CN109391291B - 蓝牙传输积体电路及相关传输方法 - Google Patents

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Abstract

一种蓝牙传输积体电路包含:一接收器、一发射器以及一控制电路，其中该接收器是用以自一电子装置接收一扫描要求封包，而该扫描要求封包是以符合一蓝牙无线低耗电标准来传输，该发射器是用以传送一资料封包，而该控制电路耦接至该接收器以及该发射器；其中当该接收器接收该扫描要求封包后，该控制电路侦测该第一信号的一传输率并控制该发射器利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包。

Description

蓝牙传输积体电路及相关传输方法
技术领域
本发明是有关于一种蓝牙(blue tooth)传输积体电路(integrated circuit,IC)，尤指一种操作于低耗电(Low Energy,LE)编码(Coded)模式的蓝牙传输积体电路及其相关传输方法。
背景技术
在蓝牙4.0的规格中，提出一种低耗电蓝牙模式，其虽具有与传统蓝牙相比较低的传输率，但不需占用太多频宽且可减少功耗，适用于短距离的应用，例如苹果公司所提出的iBeacon技术。而除了蓝牙4.0规格中所提出的1Mb的传输速率，在蓝牙5的规格中，于低耗电蓝牙模式另外提出两种传输速率，分别为低耗电2M模式(LE 2M)以及低耗电编码模式(LECoded)，其中LE 2M代表其传输率可达2Mb/s，LE Coded代表可另外针对所传输的封包进行编码，藉由对封包的编码改变传输速率以增加接收端成功接收封包的机率，在蓝牙5的规格中，LE Coded模式可于封包内的存取标头(access header)中定义其所采用的编码，根据所采用编码的不同，可分别具有125Kb/s以及500Kb/s的传输率，藉由降低传输率可增加封包传输距离，然而即便如此，使用蓝牙传输依然具有很高的信号传输失败的风险。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种操作于低耗电编码(LE Coded)模式的蓝牙传输积体电路及其相关传输方法以增加封包传输成功率。
根据本发明一实施例，揭露一种蓝牙传输积体电路，包含:一接收器、一发射器以及一控制电路，其中该接收器是用以自一电子装置接收一扫描要求封包，而该扫描要求封包是以符合一蓝牙无线低耗电标准来传输，该发射器是用以传送一资料封包，而该控制电路耦接至该接收器以及该发射器；其中当该接收器接收该扫描要求封包后，该控制电路侦测该扫描要求封包的一传输率并控制该发射器利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包。
根据本发明一实施例，揭露一种蓝牙传输方法，包含:利用一接收器以自一电子装置接收一扫描要求封包，其中该扫描要求封包是以符合一蓝牙无线低耗电标准来传输；以及利用一发射器以传送一资料；其中当该接收器接收该扫描要求封包后，侦测该扫描要求封包的一传输率并控制该发射器利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的电子装置进行蓝牙传输扫描的示意图。
图2是根据本发明一实施例的电子装置进行蓝牙传输广播的示意图。
图3是根据本发明一实施例的电子装置已成功进行蓝牙连线的示意图。
图4是根据本发明一第一实施例的控制电路的操作示意图。
图5是根据本发明一第二实施例的控制电路的操作示意图。
【符号说明】
100 电子装置
110 蓝牙传输积体电路
120 主机端
111 指令接收电路
112 控制电路
113 发射器
114 接收器
Scan.cmd 低耗电扫描指令
Adver.cmd 低耗电广播指令
Set.cmd 低耗电设定指令
Scanning_PHYs 扫描参数
primary_adv 主要广播参数
Secondary_adv 次要广播参数
ALL_PHYS 整体参数
TX_PHYS 发射参数
RX_PHYS 接收参数
PHY_options 设定参数
SCAN 扫描要求封包
DATPKT 资料封包
B2,TX 发射参数第2位元
B2,RX 接收参数第2位元
具体实施方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬体制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
