专利名称：用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法
技术领域：
本发明涉及一种角色交换方法，特别涉及一种用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，可以有效地避免噪声的干扰。
背景技术：
蓝牙是一个应用于无线个人局域网络的技术。它主要是在消除各种装置之间装设电缆和连接器的需求。它主要应用在个人计算机及其外围设备，随身听及其连接的耳机等。蓝牙具有强韧性、安全性且支持数据和声音的无线电通讯，而这些装置不需要彼此都在视线之内。
如图1所示的是现有的蓝牙规范中交换角色成功的封包传送过程示意图。在时间轴t1时，附属单元(Slave)要求交换角色并发送一同步化跳频封包(FHS)，主要单元(Master)则回送一确认封包(ID)。在时间轴t2时，当主要单元/附属单元均转换为新附属单元/新主要单元之后，由新主要单元发送一轮询封包(POLL)，新附属单元收到来自新主要单元发送一轮询封包后则发送一空的封包(NULL)，至此完成整个交换角色的动作。
蓝牙使用2.4GHz ISM频带，与IEEE 802.11系列的无线局域网络共享同一频带。这两种网络间的互相干扰可能会不预期发生，因此会严重降低彼此的效能。如图2所示的是现有的蓝牙规范中交换角色失败的封包传送过程示意图，封包在交换角色时因遭受到噪声干扰而发生交换角色转换的失败。在时间轴t1时，附属单元要求交换角色并发送一同步化跳频封包，主要单元则回送一确认封包，但是因为噪声或外界的影响，造成确认封包接收失败。但主要单元在传送确认封包之后，便自动在时间轴t2时转换为新附属单元，但原本的附属单元仍未收到确认封包，便以为未将同步化跳频封包送达，所以在时间轴t2之后便重送同步化跳频封包。但是由于原来的主要单元已经切换为新附属单元，此时附属单元与新附属单元之间将无法再接收到彼此的封包。直到时间轴t3，此时已超过交换角色时间(new connectionT0)，新附属单元与附属单元各自回到原来的主要单元与附属单元，至此交换角色的动作便宣告失败。对于这方面可能面临到的问题，在现有的蓝牙标准中并无任何明文的防范机制。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，用以解决传统蓝牙规范中在交换角色时，因外界干扰而造成交换角色程序失败的问题。
为了达到上述目的，本发明用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，包括下列步骤在一第一时间t1时，一第一附属单元欲转换角色并发送一同步化跳频封包给一第一主要单元；在一第二时间t2时，该第一主要单元切换为一第二附属单元；该第一附属单元将同步化跳频封包重复传送复数次；以及在一第三时间t3时，该第一附属单元自动切换为一第二主要单元。
进一步地，该角色交换方式还包含下列步骤在该第三时间t3后，由该第二主要单元发送一轮询封包，该第二附属单元收到来自该第二主要单元发送的一轮询封包后则发送一空的封包给该第二主要单元。
进一步地，该第三时间t3在0.625ms-20ms之间；且该第三时间t3小于一交换角色时间，即该第三时间t3小于20ms。
进一步地，该第一附属单元重复传送同步化跳频封包的次数为2-6次，较佳次数为3次。若第一附属单元在重复传送同步化跳频封包至最高次数前，接收到第一主要单元发送的确认封包，则该第一附属单元即可切换为该第二主要单元。
综上所述，根据本发明用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其因为一重送封包与自动交换角色的机制，可以补充现有蓝牙规范中的缺点，避免连接时交换角色的失败，避免连接不上彼此蓝牙装置的状况。并让用户在连接彼此的蓝牙装置时，无论是连接者或是被连接者都有很好的稳定性，并可以由此得到满足。
图1为在现有蓝牙规范中交换角色成功的封包传送过程示意图；图2为在现有蓝牙规范中交换角色失败的封包传送过程示意图；图3为本发明用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法的封包传送过程示意图。
具体实施例方式
本发明是根据蓝牙标准，提出一机制可避免交换角色时，因遭受到干扰或其它因素而失败。如图3所示的是本发明交换角色成功的封包传送过程，此机制的特征为一重送封包与自动交换角色的机制，可以有效的避免原本蓝牙规范中，当同步化跳频封包或确认封包被影响时所造成的交换角色失败。
在蓝牙系统的定义上，所有设备的地位都是平等的，原则上任何蓝牙装置都可以是主要单元(Master)或是附属单元(Slave)，唯一的规定是首先提出联机要求的设备就称为主要单元，而被连结的设备就称为附属单元(Slave)，角色的分配是在网络连结(Piconet)形成时就确定的。依照应用程序的需求，有时主要单元(Master)或是附属单元(Slave)的功能还能互相切换。
当两个蓝牙设备互相连结后，等于是在基层(Baseband)阶层建立起一条实体信道(Physical channel)，实体信道内主要单元与附属单元间的讯号传递是以分时多任务(TimeDivision Duplex，TDD)方式。主要单元在偶数时槽(Time slot)时送出数据，附属单元则进行监听，在下一个时槽则由附属单元发送数据改由主要单元监听。
如图3所示，交换角色的动作由一第一时间t1开始，一第一附属单元310欲转换角色成为主要单元并发送一同步化跳频封包(FHS)给一第一主要单元320，该第一主要单元320则回送一确认封包(ID)。即使该确认封包(ID)因为干扰或其它因素导致附属单元310未收到，在一第二时间t2时该第一主要单元320已经切换为一第二附属单元340，此时原本的该第一附属单元310并未收到来自原来的该主要单元320的确认封包，并且不知道原本的该第一主要单元320是否接收到同步化跳频封包。于是原来的该第一附属单元310将同步化跳频封包重复传送数次。在一第三时间t3时，该第一附属单元310自动切换为一第二主要单元330，这样有效避免交换角色失败的状况。
