专利名称：能够改善连结率的无线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信装置和使用该装置的通信方法，并且更具体地说，涉及一种在转换到一种连结模式期间通过提高通信业务量(communication flow)能够减小连结转换(connection conversion)的误码率的无线通信装置和通信方法。本申请基于于2001年12月18日所提交的韩国专利申请，其专利申请号为2001-80518，引入在此作为参考。
背景技术：
蓝牙是一种应用在电子通信、网络、计算和消费品领域中的无线数据通信技术。蓝牙可替代许多用于连结相距短距离的装置的电缆。例如，当在移动电话和膝上型电脑中实现蓝牙时，可无需使用电缆而在装置之间进行通信。打印机、PDA(个人数字助理)、桌上型电脑、传真、键盘、游戏杆和几乎所有的数字装置都可用于蓝牙系统中。
通常，蓝牙的最快的数据传输速率为1Mbps，并且蓝牙的最大的数据传输范围为10m。对于使用2.4GHz的ISM(工业科学医疗)频段范围内的频率来说1Mbps是可得的传输速率，用户可以在不经许可的条件下并且以低的成本来使用该频率。此外，对于在办公室中的装置和PC之间传输数据的用户来讲，10m的传输范围是足够的。
此外，将蓝牙设计为可在具有大量的噪声的无线频段中工作，通过使用1600次每秒的跳频方法，数据可以在具有大量的噪声的无线频率中稳定地传输。该跳频方法也称为FHSS(跳频扩频)方法。在FHSS方法中，将给定的频段分为许多个跳频信道，并且根据当将在发送端处首先经调制的信号(中频)转换为射频频段2.4GHz时事先确定的次序，将该给定的频段分配给不同的跳频信道(hopping channel)。因为分配信号的信道以高速变化，所以可降低多信道干扰和窄带脉冲噪声。通过将所接收的被分配给许多个跳频信道的信号以与发送端的相同的次序连结，接收端恢复初始信号。79个跳频信道用于IEEE 802.11，将每个跳频信道的间隔安排为1MHz。当通过跳几个信道来分配信号时，至少要6MHz间隔以暂时避免在连续的跳频信道之间的相互干扰，并且用于改变跳频信道的速度(跳频速率)大于2.5次每秒。
而且，蓝牙系统支持一对多连结以及一对一连结。如图1所示，在蓝牙系统中，在由不同的跳频次序划分各个微微网(piconet)的条件下，可构建和连结多个微微网。名词“微微网”指通过将一个或者多个从属装置(slavedevice)连接到一个主装置(master device)形成的蓝牙单元。微微网可以具有一个主装置和最多为七个的从属装置。根据在微微网中的信道，主装置确定整体特性。蓝牙装置地址(BD_ADDR)确定跳频序列和信道访问码。即，主装置的时钟确定跳频序列的相位并且设定定时。此外，主装置控制信道上的业务量。任何的数字装置可以是主装置，并且一旦配置了微微网，主装置和从属装置可互换角色。
通过具有625μs(1/1600秒)的跳频时隙的时分双工方法，主装置和从属装置基本上执行双向通信。彼此互连的多个微微网称为散射网(scatternet)。
图2示出在主装置和从属装置之间通过TDD的通信。参照图2，分配给时隙的每个信道的长度是625μs。根据微微网主装置的蓝牙时钟，确定时隙的数目。此外，主装置和从属装置可以选择性地按时隙发送包。即，主装置在标记为偶数的时隙发送包，而从属装置在标记为奇数的时隙发送包。此外，在五个时隙中，应实现由主装置和从属装置所发送的包。包即是在微微网信道上所传输的数据单元。
在蓝牙连结状态中，主装置可以以保持(hold)模式、吸入(sniff)模式或者搁置(park)模式来操作从属装置。在保持模式中，与主装置相连的从属装置进入睡眠状态，同时该从属装置保存AM_ADDR(活动成员地址)。而且，在吸入模式中，在主装置和与之相连的从属装置之间的侦听周期被延长，同时保持AM_ADDR。此外，在搁置模式中，在释放AM_ADDR之后，与主装置相连的从属装置进入睡眠状态。并且，在从属装置进入搁置模式之前，分配给该从属装置PM_ADDR(搁置成员地址)或者AR_ADDR(访问请求地址)。
