TWI481213B - 促進無線通信的系統與方法 - Google Patents

Description

促進無線通信的系統與方法

本發明為關於WiFi通信。

一種電子裝置，如智慧型手機或平板電腦，可用來掃描一具有WiFi通信能力的裝置(WiFi-capable device)，如一WiFi無線熱點或具有WiFi能力的一端點裝置(如WiFi喇叭，WiFi加密裝置(dongles)，以及WiFi印表機)。舉例來說，在美國，目前在2.4G Hz與5G Hz的頻段，分別有12與23個運作頻道(operating channel)。對每一個掃描周期來說，電子裝置一般會掃描全部35個頻道，並且於信標間隔(beacon interval)的期間內，監視每一個頻道上的信標傳送(beacon transmission)，該信標間隔的時間長度通常是100ms。假設被動的WiFi掃描是每5分鐘執行一次，這表示每5分鐘內會有3500ms的時間是用在被動掃描上，這對應到1.167%的責任週期。假設該電子裝置的WiFi接收器的功率消耗是70mA，這也表示每一個掃描週期有超過0.8mAh的功率消耗。

本發明的一實施例提供一種用以促進無線通信系統。該系統包括一電子裝置，可使用藍芽與WiFi進行通信。該電子裝置具有一WiFi監控系統，可用以：監控一藍芽低功率廣播頻道；透過在至少一個藍芽低功率廣播頻道溝通的 複數個藍芽低功率廣播封包，接收對應一具有WiFi通信能力的裝置的一資訊；以及利用該等藍芽低功率廣播封包所提供的該資訊建立與該具有WiFi通信能力的裝置之間的溝通。

本發明的另一實施例提供一種促進無線通信方法，該方法包括：藉由一電子裝置監控複數個藍芽低功率廣播頻道；於該電子裝置，透過複數個藍芽低功率廣播封包，接收對應一具有WiFi通信能力的裝置的一資訊，該等封包相關於至少一個藍芽低功率廣播頻道；以及透過適當的WiFi通信協定，使用由該等藍芽低功率廣播封包提供的該資訊，建立該電子裝置與該具有WiFi通信能力的裝置之間的溝通。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

在本說明書中，提供了促進無線通信的系統與方法，其中的一些實施例是有關於具有WiFi通信能力的裝置(Wi-Fi capable device)的藍芽傳送器的使用，具有WiFi通信能力的裝置是指這些電子裝置是可以進行WiFi通信。經由一些實施例的例子，一藍芽傳送器可以被與一具有WiFi通信能力的裝置配置在一起，如被放置在一共同的 殼體(housing)內。在一例子中，一藍芽低功率(Bluetooth low energy，BLE)傳送器傳送關於該具有WiFi通信能力的裝置的WiFi資訊。一電子裝置使用一BLE接收器來監視這些資訊，響應偵測到的WiFi資訊，並可能從認證(authentication)或是相關程序或是點對點的連接程序開始，以促進與具有WiFi通信能力的裝置的通信。尤其是使用BLE接收器來監視WiFi資訊是可以較一般正規的WiFi掃描程序所需的能量而言，是使用較少的能量就可達成相同的目的。

第1圖為根據本發明之促進無線通信的一系統的一實施例的示意圖。如第1圖所示，系統100包括一具有WiFi通信能力的裝置102與一電子裝置104，該電子裝置104可能為可與該具有WiFi通信能力的裝置102進行通信之一智慧型手機或一平板電腦。該具有WiFi通信能力的裝置102包括一藍芽收發器(transceiver)106以及一WiFi收發器108。要注意的是在第1圖的實施例或其他實施例中，通信元件應該要被理解為可以執行所述之功能的元件。因此，在本實施例中，舉例來說，當收發器的功能只關於傳送信號的時候，該收發器應當被理解為一傳送器(transmitter)。要注意的是，雖然環繞該收發器106與108的盒子，在第1圖的實施例是指一個實體結構，如一殼體。但是在其他實施例中，可能是指鄰近的複數個封閉組件(enclosed components)。

電子裝置104包括一藍芽收發器110，如一藍芽低功率接收器，一WiFi監控系統112與一WiFi收發器114。 在運作上，藍芽收發器110掃描(如被動地掃描)以藍芽廣播封包(Bluetooth advertisement packet)的形式的資訊，如ADV_IND或ADV_NONCONN_IND封包，該封包可包含了對應一具有WiFi通信能力的裝置的WiFi資訊。一BLE廣播封包的傳送被以單箭頭的直線指向該電子裝置104的方式所呈現。值得注意的是，由該BLE廣播封包所攜帶的WiFi資訊可能包括服務組識別碼(SSID)、基礎服務組識別碼(BSSID)、操作頻帶(operating band)、頻道號碼(channel number)以及其他為該具有WiFi通信能力的裝置預先定義或設定的資訊元件。

