專利名稱：用于藍牙通信的主機及其建立信標信道的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于藍牙(bluetooth)通信的主機及其建立信標信道的方法，更具體地說，涉及用于控制暫停(park)從機的用于藍牙通信的主機和持續(xù)期可變的信標信道。
背景技術：
一般地，藍牙是用于在10m到100m的距離之內以最大1Mbps的速度發(fā)送諸如視頻數據之類的數據的無線通信協議。
根據藍牙通信方法交互通信的各藍牙單元通過諸如查詢、查詢搜索、尋呼(Page)、尋呼搜索的處理進行可通信連接。通過這些處理，根據在網絡中執(zhí)行的角色確定主機和從機。
當重新設置各藍牙單元的連接狀態(tài)時，各藍牙單元的時鐘和頻率模式需要彼此匹配。
在連接各藍牙單元的處理中，查詢是主機到從機的重復頻率發(fā)送，用于匹配主機和從機之間的頻率模式。
查詢搜索是從機的頻率檢測和同步的處理。
尋呼是從主機到從機的時鐘發(fā)送，用于匹配主機和從機之間的時鐘。尋呼搜索是從機的時鐘信號檢測和同步的處理。
皮可網(piconet)是通過上述處理、以至少一個從機連接到主機的方式構成的。
常規(guī)的藍牙通信通過以激活模式連接多至7個從機到主機在皮可網中進行交互通信。為了將一個新的從機連接到其中已經激活連接了7個從機到主機的皮可網中，必須保證新從機和主機之間的間歇連接。
主機和從機的間歇連接稱作暫停模式。通過控制處于暫停模式中的從機(在下文中稱作暫停的從機)的數量，可以可變地控制要連接到皮可網中的從機的數量。
例如，當將新從機連接到其中已經激活連接了7個從機到主機的皮可網時，應當使處于激活模式的一個現有從機暫停。
主機以規(guī)則的間隔在發(fā)送信道之間建立信標信道，使暫停的從機與主機同步或請求切換到激活模式以便進行它們所期望的通信。
如果信標信道持續(xù)期由主機固定以便維持與暫停的從機的連接，則網絡不能被充分利用，特別是在暫停的從機的數量和面向同步連接(SCO，Synchronous Connection Oriented)的從機的類型變化的皮可網環(huán)境中。也就是說，當信標信道持續(xù)期固定為比維持與暫停的從機的連接所必需的最小持續(xù)期長的值時，額外時間不能用于數據發(fā)送，導致網絡的不充分利用。

發(fā)明內容
因此，提出本發(fā)明以解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于藍牙通信的主機及其建立信標信道的方法，以便根據從機的連接狀態(tài)通過控制信標信道持續(xù)期來有效地發(fā)送數據。
為了實現上述目的，提供一種用于與從機通信的用于藍牙通信的主機，包括發(fā)送和接收部分，用于向從機發(fā)送信號和從從機接收信號；狀態(tài)信息獲取部分，用于從發(fā)送和接收部分獲取包括暫停的從機的數量和面向同步連接(SCO)的從機的類型的狀態(tài)信息；暫停參數計算部分，用于從狀態(tài)信息獲取部分計算暫停參數，包括與暫停的從機維持通信信道的信標時隙和每一訪問窗口(Aw)的時隙數量；以及控制部分，用于根據暫停參數通過發(fā)送和接收部分與從機進行通信。
最好每一訪問窗口(Aw)的時隙數量通過將根據面向同步連接(SCO)的從機的類型和數量設定的第一基準時隙值乘以根據暫停的從機的數量設定的加權系數來確定。
最好加權系數通過將暫停的從機的數量減去1的差值除以4、并將商的整數部分加1來獲得。
例如，當一個或多個SCO從機和4個暫停的從機連接到主機時，第一基準時隙值通過將由四(4)個暫停的從機訪問所需要的四(4)個時隙加到相應于面向同步連接(SCO)的從機的類型和數量而額外分配給該四(4)個時隙的面向同步連接(SCO)的時隙來獲得。
