专利名称：防止远程控制装置信号之间冲突的方法
技术领域：
本发明涉及包括一个设备和至少一个远程控制装置的系统，所述远程控制装置包括发射机，用于发送控制数据给该设备；以及冲突防止装置，用于防止所述控制数据与由另一个远程控制装置发送的另一个控制数据之间的冲突。
本发明也涉及在以上的系统中使用的远程控制装置。
本发明还涉及从远程控制装置发送控制数据给设备的方法，包括防止所述控制数据与由另一个远程控制装置发送的另一个控制数据之间的冲突的步骤。
背景技术：
近来，对于同时使用两个或多个远程控制装置来控制单个设备有增加的要求。例如，多个远程控制装置可被使用来控制多个游戏者的游戏，或允许互动电视演出的多个观众按下按键回答问题，以及比较结果和反应时间。在这种情形下，常常出现两个用户同时操作他们的远程控制装置，造成由各个远程控制装置发送的信号之间的冲突。
在开头段落中描述的这种类型的系统的例子可以从US 5,663,716中获知。已知的系统包括一个设备和多个用于控制所述设备的远程控制装置。通过多次地发送每个消息(这些消息之间由比消息时间本身更长的暂停时间间隔开)，可以避免远程控制装置的信号之间的冲突。通过使用这个方案，可以保证数据的至少一个副本被设备接收到，而不受从其它的远程控制装置发出的消息干扰。
已知的系统的缺点在于，每个消息的重复发送，从时间和功率消耗看来是不经济的。每次发送要消耗电池功率，这是一个重要的缺点，特别是对于(无线)远程控制装置。而且，每次发送要花费时间，这些时间本来可以供同一个或另一个远程控制装置发送另一个消息用。特别是在高度互动的应用中(诸如在动作游戏中)，这是严重的缺点。
发明目的和概要本发明的一个目的是提供在开头段落中描述的这种类型的改进的系统和方法。为此，按照本发明的系统的特征在于，远程控制装置包括用于检测所述另一个控制数据的检测装置，所述冲突防止装置根据由检测装置对另一个控制数据的检测来控制控制数据的发送。这样，达到每个远程控制装置能够检测由其它远程控制装置进行的发送和控制它自己的发送行为，从而避免与这样的发送相冲突。例如，如果远程控制装置利用红外(IR)信号，则检测装置能够检测发源于另一个远程控制装置的直射的、散射的、或反射的IR信号。散射的、或反射的IR信号可能比直射信号弱，但不必正确地接收和译码这样的信号。只要检测信号的存在就足够了。代替IR信号，远程控制装置可以使用射频(RF)或超声信号，它们可以以相同的方式被检测。由于按照本发明的远程控制装置实际上可感知用于其它远程控制装置的传输的传输媒体，所以不需要多次发送每个消息来确保它被正确地接收。已知的系统的缺点因此被克服。优选地，按照本发明的系统的每个远程控制装置配备有这样的检测装置。然而，这不是绝对必要的。例如，原先与单个传统的远程控制装置一起购买的系统可以用按照本发明的远程控制装置来扩展。以后的远程控制装置将控制它自己的发送行为，从而避免与传统的远程控制装置发送的信号冲突。按照本发明的远程控制装置可以是一个通用的或会学习的远程控制装置，在这种情形下，它可以被设置或被教导成可识别和检测来自其它远程控制装置的信号。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，冲突防止装置可用来延迟对控制数据的发送，直至在预定的延迟时间间隔内没有检测到另外的控制数据为止。按照本发明的远程控制装置因此在发送它自己的消息之前感知传输媒体。媒体只在一定的时间(典型地被称为无信号时间(SFT))消逝后，才被认为是空闲的。如果在SFT期间没有检测到另外的控制数据，则消息可被发送。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，冲突防止装置用来使延迟时间间隔延伸一段随机的时间间隔。