本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信，且更特定來說涉及基于無線接入點(diǎn)信標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)裝置之間使時(shí)鐘同步。

背景技術(shù)：

越來越多數(shù)目的系統(tǒng)實(shí)施方案包含使系統(tǒng)裝置跨越給定區(qū)分散且接著經(jīng)由無線鏈路提供裝置之間的連接性。舉例來說，常見音頻應(yīng)用涉及在一個(gè)裝置處產(chǎn)生音樂且在連接到無線鏈路的一或多個(gè)揚(yáng)聲器裝置處播放音樂。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)裝置之間的無線連接性，可采用使用wi-fi或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)允許無線裝置連接到有線網(wǎng)絡(luò)的無線接入點(diǎn)(ap)。ap通常作為獨(dú)立裝置連接到路由器(經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò))，但其也可是路由器自身的整體組件。ap與熱點(diǎn)有差別，熱點(diǎn)是其中提供無線服務(wù)的物理空間。ap通常直接連接到有線以太網(wǎng)連接，其中ap接著使用射頻鏈路提供無線連接以使其它裝置使用ap的相應(yīng)有線連接。

大部分ap支持多個(gè)無線裝置到一個(gè)有線連接的連接，但其它配置是可能的?，F(xiàn)代ap經(jīng)構(gòu)建以支持使用這些射頻發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，那些標(biāo)準(zhǔn)及頻率是由ieee定義，其中大多數(shù)ap使用ieee802.11標(biāo)準(zhǔn)。伴隨以此方式經(jīng)由無線鏈路連接系統(tǒng)組件的一個(gè)問題涉及跨越無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組件當(dāng)中的協(xié)調(diào)。在常規(guī)有線系統(tǒng)中，此協(xié)調(diào)不構(gòu)成問題，這是因?yàn)閼?yīng)用命令可從一個(gè)裝置發(fā)送且由另一裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的有線通信以幾乎瞬時(shí)速度接收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在基于無線接入點(diǎn)信標(biāo)于網(wǎng)絡(luò)裝置之間使時(shí)鐘同步的所描述實(shí)例中，一種電路包含用以存儲(chǔ)從無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的信標(biāo)時(shí)間戳的處理器。由所述處理器控制的輸出端口導(dǎo)致中斷，所述中斷起始相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳對(duì)鏈路層時(shí)間戳的捕獲。所述處理器上的輸入端口接收所述鏈路層時(shí)間戳。同步器相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳捕獲處理器時(shí)間戳且通過計(jì)算所述處理器時(shí)間戳與所述所接收鏈路層時(shí)間戳之間的差而確定相對(duì)于所述鏈路層時(shí)間戳的時(shí)間偏移值。將所述時(shí)間偏移值與所述處理器時(shí)間戳組合以使所述處理器相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳同步。

在另一實(shí)例中，一種系統(tǒng)包含用以從無線網(wǎng)絡(luò)接收信標(biāo)時(shí)間戳的鏈路層。所述系統(tǒng)包含用以從所述鏈路層接收所述信標(biāo)時(shí)間戳的處理器。由所述處理器控制的輸出端口導(dǎo)致所述鏈路層處的中斷以起始相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳在所述鏈路層處對(duì)鏈路層時(shí)間戳的捕獲。所述處理器上的輸入端口響應(yīng)于所述鏈路層處的所述中斷而從所述鏈路層接收所述鏈路層時(shí)間戳。同步器相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳捕獲處理器時(shí)間戳且通過計(jì)算所述處理器時(shí)間戳與來自所述鏈路層的所述所接收鏈路層時(shí)間戳之間的差而確定相對(duì)于所述鏈路層時(shí)間戳的時(shí)間偏移值。將所述時(shí)間偏移值與所述處理器時(shí)間戳組合以使所述處理器相對(duì)于在所述鏈路層處接收的所述信標(biāo)時(shí)間戳同步。

在又一實(shí)例中，一種方法包含從無線網(wǎng)絡(luò)接收信標(biāo)時(shí)間戳。所述方法包含產(chǎn)生中斷以起始相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳對(duì)鏈路層時(shí)間戳的捕獲。所述方法包含相對(duì)于所述信標(biāo)時(shí)間戳捕獲處理器時(shí)間戳。此包含通過計(jì)算所述處理器時(shí)間戳與所述鏈路層時(shí)間戳之間的差而確定相對(duì)于所述鏈路層時(shí)間戳的時(shí)間偏移值。將所述時(shí)間偏移值與所述處理器時(shí)間戳組合以使在所述無線網(wǎng)絡(luò)上操作的至少兩個(gè)無線裝置同步。

