CN101150335B

CN101150335B - 实现多种功能的蓝牙电话终端设备

Info

Publication number: CN101150335B
Application number: CN200610127015XA
Authority: CN
Inventors: 高迎宾
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: CN101150335A

Abstract

本发明公开一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备。为解决现有技术中蓝牙终端与蓝牙网关断开后自动接入、在蓝牙网关不存在的情况下完成内部通话、在对讲时外线有来电的处理等实际问题而发明。本发明一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备，包括：蓝牙模块，用于蓝牙无线及基带协议的处理；应用处理器系统，用于蓝牙主机控制器接口以上层协议及应用的处理；MMI硬件模块，用于蓝牙功能的使用；本发明蓝牙终端可在各种实际和复杂场景下应用；利用本方法制造的蓝牙终端和标准蓝牙协议兼容，具有通用性。

Description

实现多种功能的蓝牙电话终端设备

技术领域

本发明涉及无线个人局域网(WPAN)通讯领域，尤其涉及蓝牙技术，是一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备。

背景技术

蓝牙(Bluetooth)作为一种小范围无线连接技术，能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信，是目前实现无线个域网的主流技术之一。为了满足短距离无线语音电话的需求，蓝牙SIG组织制定了蓝牙无绳电话规范(Cordless Telephony Profile)和蓝牙内部通话规范(Intercom Profile)，实现了蓝牙技术在三合一电话(3-in-1 phone)中的应用(如图1)：接入公用电话网，作为普通电话使用(图1-101)；作为不计费的内部电话使用(图1-102)；作为蜂窝移动电话使用(图1-103)。

同时，随着移动通信技术的快速发展，移动终端正在普及，传统的固网在竞争中的优势正在变小。为尽快摆脱固网的发展困境，目前固网和移动网的无缝融合正在形成热点，英国电信更是于2005年6月份率先推出了代号为BTFusion的蓝牙电话，开创了固定和移动网融合的先河。

蓝牙SIG组织制定的蓝牙无绳电话规范(图2-201)和蓝牙内部通话规范(图2-202)只定义了基本的呼叫控制协议(基于Q.931的TCS Binary协议)和协议子集，这些协议只定义了基本的呼入和呼出电话业务以及非常有限的几种附加业务(来电显示、DTMF和R键)，并未涉及到实际应用场景的处理问题，比如：蓝牙终端由于某种原因与蓝牙网关断开连接后是否会自动接入；蓝牙终端在蓝牙网关不存在的情况下怎样完成内部通话；对讲时外线有来电的处理等。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备和方法，实现自动注册，全双工对讲，内部电话和外线电话综合处理，蓝牙耳机应用，信息交换等功能，使得该终端设备可以在各种实际的和复杂的场景下应用。另外，利用本方法制造的蓝牙终端，和标准蓝牙协议兼容，具有通用性。

为达到上述目的，本发明一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备，包括：

蓝牙模块、应用处理器系统、人机交互接口硬件模块；其中，

蓝牙模块，用于蓝牙无线及基带协议的处理，包括：蓝牙无线收发装置、基带控制器、蓝牙基带协议固件、链路管理器和协议堆栈单元；

其中，所述蓝牙无线收发装置完成蓝牙空口数据的收发；基带控制器根据链路管理器的要求完成蓝牙基带控制；协议堆栈单元用于为各种应用提供所需要的通信协议与应用程序接口；所述的协议堆栈单元包括：链路管理协议模块、逻辑链路控制与适配协议模块、服务发现协议模块、二进制电话控制协议模块、无绳电话规范模块、对讲电话规范模块、串口仿真协议模块、耳机应用规范模块、对象推送规范模块；其中，