在不同的远程控制装置试图同时发送、或等待媒体在任何其它的远程控制装置发送后成为空闲的情况下，冲突是不可避免的。为了减小这种事件发生的机会，引入了随机等待时间。在远程控制装置开始发送以前媒体必须空闲的时间被增加一个随机时间。具有最长的附加延时的远程控制装置因此将“看到”其它的远程控制装置已开始发送，以及必须再次等待媒体成为空闲。出现冲突的机会的减小取决于不同的、可能的随机时间的数目。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，远程控制装置包括优先级装置，用于分配相对于另一个远程控制装置的优先级给所述远程控制装置，冲突防止装置用来使延迟时间间隔延伸一段时间间隔，其长度取决于所述优先级。具有相对较高的优先级的远程控制装置具有相对较短的延迟时间间隔，这确保它们的消息比起具有相对较低的优先级的远程控制装置的消息更早地发送。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，优先级装置用来在发送后相对于另一个远程控制装置降低优先级。按照本实施例的系统因此使用动态优先级远程控制装置在成功地发送后把它自己的优先级设置为较低的水平。反之，远程控制装置在不成功地发送后可以提高它的优先级。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，冲突防止装置被安排为如果在第一次发送控制数据后的预定的时间间隔内检测到另一个控制数据，则重发控制数据。不管对检测装置的应用，如果两个或多个消息正好同时地被发送、或如果系统包括一个或多个传统的远程控制装置，它们在发送它们自己的消息前未感知到媒体，则仍旧可以出现冲突。在本实施例中，远程控制装置在发送一个消息后立即检验媒体。当媒体呈现为不空闲时，冲突已发生，以及远程控制装置必须重新尝试发送它的消息。
按照本发明的系统的实施例的特征在于，控制数据的发送涉及通-断按键，检测装置用来在“断开”期间检测另一个控制数据，冲突防止装置用来在按这样的方式检测到另一个控制数据后中断该控制数据的发送，以及在一个以后的时刻重发控制数据。如果远程控制装置协议是基于通-断按键(OOK)，则在“断开”时间间隔期间检测来自其它的远程控制装置的信号是可能的，因为检测装置不能由从该远程控制装置本身发送的信号触发。再次地，每个远程控制装置被强制遵循所述无信号时间，但因此允许所有的装置立即发送。在发送的同时，无论如何，它们需要检验媒体中IR的活动性是否与它们已发送的内容相适应。这意味着，该装置必须感知媒体在它自己的消息的“断开”时间间隔期间的活动性。只要装置感知在它自己的关断时间期间媒体被占用，该装置就知道另一个远程控制装置也正在发送，从而就中断它的发送。这个方法保证当在两个消息之间发生冲突时，两个消息中的一个消息被正确地发送。
在本技术说明中，术语“远程控制装置”被广泛地解释为包括用于远程控制或发送消息到一个设备的所有的类型的装置，例如，与机顶盒相组合的游戏控制器，或计算装置(诸如PC和游戏控制台)，用于控制TV或音频装置的远程控制装置，或用于远程地输入数据到数据处理设备的任何输入装置，例如，无线键盘。
附图简述参照此后描述的实施例，通过非限制性的例子的阐述可以了解本发明的这些和其它方面，在这些图中，
图1是显示作为按照本发明的系统的实施例的游戏控制台和三个游戏控制器的图，图2是显示按照本发明的方法的流程图，图3显示在带有四个远程控制装置的系统中按照本发明的方法的效果。
