TWI385955B - A synchronous communication method for time - sharing multiple access to wireless networks - Google Patents

A synchronous communication method for time - sharing multiple access to wireless networks Download PDF

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TWI385955B
TWI385955B TW97143331A TW97143331A TWI385955B TW I385955 B TWI385955 B TW I385955B TW 97143331 A TW97143331 A TW 97143331A TW 97143331 A TW97143331 A TW 97143331A TW I385955 B TWI385955 B TW I385955B
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Chun Chi Chou
Yung Fang Chen
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Sentec E & E Co Ltd
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Description

應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法
本發明提供一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,特別是涉及一種使用旗標訊號(Beacon)進行同步通訊之方法。
近年來無線上網、行動辦公室及個人無線通訊需求的推波助瀾下,使得個人、家庭及企業的電器設備皆朝向微形化、網絡化及通訊化發展,在無線通訊需求增加與無線通訊應用範圍擴展下,促成了無線通訊領域蓬勃發展,在此同時,三大網路系統:電信網(Telecommunication Network)、電視電纜網(Cable TV Network)及電腦網(Computer Network)已相互跨足及合作,在實體網路建設已趨於完整,各實體網路間,資訊傳輸相關技術標準已趨於一致下,開始轉向無線網路相關技術,在遠距離(300公尺以上)及中距離(100至300公尺)的無線網路已出現相關標準技術與架構,但短距離(100公尺以下)的個人無線網路技術標準與架構卻仍處於開發階段。
目前幾種具代表性的無線個人區域網路(Wireless Personal Area Network, WPAN)系統,如藍芽(Bluetooth)系統與蜂訊(ZigBee)系統,其中蜂訊系統屬於低速無線個人區域網路(Low Rate Wireless Personal Area Network,LR-WPAN),透過免申請執照之頻道(例如一般國際通用之2.4GHz的ISM頻道、歐洲的868MHz頻道,以及美國的 915MHz頻道三個頻道),提供一種低傳輸速率(最高可達250kbps)、短距離(1-100公尺,一般約為10公尺)、低消耗功率、架構簡單的資料無線傳輸技術。
惟,因現階段使用上述免申請執照頻道的使用者眾多,頻道中有大量資料傳輸,使得在資料傳輸過程中,產生資料碰撞之機率增加,造成資料遺失或不全,影響連線品質之問題,亟需加以改善。
為有效克服上述先前技術中,低速無線個人區域網路資料傳輸碰撞的問題,本發明將提供一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,對頻道進行偵測並選擇一可傳輸資料的頻道及時點,以進行通訊單元間的資料傳輸。
為能實現上述目的,本發明提供一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,包含:令一主通訊單元設定一使用頻道,令該主通訊單元於該使用頻道中,於一單位時間內每隔一段時間向外界發出一搜尋訊號,要求其它子網之主通訊單元回應;令該主通訊單元在後續二個單位時間內對該使用頻道進行一監測,當通訊範圍內存在其它子網之主通訊單元,且其它子網之主通訊單元有回應,則將在後續監測的二個單位時槽內,發現頻道被佔用的狀況;令該主通訊單元在該使用頻道找出該第一單位時間內之一第一連續空閒最大值,並標示該第一連續空閒最大值之一第一起點及一第一終點; 持續監測該使用頻道在一第二單位時間內,相對應於第一單位時間之第一連續空閒最大值的第一起點至第一終點之範圍;確認該使用頻道在該第二單位時間內,相對應之一第二連續空閒最大值的一第二起點及一第二終點,該空閒區段若大於或等於一基本旗標單位,則計算一主要旗標正時;更新該主通訊單元之一同步通訊時間之一主要旗標正時位置,並重新設定該主通訊單元之使用頻道;及該主通訊單元在重新設定之使用頻道中,定期發送一主要旗標,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
所述頻道利用狀況監測,當通訊範圍內存在有其它子網之主通訊單元,且其它子網主通訊單元無回應,則將在後續監測的兩個單位時槽內,發現頻道無被占用的狀况,令所述主通訊單元在所述使用頻道找出所述第一單位時間內的一第一連續空閒最大值,並標示所述第一連續空閒最大值的一第一起點及一第一終點。
此外,本創作也包含:令一主通訊單元設定一使用頻道,令該主通訊單元於該使用頻道中對外界進行一監測;令該主通訊單元在該頻道之一監測時間內,找出頻道連續空閒的最大值,及以一終點標示該頻道連續空閒之結束點;當該空閒區段大於或等於一預設單位,則計算一主要旗 標正時;令該主通訊單元更新一同步通訊時間之一主要旗標正時位置,並重新設定該主通訊單元之使用頻道;及令該主通訊單元在重新設定之使用頻道中,依主要旗標正時定期發送一主要旗標,以供該子網內至少一副通訊單元與該主通訊單元完成同步校正。
所述預設事件係為該主通訊單元之一狀態,該狀態可為開機或重新啟動。
所述預設事件係為該主通訊單元接收一上層命令。
所述上層命令係由至少一預設事件觸發,該預設事件由設計者自行訂定。
所述使用頻道係該主通訊單元與該副通訊單元,最後一次同步通訊連結使用之頻道。
所述監測係為偵測所使用之頻道的使用狀態。
所述監測時間係為監測該使用頻道之時間長度,係為一預設值由設計者自行決定。
所述預設值可為一發送搜尋訊號的時間間隔、一單位時間、一單位時槽內之一休眠週期、一單位時間內所有的休眠週期或一單位時間內所有的執行週期。
所述預設單位之計算方式如下列方程式所示:St ≧UBB +BS
