CN102224741A - 无线通信装置和无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是降低第三方能够进行配对的担忧，并使操作更简单。在S1中，测量和保持首次接收的配对信号的无线电波强度。在S2中，显示消息“请稍微靠近”。在S4中，从无线电波强度确定当前距离是否在相对于指定距离的预定范围之内。在S5中，确定当前距离处于预定范围之内的确定的数目是否达到预定的数目。在第二次确定中，显示消息“接下来，请稍微远离”。如果第二次确定的结果是肯定的，那么过程进行到S6(其中执行配对注册)。

Description

无线通信装置和无线通信方法

技术领域

本发明涉及应用于通过例如无线通信协议远程控制电子设备的无线通信装置和无线通信方法。

背景技术

如果无线通信用于远程控制诸如电视接收机之类的电子设备，则2.4GHz带的ISM(工业、科学和医疗用途)带与红外协议相比的优点在于：屏蔽物体的影响变得较小，另外到达距离延长了。此外，由于接收方返回确认，并且即使通信失败也进行重发，因此具有可靠地发送操作的优点。

在根据这样的无线通信(在下文中，适当时缩写成RF)的遥控系统中，存在的问题是会无意地控制安装在相邻房间或相邻家庭中的设备。为此，当新购买且安装电视接收机时，必须一一关联(称为配对)以便实现由命令器(在适当情况下称为遥控器)对电视接收机的控制。配对意味着在遥控器和要被控制的电子设备之间交换彼此的ID(识别信息)。

在商业上可获得的无线LAN设备中，配对可以通过直接输入ID来进行。利用此方法，在广泛用于家庭(诸如电视接收机)的设备的情况下，输入操作麻烦。如果ID中的数字的数目减少，则第三方将能够进行配对的概率增加。由于输入ID必须有键区，因此存在的问题是，在设备不具有键区的情况下，诸如无线头戴收话器，实现困难。

为了简化配对的操作，存在这样的配置：通过在从接通电视机设备的电源起的给定量时间内接通遥控器的电源(设置电池或多个电池)，来实现配对。利用此方法，第三方可以通过进行相似的操作与电视接收机进行配对。结果，出现用于电视购物等的个人信息和诸如信用卡安全码之类的安全信息可被窃取的风险。

作为另一种配对方法，还存在这样一种方法：购买的电视接收机仅仅在首次接通电源的情况下进入用于进行配对的工作状态(配对模式)，并且在配对成功时配对模式结束。利用此方法，可以将仅仅单个命令器配对到单个电视接收机。但是，存在这样的忧虑：如果配对是由第三方进行的，则原本的用户将变为不能进行配对。

此外，如日本未经审查的专利申请公布No.2007-251637和日本未经审查的专利申请公布No.2008-131532所公开的，提出了将由电视接收机接收到的电场强度与阈值相比较，并且仅仅将强度等于或大于阈值的命令器视为配对目标。

发明内容

技术问题

用这种方式基于来自于命令器的无线电波的强度仅仅将附近存在的命令器视为配对目标的方法的问题在于：无线电波强度存在波动，并且不能顺利地进行配对。换句话说，存在发送器和接收器设备自身的性能的波动、由于实施条件引起的波动、以及由于使用环境的差别引起的波动。难以适当地设置用于与无线电波强度进行比较的阈值。如果考虑波动影响将阈值设置为高的值，则引起不能进行配对的问题，除非使命令器非常接近于电视接收机。相反，如果将阈值设置为低的值，则出现问题：使用发出高强度无线电波的命令器的第三方可以与电视接收机进行配对。

因此，本发明的目的是提供能够解决这些问题的一种RF型无线通信装置和无线通信方法。

技术方案

为了解决上述问题，本发明是一种无线通信装置，包括：显示装置，用于显示移动指令；

无线电波强度测量装置，用于测量来自于另一个无线通信装置的信号的无线电波强度；和

运算确定装置，用于使用由该无线电波强度测量装置测量的无线电波强度，计算到该另一个无线通信装置的相对距离和该另一个无线通信装置的相对移动量中的一个，并且确定该相对距离和相对移动量中的一个是否大致匹配该移动指令；