所述链接管理协议模块，用于建立蓝牙设备间的连接；

所述逻辑链路控制与适配协议模块，用于复用上层协议，并提供分组的分片和重组功能、服务质量和蓝牙设备组管理；

所述服务发现协议模块，用于定位蓝牙设备提供的服务及获得该服务的途径；

所述二进制电话控制协议模块，用于无绳电话规范服务和对讲电话规范服务，包括呼叫控制部分、无线用户组管理部分和无连接处理部分；

所述串口仿真协议模块，用于仿真实际物理串口；

耳机应用规范模块，用于利用串口仿真协议模块与蓝牙耳机建立连接；

对象推送规范模块，用于利用串口仿真协议模块交换电话本、名片信息；

应用处理器系统，用于蓝牙主机控制器接口以上层协议及应用的处理；

人机交互接口硬件模块，用于蓝牙功能的使用；其中，

蓝牙模块通过物理接口连接到应用处理器系统，人机交互接口硬件模块通过物理接口连接到应用处理器系统。

其中，所述的应用处理器系统包括：包括MCU、RAM及FLASH芯片。

其中，所述的人机交互接口硬件模块包括：显示屏和键盘；支持对蓝牙默认网关信息、支持对讲电话规范的设备信息、蓝牙耳机设备信息以及需要交换信息的控制。

其中，所述蓝牙模块所使用的协议堆栈单元还包括主机控制器接口传输层模块，用于提供一种访问蓝牙硬件能力的通用接口，主机上的主机控制器接口驱动器模块和蓝牙设备的主机控制器接口传输层的固件，依照标准的主机控制器接口层协议交换数据和命令。

优选的，所述的应用处理器系统和人机交互接口硬件模块在移动/蓝牙双模终端中复用。

和现有蓝牙终端相比，本发明的蓝牙终端能够自动寻呼并连接到网关，实用性强，可用于基于蓝牙技术的移动固定融合(FMC)方案；能够实现400米距离内的全双工对讲；可以综合处理外线电话和内部电话；可将来自网关或另一个蓝牙终端的语音路由至蓝牙耳机；并且可以在本发明的蓝牙终端之间或者本发明的蓝牙终端和其它支持蓝牙OPP规范的蓝牙设备之间交换信息(电话号码记录、名片等)。本发明的蓝牙终端，支持标准的蓝牙语音电话协议，还能处理各种实际的和复杂的应用场景，具有很强的通用性和实用性。

附图说明

图1是现有蓝牙技术在“三合一”电话中的应用示意图；

图2是现有蓝牙应用规范示意图；

图3是本发明所使用的蓝牙协议堆栈和蓝牙系统模块图；

图4a是本发明所述的实现自动注册功能中用户断开连接的处理图示；

图4b是本发明所述的实现自动注册功能中蓝牙终端掉电的处理图示；

图5是本发明所述的实现全双工对讲功能的图示；

图6a是本发明所述蓝牙终端与蓝牙网关组的微微网示意图；

图6b是本发明所述的外线电话和内部电话综合处理的图示；

图7是本发明所述的实现蓝牙耳机应用功能的图示；

图8是本发明所述的实现信息交换传输功能的图示。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

本发明的蓝牙电话终端设备包括：

应用处理器系统，包括MCU、RAM及FLASH芯片，完成蓝牙主机控制器接口HCI以上层协议及应用的处理；

人机交互接口(MMI)硬件模块，包括显示屏、键盘等，用于蓝牙功能的使用，支持对蓝牙默认网关信息、支持对讲电话规范的设备信息、蓝牙耳机设备信息以及需要交换信息的控制。

蓝牙模块，包括蓝牙无线收发装置、基带控制器、蓝牙基带协议固件和链路管理器。蓝牙无线收发装置完成蓝牙空口数据的收发；链路管理器负责基带连接的设定及管理，基带控制器根据链路管理器的要求完成蓝牙基带控制。

蓝牙模块通过物理接口(UART接口、USB接口等)连接到应用处理器系统，人机交互接口硬件模块的键盘和显示屏等部件通过物理接口(UART接口、USB接口、并行接口、SPI接口等)连接到应用处理器系统。