(式中:St 為一預設單位,標記頻道空閒區段區間的長度,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度,BS 為一旗標安全間隔,不同主通訊單元間,所傳送旗標的基本要求 安全間隔)。
所述主要旗標正時(Primary Beacon Timing)之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為一監測單位時槽內,標記頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間內之一連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為一監測單位時槽之一休眠週期,標記一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有休眠週期,在該單位時 間之休眠週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有執行週期,在該單位時間之執行週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
故,該主通訊單元能在單一頻道中,找出一適合發送同步訊號之時間區段,進而與副通訊單元執行同步通訊連結,據以克服無線資料傳輸易於碰撞的問題,進而提升通訊品質。
除此之外,本創作更加包含:使用一副通訊單元,該副通訊單元在一預設事件進入待機狀態;該副通訊單元在待機狀態下開啟一搜尋流程,以搜尋外界之一訊號;該副通訊單元經由該搜尋流程收取該訊號,取得與所屬一主通訊單元之一同步通訊時間區段;及該副通訊單元取得該同步通訊時間區段之一頻道,並設定為該副通訊單元之一使用頻道,在該使用頻道中定期接收所屬該主通訊單元之訊號,與所屬該主通訊單元完成無線通 訊之同步通訊。
所述訊號係為一旗標訊框。
所述預設事件係為該副通訊單元之一狀態,該狀態係可為開機、重新啟動或喪失同步,該喪失同步之定義為,該副通訊單元連續失去該主要旗標達到一預設喪失主要旗標次數,或收到所屬一主通訊單元傳送之一更新頻道命令後,無法在該更新頻道接收到該主要旗標,此時該副通訊單元已無法與所屬該主通訊單元同步,該副通訊單元進入待機狀態,並同時通報一上層進行後續的處理工作。
所述搜尋流程係分為A、B、C與D四種:
A:在最近一次使用之一服務頻道聽取該旗標訊號,聽取時間長度為一單位時間。
B:依頻道搜尋之順序,在各頻道聽取該旗標訊號,各頻道聽取時間長度為一單位時間。
C:在最近一次使用之一頻道進行一頻道搜尋流程。
D:依頻道搜尋之順序,在各頻道進行該頻道搜尋流程。
所述服務頻道為該主通訊單元定期發送該主要旗標及提供服務,所使用之頻道。
故,該副通訊單元在環境中能找出所屬該主通訊單元所發出之旗標訊號,取得與該主通訊單元同步通訊之頻道,且當該副通訊單元喪失同步通訊後,能立即開啟該搜尋流程以搜尋所屬該主通訊單元發出之訊號,恢復同步通訊。
據此,透過該主通訊單元與該副通訊單元之分工,及對外界環境之監測,能降低無線通訊資料傳輸過程因頻道近 似,導致傳輸資料碰撞造成傳輸資料遺失的問題,以實現提升無線通訊系統之通訊品質與穩定性的目的。
然而,為能再加詳述本發明,併予列舉較佳實施之圖例,配合圖式詳細說明如后述:
請參閱圖1,揭示出本發明應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法的流程圖1,本實施例係以ISO-OSI七個層級為基礎簡化為三個層級,由上至下分別為上層、媒體存取層及實體層,在該實施環境中使用一主通訊單元,該主通訊單元在一預設事件進入待機狀態後,該主通訊單元開啟一服務流程,同時,令該主通訊單元設定一使用頻道11,令該主通訊單元於該使用頻道中,於一單位時間內向外界連續發出一訊號,要求其它子網之主通訊單元回應,令該主通訊單元在後續二個單位時間內對該使用頻道進行一監測,當通訊範圍內存在其它子網之主通訊單元,且其它子網之主通訊單元其有回應,則將在後續監測的二個單位時間內,發現頻道被佔用的狀況;令該主通訊單元在該使用頻道找出該第一單位時間內之一第一連續空閒最大值,並標示該第一連續空閒最大值之一第一起點及一第一終點,持續監測該使用頻道在一第二單位時間內,相對應於第一單位時間之第一連續空閒最大值的第一起點至第一終點之範圍,找出該使用頻道在該第二監測單位時槽內,頻道連續空閒最大值的一第二起點及一第二終點,並以一空閒區段表示,該空閒區段大於或等於一基本旗標單位,則計算一主要旗標正時位置12,更新該主通訊單元之一主要旗標正時位置13,並重新設定該主通訊單 元之使用頻道14,及該主通訊單元在重新設定之使用頻道中,定期發送一主要旗標15,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
據此,該主通訊單元能在該頻道中找出一空閒時間區段,與副通訊單元實現同步通訊的目的。
在更加具體的實施上,本發明也包含:所述預設事件係為該主通訊單元之一狀態,該狀態可為開機或重新啟動。
所述預設事件係為該主通訊單元接收一上層命令。
所述上層命令係由至少一預設事件觸發,該預設事件由設計者自行訂定。
所述使用頻道係該主通訊單元與該副通訊單元,最後一次同步通訊連結使用之頻道。
所述監測係為偵測所使用之頻道的使用狀態,在本實施上係以運用一CCA(Clear Channel Assessment)以監測目前使用的頻道狀態,依據判定條件不同,分為下列三種模式:模式1:能量超過門檻值;模式2:偵測到使用相同調變及展頻特性的訊號;模式3:偵測到使用相同調變及展頻特性的訊號,且其能量超過門檻值;被監測頻道以上述特定模式進行一頻道監測,當被監測頻道之狀態符合該特定模式之判別條件,即判定該頻道屬於忙碌,舉如當以模式一進行監測時,當被監測頻道之能量值超過門檻值則判定被監測頻道忙碌,即使該被監測頻道沒有 偵測到使用相同調變及展頻特性的訊號,仍判定被監測頻道不適用。
所述監測時間係為監測該使用頻道之時間長度,係為一預設值由設計者自行決定。所述預設值可為一發送搜尋訊號的時間間隔、一單位時間、一單位時槽內之一休眠週期、一單位時間內所有的休眠週期或一單位時間內所有的執行週期。
所述預設單位之計算方式如下列方程式所示:St ≧UBB +BS
(式中:St 為一預設單位,標記頻道空閒區段區間的長度,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度,BS 為一旗標安全間隔,不同主通訊單元間,所傳送旗標的基本要求安全間隔)。
