配對(duì)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年04月01日、申請(qǐng)?zhí)枮?01010176740. 2、發(fā)明名稱(chēng)為"配 對(duì)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的方法"的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)設(shè)備的配對(duì)，尤其是根據(jù)數(shù)字協(xié)議通信的設(shè)備。本發(fā)明特別地涉 及將第一設(shè)備與第二設(shè)備配對(duì)的方法，第一和第二設(shè)備適于彼此進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，設(shè)備的配 對(duì)致力于確保通信僅在信任設(shè)備之間進(jìn)行。配對(duì)的方法不需要用戶(hù)介入。
[0003] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及通信設(shè)備，其包括用于與另一信任設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的無(wú)線(xiàn)接 口。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通信系統(tǒng)，其包括這樣的通信設(shè)備及另一信任通信設(shè)備。
[0004] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0005] 本發(fā)明可以應(yīng)用在如便攜式低功率設(shè)備的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，例如聽(tīng)音系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0006] 諸如藍(lán)牙或者DECT或者專(zhuān)有系統(tǒng)的數(shù)字無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)常常包括安全措施以確保 兩個(gè)在彼此有效范圍內(nèi)的設(shè)備互相接受。該過(guò)程稱(chēng)為配對(duì)，并且可以包括口令的交換，典型 地包括用戶(hù)輸入。通常地，當(dāng)配對(duì)兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備時(shí)，必須按住每一個(gè)設(shè)備上的一個(gè)或多個(gè)按 鈕一段時(shí)間以使設(shè)備進(jìn)入可以進(jìn)行配對(duì)的模式。對(duì)于老年人或者技術(shù)技能有限的其他人來(lái) 說(shuō)，這可能是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，其最終可能限制基于藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備（例如數(shù)字無(wú)線(xiàn)助聽(tīng) 器配件）的成功。在藍(lán)牙2.1規(guī)范中，引入了基于根據(jù)NFC標(biāo)準(zhǔn)的近場(chǎng)通信的特征，稱(chēng)為觸 摸配對(duì)。
[0007] US2009/0058608描述了用于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信信道將無(wú)線(xiàn)電驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接到醫(yī)學(xué)器 械上的方法。該方法包括以下步驟：發(fā)起無(wú)線(xiàn)電驅(qū)動(dòng)設(shè)備到醫(yī)學(xué)器械的連接操作和執(zhí)行連 接程序，其中驅(qū)動(dòng)設(shè)備被分配到醫(yī)學(xué)器械。連接操作的發(fā)起由醫(yī)學(xué)器械來(lái)執(zhí)行，例如通過(guò)按 鈕。
[0008] W02005/109781A1描述了在無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)配對(duì)第一電子設(shè)備和第二電子設(shè)備的 方法，該方法包括以下步驟：使第一和第二電子設(shè)備彼此靠近；從所述第二電子設(shè)備發(fā)送 查詢(xún)信號(hào)；在檢測(cè)到所述查詢(xún)信號(hào)時(shí)，從所述第一電子設(shè)備發(fā)送查詢(xún)響應(yīng)信號(hào)；基于所述 第一電子設(shè)備是響應(yīng)所述查詢(xún)信號(hào)的第一個(gè)設(shè)備，發(fā)起所述第一電子設(shè)備和所述第二電子 設(shè)備之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。優(yōu)選地，所述查詢(xún)信號(hào)具有限于第一功率等級(jí)的輸出功率，其中第 一功率等級(jí)低于在所述無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)功率等級(jí)。