实施例说明图1是显示作为按照本发明的系统的实施例的游戏控制台101和三个游戏控制器102，103，和104的图。游戏控制台101包括一个红外(IR)接收机105，用于接收分别来自游戏控制器102，103，104的IR发射机106，107，和108的IR控制数据。游戏控制台101还包括用于运行游戏软件的处理单元、用于存储软件和临时数据的贮存装置、以及用于显示图形图象的显示屏幕。这些部件没有被显示，因为它们基本上是惯用的以及对本发明没有贡献。IR接收机105也是惯用的，它被限于检测正确的命令，在概念上等同于通常的远程控制装置接收机的工作方式。在替换的实施例中，游戏控制台101只是一个通过链路被连接到在远端位置的中央计算系统的基本单元。阻止在IR信号之间的冲突的功能完全由游戏控制器102，103，和104来执行。游戏控制器102还包括检测装置109、冲突阻止装置112和优先级装置115。游戏控制器103同样地包括检测装置110、冲突阻止装置113和优先级装置116，以及游戏控制器104包括检测装置111、冲突阻止装置114和优先级装置117。而且，游戏控制器102，103，和104包括一些按钮(未示出)，它们允许用户输入命令，这些命令然后被变换成IR控制数据以及通过各个IR发射机106、107、108被发射。替换地或附加地还包括各种输入装置，诸如图形触摸屏、FSR(压敏电阻)、游戏棒、俯仰倾斜传感器、或霍尔传感器，它们可用于相同的目的。检测装置109，110，111能够检测发源于另一个游戏控制器的、直接到达的或者间接地通过反射到达的信号(从控制台101、墙壁、家具等反射)，如图1所示。这样，每个游戏控制器能够感知系统中其它游戏控制器的IR活动性。如果用户按压游戏控制器103的按钮，则正确的IR信号可被产生和准备被发送。然而，在这样的发送之前，冲突防止装置113检验检测装置110当前是否检测到了来自游戏控制器102或104的IR信号。如果这是这种情形，则发送被延迟，直至在预定的最小时间间隔(无信号时间(SFT))内不再检测到IR信号为止。在图1所示的情形下，游戏控制器102正在发送控制数据到游戏控制台101。这些控制数据被游戏控制器103和104检测，它们因此推迟发送消息到游戏控制台101。在没有任何进一步措施的情况下，游戏控制器103和104有可能在同一个时刻(即，在由游戏控制器102发送的消息结束后的一个SFT)开始发送。为此，分别由优先级装置115，116和117分配一个优先级级别给每个游戏控制器。这样的优先级级别优选地被编码为从1到游戏控制器的数目的范围内的一个整数，低的数目表示相对较高的优先级，以及高的数目表示相对较低的优先级。游戏控制器的优先级然后确定延迟时间的延伸的长度。例如，延迟时间可以被延伸固定的时间间隔的一个倍数，该倍数由优先级减1而求出，即，对于最高的优先级(1)为零，对于次高的优先级(2)为一，等等。这样的优先级在游戏控制器建立期间可以由用户互相分配。
当使用这个优先级原理时，显然，具有最低的优先级水平的装置将处在阻塞媒体的位置。这是为什么需要加上附加的规则的原因。如果有N个不同的装置，每个设备在成功地发送后被允许再次进行发送之前必须等待N-1(或至少N优先级)“轮回”。一个“轮回”是一个消息的完整的发送过程(包括仲裁过程)所需要的时间。
另一个可能性是使用动态性质一个装置在成功地发送后把它自己的优先级设置为最低水平，以及在不成功的尝试后提高它的优先级。
在替换的实施例中，不分配优先级水平，但是延迟时间被延伸一个随机时间间隔，这使得两个游戏控制器在同一个时刻发送的机会最小化。
图2显示按照本发明的冲突防止方法的流程图。如果在空闲状态后(步骤201)必须发送一个消息，在步骤202，冲突防止装置首先检验在完全无信号时间期间是否有任何IR活动性。在这个SFT期间，不应当出现大于预定的长度(例如，81微秒)的IR脉冲。如果检测到这样的脉冲(即，IR活动性)，则装置必须等待另一个SFT。如果没有活动性，则在步骤203，装置检验在1和16之间的一个随机数目的时间内的IR活动性。在替换的实施例中，这个附加的时间间隔不是随机的，而是由装置的优先级确定，正如前面说明的。只有在附加的随机时间期间没有检测到IR活动性，在步骤204，才发送该消息。在发送消息后，在步骤205，装置检验媒体是否再次空闲。如果不是这样的话，则这表示另一个装置开始发送，而不考察所需要的无信号时间。在这种情形下，该消息有可能被扰乱，以及必须被重发。在成功地发送后，在步骤106，装置等待一定的时间，以便允许其它的远程控制装置发送消息。这个等待时间相应于所支持的远程控制装置的最大数目，或可以根据所使用的远程控制装置的实际数目来配置。在所述等待时间以后，远程控制装置返回到空闲状态201。
