CN101414966A - 改善蓝牙性能的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改善蓝牙性能的方法和系统。本发明的各个特征包括:执行蓝牙设备和第一非蓝牙设备之间的数据包流量仲裁;由蓝牙设备发起蓝牙事务;及向第二非蓝牙设备发送警告数据包,其中,所述第二非蓝牙设备根据接收到的警告数据包阻止向第一非蓝牙设备的发送。本发明通过减小重发率来实现更高的数据呑吐量。本发明允许制造商从一个源使用蓝牙无线收发装置而从另一个源使用非蓝牙无线收发装置,从而使设计成本最小化。本发明可实施于在同一个地理区域中运行的一个或多个设备中。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统,更具体地说,涉及一种在蓝牙与其它无线通信标准共存的环境中改善蓝牙性能的方法和系统。
背景技术
蓝牙标准(IEEE 802.15)可用于各种产品中,诸如电话机、打印机、调制解调器和耳麦(headset)。当两台或多台设备相邻且设备带宽要求不高的情况下可采用蓝牙进行通信。蓝牙无线收发装置使用扩频跳频技术,以1MHz带宽79跳,从2.402GHz开始到2.480GHz结束。
IEEE 802.11标准(例如802.11b、802.11g和802.11n)更适合于操作所有网络,这是因为与蓝牙相比,IEEE 802.11标准能够实现更加快速的连接、更长的通信距离,且更加安全。由于IEEE 802.11标准为有线局域网提供了无线替代方案,基于IEEE 802.11标准组建的网络通常被称为无线局域网(WLAN)。WLAN服务可称之为Wi-Fi服务。在WLAN中,介质访问控制(MAC)使用连接访问。WLAN工作站(STA)基于随机中断理论来竞争对无线接入点(AP)的访问。802.11b、802.11g和802.11n设备工作在2.4GHz频段。
全球微波接入互操作(WiMAX)是基于IEEE 802.16标准。在WiMAX中,WiMAX工作站只需在初始进入网络时竞争一次。初始进入后,由基站为WiMAX工作站分配一个接入时隙。该时隙可扩大也可缩小,但是保持指定给该WiMAX工作站,也就是说其它WiMAX工作站不能使用该时隙。通过在全部WiMAX工作站的应用需求之间平衡时隙分配,时序安排算法(schedulingalgorithm,或调度算法)还使基站能够控制QoS参数。IEEE 802.16的WiMAX标准可以覆盖从2GHz到66GHz的频谱范围。
超宽带(UWB)是一种基于IEEE 802.15.3a标准的无线电技术,可用于短距离高带宽通信。UWB可以使用OFDM传输技术。UWB能够实现监视器、便携式摄像机、照相机、打印机、个人多媒体播放器和/或蜂窝电话之间的无线连接。UWB还可用于本地/个人局域网(local/personal area network)。UWB的带宽至少为中心频率的25%。因此,中心频率为2GHz的UWB信号将具有500MHz的最小带宽,中心频率为4GHz的UWB信号将具有1GHz的最小带宽。
蓝牙设备可以与一个或更多的其它无线标准(例如WLAN、WiMAX或UWB)共用相同的RF频段。这就是业内所称的共存。如果蓝牙无线收发装置与其它标准的无线收发装置同时发送信号,相互之间就会产生干扰。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统,现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明提供了一种在蓝牙与其它无线标准共存的环境下,改善蓝牙性能的方法和系统,结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述,并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一方面,提供一种改善蓝牙性能的方法,包括:
执行蓝牙设备和第一非蓝牙设备之间的数据包流量(packet traffic)仲裁;
由蓝牙设备发起蓝牙事务;及
向第二非蓝牙设备发送警告数据包(advisory packet),其中,所述第二非蓝牙设备根据接收到的警告数据包阻止向第一非蓝牙设备的发送。
作为优选,所述蓝牙事务是询问(inquiry)或呼叫(page)。
作为优选,所述蓝牙事务是对询问或呼叫的扫描(scan)。
作为优选,所述警告数据包是清除-发送(clear-to-send)数据包或分组业务请求(packet service request)数据包。
作为优选,所述第二非蓝牙设备是接入点。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE无线标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照与所述蓝牙事务相符的频段中的无线标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照无线局域网标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照无线个人局域网标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.11标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.15标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.16标准操作。
