跳频通信系统中先前丢失的连接的自动重连

申请号 CN200880112817.0 申请日 2008-01-30 公开(公告)号 CN101836402A 公开(公告)日 2010-09-15
申请人 索尼爱立信移动通讯有限公司; 发明人 雅各布·科内利斯·哈特森; 盖尔特·亨德里克·魏南斯;
摘要 本公开涉及跳频(FH)通信系统,例如,蓝牙。具体地说,本公开涉及用于重建跳频通信系统中主单元和从单元之间先前丢失的链路或连接的基本自动的恢复过程。本 发明 的一些实施方式涉及用于恢复蓝牙呼吸模式下的两个蓝牙单元之间先前丢失的链路或连接的方法。
权利要求

1.一种由主单元执行的、用于恢复跳频通信系统中所述主单元和从单元之间先前丢失的连接的方法,该方法包括以下步骤:
使所述主单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止,以及
随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,如果已经经过了所述第一恢复状态的所述最大时段,则所述方法还包括以下步骤:
使所述主单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量;以及
从所述主单元向所述从单元反复发送所述固定数量的ID包,直到从所述从单元接收到响应为止。
3.根据前述权利要求1或2所述的方法,其中,使所述主单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,基于在所述主单元和所述从单元之间先前连接期间的先前定位点定时确定发送所述至少一个ID包的初始定时。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,执行随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的步骤,直到达到ID包的最大数量为止。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,该方法包括以下步骤:
随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp,其中,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述数量Nrp≥1,并且其中,逐渐增加主到从时隙的所述数量Nrp,直到达到主到从时隙的最大数量Nrp为止。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述主到从时隙的最大数量Nrp等于15。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述主到从时隙的最大数量Nrp等于127。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,基于所述主单元的、根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息执行定时选择和/或频率选择。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
14.一种主单元,其用于恢复跳频通信系统中所述主单元和从单元之间先前丢失的连接,所述主单元包括:
用于使所述主单元进入第一恢复状态的装置;
用于从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止的装置,以及
用于随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的装置。
15.根据权利要求14所述的主单元,该主单元包括:
用于当经过了所述第一恢复状态的最大时段时使所述主单元进入第二恢复状态的装置;
用于随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量的装置;以及
用于从所述主单元向所述从单元反复发送所述固定数量的ID包,直到从所述从单元接收到响应为止的装置。
16.根据权利要求14或15所述的主单元,其中,用于使所述主单元进入所述第一恢复状态的所述装置被配置成在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始其操作。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的主单元,该主单元包括用于确定发送所述至少一个ID包的初始定时的装置,其中,基于在所述主单元和所述从单元之间先前连接期间的先前定位点定时来确定所述初始定时。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的主单元,其中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
19.根据权利要求14-18中任一项所述的主单元,其中,用于随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的装置被配置成逐渐增加所述ID包的数量,直到达到ID包的最大数量为止。
20.根据权利要求14-19中任一项所述的主单元,该主单元包括用于随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp的装置,其中,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
21.根据权利要求20所述的主单元,其中,所述数量Nrp≥1,并且其中,所述用于逐渐增加所述主到从时隙的数量Nrp的装置被配置为逐渐增加所述数量Nrp,直到达到最大数量为止。
22.根据权利要求21所述的主单元,其中,所述主到从时隙的最大数量Nrp等于15。
23.根据权利要求21所述的主单元,其中,所述主到从时隙的最大数量Nrp等于127。
24.根据权利要求14-23中任一项所述的主单元,该主单元包括用于利用根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息确定定时选择和/或频率选择的装置。
25.根据权利要求24所述的主单元,其中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
26.根据权利要求14-25中任一项所述的主单元,其中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
27.一种由从单元执行的、用于辅助恢复跳频通信系统中所述从单元和主单元之间先前丢失的连接的方法,所述方法包括下述步骤:
使所述从单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
在每个第一待机时段中激活所述从单元达第一激活时段;
在各第一激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止;并且,如果已经经过了所述第一恢复状态的最大时段,则所述方法还包括以下步骤:
使所述从单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
在每个第二待机时段中激活所述从单元达第二激活时段,其中,所述第二待机时段不同于所述第一待机时段;
在各第二激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,使所述从单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行。
29.根据权利要求27或28所述的方法,其中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
30.根据权利要求27-29中的任一项所述的方法,其中,利用根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的、来自所述主单元的时钟的时钟信息确定所述第一激活时段的初始定时选择和/或频率选择。
31.根据权利要求30所述的方法,该方法还包括以下步骤:
利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间同样的时钟偏差
32.根据权利要求27-31中的任一项所述的方法,其中,所述第一激活时段和所述第二激活时段具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定,该方法还包括以下步骤:
将所述时段的持续时间中心C选择为置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
33.根据权利要求27-32中的任一项所述的方法,其中,使所述从单元进入所述第二恢复状态的步骤在经过了所述最大时段之后立即执行。
34.根据权利要求27-33中的任一项所述的方法,其中,在所述第二恢复状态期间,以这种方式向两个连续激活时段之间的时段应用固定偏差,即,发生激活时段时的实例开始相对于先前的定位点滑动。
35.根据权利要求30-34中的任一项所述的方法,该方法还包括:
在所述第二恢复状态期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止,其中,所述扫描频率的选择基于所述第一待机时段的定时选择。
36.根据权利要求27-35中的任一项所述的方法,其中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
