CN100385875C - 用于在无线网络中动态控制通话组的方法 - Google Patents

Abstract

一种在多个通信设备(1，3-11)中充当主单元的收发器(2)，所述的通信设备潜在地充当从属于主单元的从单元，一种主单元中的通信方法，包括：以第一时间间隔轮询从单元，然后在轮询时从多个通信设备(1，3-11)中的第一从单元接收通信请求，以与多个通信设备(1，3-11)的至少第二从单元进行通信，然后，主单元指定用于第一从单元和至少第二从单元间通信的通信参数，并且随后以重轮询时间间隔轮询第一从单元和第二从单元，以证实第一从单元和至少第二从单元间通信结束。

Description

用于在无线网络中动态控制通话组的方法

技术领域

本发明涉及主单元和从单元通信设备，特别涉及无需主单元仲裁而可在其间互相进行通信的从单元。

背景技术

不久，近程无线通信和个人区域网络将会在普通家用产品和移动商业产品上激增。目前，许多具有无线能力的产品都不兼容。蓝牙技术允许用一通用近程无线电链路替代许多将一设备连接到另一设备的私人电缆。蓝牙技术能够替代现在使用的笨重的电缆，以实现膝上型电脑和蜂窝电话的连接，或者其它设备间的连接，诸如打印机、PDA、台式电脑、传真机、键盘、操纵杆或者其它任何虚拟数字设备的连接。冰箱、微波炉、洗碗机、洗衣机及干衣机、立体声系统、电视、数字录像盘、电视游戏、照明设备、灌溉机、用于其它方面的制冷和加热系统也可以利用这种近程无线电链路。

蓝牙无线电技术进一步为现有的数据网络、外围接口提供一种通用桥梁，并且提供一种机制以形成小型专用的远离固定网络基础设施的特别设备组。设计工作于噪声射频环境的蓝牙无线技术使用跳频方案来实现链接的鲁棒性。蓝牙无线模块在发射或接收到一数据包后，通过跳频到一新频率，来避免其它信号的干扰。当前的蓝牙技术的一个缺点是其依赖于主单元设备，所述主单元设备充当所有其它充当连接到主单元的从单元的通信设备之间的仲裁者。这种单个设备作为所有通信的一部分的要求减少了整个系统的吞吐量。

蓝牙技术均支持点对点和点对多点的连接，但是当前的说明限制了从单元的数目，即一个主单元能够控制7个从单元。参见图1，图中图示了一标准蓝牙1.0系统或匹克网连接15，其具有一控制信道或带有几个从单元设备即设备1，3，3，5，6，8和9的主单元设备2。注意，尽管设备7和10在形成匹克网(piconet)连接15的一部分的范围内，在蓝牙1.0标准下，为了控制和与从单元设备7和10通信，主单元设备2需要终止和两个从单元设备(来自1，3，4，5，6，8和9)的通信。特别地，能够建立几个匹克网连接并将它们连接起来，其中每一个匹克网连接用一个不同的跳频序列标识，但是，被连接的设备的总数目被加以限制。所有位于同一个匹克网连接的用户被同步到同一跳频序列。

尽管蓝牙无线技术比其它工作于相同频率波段的系统的鲁棒性更好(特别是因为蓝牙无线技术典型地跳频更快且使用更短的分组)，当前的蓝牙系统仍然需要一种通信方法有效地和动态地控制来自于在一主单元设备控制下工作的从单元设备组中的通话组。换言之，需要一种通信方法，其在从单元间具有更高的数据传输效率，消除主单元瓶颈。理想地，这种通信方法能与蓝牙1.0诸如对高数据速率、对等联网和低成本这样的要求相兼容，但是，根据本发明，不应认为这种兼容是一种限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于通信系统的主单元中的通信方法，该通信系统具有充当主单元的收发器和多个通信设备，每一个所述通信设备潜在地充当从属于主单元的从单元，该主单元中的通信方法包括如下步骤：轮询从单元；基于所述轮询，从多个通信设备中的第一从单元接收通信请求以与多个通信设备中的至少第二从单元进行通信；为第一从单元和至少第二从单元之间的通信指定通信资源参数；从第一从单元和至少第二从单元接收确认；主单元初始化第一从单元和至少第二从单元间的通信的开始，由此产生从单元通话组；和以重轮询时间间隔轮询第一从单元和至少第二从单元，以提供一机会来将第一从单元和至少第二从单元间的通信的状态通知主单元，其中主单元引导第一从单元在第二通信资源上与至少第二从单元进行通行，同时在第一通信资源上以重轮询时间间隔继续轮询从单元通话组，其中从单元通话组以重轮询时间间隔回复第一通信资源。

