特設網的選擇性報頭錯誤校正的製作方法
2023-06-20 00:33:06
專利名稱：特設網的選擇性報頭錯誤校正的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信，尤其涉及無線通信的錯誤校正。
背景技術：
各種特設(ad hoc)通信網絡支持異步通信模式和/或同步通信模式的分組通信。可以使用不同的通信模式來諸如支持不同的業務。例如，同步通信鏈路更適合於諸如語音之類的請求業務。這樣的特設網的一個例子是藍牙兼容(Bluetooth compliant)網絡。藍牙1.1標準(「BT-1.1」)規定了分組包括諸如在圖1A中所示的接入碼、報頭和有效負荷。正如將在下面更詳細描述地，通過通常能有效地檢測錯誤但沒有被設計用來糾正錯誤的循環冗餘校驗(CRC)來保護報頭。由於該報頭域之一指示分組的目的地裝置，因此不確定的報頭錯誤會導致在同一藍牙微微網中錯誤裝置的無意識接收。因此，BT-1.1標準規定接收器丟棄帶有錯誤的任一分組，該錯誤通過對分組報頭進行壞CRC校驗檢測得到。基於數據通信環境的要求來提供該分組處理方案，在該數據通信環境中異步發送數據脈衝串的多個裝置共享藍牙鏈路。對於這樣的異步通信模式操作，在到達接收器之前分組的目的地通常不可知，因此接收器僅僅接受它自己的分組。
藍牙還使用同步通信模式提供了對各種應用的支持。例如，BT-1.1標準提供對諸如語音之類的實時應用的支持。在該例子中，藍牙提供同步鏈路，其中預先對傳輸進行調度，以在規定的間隔發生，由此接收器知道何時會有同步鏈路的分組。由於壞報頭CRC結果而丟棄的分組會有害地影響在諸如藍牙耳機之類的實時應用中的話音質量。
現在將參考在圖1A中所示的基帶(BB)分組來更詳細地描述BT-1.1標準。正如在圖1A中所示的，接入碼的長度是72比特。接收器可以使用接入碼來恢復定時、確定和補償頻偏和/或執行信道接入控制功能。在已經建立了藍牙微微網之後的正常鏈路操作期間，可以使用信道接入碼(CAC)來標識特定的微微網。在尋呼和詢問的微微網建立過程中可以分別使用兩個其他的接入碼，裝置接入碼(DAC)和詢問接入碼(IAC)。
在圖1A中所示的報頭的長度是54比特。該報頭可以包含用於分組確認的信息、用於重新排序的分組序列號、流控制、作為分組的預定目的地或源的從屬裝置在藍牙微微網內的標識和/或報頭錯誤檢驗(HEC)，報頭錯誤檢驗的類型是循環冗餘校驗(CRC)。正如由BT-1.1標準所規定的，對10比特報頭數據欄位計算8比特HEC以形成18比特報頭。通過碼率為1/3的重複碼來保護18比特報頭以形成正如在圖1A中所示的54比特欄位。使用重複碼是為了改進接收器的信躁比而不是為了接收器上的誤差校正碼解碼過程。
同樣在圖1A中示出了有效負荷。對於空分組該有效負荷可以是0比特或者對於數據分組其長度可以在240比特到2745比特之間變化。在藍牙規定的幀結構的單個時隙內支持240比特長度的有效負荷。通過在單個分組的一幀內分配多個時隙可以支持較大的有效負荷長度。該有效負荷包含同步定向連接(SCOSynchronous connection-oriented)鏈路或者異步無連接(ACL)鏈路的數據。每一有效負荷類型(ACL或者SCO)都被提供了各種不同的錯誤校正選擇，包括無編碼、碼率為2/3的塊和/或碼率為1/3的連續重複碼。可以在協商藍牙微微網的主裝置和從屬裝置之間的鏈路的時刻確定該有效負荷的編碼格式。
在圖1B中示出了該報頭的BT-1.1標準格式的進一步細節。正如在圖1B中所示，該報頭包括用於區分參與微微網的有效成員的成員地址(AMER_ADDR)、分組類型(TYPE)、用於對在異步鏈路上的分組進行程控制的流控制比特(FLOW)、用於確認成功轉發有效負荷數據的一比特確認指示(ARQN)，提供用於對分組流中的數據進行排序的順序號方案的序列比特(SEQN)和用於檢驗報頭完整性的報頭錯誤檢驗(HEC)。
發明內容
本發明的一些實施例提供了在具有異步通信模式和同步通信模式的特設網中的差錯控制。接收一個包括報頭和有效負荷的分組。該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)。基於接收的報頭計算錯誤指示符。如果所計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭那麼就轉發所接收的有效負荷。僅僅在同步通信模式中當計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時基於錯誤校正表修改該報頭並轉發接收的有效負荷。在同步通信模式中當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯並且計算出的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時才檢測接收分組錯誤。在異步通信模式中當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時才檢測接收分組錯誤。