在该第三时间t3后，当主要单元/附属单元均转换为新附属单元/新主要单元之后，由该第二主要单元330发送一轮询封包，该第二附属单元340收到来自该第二主要单元330发送一轮询封包后，则发送一空的封包给该第二主要单元330，至此完成整个交换角色的动作。
其中在该第一附属单元310欲转换角色成为主要单元并发送一同步化跳频封包给该第一主要单元320后还包含下列步骤该第一主要单元320发送一确认封包(ID)给该第一附属单元310。
一般而言，第一时间t1小于第二时间t2，第二时间t2小于第三时间t3。第三时间t3可以预设在0.625ms-20ms之间，最好为0.625ms的倍数。然而需注意的，该第三时间t3需小于一交换角色时间。该交换角色时间为20ms最好。
该第一附属单元重复传送同步化跳频封包的最高次数为2-6次，3次为最好。若该第一附属单元在重复传送同步化跳频封包至最高次数前，接收到该第一主要单元发送的确认封包，该第一附属单元310即可切换为该第二主要单元330。
时槽上传递的封包并不占满整个时槽，每个时槽的传输时间为625μs，即频率为1600slots/sec。由于蓝牙采用了跳频的机制，因此在进入下一个时槽时将跳跃到另一个频道上。蓝牙将2.45GHz通讯频段切割成79个1MHz的频道，数据将在这79个频道上交替传输。
主要单元只在偶数的时槽传送数据，附属单元设备只在奇数的时槽传送数据，主要单元传送的封包不仅只占有1个时槽，还能扩展到3个或5个时槽。
其中同步化跳频封包(FHS)则与其它区段内(同步连结导向，SCO异步连结导向，ACL链接)各种封包一样，同时具有存取码、表头、负载三部份。确认封包(ID)仅由存取码组成，并且在预定联机(pre-connection)动作期间被使用。确认封包是一个强有力的讯号机器，因为它仅携带装置从何而来或要往何处去的存取码信息。空的(Null)封包仅由存取码与封包标头组成，空的封包自己本身并不需要有响应给它。轮询(Poll)封包跟空的封包有相同的结构，但轮询封包则必须要有响应信息。
综上所述，根据本发明用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，由于一重送封包与自动交换角色的机制，可以补充现有蓝牙规范中的缺点，避免连接时交换角色的失败，避免连接不上彼此蓝牙装置的状况。并让用户在连接彼此的蓝牙装置时，无论是连接者或是被连接者都有更好的稳定性，并可以由此得到满足。
权利要求
1.用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，该方法包括下列步骤在一第一时间t1时，一第一附属单元欲转换角色并发送一同步化跳频封包给一第一主要单元；一第二时间t2时，该第一主要单元切换为一第二附属单元；该第一附属单元若确认封包接收失败时，将同步化跳频封包传送至少一次；以及在一第三时间t3时，该第一附属单元自动切换为一第二主要单元。
2.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，在所述的一第一时间t1后还包含下列步骤一第一附属单元要求交换角色并发送一同步化跳频封包给一第一主要单元；以及该第一主要单元发送一确认封包给该第一附属单元。
3.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，在所述的一第三时间t3后，还包含下列步骤由该第二主要单元发送一轮询封包；以及该第二附属单元收到来自该第二主要单元发送一轮询封包后则发送一空的封包给该第二主要单元。
4.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，所述的第三时间t3在0.625ms-20ms之间。
5.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，所述的第三时间t3为0.625ms的倍数。
6.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，所述的第三时间t3小于一交换角色时间。
7.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，所述该第一附属单元重复传送同步化跳频封包的次数为2-6次。
8.按照权利要求1所述的用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其特征在于，其中若第一附属单元在重复传送同步化跳频封包至最高次数前，接收到该第一主要单元发送的确认封包，则该第一附属单元即可切换为该第二主要单元。
全文摘要
本发明公开了一种用于蓝牙无线通讯系统的角色交换方法，其包含下列步骤在一第一时间t1时，一第一附属单元要求交换角色并发送一同步化跳频封包给一第一主要单元；在一第二时间t2时，该第一主要单元切换为一第二附属单元；该第一附属单元将同步化跳频封包重复传送复数次；以及在一第三时间t3时，该第一附属单元自动切换为一第二主要单元。根据本发明角色交换方法，可以有效解决传统蓝牙规范中对于交换角色时，因外界干扰而造成交换角色程序的失败的问题。
文档编号H04L12/28GK101056256SQ20061006675
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月11日 优先权日2006年4月11日
发明者李崇羲, 游曜骏, 陈逸萍 申请人:创杰科技股份有限公司