CN101682927B - 在无线网络中控制连接建立的方法以及用于所述方法的消息格式 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在无线网络中控制连接建立以传输或接收A/V数据的方法。一种在包含协调器及至少一个设备的无线网络的第一设备中为了传输或接收A/V数据而控制连接建立的方法包括：向第二设备传输连接请求消息，该消息包含了请求与第二设备建立连接所必需的连接请求信息以及第一设备的能力信息；从该第二设备接收连接响应消息作为对该连接请求消息的响应。还公开了用于所述方法的消息格式。

Description

在无线网络中控制连接建立的方法以及用于所述方法的消息格式
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统，尤其涉及一种在无线通信系统中控制连接建立以传输A/V数据的方法及其数据格式。 
背景技术
近来，蓝牙、无线个人局域网(WPAN)技术已经得到了发展，这就允许通过在有限场地内，例如家庭或小型公司中的相对少数量的数字设备之间构建无线网络以允许设备之间进行音频数据或视频数据的交换。WPAN可以用来在相对近距离的相对少数量的数字设备之间进行信息交换，并能实现数字设备之间的低功率和低成本的通信。 
图1是表示WPAN的配置的示例的框图。如图1所示，该WPAN是在有限场地，例如家庭内的个人设备之间配置的网络。该网络被配置为在设备之间直接进行通信而实现应用之间信息的无缝交换。参见图1，该WPAN包括用户设备11至15中的至少两个，其中的一个用户设备被操作为协调器11。该协调器11用于提供WPAN的基本时钟，并且控制服务质量(QoS)需求。用户设备的例子包括计算机，PDA，笔记本电脑，数字电视机，可携式摄像机，数码相机，打印机，麦克风，扬声器，耳机，条形码阅读器，显示器和移动电话。所有电子设备都可作为用户设备。 
为了在先前已经设置好的无线网络中的控制器的控制下，将音频和视频(A/V)数据流从源设备传输到目标设备，需要在源设备和目标设备之间的连接控制。设备之间的用于连接控制的信令应该被尽可能地简化，使得通过目标设备来显示从源设备所传输来的A/V数据时的延迟能被缩短。 
发明内容
因此，本发明是针对一种在无线网络中控制连接建立以传输A/V数据的方法及其数据格式，其充分避免了因相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。 
本发明的一个目的是提供一种在无线网络中简化设备之间的用于连接建立的信令以传输A/V数据的方法。 
为了实现这些目的和其他优点并根据如同包括并广泛描述的本发明的目的，提供一种在包含协调器及至少一个设备的无线网络的第一设备中为了传输或接收A/V数据而控制连接建立的方法，该方法包括：向第二设备传输连接请求消息，该消息包含了请求与第二设备建立连接所必需的连接请求信息以及第一设备的能力信息；从该第二设备接收连接响应消息作为对该连接请求消息的响应。 
在本发明的另一个方面，一种在包含协调器及至少一个设备的无线网络的源设备中为了传输A/V数据而控制连接建立的方法包括：从目标设备接收连接请求消息，该消息包含了请求建立连接所必需的连接请求信息以及该目标设备的能力信息；执行带宽预留流程，以为了通过无线网络的协调器来分配信道资源来传输A/V数据；和向该目标设备传输连接响应消息作为对该连接请求消息的响应。 
在本发明的又一个方面，一种在包含了协调器和至少一个设备的无线网络中，用于请求在源设备和目标设备之间建立连接的消息格式包括：连接请求信息字段区，其包含在目标设备中请求与源设备建立连接所必需的信息；和能力信息字段区，其包含与该目标设备的能力相关的信息。 
在本发明的又一个方面，一种用于在包含了协调器和至少一个设 备的无线网络中，响应在源设备和目标设备之间建立连接的消息格式包括：连接响应信息字段区，其包含在该目标设备中响应与该源设备建立连接的请求所必需的信息；和数据格式信息字段区，其包含与该源设备的能力相关的信息。 
附图说明
图1说明了WPAN的配置示例。 
图2说明了WVAN的配置示例。 
图3是说明依照本发明的较佳实施方式的进程的流程图。 
图4说明了在本发明的较佳实施方式中所使用的CONNET_INDICATION消息的数据格式的示例。 
图5说明了根据本发明的较佳实施方式的从目标设备的AVC层传输到源设备的AVC层的连接请求消息的数据格式的示例。 
图6说明了根据本发明的较佳实施方式的连接响应消息的格式的示例。 
具体实施方式