在本發明的其他實施例中，錯誤指示符是餘數值。該報頭可以包括n個數據比特並且該錯誤校驗表可以是n項表，每一項與數據比特中相關聯之一的一個錯誤對應。特設網可以是藍牙兼容網並且檢測接收的分組錯誤可以包括丟棄接收的有效負荷。該報頭具有18個比特的長度並且HEC可以是報頭的8個比特。接收的報頭可以是重複編碼的報頭並且接收該分組可以包括解調該重複編碼的報頭以提供包括HEC的報頭。
在本發明的另外實施例中，檢測接收分組錯誤進一步包括丟棄接收的有效負荷。該報頭進一步包括目的地裝置的地址並且修改該報頭包括基於修改的報頭確定目的地裝置的地址以及當該確定目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發接收的有效負荷。當確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時檢測接收的分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。
在本發明的其他實施例中，協商該同步定向連接(SCO)鏈路以建立同步通信模式。幀時間與SCO鏈路相關。在大概幀時間上接收的分組被表徵為同步通信模式接收分組。僅僅在同步通信模式中，修改該報頭包括僅僅修改同步通信模式接收分組的報頭。在大概幀時間上沒有接收到的分組的被表徵為異步通信模式接收分組，並且轉發該接收的有效負荷可以包括當異步通信模式接收分組具有與期望的目的地裝置地址對應的目的地裝置地址時轉發接收的有效負荷以及當異步通信模式接收分組不具有與期望的目的地裝置地址對應的目的地裝置地址時丟棄接收的有效負荷。
在本發明的另外實施例中，修改報頭包括對於同步模式接收分組當所確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發接收的有效負荷以及當所確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時檢測接收分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。該錯誤指示符可以是餘數值並且計算該餘數值可以包括基於生成多項式和對於接收分組的裝置和發送分組的裝置都是已知的初始值來計算該餘數值。協商同步定向連接(SCO)鏈路可以包括建立SCO鏈路的初始值。
在本發明的其它實施例中，估計SCO鏈路的比特差錯率。當估計的比特差錯率不滿足差錯校正標準時禁止修改報頭。
在本發明的另外實施例中，特設網中的差錯控制包括接收包括報頭和有效負荷的分組，報頭包括基於該報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)。基於接收的報頭來計算錯誤指示符。如果計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭那麼就轉發接收的有效負荷。當計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的一個錯誤對應時基於錯誤校正表來修改報頭並基於修改的報頭來轉發接收的有效負荷。當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時檢測接收的分組錯誤。
在本發明的其它實施例中，具有異步通信模式和同步通信模式的特設網的通信裝置包括配置用來接收包括報頭和有效負荷的分組的接收器，該報頭包括基於該報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)。該裝置進一步包括配置用來基於接收的報頭計算錯誤指示符的錯誤檢測電路，和配置用來當計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時基於錯誤校正表修改報頭的錯誤校正電路。該錯誤校正電路被配置僅僅在同步通信模式中才能修改報頭。該裝置還包括有效負荷處理電路，被配置為當計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭時和/或當錯誤校正電路修改報頭時轉發接收的有效負荷，並且在同步通信模式中當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤以及計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時檢測接收分組錯誤，和在異步通信模式中當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時檢測接收分組錯誤。
