專利名稱：用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法
技術領域：
本發明涉及一種角色交換方法，特別涉及一種用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，可以有效地避免噪聲的干擾。
背景技術：
藍牙是一個應用于無線個人局域網絡的技術。它主要是在消除各種裝置之間裝設電纜和連接器的需求。它主要應用在個人計算機及其外圍設備，隨身聽及其連接的耳機等。藍牙具有強韌性、安全性且支持數據和聲音的無線電通訊，而這些裝置不需要彼此都在視線之內。
如圖1所示的是現有的藍牙規范中交換角色成功的封包傳送過程示意圖。在時間軸t1時，附屬單元(Slave)要求交換角色并發送一同步化跳頻封包(FHS)，主要單元(Master)則回送一確認封包(ID)。在時間軸t2時，當主要單元/附屬單元均轉換為新附屬單元/新主要單元之后，由新主要單元發送一輪詢封包(POLL)，新附屬單元收到來自新主要單元發送一輪詢封包后則發送一空的封包(NULL)，至此完成整個交換角色的動作。
藍牙使用2.4GHz ISM頻帶，與IEEE 802.11系列的無線局域網絡共享同一頻帶。這兩種網絡間的互相干擾可能會不預期發生，因此會嚴重降低彼此的效能。如圖2所示的是現有的藍牙規范中交換角色失敗的封包傳送過程示意圖，封包在交換角色時因遭受到噪聲干擾而發生交換角色轉換的失敗。在時間軸t1時，附屬單元要求交換角色并發送一同步化跳頻封包，主要單元則回送一確認封包，但是因為噪聲或外界的影響，造成確認封包接收失敗。但主要單元在傳送確認封包之后，便自動在時間軸t2時轉換為新附屬單元，但原本的附屬單元仍未收到確認封包，便以為未將同步化跳頻封包送達，所以在時間軸t2之后便重送同步化跳頻封包。但是由于原來的主要單元已經切換為新附屬單元，此時附屬單元與新附屬單元之間將無法再接收到彼此的封包。直到時間軸t3，此時已超過交換角色時間(new connectionT0)，新附屬單元與附屬單元各自回到原來的主要單元與附屬單元，至此交換角色的動作便宣告失敗。對于這方面可能面臨到的問題，在現有的藍牙標準中并無任何明文的防范機制。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，用以解決傳統藍牙規范中在交換角色時，因外界干擾而造成交換角色程序失敗的問題。
為了達到上述目的，本發明用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，包括下列步驟在一第一時間t1時，一第一附屬單元欲轉換角色并發送一同步化跳頻封包給一第一主要單元；在一第二時間t2時，該第一主要單元切換為一第二附屬單元；該第一附屬單元將同步化跳頻封包重復傳送復數次；以及在一第三時間t3時，該第一附屬單元自動切換為一第二主要單元。
進一步地，該角色交換方式還包含下列步驟在該第三時間t3后，由該第二主要單元發送一輪詢封包，該第二附屬單元收到來自該第二主要單元發送的一輪詢封包后則發送一空的封包給該第二主要單元。
進一步地，該第三時間t3在0.625ms-20ms之間；且該第三時間t3小于一交換角色時間，即該第三時間t3小于20ms。
進一步地，該第一附屬單元重復傳送同步化跳頻封包的次數為2-6次，較佳次數為3次。若第一附屬單元在重復傳送同步化跳頻封包至最高次數前，接收到第一主要單元發送的確認封包，則該第一附屬單元即可切換為該第二主要單元。
綜上所述，根據本發明用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其因為一重送封包與自動交換角色的機制，可以補充現有藍牙規范中的缺點，避免連接時交換角色的失敗，避免連接不上彼此藍牙裝置的狀況。并讓用戶在連接彼此的藍牙裝置時，無論是連接者或是被連接者都有很好的穩定性，并可以由此得到滿足。
圖1為在現有藍牙規范中交換角色成功的封包傳送過程示意圖；圖2為在現有藍牙規范中交換角色失敗的封包傳送過程示意圖；圖3為本發明用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法的封包傳送過程示意圖。
具體實施例方式
本發明是根據藍牙標準，提出一機制可避免交換角色時，因遭受到干擾或其它因素而失敗。如圖3所示的是本發明交換角色成功的封包傳送過程，此機制的特征為一重送封包與自動交換角色的機制，可以有效的避免原本藍牙規范中，當同步化跳頻封包或確認封包被影響時所造成的交換角色失敗。
在藍牙系統的定義上，所有設備的地位都是平等的，原則上任何藍牙裝置都可以是主要單元(Master)或是附屬單元(Slave)，唯一的規定是首先提出聯機要求的設備就稱為主要單元，而被連結的設備就稱為附屬單元(Slave)，角色的分配是在網絡連結(Piconet)形成時就確定的。依照應用程序的需求，有時主要單元(Master)或是附屬單元(Slave)的功能還能互相切換。
當兩個藍牙設備互相連結后，等于是在基層(Baseband)階層建立起一條實體信道(Physical channel)，實體信道內主要單元與附屬單元間的訊號傳遞是以分時多任務(TimeDivision Duplex，TDD)方式。主要單元在偶數時槽(Time slot)時送出數據，附屬單元則進行監聽，在下一個時槽則由附屬單元發送數據改由主要單元監聽。
如圖3所示，交換角色的動作由一第一時間t1開始，一第一附屬單元310欲轉換角色成為主要單元并發送一同步化跳頻封包(FHS)給一第一主要單元320，該第一主要單元320則回送一確認封包(ID)。即使該確認封包(ID)因為干擾或其它因素導致附屬單元310未收到，在一第二時間t2時該第一主要單元320已經切換為一第二附屬單元340，此時原本的該第一附屬單元310并未收到來自原來的該主要單元320的確認封包，并且不知道原本的該第一主要單元320是否接收到同步化跳頻封包。于是原來的該第一附屬單元310將同步化跳頻封包重復傳送數次。在一第三時間t3時，該第一附屬單元310自動切換為一第二主要單元330，這樣有效避免交換角色失敗的狀況。
