CN1809983A

CN1809983A - 蓝牙微微网中的无主式从/主角色转换

Info

Publication number: CN1809983A
Application number: CNA028088921A
Authority: CN
Inventors: 约尔·博格
Original assignee: BRIGHTCOM TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: BRIGHTCOM TECHNOLOGIES Ltd
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2006-07-26
Also published as: US20020159401A1; JP2004530371A; EP1382152A1; KR20040028742A; WO2002089391A1

Abstract

本发明公开了一种在主设备消失了的原蓝牙微微网的各个参与方之间建立新蓝牙微微网的方法。确定主设备已经消失后，选择一个从设备执行主设备的功能并通过联系每个其它参与方而在基带层上重新建立通信。此外，本发明公开了一种方法和一种相关的设备，使用应用程序适配层和本地寻址表(22)来实现利用蓝牙微微网的点对多点通信。本发明还公开了一种方法，在主设备已经消失的原蓝牙微微网的各个参与方之间重新建立通过利用蓝牙微微网的应用程序实现的点对多点通信。在基带层(12)上重新建立微微网之后，从下向上重新建立蓝牙协议栈的高层上的通信，即，在L2CAP层上重建通信(16)之前先在LM层(14)上重建通信。

Description

蓝牙微微网中的无主式从/主角色转换

技术领域

本发明涉及蓝牙微微网(bluetooth piconet)中的层级指定，尤其涉及当由于主设备消失而不能进行主/从转换时选择主设备。本发明还涉及主设备消失后在蓝牙微微网中重新建立一点对多点通信。

背景技术

蓝牙(bluetooth)是一种计算和远程通信的工业规范，规定了不同电子设备，诸如移动电话、计算机和个人数字助理如何能够互相连接并彼此通信。Ericsson Mobile Communications(爱立信移动通信公司，斯德哥尔摩，瑞典)于1994年提出蓝牙作为能够使外围设备进行无线通信的协议。随着“特殊利益小组(special interest group)”的成立，蓝牙成为一种公认的标准，开启了允许不同设备相互通信的技术的发展之路。

为通过蓝牙协议相互通信，设备必须具有蓝牙功能，即，它们必须装备有在2.45GHz频带中进行接收和发射的收发器。每部蓝牙功能设备都具有被称为BD_ADDR(蓝牙设备地址)的唯一识别该设备的48位地址。

虽然蓝牙协议使用点对点连接，但其拓扑结构基于称为微微网(piconet)的特设网络。微微网被定义为一个主设备(master)和一个或多个从设备(slave)的网络。任一时刻最多可以有七个从设备活动。

微微网内的通信基于时分双工(TDD)方案。时间被分成625微秒的时隙。只在时隙的开始处开始传输，并在一个或多个时隙的期间内进行。设备使用同步查询-响应方案而顺序传输。在偶数时隙中专门进行主设备传输，在奇数时隙专门进行从设备传输。在一个时隙或奇数倍数的时隙期间，信息以数据包的形式传输。并非以一个固定的频率传输，而是使用以1600跳/秒的速度在79个频率间跳转的频率。

主设备是微微网内最重要的实体。微微网的跳频方案和信道接入码是根据该微微网的主设备的BD_ADDR而确定的。主设备的系统时钟决定了在跳频序列中的相位。在微微网形成期间，主设备为每个从设备分配一个AM_ADDR(活动成员地址)，这是一个从1到7的唯一识别该微微网内从设备的整数。微微网内通信所需的所有参数统称为通信参数，包括跳频方案和信道接入码。

一旦建立了微微网，微微网的所有成员必须同步并必须具有相同的时间基准，即时隙什么时候开始和时隙有多长。为此，所有从设备不断地监测主设备的系统时钟，并将各自的时钟修正一个偏移量以匹配主设备的系统时钟。

主设备作为微微网的中枢。主设备始发对特定从设备的通信，并分配一个或多个时隙，在此期间从设备可以答复。在所分配的一个或多个时隙中，从设备进行答复。从设备仅在主设备分配的时隙中进行通信。

以数据包的形式进行通信。每个数据包由三部分组成：接入码、数据包报头和有效负载。接入码包括同步信息和用于识别该传输是属于微微网还是作为微微网形成过程中的一个步骤的代码。数据包报头包括用于确认数据包的信息和该数据包所去往的设备的AM_ADDR。有效负载包含所传输的数据，也可以包含数据报头。

在蓝牙协议下工作的每个设备都具有内部层级，即蓝牙协议栈(protocol stack)。该协议栈的每个层被实施为硬件、软件或其组合。图1描述了蓝牙协议栈。

最低层是RF(射频)收发器10。RF收发器10上面是基带层12。基带层12管理物理信道和链路。基带协议被实施为链路控制器，并与链路管理层14(LM)一起执行象链路连接之类的链路层例行事务。基带层12处理数据包并施行TDD方案。基带层12之上是LM 14。LM 14执行链路的建立、验证、链路配置和其它协议。

