TWI504174B - 無線傳輸方法及無線傳輸系統 - Google Patents

Description

無線傳輸方法及無線傳輸系統

本發明係與無線傳輸系統相關，並且尤其與提升無線傳輸之跳頻靈活度的技術相關。

世界各國都開放有某些特定的無線通訊頻帶，免授權、免付費，供一般民眾自由使用。目前被廣泛採用的短距通訊規格例如藍牙和ZigBee都是透過2.4 GHz的免費ISM(Industrial,Scientific and Medical)頻段傳輸資料。

另一方面，無論是在家用或商用電子產品領域中，為了提高消費者的便利性並簡化實體接線，近來有愈來愈多電子裝置被設計為具有透過上述免費頻段進行短距無線傳輸的功能。由於使用這些自由頻段的產品和消費者日增，難免會發生多個訊號落入相同頻段而彼此干擾的狀況。

跳頻(frequency hopping)技術被用以解決上述問題。傳統的跳頻方法是在無線通訊的收送兩端事先訂定固定週期與固定順序的跳頻規則。每隔一段時間，傳送端及接收端便同步將其資料傳輸頻道切換為另一個，週而復始，藉此避免固定使用某一特定頻道。然而，若事先選定的頻道中有一個或多個頻道持續存在干擾，即便採用現行的跳頻技術，整體而言，訊號傳輸品質還是會受到相當程度的負面影響。

為解決上述問題，本發明提出一種無線傳輸方法及應用該方法的無線傳輸系統。藉由利用兩個無線通訊頻道相互合作，根據本發明之方法及系統具有智慧型跳頻的功能，因而能提供良好的傳輸品質，並可實現無縫(seamless)資料傳輸的效果。

根據本發明之一具體實施例為應用於一第一通訊端與一第二通訊端間之傳輸的無線傳輸方法。該方法包含：(a)於該第一通訊端透過一第一頻道作為一傳輸主要頻道進行溝通；(b)偵測該傳輸主要頻道之一通訊品質，當該傳輸主要頻道被判斷為出現一品質低落狀況，以一第三頻道替代該第一頻道作為該傳輸主要頻道，並自該第一通訊端透過一第二頻道發送一替換通知；以及(c)於該第一通訊端透過該第三頻道作為該傳輸主要頻道繼續進行溝通。

根據本發明之另一具體實施例為一無線傳輸系統，其中包含一第一通訊端與一第二通訊端。該第一通訊端包含一第一主要傳輸裝置與一第一次要傳輸裝置。該第二通訊端包含對應於該第一主要傳輸裝置之一第二主要傳輸裝置與對應於該第一次要傳輸裝置之一第二次要傳輸裝置。其中，該第一主要傳輸裝置利用一第一頻道作為一傳輸主要頻道，以與該第二主要傳輸裝置進行一傳輸程序，若該傳輸主要頻道被判斷為出現一品質低落狀況，該第一次要傳輸裝置即透過一第二頻道將一替換通知發送至該第二次要傳輸裝置，以通知該第二通訊端以一第三頻道替代該第一頻道作為該傳輸主要頻道繼續傳輸。

關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

根據本發明之一具體實施例為一無線傳輸系統，其包含兩個通訊端。舉例而言，主動式立體影像顯示系統係於螢幕上先後交替播放左眼和右眼的影像，其顯示器與供使用者佩戴的立體眼鏡之間須設有無線溝通機制，才能令顯示器上的畫面切換時立體眼鏡亦同步切換。本實施例中的無線傳輸方法即可應用於立體影像顯示器及其相對應之立體眼鏡之間，但不以此為限。

如圖一所示，本實施例中的無線傳輸系統100包含第一通訊端12與第二通訊端14。第一通訊端12中包含一第一射頻收發電路12A與一第一紅外線收發電路12B。第二通訊端14則包含一第二射頻收發電路14A與一第二紅外線收發電路14B。為明確呈現本發明的技術重點，第一通訊端12和第二通訊端14中其他可能存在的硬體裝置未繪示於圖中。再者，第一射頻收發電路12A係作為第一通訊端12中的第一主要傳輸裝置，第一紅外線收發電路12B係作為第一通訊端12中的第一次要傳輸裝置；同理，第二射頻收發電路14A係作為第二通訊端14中的第二主要傳輸裝置，第二紅外線收發電路14B係作為第二通訊端14中的第二次要傳輸裝置。