以下，通过参考本发明实施例，本发明的结构，操作和其它特征将变得易于理解，其例子已表示在附图中。以下所描述的实施例是本发明的技术特征应用于无线个人接入网络(WPAN)的其中一种的无线视频局域网络(WVAN)。WVAN是一种通过使用60GHz的频带能在10米之内的近距离内提供4.5Gbps或更大的吞吐量以无压缩地传输1080p A/V流的网络。 
图2表示WVAN配置示例。该WVAN包括用户设备21至25中的至少两个，其中一个用户装置被操作为协调器21。该协调器21用于提供WVAN的基本时钟和控制服务质量(QoS)需求。换句话说，该WVAN支持物理层，也就是高速率物理(HRP)层和低速率物理(LRP)层。该HRP层是支持1Gbps或更高速率的数据传输速度的物理层，而该LRP层是支持几Mbps速率的数据传输速度的物理层。该HRP层是 高定向性的(highly directional)，并且被用作通过单播连接来传输同步数据流，异步数据，MAC命令和A/V控制数据。该LRP层支持定向或全方位(omni-directional)模式，并且被用作通过单播或广播来传输信标，异步数据和MAC命令。 
图3是根据本发明的较佳实施方式说明进程的流程图，其中，所述进程包含在先前设定的WVAN中建立连接以用来从源设备向目标设备传输A/V数据流。尽管在图3的实施方式中的目标设备被当作为WVAN的协调器，还是有一个单独的设备被操作为协调器。每个设备包含了协议层，如物理层(PHY)、媒体访问控制(MAC)层及AVC层。AVC层通过使用AVC消息控制源设备与目标设备之间的A/V流连接，控制(电源开/关，播放/停止等)其他设备，并控制时钟同步(像素时钟，音频时钟，和音频与视频之间的同步)。 
参照图3，目标设备的AVC层从源设备接收CONNECT_INDICATION消息[S31]，或是即使它没有接收到CONNECT_INDICATION消息，也会自发地向目标设备的MAC/PHY子层发送CONNECT.request基元从而与源设备建立连接[S32]。而且，目标设备的AVC层从MAC/PHY层接收CONNECT.response基元来响应CONNECT.request基元[S33]。此外，目标设备的AVC层向源设备的AVC层发送连接请求消息(CONNECT_REQUEST_FOR_FAST_START)从而来请求与源设备建立连接[S34]。 
图4说明了CONNECT_INDICATION消息数据格式的示例。如果源设备想要向目标设备发送音频数据和/或视频数据(A/V数据)的话，源设备就会向目标设备发送CONNECT_INDICATION消息。在图4中，‘操作码’字段代表消息的类型，而如果源设备为视频数据而请求端口的话‘VP’字段就会被设置为‘1’。如果不是这样的话，‘VP’字段则会被设置为‘0’。如果源设备为音频数据而请求端口的话，‘AP’ 字段就会被设置为‘1’。如果不是这样的话，‘AP’字段则会被设置为‘0’。PID字段为包括端口请求ID的字段，并且当源设备请求一个目标设备的多个端口时其包含不同的值，否则该PID字段则被设置为‘0’。 
连接请求消息包括用于请求和源设备建立连接所必须的信息，以及用于指示该目标设备的能力的信息。因为A/V数据可能包括各种音频格式和各种视频格式，并且可支持的A/V数据格式可能随着设备不同而改变，因此当目标设备请求和源设备的连接时，目标设备传输它的能力信息给源设备。 
图5说明了根据本发明的较佳实施方式的从目标设备的AVC层传输到源设备的AVC层的连接请求消息的数据格式的示例。图5中，连接请求消息包括‘Opcode’字段，其代表相应消息的类型为操作码，连接请求信息字段区‘A’，其包含和源设备建立连接的请求所需的信息，以及能力信息字段区‘B’，其包括目标设备的能力信息。该连接请求信息字段区‘A’包括PID字段，R字段，VP字段，AP字段以及‘目标端口(Dest port)’字段。而能力信息字段区‘B’包括至少一个‘格式类型’字段和至少一个‘格式数据’字段。 
PID字段包括端口请求ID。如果目标设备向源设备请求多个端口，该PID字段就被设置为不同的值。如果目标设备从源设备接收到CONNECT_INDICATION消息的话，PID字段则被设置成所接收的CONNECT_INDICATION消息中包含的值。否则，PID字段就被设置为‘0’。R字段为保留字段。如果目标端口被用作视频数据的话，VP字段则会被设置为‘1’。否则，VP字段则会被设置为‘0’。如果目标设备从源设备接收到CONNECT_INDICATION消息的话，VP字段则被设置成所接收的CONNECT_INDICATION消息中包含的值。如果目标端口被用作音频数据的话，AP字段则会被设置为‘1’。如果不是这样的话，AP字段则会被设置为‘0’。如果目标设备从源设备接 收到CONNECT_INDICATION消息的话，AP字段则被设置成所接收的CONNECT_INDICATION消息中包含的值。‘目标端口(Dest Port)’字段是指示目标端口的字段，并包含了目标设备的端口信息。 