AM_ADDR表示为成员地址，并且识别在微微网中的活动成员。即，当在微微网中与一个主装置连结有多于两个从属装置时，主装置分配暂时三比特地址，当从属装置被激活时该地址用于识别每个从属装置。因此，在主装置和从属装置之间所交换的包都带有AM_ADDR。即，从属装置的AM_ADDR不仅用于从主装置向从属装置的包的传输，而且用于从从属装置向主装置的包的传输。当从属装置没有与主装置相连接或者从属装置处于搁置模式时，所分配的AM_ADDR被收回。当从属装置与主装置再次相连接时，应分配新的AM_ADDR。因为在蓝牙标准中由主装置分配给被激活的从属装置的地址定义为三比特，所以微微网应局限为一个主装置和七个从属装置。即，为了从主装置向从属装置广播而保留在最大为八个的地址中的地址“000”，并且从“001”到“111”的其它地址是可用的。
询问(inquary)和寻呼(paging)处理用于连结新的从属装置和主装置。询问程序允许在蓝牙系统中的装置确定每个装置的地址和时钟。主装置周期性地执行寻呼处理，并且唤醒从属装置。在图3和4中示出从属装置对于主装置的寻呼处理的响应。
图3示出当从属装置响应主装置的第一寻呼消息时的初始连结。图4示出当从属装置响应主装置的第二寻呼消息时的初始连结。
当成功地发送由主装置所发送的寻呼消息时，对于主装置和从属装置的跳频序列号进行同步。主装置和从属装置保持连结状态并且进入响应程序以通信信息。微微网连结状态的重要方面是主装置和从属装置使用相同的信道访问码和相同的信道跳频序列，并且对于主装置和从属装置的时钟进行同步。从主装置的BD_ADDR获得信道访问码和信道跳频序列，并且由主装置的时钟建立定时。为了暂时地使主装置的时钟和从属装置的时钟同步，将偏移量加到从属装置的本地时钟上。当开始连结时，应从主装置向从属装置发送主装置参数。
参照图3和4，频率f(k)和f(k+1)是由从属装置的BD_ADDR所决定的寻呼的跳频序列的频率。频率f’(k)和f’(k+1)相应于从从属装置向主装置的寻呼响应频率。在信道跳频序列中包括频率g(m)。
表1示出在主装置和从属装置之间通信的初始消息。
在步骤1中，主装置处于寻呼状态，并且从属装置处于寻呼扫描状态。当从属装置进入寻呼扫描状态时，从属装置选择相应于主装置的寻呼跳频序列的扫描频率。在该步骤中，假设由主装置所发送的寻呼消息(从属装置的装置访问码)被从属装置接收。
当装置访问码被识别时，在步骤2中从属装置发送响应消息。由从属装置所发送的响应消息仅由从属装置的装置访问码构成。在从所接收的寻呼消息(从属装置的ID包)的开始计算的625μs处从属装置发送响应消息，并且响应消息的跳频符合所接收的寻呼消息的跳频。从属装置使用寻呼响应跳频序列来向主装置返回信息，同时交换初始消息。在发送响应消息之后，从属装置的接受器等待在响应消息开始之后的312.5μs处激活的FHS(跳频同步)包(步骤3)。如图4所示，当从属装置响应主装置的第二寻呼消息时，可在发送寻呼消息之后312.5μs处发送FHS包。即，在这种情况下，不使用如在RX/TX定时中的625μs的间隔。
当在从属装置响应状态中将FHS包发送到从属装置时，从属装置向主装置返回仅由从属装置的装置访问码构成的响应，以通知通过使用寻呼响应跳频序列接收FHS包(步骤4)。基于FHS包发送响应包。此外，从属装置根据从FHS包发送的主装置的信道来改变访问码和时钟。即，在步骤5中，从属装置进入连结状态，并且从那时起，从属装置使用主装置的时钟和BD_ADDR来确定信道跳频序列和信道访问码。由主装置所发送的POLL包来启动连结模式。POLL包和NULL包具有相同的结构。然而，尽管不需要响应NULL包，但是POLL包需要来自接收端的、表示接收端是否有数据要发送的响应。而且，POLL包不影响具有ARQ(自动请求重发)和SEQN(顺序编号机制(sequentialnumbering scheme))或者重发控制方法的响应控制器。POLL包的代表性应用是在微微网中由主装置检查从属装置的存在。当存在从属装置时，该POLL包响应主装置。
在步骤6中，从属装置提供相应于包的类型的响应。在接收FHS包之后，当在主装置没有接收新分配的连结号或者响应包期间从属装置没有接收POLL包时，则主装置和从属装置返回寻呼和寻呼扫描状态。
如上所述，对于要建立连接状态的蓝牙系统来讲，在建立步骤中应当成功地进行寻呼和寻呼扫描处理，以使从属装置能够接收主装置的时钟值。然而，当由于例如超距、障碍或者由缺陷的RF模块的原因而使主装置不能接收从属装置的ID包时，如图5所示主装置以预定次数连续地发送FHS包。然而，在接收FHS包并且发送ID包之后从属装置已经进入信道跳频序列状态。这样，按照信道跳频序列从属装置等待接收POLL包。由此，不能进一步处理主装置和从属装置的连结。在预定的时间过去之后，建立连结处理以失败而结束。相应地，主装置和从属装置应当从步骤1重新开始，由此导致更多的电能消耗和降低的连结率。