響應偵測到的WiFi資訊，WiFi監視系統112可能會指示該藍芽收發器110建立與該藍芽收發器106的一資料連線(圖上以雙向箭頭直線表示)，用以與具有WiFi通信能力的裝置102交換資訊。根據接收到的資訊，WiFi監視系統112接著致能WiFi收發器114，以初始一認證與關聯(association)，或與具有WiFi通信能力的裝置之間的點對點的連線程序(圖上以雙向箭頭直線表示)，以透過適當的WiFi通信協議，建立該電子裝置與具有WiFi通信能力的裝置之間的連線。

當以這樣的方式運作時，被消耗在用來執行WiFi掃描的能量就可以被避免，這也使得電子裝置消耗的能量被減少。經由這樣的例子，如果電子裝置104在每1.28秒內偵測到BLE封包的時間達11.25毫秒，這樣掃描的責任周期約為0.88%。根據一藍芽接收器的功率消耗約18mA，因此在每一個掃描周期中只有0.158mAh的能量被消耗(與前 述一WiFi接收器的70mA功率消耗，且每個掃瞄周期的功率消耗0.8mAh相比)。

第2圖為根據本發明之促進無線通信的一方法的一實施例的流程圖，該方法可能由第1圖中的具有WiFi通信能力的裝置102所執行。如第2圖所示，該方法關於在一BLE廣播頻道上，傳送含有WiFi資訊的BLE廣播，該BLE廣播可能包含了其他事先定義好的相關資訊(方塊120)。在方塊122中，一WiFi信號(其特徵是對應到該WiFi資訊)由該具有WiFi通信能力的裝置所傳送。

第3圖為根據本發明之促進無線通信的一方法的另一實施例的流程圖，該方法可能由一電子裝置所執行。如第3圖所示，該方法關於監視藍芽低功率(BLE)廣播頻道上，攜帶WiFi資訊的BLE廣播封包(區塊130)。在區塊132中，WiFi資訊被接收到。接著，如區塊134所述，使用透過從攜帶WiFi資訊的BLE廣播封包中得到的WiFi資訊，建立至一具有WiFi通信能力的裝置的一WiFi連線(communication)。要注意的是，在一些實施例中，一非必要功能可能會與一BLE資料連線有關，該BLE資料連線被建立以更進一步交換具有WiFi通信能力的裝置的資訊

第4圖為利用第1圖的實施例所執行的運作的一通訊流程圖。如第4圖所示，電子裝置104進入一個BLE廣播掃描狀態。同時，具有WiFi通信能力的裝置102傳送由藍芽收發器110偵測到的複數個BLE廣播封包。回應該偵測，在進入一自選狀態(optional state)後，一BLE廣播報告會被傳播給WiFi監控系統112。

在該自選狀態內，該WiFi監控系統112進入一BLE啟動(initating)狀態。在該狀態中，該藍芽收發器110傳送一連線請求給具有WiFi通信能力的裝置102。因此，一個交換BLE資料的頻道PDU(Protocol Data Unit，協議數據單元)就產生了。這個自選狀態可能在BLE資訊交換完畢後就會結束。也要注意的是一個自選資訊(optional information)交換可能會發生，該交換為有關於對應於BLE基頻/主機(baseband/host)與WiFi基頻/主機的資訊的交換。

在適當的資訊交換結束後，該WiFi監控系統112透過WiFi收發器114切換到WiFi頻道，以與具有WiFi通信能力的裝置102進行溝通。這些都是透過一WiFi連線設定資訊交換所完成。因此，該具有WiFi通信能力的裝置102可能會擱置BLE廣播(BLE Advertisement)，舉例來說，會擱置直到該WiFi連線中斷。

第5圖為根據本發明之一電子裝置的一實施例的示意圖。該電子裝置可能會形成一系統的一部分，用以加速或促進(facilitating)無線通信。如第5圖所示，裝置140(在本實施例為一智慧型手機)，包括一處理裝置(處理器)150、複數個輸入/輸出(I/O)介面152、一顯示裝置154、一觸控螢幕(touchscreen)介面156、一網路/通信(network/communication)介面158、一記憶體160以及一作業系統162，且上述裝置或元件透過一本地資料匯流排(local data bus)164互相溝通。除此之外，該系統也包括了一藍芽低功率收發器(Bluetooth Low Energy，BLE，transceiver)166、一WiFi監控系統(WiFi monitoring system) 168以及一WiFi收發器(WiFi transceiver 170)。

