无线系统中的响应者设备绑定的制作方法

无线系统中的响应者设备绑定的制作方法
【专利摘要】一种无线系统(10)包括发起者设备(11)以及可以与该发起者设备(11)绑定的多个响应者设备(15-18)。方法包括在该多个响应者设备中的一个响应者设备处，从该发起者设备接收(101)发现请求并且形成发现响应并将其发送到该发起者设备。该形成发现响应的步骤包括：收集(102)指示发起者设备想要与该响应者设备绑定的至少两个参数；使用该至少两个参数来计算(103)分数，该分数指示该发起者设备想要与该响应者设备绑定的可能性；以及将该分数包括(104)为该发现响应中的元素。
【专利说明】无线系统中的响应者设备绑定 发明领域
[0001] 本发明涉及在两个无线设备之间形成绑定，且涉及在形成绑定时对响应者无线设 备进行排名，并且涉及无线设备本身、包括无线设备的系统、用于这样的无线设备的控制装 置、用于在这样的无线系统中使用的方法以及用于执行这一方法的软件。
[0002] 发明背景
[0003] 存在其中必需在两个无线设备之间形成也被称为配对的绑定的各种情形。一个示 例情形是在无线个域网（WPAN)中的。一种WPAN类型是无线遥控系统，包括遥控手柄以及 可由该遥控手柄来控制的各个设备，诸如消费电子设备（例如，机顶盒、电视机、媒体播放 器）、照明设备、环境设备。新一代的遥控器将使用射频（RF)连接，而不是红外（IR)连接并 且将使用极少电源或不使用电源。RF连接允许在整个场所内形成可靠连接。候选技术是 ZigBee RF4CE(用于消费电子产品的ZigBee射频）。
[0004] 基于2. 4GHz，IEEE802. 15. 4标准，ZigBee联盟已经将ZigBee RF4CE标准扩展到若 干终端用户应用领域中。全都使用RF4CE的这三个行规（profile)涵盖ZigBee接口设备、 ZigBee3D同步和ZigBee遥控。在这些标准化行规之后，ZigBee RF4CE完全支持专用行规 的开发。
[0005] RF无线技术无需两个设备之间的视线路径这一事实还提出了新的挑战。IR发射 机和接收机是通过将发射机（例如，遥控手柄）指向接收机设备来隐式配对的。两个基于 RF的设备需要使用绑定过程来进行被称为绑定的显式配对。该绑定过程确保"控制器"（遥 控器）在控制正确的"目标"（例如，电视机、机顶盒）。在产品的生命期期间通常只需要绑 定一次。
[0006] 配对可使用带外机制来执行。一个示例在可以在https://www. bluetooth, org/ Technical/Specifications/whitepapers. htm 获得的白皮书"Bluetooth? User Interface Flow Diagrams for Bluetooth Secure Simple Pairing Devices (用于蓝牙安全简单配对设 备的Bluetooth?用户接口流程图）"中描述。这需要安全的辅助非蓝牙信道来在对两个设 备进行配对时传递信息。在这种类型的配对机制中，控制RF设备被告知目标RF设备的地 址（反之亦然），这可能用安全密钥和其它相关信息来补充。这种配对可在工厂中由安装者 /服务技术员（使用专用绑定/调试设备）或者由使用者（例如，设置开关）来执行。这些 都是非最优解决方案，因为它们要么造成物流问题要么禁止自己动手（DIY)安装。
[0007] 不仅在基于IEEE802. 15. 4的系统中，而且在基于蓝牙和基于WiFi的系统中已经 提出并使用更高级的绑定过程。这些绑定过程通常包括两个阶段。第一，在发现阶段中，发 起设备（通常是控制器）标识其附近的所有兼容设备（通常是目标）。这向发起设备提供 了要与其绑定的候选的列表。这些"绑定候选"可使用诸如链路质量之类的参数来进行排 名。在本文的其余部分中，发起设备将被称为"发起者"或"发起者设备"（通常是控制器）， 而响应该"发起者"的设备将被称为"响应者"或"响应者设备"（通常是目标）。第二，在认 证阶段中，发起者将临时设置与在发现阶段中排名最高的响应者的链路。各个设备将执行 认证过程以验证发起者已经设置与预期响应者的链路。当认证成功时，发起者与响应者绑 定，反之亦然。当认证失败时，发起者将设置与下一个排名最高的响应者的链路并重复该认 证过程。这重复直到发起者与预期响应者绑定（认证过程是成功的）或者响应者的列表变 为空（所有认证过程都失败了）。该认证过程以许多形式进行，诸如两侧上的简单按钮按压 或者将另一设备上所显示的密码输入到显式利用诸如证书等安全凭证的知识的过程。
[0008] 在某些情况下，绑定过程假定发现阶段发现恰好一个响应者，在这种情况下标识/ 认证阶段变得过时。例如，在ZigBeeRF4CEZRC中，目标将只在该目标上的按钮被按压的情 况下响应控制器的发现请求。当且仅当该目标是仅有的被发现的设备时，控制器将与该目 标绑定。如果不止一个目标响应，则无法解决歧义并且绑定过程被控制器停止。
[0009] 在发现阶段中执行的对响应者的排名确保良好的用户体验。的确，当大量设备在 RF射程内时，响应者的列表可以较长，并且循环通过所有这些设备可能变得是耗时的。 [0010] 发起者设备可使用一个或多个参数来确定响应者设备是否是该发起者设备希望 与其绑定的设备。将这些参数组合到用于该排名过程的良好试探法并非始终是直截了当 的，并且取决于应用。这可导致基于新收集到的用户反馈对排名过程的持续更新（甚至在 已经于场地中部署各个设备之后）。当发起者设备不具有诸如典型的遥控手柄等直接因特 网接入（无绳或部分绳接设备）时，更新排名过程是麻烦的。这需要通常经由程序存储器 的空中（0ΤΑ)更新来支持更新设备，其中表征因特网接入的新程序映像被首先传送到另一 设备（TV或STB)并且接着通过RF从该设备传送到遥控器。
[0011] 发明概述
[0012] 本发明寻求提供一种当在无线系统中形成绑定时对各个设备进行排名的替代方 法或系统。