第一射頻收發電路12A係對應於第二射頻收發電路14A；第一紅外線收發電路12B係對應於第二紅外線收發電路14B。以下說明將以第一射頻收發電路12A及第二射頻收發電路14A為採用藍牙通訊規格之射頻收發電路，而第一紅外線收發電路12B和第二紅外線收發電路14B為相對應之紅外線收發電路的情況為例，但不以此為限。

於此實施例中，第一通訊端12和第二通訊端14之間的資料傳輸程序主要由第一、第二射頻收發電路12A、14A負責，第一、第二紅外線收發電路12B、14B擔任輔助工作。在其他實施例中，上述主要、次要的角色可互換。易言之，在某些情況下，第一、第二紅外線收發電路12B、14B亦可能為兩通訊端間之資料傳輸程序的主要負責硬體。此外，第一通訊端12和第二通訊端14之間所進行的資料傳輸程序可為單向，亦可為雙向。以立體影像顯示器為第一通訊端12而其相對應之立體眼鏡為第二通訊端14的情況為例，上述資料傳輸程序所傳遞的資料可包含顯示器發送給立體眼鏡的左右眼影像切換資訊。

第一通訊端12和第二通訊端14間出現資料傳輸需求時，可由第一射頻收發電路12A先進行一空置頻帶搜尋(idle channel search)以決定一傳輸主要頻道。圖二為空置頻帶搜尋之一結果範例。於此範例中，第一射頻收發電路12A的搜尋範圍在頻率f1到f2之間，且其中以第一頻道A0的干擾能量最低；也就是說，目前在頻率f1到f2之間，第一頻道A0的使用率最低或干擾最少。因此，第一射頻收發電路12A可選定第一頻道A0做為傳輸主要頻道，並透過傳輸主要頻道A0發送一個詢問封包(inquiry packet)。

相對地，第二通訊端14的第二射頻收發電路14A可進行一封包頻帶掃瞄(packet channel scan)，藉由找尋上述詢問封包所在之頻道確認傳輸主要頻道為何。在得知傳輸主要頻道為第一頻道A0之後，第二射頻收發電路14A可透過第一頻道A0發送一確認封包，讓第一通訊端12知道第二通訊端14的存在，並確認第二通訊端14已預備好於第一頻道A0收發資料。在收到該確認封包後，第一射頻收發電路12A即可開始透過第一頻道/傳輸主要頻道A0進行與第二射頻收發電路14A之間的資料傳輸程序。

於此實施例中，在進行空置頻帶搜尋以決定傳輸主要頻道A0時，第一射頻收發電路12A亦可一併決定一預備的主要頻道以於將來可替代第一頻道A0作為傳輸主要頻道。以圖二所示者為例，第一射頻收發電路12A可於決定第一頻道A0之該次空置頻帶搜尋時，同時選擇使用率次低或干擾次少的第三頻道A1做為預備的主要頻道，並將這個選擇記錄下來。於另一實施例中，第一射頻收發電路12A可被設計為在上述資料傳輸程序開始後，再進行另一次空置頻道搜尋，以決定預備的主要頻道。此外，第一射頻收發電路12A亦可進行多次空置頻道搜尋，並根據後續的空置頻帶搜尋結果改變原本選定作為預備的主要頻道。

另一方面，第一、第二紅外線收發電路12B、14B被設計為透過一次要頻道如第二頻道B(例如38.4 KHz)溝通。實務上，第一頻道A0、第三頻道A1及第二頻道B可分別為免費或自由使用頻道。第二頻道B可位在鄰近第一頻道A0的頻率區段間。舉例而言，第一頻道A0和第二頻道B可同樣落在範圍70 MHz~110 MHz的調頻區段中；第一頻道A0為70 MHz，第二頻道B為80 MHz。第一頻道A0和第二頻道B亦可落在不同頻段中；舉例而言，第一頻道A0為調頻區段中的70 MHz，第二頻道B為ISM區段中的2.402 GHz。