其中在由运算确定装置确定该相对距离和相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的情况下，进行与该另一个无线通信装置的配对处理。

保持由该无线电波强度测量装置首次测量的无线电波强度作为初始测量值，和

由该运算确定装置基于该初始测量值将随后的测量值转换为相对值。

该相对距离和相对移动量中的一个以及确定的数目包括在该移动指令中，以及

如果由该运算确定装置确定该相对距离和相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的次数达到该确定的数目，则进行该配对处理。在这种情况下，该相对距离和相对移动量中的一个在每次确定时变化。

该相对距离和相对移动量中的一个、以及给定键操作的出现或缺少包括在该移动指令中，以及

如果由该运算确定装置确定该相对距离和相对移动量中的一个大致匹配该移动指令，并且

如果检测到该给定键被按下，则进行该配对处理。

本发明是一种无线通信方法，包括：由显示单元显示移动指令的步骤；以及

运算确定步骤，使用由无线电波强度测量单元测量的无线电波强度，计算到另一个无线通信装置的相对距离和该另一个无线通信装置的相对移动量中的一个，并且确定该相对距离和相对移动量中的一个是否大致匹配该移动指令；

其中在由运算确定步骤确定该相对距离和相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的情况下，进行与该另一个无线通信装置的配对处理。

有益效果

根据本发明，可以仅仅与根据显示的移动指令移动的无线通信装置进行配对。因此，可以防止第三方进行配对。此外，具有用户操作简单并且不给用户施加负担的优点。

附图说明

图1A和1B是示出了RF型遥控器和接收模块的各个配置的框图。

图2是示出了在本发明的第一实施例中的用于进行配对处理的配置的框图。

图3是示出了在本发明的第一实施例中的过程流的流程图。

图4是示出了在本发明的第一实施例中的显示屏幕的一个示例的轮廓线图。

图5是示出了在本发明的第二实施例中的过程流的流程图。

图6是示出了在本发明的第二实施例中的显示屏幕的一个示例的轮廓线图。

具体实施方式

在下文中，将描述用于实现本发明的最佳方式(在下文中称为实施例)。这里，将按以下顺序进行描述。

1.第一实施例

2.第二实施例

3.修改

此外，在下文中描述的实施例是本发明的理想的特定示例，并且尽管进行了各种技术上优选的限制，但是本发明的范围不限于这些实施例，除非在下文中的描述中给出了意思是限制本发明的特定表述。

<1.第一实施例>

[示范性发送装置和接收装置]

本发明的第一实施例是本发明对例如用于控制诸如电视接收机之类的电子设备的RF型遥控系统的应用。如图1A所示，遥控器100包括用于发送和接收无线电波的天线101。另外，遥控器100包括作为控制单元的微处理器(在下文中称为CPU(中央处理单元))102，其使通信功能、存储介质读和写操作以及与各个键输入对应的程序工作。

从用于无线通信的通信单元103经由天线101发送遥控信号。配对伙伴的识别信息ID存储在存储介质104中。遥控器100自身的ID和遥控器100首先视为配对目标的电子设备的类别代码存储在存储介质105中。提供包括键的键输入单元106。

使用例如可写的非易失性存储器配置存储介质104和105。CPU 102包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等，并且通过实现存储在ROM中的程序执行遥控器100的各个单元的总体控制。

如图1B所示，在电子设备中提供的接收模块110包括用于发送和接收无线电波的天线111。接收模块110包括使得通信功能、存储介质读和写操作、以及与各种键输入对应的程序工作的CPU 112、以及用于无线通信的通信单元113。

接收模块110自身的ID和类别代码(例如，指示电视接收机类别的代码)存储在存储介质116中。例如与电视接收机的外部接口117可以包括在接收模块110中。CPU 112执行接收模块110的各个单元的总体控制。使用例如非易失性存储器配置存储介质115和116。

遥控器100的通信单元103和接收模块110的通信单元113利用给定的无线通信协议进行双向通信。例如IEEE(电气和电子工程师学会)802.15.4可以用作该通信协议。IEEE 802.15.4是被称为PAN(个人区域网)或WPAN(无线个人区域网)的短距离无线网络标准的名称。这里，使得外部接口117具有用于输出接收的关于与其连接的例如诸如电视接收机之类的电子设备的命令的功能。

