TWI551099B

TWI551099B - 通信系統、主控端裝置與通信方法

Info

Publication number: TWI551099B
Application number: TW102102386A
Authority: TW
Inventors: 杜俞輝
Original assignee: 新唐科技股份有限公司
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2016-09-21
Also published as: TW201431337A; US9094357B2; CN103945520B; CN103945520A; US20140207879A1

Description

通信系統、主控端裝置與通信方法

本發明是有關於一種通信技術，且特別是有關於一種切換操作頻率的通信系統、主控端裝置與通信方法。

隨著無線通信技術的發展，無線通信技術可應用的領域也越來越廣泛。一般來說，若電子裝置A欲與電子裝置B進行無線通信，則電子裝置A與電子裝置B必須於同一個操作頻率下才能進行無線通信。然而，由於環境中充斥著各種雜訊，而這些雜訊又很容易對無線通信的操作頻率產生干擾。因此，若使用固定的操作頻率，則很容易因雜訊的干擾而導致通信品質降低。

跳頻(frequency hopping)機制可以用來作為提升電子裝置進行無線通信時的抗雜訊能力之用。跳頻機制的運作原理是藉由不斷的切換多個電子裝置進行無線通信時的操作頻率，來提升抗雜訊干擾的能力。然而，跳頻機制還是存在諸多限制。舉例來說，若電子裝置A欲與電子裝置B及電子裝置C同時進行跳頻，則電子裝置A必須頻繁地告知電子裝置B及電子裝置C何時開始跳頻，以及要切換到那個操作頻率等跳頻信息。若跳頻的次數增加，則電子裝置A要與電子裝置B及電子裝置C進行溝通的次數也更為頻繁。此外，若無線通信的傳輸品質不佳，甚至可能會發生無法順利傳送跳頻信息的問題。

有鑑於此，本發明實施例提出一種通信系統、主控端裝置與通信方法，可有效地對主控端與多個被控端進行操作頻率的同步。

本發明實施例提出一種通信系統，所述通信系統包括主控端與多個被控端。主控端以第一預設時間為單位週期性地發送多個同步信息。並且，這些被控端以無線通信方式分別接收對應的這些同步信息。另外，主控端與這些被控端根據頻道表同步切換無線通信方式的操作頻率。

本發明實施例另提出一種主控端裝置，用於一通訊系統，所述主控端裝置包括處理單元、記憶單元與通訊單元。處理單元產生多個同步信息。記憶單元耦接處理單元，儲存頻道表。通訊單元耦接處理單元及記憶單元，以第一預設時間為單位，以無線通信方式週期性地發送這些同步信息至通訊系統的多個被控端裝置。另外，處理單元根據頻道表切換通訊單元之無線通信方式的操作頻率。

本發明實施例另提出一種通信方法，適用於通訊系統中的主控端裝置，所述通信方法包括下列步驟。產生多個同步信息。以第一預設時間為單位，以無線通信方式週期性地發送這些同步信息至通訊系統的多個被控端裝置。以及，根據頻道表切換無線通信方式的操作頻率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明實施例提出一種通信系統，其主控端與被控端可以依據各自的頻道表週期性地同步更新一無線通信方式的操作頻率。此外，上述通信系統的主控端可以週期性地發出多個同步信息至通信系統的多個被控端，使得每一個被控端可以根據其接收到的同步信息來得知是否要更新頻道表。

另外，每一個被控端也可以藉由同步信息中的倒數時間戳記或其各別運行的倒數計時程序來啟用新的頻道表。藉此，即使在通信品質不佳的網路環境下，也可有效地對主控端與多個被控端進行操作頻率的同步。另一方面，本發明實施例更揭示了可用於體現上述通信系統的主控端裝置與對應的通信方法。為了使本發明之內容更容易明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。

圖1為依據本發明的一實施例所繪示的通信系統的示意圖。請參照圖1，通信系統10包括主控端11與被控端12_1~12_n。在本實施例中，主控端11與被控端12_1~12_n可以藉由一無線通信方式進行通信。特別是，主控端11可以以一第一預設時間，或可稱為預設輪詢(polling)時間(例如，0.5~數微秒)為單位，週期性地發送多個同步信息至被控端12_1~12_n。並且，被控端12_1~12_n可以分別接收這些同步信息中對應的同步信息，並發送對應於這些同步信息的回覆信息至主控端11。在本實施例中，主控端11例如是無線麥克風的收發器，並且被控端12_1~12_n例如是無線麥克風。

在本實施例中，上述無線通信方式例如是第三代無線通訊技術(3G)、藍芽(Bluetooth)、通用封包無線電服務(General Packet Radio Service,GPRS)、高速下載封包存取(High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)、高速上傳封包存取(High Speed Uplink Packet Access,HSUPA)、無線射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)、無線相容認證(Wireless-Fidelity,Wi-Fi) 以及第三代合作夥伴計劃長期演進技術(3GPP Long Term Evolution,3GPP LTE)等無線通信方式，本發明實施例不對其限制。

在本實施例中，主控端11與被控端12_1~12_n可以根據各自儲存的頻道表週期性地同步切換上述無線通信方式的操作頻率。藉此，即使因其當前的網路狀況不佳或各種因素而導致被控端12_1~12_n無法順利地與主控端11進行連線，被控端12_1~12_n也可以根據其各別儲存的頻道表來定時切換操作頻率，以達到更好的通信品質。