[0009] US2003/0050009A1涉及藍(lán)牙設(shè)備，其中在配對(duì)過(guò)程中的輸出RF傳輸功率等級(jí)被 有目的地從傳統(tǒng)的或者通常的通信等級(jí)降至低功率等級(jí)，極大地降低了可能偵聽(tīng)的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本申請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明用于配對(duì)兩個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的可選的、簡(jiǎn)單的方法，無(wú)線(xiàn)設(shè)備根據(jù)預(yù) 定義的通信方案運(yùn)行。配對(duì)的目的是提供某個(gè)等級(jí)的安全，其中只有具有某個(gè)特征的設(shè)備 能夠被連接，因此形成了封閉的設(shè)備組。
[0011] 本發(fā)明的目的是提供用于配對(duì)兩個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的簡(jiǎn)單并且直觀(guān)的方案。
[0012] 本發(fā)明的目的通過(guò)在權(quán)利要求中描述的發(fā)明以及接下來(lái)的描述來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0013] 配對(duì)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法
[0014] 本發(fā)明目的通過(guò)配對(duì)第一設(shè)備與第二設(shè)備的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一和第二設(shè)備適于彼 此進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，配對(duì)設(shè)備的目標(biāo)在于確保僅在信任設(shè)備之間進(jìn)行通信。該方法包括在第 一設(shè)備中提供包括至少以下?tīng)顟B(tài)的算法：
[0015] 待機(jī)狀態(tài)，第一設(shè)備的默認(rèn)狀態(tài)；
[0016] 已連接狀態(tài)，第一和第二設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)通信已經(jīng)建立的狀態(tài)；
[0017] 配對(duì)狀態(tài)，包括第一設(shè)備重復(fù)地發(fā)出配對(duì)查詢(xún)的配對(duì)查找狀態(tài)；以及
[0018] 當(dāng)?shù)谝辉O(shè)備不處于待機(jī)或者已連接狀態(tài)時(shí)，使第一設(shè)備自動(dòng)地、重復(fù)地進(jìn)入配對(duì) 查找狀態(tài)。
[0019] 該方法具有提供用于配對(duì)兩個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，發(fā)起配對(duì) 過(guò)程無(wú)需用戶(hù)介入。
[0020] 術(shù)語(yǔ)"適于彼此進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信"在本文中意味著設(shè)備可以交換在一定程度上雙方 都理解的信息。根據(jù)預(yù)定義的調(diào)制方案和預(yù)定義的協(xié)議，第一和第二設(shè)備適于例如在預(yù)定 義的頻率范圍內(nèi)（例如在非許可頻率范圍內(nèi)）通信。
[0021] 在本文中，術(shù)語(yǔ)"模式"和"狀態(tài)"在意義上沒(méi)有區(qū)別可互換地使用。
[0022] 在實(shí)施方式中，待機(jī)狀態(tài)包括空閑或者等待狀態(tài)，低功率狀態(tài)和/或關(guān)閉狀態(tài)。在 實(shí)施方式中，關(guān)閉狀態(tài)是單獨(dú)的狀態(tài)。
[0023] 在實(shí)施方式中，"重復(fù)地進(jìn)入配對(duì)查找狀態(tài)"要表示根據(jù)預(yù)定義的方案，例如按規(guī) 則的時(shí)間間隔，例如比每5分鐘一次更頻繁，如比每分鐘一次更頻繁，如比每15秒一次更頻 繁，如比每5秒一次更頻繁，如比每1秒一次更頻繁，如比每0. 5秒一次更頻繁，如比每0. 25 秒一次（MHz)更頻繁。在實(shí)施例中，"重復(fù)地進(jìn)入配對(duì)查找狀態(tài)"要表示根據(jù)預(yù)定義的方 案，例如有規(guī)律地在配對(duì)查找狀態(tài)和再連接狀態(tài)和/或待機(jī)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
[0024] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供當(dāng)處于配對(duì)查找狀態(tài)時(shí)第一設(shè)備的發(fā)射功率 P (Tx-PS)小于當(dāng)處于已連接狀態(tài)時(shí)的發(fā)射功率P (Tx-Con)。
[0025] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供P (Tx-PS)比P (Tx-Con)至少小5倍，如至少小10 倍、至少小50倍。
[0026] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供當(dāng)處于配對(duì)查找狀態(tài)時(shí)第一設(shè)備的發(fā)射功率 P(Tx-PS)相應(yīng)的發(fā)射配對(duì)范圍RoP小于1米，如小于0. 5米、小于0. 3米、小于0. 1米。發(fā) 射功率P (Tx)和操作范圍的實(shí)際關(guān)系依賴(lài)于發(fā)射和接收設(shè)備的天線(xiàn)，在兩個(gè)設(shè)備之間的傳 輸路徑的損耗以及最小可接受的接收功率P (Rx)。接收功率Pkx可以表達(dá)為