[0013] 本发明的第一方面提供了一种供在包括发起者设备以及可以与该发起者设备绑 定的多个响应者设备的无线系统中使用的方法，该方法包括在该多个响应者设备中的一个 响应者设备处：
[0014] 从该发起者设备接收发现请求；
[0015] 形成发现响应；以及
[0016] 将该发现响应发送到该发起者设备，
[0017] 其中该形成发现响应的步骤包括：
[0018] 收集指示发起者设备想要与该响应者设备绑定的至少两个参数；
[0019] 使用该至少两个参数来计算分数，该分数指示该发起者设备想要与该响应者设备 绑定的可能性；以及
[0020] 将该分数包括为该发现响应中的元素。
[0021] 根据本发明实施例的方法的优点是发起者设备可使用简单逻辑来对响应者设备 进行排名，诸如根据响应者设备的分数来对响应者设备进行排名的通用排名算法。这简化 了发起者设备处所需的逻辑。因此，发起者设备可以是相对简单的设备，诸如具有有限处理 能力的设备。计算分数的逻辑可以在响应者一侧上调整，而不影响发起者设备上所使用的 逻辑，由此避免了更新发起者设备的需求。在发起者设备具有到外部网络的有限（或不具 有）直接连接的情况下，该方法尤其是有利的。
[0022] 有利地，分数可取得至少两个（或更大数量）不同的值之一。
[0023] 有利地，该计算步骤计算该至少两个参数的加权和。
[0024] 有利地，该形成发现响应的步骤还包括包含重复分数处理元素，该元素指示在另 一响应者设备具有与该响应者设备相同的分数的情况下将由发起者设备采取的多个动作 之一。该重复分数处理元素可指示以下动作之一：将具有相同分数的响应者设备保留在发 起者设备的排名列表中并使用决胜功能（例如，基于链路质量）来对这些响应者设备进行 排序；将具有相同分数的响应者从发起者设备的排名列表中移除；在发现具有相同分数的 两个或更多个响应者设备时中止发现过程；使用发现响应中的另一描述符来对响应者设备 进行重新排名。
[0025] 有利地，该形成发现响应的步骤包括形成：包括计算出的分数和重复分数处理元 素的主描述符，其中该重复分数处理元素指示关于在另一响应者设备具有与该响应者设备 的主描述符中的分数相同的分数的情况下发起者设备应如何行动的一个选项；以及包括比 主描述符中的分数低的计算出的分数的第二描述符。
[0026] 有利地，该至少两个参数包括以下参数中的至少一个：指示发起者设备和响应者 设备之间是否存在视线连接的参数；指示响应者设备在发起者设备的预定射程内的参数； 指示响应者设备尚未与任何其它设备绑定的参数；指示自从响应者设备被重启以来的时间 段或指示自从响应者设备被重启以来已经逝去预定时间段的参数；指示响应者设备当前处 于用于形成绑定的操作状态的参数；指示发起者设备是针对响应者设备的默认控制器的参 数。
[0027] 有利地，该形成发现响应的步骤包括将链路质量阈值包括为发现响应中的元素。 该链路质量阈值可以是这样的链路质量阈值：发起者设备应该将该阈值应用于来自该响应 者的发现响应，并且应当在测得的链路质量比该阈值差的情况下将响应者设备从排名列表 中移除。该链路质量阈值可以是仅当发现响应中的元素指示这样做时发起者设备才应将其 应用于来自该响应者的发现响应的链路质量阈值。
[0028] 有利地，该方法还包括更新响应者设备用来执行收集至少两个参数的步骤或计算 分数的步骤的逻辑。
[0029] 本发明的另一方面提供了一种供在包括发起者设备以及多个响应者设备的无线 系统中使用的方法，该方法包括在发起者设备处：
[0030] 发送用于发现响应者设备的发现请求；
[0031] 从多个响应者设备中的每一个接收发现响应；以及
[0032] 使用发现响应来对该多个响应者设备进行排名；
[0033] 其中每一个发现响应都包括由响应者设备基于该响应者设备收集到的指示该发 起者设备想要形成与该响应者设备的绑定的可能性的参数来计算出的分数。
[0034] 并且其中该对响应者设备进行排名的步骤使用这些分数。
[0035] 有利地，该方法还包括尝试完成与具有最高分数的响应者设备的绑定。
[0036] 有利地，发现响应还包括重复分数处理元素，并且如果在来自两个或更多个响应 者设备的发现响应中接收到重复分数，则该方法包括使用该重复分数处理元素来处理那些 发现响应。
[0037] 有利地，该重复分数处理元素可指示以下选项之一：在排名中保留具有相同分数 的响应者设备并根据决胜功能来对这些响应者设备进行排序；将具有相同分数的响应者从 发起者设备的排名列表中移除；在发现具有相同分数的两个或更多个响应者设备时中止发 现过程；使用发现响应中的另一描述符来对响应者设备进行重新排名。
[0038] 有利地，接收自每一个响应者设备的发现响应包括：包括计算出的分数和重复分 数处理元素的主描述符，其中该重复分数处理元素指示关于在另一响应者设备具有与该响 应者设备的主描述符中的分数相同的分数的情况下发起者设备要采取的动作的一个选项； 包括比主描述符中的分数低的计算出的分数的第二描述符；并且该对响应者设备进行排名 的步骤在使用第二描述符之前使用每一个发现响应中的主描述符。
[0039] 有利地，该方法还包括测量发现响应的链路质量，并且该方法包括将测得的链路 质量与链路质量阈值进行比较，并且在测得的链路质量比该阈值差的情况下将响应者设备 从排名列表中移除。
[0040] 有利地，该方法还包括测量发现响应的链路质量，并且该方法包括将测得的链路 质量与链路质量阈值进行比较，并且在测得的链路质量比该阈值差的情况下将响应者设备 从排名列表中移除（如果发现响应中所携带的元素指示这样做的话）。