根据本发明的通信方法有效地和动态地控制了来自于在一主单元设备控制下工作的从单元设备组中的通话组，在从单元间具有了更高的数据传输效率，消除了主单元瓶颈。此外，这种通信方法还能与蓝牙1.0诸如对高数据速率、对等联网和低成本这样的要求相兼容。

附图说明

图1为当前根据蓝牙1.0系统说明找到的无线网络系统的方框图；

图2为根据本发明的无线网络系统的方框图；

图3为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中主单元轮询从单元并且从单元回答第一通信资源；

图4为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中主单元请求从单元移动到第二通信资源；

图5为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中从单元在第一通信资源上确认主单元的请求；

图6为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中主单元引导从单元移动到第二通信资源；

图7为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中一从单元与另一从单元在第二通信资源上进行通信；

图8为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中从单元确认另一从单元的通信；

图9为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中一从单元传达一要求来结束与另一从单元在第二通信资源上的通信；

图10为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中从单元确认另一从单元的要求以结束通信；

图11为根据本发明的无线网络系统的一部分的方框图，其中从单元在结束在第二通信资源上的通信后返回到第一通信资源；

图12为说明根据本发明的在锁定(parked)和非锁定(unparked)模式下的主单元和从单元的定时方框图；

图13为说明根据本发明的一种方法的流程图；

图14为说明根据本发明另一种方法的流程图；

图15为根据本发明的收发器的方框图。

具体实施方式

参见图2，根据本发明图示了一种无线网络20，其中7个从单元设备(1，3-8)在第一通信资源或第一信道上与主单元2通信，所有这些从单元设备在第1时间间隔被轮询。此外，根据本发明，其它从单元设备(9，10和11)优选在第二通信资源或第二信道上，均处于允许它们互相通信的“锁定”模式。当从单元设备在第二信道上相互通信时，主单元将从单元置于一种“锁定”模式，在此模式下，主单元以第二时间间隔轮询从单元，所述第二时间间隔优选长于主单元在余下的“非锁定”从单元(1，3-8)上使用的第一轮询时间间隔。应当注意，在现有技术方案中(如蓝牙1.0系统)，已锁定的设备间不互相通信；在此类方案下，主单元必须为所有从单元对从单元通信充当仲裁者。在本发明中，主单元能够在网络内建立多个可以相互通信的“锁定”从单元组或通话组并且控制无数个通信从单元。因此，本发明达到了具有多个从单元通话组以较高速率通信的较高的系统吞吐量，而无需主单元的仲裁。

参见图3-11，图中图示了通信系统使用的步骤，所述通信系统具有充当主单元2的收发器和多个通信设备(1和12)，每一个通信设备都可潜在地充当连接到主单元的从单元。优选地，主单元2完成如下功能：将从单元引导到其它频率，调制格式，跳频序列，扩频序列等，其中可以发生高速数据速率通信。优选地，通过使用锁定模式，主单元2能够维持对已引导的从单元的控制，所述锁定模式中主单元以从单元在其相互间独立通信的较小的频率间隔轮询从单元。主单元轮询从单元，以接收从单元独立通信的状态报告，例如，从单元间的通信已结束，所以主单元可以维持对已引导的从单元的控制。

参见图3，图示了主单元2，其在第一通信资源F1上以第一时间间隔P1轮询从单元1和12，并且从单元1在第一通信资源上响应。在标准蓝牙1.0中，主单元以2.4GHz进行轮询，图示的从单元1请求一个到多个从单元(未示出)中的至少一个第二从单元12的链接(优选地，为高速链接)。参见图4，然后，主单元2为第一从单元1和至少第二从单元12间的通信指定通信资源参数。主单元2在第一通信资源上请求从单元移动到第二通信资源，以使用已指定的诸如频率，调制，协议，数据速率等参数来交换数据。此外，主单元2指定一第二轮询时间间隔或者重轮询时间间隔，以维持一些通信形式并对从单元进行控制，这将变得更加明显。

优选地，在将来的蓝牙方案中，从单元将移到5.8GHz高速信道以交换数据。参见图5，然后，从单元在第一通信资源上(优选地，在2.4GHz上)确认由主单元指定的参数的协定。这一步骤是必须的，因为在网络中会存在不能以已指定的参数进行通信的设备。如图6所示，一旦从单元确认已指定的参数，仍工作于第一通信资源上的主单元将从单元引导到第二通信资源(或者高速信道)以交换数据。实质上，主单元在接收到确认的步骤后，初始化第一从单元和至少第二从单元间的通信的开始，因此产生从单元通话组。应当理解，主单元通过引导余下的从单元相互间(见图2)，或者第一从单元1和余下的从单元相互间，或者至少第二从单元12和余下从单元相互间的通信的开始，能够“初始化”多个从单元通话组。