此标准的通信速率是几10k到几100k bps，并且通信范围是几10m到几100m。此外，以帧为单位进行通信。对于133字节的最大尺寸，一个帧包含具有报头(6字节)的有效载荷(0到127字节)。利用此通信协议，多个模式可以作为发送和接收方法。在遥控系统的情况下，采用最简单的方法。换句话说，从遥控器100向接收模块110发送命令，并且由遥控器100接收来自于接收模块110的答复。但是，可以使用更复杂的发送和接收方法。

[在第一实施例中用于配对的配置]

由遥控器100和接收模块110分别进行的用于存储彼此的注册ID的操作是配对操作。将参考图2描述在例如诸如电视接收机之类的接收方电子设备的接收模块110中提供的用于配对的配置的示例。

接收来自于遥控器的发送信号，并且尽管没有示出，但该发送信号经历诸如放大、频率变换和解调制之类的处理，并且提供给输入端子11。提供给输入端子11的接收信号提供给信号识别单元12和无线电波强度测量单元13。信号识别单元12从接收信号中附加于每个帧的代码确定接收信号类型。例如，一个帧的数据可以由报头、代码和数据构成。RF系统由报头标识。后续数据的类型由该代码指示。换句话说，指示数据为用于配对的数据或命令数据。信号识别单元12例如由CPU实现。

无线电波强度测量单元13测量接收信号的无线电波强度。无线电波强度也可以通过检测在之前的RF处理器处接收的RF信号电平来测量。例如，在IEEE 802.15.4中，规定了这样的功能：在接收到帧的情况下，从信号自身中的噪声和干扰强度计算链路质量通知(LQI：链路质量指示符)，并且将通知发布给上面的物理层。LQI可以被用作无线电波强度的一个示例。

如果接收信号被识别为用于配对的数据，则信号识别单元12提取该数据的无线电波强度。用于配对的数据仅仅在配对模式下由遥控器产生。例如，在购买之后首次按下遥控器的特定或任意的一个或多个按钮时，可以发送用于配对的数据。此外，配对操作可以在电视接收机的设置菜单内的遥控器注册菜单中。持续发送用于配对的数据，直到配对完成。

将由无线电波强度测量单元13首次测量的用于配对的数据的无线电波强度(初始测量值)保持在保持单元14中。例如可以使用诸如RAM之类的存储器配置保持单元14。运算单元15使用在保持单元14中保持的初始测量值和由无线电波强度测量单元13测量的随后的测量值，来计算遥控器的相对距离和相对移动量之一。由于受到无线模块波动和实施波动等的影响而在绝对距离和绝对移动量中产生误差，因此基于由初始测量值获得的距离将随后的测量值转换为相对值。这里，在下文的说明中，相对距离和相对移动量被简单地称为距离和移动量。此外在下文的描述中，讨论计算距离和确定计算的距离的示例，但是可以将距离的差类似地计算为移动量，并且可以类似地确定移动量。

运算单元15进行将实际测量值代入到无线电波强度和距离或移动量之间的关系表达式中的运算操作。在这种情况下，也可以将无线电波强度和距离或移动量之间的关系预先创建为表，保存在ROM中，并且可以使用该表计算距离或移动量。此外，在运算单元15中，确定距离或移动量是否是设置的值。运算单元15用作运算确定单元。

运算单元15的运算结果和确定结果提供给屏幕创建单元16。屏幕创建单元16创建显示屏幕。创建的显示屏幕提供给诸如液晶显示器之类的显示单元17并且在其上显示。在电视接收机的情况下，用于显示电视广播节目的显示屏幕被用作显示单元17。作为一个示例，屏幕创建单元16可以将多个显示屏幕数据存储在ROM中，并且将与运算单元15的确定结果对应的显示屏幕提供给显示单元17。运算单元15例如由CPU实现。

[在第一实施例中的配对操作]