所述主要旗標正時(Primary Beacon Timing)之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為一監測單位時槽內,標記頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間內之一連續空閒最大值的終 點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為一監測單位時槽之一休眠週期,標記一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有休眠週期,在該單位時間之休眠週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有執行週期,在該單位時間之執行週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
所述訊號係為一旗標訊框。
另外,本創作也包含: 使用一副通訊單元,該副通訊單元在一預設事件進入待機狀態;該副通訊單元在待機狀態下開啟一搜尋流程,以搜尋外界之一訊號;該副通訊單元經由該搜尋流程收取該訊號,取得與所屬一主通訊單元之一同步通訊時間區段;及該副通訊單元取得該同步通訊時間區段之一頻道,並設定為該副通訊單元之一使用頻道,在該使用頻道中定期接收所屬該主通訊單元之訊號,與所屬該主通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
所述訊號係為一旗標訊框。
所述預設事件係為該副通訊單元之一狀態,該狀態係可為開機、重新啟動或喪失同步,該喪失同步之定義為,該副通訊單元連續失去該主要旗標達到一預設喪失主要旗標次數,或收到所屬一主通訊單元傳送之一更新頻道命令後,無法在該更新頻道接收到該主要旗標,此時該副通訊單元已無法與所屬該主通訊單元同步,該副通訊單元進入待機狀態,並同時通報一上層進行後續的處理工作。
所述搜尋流程係分為A、B、C與D四種:
A:在該副通訊單元進入待機狀態前,最後設定之使用頻道開啟一單位時間接收該旗標訊號。
B:依頻道搜尋之順序,在各頻道開啟一單位時間接收該旗標訊號。
C:在該副通訊單元進入待機狀態前,最後設定之使用 頻道進行一頻道搜尋流程。
D:依頻道搜尋之順序,在各頻道進行該頻道搜尋流程。
一主通訊單元對外界一特定的頻道搜集資訊,並以一時間規劃方法對該頻道進行時間結構劃分,該時間規劃方法係以一預設時間單位,均分該頻道之時間為複數個時槽,16個時槽構成一主要旗標發送時間間隔單位,每一主要旗標時間之第一時槽內發送一次一主要旗標,且連續發送之5個主要旗標中,至少有一個需使用一資料加密機制保護,以防制假冒的訊號。
此外,同步通訊須於一媒體控制層運作,而該媒體控制層狀態共有四個狀態如下所述(如圖12所示):待機狀態:一通訊裝置開機完成或一副通訊單元失去與所屬一主通訊單元間的同步通訊而進入該待機狀態。此時尚無法與其它通訊裝置進行溝通,需等待一上層指令要求工作。
開啟狀態:一主通訊單元在待機狀態下啟動一開啟服務流程,而後即進入開啟狀態。該主通訊單元在此時選擇最適當的一頻道及一時間,準備發送一主要旗標訊號。若開啟成功即進入服務狀態,開啟失敗即回到待機狀態。
搜尋狀態:一副通訊單元在待機狀態啟動一服務搜尋流程後即進入搜尋狀態。該副通訊單元在此時搜尋所屬一主通訊單元發送之一主要旗標訊號的頻道及時間。若搜尋成功即進入服務狀態,搜尋失敗即回到待機狀態。
服務狀態:一主通訊單元在開啟成功後即進入服務狀 態。此時該主通訊單元需定期發送一主要旗標訊號,並開始輪巡各週期。
一副通訊單元在搜尋成功後即進入服務狀態。此時該副通訊單元需定期接收一主要旗標訊號,據此校正時槽邊界時間,維持與該所屬主通訊單元同步,並開始輪巡各週期。若該副通訊單元無法維持與所屬主通訊單元同步,則必須回到待機狀態。
其中,該時槽在該通訊單元進入服務狀態後,該時槽更可切割為一執行週期、一休眠週期、一旗標週期及一準備週期四種(如圖12所示),且依據下列A至D順序輪巡各週期:。
A.旗標週期:係為該主通訊單元在旗標週期內發送旗標訊號,該副通訊單元在此週期內接收旗標訊號。
B.執行週期:係為主通訊單元在執行週期內,接收副通訊單元傳送之資料或命令訊框,反之,副通訊單元在執行週期內可視需要傳送資料或命令訊框,當執行週期內無資料需傳送,可提早進入節能模式以節省電源消耗。
C.休眠週期:係當無特別事件待處理,該主通訊單元與該副通訊單元皆可在休眠週期內進入節能模式以節省電源消耗。
D.準備週期:當主通訊單元在下一個時槽不傳送旗標訊號,主通訊單元在準備週期內提早開啟,以接收副通訊單元傳送的資料,反之,當下一個時槽有旗標訊號要傳送,副通訊單元應在準備區間提早開啟,該提前開啟之動作係為克服該主通訊單元與該副通訊單元之間,因其振盪元件差異所引起的時間誤差,接收端必需在該接收訊號的時槽邊界之前, 提前開啟接收器以免漏失資料,此提前開啟的區間長度為一前置時間,若下個旗標週期無旗標訊號需接收,則副通訊單元可進入節能模式以節省電源消耗。
該主通訊單元針對外界頻道搜集資訊,以找出適合發送一主要旗標訊號之時點,且在該頻道定期發送該主要旗標訊號,以避免與其它存在於外界的主通訊單元所發送的主要旗標訊號發生碰撞,該尋找主要旗標訊號發送時點之流程稱為旗標時點搜尋流程,依適用情況不同可分為五種流程,以下所示依序為流程一至五;以下為流程一,並請參閱圖2所示:(1)令主通訊單元於該搜尋頻道中,於一旗標搜尋時間內不經由CSMA-CA程序機制,在該頻道每一固定間隔向外界連續發出一旗標需求命令訊框2311,要求其它子網之主通訊單元回應;(2)對該頻道進行一CCA監測,且採用該CCA監測之模式一,監測該頻道之能量值2312;(3)監測二個時槽的時間區段,於一第一時槽之時間區段內,確認該頻道之一第一連續空閒最大值,並在該第一時槽時間區段內,標示該第一連續空閒最大值之一第一起點及一第一終點2313;(4)持續監測該頻道在一第二時槽之時間區段內,相對應於第一時槽之第一連續空閒最大值的第一起點至第一終點之時間區段,確認該頻道在該時間區段內之一第二連續空閒最大值的一第二起點及一第二終點存在2314,該第二連續空閒最大值以一空閒區段表示2315; (5)當該空閒區段大於或等於一基本旗標區段時2316,則計算一主要旗標正時21,其中該主要旗標正時計算方式如〔計算式1〕所示:TPB =NFE +IPB -UBB 〔計算式1〕
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為該第二監測單位時槽內,標記頻道連續空閒最大值的第二終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本時間長度)。
(6)令該主通訊單元更新該主要旗標正時及該使用頻道22。
