專利名稱：能夠調整信標周期的無線通信裝置和方法
技術領域：
本發明涉及無線通信裝置和其方法，尤其涉及能夠調整以停駐模式(parkmode)產生的信標周期的無線通信裝置和用于調整該信標周期的方法。本申請基于2001年11月30日提交的韓國專利申請第2001-75530號的申請，在此合并以參考。
背景技術：
藍牙是電信、網絡、計算機和消費品一般領域中使用的無線數據通信技術的代碼名稱。藍牙技術能夠以單一遠程無線連接取代裝置需要的若干電纜。例如，當在移動電話和膝上型計算機中實現藍牙技術時，裝置可以不與電纜連接而被使用。作為能夠成為部分藍牙系統的裝置，有打印機、PDA(個人數字助理)、臺式計算機、傳真系統、鍵盤和操縱桿。實際上，各種各樣的數字裝置都能夠成為藍牙系統的部分。
通常，藍牙系統最大數據傳輸速度為1Mbps，最長傳輸距離為10m。1Mbps是2.4GHz的ISM(industrial scientific medical，工業科學醫學)頻帶范圍內的一個頻率，用戶不需要許可證就可以使用，其傳輸速度能夠容易以低成本實現。此外，10m是用戶擁有的裝置和辦公室中的臺式計算機之間一個足夠的距離，傳輸距離10m是這種考慮的結果。
因為藍牙系統已經設計成能在具有大量噪音的射頻環境下操作，它使用每秒1600次的跳頻方案，用于以無線頻率進行穩定的數據傳輸。這里，該跳頻方法是擴頻技術和直接序列方法。該跳頻與直接序列方法的差別在于載波信號的頻率每秒改變若干次。
藍牙系統不僅支持一對一連接而且支持一對多連接。如圖1所示，可以形成多個皮網(piconet)并彼此連接。每個皮網根據彼此不同的跳頻順序而劃分。在這種情況下，該皮網是一藍牙網絡，由一個主機和向該主機連接的一或多個從機形成。該皮網可以具有一個主機和最多七個從機。該主機和該從機基本上通過使用一個跳躍時隙為單位(625μs＝1/1600)，通過時分雙工進行雙向通信。彼此系統地連接的多個皮網被稱作分散網。
圖2是表示主機和從機間以TDD通信的視圖。參考圖2，分配給時隙的每個信道的長度是625μs。根據皮網主機的藍牙時鐘確定時隙數目。主機和從機在時隙中有選擇地發送分組。換句話說，主機只在偶數時隙中發送分組，從機只在奇數時隙中發送分組。此外，應該在5個時隙內實現發送到主機和從機的每個分組。當發送多個時隙時，開始發送分組的那個時隙的跳頻被用作所有分組的跳頻。這里，該分組是經由皮網信道發送的數據單元。
為使藍牙連接節電，主機可以以保持模式、探測模式(sniff mode)和停駐模式操作從機。在保持模式，從機進入休眠狀態，保持激活成員機地址(ActiveMember Address)(AM_ADDR)并保持與主機連接。在探測模式，從機的收聽活動工作期(the duty cycle)減少了，同時從機保持AM_ADDR并與主機連接。在停駐模式，從機放棄其激活模式地址AM_ADDR并進入休眠狀態，同時保持與主機連接。從而，從機進入停駐模式之前，從主機收到停駐模式使用的新的地址，例如停駐成員機地址(PM_ADDR)或接入請求地址(AR_ADDR)。
這里，AM_ADDR被表示為一個成員機地址，并識別皮網中參與的激活成員機。換句話說，在皮網中當兩個或更多從機連接到一個主機時，主機分配臨時的3比特地址給每個從機并當從機喚醒時將使用，以便區別這些從機。所以，主機和從機間傳送的所有分組都帶有AM_ADDR。換句話說，不僅從主機到從機的分組而且從從機到主機的分組都使用從機的AM_ADDR。當從機不與主機連接時，或當從機處于停駐模式時，放棄分配的AM_ADDR。當從機再連接到主機時，將分配一個新的AM_ADDR。限制皮網的主機和從機數目為一個主機和七個從機的理由是根據藍牙標準主機分配給喚醒從機的地址AM_ADDR被定義為3比特。換句話說，在最大八個地址之中，地址‘ 000’用于從主機到從機的廣播，只有從‘001’到‘111’七個地址被用作AM_ADDR。
PM-ADDR從其它停駐從機識別某一個停駐從機。停駐從機每隔一定間隔喚醒以聽取該信道以便再同步，并檢查廣播消息。為支持停駐從機，一或多個從機停駐時，主機建立一個信標信道。
圖3表示普通信標信道的格式視圖。圖4是說明一個接入窗口的視圖。參考圖3和4，信標信道包含一個信標時隙或以恒定時間間隔發送的一系列等距離的信標時隙。參考圖3，NB(NB≥1)信標時隙的序列和下一信標時隙序列以TB時隙間隔進行定義。序列中的信標時隙以ΔB分隔。序列的第一信標時隙開端被稱作信標瞬間，并作為信標定時基準。換句話說，信標時隙TB的序列與該信標瞬間和下一信標瞬間相同。選擇信標參數NB和TB，使得在易于出錯的環境中，停駐從機在預定時間窗口期間有足夠的時間進行同步。該信標信道用做四個目的1)停駐從機可以用作再同步的主機到從機的分組傳輸；2)傳送消息給停駐的從機以改變信標參數；3)傳送普通廣播信息給停駐的從機；4)一個或更多停駐從機去停駐。