處理裝置150可能包括一客戶製造或是商業上可取得的處理器、一中央處理器、於複數個處理器中的一輔助處理器(auxiliary processor)、一以半導體為基礎(semiconductor based)的微處理器(微晶片(microchip)的形式)、一巨集處理器(macroprocessor)、一個或多個的特殊應用積體電路(application specific integrated circuits，ASIC)、複數個合適的數位邏輯閘以及其他電子結構(electrical configuration)，該電子結構包括用以協調系統的整體運作的複數個離散元件(discrete element)，該等離散元件可能個別的存在或是以不同的組合存在於系統之中。

記憶體160可能包括任何一種揮發性記憶元件與非揮發性記憶元件的組合，該揮發性記憶元件可能為隨機存取記憶體，如動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)或靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory,SRAM)。該記憶體160包括原生的作業系統162、一個或多個的原生的應用程式、複數個仿真(emulation)系統，或複數個仿真應用(emulated applications)，提供給任何的作業系統且/或複數個仿真硬體平台(emulated hardware platforms)或是仿真系統等等。舉例來說，該等應用程式可能包含了特定應用軟體，其可能包含該系統的一些或全部的元件。根據前述的複數個實施例，該等複數個元件被儲存在記憶體160內，且被該處理裝置150所執行。要注意的是，儘管在實施例的描述上， WiFi監控系統168是與記憶體160分開的，但是WiFi監控系統168是可以儲存在記憶體160內的。該記憶體160可能被設定用來交換藍芽低功率收發器166、WiFi監控系統168且或WiFi收發器170之間的資訊。

觸控螢幕介面156用以偵測在顯示裝置154的顯示區域上的接觸，且提供複數個功能，如螢幕上的按鈕、選單、鍵盤、自定功能鍵(soft keys)等等。如此一來就可以使得使用者可以透過碰觸(touch)來操控使用者介面。尤其是透過觸控螢幕介面來操控可以促進與顯示的物件有關的複數個功能，如搜尋與下載。

習知技藝者當會知到該記憶體可能，或是一般來說，包含了其他的元件，但是該些元件為了說明書的簡潔，並未於說明書被描述。要注意的是，在本說明書中的內容中，儲存一個或多個應用程序的一非暫態的電腦可讀取媒體被揭露，該電腦可讀取媒體可能會連結到一指令執行系統、設備或是裝置。

更進一步參考第5圖，網路/通信介面158包含了複數個元件，用以於一網路環境中，傳送且/或接收資料。在一個說明的例子中，這些元件可能包含了一無線通信介面。當這樣的元件被具體實現為一特定應用時，該一個或複數個元件可能會被儲存在一非暫態(non-transitory)電腦可讀取媒體中，且由一處理裝置所執行。雖然與網路/通信介面158相關的的敘述都已被描述，BLE收發器166與WiFi收發器170在本實施例中被分開描述以方便說明。

個別來說，BLE收發器監控並接收形式為BLE廣播封 包形式的資訊，該封包可能包含了WiFi資訊，如ADV_IND封包或ADV_NONCONN_IND封包。這些WiFi資訊可能包括了SSID、BSSID、操作頻帶(operating band)與頻道號碼，和其他被編碼的資訊一樣。回應偵測到的WiFi資訊，WiFi監控系統168，其可能會指示藍芽收發器166去建立一BLE資料連線，以做進一步的資料交換，致能WiFi收發器170以與具有WiFi通信能力的裝置之間啟動認證與關聯(association)或是點對點的連線程序，以使用適當的WiFi通信協定，建立該電子裝置與具有WiFi通信能力的裝置之間的通信。

第6圖為描繪由第5圖的電子裝置所執行的功能的流程圖，該電子裝置如第5圖的裝置140。如第6圖所示，該功能或方法可能從方塊180開始被建立，在方塊180中，BLE廣播頻道被監控。在方塊182中，包含WiFi資訊的BLE廣播封包是否被接收到的判斷被決定。如果WiFi資訊被接收到，該程序會接著處理方塊184。在方塊184中，使用接收到的資訊，建立與該具有WiFi通信能力的裝置之間的通信。如果包含WiFi資訊的BLE廣播封包並沒有被接收到，則該程序會處理方塊186。