[0041] 本发明的实施例可适用于无线系统，诸如：无线个域网（WPAN)(例如，ZigBee、蓝 牙或任何其它IEEE802. 15网络）、无线局域网（WLAN)。各实施例可适用于其中控制器手柄 具有到外部网络的有限连接的无线（RF)遥控系统。具体而言，各实施例可适用于如预期在 机顶盒、电视机及其对应的遥控器中使用的ZigBee RF4CE MS0行规。本发明的实施例可适 用于体域网、家域网以及电子货架标签网络。此处描述的功能可以用硬件、由处理装置执行 的软件或由硬件和软件的组合来实现。该处理装置可包括计算机、处理器、状态机、逻辑阵 列或任何其它合适的处理装置。该处理装置可以是通用处理器，其执行软件以使得该通用 处理器执行所需任务，或者该处理装置可以专用于执行所需功能。本发明的另一方面提供 了在由处理器执行时执行所述方法中的任一种的机器可读指令（软件）。该机器可读指令 可被存储在电子存储器设备、硬盘、光盘或其它机器可读存储介质上。这些机器可读指令可 经由网络连接下载到存储介质。
[0042] 附图简述
[0043] 本发明的实施例将参考附图来仅仅作为示例描述，在附图中：
[0044] 图1示出了其中可实现本发明的实施例的无线系统；
[0045] 图2示出了用于图1的系统中的设备的绑定过程；
[0046] 图3示出了在该绑定过程的发现阶段期间在每一个响应者设备处执行的方法；
[0047] 图4示出了在该绑定过程的发现阶段期间在发起者设备处执行的方法；
[0048] 图5示出了发现响应中所携带的状态信息；
[0049] 图6示出了形成图5的状态信息的一部分的描述符；
[0050] 图7示出了重复分数处理动作；
[0051] 图8示出了在该绑定过程的认证阶段期间在发起者设备处执行的方法；
[0052] 图9示出了发起者设备和响应者设备处的协议层；
[0053] 图10示出了发起者设备和响应者设备处的功能模块。
[0054] 实施例的详细描述
[0055] 在以下对优选实施例的详细描述中，对附图进行了参考，附图构成了各实施例的 一部分且在其中作为说明示出了可在其中实践该本发明的具体实施例。所示附图只是示意 性而非限制性的。在附图中，出于说明目的，将某些元素的尺寸放大且未按比例绘出。本领 域技术人员将认识到，可以利用其它实施例并且可以做出结构上的改变而不背离本发明的 范围。
[0056] 此外，在说明书和权利要求书中术语第一、第二、第三和类似描述用于在类似元素 间加以区别，而没有必要描述顺序或时间次序。应该理解如此使用的这些术语在合适环境 下可以互换，并且在此描述的本发明的实施方式能够以除了本文描述或示出的之外的其他 顺序来操作。
[0057] 而且，本说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、之上、之下等是出于描述目的 而使用的，且不一定用于描述相对位置。应该理解如此使用的这些术语在合适环境下可以 互换，并且在此描述的本发明的实施方式能够以除了此处描述或示出的之外的其他倾向来 操作。
[0058] 要注意的是在权利要求中所使用的术语"包括"，应该被解释为显示于下文所列的 方式；其并不排除其他部件或步骤。由此，表达"一种设备包括装置A和B"的范围不应被 限于只包含组件A和B的设备。它意味着对于本发明，设备的仅相关组件是A和B。
[0059] 图1示出了实现本发明的无线系统。无线遥控系统形式的无线个域网（WPAN)将 被用作无线系统的示例。实施例可适用于其中需要在设备之间形成绑定或配对的其它类型 的WPAN或无线局域网（WLAN)。示例包括：输入设备（例如，鼠标、键盘、平板机、扫描笔、指 示器）、输出设备（例如，显示器、3D眼镜）、传感器、致动器。
[0060] 图1示出了具有控制器11和多个目标设备15-18的RF遥控系统10。控制器11 能够控制设备15-18中的任一个。绑定过程被用来在控制器11和设备15-18中的系统用 户希望控制的一个或多个设备之间形成配对。控制器11的使用者可能希望与设备15-18 中的全部设备或这些设备中的仅仅某一些设备绑定。可以存在用户可能不希望在控制器11 和一个设备之间形成绑定的各种原因。例如，在图1中，设备18位于控制器11附近，并因 此在控制器11的RF射程内，但位于另一地产中。因此，控制器11的使用者不希望控制设 备18。该情形可能出现在公寓建筑、联排屋、办公室空间等中。控制器11可以旨在控制消 费者电子设备，并且可以存在用于控制环境设备（照明、加热等）的另一控制器12。因此， 控制器11可能只希望与诸如电视机、机顶盒、媒体播放器等消费者电子设备绑定。同一区 域内可以部署不止一个控制器11、12。设备15-18可以形成与仅仅一个控制器或不止一个 控制器的绑定关系。例如，电视机可形成与专用电视机控制器（诸如与电视机一起提供的 控制器）的绑定，并且还可形成与可控制多个设备的多功能控制器的绑定。
[0061] 绑定过程在图2中示出。该绑定过程包括发现阶段21和认证阶段24。该绑定过 程由控制器11发起。在以下描述中，控制器11将被称为发起者设备。发现阶段21允许发 起者11发现在该发起者11周围的区域内存在哪些设备并对要与其绑定的潜在响应者设备 进行排名。在发现阶段期间，发起者将发现请求22发送到该发起者11的射程内的所有设 备。发现请求22被该发起者的射程内的一个或多个设备15、16接收到。这些设备用发现 响应23来进行响应。在以下描述中，进行响应的设备将被称为响应者设备。图2示出了接 收自两个响应者设备15、16的响应23。
[0062] 根据本发明的实施例，响应者设备15、16中的每一个收集指示发起者设备11是否 可能想要与响应者设备15、16绑定的信息。每一个响应者设备15、16使用该信息来计算分 数。该分数指示发起者设备想要与该响应者设备绑定的可能性。该分数被包括为该发现响 应23中的元素。
[0063] 发起者设备11从响应者设备15、16中的每一个接收发现响应23。发起者设备使 用分数来对这些响应者设备进行排名。发起者设备然后使用该排名来将这些响应者设备中 的一个或多个选为形成绑定的候选。绑定过程继续至认证阶段24。发起者将设置与具有在 发现阶段中确定的最高排名的响应者的临时链路，并且该临时链路被用来检查该排名是否 导致所需响应者选择。如果为否，则发起者将设置与下一个排名最高的响应者的链路并再 次执行相同的检查。这重复直到发起者与预期响应者绑定（认证过程是成功的）或者响应 者的列表变为空（认证过程失败了）。