‘格式类型’字段包含了‘格式数据’字段中的数据的格式信息。在图5中，‘EDID’、‘Audio Info’以及‘Lipsync’都被作为‘格式类型’的范例来说明，同时‘EDID数据’、‘Audio_INFO数据’以及‘Lipsync数据’也分别作为‘格式类型’各个例子的‘格式数据’来加以说明。由于在图5中对‘格式数据’和‘格式类型’进行了示范性说明，连接请求消息可能包含与目标设备所支持的随机视频数据和/或音频数据的数据格式有关的信息。 
源设备的AVC层向MAC/PHY层传送CONNECT.request基元从而来建立与目标设备的连接，并接收来自MAC/PHY层的响应CONNECT.request基元的CONNECT.response基元[S36]。 
源设备的AVC层基于目标设备的能力信息来决定发送给目标设备的A/V数据的数据格式，其中从目标设备接收到的连接请求消息中包含了该能力信息。此时，源设备的AVC层决定了在目标设备的能力范围内传送的A/V数据的数据格式。换而言之，源设备应该传送目标设备支持的音频及视频格式。如果源设备在A/V数据上的能力超过了目标设备，源设备可以转换A/V数据的格式从而来适应目标设备的能力。 
源设备的AVC层传输BW-RESERVATION.req基元给MAC/PHY层从而下令让MAC/PHY层基于所确定的A/V数据的数据格式信息来进行带宽预留[S37]。BW-RESERVATION.req基元包含了所计算的数据率信息。 
源设备的MAC层与协调器的MAC层一起进行带宽预留[S38]。通 过带宽预留流程从协调器给源设备分配了传输A/V数据的无线资源。如果带宽保留流程成功地结束了，源设备的MAC层就把BW-RESERVATION.rsp基元传送给AVC层从而来指明已经成功分配了带宽[S39]。 
源设备的AVC层向目标设备的AVC层发送连接响应消息(CONNECT_RESPONSE_FOR_FAST_START)[S40]。连接响应消息包含了源设备的能力信息和响应连接请求消息所必需的连接响应信息。连接响应信息包含了建立连接的结果信息及源设备的端口信息，而源设备的能力信息包含了源设备所能支持的A/V数据的数据格式信息。 
图6说明了连接响应消息格式的示例。在图6中，连接响应消息包含‘操作码’字段，连接响应信息字段区‘C’，以及数据格式信息字段区‘D’。连接响应信息字段区‘C’包含了‘结果码’字段，R字段，VP字段，AP字段，‘目标端口’字段，以及‘Src端口’字段。数据格式信息字段区‘D’包含至少一个‘格式类型’字段以及至少一个‘格式数据’字段以作为能被源设备所支持的A/V数据的数据格式信息。 
VP字段，AP字段以及‘目标端口’字段与参照图5所描述的一样。‘结果码’字段是包含连接请求结果的字段，包含了有关连接请求是否已经被接受或拒绝的信息。‘源端口’字段是包含了源设备的端口信息的字段。‘格式类型’字段描述了包含在‘格式数据’字段中的信息的类型。‘格式数据’字段则包含了诸如源设备可传送的A/V数据的格式的信息。 
源设备通过带宽保留流程所预留的信道资源来向目标设备传送A/V数据流[S41]。在图3的实施方式中，带宽预留流程(S37到S39)和传送连接响应消息的步骤(S40)可以通过变换他们的顺序来被执行。换而言之，可以在源设备向目标设备发送了连接响应消息之后再执行 带宽预留流程。 
同时，跟图3的实施方式不同的是，可以考虑另一种连接控制的方法，其中，源设备向目标设备发送连接请求消息从而来启动连接控制流程，而目标设备则向源设备传送连接响应消息。在这种情况下，连接请求消息包含了用来请求建立连接的信息以及源设备的能力信息。至于其他的流程及他们的详细描述，可以参照图3的实施方式。 
在这里用到的术语可以被其他术语所替代。举个例子，设备可以被用户设备(或装置)或站，协调器可以被替换成协调装置(或控制装置)、协调设备(或控制设备)、协调站(或控制站)、或者微微网协调器(PNC)。而且，尽管在上述实施方式中已经描述了本发明的技术特征适用于WVAN，但是本发明的技术特征还能被适用到点对点(peer-to-peer)的通信系统或其他无线网络系统。 