(7)令主通訊單元在重新設定之使用頻道中23,依更新之主要旗標正時定期發送一主要旗標24,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
以下為流程二,並請參閱圖3所示:(1)令主通訊單元於該使用頻道中,對該頻道進行一CCA監測,且採用該CCA監測之模式三,監測該頻道中之一主要旗標發送時間間隔區段內之能量值及特定調變及展頻特性的訊號2321;(2)令該主通訊單元在該主要旗標發送時間間隔區段內,找出頻道連續空閒的最大值,並以一空閒區段表示,及以一終點標示該空閒區段之結束點2322;(3)當該空閒區段大於或等於一預設單位2323,計算方式如〔計算式2〕所示:St ≧UBB +BS 〔計算式2〕
(式中:St 為一預設單位,標記頻道空閒區段區間的長度,UBB 為傳送一旗標所要求的基本時間長度,BS 為一旗標安全間隔,不同主通訊單元間,所傳送旗標的基本要求安全間隔)。
則計算一主要旗標正時21,計算方式如〔計算式3〕所示,TPB =NFE +IPB -UBB 〔計算式3〕
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間內之一連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
(4)令該主通訊單元更新該主要旗標正時及該使用頻道22。
(5)令主通訊單元在重新設定之使用頻道中23,依更新之主要旗標正時定期發送一主要旗標24,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
以下為流程三,並請參閱圖2所示:(1)令主通訊單元於一休眠週期內,不經由CSMA-CA程序機制,在該頻道向外界每一固定間隔連續發出一旗標要求命令訊框2311,要求其它子網之主通訊單元回應;(2)同時對該頻道進行一CCA監測,且採用該CCA監測之模式一,監測該頻道之利用狀況2312;(3)連續監測後續二個休眠週期,於一第一休眠週期之時間區段內,確認該頻道之一第一連續空閒最大值,並標示 該第一連續空閒最大值之一第一起點及一第一終點2313;(4)持續監測該頻道在一第二休眠週期之時間區段內,相對應於第一休眠週期之第一連續空閒最大值的第一起點至第一終點之時間區段,確認該頻道在該時間區段內之一第二連續空閒最大值的一第二起點及一第二終點存在2314,該第二連續空閒最大值以一空閒區段表示2315;(5)當該空閒區段大於或等於一基本旗標區段時2316,則計算一主要旗標正時21,其中該主要旗標正時計算方式如〔計算式4〕所示:TPB =NFE +IPB -UBB 〔計算式4〕
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為該第二休眠週期,標記一頻道連續空閒最大值的第二終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
(6)令該主通訊單元更新該主要旗標正時及該使用頻道22。
(7)令主通訊單元在重新設定之使用頻道中23,依更新之主要旗標正時定期發送一主要旗標24,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
以下為流程四,並請參閱圖3所示:(1)令主通訊單元於該使用頻道中,對該頻道進行一CCA監測,且採用該CCA監測之模式三,監測該頻道中之一主要旗標發送時間間隔區段內,每一個休眠週期之頻道利用狀況2321; (2)令該主通訊單元在所有休眠週期區段內,找出頻道連續空閒的最大值,並以一空閒區段表示,及以一終點標示該空閒區段之結束點2322;(3)當該空閒區段大於或等於一預設單位2323{計算式如〔計算式2}所示},則計算一主要旗標正時21,計算方式如〔計算式5〕所示;TPB =NFE +IPB -UBB 〔計算式5〕
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為在所有休眠週期區段內,該頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
(4)令該主通訊單元更新該主要旗標正時及該使用頻道22。
(5)令主通訊單元在重新設定之使用頻道中23,依更新之主要旗標正時定期發送一主要旗標24,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
以下為流程五,並請參閱圖3所示:(1)令主通訊單元於該使用頻道中,對該頻道進行一CCA監測,且採用該CCA監測之模式三,監測該頻道中之一主要旗標發送時間間隔區段內,每一個執行週期之能量值及特定調變及展頻特性的訊號2321;(2)令該主通訊單元在所有執行週期區段內,找出頻道連續空閒的最大值,並以一空閒區段表示,及以一終點標示該空閒區段之結束點2322; (3)當該空閒區段大於或等於一預設單位2323{計算式如〔計算式2}所示},則計算一主要旗標正時21,計算方式如〔計算式6〕所示;TPB =NFE +IPB -UBB 〔計算式6〕
(式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為在所有執行週期區段內,該頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
(4)令該主通訊單元更新該主要旗標正時及該使用頻道22。
(5)令主通訊單元在重新設定之使用頻道中23,依更新之主要旗標正時定期發送一主要旗標24,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
故,該主通訊單元能在一頻道中,找出一適合發送同步訊號之時間區段,與至少一副通訊單元完成同步通訊連結。
另外,本創作也包含:使用一副通訊單元,該副通訊單元在一預設事件進入待機狀態,該副通訊單元在待機狀態下開啟一搜尋流程,以搜尋外界之一旗標訊號,該副通訊單元經由該搜尋流程收取該旗標訊號,取得與所屬一主通訊單元之一同步時間區段及一頻道,並設定為該副通訊單元之一使用頻道,在該使用頻道中定期接收所屬該主通訊單元之旗標訊號,與所屬該主通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
所述預設事件係為該副通訊單元之一狀態,該狀態係可 為開機、重新啟動或喪失同步,該喪失同步之定義為,該副通訊單元連續失去該主要旗標達到一喪失旗標次數,或收到所屬該主通訊單元傳送一更新頻道命令後,無法在該更新頻道接收該主要旗標,此時該副通訊單元已無法與所屬該主通訊單元同步,該副通訊單元進入待機狀態,並同時通報上層進行後續的處理工作。
所述搜尋流程係分為A、B、C與D四種:
A:在最近一次使用之一服務頻道聽取該旗標訊號,聽取時間長度為一單位時間。