附圖說明

圖1圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的電路的實(shí)例。

圖2圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的系統(tǒng)的實(shí)例。

圖3圖解說明用于使主裝置及從裝置同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的系統(tǒng)的實(shí)例。

圖4圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的實(shí)例性方法。

圖5圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線音頻裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用。

圖6圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線控制裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用。

圖7圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線視頻裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及基于無線接入點(diǎn)信標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)裝置之間使時(shí)鐘同步。提供用于在空中實(shí)現(xiàn)無線裝置之間的準(zhǔn)確同步的系統(tǒng)及方法，其中可基于來自無線接入點(diǎn)的所接收信標(biāo)時(shí)間戳而在裝置協(xié)議層之間/跨越裝置協(xié)議層使裝置時(shí)鐘同步，所述無線接入點(diǎn)以預(yù)定間隔發(fā)射所述信標(biāo)。舉例來說，可在連接到相同接入點(diǎn)的大量無線裝置之間實(shí)現(xiàn)小于5微秒的同步?？捎蔁o線網(wǎng)絡(luò)裝置基于來自接入點(diǎn)的信標(biāo)包而實(shí)現(xiàn)同步，其中任何接入點(diǎn)均可用于所述同步任務(wù)。每一裝置可捕獲信標(biāo)且將其準(zhǔn)確時(shí)間戳及序列號(hào)上傳到相應(yīng)裝置應(yīng)用層。舉例來說，可在信標(biāo)的前同步碼期間捕獲時(shí)間戳。基于裝置處理層與接收信標(biāo)的無線鏈路層之間的輸入及輸出握手，可將同步確定為在每一層相應(yīng)的相對(duì)于所捕獲信標(biāo)時(shí)間戳的時(shí)序之間確定的時(shí)間偏移值。

圖1圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的電路100的實(shí)例。如本文中所使用，術(shù)語電路可包含執(zhí)行例如音頻電路或控制電路等電路功能的有源及/或無源元件的集合。舉例來說，術(shù)語電路還可包含其中所有電路元件均制作于共同襯底上的集成電路。電路100包含從無線網(wǎng)絡(luò)120接收信標(biāo)時(shí)間戳114的鏈路層110。信標(biāo)時(shí)間戳114可經(jīng)由跨越網(wǎng)絡(luò)120發(fā)射信標(biāo)的無線接入點(diǎn)124產(chǎn)生。

電路100包含從鏈路層110接收信標(biāo)時(shí)間戳114且將其存儲(chǔ)于134處的處理器130。所存儲(chǔ)信標(biāo)時(shí)間戳無法立即經(jīng)處理以用于與網(wǎng)絡(luò)120上的其它無線裝置同步，這是因?yàn)樗鎯?chǔ)時(shí)間戳是參考與處理器時(shí)鐘144不同的鏈路層時(shí)鐘140。因此，在鏈路層110與處理器130之間執(zhí)行各種握手以確定鏈路層與處理器之間的時(shí)序差。由處理器130控制的輸出端口150導(dǎo)致鏈路層110處的中斷以在鏈路層的154處起始相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳114及所存儲(chǔ)時(shí)間戳134對(duì)鏈路層時(shí)間戳的捕獲。處理器130上的輸入端口160響應(yīng)于鏈路層110處的中斷而從鏈路層輸出164接收鏈路層時(shí)間戳。

同步器170相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳134捕獲處理器時(shí)間戳174且通過計(jì)算處理器時(shí)間戳與鏈路層時(shí)間戳之間的差而確定相對(duì)于從鏈路層輸出164接收的鏈路層時(shí)間戳154的時(shí)間偏移值。將所述時(shí)間偏移值與處理器時(shí)間戳174組合以使處理器130相對(duì)于在鏈路層處接收的信標(biāo)時(shí)間戳114同步。如本文中所使用，術(shù)語處理器時(shí)間戳174是指時(shí)鐘循環(huán)中處理器130前進(jìn)經(jīng)過信標(biāo)時(shí)間戳被存儲(chǔ)于134處的時(shí)間的時(shí)間差量。術(shù)語鏈路層時(shí)間戳154是指從捕獲信標(biāo)時(shí)間戳114以來如由鏈路層110觀察的逝去時(shí)間量。這兩個(gè)時(shí)間的差(處理器時(shí)間戳174對(duì)鏈路層時(shí)間戳154)定義出于如本文中所描述的同步目的而采用的時(shí)間偏移值。