图3是蓝牙语音网关和蓝牙终端中蓝牙部分的系统模块图。

在图3中，蓝牙无线收发装置301完成蓝牙空口数据的收发；链接管理协议模块303负责蓝牙各设备间连接的建立；链路管理器304按照链路管理协议模块303的要求处理来自蓝牙主机控制器接口(HCI)传输层305的信息和控制蓝牙基带；基带控制器302根据链路管理器304的要求完成蓝牙基带控制。

主机控制器接口(HCI)传输层305是可选的，当主机控制器接口传输层的上层功能模块和下层功能模块在不同的系统中实现时，主机控制器接口传输层提供一种访问蓝牙硬件能力的通用接口，主机上的主机控制器接口驱动器306和蓝牙设备的主机控制器接口传输层305的固件依照标准的主机控制器接口层协议交换数据和命令；当主机控制器接口传输层的上层模块和下层模块在同一个系统中实现时，命令和数据通过同一系统中的消息传递方式传输，不再需要主机控制器接口传输层。

逻辑链路控制与适配协议模块(L2CAP)307，是基带的上层协议模块，通过它多路服用上层协议，并提供分组的分片和重组功能、服务质量(QoS)和蓝牙设备组管理。

蓝牙服务发现协议模块(SDP)309，用于定位蓝牙设备提供的服务及获得该服务的途径；基于Q.931的蓝牙二进制电话控制协议模块(TCS-Binary)308，用于无绳电话规范(CTP)311服务和对讲电话规范(IntP)310服务，包括呼叫控制部分、无线用户组管理部分和无连接处理部分；蓝牙语音网关和蓝牙手机应用利用CTP和IntP的规范提供语音和数据电话服务，控制信令由TCS协议提供，语音由基带控制器302提供。

基于TS 07.10的蓝牙串口仿真协议模块(RFCOMM)312，可以仿真一个实际物理串口，耳机应用服务(HSP)313和对象推送服务(OPP)314就是使用串口仿真协议模块的规范之一。耳机应用服务和蓝牙耳机建立异步无连接(ACL)，必要时将建立同步面向连接(SCO)，将语音传输到蓝牙耳机。对象推送服务则用于交换电话本、名片等信息。

进一步地，如果本发明的蓝牙终端集成到移动电话终端中构成是移动/蓝牙双模终端，则可以和移动电话功能一起复用应用处理器系统，包括MCU、RAM及FLASH芯片，完成蓝牙主机控制器接口以上层协议及应用的处理；可以和移动电话功能一起复用MMI硬件模块，包括显示屏、键盘等，用于蓝牙功能的使用。

图4a和图4b是本发明所述的蓝牙终端实现自动注册功能的图示。

本发明的蓝牙终端MMI硬件模块菜单增加默认网关项，用于记录已经注册过的蓝牙网关的信息，并且该记录也存储在蓝牙终端的FLASH中；蓝牙终端和蓝牙网关之间因非正常原因断开连接(比如蓝牙网关掉电、蓝牙终端掉电、蓝牙终端离开蓝牙网关信号覆盖范围等)时，蓝牙终端会根据存储在FLASH中的信息自动寻呼并且连接蓝牙网关。

实现该功能的步骤如下：

步骤1蓝牙终端初次注册到蓝牙网关时须用户输入蓝牙网关的PIN码，蓝牙终端生成链接字用于连接401；

步骤2蓝牙终端MMI模块菜单增加默认网关项，用于记录最近一次注册成功过的蓝牙网关的信息，并且作为默认蓝牙网关的信息同时也存储在蓝牙终端的FLASH中，该信息的内容至少包括该默认蓝牙网关的mac地址、链接字(link key)或者PIN码、名称402；

步骤3本发明所述的蓝牙终端和蓝牙网关之间因某种原因断开连接(比如蓝牙网关掉电、蓝牙终端掉电、蓝牙终端离开蓝牙网关信号覆盖范围、蓝牙终端的用户主动断开连接等)时，蓝牙终端会判断断开连接的方式，如果是蓝牙终端的用户主动断开连接，则清除默认网关项中的内容，也清除FLASH中的该默认蓝牙网关的信息403；