第一基準時隙值記錄在查尋表(LUT)中，該查尋表在暫停參數計算部分中使用。
最好信標時隙數量通過將計算的廣播時隙數量加倍并在其上加上備用的時隙獲得。廣播時隙數量通過將第一常數值與取決于面向同步連接(SCO)的從機的類型和數量的第二個值相加來計算。
第一常數值通過將廣播類型的數量乘以廣播重復的數量來計算，而不考慮面向同步連接(SCO)的從機的類型和數量。
為了實現上述目的，提供了一種建立用于維持主機和暫停的從機之間的通信信道的信標信道的方法，包括下列步驟i)獲取連接狀態(tài)信息，包括從與從機的通信中獲得的暫停的從機的數量、以及面向同步連接(SCO)的從機的類型和數量；ii)從在步驟i)中獲得的狀態(tài)信息計算暫停參數，包括信標時隙和將被應用到用于維持與暫停的從機的通信的信標信道的每一訪問窗口(Aw)的時隙的數量；以及iii)根據計算的暫停參數建立與從機的通信信道。


參照附圖，本發(fā)明的上述目的和其它特征將變得更加清楚，其中圖1是表示根據本發(fā)明的主機的方框圖；圖2是圖1的查尋表(LUT)；圖3是表示根據本發(fā)明建立信標信道的步驟的流程圖；圖4是表示根據本發(fā)明優(yōu)選實施例獲取暫停參數的步驟的流程圖；圖5是說明根據本發(fā)明用于建立主機和暫停的從機之間的信道的方法的時序圖；圖6是表示應用到圖5的信標信道的暫停參數的時序圖；圖7是表示在圖6的同步部分(Dacc)中主機和從機之間通信示例的時序圖；圖8是表示在圖6的訪問窗口(Aw)部分中主機和從機之間通信示例的時序圖；以及圖9是表示圖8的主機和從機之間操作示例的詳細時序圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖詳細描述根據本發(fā)明的用于藍牙通信的主機和用于建立信標信道的方法。
圖1示出根據本發(fā)明的主機的方框圖。
參照圖1，主機10包括發(fā)送/接收部分11、狀態(tài)信息獲取部分13、暫停參數計算部分15、和控制部分17。
發(fā)送/接收部分11向從機20發(fā)送信號并從從機20接收信號。
狀態(tài)信息獲取部分13從收到的信號中獲取狀態(tài)信息，包括暫停從機20的數量和面向同步連接(SCO)的從機20的類型。這里，SCO從機20的示例是HV1、HV2、和HV3。SCO從機支持諸如話音信號之類的數據的連續(xù)發(fā)送。跟在HV后面的數字1、2和3是同步連接間隔。例如，對于HV3類型，主機10每三個廣播時隙便分配一個SCO時隙。
暫停參數計算部分15從狀態(tài)信息獲取部分13的狀態(tài)信息中計算暫停參數，包括用于同步的信標時隙數量、訪問窗口(Aw)的數量、以及每一訪問窗口(Aw)的時隙數量。暫停參數應用于建立適合于維持與已經暫停的(then-parked)從機20之間的通信的信標信道中。參考標號15a是查尋表(LUT)，其中存儲了用于計算與狀態(tài)信息相對應的暫停參數的基準值。LUT的一個示例示于圖2。
控制部分17控制主機10的每一個部分，根據來自暫停參數計算部分15的暫停參數建立信標信道，并通過發(fā)送/接收部分11與從機20通信。
下面將參照圖3描述用于建立如上構成的信標信道的方法。
首先，主機10獲取從機20的狀態(tài)信息(步驟S100)。這里，狀態(tài)信息包括暫停的從機的數量、以及SCO從機的數量和類型。
接著，主機10從狀態(tài)信息中計算暫停參數，用于建立與暫停的從機和SCO從機之間的足夠的通信信道(步驟S200)。
然后，主機10建立與計算的暫停參數相對應的信標信道，并與從機進行通信(步驟S300)。
主機10在信標信道和數據發(fā)送信道內重復建立通信信道，并根據通過當前建立的信標信道和數據發(fā)送信道獲得的狀態(tài)信息，確定下一個將被建立的信標信道的參數。