B:依頻道搜尋之順序,在各頻道聽取該旗標訊號,各頻道聽取時間長度為一單位時間。
C:在最近一次使用之一頻道進行一頻道搜尋流程。
D:依頻道搜尋之順序,在各頻道進行該頻道搜尋流程。
所述服務頻道為該主通訊單元定期發送該主要旗標及提供服務,所使用之頻道。
故,該副通訊單元能在環境中,透過搜尋並接收該旗標訊號,取得與所屬該主通訊單元同步通訊之頻道,並與所屬該主通訊單元完成同步通訊連結。
其中,該頻道搜尋流程係該副通訊單元,用以搜尋所屬該主通訊單元於頻道中所發出之旗標訊號,該副通訊單元係利用該旗標訊號,取得與該所屬主通訊單元進行同步通訊之一時間區段與頻道,且該副通訊單元可以該接收到旗標訊號的時間,比較實際接收與預估接收該旗標訊號之一時間誤差,並利用該時間誤差用來修正下次預估接收該旗標訊號之 時間。
頻道搜尋流程所使用的參數及名詞說明如下:
1. NR:該副通訊單元有收到確認訊框,卻搜尋不到所屬主通訊單元0之旗標的次數,從0開始,逐次加1。
2.搜尋計時器:記錄該副通訊單元搜尋的時間,單位為symbols,每4位元的二進位制資料編成一個symbol,每個symbol佔用時間16μs,每個位元佔用4μs,每個字元佔用32μs。
3.最大搜尋旗標次數:允許該副通訊單元搜尋旗標的最大嘗試次數。
頻道搜尋流程流程詳細的流程步驟分述如下,以下為流程一,並請參閱圖4所示:(1)令一副通訊單元之NR值及搜尋計時器歸零31;(2)令該副通訊單元不經CSMA-CA程序,發出一限制型旗標需求命令訊框32,該限制型旗標需求命令訊框之位址欄設為所屬一主通訊單元之位址,一訊框控制欄之確認要求欄位值設為1,同時開啟一搜尋計時器計時33,並等待一確認訊框回應34;(3)接收到該確認訊框之後35,令該副通訊單元連續在下二個時槽單位時間內搜尋一旗標訊框3521;(4)令該副通訊單元接收到該旗標訊框後,拆解其訊框解讀取位址欄,且以該位址欄與該副通訊單元內建之所屬該主通訊單元之位址比對,當二位址資料相同即利用該旗標訊框與所屬該主通訊單元進行同步3522。
以下為流程二,並請參閱圖4所示:(1)令一副通訊單元之NR值及搜尋計時器歸零31;(2)令該副通訊單元不經CSMA-CA程序,發出一限制型旗標需求命令訊框32,該限制型旗標需求命令訊框之位址欄設為所屬一主通訊單元之位址,並要求所屬主通訊單元以一之確認訊框回應,同時開啟一搜尋計時器計時33,並等待該所屬主通訊單元回應一確認訊框34;(3)未接收到該確認訊框35;(4)當該副通訊單元搜尋計時器之累計值3511,小於一預設值計算方式如〔計算式7〕所示:St <Sd +LCd 〔計算式7〕
(式中:St 為記錄該副通訊單元搜尋的時間,單位為symbols,Sd 為一時槽之基本時間長度,LCd 為自一時槽邊界起算,所屬該主通訊單元接收該副通訊單元所傳送資料的區間長度)。
令該副通訊單元回到步驟(2),重新發送該限制型旗標需求命令訊框。
(5)令該副通訊單元,在搜尋計時器之累計值小於一預設值下,持續上述流程直到與該所屬通訊單元完成同步程序。
以下為流程三,並請參閱圖4所示:
(1)令一副通訊單元之NR值及搜尋計時器歸零31;
(2)令該副通訊單元不經CSMA-CA程序,發出一限制型旗標需求命令訊框32,該限制型旗標需求命令訊框之位址 欄設為所屬一主通訊單元之位址,一訊框控制欄之確認要求欄位值設為1,同時開啟一搜尋計時器計時33,並等待一確認訊框回應34;
(3)當該副通訊單元接收到該確認訊框35,之後連續在下二個時槽單位時間內搜尋一目標旗標訊框3521;
(4)在搜尋時間內未收到該目標旗標訊框3522,令該副通訊單元之NR值加一3523。
(5)當NR值大於或等於最大搜尋旗標次數3524,則搜尋失敗,當NR值小於最大搜尋旗標次數3524,則令該副通訊單元將該搜尋計時器歸零3525並回到步驟(2),重新發送該限制型旗標需求命令訊框。
除此之外,本創作更加包含:當外界環境中存在複數主通訊單元與副通訊單元,環境中所傳送之訊息密度增加,導致各通訊單元間所傳送之訊息相互碰撞之可能性上升,為避免因訊息碰撞導致資料喪失,造成主通訊單元與副通訊單元無法進行同步通訊,以下將分別說明,主通訊單元與副通訊單元偵測出頻道衝突後,對頻道衝突之排除流程。
該主通訊單元於該執行週期聽取資料時,接收到環境中其他主通訊單元之旗標訊號,該主通訊單元應立即計算產生通訊頻道衝突之可能性,當確認與其他主通訊單元之通訊頻道產生衝突,或收到該副通訊單元傳送一更改頻道要求命令訊框,則啟動一更改頻道流程,並有三種流程以因應不同之需求,一般以流程一為主要執行流程。
另外,當該主通訊單元收到該副通訊單元傳送該更改頻道要求命令訊框,應以該訊框所代表之不同意義執行對應之流程;其中,且該訊框分為二種:一為代表喪失旗標之訊框,當該主通訊單元接收到該副通訊單元傳送該該喪失旗標訊框,即應啟動流程二以更換至適合之同步通訊頻道;另一為代表頻道擁塞之訊框,當該主通訊單元收到該副通訊單元傳送該頻道擁塞訊框,即應啟動流程三以更換至適合之同步通訊頻道。
更改頻道流程所使用的參數及代號說明如下:
(1)mac1:等待取消更改頻道命令之時間期限。
(2)mac2:距離下一個主要旗標之時槽邊界的時間長度。
(3)mac3:計時器,用以記錄更改頻道流程已進行的時間。
(4)Interframe Spacing:係採用IEEE Std 802.15.4TM -2006,7.5.1.3節Interframe spacing之定義。
(5)頻道掃描:該掃描順序是依預設之順序在不同的頻道一一進行旗標時點搜尋流程,直到同步頻道搜尋成功或掃描完所有規定的頻道。
以下所示依序為流程一至三;以下為流程一,並請參閱圖5所示:
(1)令主通訊單元在設定一使用頻道4101,該使用頻道係該主通訊單元最後一次與複數副通訊單元成功同步通訊之頻道;
(2)令主通訊單元在該使用頻道中,進行該旗標時點搜尋流程三4102,該頻道搜尋流程成功4103則執行步驟 (8),該頻道搜尋流程失敗4103則執行步驟(3)。
(3)令主通訊單元在該使用頻道中,進行該旗標時點搜尋流程四4104,該頻道搜尋流程成功4105則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4105則執行步驟(4)。
(4)令主通訊單元在該使用頻道中,進行該旗標時點搜尋流程五4106,該頻道搜尋流程成功4107則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4107則執行步驟(5)。
(5)令主通訊單元依頻道掃描順序4108,在各頻道進行該旗標時點搜尋流程三4109,該頻道搜尋流程成功4110則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4110則執行步驟(6)。