步骤4如果是蓝牙终端掉电，则重新上电初始化时从FLASH中读出默认蓝牙网关的信息404；

步骤5蓝牙终端检测到和蓝牙网关断开连接时，判断默认蓝牙网关的信息是否有效。如果无效，则不连接网关；如果有效，则自动连接该信息包含的蓝牙网关405；

步骤6若蓝牙终端的用户不需要自动注册到默认蓝牙网关，则在MMI模块的默认网关菜单下执行取消即可；

图5是本发明所述的蓝牙终端实现全双工对讲功能的图示。

本发明的蓝牙终端MMI硬件模块菜单增加蓝牙终端列表，记录查询到的支持蓝牙IntP规范的蓝牙设备的信息，选择其中一个，即可利用IntP规范与其做全双工对讲，实现了全双工对讲功能。

一次正常的全双工对讲的步骤如下：

步骤1蓝牙终端A的MMI模块菜单增加对讲设备列表，用于记录最近一次搜索到的提供IntP服务的设备501；

步骤2选择其中一个设备B，进行IntP服务的连接。两个蓝牙设备之间先建立HCI层链路，然后建立L2CAP层链路502；接着主叫方按照标准的蓝牙TCS-Binary协议发起呼叫503，和被叫设备建立SCO链路，双方开始全双工通话504；

步骤3其中一方按照TCS-Binary协议释放通话，断开SCO链路505；最终完成释放的一方(收到RELEASE COMPLETE消息的一方)发起TCS链路和底层链路断开506，通话过程结束；

为了增强易用性，本蓝牙终端设备在不能和对方建立连接、对方设备忙等情况下还增加了相应的提示信息。

图6a和图6b是本发明所述的蓝牙终端实现外线电话和内部电话综合处理的图示。

蓝牙终端内部通话时不占用蓝牙网关的数据链路和语音链路资源。因此可以处理：两个终端内部通话时可以收到外线来电的提示，并且可以释放内部通话或保持内部通话后接听外线电话。

一：按照蓝牙规范，蓝牙网关可以支持多达七个蓝牙终端同时在该蓝牙微微网中活动。两个都注册到同一个蓝牙网关(AGW)中的蓝牙终端TL1、TL2内部通话时组成自己的微微网，建立单独的ACL连接和SCO连接，并且同时保持和蓝牙网关的ACL连接，不占用蓝牙网关的数据链路和语音链路资源。这时同一微微网内的蓝牙终端TL3仍然可以和AGW之间建立通话图6a。

二：TL1和TL2按照TCS-Binary协议建立内部呼叫，通话的过程中外线呼叫AGW，AGW按照TCS-Binary协议群呼TL1和TL2602，TL1和TL2通过声音或者文字提示用户有外线来电，供用户选择603；若用户需要接听外线，则释放当前内部通话604a，终端继续正常振铃，和外线来电同样处理605a；若用户不打算接听外线，则不理会604b，AGW与TL1和TL2之间的呼叫流程会因为TCS-Binary协议规定的久呼不应定时器超时而结束605b。

更进一步地，也存在这种情况：即TL1和TL2按照TCS-Binary协议建立内部呼叫，通话的过程中外线呼叫AGW，AGW按照TCS-Binary协议仅呼叫其中一个终端，如TL1，TL1通过声音或者文字提示用户有外线来电，供用户选择。

三：TL1和TL2按照TCS-Binary协议建立内部呼叫流程，双方还在振铃的过程中外线呼叫AGW，AGW按照TCS-Binary协议群呼TL1和TL2，TL1和TL2根据外线优先的原则自动终止内部呼叫流程，终端继续正常振铃，和外线来电同样处理。

图7是本发明所述的蓝牙终端实现蓝牙耳机应用功能的图示。

本发明的蓝牙终端设备支持耳机应用规范(HSP)，同时在该终端设备的MMI模块中增加对蓝牙耳机设备的控制，使得本设备可以将来自蓝牙网关或者另一个蓝牙终端的语音路由到蓝牙耳机。AGW或者蓝牙终端TL2和TL1之间建立一个微微网，其上承载CTP连接，TL1和标准蓝牙耳机HS1之间建立一个微微网，其上承载耳机服务(HSP)连接。