将参考图3中的流程图和图4中的显示屏幕图描述第一实施例中的配对操作。第一实施例是具有用于用户持握的遥控器的一种类型的移动指令模式的示例。移动指令模式的意思是包括距离(相对距离)和确定的数目的移动指令。例如，确定的数目可以是2。将用于首次确定的距离作为初始测量位置相对于电视接收机的距离的一半。将用于第二次确定的距离作为相对于电视接收机的初始测量值距离的两倍。

在图3中的步骤S1中，测量由无线电波强度测量单元13首次接收到的配对信号的无线电波强度。将初始测量值保持在保持单元14中。在步骤S2中，移动指令由显示单元17给出。

图4示出了由屏幕创建单元16产生且由显示单元17显示的显示屏幕的示例。与在步骤S2中发出的首次移动指令对应地显示显示屏幕P1。显示屏幕P1包括示意地表示电视接收机的TV图像21和示意地表示遥控器的RC图像22。另外，在显示屏幕中存在表示指令距离的位置的标记MK1、指示移动方向的箭头AR1、和消息正文CR1。这些元素也包括在其它的显示屏幕中。

在显示屏幕P1和其它显示屏幕中TV图像21的距离是固定的。由无线电波强度测量单元13测量的初始测量值由保持单元14保持。例如，假定初始测量值是值“80”。这里，为了方便说明，测量值的数字值表示相对的无线电波强度。运算单元15由初始测量值计算遥控器的初始距离，并且在计算的初始距离的位置处显示RC图像22。

将在首次确定中指令的距离设置为TV图像21和RC图像22之间的初始距离的一半。假定在指令的距离处的无线电波强度是40。在实践中，距离和无线电波强度不存在线性关系，但是为了方便说明，假定二者存在线性关系。显示屏幕P1中的标记MK1的显示位置指示指令距离的位置。从当前位置移动到指令的距离的位置的方向由箭头AR1指示。显示消息“配对注册屏幕-稍微靠近”作为文本CR1。

(由用户持握的)遥控器根据文本CR1的消息向电视接收机靠近。在步骤S3中，配对信号的无线电波强度由无线电波强度测量单元13测量。测量的无线电波强度随遥控器的靠近而增大。这里，也可以使得RC图像22响应于用户的移动在显示屏幕P1上靠近TV图像21。

在步骤S4中，从无线电波强度的初始测量值和测量的无线电波强度，确定遥控器的位置是否在相对于指令的距离的给定范围之内。例如，可以确定测量值是否存在于范围(0.5±0.1)之内。由于在首次确定期间指令的距离(标记MK1的位置)被设置为首次距离的一半，因此如果无线电波强度变为大约“40”(80×0.5)，则确定RC图像22已经到达了指令的距离的位置(标记MK1)，并且在步骤S4中的确定结果变为肯定。

在步骤S4中的确定为肯定的情况下，在步骤S5中确定在给定范围之内确定的确定的数目是否已经达到设置的数目。假定在步骤S5中的设置的数目被设定为2。由于这是首次确定，因此在步骤S5中的确定结果为否定，并且该过程返回到步骤S2(移动指令显示)。

返回到步骤S2，移动指令显示屏幕P2由显示单元17显示用于第二次确定。如图4所示，将两倍于初始距离的距离设置为第二距离，在该位置处显示标记MK2，并且显示在远离方向上的箭头AR2。显示消息“配对注册屏幕-现在稍微远离”作为文本CR2。

用户根据该消息握住遥控器同时远离电视接收机。在步骤S3中，配对信号的无线电波强度由无线电波强度测量单元13测量。测量的无线电波强度随遥控器的远离而减小。这里，也可以使得RC图像22响应于用户的移动在显示屏幕P2上移动。

在步骤S4中，从初始测量值和测量的无线电波强度，确定遥控器的距离是否在相对于指令的距离的给定的范围之内。换句话说，确定测量的距离是否存在范围(2±0.1)内。由于在第二次确定期间指令的距离被设置为首次距离的两倍，因此如果无线电波强度变为大约“160”(80×2)，则确定RC图像22已经到达了指令的距离的位置(标记MK2)，并且在步骤S4中的确定结果变为肯定。