LM 14之上是逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)层16。L2CAP 16通过协议复用功能、分割和重组操作以及组提取向上层协议提供面向连接的和无连接的数据服务。P3L2CAP 16层之上是应用层18，即设备操作者使用的程序。

设备的每个层都与另一个设备的相应层进行通信，即，例如，设备1的L2CAP层向设备2的L2CAP层发送信息。

微微网的形成是发生在设备的基带层之间的明确的顺次过程，这通过下述示例进行描述。具有蓝牙功能的设备单元0和单元1都被激活并处于对方的范围内。单元0使用查询跳频方案发出查询数据包。由于单元0发出查询传输，按照定义该单元应该是该初始微微网的主设备。单元1处于可发现模式(查询扫描状态)。因为单元1正在接收该查询传输，按照定义该单元应该是该初始微微网的从设备。单元1接收查询传输并以FHS数据包进行响应，其具有单元1的BD_ADDR和时钟设置。

单元0使用单元1的BD_ADDR，或者还有其时钟设置对单元1进行寻呼。若其处于可连接模式，则单元1进入从设备响应状态并向单元0发送第一答复。单元0把一个带有其自己的BD_ADDR和其时钟设置的FHS数据包发送给单元1。单元1发送第二答复，确认接收到FHS数据包。单元1的活动从设备状态、AM_ADDR和BD_ADDR被记录在单元0的活动链路表中。在单元1的活动链路表中记录了单元0的主设备状态、BD_ADDR和时钟偏移。

在上述步骤之后，即存在了单元0作为主设备而单元1作为从设备的微微网。使用该微微网的通信参数进行进一步的微微网之内的通信，这些参数是根据主设备BD_ADDR使用主设备时钟确定的相位而计算出来的跳频方案。从设备将自己的时钟调节一个定时偏移，以匹配主设备的时钟。此外，微微网之内的传输包括由主设备BD_ADDR得来的信道接入码(CAC)，用来识别数据包是否属于该微微网。

若其它设备处于范围内，则单元0能够重复上述过程，直到最多7个AM_ADDR已经分配给了7个不同的设备为止。微微网的主设备使用AM_ADDR来把数据包导引到该微微网的一个从设备。从设备仅对发送给它的数据包进行响应。

根据蓝牙协议，主设备和从设备可以转换角色。在所分配的时隙中，主设备或从设备发出LMP_Switch_Req命令，请求把从设备变成微微网的主设备。若通过发出LMP_accepted命令而允许了这种转换，则执行角色转换。

考虑一个微微网的情况，其中单元0是主设备，表示为m0，单元1和单元2都是从设备，分别表示为s1和s2。M0和s1同意交换角色，因此，s1将成为新的主设备m1，主设备m0将成为从设备s0。M0和s1继续使用原微微网的通信参数(基于单元0的BD_ADDR和时钟的跳频方案)，但执行时分转换，即单元1在偶数时隙开始发射，单元0在奇数时隙开始发射。

第一步是根据新主设备m1(单元1)的时钟重新标定时隙边界。这是由新主设备m1(单元1)向从设备s0(单元0)发送的LMP_slot_offset命令来完成的。新主设备m1(单元1)发出FHS数据包，向新从设备s0(单元0)分配新的AM_ADDR。从设备s0(单元0)发出ID数据包，以确认接收到FHS数据包。此后新主设备(m1)单元和从设备s0(单元0)切换为使用由新主设备指定的时隙边界、跳频和定时。然后单元0把各个AM_ADDR和关于微微网的其它从设备的其它重要信息传送给新主设备(单元1)。

单元1还分别对每个从设备执行微微网转换。使用原微微网通信参数把新时隙对准偏移、新AM_ADDR和其它信息发送给每个从设备。确认之后，从设备切换到由单元1所指定的新微微网通信参数。

在建立通信之后的任何时候，主设备和从设备可以协商超时周期(监控超时，Supervision Time Out)。在接收到每个数据包之后，将专用于超时周期的计时器复位为0。若两个设备中的一个设备在超时周期内没有从另一个设备接收到任何数据包，则该设备认为与该另一个设备的链路已经丢失，且从其活动链路表中删除该另一个设备。

由于某种原因，微微网的主设备可能丢失。若主设备经历电源中断、物理损坏或被用户关闭都会出现丢失的现象。在现有的蓝牙协议中，微微网的每个从设备将继续期待来自主设备的传输。没有主设备作为微微网的中枢，信息就无法传输，且微微网停止工作。由于每个从设备接连达到其超时周期而没有从主设备接收到任何数据包，其不再是微微网中的从设备且最终微微网停止存在。