37.一种从单元,其用于辅助恢复跳频通信系统中所述从单元和主单元之间先前丢失的连接,该从单元包括:
用于使所述从单元进入第一恢复状态的装置;
用于在每个第一待机时段中激活所述从单元达第一激活时段的装置;以及
这样的装置,其用于在各第一激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止;并且
所述从单元还包括:
用于当经过了所述第一恢复状态的所述最大时段时使所述从单元进入第二恢复状态的装置;
用于在每个第二待机时段中激活所述从单元达第二激活时段的装置,其中,所述第二待机时段不同于所述第一待机时段;以及
这样的装置,其用于在各第二激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止。
38.根据权利要求37所述的从单元,其中,用于使所述从单元进入所述第一恢复状态的所述装置被配置成在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始其操作。
39.根据权利要求37或38所述的方法,其中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
40.根据权利要求37-39中任一项所述的从单元,所述从单元包括这样的装置,其用于利用根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的、来自所述主单元的时钟的时钟信息确定所述第一激活时段的初始定时选择和/或频率选择。
41.根据权利要求40所述的从单元,所述从单元包括用于利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间同样的时钟偏差的装置。
42.根据权利要求37-41中任一项所述的从单元,所述从单元包括:
这样的装置,该装置用于确定所述第一激活时段和所述第二激活时段,使所述第一激活时段和所述第二激活时段具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定;以及
这样的装置,其用于将所述时段的持续时间中心C选择为置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
43.根据权利要求37-42中任一项所述的从单元,该从单元包括这样的装置,该装置用于在经过了所述最大时段之后使所述从单元立即进入所述第二恢复状态。
44.根据权利要求37-43中任一项所述的从单元,该从单元包括这样的装置,该装置用于在所述第二恢复状态期间,以这种方式向两个连续激活时段之间的时段应用固定偏差,即,发生激活时段时的实例开始相对于先前的定位点滑动。
45.根据权利要求40-44中任一项所述的从单元,该从单元还包括:
这样的装置,其用于在所述第二恢复状态期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止,其中,所述扫描频率的选择基于所述第一待机时段的定时选择。
46.根据权利要求37-45中任一项所述的从单元,其中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
47.一种用于恢复跳频通信系统中主单元和从单元之间先前丢失的连接的方法,所述方法包括下述步骤:
——使所述从单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
在每个第一待机时段中,激活所述从单元达第一激活时段;
在各第一激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止;以及
——使所述主单元进入所述第一恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止,其中,随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量;其中
如果已经经过了所述第一恢复状态的所述最大时段,则所述方法还包括以下步骤:
——使所述从单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
在每个第二待机时段中激活所述从单元达第二激活时段,其中,所述第二待机时段不同于所述第一待机时段;
在各第二激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止;以及
——使所述主单元进入所述第二恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止。
48.根据权利要求47所述的方法,该方法还包括以下步骤:在所述第二恢复状态期间,随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量。
49.根据权利要求47或48所述的方法,其中,使所述从单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行。
50.根据权利要求47-49中的任一项所述的方法,其中,使所述主单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行。
51.根据权利要求47-50中的任一项所述的方法,其中,利用根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息确定所述第一激活时段的初始定时选择和/或频率选择。
52.根据权利要求51所述的方法,其中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
53.根据权利要求52所述的方法,其中,使得所述从单元利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间同样的时钟偏差。
54.根据权利要求53所述的方法,其中,第一激活时段具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定,该方法还包括以下步骤:
将所述时段的持续时间中心C选择为要置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
55.根据权利要求47-54中的任一项所述的方法,其中,随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp,这里,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
56.根据权利要求55所述的方法,其中,所述数量Nrp≥1,并且其中,逐渐增加主到从时隙的所述数量Nrp,直到所述总数量Nrp达到最大数量为止。
57.根据权利要求56所述的方法,其中,所述最大数量Nrp=15。
58.根据权利要求56所述的方法,其中,所述最大数量Nrp=127。
59.根据权利要求47-58中的任一项所述的方法,其中,使所述从单元进入所述第二恢复状态的步骤在经过了所述最大时段之后立即执行。
60.根据权利要求47-59中的任一项所述的方法,其中,所述跳频序列为伪随机序列。
61.根据权利要求47-60中的任一项所述的方法,其中,所述伪随机序列由所述从单元的地址确定。
62.根据权利要求47-61中的任一项所述的方法,其中,所述第一恢复状态和所述第二恢复状态都是低占空比状态。
63.根据权利要求47-62中的任一项所述的方法,其中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。

说明书全文

技术领域

发明总体上涉及移动通信系统领域,更具体地说,涉及跳频(FH:frequency hopping)通信系统,例如蓝牙(Bluetooth)。具体地说,本发明涉及跳频通信系统中主单元和从单元之间先前丢失的链路或连接的恢复或重建。本发明的一些实施方式涉及蓝牙的低功率模式,例如,蓝牙呼吸(Sniff)模式。具体地,本发明的一些实施方式涉及用于恢复蓝牙呼吸模式下的两个蓝牙单元之间先前丢失的链路或连接的方法和装置。

背景技术

蓝牙是公知的短距离无线电技术。蓝牙技术使得能够在例如移动电话、便携式计算机和其他支持蓝牙的单元之间短距离地发送信号,并由此简化这些单元之间的通信和同步。蓝牙系统可以提供点对点连接或点对多点连接。在点对多点连接中,信道可以在几个蓝牙单元之间共享。共享同一信道的两个或更多个单元形成一个微微网(piconet)。一个蓝牙单元通常用作该微微网的主(master)单元,而其他单元则用作从(slave)单元。在该微微网中可以激活例如多达七个从单元。此外,在所谓的留置(parked)状态下更多的从单元可以保持定到主单元上。在公共信道上这些留置从单元不能是活动的,但可以保持与主单元的同步。对于活动从单元和留置从单元,通常由主单元控制信道接入。这些单元还可以处于保持模式或呼吸模式。保持模式、呼吸模式和留置模式是蓝牙规范中定义的低功耗(low-power)功率模式;见可通过www.bluetooth.org获得的蓝牙规范V.2.0+EDR。
为了建立蓝牙中的连接,发送单元和接收单元通常需要在时间和频率上同步。为了连接的建立,可以使用寻呼过程,其中,发送单元在许多不同频率上发送短标识包,例如如Haartsen等人的美国专利5,940,431中所述。接收单元进行低占空比扫描,即,它每秒对单个频率扫描大约10毫秒。对于各新的扫描,选择新的跳频。FH可以在多路径衰落和易于干扰的环境中提供所要求的鲁棒性。