上述实施方式可以通过按照特定类型组合本发明的结构元素和特征来取得。每个结构元素或特征都应该被有选择地考虑，除非单独指定的情况。每个结构元素或特征可被实现而不和其他的结构元素或特征相结合。而且，一些结构元素和/或特征也可以互相结合从而组成本发明的实施方式。本发明的实施方式中描述的操作顺序可以被改变。一种实施方式的一些结构元素或特征可以被包含在另一种实施方式中，或者可以被另一种实施方式相应的结构元素或特征所替换。此外，引用特定权利要求的一些权利要求可以和引用特定权利要求以外的其他权利要求的另一个权利要求组合从而组成实施方式或者在提出申请后通过修改来添加新的权利要求。 
实施本发明的实施方式可以通过各种方法来实现，举个例子，硬件、固件、软件或者它们的组合。如果通过硬件来实现本发明的实施方式的话，可以通过一个或多个专用集成电路(ASICs)，数字信号处理器(DSPs)，数字信号处理设备(DSPDs)，可编程逻辑设备(PLDs)， 现场可编程门阵列(FPGAs)，处理器，控制器，微控制器，微处理器等来实现。 
如果通过固件或者软件来实施本发明的实施方式的话，可以通过执行以上所述的功能或操作的一种模块、程序或者函数来实现。软件代码可以被存放在存储单元中而且之后可以被处理器所驱动。存储单元可以位于处理器的内部或外部从而通过各种众所周知的方法来向处理器发送和接收数据。 
参照本发明，可以简化在无线网络中用于为传输A/V数据而在设备间建立连接的信令。 
对于十分熟悉本技术领域的技术人员人来说，在不偏离本发明精神及核心特性的情况下可以在其中做各种修改和变化，这一点是显而易见。因此，在所附权利要求以及其等同区域的范围内对本发明进行的各种修改和变化都在本发明的范畴内。 
工业实用性
本发明可以应用于无线网络系统。 

Claims (9)

1.一种在包含协调器及至少一个设备的无线网络的目标设备中为了传输或接收音频/视频A/V数据而控制连接建立的方法，所述方法包括：
向源设备传输用于连接请求的连接请求消息；
从所述源设备接收连接响应消息作为对所述连接请求消息的响应，其中所述连接响应消息包括响应于所述连接请求消息所必需的连接响应信息，
其中，所述连接请求消息包括连接请求信息和所述目标设备的能力信息，所述连接请求信息包括指示经由目标端口接收所述A/V数据的目标端口的端口信息，以及
其中，所述能力信息包括格式数据字段和格式类型字段，所述格式数据字段包括目标设备支持的A/V数据的格式数据，并且所述格式类型字段包括所述格式数据的类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接响应消息进一步包括所述源设备的端口信息。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
执行带宽预留流程，以通过所述无线网络的协调器来分配信道资源；和
通过使用从所述协调器分配的所述信道资源从所述源设备接收A/V数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述连接响应消息进一步包括由所述源设备所支持的A/V数据的数据格式信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述连接响应消息进一步包含所述数据格式信息的类型信息。
6.一种在包含协调器及至少一个设备的无线网络的源设备中为了传输或接收音频/视频A/V数据而控制连接建立的方法，所述方法包括：
从目标设备接收连接请求消息；
执行带宽预留流程，以通过所述无线网络的协调器来分配信道资源来传输A/V数据；和
向所述目标设备传输连接响应消息作为对所述连接请求消息的响应，其中所述连接响应消息包括响应于所述连接请求消息所必需的连接响应信息，
其中，所述连接请求消息包括连接请求信息和所述目标设备的能力信息，所述连接请求信息包括指示将接收所述A/V数据的目标端口的端口信息，以及
其中，所述能力信息包括格式数据字段和格式类型字段，所述格式数据字段包括由目标设备支持的A/V数据的格式数据，并且所述格式类型字段包括所述格式数据的类型。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述连接响应消息进一步包括所述源设备的端口信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述源设备的能力信息包括了所述源设备所支持的A/V数据的数据格式信息。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述连接响应信息进一步包括所述源设备的端口信息和连接建立的结果信息。
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