DE60208971T2

DE60208971T2 - Verfahren und Anordnung zur Bereitstellung einer Inquiry-Antwort in einem drahtlosen Bluetooth-System

Info

Publication number: DE60208971T2
Application number: DE60208971T
Authority: DE
Inventors: Timothy M. Dallas Schmidl; Anand G. Plano Dabak
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: DE60208971D1; EP1233583A3; EP1233583A2; JP2009010982A; EP1233583B1; JP2002325285A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die drahtlose Kommunikation und insbesondere auf die drahtlose Frequenzsprung-Kommunikation.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Bluetooth-System kann eine Vorrichtung, wenn sie bestimmen will, welche anderen Bluetooth-Vorrichtungen sich innerhalb der Reichweite befinden, eine Anfrage ausführen. Die herkömmliche Anfrageoperation ist in "Specification of the Bluetooth System", v1.0A, 26. Juli 1999, beschrieben. Eine Vorrichtung, die die Anfrage ausführt, wird als der Master bezeichnet, während eine Vorrichtung, die periodisch mit Anfrageabtastungen nach Anfragen abtastet, als Slave bezeichnet wird. Der Slave wacht alle 2,56 s (oder in einem kürzeren Intervall) auf, um eine Anfrageabtastung für 18 Zeitschlitze (es gibt 1600 Zeitschlitze pro Sekunde) auszuführen. Der Slave überwacht eine einzelne Frequenz aus 32 möglichen Frequenzen. Während der Anfrage sendet der Master auf zwei Frequenzen in einem Zeitschlitz und hört dann während des nächsten Zeitschlitzes auf zwei Frequenzen ab. Folglich kann im Durchschnitt der Master während 16 Zeitschlitzen auf 16 verschiedenen Frequenzen senden. Der Master fährt damit fort, während 2,56 s die Anfragenachrichten unter Verwendung der 16 Frequenzen zu wiederholen. Es gibt eine Gesamtzahl von 32 möglichen Frequenzen, die während der Anfrage verwendet werden, wobei der Master die Frequenzen in zwei Teile mit 16 Sprüngen trennt, die als Züge bezeichnet werden. Nach dem Senden auf dem Zug A während 2,56 s schaltet der Master zum Zug B um. Gegenwärtig treten wenigstens 3 Zugumschaltungen während der Anfrage auf, sodass der Anfrage-Unterzustand wenigstens 10,24 s dauert.
Ein Slave, der eine Anfrageabtastung ausführt, bestimmt eine zu überwachende Frequenz anhand des allgemeinen Anfragezugangscodes (GIAC) und ei nigen der Bits von seinem systemeigenen Takt. Der X-Eingabewert in den Frequenzselektor des Slaves ist durch XS = CLKN16-12 gegeben.
Das Bit 12 des Takts ändert sich alle 1,28 s. Die 5 Bits vom Takt (die Bits 16, 15, 14, 13, 12) werden auf die 32 Frequenzen abgebildet, die zu überwachen sind. Wenn der Slave alle 2,56 s aufwacht, dann wird er schließlich nur 16 Frequenzen überwachen, weil sich das Bit 13 alle 2,56 s ändert.
Die 16 Frequenzen für den Zug A oder den Zug B sind durch den GIAC und den systemeigenen Takt des Masters bestimmt. Der X-Eingabewert in den Frequenzselektor des Masters ist durch XM = ⌊CLKN16-12 + κoffset + (CLKN4-2,0 – CLKN16-12)mod 16⌋mod 32 (1)gegeben, wobei κ_offset = 24 den Zug A angibt, während κ_offset = 8 den Zug B angibt.
Ein Nachteil der herkömmlichen Bluetooth-Anfrageoperation besteht darin, dass es 32 Frequenzen gibt, die in der Anfrage verwendet werden, der Master aber während des Fensters aus 18 Zeitschlitzen, in dem der Slave abtastet, nur auf 16 Frequenzen senden kann. Infolge der Unbestimmtheit, welche der 32 Frequenzen jeder Slave beim Aufwachen überwacht, muss der Master 2,56 s auf einem Zug und 2,56 s auf dem zweiten Zug aufwenden (insgesamt 5,12 s), bevor er sicher sein kann, dass der Slave seine Anfragenachricht hört (unter der Voraussetzung einer fehlerfreien Umgebung). In Umgebungen, in denen es Kanalfehler gibt, kann der Anfrage-Unterzustand noch länger andauernden müssen.
Es ist deshalb erwünscht, die Dauer der Zeit zu verringern, die für die Sicherheit erforderlich ist, dass ein Slave die Anfrage des Masters gehört hat.