在本發明的另外實施例中，有效負荷處理電路進一步被配置用來如果檢測到接收分組錯誤就丟棄接收的有效負荷。該有效負荷處理電路進一步被配置用來如果檢測到接收分組錯誤就丟棄接收的有效負荷。報頭進一步包括目的地裝置地址並且錯誤校正電路可以被配置用來基於修改的報頭確定目的地裝置地址。有效負荷處理電路被配置用來當所確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發接收的有效負荷以及當所確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時檢測接收的分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。
圖1A示出了BT1.1標準藍牙網絡的基帶分組；圖1B示出了BT1.1標準藍牙網絡基帶分組的報頭；圖2是說明根據本發明一些實施例的諸如移動終端之類的通信裝置的示意框圖；圖3是說明根據本發明各種實施例特設網中用於差錯控制的操作的流程圖；圖4是說明根據本發明另外實施例特設網中用於差錯控制的操作的流程圖；圖5是說明根據本發明各種實施例特設網中用於差錯控制的操作的流程圖；圖6是說明根據本發明的一些實施例的通信裝置的示意框圖。
具體實施例方式
現在將參考示出了本發明實施例的附圖來在下文中更詳細地描述本發明。然而，不應該將本發明理解為僅限於這裡闡述的實施例。相反，提供這些實施例，是為了使說明書更詳細完整，並且充分傳遞本發明的範圍。相同的編號指出了各圖中相同的元件。
同樣將會理解，正如在這裡使用的，術語「包括」「包含」是開放式的，並且其包括一個或多個所記載的單元、步驟和/或功能而不排除一個或多個未記載的單元、步驟和/或功能。同樣將會理解這裡使用的術語「和/或」涉及並且包括一個或多個相關列出項的任一項目以及其所有可能組合。
下面參考根據本發明實施例的方法和無線終端的框圖和/或操作說明來描述本發明。應該理解跨框圖和/或操作說明中的每一方框以及框圖和/或操作說明中的方框的組合可以通過無線電頻率、模擬和/或數字硬體、和/或電腦程式指令來實現。將這些電腦程式指令提供給通用計算機、專用計算機、ASIC、和/或其他可編程數據處理設備的處理器，這樣通過計算機和/或其他可編程數據處理設備、建立裝置的處理器執行該指令以便實現在框圖和/或操作方框或多個方框中指定的功能/動作。在一些可替換實施方式中，在方框中注釋的功能/動作可以不按照在操作說明中記錄的順序發生。例如，連續示出的兩個方框實際上基本同時被執行或者有時以相反的順序執行這些方框，這取決於所涉及的功能/動作。
這裡以能夠通過諸如藍牙通信信道之類的特設網典型小範圍(即低功率)通信信道與網絡可接入裝置或其它無線裝置通信的無線終端為背景來描述本發明。
正如這裡所使用的「無線終端」或「移動終端」包括但不限於配置用來通過諸如蜂窩接口、無線區域網接口(WLAN)、藍牙接口、另一RF通信接口、和/或光接口之類的無線接口通信的終端。無線終端的例子包括但不限於蜂窩無線終端；將蜂窩無線終端與數據處理、傳真和數據通信能力組合起來的個人通信終端；包括無線收發機、尋呼機、網際網路/內聯網接入、區域網接口、廣域網接口、全球資訊網瀏覽器、管理器和/或日程表的個人數字助理(PDA)；和包括無線收發機的移動或固定計算機或其他裝置。無線終端可以被配置用來通過包括諸如ANSI-136、全球移動通信(GSM)標準、通用分組無線服務(GPRS)、GSM演進增強型數據速率(EDGE)、碼分多址(CDMA)、寬帶碼分多址、CDMA-2000和UMTS的蜂窩通信鏈路進行通信。
本領域內的技術人員能夠理解藍牙協議提供電子裝置之間2.45GHz的通用無線電接口，這些裝置通過小範圍特設網進行無線連接並通信。這裡使用的通信協議指的是傳送的信息、定時、頻率、調製和/或用於建立和/或維持通信連接的操作。
正如本領域內的技術人員所能意識到的，本發明可以實現為方法或裝置。諸如移動終端或象耳機或類似的其它特設協議支持裝置。因此，本發明可以採用全部硬體實施例、全部軟體實施例或組合軟體和硬體方式的實施例的形式，所有這些在這裡通常稱為「電路」。
可以用面向目標的程序語言來編寫用於執行本發明操作的電腦程式代碼，諸如Java、Smalltalk、C++、例如C語言或較低級別的代碼的傳統程序設計語言，較低級別的代碼諸如是彙編語言和/或微碼。該程序代碼可以全部在單個處理器上執行和/或在多個處理器執行，作為單機軟體包或者作為另一軟體包的一部分。
下面將參考根據本發明實施例的方法、設備(系統)和電腦程式產品的流程圖說明和/或框圖來描述本發明。將會理解流程圖說明和/或框圖的每一方框以及流程圖說明和/或框圖中的方框的組合可以通過電腦程式指令實現。可以將這些電腦程式指令提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器，以產生一個機器，這樣通過計算機或其它可編程數據處理設備的處理器執行指令，從而建立用於執行在流程圖說明和/或框圖的方框或多個方框中指定的功能的裝置。
電腦程式指令同樣可以被加載到計算機上或者其它可編程數據處理器上，以便在計算機或其它可編程處理器上執行一系列的處理步驟來產生計算機實現的進程，這樣在計算機或其它可編程處理器上執行的指令提供用於實現在流程圖說明和/或框圖的方框或多個方框中指定的功能或動作的步驟。
