DE60206263T2

DE60206263T2 - Funkkommunikationsanordnungen

Info

Publication number: DE60206263T2
Application number: DE60206263T
Authority: DE
Inventors: Diego Melpignano
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Pendragon Wireless LLC
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: DE60206263D1; KR100917680B1; ES2248602T3; JP4216607B2; EP1386451A2; US7193989B2; EP1386451B1; KR20080075930A; KR20040002416A; CN1270479C; ATE305194T1; US20020176445A1; CN1475064A; JP2004533758A; WO2002089410A3; WO2002089410A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Funkkommunikationsanordnungen und im Besonderen auf den Aufbau einer Verbindung zwischen Kommunikationsvorrichtungen in einem Telekommunikationsnetzwerk, wie zum Beispiel einem lokalen Netzwerk (Local Area Network, LAN).
Eine gängige Implementierung des oben genannten Typs in Form eines drahtlosen persönlichen Netzwerks für den Nahbereich (Personal Area Network, PAN) ist technisch bekannt als "Bluetooth"(TM)-Kommunikation, die dem Bluetooth-Standard unterliegt. Eine vollständige Spezifikation für die Bluetooth-Kommunikation ist über die Bluetooth-SIG (Special Interest Group) verfügbar, deren Website mit dem aktuellen Standard und entsprechenden Informationen unter www.bluetooth.com zu finden ist.
Eine nützliche Abhandlung der Bluetooth-Kommunikation ist in Form eines Leitfadens in „Bluetooth, Connect Without Wires" von Jennifer Bray und Charles F. Sturman, veröffentlicht von Prentice Hall PTR unter ISBN 0-13-089840-6, zu finden.
Eine weitere Beschreibung des Stands der Technik ist zum Beispiel zu finden in WO 01/20940, US5940431 und in den in den USA veröffentlichten Anmeldungen 2001/0005368A1 und 2001/0033601A1, in denen auch einige Aspekte des aktuellen Stands der Technik auf diesem Gebiet behandelt werden.
Der Leser wird auf die oben genannten Quellen verwiesen, um sich allgemeine Hintergrundinformationen über Bluetooth zu beschaffen und auch zum Beispiel zur Klärung von hier verwendeten technischen Begriffen, die nicht durch die unten definierten Abkürzungen speziell abgedeckt sind.
Es gibt zwei Hauptzustände, in denen sich ein Bluetooth-Modul oder eine Bluetooth-Vorrichtung befinden kann, die in der Technik als „Standby" und „Connection" bezeichnet werden. Der „Standby"-Modus ist der inaktive Standardzustand, in dem eine Bluetooth-Vorrichtung keine Verbindungen zu anderen Vorrichtungen hat. Um eine Verbindung zu einer anderen Bluetooth-Vorrichtung aufzubauen und den verbundenen Zustand zu erreichen, sind zwei Prozeduren nacheinander durchzuführen, die als „Inquiry" (Nachfrage) und „Page" (Suchanforderung) bezeichnet werden.
Jede Vorrichtung kann eine Inquiry-Nachricht ausgeben und die Inquiry-Phase wird genutzt, um die Adresse einer möglichen Master- oder Slave-Einheit zu erhalten, wobei die Adresse als Device Access Code (DAC) bezeichnet wird. Die Inquiry-Prozedur baut keine Verbindung zwischen Vorrichtungen auf, dies kann nur die Page-Prozedur. Die Inquiry-Prozedur identifiziert mögliche Kandidaten zum Verbindungsaufbau und sammelt deren Adressen. Sobald eine Vorrichtung den DAC einer weiteren Vorrichtung kennt, zum Beispiel über die Inquiry-Prozedur erhält, kann mit dieser Vorrichtung über eine Page-Nachricht Kontakt aufgenommen werden. Ist das Paging erfolgreich, schalten der Pager und die mit der Page-Nachricht angesprochene Vorrichtung auf den Zustand „Connection".
Bei der Inquiry-Prozedur gibt die anfragende Vorrichtung eine Inquiry-Nachricht mit einem General Inquiry Access Code (GIAC) oder einer Reihe optionaler Dedicated Inquiry Access Codes (DIAC) aus. Die Nachricht wird auf mehreren Ebenen wiederholt, zunächst in einer als „Inquiry-Kette A" bezeichneten Inquiry-Kette, die aus der Übertragung einer einzelnen Inquiry-Kette auf sechzehn von insgesamt zweiunddreißig Frequenzen besteht, welche um f(k), die Inquiry-Hopping-Sequenz, zentriert sind.
Die Nachricht wird zweimal auf zwei Frequenzen in einem Bluetooth-Zeitschlitz verschickt und der nachfolgende Zeitschlitz dient zum Lauschen nach Antworten auf den beiden entsprechenden Inquiry-Response-Hopping-Frequenzen. Es können daher sechzehn Inquiry-Frequenzen und ihre Antwort-Gegenstücke in sechzehn Zeitschlitzen, d.h. 10 ms, abgedeckt werden. Diese Inquiry-Kette A wird mindestens N_inquiry-mal wiederholt, was mindestens 256 Wiederholungen der gesamten Kette bedeutet. Sind Audioverbindungen (Synchronous Connection Oriented, SCO) aktiv, kann diese Anzahl verdoppelt oder verdreifacht werden, denn der den SCO-Verbindungen erteilte Vorrang bedeutet, dass die Inquiry- Übertragungen unterbrochen werden und N_inquiry sich erhöhen muss, um dies zu kompensieren.
Die Inquiry-Kette A wird dann gegen eine weitere Inquiry-Kette B ausgetauscht, die aus den verbleibenden sechzehn Frequenzen besteht, und der Zyklus wird wiederholt. Gemäß dem aktuellen Bluetooth-Standard sollte dieses Umschalten zwischen den Inquiry-Ketten A und B mindestens dreimal stattfinden, um sicherzustellen, dass alle Antworten in einer im Wesentlichen fehlerfreien Umgebung gesammelt werden. Diese For derung nach Wiederholungen hat zur Folge, dass eine Inguiry-Übertragung mindestens 10,24 Sekunden dauern könnte.
Eine Vorrichtung, die erkannt werden möchte, tritt in einen „Inquiry Scan"-Zustand ein, in dem sie auf eine Nachricht mit einem interessierenden GIAC oder DIAC lauscht. Sie arbeitet ebenfalls zyklisch, indem sie während eines als T_{w_inquiry_scan} bezeichneten Inquiry-Scan-Zeitraums auf einer einzelnen Hopping-Frequenz auf eine Inquiry lauscht. Dieser Zeitraum muss lang genug sein, um die von der Inquiry-Prozedur verwendeten sechzehn Frequenzen abzudecken. Liegt keine weitere Aktivität vor, sollten sechzehn Blue-tooth-Zeitschlitze ausreichen, obwohl vorhandene SCO-Verbindungen eventuell längere Scan-Zeiträume erforderlich machen.
Die für das Inquiry-Scan gewählte Frequenz ist der Liste der zweiunddreißig Frequenzen entnommen, die die Inquiry-Hopping-Sequenz bilden. Diese Frequenzen werden durch den GIAC und die Phase innerhalb Sequenz bestimmt, die durch den eigenen Takt der Einheit vorgegeben wird. Die Phase und somit auch die Frequenz werden sich alle 1,28 Sekunden ändern.