Die Erfindung schafft Verfahren und Vorrichtungen, wie in den Ansprüchen dargelegt ist, und insbesondere eine Technik zum Sichern, dass der Slave auf einer Frequenz abhört, die in dem Frequenzzug enthalten ist, den der Master während der Anfrageübertragung zuerst verwendet. Dies kann die Zeit vorteilhaft verringern, die für die Anfrage notwendig ist.
Bei der herkömmlichen Bluetooth-Anfrageoperation antwortet der Slave, wenn er die Anfragenachricht des Masters hört, nicht unmittelbar. Um Konflikte in dem Fall zu vermeiden, in dem mehrere Slaves gleichzeitig aufwachen, wird eine Zufalls-Zeitverzögerungsprozedur verwendet. Der Slave speichert den aktuellen Wert der Frequenz, auf der er die Anfragenachricht des Masters gehört hat, und erzeugt eine Zufallszahl zwischen 0 und 1023. Dann wartet der Slave diese Zufallszahl von Zeitschlitzen, was 0 bis 1023/1600 s entspricht. Beim Aufwachen hört der Slave abermals auf der gespeicherten Frequenz nach der Anfragenachricht des Masters ab. Wenn der Slave eine weitere Anfragenachricht vom Master empfängt, dann sendet der Slave unmittelbar ein FHS-Paket zurück, was ein spezielles Steuerpaket ist, das die Bluetooth-Vorrichtungsadresse und den Takt des Senders (in diesem Fall des Slaves) enthält. Dann fügt der Slave einen Versatz von 1 zur Phase der Anfrage-Sprungsequenz hinzu (d. h. er inkrementiert die Phase) und führt eine Anfrageabtastung auf dieser nächsten Frequenz aus. Wenn der Slave abermals ausgelöst wird (d. h. die Anfragenachricht hört), dann wiederholt er die obige Prozedur mit einer neuen Zufallszahl.
Während eines 1,28-s-Sondierungsfensters schickt ein Slave im Durchschnitt 4 FHS-Pakete auf verschiedenen Frequenzen und zu verschiedenen Zeitpunkten zurück. Falls der Slave jedoch während der Anfrageabtastung innerhalb einer Zeitablaufperiode keine weitere Anfragenachricht vom Master empfängt, kehrt der Slave in den Bereitschafts- oder Verbindungszustand zurück.
Zurückzuführen auf die Zeitverzögerungsdauer besteht ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Bluetooth-Anfrageoperation darin, dass der Master während der Zeitverzögerungsdauer die Züge umgeschaltet haben kann. Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, beträgt 512 Zeitschlitze (die durchschnittliche Zeit verzögerungszeit)/4096 Zeitschlitze (die Zeit zwischen den Zugumschaltungen) = 0,125. Dies ist die Wahrscheinlichkeit für jeden Slave, deshalb gibt es bei vielen Slaves eine große Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Zugumschaltung ereignet, bevor wenigstens einer von ihnen antworten kann. Dies ist der Grund, aus dem der Master die Anfrage während wenigstens 10,24 s ausführen muss. 5 veranschaulicht diese Situation. Ein Slave kann auf dem Zug B abhören, während der Master beginnt, für 2,56 s auf dem Zug A zu senden. Deshalb hört der Slave den Master bei 52 während des Zuges A nicht. Wenn der Master zum Zug B umschaltet, wacht der Slave auf und hört den Master bei 53, wenn er aber zu nah am Ende des Zugs B aufwacht, dann kann er nicht in der Lage sein, zu antworten (was die Zeit für die Zeitverzögerung und dann das erneute Auslösen enthält), bevor der Master zurück zum Zug A umschaltet, was zu einem Zeitablauf bei 54 führt. Der Slave kann schließlich antworten (d. h. Zeitverzögerung, dann erneutes Auslösen, dann Antworten), wenn er bei 55 ausgelöst wird, nachdem der Master zum Zug B zurückgekehrt ist. Diese Prozedur des ineffizient und verlängert die Anfragezeit nachteilig.
Es ist deshalb erwünscht, die Verlängerung der Anfragezeit zu vermeiden, die zurückzuführen auf die Kombination aus der Zeitverzögerungszeit des Slaves und den Zugumschaltungen durch den Master auftreten kann.