有的时候不能出现这样的情形。例如，在通过蓝牙微微网玩的多人游戏中，虽然指定为微微网主设备的设备意外地消失，那些作为从设备的参与方都可能希望继续玩这个游戏。

这就需要有一种方法，能够在微微网的主设备意外地消失后允许蓝牙微微网继续工作。肯定存在一种方法以对用户和应用程序透明的方式来重建微微网。

发明内容

通过本发明提供的新颖方法和设备可以实现上述和其它目的。

如上所述，蓝牙协议允许建立蓝牙微微网，其中主设备作为微微网的各个单元之间所有通信的中枢。若主设备消失，则所有其它单元之间的通信中止。本发明使得能够使用主设备消失了的蓝牙微微网中的从设备来建立微微网。

还存在依赖点对多点通信的应用程序。在这种情况下，微微网的点对点拓扑结构优选地对应用程序是隐藏的。使用本发明可以使依赖点对多点通信的应用程序无需微微网的任何知识就可以使用蓝牙微微网。此外，使用本发明可以在微微网的主设备消失时使这些应用程序无需知道主设备已经消失而能够仅通过从设备继续工作。

根据本发明，提供了一种通过a)确定主设备已经消失、b)选择一个从设备作为新的主设备、以及c)由新主设备在基带层上建立新的蓝牙微微网，从而在原蓝牙微微网的主设备消失后在原蓝牙微微网的从设备之间建立新蓝牙微微网的方法。

根据本发明进一步的特征，每个从设备在原主设备的传输停止之后独立地等待一段时间以确定主设备的消失，其中把第一个结束其等待期的从设备选定为新的主设备。

根据本发明的更进一步的特征，每个从设备的等待期是预先确定的且/或对所有从设备都是相等的。

根据本发明的更进一步的特征，每个从设备被配置为在不同时刻开始其等待期。

根据本发明进一步的特征，每个从设备具有a)第一定时器，其被配置为计数第一周期后溢出且一旦接收到从原主设备到该从设备的传输后就复位；b)第二计时器，其被配置为当第一定时器溢出时开始计数，在计数第二周期后溢出且一旦接收到从原主设备到该从设备的传输后就复位，其中，把第二定时器首先溢出的那个从设备选定为所述的新主设备。优选的是第二周期至少是和第一周期一样长，以保证原主设备确实是从微微网中消失了，而不是刚移动到一个从设备的传输范围之外。

根据本发明，提供了一种通过a)选择一个从设备作为新的主设备、b)把原蓝牙微微网的其它从设备指定为新蓝牙微微网的从设备、c)新主设备在为主设备传输所保留的时隙中开始使用原微微网的通信参数顺序地向每个新从设备传输新蓝牙微微网的新通信参数；以及d)把每个从设备切换为使用新通信参数，从而在原蓝牙微微网的主设备消失后在原蓝牙微微网的从设备之间建立新蓝牙微微网的方法。

根据本发明进一步的特征，每个从设备一旦从主设备接收到新通信参数后就切换为使用新通信参数。另外，根据本发明进一步的特征，每个从设备具有a)第一定时器，其被配置为计数第一周期后溢出且一旦接收到从原主设备到该从设备的传输后就复位；b)标志，当第一定时器溢出时将其设定为TRUE，当从原主设备接收到任何输出后将该标志设定为FALSE，其中，仅当所述标志被设定为TRUE时，从所述新主设备接收到新的通信参数时从设备才切换为新通信参数。

根据本发明进一步的特征，新主设备把新通信参数传输给可能的AM_ADDR中除新主设备的原AM_ADDR之外的每个AM_ADDR。另外，根据本发明进一步的特征，新主设备仅把新通信参数传输给在原微微网中分配的AM_ADDR。

根据本发明进一步的特征，新主设备向加入新微微网的每个从设备分配新的AM_ADDR，其中优选的是，每个从设备的新AM_ADDR和在原微微网中的AM_ADDR相同。

根据本发明，还提供了一种蓝牙功能设备，其被配置为利用应用程序适配层，通过应用程序在至少两个使用蓝牙微微网的单元之间实现点对多点通信。该应用程序适配层从应用程序接收数据包，其中，每个数据包标注有源单元的名称和目标单元的名称，且该应用程序不需要知道微微网的存在。

根据本发明进一步的特征，该设备还具有应用程序适配层能够访问的本地寻址表(local addressing list)。该本地寻址表至少包含加入蓝牙微微网的所有其它单元的名称和AM_ADDR。

根据本发明进一步的特征，本地寻址表可由L2CAP层访问。在这种情况下，本地寻址表还包含对应于该设备的L2CAP层和加入该蓝牙微微网的其它单元的L2CAP层之间的逻辑链路的各个LCID。