為了詳細地說明本發明實施例的通信系統的運作方式，以下將分別以主控端(例如，主控端11)的角度與被控端(例如，被控端12_1~12_n)的角度來對本發明實施例的通信系統的運作方式作說明。

以主控端的角度來看，在本實施例中，主控端的系統狀態可分為準備同步信息狀態、等待同步信息發送狀態以及等待回覆信息狀態。在上述每一個狀態下，主控端會執行與其當前狀態相對應的程序或動作。另外，主控端可經歷每一個上述狀態至少一次，來完成其與一個被控端(例如，被控端12_1)之間的同步信息收發程序。

請再次參照圖1，以主控端11與被控端12_1之間的一次同步信息收發程序為例，當主控端11處於準備同步信息狀態時，主控端11運行於一同步信息準備程序，以準備要發送給被控端12_1的同步信息。在等待同步信息發送狀態下，主控端11會等待發送同步信息的時間(例如，在前一次發送同步信息之後經過1或數微秒)，並且當到達發送同步信息的時間時，主控端11會發送事先於同步信息準備程序中準備好的同步信息至被控端12_1。另外，在等待回覆信息狀態下，主控端11會運行一回覆信息管理程序，以等待並處理由被控端12_1對應於同步信息所發送的回覆信息。

具體來看，圖2為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的同步信息收發程序的流程圖。在此請注意，本實施例是以圖1的主控端11與被控端12_1之間的同步信息收發程序來作說明。

請參照圖1與圖2，首先，當主控端11開機或進行系統重置之後，在步驟S202中，主控端11可進行系統初始化程序，以設定相關的系統參數(例如，網路參數)。接著，在步驟S204中，主控端11可判斷其當前的系統狀態是否為準備同步信息狀態，若是，則在步驟S204之後接續執行步驟S206，由主控端11執行一同步信息準備程序，以準備欲發送給被控端12_1的同步信息。然後，在完成同步信息準備程序或完成同步信息的準備作業之後，在步驟S208中，主控端11可轉換系統狀態為等待同步信息發送狀態。

另外，若在步驟S204中的判斷結果為否，則在步驟S204之後接續執行步驟S210，由主控端11判斷其當前的系統狀態是否為等待同步信息發送狀態。若主控端11當前的系統狀態為等待同步信息發送狀態，則在步驟S212中，主控端11可以判斷是否已到達同步信息的發送時間。舉例來說，主控端11可以計算上一次發送同步信息的系統時間與當前系統時間的間隔時間，若此間隔時間等於一預設發送間隔時間，則主控端11判斷已到達同步信息的發送時間，並可發送同步信息。或者，主控端11也可以利用查表的方式查詢目前系統時間是否為多個預設的同步信息的發送時間之一，若是，則可發送同步信息。

在步驟S212中，若主控端11判斷已到達上述同步信息的發送時間，則在步驟S214中，主控端11可以發送事先於同步信息準備程序中準備好的同步信息至被控端12_1。然後，在步驟S216中，主控端11轉換其當前的系統狀態為等待回覆信息狀態。另外，在步驟S212 中，若主控端11判斷尚未到達同步信息的發送時間，則在步驟S212之後接續執行步驟S228。

此外，若在步驟S210中的判斷結果為否，則在步驟S210之後接續執行步驟S218，由主控端11判斷其當前的系統狀態是否為等待回覆信息狀態。若主控端11當前的系統狀態為等待回覆信息狀態，則在步驟S220中，主控端11會等待對應於其先前發送的同步信息的回覆信息，並執行一回覆信息管理程序。然後，在執行完回覆信息管理程序之後，在步驟S222中，主控端11可以判斷其是否有接收到上述回覆信息，若有，則在步驟S222之後接續執行步驟S226，由主控端11轉換其系統狀態為準備同步信息狀態。另外，在步驟S222中，若主控端11判斷其沒有接收到上述回覆信息，則在步驟S224中，主控端11判斷是否逾時，例如，等待回覆信息的等待時間是否超過一預設等待時間(例如，0.5~數微秒)。若判斷為逾時，則主控端11不再等待上述回覆信息，並接續執行步驟S226。

另外，若在步驟S218中的判斷結果為否，或在步驟S224中的判斷結果為否，則在步驟S218或在步驟S224之後接續執行步驟S228。在步驟S228中，主控端11可以對任意資料進行處理。例如，主控端11可以處理下一次要加入同步信息中的資料或從任一被控端接收到的回覆信息中的資料等，本發明不對其限制。此外，在步驟S208、步驟S216與步驟S226之後皆可以接續執行步驟228。並且，在步驟S228之後可以重複執行步驟S204，以由主控端11執行下一次或者對另一個被控端(例如，被控端12_2)的同步信息收發程序。本實施例並不限制步驟S204、步驟S210、步驟218與其各別對應的後續步驟的執行順序。

在本實施例中，主控端11會依序進行其與所有被控端12_1~12_n之間的同步信息收發程序。當主控端11完成與所有被控端12_1~12_n之間的同步信息收發程序時，可視為主控端11完成一次輪詢。並且，每次主控端11完成一次輪詢後，便可開始進行下一次的輪詢。另外，當主控端11完成一次輪詢時，主控端11會與所有被控端12_1~12_n同步切換上述無線通信方式的操作頻率。換言之，當主控端11接收到所有被控端12_1~12_n所回傳的回覆信息，主控端11可以根據其預先儲存的頻道表切換上述無線通信方式的操作頻率。或者，在主控端11發送同步信息給所有被控端12_1~12_n後超過一第二預設時間(或稱為預設循環等待時間)時，表示被控端回覆逾時，此時主控端11可以根據其預先儲存的頻道表切換上述無線通信方式的操作頻率。上述預設循環等待時間實質上是為了使主控端11與被控端12_1~12_n可以同步切換無線通信方式的操作頻率而設置，並可對此預設循環等待時間進行微調。藉此，被控端12_1~12_n可以評估主控端11每執行一次輪詢所約略花費的時間，而在對應的時間點同步切換上述無線通信方式的操作頻率。