現在將參考圖2中移動終端200的示意框圖說明來進一步描述本發明的實施例。圖2示出了接收特設無線通信網信號175的移動無線終端200。移動終端200包括鍵盤/輔助鍵盤105、顯示器110、揚聲器115、麥克風120、網絡收發器125、和與處理器140通信的存儲器130。網絡收發器125通常包括發射器電路150和接收器電路145，其通過天線165分別發送輸出的無線電頻率信號給網絡的特設網收發機26和從收發機26接收輸入的無線電頻率信號。雖然在圖2中示出了單個天線165，但是應該理解基於接收信號的類型可以使用多個天線和/或不同類型的天線。在移動終端200和收發機26之間發送的無線電頻率信號可以包括業務和控制信號(例如輸入語音/數據的尋呼信號/消息)，這些信號用來建立和維持與另一裝置的通信並且可以提供上行鏈路和/或下行鏈路通信。然而，本發明不限於這樣的雙向通信系統。
至於前述元件在移動終端200的各種傳統操作中的作用，包括蜂窩網絡通信，移動終端200的前述元件可以被包括在許多傳統移動終端中並且它們的功能對本領域內的技術人員來說通常都是已知的。應該進一步理解，正如在這裡使用的術語「移動終端」或「無線終端」包括具有或不具有多線顯示器的蜂窩無線電話；將蜂窩無線電話和數據處理、傳真和數據通信能力組合在一起的個人通信系統(PCS)終端；包括無線電話、尋呼機、網際網路/內聯網接入、全球資訊網瀏覽器、管理器、日程和/或全球定位系統(GPS)接收器、支持無線通信的輔助裝置和傳統膝上型電腦和/或掌上型電腦接收器的個人數字助理或包括無線電收發機的其它裝置。移動終端也可以被稱為「滲透計算」裝置。
同樣在圖2的移動終端200中示出了錯誤檢測電路155，其被配置用來基於接收的報頭計算錯誤指示符。例如，錯誤指示符可以是餘數值。圖2的移動終端200進一步包括錯誤校正電路160，其被配置用來當計算的錯誤指示符與錯誤校正表132中的值對應時基於錯誤校正表修改報頭。例如，錯誤校正表132可以被存儲在存儲器130中。在圖2實施例中的錯誤校正電路160被配置用來僅僅當終端200處於同步通信模式時才修改報頭(即接收指定為同步定向連接(SCO)鏈路的分組)。
同樣在圖2中示出了有效負荷處理電路165。該有效負荷處理電路165被配置用來當來自錯誤檢測電路155的計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭時和/或當錯誤校正電路160修改報頭時轉發接收的有效負荷。該有效負荷處理電路165進一步被配置用來對於在同步通信模式中接收的分組當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時檢測接收的分組錯誤。該有效負荷處理電路165可以被配置用來在異步通信模式中當計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時檢測接收的分組錯誤。
在本發明的一些實施例中該有效負荷處理電路165進一步被配置用來如果檢測到接收分組錯誤就丟棄接收的有效負荷。另外，該有效負荷處理電路165可以進一步被配置用來當由錯誤檢測電路155和錯誤校正電路160處理的分組的確定目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址(即接收裝置的地址)對應時基於接收的分組錯誤丟棄接收的分組。在該實施例中，錯誤校正電路160可以被配置用來基於由錯誤校正電路160選擇的修改報頭來確定目的地裝置地址。
雖然在圖2的實施例中示出了錯誤檢測電路155、錯誤校正電路160和有效負荷處理電路165在處理器140上實現，但是將會理解可以在多個處理器上分布不同電路的功能。此外，可以在各個電路之間不同地分布在各個錯誤檢測155、錯誤校正160和有效負荷處理165電路之間的功能分配並且本發明不限制為具有正如上述參考圖2所述的特定功能分布的實施方式。同樣將會理解雖然已經參考上述的移動終端200描述了本發明的實施例，但是特設網的通信裝置可以是支持單向或雙向通信的多種其它裝置，諸如耳機和/或其它輔助裝置或類似裝置。
現在將參考圖3說明的流程圖來描述根據本發明的多種實施例在具有異步通信模式和同步通信模式的特設網中的差錯控制操作。正如圖3中所示，在方框300開始操作，接收包括報頭和有效負荷的分組。該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)並且該報頭錯誤檢驗包括在發送裝置的報頭中。基於接收報頭計算錯誤指示符(方框305)。正如參圖6的示例實施例來更詳細地描述的那樣，錯誤指示符可以是餘數值。
基於所計算的錯誤指示符，確定所接收的報頭是否為無差錯報頭(方框310)。如果報頭是無差錯的，確定所計算的錯誤指示符是否與錯誤校正表中的值對應(方框315)。如果所計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應，那麼檢測接收分組錯誤(方框325)。如果計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應，那麼修改報頭(方框320)。