发明内容
本发明是要克服上述问题。因此，本发明的目的是提供一种能够降低连结失败率的无线通信装置和无线通信方法。
通过提供一种无线通信装置达到上述目的，该装置包括收发器，用于与外部设备进行数据的收发；响应包生成器，用于生成用于通知成功地接收由外部设备所发送的包的响应包；和控制单元，用于当接收到该包时，该控制单元通过收发器向外部设备发送所产生的响应包，并且，当该控制单元断定在发送所生成的响应包中产生误码时，该控制单元在预定的时间之后重发该响应包。
其中当在预定的时间内没有接收到相应于该响应包的包时，则控制单元判断在响应包中有误码。而且当所接收的、相应于被发送的响应包的包与先前所接收的包相同时，则控制单元判断在响应包中有误码。
无线通信装置进一步包括计数器，用于计数经发送的响应包的发送次数。当所计数的次数达到预定的次数时，控制单元初始化与外部设备的连结。
当控制单元判定响应包被成功地发送时，该控制单元开始收发数据。这里，当在预定的时间内从外部设备接收相应于响应包的包时，控制单元判定该响应包被成功地发送。
另外，根据本发明的一种无线通信方法包括步骤生成用于通知成功地接收到来自外部设备的包的响应包；通过收发器向该外部设备发送所生成的响应包；判断在接收该响应包中是否存在误码；和当断定在接收该响应包中产生误码时，在预定的时间之后控制重发该响应包。
通过结合附图来说明本发明的优选实施例，本发明的上述的目的和特征将变得更加明显，其中图1示出蓝牙系统的散射网；图2示出在主装置和从属装置之间通过TDD的通信；图3示出当从属装置对于主装置的第一寻呼消息作出响应时的初始连结；图4示出当从属装置对于主装置的第二寻呼消息作出响应时的初始连结；图5示出在主装置和从属装置建立连结中所产生的误码；图6示出根据本发明的无线通信装置的示意框图；图7示出图6的无线通信装置与外部通信装置的连结方法的流程图；图8示出图6的装置通过TDD进行通信的一个示例；图9示出图6的装置通过TDD进行通信的另一个示例；和图10是示出通过图6的装置与外部设备相连接程序的示意图。
具体实施例方式
现参照附图详细地说明本发明。
图6示出根据本发明的无线通信装置的示意图。参照图6，无线通信装置包括收发器21(31)，响应包生成器23(33)，控制单元25(35)，和计数器27(37)。无线通信装置20(30)的控制单元25(35)与主机40(50)相连接。此处，标号20、21、23和25用于作为主装置20操作的无线通信装置的部件，并且标号30、31、33和35用于作为从属装置30操作的无线通信装置的部件。主装置20的每个部件与作为从属装置操作的无线通信装置30的每个部件具有相同的功能。
收发器21(31)处理来自外部的RF信号，并且向外部发送目的数据包。响应包生成器23(33)生成用于通知成功地接收由外部设备所发送的包的响应包。当通过收发器21(31)从外部设备发送预定包时，控制单元25(35)通过收发器21(31)向外部设备发送在响应包生成器23(33)处生成的响应包。此外，控制单元25(35)判断所发送的响应包是否产生误码。当断定所发送的响应包产生误码时，控制单元25(35)在预定的时间之后重发所发送的响应包。计数器27(37)计数已发送的响应包的发送次数。
图7示出图6的无线通信装置与外部通信装置的连结方法的流程图。参照图7，将更详细地说明根据本发明的无线通信装置20。
在待机(stand-by)状态中的设备具有非活动连结状态并且不发送数据。为了试图连结，无线通信装置20启动询问程序以寻找在可通信区域中的全部蓝牙装置。通常，试图进行连结的无线通信装置20成为成为主装置20。而且，主装置20发送指明期望的从属装置的寻呼消息。在这种情况下，主装置20使用从查询处理获得的从属装置的设备访问码和定时信息。
当主装置20所期望的从属装置30接收寻呼消息时，从属装置30的响应包生成器33对于从主装置20所发送的寻呼消息生成响应包(S701)。在响应包生成器33中所生成的响应包仅由从属装置30的设备访问码构成。在响应包生成器33中所生成的响应包由控制单元35控制并且被发送到收发器31。收发器31向主装置20发送所接收的响应包(S703)。从属装置30的控制单元35判断所接收的响应包是否成功地发送到主装置(S705)。在这种情况下，当在预定的时间内从主装置20没有发送相应于所发送的响应包的包时，则从属装置30的控制单元35判断在所发送的响应包中有误码。而且，当从主装置20所发送的、相应于所发送的响应包的包与已经发送的包相同时，则从属装置30的控制单元35判断在所发送的响应包中有误码。
