數(shù)字無線電通信的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及短程無線電通信。尤其但不排他地涉及自組織(ad hoc)短程無線電通信協(xié)議，諸如藍(lán)牙(Bluetooth) (TM)或較新的藍(lán)牙低能耗(Bluetooth Low Energy) (TM)協(xié)議。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)牙低能耗(BLE)核心規(guī)范版本4.0指定固定的數(shù)據(jù)率為IMBps，以及在0.1 %的誤碼率(BER)下最大發(fā)射機(jī)輸出功率為10mW和最小接收機(jī)靈敏度為-70dB。這些的組合效果在于啟用BLE的設(shè)備能夠進(jìn)行通信的最大有效范圍。能夠獲得的實(shí)際范圍取決于諸如噪聲和障礙物之類的環(huán)境因素，但該實(shí)際范圍可能在10-100米的量級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]從第一方面看，本發(fā)明提供一種在第一設(shè)備和第二設(shè)備之間的數(shù)字無線電通信的方法，每個(gè)設(shè)備包括無線電發(fā)射機(jī)和無線電接收機(jī)，該方法包括:
[0004]a)所述第一設(shè)備和第二設(shè)備使用具有至少一個(gè)預(yù)定義的消息格式的預(yù)定協(xié)議來建立連接；以及
[0005]b)所述第一設(shè)備和第二設(shè)備協(xié)定在所述連接斷開的情況使用編碼方案建立重新連接，在該編碼方案中，所述預(yù)定義的消息格式中指定的至少一些比特由所傳輸?shù)亩鄠€(gè)比特表示。
[0006]本發(fā)明擴(kuò)展到一種數(shù)字無線電通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一設(shè)備和第二設(shè)備，每個(gè)設(shè)備包括無線電發(fā)射機(jī)和無線電接收機(jī)，其中:
[0007]a)所述第一設(shè)備和第二設(shè)備被配置成使用具有至少一個(gè)預(yù)定義的消息格式的預(yù)定協(xié)議來建立連接；以及
[0008]b)所述第一設(shè)備和第二設(shè)備被配置成協(xié)定在所述連接斷開的情況使用編碼方案建立重新連接，在該編碼方案中，所述預(yù)定義的消息格式中指定的至少一些比特由所傳輸?shù)亩鄠€(gè)比特表示。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步擴(kuò)展到第一數(shù)字無線電設(shè)備，該設(shè)備包括無線電發(fā)射機(jī)和無線電接收機(jī)，該設(shè)備被配置成:
[0010]a)使用具有至少一個(gè)預(yù)定義的消息格式的預(yù)定協(xié)議來建立與第二數(shù)字無線電設(shè)備的連接；以及
[0011]b)與所述第二設(shè)備協(xié)定在所述連接斷開的情況使用編碼方案建立重新連接，在該編碼方案中，所述預(yù)定義的消息格式中指定的至少一些比特由所傳輸?shù)亩鄠€(gè)比特表示。
[0012]因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員將看到，根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)操作預(yù)定協(xié)議的設(shè)備能夠協(xié)定應(yīng)用編碼方案，在該編碼方案中比特由多個(gè)傳輸?shù)谋忍乇硎尽＿@樣的優(yōu)點(diǎn)在于，既使所傳輸?shù)膶?shí)際比特中的一些未被可靠接收或恢復(fù)，也能容易地恢復(fù)所表示的比特。這意味著盡管用于所傳輸?shù)谋忍?下文中稱為“碼片”)的BER很高，但對(duì)于所表示的比特能夠獲得在協(xié)議中指定的BER。實(shí)際上，這意味著對(duì)于給定的傳輸功率和接收機(jī)增益，根據(jù)協(xié)議的不同連接可擴(kuò)展到比沒有應(yīng)用編碼方案更遠(yuǎn)的距離。因此可將這種操作視為協(xié)議的遠(yuǎn)程模式。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過協(xié)定，在將編碼方案要被應(yīng)用于任何必要的重新連接的初始連接期間，使得在兩個(gè)設(shè)備分離太遠(yuǎn)而不能根據(jù)協(xié)議建立常規(guī)連接時(shí)，兩個(gè)設(shè)備有可能重新連接。
[0014]在藍(lán)牙低能耗的情況下，上述配置表示擴(kuò)展到支持引入遠(yuǎn)程模式的核心規(guī)范。這有擴(kuò)展BLE的有效性的潛能。