[0064] 图3示出了在绑定过程的发现阶段21期间在响应者设备15、16中的每一个设备 处执行的方法。在步骤101，从发起者设备接收发现请求。在步骤102,响应者设备收集指 示发起者设备11是否可能想要与该响应者设备绑定的信息。如图3所示，步骤102可以在 步骤101之后执行，或者步骤102可以在接收发现请求之前作为后台活动来执行。在步骤 103,响应者设备使用至少两个参数来计算分数。该分数可具有至少两个可能值的范围，但 更有利地具有可能值的更大范围，诸如四个值（可由2个位来表示）、八个值（可由3个位 来表示）、十六个值（可由四个位来表示）或某一其它值范围。步骤103使用存储在响应者 设备处的逻辑或试探法。在步骤104,响应者设备将分数包括为发现响应中的元素。在步骤 105,响应者设备可将重复分数处理元素包括为发现响应中的元素。该重复分数处理元素指 示在两个响应者设备报告相同分数的情况下发起者设备应如何处理该响应者设备。该分数 和重复分数处理元素可形成主描述符的一部分。可选地，在步骤106,响应者设备可包括第 二描述符和第三描述符。在步骤107,响应者设备将发现响应发送到发起者设备。
[0065] 图4示出了在绑定过程的发现阶段21期间在发起者设备11处执行的方法。在 步骤121，发起者设备发送用于发现响应者设备的发现请求。在步骤122,发起者设备从多 个响应者设备中的每一个接收发现响应。有利地，发起者设备测量携带发现响应的信号的 链路质量。发现响应向发起者设备提供该发起者设备可能能够与其绑定的响应者设备的列 表。在步骤123-128,可以对该响应者列表进行排名、过滤和删减以获取绑定候选的列表。
[0066] 在步骤123,可基于链路质量来过滤响应者设备的列表。有利地，每一个发现响应 都包括包含在步骤123使用的阈值链路质量指示符（LQI)值的字段。步骤123将被称为基 础LQI阈值过滤。发起者设备移除如发现响应的状态信息中所指示的发现响应的LQI (在 步骤122测得）低于'基础LQI阈值'的所有响应者。
[0067] 在步骤124,发起者设备使用发现响应中的分数来对多个响应者设备进行排名。该 初始排名基于发现响应的状态信息30中的主描述符33中的分数来对响应者设备进行排 名。数值越高，响应者最后在列表中所处的位置就越高。
[0068] 步骤125检查是否存在具有相同分数的两个设备。如果是，则方法继续至步骤126 并解决这些重复分数。存在解决这些重复分数的各种方式。有利地，步骤125被应用于响应 者设备的列表中的所有设备，从该列表顶部开始并朝该列表的底部继续进行。当列表顶部 中的一个响应者被重新排名时，该响应者将最终在该列表中处于较低位置，并且可能再次 变得重复，这将触发新的"重复分数处理"过程。有利地，在执行可任选的"删减"步骤128 之前，首先对完整的列表执行该"重复分数处理"步骤，以确保正确的响应者被"删减"走。 发起者设备在列表中检查具有非唯一分数的节点描述符。如果找到这样的响应者，则根据 主描述符中的'重复分数处理'字段来处理这些响应者。这可能导致绑定过程被中止，响应 者被保留在列表中，响应者被从列表中移除或者响应者基于第二描述符中的分数来被重新 排名。
[0069] 如果这再次产生非唯一分数，则使用第二描述符中的'重复分数处理'字段来处理 这些响应者。这可能再次导致绑定过程被中止，响应者被保留在列表中，响应者被从列表中 移除或者响应者基于第三描述符中的分数来被重新排名。
[0070] 如果这再次产生非唯一分数，则使用第三描述符中的'重复分数处理'字段来处理 这些响应者。这可能导致绑定过程被中止，响应者被保留在列表中或者响应者被从列表中 移除。重复分数处理中所指定的动作只在携带该特定重复分数处理字段的设备上执行。因 此，被指定为"重新排名"的响应者将被重新排名，具有"移除"的响应者将被从列表中移除， 而被指定为"保留"的响应者将被保留在列表中。在个响应者被指定为"中止"的情况下， 完整的过程被中止，因此在这种情况下，的确存在携带"中止"的响应者对所有其它响应者 的"副作用"，因为完整的过程被中止了。
[0071] 可任选地，在步骤127,可基于链路质量来应用进一步过滤。这将被称为严格LQI 过滤。每一个发现响应都可包括包含在步骤127使用的阈值链路质量值的字段。当且仅当 排名过程中所使用的最终描述符中设置'应用严格LQI阈值'时，发起者设备才移除发现响 应中的LQI低于'严格LQI阈值'的所有响应者。
[0072] 在步骤128,可以对列表进行删减。前N个响应者应当形成绑定候选列表。图4所 示的方法将获取按其分数次序进行排名的最多N个绑定候选的列表。该方法继续至图8所 示的认证阶段。
[0073] 再次参考图3,以下参数列表被提供为响应者设备可收集的参数的示例。响应者设 备可使用这些参数中的一个或多个。响应者设备可使用此处未列出的其它参数。
[0074] 链路质量。术语"链路质量"能够以各种方式来定义，诸如接收电平、RSSI (接收 到的信号强度指示符）值、信号质量、误码率（BER)、信噪比或这些方式的组合。可以针对发 起者接收到的发现响应信号测量链路质量。链路质量可以与分数值相关，例如，高链路质量 (更好的链路）导致高分数。
[0075] 自从上一次启动以来的时间。自从响应者上一次被启动以来逝去的时长可以在计 算分数时被考虑在内。该参数可记录实际时间或者可指示自从上一次启动以来是否已经过 去阈值时间值。自从上一次启动以来的时间可以与分数值反相关，例如，自从上一次启动以 来的短时间或者尚未过去自从上一次启动以来的阈值时间值的指示导致高分数。
[0076] 空绑定表。每一个响应者设备都维护它已经与其形成绑定的控制器绑定表。如果 响应者尚未被绑定到任何控制器，则这可以在计算分数时被考虑在内。