下面將參照圖4至圖9詳細描述根據本發(fā)明計算暫停參數的示例。
如圖5所示，主機10建立一個信標信道(BC)和一個數據發(fā)送信道(DT)作為一個單元循環(huán)(TB)，用于與從機通信或使從機與主機10同步。BC的持續(xù)期是可變的，并且是基于根據本發(fā)明獲得的暫停參數的。
在暫停的從機的最大喚醒周期(圖5的2TB＝NB_sleep*TB)之內的BC期間，暫停的從機與主機10同步，并請求切換到解除暫停(unpark)，即，切換到激活模式以便與主機10進行通信。
BC包括用于在與SCO從機同步的同時使暫停的從機與主機同步的同步部分(Dacc，圖6)、以及用于允許從機訪問的訪問窗口(Aw)部分。暫停參數包括要分配給同步部分(Dacc)和訪問窗口(Aw)部分的時隙數量。
按如上所述構成的BC的示例示于圖6。
參照圖6，BC包括同步部分(Dacc)和訪問窗口(Aw)部分。參考字符DB是表示同步部分(Dacc)開始之前的延遲時期的延遲部分。延遲部分(DB)是將主機時鐘劃分成周期TB后的剩余部分。
同步部分(Dacc)包括每一個持續(xù)期為F的NB信標時隙。這些時隙的每一個被細分成兩部分。還存在備用時隙(rB)，預留用于當從機20收到解除暫停請求時切換到激活模式。每一信標時隙的第一部分S是廣播時隙。廣播時隙之間的間歇(pause)時隙被預留用于從從機20接收數據的情況。如此，每兩個時隙分配一個廣播時隙。最好將備用時隙rB細分成三十二(32)個時隙。在這些時隙之間的間隔是均勻的，通常為625微秒。
同步部分(Dacc)中廣播時隙的數量根據暫停的從機的數量和SCO從機的類型確定。
例如，如圖7所示，對于HV3類型的SCO從機，主機10每3個廣播時隙分配一個SCO時隙(陰影線所示)。
參照圖7，主機10每3個同步部分(Dacc)的廣播時隙分配一個SCO時隙(圖7中的陰影線方格)，并在剩下的廣播時隙(在線t上用箭頭表示)期間廣播，以便使暫停的從機與主機同步。如前所指出的，在同步部分(Dacc)中每第二個時隙是一個廣播時隙。跟隨廣播時隙的時隙用于接收由從機20發(fā)送的信號。因此，當在訪問窗口(Aw)中從機20向主機10請求解除暫停時，主機10向請求解除暫停的從機20發(fā)送解除暫停命令。從主機10接收該命令的從機20切換到激活模式。
在訪問窗口(Aw)中時隙的數量如此確定，即，允許在一個單元訪問窗口(Tacc)之內每一個暫停的從機進行訪問。最好有多個單元訪問窗口(Tacc)(k)，允許在無線通信中發(fā)送錯誤的情況下從機20的重新訪問。
除了多個(k個)用于重新訪問的單元訪問窗口(Tacc)之外，最好還添加一檢測窗口(Npoll)，用于檢測從主機10接收的解除暫停命令。檢測窗口(Npoll)被預留用于當從機20在訪問窗口(Aw)的最后單元訪問窗口(Tacc)中請求解除暫停時從主機10接收解除暫停命令。
根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的訪問窗口(Aw)包括持續(xù)期Tacc的多個單元訪問窗口(Wk)，其每一個具有多個訪問窗口，用于允許重新訪問發(fā)送解除暫停請求失敗的從機；以及檢測窗口(Npoll)，用于允許從機檢測來自主機10的解除暫停命令。一個窗口包含多個時隙。
例如，對于HV3類型的SCO從機，在單元訪問窗口之內的六(6)個時隙中的兩(2)個時隙被分配用于SCO，在剩下的四(4)個時隙中的兩(2)個被分配用于主機10的廣播。然后，剩下的兩(2)個時隙可以分別被分配用于暫停的從機的訪問。在從主機10收到廣播消息后，暫停的從機可以訪問主機10。一半的時隙(312.5微秒)用于該目的，如圖8的下半部分所示。當使用HV3類型的SCO從機時，六(6)個時隙中的四(4)個時隙由此可以用于暫停的從機和主機10之間的通信。因此，對于HV3類型的SCO從機和四(4)個暫停的從機，使用6個時隙建立單元訪問窗口(Tacc)。該示例示于圖8。