皮網的主機通過使用各種參數設定信標接入窗口以便支持以停駐模式的從機。在該窗口期間，主機將一個數據傳輸機會給想要連接到主機的停駐從機。在從主機到從機發送的信標時隙的末端周期地出現此部分。定義接入窗口為停駐從機能夠發送去停駐的請求信號的地方。為增加可靠性，該接入窗口能夠重復Maccess次(Maccess≥1)。信標瞬間之后接入窗口開始一個固定時延Daccess，直到接入窗口的開始為止。
正如至此描述的，在當前藍牙標準中，不定義信標參數TB應該確定為某一值。因為TB值不確定，如果TB值小，則頻繁地產生信標信道并且從而增加以停駐模式的從機被激活的機會。然而，因為停駐的從機被激活的機會增加了，則當前激活的從機傳送數據的機會就減少了。另外，當TB值太大時，激活的從機能夠完成正常傳輸，但是停駐的從機必須等待很長時間以連接到主機。

發明內容
已經產生本發明以克服上述現有技術的問題。因此，本發明的一個目的是提供一種無線通信裝置和方法，用于通過考慮激活的從機使用的業務量和停駐的從機數目，確定信標時隙序列的時間間隔。
通過提供依據本發明的無線通信裝置實現上述目的，該無線通信裝置包含信標信道發生器，用于在停駐模式期間用第一周期產生信標時隙序列；時隙部分計算器，用于根據時隙部分中的時隙利用系數和喚醒比率，計算所述信標時隙序列的第二周期；和控制器，用于控制所述信標信道發生器，以便根據由所述時隙部分計算器計算的第二周期產生信標時隙序列。該信標信道發生器設定一個接入窗口，用于給想要連接主機的停駐從機一個向主機發送數據的機會。
上述目的也由根據該本發明的無線通信方法完成，該方法包含以下步驟在停駐模式期間用第一周期產生信標時隙序列；根據時隙利用系數和喚醒比率計算所述信標時隙序列的第二周期；和控制信標信道發生器根據計算步驟計算的第二周期產生信標時隙序列。
該計算步驟包含以下步驟比較當前時隙部分的時隙利用系數和前一時隙部分的時隙利用系數間的差值；以及當當前時隙部分的時隙利用系數減去前一部分的時隙利用系數得到的值大于第一預定值時，比較當前時隙部分的喚醒比率和前一時隙部分的喚醒比率間的差值。當前一時隙部分的喚醒比率減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值大于第二預定值時，計算的第二周期比第一周期更長。
當前一時隙部分的喚醒比率減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期等于第一周期。
在當前時隙部分的時隙利用系數減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值小于第一預定值的情形下，當當前時隙部分的喚醒比率減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期比第一周期短。
當當前時隙部分的喚醒比率減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期等于第一周期。
根據該本發明，該無線通信裝置能夠根據皮網中的業務量調整信標時隙序列的時間間隔。因此，雖然在皮網中停駐從機的數目在改變，該無線通信裝置能夠根據業務量提高該皮網的效率。


通過參考附圖描述本發明的優選實施例，本發明的目的和特征將更加顯而易見圖1是表示一個系統的分散網視圖；圖2是表示主機和從機間以TDD通信的視圖；圖3是表示一個普通信標信道格式的視圖；圖4是說明一個接入窗口的視圖；圖5是示意地表示根據本發明的無線通信裝置的方框圖；和圖6是表示圖5裝置的無線通信方法的流程圖。
具體實施例方式
在下文，通過參考附圖將更詳細地描述本發明圖5是示意地表示根據本發明的無線通信裝置的方框圖。參考圖5，該無線通信裝置包含收發信機21(31)、信標發生器23(33)和主機40(50)。信標發生器23(33)具有時隙部分計算器25(35)、控制器27(37)和信標信道發生器29(39)。這里，給予相同元件的參考數字中，21、23、25、27、29和40被給予以從機操作的無線通信裝置元件，參考數字31、33、35、37、39和50被給予以主機操作的無線通信裝置元件。
收發信機21(31)處理從外面傳送的信號，例如RF(射頻)信號并發送用于傳輸到外面的數據分組。信標信道發生器29(39)在預定間隔以停駐模式產生信標時隙序列。這里，信標時隙序列是由信標信道發生器29(39)產生的，意指預定數目的信標時隙以預定時間間隔排列。信標信道發生器29(39)設定一個接入窗口，用于在產生預定數目的信標時隙序列之后，激活與外部裝置的傳輸。這里，接入窗口意味著能夠發送用于將停駐從機轉換為普通狀態(去停駐模式)的信號(接入請求信號)的區域。為增加可靠性，該接入窗口能夠重復Maccess次(Maccess＞1)。