假如判断在所发送的响应包中有误码，则从属装置30的控制单元35控制响应包生成器33和收发器31以使得在预定的时间之后可重发与所发送的响应包相同的响应包(S707)。从属装置30的计数器37计数所发送的响应包的发送次数(S709)。从属装置30的控制单元35检查由计数器37计数的发送次数是否达到预定的值(S711)。当从属装置30的控制单元35判断经计数的发送次数达到预定的值，则控制单元35初始化与主装置20的连结(S713)。即，在主装置20和从属装置30之间的连结程序结束，并且主装置20再次启动询问程序。
当主装置成功地从从属装置30处接收寻呼消息的响应包时，主装置20进入主装置响应状态。即，主装置20的响应包生成器2 3生成FHS包作为对于所发送的响应包的响应(S701)。此时，从主装置20的响应包生成器23生成FHS包包括从属装置30所需的全部的信息定时信息、跳频信道同步信息和精确的设备访问码。
主装置20的响应包生成器23所生成FHS包由主装置20的控制单元25控制，并且被发送到收发器21。主装置20的收发器21向从属装置发送已发送的FHS包(S703)。主装置20的控制单元25判断所发送的响应包是否成功地发送到从属装置30(S705)。在这种情况下，当在预定的时间中从从属装置处没有发送相应于所发送的FHS包的响应包时，则主装置20的控制单元25判断在所发送的FHS包中存在误码。
当判断在所发送的响应包中有误码时，则主装置20的控制单元25控制响应包生成器23和收发器21以使得在预定的时间之后可重发与所发送的FHS包相同的FHS包(S707)。主装置20的计数器25计数所发送的FHS包的发送次数(S709)。主装置20的控制单元25检查由计数器25计数的发送次数是否达到预定的值(S711)。当主装置20的控制单元25判断经计数的发送次数达到预定的值时，则控制单元25初始化与从属装置30的连结(S713)。即，在主装置20和从属装置30之间的连结程序结束，并且再次启动询问程序。
当从属装置30成功地从主装置20处接收FHS包时，从属装置30的响应包生成器33生成表示接收到从主装置20发送的FHS包的响应包(S701)。将对于FHS包的响应包发送到主装置20(S703)，并且图8和9示出从步骤1到4的程序。这里的一串信号是寻呼跳频序列，其中主装置发送从属装置30的设备访问码以与从属装置30相连结。而且，寻呼扫描意味着从属装置30接收其相应于主装置20的寻呼跳频序列的设备访问码，并且向主装置20发送该设备访问码以表明接收到该设备访问码。此外，由从属装置30所发送的从属装置的设备访问码的一串信号是从属装置30使用的寻呼跳频序列。从属装置30的控制单元35判断FHS包的响应包是否成功地发送到主装置20(S705)。随后的程序与前面所述的相同。假如从属装置30的控制单元35判断相应于所发送的FHS包的发送的响应包成功地被接收，则允许主装置20的寻呼消息。
当从从属装置30处，主装置20接收相应于FHS包的响应包时，主装置20开始数据传输并且向从属装置30发送数据业务(S715)。从此时开始，开通用于主装置20和从属装置30数据传输的信道。通过该信道发送的数据包串是信道跳频序列。
当从属装置30从主装置20处成功地接收第一业务时，从属装置30向主装置20发送由从属装置30准备发送的数据业务。在主装置20和从属装置30之间的数据传输已经在前面说明(S717)。
当从属装置30不能从主装置20处成功地接收第一业务时，从属装置30的控制单元35判定在预定的时间中没有来自主装置20的响应并且在由从属装置30所发送的响应包中存在误码。因此，从属装置30的控制单元35控制收发器31和响应包生成器33，以使可以发送与在预定时间之后所发送的响应包相同的响应包(S707)。当主装置20接收由从属装置30所重发的响应包时，主装置20向从属装置30重发第一业务。重复上述程序直到在由计数器27和37所计数的发送次数的设定范围之内，从属装置30成功地接收由主装置20所发送的第一业务为止。该程序由图8中的步骤5和6示出。