Bei Erhalt einer Inquiry mit einem geeigneten IAC, tritt die zu findende Vorrichtung in den „Inquiry Response"-Submodus ein. An diesem Punkt besteht die Gefahr einer Konkurrenzsituation, obwohl die Möglichkeit, dass zwei oder mehr Empfänger die Inquiry-Nachricht zum gleichen Zeitpunkt erhalten, gering ist, da es unwahrscheinlich ist, dass sie sich in ihren jeweiligen Hopping-Sequenzen in derselben Phase befinden. Um die verbleibende, wenn auch geringe, Möglichkeit einer Konkurrenzsituation auszuschließen, wird ein Random-Backoff-Verfahren angewendet, bei dem die betroffene Vorrichtung eine Zufallszahl (RAND) zwischen 0 und 1023 erzeugt und für mindestens diese Anzahl RAND von Zeitschlitzen in den Modus "Connection" oder "Standby" zurückkehrt. Danach kehrt sie wieder in den Inquiry Response-Submodus zurück und lauscht. Erhält sie dann eine Inquiry-Nachricht, kann sie umgehend mit einem FHS-Paket (Frequency Hop Synchronization, FHS) antworten, das Informationen über die Vorrichtung selbst, einschließlich ihrer Geräteadresse, enthält. Innerhalb von 1,28 Sekunden kann die Vorrichtung ihr FHS-Paket durchschnittlich vier Mal senden, wobei die durchschnittliche Verzögerung durch die Zufallszahl üblicherweise bei 511 Zeitschlitzen oder 0,32 Sekunden liegt.
Die nachfragende Vorrichtung verwendet zwei Sätze von sechzehn Frequenzen, d.h. die Inquiry-Ketten A und B. Wird zunächst angenommen, dass die zu entdeckende Vorrichtung auf einer Frequenz der Inquiry-Kette B überwacht, dann muss sie 2,56 Sekunden warten, während die nachfragende Vorrichtung die Kette A scannt. Sind SCO-Verbindungen aktiv und werden die Empfehlungen der aktuellen Bluetooth-Spezifikation eingehalten, kann es notwendig werden, 5,12 oder sogar 7,68 Sekunden zu warten. Beendet eine nachfragende Vorrichtung die drei vollständigen Umschaltungen der Inquiry-Ketten, könnten diese Annahmen alle irrelevant werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass ein Inquiry-Scan mindestens 10,24 Sekunden dauern kann, bei vorliegenden SCO-Verbindungen auch länger.
Sobald die Inquiry-Prozedur abgeschlossen wurde, kann die Paging-Prozedur beginnen, um eine Verbindung zwischen der Page-sendenden und der Page-empfangenden Vorrichtung aufzubauen. Aus zwei Gründen kann die Paging-Prozedur als leistungsfähiger als die Inquiry-Prozedur angesehen werden. Erstens kennt die Inquiry-ausführende Vorrichtung zumindest grob die Hopping-Sequenz der Page-empfangenden Vorrichtung. Zweitens ist die Prozedur nicht unbegrenzt und endet, sobald Kontakt mit der einzelnen Zielvorrichtung hergestellt wurde. Im Gegensatz hierzu wird eine Inquiry an viele mögliche Slaves gesendet, was ziemlich lange dauern kann.
Bei der Paging-Prozedur löst eine Vorrichtung das Paging aus, indem ihr Link Manager in den „Paging"-Modus gebracht wird, und diese Vorrichtung wird zur Master-Einheit. Ähnlich wie beim Inquiry-Modus gibt es zwei Page-Ketten, die auf sechzehn Frequenzen (f{k-8} bis f{k+7}) übertragen werden. Auch hier werden zwei in jedem zweiten Bluetooth-Zeitschlitz übertragen, so dass für die vollständige Übertragung mindestens sechzehn Zeitschlitze (d.h. 10 ms) erforderlich sind. Die verwendeten Frequenzen stammen aus einem Slave-spezifischen Pool von 32 Frequenzen, die alle 1,28 Sekunden angeordnet sind, und die Daten werden auch hier als ID-Paket übertragen.
Der Grund für die Verwendung von zwei separaten Page-Ketten im Page-Modus soll hier kurz erläutert werden. Die Master-Einheit wurde während der Inquiry-Prozedur vorab über den Wert des Takts der Slave-Einheit informiert und kennt den unteren Teil der Slave-Adresse, welcher zum Berechnen der Hopping-Sequenz verwendet wird. Die Master-Einheit kann daher versuchen zu berechnen, auf welcher Frequenz die Slave-Einheit gerade überträgt. In dieser Berechnung kann ein Fehler auftreten, wenn die beiden Takte nicht mit gleicher Geschwindigkeit arbeiten, was sehr wahrscheinlich ist, wenn man bedenkt, dass die Bluetooth-Takte freilaufend und nicht synchronisiert sind.
Die erste Page-Kette A, die in der Page-Prozedur verwendet wird, arbeitet auf den sechzehn Frequenzen, die die erwartete Page-Scan-Frequenz der Page- empfangenden Vorrichtung umgeben. Funktioniert dies nicht, wird die zweite Page-Kette B ausprobiert, die die anderen sechzehn Frequenzen enthält. Sind SCO-Verbindungen in Betrieb, muss jede der Page-Ketten A und B mehr als einmal wiederholt werden.
Sobald die Page-Sequenz und die Page-Scan-Sequenz übereinstimmen, sollte die Page-empfangende Vorrichtung das ID-Paket von der Page-sendenden Vorrichtung erhalten. In dieser Phase bestätigt die Page-empfangende Vorrichtung umgehend mit einem anderen eigenen ID-Paket. Erhält die Page-sendende Vorrichtung das zweite Paket von der Page-empfangenden Vorrichtung, befinden sich beide Einheiten jeweils in einem kurzen „Page Response-"-Zustand. Es gibt einen für den Master und einen für den Slave, aber beide benutzen denselben Takt, der zum Zeitpunkt des erfolgreichen ID-Austauschs eingefroren wurde. Dieses Einfrieren berücksichtigt die Tatsache, dass der tatsächliche Wert des Slave-Takts nicht immer genau mit dem vom Master geschätzten Wert desselben Takts übereinstimmt. Sie bewegen sich beide einer nach dem anderen durch die Hopping-Sequenz, so dass sie sicher gehen können, dass sie zusammen arbeiten. Während dieses Response-Modus sendet der Master seine exakten Zeitinformationen in einem FHS-Paket (Frequency Hop Synchronization, FHS), das vom Slave mit einem weiteren ID-Paket bestätigt werden sollte. Alle notwendigen Informationen wurden ausgetauscht und die Page-sendende sowie die Page-empfangende Vorrichtung gehen in den Zustand "Connection" über, indem sie dieselbe erweiterte pseudozufällige Hopping-Sequenz verwenden, deren Dauer bei einem Tag liegt. Eine Analyse der Paging-Zeiten kann in ähnlicher Weise wie bei der Inquiry-Prozedur durchgeführt werden. Komplikationen können sich wieder aus dem gewählten Intervall und der Dauer für sowohl den Page-Modus als auch den Page-Scan-Modus ergeben. Der Page-Modus verläuft normalerweise kontinuierlich, sobald er begonnen hat, aber seine Dauer ist abhängig vom Verhalten der Vorrichtung, die er zu kontaktieren versucht. Der Page-Scan-Modus der Zielvorrichtung kann recht stark variieren.
Das Intervall zwischen aufeinander folgenden Scan-Vorgängen wird mit Hilfe von drei Modi beschrieben. Verläuft das Scannen kontinuierlich, spricht man von einem R0-Modus. Der R1-Modus bezieht sich auf jeden periodischen Scan-Vorgang mit einem Intervall von weniger als 1,28 ms zwischen den Scans. Der R2-Modus bezieht sich auf ein Intervall zwischen 1,28 und 2,56 Sekunden (das maximale Intervall). Dieses Intervall wird als T_{pagge_scan} bezeichnet. Der R0-Modus liefert die schnellste Verbindung, obwohl man ein durchschnittliches Scan-Intervall von bis zu 2,56 Sekunden erwarten kann.