舉例來說，在實施時的某些情況下，假設被控端12_1~12_n之一已接收到主控端11所傳送的同步信息，並且根據同步信息傳送回覆信息至主控端11，但由於通信環境惡化等緣故使得主控端11並未收到此回覆信息。上述的預設循環等待時間的設置便可在這樣的情況中避免整個通信系統10發生錯誤。也就是說，無論主控端11是否接收到由通信系統10中所有被控端12_1~12_n所回傳的回覆信息，當主控端11完成一次輪詢時，主控端11會切換無線通信方式的操作頻率。此外，由於具有相同的頻道表，所有被控端12_1~12_n亦會同步切換上述無線通信方式的操作頻率繼續與主控端11連線。

在圖2的步驟S206中，當主控端11的系統狀態為準備同步信息狀態時，主控端11會進行上述同步信息準備程序，以準備欲發送的同步信息。在本實施例中，上述同步信息至少可以包括一個被控端編號，且被控端編號對應於被控端12_1~12_n之一。舉例來說，被控端編號可以是由主控端11預先配置給被控端12_1~12_n，而可作為識別之用。藉此，被控端12_1~12_n可以分別依據其對應的被控端編號來識別並接收由主控端11發送的同步信息。

詳言之，圖3為依據本發明的一實施例所繪示的同步信息準備程序的流程圖。請參照圖1、圖2與圖3，所述同步信息準備程序起始於步驟S302。在步驟S302中，主控端11可依據其當前準備的同步信息所欲送達的被控端(在此是以被控端12_1為例)，來將對應被控端12_1的被控端編號加入至同步信息中。另外，在本發明的一實施例中，主控端11也可以將信息編號加入至同步信息中，其中信息編號可用來辨認發送給各個被控端12_1~12_n的同步信息之順序。例如，當主控端11沒有接收到對應於其先前發送的同步信息的回覆信息時，主控端11可以重複發送具有相同信息編號的同步信息。藉此，被控端12_1~12_n可以依據同步信息中的信息編號來判斷此同步信息的發送順序，並判斷是否需要接收此同步信息。

接著，在步驟S304中，主控端11可以判斷其在步驟S302中加入至同步信息中的被控端編號是否已註冊。例如，主控端11可以藉由查表的方式來判斷被控端編號的註冊狀態是否為已註冊狀態。在此提及的註冊實質上意義類似於連線，而註冊狀態則類似於連線狀態。在本實施例中，若主控端11判斷被控端編號尚未註冊，即表示此被控端編號對應的被控端(例如，被控端12_1)可能是新加入的被控端，且其尚未與主控端11建立連線。因此，在步驟S306中，主控端11在包括未被註冊的被控端編號之同步信息中加入一更新後的頻道表或目前正在使用的頻道表，使得此被控端編號對應的被控端例如被控端12_1(即，尚未註冊的被控端)可以依據同步信息中的頻道表來進行與主控端11同步切換操作頻率的動作。另外，在步驟S306中，主控端11也可以在同步信息中加入表示此被控端編號註冊狀態的註冊旗號(Rigister Flag)。例如，當註冊旗號為「0」(即，否)時，表示此被控端編號尚未註冊。而當註冊旗號為「1」(即，是)時，則表示此被控端編號已註冊。

此外，在步驟S304中，若主控端11判斷被控端編號已註冊，則在步驟S304之後接續執行步驟S308，由主控端11接續判斷對應此被控端編號例如被控端12_1是否需要更新後的頻道表。舉例來說，當主控端11判斷當前使用的頻道表中記載的多個操作頻率已不敷使用或這些操作頻率的連線品質不佳時，主控端11可以更新頻道表，並將更新後的頻道表加入同步信息發送給被控端12_1~12_n。主控端11還可以在此同步信息中加入更新頻道表旗號，以通知被控端12_1~12_n其接收到的同步信息中包含更新後的頻道表。例如當被控端12_1接收到帶有更新後的頻道表的同步信息時，其會回傳給主控端11帶有確認信息的回覆信息。然後，當主控端11接收到由被控端12_1回傳的帶有上述確認信息的回覆信息時，主控端11可以將被控端12_1的頻道表更新狀態記錄於一頻道表更新狀態表中。藉此，在步驟S308中，主控端11可以藉由查詢頻道表更新狀態表，以得知此被控端編號對應的被控端是否需要更新後的頻道表。若此被控端需要更新後的頻道表，則在步驟S308之後同樣接續執行上述步驟S306，由主控端11在同步信息中加入更新後的頻道表，使得尚未更新頻道表的被控端12_1可以取得更新後的頻道表。

另外，在步驟S308中，若主控端11判斷被控端12_1不需要更新頻道表或更新後的頻道表，則在步驟S308之後接續執行步驟S310，主控端11接續判斷所有的被控端12_1~12_n是否皆已更新頻道表(即，已儲存更新後的頻道表)。若所有的被控端皆已更新頻道表，表示所有被控端皆已接收到更新後的頻道表，此時在步驟S312中，主控端11會將一倒數時間戳記加入至同步信息中，並起始一倒數計時程序。上述倒數時間戳記是用來告知被控端距離啟用更新後的頻道表所剩下的輪詢的次數。另外，倒數時間戳記的預設值可以例如是任意的整數數值(例如，1~5等)，而可依據實務上的需求而加以調整。