(6)令主通訊單元依頻道掃描順序4111,在各頻道進行該旗標時點搜尋流程四4112,該頻道搜尋流程成功4113則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4113則執行步驟(7)。
(7)當步驟(2)至(6)皆失敗,則頻道掃描失敗,令主通訊單元結束此流程419;
(8)令主通訊單元組成一更改頻道宣告訊框411,該更改頻道宣告訊框內設該同步流程搜尋成功之頻道412,且接收到該訊框之副通訊單元,不需以確認訊框回應該主通訊單元。
(9)令主通訊單元在下一個主要旗標訊號內設定一待傳送訊框之訊息,表示有後續的訊框待傳送,且該待送之訊框仍於該使用頻道傳送413。
(10)令主通訊單元等待一Interframe Spacing時間414,之後執行CSMA-CA Mode B程序415。
(11)無論CSMA-CA是否成功,結束該程序,並立即向外界傳送一該更改頻道宣告訊框416,不需等待確認訊框回應。
(12)將該使用頻道設為該頻道搜尋流程成功之新頻道417,並依頻道搜尋流程成功回傳的主要旗標正時418開始發送主要旗標,該主通訊單元進入一服務狀態,此流程完成。
以下為流程二,並請參閱圖6所示:
(1)令主通訊單元將mac3歸零4201。
(2)令主通訊單元依下列〔計算式8〕計算mac1〔4202〕:mac1=mac2+PBI+(MTR+1) SD+LCd 〔計算式8〕
(式中:mac1係為等待取消一更改頻道命令之時間期限,mac2係為距離下一個主要旗標之時槽邊界的時間長度,PBI係為二主要旗標傳送之間隔時間,MTR係在本流程實施中,所允許的最大重新傳送次數,SD係為一時槽之單位時間長度,LCd 為自一時槽邊界起算,所屬該主通訊單元等待聽取副通訊單元傳送資料的區間長度)。
(3)令主通訊單元在一使用頻道中進行該旗標時點搜尋流程三4203,該使用頻道係該主通訊單元最後一次與複數副通訊單元成功同步通訊之頻道,該頻道搜尋流程成功4204則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失4204敗則執行步驟(4)。
(4)令主通訊單元在一使用頻道中進行進行該旗標時點搜尋流程四4205,該頻道搜尋流程成功4206則執行步驟 (8),該頻道搜尋流程失敗4206則執行步驟(5)。
(5)令主通訊單元依頻道掃描順序4207,在各頻道進行該旗標時點搜尋流程三4208,該頻道搜尋流程成功4209則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4209則執行步驟(6)。
(6)令主通訊單元依頻道掃描順序4210,在各頻道進行該旗標時點搜尋流程四4211,該頻道搜尋流程成功4212則執行步驟(8),該頻道搜尋流程失敗4212則執行步驟(7)。
(7)當步驟(3)至(6)失敗,則頻道掃描失敗,令主通訊單元結束此流程419。
(8)當mac3小於mac1〔4213〕,令主通訊單元等待至mac3等於mac1時,才進行下一步驟。
(9)令主通訊單元組成一更改頻道宣告訊框411,該更改頻道宣告訊框內設該同步流程搜尋成功之頻道412,且接收該更改頻道宣告訊框之副通訊單元,不須以確認訊框回應。
(10)令主通訊單元在下一個主要旗標訊號內設定一待傳送訊框之訊息,表示有後續的訊框待傳送,且該待送之訊框仍於該使用頻道傳送413。
(11)令主通訊單元等待一Interframe Spacing時間414,之後執行CSMA-CA Mode B程序415。
(12)無論CSMA-CA是否成功,結束該程序,並立即向外界傳送一該更改頻道宣告訊框416,不需等待確認訊框回應。
(13)將該使用頻道設為該頻道搜尋流程成功之新頻道 417,並依頻道搜尋流程成功回傳的主要旗標正時418開始發送主要旗標,該主通訊單元進入一服務狀態,此流程完成。
以下為流程三,並請參閱圖7所示:
(1)令主通訊單元在一使用頻道中4301,該使用頻道係該主通訊單元最後一次與複數副通訊單元成功同步通訊之頻道,進行該旗標時點搜尋流程三4302,該頻道搜尋流程成功4303則執行步驟(4),該頻道搜尋流程失敗4303則執行步驟(2)。
(2)令主通訊單元依頻道掃描順序4304,在各頻道進行該旗標時點搜尋流程三4305,該頻道搜尋流程成功4306則執行步驟(4),該頻道搜尋流程失敗4306則執行步驟(3)。
(3)當步驟(1)至(2)失敗,則頻道掃描失敗,令主通訊單元結束此流程419。
(4)令主通訊單元組成一更改頻道宣告訊框411,該更改頻道宣告訊框內設該同步流程搜尋成功之頻道412,且接收該更改頻道宣告訊框之副通訊單元,不須以確認訊框回應。
(5)令主通訊單元在下一個主要旗標訊號內設定一待傳送訊框之訊息,表示有後續的訊框待傳送,且該待送之訊框仍於該使用頻道傳送413。
(6)令主通訊單元等待一Interframe Spacing時間414,之後執行CSMA-CA Mode B程序415。
(7)無論CSMA-CA是否成功,結束該程序,並立即向外界傳送一該更改頻道宣告訊框416,不需等待確認訊框回 應。
(8)將該使用頻道設為該頻道搜尋流程成功之新頻道417,並依頻道搜尋流程成功回傳的主要旗標正時418開始發送主要旗標,該主通訊單元進入一服務狀態,此流程完成。
當該副通訊單元收到該主通訊單元傳送之更改頻道宣告訊框,該副通訊單元立即啟動此流程。
(1)令副通訊單元將一使用頻道,設為一更改頻道宣告訊框所指定的頻道,並進入待機狀態。
(2)令副通訊單元進行頻道搜尋流程一之流程二次。
(3)當該副通訊單元在該指定之頻道搜尋到目標旗標,並重新完成與主通訊單元之同步程序,則令副通訊單元結束此流程;當該副通訊單元在該指定之頻道未搜尋到目標旗標,無法完成與主通訊單元之同步程序,則令副通訊單元向該上層通報喪失同步,並結束此流程。
當同步通訊所使用之頻道受到干擾,副通訊單元可能不易收到正確的主要旗標訊號。因此當副通訊單元連續漏失一預設次數(判定喪失同步之連續漏失旗標次數減一預設值)之主要旗標訊號時,應立即啟動一更改頻道要求流程,要求所屬該主通訊單元變更頻道,該更改頻道要求流程(如圖8所示)如下所示:
(1)確認副通訊單元進入服務狀態51,若未進入服務狀態則結束此程序。
(2)令副通訊單元組成一更改頻道要求命令訊框52,其訊框內容註明要求更改頻道之原因,且要求所屬主通訊單元 以一確認訊框回應。
(3)令副通訊單元啟動一通用傳送資料流程53,該通用傳送資料流程成功54則結束本流程,該通用傳送資料流程失敗54則執行步驟(4)。
(4)令副通訊單元啟動一強制傳送資料流程,並結束本流程。