Addiert man die Zeit für die Inquiry zu der für das Paging hinzu, kann sich eine Gesamtdauer von 12,80 Sekunden ergeben, bevor der Zustand „Connection" erreicht wird. Unter bestimmten Umständen kann sich ein derartiges Intervall als unpassend erweisen, da sich die beiden Kontakt suchenden Endgeräte möglicherweise nicht länger im selben Bereich befinden. Wird außerdem ein Master-Endgerät mit zahlreichen Verbindungsanfragen von Slave-Vorrichtungen überhäuft, könnte es sich als unvernünftig erweisen, diese Slave-Vorrichtungen warten zu lassen, während mit einer derart langen Prozedur eine Reihe von Verbindungen aufgebaut wird. Es ist daher wünschenswert, nach Anordnungen zu suchen, bei denen die Zeit für den Verbindungsaufbau zwischen einer Page-sendenden Vorrichtung und einer Page-empfangenden Vorrichtung im Vergleich zur Verwendung der standardmäßigen Page-Ketten A und B reduziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine verbesserte Funkkommunikationsanordnung und Betriebsweise derselben zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung für den Verbindungsausbau zwischen kabellosen Kommunikationsvorrichtungen in einem Netzwerk wie dem lokalen Netzwerk (LAN), einem Fernnetz (WAN), einem persönlichen Netzwerk (PAN) oder einem Regler-Netzwerk (CAN) zu schaffen. Das Netzwerk kann Spread-Spectrum-Techniken zur Verbesserung der Empfangsqualität der Übertragungen verwenden, und anerkannte Formen der Spread-Spectrum-Techniken umfassen schnelles oder langsames Frequency-Hopping und Direct-Sequence-Spread-Spectrum, wobei ein schnelles Frequency-Hopping als eine Technik angesehen wird, bei der sich die Frequenz schneller ändert als die Modulationsrate.
Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung eine Kommunikationsanordnung wie nach Anspruch 1 vor. Die genannte erste und die genannte zweite Kommunikationsvorrichtung können Zugangspunkte und mobile Endgeräte oder mobile Endgeräte bzw. Zugangspunkte der genannten Anordnung umfassen, und die genannte Anordnung kann für einen Betrieb in Übereinstimmung mit dem Bluetooth-Standard ausgelegt sein.
Die genannte vorhergehende Kommunikation kann eine Antwort auf eine Inquiry- Prozedur zwischen den genannten Vorrichtungen umfassen. Die genannte vorhergehende Kommunikation kann durch einen Fehler in der Kommunikationsverbindung beendet worden sein.
Die genannte abgewandelte Page-Kette kann abgeschnitten werden. Die genannte abgewandelte Page-Kette kann abgeschnitten werden, indem die genannte zweite Vorrichtung ein Page-Zeitlimit einstellt, das sichergestellt, dass eine zweite Frequenz-Unterkette der genannten Page-Kette nicht übertragen wird. Das genannte Page-Zeitlimit kann eingestellt werden, bevor die genannte abgewandelte Page-Kette übertragen wird.
Die genannte Page-Scan-Frequenz kann auf der Grundlage von mindestens entweder einer Takt-Offset-Information oder einer Netzwerkadresse, die sich auf die genannte erste Vorrichtung bezieht, verschoben werden.
Die genannte erste Vorrichtung kann eine Master-Einheit in einem Satz von Master-Einheiten umfassen und die genannte zweite Vorrichtung kann eine Slave-Einheit umfassen, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette einen Teil einer Reihe von Page-Ketten umfasst, die von der genannten Slave-Einheit verwendet werden, um Page-Nachrichten an eine Vielzahl von Master-Einheiten in dem genannten Satz zu senden. Die genannten Reihen von Page-Ketten können Page-Ketten umfassen, die entsprechend so abgewandelt wurden, dass jede bei einem Schätzwert der Page-Scan-Frequenz von einer der genannten Vielzahl von Page-empfangenden Master-Einheiten beginnt.
Die genannte erste Vorrichtung kann eine Slave-Einheit unter einer Vielzahl von Slave-Einheiten umfassen und die genannte zweite Vorrichtung kann eine Master-Einheit umfassen, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette einen Teil einer Reihe von Page-Ketten umfasst, die von der genannten Master-Einheit verwendet werden, um der Reihe nach Page-Nachrichten an eine Vielzahl von genannten Slave-Einheiten zu senden, wobei jede genannte Page-Kette in der genannten Reihe derart abgewandelt wird, dass sie bei einem Schätzwert der entsprechenden Page-Scan-Frequenz einer Slave-Einheit in der genannten Reihe beginnt.
Jede genannte abgewandelte Page-Kette kann derart abgeschnitten werden, dass eine entsprechende Frequenz-Unterkette hiervon nicht übertragen wird. Das genannte sequentielle Paging kann von der genannten Master-Einheit eingesetzt werden, um auf mehrere Anfragen von Slave-Einheiten nach Übergaben zu antworten.
Die oder jede genannte abgewandelte Page-Kette kann verwendet werden, um eine Wiederherstellung einer Kommunikationsverbindung zu versuchen, die vorher zwischen den genannten Vorrichtungen bestand.
Die oder jede genannte erste Vorrichtung kann angepasst werden, um bei Erkennung einer Störung in der genannten zuvor existierenden Kommunikationsverbindung auf einen kontinuierlichen genannten Page-Scan-Modus überzugehen.
Die oder jede genannte erste Vorrichtung kann für mindestens eine vorher bestimmte Zeitdauer in dem genannten Page-Scan-Modus verbleiben, um auf eine genannte Page-Kette zu warten. Die genannte zweite Vorrichtung kann versuchen, die genannte zuvor existierende Verbindung durch mehrmaliges Wiederholen der genannten abgewandelten Page-Kette wieder aufzubauen.
Die oder jede genannte zweite Vorrichtung kann das Paging der oder jeder genannten ersten Vorrichtung am Ende eines Page-Zeitlimitereignisses stoppen, wobei das genannte Zeitlimit vorzugsweise durch oder in der oder jeder genannten zweiten Vorrichtung eingestellt werden kann.
Die Anordnung kann aus dem Empfang oder dem Nichtempfang von Antworten auf die genannte abgewandelte Page-Kette von der oder von jeder genannten ersten Vorrichtung ermitteln, ob die oder jede genannte erste Vorrichtung sich innerhalb des Kommunikationsbereichs der genannten zweiten Vorrichtung befindet oder nicht.
Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 13 vor.
Die genannte vorhergehende Kommunikation kann eine Antwort auf eine Inquiry- Prozedur umfassen, die zwischen der genannten Vorrichtung und einer genannten weiteren Vorrichtung ausgeführt wird.
Die genannte vorhergehende Kommunikation kann durch eine Störung in der Kommunikationsverbindung beendet worden sein.
Die genannte abgewandelte Page-Kette kann abgeschnitten sein. Die genannte abgewandelte Page-Kette kann abgeschnitten werden, indem die genannte Vorrichtung ein Page-Zeitlimit einstellt, das sicherstellt, dass eine zweite Frequenz-Unterkette der genannten Page-Kette nicht übertragen wird. Das genannte Page-Zeitlimit kann eingestellt werden, bevor die genannte abgewandelte Page-Kette übertragen wird. Die genannte Page-Scan-Frequenz kann aus mindestens entweder einer Takt-Offset-Information oder einer Netzwerkadresse geschätzt werden, die sich auf die genannte weitere Vorrichtung bezieht. Die genannte Vorrichtung Gerät kann einen Zugangspunkt oder ein mobiles Endgerät einer Bluetooth-Anordnung umfassen.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren nach Anspruch 19.