此外，在本實施例中，若先前已經開始一倒數計時程序或已將倒數時間戳記加入至同步信息中，則每經過一次輪詢，主控端11會將上一次輪詢中加入同步信息中的倒數時間戳記減一，並將減一之後的倒數時間戳記加入此次輪詢中的同步信息中。當倒數時間戳記歸零時，表示主控端11與所有的被控端12_1~12_n可以同步或同時啟用更新後的頻道表。換言之，由於每次的輪詢皆會在一預設輪詢時間(即，第一預設時間)內完成，因此若因網路狀況不佳而導致某一個被控端(例如，被控端12_1)沒有接收到某一次輪詢中送出的同步信息，則此被控端(例如，被控端12_1)同樣可以依據預先得知的預設輪詢時間與其先前接收到的同步信息中的倒數時間戳記來大致推估啟用更新後的頻道表的時間。

另外，在步驟S310中，若主控端11判斷並非所有的被控端12_1~12_n皆已更新頻道表，則在步驟S310之後，結束此次的同步信息準備程序，並回到圖2的步驟S208。此外，在步驟S306與步驟S312之後，同樣結束此次的同步信息準備程序，並回到圖2的步驟S208。

請再參考圖2，在圖2的步驟S220中，當主控端11的系統狀態為等待回覆信息狀態時，主控端11會進行上述回覆信息管理程序，以等待並接收被控端發送的回覆信息。詳言之，圖4為依據本發明的一實施例所繪示的回覆信息管理程序的流程圖。在此是以圖1的主控端11與被控端12_1為例進行說明。

請參照圖1、圖2與圖4，所述回覆信息管理程序起始於步驟S402。在步驟S402中，主控端11判斷是否有接收到來自例如被控端12_1的回覆信息。若是，則在步驟S402之後接續執行步驟S404，主控端11可接續判斷回覆信息中的被控端編號是否已註冊。例如，主控端11可以藉由回覆信息中的註冊旗號來判斷發送此回覆信息的被控端是否已註冊，或者主控端11也可以藉由查表的方式來判斷被控端編號是否已註冊。若此被控端編號尚未註冊，表示此被控端可能是新加入的新增被控端，因此在步驟S406中，主控端11可於一註冊狀態表格中更新此被控端編號的註冊狀態為已註冊。例如，將此被控端編號對應的註冊狀態更新或設定為「1」(即，是)。另外，若此被控端編號已註冊，則在步驟S408中，主控端11可以判斷此被控端編號對應的被控端例如被控端12_1是否已接收更新後的頻道表。例如，主控端11可以察看被控端12_1發送的回覆信息中是否帶有確認信息，以判斷被控端12_1是否已接收到更新後的頻道表。若被控端12_1已接收到更新後的頻道表，則在步驟S410中，主控端11可以於上述頻道表更新狀態表中將被控端12_1的頻道表更新狀態設定為已更新。另外，主控端11同樣可以利用查表的方式來查詢各個被控端12_1~12_n的頻道表更新狀態。此外，在步驟S408中，若被控端12_1未接收到更新後的頻道表，則在步驟S408之後接續執行步驟S412。

在步驟S412中，主控端11可儲存回覆信息中被控端所回傳的資料。例如，這些資料可以設置於回覆信息的負載(payload)欄位等。然後，在步驟S414中，主控端11可將信息編號加一，以將其加入下一個可能會被發送的同步信息中。接著，在步驟S416中，主控端11判斷在此次的輪詢中，主控端11是否需發送更新後的頻道表給各被控端12_1~12_n，或者目前是否處於上述倒數計時程序中。若是，則可在步驟S416之後接續執行步驟S418，主控端11可接續判斷目前是否處於此次輪詢的結束。例如，假設此次接收到的回覆信息是由最後一個被控端(例如，被控端12_n)所回覆的，且其他的被控端皆已接收到對應的同步信息並發送回覆信息給主控端11，則表示目前是處於此次輪詢的結束。在步驟S418中，若主控端11判斷目前非處於一次輪詢的結束，則在步驟S418之後接續執行圖2的步驟S222。

另外，若目前是處於此次輪詢的結束，則在步驟S420中，主控端11可以接續判斷是否所有被控端12_1~12_n皆已更新頻道表，若否，表示至少被控端12_1~12_n之一還沒有接收到更新後的頻道表，若直接開始進行倒數計時程序可能會導致整個通信系統無法正確同步。因此，在步驟S420之後，主控端11結束此次輪詢。然後，於步驟S422中，主控端11切換上述無線通信方式的操作頻率，並接續執行圖2的步驟S222。另外，於步驟S420中，若主控端11判斷所有被控端12_1~12_n皆已更新頻道表，則在步驟S424中，主控端11判斷是否已起始上述倒數計時程序。例如，若先前發送的同步信息或接收到的回覆信息中帶有倒數時間戳記，則表示已開始進行倒數計時程序。若尚未起始上述倒數計時程序，則在步驟S426中，主控端11起始倒數計時程序，以依據此倒數計時程序判斷何時需啟用更新後的頻道表。