可將由同步器170確定的時(shí)間偏移值加到處理器時(shí)間戳174或從處理器時(shí)間戳174減去所述時(shí)間偏移值以使處理器130相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳134同步。如上文中所論述，鏈路層110可響應(yīng)于輸出端口150而產(chǎn)生中斷，其中所述中斷致使鏈路層相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳114捕獲鏈路層時(shí)間戳154。鏈路層輸出端口164將鏈路層時(shí)間戳154發(fā)射到處理器130上的輸入端口160。信標(biāo)時(shí)間戳114包含信標(biāo)被鏈路層110接收的時(shí)間及信標(biāo)序列號(hào)，其中處理器130將時(shí)間偏移值與信標(biāo)序列號(hào)組合以形成用于應(yīng)用的開始命令。如下文相對(duì)于圖2到4所描述，可提供由處理器130控制的應(yīng)用層。所述應(yīng)用層使用所述開始命令來使一應(yīng)用的操作與在無線裝置上跨越無線網(wǎng)絡(luò)120操作的至少一個(gè)其它應(yīng)用同步。

在一個(gè)實(shí)例中，此類經(jīng)同步應(yīng)用可為經(jīng)同步無線音頻應(yīng)用，例如具有至少兩個(gè)揚(yáng)聲器，所述至少兩個(gè)揚(yáng)聲器經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及約為相對(duì)于所述信標(biāo)序列號(hào)的相同時(shí)段的時(shí)間偏移值的時(shí)間接收無線音頻數(shù)據(jù)。在另一實(shí)例中，可提供經(jīng)同步無線控制器應(yīng)用，其具有至少兩個(gè)從裝置，所述至少兩個(gè)從裝置經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及約為相同時(shí)段的時(shí)間偏移值的時(shí)間從主控制裝置接收無線控制數(shù)據(jù)。在又一實(shí)例中，經(jīng)同步應(yīng)用可包含經(jīng)同步無線視頻應(yīng)用，其具有至少兩個(gè)視頻裝置，所述至少兩個(gè)視頻裝置經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及約為相對(duì)于所述信標(biāo)序列號(hào)的相同時(shí)段的時(shí)間偏移值的時(shí)間接收無線視頻數(shù)據(jù)。下文相對(duì)于圖5到7圖解說明及描述各種應(yīng)用實(shí)例。

圖2圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的系統(tǒng)200的實(shí)例。在此實(shí)例中，鏈路層210與接入點(diǎn)介接且將信標(biāo)時(shí)間戳存儲(chǔ)于224處。信標(biāo)時(shí)間戳224作為副本存儲(chǔ)(例如，下載)于處理器234的230處。時(shí)間戳捕獲接口與同步器240在244處與鏈路層介接以確定處理器234相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳224及230的時(shí)間偏移值。舉例來說，時(shí)間戳捕獲240可包含上文中相對(duì)于圖1所論述的輸入及輸出端口以與鏈路層210協(xié)調(diào)。當(dāng)確定了時(shí)間偏移值時(shí)，應(yīng)用層250接收所述時(shí)間偏移值且將其用于經(jīng)由260處的應(yīng)用命令與至少一個(gè)其它無線裝置同步。

舉例來說，所述應(yīng)用命令將可同時(shí)啟動(dòng)無線揚(yáng)聲器與通過無線連接分開的另一無線揚(yáng)聲器。此應(yīng)用命令可基于開始在所捕獲信標(biāo)時(shí)間戳之后接收的給定信標(biāo)序列號(hào)(例如，經(jīng)過所捕獲且存儲(chǔ)的信標(biāo)時(shí)間戳的信標(biāo)號(hào)4)加上處理器234的240處的所確定時(shí)間偏移值。每一揚(yáng)聲器將可能具有經(jīng)計(jì)算的不同時(shí)間偏移值，但將發(fā)生同時(shí)操作，這是因?yàn)槊恳粨P(yáng)聲器已在時(shí)間上同步到在224處捕獲且在230處存儲(chǔ)的時(shí)間戳之后接收的預(yù)定信標(biāo)時(shí)間戳。