根据本发明进一步的特征，本地寻址表可由LM层访问。在这种情况下，本地寻址表还包含对应于该设备的LM层和加入该蓝牙微微网的其它单元的LM层之间的逻辑链路的CH。

根据本发明，提供了一种通过a)确认主设备已经消失；b)选择一个从设备作为新的主设备；c)在基带层上由新的主设备建立新蓝牙微微网；以及d)在蓝牙协议栈中除了基带层之外的至少一个层上在各个单元之间建立通信，从而在原蓝牙微微网的主设备消失后在原蓝牙微微网的从设备之间恢复通过应用程序实现的点对多点通信的方法。

根据本发明进一步的特征，向应用程序通报原微微网的主设备的消失。

根据本发明进一步的特征，单元的基带层向其各自的LM层通报新蓝牙微微网已经建立起来了的事实。

根据本发明进一步的特征，单元的LM层向其各自的L2CAP层通报新蓝牙微微网已经建立起来了的事实。

根据本发明进一步的特征，新主设备是在蓝牙协议栈中除基带层之外的各个层上在各个单元之间建立通信的单元。新主设备或者串行地建立通信，即在与另一个单元建立通信之前在一个单元的所有相关层上建立通信，或者并行地建立通信，即在与其它层建立通信之前与多个单元的一个层建立通信。

根据本发明进一步的特征，相关层至少包括LM和L2CAP层。根据本发明的更进一步的特征，在与一个单元的L2CAP层建立通信之前先与该单元的LM层建立通信。

附图说明

以下参考附图以示例的方式对本发明进行说明，其中：

图1(现有技术)是蓝牙协议栈的示意性表示；

图2显示了根据本发明的选择从设备来执行无主式从-主角色转换的过程；

图3显示了根据本发明的在无主式从-主角色转换期间新主设备重建微微网的过程；

图4a-4d根据本发明的由一个主设备和三个从设备组成的微微网的寻址表；

图5是根据本发明的由一个从设备向第二个从设备传输的数据包的流程；

图6显示了在微微网重建期间微微网的寻址表中的顺序变化；以及

图7是本发明的设备的协议栈的示意性表示。

具体实施方式

通过附图和相应描述可以更好地理解本发明的原理和运用。在转到本发明的细节之前，应该明确本发明提供了两套特征，它们合起来提供了非常有用的方法。

第一个特征涉及一种主设备消失后蓝牙微微网的从设备执行无主式角色转换的方法。第一特征将通过图2和图3加以详细描述。

第二特征涉及一种允许在蓝牙微微网上运行的点对多点应用程序在微微网的主设备消失后继续工作的方法。第二特征将参考图4到图6加以描述。

从微微网的主设备丢失中恢复包括如下步骤：把一个从设备指定为新的主设备，然后使其它从设备接受这个新的指定。

如上所述，微微网中的每个设备具有超时参数(T_supervision)，这是用来确定主-从链路是否丢失的时间。根据本发明的第一特征，T_supervision对于微微网中的所有从设备都是相同的。另外，微微网的每个从设备都配备有至少两个定时器T1和T2，以及一个T1_flag。

T1是用来计数T_supervision的定时器，在从设备每次从主设备接收到指定给它的传输时复位。当达到T_supervision时T1溢出。一旦T1溢出，其被复位为0并开始重新计数。将T1_flag设定为TRUE。每当从设备接收到主设备向微微网的任一从设备，包括它自己发送的数据包的时候，将T1_flag设定为FALSE。

当T1溢出时T2开始计数。每当从设备接收到主设备向微微网的任一从设备，包括它自己发送的数据包的时候，T2复位。复位之后，仅当T1再次溢出时T2才开始重新计数。

当达到预定数目的N个时隙时T2溢出。微微网中的所有从设备具有相同数值的N。当从设备的T2计数器溢出时，该从设备开始无主式角色转换过程。

这种两个计数器的安排保证了在无主式角色转换过程启动之前可以维持合理的延迟，并且一个微微网中的两个计数器不会同时溢出。

图2示意性地描述了由一个主设备m0和三个从设备s1、s2和s3组成的一个微微网中的定时器T1和T2的计数。所有的定时器T1和T2被设定为计数10个时隙后溢出(T_supervision＝N＝10)。