在選定預備的主要頻道為第三頻道A1之後，第一通訊端12可利用第一射頻收發電路12A透過第一頻道A0將預備的主要頻道A1的相關資訊發送至第二射頻收發電路14A，也可以利用第一紅外線收發電路12B透過次要頻道B將預備的主要頻道A1的相關資訊發送至第二紅外線收發電路14B。

在第一、第二射頻收發電路12A、14A進行資料傳輸程序的過程中，第一通訊端12可定時或不定時偵測傳輸主要頻道A0的通訊品質。若第一頻道A0的通訊品質一直維持在理想的狀況，第一通訊端12即繼續透過第一頻道A0進行資料傳輸。相對地，一旦第一通訊端12發現第一頻道A0受到雜訊干擾或過於擁擠而品質不佳，致使訊噪比(SNR,Signal to Noise ratio)低於一預設值，例如6dB時，第一通訊端12可利用第一紅外線收發電路12B透過次要頻道B將一替換通知發送至第二紅外線收發電路14B，通知第二通訊端14以預備的主要頻道如第三頻道A1取代第一頻道A0作為傳輸主要頻道。隨後，第一、第二射頻收發電路12A、14A即可改透過第三頻道A1繼續該資料傳輸程序。

同樣地，第一射頻收發電路12A可再次進行另一空置頻道搜尋，以決定下一個預備的主要頻道如第四頻道A2，作為第三頻道A1的備用頻道。也就是說，倘若第三頻道A1出現品質低落的狀況，第一、第二射頻收發電路12A、14A可再改透過第四頻道A2作為傳輸主要頻道繼續其資料傳輸程序。上述偵測頻道品質及選擇性替換頻道的程序可重複進行，直到第一、第二射頻收發電路12A、14A間的傳輸程序結束。

實務上，若第一射頻收發電路12A係採用分時多工的運作方式，偵測頻道品質的工作可由第一射頻收發電路12A利用傳輸資料的空檔進行。實務上，空置頻道搜尋、偵測頻道品質的工作亦可由另外設置在第一通訊端12的專用頻道品質偵測電路實現。

如上所述，第一通訊端12和第二通訊端14並未事先選定將透過哪一個頻道進行資料傳輸程序。不同於以固定週期與固定順序切換頻道的傳統跳頻技術，根據本發明之無線傳輸系統100係即時根據週遭環境的頻道品質動態選擇通訊頻道，其切換頻道的週期並非固定。因此，即便週遭可供選擇的頻道中有一個或多個頻道持續存在干擾，無線傳輸系統100還是可另外選擇品質較佳、干擾較少的頻道傳輸資料，不受限於事先選定的固定幾個頻道。平均而言，相較於採用傳統跳頻技術的系統，根據本發明之無線傳輸系統100可提供更良好的傳輸品質。

此外，在前述實施例中，替換頻道的通知是由第一、第二紅外線收發電路12B、14B透過次要頻道B發送。這種做法的好處在於，第一、第二射頻收發電路12A、14A無須中斷原本進行中的資料傳輸程序來收發替換通知。藉由兩組傳輸裝置相互合作，根據本發明之無線傳輸系統100可實現無縫(seamless)資料傳輸的效果。易言之，無線傳輸系統100可利用某一頻道的無線傳輸溝通另一頻道資料傳輸程序必要的前置作業，使得該另一頻道的無線傳輸可直接進行跳頻而無須踐行多數前置作業，進而達成高通訊品質。

再者，若傳輸主要頻道A0已受干擾而導致通訊品質不佳，利用次要頻道B發送替換通知較能確保替換通知不因傳輸過程中之干擾而被遺漏。須說明的是，除了負責收發替換頻道通知之外，第一、第二紅外線收發電路12B、14B亦可被用以傳輸別的指令或資料。

須說明的是，根據本發明之無線傳輸系統可包含的通訊端數量不以兩個為限。舉例而言，第一通訊端12可採用上述方法與多個第二通訊端14進行資料傳輸程序，而同樣可達到實現高通訊品質的效果。