圖3圖解說明用于使主裝置302及從裝置304同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的系統(tǒng)300的實(shí)例。為了簡(jiǎn)潔，描述用于主裝置302的同步，但類似原理可適用于304處的從裝置。在此實(shí)例中，可將同步劃分成三個(gè)層級(jí)，但其它配置是可能的。鏈路層級(jí)同步可在媒體接入控制(mac)層級(jí)處發(fā)生，其在站點(diǎn)之間使mac時(shí)鐘同步。這展示為鏈路層306及308與接入點(diǎn)310通信。主機(jī)層級(jí)同步在處理器層級(jí)314處發(fā)生，其中使處理器的主機(jī)時(shí)鐘同步到mac時(shí)鐘。應(yīng)用層級(jí)同步在應(yīng)用層316處發(fā)生，其中使應(yīng)用層時(shí)鐘同步到主機(jī)時(shí)鐘以允許經(jīng)同步操作(例如，經(jīng)由無線連接的揚(yáng)聲器的經(jīng)同步音頻播放)。

關(guān)于鏈路層306的mac層級(jí)同步，接入點(diǎn)310發(fā)射信標(biāo)。在所有裝置處在約相同時(shí)間(忽略飛行時(shí)間)接收所述信標(biāo)。當(dāng)接收到信標(biāo)時(shí)，每一裝置將在接收過程期間在確定點(diǎn)處捕獲mac時(shí)間戳。這展示于320處。在324處將所捕獲時(shí)間戳傳遞到主機(jī)處理器。關(guān)于主機(jī)層級(jí)同步，每一主機(jī)現(xiàn)在知曉特定信標(biāo)的到達(dá)時(shí)間且可相對(duì)于此時(shí)間開始其播放(或其它經(jīng)同步操作)。然而，如上文中所論述，此時(shí)間戳的來源是mac時(shí)鐘，因此系統(tǒng)必須將其同步到主機(jī)處理器時(shí)鐘(未展示)。

舉例來說，主機(jī)處理器314在330處使用專用的通用輸入/輸出(gpio)產(chǎn)生對(duì)mac的中斷。在此中斷的處理期間，處理器314及鏈路層306mac兩者分別在330及334處同時(shí)捕獲其時(shí)間戳。并且，舉例來說，鏈路層mac接著經(jīng)由340處的專用串行數(shù)據(jù)(sdio)交易在338處將此時(shí)間戳傳送到主機(jī)處理器314。主機(jī)處理器314使用host_ts_during_interrupt–mac_ts_during_interrupt計(jì)算其時(shí)鐘與mac時(shí)鐘之間的差量，例如在350處。主機(jī)處理器314現(xiàn)在可在350處將信標(biāo)時(shí)間戳從mac時(shí)鐘翻譯為其自身時(shí)鐘。

應(yīng)用層316可以各種不同方式來執(zhí)行，這取決于應(yīng)用需要(例如，音頻應(yīng)用、視頻應(yīng)用及控制應(yīng)用)。在此實(shí)例中，每一主機(jī)處理器314已確定信標(biāo)到達(dá)的時(shí)間，這是因?yàn)樗行艠?biāo)是在約相同時(shí)間接收，且這可用作同時(shí)開始音頻播放(或其它經(jīng)同步應(yīng)用)的點(diǎn)。舉例來說，這可通過通知所有無線裝置在接收到下一信標(biāo)之后的特定毫秒數(shù)開始播放而包含緩沖。如所展示，應(yīng)用層可包含開始同步塊360及從處理器314的信標(biāo)偏移確定起始的應(yīng)用命令370。這可包含在380處在給定信標(biāo)序列號(hào)之后的特定毫秒數(shù)起始命令。如所展示，從裝置304可以與本文中針對(duì)主裝置302所描述基本上相同的方式來同步。

鑒于上文所描述的前述結(jié)構(gòu)特征及功能特征，參考圖4描述實(shí)例性方法。出于使解釋簡(jiǎn)單的目的，將所述方法展示及描述為連續(xù)地執(zhí)行，但所述方法并不受所圖解說明的次序限制，因?yàn)樗龇椒ǖ牟糠挚梢耘c本文中所展示及所描述者不同的次序發(fā)生及/或與其同時(shí)發(fā)生。舉例來說，此方法可由配置在ic或控制器中的各種組件執(zhí)行。