時隙部分計算器25(35)根據由信標信道發生器29(39)產生的信標時隙序列的時隙利用系數和喚醒比率，計算連續產生的信標時隙序列之間的時間間隔。這里，時隙利用系數意味著每單位時間使用的時隙比率，而喚醒比率意味著去停駐從機的比率。
控制器27(37)控制該信標信道發生器29(39)，以便允許以由時隙部分計算器25(35)計算的時間間隔產生信標時隙序列。
主機40(50)執行無線通信裝置的初始目標。例如，在無線通信裝置是打印機的情況下，主機40(50)執行打印機功能，換言之打印。
這里，主機確定關于皮網中信道的整體特性。該主機的藍牙設備地址(BD_ADDR)確定調頻序列和信道接入碼。換句話說，主機的時鐘確定跳頻序列的相位并設定定時。此外，主機還控制信道的業務量。主機可以是任何數字裝置。當一旦形成皮網，就可以改變主機和從機的角色。
圖6是表示圖5的裝置執行的無線通信方法的流程圖。參考圖6，將更詳地細描述根據本發明的無線通信裝置的操作。
控制器27(37)判定無線通信裝置是否處于停駐模式(S601)。當判定無線通信裝置處于停駐模式時，控制器27(37)控制信標信道發生器29(39)在預定間隔產生信標時隙序列。信標信道發生器29(39)在預定間隔以停駐模式產生信標時隙序列(S602)。
時隙部分計算器25(35)根據時隙利用系數和喚醒比率計算連續產生的信標時隙序列間的時間間隔。為了計算信標時隙序列的時間間隔，時隙部分計算器25(35)比較當前時隙部分的時隙利用系數與前一時隙部分的時隙利用系數之差(S603)。
當當前時隙部分的時隙利用系數不大于前一時隙部分的時隙利用系數第一預定值時，時隙部分計算器25(35)比較當前時隙部分的喚醒比率與前一時隙部分的喚醒比率(S605)。當當前時隙部分的喚醒比率大于前一時隙部分的喚醒比率超過第二預定值時，時隙部分計算器25(35)計算信標時隙序列的時間間隔比前一信標時隙序列的時間間隔短一個預定時間(S607)。這里，第一預定值是當前時隙部分的時隙利用系數和前一時隙部分的時隙利用系數閾值間的一個差值。第二預定值是當前時隙部分和前一時隙部分的喚醒比率閾值間的一個差值。參考圖6，當前時隙部分的時隙利用系數表示為U(t)，當前時隙部分的喚醒比率表示為W(t)，前一時隙部分的時隙利用系數表示為U(t-TB)，前一時隙部分的喚醒比率表示為W(t-TB)。
當當前時隙部分的喚醒比率不大于前一時隙部分的喚醒比率第二預定值時，比較當前時隙部分的喚醒比率與前一時隙部分的喚醒比率之后(S605)，時隙部分計算器25(35)計算信標時隙序列的時間間隔與前一時隙部分的時間間隔相同(S609)。
當當前時隙部分的時隙利用系數大于前一時隙部分的時隙利用系數第一預定值時，比較了當前時隙部分的時隙利用系數和前一時隙部分的時隙利用系數間的系數差值之后(S603)，時隙部分計算器25(35)比較當前時隙部分的喚醒比率與前一時隙部分的喚醒比率(S611)。當前一時隙部分的喚醒比率大于當前時隙部分的喚醒比率第二預定值時，時隙部分計算器25(35)計算信標時隙序列的時間間隔比前一信標時隙序列的時間間隔更長(S613)。
當前一時隙部分的喚醒比率不大于當前時隙部分的喚醒比率第二預定值時，比較當前時隙部分的喚醒比率與前一時隙部分的喚醒比率之后(S611)，時隙部分計算器25(35)計算信標時隙序列的時間間隔與前一時隙部分的時間間隔相同(S609)。
控制器27(37)控制信標信道發生器29(39)以便允許以時隙部分計算器25(35)計算的時間間隔產生信標時隙序列。信標信道發生器29(39)在控制器27(37)計算的時間間隔產生信標時隙序列(S615)。由控制器27(37)產生信標時隙序列之后，該信標信道發生器29(39)設定接入窗口，用于給停駐的從機連接到主機的一個機會。控制器27(37)可以經由信標信道發生器29(39)設立的接入窗口發送去停駐請求信號。
從而，無線通信裝置可以根據時隙利用系數和時隙部分的喚醒比率，調整信標時隙序列的時間間隔，因此無線通信裝置可以適當地處理皮網的業務量特性的改變。
根據該本發明，該無線通信裝置能夠根據皮網中的業務量調整信標時隙序列的時間間隔。因此，雖然在皮網中停駐從機的數目在改變，該無線通信裝置能夠根據業務量改善該皮網的效率。
至此，已經說明和描述了本發明的優選實施例。然而，本發明不被限制在這里描述的優選實施例，本領域技術人員可以在權利要求書限定的范疇內修改本發明。
權利要求