[0015]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到的，由多個(gè)碼片表示每個(gè)數(shù)據(jù)位減少了能夠獲得的有效數(shù)據(jù)率。更具體地，在每個(gè)數(shù)據(jù)比特由固定長度序列表示的情況下，有效數(shù)據(jù)率是碼片速率除以序列長度。因此，在序列長度和數(shù)據(jù)率之間具有折衷。另一方面，所使用的序列越長，對(duì)于給定的數(shù)據(jù)BER能夠獲得的范圍越大，因?yàn)檩^長的序列給出對(duì)于丟失(dropped)碼片的較大的容限。接收已經(jīng)對(duì)其應(yīng)用編碼序列的數(shù)據(jù)的能力被稱為編碼增益。因此在序列長度和編碼增益度之間存在直接的正向關(guān)系。
[0016]在一組實(shí)施例中，第一設(shè)備包括主設(shè)備，而第二設(shè)備包括從設(shè)備。本發(fā)明的方法擴(kuò)展到第一設(shè)備和第二設(shè)備使用所述編碼方案來建立重新連接。
[0017]該編碼方案將采用若干不同形式之一。在一組實(shí)施例中，它例如可包括簡單重復(fù)消息或部分消息中的每一個(gè)比特指定次數(shù)。它可包括重復(fù)形成部分消息的字符串指定次數(shù)。在一組優(yōu)選實(shí)施例中，相應(yīng)的固定碼片序列用于表示每個(gè)數(shù)據(jù)比特，可將其稱為直接序列擴(kuò)頻(DSSS)編碼。還可使用上述方法(及其它)的任意組合。
[0018]所采用的編碼方案可以是預(yù)定的?；蛘撸谝唤M實(shí)施例中，在連接期間或在連接建立期間，在兩個(gè)設(shè)備之間協(xié)定編碼方案。例如，它可以是在根據(jù)藍(lán)牙(TM)或藍(lán)牙低能耗(TM)協(xié)議操作的設(shè)備的綁定過程中交換的信息的一部分。設(shè)備可協(xié)定采用多個(gè)可能的預(yù)定方案中的一個(gè)，或者一個(gè)設(shè)備可提供與要被應(yīng)用到另一設(shè)備的編碼方案有關(guān)的信息。該信息可包括方案類型(例如，重復(fù)的比特、重復(fù)的字符串、DSSS等)和/或序列長度(以及由此的編碼增益)。
[0019]在第一設(shè)備和第二設(shè)備的連接或建立連接期間，它們可協(xié)定在重新連接是必須的情況采用編碼方案。每當(dāng)?shù)谝辉O(shè)備和第二設(shè)備均支持應(yīng)用重新連接的編碼方案時(shí)，這可簡單地發(fā)生。或者，僅當(dāng)滿足另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，協(xié)定它一一例如，如果需要在該連接自身期間應(yīng)用編碼方案。
[0020]第一設(shè)備和第二設(shè)備可達(dá)成以多種方式采用編碼方案的協(xié)定。在一組實(shí)施例中，設(shè)備可協(xié)定在初始配對(duì)之后的協(xié)商階段期間應(yīng)用編碼方案。這可通過以下來實(shí)現(xiàn):第一設(shè)備和第二設(shè)備之一以預(yù)定消息格式設(shè)置消息中的標(biāo)志或其它字段，來指示設(shè)備支持編碼方案。其它設(shè)備可發(fā)送其也支持編碼方案的確收。
[0021]在優(yōu)選的一組實(shí)施例中，根據(jù)藍(lán)牙或藍(lán)牙低能耗規(guī)范核心規(guī)范v4.0，在配對(duì)階段之后的綁定階段期間協(xié)定編碼方案。
[0022]當(dāng)?shù)谝辉O(shè)備和第二設(shè)備之間的連接斷開時(shí)，其中一個(gè)設(shè)備或兩個(gè)設(shè)備可嘗試建立重新連接。一個(gè)或兩個(gè)設(shè)備可被配置成傳輸指示期望重新連接的消息，例如，其中一個(gè)設(shè)備或兩個(gè)設(shè)備可進(jìn)入藍(lán)牙核心規(guī)范v4.0中定義的通告狀態(tài)。例如，在存在從設(shè)備的情況下，它可被配置成進(jìn)入通告狀態(tài)。另一設(shè)備可被配置成監(jiān)聽指示期望建立重新連接的消息，例如，其中一個(gè)設(shè)備或兩個(gè)設(shè)備可進(jìn)入藍(lán)牙核心規(guī)范v4.0中定義的掃描狀態(tài)。例如，在存在主設(shè)備的情況下，它可被配置成進(jìn)入掃描狀態(tài)。
[0023]在一組實(shí)施例中，在其中一個(gè)設(shè)備(例如，從設(shè)備)被配置成傳輸指示期望重新連接的消息的情況下，優(yōu)選的是，所述消息至少部分地根據(jù)編碼方案來編碼。類似地，其它設(shè)備(例如，主設(shè)備)優(yōu)選地配置成監(jiān)聽至少部分地使用所述編碼方案編碼的消息。
[0024]這種配置被認(rèn)為本身是有新穎性和創(chuàng)造性的，且因此當(dāng)從本發(fā)明的第二方面看，本發(fā)明提供了一種在第一設(shè)備和第二設(shè)備之間的數(shù)字無線電通信的方法，每個(gè)設(shè)備包括無線電發(fā)射機(jī)和無線電接收機(jī)，所述方法包括:
[0025]a)所述第一設(shè)備和第二設(shè)備使用預(yù)定協(xié)議來建立連接；以及
[0026]b)如果所述連接斷開，則所述第一設(shè)備和第二設(shè)備之一傳輸通告消息，所述通告消息具有指示期望建立重新連接的預(yù)定義的消息格式，其中