参见图7，现在，请求高速链接到至少另一个从单元(从单元12)的从单元1在第二通信资源上与从单元12通信，同时主单元保留在第一通信资源上与网络中其它从单元(未示出，可参见图2)通信。现在从单元1和12被认为相对于主单元“锁定”在第一通信资源，而从单元在第二通信资源上相互间进行通信。图8说明了从单元12在第二通信资源(F2)上确认从单元1的呼叫。为了优选保持与蓝牙1.0的兼容性，从单元1和12周期性地返回到第二通信资源以进行同步，所述同步与工作在蓝牙1.0下的已锁定从单元进行的同步相同。换言之，主单元以重轮询间隔在第一通信资源上继续对从单元通话组进行轮询，其中从单元通话组以重轮询时间间隔回复第一通信资源。如图9所示，当一个从单元想要结束与另一个从单元的通信时，此类想要结束的从单元(此例中为1)将在第二通信资源上给该另一个从单元(12)发通知。然后，如图10所示，在如图11所示的从单元结束通信返回到第一通信资源前，该另一从单元12将在第一通信资源上给从单元1发最终确认。应当理解，从单元通话组中的任何从单元(此例中为1或12)都能够请求结束与位于从单元通话组内的另一个从单元的通信。图11也说明了主单元2以重轮询时间间隔(P2)轮询第一从单元1和至少第二从单元12，通知主单元：第一从单元和至少第二从单元间的通信已结束。这些从单元将请求主单元将其解锁定，因此证实它们返回到第一通信资源上的通信。

图11所示的步骤能够以几种方式发生。一个例子是，当从单元通话组中的至少一个成员在第二通信资源上请求对从单元通话组的另一个成员的呼叫结束，并且从单元通话组结束通话的成员在第一通信资源上发射结束确认后，主单元确认从单元通话组间的通信结束，同时以重轮询时间间隔(P2)轮询第一通信资源。为了维持兼容性，另外地和优选地做法是，当主单元以重轮询时间间隔轮询从单元通话组时，主单元通过发送引导预先确定的从单元通话组的成员的广播，以在第一通信资源上发射响应，来证实从单元通话组间的通信结束。尽管所述响应可包括状态更新或者确认(例如为了同步)，优选地，当从单元通话组中的至少一个成员在第二通信资源上请求对从单元通话组的另一个成员的呼叫结束，并且从单元通话组的结束通信的成员随后发射对结束的证实时，本例中的响应为对结束的证实。

参见图12，根据本发明，定时方框图说明了处于锁定和非锁定模式的主单元和从单元。在此情况下，从单元1和主单元被示出处于锁定模式，其中，主单元轮询锁定的从单元1的时间间隔(P2)优选长于用来轮询非锁定从单元的时间间隔，诸如主单元轮询由从单元2到7所见的时间间隔。