參照圖8，在主機10建立的時隙中，帶陰影線的時隙被分配用于與HV3類型的SCO從機進行通信。從機20可以在主機10的每一個廣播時隙B之間以用箭頭表示的半個時隙得以訪問。因此，在六(6)個時隙的單元訪問窗口(Tacc)中四(4)個暫停從機可以獲得訪問。
參照圖9，主機10每六個時隙分配一個SCO廣播時隙，用于維持與HV3類型的SCO從機1的同步。在下一個時隙SCO從機1向主機10發(fā)送其SCO響應。在訪問窗口(Aw)的六(6)個時隙中，由此將兩(2)個時隙分配給SCO，并且對于剩下的四(4)個時隙，主機10每第二個時隙發(fā)送一次其廣播消息。暫停的從機在廣播時隙B之間的時隙向主機10請求解除暫停。這里，在單元訪問窗口(Tacc)中四(4)個暫停的從機連接到主機10。
如圖9所示，在第一個廣播時隙B之后，暫停從機2和3的時隙被分成兩個一半的時隙，并且暫停的從機2和3在各個半時隙訪問主機10。在第二個廣播時隙和跟隨的SCO時隙之間的時隙也被分成兩個一半的時隙，并且暫停的從機4和5在各個半時隙訪問主機10。
下面將參照圖4詳細描述基于暫停的從機的數量和SCO從機的類型的BC的時隙數量的暫停參數的計算。
如果暫停參數根據經常變化的暫停從機的數量來應用，則需要頻率計算。因此，當暫停參數在一定范圍內時，在本優(yōu)選實施例中應用同一加權系數。
首先，通過狀態(tài)信息確定從機20的連接狀態(tài)系數(nTp)(圖4中的步驟S210)。這里，連接狀態(tài)系數(nTp)是在根據狀態(tài)信息確定BC和每一訪問窗口(Aw)的時隙時使用的參數。在本發(fā)明的該優(yōu)選實施例中，LUT 15a表示在根據SCO從機的數量和類型計算參數時使用的基準值。
參照圖2，用于SCO從機的數量和類型的系數表示為nTp。在該變量中，n是數量，Tp是HV1、HV2、和HV3中的類型。
A欄是根據連接狀態(tài)系數要對每一訪問窗口(Aw)應用的時隙的數量。B欄包含在同步部分(Dacc)計算BC的數量時的基準值。
然后，計算相應于暫停從機的數量(Pn)的加權系數(Wa)(步驟S220)。
最好加權系數(Wa)按下面的公式計算。
首先，如公式1所示，將常數1從根據狀態(tài)信息獲得的Pn中減去。
temp1＝Pn-1然后，如公式2所示，將temp1除以4，獲得整數部分temp2和余數r。
temp1/4＝temp2+r接著，在公式3中，將常數1加到temp2上，得到加權系數(Wa)。
Wa＝temp2+1根據公式1、2、和3，當暫停從機的數量是一(1)到四(4)時，加權系數(Wa)是1，當暫停從機的數量是五(5)到八(8)時，加權系數(Wa)是2。
下一步是根據SCO從機的類型和數量nTp，通過將加權系數(Wa)乘以相應于連接狀態(tài)系數的LUT 15a的A欄計算單元訪問窗口(Tacc)中的時隙數量。例如，當暫停從機的數量是四(4)而SCO從機狀態(tài)是1HV3時，訪問窗口(Aw)的時隙數量是六(6)。
這里，第一基準間隙數量是通過將用于四(4)個暫停從機的訪問所需的四(4)個時隙加到相應于SCO從機的數量和類型而額外分配的SCO時隙的數量上來計算的。以如下方式確定A欄(第一基準時隙數量)，即，使得可以維持SCO通信，并且對于相應于加權系數(Wa)1的最大四(4)個暫停的從機，可以保證通過每一個暫停從機進行至少一次訪問。
接著，通過將第一常數值加到B欄(第二基準時隙數量，相應于SCO從機nTp)，計算在同步部分(Dacc)中BC之內主機的廣播時隙數量(NB)(步驟S240)。