在方塊186中，一BLE監控臨界值是否被符合的判斷被決定。以一個例子來說，如果已經發現了BLE封包一預定時間或一預定周期，該臨界值就會被判斷符合，接著回應這個結果，該程序會處理方塊188。在方塊188中，WiFi頻道會被以適當的WiFi掃描程序監控。要注意的是，這可能允許去存取具有WiFi通信能力的裝置，而該具有WiFi 通信能力的裝置只能透過WiFi通信協定進行通信。然而，如果在方塊186中，該臨界值沒有被滿足，該程序會回到方塊182，且如前述方式繼續運作。

在方塊188中監控完WiFi頻道後，該程序會處理方塊190。在方塊190中，WiFi資訊透過適當的WiFi掃描程序被接收到。因此，如在方塊184中所描述的，且不考慮是否有透過WiFi或BLE接收到WiFi資訊，與具有WiFi通信能力的裝置的通信會被建立。

第7圖為一WiFi熱點的一實施例的示意圖。如第7圖所示，具有WiFi通信能力的裝置或系統200包括了一BLE收發器202、一WiFi控制系統204以及一WiFi收發器206。在運作上，該BLE收發器202會選擇性地傳送包含了WiFi資訊的封包，如ADV_IND封包或ADV_NONCONN_IND封包。WiFi控制系統204與BLE收發器202以及WiFi收發器206通信，以調節該WiFi資訊的傳輸，如此該WiFi資訊對應到WiFi收發器206的運作參數。透過這樣的調節動作，使得裝置可以與具有WiFi通信能力的裝置200建立連線。

在這方面，第8圖為描繪了可能由一具有WiFi通信能力的裝置，如第6圖的WiFi控制系統204，的一實施例所執行的運作的流程圖。如第8圖所示，該功能或方法可能如開始被建立在區塊210，在其中，WiFi運作參數可能被設定。舉例來說，SSID、BSSID與頻道號碼的一個或多個，可能會被設定，在區塊212中，一個判斷被決定，用以判斷該等WiFi運作參數中是否有任何改變發生。如果參數有 被改變，該程序便會回到方塊210。如果並沒有任何改變發生，則該程序可能處理方塊214，而在方塊214中，一BLE收發器的運作參數被設定。接著，該程序便會處理方塊216。

在方塊216中，用以判斷該等BLE運作參數是否有被改變的決定會被做出。如果BLE運作參數被改變了，該程序回到方塊214。如果沒有任何BLE運作參數被改變，則該程序可能處理方塊218。在方塊218中，在一BLE廣播頻道上，包含WiFi資訊的複數個BLE廣播封包的傳輸被致能。可選擇地，一些必要的資訊可能會在該傳輸之前，被編碼進該等BLE廣播封包。接著，如方塊220所述，一個根據該等被選擇的WiFi參數的所形成的WiFi信號的傳輸被致能。

如果被以軟體方式實現，要注意的是第8圖的流程圖(或任何其他的流程圖)中的每一個方塊代表了程式碼的一個模組、區段(segment)或一部份，該程式碼包括了儲存在一非暫態(non-transitory)電腦可讀取媒體中的複數個電腦指令，用以實現一個或多個特定的邏輯功能。在這方面來說，該複數個程式指令可能被以原始碼的形式實現，該原始碼包含了以程式語言或機器碼寫成的描述，該機器碼包含了複數個指令，可被一適當的執行系統所執行。該機器碼可以由原始碼所轉換而來。如果是以硬體方式實現，每一個區塊可以表示一個電路或是一定數量的相連接的複數個電路，用以實現一個或多個特定的邏輯功能。此外，雖然流程圖中有顯示特定的執行順序，但是要 理解的是執行順序是可能不同的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100‧‧‧系統