在該第三時間t3后，當主要單元/附屬單元均轉換為新附屬單元/新主要單元之后，由該第二主要單元330發送一輪詢封包，該第二附屬單元340收到來自該第二主要單元330發送一輪詢封包后，則發送一空的封包給該第二主要單元330，至此完成整個交換角色的動作。
其中在該第一附屬單元310欲轉換角色成為主要單元并發送一同步化跳頻封包給該第一主要單元320后還包含下列步驟該第一主要單元320發送一確認封包(ID)給該第一附屬單元310。
一般而言，第一時間t1小于第二時間t2，第二時間t2小于第三時間t3。第三時間t3可以預設在0.625ms-20ms之間，最好為0.625ms的倍數。然而需注意的，該第三時間t3需小于一交換角色時間。該交換角色時間為20ms最好。
該第一附屬單元重復傳送同步化跳頻封包的最高次數為2-6次，3次為最好。若該第一附屬單元在重復傳送同步化跳頻封包至最高次數前，接收到該第一主要單元發送的確認封包，該第一附屬單元310即可切換為該第二主要單元330。
時槽上傳遞的封包并不占滿整個時槽，每個時槽的傳輸時間為625μs，即頻率為1600slots/sec。由于藍牙采用了跳頻的機制，因此在進入下一個時槽時將跳躍到另一個頻道上。藍牙將2.45GHz通訊頻段切割成79個1MHz的頻道，數據將在這79個頻道上交替傳輸。
主要單元只在偶數的時槽傳送數據，附屬單元設備只在奇數的時槽傳送數據，主要單元傳送的封包不僅只占有1個時槽，還能擴展到3個或5個時槽。
其中同步化跳頻封包(FHS)則與其它區段內(同步連結導向，SCO異步連結導向，ACL鏈接)各種封包一樣，同時具有存取碼、表頭、負載三部份。確認封包(ID)僅由存取碼組成，并且在預定聯機(pre-connection)動作期間被使用。確認封包是一個強有力的訊號機器，因為它僅攜帶裝置從何而來或要往何處去的存取碼信息。空的(Null)封包僅由存取碼與封包標頭組成，空的封包自己本身并不需要有響應給它。輪詢(Poll)封包跟空的封包有相同的結構，但輪詢封包則必須要有響應信息。
綜上所述，根據本發明用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，由于一重送封包與自動交換角色的機制，可以補充現有藍牙規范中的缺點，避免連接時交換角色的失敗，避免連接不上彼此藍牙裝置的狀況。并讓用戶在連接彼此的藍牙裝置時，無論是連接者或是被連接者都有更好的穩定性，并可以由此得到滿足。
權利要求
1.用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在一第一時間t1時，一第一附屬單元欲轉換角色并發送一同步化跳頻封包給一第一主要單元；一第二時間t2時，該第一主要單元切換為一第二附屬單元；該第一附屬單元若確認封包接收失敗時，將同步化跳頻封包傳送至少一次；以及在一第三時間t3時，該第一附屬單元自動切換為一第二主要單元。
2.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，在所述的一第一時間t1后還包含下列步驟一第一附屬單元要求交換角色并發送一同步化跳頻封包給一第一主要單元；以及該第一主要單元發送一確認封包給該第一附屬單元。
3.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，在所述的一第三時間t3后，還包含下列步驟由該第二主要單元發送一輪詢封包；以及該第二附屬單元收到來自該第二主要單元發送一輪詢封包后則發送一空的封包給該第二主要單元。
4.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，所述的第三時間t3在0.625ms-20ms之間。
5.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，所述的第三時間t3為0.625ms的倍數。
6.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，所述的第三時間t3小于一交換角色時間。
7.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，所述該第一附屬單元重復傳送同步化跳頻封包的次數為2-6次。
8.按照權利要求1所述的用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其特征在于，其中若第一附屬單元在重復傳送同步化跳頻封包至最高次數前，接收到該第一主要單元發送的確認封包，則該第一附屬單元即可切換為該第二主要單元。
全文摘要
本發明公開了一種用于藍牙無線通訊系統的角色交換方法，其包含下列步驟在一第一時間t1時，一第一附屬單元要求交換角色并發送一同步化跳頻封包給一第一主要單元；在一第二時間t2時，該第一主要單元切換為一第二附屬單元；該第一附屬單元將同步化跳頻封包重復傳送復數次；以及在一第三時間t3時，該第一附屬單元自動切換為一第二主要單元。根據本發明角色交換方法，可以有效解決傳統藍牙規范中對于交換角色時，因外界干擾而造成交換角色程序的失敗的問題。
文檔編號H04L12/28GK101056256SQ20061006675
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月11日 優先權日2006年4月11日
發明者李崇羲, 游曜駿, 陳逸萍 申請人:創杰科技股份有限公司