根据本发明的一方面,提供一种改善蓝牙性能的系统,包括:
用于发起蓝牙事务的蓝牙设备;
第一非蓝牙设备,其执行所述蓝牙设备和所述第一非蓝牙设备之间的数据包流量仲裁;及
用于向第二非蓝牙设备发送警告数据包的电路,其中,所述第二非蓝牙设备根据接收到的警告数据包阻止向第一非蓝牙设备的发送。
作为优选,所述电路物理连接于所述蓝牙设备。
作为优选,所述蓝牙事务是询问或呼叫。
作为优选,所述蓝牙事务是对询问或呼叫的扫描。
作为优选,所述警告数据包是清除-发送数据包或分组业务请求数据包。
作为优选,所述第二非蓝牙设备是接入点。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE无线标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照与所述蓝牙事务相符的频段中的无线标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照无线局域网标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照无线个人局域网标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.11标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.15标准操作。
作为优选,所述第二非蓝牙设备依照IEEE 802.16标准操作。
本发明通过减小重发率来实现更高的数据吞吐量。本发明允许制造商从一个源使用蓝牙无线收发装置而从另一个源使用非蓝牙无线收发装置,从而使设计成本最小化。本发明可实施于在同一个地理区域中运行的一个或多个设备中。
以下结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是根据本发明一实施例用于蓝牙无线收发装置和WLAN无线收发装置之间3-线通信的示例性系统的框图;
图2是根据本发明一实施例用于改善蓝牙/非蓝牙共存的示例性方法的流程图;
图3是根据本发明一实施例用于改善蓝牙/非蓝牙共存的示例性系统的示意图。
具体实施方式
蓝牙无线收发装置可以与一个或更多其它使用非蓝牙无线标准(例如WLSN、WiMAX或UWB)的设备共存。当同一台设备中或同一个地理区域中有两种无线收发装置都在试图发送和接收时,由于共存会产生互干扰。
本发明的各个特征涉及通过增加对无规律(无规则)的蓝牙事务(bluetooth transaction)的检测,来改善蓝牙与各种其它无线标准共存的环境。对性能的改善使得不管是哪个厂商生产的设备、蓝牙无线收发装置和其它无线收发装置的兼容水平均有提高。本发明的这些特征由于减小了干扰,可以最小化重发率。虽然以下描述具体涉及无线局域网标准,许多其它标准(例如IEEE802.11、IEEE 802.16和IEEE 802.15.3)也可使用于本发明的系统和方法。
蓝牙采用跳频作为访问机制。蓝牙无线收发装置以每秒1600跳的速率在79个1MHz带宽的信道之间跳频。例如WLAN 802.11b/g无线收发装置使用22MHz带宽信道,通过载波侦听多路访问(CSMA)机制访问AP。如果当蓝牙和WLAN无线收发装置相邻并允许其同时发送信号,取决于WLAN信号和蓝牙信号的相对强度,蓝牙接收和或WLAN接收性能将恶化。
IEEE 802.15.2标准包括4种机制选项,可用以避免共存WLAN和蓝牙无线收发装置同时发送信号。自适应跳频是一种非协作机制,需要蓝牙无线收发装置采取独立的躲避行动以避免冲突。而协作机制(其包括分组流量仲裁(PTA)、交替无线介质访问(AWMA)和确定性频谱删除(Deterministic SpectralExcision,简称DSE))则需要蓝牙无线收发装置与WLAN无线收发装置在访问介质时交换信息。
AWMA是将用于发送和接收的时间间隔分成蓝牙间隙和WLAN间隙的过程。DSE是一种抑制技术,其以蓝牙信号频率在WLAN接收机中加入零讯号(null)。由于对于每一个数据包的发送,蓝牙信号都跳到新的频率上,WLAN接收机需要知晓跳频模式以及蓝牙发射器的计时。PTA使用动态握手机制在发送信息之前授权发送。
图1是可结合本发明实施例使用的3-线(3-wire)PTA接口的框图。非蓝牙设备101(例如WLAN无线收发装置)和蓝牙设备(或无线收发装置)103通过3-线信号相连。3-线信号包括NET_BUSY(举例来说WLAN_BUSY)、BT_ACTIVITY、和BT_PRIORITY。WLAN_BUSY信号可由WLAN无线收发装置101控制。BT_ACTIVITY信号和BT_PRIORITY信号可由蓝牙无线收发装置103控制。
一旦蓝牙无线收发装置103有数据发送,则信号BT_ACTIVITY可被断言(asserted)。信号BT_PRIORITY可用于告知正由蓝牙无线收发装置103发送的特定蓝牙数据包的优先级。如果信号BT_PRIORITY未被断言,当WLAN无线收发装置101有数据待发送,WLAN无线收发装置101可以断言信号WLAN_BUSY。当蓝牙无线收发装置103正在发送低优先级数据时,其可以停止发送数据。因此,3-线共存接口可用以减少当蓝牙无线收发装置和WLAN无线收发装置在同一时间发送数据时出现的冲突。
然而,无规律的蓝牙事务(例如询问、呼叫、询问扫描和呼叫扫描)会降级3线PTA算法的效果。例如,这些蓝牙事务会造成蓝牙设备长时间占用共享带宽,影响WLAN或WiMAX设备的MAC决策(decision)。为改善在无规律蓝牙事务期间的3-线PTA性能,在不增加通信线路(wire)或没有来自蓝牙无线收发装置的支持的情况下,PTA可以检测这类事务。通过使能这种检测,相应地PTA能够处理(account for)这些事务。