102‧‧‧具有WiFi通信能力的裝置

104‧‧‧電子裝置

106‧‧‧藍芽收發器

108‧‧‧WiFi收發器

110‧‧‧藍芽收發器

112‧‧‧WiFi監控系統

114‧‧‧WiFi收發器

120‧‧‧區塊

122‧‧‧區塊

130‧‧‧區塊

132‧‧‧區塊

134‧‧‧區塊

140‧‧‧裝置

150‧‧‧處理裝置

152‧‧‧I/O介面

154‧‧‧顯示裝置

156‧‧‧觸控螢幕介面

158‧‧‧網路/通信介面

160‧‧‧記憶體

162‧‧‧作業系統

164‧‧‧資料匯流排

166‧‧‧BLE收發器

168‧‧‧WiFi監控系統

170‧‧‧WiFi收發器

200‧‧‧具有WiFi通信能力的裝置

202‧‧‧BLE收發器

204‧‧‧WiFi控制系統

206‧‧‧WiFi收發器

第1圖為根據本發明之促進無線通信的一系統的一實施例的示意圖。

第2圖為根據本發明之促進無線通信的一方法的一實施例的流程圖。

第3圖為根據本發明之促進無線通信的一方法的另一實施例的流程圖。

第4圖為描繪第1圖的實施例的運作的一流程圖。

第5圖為根據本發明之一電子裝置的一實施例的示意圖。

第6圖為描繪由第5圖的電子裝置所執行的功能的流程圖。

第7圖為一WiFi熱點的一實施例的示意圖。

第8圖為描繪由第7圖所示的WiFi熱點可能執行的功能的流程圖。

100‧‧‧系統

102‧‧‧具有WiFi通信能力的裝置

104‧‧‧電子裝置

106‧‧‧藍芽收發器

108‧‧‧WiFi收發器

110‧‧‧藍芽收發器

112‧‧‧WiFi監控系統

114‧‧‧WiFi收發器

Claims (18)

1. 一種系統，用以促進無線通信，包括：一電子裝置，可使用藍芽與WiFi進行通信，該電子裝置具有一WiFi監控系統，可用以：監控一藍芽低功率廣播頻道；透過在至少一個藍芽低功率廣播頻道溝通的複數個藍芽低功率廣播封包，接收對應一具有WiFi通信能力的裝置的一WiFi資訊，其包含該具有WiFi通信能力的裝置的操作頻帶和頻道的資訊；以及利用該等藍芽低功率廣播封包所提供的該WiFi資訊建立與該具有WiFi通信能力的裝置之間的溝通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該WiFi監控系統為了一具有WiFi通信能力的裝置的存在可運作以選擇性地監控WiFi操作頻帶與頻道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該電子裝置為一智慧型手機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該電子裝置為一平板電腦。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該WiFi監控系統更可運作以選擇性地透過WiFi通信協定建立與該具有WiFi通信能力的裝置之間的通信，而不需要使用由該等藍芽低功率廣播封包提供的該WiFi資訊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，更包括該具有WiFi通信能力的裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之系統，其中該具有 WiFi通信能力的裝置具有一WiFi收發器與一藍芽低功率收發器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之系統，更包括一裝置殼體(housing)，該具有WiFi通信能力的裝置的該WiFi收發器與該藍芽低功率收發器被設置在該殼體。
9. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該電子裝置具有一WiFi收發器與一藍芽低功率收發器；以及該WiFi監控系統更可運作以促進監控關於一具有WiFi通信能力的裝置的複數個信號，如此可使得監控該等信號是交替地由該WiFi收發器與該藍芽低功率收發器所執行。
10. 如申請專利範圍第8項所述之系統，其中該電子裝置具有一WiFi收發器、一藍芽低功率收發器以及內嵌記憶體，該記憶體用以交換在藍芽低功率收發器、該WiFi收發器與該WiFi監控系統之間的資訊。
11. 一種方法，用以促進無線通信，包括：藉由一電子裝置監控複數個藍芽低功率廣播頻道；於該電子裝置，透過複數個藍芽低功率廣播封包，接收對應一具有WiFi通信能力的裝置的一WiFi資訊，該等封包相關於至少一個藍芽低功率廣播頻道，其中該WiFi資訊包含該具有WiFi通信能力的裝置的操作頻帶和頻道的資訊；以及透過適當的WiFi通信協定，使用由該等藍芽低功率廣播封包提供的該資訊，建立該電子裝置與該具有WiFi通信 能力的裝置之間的溝通。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括在建立該電子裝置與該具有WiFi通信能力的裝置之間的一WiFi連線後，暫停藍芽低功率廣播傳輸。
13. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括在該電子裝置與該具有WiFi通信能力的裝置之間建立一藍芽低功率資料連線，用以交換資訊並可促進透過WiFi的溝通。
14. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括回應接收到對應該具有WiFi通信能力的裝置的WiFi資訊時，監控該具有WiFi通信能力的裝置的操作頻帶與頻道。
15. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括回應接收到對應該具有WiFi通信能力的裝置的WiFi資訊時，只監控該藍芽低功率廣播頻道所辨認的該具有WiFi通信能力的裝置的操作頻帶與頻道。
16. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中為了一具有WiFi通信能力的裝置的存在，可運作以選擇性地監控複數個WiFi操作頻帶與頻道。
17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中選擇性地監控WiFi包括：為了對應該具有WiFi通信能力的裝置的資訊，監控該藍芽低功率廣播頻道失敗，且失敗了一預定時間；以及在該預定時間消逝後，監控關於一具有WiFi通信能力的裝置的複數個WiFi操作頻帶與頻道。
18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中選擇性 地監控WiFi包括交替地監控該藍芽低電壓與WiFi信號。