根據本發明之一具體實施例為應用於一第一通訊端與一第二通訊端之間的無線傳輸方法。圖三為本實施例中的無線傳輸方法之流程圖。首先，步驟S31為透過一第一頻道作為一傳輸主要頻道，於第一通訊端與第二通訊端間進行一傳輸程序。在傳輸程序進行當中，步驟S32被定時或不定時執行，以監測該初始主要頻道是否出現一品質低落狀況。若步驟S32的判斷結果為否，步驟S32就會再次被執行。相對地，若步驟S32的判斷結果為是，步驟S33將被執行，以自第一通訊端透過一第二頻道作為一次要頻道發送替換通知，通知第二通訊端以一第三頻道替代該第一頻道作為傳輸主要頻道。隨後，在步驟S34中，第一通訊端與第二通訊端間的傳輸程序透過該第三頻道繼續進行。

圖三所示之無線通訊方法可實施於圖一所示之無線傳輸系統或其他有資料傳輸需求的兩通訊端之間，其實施方式可參照圖一的相關說明，不再贅述。

圖四係繪示在上述步驟S31前，根據本發明之無線通訊方法可進一步包含的詳細實施步驟。首先，步驟S30A為於第一通訊端進行空置頻道搜尋，以決定該第一頻道作為該傳輸主要頻道及該第三頻道作為一預備的主要頻道。接著，步驟S30B為透過第一頻道，自第一通訊端發送一詢問封包。在步驟S30C中，第二通訊端搜尋該詢問封包，以確認第一頻道為該傳輸主要頻道。步驟S30D則是透過第一頻道，自第二通訊端發送一確認封包。步驟S30E為將第三頻道之頻道資訊自第一通訊端發送至第二通訊端。隨後之步驟S31~步驟S34如上所述。

於實際應用中，步驟S30A中決定預備的主要頻道的部分和步驟S30E也可被挪移至步驟S31之後實施。此外，步驟S30E中預備的主要頻道之頻道資訊的發送可以是透過傳輸主要頻道，也可以是透過次要頻道進行。

圖五係繪示根據本發明之一實施例中於第一通訊端所進行的程序流程。首先，步驟S51為於第一通訊端透過第一頻道作為傳輸主要頻道與第二通訊端進行溝通。步驟S52為偵測傳輸主要頻道之通訊品質。若步驟S52的判斷結果為否，步驟S52就會再次被執行，繼續進行偵測。相對地，若步驟S52的判斷結果為是，步驟S53將被執行。在步驟S53中，第三頻道被用以替代該第一頻道作為該傳輸主要頻道，且第一通訊端會透過第二頻道發送一替換通知，以告知第二通訊端以第三頻道替代第一頻道作為傳輸主要頻道。隨後，在步驟S34中，第一通訊端透過第三頻道作為傳輸主要頻道繼續與第二通訊端進行溝通。圖五所示之流程可實施於例如圖一所示之第一通訊端12，其實施方式可參照圖一的相關說明，不再贅述。

如上所述，藉由利用兩個無線通訊頻道相互合作，根據本發明之方法及系統具有智慧型跳頻的功能，因而能提供良好的傳輸品質，並可實現無縫資料傳輸的效果。相較於採用傳統跳頻技術的系統，根據本發明之無線傳輸系統及無線傳輸方法可提供更良好的傳輸品質。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100．．．無線傳輸系統

12．．．第一通訊端

12A．．．第一射頻收發電路

12B．．．第一紅外線收發電路

14．．．第二通訊端

14A．．．第二射頻收發電路

14B．．．第二紅外線收發電路

S31~S34．．．流程步驟

S30A~S30E．．．流程步驟

S51~S54．．．流程步驟

圖一為根據本發明之一具體實施例中的無線傳輸系統方塊圖。

圖二為空置頻帶搜尋之一結果範例。

圖三為根據本發明之一具體實施例中的無線傳輸方法流程圖。

圖四為根據本發明之無線傳輸方法之另一實施範例。

圖五係繪示根據本發明之一實施例中於第一通訊端所進行的程序流程。

100．．．無線傳輸系統

12．．．第一通訊端

12A．．．第一射頻收發電路

12B．．．第一紅外線收發電路

14．．．第二通訊端

14A．．．第二射頻收發電路

14B．．．第二紅外線收發電路

Claims (17)