此外,副通訊單元在發送一更改頻道要求命令訊框後,在喪失同步前再次收到一正確的主要旗標訊號,應立即啟動一停止更改頻道要求流程,要求所屬該主通訊單元停止變更頻道,該停止更改頻道要求流程(如圖9所示)如下所示:
(1)令副通訊單元進入服務狀態61,若未進入服務狀態則結束此程序。
(2)令副通訊單元組成一取消更改頻道要求命令訊框62,且要求所屬主通訊單元以一確認訊框回應。
(3)令副通訊單元啟動一通用傳送資料63,該通用傳送資料流程成功64則結束本流程,該通用傳送資料流程失敗64則執行步驟(4)。
(4)令副通訊單元啟動一強制傳送資料流程65,並結束本流程。
該通用傳送資料流程(如圖10所示)如下所示:
(1)令副通訊單元將一時槽計數歸零531。
(2)令副通訊單元在一執行週期532,進行CSMA-CA Mode A程序533,該CSMA-CA程序成功534則傳送組好的訊框5351,並等待確認訊框回應5352;當該CSMA-CA程 序失敗534,令副通訊單元執行步驟(5)。
(3)成功收到確認訊框回應後,令副通訊單元結束此流程5353;未收到確認訊框回應,令副通訊單元執行步驟(4)。
(4)當該時槽計時小於一預設值一5354,計算方式如下列〔計算式9〕所示:時槽計時<LCd -3 UBF 〔計算式9〕
(式中:LCd 為自一時槽邊界起算,所屬該主通訊單元接收該副通訊單元所傳送資料的區間長度,UBF係為CSMA-CA機制中之一Backoff的基本單位)。
令副通訊單元在同一個執行週期,回到步驟(2)繼續嘗試傳送;當時槽計時大於或等於該預設值一5354,令副通訊單元執行步驟(5)。
(5)令副通訊單元對該時槽計數加一5361。
(6)當該時槽計數小於一預設值二5362,計算方式如下列〔計算式10〕所示:時槽計數<MTR 〔計算式10〕
(式中:MTR係在本流程實施中,所允許的最大重新傳送次數)。
令副通訊單元等待下一個執行週期5363,回到步驟(2)繼續嘗試傳送,在時槽計數之累計值小於MTR值下,持續上述流程直到接收到該回應訊框;當時槽計數大於或等於該預設值二5362,令副通訊單元結束此流程537。
該強制傳送資料流程(如圖11所示)如下所示:
(1)令副通訊單元設一初始值N歸零551。
(2)令副通訊單元在執行週期552,不經CSMA-CA程序,傳送組好的訊框553,並等待確認訊框回應554。
(3)當成功收到確認訊框回應5551,令副通訊單元結束此程序556;未收到確認訊框回應5551,令副通訊單元執行步驟(4)。
(4)令副通訊單元對初始值加一5552,計算方式如下列〔計算式11〕所示:N=N+1 〔計算式11〕
(5)當該初始值N大於或等於一預設值三5553,計算方式如下列〔計算式12〕所示:N≧FTx 〔計算式12〕
(式中:FTx係在本流程實施中,所允許的強制傳送資料次數)。
該傳送失敗,令副通訊單元結束此流程556;當初始值N小於該預設值三5553,令副通訊單元執行步驟(6)。
(6)當該時槽計時小於一預設值四5554,計算方式如下列〔計算式13〕所示:時槽計時<LCd -UBF 〔計算式13〕
(式中:LCd 為自一時槽邊界起算,所屬該主通訊單元接收該副通訊單元所傳送資料的區間長度,UBF係為CSMA-CA機制中之一Backoff的基本單位)。
令副通訊單元在同一個執行週期,回到步驟(2)繼續嘗試傳送,在時槽計時之累計值小於預設值四下,持續上述流程直到接收到該回應訊框;時槽計時之累計值大於或等於預 設值四5554,令副通訊單元等待下一個執行週期5555,再回到步驟(2)繼續嘗試傳送。
故,該主通訊單元能在判定頻道衝突,或該副通訊單元要求更改頻道時,依上述流程找出一更新之頻道供同步通訊使用。
據此,應用於分時多重存取無線網路的環境中,能降低無線通訊資料傳輸過程因頻率近似,及同時大量資料於環境中傳輸,所導致傳輸資料碰撞造成傳輸資料遺失的問題,進而使主通訊單元與副通訊單元完成同步通訊連結,實現提升無線通訊系統之通訊品質與穩定性的目的。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
圖1:為本發明之同步通訊方法的流程圖。
圖2:為本發明之主通訊單元的旗標時點搜尋流程圖。
圖3:為本發明之副通訊單元的頻道搜尋流程圖。
圖4:為本發明之副通訊單元的頻道搜尋流程圖。
圖5:為本發明之主通訊單元的更改頻道流程一圖。
圖6:為本發明之主通訊單元的更改頻道流程二圖。
圖7:為本發明之主通訊單元的更改頻道流程三圖。
圖8:為本發明之副通訊單元的通用傳送資料流程圖。
圖9:為本發明之副通訊單元的停止更改頻道要求流程 圖。
圖10:為本發明之副通訊單元的通用傳送資料流程圖。
圖11:為本發明之副通訊單元的強制通用傳送資料流程圖。
圖12:為本發明之媒體控制層狀態示意圖。

Claims (21)

  1. 一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,包含:令一主通訊單元設定一使用頻道,令該主通訊單元於該使用頻道中,於一單位時間內每隔一段時間向外界發出一搜尋訊號,要求其它子網之主通訊單元回應;令該主通訊單元在後續二個單位時間內對該使用頻道進行一監測,當通訊範圍內存在其它子網之主通訊單元,且其它子網之主通訊單元有回應,則將在後續監測的二個單位時槽內,發現頻道被佔用的狀況;令該主通訊單元在該使用頻道找出該第一單位時間內之一第一連續空閒最大值,並標示該第一連續空閒最大值之一第一起點及一第一終點;持續監測該使用頻道在一第二單位時間內,相對應於第一單位時間之第一連續空閒最大值的第一起點至第一終點之範圍;確認該使用頻道在該第二單位時間內,相對應之一第二連續空閒最大值的一第二起點及一第二終點,該空閒區段若大於或等於一基本旗標單位,則計算一主要旗標正時;更新該主通訊單元之一同步通訊時間之一主要旗標正時位置,並重新設定該主通訊單元之使用頻道;及該主通訊單元在重新設定之使用頻道中,定期發送一主要旗標,以供該主通訊單元與複數副通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該頻道利用狀況監測,係當通訊範圍內存在有其它子網之主通訊單元,且其它子網主通訊單元無回應,則將在後續監測的兩個單位時槽內,發現頻道無被占用的狀况,令所述主通訊單元在所述使用頻道找出所述第一單位時間內的一第一連續空閒最大值,並標示所述第一連續空閒最大值的一第一起點及一第一終點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該使用頻道係該主通訊單元與該副通訊單元,最後一次同步通訊連結使用之頻道。