在步骤S4中的确定为肯定的情况下，在步骤S5中确定在给定范围之内确定的确定的数目是否已经达到设置的数目。假定在步骤S5中的设置的数目被设置为2。由于这是第二次确定，因此在步骤S5中的确定结果为肯定，并且该过程进行到步骤S6(配对注册)。

配对注册是在遥控器的发送模块和电视接收机的接收模块之间执行通信、以及将彼此的ID注册为注册ID的处理。由于该处理花费一些时间，因此在配对注册期间显示显示屏幕P3，如图4所示。TV图像21、RC图像22、标记MK2和消息正文CR3包括在显示屏幕P3中。显示“配对注册屏幕-请稍候”作为消息。

当给定量的时间过去并且配对完成时，显示显示屏幕P4。TV图像21、RC图像22、标记MK2和消息正文CR4包括在显示屏幕P4中。显示“配对注册屏幕-配对完成”作为消息。

在本发明的上述第一实施例中，通过由电视接收机上的屏幕显示器发出移动指令，并且根据指令的模式移动用户持握的遥控器，来进行配对。因此，不能查看显示屏幕并且进行指令的移动的第三方不能进行配对。用这种方式，仅特定用户能够比较容易地进行配对。

[第一实施例的修改]

在上述描述中，移动指令模式被固定为一种类型。在这种情况下，存在第三方可能知道指令模式并且进行配对注册的危险。因而，使用随机数来改变移动指令模式。

换句话说，在步骤S2中的移动指令显示中，在每次确定时指令由随机数指示的不同的距离。将初始距离定义为1，产生0.1递增量的0.1和2.0之间的随机数作为指令的距离。例如，在首次确定期间，如果随机数为1.3，则取指令的距离为1.3。在第二次确定期间，如果随机数为0.8，则取指令的距离为0.8。用这种方式改变指令的距离意味着移动指令(靠近、远离)将由随机数改变，并且可以降低第三方进行配对注册的危险。另外，确定的数目也可以由随机数改变。

<2.第二实施例>

[第二实施例的示意性配置]

本发明的第二实施例使用包括在与第一实施例(参见图1)相似的配置中的发送装置和接收装置。用于配对的配置也使用与第一实施例(参见图2)相似的配置。配对信号由信号识别单元12从附加于每个帧的代码识别。配对信号的无线电波强度由无线电波强度测量单元13测量。在配对操作期间首次测量的用于配对的数据的无线电波强度(初始测量值)由保持单元14保持。电视接收机和遥控器之间的距离或移动量由运算单元15计算。在运算单元15中，确定距离或移动量是否为设置的值。另外，由显示单元17显示的指令屏幕由屏幕创建单元16产生。

[在第二实施例中的配对操作]

将参考图5中的流程图和图6中的显示屏幕的图描述第二实施例中的配对操作。在第二实施例中，不判定确定的数目是否已经达到设置的数目，而是判定在遥控器上提供的给定键是否已被按下。

在图5的步骤S11中，测量首次接收的配对信号的无线电波强度，并且初始测量值由保持单元14保持。例如，假定初始测量值是值“80”。在步骤S12中，移动指令由显示单元17显示。如图6所示，显示第一显示屏幕P11。运算单元15从初始测量值计算遥控器的初始距离，并且在计算的初始距离的位置处显示RC图像22。在首次确定期间指令的距离被设置为TV图像21和RC图像22之间的初始距离的一半。在指令的距离处的无线电波强度变为40。从当前位置移动到指令的距离的位置的方向由箭头AR11指示。显示消息“配对注册屏幕-稍微靠近”作为文本CR11。

遥控器根据文本CR11的消息向电视接收机靠近。在步骤S13中，配对信号的无线电波强度由无线电波强度测量单元13测量。在步骤S14中，从无线电波强度的初始测量值和测量的无线电波强度，确定遥控器的位置测量值是否存在于范围(0.5±0.1)之内。由于在首次确定期间指令的距离(标记MK1的位置)被设置为首次距离的一半，因此如果无线电波强度变为大约“40”(80×0.5)，则确定RC图像22已经到达了指令的距离的位置(标记MK1)，并且在步骤S14中的确定结果变为肯定。