参见图13，说明了一种动态控制无线网络中的通话组的方法100。优选地，无线网络具有至少一个作为主单元工作的收发器和多个作为链接到主单元工作的从单元的通信设备，其中多个通信设备中的至少一个通信设备为能够与主单元通信和能够与多个通信设备中的至少另一个设备通信的收发器。优选地，所述充当从单元的多个通信设备也是收发器，但在某些情况下它们可以是接收器。优选地，方法100起始于步骤102，主单元以第一时间间隔并在第一通信资源上轮询工作于非锁定模式的从单元。在步骤104，主单元基于轮询从单元，接收来自于多个通信设备的第一从单元的与多个通信设备的至少第二从单元通信的通信请求。在步骤108，主单元为第一从单元和至少第二从单元在第二通信资源上指定和发射一组通信资源参数，其中第一从单元和至少第二从单元现为处于锁定模式的一组锁定从单元。在步骤110，第一从单元和至少第二从单元确认在第一通信资源上的指定。然后，主单元在第一通信资源上初始化或更为合适地是引导步骤112中的第二通信资源上的从单元间的通信的开始。在步骤114，在第二通信资源上的已锁定从单元间开始通信。由于从单元是锁定的，它们以重轮询时间间隔回复第一通信资源，以通知或者向主单元证实它们的通信状态，尤其是通知或证实当通信已实际结束时已锁定的从单元间的通信结束。因此，在步骤116，主单元轮询第一通信资源(或信道1)上的从单元，以察看从单元间的通信是否结束。在步骤118，从单元周期性地在重轮询的时间间隔回复第一通信资源，以给它们告知主单元证实通信结束的机会。(当然，从单元也如前面描述的以重轮询时间间隔回复第一通信资源以进行同步。)在判断方框120中，如果从单元间的通信未结束，则所述方法转到步骤114。如果从单元间的通信结束，则在步骤122，第一从单元将请求在第二通信资源上对第二从单元的呼叫结束。在步骤124，从单元2响应第二通信资源上的结束呼叫。在步骤126，从单元回复第一通信资源，以请求主单元对其解锁定，并且因此证实它们返回到第一通信资源。换言之，当至少一个已锁定从单元的成员结束与另一个已锁定从单元的成员通信时处于锁定模式的从单元在第一通信资源上以第二时间间隔期间发射结束证实。然后，方法100返回到步骤102，由此主单元再次被主单元在第一时间间隔期间在第一通信资源上轮询。按照此种方式，当主单元和从单元非常接近时，主单元和从单元形成了一种匹克网连接并且当将至少两个从单元置于一锁定模式中时主单元生成从单元通话组。

参见图14，图中说明了动态控制无线网络中的通话组的方法200。优选地，无线网络具有与前面相对于图13描述的相似的配置，即一个作为主单元工作的收发器和多个作为从单元工作的通信设备。在方法200的第一例子中，其中主单元想要建立与从单元的通信，在步骤202，主单元以第一时间间隔和在第一通信资源上轮询多个工作于锁定模式的通信设备中的一个从单元，以通知从单元有一来自主单元未处理的消息。然后，在步骤204，主单元为第二通信资源上的主单元和从单元间的通信指定和发射一组通信资源参数。在步骤206，优选地，从单元将同意那些通信资源参数。应当理解，能够在主单元的一次发射中达到步骤202和204，其中主单元在一步中通知从单元有未处理的消息和发送已指定的参数。在步骤208，主单元锁定余下的多个通信设备，同时从单元和主单元在步骤210过程中在第二通信资源上通信。优选地，从单元和主单元在高速信道中进行通信。现在，余下的多个通信设备为已锁定模式中的一组锁定从单元。现在在步骤212，主单元以第二时间间隔在第一通信资源上轮询已锁定从单元，以为已锁定从单元服务。一旦在判断方框214中做出主单元和从单元间通信的决定，在步骤216，主单元和从单元返回到地一通信资源。否则，继续在主单元和从单元间进行通信。

在方法200的第一例子中，其中从单元想要建立与主单元的通信，在步骤203，主单元轮询第一通信资源并且从一从单元接收用于在诸如工作于5.8GHz的高速信道的第二通信资源上通信的请求。然后，主单元和从单元将按照前面描述地进行步骤204-216。参见图15，图中说明了一个收发器设备50，其在多个通信设备中充当主单元，所述的多个设备潜在地充当从属于主单元的从单元。优选地，收发器设备50包括天线70，其用于发射被连接到发射器68的调制器66调制的无线信号。优选地，收发器还包括连接到发射器68和接收器54(经调制器和解调器)的处理器58。优选地，所述收发器还包括连接到接收器54的天线52。所述接收器还可经用于解调已接收到的信号的解调器56被连接到处理器58。此外，收发器设备50还可包括如选择开关60，报警器62和显示器64的输入输出设备。优选地，对处理器58进行编程，以在第一时间间隔轮询从单元，并且当主单元轮询从单元时，主单元接收来自多个通信设备的通信请求，以与多个通信设备中至少一第二从单元进行通信。优选地，也应当对处理器进行编程，以为第一从单元和至少第二从单元间通信指定通信参数，并且在第二时间间隔以重轮询时间间隔轮询第一从单元和至少第二从单元，以证实第一从单元和至少第二从单元间的通信已结束。第二时间间隔或重轮询时间间隔可以为多个潜在地充当从单元的通信设备建立电池保存周期，尤其是当第二时间间隔长于用于轮询的第一时间间隔时。根据本发明，处理器也可被进行进一步地编程，以如前面相对于图3-13描述的一样工作。应当理解，尽管在蓝牙系统的内容中对本发明进行了描述，其中主单元和从单元设备位于预先确定的地理区域(10到100米)或相对靠近的距离内，要求保护的范围不应限制在如此短的距离内。也应当理解，本发明要求内的从单元可以仅仅是具有连接到所述处理器的接收器的接收设备。