图1至图3是根据本发明不同实施例的应用一蓝牙传输积体电路110的一电子装置100的示意图，如图1所示，电子装置100包含一主机端(Host)120以及一蓝牙传输积体电路110，其中蓝牙传输积体电路110包含一指令接收电路111、一控制电路112、一发射器113以及一接收器114。图1至图3所示的实施例皆是透过设置于电子装置100中的主机端(Host)120(于其他实施例中可以是一处理器)下达特定指令使蓝牙传输积体电路110进入低耗电编码(LE Coded)模式，并根据通讯的情况可分别归纳为三种不同情况。
当电子装置100并未与其他电子装置进行蓝牙传输连线的状态下，电子装置100的主机端120(或处理器)可下达一主机端控制界面(Host ControlInterface,HCI)指令至蓝牙传输积体电路110，使电子装置100作为接收端对外接收(或称扫描)封包。详细来说，如图1所示，主机端120所下达该主机端控制界面指令为一低耗电扫描指令(HCI_LE_Set_Extended_Scanning_Parameters)，于图中以Scan.cmd标示，并将低耗电扫描指令Scan.cmd传送至指令接收电路111，藉此透过控制电路112以要求接收器114尝试接收(或称扫描)一扫描要求封包SCAN。在此实施例中，所接收(扫描)到的扫描要求封包SCAN即为其他电子装置所发送的一广播封包。需注意的是，在蓝牙5的规格定义中，低耗电扫描指令Scan.cmd包含多个指令参数，而其中之一为一扫描参数Scanning_PHYs，并透过设定扫描参数Scanning_PHYs的数值，可定义接收器114应扫描透过LE 1M模式或LE Coded模式所传送的扫描要求封包SCAN，举例来说，当扫描参数Scanning_PHYs被设定为0时，所接收到的扫描要求封包SCAN是透过LE1M模式所广播；当扫描参数Scanning_PHYs设定为2时，扫描到的扫描要求封包SCAN是透过LE Coded模式所广播。需注意的是低耗电扫描指令Scan.cmd不仅包含扫描参数Scanning_PHYs，于规格定义中还包含其他多个参数，此实施例仅列举与LE Coded模式相关的参数，其余细节在此省略以省篇幅。
当电子装置100并未与其他电子装置进行蓝牙传输连线的状态下，电子装置100的主机端120(或处理器)可下达一主机端控制界面(Host Control Interface,HCI)指令至蓝牙传输积体电路110，使电子装置100作为传送端对外广播封包。详细来说，如图2所示，主机端120所下达的该主机端控制界面指令为一低耗电广播指令(HCI_LE_Set_Extended_Advertising_Parameters)，于图中以Adver.cmd标示，并将低耗电广播指令Adver.cmd传送至指令接收电路111，藉此透过控制电路112要求发射器113传送一资料封包DATA(在此实施例中资料封包DATA为一广播封包)。需注意的是，在蓝牙5的规格定义中，低耗电广播指令Adver.cmd包含多个指令参数，而其中之一为一主要广播参数(Primary_Advertising_PHY)，于图中以primary_adv所示，并透过设定主要广播参数primary_adv的数值，可定义资料封包DATA是透过LE 1M模式或LE Coded模式所传送，举例来说，当主要广播参数primary_adv被设定为1时，资料封包DATA是透过LE 1M模式所广播；当主要广播参数primary_adv被设定为3时，资料封包DATA是透过LE Coded模式所广播。该多个指令参数中另包含一次要广播参数(Secondary_Advertising_PHY)，于图中以secondary_adv所示，并透过设定次要广播参数secondary_adv的数值，可定义该封包是透过LE 1M、LE 2M模式或LE Coded模式所传送，举例来说，当次要广播参数secondary_adv被设定为1时，资料封包DATA(在此实施例中为一广播封包)是透过LE 1M模式所广播；当次要广播参数secondary_adv被设定为2时，资料封包DATA是透过LE 2M模式所广播；当次要广播参数secondary_adv被设定为3时，资料封包DATA是透过LE Coded模式所广播。需注意的是低耗电广播指令Adver.cmd不仅包含主要广播参数primary_adv以及次要广播参数secondary_adv，于规格定义中还包含其他多个参数，此实施例仅列举与LE Coded模式相关的参数，其余细节在此省略以省篇幅。
需注意的是，以上两种状况中，主机端所传送的指令皆无法定义电子装置100作为接收端/传送端于LE Coded模式下接收/传送封包时，是使用125Kb/s或500Kb/s的传输速率进行传输。