Das Verfahren kann das Abschneiden der genannten abgewandelten Page-Kette beinhalten. Das Abschneiden der genannten abgewandelten Page-Kette kann erfolgen, indem ein Page-Zeitlimit eingestellt wird, das sicherstellt, dass eine Frequenz-Unterkette der genannten Page-Kette nicht übertragen wird.
Das Verfahren kann eine Schätzung der genannten Page-Scan-Frequenz auf der Grundlage von mindestens entweder einem Takt-Offset oder einer Adresse der genannten ersten Vorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann für die Übergabe der genannten ersten Vorrichtung von der genannten zweiten Vorrichtung an eine weitere Vorrichtung eingesetzt werden. Das Verfahren kann zum Wiederherstellen einer verlorenen Verbindung zwischen den genannten Vorrichtungen eingesetzt werden. Das Verfahren kann von der genannten zweiten Vorrichtung eingesetzt werden, um Verbindungen zu mehreren genannten ersten Vorrichtungen aufzubauen.
Die genannte Kommunikationsanordnung kann eine Bluetooth-Anordnung umfassen und die oder jede genannte erste bzw. zweite Vorrichtung kann Zugangspunkte und mobile Endgeräte oder mobile Endgeräte und deren Zugangspunkte umfassen.
Es ist zu beachten, dass WO01/01717 das Paging in einem Funkkommunikationssystem zum Aufbau von Ad-hoc-Kommunikationssitzungen zwischen entfernten Kommunikationsendgeräten beschreibt. Es wird eine Basisstation für die Übertragung von Taktinformationen verwendet und an die Endgeräte werden Page-Nachrichten gesandt, um den Aufbau einer Verbindung zu unterstützen. Auf Seite 8 wird in den Zeilen 7-12 zum Beispiel beschrieben, dass zum Empfang von Paging-Antworten weniger Kanäle durchsucht werden müssen, wenn die Frequenzunsicherheit reduziert ist. Es wird jedoch nichts über die Anpassung einer übertragenen Page-Kette an einen Schätzwert einer Page-Scan-Frequenz der Endgeräte und über die Berücksichtigung einer Zeitspanne seit der vorhergehenden Datenübertragung gesagt.
Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 eine graphische Darstellung einer Page-Kette; und
5 einen Vergleich zwischen der Verwendung der Page-Kette aus 4 und einer abgewandelten Version der Page-Kette aus 4.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele und Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche. Weiterhin wird die vorliegende Erfindung im Wesentlichen unter Bezugnahme auf ein lokales Netzwerk (LAN) beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Netzwerk kann jede Form von Shared Resource Network (SRN) sein, d.h. in einem SRN werden die Hardware-Resourcen gemeinsam genutzt und jedes Hardware-Element im Netzwerk kann von jedem anderen Netzwerkelement erreicht werden. Bei einem SRN gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich mehr oder weniger um ein Synonym eines CANs, LANs oder WANs, jedoch wird der Begriff SRN verwendet, um darauf hinzuweisen, dass sich die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Aspekte bekannter CANs, WANs oder LANs, wie zum Beispiel Konfliktschema oder ob Ethernet, Token Ring oder Wireless LAN, beschränkt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein PAN – ein persönliches Netzwerk mit Funkverbindungen im Nahbereich zwischen mobilen Einheiten und Master-Einheiten. Auch die Topologie des PANs, LANs oder WANs wird nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung angesehen; so können zum Beispiel die physikalische Bustopologie, physikalische Sterntopologie, dezentralisierte Sterntopologie, physikalische Ringtopologie, logische Bus- sowie Ringtopologie alle als geeignete Netzwerkstrukturen verwendet werden. Für LANs wurden verschiedene Standards erstellt, zum Beispiel IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5, ANSI X3T9.5 (FDDI, I und II), von denen jeder vorteilhafte Anwendung in der vorliegenden Erfindung findet. Entwurf und Aufbau der LANs und WANs werden ausführlich zum Beispiel in "Mastering Local Area Networks" von Christa Anderson und Mark Minasi, SYBEX Network Press, 1999 oder "Data Communications, Computer networks and Open Systems" von Fred Halsall, Addison-Wiley, 1996, beschrieben. Es wurden verschiedene Formen von Wireless LAN standardisiert oder sind in allgemeinem Gebrauch, zum Beispiel die Standards IEEE 802.11, IEEE 802.11HR (Spread Spectrum) und Systeme auf der Grundlage von DECT, Bluetooth, HIPERLAN, Diffuse oder Punkt-zu-Punkt Infrarot. Wireless LANs werden ausführlich in „Wireless LAN's" von Jim Geier, Macmillan Technical Publishing, 1999, beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird außerdem unter Bezugnahme auf den Bluetooth-Standard beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo in einem drahtlosen Kommunikationssystem eine Page-Kette verwendet wird, die der hier beschriebenen entspricht.
Bezug nehmend auf die Figuren wird ein Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit dem Bluetooth-Standard in Form eines lokalen Netzwerks BT LAN 10 angeordnet. Das System umfasst eine Reihe von Master-Einheiten in Form von Zugangspunkten AP_1-4 und eine oder mehrere Slave-Einheiten in Form von mobilen Endgeräten MT_1-n. Die Zugangspunkte AP_1-4 und die mobilen Endgeräte MT_1-n sind dafür geeignet, Kommunikationsverbindungen untereinander in Übereinstimmung mit dem Bluetooth-Standard aufzubauen und aufrecht zu erhalten.
Alle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können mit dem Bluetooth-Protokoll verwendet werden. Zu den Merkmalen eines derartigen Systems können eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften zählen:

– Langsames Frequenz-Hopping als eine Spread-Spectrum-Technik; d.h. die Hopping-Rate ist geringer als die Modulationsrate;
– Master- und Slave-Einheiten, wobei die Master-Einheit die Hopping-Sequenz einstellen kann;
– Jede Vorrichtung hat ihren eigenen Takt und ihre eigene Adresse;
– Die Hopping-Sequenz einer Master-Einheit kann zumindest teilweise aus ihrer Adresse ermittelt werden;
– In einem Satz von Slave-Einheiten, die mit einem Master kommunizieren, haben alle dieselbe Hopping-Frequenz (des Masters) und bilden ein Piconet;
– Piconets können durch gemeinsame Slave-Einheiten verbunden werden, um ein Scatternet zu bilden;
– Zeitmultiplex-Übertragungen zwischen Slave- und Master-Einheiten;
– Zeitduplex-Übertragungen zwischen Slave- und Master-Einheiten;
– Übertragungen zwischen Slave- und Master-Einheiten können entweder synchron oder asynchron erfolgen;
– Master-Einheiten legen fest, wann Slave-Einheiten übertragen können;
– Slave-Einheiten können nur antworten, wenn sie von einer Master-Einheit angesprochen werden;
– Die Takte sind freilaufend;
– Unkoordinierte Netzwerke, insbesondere diejenigen, die im lizenzfreien 2,4 GHz ISM-Band arbeiten;
– Ein Software-Stapel, um es Anwendungen zu ermöglichen, andere Bluetooth-Vorrichtungen im Empfangsbereich zu finden;
– Andere Vorrichtungen werden mit Hilfe eines Ermittlungsvorgangs gefunden; und
– zumindest Hardware-Übergaben.

Wie oben besprochen, führt eine Bluetooth (BT)-Vorrichtung normalerweise zwei Prozeduren durch, wenn sie auf eine andere trifft und mit dieser kommunizieren muss:

1. Inquiry, wo Informationen über die Adresse und den Takt der angesprochenen Vorrichtung gesammelt werden; und 2. Paging, welches der Verbindungsaufbau ist, bei dem die in der vorhergehenden Inquiry-Phase gesammelten Informationen verwendet werden.