如果在方框310計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭或者在方框320修改報頭之後轉發接收的有效負荷(方框330)。僅僅在接收裝置的同步通信模式中執行參考方框315和320描述的操作。因此，將會理解在異步通信模式中，如果在方框325檢測到報頭中有錯誤，那麼檢測接收分組錯誤。接收裝置在方框325檢測到接收錯誤，接收裝置就丟棄有效負荷而不會轉發有效負荷。
現在將參考圖4的流程圖說明來描述根據本發明的另外實施例在具有異步通信模式和同步通信模式的特設網中的差錯控制操作。在方框400開始操作，接收包括報頭和有效負荷的分組，其中報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)。基於接收的報頭來計算錯誤指示符(方框405)。如果所計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭(方框410)，那麼轉發所接收的有效負荷(方框440)。如果計算的錯誤指示符沒有指示一個無差錯報頭(方框410)並且以異步通信模式接收該分組(方框415)那麼檢測接收分組錯誤(方框425)。在同步通信模式中(方框415)，確定來自方框405的計算的錯誤指示符是否與錯誤校正(EC)表中的值對應(方框420)。如果不對應，檢測接收分組錯誤(方框425)。如果所計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應(方框420)，那麼基於候選的修改報頭來確定目的地裝置地址，並且如果所確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應(方框430)，就檢測接收分組錯誤(方框425)。
例如，可以協商SCO鏈路並建立特定的主和從屬裝置對。因此，假設在特定時間接收的分組是與這樣的特定SCO鏈路相關的，基於所述假設可以確定同步通信模式，因此如果上述錯誤校正邏輯產生的修改地址指示一個具有不同地址的目的地裝置，可能出現的差錯會是接收的分組與特定SCO鏈路相關的假設，或者修改的報頭沒有準確地校正接收分組中的錯誤。例如，在提供用於單個比特錯誤校正的本發明的實施例中，特定的多個比特錯誤情況會對應與不同的單個比特錯誤相關的錯誤表值，導致可能的修改報頭不但沒有校正錯誤，相反自身也是錯誤的。
如果基於修改的報頭的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應(方框430)，那麼基於錯誤校正表來修改報頭(方框435)。轉發與成功修改的報頭相關的、所接收的有效負荷到目的地裝置地址(方框440)。
現在將參考圖5的流程圖說明來進一步描述在特設網中的差錯控制操作，其中差錯控制操作與確定是應該進行錯誤校正還是禁止錯誤校正有關。正如在圖5中所示，在方框500開始操作，協商在主和從屬裝置之間的同步定向連接(SCO)鏈路以建立同步通信模式。在方框500的SCO鏈路協商可以建立SCO鏈路的各個方面，包括諸如與SCO鏈路的幀和時隙相關的方面。因此，特定的幀時間與SCO鏈路相關(方框505)。如果在SCO鏈路的相關幀時間上接收到分組(方框510)，那麼該分組被表徵為同步通信模式接收分組(方框515)。否則，該分組被表徵為異步通信模式接收分組(方框535)。
在本發明的一些實施例中，正如圖5的方框520和525所示，在同步通信模式中錯誤校正的使用是受限制的。例如，在本發明的一些實施例中，逐一配置錯誤校正表以校正單個比特錯誤並且在一個信道的某一比特錯誤率之上還會遇到不可接受的錯誤的報頭校正的風險。下面將描述一個示例的分析，其包括在各種比特錯誤率上的誤校正率風險估計。
由於會出現錯誤的錯誤校正，本發明的一些實施例提供對該鏈路的差錯率估計(方框520)。在本發明的這些實施例中，如果估計SCO鏈路的比特錯誤率不滿足錯誤校正標準(方框525)，那麼就禁止錯誤校正(方框540)。如果滿足了該標準(方框525)，就啟用錯誤校正(方框530)。因此，如果在錯誤率上誤校正的風險是不可接受的，則在同步通信模式和異步通信模式中都禁止基於錯誤校正表的報頭修改。
在這裡所述的本發明的多種實施例中，由於接收器可以使用在報頭中的信息來確定分組目的地和與異步通信鏈路相關的其它控制信息，因此在異步通信模式中禁止報頭錯誤校正而不考慮信道比特錯誤率。因此，在圖1B中示出的報頭欄位之一中的比特錯誤會使接收和發送鏈路控制狀態不同，這會導致通信性能極大的惡化。因此，這裡所述的錯誤校正被限制到SCO鏈路，在該SCO鏈路上可以基於在SCO鏈路協商時所確立的何時會產生SCO分組脈衝串的了解來預先知道分組的接收目的地地址。