Die Erfindung erlaubt einem Slave, auf Frequenzen abzuhören, die sich in Übereinstimmung mit jedem neuen Slave-Anfrageabtastfenster von einem zum anderen der Züge des Masters abwechseln. Dies erlaubt vorteilhaft die Vermeidung der obenerwähnten Verlängerung der Anfragezeit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun auf die folgende ausführliche Beschreibung bestimmter besonderer und veranschaulichender Ausführungsformen und ihrer Merkmale und Aspekte lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung Bezug genommen, worin:
1 relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung graphisch veranschaulicht;
2 relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Master-Vorrichtung gemäß der Erfindung graphisch veranschaulicht;
3 relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Vorrichtung graphisch veranschaulicht, die entweder als eine Master-Vorrichtung oder eine Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeiten kann;
4 beispielhafte Operationen veranschaulicht, die durch die Ausführungsformen nach 2 und 3 ausgeführt werden können;
5 ein Zeitdiagramm ist, das ein Problem veranschaulicht, das sich während herkömmlicher Bluetooth-Anfrageoperationen ergeben kann;
6 beispielhafte Operationen gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
7 relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung graphisch veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung tastet der Slave anstatt über die 32 möglichen Frequenzen über 16 mögliche Frequenzen ab. Indem sichergestellt wird, dass der Master seine Anfrage innerhalb dieser 16 Frequenzen beginnt, kann der Anfrageprozess beschleunigt werden. Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung tastet der Slave nur über die Frequenzen mit einer X-Eingabe von 0 bis 15 ab, sodass der X-Eingabewert in den Frequenzselektor des Slave z. B. durch XS = CLKN15-20(2) gegeben ist.
Außerdem beginnt gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung der Master seine Anfrage unter Verwendung der durch die X-Eingabewerte von 0 bis 15 gegebenen Frequenzen. Um sicherzustellen, dass dies eintritt, ist der Wert von κ_offset (siehe Gleichung (1) oben) z. B. als: κoffset = 32 – CLKN16-12* für den Zug A, (3) κoffset = 16 – CLKN16-12* für den Zug B (4)definiert, wobei CLKN_16-12* der Wert des Takts am Anfang des Anfrage-Unterzustands ist. Folglich sind κ_offset für den Zug A und κ_offset für den Zug B Konstanten, sobald der Anfrage-Unterzustand begonnen hat.
Wenn der Master in den Anfrage-Unterzustand eintritt, beginnt er mit dem Zug A und sendet Anfragenachrichten auf den Frequenzen, die X = 0, 1, 2, ..., 15 entsprechen. Jeder Slave überwacht eine dieser 16 Frequenzen, wobei er in einigen Ausführungsformen die Anfrage des Masters innerhalb von 2,56 s hören kann. Die stellt im Vergleich zum Stand der Technik eine Verringerung von etwa einem Faktor 2 in der erforderlichen Anfragezeit dar. Es kann außerdem andere Slaves geben, die ältere Slaves sind, die noch die herkömmlichen Anfrageabtastfrequenzen verwenden. In einigen Ausführungsformen kann der Master zwischen den Zügen umschalten, um sicherzustellen, dass die unmodernen Slaves seine Anfragenachrichten hören können.
Andere Ausführungsformen können andere Abbildungen als das oben angegebene Beispiel verwenden, solange wie die Slaves eine Teilmenge der 32 Frequenzen für die Anfrageabtastung verwenden können und der Master seine Anfrage mit dieser Teilmenge der Frequenzen beginnen kann, um die für die Anfrage notwendige Zeit zu minimieren.
1 veranschaulicht relevante Abschnitte der beispielhaften Ausführungsformen einer Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung graphisch. Die Slave-Vor richtung nach 1 kann z. B. irgendeine Bluetooth-Vorrichtung sein. Wie in 1 gezeigt ist, werden die systemeigenen Taktbits nach Gleichung (2) an den X-Eingang eines herkömmlichen Bluetooth-Frequenzselektors 14 angelegt. Der Frequenzselektor 14 reagiert auf den X-Eingang und den GIAC, um eine Abtastfrequenz auszuwählen und die Auswahl einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 11 anzugeben. Die drahtlose Schnittstelle 11 ist mit dem Frequenzselektor 14, einem herkömmlichen Anfrageabtast-Controller 13 und einer Antenne 12 zusammen betreibbar, um die Anfrageabtastoperationen des Slaves in herkömmlicher Weise auszuführen. Die Antenne 12 empfängt die Anfragenachricht des Masters über einen drahtlosen Kommunikationskanal.
2 veranschaulicht relevante Abschnitte der beispielhaften Ausführungsformen einer Master-Vorrichtung gemäß der Erfindung graphisch. Die Master-Vorrichtung nach 2 kann z. B. irgendeine Bluetooth-Vorrichtung sein. In der Vorrichtung nach 2 steuert ein Anfrage-Controller 23 die Anfrageoperationen des Masters. Wenn die Anfrageoperationen beginnen, erzeugt der Anfrage-Controller 23 ein Startsignal, das verwendet wird, um einen Signalspeicher 25 zu takten, um die Bits 12–16 des systemeigenen Takts (CLKN) 15 aufzufangen. Folglich wird am Anfang der Anfrageoperationen der aktuelle Zustand der Bits 12–16 des systemeigenen Takts am Ausgang des Signalspeichers 25 gespeichert.