另外，在步驟S424中，若主控端11判斷已經起始上述倒數計時程序，則在步驟S424之後接續執行步驟S428，主控端11將回覆信息中以及對應於目前的倒數計時程序的倒數時間戳記減一，並且在步驟S430中，判斷倒數時間戳記是否為零。若倒數時間戳記為零，則在步驟S432中，主控端11啟用更新後的頻道表。此外，在步驟S430中，若倒數時間戳記非為零，則在步驟S430之後接續執行步驟S422。

請回到步驟S402中，若主控端11沒有接收到對應於同步信息的回覆信息，則在步驟S402之後接續執行步驟S434，由主控端11判斷經過的等待時間是否超過一預設回覆等待時間(例如，0.5微秒)。若尚未超過預設回覆等待時間(即，尚未逾時)，則接續執行圖2的步驟S222。另外，在步驟S434中，若主控端11判斷經過的等待時間已超過預設回覆等待時間，表示可能因網路狀況不佳導致先前發送的同步信息沒有成功傳送至被控端(例如，被控端12_1)，或者被控端回傳的回覆信息在傳送途中遺失。因此在步驟S436中，主控端11可將重送計數器的剩餘重送次數減一，其中，上述重送計數器的剩餘重送次數與同步信息可以重新發送的次數有關。在步驟S440中，主控端11可判斷重送計數器的剩餘重送次數是否為零。當重送計數器的剩餘重送次數為零時，表示此次的操作頻率的品質嚴重不良，故可直接放棄重送對應的同步信息。因此，在步驟S442中，主控端11放棄重送對應的同步信息，並可將信息編號加一。然後，在步驟S442之後接續執行上述步驟S416。此外，在步驟S440中，若重送計數器的剩餘重送次數非為零時，則在步驟S440之後接續執行上述步驟S418。

請回到步驟S416，若主控端11判斷在此次的輪詢中，主控端11不需發送更新後的頻道表給各被控端12_1~12_n或不處於上述倒數計時程序中，則在步驟S444中，主控端11可以評估目前的頻道表中各操作頻率的頻道品質。例如，主控端11可以評估與各被控端12_1~12_n的連線品質。然後，在步驟S446中，主控端11依據步驟S444中的頻道品質評估結果判斷是否需要新增或刪減頻道表中的操作頻率。若要，則在步驟S448中，主控端11設定需要更新頻道表，並在新增或刪減頻道表中的操作頻率之後，產生更新後的頻道表。此外，在步驟S446中，若主控端11判斷不需要新增或刪減頻道表中的操作頻率，則在步驟S446之後接續執行上述步驟S418。

在本發明的一實施例中，當主控端11超過一第三預設時間，卻仍未收到對應某一被控端編號的回覆信息時，主控端11可將上述被控端編號的註冊狀態設定為否。第三預設時間可被設定為第一預設時間的倍數，亦即經過數次的輪詢動作而對應該被控端編號的被控端(被控端12_1~12_n之一)皆無回應，則表示被控端(如被控端12_1~12_n之一)已與主控端11失去聯繫，例如離開通訊系統10的收訊範圍或被控端電力中斷等問題。因此，當下次上述的被控端(如被控端12_1~12_n之一)再次與主控端11建立連線時，則將接收包括未註冊狀態的被控端編號之同步信息，重新使用未註冊狀態的被控端編號對主控端11進行註冊。

另一方面，以被控端的角度來看，被控端的系統狀態可大致區分為已註冊狀態與未註冊狀態，並可分別進行相對應的作動。

圖5為依據本發明的一實施例所繪示的被控端的作動方式的示意圖。在此是以圖1的被控端12_1為例進行說明。

請參照圖1與圖5，當被控端12_1開機或系統重置時，在步驟S502中，被控端12_1可進行一系統初始化程序，以設定相關的系統參數(例如，網路參數)。接著，在步驟S504中，被控端12_1可判斷其註冊狀態是否為已註冊。例如，被控端12_1可以藉由查詢其先前接收到的同步信息中的註冊旗號來查詢並更新其註冊狀態。或者，被控端12_1也可以藉由查表的方式來查詢其先前更新的註冊狀態。換言之，若被控端12_1已與主控端11建立連線，即表示其註冊狀態為已註冊。若被控端的註冊狀態為已註冊，則在步驟S504之後接續執行步驟S506，被控端可以處理要發送給主控端11的資料。然後，在步驟S508中，被控端12_1可執行一已註冊處理程序。另外，若在步驟S504中，被控端12_1判斷其註冊狀態為尚未註冊，則在步驟S504之後接續執行步驟S510，被控端會執行一未註冊處理程序。

圖6為依據本發明一實施例所繪示的未註冊處理程序的流程圖。在此是以圖1的被控端12_1為例進行說明。

請參照圖6，所述未註冊處理程序起始於步驟S602。在步驟S602中，被控端12_1可判斷是否接收到同步信息。若有，則在步驟S604中，被控端12_1可以藉由同步信息中的註冊旗號或類似方式判斷此同步信息中的被控端編號是否尚未註冊。若此同步信息中的被控端編號尚未註冊，則在步驟S606中，被控端12_1記錄此被控端編號，並儲存同步信息中的頻道表。然後，在步驟S608中，被控端12_1發送對應於其接收到的同步信息的回覆信息給主控端11。接著，在步驟S610中，被控端12_1可將其對應的註冊狀態更新為已註冊狀態，表示其已與主控端11建立連線。並且，在步驟S612中，被控端12_1依據其儲存的頻道表來切換上述無線通信方式的操作頻率，並等待下一次的輪詢中主控端11發送的同步信息。然後，此次的未註冊處理程序至此結束，並重複執行圖5的步驟S504。另外，若在步驟S602與步驟S604中，被控端12_1的判斷為否，則同樣結束此次的未註冊處理程序，並重複執行圖5的步驟S504。