图2是根据本发明一实施例用于改善蓝牙/非蓝牙共存的示例性方法的流程图。
在步骤201,蓝牙事务开始。例如,该蓝牙事务可以是询问、呼叫、询问扫描和呼叫扫描。在询问或呼叫事务期间,发送和/或接收一个或更多的询问或呼叫指示帧。询问扫描和呼叫扫描会扫描一个或更多时隙。数据包流量仲裁(PTA)开始处理被当作规律事务的询问、呼叫、询问扫描和呼叫扫描。通过监视连接于蓝牙设备的3-线接口,PTA(例如共同位于WLAN STA中)可以检测询问、呼叫、询问扫描和呼叫扫描事务。
在步骤203,非蓝牙设备(诸如接入点(AP))接收到警告数据包。例如,警告数据包可以是自我清除-发送(CTS)数据包或分组业务(PS)请求数据包。警告数据包由蓝牙设备发送或由非蓝牙设备(例如WLAN STA)发送。
在步骤205,根据接收到的警告数据包,在蓝牙事务的剩余时间段中,非蓝牙设备阻止向另一个非蓝牙设备发送数据包。例如,在剩余询问/呼叫时间或在剩余扫描时间,警告数据包可以阻止WLAN AP发送数据包至WLAN工作站(STA)。
图3是根据本发明一实施例用于改善蓝牙/非蓝牙共存的示例性系统的示意图。3-线接口如图1所示。除了非蓝牙设备101和蓝牙设备103之间的3-线通信之外,在蓝牙事务开始时或之后,非蓝牙接入点(AP)301接收到警告数据包。例如,该蓝牙事务可以是询问、呼叫、询问扫描和呼叫扫描。例如,警告数据包可以是自我清除-发送(CTS)数据包或分组业务(PS)请求数据包。警告数据包可由蓝牙设备103、非蓝牙设备101或基站、或非蓝牙AP 301发送。
根据接收到的警告数据包,在蓝牙事务的剩余时间段中,非蓝牙AP 301阻止向另一个非蓝牙设备103发送数据包。例如,在剩余询问/呼叫时间或在剩余扫描时间,警告数据包可以阻止WLAN AP发送数据包至WLAN工作站(STA)。
本发明可以通过硬件、软件,或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现,或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统,通过安装和执行所述程序控制计算机系统,使其按所述方法运行。在计算机系统中,利用处理器和存储单元来实现所述方法。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施,所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征,当其安装到计算机系统中时,通过运行,可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是:可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使系统具有信息处理能力,以直接实现特定功能,或在进行下述一个或两个步骤之后,a)转换成其它语言、编码或符号;b)以不同的格式再现,实现特定功能。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或具体情况,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1、一种改善蓝牙性能的方法,其特征在于,包括:
执行蓝牙设备和第一非蓝牙设备之间的数据包流量仲裁;
由蓝牙设备发起蓝牙事务;及
向第二非蓝牙设备发送警告数据包,其中,所述第二非蓝牙设备根据接收到的警告数据包阻止向第一非蓝牙设备的发送。
2、根据权利要求1所述的改善蓝牙性能的方法,其特征在于,所述蓝牙事务是询问或呼叫。
3、根据权利要求1所述的改善蓝牙性能的方法,其特征在于,所述蓝牙事务是对所述询问或呼叫的扫描。
4、根据权利要求1所述的改善蓝牙性能的方法,其特征在于,所述警告数据包是清除-发送数据包或分组业务请求数据包。
5、根据权利要求1所述的改善蓝牙性能的方法,其特征在于,所述第二非蓝牙设备是接入点。
6、根据权利要求1所述的改善蓝牙性能的方法,其特征在于,所述第二非蓝牙设备依照IEEE无线标准操作。
7、一种改善蓝牙性能的系统,其特征在于,包括:
用于发起蓝牙事务的蓝牙设备;
第一非蓝牙设备,其中执行所述蓝牙设备和所述第一非蓝牙设备之间的数据包流量仲裁;及
用于向第二非蓝牙设备发送警告数据包的电路,其中,所述第二非蓝牙设备根据接收到的警告数据包阻止向第一非蓝牙设备的发送。
8、根据权利要求7所述的改善蓝牙性能的系统,其特征在于,所述电路物理连接于所述蓝牙设备。
9、根据权利要求7所述的改善蓝牙性能的系统,其特征在于,所述蓝牙事务是询问或呼叫。
10、根据权利要求7所述的改善蓝牙性能的系统,其特征在于,所述蓝牙事务是对所述询问或呼叫的扫描。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1131278 Country of ref document: HK |
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090422 |
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REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1131278 Country of ref document: HK |