实现本功能的步骤如下：

步骤一：在蓝牙终端TL1的MMI模块中增加对蓝牙耳机设备的配置。主要操作有：搜索蓝牙耳机设备并显示出来；发起对某个蓝牙耳机设备HS1的HSP连接；MMI模块显示连接结果701；

步骤二：外线呼叫AGW时，AGW根据TCS-Binary协议群呼注册到AGW上的所有蓝牙终端，蓝牙终端TL1的收到AGW的呼叫或者另一个蓝牙终端TL2呼叫TL1，TL1收到呼叫702后，根据HSP的规定发送的振铃消息“AT+RING”命令到蓝牙耳机设备HS1，HS1振铃704；HS1的用户按接听键，则HS1发送接听消息“AT+CKPD“705；TL1收到后建立TL1和HS1之间的SCO链路，并且发送TCS-Binary协议的CONNECT消息到AGW或者TL2706；AGW或者TL2收到CONNECT消息后发送TCS-Binary协议的CONNECT ACK消息给TL1，TL1收到后建立TL1和AGW或者TL2之间的SCO链路707；根据蓝牙技术的特性，AGW或TL2与TL1之间的SCO链路和TL1与HS1之间的SCO链路共用一个PCM时隙，则自动将来自AGW或者TL2的语音路由到了HS1，HS1和AGW的外线或者TL2通话了708。

图8是本发明所述的蓝牙终端实现信息交换传输功能的图示。

本发明的蓝牙终端设备支持SIG制定的对象推送规范(OPP)，同时在该终端设备的MMI模块中增加通过蓝牙发送信息和接收信息的菜单，使得本设备可以接收其它支持OPP规范的蓝牙设备发送过来的信息，也可以向其它支持OPP规范的蓝牙设备发送信息。AGW和TL1之间建立一个微微网，其上承载CTP连接，传输信息时TL1和支持OPP规范的蓝牙设备之间也建立一个微微网，其上承载OPP服务连接。

实现本功能的主要步骤如下：

步骤一：在蓝牙终端TL1的MMI模块中增加通过蓝牙发送信息和接收信息的菜单。

步骤二：搜索支持OBEX的蓝牙设备并显示出来；

步骤三：发送相应的信息到对某个支持OBEX的蓝牙设备Dev1；

步骤四：接收某个支持OBEX的蓝牙设备Dev2传送的信息。

本发明是参考其优选实施例示出和描述的，但本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离附属的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种改变，这些改变均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种实现多种功能的蓝牙电话终端设备，其特征在于，该终端设备包括：蓝牙模块、应用处理器系统、人机交互接口硬件模块；其中，

所述链接管理协议模块，用于建立蓝牙设备间的连接；

所述串口仿真协议模块，用于仿真实际物理串口；

人机交互接口硬件模块，用于蓝牙功能的使用；其中，

2.如权利要求1所述的实现多种功能的蓝牙电话终端设备，其特征在于，所述的应用处理器系统包括：包括MCU、RAM及FLASH芯片。

3.如权利要求1所述的实现多种功能的蓝牙电话终端设备，其特征在于，所述的人机交互接口硬件模块包括：显示屏和键盘；支持对蓝牙默认网关信息、支持对讲电话规范的设备信息、蓝牙耳机设备信息以及需要交换信息的控制。

4.如权利要求1所述的实现多种功能的蓝牙电话终端设备，其特征在于，所述协议堆栈单元还包括主机控制器接口传输层模块，用于提供访问蓝牙硬件能力的通用接口，主机上的主机控制器接口驱动器模块和蓝牙设备的主机控制器接口传输层的固件，依照标准的主机控制器接口层协议交换数据和命令。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的实现多种功能的蓝牙电话终端设备，其特征在于，所述的应用处理器系统和人机交换接口硬件模块在移动/蓝牙双模终端中复用。