初始同步可能招致一定延迟(通常在无错误环境下为1到2秒,而在易于出错的环境下更长),并且还可能要求发送单元(寻呼方)和接收单元(扫描方)作出非常多的工作(即,功耗)。因此,即使(暂时)没有数据要交换,一旦同步,通常不断开例如无线个人区域网(WPAN:Wireless PersonalArea Network)中的单元。从功耗来看,保持单元锁定可能更有利。可以以低功耗功率保持同步,并且不需要这些单元太多的功耗就能够迅速继续数据交换。在蓝牙呼吸模式下,每1.28s从单元会醒来一小段时段。在该时段期间,主单元发送(POLL(轮询))包。该包可以由从单元用来对其时钟进行同步。这些单元可以通过周期性地交换用于重新同步的包来保持时间和频率同步。重新同步事件之间的间隔通常取决于主单元和从单元中的时钟之间的相互偏差。只要这些单元在彼此的范围内,通常就能够保持低功耗链路。一旦这些单元移出所述范围,在链路管理超时(通常仅仅是几秒钟)之后就释放该链路。一旦释放,该链路只能通过利用传统寻呼过程重建。从单元进入page_scan(寻呼_扫描)状态,而主单元进入page(寻呼)状态。由于寻呼通常要求主单元消耗非常多的功率,该寻呼仅执行有限时段:如果在10秒钟内没有找到“丢失”的从单元,则主单元通常会放弃并进入page_scan状态。这意味着当这些单元再次进入范围内时,不会自动恢复该链路,除非中断持续不到所提到的10秒钟。因此,在已知的现有技术中,通常需要用户作出动作来再次连接这些单元。因此,在蓝牙中丢失该链路或连接之后,通常要求用户作出动作来实现先前丢失的连接的重建。

发明内容

综合以上及以下描述,本发明的一个方面是提供这样的改进的方法、过程和/或设备,其设法单个地或者以任何方式组合地减轻、减缓或者消除以上指出的本领域中的不足或者缺点中的一个或更多个。
本发明的一个方面涉及一种由主单元执行的用于恢复跳频通信系统中所述主单元和从单元之间先前丢失的连接的方法,该方法包括以下步骤:
使所述主单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY为止,以及
随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
在一种实施方式中,如果已经经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY,则所述方法还包括以下步骤:
使所述主单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量;以及
从所述主单元向所述从单元反复发送所述固定数量的ID包,直到从所述从单元接收到响应为止。
在一种实施方式中,使所述主单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始。
在一种实施方式中,基于在所述主单元和所述从单元之间先前连接期间的先前定位点定时确定发送所述至少一个ID包的初始定时。
在一种实施方式中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
在一种实施方式中,执行随着时间的推进而逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的步骤,直到达到ID包的最大数量为止。
在一种实施方式中,该方法包括这样的步骤:随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp,其中,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进而增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
在一种实施方式中,所述数量Nrp≥1,并且逐渐增加主到从时隙的所述数量Nrp,直到达到主到从时隙的最大数量Nrp为止。在一种实施方式中,主到从时隙的最大数量Nrp等于15。在另一种实施方式中,主到从时隙的最大数量Nrp等于127。
在一种实施方式中,基于所述主单元的、根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息执行定时选择和/或频率选择。
在一种实施方式中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
在一种实施方式中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式中的蓝牙系统。
可以以任何组合方式来组合上述实施方式的不同特征。
本发明的另一个方面涉及一种主单元,其用于恢复跳频通信系统中所述主单元和从单元之间先前丢失的连接,所述主单元包括:
用于使所述主单元进入第一恢复状态的装置;
用于从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY为止的装置,以及
用于随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的装置。
在一种实施方式中,所述主单元包括:
用于当经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY时使所述主单元进入第二恢复状态的装置;
用于随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量的装置;以及
用于从所述主单元向所述从单元反复发送所述固定数量的ID包,直到从所述从单元接收到响应为止的装置。
在一种实施方式中,用于使所述主单元进入所述第一恢复状态的所述装置被配置成在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始其操作。
在一种实施方式中,该主单元包括用于确定发送所述至少一个ID包的初始定时的装置,其中,基于在所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间的先前定位点定时来确定所述初始定时。
在一种实施方式中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
在一种实施方式中,用于执行随着时间的推进逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量的装置被配置成逐渐增加所述ID包的数量,直到达到ID包的最大数量为止。
在一种实施方式中,该主单元包括用于随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp的装置,其中,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
在一种实施方式中,所述数量Nrp≥1,并且所述用于逐渐增加主到从时隙的数量Nrp的装置被配置为逐渐增加所述数量Nrp,直到达到最大数量为止。在一种实施方式中,主到从时隙的最大数量Nrp等于15。在另一种实施方式中,主到从时隙的最大数量Nrp等于127。
在一种实施方式中,该主单元包括用于利用根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息确定定时选择和/或频率选择的装置。
在一种实施方式中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
在一种实施方式中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式中的蓝牙系统。
可以以任何组合方式来组合上述实施方式的不同特征。
本发明的又一方面涉及一种由从单元执行的用于辅助恢复跳频通信系统中所述从单元和主单元之间先前丢失的连接的方法,所述方法包括下述步骤:
使所述从单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
在每个第一待机时段TSTANDBY中,激活所述从单元达第一激活时段TSCAN;
在各第一激活时段TSCAN期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY为止;并且,如果已经经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY,则所述方法还包括以下步骤:
使所述从单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
每个第二待机时段TSTANDBY,激活所述从单元达第二激活时段TSCAN,其中,所述第二待机时段TSTANDBY不同于所述第一待机时段TSTANDBY;以及
在各第二激活时段TSCAN期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止。
在一种实施方式中,使所述从单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行。
在一种实施方式中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
在一种实施方式中,根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步,利用来自所述主单元的时钟的时钟信息确定所述第一激活时段TSCAN的初始定时。
在一种实施方式中,该方法还包括以下步骤:
利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间中同样的时钟偏差
在一种实施方式中,所述第一激活时段TSCAN和所述第二激活时段TSCAN具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定,该方法还包括以下步骤:
将所述时段TSCAN的持续时间中心C选择为置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
在一种实施方式中,使所述从单元进入所述第二恢复状态的步骤在经过了所述最大时段TFASTRECOVERY之后立即执行。
在一种实施方式中,在所述第二恢复状态期间,以这种方式对两个连续激活时段TSCAN之间的时段应用固定偏差,即,发生激活时段TSCAN时的实例开始相对于先前的定位点滑动。
在一种实施方式中,该方法还包括以下步骤:在所述第二恢复状态期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止,其中,所述扫描频率的选择基于所述第一待机周期的定时选择。
在一种实施方式中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
可以以任何组合方式来组合上述实施方式的不同特征。
本发明的又一方面涉及一种从单元,其用于辅助恢复跳频通信系统中所述从单元和主单元之间先前丢失的连接,该从单元包括:
用于使所述从单元进入第一恢复状态的装置;
用于在每个第一待机时段TSTANDBY中,激活所述从单元达第一激活时段TSCAN的装置;以及
这样的装置,其用于在各第一激活时段TSCAN期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY为止;并且还包括:
用于当经过了所述第一恢复状态的最大时段TFASTRECOVERY时使所述从单元进入第二恢复状态的装置;
这样的装置,其用于在每个第二待机时段TSTANDBY中激活所述从单元达第二激活时段TSCAN,其中,所述第二待机时段TSTANDBY不同于所述第一待机时段TSTANDBY;以及
这样的装置,其用于在各第二激活时段TSCAN期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止。
在一种实施方式中,用于使所述从单元进入所述第一恢复状态的所述装置被配置成在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即开始其操作。
在一种实施方式中,所述至少一个ID包与所述从单元的标识相关联。
在一种实施方式中,所述从单元包括这样的装置,其根据在所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步,利用来自所述主单元的时钟的时钟信息,确定所述第一激活时段TSCAN的初始定时。
在一种实施方式中,所述从单元包括这样的装置,其用于利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间同样的时钟偏差。
在一种实施方式中,所述从单元包括:
用于确定所述第一激活时段TSCAN和所述第二激活时段TSCAN的装置,所述第一激活时段和所述第二激活时段具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定;以及
这样的装置,其用于将所述时段TSCAN的持续时间中心C选择为置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
在一种实施方式中,该从单元包括这样的装置,其用于在经过了所述最大时段TFASTRECOVERY之后使所述从单元立即进入所述第二恢复状态。
在一种实施方式中,该从单元包括这样的装置,其用于在所述第二恢复状态期间,以这种方式向两个连续激活时段TSCAN之间的时段应用固定偏差,即,发生激活时段TSCAN时的实例开始相对于先前的定位点滑动。
在一种实施方式中,所述从单元还包括这样的装置,其用于在所述第二恢复状态期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止,其中,所述扫描频率的选择基于所述第一待机周期的定时选择。
在一种实施方式中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
可以以任何组合方式来组合上述实施方式的不同特征。
本发明的另一个方面涉及一种用于恢复跳频通信系统中所述主单元和从单元之间先前丢失的连接的方法,所述方法包括下述步骤:
使所述从单元进入第一恢复状态,该步骤包括:
在每个第一待机时段中激活所述从单元达第一激活时段;
在各第一激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止;以及
使所述主单元进入所述第一恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止或者直到经过了所述第一恢复状态的最大时段为止,其中,随着时间的推进,逐渐增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量;其中,如果已经经过了所述第一恢复状态的最大时段,则所述方法还包括以下步骤:
使所述从单元进入第二恢复状态,该步骤包括:
在每个第二待机时段中激活所述从单元达第二激活时段,其中,所述第二待机时段不同于所述第一待机时段;
在各第二激活时段期间,使得所述从单元监视用于接收来自所述主单元的ID包的选定信道,直到所述从单元接收到所述ID包为止;以及
使所述主单元进入所述第二恢复状态,该步骤包括:
从所述主单元向所述从单元反复发送至少一个ID包,直到从所述从单元接收到响应为止。
在一种实施方式中,所述方法还包括在所述第二恢复状态期间:
随着时间的推进,将从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量固定为ID包最大数量。
在一种实施方式中,使所述从单元进入所述第一恢复状态的步骤在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行。
在一种实施方式中,在检测到所述主单元和所述从单元之间的连接的丢失之后立即执行使所述主单元进入所述第一恢复状态的步骤。
在一种实施方式中,利用根据所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步的时钟信息确定所述第一激活时段TSCAN的初始定时选择和/或频率选择。
在一种实施方式中,所述主单元使用的所述时钟信息与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间所述主单元使用的时钟信息相同。
在一种实施方式中,使得所述从单元利用与所述先前连接期间所述主单元和所述从单元各自的时钟的最后同步期间同样的时钟偏差。
在一种实施方式中,第一激活时段TSCAN具有总的持续时间D,该持续时间D由所述持续时间D的持续时间中心C两侧的两个相等的持续时间D/2限定,该方法还包括以下步骤:
将所述时段TSCAN的持续时间中心C选择为置于所述主单元和所述从单元之间的先前连接期间经历的先前定位点定时的先前定位点处。
在一种实施方式中,随着时间的推进,逐渐增加主到从时隙的数量Nrp,各主到从时隙包括所述至少一个ID包,由此增加各包括所述至少一个ID包的主到从时隙的数量Nrp,并且由此随着时间的推进增加从所述主单元向所述从单元反复发送的ID包的数量。
在一种实施方式中,所述数量Nrp≥1,并且逐渐增加主到从时隙的所述数量Nrp,直到所述数量Nrp达到最大数量为止。在一种实施方式中,所述最大数量Nrp=15。在另一种实施方式中,所述最大数量Nrp=127。
在一种实施方式中,使所述从单元进入所述第二恢复状态的步骤在经过了所述最大时段TFASTRECOVERY之后立即执行。
在一种实施方式中,所述跳频序列为伪随机序列。
在一种实施方式中,所述伪随机序列由所述从单元的地址确定。
在一种实施方式中,所述第一恢复状态和所述第二恢复状态都是低占空比状态。
在一种实施方式中,所述跳频通信系统为蓝牙呼吸模式下的蓝牙系统。
可以以任何组合方式来组合上述实施方式的不同特征。
本发明的另一方面涉及一种用于无线通信系统(例如蓝牙通信系统)中的同步恢复的方法。
本发明的另一方面涉及一种用于无线通信系统(例如蓝牙通信系统)中的同步恢复的装置。
本发明的又一方面涉及这样的低功耗恢复方案,其能够使主单元和从单元处于低占空比模式,并且一旦这些单元再次进入覆盖范围时重新同步。例如,在WPAN应用中,用户会从这种基本自动的恢复方案中获益,在该方案中,这些单元再次一进入覆盖范围内(或者干扰一被移除),就恢复曾经由于例如超出覆盖范围(或者干扰)而丢失的链路。
本发明的另一方面涉及一种恢复方案,其既具有低占空比寻呼,又具有低占空比寻呼扫描。例如这可以通过利用上一次或最近的同步期间给出的时钟信息来实现。随着时间经过,该时钟信息可能更不可靠(由于未知的时钟漂移),使得要求更高的占空比。因此,恢复方案可以分别划分为快速恢复状态和缓慢恢复状态。在快速恢复状态下,当这些单元再次进入足够近的范围内时这些单元可以在大约一秒钟内重连。快速恢复可以在例如从上次同步开始的30分钟内实现。如果这些单元在30分钟内没有重新同步,则它们进入缓慢恢复状态。在缓慢恢复中,重连时间可能需要稍长些的时间(例如,高达30秒钟)。在缓慢恢复扫描状态下,从单元也可以对传统蓝牙寻呼消息敏感。
本发明的一些实施方式提供了用于应用FH通信系统的各单元的方法,与已知现有技术相比,其允许更加自动地恢复两个单元之间先前丢失的连接。本发明的一些实施方式的优点在于,当先前丢失了连接或链路时,一旦这些单元再次进入覆盖范围内,就可以重建所述连接或链路的恢复。同时,可以限制这些单元中过度的功耗,同时提供可接受的延迟。例如,在应用FH通信系统的两个单元体验到通信链路或连接中的短或中长中断的情况下,根据本发明的一些实施方式的恢复过程是有吸引的。根据本发明的一些实施方式的低功耗自动重连过程可以扩展到数小时的持续时间,同时保持所涉及的单元的足够低的功耗。