图3显示在带有四个远程控制装置的系统中按照本发明的冲突防止方法的效果。它显示作为时间的函数的发送活动性301，302，303和304，其每个用于一个特定的远程控制装置。每个函数具有两个级别。高的级别表示在固定的发送时间间隔期间305内控制数据的发送。低的级别表示没有发送。其它的固定时间间隔是无信号时间306和最大随机时间307。对于所述时间间隔的适当的数值是对于发送时间305的12.2毫秒、对于SFT 306的1毫秒、以及对于最大随机时间307的160毫秒。然而，任何其它的数值也是可能的，它取决于现有的应用的约束条件。一开始，所有四个远程控制装置检验在SFT 306期间媒体是否空闲。随后，它们检验在一个小于或等于最大随机时间307的随机时间间隔内媒体是否空闲。在图3上，第一远程控制装置开始发送，而其它的远程控制装置仍旧检验媒体，所以，检测来自第一个远程控制装置的信号，以及相应地延迟它们自己的发送。在成功的发送后，不允许第一远程控制装置在相对较长的时间间隔内发送数据，以便允许其他远程控制装置发送它们的消息。其它远程控制装置进行等待，直至媒体在SFT 306内以及在小于或等于最大随机时间307的附加随机时间间隔内空闲为止。现在，第二远程控制装置开始发送，而其它的远程控制装置感知这个IR活动性，以及再次延迟它们自己的发送。这个处理过程重复进行，直至所有的远程控制装置发送它们的消息和整个循环再次开始为止。对于每个远程控制装置，用于执行另一个成功的发送的理论上的最大重复时间等于SFT、发送时间、和最大随机时间的和值的四倍，对于上述的这些数值，它等于53.44毫秒。如果四个远程控制装置中的一个或多个远程控制装置当前不工作，则结果是导致更短的重复时间。
总之，本发明涉及包括一个设备和多个远程控制装置的系统。每个远程控制装置配备有一个检测器，用于检测来自其它远程控制装置的红外信号。远程控制装置能够根据对来自其它远程控制装置的信号的检测而控制消息的发送。这样，在来自不同的远程控制装置的信号之间的冲突就可以防止。
虽然本发明是参照特定的说明性实施例描述的，但在本发明概念的范围内的变例和修改是可能的。因此，例如检测装置可以是一个被设置在远程控制装置中的通常的IR接收机。除了仅仅检测来自其它远程控制装置的信号外，对所检测的信号的实际接收和译码可以给出附加的优点。例如，一个远程控制装置能够识别当前正在进行发送的远程控制装置、或当前发送的是哪一种消息，远程控制装置可以根据这样的译码的信息来适配它自己的优先级或其它性能。
当然，重要的是判断固定的无信号时间是否按某个时间间隔递增，或等待时间在整体上是具有随机的长度、还是取决于优先级级别，是判断的问题。在原理上，SFT可以近似于零，例如，其时长刚好足够检测IR活动性一次。因此，两个判断都落在本发明的范围。
动词“包括”和它的配对的使用并不排除除了权利要求中规定以外的任何单元或步骤的存在。本发明可以通过包括几个不同的单元的硬件或通过适当地编程的计算机来实施。在其中定义了几个装置的权利要求中，这些装置中的若干装置可以通过同一个硬件元件来实施。
权利要求
1.包括一个设备和至少一个远程控制装置的系统，所述远程控制装置包括发射机，用于发送控制数据给该设备；以及冲突防止装置，用于防止在所述控制数据与由另一个远程控制装置发送的另一个控制数据之间的冲突，其特征在于，远程控制装置包括用于检测所述另一个控制数据的检测装置，所述冲突防止装置根据由检测装置对另一个控制数据的检测来控制控制数据的发送。