Die Vorrichtung, die das Paging durchführt, wird oftmals zum Master eines neu gebildeten Piconets, während die Vorrichtung, das durch das Paging kontaktiert wird, zum Slave wird und entsprechend dem von der Adresse des Masters und dessen Takt vorgegebenen Frequenzmuster springt. Es ist zu beachten, dass diese Situation umgekehrt werden kann, so zum Beispiel in einem PAN während einer Zugangspunkt-Sondierung, so dass tatsächlich ein mobiles Endgerät die Page-sendende Vorrichtung ist und ein oder mehrere Zugangspunkte durch Paging kontaktiert werden.
Der BT-Takt ist der Wert eines von einem freilaufenden Oszillator gespeisten 28-Bit-Zählers. Da der Takt die Phase des Frequenz-Hopping-Musters bestimmt und alle Vorrichtungen in einem Piconet synchron springen müssen, wird jedem geräteeigenen Takt ein Takt-Offset hinzugefügt, um den Takt des Masters zu rekonstruieren. CLKEm = CLK1 + CLK_OFFSETm,1.
Es ist wichtig, die Takt-Offsets periodisch zu aktualisieren, um Taktabweichungen zu kompensieren.
Während der Verbindungsaufbauphase lauscht die oder jede Page-empfangende Vorrichtung auf einer festgelegten Page-Scan-Frequenz f_ps, die von ihrer speziellen Adresse und vom Takt abhängt: fps = f(BD_ADDRS, CLKS)
Die Page-sendende Vorrichtung verwendet die Adress- und Taktinformationen der Page-empfangenden Vorrichtung, um f_ps = f(k) zu schätzen und überträgt eine Kette von Paketen auf verschiedenen Frequenzen, die um f(k) herum zentriert sind. Dieser Aspekt wird im Bluetooth-Standard, wie oben beschrieben, als Page-Kette A und B bezeichnet, wobei nachstehend nur Page-Kette A dargestellt wird: A = {f(k-8), ...,f(k), ...,f(k+7)}
Der Grund für die Verwendung dieser Frequenzkette liegt darin, dass die von der Page-sendenden Vorrichtung während der Inquiry-Phase erhaltene Taktinformation aufgrund von Taktabweichungen eventuell nicht mehr korrekt sein kann, insbesondere wenn seit dem Empfang der Antwort der Page-empfangenden Vorrichtung auf die Inquiry eine längere Zeit vergangen ist. Die standardmäßige Page-Kette A, die beim Bluetooth-Paging verwendet wird, ist in 4 dargestellt. Nachdem die Page-empfangende Vorrichtung der Page-sendenden Vorrichtung geantwortet hat, synchronisiert sie ihren Takt mit dem des Pagers, wobei ein FHS-Paket (Frequency Hop Synchronisation) verwendet wird, und danach werden ein gemeinsames Hopping und ein Datenaustausch gestartet.
Die Paging-Prozedur wird aktiviert, wenn das Host-Controller-Interface (HCI) den Befehl 'HCI_Create_Connection' an das als Pager agierende Bluetooth-Modul sendet. Unter seinen Befehlsparametern stellen BD_ADDR und Takt-Offset die Adresse der Page-empfangenden Vorrichtung bzw. ihren Takt-Offset dar. Wird innerhalb eines einstellbaren Zeitlimits (Page_TO genannt) keine Antwort von der Page-empfangenden Vorrichtung empfangen, sendet das Pager-Modul ein Fehlerereignis an seinen Host zurück.
In persönlichen Netzwerkszenarien (PAN) spricht ein mobiles Bluetooth-Endgerät MT_1-n ein LAN über eine Reihe von Zugangspunkten AP_1-4 an. Eine Liste in Frage kommender Zugangspunkte mit aktualisierten Timing-Informationen wird periodisch an das oder an alle mobilen Endgeräte MT_1-n gesandt. Geht die Verbindung zu einem Zugangspunkt AP_1-4 verloren, kann das oder jedes betroffene mobile Endgerät MT_1-n somit versuchen, nacheinander neue Verbindungen zu den Zugangspunkten AP_1-4 aus der Liste aufzubauen, ohne die zeitaufwändige Inquiry-Prozedur anzuwenden, die gewöhnlich 10 Sekunden dauert. Dieser Vorgang wird als Zugangspunkt-Sondierung bezeichnet und um fasst verkettete Paging-Prozeduren, bis eine Verbindung zu einem Zugangspunkt AP_1-4 in der Nähe erfolgreich aufgebaut wurde. Eine derartige Situation wird im Nachfolgenden unter besonderer Bezugnahme auf 1 dargestellt und beschrieben.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, die Zeit, die eine Vorrichtung MT_1-n, AP_1-4 für das Paging einer anderen Vorrichtung AP_1-4, MT_1-n benötigt, zu minimieren. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Annahme, dass unter festgelegten Umständen die Timing-Information der Page-sendenden Vorrichtung eine genaue Darstellung der Page-Scan-Frequenz f_ps der Page-empfangenden Vorrichtung ist. Die Umstände beinhalten Situationen, in denen vorher Kommunikation zwischen der Page-sendenden und der Page-empfangenden Vorrichtung bestand, und insbesondere eine Berücksichtigung einer Zeitspanne zwischen dieser vorhergehenden Kommunikation und der Übertragung einer abgewandelten Page-Kette. Die Annahme eignet sich insbesondere für Situationen, in welchen nur eine kurze Zeitspanne zwischen einer Inquiry-Antwort (oder einem Verbindungsfehler) und dem Beginn der Paging-Prozedur vergangen ist. Die Page-sendende Vorrichtung kann daher eine gute Schätzung der Page-Scan-Frequenz f_ps erreichen, die die Page-empfangende Vorrichtung zum Lauschen auf neue Verbindungen verwenden wird.
Die standardmäßige Bluetooth-Page-Kette A kann wie folgt dargestellt werden: A = {A1, f(k), A2}wobei A1 = {f(k-8), ..., f(k-1)}und A2 = {f(k+1), ., f(k+7)}
Wird die standardmäßige Page-Kette A verwendet und ist die Page-Scan-Frequenz f(k) mit ausreichender Genauigkeit bekannt, ist die Zeit zur Übertragung des ersten Teils der Page-Kette A, d.h. Unterkette A₁, vergeudet. Dies bedeutet, dass 8·625μs = 5 ms für jeden Paging-Vorgang durch unnötiges Übertragen der ersten Page-Unterkette A₁ vergeudet werden können. In gleicher Weise ist der Endteil der Kette A₂ nicht zwingend notwendig, da, um f(k+1) zu erreichen, f(k) bereits ausprobiert wurde und somit schon eine Verbindung bestehen müsste. Könnte eine Page-Ketten-Frequenz erreicht werden, die f(k) sehr nahe kommt, wäre es wünschenswert, zusätzlich zum Aussondern der Unterkette A₁ eine Übertragung der Unterkette A₂ zu vermeiden, um hiermit Zeit zu sparen, bevor eine nächste Page-Kette, die eine weitere Page-empfangende Zielvorrichtung anvisiert, übertragen werden könnte.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Verbesserung zur standardmäßigen Bluetooth-Page-Kette, die auf zwei Aspekten basiert.