1.一種無線通信裝置，包含信標信道發生器，用于在停駐模式期間用第一周期產生信標時隙序列；時隙部分計算器，用于根據一個時隙部分中的時隙利用系數和喚醒比率計算所述信標時隙序列的第二周期；和控制器，用于控制所述信標信道發生器根據所述時隙部分計算器計算的第二周期產生所述信標時隙序列。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中當通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值大于第一預定值，和從前一時隙部分的喚醒比率中減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值大于第二預定值時，所述時隙計算器計算出第二周期比第一周期更長。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中當通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值大于第一預定值，和從前一時隙部分的喚醒比率中減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，所述時隙計算器計算出第二周期等于第一周期。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中當通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值小于第一預定值，和從當前時隙部分的喚醒比率中減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值大于第二預定值時，所述時隙計算器計算出第二周期短于第一周期。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中當通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值小于第一預定值，和從當前時隙部分的喚醒比率中減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，所述時隙計算器計算出第二周期等于第一周期。
6.一種無線通信方法，包含以下步驟在停駐模式期間用第一周期產生信標時隙序列；根據時隙利用系數和喚醒比率計算所述信標時隙序列的第二周期；和控制信標信道發生器，以根據計算步驟計算的第二周期產生信標時隙序列。
7.根據權利要求6所述的方法，其中計算步驟包含以下步驟比較當前時隙部分的時隙利用系數和前一時隙部分的時隙利用系數間的差值；和當通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一部分的時隙利用系數得到的值大于第一預定值時，比較當前時隙部分的喚醒比率和前一時隙部分的喚醒比率間的差值，其中，當通過從前一時隙部分的喚醒比率中減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值大于第二預定值時，第二周期被計算出比第一周期更長。
8.根據權利要求7所述的方法，其中當通過從前一時隙部分的喚醒比率中減去當前時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期等于第一周期。
9.根據權利要求7所述的方法，其中，在通過從當前時隙部分的時隙利用系數中減去前一時隙部分的時隙利用系數得到的值小于第一預定值的情況下，當從當前時隙部分的喚醒比率中減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期要短于第一周期。
10.根據權利要求9所述的方法，其中當通過從當前時隙部分的喚醒比率中減去前一時隙部分的喚醒比率得到的值小于第二預定值時，計算步驟計算第二周期等于第一周期。
全文摘要
一種無線通信裝置，能夠根據皮網中的業務量調整時隙部分間的時間間隔。該無線通信裝置具有收發信機，用于從外部設備發送和接收數據；信標信道發生器，用于在停駐模式期間以固定間隔產生信標時隙序列；時隙部分計算器，用于根據時隙利用系數和喚醒比率計算連續產生的信標時隙序列的時間間隔；和控制器，用于控制信標信道發生器，允許在時隙部分計算器計算的時間間隔產生信標時隙序列。該信標信道發生器設定一個接入窗口，用于產生信標時隙序列之后，激活與外部設備的數據通信。因此，無線通信裝置由于可以根據時隙部分的時隙利用系數和喚醒比率調整信標時隙序列的時間間隔，從而無線通信裝置可以適當地處理皮網的業務量特性的改變。
文檔編號H04L12/28GK1430337SQ02154210
公開日2003年7月16日 申請日期2002年11月30日 優先權日2001年11月30日
發明者金用錫, 樸種憲 申請人:三星電子株式會社