[0077] 绑定指令屏幕可见。响应者设备可具有诸如显示屏等图形用户接口（GUI)以便向 用户提供指令。当响应者正在其上显示绑定指令时，这可以在计算分数时被考虑在内。 GW上存在绑定指令指示用户在该时刻希望绑定。
[0078] 视线。如果控制器11和设备两者都具有视线通信接口（诸如红外（IR)接口）， 则控制器11可确定设备是否在与该控制器11的视线通信内。再次参考图1，在控制器11 和设备15之间存在视线路径。由于障碍14,因此在控制器11和设备18之间不存在视线。 在控制器11和设备之间存在视线路径可指示该控制器希望与该设备绑定并且可以在计算 分数时被考虑在内。
[0079] 在区域中。当响应者能够检测到发起者在该响应者的特定射程内时，这可以在计 算分数时被考虑在内。
[0080] 允许持续时间。当特定按钮（例如，"服务"按钮）被在响应者上按压或者这一按 钮按压经由远程服务消息来仿真时，这可以在计算分数时被考虑在内。
[0081] 发起者的ID。响应者可检查在发现请求中发送的标识响应者设备的标识符是否指 示发起者设备是针对该响应者设备的默认控制器。该指示符可被显式地提供，或者可以从 在发现请求中发送的版本信息或某一其它信息获取。如果发起者被特别设计成控制该响应 者，则这可以在计算分数时被考虑在内。
[0082] 每一个响应者设备15、16都形成发现响应。图5示出了发现响应中的状态信息30 的一种示例形式。前两个八位位组31、32包含可由发起者设备用来从排名列表中移除特定 响应者设备的链路质量指示符（LQI)阈值。后三个八位位组33、34、35包含可由发起者设 备用来对响应者设备进行排名的描述符。
[0083] 图6示出了描述符33、34、35的示例格式。该格式包括四个字段：
[0084] 分数。分数字段41的长度是四位。该字段由发起者设备用来对响应者进行排名。 较高的数值将导致较高的排名。
[0085] 重复分数处理。该字段42的长度是两位，因为在重复分数的情况下四个动作是可 能的。该字段的可能值及相关联的动作在图7中示出。该字段指示在具有恰好相同分数的 另一响应者设备被发起者设备发现的情况下对于该响应者设备应发生什么。
[0086] 应用严格LQI阈值。该字段43的长度是一位。该字段指示是否应将严格LQI阈 值应用于该响应者。如果该位被置位并且该响应者的发现响应的LQI低于严格LQI阈值， 则该响应者被从列表中移除。
[0087] 再次参考图5,发现响应30包括两个LQI阈值：基础LQI阈值31和严格LQI阈值 32。基础LQI阈值31的长度是一个八位位组。发现响应中的LQI值可被用作确定该设备的 发现响应是否应被考虑的方式。例如，如果关于一响应者设备的LQI值小于基础LQI阈值， 则该响应者设备可被从绑定候选列表中移除。严格LQI阈值的长度是一个八位位组。根据 适用的描述符，如果该响应者的发现响应中的LQI值小于严格LQI阈值32且需要应用该严 格LQI阈值（即字段43被置位），则该响应者被从绑定候选列表中移除。
[0088] 发现响应30可包括最多三个描述符（本发明的实现将其自身限于三个描述符，但 在更一般的情况下可以存在更多描述符）：主描述符33、第二描述符34和第三描述符35。 每一个描述符都具有图6所示的格式。一般而言，这些描述符旨在按主、第二、第三的次序 来考虑。第二描述符只在响应者需要被重新排名时使用。例如，如果主描述符的分数41不 是唯一的（多个响应者返回了相同的分数），并且主描述符33的'重复分数处理'字段42 指示发起者设备应当'对响应者进行重新排名'。第三描述符只在响应者第二次需要被重新 排名时使用。例如，如果主描述符和第二描述符33、34两者的分数41都不是唯一的，并且 主描述符和第二描述符33、34两者的'重复分数处理'字段42指示'对响应者进行重新排 名'。第三描述符35的'重复分数处理'字段42不应指示'对响应者进行重新排名'，因为 没有其它描述符要考虑。如果响应者不指定第二和/或第三描述符，则字段34、35可以留 空。
[0089] 发现响应包括：
[0090] 包括计算出的分数和重复分数处理元素的主描述符，其中该重复分数处理元素指 示由发起者设备在另一响应者设备具有与该响应者设备的主描述符中的分数相同的分数 的情况下采取的动作。
[0091] 包括计算出的分数的第二描述符。有利地，第二描述符中的分数低于主描述符中 携带的分数。有利地，第二描述符也具有重复分数处理元素，该元素指示由发起者设备在另 一响应者设备具有与该响应者设备的第二描述符中的分数相同的分数的情况下采取的动 作。由该重复分数处理元素指示的动作可以与主描述符中携带的动作不同。当响应者设备 的主描述符中的分数等于另一响应者设备的分数并且该响应者的第一主描述符中的重复 分数分数处理元素指示"使用发现响应中的另一描述符来对响应者进行重新排名"选项时， 第二描述符仅仅旨在由发起者设备使用。
[0092] 现在将描述计算出较低分数的示例。像"响应者之前被绑定到过该发起者"的参 数可以在加权和中具有高权重。如果两个响应者报告它们曾被绑定到发起者，则该参数的 价值降低。主描述符将会是包括"响应者之前曾被绑定到该发起者"在内的所有参数的加 权和，第二描述符于是将包含排除"响应者之前曾被绑定到该发起者"的加权和。
[0093] 响应者侧的描述符生成的示例
[0094] 当从发起者设备11接收到发现请求时，响应者设备生成包括状态信息的发现响 应，该状态信息包括最多三个描述符33-35。这些描述符33-35中的每一个都表示特定场 景。取决于活动场景，响应者将选择适当的描述符并将该描述符用作发现响应的状态信息 中的主描述符。在'重复分数处理'被置位成针对所选场景'对响应者进行重新排名'的情 况下，也选择对应于替代场景的第二描述符。在第二描述符也具有被置位成'对响应者进行 重新排名'的'重复分数处理'的情况下，也选择对应于又一替代场景的第三描述符。