  4. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該監測係為偵測所使用之頻道的使用狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該監測時間係為監測該使用頻道之時間長度,係為一預設值由設計者自行決定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB=NFE+IPB-UBB(式中:TPB為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE為一監測單位時槽內,標記頻道連續空閒最大值的終點,IPB為一主要旗標發送間隔時間,UBB為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB=NFE+IPB-UBB(式中:TPB為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE為一監測單位時槽之一休眠週期,標記一頻道連續空閒最大值的終點,IPB為一主要旗標發送間隔時間,UBB為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
  8. 一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,包含:令一主通訊單元設定一使用頻道,令該主通訊單元於該使用頻道中對外界進行一監測;令該主通訊單元在該頻道之一監測時間內,找出頻道連續空閒的最大值,及以一終點標示該頻道連續空閒之結束點;當該空閒區段大於或等於一預設單位,則計算一主要旗標正時;令該主通訊單元更新一同步通訊時間之一主要旗標正時位置,並重新設定該主通訊單元之使用頻道;及令該主通訊單元在重新設定之使用頻道中,依主要旗標正時定期發送一主要旗標,以供該子網內至少一副通訊單元與該主通訊單元完成同步校正。
  9. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該使用頻道係該主通訊單元與該 副通訊單元,最後一次同步通訊連結使用之頻道。
  10. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該監測係為偵測所使用之頻道的使用狀態。
  11. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該監測時間係為監測該使用頻道之時間長度,係為一預設值由設計者自行決定。
  12. 如申請專利範圍第11項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該預設值可為一發送搜尋訊號的時間間隔、一單位時間、一單位時槽內之一休眠週期、一單位時間內所有的休眠週期或一單位時間內所有的執行週期。
  13. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該預設單位之計算方式如下列方程式所示:St ≧UBB +BS (式中:St 為一預設單位,標記頻道空閒區段區間的長度,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度,BS 為一旗標安全間隔,不同主通訊單元間,所傳送旗標的基本要求安全間隔)。
  14. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB (式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間內之一連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
  15. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB (式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有休眠週期,在該單位時間之休眠週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
  16. 如申請專利範圍第8項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該主要旗標正時之計算方式如下列方程式所示:TPB =NFE +IPB -UBB (式中:TPB 為一主要旗標正時,發送下次一主要旗標的時間點,NFE 為監測一單位時間之所有執行週期,在該單位時間之執行週期的一頻道連續空閒最大值的終點,IPB 為一主要旗標發送間隔時間,UBB 為傳送一旗標所要求的基本旗標時間長度)。
  17. 一種應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,包含: 使用一副通訊單元,該副通訊單元在一預設事件進入待機狀態;該副通訊單元在待機狀態下開啟一搜尋流程,以搜尋外界之一訊號;該副通訊單元經由該搜尋流程收取該訊號,取得與所屬一主通訊單元之一同步通訊時間區段;及該副通訊單元取得該同步通訊時間區段之一頻道,並設定為該副通訊單元之一使用頻道,在該使用頻道中定期接收所屬該主通訊單元之訊號,與所屬該主通訊單元完成無線通訊之同步通訊。
  18. 如申請專利範圍第17項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該訊號係為一旗標訊框。
  19. 如申請專利範圍第17項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該預設事件係為該副通訊單元之一狀態,該狀態係可為開機、重新啟動或喪失同步,該喪失同步之定義為,該副通訊單元連續失去該主要旗標達到一預設喪失主要旗標次數,或收到所屬一主通訊單元傳送之一更新頻道命令後,無法在該更新頻道命令後,無法在該更新頻道接收到該主要旗標,此時該副通訊單元已無法與所屬該主通訊單元同步,該副通訊單元進入待機狀態,並同時通報一上層進行後續的處理工作。
  20. 如申請專利範圍第17項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該搜尋流程係分為A、B、C與D四種: A:在最近一次使用之一服務頻道聽取該旗標訊號,聽取時間長度為一單位時間;B:依頻道搜尋之順序,在各頻道聽取該旗標訊號,各頻道聽取時間長度為一單位時間;C:在最近一次使用之一頻道進行一頻道搜尋流程;D:依頻道搜尋之順序,在各頻道進行該頻道搜尋流程。
  21. 如申請專利範圍第20項所述應用於分時多重存取無線網路之同步通訊方法,其中該服務頻道為該主通訊單元定期發送該主要旗標及提供服務,所使用之頻道。
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