附图说明
根据对本发明的实施方式作出的以下详细描述可以看到本发明的其他目的、特征和优点,在该详细描述中,参照附图更详细地描述了本发明的实施方式,附图中:
图1A例示了跳频通信系统中彼此可通信连接的主单元和从单元;
图1B是可在图1A所示的单元中实现的收发单元的一种实施方式的框图
图1C是用于执行跳频选择的传统装置的框图;
图2例示了蓝牙呼吸模式的时序图;
图3例示了根据本发明的一种实施方式在应用层上的恢复过程的三态模型;
图4例示了根据本发明的一种实施方式在PHY/MAC层上的恢复过程的四态模型;
图5例示了根据本发明的一种实施方式的快速恢复扫描窗口的时序图;
图6例示了根据本发明的一种实施方式如何随着时间逐渐增加ID包的数量;
图7例示了随着时间的行进主到从时隙的数量Nrp的增加;
图8例示了根据一种实施方式针对呼吸状态、快速恢复扫描状态和快速恢复寻呼状态随着时间行进的示例性能量消耗(在30分钟时间上向呼吸状态归一化);
图9例示了根据本发明的一种实施方式在扫描与寻呼之间的定时漂移;
图10例示了根据本发明的一种实施方式扫描频率可以根据寻呼跳变序列跳变;
图11例示了在一个主到从时隙中的三个ID包;
图12例示了每个主到从时隙中的两个ID包,其中三个频率分布在两个主到从时隙上;
图13是具有针对不同状态的延迟值的表;
图14例示了根据本发明的另一种实施方式的快速恢复扫描窗口的时序图;
图15例示了根据图14所示本发明的实施方式如何随着时间逐渐增加ID包的数量;
图16例示了随着时间的行进主到从时隙的数量Nrp的增加;
图17例示了根据本发明的该实施方式在扫描与寻呼之间的定时漂移;
图18例示了增大主单元的频率范围的两个方案:三个ID包置于一个主到从时隙中或者三个ID包分布于三个主到从时隙上;
图19示出了在图18所示的慢恢复寻呼方案2的情况下所需要的扫描间隔;以及
图20是具有用于图18所示方案1和2以及蓝牙寻呼的延迟值的表。

具体实施方式

此后参照附图更全面地描述本发明的实施方式,附图中示出了本发明的一些实施方式。然而,本发明可以以不同形式实施并且不应该解释为限于本文阐述的实施方式。相反,提供了这些实施方式以使本公开彻底完整,并且向本领域的技术人员全面传达了本发明的范围。
图1A示出了跳频(FH)通信系统中的主单元100和从单元110。主单元100和从单元110可以在该FH系统中通过通信链路或连接120彼此通信连接。为了便于理解本发明,在以下公开中将考虑蓝牙呼吸模式作为该FH系统。蓝牙呼吸模式是低功耗模式,当预期链路120上活动性较小、同时为了快速响应而期望低延迟(例如,一秒钟量级的响应时间)时,通常应用这种模式。蓝牙呼吸模式的主要目的通常是保持单元100,110之间的定时和跳频同步。这可能需要主单元100和从单元110之间进行周期性的联系。睡眠间隔例如可以取决于i)延迟要求和ii)主单元100和从单元110中的时钟基准之间的相互漂移。出于延迟的原因,睡眠间隔可以优选地为大约1.28秒。因此,在本公开中假设默认间隔为1.28秒。
图1B示出了跳频收发单元200的一个示例。FH系统的主单元100可以具体表现为跳频收发单元200。而且,FH系统的从单元110也可以具体表现为跳频收发单元200。收发单元200包括天线201、无线电元件202、基带处理器203和控制器204。基带处理器203可以向无线电单元202提供信息位的。然后无线电单元202可以进行调制并将调制后的信号上转换到适当的跳频,并通过天线201发送该信号。无线电单元202可以根据伪随机FH序列以不同跳频发送TX帧。可以在TX帧之间接收RX帧,或者,另选地,可以在发送TX帧的同时接收RX帧。为了使支持不同链路的收发器之间的干扰最小化,各链路可以应用唯一的跳频序列。不同跳频序列之间的互相关性优选地应该较小,以便使不同链路的帧的冲突最小化。优选地还应该实现用于克服冲突的纠错协议。在一个示例性FH系统中,各收发单元200具有唯一的接入码和自由运行时钟(free-running clock)。接入码可以看作是用户地址。接入码可以选择将要使用的FH序列。时钟可以确定该序列中的相位,即,在特定时刻选择该序列的哪个具体的跳频信道。图1C示意性示出了用于执行跳频选择的传统装置的一种实施方式。该图示出了扰频箱300,其中,以伪随机方式,根据时钟301、接入码302和(可选)唯一加密密钥303得出跳频信道。每次更新时钟301时,可以根据在跳频箱300中实现的伪随机算法来选择新的跳频信道304。连接的两个单元100,110在连接的持续时间内可以使用同一接入码、同一时钟,以及同一加密密钥(如果存在的话)。一旦连接上,可以应用机制来使两个时钟保持同步。例如,这可以通过帧报头中指示早到接收或晚到接收的同步位序列来实现,该同步位序列可以分别用于减慢或加快时钟速率。如果应用了时钟更新中的泄漏机制(leakymechanism),则可以以中间时钟速率来宽松地连接这两个单元。
图2例示了示例性蓝牙呼吸定时模式的时序图。呼吸模式下的从单元110可以周期性唤醒,以便聆听来自主单元100的传输,从而重新同步其时钟偏差。在呼吸模式下,可以减小从单元110聆听活动的占空比。如果从单元110参与了特定链路,则它可能需要在每个时隙聆听主单元通信。利用呼吸模式,可以减少主单元100向特定从单元110开始传输的时隙;即,主单元100将在特定时隙中开始传输。这些所谓的呼吸时隙按被称为Tsniff的间隙规则地间隔开,见图2。从单元110可以在呼吸时隙开始聆听,并可持续达Nsniff_attempt个连续接收时隙,直到接收到具有匹配地址的包为止。在每次接收到具有匹配地址的包之后,从单元110可以继续聆听随后的Nsniff_timeout个接收时隙或剩下的接收时隙(两者中的较长者)。因此,对于Nsniff_timeout>0,从单元110在接收到具有匹配地址的包的时候,它可以继续聆听。为了进入呼吸模式,主单元100(或者另选地,从单元110)可以发出呼吸命令消息。该呼吸命令可以包括呼吸间隔Tsniff和偏差Dsniff。然后确定呼吸模式的定时。图2中示出的呼吸模式的示例性时序图使用了周期性方案,其中由呼吸间隔Tsniff分隔定位点(anchor point)。主单元100可以以任何Nsniff_attempt帧发送包(在一个示例性实施方式中,一个帧例如可以由后面跟有625μs从到主时隙的625μs主到从时隙构成)。即使仅仅使用第一个帧,也可以要求从单元110聆听全部Nsniff_attempt帧。一旦从单元110接收到了从主单元100发送的包,从单元110可以在接收到最末包的帧之后至少聆听Nsniff_timeout个附加帧。由于从单元110通常至少会聆听Nsniff_attempt个帧,因此Nsniffattempt>1通常不但可以使发射机更加灵活,而且可以提供额外的鲁棒性。如果例如由于多路径衰落造成了包接收失败,则主单元100可以以不同频率但仍然以同一呼吸间隔Tsniff重传。在呼吸模式期间,从单元110可以调节其时钟,使得它可以与主单元100保持同步。在定位点处,包交换可以提供定时信息以更新从单元110的时钟。然而,在没有交换包时,由于先前的调节,主单元100和从单元110的时钟也可以分别保持宽松同步。同步丢失率例如可以取决于时钟基准之间的相互漂移。例如在蓝牙系统中同步对于自组连接(ad-hoc connection)是重要的。在蓝牙系统中,各单元100、110具有自由运行本地时钟,该自由运行本地时钟可以在单元活动时具有20ppm的精度,而在单元处于低功耗功率模式时可达例如250ppm的精度。当单元100想要寻呼另一单元110时,当它知道接收单元110的本地时钟时它可以加速连接建立。因此,优选地,该时钟信息应当在先前的连接阶段期间存储。因此一个单元可以具有带有相应本地时钟的单元地址列表,当寻呼这些单元中的一个单元时,它可以使用这个单元的相应本地时钟。时钟信息例如可以存储为对其自身的本地时钟的时间偏差。当微微网在运行时,主单元100的本地时钟可以确定该定时。从单元110可以向其自身本地时钟添加偏差,以便与主单元100同步跳变。从单元110的本地时钟加上相对于主单元100的偏差可以向跳频选择方案提供正确的输入。由于主单元和从单元的本地时钟是自由运行的,因此可能需要基本上连续地调节从单元110中的偏差,以对漂移进行补偿。接收主单元100发送的包可以用于调节该偏差。此外,包前部的接入码可以具有正确的自相关属性,以使从单元110能够获得该定时。
如果主单元100和从单元110之间的连接120在蓝牙呼吸模式期间丢失,则在已知的现有技术中,单元100、110会返回到公知的寻呼和寻呼扫描模式,以恢复该连接120。主单元110会返回到寻呼扫描模式(占空比为大约0.9-1%),同时前面的主单元100会尝试持续10秒钟的一次寻呼。如果没有恢复连接120,则前面的主单元100将不再寻呼从单元110。就功耗来说,该恢复过程可能是昂贵的。如果这些单元在覆盖范围之外超过10秒钟(即寻呼持续时间),则不会得到成功的恢复。总之,这意味着当这些单元再次进入范围内时,不会自动恢复该链路120,除非中断持续不到所述的10秒钟。因此,在已知的现有技术中,一旦这些单元丢失其先前的连接120,通常都需要用户作出动作来再次重连这些单元。