圖7為依據本發明的一實施例所繪示的已註冊處理程序的流程圖。在此同樣是以圖1的被控端12_1為例進行說明。

請參照圖7，所述已註冊處理程序起始於步驟S702。在步驟S702中，被控端12_1可判斷是否接收到具有正確的被控端編號的同步信息，其中正確的被控端編號表示同步信息中的被控端編號與被控端12_1所對應的被控端編號相同。若被控端12_1有接收到具有正確的被控端編號的同步信息，則在步驟S702之後接續執行步驟S704，被控端12_1接續判斷同步信息中的被控端編號是否已註冊。例如，被控端12_1可以藉由註冊旗號來作判斷。若同步信息中的被控端編號已註冊，則在步驟S706中，被控端12_1判斷同步信息中的信息編號是否變更，若同步信息中的信息編號沒有變更(即，同步信息中具有與前一次接收的同步信息中相同的信息編號)，則表示此同步信息為主控端11重新發送的同步信息。因此，在步驟S708中，被控端重新發送對應的回覆信息，其中此回覆信息帶有上一次欲發送給主控端的資料信息。另外，在步驟S706中，若被控端判斷同步信息中的信息編號已變更(即，同步信息中不具有與前一次接收的同步信息中相同的信息編號)，則在步驟S710中，被控端12_1發送對應的回覆信息，其中此回覆信息帶有欲發送給主控端11的新的資料信息。

接著，在步驟S712中，被控端12_1判斷同步信息中是否帶有頻道表或更新後的頻道表。例如，被控端12_1可以藉由同步信息中的更新頻道表旗號來判斷是否需要儲存同步信息中挾帶的頻道表或更新後的頻道表。若同步信息中未帶有頻道表或更新後的頻道表，則在步驟S712之後接續執行步驟S716。此外，若同步信息中帶有頻道表或更新後的頻道表，或者被控端12_1需要儲存同步信息中挾帶的頻道表或更新後的頻道表，則在步驟S714中，被控端12_1可以儲存同步信息中的頻道表或更新後的頻道表。

然後，在步驟S716中，被控端12_1可判斷同步信息中是否具有倒數時間戳記。若沒有，則在步驟S716之後接續執行步驟S720。反之，若有，則在步驟S716之後接續執行步驟S718，被控端12_1可記錄同步信息中的倒數時間戳記，並且，在步驟S720中，被控端12_1可判斷倒數時間戳記是否非零。若倒數時間戳記為零，則在步驟S720之後接續執行步驟S728。若倒數時間戳記非零，則在步驟S722中，被控端可將倒數時間戳記減一。並且，在步驟S724中，被控端12_1可再次判斷倒數時間戳記是否為零。若倒數時間戳記非為零，則在步驟S724之後接續執行步驟S728。

若倒數時間戳記為零，則在步驟S726中，被控端12_1啟用更新後的頻道表，此次的已註冊處理程序至此結束。然後，在達到上述第二預設時間後，於步驟S728中，被控端12_1切換上述無線通信方式的操作頻率，並接續執行圖5的步驟S504。

請回到步驟S704，若同步信息中的被控端編號沒有註冊，則在步驟S704之後接續執行步驟S730，因被控端12_1為已註冊狀態，但主控端卻認定此被控端編號為未註冊狀態，所以被控端12_1將其自身的註冊狀態更新為未註冊，以等待下次重新註冊(或，進行連線)，並且此次的已註冊處理程序至此結束。接著，在步驟S730之後同樣接續執行圖5的步驟S504。

另外，請回到步驟S702，若被控端12_1沒有接收到具有正確的被控端編號的同步信息，則被控端12_1會繼續等待接收具有正確的被控端編號的同步信息。然後，在步驟S732中，被控端12_1判斷等待同步信息的等待時間是否超過一預設等待時間(即，是否逾時)。若等待同步信息的等待時間沒有超過預設等待時間(即，未逾時)，則在步驟S732之後結束此次的已註冊處理程序，並接續執行圖5的步驟S504。

此外，在步驟S732中，若被控端12_1判斷等待同步信息的等待時間已超過預設等待時間(即，逾時)，則在步驟S734中，被控端12_1接續判斷是否沒有接收到連續的多數個同步信息或遺漏連續的多數個同步信息，其中，連續的多數個同步信息的個數例如是兩個、三個或四個等等，其可視實務上的需求而加以調整。另外，在本實施例中，上述連續的多數個同步信息是指連續的多次輪詢中主控端所發送給同一個被控端例如被控端12_1的同步信息。

接續上述，在步驟S734中，若被控端12_1沒有接收到連續的多數個同步信息，則在步驟S734之後接續執行上述步驟S730。另外，在步驟S734中，若被控端12_1並非沒有接收到連續的多數個同步信息，例如，在主控端11進行的3次輪詢中，被控端12_1僅沒有接收到主控端11於第三次的輪詢中所發送的同步信息，而前兩次的輪詢中的同步信息皆有接收到。此時，在步驟S734之後接續執行步驟S736，被控端12_1會記錄此次的同步信息為未接收到，並開始評估在下一次的輪詢中接收主控端11發送的同步信息的時間。另外，在步驟S736之後的步驟S720~S728中，被控端12_1可以依據其先前接收到或設定的倒數時間戳記及/或倒數計時程序來判斷是否要啟用更新後的頻道表，或者直接切換上述無線通信方式的操作頻率等，在此不再贅述。此外，在步驟S728與S730之後，結束此次的已註冊處理程序。