2.如权利要求1中规定的系统，其特征在于，冲突防止装置用来延迟对控制数据的发送，直至在预定的延迟时间间隔内没有检测到另外的控制数据为止。
3.如权利要求2中规定的系统，其特征在于，冲突防止装置用来使延迟时间间隔延伸一段随机的时间间隔。
4.如权利要求2中规定的系统，其特征在于，远程控制装置包括优先级装置，用于将相对于另一个远程控制装置的优先级分配给远程控制装置，冲突防止装置用来使延迟时间间隔延伸一段其长度取决于所述优先级的时间间隔。
5.如权利要求4中规定的系统，其特征在于，优先级装置用于在发送后相对于另一个远程控制装置降低优先级。
6.如权利要求1到5的任一项中规定的系统，其特征在于，冲突防止装置被安排为如果在第一次发送控制数据后的预定的时间间隔内检测到另一个控制数据，则重发控制数据。
7.如权利要求1到6的任一项中规定的系统，其特征在于，控制数据的发送涉及通-断按键，检测装置用来在“断开”期间检测另一个控制数据，冲突防止装置用于在按这样的方式检测到另一个控制数据后中断该控制数据的发送，以及在以后的一个时刻重发控制数据。
8.构成如权利要求1到7的任一项中规定的系统的电视机。
9.构成如权利要求1到7的任一项中规定的系统的计算机系统。
10.一个远程控制装置，包括发射机，用于发送控制数据到设备；和冲突防止装置，用于防止在所述控制数据与由另一个远程控制装置发送的另一个控制数据之间的冲突，其特征在于，远程控制装置包括一个检测装置，用于检测所述另一个控制数据，冲突防止装置根据由检测装置对另一个控制数据的检测来控制控制数据的发送。
11.从远程控制装置发送控制数据给一个设备的方法，包括防止在所述控制数据与由另一个远程控制装置发送的另一个控制数据之间的冲突的步骤，其特征在于，所述方法包括检测所述另一个控制数据的步骤，防止冲突的步骤包括根据对另一个控制数据的检测来控制控制数据的发送。
12.如权利要求11中规定的方法，其特征在于，该方法还包括延迟对控制数据的发送，直至在预定的延迟时间间隔内没有检测到另外的控制数据为止的步骤。
13.如权利要求12中规定的方法，其特征在于，该方法还包括使延迟时间间隔延伸一段随机的时间间隔。
14.如权利要求12中规定的方法，其特征在于，该方法还包括将相对于另一个远程控制装置的优先级分配给远程控制装置的步骤，和使延迟时间间隔延伸一段其长度取决于所述优先级的时间间隔的步骤。
15.如权利要求14中规定的方法，其特征在于，该方法还包括在发送后相对于另一个远程控制装置降低优先级的步骤。
16.如权利要求10到15的任一项中规定的方法，其特征在于，该方法还包括如果在第一次发送控制数据后的预定的时间间隔内检测到另一个控制数据，则重发控制数据的步骤。
17.如权利要求10到16的任一项中规定的方法，其特征在于，控制数据的发送涉及通-断按键，该方法还包括在“断开”期间检测另一个控制数据的步骤，和在按这样的方式检测到另一个控制数据后中断该控制数据的发送、以及在以后的一个时刻重发控制数据的步骤。
全文摘要
本发明涉及包括一个设备和多个远程控制装置的系统。每个远程控制装置配备有检测器,用于检测来自其它远程控制装置的红外信号。远程控制装置能够根据对来自其它远程控制装置的信号的检测而控制消息的发送。这样,来自不同的远程控制装置的信号之间的冲突被避免。
文档编号G08C23/04GK1381028SQ01801495
公开日2002年11月20日 申请日期2001年5月8日 优先权日2000年5月30日
发明者R·穆舍布雷克, M·E·C·拉姆布雷希茨, J·A·E·沃特尔斯, G·L·M·范沃维贝克 申请人:皇家菲利浦电子有限公司