在时隙0、2和4，s1、s2和s3分别被主设备m0轮询、复位T1(s1)、T1(s2)和T1(s3)。

在时隙10，T1(s1)溢出，且T1flag(s1)＝TRUE。T1(s1)被复位且T2(s1)开始计数。

在时隙12，T1(s2)溢出，且T1_flag(s2)＝TRUE。T1(s2)被复位且T2(s2)开始计数。

在时隙14，m0轮询s3。T1(s3)被复位。T1_flag(s1)＝FALSE且T1flag(s2)＝FALSE。T2(s1)和T2(s2)被复位。

在时隙16，m0消失且不再发送信息。

在时隙20，T1(s1)溢出，且T1flag(s 1)＝TRUE。T1(s 1)被复位且T2(s1)开始计数。

在时隙22，T1(s2)溢出，且T1_flag(s2)＝TRUE。T1(s2)被复位且T2(s2)开始计数。

在时隙24，T1(s3)溢出，且T1_flag(s3)＝TRUE。T1(s3)被复位且T2(s3)开始计数。

在时隙30，T2(s1)溢出。由于T1_flag(s1)＝TRUE，根据本发明的第一特征，s1开始无主式角色转换过程。

开始进行无主式角色转换过程的从设备s1首先执行时分(timedivision)转换，并在专门为微微网主设备使用所保留的偶数时隙中使用原微微网时隙边界和原微微网跳频方案开始传输。由启动无主式角色转换的从设备所发送的第一数据包将复位该微微网的所有从设备的T2定时器，从而避免另一个从设备也启动无主式角色转换。该从设备s1试图使用6个可用AM_ADDR中的每一个(第7个是其自身的原AM_ADDR)转换原微微网的所有潜在的从设备。在本示例中，仅对分别对应于从设备s2和s3的AM_ADDR2和3确认微微网的转换。

正如标准主-从角色转换那样，每个FHS数据包被指定给使用其原AM_ADDR的从设备。在数据包有效负载中，使用原微微网参数将新时隙对准偏移、新AM_ADDR和其它信息发送给每个从设备。原理上，新的主设备可以给加入新微微网的每个从设备分配新的AM_ADDR。但是，从设备优选地在新微微网中保留与原微微网一样的AM_ADDR。

在本发明的第一特征的第一实施例中，所指定的从设备迅速确认接收到FHS数据包并切换到新主设备所指定的新微微网参数。

在本发明的第一特征的第二实施例中，所指定的从设备检查其自己的T1_flag。若T1_flag为FALSE，这意味着只要是涉及这个单元，原主设备仍然在工作中且微微网的整体性没有受到破坏。在这种情况下，其并不接受微微网转换。若T1_flag为TRUE，该从设备确认接收到FHS数据包，并切换到新主设备指定的新微微网参数。在这个实施例中，防止了非必要的主/从转换，例如，从设备移出主设备的发送范围并企图把其它从设备转换到其微微网中的情况。在这个实施例中T2需要大于或等于T1。对于保证当原主设备真正消失时，在已经启动了强制性主/从转换的从设备发出FHS数据包之前有足够的时间让所有从设备的T1标志设定为TRUE，这是必须的。

一旦第二单元发送确认数据包到启动无主式角色转换的第一单元，第二单元就成为新微微网的一部分。若没有接收到确认数据包，则第一单元认为在原微微网中没有分配该特定AM_ADDR且第一单元继续查询后续的AM_ADDR，直到所有6个AM_ADDR都被查询。

图3描述了由分别具有AM_ADDR 1、3和5的三个从设备s1、s3和s5组成的微微往中的无主式角色转换，通过参考图3，可以更好地理解本发明的第一特征的第二实施例。

在T2(s1)溢出之后，s1启动无主式角色转换过程，步骤20。

s1向AM_ADDR＝2发送FHS数据包，步骤22。由于s3和s5接收到该传输，T2(s3)和T2(s5)被复位。

由于没有AM_ADDR＝2的从设备，所以不会发出响应。s1向AM_ADDR＝3发送FHS数据包，步骤24。T2(s5)被复位。S3对FHS数据包作出响应并开始加入新微微网的过程，步骤26。

作为与s3加入微微网相关的最后一个传输的结果，T2(s5)被复位，步骤28。

s1向AM_ADDR＝4发送FHS数据包，步骤30。T2(s5)被复位。由于没有AM_ADDR＝4的从设备，不会发出响应。

s1向AM_ADDR＝5发送FHS数据包，步骤32。

S5对FHS数据包作出响应并开始加入新微微网的过程，步骤34。

在图3所描述的上述过程的最后，形成了新的微微网，其中原来的从设备s1是主设备且从设备s3和s5是从设备。由于上述过程完全在基带层上执行，其对于蓝牙协议栈的高层，更重要是对于应用程序是透明的。

原理上，蓝牙协议设计为点对点通信，其中一个单元，即主设备作为所有通信的中枢。多用户应用程序，诸如多人游戏需要没有明显层级的点对多点通信。在这种应用中，多个对等的设备相互发送消息，从应用程序的角度来看，消息不需要经过微微网的主设备。

在蓝牙协议下有许多可能的方法能够实现蓝牙协议中的点对多点通信。本发明的第二特征涉及一种以对应用程序透明且即使微微网主设备意外丢失该应用程序也能够继续运行的方式支持点对多点通信的方法。

本发明的第二特征的第一方面是将应用层分成应用程序本身和应用程序适配层两部分。例如，应用程序适配层由蓝牙设备的供应商提供，并提供应用程序接口(API)，作为简单使用服务(simple-to-use service)的接口。该API允许应用程序自身把蓝牙系统看作任意输出设备而无需应用程序开发者具备蓝牙协议的专门技术。该应用程序被配置为保持一个识别应用程序的参与方的简名(simple name)表。此外，应用程序被配置为对于所生成的每个数据包，用源的简名和目的地的简名来添加报头，例如，“单元X呼叫单元Y”形式的ASCII报头。