現在將參考圖6中所示的本發明的多種實施例的示意框圖來進一步描述本發明。圖6中的實施例通過減少該鏈路的HEC錯誤率來提供SCO鏈路的改進的性能。圖6的實施例尤其針對基於藍牙BT-1.1標準的特設網。正如圖6所示，方框605至620示出了由藍牙發射器計算報頭h，其中通過信道625該報頭與有效負荷p一起被發送。通過CRC計算電路605使用發射器和接收器都已知的生成多項式G和初始值P來對M比特報頭數據610計算M比特循環冗餘校驗(CRC)615。按照藍牙BT-1.1標準以1/3的比率對(N+M)比特報頭h進行重複編碼並且隨後通過信道625與有效負荷P一起發送到接收器。在接收器，包括圖6的方框630至660，給出接收的報頭x(在與重複的比特組合之後)x＝h+e，其中e是(N+M)比特錯誤向量，ei＝1表示h的第i個接收比特中的錯誤。正如先前所述，可以使用1/3比率組合器630來解調接收的信號以有利地改進信躁比，使用1/3比率重複編碼的接收信號來產生接收的報頭x。該接收器CRC計算電路635使用本領域內技術人員公知的技術基於多項式G和初始值P在接收的向量x上計算CRC餘數r。餘數值指示無差錯地接收報頭x(即e＝0)，並且如果是這樣，正如圖6中開關655所示意指示的那樣控制邏輯650轉發接收的有效負荷。正如在圖6中所示，無差錯指示與餘數值r為0對應。
如果餘數值r不等於0(即e不等於0)，餘數值r和錯誤校正表E640中的項進行比較。對於圖6的實施例，錯誤校正表E具有N個項，第i個項Ei對應由位於報頭h的第i個位置的單個比特錯誤引起的CRC餘數，這樣Ei＝r(ei)，i-0...N-1對於本發明的一些實施例，可以基於固定值G預先計算表E並隨後存儲以便在鏈路工作期間使用。在r＝Ei時，通過錯誤校正EC電路645可以校正x中的第i個比特。如果r不與表E640中的任何一個值匹配，那麼不進行校正並且不給控制邏輯塊650提供匹配指示以阻止如圖6中的開關655所示轉發有效負荷。因此可以在控制邏輯塊650中將匹配指示和期望的鏈路類型信息(SCO或ACL)以及使能EC控制指示符(例如基於信道625錯誤率的確定或估計)組合起來以允許在軟體控制下啟用和/或禁止錯誤校正。根據本發明的一些實施例允許錯誤校正的示例性控制邏輯如下所示如果r＝0，傳遞有效負荷q到較高層；否則，如果(使能EC＝＝1並且期望的鏈路類型＝＝SCO)，將r與EC表E中的所有值進行比較；如果與第i項匹配，糾正在報頭的數據部分中的第i個比特；傳遞有效負荷q到較高層；否則向較高層指示分組刪除。
否則向較高層指示分組刪除。
現在將描述包括在各種比特錯誤率上估計誤校正率風險的示例性分析。如果單比特的錯誤可能性是p並且假定單個比特錯誤是獨立的，那麼給出N比特碼中i個差錯的可能性P是由下式給出的Pi，m＝pi(1-p)n-1(N，i)，其中(N，i)表示在整個N中取i個元素的不同選擇的數量。由於藍牙報頭通常使用1/3比率進行重複編碼，因此這裡使用比率p來指代單個比特錯誤的可能性。對於藍牙報頭情況中N＝10，表1估計了根據本發明的一些實施例進行報頭錯誤校正或不進行報頭錯誤校正時的刪除比率和p的關係。
表1
表1示出了由於HEC在幀刪除中的改進，其使得SCO鏈路在例如語音方面得到性能改進。該結果是針對AWGN信道建模的，其中多個比特錯誤都是獨立的，但是該結果對衰落信道會有不同，其中錯誤更可能發生在碼塊中(即在報頭中多比特錯誤具有較高的可能性)。
注意到在e和r之間不存在唯一的關係，這使得多比特錯誤混淆進錯誤校正表E中。在藍牙中，當N＝10並且M＝8，CRC操作將18比特錯誤e映射為8比特餘數r。因此當實際上在具有同一餘數r的接收報頭x中存在多比特錯誤時可能會錯誤檢測單比特差錯。可以示出所有的單個比特錯誤具有唯一的r。
混淆在E中的N個餘數向量之一上的隨機錯誤方式可能性可以如下進行計算Pa＝N/2M～4％因此，通過CRC校驗應該能檢測出大約96％的多比特錯誤，然而剩餘的4％可能被錯誤地檢測到並通過EC表按照單比特錯誤進行校正。下面的表示出了這個結果對於不同p值的影響。同樣，這些結果僅僅針對一個具有獨立的比特錯誤的信道進行建模。
圖2至6的流程圖、流程框圖和框圖示出了根據本發明實施例可能實現的用於差錯控制的裝置、方法和電腦程式產品的結構、功能和操作。在這點上，流程框圖或框圖中的每一方框表示一個模塊、程序段或部分代碼，其包括用於實現指定邏輯動作(多個動作)的一個或多個可執行的指令。同樣應該注意到在一些可替換的實施例中，在方框中注釋的動作可以不按照圖中標註的順序發生。例如，連續示出的兩個方框實際上可以基本上被同時執行，或者有時以相反的順序執行，這取決於所涉及的功能。
在附圖和說明書中，公開了本發明的典型示例性實施例，並且儘管使用了特定的術語，但是使用它們僅僅是一般的以及描述性的意義並不是為了限制，本發明的範圍被記載在下面的權利要求書中。
權利要求