[0095] 表1示出了基于特定场景的描述符生成的示例。加权和是基于表2中给出的所有 满足条件的权重之和来计算出的。这两个表的组合产生表3所示的描述符生成。由于该描 述符生成过程是完全在响应者设备上执行的，因此用于生成描述符的逻辑可以诸如通过对 响应者设备的软件/固件更新来在字段中更新。
[0096] 以下详细描述了三个示例场景。
[0097] 示例1 :预调试
[0098] 考虑从其接收到发现请求的发起者设备是"预调试"（在工厂中）到响应者设备 的。
[0099] 如表1中的'预调试'场景所指示的，形成主描述符：'分数'是14, '重复分数处 理'被置位成'重新排名'，且'应用严格LQI阈值'被置位成假。
[0100] 对于主描述符33,由于'重复分数处理'字段42被置位成'对响应者进行重新排 名'，因此也将选择替代场景以涵盖将发现指示其是随发起者设备预调试的不止一个响应 者设备的情况。考虑响应者设备也显示绑定描述屏幕并且在该响应者设备和发起者设备之 间存在视线。该响应者设备在很久之前启动并且绑定表不为空（即，该响应者设备已经与 另一控制器形成了绑定）。在这种情况下，加权和是1*2+1*2+0*1+0*1=4。如由'加权和 =4'场景所指示的，形成第二描述符34 : '分数'是4, '重复分数处理'被置位成'按现状 使用'，且'应用严格LQI阈值'被置位成假。对于第二描述符34,由于'重复分数处理'字 段42未被置位成'对响应者进行重新排名'，因此不需要第三描述符。
[0101] 示例2:按钮绑定
[0102] 考虑响应者设备只支持按钮绑定并且在从发起者设备接收到发现请求时在响应 者设备上按压绑定按钮。如由'响应者的绑定按钮被首先按压的情况下的按钮绑定'场景 所指示的，形成主描述符：'分数'是2, '重复分数处理'被置位成'从列表中移除'，且'应用 严格LQI阈值'被置位成假。对于该主描述符，由于'重复分数处理'未被置位成'对响应 者进行重新排名'，因此不需要第二描述符34和第三描述符35并且发现响应的相应字段留 空。
[0103] 示例3 :初始绑定
[0104] 考虑在从发起者设备接收到发现请求时响应者设备刚刚被第一次启动，并且基于 混合IR/RF的发起者在视线内。此外，响应者设备正在显示绑定描述屏幕并且该设备的绑 定表为空。在这种情况下，加权和是1*2+1*2+1*1+1*1 = 6。如由'加权和=6'场景所指 示的，形成主描述符：'分数'是6, '重复分数处理'被置位成'按现状使用'，且'应用严格 RSSI阈值'被置位成假。对于该主描述符，由于'重复分数处理'未被置位成'对响应者进 行重新排名'，因此不需要第二描述符34和第三描述符35并且发现响应的相应字段留空。
[0105] 图8示出了在绑定过程的认证阶段（24,图2)期间在发起者设备11处执行的方 法。在步骤131，发起者设备检查绑定候选的列表是否为空。在步骤132,发起者设备设置与 一个响应者的临时链路。通常，所选择的第一个响应者设备是绑定候选列表中的具有最高 排名的响应者设备。步骤133检查该设置是否成功，并且如果成功，则方法继续至步骤134 以认证响应者设备。如果认证成功，则已经在发起者设备和该响应者设备之间形成永久绑 定。如果步骤133或步骤135不成功，则方法可尝试完成与具有下一个最高分数的响应者 设备的绑定。该方法可继续直到绑定候选列表为空或者用户中止该方法。
[0106] 图4所示的绑定方法能够以自动或半自动方式执行。认证步骤通常需要用户交 互。该方法可选择绑定候选并且可继续（在没有用户干预的情况下）设置与排名最高的绑 定候选的链路。或者，该方法可报告（例如，经由发起者设备的显示器）排名最高的绑定候 选并且可请求用户确认他们是否希望继续该候选。该方法可报告其它绑定候选，并且可允 许用户选择其它绑定候选之一，而不是排名最高的绑定候选。
[0107] 有利地，目标设备处的逻辑能够被实时（例如在服务调用期间）操纵以确保所需 行为。考虑其中客户由于无法将其遥控器绑定到STB而呼叫支持中心的示例。支持人员可 通过通信网络来登录该STB并将该STB置于特殊状态。在这种情况下，STB将在发现响应 中报告非常高的分数以确保该STB在排名过程后将最后处于列表的顶部。
[0108] 图9和10示出了发起者设备11和响应者设备15、16处的装置。图9示出了网络 层。从底部开始，存在物理层75。对于ZigBee，这基于IEEE802. 15.4。在该层之上的是媒 体访问控制（MAC)层74,该层也基于IEEE802. 15. 4。在MAC层之上的是：RF4CE网络层73 ; RF4CE应用行规层72以及应用层71。
[0109] 在图9中，RF4CE应用行规可包括：ZigBee接口设备（ZID)、ZigBee3D同步（Z3S) 或ZigBee遥控（ZRC)。其它行规可以在标准化或专用基础上定义。ZigBee接口设备（ZID) 是针对触摸板、鼠标、键盘、扫描笔等开发的，以便与各种膝上型计算机、计算机、电视机、机 顶盒和其它电子设备联用。ZID行规允许消费者从更远的距离或甚至从另一个房间使用他 们的设备，因为操作不限于视线。ZigBee3D同步（Z3S)旨在作为用于更方便、灵活和愉快的 3D高清观看的全球标准。通过使用RF而不是IR，用户不必将遥控器指向目标设备，并且在 戴着3D眼镜时在不中断3D观看的情况下具有个人移动的更大自由度。ZigBee遥控（ZRC) 旨在作为用于高级、更绿色且易于使用的RF遥控的全球标准，该标准移除视线限制，同时 实现双向通信、更长的使用范围以及延长的电池寿命。ZigBee遥控还可用于连接和监视家 庭传感应用，诸如空调和加热、家庭安全传感器、家庭健康监视器等。不像IR遥控，ZigBee 遥控还支持交互性，这意味着ZRC能够支持在遥控器上使用显示屏，该显示屏可用于显示 正被控制的设备的音量控件、正在调谐什么台，并且甚至被用来设置和管理DVR上的电视 节目和电影的录像。有线电视公司和服务供应商特别感兴趣的是支持交互式购物和投票的 能力。