本公开提出了一种恢复过程,与已知现有技术相比,该恢复过程允许例如蓝牙呼吸模式的FH系统中的两个单元100、110之间先前丢失的连接120更加自动地恢复。当已经丢失了两个单元100、110之间的先前的连接120(例如由于两个单元110、110移出了彼此的覆盖范围),则可以进行所述连接120的恢复,并且同时可以限制两个单元100、110中的任何过度功耗,而提供可接受的延迟。本发明的一些实施方式对恢复诸如蓝牙呼吸模式的FH系统中的两个单元100、110之间先前丢失的连接120提供了基本自动的恢复过程。这里给出了恢复过程,该过程既可以具有低占空比寻呼,也可以具有低占空比寻呼扫描。这可以利用两个单元100、110之间的上次连接120期间给出的时钟信息来实现。该时钟信息可以从各单元100、110中的自由运行时钟获得。随着时间推进,例如由于时钟漂移,该时钟信息可能更不可靠,而这又要求更高的占空比。为此,这里提出了具有不同恢复状态的恢复过程。该恢复过程可以优选地划分为第一恢复状态(在以下公开中称为快速恢复状态)和第二恢复状态(在以下公开中称为缓慢恢复状态)。在快速恢复状态下,一旦单元100、110再次进入彼此的覆盖范围内,则这些单元可以例如在一秒钟内彼此重连。如果这些单元在最大时段TFASTRECOVERY(例如30分钟)内还没有重连(然后重新同步),则这些单元可以进入缓慢恢复状态。在缓慢恢复状态下,与快速恢复状态相比,重连可以花更多的时间,例如,高达30秒。应当注意的是,由于两个单元100、110在连接期间交换了各自的内部时钟,时钟估计的准确度可以取决于两个单元100、110中时钟的相对漂移以及经过的时间。漂移越大,并且时间越长,则时间和频率上的不确定性越大,由此寻呼过程所花的时间也越长。在所提出的系统中,这些时钟是自由运行的。在估计过程中,可以使用时钟偏差。按照这种方式,一个单元可以具有相对于它在过去连接上的一个或几个其他单元的时钟偏差列表。
下面,给出有创造性的恢复过程的两个示例性实施方式;下面可以看到更多的细节。快速和缓慢恢复过程中使用的构造(building block)可以基于蓝牙中使用的传统寻呼方案。例如,可以仅使用ID包以利用其鲁棒性;优选地,可使用从单元110的设备接入码(DAC:Device AccessCode)。实际上,ID包包括直接序列(DS:direct-sequence)码。该码可以涉及到所讨论的设备的标识(设备接入码,DAC)。由于它是DS码,因此,它可以象直接序列扩频系统中那样提供处理增益。在接收单元中,将所接收的ID包与该码的准确复制相比较(相关联)。如果足够多的位相匹配,则宣告接收。取决于系统中所设定的阈值,当80%或90%的位匹配时已经可以接受该包。这对系统提供了额外的鲁棒性。此外,可以使用属于从单元110的寻呼跳频序列。这些选择使得即使利用传统的寻呼过程,主单元100也能找到从单元110。在恢复过程中,类似于传统寻呼扫描,从单元110将根据寻呼跳频序列仅对单个跳频进行同期性扫描。然而,恢复扫描窗口可以比传统寻呼扫描短得多。对于从单元110,快速恢复和缓慢恢复之间的差别仅在于扫描之间的间隔,在缓慢恢复中该间隔可能稍长于快速恢复中的间隔。主单元100可以在不同频率上发送ID包,但是与传统寻呼相比,占空比小得多。
图3例示了在应用层上恢复过程的三态模型。如该图所示,从应用度看,主单元100和从单元110之间可以存在(连接上)或者不存在(断开)链路或连接120。然而,从用户角度看,第三态可以是可期望的,即,“未决”。未决状态表示过去存在该链路,但是因为这些单元在覆盖范围之外所以当前不存在该链路。为了再次连接上,用户不用做其他动作而仅需要移动这些单元使其更加靠近。然后,可以通过本文公开的恢复过程基本自动地重建该链路。仅作为一个示例,可以考虑机应用。在连接状态下,电话(主单元100)显示器例如可以显示耳机图标,向用户表示所有来电和呼出都会被引导到耳机(从单元110)。在断开状态下,不出现图标,可能没有使用耳机。在未决状态下,图标可以是虚线的,或者可以包含一个问号。这可以向用户指示他/她仅需要将耳机移近电话以便返回到连接状态。当经历了链路120的丢失(由于连续丢失多个包的超时),该单元可以从连接状态进入未决状态。当恢复链路120时,单元100、110可以从未决状态自动返回到连接状态。然而,如果未决状态持续太长时间没有恢复,则单元可以自动进入断开状态。这通常会在这些单元处于未决状态几个小时时发生。
图4例示了在PHY/MAC层(物理层/介质访问控制层)上的恢复过程的四态模型。在PHY/MAC层,在未决状态期间可能发生链路120的恢复。为了最大限度地利用预知的频率和时间,根据本发明的实施方式的恢复过程可以考虑自最近的同步起算经过的时间。随着时间推进,由于时间和频率上的不确定性增加,因此恢复方案可能消耗更多的功率。如图4中可以看出,恢复过程被分成第一恢复状态(“快速恢复”)和第二恢复状态(“缓慢恢复”),见图4。当例如在前30分钟内丢失了链路120时,用户可以预期在这些单元再次进入覆盖范围内时快速恢复。如果链路120已经丢失更长时间,更长的延迟是可以接受的。如果链路丢失了非常长的时间(例如几个小时),则可以要求用户作出动作来返回到连接状态。可以使用延迟的这些差异来优化整体功耗。
下面,更详细地给出创造性恢复过程的两个示例性实施方式。不用说,参照这两个实施方式描述的各种特征还可以组合于同一实施方式中。
第一实施方式
在快速恢复期间,自主单元100和从单元110之间的先前或最近同步起算经过的时间仍然足够小(几分钟到例如最大30分钟),因而能够预测两个单元100、110中的定时(见图1)。前述从单元110(例如,耳机或手表)进入恢复扫描状态;前述主单元100(例如,移动电话)进入恢复寻呼状态。重点要说的是这两个状态都可以是低占空比状态(与蓝牙中的传统寻呼状态相比)。
快速恢复扫描
当检测到链路120(见图1)的丢失时,前述从单元110进入快速恢复扫描状态。扫描窗口的初始定时可以基于呼吸期间经过的定位点定时。即,扫描窗口的中心可以位于前述定位点,见图5,图5例示了快速恢复扫描窗口的时序图。扫描窗口可以具有大约1.5ms的长度。扫描重复周期可以是1.28s。这导致了大约0.1%的占空比,该占空比大于蓝牙呼吸模式中的占空比,但是足够低。所使用的跳频可以从相应于从单元110的BD-ADDR(蓝牙设备地址)的32载波寻呼跳频序列中选择。对于各扫描,可以选择新的跳频载波。所应用的时钟值k可以基于呼吸模式期间使用的前述主单元时钟(或者,可以使用从单元本地时钟,但是然后应该在呼吸时将该从时钟或时钟漂移传递给主单元。为此,可以假设主单元不知道从单元时钟)。
在扫描过程中,从单元110可以使输入信号与有关于从单元110的BD-ADDR的已知68位接入码相关联。这可以是与传统的寻呼扫描中也使用的设备接入码(DAC)对应的ID包。当相关器输出超过阈值时,从单元110可以配置成进入恢复响应子状态,该子状态可以与蓝牙寻呼响应子状态相同。从单元110可以配置成以适当定时返回相同的ID包,并等待FHS包的接收。然后FHS包可以重新同步从单元110的定时和跳频。在重建了链路120或者当超过了表示快速恢复状态结束的超时TFASTRECOVERY之前,从单元110可以保持恢复扫描。假设最坏的情况是相互漂移例如40ppm,优选的是可以将超时TFASTRECOVERY设定为大约30分钟。应当理解的是,快速恢复扫描类似于传统的蓝牙寻呼扫描。然而,不同之处是用于确定跳频和唤醒定时的时钟。在现有技术方案中,是由从单元110的本地时钟设定定时;在这里公开的快速恢复过程中,是由从单元的对主时钟的估计来设定定时。
快速恢复寻呼
当检测到链路120的丢失时,前述主单元100进入快速恢复寻呼状态。快速恢复寻呼的初始定时可以基于呼吸模式期间经过的定位点定时。如果在定位点发送ID包,则从单元110将接收该包(假设这些单元100、110在覆盖范围内)。ID包包括要连接到主单元100的从单元110的DAC。可以从从单元的寻呼跳频序列f(k)中选择频率,其中k是主单元的当前时钟。
然而,由于漂移,由主单元100所发送的ID传输(即至少一个ID包的传输)的定时与从单元110中扫描窗口的定时将会漂移;在750μs/2γ(忽略第二ID发送)之后,不再有交迭。对于γ=20ppm,这可能在18秒之后发生。因此,在恢复寻呼状态,可能需要在定位点之前和之后都增大发送窗口,见图6。
如图6示意性所示,可以随着时间逐渐实现该增大。应当注意的是,图6(以及图11、12和18)仅示出了发送(时隙),而没有示出接收时隙。然而,本领域的技术人员很容易意识到,对于各主到从频率和时隙,存在相应的从到主频率和时隙。然而这没有在图6(以及图11、12和18)中示出。图6例示了各包含两个ID包的主到从时隙的数量Nrp如何随着时间的推进而增加的一个示例。在该示例性示例中,使用两个ID包(代替了仅仅一个ID包的情况)以便与通常使用的每个主到从时隙两个ID包的传统蓝牙寻呼扫过程匹配。然而,在传统蓝牙寻呼中,ID包在不同频率上发送,而在本文所提议的快速恢复寻呼过程中,ID包在同一频率上发送。
图7例示了Nrp随着时间的可能增加。为了简化该实现,可以采取七个离散的步骤,其中恢复寻呼主到从时隙的数量可以从1增加到127。实线示出了可能的和所建议的递增步长(假设γ=20ppm)。随着时间的过去,前述主单元100中的恢复过程的占空比可以针对Nrp=1的0.04%增加到针对Nrp_max=127的大约5%。在图8中,针对不同模式示出了随着时间累积的能量。以优化的呼吸模式作为基准(在t=30分钟处Esniff=1)。快速扫描的能量消耗接近于呼吸模式的能量消耗;快速恢复寻呼能量消耗由于占空比的增加可以增加得更快。
快速恢复中的延迟
快速恢复过程中的延迟可以优选地仅由扫描间隔来确定,但这不是必须的。当这些单元在覆盖范围内并且没有错误发生时,最大响应时间可以是1.28s。如果假设一旦这些单元进入覆盖范围内扫描定时分布均匀,则平时延迟可以是640ms。
与蓝牙寻呼的兼容性