1.一種用於在具有異步通信模式和同步通信模式的特設網中進行差錯控制的方法，該方法包括接收包括報頭和有效負荷的分組，該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)；基於接收的報頭計算錯誤指示符；如果計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭則轉發所接收的有效負荷；僅僅在同步通信模式中當所計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時基於錯誤校正表修改報頭並轉發所接收的有效負荷；在同步通信模式中當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且所計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時檢測接收分組錯誤；和在異步通信模式中當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時檢測接收分組錯誤。
2.權利要求1的方法，其中錯誤指示符包括餘數值。
3.權利要求1的方法，其中報頭包括n個數據比特並且其中錯誤校正表包括一個n項表，每一項與相關的數據比特之一的錯誤對應。
4.權利要求3的方法，其中特設網包括藍牙兼容網並且其中檢測接收的分組錯誤進一步包括丟棄接收的有效負荷。
5.權利要求4的方法，其中報頭具有18比特的長度並且其中HEC包括報頭的8個比特。
6.權利要求4的方法，其中接收的報頭包括重複編碼的報頭並且其中接收分組包括解調重複編碼的報頭以提供包括HEC的報頭。
7.權利要求1的方法，其中檢測接收的分組錯誤進一步包括丟棄接收的有效負荷，和其中報頭進一步包括目的地裝置地址，和其中修改報頭包括基於修改的報頭確定目的地裝置地址以及當所確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發所接收的有效負荷，並且當所確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時檢測接收的分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。
8.權利要求1的方法，進一步包括協商同步定向連接(SCO)鏈路以建立同步通信模式；使幀時間與SCO鏈路關聯；和將在大約幀時間上接收的分組表徵為同步通信模式接收分組；和其中僅僅在同步通信模式中修改報頭包括僅僅修改同步通信模式接收分組的報頭。
9.權利要求8的方法，其中該報頭進一步包括目的地裝置地址，該方法進一步包括將不是在大約幀時間上接收的分組表徵為異步通信模式接收分組；和其中轉發接收的有效負荷包括當異步通信模式接收分組的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發該分組的接收的有效負荷以及當異步通信模式接收分組的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址不對應時丟棄該分組的接收的有效負荷。
10.權利要求9的方法，其中修改報頭包括對於同步模式接收分組來說當確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時轉發接收的有效負荷，以及當確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時檢測接收的分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。
11.權利要求10的方法，其中錯誤指示符包括餘數值，和其中計算該餘數值包括基於對接收分組的裝置和發送分組的裝置都是已知的生成多項式和初始值來計算該餘數值。
12.權利要求11的方法，其中協商同步定向連接(SCO)鏈路包括建立SCO鏈路的初始值。
13.權利要求12的方法，進一步包括估計SCO鏈路的比特差錯率；和當估計的比特差錯率不滿足錯誤校正標準時禁止修改報頭。
14.一種用於在特設網中進行差錯控制的方法，包括接收包括報頭和有效負荷的分組，該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)；基於接收的報頭計算錯誤指示符；如果所計算的錯誤指示符指示無差錯報頭就轉發接收的有效負荷；當所計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時就基於錯誤校正表修改報頭並轉發接收的有效負荷；和當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且所計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時就檢測接收分組錯誤。