a) Erstens wird eine Paging-Prozedur aktiviert, indem ein abgewandelter Takt-Offset an das Bluetooth-Modul der Page-sendenden Vorrichtung weitergeleitet wird (unabhängig davon, ob es sich um einen Zugangspunkt oder ein mobiles Endgerät handelt), so dass die erste Frequenz der standardmäßigen Kette A, d.h. f(k-8), frequenzverschoben wird, damit sie einem Schätzwert der Page-Scan-Frequenz f_ps der Page-empfangenden Vorrichtung entspricht. Auf diese Weise wird die standardmäßige Page-Kette A abgewandelt, so dass keine Unterkette A₁ übertragen wird und die abgewandelte Page-Kette bei einer Frequenz beginnt, die diesem Schätzwert von f_ps entspricht.
b) Der zweite Aspekt bei der Abwandlung der standardmäßigen Page-Kette A umfasst das Einstellen eines kurzen Page-Zeitlimits. Die Page-Kette A wird über die obige Abwandlung (a) hinaus durch Abschneiden weiter abgewandelt, und zwar so, dass die tatsächlich übertragene abgewandelte Page-Kette A' nicht die Unterkette A₂ enthält, deren Übertragung durch das Abschneiden verhindert wird.

Die Schritte (a) und (b) werden entsprechend der Anzahl der zu kontaktierenden Vorrichtungen wiederholt oder können sich, falls notwendig, auf dieselbe Vorrichtung beziehen. Teil (a) macht es lediglich erforderlich, dass der Bluetooth-Host im Page-empfangenden Endgerät einen „HCI_Create_Connection"-Befehl mit einem ordnungsgemäß abgewandelten Takt-Offset an das Modul sendet. Teil (b) kann implementiert werden, indem ein HCI_Set_Page-Timeout mit einem niedrigen Wert gesendet wird, bevor die Sequenz der Paging-Prozeduren gestartet wird.
Es kann derzeit angenommen werden, dass, wenn die neue Paging-Prozedur aktiviert wird, die Page-empfangenden Vorrichtungen im kontinuierlichen Page-Scan-Modus sind, d.h. dass sie auf ID-Pakete lauschen, die von der Page-sendenden Vorrichtung erzeugt werden.
Es wurde gezeigt, dass die neue Page-Kette A' der vorliegenden Erfindung von der Abwandlung der standardmäßigen Bluetooth-Kette A durch Verschieben und anschließendes Abschneiden abgeleitet wird. Daher kann die neue Kette A' ausgedrückt werden als: A' = {f(k), f(k+1)}
Die oder jede abgewandelte Page-Kette belegt einen einzelnen BT-Zeitschlitz und viele von ihnen können verkettet werden, indem aufeinander folgende „HCI-Create_Connection"-Befehle entweder an dieselben oder an andere Page-empfangende Vorrichtungen ausgegeben werden, vorausgesetzt, die entsprechende Timing-Information ist zum Beispiel aus kürzlich erfolgten Verbindungen verfügbar. Das Bluetooth-Modul in der Page-sendenden Vorrichtung erhält eine Reihe von „HCI_Create_Connection"-Befehlen von den Page-empfangenden Vorrichtungen und bringt sie in eine Schlange. Sobald ein Befehl aus der Schlange ausgeführt wurde, wird das entsprechende „HCI_command_complete"-Ereignis an den Host zurückgesandt und der nächste Befehl in der Schlange wird ausgeführt, bis die Befehlsschlange leer ist.
Wenn CLK_OFFSET der Takt-Offset zwischen einer Page-sendenden und einer Page-empfangenden Vorrichtung ist, muss, um das Paging mit der neuen Kette A' zu starten, eine neue CLK_OFFSET'-Meldung an das Paging-Module geleitet werden, so dass es seine standardmäßige Unterkette A₁ abwandeln kann: f(k-8) = f(k) = fps.
Der Zusammenhang zur Ableitung von CLK_OFFSET' ist im nachfolgenden Anhang beschrieben.
5 zeigt einen Vergleich zwischen der Verwendung der standardmäßigen Paging-Prozedur, der Page-Kette A und einer Wiederholung der abgewandelten Page-Ketten A' zur Sondierung von drei BT-Vorrichtungen MT_1-3, von denen, um ein Beispiel zu geben, nur das dritte MT₃ im Sendebereich liegt. Im oberen Teil von 5 wird die standardmäßige BT-Page-Kette A verwendet, um die Herstellung einer Verbindung zu den drei Vorrichtungen zu versuchen. Aufgrund der Länge der kompletten Page-Ketten wird nur die Page-Kette zu der ersten Vorrichtung MT₁ gezeigt. Im unteren Teil von 5 wird eine abgeschnittene Page-Kette dreimal übertragen, jede einmal für jede zu kontaktierende/zu sondierende Vorrichtung, und jeweils so abgewandelt, dass die erste Frequenz jeder abgewandelten Page-Kette A' der geschätzten Page-Scan-Frequenz der entsprechenden Page-empfangenden Zielvorrichtungen MT_1-3 entspricht. In jedem Fall wird ein Page-Zeitlimit (Page_TO) von zwei BT-Zeitschlitzen eingestellt. Da in diesem Beispiel nur die dritte Page-empfangende Vorrichtung MT₃ im Sendebereich liegt, antwortet auch nur sie als einzige, und der Verbindungsausbau wird auf üblichem Wege zwischen dieser Vorrichtung und der Page-sendenden Vorrichtung fortgesetzt.
Jedes Mal, wenn die Page-sendende Vorrichtung die Paging-Prozedur mit der vorgeschlagenen neuen Vorgehensweise A' beginnt, kann sie entweder ein Ereignis empfangen, aus dem hervorgeht, dass eine Verbindung aufgebaut wurde, oder ein Page-Zeitlimitereignis in den Fällen, in denen innerhalb eines Zeitlimits, das eine einstellbare Anzahl an BT-Zeitschlitzen (2 im Beispiel) umfasst, keine Antwort empfangen wurde.
Unter der Annahme, dass die Timing-Information gültig ist und sich die Page-empfangenden Vorrichtungen alle im Page-Scan-Modus befinden, ist das neue Verfahren merklich schneller als das herkömmliche, das eine oder beide standardmäßigen BT-Page-Ketten A und B umfasst, und entspricht dabei weiterhin der aktuellen Bluetooth-Spezifikation (Version 1.1 am Anmeldetag).
Im Folgenden werden drei spezielle, aber nicht einschränkende Beispiele behandelt, um darzustellen, wie das Prinzip der vorliegenden Erfindung in der Praxis angewendet werden kann.
Bezug nehmend insbesondere zunächst auf 1 führt ein mobiles Endgerät MT₁ in dem Versuch, eine Verbindung zu einem Zugangspunkt aus einer Vielzahl von in Frage kommenden Zugangspunkten AP_1-4 aufzubauen, eine Zugangspunkt-Sondierung in einem PAN-Szenario durch. Das mobile Endgerät MT₁ sendet nacheinander Page-Nachrichten an jeden der in Frage kommenden Zugangspunkte AP_1-4 in seiner Liste, wobei es eine Abfolge von entsprechend der Frequenzverschiebung und dem Abschneiden der vorliegenden Erfindung abgewandelten Page-Ketten A'_1-4 verwendet, so dass jede dieser abgewandelten Page-Ketten A'₁_₄ bei einer Frequenz beginnt, die einem Schätzwert der entsprechenden Page-Scan-Frequenz f_ps-AP-1-4 der kontaktierten in Frage kommenden Zugangspunkte AP_1-4 entspricht. Diese Situation ähnelt der Situation, die insbesondere im unteren Teil von 5 dargestellt ist und beim Finden eines geeigneten in Frage kommenden Zugangspunkts für die Verbindung wird Zeit gespart, da die Page-sendende Vorrichtung MT₁ nicht den Vorgang des Übertragens von einer der Unterketten A₁ oder A₂ durchlaufen muss, wie es bei Verwendung der standardmäßigen BT-Page-Kette A der Fall wäre. Somit ist deutlich, dass die vorliegende Erfindung besonders für BT-Vorrichtungen von Nutzen ist, die in eine unbekannte Umgebung eintreten, wo sie so schnell wie möglich eine oder mehrere Verbindungen ausbauen müssen.