Der Anfrage-Controller 23 erzeugt außerdem ein Zugauswahlsignal, das einen Selektor 26 steuert, um einen Zug-A-Parameter oder einen Zug-B-Parameter auszuwählen. In den Beispielen der Gleichungen (3) und (4) oben besitzt der Zug-A-Parameter einen Wert von 32, während der Zug-B-Parameter einen Wert von 16 besitzt. Der Selektor 26 erlaubt die Anpassung von unmodernen Slaves in der oben im Allgemeinen beschriebenen Weise (d. h. das Umschalten zwischen den Zügen). Entweder der Zug-A-Parameter oder der Zug-B-Parameter wird bei 27 (in diesem Beispiel durch einen Addierer) mit der Ausgabe des Signalspeichers 25 kombiniert, um dadurch entweder die obige Gleichung (3) oder die obige Gleichung (4) zu verwirklichen. Der resultierende Wert κ_offset wird an einen X_M-Generator 28 angelegt, der die obige Gleichung (1) implementiert, um X_M zu erzeu gen. Der Wert von X_M wird in einen herkömmlichen Frequenzselektor 14 eingegeben, der in Reaktion auf X_M und den GIAC eine Anfragefrequenz auswählt. Die ausgewählte Anfragefrequenz wird einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 21 angegeben, die in herkömmlicher Weise mit dem Frequenzselektor 14, dem Anfrage-Controller 23 und einer Antenne 12 zusammen betreibbar ist, um die gewünschten Anfrageoperationen des Masters auszuführen. Die Antenne 12 überträgt die Anfragenachricht des Masters über einen drahtlosen Kommunikationskanal zu einem Slave.
3 veranschaulicht zusammengenommen mit den 1 und 2 relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Vorrichtung graphisch, die entweder als eine Master-Vorrichtung oder eine Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeiten kann. Die Vorrichtung nach 3 kann z. B. irgendeine Bluetooth-Vorrichtung sein. Wie in 3 gezeigt ist, bestimmt ein Konfigurationssignal 30, ob die Vorrichtung für den Betrieb als eine Master-Vorrichtung oder als eine Slave-Vorrichtung konfiguriert ist. Wenn die Vorrichtung als eine Master-Vorrichtung konfiguriert ist, dann ist der in den Frequenzselektor 14 eingegebene Wert von X der durch den Generator 28 nach 2 erzeugte Master-Wert X_M. Wenn die Vorrichtung als eine Slave-Vorrichtung konfiguriert ist, dann wird der in den Frequenzselektor 14 eingegebene Wert von X als der vom systemeigenen Takt 15 in 1 ausgewählte Slave-Wert X_S bereitgestellt.
Das Konfigurationssignal 30 wird außerdem in einen Anfrage/Abtast-Controller 35 eingegeben, der abhängig davon, ob das Konfigurationssignal 30 den Master- bzw. Slave-Betrieb angibt, entweder im Allgemeinen in derselben Weise wie der Anfrage-Controller 23 nach 2 oder der Anfrageabtast-Controller 13 nach 1 arbeiten kann. Der Frequenzselektor 14 reagiert auf den Eingabewert von X und den GIAC, um eine Anfrage-/Abtastfrequenz auszuwählen, die (abhängig davon, ob der Master- oder Slave-Betrieb ausgewählt ist) entweder die Anfragefrequenz des Masters oder die Abtastfrequenz des Slaves angibt. Eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 31 ist außerdem angeschlossen, um das Konfigurationssignal 30 zu empfangen. Wenn das Konfigurationssignal 30 den Master-Betrieb angibt, dann arbeitet die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 31 mit dem Controller 35, dem Frequenzselektor 14 und der Antenne 12 in derselben allgemeinen Weise zusammen, die oben in Bezug auf die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 21 nach 2 beschrieben worden ist. Wenn das Konfigurationssignal 30 den Slave-Betrieb angibt, dann arbeitet die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 31 mit dem Controller 35, dem Frequenzselektor 14 und der Antenne 12 in derselben allgemeinen Weise zusammen, die oben in Bezug auf die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 11 nach 1 beschrieben worden ist.