本發明之一實施例亦提供適用於圖1的主控端11的主控端裝置與通信方法。圖8為依據本發明的一實施例所繪示的主控端裝置的功能方塊圖。請參照圖8，主控端裝置80包括處理單元81、記憶單元82與通訊單元83。在本實施例中，處理單元81可以是微處理器(micro-processor)或中央處理器(central processing unit,CPU)等，本發明不對其限制。

記憶單元82耦接於處理單元81，用於儲存上述頻道表、各式表格以及相關資料。在本實施例中，記憶單元82可以是各種非揮發性(non-volatile)記憶體或其組合。另外，記憶單元82另可包括硬碟、光碟或外接式儲存裝置(如記憶卡、隨身碟等)等儲存媒體或其組合，在此並不對記憶單元82的體現方式加以限制。

通訊單元83耦接於處理單元81及記憶單元82，用於收發信息或封包。在本實施例中，通訊單元83可以包括天線、網路卡(network interface card)、無線網路介面卡(wireless network interface card)、射頻電路(radio frequency circuit)等，本發明不對其限制。

圖9為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的通信方法的流程圖。以下將以圖8的主控端裝置搭配圖9的通信方法來作說明。請參照圖8與圖9，在步驟S902中，處理單元81可以產生多個同步信息。接著，在步驟S904中，通訊單元83以一第一預設時間為單位，並以上述無線通信方式週期性地發送上述同步信息至各個被控端。另外，在步驟S906中，處理單元81可以依據儲存於記憶單元82的頻道表來切換上述無線統信方式的操作頻率。

在此需注意的是，上述通信方法與適用上述通信方法的主控端裝置的具體運作方式，實質上已於圖1至圖7的實施例中做過詳細的教示與實施說明，故在此不再贅述。另外，對應圖1的被控端12_1~12_n的被控端裝置的功能方塊圖，實質上類似於圖8的主控端裝置80的功能方塊圖，故在此不再贅述。此外，被控端的通信方法同樣可以從圖1至圖7的實施例的教示與實施方式中得知，故在此不再贅述。

綜上所述，本發明的實施例中的通信系統、主控端裝置與通信方法，其可週期性地發出多個同步信息至多個被控端，以同步切換無線通信方式的操作頻率，並使得每一個被控端可以根據其接收到的同步信息來得知是否要更新頻道表。另外，每一個被控端也可以藉由同步信息中的倒數時間戳記或倒數計時程序來啟用新的頻道表。藉此，即使在通信品質不佳的網路環境下，也可有效地對主控端與多個被控端進行操作頻率的同步。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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，故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。