Nun Bezug nehmend insbesondere auf 2 ist die vorliegende Erfindung auch sehr nützlich für einen Zugangspunkt AP₁, wenn dieser mehrere Verbindungsanfragen von anderen Vorrichtungen wie mobilen Endgeräten MT_1-n erhält, zum Beispiel Anfragen nach Übergabe/Weiterleitung zu oder von einem anderen Zugangspunkt. Unter diesen Umständen kann es vorkommen, dass der Zugangspunkt AP₁ in kurzer Zeit Page-Nachrichten an viele mobile Endgeräte MT_1-n senden muss. Das sequentielle Paging wird unter Verwendung einer Abfolge von gemäß der Frequenzverschiebung und des Abschneidens der vorliegenden Erfindung abgewandelten Page-Ketten A'_1-n durchgeführt, und zwar in ähnlicher Weise wie es in umgekehrter Richtung mit besonderem Bezug auf das oben angeführte Beispiel aus 2 durchgeführt wird. Das sequentielle Paging dient hier zwei Zwecken: erstens zu verstehen, ob sich die oder jede kontaktierte Vorrichtung MT_1-n wirklich im Sendebereich dieses bestimmten Zugangspunkts AP₁ befindet; und zweitens, eine Verbindung aufzubauen zu dem oder jedem geeigneten mobilen Endgerät MT_1-n, so zum Beispiel zum Abschließen eines Übergabevorgangs.
Nun insbesondere Bezug nehmend auf 3 kann, wenn zwei Vorrichtungen AP₁, MT₁, die vorher verbunden waren, ihre Verbindung verlieren, zum Beispiel weil eine von ihnen sich zeitweilig außer Reichweite befindet, die Technik der vorliegenden Erfindung angewendet werden, um einen Wiederaufbau der existierenden Verbindung zu versuchen. In diesem Fall begibt sich das mobile Endgerät MT₁, nachdem es den Verlust der Verbindung festgestellt hat, in einen kontinuierlichen Page-Scan-Modus und wartet darauf, dass sein Master-Zugangspunkt AP₁ die Verbindung wieder hergestellt. Andererseits überträgt der Zugangspunkt AP₁ eine Page-Kette A', die gemäß der vorliegenden Erfindung so abgeändert wurde, dass sie mit einer Frequenz beginnt, welche so verschoben wurde, dass sie ihrem letzten bekannten Schätzwert der Page-Scan-Frequenz f_ps des mobilen Endgeräts MT₁ entspricht und so, dass sie abgeschnitten wird, um eine Übertragung von dem zu verhindern, was andernfalls die Paging-Unterkette A₂ der oben beschriebenen standardmäßigen Page-Kette A sein würde. In diesem Fall hat es die abgewandelte Page-Kette A'₁ nur mit einem speziellen mobilen Endgerät MT₁ zu tun und die abgewandelte Page-Kette A' kann daher nacheinander viele Male und wesentlich schneller wiederholt werden, als es mit der kompletten standardmäßigen BT-Page-Kette A möglich wäre. Die abgewandelte Page-Kette kann verwendet werden, um speziell das betreffende mobile Endgerät MT₁ mehrere Male in der Zeit anzusprechen, die möglicherweise benötigt würde, um mit der standardmäßigen BT-Page-Kette A eine Verbindung aufzubauen. Es ist ebenfalls offensichtlich, dass das mobile Endgerät MT₁ mehr Möglichkeiten zur Wiederverbindung erhält als es in demselben Zeitraum erhalten würde, wenn die Page-sendende Vorrichtung die standardmäßige BT-Page-Kette A verwenden würde.
Ableitung des Takt-Offsets
Die Frequenzen, die die Page-Ketten A und B bestimmen, werden mit der folgenden Formel abgeleitet (siehe Bluetooth-Spezifikation 1.1, Seite 135): Xp (79) = [CLKE16-12 + koffset + (CLKE4-2,0 – CLKE16-12) mod16] mod32wobei: k_offset = 24 (Page-Kette A) oder 8 (Page-Kette B) und
CLKE der geschätzte Takt der Page-empfangenden Vorrichtung ist.
Um die Kette A so zu verschieben, dass die erste Frequenz in der Kette mit der geschätzten Page-Scan-Frequenz des Slaves übereinstimmt, können wir CLKE_4-2,0 abwandeln, bevor er mit dem HCI_Create_Connection() Befehl an das Modul weitergeleitet wird.
Dies kann über den folgenden nicht optimierten Pseudo-Code erfolgen, wobei von einer Big-Endian Prozessorarchitektur ausgegangen wird:
UInt32 mask, clke, clke_420, clke_new_train;
mask = O × 0000001d;
clke_420 = clke & mask;
clke420 = (clke_420 + 16) & mask;
clke_new_train = (clke & mask)|clke_420;
wobei clke den geschätzten Takt-Offset des Slaves darstellt und clke_new_train der neu berechnete Wert ist, der mit dem HCI_Create_Connection-Befehl zu verwenden ist, um die Page-Kette A' zu erzeugen.

Claims

Kommunikationsanordnung mit einer ersten und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, wobei die genannte erste Vorrichtung vorgesehen ist, um in einen Page-Scan-Zustand einzutreten, in dem sie Übertragungen auf einer bestimmten Page-Scan-Frequenz empfangen kann, und die genannte zweite Vorrichtung vorgesehen ist, um eine Page-Kette aus Paging-Vorgängen, die um einen Schätzwert der genannten Page-Scan-Frequenz zentriert sind, zu übertragen, dadurch charakterisiert, dass unter festgelegten Umständen, die auf eine vorhergehende Kommunikation zwischen den genannten Vorrichtungen folgen, die genannte zweite Vorrichtung vorgesehen ist, um eine Page-Kette zu übertragen, die so abgewandelt wurde, dass sie bei einer Frequenz beginnt, welche so verschoben wurde, dass sie dem genannten Schätzwert entspricht, wobei die genannten festgelegten Umstände eine Berücksichtigung einer Zeitspanne zwischen der genannten vorhergehenden Kommunikation und der Übertragung der genannten abgewandelten Page-Kette umfassen, wobei die Zeitspanne in der zweiten Vorrichtung verwendet wird, um eine Darstellung der Page-Scan-Frequenz der ersten Vorrichtung zu aktualisieren.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannte vorhergehende Kommunikation eine Antwort auf eine Inquiry-Prozedur umfasst, die zwischen den genannten Vorrichtungen durchgeführt wurde, um mögliche Kandidaten für eine Verbindung zu identifizieren.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte vorhergehende Kommunikation durch eine Störung in der Kommunikationsverbindung beendet wurde.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette abgeschnitten wird oder wobei die genannte abgewandelte Page-Kette abgeschnitten wird, indem die genannte zweite Vorrichtung ein Page-Zeitlimit einstellt, das sicherstellt, dass eine zweite Frequenz-Unterkette von der genannten Page-Kette nicht übertragen wird und wobei das genannte Page-Zeitlimit eingestellt wird, bevor die genannte abgewandelte Page-Kette übertragen wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte Page-Scan-Frequenz auf der Grundlage von mindestens entweder einer Takt-Offset-Information oder einer Netzwerkadresse, die sich auf die genannte erste Vorrichtung bezieht, verschoben wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte erste Vorrichtung eine Master-Einheit in einem Satz von Master-Einheiten umfasst, und wobei die genannte zweite Vorrichtung eine Slave-Einheit umfasst, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette einen Teil einer Reihe von Page-Ketten umfasst, die von der genannten Slave-Einheit verwendet werden, um Page-Nachrichten an eine Vielzahl von Master-Einheiten in dem genannten Satz zu senden, wobei die genannte Reihe von Page-Ketten entsprechend so abgewandelte Page-Ketten umfasst, dass jede bei einem Schätzwert der Page-Scan-Frequenz von einer der genannten Vielzahl von Master-Einheiten, die kontaktiert werden, beginnt und so abgeschnitten wird, dass eine entsprechende Frequenz-Unterkette hiervon nicht übertragen wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die genannte erste Vorrichtung eine Slave-Einheit unter einer Vielzahl von Slave-Einheiten umfasst und die genannte zweite Vorrichtung eine Master-Einheit umfasst, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette einen Teil einer Reihe von Page-Ketten umfasst, die von der genannten Master-Einheit verwendet werden, um der Reihe nach Page-Nachrichten an eine Vielzahl von genannten Slave-Einheiten zu senden, wobei jede genannte Page-Kette in der genannten Reihe derart abgewandelt wird, dass sie bei einem Schätzwert der entsprechenden Page-Scan-Frequenz einer Slave-Einheit in der genannten Reihe beginnt, und dass unter festgelegten Umständen jede genannte abgewandelte Page-Kette so abgeschnitten wird, dass eine entsprechende Frequenz-Unterkette hiervon nicht übertragen wird.