可以是这样的情况,在链路丢失之后而在缓慢恢复开始之前,对单元100、110其中一个进行复位并且这个单元进入断开模式。例如,可以使主单元100复位,而从单元110仍然处于缓慢恢复状态。这样主单元100不能够链接到从单元110。这可以以两种不同方式解决。在第一方式中,可以构造特定寻呼,其类似于具有A和B序列的原始的、标准化的蓝牙寻呼方法。差别在于A和B序列的重复时间。在标准化方法中,每1.28s交替使用A和B序列。恢复扫描中的从单元110在它未对准并且其扫描频率不具有交迭频率的范围内时总是会错过其频率(这是因为扫描窗口小于覆盖传统寻呼序列的全部16个频率所需要的时间10ms)。然而,由于恢复扫描中的从单元110具有完全相同的周期1.28s,它会继续错过正确的频率。为对此进行补偿,来自主单元100的特定寻呼(在快速恢复模式期间当它不能够进行上述寻呼恢复时)被配置成具有稍微不同的周期,使得扫描的从单元110时间滑动地扫描通过标准蓝牙寻呼的A和B序列。因此,A和B序列的交替周期可以从1.28s改变到1.28±dt,这里dt取决于恢复扫描中从单元使用的扫描窗口长度。即使从单元110离开了从恢复模式并进入了待机状态,该方案也会有效。第二方式涉及到针对从恢复过程使用11.25ms扫描窗口。这可以与原始蓝牙寻呼相同。然后可以通过标准蓝牙寻呼和通过新的恢复寻呼接入该从单元。这可能对寻呼恢复方案选择附加的Nrp次重传的位置的方式和增加新的重传时的时间调度具有一些影响。而且,恢复模式下的从单元的占空比会增加(从0.1%到大约0.9%),而主恢复方案的占空比可以减小(可能从来不必达到5%,而是可以在大约1.5%处结束)。下面在第二实施方式中也更详细地描述后一方案。
缓慢恢复
即使随着时间推进,超出了TFASTRECOVERY,也可以继续增大恢复寻呼时隙的数量Nrp。TFASTRECOVERY可以设定为例如30分钟。然而,主单元的占空比这样会潜在地增加到5%以上,并且因而可能消耗电池以获得更高的占空比。因此,当快速恢复状态持续了大约TFASTRECOVERY=30分钟时,可以使得单元100、110进入缓慢恢复状态。在该状态下,在该示例中恢复时隙的数量Nrp固定为127;因此主占空比保持在大约5%以下的平。由于时间漂移仍然起作用,不通过增加扫描窗口长度而是通过改变扫描重复周期使得强制发生时间滑动效应(但是远快于时钟漂移所引起的时间滑动效应)来改变恢复扫描状态。
缓慢恢复扫描
当单元100、110进入缓慢恢复扫描时,它们都具有低占空比(对于恢复寻呼大约为5%,而对于恢复扫描大约为0.1%)。在最坏的情况中,恢复寻呼可能仅在两个扫描之间发生,如图9中所示。
如果扫描重复周期从1280ms增加到1280ms+ΔT,则扫描实例可能开始相对于前述定位点滑动。最大ΔT可以由寻呼窗口决定,或者:
ΔT≤Nrp_max*1.25ms=127*1.25ms=158.75ms
当在覆盖范围内并且无错误条件下,扫描窗口可以与寻呼窗口以最大8个间隔或大约10s交迭。平均地,在发生交迭之前需要5秒钟时间。如果选择更小的步长ΔT,则可能在发生交迭之前需要更长的时间。然而,一旦发生交迭,则可能连续存在几个交迭事件,这增加了鲁棒性。
对于选择扫描频率可能重要的是,扫描设备可能与基于主时钟信息的先前连接的前述定位点相关联。对于扫描频率选择,例如可能正好在两个定位点之间每1280ms进行一次更新。这在图10中示出。由于扫描定时可能会滑过该频率选择定时,可能从寻呼跳频序列周期性地跳过一频率。换句话说,在缓慢恢复扫描中,主单元100和从单元110之间的时间滑动效应可以通过增加扫描之间的时间间隔来增加。这可能引入例如12%的强制漂移。通常重要的是在寻呼跳频序列中不对跳频选择应用该强制漂移。否则,可以非常迅速地使FH同步宽松。跳频的选择优选地基于链路的前述时钟信息(并且仅示出最大40ppm的漂移)。
缓慢恢复寻呼
至此,假设了缓慢恢复寻呼状态中的寻呼与上一阶段中的快速恢复寻呼状态的寻呼相同。在实例k处,两个ID包在固定载波频率f(k)上发送,最大重复数量Nrp_max=127。如果期望缓慢恢复持续超过4.5小时(或者针对20ppm之外的γ值),则FH同步可能成为问题。这可以通过将载波频率数量增加到三个:f(k-1)、f(k)和f(k+1)来解决。利用覆盖了这三个频率的缓慢恢复,可以保证FH同步可达13小时(假设40ppm的最差情况的漂移)。
可以以两种不同方式实现三个频率上的发送,分别见图11和图12。在图11中,定时不同于蓝牙寻呼定时。发送三个ID包,而不是两个ID包。由于ID包长度是68μs,存在625/3-68μs≈140μs用于切换合成器。这对于现代小数N合成器(其需要大约50μs来切换频率)是足够的。然而,缓慢恢复寻呼的占空比会增加50%。图12中所述的方案更加接近蓝牙定时。然而,不能在单个1.5ms扫描窗口中捕捉到这三个频率。因此前面的部分中所讨论的时间滑动效应是重要的。现在可能要求如果在一个实例交迭,则在下一实例也应当交迭,但是现在是与其他两个频率交迭。在前面的部分中,已经给出,扫描重复周期中的增量ΔT应当最多为ΔTmax=Nrp_max*1.25ms。现在可以要求递增量ΔT不是2.5ms的倍数:
ΔT=n×2.5ms+1.25ms
但是由于可能需要连续的两个交迭,因此应当存在ΔT<ΔTmax/2。
缓慢恢复中的延迟
利用与缓慢恢复寻呼方案(图11和图12中所示)和普通蓝牙寻呼都兼容的扫描重复周期,现在可以针对不同情况确定延迟。对于图11的3-ID包方案,最大延迟可以为大约56s。可能需要42步来滑过两个缓慢恢复寻呼实例之间的睡眠周期1.28s-Nrp_max*1.25ms。然后,可能需要高达两步滑过包含三个频率的1.25ms窗口。这会得到44*1.28s≈56s。对于图12的两次2-ID包方案,可能再次需要42步滑过睡眠周期。然后,可能需要高达四步滑过包含三个频率的2.5ms窗口。这会得到46*1.28s≈59s。最后,对于普通蓝牙寻呼,可能需要10ms/1.25ms=8步来滑过10ms窗口。由于同一寻呼序列的各步以2.56s间隔开,因此在存在交迭之前要经过最大8*2.56s=21s时间。图13的表总结了一旦这些单元在覆盖范围内并且没有发生错误时最大响应时间和平均响应时间。
与蓝牙的兼容性
优选地,但不是必需的,缓慢恢复扫描状态下的从单元110还对普通蓝牙寻呼敏感。这可以通过选择适当的扫描重复间隔来实现。普通蓝牙寻呼应用寻呼序列A和B。单个寻呼序列可以包括在10ms窗口期间以16个不同频率发送的ID包。该寻呼序列A可以重复1.28s,然后可以使用不同的寻呼序列B 1.28s等。1.5ms恢复扫描窗口可以配置成正确滑过这些序列。同一寻呼序列上的两个扫描之间的分隔现在可以额定为2.56s(寻呼序列以1.28s周期交替)。因此,扫描重复周期应当是:
ΔT=m×10ms+0.625ms
在前述部分中,要求两个连续扫描滑过总共2.5ms的时间长度。同样的覆盖范围还可以通过四个连续扫描以这样的时间交错获得:
ΔT=n×2.5ms+0.625ms
因为缓慢恢复寻呼状态中占空比减小(与蓝牙寻呼期间100%占空比相对),为了在四个连续实例中获得交迭,需要ΔT<ΔTmax/4。
优选的缓慢恢复扫描重复周期TSCAN可以利用n=12获得,这得到m=3。然后扫描重复周期可以变成:
TSCAN=1280+30+0.625ms=1310.625ms
一种另选是使用原始蓝牙扫描过程。在这种情况下,从单元既可以通过标准蓝牙寻呼来接入,也可以通过新的缓慢恢复寻呼(其为最大Nrp的快速恢复寻呼)来接入。对于其他细节,读者可以参照下面描述的第二实施方式。
第二实施方式
在快速恢复期间,从先前或最近同步起算经过的时间仍然足够小(几分钟到例如最大30分钟),从而能够预测两个单元100、110中的定时(见图1)。前述从单元110(例如,耳机或手表)进入恢复扫描状态;前述主单元100(例如,移动电话)进入恢复寻呼状态。重点要说的是这两个状态都是低占空比状态(与蓝牙中的传统寻呼状态相比)。
快速恢复扫描
当检测到链路120(见图1)的丢失时,前述从单元110进入快速恢复扫描状态。扫描窗口的初始定时可以基于呼吸期间经过的定位点定时。即,扫描窗口的中心可以位于前述定位点,见图14,图14例示了快速恢复扫描窗口的时序图。扫描窗口可以具有大约11.25ms的长度,即,与传统蓝牙寻呼扫描中的扫描窗口相同。扫描重复周期可以是1.28s。这导致了0.9%的占空式,该占空比大于蓝牙呼吸模式中的占空比,但是足够低。所使得的跳频可以从与从单元110的BD-ADDR对应的32载波寻呼跳频序列中选择。对于各扫描,可以选择新的跳频载波。所应用的时钟值k可以基于呼吸模式期间使用的前述主单元时钟。
在扫描过程中,从单元110可以使输入信号与有关于从单元110的BD-ADDR的已知68位接入码相关联。这是与传统的寻呼扫描中也使用的设备接入码(DAC)相对应的ID包。当相关器输出超过阈值时,从单元110可以配置成进入恢复响应子状态,该子状态可以与蓝牙寻呼响应子状态相同。从单元110可以配置成以适当定时返回相同的ID包,并等待FHS包的接收。然后FHS包可以重新同步从单元110的定时和跳频。在重建了链路120或者当过了表示快速已恢复状态结束的超时TFASTRECOVERY超之前,从单元110可以保持恢复扫描。假设更糟的情况是相互漂移40ppm,则优选的是,可以将超时TFASTRECOVERY设定为大约30分钟。应当理解的是,快速恢复扫描类似于传统的蓝牙寻呼扫描。然而,不同在于,用于确定跳频和唤醒定时的时钟。在传统技术方案中,是由从单元110的本地时钟设定定时;在这里公开的快速恢复过程中,是由从单元对主时钟的估计来设定定时。
快速恢复寻呼
当检测到链路120的丢失时,前述主单元100进入快速恢复寻呼状态。快速恢复寻呼的初始定时可以基于呼吸模式期间经过的定位点定时。如果在定位点发送ID包,从单元110将接收该包(假设这些单元100、110在覆盖范围内)。ID包包括要连接到主单元100的从单元110的DAC。可以从从单元的寻呼跳频序列f(k)中选择频率,其中k是主单元的当前时钟。