再看图15，收发器50也可代表一通信设备，其在多个从单元中和收发器中充当一从单元，所述收发器对于从单元充当潜在主单元。在此情况下，优选地，处理器58被进行编程以：a)在第一轮询时间间隔将通信请求发射给潜在的主单元，以在通信设备和至少第一从单元间建立通信，然后如果想要初始化与多个从单元中的至少一第一从单元的通信，从所述潜在的主单元接收用于通信设备和至少第一从单元间通信的通信资源参数；或者b)如果多个从单元中的至少第一从单元想要初始化与通信设备的通信，当潜在的主单元在第一轮询时间间隔轮询多个从单元时，在由至少第一从单元向潜在主单元发送通信请求后，接收用于通信设备和至少第一从单元间通信的通信资源参数。然后，处理器将被编程，以在所述的通信资源参数下与处于锁定模式的多个从单元中的至少第一从单元通信，其中所述锁定模式要求通信设备在第二轮询时间间隔将已结束证实发射给潜在的主单元，当通信设备与至少第一从单元结束通信时，证实与至少第一从单元的通信的结束。

上述说明仅是示例性的，除了提出的权利要求之外，不在任何方面限制本发明。希望图13和14中的方法100和200分别概述的步骤容易地以所示的顺序或另外的顺序图示，并且仍被理解为位于本发明要求保护的范围内。例如，参见图14，主单元可以首先锁定所有的从单元，然后将参数发射给其想要与之进行通信的特定从单元。

Claims (5)

1.在一种通信系统中，具有充当主单元的收发器和多个通信设备，每一个所述通信设备潜在地充当从属于主单元的从单元，一种主单元中的通信方法包括如下步骤：

轮询从单元；

基于所述轮询，从多个通信设备中的第一从单元接收通信请求以与多个通信设备中的至少第二从单元进行通信；

为第一从单元和至少第二从单元之间的通信指定通信资源参数；

从第一从单元和至少第二从单元接收确认；

主单元初始化第一从单元和至少第二从单元间的通信的开始，由此产生从单元通话组；和

以重轮询时间间隔轮询第一从单元和至少第二从单元，以提供一机会来将第一从单元和至少第二从单元间的通信的状态通知主单元，

其中主单元引导第一从单元在第二通信资源上与至少第二从单元进行通信，同时在第一通信资源上以重轮询时间间隔继续轮询从单元通话组，其中从单元通话组以重轮询时间间隔回复第一通信资源。

2.根据权利要求1的方法，其中在从单元通话组中的至少一成员请求在第二通信资源上结束与从单元通话组中的另一成员的通话，并且正结束呼叫的从单元通话组的成员在第一通信资源上发射对结束的证实后，主单元证实从单元通话组间的通信结束，同时以重轮询时间间隔轮询第一通信资源。

3.根据权利要求1的方法，其中，当主单元以重轮询时间间隔轮询从单元通话组时，主单元通过发送一广播证实从单元通话组间的通信结束，当从单元通话组中的至少一成员请求在第二通信资源上与从单元通话组的另一成员结束呼叫，并且正结束呼叫的从单元通话组的成员随后发射所述的结束证实时，所述广播引导从单元通话组的成员在第一通信资源上发射从由状态报告、同步信号  和结束证实构成的响应组中选择的响应。

4.在一种通信系统中，具有充当主单元的收发器和多个通信设备，每一个通信设备潜在地充当从属于主单元的从单元，一种从单元中的通信方法，包括如下步骤：

当主单元轮询从单元时，从多个通信设备的第一从单元中发射通信请求，以与多个通信设备中的至少一第二从单元进行通信；

接收用于第一从单元和至少第二从单元间通信的通信资源参数；

从第一从单元和从至少第二从单元向主单元发射确认；

第一从单元与至少第二从单元通信，产生从单元通话组；和

当主单元以重轮询时间间隔轮询从单元时，在重轮询时间间隔期间发射请求，以结束第一从单元和至少第二从单元间通信，

其中，在主单元的引导下，第一从单元在第二通信资源上与至少第二从单元进行通信，同时主单元在第一通信资源上以重轮询时间间隔轮询从单元通话组，从单元通话组在锁定模式期间以重轮询时间间隔临时地回复第一通信资源。

5.根据权利要求4的方法，其中，在从单元通话组间的通信结束后，从单元通话组返回到不同于重轮询时间间隔的原始轮询时间间隔。

Images