在步骤S14中的确定为肯定的情况下，在步骤S15中，改变显示屏幕并且例如确定诸如OK键之类的给定键是否已被按下。如图6所示，RC图像22位于初始距离的一半距离的位置(标记MK11)处，并且显示显示屏幕P12，其中显示文本CR12。显示消息“配对注册屏幕-压下OK键”作为文本CR12。

在步骤S15中，如果从接收信号确定遥控器的OK键已被按下，则步骤S15中的确定结果变为肯定。如果步骤S15中的确定结果变为肯定，则过程进行到步骤S16(配对注册)。在配对注册期间，显示显示屏幕P13，如图6所示。在显示屏幕P13上显示“配对注册屏幕-请稍候”作为消息。当给定量的时间过去并且配对完成时，显示显示屏幕P14。在显示屏幕P14上显示“配对注册屏幕-配对完成”作为消息。

在本发明的上述第二实施例中，通过由电视接收机上的屏幕显示器发出移动指令和按下的键的类型、根据指令的模式移动遥控器、及压下指定的键，来进行配对。因此，不能查看显示屏幕、进行指令的移动且按下指令的键的第三方不能进行配对。用这种方式，仅特定用户能够比较容易地进行配对。

<3.修改>

本发明不局限于上述实施例，并且基于本发明的技术构思的各种修改是可能的。例如，也可以组合上述第一和第二实施例。换句话说，可以发出移动指令和另外的键操作指令二者。此外，除了IEEE 802.15.4之外的无线协议也可以被用作无线通信方法。

本发明也可以被配置为在发出移动指令情况下检测无线电波强度的时间变化，并且仅仅在从无线电波强度的时间变化预测的移动大约等于指令的移动的情况下进行配对注册。例如，可以发出组合靠近移动和后退移动的移动指令，并且可以确定无线电波强度的变化是否对应于指令的移动。

本发明也可以应用于除电视接收机和遥控器之外的其它无线通信设备。例如，本发明也可以应用于通过无线通信发送和接收音频数据和/或视频数据的无线通信设备(诸如音频重放装置和无线头戴受话器，或例如音频重放装置和便携式数字音乐播放器)。显示装置不局限于液晶显示器，并且也可以使用采用一个或多个发光二极管的指示器、七段显示器等等。

Claims (7)

1.一种无线通信装置，包括：

显示装置，用于显示移动指令；

无线电波强度测量装置，用于测量来自于另一个无线通信装置的信号的无线电波强度；和

运算确定装置，用于使用由该无线电波强度测量装置测量的无线电波强度，计算到该另一个无线通信装置的相对距离和该另一个无线通信装置的相对移动量中的一个，并且确定该相对距离和该相对移动量中的一个是否大致匹配该移动指令；

其中在由该运算确定装置确定该相对距离和该相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的情况下，进行与该另一个无线通信装置的配对处理。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中保持由该无线电波强度测量装置首次测量的无线电波强度作为初始测量值，以及

由该运算确定装置基于该初始测量值将随后的测量值转换为相对值。

3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该相对距离和该相对移动量中的一个、以及确定的数目包括在该移动指令中，以及

如果由该运算确定装置确定该相对距离和该相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的次数达到该确定的数目，则进行该配对处理。

4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中该相对距离和该相对移动量中的一个在每次确定时变化。

5.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该相对距离和该相对移动量中的一个、以及给定键操作的出现或缺少包括在该移动指令中，以及

如果由该运算确定装置确定该相对距离和该相对移动量中的一个大致匹配该移动指令，以及

如果检测到该给定键被按下，则进行该配对处理。

6.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中该另一个无线通信装置是电视接收机的遥控器命令器，以及

该显示装置是该电视接收机的显示器装置。

7.一种无线通信方法，包括：

由显示单元显示移动指令的步骤；及

运算确定步骤，使用由无线电波强度测量单元测量的无线电波强度，计算到另一个无线通信装置的相对距离和该另一个无线通信装置的相对移动量中的一个，并且确定该相对距离和该相对移动量中的一个是否大致匹配该移动指令；

其中在该运算确定步骤中确定该相对距离和该相对移动量中的一个大致匹配该移动指令的情况下，进行与该另一个无线通信装置的配对处理。

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