[0027] Pex - P TX_DTX，ant-PL-Dm，ant其中
[0028] · Ptx是來(lái)自發(fā)射單元的發(fā)射功率[dBm]。
[0029] · DTX，ant是發(fā)射機(jī)天線(xiàn)的方向性[dB]。
[0030] · DKX，ant是接收天線(xiàn)的方向性[dB]。
[0031] · PL是路徑損耗[dB]。
[0032] · Pkx是接收功率[dBm]。
[0033] 給定操作模式的操作范圍（在配對(duì)模式，例如配對(duì)查找模式RoP或者已連接模 式RoC)例如可以作為最大距離，其中當(dāng)發(fā)射設(shè)備使用該操作模式的標(biāo)稱(chēng)發(fā)射功率（例如 P(Tx-PS)或者P(Tx-Con))進(jìn)行發(fā)射時(shí)，給定的最小接收功率（分別例如Pmin(Rx-PS)和 Pmin(Tx-Con))相對(duì)于所討論的可接收信號(hào)足夠大，由接收設(shè)備接收。
[0034] 在實(shí)施方式中，該方法包括將配對(duì)范圍RoP從第一（例如默認(rèn)的）值（RoPl)修正 至第二優(yōu)選值（R〇P2)(例如如圖Ic所示）。這一點(diǎn)可以通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)在配對(duì)查找模式下 的發(fā)射功率P(Tx-PS)的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于允許配對(duì)過(guò)程自適應(yīng)于給定應(yīng)用的物 理約束（避免意外配對(duì)設(shè)備）。
[0035] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供配對(duì)查找狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間持續(xù)預(yù)定義的時(shí)間 PS-time?？蛇x地，該方法包括配對(duì)查找狀態(tài)持續(xù)直到已經(jīng)執(zhí)行該狀態(tài)的動(dòng)作，例如直到已 檢查了具有設(shè)備ID(如果存在的話(huà)）的接收答復(fù)的可信度，并且合適的動(dòng)作已被執(zhí)行（例 如建立連接）。
[0036] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供在配對(duì)查找狀態(tài)期間由第一設(shè)備發(fā)出的配對(duì)查 詢(xún)，其包括對(duì)接收查詢(xún)的設(shè)備的標(biāo)識(shí)即ID的請(qǐng)求。在實(shí)施方式中，ID包括所討論設(shè)備的地 址（例如名稱(chēng)）。在實(shí)施方式中，ID包括MAC (Medium Access Control媒體訪(fǎng)問(wèn)控制）地 址。在實(shí)施方式中，ID包括分類(lèi)ID，例如定義由所討論設(shè)備提供的業(yè)務(wù)范圍，和/或設(shè)備的 類(lèi)型，例如移動(dòng)電話(huà)、數(shù)碼相機(jī)、頭戴式耳機(jī)、音頻傳輸設(shè)備等。分類(lèi)ID可以按藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)（或 者其他同樣的標(biāo)準(zhǔn)）定義。在實(shí)施方式中，分類(lèi)ID定義了所討論設(shè)備的屬性的具體，例如 頭戴式耳機(jī)、免提、大容量存儲(chǔ)器等。在實(shí)施方式中，ID包括所討論設(shè)備的名稱(chēng)。
[0037] 在實(shí)施方式中，該方法包括提供允許與其建立連接的信任設(shè)備ID的記錄。例如記 錄可以是存儲(chǔ)于第一設(shè)備中（例如在存儲(chǔ)器中，例如在可擦除存儲(chǔ)器中或者在固件中，或 者在硬件中實(shí)現(xiàn)）的信任設(shè)備（例如包括每一個(gè)信任設(shè)備的MAC地址和/或分類(lèi)ID和/ 或名稱(chēng)）或者是基于讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄的列表，等等。在實(shí)施方式中，該方法包括（例如在 配對(duì)查找狀態(tài)）提供接收的設(shè)備ID與信任設(shè)備ID的記錄進(jìn)行比較。
[0038] 在實(shí)施方式中，該方法包括（例如在配對(duì)查找狀態(tài)）如果接收的設(shè)備ID是來(lái)自于 允許與其建立連接的信任設(shè)備ID的記錄中的設(shè)備，與第二設(shè)備建立連接。
[0039] 在實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括提供包括再連接查找狀態(tài)的連接狀態(tài)，其中如 果接收到的ID與之前連接過(guò)的設(shè)備的記錄匹配，第一設(shè)備準(zhǔn)備好接收來(lái)自其他設(shè)備的再 連接請(qǐng)求并且進(jìn)行連接。在實(shí)施方式中，該方法包括提供再連接查找狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間延續(xù) 預(yù)定義的時(shí)間RC-