而当电子装置100已成功其他电子装置连线以进行蓝牙传输的状态下，电子装置100的主机端120(或处理器)可下达一低耗电设定指令(HCI_LE_Set_PHY)，于图中以Set.cmd所标示，至蓝牙传输积体电路100，其中低耗电设定指令Set.cmd包含多个指令参数，如一整体参数(ALL_PHYS)、一发射参数(TX_PHYS)、一接收参数(RX_PHYS)以及一选项参数(PHY_options)，其中透过设定发射参数TX_PHYS的数值可定义电子装置100透过发射器113于LE 1M模式、LE 2M模式或LE Coded模式来传送资料封包DATA，举例来说主机端120所下达的低耗电设定指令Set.cmd中，若发射参数TX_PHYS中第0位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则发射器113于LE 1M模式下传送资料封包DATA；若发射参数TX_PHYS中第1位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则发射器113于LE 2M模式下传送资料封包DATA；若发射参数TX_PHYS的第2位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则发射器113于LE Coded模式下传送资料封包DATA；若发射参数TX_PHYS的第0位元-第2位元的数值皆被设定为高电位(即逻辑值1)，则发射器113并不限定于何种模式下传送资料封包DATA。而透过设定接收参数RX_PHYS的值可定义电子装置100透过接收器114于LE 1M模式、LE2M模式或LE Coded模式来接收扫描要求封包SCAN，举例来说，主机端120所下达的低耗电设定指令Set.cmd中，若接收参数RX_PHYS中第0位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则接收器114接收透过LE1M模式所传送的扫描要求封包SCAN；若接收参数RX_PHYS中第1位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则接收器114接收透过LE 2M模式所传送的扫描要求封包SCAN；若接收参数RX_PHYS中第2位元的数值被设定为高电位(即逻辑值1)，则接收器114接收透过LE Coded模式所传送的扫描要求封包SCAN；若接收参数RX_PHYS的第0位元-第2位元的数值皆被设定为高电位(即逻辑值1)，则接收器114并不限定接收于何种模式下所传送的扫描要求封包SCAN。而透过设定选项参数PHY_options则可定义该电子装置100在使用LE Coded模式进行传输时，使用125Kb/s、500Kb/s或是不指定使用何种传输率进行传输，举例来说，当发射参数TX_PHYS以及接收参数RX_PHYS的第2位元皆被设定为高电位(即逻辑值1)时，此时电子装置100于LE Coded模式下传送/接收封包，当选项参数PHY_options的值设定为0时，主机端120并不限定使用LE Coded模式中的125Kb/s或500Kb/s的传输速率来进行传输；当选项参数PHY_options的值设定为1时，则主机端120要求透过500Kb/s的传输速率来进行传输；当选项参数PHY_options的值设定为2时，则主机端120要求透过125Kb/s的传输速率来进行传输。
然而若传送端与接收端若皆能使用相同的传输速率来进行传输，将可大幅增加蓝牙通讯的成功率，参考图4，图4是根据本发明一实施例的控制电路112操作示意图，如图4所示，此时电子装置100已成功与其他电子装置进行蓝牙连线，而根据主机端120所下达的设定指令Set.cmd中，由于发射参数TX_PHYS的第2位元B2,TX＝1、接收参数RX_PHYS的第2位元B2,RX＝1而选项参数PHY_options被设定为0，因此此时电子装置100可透过LE Coded模式进行长距离传输，并且不限制使用125Kb/s或500Kb/s的传输速率来进行传输，若初始发射器113是根据500Kb/s的传输速率来传送资料封包DATA，接着，当接收器114自另一电子装置接收到扫描要求封包SCAN时，若控制电路112侦测所接收到的扫描要求封包SCAN是透过125Kb/s的传输速率后，控制发射器113往后以125Kb/s的传输速率传送资料封包DATA，藉此增加蓝牙通讯的成功率。同样地，若初始资料封包DATA是以125Kb/s所传送而所侦测到的扫描要求封包SCAN是以500Kb/s所传送时，控制电路112将同样控制发射器113往后以500Kb/s的传输速率传送信号，藉此增加蓝牙通讯的成功率。