根据本发明的第二特征配置的蓝牙设备保持一个寻址表(addressing list)。该寻址表可由蓝牙协议栈的所有相关层访问。下面将以表格的方式来描述寻址表，不过本领域的技术人员清楚地知道寻址表可以实施为多种方式。

寻址表的每条记录对应于应用程序的一个其它参与方并至少包含4个字段：其它参与方的单元名称；LCID，其由L2CAP层使用，用来识别与其它参与方的逻辑链路；CH，由L2CAP和LM层使用，用来识别其它参与方；以及其它参与方的AM_ADDR，其由微微网的主设备指定。图4中描述了一个微微网的主设备m0和3个从设备s1、s3和s5的寻址表。应用程序分别把四个单元m0、s1、s3和s5认做Max、0lly、Therse和Fay。图4a表示含有m0所存储的微微网链路信息的表；图4b表示含有s1所存储的微微网链路信息的表；图4c表示含有s3所存储的微微网链路信息的表；图4d表示含有s5所存储的微微网链路信息的表。该寻址表中的单元名称与应用程序可用的简名相同。

当形成微微网且应用程序初始化时，主设备把必须的通信信息填入其寻址表中。该主设备还把每个其它参与方的AM_ADDR和单元名称是什么通报给微微网中的每个从设备。从设备的应用程序要使用其它参与方的名称。从设备并不使用寻址表中的AM_ADDR字段。

在应用程序通常操作的全部过程中，主设备的各个层查询寻址表以把数据包传输给从设备并把数据包地址从一个从设备转给另一个从设备。一个从设备的应用程序产生添加了包含目标单元的单元名称的报头的数据包。把该数据包发送给主设备的应用层。在那里，应用层通过查询寻址表来把数据包传送给正确的从设备。

对于由主设备m0和三个从设备s1、s3和s5组成的使用图4所示寻址表的微微网，图5示意性显示了这种过程。如图5所示，窄箭头表示蓝牙微微网中的传输，而宽箭头表示一个设备的蓝牙协议栈内的传输。s1的应用程序产生数据包并添加报头“Olly to Therese”。该数据包被发送给s1的应用程序适配层，步骤58。由于来自从设备的应用层的数据包的唯一可能通信信道是到主设备的应用层，s1的应用程序适配层把数据包发送给m0的应用层，步骤60。M0的应用程序适配层读取报头、查询寻址表、取得与s3相关的LCID参数、把LCID附加给数据包并把数据包传送给m0的L2CAP层，步骤62。L2CAP层查询寻址表，取得与s3相关的CH参数、把CH附加给数据包并把数据包传送给m0的LM层，步骤64。LM层查询寻址表，取得s3的AM_ADDR、把AM_ADDR附加给数据包并把数据包传送给m0的基带层，步骤66。然后，以通常的方式把该数据包传输给s3的应用程序适配层，接连的步骤68、70、72和74。S3的应用程序适配层检查报头。由于数据包指向s3的应用程序，s3的应用程序适配层把数据包传送给s3的应用程序，步骤76。对于应用程序来说，在任何时候都没有显现出微微网的存在。

若在微微网的生存期内执行标准的主/从角色转换，则在向新主设备传输信息期间，原主设备将传输新主设备所需的任何信息以填写寻址表。

若微微网的主设备意外的消失了，则第一步是根据如上所述的本发明的第一方法，在基带层上重建微微网。一旦形成了新的微微网，就需要更新微微网的每个成员中所存储的寻址表。

对于原来由主设备m0和三个从设备s1、s3和s5组成的使用图4所示寻址表(图6中的80)的微微网，图6示意性显示了这种更新过程。如图6所示，s1在m0消失后成为新微微网的主设备。虽然s1能够向微微网的从设备分配任意的新AM_ADDR，但这里描述了本发明的最优选的实施例，其中，从设备在新微微网中保留原微微网的AM_ADDR。

MO消失后，s1启动如上所述的无主式角色转换过程。一旦完成了角色转换，蓝牙协议栈的高层加入新的微微网，如图6所示。首先，s1、s3和s5的基带层分别在步骤82、84和86中各自通报其应用程序适配层Max不再参与。每个单元的应用程序适配层向各自的应用程序通报Max不再参与。

另外，s1、s3和s5的基带层把该转换各自通报给其LM层。虽然在标准蓝牙协议中没有定义，但对于本发明定义了LCI协议，这是从基带层到链路管理层的通信协议。在LCI协议中定义了LCI_SwitchCompleteEvent()消息。该LCI_SwitchCompleteEvent()消息是基带用来把转换通报给其LM层的消息。很显然本领域的技术人员很容易实施这样的LCI协议。