4 veranschaulicht beispielhafte Operationen, die durch die Ausführungsformen nach den 2 und 3 ausgeführt werden können. Bei 41 wird ein Anfangsfrequenzzug ausgewählt. Beim Eintritt in den Anfrage-Unterzustand bei 42 werden die Bits 12–16 des systemeigenen Takts bei 43 aufgefangen. Danach wird bei 44 der Wert von κ_offset, der dem anfänglichen Frequenzzug entspricht, bestimmt, während bei 45 der Wert von X_M bestimmt wird. Bei 46 wird die Anfragefrequenz ausgewählt, wobei die Anfrage auf der ausgewählten Frequenz gesendet wird. Danach wird bei 48, falls der aktuelle Frequenzzug bei 47 noch nicht abgeschlossen ist, dann der Zeitpunkt für die nächste Anfrageübertragung erwartet. Zum Zeitpunkt für die nächste Anfrageübertragung werden die oben bei 45–48 beschriebenen Operationen wiederholt, bis der aktuelle Frequenzzug bei 47 abgeschlossen ist.
Wenn bei 47 der aktuelle Frequenzzug abgeschlossen ist und wenn bei 49 der Anfrage-Unterzustand immer noch gültig ist, dann wird bei 51 zum anderen Zug umgeschaltet, wobei danach die oben bei 44–49 beschriebenen Operationen für den neuen Frequenzzug wiederholt werden können. Wenn bei 49 bestimmt wird, dass der Anfrage-Unterzustand nicht länger gültig ist, dann wird bei 42 der nächste Anfrage-Unterzustand erwartet.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung erlauben dem Slave, das oben erwähnte Problem zu vermeiden, bei dem der Master die Züge ändert, bevor der Slave zeitlich verzögert werden und antworten kann. Wenn im Stand der Technik der Slave nach der Zufalls-Zeitverzögerungszeit erwacht, hört der Slave auf die Frequenz, die einem X-Eingabewert am Slave-Frequenzselektor entspricht, der durch: XS = CLKN16-12* (5)gegeben ist, wobei CLKN_16-12* der Wert des Takts ist, wenn der Slave zuerst ausgelöst worden ist. Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung hört der Slave während 18 Zeitschlitzen auf die der Gleichung (5) zugeordnete Frequenz. Wenn sich während dieses Anfrageabtastfensters aus 18 Zeitschlitzen kein Auslösen ereignet, dann schaltet der Slave zu einer neuen Frequenz, die einem X-Eingabewert in den Slave-Frequenzselektor entspricht, der durch X'S = (CLKN16-12* + 16)mod 32 (6)gegeben ist, was die entsprechende Frequenz des Alternativzugs angibt. Dies erlaubt dem Slave, auf den Master zu antworten, selbst wenn der Master die Züge während der Zeitverzögerungszeit umschaltet. Wenn der Slave bei der neuen Anfrageabtastfrequenz (die X'_S entspricht) nach 18 Zeitschlitzen nicht ausgelöst worden ist, dann kehrt er zur ursprünglichen Frequenz (die X_S entspricht) zurück, wobei er zwischen den zwei Frequenzen einen Zyklus durchläuft, bis die Zeitablaufperiode abläuft.
Wenn der Slave ausgelöst wird, dann schickt er ein FHS-Paket zurück und inkrementiert die Phase der Anfrage-Sprungsequenz. Wenn der Slave abermals in den Anfragesprung-Unterzustand eintritt, führt er die Anfrageabtastung auf dem Zug aus, auf dem er ausgelöst worden ist.
Wenn der Slave bei X_S = CLKN_16-12* ausgelöst worden ist, dann beginnt er die Anfrageabtastung bei X_S = (CLKN_16-12* + 1)mod 32.
Wenn der Slave bei X'_S = (CLKN_16-12* + 16)mod 32 ausgelöst worden ist, dann beginnt er die Anfrageabtastung bei X'_S = (CLKN_16-12* + 17)mod 32.
Nachdem jedes FHS-Paket gesendet worden ist, werden die Anfrageabtastfrequenzen inkrementiert.
Die oben beschriebenen beispielhaften Umschaltoperationen wechselnder Züge sind in 6 graphisch veranschaulicht. Nach der Zufalls-Zeitverzögerungszeit bei 62 schaltet der Slave, falls der Slave während seines Anfrageabtastfensters aus 18 Zeitschlitzen nicht ausgelöst wird (siehe 63 und 64), zu einer Frequenz des anderen Zugs, wobei er das Abwechseln zwischen den Zügen fortsetzt, bis entweder der Slave ausgelöst wird oder der Zeitablauf eintritt. Nachdem der Slave ausgelöst und bei 65 oder 66 ein FHS-Paket gesendet worden ist, inkrementiert der Slave bei 67 oder 68 die Phase der Anfrage-Sprungsequenz. Wenn der Slave auf dem X'_S entsprechenden Zug ausgelöst wird, dann werden die Werte von X_S und X'_S bei 69 ausgetauscht, um sicherzustellen, dass die nächste Anfrageabtastung (nach einer weiteren Zufalls-Zeitverzögerungszeit) auf dem Zug ausgeführt wird, auf dem der Slave zuletzt ausgelöst worden ist. Der beispielhafte Betrieb, der in 6 gezeigt ist, kann die für die Anfrage notwendige Zeitdauer um fast einen Faktor von 2 verringern. Der Slave wird in einigen Ausführungsformen in den ersten 5,12 Sekunden entweder auf dem Zug A oder auf dem Zug B ausgelöst. Werden dem Slave z. B. 1,28 Sekunden gewährt, um zu antworten, kann die Anfragezeit von 10,24 Sekunden auf 6,40 Sekunden verringert werden.