然而,由于漂移,由主单元100所发送的ID传输(即至少一个ID包的传输)的定时与从单元110中扫描窗口的定时将会漂移;在5.6ms/2γ之后,不再有交迭。对于γ=20ppm,这可能例如在140秒之后发生。因此,在恢复寻呼状态,可能需要在定位点之前和之后都增大发送窗口,见图15。由于本实施方式中扫描窗口范围为11.25ms,因此连续的ID包之间的间隔需要小于11.25ms。为了附着到蓝牙时隙定时上,优选地可以使用10ms间隔。如图15示意性所示,可以随着时间逐渐实现该增大。图15示出了各包含一个ID包的主到从时隙的数量Nrp会如何随着时间的推进而增加的一个示例。注意,图15(与图6、11、12和18相反)不仅示出了发送(时隙),还示出了接收时隙。在图15中,虚线表示接收来自扫描设备(即主单元100)的响应的相应RX时隙。
图16例示了Nrp随着时间的可能增加。实线示出了所建议的递增步长(假设γ=20ppm)。随着时间的推进,如果假设占空比基于50μs合成器处置(settling)、68μs ID TX、50μs合成器处置、68μs ID RX,则前述主单元100中的恢复过程的占空比可以从Nrp=1的0.02%增加到Nrp_max=15的大约0.3%。
快速恢复扫描和蓝牙寻呼之间的兼容性
由于快速恢复扫描状态利用与传统蓝牙寻呼扫描基本相同的参数,因而总可以通过传统蓝牙寻呼过程使快速恢复扫描中的从单元110被连接。
快速恢复中的延迟
应当理解的是,快速恢复过程中的延迟仅由扫描间隔决定。当这些单元100、110在覆盖范围内并且没有错误发生时,最大响应时间是1.28s。如果假设一旦这些单元进入覆盖范围内扫描定时分布均匀,则平时延迟将是640ms。
缓慢恢复
即使随着时间经过甚至超出了Nrp_max=15,也可以继续增大恢复寻呼时隙的数量Nrp。然而,主单元的占空比会潜在地增加到0.3%以上,并且因此可能消耗电池以获得更高的占空比。因此,当快速恢复状态持续了大约TFASTRECOVERY=30分钟时,使得单元100、110进入缓慢恢复状态。在该状态下,在该示例中恢复时隙的数量Nrp固定为15;因此主占空比保持在大约0.3%以下的水平。由于时间漂移仍然有效,不通过增加扫描窗口长度而是通过改变扫描重复周期使得强制发生时间滑动效应(但是远快于时钟漂移所引起的时间滑动效应)来改变恢复扫描状态。
缓慢恢复扫描
当单元100、110进入缓慢恢复扫描时,它们都具有低占空比(对于恢复寻呼大约为0.3%,而对于恢复扫描为0.9%)。在最坏的情况下,恢复寻呼可能仅在两个扫描之间发生,如图17中所示。
如果扫描重复周期从1280ms增加到1280ms+ΔT,则扫描实例可能开始相对于前述定位点滑动。最大ΔT可以由寻呼窗口决定,或者:
ΔT<Nrp_max*10ms=15*10ms=150ms
应当注意,该滑动对应于大约17%的相互漂移,这比几十ppm的相互时钟漂移大得多。因此该时钟漂移是正还是负并不很重要。
应当注意的是,扫描频率的选择仍然可以基于前述定位点,并且可以每1280m(然而,这不必与每次新的扫描事件相同)更新一次。因为扫描窗口相对于前述定位点的时间滑动,可能偶尔跳过寻呼跳频序列中的某一扫描频率。
当在覆盖范围内并且无错误条件下,扫描窗口可以与寻呼窗口交迭最大八个间隔或者大约10s。平均地,则在发生交迭之前经过5秒钟时间。如果选择较小的步长ΔT,则在发生交迭之前可能需要更长的时间。然而,一旦发生交迭,则可能连续发生几个交迭事件,这增加了鲁棒性。
缓慢恢复寻呼
至此,假设了缓慢恢复寻呼状态中的寻呼与上一阶段中的快速恢复寻呼状态的寻呼相同。在实例k处,至少一个ID包在固定载波频率f(k)上发送,最大重复数量Nrp_max=15。如果期望缓慢恢复持续超过4.5小时(或者除20ppm之外的γ值),则FH同步可能成为问题。这可以通过将载波频率数量增加到三个:f(k-1),f(k)和f(k+1)来解决。利用覆盖了这三个频率的缓慢恢复,可以保证FH同步可达13小时(假设有±40ppm的最差情况的漂移)。
可以以两种不同方式实现三个频率上的发送,见图18。在方案1中,每625μs时隙发送三个ID包。由于ID包长度是68μs,存在625/3-68μs≈140μs用于切换合成器。这对于现代小数N合成器(其需要大约50μs来切换频率)是足够的。然而,缓慢恢复寻呼的占空比会增加3倍。方案2可以稍微更加符合蓝牙定时。然而,不能在单个11.25ms扫描窗口中捕捉到这三个频率。如果应用适当的ΔT,则上述时间滑动效应可以解决这个问题。
对于方案1,11.25ms的单个扫描窗口可以覆盖3个频率。在这种情况睛,可以保持ΔT=150ms的初始间隔增量。如果应用方案2,则单个扫描窗口仅覆盖单个频率。需要三次扫描来覆盖3个频率,见图19。定时偏差ΔT优选可以是10ms的整数倍,但不是30ms的整数倍(因为这会等于缓慢恢复寻呼中的三个频率的重复)。图19示出了在方案2的情况下优选可以使用的最大ΔT=70ms。还可以应用更小的ΔT值(但不包括30ms和60ms)。这可以以增加延迟作为代价来改善鲁棒性。
与蓝牙寻呼的兼容性
优选地,缓慢恢复扫描状态下的从单元110还应当对普通蓝牙寻呼敏感。如果ΔT为10ms的整数倍,这可以自动得到保证。在这种情况下,扫描窗口将会滑过传统蓝牙寻呼序列。
缓慢恢复中的延迟
利用与缓慢恢复寻呼方案(图17和图18中所示)和普通蓝牙寻呼都兼容的扫描重复周期,现在可以针对不同情况确定延迟。对于方案1的3-ID包方案,在ΔT=150ms的情况下,最大延迟可以为大约10s。可能需要最大8步来滑过1.28s-Nrp_max*10ms的睡眠周期。对于方案2的三倍1-ID包方案和ΔT=70ms,可能需要17步来滑过睡眠周期。然后,可能需要附加的多达两步来滑过包含该三个频率的30ms窗口。这会得到19*1.28s≈24s。最终,对于普通蓝牙寻呼,存在与传统寻呼扫描模式中类似的结果。图20示出的表总结了一旦这些单元100、110在覆盖范围内并且没有发生错误时最大响应时间和平均响应时间。
在本公开中,已经描述了一些实施方式,其可以对目前的蓝牙呼吸模式作出改善。已经定义了恢复过程,以便显著改善支持蓝牙的单元100、110的用户体验。如果在蓝牙呼吸模式期间丢失链路,则单元100、110可以试图利用低占空比恢复过程自动重连。该恢复过程可以再利用传统蓝牙寻呼过程中使用的寻呼跳频序列和DAC ID包。快速恢复可以在两个单元100、110再次进入覆盖范围内时在大约640ms的平均延迟内重连这两个单元。快速恢复状态可以持续大约30分钟(假设有40ppm的最差情况的相互漂移)。在快速恢复期间,前述从单元110的占空比可以增加到0.9%,这与传统寻呼扫描模相同。从单元110可以应用传统的寻呼扫描技术(同样的寻呼跳频方案,同样的11.25ms的寻呼扫描窗口),但是作为替代可以使用前述主单元100的时钟信息。在快速恢复扫描状态下,从单元110还可以利用标准蓝牙寻呼过程接受传统寻呼消息。前述主单元的占空比可以在30分钟窗口上从0.02%开始增加并且最大增加到0.3%。主单元100可以发送包括从单元的DAC的ID包。随着时间的推进,主单元100强化了ID传输的重复。如果在例如30分钟内没有发生重连,则这些单元进入缓慢恢复状态。前述主单元100的占空比不再增加而是保持在0.3%。从单元的占空比可以保持在0.9%;然而,从单元110的扫描周期可以增加以迫使对主单元恢复寻呼发送发生时间滑动效应。当单元100、110在覆盖范围内时这会导致更长的延迟(平均延迟在12秒量级),但是将会使单元100、110保持在低占空比。在缓慢恢复扫描状态下,从单元110也可接受传统蓝牙寻呼消息。缓慢恢复可以在FH同步丢失之前执行13小时以上(再假设有40ppm的最差情况的相互漂移)。如果在该时间内没有重连该链路,则单元100、110可以返回到传统蓝牙寻呼扫描(或者关闭它们,要求用户动作来再次启动)。在实际应用中,这些单元可以更早地离开缓慢恢复方案(例如8小时)。本公开中描述的过程是相当通用的。然而,如果使用不同的时钟精确度,最终结果会发生变化。较大的不准确性会导致较长的延迟和/或较大的占空比,这会演变成更多的功耗。
本文使用的术语只是为了描述具体实施方式的目的,并不是要限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一个”和“该”意在包括复数形式,除非上下文中另有明确指示。还要理解的是,术语“包括”在这里使用时是指所述特征、要件、步骤、操作、要素和/或元件的存在,但不排除一个或更多个其他特征、要件、步骤、操作、要素、元件和/或它们的组合的出现或添加。除非另有定义,本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有本发明所属技术领域内的普通技术人员所共同理解的同样的含义。还要理解的是,本文使用的术语应当解释为具有与本说明书的语境和相关技术中的含义一致的含义,并且不应该从理想化的或者过于正式的意义上进行解释,除非本文明确地这样定义。
前面描述了本发明的实施方式的操作原理和模式。具体地,前面描述了恢复蓝牙中主单元100和从单元11之间的先前丢失的连接或链路120的原理。例如,将本文描述的示例性实施方式应用于一个系统。然而,这些详细的描述应当看作是示例性的而不是限制性的,并且不是对上面讨论的具体的优选公开的实施方式的限制。例如,本领域的技术人员容易理解,构成这种系统的各种设备,例如主单元和从单元,当然也可以由本公开独立覆盖。由所附权利要求给出本发明的范围。应当理解的是,在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,本领域的技术人员可以在这里描述的实施方式中作出各种改变。
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