更新S3和s5的寻址表，表明此后Olly具有AM_ADDR＝0。从所有微微网参与方的寻址表中删除对应于Max的条目，步骤88。

如上所述，把从设备添加到新蓝牙微微网中的过程是连续进行的。即，一个从设备接一个从设备按照顺序完成，如下所述。

首先，s1的LM层连接到s3的LM层。s1和s3都指定一个新的CH参数以表示该连接，步骤90。s1的LM层和s3的LM层都分别向s1的L2CAP层和s3的L2CAP层发送LCI_SwitchCompleteEvent()消息(见下面)，步骤92。从而修改了s1和s3的寻址表，步骤94。

对于本领域的技术人员来说很显然的是：HCI_SwitchCompleteEvent()消息不是在标准蓝牙协议中定义了的消息，而是为了实现本发明的易于实施的命令。

下面，s1的L2CAP层连接s3的L2CAP层。S3和s1都指定新的LCID参数以表示该连接，步骤96。从而修改了s1和s3的寻址表，步骤98。

在完成连接到s3的上层之后，s1继续重建与该微微网的其它从设备的联系。在所讨论的示例中，重建高层连接和更新s1和s5的寻址表的过程是以与如上所述s3的过程相似的方式完成的，如图6所示，步骤100、102、104、106和108。

总之，对于微微网中的每个设备：

●作为根据本发明的无主式角色转换的结果，每次从设备在基带层上添加到新的微微网中，新主设备的基带层给新主设备的LM发送通报数据包，LCI_SwitchCompleteEvent()，返回已加入该微微网的从设备的AM_ADDR。从设备的基带层向从设备的LM发送通报数据包，LCI_SwitchCompleteEvent()，返回AM ADDR＝0。

此后，对于每个从设备顺序地执行：

●新主设备的LM连接到从设备的LM。这在每个设备上产生了新的CH，该CH与所通报的AM_ADDR相关。每个设备的LM向各个设备管理器发送一个通报事件，即HCI_SwitchCompleteEvent()。然后用新CH更新每个设备的寻址表。

●然后，新主设备的设备管理器启动与由新CH表示的从设备L2CAP层的L2CAP连接。这个动作用与由本地LM报告的CH相关的新LCID形成了新的链路(新主设备和从设备)。然后用新LCID更新每个设备的寻址表。

在本发明的上述实施例中，其中从设备在新微微网中保留了原微微网的AM_ADDR，然后一旦完成最后的步骤108，尽管丢失了曾作为微微网主设备的参与方，微微网也完全恢复了。本领域的技术人员很清楚在新主设备把不同AM_ADDR分配给从设备的实施例中，必须修改从设备的寻址表以包含该新的AM_ADDR。

微微网的恢复对于应用程序是完全透明的。

在支持本发明的两个特征的微微网中，当原主设备意外地消失时，所有的从设备具有包含每个参与方的AM_ADDR的寻址表。在支持本发明的两个特征的本发明的其它实施例中，执行无主式主/从角色转换的从设备仅仅试图用寻址表中出现的AM_ADDR来联系其它单元。

如上所述的新微微网的建立是串行进行的，在建立与其它从设备的高层通信之前建立一个从设备的蓝牙协议栈的所有层之间的通信。此外，本领域的技术人员很清楚可以并行地重建通信，其中，在移动到其它层之前主设备首先完成建立与所有从设备的一个层之间的通信。

在图7中示意显示了能够实施本发明第二特征的蓝牙功能设备的协议栈，这是一个改进的协议栈。正如在每个蓝牙功能设备中那样，具有RF收发器10、基带层12、链路管理层14、L2CAP层16和应用层18。在L2CAP层16和应用层18之间是应用程序适配层20，其如上所述运行。此外，还有寻址表22，其可被基带层12、链路管理层14、L2CAP层16和应用程序适配层20访问。根据蓝牙标准，还有HCI协议24，其允许链路管理层14把消息发送给L2CAP层16。另外，还有LCI协议26，其允许基带层12把消息发送给链路管理层14。应用程序适配层20、寻址表22和LCI协议26的操作如上所述。和标准蓝牙协议栈一样，该协议栈的每个层都实施为硬件、软件或其组合。