1. 一種無線傳輸方法，應用於一第一通訊端與一第二通訊端間之傳輸，該方法包含：(a)於該第一通訊端透過一第一頻道作為一傳輸主要頻道進行溝通；(b)偵測該傳輸主要頻道之一通訊品質，當該傳輸主要頻道被判斷為出現一品質低落狀況，以一第三頻道替代該第一頻道作為該傳輸主要頻道，並自該第一通訊端透過一第二頻道發送一替換通知；以及(c)於該第一通訊端透過該第三頻道作為該傳輸主要頻道繼續進行溝通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，於步驟(a)之前包含：於該第一通訊端進行一空置頻道搜尋，以決定該第一頻道，其中，該第一頻道於複數個可使用頻道中使用率最低或干擾最少。
3. 如申請專利範圍第2項所述之無線傳輸方法，於決定該傳輸主要頻道後後，更包含：於該第一通訊端透過該傳輸主要頻道發送一詢問封包；於該第二通訊端搜尋該詢問封包，以確認該傳輸主要頻道；以及透過該傳輸主要頻道，自該第二通訊端發送一確認封包至該第一通訊端。
4. 如申請專利範圍第2項所述之無線傳輸方法，其中該空置頻道搜尋亦被用以決定該第三頻道，其中，該第三頻道於該複數個可使用頻道中使用率次低或干擾次少。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，其中該品質低落狀況包括該傳輸主要頻道受到雜訊干擾或過於擁擠，使一訊噪比(SNR)低於一預設值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，於步驟(a)與步驟(b)之間進一步包含：進行一空置頻道搜尋，以決定該第三頻道，其中，該第三頻道於不包含該第一頻道之複數個可使用頻道中使用率最低或干擾最少。
7. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，於步驟(a)與步驟(b)之間進一步包含：透過該傳輸主要頻道或該第二頻道，將該第三頻道之一頻道資訊自該第一通訊端發送至該第二通訊端。
8. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，其中該第一頻道、該第二頻道及該第三頻道分別為一免費頻道。
9. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸方法，其中於步驟(c)後更包含重複執行步驟(b)至傳輸結束。
10. 一種無線傳輸系統，包含：一第一通訊端，包含一第一主要傳輸裝置與一第一次要傳輸裝置；以及一第二通訊端，包含對應於該第一主要傳輸裝置之一第二主要傳輸裝置與對應於該第一次要傳輸裝置之一第二次要傳輸裝置；其中，該第一主要傳輸裝置利用一第一頻道作為一傳輸主要頻道，以與該第二主要傳輸裝置進行一傳輸程序，若該傳輸主要頻道被判斷為出現一品質低落狀況，該第一次要傳輸裝置即透過一第二頻道將一替換通知發送至該第二次要傳輸裝置，以通知該第二通訊端以一第三頻道替代該第一頻道作為該傳輸主要頻道繼續傳輸。
11. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中該第一通訊端係於該傳輸程序開始前進行一空置頻道搜尋，以決定該第一頻道；其中，該第一頻道於複數個可使用頻道中使用率最低或干擾最少。
12. 如申請專利範圍第11項所述之無線傳輸系統，其中該第一通訊端於決定該第一頻道時，亦一併決定該第三頻道；其中，該第三頻道於該複數個可使用頻道中使用率次低或干擾次少。
13. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中該第一通訊端於傳輸開始後進行一空置頻道搜尋，以決定該第三頻道；其中，該第三頻道於不包含該第一頻道之複數個可使用頻道中使用率最低或干擾最少。
14. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中該第三頻道之一頻道資訊係由該第一主要傳輸裝置透過該傳輸主要頻道發送至該第二主要傳輸裝置，或由該第一次要傳輸裝置透過該第二頻道發送至該第二次要傳輸裝置。
15. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中該第一頻道、該第二頻道及該第三頻道分別為一免費頻道。
16. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中於替換該傳輸主要頻道後，該第一通訊端或該第二通訊端偵測該傳輸主要頻道之該、通訊品質，於該傳輸主要頻道出現該品質低落狀況時，該第一次要傳輸裝置以一第四頻道替代該第三頻道作為該傳輸主要頻道，並透過該第二頻道將該替換通知發送至該第二次要傳輸裝置。
17. 如申請專利範圍第10項所述之無線傳輸系統，其中該第一頻道與該第三頻道係由該第一通訊端包含之一第一射頻收發電路使用，且該第三頻道之一頻道資訊係由該第一通訊端發送至該第二通訊端。