第一常數值不是通過SCO從機的類型和數量計算，而是通過將廣播類型的數量乘以廣播重復的數量計算。
第一常數值如此設定，以便分配三(3)個廣播時隙分別給可變的參數信息、將要發(fā)送到暫停從機的廣播消息、以及暫停從機的解除暫停請求的廣播消息。
當改變BC的參數、向暫停從機發(fā)送廣播消息、以及對一個或多個暫停的從機解除暫停時，分別考慮三(3)種廣播類型。最好需要三(3)個時隙用于根據廣播類型分配廣播時隙。也最好是，在主機10和從機20之間出現發(fā)送錯誤的情況下，SCO時隙重復廣播同一消息。在本優(yōu)選實施例中，對于三(3)種廣播類型的每一種重復八(8)次相同的消息廣播，因此需要二十四(24)個廣播時隙。從而將二十四(24)個時隙分配給第一常數值，而不管SCO的狀態(tài)如何。
與此同時，B欄中的值(即，第二基準時隙數量)是根據SCO從機的類型和數量設定的。圖2中給出用于這些從機的不同類型和組合的幾個值。
當將第一常數值確定為二十四(24)時，根據SCO從機的類型和數量，需要額外的SCO時隙，用于生成廣播消息的二十四(24)個時隙。例如，如圖2所示，對于HV3類型的一個從機，在廣播消息的二十四(24)個時隙中分配十二(12)個廣播時隙，用于二十四(24)個時隙的整個SCO。
接著，計算同步部分(Dacc)中信標時隙的數量(步驟S250)。同步部分(Dacc)中信標時隙的數量為廣播時隙(NB)的兩倍加上備用時隙(rB)。這里，廣播時隙(NB)的數量被加倍以計數間歇時隙。備用時隙(rB)值為三十二(32)。
然后，計算其它參數，如圖4所示。
由于半時隙用于主機10訪問暫停的從機，所以通過暫停的從機(Nacc)到主機10的訪問是不可能的。也就是說，在主機10分配的時隙的半時隙期間一個暫停的從機可以訪問，而主機10在一個時隙期間可以處理兩(2)個暫停從機。因此，為訪問四(4)個暫停的從機設定兩(2)個時隙(步驟S260)。
每一單元訪問窗口(Tacc)的時隙的數量也應用于檢測窗口(Npoll)，用于檢測解除暫停請求消息(步驟S270)。
然后，設定或計算剩下的參數。單元訪問窗口(Tacc)(Wk)是四(4)，允許另外訪問在第一單元Aw訪問失敗的從機。BC和數據發(fā)送信道(TB)的頻率設定為2.56秒。廣播時隙的間隔ΔB設定為二(2)，并且最大喚醒周期是1TB(步驟S280)。
在計算完用于建立BC的所有參數之后，將計算的參數發(fā)送到控制部分17(步驟S290)。
控制部分17向從機20發(fā)送所收到的參數信息，并建立相應的BC，如圖6所示。
在根據本發(fā)明的用于藍牙通信的主機及其建立信標信道的方法中，根據SCO從機的類型和暫停的從機的數量調整BC，而不會使BC發(fā)生重疊，有效地維持了主機10和從機20之間的通信信道。
在附圖和說明書中已經公開了本發(fā)明的典型優(yōu)選實施例，盡管使用了特定的術語，但是它們僅僅是一般的描述而不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種與從機通信的主機，包括發(fā)送和接收部件，用于向從機發(fā)送信號和從從機接收信號；狀態(tài)信息獲取部件，用于從發(fā)送和接收部件獲取狀態(tài)信息，包括暫停的從機的數量和面向同步連接的從機的類型；暫停參數計算部件，用于從狀態(tài)信息獲取部件計算暫停參數，包括與暫停的從機維持通信信道的信標時隙和每一訪問窗口的時隙數量；以及控制部件，用于根據暫停參數通過發(fā)送和接收部件與從機進行通信。
2.如權利要求1所述的主機，其中每一訪問窗口的時隙數量通過將根據暫停的從機的數量設定的加權系數乘以根據面向同步連接的從機的類型和數量設定的第一基準時隙值來確定。
3.如權利要求2所述的主機，其中加權系數通過將暫停的從機的數量減去1的差值除以4、并將商的整數部分加1來獲得。