虽然通过有限的几个实施例描述了本发明，需要理解的是可以对本发明进行多种变化、改进和其它应用。

Claims

1.一种在原蓝牙微微网的原主设备消失后在原蓝牙微微网的至少两个从设备之间建立新蓝牙微微网的方法，包括：

a)确定原主设备已经消失；

b)选择所述至少两个从设备中的一个作为新的主设备；以及

c)在基带层上由所述的新主设备建立新蓝牙微微网。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的确定包括：所述至少两个从设备中的每一个在来自原主设备的传输停止后独立地等待各自的一个周期，把所述周期首先期满的从设备选为所述的新主设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述各自的周期都是预先确定的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述各自的周期都是相等的。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述的至少两个从设备被配置为在不同的时刻开始等待所述各自的周期。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少两个从设备中的每一个包括：

a)第一定时器，其被配置为计数第一周期后溢出，且一旦接收到从原主设备到各个所述从设备的传输后就复位；

b)第二计时器，其被配置为当所述第一定时器溢出时开始计数，在计数第二周期后溢出，且一旦接收到来自原主设备的传输后就复位；并且

其中，所述各自的周期是所述第一周期和所述第二周期的函数，其中把第二定时器首先溢出的那个从设备选定为所述的新主设备。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二周期至少和所述第一周期一样长。

8.一种在原蓝牙微微网的原主设备消失后在原蓝牙微微网的至少两个从设备之间建立新蓝牙微微网的方法，所述至少两个从设备中的每一个具有从多个AM_ADDR中分配的各自的AM_ADDR，该方法包括：

a)选择所述至少两个从设备中的一个作为新的主设备；

b)把原蓝牙微微网中的所述至少两个从设备中所有其它的从设备指定为新的从设备；

c)使用原微微网的通信参数，在为主设备传输所保留的时隙中，所述新主设备把新蓝牙微微网的各个新通信参数顺序地发送给每个所述的新从设备；以及

d)把各个所述的新从设备切换到所述各个新的通信参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，一旦从所述新主设备接收到所述各个新通信参数，就进行所述新从设备到所述各个新通信参数的切换。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少两个从设备中的每个从设备包括：

a)第一定时器，其被设定为在计数第一周期后溢出且一旦接收到从原主设备到各个所述从设备的传输后就复位；以及

b)标志，当所述第一定时器溢出时所述标志被设定为TRUE，而一旦接收到来自原主设备的传输后就把所述标志设定为FALSE；

其中，仅当所述标志被设定为TRUE时，从所述新主设备接收到所述新通信参数时才进行各个所述新从设备到所述新通信参数的所述切换。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述新主设备的所述传输是对所述多个AM_ADDR中除所述新主设备的原AM_ADDR之外的每个AM_ADDR进行的。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述新主设备的所述传输是仅对分配给所述新从设备的原AM_ADDR进行的。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述新主设备向每个所述的新从设备分配新的AM_ADDR，所述新AM_ADDR等于每个所述新从设备各自的原AM_ADDR。

14.一种蓝牙功能设备，其被配置为在使用蓝牙微微网的至少两个单元之间通过应用程序实现点对多点通信，该设备包括：

应用程序适配层，所述应用程序适配层被配置为接收来自应用程序的数据包，其中每个所述数据包标记有源单元的名称和目标单元的名称。

15.根据权利要求14所述的设备，还包括：

本地寻址表，所述本地寻址表含有蓝牙微微网的所有其它单元的名称和AM_ADDR，所述寻址表可由所述应用程序适配层访问。

16.根据权利要求15所述的设备，还包括L2CAP层，其可访问所述本地寻址表，对于蓝牙微微网中的至少一个其它单元，所述本地寻址表还包括对应于该设备的所述L2CAP层和所述至少一个其它单元的L2CAP层之间的逻辑链路的LCID。

17.根据权利要求15所述的设备，还包括LM层，其可访问所述本地寻址表，对于蓝牙微微网中的至少一个其它单元，所述本地寻址表还包括对应于该设备的所述LM层和所述至少一个其它单元的LM层之间的逻辑链路的CH。

18.一种在原蓝牙微微网的原主设备消失后在原蓝牙微微网的至少两个单元之间恢复通过应用程序实现的点对多点通信的方法，包括：

a)确认原主设备已经消失；

b)选择所述至少两个单元中的一个作为新蓝牙微微网的新主设备；

c)在基带层上在所述至少两个单元之间建立所述的新蓝牙微微网；以及

d)在高于所述基带层的至少一个蓝牙协议栈层上在所述至少两个单元之间建立通信。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括向应用程序通报所述原主设备的消失。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括所述新蓝牙微微网的至少两个单元中的每个单元的所述基带层向各自的LM层通报已经建立了所述的新蓝牙微微网。

21.根据权利要求18所述的方法，还包括所述新蓝牙微微网的至少两个单元中的每个单元的LM层向各自的L2CAP层通报已经建立了所述的新蓝牙微微网。

22.根据权利要求18所述的方法，其中由所述新主设备在所述至少两个单元之间建立通信。

23.根据权利要求22所述的方法，其中串行地在所述至少两个单元之间建立通信。

24.根据权利要求22所述的方法，其中并行地在所述至少两个单元之间建立通信。

25.根据权利要求22所述的方法，其中至少在所述蓝牙协议栈的LM层和L2CAP层上建立所述的通信。

26.根据权利要求25所述的方法，其中在所述L2CAP层上建立所述通信之前在所述LM层上建立通信。