[0110] 上述方法可适用于这些现有行规中的任一个、可以开发的将来行规以及专用行 规。
[0111] 图10示出了可被用作发起者设备11或响应者设备15、16的无线设备50的示例性 形式。无线设备50可实现图3、4或8中的任一个所示的方法。无线设备50包括一个或多 个处理器51，该一个或多个处理器可以是微处理器、控制器或用于执行控制设备操作的指 令的任何其它合适类型的处理器。处理器51经由一条或多条总线59连接到设备的其它组 件。处理器可执行指令53可使用诸如存储器52等任何计算机可读介质来提供。存储器具 有任何合适的类型，诸如只读存储器（ROM)、随机存取存储器（RAM)、诸如磁或光存储设备 等任何类型的存储设备。可提供附加存储器54以存储处理器51所使用的数据55。例如， 在响应者设备中，参数值可被存储在存储器54和发起者设备中，并且发现响应可被存储在 存储器54中。设备50包括收发机56,包括用于向其它设备传送无线信号的发射机以及用 于从其它设备接收无线信号的接收机。收发机56具有一个或多个天线57。提供用于从用 户接收输入、用于向用户提供输出的用户接口 58。用户接口 58可包括以下各项中的一个或 多个：小键盘、按钮、触摸板、触摸屏、显示器。无线设备50可包括用于与诸如因特网等外部 网络连接61的网络接口 60。在遥控系统中，网络接口通常只在诸如电视机、机顶盒或媒体 播放器（如果有的话）等响应者设备15、16处提供，并且通常不在发起者设备11处提供。 网络接口 60可用于更新用来实现上述方法的指令53。例如，对用于计算分数或重复分数处 理选项的逻辑的改变可通过经由接口 60更新指令53来做出。
[0112] 尽管图10中示出了一个处理器51，但典型的实现将包括多个处理器，诸如用于实 现发射机56和接收机57的物理层75的混合信号处理器，以及用于实现RF4CE协议层72、 73、802. 15. 4MAC层74和应用层71的单独处理器。这些层和功能跨一个或多个处理器的其 它分布是可能的，如本领域的技术人员将会很好地理解的。
[0113] 已经参考个域网（PAN)描述了绑定设备的方法。该方法还可适用于无线局域网 (WLAN)、体域网、家域网和电子货架标签网络。
[0114] 虽然本发明已经在各附图和上述描述中详细说明和描述，但这些说明和描述被认 为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
[0115] 对所公开的实施例的其它变体可由本领域技术人员在实践所要求保护的本发明 时从对附图、本公开和所附权利要求书的研究中理解和实现。在各权利要求中，不定冠词 "一"或"一个"不排除多个。在互不相同的从属权利要求中叙述特定测量这一事实不代表无 法有利地使用这些测量的组合。各权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。
[0116] 附录
[0117]
【权利要求】
1. 一种供在包括发起者设备以及可与所述发起者设备绑定的多个响应者设备的无线 系统中使用的方法，所述方法包括在所述多个响应者设备中的一个响应者设备处： 从所述发起者设备接收发现请求； 形成发现响应；以及 将所述发现响应发送到所述发起者设备， 其中所述形成发现响应的步骤包括： 收集指示所述发起者设备想要与所述响应者设备绑定的至少两个参数； 使用所述至少两个参数来计算分数，所述分数指示所述发起者设备想要与所述响应者 设备绑定的可能性；以及 将所述分数包括为所述发现响应中的元素。
2. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述分数可采取至少两个不 同的值中的一个。
3. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述分数可采取至少四个不 同的值中的一个。
4. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述计算分数的步骤计算所 述至少两个参数的加权和。
5. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述形成发现响应的步骤还 包括包含重复分数处理元素，所述重复分数处理元素指示在另一响应者设备具有与所述响 应者设备相同的分数的情况下将由所述发起者设备采取的多个动作之一。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重复分数处理元素指示以下动作之一： 将具有所述相同分数的响应者设备保留在所述发起者设备的排名列表中并使用决胜 功能（例如基于链路质量）来对这些响应者设备进行排序； 将具有所述相同分数的响应者从所述发起者设备的排名列表中移除； 当发现具有所述相同分数的两个或更多个响应者设备时中止发现过程； 使用所述发现响应中的另一描述符来对这些响应者设备进行重新排名。
7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述形成发现响应的步骤包括形成： 包括计算出的分数和重复分数处理元素的主描述符，其中所述重复分数处理元素指示 关于在另一响应者设备具有与所述响应者设备的主描述符中的分数相同的分数的情况下 所述发起者设备应如何行动的一个选项； 包括比所述主描述符中的分数低的计算出的分数的第二描述符。
8. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述至少两个参数包括以下 参数中的至少一个： 指示所述发起者设备和所述响应者设备之间是否存在视线连接的参数； 指示所述响应者设备在所述发起者设备的预定射程内的参数； 指示所述响应者设备尚未与任何其它设备绑定的参数； 指示自从所述响应者设备被重启以来的时间段或指示自从所述响应者设备被重启以 来已经逝去预定时间段的参数； 指示所述响应者设备当前处于用于形成绑定的操作状态的参数； 指示所述发起者设备是针对所述响应者设备的默认控制器的参数。
9. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述形成发现响应的步骤包 括将链路质量阈值包括为所述发现响应中的元素。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述链路质量阈值是以下链路质量阈值之 所述发起者设备应该将其应用于来自该响应者的发现响应，并且应当在测得的链路质 量比该阈值差的情况下将所述响应者设备从排名列表中移除的链路质量阈值； 仅当所述发现响应中的元素指示这样做时所述发起者设备才应将其应用于来自该响 应者的发现响应的链路质量阈值。
11. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括更新所述响应者设备 用来执行所述收集至少两个参数的步骤或所述计算分数的步骤的逻辑。
12. -种供在包括发起者设备以及多个响应者设备的无线系统中使用的方法，所述方 法包括在所述发起者设备处： 发送用于发现响应者设备的发现请求； 从多个响应者设备中的每一个接收发现响应；以及 使用所述发现响应来对所述多个响应者设备进行排名； 其中每一个发现响应都包括分数，所述分数是由所述响应者设备基于所述响应者设备 收集到的指示所述发起者设备想要形成与所述响应者设备的绑定的可能性的参数来计算 出的。 并且其中所述对响应者设备进行排名的步骤使用所述分数。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述分数可采取至少两个不同的值之一。
14. 如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述分数可采取至少四个不同的值 之一。
15. 如根据权利要求12-14中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括尝试完成与具 有最1?分数的响应者设备的绑定。
16. 如根据权利要求12-15中的任一项所述的方法，其特征在于，所述发现响应还包括 重复分数处理元素，并且如果在来自两个或更多个响应者设备的发现响应中接收到重复分 数，则所述方法包括使用所述重复分数处理元素来处理那些发现响应。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述重复分数处理元素指示以下选项之 将具有相同分数的响应者设备保留在所述排名中并根据决胜功能来进行排序； 将具有所述相同分数的响应者从所述发起者设备的排名列表中移除； 当发现具有所述相同分数的两个或更多个响应者设备时中止发现过程； 使用所述发现响应中的另一描述符来对这些响应者设备进行重新排名。
18. 如权利要求12到17中的任一项所述的方法，其特征在于，接收自每一个响应者设 备的发现响应包括： 包括计算出的分数和重复分数处理元素的主描述符，其中所述重复分数处理元素指示 关于由所述发起者设备在另一响应者设备具有与所述响应者设备的主描述符中的分数相 同的分数的情况下采取的动作的一个选项； 包括比所述主描述符中的分数低的计算出的分数的第二描述符； 并且所述对响应者设备进行排名的步骤在使用所述第二描述符之前使用每一个发现 响应中的主描述符。
19. 如权利要求12到18中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括测量所述发现响 应的链路质量，并且所述方法包括将测得的链路质量与链路质量阈值进行比较，并且在所 述测得的链路质量比所述阈值差的情况下将所述响应者设备从所述排名列表中移除。
20. 如权利要求12到19中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括测量发现响应的 链路质量，并且所述方法包括将测得的链路质量与链路质量阈值进行比较，并且在所述测 得的链路质量比所述阈值差的情况下将所述响应者设备从所述排名列表中移除，如果所述 发现响应中所携带的元素指示这样做的话。
21. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述发起者设备包括无线遥 控设备，而所述响应者设备包括可由所述无线遥控设备控制的设备。
22. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述无线设备是射频（RF) 设备。
23. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法形成用于无线个域 网的协议的一部分。
24. -种携带指令的机器可读介质，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行 如以上权利要求中的任一项所述的方法。
25. -种用于供在包括发起者设备以及可与所述发起者设备绑定的多个响应者设备的 无线系统中使用的无线设备的控制装置，所述控制装置包括： 处理装置； 包括指令的存储器，所述指令可由所述处理装置执行以执行如权利要求1到23中的任 一项所述的方法。
26. -种无线设备，包括： 权利要求25的控制装置； 用于与其它设备进行无线通信的无线收发机；以及 用户接口。
【文档编号】H04W8/00GK104067645SQ201180074956
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2011年12月12日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】B·范登博什, W·范霍赫斯特拉藤, J·范埃特费尔德 申请人:绿峰科技股份有限公司