图5是根据本发明另一实施例的控制电路112操作示意图，如图5所示，假设电子装置100尚未与任何电子装置进行蓝牙连线，而根据主机端120所下达的低耗电广播指令Adver.cmd中，主要广播参数Primary_PHY被设定为3，此时电子装置100透过发射器113于LECoded模式下传送资料封包DATA(此时资料封包DATA为一广播封包)，而由于此时主机端120并无法设定资料封包DATA的传输速率，因此假设此时资料封包DATA的传输速率为500Kb/s，接着，若接收器114成功自另一电子装置接收(扫描)到扫描要求封包SCAN(此时扫描要求封包SCAN为一要求扫描封包)后，控制电路112侦测到扫描要求封包SCAN是由该另一电子装置透过125Kb/s的传输速率所传送，控制电路112控制发射器113以125Kb/s的传输速率传输资料封包DATA(此时资料封包DATA为一回应扫描封包)，藉此增加蓝牙通讯的成功率，反之亦然。在图4与图5的实施例中，控制电路112为一基频(baseband)电路模组，但此并非本发明的一限制。
需注意的是，虽然图1-图5的实施例皆用以说明电子装置100操作于LECoded模式下的情形，然而本发明所提出的蓝牙传输积体电路110并不限定仅能操作于LE Coded模式，亦即，蓝牙传输积体电路110同样可操作于LE1M模式、LE2M模式、传统蓝牙模式或高速蓝牙模式。
简单归纳本发明，本发明提出一种蓝牙传输积体电路，于LE Coded模式下透过控制电路侦测自另一电子装置所接收到的信号是透过何种传输速率所传送后，控制发射器可以相同传输速率传送信号，藉此可增加蓝牙通讯的成功率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种蓝牙传输积体电路，包含:
一接收器，用以自一电子装置接收一扫描要求封包，其中该扫描要求封包是以符合一蓝牙无线低耗电标准来传输；
一发射器，用以传送一资料封包；以及
一控制电路，耦接至该接收器以及该发射器；
其中当该接收器接收该扫描要求封包后，该控制电路侦测该扫描要求封包(scanrequest packet)的一传输率并控制该发射器利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包，
其中若是在该接收器自该电子装置接收该扫描要求封包之前该蓝牙传输积体电路是以不同于该传输率的另一传输率来与该电子装置进行通讯时，该控制电路控制该发射器切换为利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包至该电子装置。
2.根据权利要求1的蓝牙传输积体电路，另包含:
一指令接收电路，耦接至该控制电路，其中该指令接收电路是用以自一处理器接收一指令，该指令包含一低耗电资讯。
3.根据权利要求2的蓝牙传输积体电路，其中该低耗电资讯为一低耗电扫描资讯，该控制电路控制该接收器以根据该低耗电扫描资讯接收该扫描要求封包。
4.根据权利要求2的蓝牙传输积体电路，其中该低耗电资讯为一低耗电设定资讯，该控制电路根据该低耗电设定资讯来设定该资料封包的一传输率。
5.根据权利要求1的蓝牙传输积体电路，其中该控制电路为一基频(baseband)模组。
6.一种蓝牙传输方法，包含:
利用一接收器以自一电子装置接收一扫描要求封包，其中该扫描要求封包是以符合一蓝牙无线低耗电标准(Bluetooth wireless low energy standard)来传输；以及
利用一发射器以传送一资料封包；
其中当该接收器接收该扫描要求封包后，侦测该扫描要求封包的一传输率并控制该发射器利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包，
其中若是在该接收器自该电子装置接收该扫描要求封包之前是以不同于该传输率的另一传输率来与该电子装置进行通讯时，控制该发射器切换为利用该扫描要求封包的该传输率传送该资料封包至该电子装置。
7.根据权利要求6的蓝牙传输方法，另包含:
自一处理器接收一指令，该指令包含一低耗电资讯。
8.根据权利要求7的蓝牙传输方法，其中该低耗电资讯为一低耗电扫描资讯，控制该接收器以根据该低耗电扫描资讯接收该扫描要求封包。
9.根据权利要求7的蓝牙传输方法，其中该低耗电资讯为一低耗电设定资讯，该发射器根据该低耗电设定资讯来设定该资料封包的一传输率。
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