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei das genannte sequentielle Paging von der genannten Master-Einheit eingesetzt wird, um auf mehrere Anfragen von Slave-Einheiten nach Übergabe zu antworten.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die oder jede genannte abgewandelte Page-Kette verwendet wird, um die Wiederherstellung einer zuvor bestehenden Kommunikationsverbindung zwischen den genannten Vorrichtungen zu versuchen, wobei unter festgelegten Umständen die oder jede genannte Vorrichtung vorgesehen ist, um bei Erkennung einer Störung in der genannten zuvor existierenden Kommunikationsverbindung auf einen kontinuierlichen genannten Page-Scan-Modus überzugehen und für mindestens eine festgelegte Zeitdauer in dem genannten Page-Scan-Modus zu verbleiben, um auf eine genannte Page-Kette zu warten.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei die genannte zweite Vorrichtung versucht, die genannte zuvor existierende Verbindung durch mehrmaliges Wiederholen der genannten abgewandelten Page-Kette wieder aufzubauen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oder jede genannte zweite Vorrichtung das Paging der oder jeder genannten ersten Vorrichtung am Ende eines Page-Zeitlimitereignisses stoppt, wobei das genannte Zeitlimit durch oder in der oder jeder genannten zweiten Vorrichtung eingestellt werden kann.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einschließlich des Ermittelns aus dem Empfang oder dem Nichtempfang von Antworten auf die abgewandelte Page-Kette von der oder jeder genannten ersten Vorrichtung, ob die oder jede genannte erste Vorrichtung sich innerhalb des Kommunikationsbereichs der genannten zweiten Vorrichtung befindet oder nicht.
Kommunikationsvorrichtung geeignet für die Verwendung in einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte Kommunikationsvorrichtung vorgesehen ist, um mindestens eine weitere Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung einer Page-Kette aus Paging-Vorgängen zu kontaktieren, die um eine Page-Scan-Frequenz der genannten weiteren Kommunikationsvorrichtung herum zentriert sind, wobei unter festgelegten Bedingungen nach vorhergehender Kommunikation zwischen den genannten Vorrichtungen die genannte Kommunikationsvorrichtung vorgesehen ist, um eine Page-Kette zu übertragen, die derart abgewandelt wurde, dass sie bei einer Frequenz beginnt, die so verschoben wurde, dass sie dem genannten Schätzwert entspricht, wobei die genannten festgelegten Umstände die Berücksichtigung einer Zeitspanne zwischen der genannten vorhergehenden Kommunikation und der Übertragung der genannten abgewandelten Page-Kette umfassen, wobei die Zeitspanne in der Kommunikationsvorrichtung verwendet wird, um eine Darstellung der Page-Scan-Frequenz der weiteren Kommunikationsvorrichtung zu aktualisieren.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die genannte vorhergehende Kommunikation eine Antwort auf eine Inquiry-Prozedur umfasst, die zwischen der genannten Vorrichtung und einer genannten weiteren Vorrichtung zur Identifizierung möglicher Kandidaten für eine Verbindung durchgeführt wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die genannte vorhergehende Kommunikation durch eine Störung in der Kommunikationsverbindung beendet wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die genannte abgewandelte Page-Kette abgeschnitten wird, oder wobei die genannte abgewandelte Page-Kette abgeschnitten wird, indem die genannte Vorrichtung ein Zeitlimit einstellt, das sicherstellt, dass eine zweite Frequenz-Unterkette der genannten Page-Kette nicht übertragen wird, wobei das genannte Page-Zeitlimit eingestellt wird, bevor die genannte abgewandelte Page-Kette übertragen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die genannte Page-Scan-Frequenz aus mindestens einer Takt-Offset-Information oder einer Netzwerkadresse geschätzt wird, die sich auf die genannte weitere Vorrichtung bezieht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17 mit einem Zugangspunkt oder einem mobilen Endgerät oder einem Bluetooth-Zugangspunkt oder einem mobilen Bluetooth-Endgerät.
Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationsanordnung mit ersten und zweiten Kommunikationsvorrichtungen, wobei die genannte erste Vorrichtung vorgesehen ist, um in einen Page-Scan-Zustand einzutreten, in dem sie Übertragungen auf einer bestimmten Page-Scan-Frequenz empfangen kann, und die genannte zweite Vorrichtung vorgesehen ist, um eine Page-Kette aus Paging-Vorgängen, die um einen Schätzwert der genannten Page-Scan-Frequenz der ersten Vorrichtung zentriert sind, zu übertragen, wobei das Verfahren umfasst, dass die zweite Vorrichtung unter festgelegten Umständen, die auf eine vorhergehende Kommunikation zwischen den genannten Vorrichtungen folgen, eine Page-Kette überträgt, die so abgewandelt wurde, dass sie bei einer Frequenz beginnt, welche so verschoben wurde, dass sie dem genannten Schätzwert entspricht, wobei die genannten festgelegten Umstände eine Berücksichtigung einer Zeitspanne zwischen der genannten vorhergehenden Kommunikation und der Übertragung der genannten abgewandelten Page-Kette umfassen, wobei die Zeitspanne in der zweiten Vorrichtung verwendet wird, um eine Darstellung der Page-Scan-Frequenz der ersten Vorrichtung zu aktualisieren.
Verfahren nach Anspruch 19, einschließlich des Abschneidens der genannten abgewandelten Page-Kette oder des Abschneidens der genannten abgewandelten Page-Kette durch Einstellen eines Page-Zeitlimits, das sicherstellt, das eine Frequenz-Unterkette der genannten Page-Kette nicht übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, einschließlich des Schätzens der genannten Page-Scan-Frequenz auf der Grundlage von mindestens entweder eines Takt-Offsets oder einer Adresse der genannten ersten Vorrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, das zur Übergabe der genannten ersten Vorrichtung von der genannten zweiten Vorrichtung an eine weitere Vorrichtung eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, das für die Wiederherstellung einer verlorenen Verbindung zwischen den genannten Vorrichtungen eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, das von der genannten zweiten Vorrichtung eingesetzt wird, um Verbindungen zu mehreren genannten ersten Vorrichtungen aufzubauen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei die genannte Kommunikationsanordnung eine Bluetooth-Anordnung umfasst und die oder alle ersten bzw. zweiten Vorrichtungen Zugangspunkte und mobile Endgeräte oder mobile Endgeräte und deren Zugangspunkte umfassen.