15.一種用於具有異步通信模式和同步通信模式的特設網的通信裝置，該裝置包括配置用來接收包括報頭和有效負荷的分組的接收器，該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)；配置用來基於所接收的報頭計算錯誤指示符的錯誤檢測電路；錯誤校正電路，被配置用來在所計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時基於錯誤校正表修改報頭，錯誤校正電路被配置用來僅僅在同步通信模式中才修改報頭；和有效負荷處理電路，配置用來當所計算的錯誤指示符指示無差錯報頭時和/或當錯誤校正電路修改報頭時就轉發接收的有效負荷，以及在同步通信模式中當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且所計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時就檢測接收分組錯誤，和在異步通信模式中當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時就檢測接收分組錯誤。
16.權利要求15的裝置，其中錯誤指示符包括餘數值。
17.權利要求15的裝置，其中報頭包括n個數據比特並且其中錯誤校正表包括一個n項表，每一項與相關的數據比特之一的錯誤對應。
18.權利要求17的裝置，其中特設網包括藍牙兼容網並且其中有效負荷處理電路進一步被配置用來如果檢測到接收分組錯誤就丟棄所接收的有效負荷。
19.權利要求15的裝置，其中有效負荷處理電路進一步被配置用來如果檢測到接收分組錯誤就丟棄接收的有效負荷，並且其中報頭進一步包括目的地裝置地址，和其中錯誤校正電路進一步被配置用來基於該修改的報頭確定目的地裝置地址，並且其中有效負荷處理電路進一步被配置用來當所確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時就轉發接收的有效負荷以及當所確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時就檢測接收分組錯誤並丟棄接收的有效負荷。
20.權利要求15的裝置，進一步包括用於協商同步定向連接(SCO)鏈路以建立同步通信模式的裝置；用於使幀時間與SCO鏈路相關的裝置；和用於將在大約幀時間上接收的分組表徵為同步通信模式接收分組的裝置；和其中錯誤校正電路被配置用來僅僅修改同步通信模式接收分組的報頭。
21.權利要求20的裝置，其中報頭進一步包括目的地裝置地址，該裝置進一步包括用於將不是在大約幀時間上接收到的分組表徵為異步通信模式接收分組的裝置；和其中有效負荷處理電路被配置用來當異步通信模式接收分組的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時就轉發該分組的接收的有效負荷以及當異步通信模式接收分組的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時就丟棄該分組的接收的有效負荷。
22.權利要求21的裝置，其中對於同步模式接收分組，有效負荷處理電路被配置用來在所確定的目的地裝置地址與期望的目的地裝置地址對應時就轉發接收的有效負荷以及當確定的目的地裝置地址不與期望的目的地裝置地址對應時就檢測接收分組錯誤並丟棄該接收的有效負荷。
23.權利要求22的裝置，進一步包括用於估計SCO鏈路的比特差錯率的裝置；和其中錯誤校正電路被配置用來當估計的比特差錯率不滿足錯誤校正標準時就禁止修改報頭。
24.權利要求15的裝置，其中該裝置包括移動終端。
25.一種用於在特設網中進行差錯控制的裝置，包括用於接收包括報頭和有效負荷的分組的裝置，該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)；用於基於接收的報頭計算錯誤指示符的裝置；用於如果所計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭時就轉發接收的有效負荷的裝置；用於當計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時就基於錯誤校正表修改報頭並轉發接收的有效負荷的裝置；和用於當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且該計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時就檢測接收分組錯誤的裝置。
全文摘要
在具有異步通信模式和同步通信模式的特設網中提供差錯控制。接收包括報頭和有效負荷的分組。該報頭包括基於報頭計算的報頭錯誤檢驗(HEC)。基於接收的報頭計算錯誤指示符。如果計算的錯誤指示符指示一個無差錯報頭則轉發接收的有效負荷。僅僅在同步通信模式中當計算的錯誤指示符與錯誤校正表中的值對應時基於錯誤校正表修改報頭並轉發接收的有效負荷。在同步通信模式中當該計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤並且所計算的錯誤指示符不與錯誤校正表中的值對應時檢測接收分組錯誤。在異步通信模式中當所計算的錯誤指示符指示報頭中有錯誤時檢測接收的分組錯誤。
文檔編號H04L1/00GK1926813SQ200480042483
公開日2007年3月7日 申請日期2004年11月9日 優先權日2004年3月17日
發明者L·S·布勒鮑姆 申請人:索尼愛立信移動通訊股份有限公司