率收發機。
10.一種識別用於與第一低功率無線電頻率收發機通信的備選收發機的方法，它包括如下步驟在第二低功率無線電頻率收發機中存儲指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機中每一個的地址和時鐘時間的數據，所述其它低功率無線電頻率收發機包括第三低功率無線電頻率收發機；和從第二低功率無線電頻率收發機向第一低功率無線電頻率收發機傳遞該數據。
11.如權利要求10的方法，其中，第一、第二和第三收發機是移動的。
12.一種電腦程式產品、用於在第一低功率無線電頻率收發機中提供裝置，用於在存儲器中存儲指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機中每一個的地址和時鐘時間的數據，所述其它低功率無線電頻率收發機包括第二低功率無線電頻率收發機，還用於把該數據發送到第三低功率無線電頻率收發機。
13.一種電腦程式產品、用於在低功率無線電頻率收發機中提供裝置，用於處理接收到的包含指示多個低功率無線電頻率收發機中每一個的地址和時鐘時間的數據的消息，還用於使用該數據尋呼多個低功率無線電頻率收發機中的至少一個。
全文摘要
本發明涉及到發射低功率無線電頻率收發機，它能夠加入到包括一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的無線電網絡，該收發機包括存儲器和發射機，該存儲器被安排用來存儲指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的數據，該發射機用來發送指示一個或多個其它低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的存儲數據。本發明還涉及到接收低功率無線電頻率收發機，該收發機包括用於從第一低功率無線電頻率收發機接收包含指示至少第二低功率無線電頻率收發機的地址和時鐘時間的數據的消息的裝置，該第二低功率無線電頻率收發機不同於該第一低功率無線電頻率收發機，該收發機還包括使用所述指示地址和時鐘時間的數據來尋呼低功率無線電頻率收發機的裝置。
文檔編號H04L12/56GK1515099SQ02804520
公開日2004年7月21日 申請日期2002年2月4日 優先權日2001年2月5日
發明者N·A·羅波, N A 羅波 申請人:諾基亞有限公司