7 veranschaulicht graphisch relevante Abschnitte beispielhafter Ausführungsformen einer Slave-Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung in 7, die z. B. irgendeine Bluetooth-Vorrichtung sein kann, kann die in 6 veranschaulichten beispielhaften Operationen ausführen. Bevor der Slave anfangs ausgelöst wird (siehe 61 in 6), steuert der Anfrageabtast-Controller 75 einen Selektor 74 so, dass der Frequenzselektor 14 einen X-Eingabewert empfängt, der durch die Bits 12–16 des systemeigenen Takts definiert ist, wie es üblich ist. Folglich arbeiten vor dem anfänglichen Auslösen der Anfrageabtast-Controller 75, der Frequenzselektor 14, die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 11 und die Antenne 12 in herkömmlicher Weise zusammen, um die herkömmliche Anfrageabtastoperation des Slaves auszuführen.
Nach dem anfänglichen Auslösen der Slave-Vorrichtung (siehe 61 in 6) bestimmt und implementiert der Anfrageabtast-Controller 75 die Zufalls-Zeitverzögerungszeit (siehe 62 in 6). Nach dem Ablauf dieser ersten Zufalls-Zeitverzögerungszeit gibt der Anfrageabtast-Controller 75 ein erstes Auslösesignal aus, das den Takteingang des Signalspeichers 79 ansteuert. In Reaktion auf das erste Auslösesignal fängt der Signalspeicher 79 die Bits 12–16 des systemeigenen Takts 15 auf und speichert dadurch diese Bits. Diese aufgefangenen systemeigenen Taktbits werden unter der Steuerung eines Ladesignals vom Controller 75 in ein X_S-Register 76 geladen. Die Ausgabe des Signalspeichers 79 wird außerdem an den X'_S-Generator 78 angelegt, der die obige Gleichung (6) implementiert, um X'_S zu erzeugen, was wiederum unter der Steuerung des Ladesignals vom Controller 75 in ein X'_S-Register 77 geladen wird. Der Controller 75 verwendet dann das Steuersignal 80, um bei 74 eines der Register 76 und 77 auszuwählen, um den nächsten X-Wert dem Eingang des Frequenzselektors 14 bereitzustellen.
Der Frequenzselektor 14 reagiert auf den X-Eingabewert und den GIAC, um die während der nächsten 18 Zeitschlitze zu verwendende Abtastfrequenz auszuwählen und diese Frequenz der drahtlosen Schnittstelle 11 anzugeben. Wenn der Slave während dieser 18 Zeitschlitze nicht ausgelöst wird, dann steuert der Controller 75 den Selektor 74 so, dass das X'_S, wie es in Register 77 gespeichert ist, während der nächsten 18 Zeitschlitze als der nächste X-Eingabewert an den Frequenzselektor 14 angelegt wird. Bis der Slave ausgelöst wird oder ein Zeitablauf auftritt (der z. B. durch den Controller 75 implementiert und erfasst wird), fährt der Controller 75 fort, den Selektor 74 zu steuern, um zwischen dem Anlegen von X_S und von X'_S (jedes während 18 Zeitschlitzen) als die X-Eingabe des Frequenzselektors 14 umzuschalten.
Sobald der Slave ausgelöst wird, sendet er ein FHS-Paket in herkömmlicher Weise (siehe 65 oder 66 in 6), wobei der Controller 75 dann das Steuersignal 81 verwendet, um die Inhalte der Register 76 und 77 zu inkrementieren. Nachdem die nächste Zufalls-Zeitverzögerungszeit abgelaufen ist, steuert der Controller 75 den Selektor 74 so, dass die Inhalte des Registers 76 als die X-Eingabe an den Frequenzselektor 14 angelegt werden, falls das X_S das letzte Auslösen des Slaves verursacht hat, oder so, dass die Inhalte des Registers 77 als die X-Eingabe an den Frequenzselektor 14 angelegt werden, falls das X'_S das letzte Auslösen des Slaves verursacht hat.
Es ist für die Arbeiter im Fachgebiet offensichtlich, dass die oben in Bezug auf die 1–7 beschriebenen Ausführungsformen leicht durch geeignete Modifikationen in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in herkömmlichen Bluetooth-Vorrichtungen implementiert werden können.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung oben ausführlich beschrieben worden sind, schränkt dies den Umfang der Erfindung nicht ein, der in verschiedenen Ausführungsformen in die Praxis umgesetzt werden kann.
Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst z. B. ein Verfahren zum Empfangen einer Anfragenachricht, die auf jeder von ersten mehreren Sendefrequenzen für die drahtlose Kommunikation nacheinander gesendet wird und danach auf jeder von zweiten mehreren Sendefrequenzen für die drahtlose Kommunikation nacheinander gesendet wird. Nach dem Empfang der Anfragenachricht enthält das Verfahren das Warten bis zum Ablauf einer Zeitverzögerungsdauer. In Reaktion auf den Ablauf der Zeitverzögerungsdauer umfasst das Verfahren ein erstes Abhören nach der Anfragenachricht während einer vorgegebenen Zeitdauer auf einer ersten Frequenz der ersten mehreren Sendefrequenzen und, falls die Anfragenachricht nicht auf der ersten Frequenz empfangen wird, das Abhören nach der Anfragenachricht während einer vorgegebenen Zeitdauer auf einer zweiten Frequenz der zweiten mehreren Sendefrequenzen.
Falls die Anfragenachricht während des zweiten Abhörschrittes nicht auf der zweiten Frequenz empfangen wird, kann der erste Abhörschritt wiederholt werden. Die Länge der Zeitverzögerungsdauer wird vorzugsweise zufällig ausgewählt.
Falls die Anfragenachricht während irgendeines der Abhörschritte empfangen wird, wird der Warteschritt wiederholt, wobei danach die ersten und zweiten Abhörschritte abwechselnd auf dritten bzw. vierten Frequenzen, beginnend mit dem ersten Abhörschritt, ausgeführt werden können. Die dritten und vierten Frequenzen sind vorzugsweise innerhalb der ersten bzw. zweiten mehreren Sendefrequenzen enthalten, falls die Anfragenachricht während des ersten Abhörschrittes auf der ersten Frequenz empfangen worden ist, und innerhalb der zweiten bzw. ersten mehreren Sendefrequenzen enthalten, falls die Anfragenachricht während des zweiten Abhörschrittes auf der zweiten Frequenz empfangen worden ist.
Ein Taktsignal kann vorgesehen und zu einem ausgewählten Zeitpunkt gespeichert werden. Die vorgegebene Zeitdauer, die einem der ersten und zweiten Abhörschritte zugeordnet ist, ist signifikant kürzer als die Gesamtzeitdauer, die durch alle der Übertragungen auf einer der ersten und zweiten mehreren Sendefrequenzen in Anspruch genommen wird. Die vorgegebenen Zeitdauern, die entsprechend den ersten und zweiten Abhörschritten zugeordnet sind, sind zueinander gleich.
Vorzugsweise ist die Anfragenachricht eine Bluetooth-Anfragenachricht.
Eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung für die drahtlose Kommunikation umfassen, um die Anfragenachricht zu empfangen, die nacheinander auf jeder von ersten mehreren Sendefrequenzen für die drahtlose Kommunikation und danach nacheinander auf jeder von zweiten mehreren Sendefrequenzen für die drahtlose Kommunikation gesendet wird.
Die Vorrichtung enthält vorzugsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, um anfangs die Anfragenachricht zu empfangen; einen Controller, der an die drahtlose Kommunikationsschnittstelle gekoppelt ist und auf den anfänglichen Empfang der Anfragenachricht reagiert, um eine Zeitverzögerungsdauer zu implementieren; eine Frequenzauswahlvorrichtung, die an den Controller und die drahtlose Kommunikationsschnittstelle gekoppelt ist und nach dem Ablauf der Zeitverzögerungsdauer auf den Controller reagiert, um der drahtlosen Kommuni kationsschnittstelle zu befehlen, zuerst während einer vorgegebenen Zeitdauer auf einer ersten Frequenz der ersten mehreren Sendefrequenzen nach der Anfragenachricht abzuhören. Die Frequenzauswahlvorrichtung reagiert auf den Controller, falls die Anfragenachricht während der ersten Abhöroperation auf der ersten Frequenz nicht empfangen wird, um der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zu befehlen, zweitens während einer vorgegebenen Zeitdauer auf einer zweiten Frequenz der zweiten mehreren Sendefrequenzen nach der Anfragenachricht abzuhören.