4.如權利要求3所述的主機，其中第一基準時隙值通過將訪問已經暫停的從機所需要的時隙的數量加到相應于面向同步連接的從機的類型和數量而額外分配的同步時隙的數量來獲得。
5.如權利要求4所述的主機，其中第一基準時隙值記錄在查尋表中，該查尋表在暫停參數計算部件中使用。
6.如權利要求1所述的主機，其中信標時隙的數量通過將廣播時隙的數量加倍并加上備用的時隙獲得，廣播時隙的數量取決于第一常數值和根據面向同步連接的從機的類型和數量設定的第二個值中的至少一個。
7.如權利要求6所述的主機，其中第一常數值通過將廣播重復值乘以廣播類型的數量來計算，而不考慮面向同步連接的從機的類型和數量。
8.如權利要求6所述的主機，其中所述廣播重復數量是八、并且所述廣播類型的數量是三，相應于(a)用于信標時隙的參數改變信息、(b)發(fā)送給暫停從機的廣播消息、以及(c)暫停從機請求的解除暫停消息。
9.如權利要求6所述的主機，其中備用時隙包括三十二個時隙，用于解除暫停的從機檢測是否有來自主機的新同步連接的信息。
10.一種建立用于維持主機和暫停的從機之間的通信信道的信標信道的方法，包括下列步驟i)獲取連接狀態(tài)信息，包括從與從機的通信中獲得的暫停從機的數量、以及面向同步連接的從機的類型；ii)從在步驟i)中獲得的狀態(tài)信息計算暫停參數，包括信標時隙和應用到用于維持與暫停從機的通信的信標時隙的每一訪問窗口(Aw)的時隙的數量；以及iii)根據計算的暫停參數建立與從機的通信信道。
11.如權利要求10所述的方法，其中計算暫停參數的步驟包括計算每一訪問窗口的時隙的數量，該每一訪問窗口的時隙數量通過將基于暫停從機的數量的加權系數乘以根據SCO從機的類型和數量設定的第一基準時隙值來確定。
12.如權利要求11所述的方法，其中加權系數通過將暫停的從機的數量減去1的差值除以4、并將商的整數部分加1來獲得。
13.如權利要求12所述的方法，其中第一基準時隙值通過將訪問已經暫停的從機所需要的時隙的數量加到相應于面向同步連接的從機的類型和數量而額外分配的同步時隙的數量來獲得。
14.如權利要求10所述的方法，其中信標時隙的數量通過將廣播時隙的數量加倍并加上備用的時隙獲得，廣播時隙的數量取決于第一常數值和根據面向同步連接的從機的類型和數量設定的第二個值中的至少一個。
15.如權利要求14所述的方法，其中第一常數值通過將廣播重復值乘以廣播類型的數量來計算，而不考慮面向同步連接的從機的類型和數量。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述廣播重復數量是八、并且所述廣播類型的數量是三，相應于(a)用于信標時隙的參數改變信息、(b)發(fā)送給暫停從機的廣播消息、以及(c)暫停從機請求的解除暫停消息。
17.如權利要求14所述的方法，其中所述備用時隙中時隙的數量為三十二。
全文摘要
一種用于藍牙通信的主機及其建立信標信道的方法。所述與從機通信的主機包括:發(fā)送和接收部分,用于向從機發(fā)送信號和從從機接收信號;狀態(tài)信息獲取部分,用于從發(fā)送和接收部分獲取狀態(tài)信息,包括暫停的從機的數量和面向同步連接的從機的類型;暫停參數計算部分,用于從狀態(tài)信息獲取部分計算暫停參數,包括與暫停的從機維持通信信道的信標時隙和每一訪問窗口的時隙數量;以及控制部分,用于根據暫停參數通過發(fā)送和接收部分與從機進行通信。
文檔編號H04B7/26GK1351426SQ0113757
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月30日 優(yōu)先權日2000年10月30日
發(fā)明者李泰珍, 姜友植 申請人:三星電子株式會社