圖4圖解說明用于使應(yīng)用同步到無線接入點(diǎn)信標(biāo)的實(shí)例性方法400。在410處，方法400包含從無線網(wǎng)絡(luò)(例如，經(jīng)由圖1的鏈路層110及接入點(diǎn)124)接收信標(biāo)時(shí)間戳。在420處，方法400包含產(chǎn)生中斷以起始相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳對(duì)鏈路層時(shí)間戳的捕獲(例如，經(jīng)由圖1的輸出150及鏈路層時(shí)間戳捕獲154)。在430處，方法400包含相對(duì)于信標(biāo)時(shí)間戳捕獲處理器時(shí)間戳(例如，圖1的處理器時(shí)間戳捕獲174)。在440處，方法400包含通過計(jì)算處理器時(shí)間戳與鏈路層時(shí)間戳之間的差(例如，經(jīng)由圖1的同步器170)而確定相對(duì)于鏈路層時(shí)間戳的時(shí)間偏移值。可將時(shí)間偏移值與處理器時(shí)間戳組合以使在無線網(wǎng)絡(luò)上操作的至少兩個(gè)無線裝置同步。如上文中所論述，信標(biāo)時(shí)間戳包含信標(biāo)被鏈路層接收的時(shí)間及信標(biāo)序列號(hào)。處理器可將時(shí)間偏移值與信標(biāo)序列號(hào)組合(例如，相加或相減)以形成用于應(yīng)用的開始命令。

圖5圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線音頻裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用500。在此實(shí)例中，504處的聽眾被510到550處的無線揚(yáng)聲器環(huán)繞。所述揚(yáng)聲器中的每一者可經(jīng)配置以如本文中所描述地同步到無線信標(biāo)，其中聲音播放在每一揚(yáng)聲器處同時(shí)且由于同步而基本上無延遲地發(fā)生。因此，在此實(shí)例中，可提供經(jīng)同步無線音頻系統(tǒng)，其具有至少兩個(gè)揚(yáng)聲器，所述至少兩個(gè)揚(yáng)聲器經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及時(shí)間偏移值的時(shí)間接收無線音頻數(shù)據(jù)，所述時(shí)間偏移值為約相同的時(shí)間周期，如從每一揚(yáng)聲器510到550的立場(chǎng)確定。由于每一揚(yáng)聲器均同步到相同信標(biāo)加或減每一揚(yáng)聲器處的所確定偏移，因此每一揚(yáng)聲器可在基本上相同時(shí)間開始及停止其相應(yīng)音頻播放(例如，開始/停止彼此相差小于5微秒)。

圖6圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線控制裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用600。此實(shí)例具有一或多個(gè)610處的從裝置，且其可向每一從裝置發(fā)出觸發(fā)開始及停止命令。在此情形中，每一從裝置610或主裝置620可被同步到參考時(shí)鐘，所述參考時(shí)鐘是從本文中所描述的無線接入信標(biāo)處理導(dǎo)出。因此，在此實(shí)例中，經(jīng)同步無線控制器應(yīng)用具有至少兩個(gè)從裝置，所述至少兩個(gè)從裝置經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及時(shí)間偏移值的時(shí)間從主控制裝置接收無線控制數(shù)據(jù)，所述時(shí)間偏移值為約相同的時(shí)間周期。

圖7圖解說明其中經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)使無線視頻裝置同步的實(shí)例性應(yīng)用700。在此實(shí)例中，無線視頻攝像機(jī)710到750捕獲場(chǎng)景754的圖像。所述圖像被傳送到獲取層760，其中經(jīng)由發(fā)射層770(例如經(jīng)由本文中所描述的信標(biāo)處理)而調(diào)整攝像機(jī)之間的時(shí)序。在于發(fā)射層處調(diào)整了所捕獲圖像之間的時(shí)序之后，可在780處為790處的用戶開始圖像重構(gòu)。在此實(shí)例中，經(jīng)同步無線視頻系統(tǒng)具有至少兩個(gè)視頻裝置，所述至少兩個(gè)視頻裝置經(jīng)同步以在相對(duì)于相同信標(biāo)序列號(hào)及時(shí)間偏移值的時(shí)間接收無線視頻數(shù)據(jù)，所述時(shí)間偏移值為約相同的時(shí)間周期。

術(shù)語“基于”意指至少部分地基于。并且，在本發(fā)明或權(quán)利要求書敘述“一(a、an)”、“第一”或“另一”元件或其等效內(nèi)容時(shí)，其包含一個(gè)或多于一個(gè)此種元件，且不需要也不排除兩個(gè)或多于兩個(gè)此種元件。

修改在所描述實(shí)施例中為可能的，且其它實(shí)施例在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)為可能的。