Die Frequenzauswahlvorrichtung kann auf den Controller reagieren, falls die Anfragenachricht während der zweiten Abhöroperation auf der zweiten Frequenz nicht empfangen wird, um der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zu befehlen, die erste Abhöroperation zu wiederholen. Der Controller ist vorzugsweise betreibbar, um eine Länge der Zeitverzögerungsdauer zufällig auszuwählen, oder er ist in Reaktion auf den Empfang der Anfragenachricht während irgendeiner der Abhöroperationen betreibbar, um eine Zeitverzögerungsdauer abermals zu implementieren, wobei die Frequenzauswahlvorrichtung nach dem Ablauf der zuletzt erwähnten Zeitverzögerungsdauer auf den Controller reagiert, um der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zu befehlen, abwechselnd die ersten und zweiten Abhöroperationen auf dritten bzw. vierten Frequenzen, beginnend mit der ersten Abhöroperation, auszuführen.
Die dritten und vierten Frequenzen sind in den ersten bzw. zweiten mehreren Sendefrequenzen enthalten, falls die Anfragenachricht während der ersten Abhöroperation auf der ersten Frequenz empfangen worden ist, während die dritten und vierten Frequenzen in den zweiten bzw. ersten mehreren Sendefrequenzen enthalten sind, falls die Anfragenachricht während der zweiten Abhöroperation auf der zweiten Frequenz empfangen worden ist.
Vorzugsweise ist ein Takt vorgesehen, um ein Taktsignal bereitzustellen, wobei die Frequenzauswahlvorrichtung eine Speichervorrichtung enthält, die an den Takt und den Controller gekoppelt ist, um das Taktsignal zu einem durch den Controller bestimmten Zeitpunkt zu speichern.
Die Vorrichtung kann eine Bluetooth-Vorrichtung sein. Die vorgegebene Zeitdauer, die einer der ersten und zweiten Abhöroperationen zugeordnet ist, ist signifikant kürzer als die durch alle Übertragungen auf einer der ersten und zweiten mehreren Sendefrequenzen in Anspruch genommene Gesamtzeitdauer. Die vorgegebenen Zeitdauern, die entsprechend den ersten und zweiten Abhöroperationen zugeordnet sind, sind zueinander gleich.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Antwort auf eine Anfrage in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wobei ein Slave die Antwort auf die von einem Master gesendete Anfrage auf einer von mehreren Frequenzen sendet, wobei die Frequenzen eine Sprungsequenz bilden und die Sprungsequenz in Frequenzzüge unterteilt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Abhören (42) während einer vorgegebenen Zeitdauer für eine erste Übertragung (61) der Anfrage auf jeder der Frequenzen eines ersten der Frequenzzüge; und Senden (65, 66) der Antwort bei Empfang einer weiteren Übertragung der Anfrage; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner die folgenden Schritte umfasst: Abhören (63) für die weitere Übertragung auf Frequenzen des ersten Zuges der Frequenzzüge; und dann, wenn die weitere Übertragung nicht empfangen wird, Abhören (64) auf Frequenzen eines weiteren Zuges der Frequenzzüge.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abhören für die weitere Übertragung nach einer zufälligen Verzögerung (62).
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch Abhören auf einem anderen Frequenzzug, falls die weitere Übertragung auf dem weiteren Zug nicht empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der andere Zug der erste Zug ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Frequenz-Sprungsequenz jene von Bluetooth ist.
Slave-Anordnung für ein drahtloses Kommunikationssystem, in der der Slave eine Antwort auf eine von einem Master gesendete Anfrage auf einer von mehreren Frequenzen sendet, wobei die Frequenzen eine Sprungsequenz bilden, wobei die Sprungsequenz in Frequenzzüge unterteilt ist, wobei die Slave-Anordnung umfasst. einen Frequenzselektor (14), der eine Frequenz für den Empfang der Anfrage auswählt; Steuermittel (13, 23, 35, 75), die den Selektor in der Weise steuern, dass die ausgewählte Frequenz mit einem ersten der Frequenzzüge übereinstimmt; und Mittel, die die Antwort bei Empfang einer weiteren Übertragung der Anfrage senden, dadurch gekennzeichnet, dass der Slave ferner enthält: Mittel (78), die Frequenzen bereitstellen, die mit einem weiteren Zug der Frequenzzüge übereinstimmen; wobei die Steuermittel so beschaffen sind, dass sie in dem Fall, in dem die weitere Übertragung nicht empfangen wird, den Frequenzselektor dazu veranlassen, eine Frequenz auszuwählen, die mit dem weiteren Zug übereinstimmt.
Slave nach Anspruch 6, der Mittel enthält, die eine zufällige Verzögerung erzeugen.
Slave nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei dem die Steuermittel so beschaffen sind, dass sie in dem Fall, in dem die weitere Übertragung nicht empfangen wird, eine Frequenz auswählen, die mit einem anderen Zug der Frequenzzüge übereinstimmt.
Slave nach Anspruch 8, bei dem der weitere Zug der erste Zug ist.
Slave nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem das drahtlose Kommunikationssystem Bluetooth ist.