10‧‧‧通信系統

11‧‧‧主控端

12_1~12_n‧‧‧被控端

80‧‧‧主控端裝置

81‧‧‧處理單元

82‧‧‧記憶單元

83‧‧‧通訊單元

S202~S228、S302~S310、S402~S448、S502~S510、S602~S612、S702~S736、S902~S906‧‧‧步驟

圖1為依據本發明的一實施例所繪示的通信系統的示意圖。

圖2為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的同步信息收發程序的流程圖。

圖3為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的同步信息準備程序的流程圖。

圖4為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的回覆信息管理程序的流程圖。

圖5為依據本發明的一實施例所繪示的被控端的作動方式的示意圖。

圖6為依據本發明一實施例所繪示的被控端的未註冊處理程序的流程圖。

圖7為依據本發明的一實施例所繪示的被控端的已註冊處理程序的流程圖。

圖8為依據本發明的一實施例所繪示的主控端裝置的功能方塊圖。

圖9為依據本發明的一實施例所繪示的主控端的通信方法的流程圖。

10‧‧‧通信系統

11‧‧‧主控端

12_1~12_n‧‧‧被控端

Claims

一種通信系統，包括：一主控端，以一第一預設時間為單位週期性地發送多個同步信息；以及多個被控端，以一無線通信方式分別接收對應的該些同步信息，其中，該些被控端根據該些同步信息與該主控端同步，並且該主控端與該些被控端根據一頻道表同步切換該無線通信方式的一操作頻率，其中當各該被控端分別接收對應的各該同步信息後，分別回傳該主控端一回覆信息；以及當該主控端接收該些回覆信息之全部，或在發送該些同步信息之部份超過一第二預設時間時，根據該頻道表切換該無線通信方式的該操作頻率，其中該些同步信息分別包括一被控端編號以及該被控端編號的一註冊狀態，該被控端編號分別對應於該些被控端之一，並且包括該註冊狀態為否的該些同步信息更包括更新後的該頻道表。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：各該被控端為麥克風，以及該主控端為對應於該些麥克風的收發器；其中，各該被控端附加資料於該回覆信息中，當該主控端分別從各該被控端接收各該回覆信息時，解析各該回覆信息並播放各該回覆信息中的各該資料。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：該些被控端分別根據該被控端編號接收對應的該些同步信息之一。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：當新加入的一新增被控端接收包括該註冊狀態為否的該些同步信息之一時，該新增被控端根據該註冊狀態為否的該些同步信息之一的該被控端編號以及該頻道表設定該無線通信方式，並且以該無線通信方式回傳包括該被控端編號的該些回覆信息之一至該主控端以註冊該被控端編號；以及當主控端接收到對應該被控端編號的該回覆信息時，該主控端將該被控端編號的該註冊狀態為否的註冊狀態設定為是。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：當超過一第三預設時間，且該主控端未接收到對應該被控端編號的該回覆信息時，該主控端將該被控端編號的註冊狀態設定為否。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：當該主控端判斷需更新該頻道表且存在尚未更新該頻道表的該些被控端時，該主控端加入更新後的該頻道表於尚未更新該頻道表的該些被控端所對應的同步信息中；以及當該主控端判斷需更新該頻道表且每一該些被控端皆已更新該頻道表時，該主控端加入一倒數時間戳記於每一該些同步信息中，其中，當該些被控端接收的該同步信息包括該倒數時間戳記時，該被控端同步該倒數時間戳記並啟動一倒數計時程序；以及其中，該倒數時間戳記隨著該第一預設時間為單位逐漸減少，當該倒數時間戳記歸零或該倒數計時程序歸零時，該主控端及該些被控端啟用更新後的該頻道表。
如申請專利範圍第1項所述系統，其中：該頻道表中包括對應於不同操作頻率的多個頻道，該主控端評估對應於各該操作頻率的該些頻道的一頻道品質，並根據該些頻道的各該頻道品質判斷是否更新該頻道表。
一種主控端裝置，適用於一通訊系統，包括：一處理單元，產生多個同步信息；一記憶單元，耦接該處理單元，儲存一頻道表；一通訊單元，耦接該處理單元及該記憶單元，以一第一預設時間為單位，以一無線通信方式週期性地發送該些同步信息至該通訊系統的多個被控端裝置；其中，該處理單元透過該些同步訊息與該些被控端同步，並且該處理單元根據該頻道表切換該通訊單元之該無線通信方式的一操作頻率，其中當該通訊單元接收來自該些被控端裝置的多個回覆信息之全部，或發送該些同步信息之部份後超過一第二預設時間時，該處理單元切換通訊單元該無線通信方式的該操作頻率，其中該些同步信息中分別包括一被控端編號以及該被控端編號的一註冊狀態，並且包括該註冊狀態為否的該些同步信息更包括該頻道表。
如申請專利範圍第8項所述裝置，其中：各該被控端為麥克風，以及該主控端為對應於該些麥克風的收發器；其中，當該主控端分別從各該被控端接收各該回覆信息時，解析各該回覆信息並播放各該回覆信息中的各該資料。
如申請專利範圍第8項所述裝置，其中：當該通訊單元接收包括該被控端編號的該註冊狀態為否的該些一回覆信息時，該處理單元將該被控端編號的該註冊狀態為否的該註冊狀態設定為是。
如申請專利範圍第8項所述裝置，其中：當該處理單元判斷需更新該頻道表且存在尚未更新該頻道表的該些被控端時，該處理單元加入更新後的該頻道表於尚未更新該頻道表的該些被控端所對應的同步信息中，並透過該通訊單元傳送；以及當該處理單元判斷需更新該頻道表且每一該些被控端皆已更新該頻道表時，該主控端加入一倒數時間戳記於每一該些同步信息中，並透過該通訊單元傳送；其中，該倒數時間戳記隨著該第一預設時間為單位逐漸減少，其中當該倒數時間戳記歸零時，該處理單元啟用更新後的該頻道表。
如申請專利範圍第11項所述裝置，其中：該頻道表中包括對應於不同操作頻率的多個頻道，該處理單元對應於各該操作頻率的該些頻道的一頻道品質，並根據該些頻道的各該頻道品質判斷是否更新該頻道表。
一種通信方法，適用於一通訊系統中的一主控端裝置，包括：產生多個同步信息；以一第一預設時間為單位，以一無線通信方式週期性地發送該些同步信息至該通訊系統的多個被控端裝置；以及透過該些同步訊息與該些被控端同步，並且根據一頻道表切換該無線通信方式的一操作頻率，其中根據該頻道表切換該無線通信方式的該操作頻率的步驟更包括：當接收來自該些被控端裝置的多個回覆信息之全部，或發送該些同步信息之部份超過一第二預設時間時，根據該頻道表切換該無線通信方式的該操作頻率，其中該些同步信息中分別包括一被控端編號以及該被控端編號的一註冊狀態，並且包括該註冊狀態為否的該些同步信息更包括該頻道表。
如申請專利範圍第13項所述方法，其中：各該被控端為麥克風，以及該主控端為對應於該些麥克風的收發器；其中，分別從各該被控端接收各該回覆信息的步驟後，所述方法更包括：解析各該回覆信息並播放各該回覆信息中的各該資料。
如申請專利範圍第13項所述方法，其中：當判斷需更新該頻道表且存在尚未更新該頻道表的該些被控端時，加入更新後的該頻道表於尚未更新該頻道表的該些被控端所對應的同步信息中，並傳送該些同步信息；以及當判斷需更新該頻道表且每一該些被控端皆已更新該頻道表時，加入一倒數時間戳記於每一該些同步信息中，並傳送該些同步信息；其中，該倒數時間戳記隨著該第一預設時間為單位逐漸減少，其中當該倒數時間戳記歸零時，啟用更新後的該頻道表。
如申請專利範圍第13項所述方法，其中該頻道表中包括對應於不同操作頻率的多個頻道，以及所述方法更包括；評估對應於各該操作頻率的該些頻道的一頻道品質，並根據該些頻道的各該頻道品質判斷是否更新該頻道表。