此外，图9示出从属装置30的控制单元35判定在FHS包的响应包和第一业务中存在误码的情况。在图9中，假如从属装置30没有接收到从主装置20发送的FHS包，则从属装置30重发响应包。主装置20根据从从属装置30重发的响应包重发FHS包。在重复FHS包的重发程序若干次之后，从属装置30成功地接收由主装置20所重发的FHS包。然而，当断定在由主装置20所发送的第一业务中存在误码时，在这种情况下执行相同的程序。
图10是示出与外部设备相连接的处理示意图。参照图10，在待机状态中，即该状态是一种主装置20没有和从属装置30相连结的状态，由主装置20的询问程序和寻呼程序执行从属装置30的寻呼扫描程序。当通过从属装置30的寻呼扫描程序将从属装置30的响应包发送到主装置20时，并且从属装置30的响应包成功地被发送，完成主装置20和从属装置30的连结。
在完成连结状态中，主装置20和从属装置30互通数据。在该过程中，因为从从属装置30向主装置20发送响应包可以重复几次，所以主装置20和从属装置30的连结成功率增高。
根据本发明，随着在无线通信装置和外部设备的连结期间成功的包发送的机会的提高，无线通信装置不需由于连结失败而从初始建立开始重试。因此，提高连结的成功率，并且由此能够降低由于来自初始建立的一次或者多次的重试而引起的电能消耗。
到此，已经说明并解释本发明的优选实施例。然而，本发明不局限于此处所说明的优选实施例，并且本领域的技术人员可在不脱离在权利要求书部分中所要求的本发明的实质的条件下改进本发明。
权利要求
1.一种无线通信装置包括收发器，与外部设备进行数据的收发；响应包生成器，生成用于通知成功地接收由外部设备所发送的包的响应包；和控制单元，当接收到该包时，该控制单元通过收发器向外部设备发送所产生的响应包，并且，当该控制单元断定在发送所生成的响应包中产生误码时，该控制单元在预定的时间之后重发该响应包。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中当在预定的时间内没有接收到相应于该响应包的包时，则控制单元判断在发送响应包中有误码。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中当所接收的、相应于被发送的响应包的包与先前所接收的包相同时，则控制单元判断在发送响应包中有误码。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中该响应包包括设备访问码。
5.如权利要求2所述的无线通信装置，还包括计数器，用于计数经发送的响应包的发送次数，其中当所计数的次数达到预定的次数时，控制单元初始化与外部设备的连结。
6.如权利要求1所述的无线通信装置，其中当控制单元判定响应包被成功地发送时，开始收发数据。
7.如权利要求6所述的无线通信装置，其中当在预定的时间内从外部设备接收相应于响应包的包时，控制单元判定该响应包被成功地发送。
8.一种无线通信方法包括步骤生成用于通知成功地接收接收自外部设备的包的响应包；向该外部设备发送所生成的响应包；判断在接收该响应包中是否存在误码；和当断定在接收该响应包中产生误码时，在预定的时间之后控制重发该响应包。
9.如权利要求8所述的无线通信方法，其中当从外部设备没有接收到相应于该响应包的包时，则判断步骤判断在接收响应包中发生误码。
10.如权利要求8所述的无线通信方法，其中当所接收的、相应于所接收的响应包的包与先前所接收的响应包相同时，则判断步骤判断在接收响应包中存在误码。
11.如权利要求8所述的无线通信方法，其中该响应包包括设备访问码。
12.如权利要求8所述的无线通信方法，还包括步骤计数接收响应包的次数；和当所计数的次数达到预定的次数时，初始化与外部设备的连结。
13.如权利要求8所述的无线通信方法，其中，在控制步骤中，当判定响应包被成功地发送时，开始收发数据。
14.如权利要求13所述的无线通信方法，其中当从外部设备成功地接收相应于该响应包的包时，判断步骤判定该响应包被成功地发送。
全文摘要
一种能够提高连结率的无线通信装置和无线通信方法。该无线通信装置包括收发器，用于与外部设备进行数据的收发；响应包生成器，用于生成用于通知成功地接收由外部设备所发送的包的响应包；和控制单元，用于当接收到该包时，该控制单元通过收发器向外部设备发送响应包，并且，当该控制单元断定在发送所生成的响应包中产生误码时，该控制单元在预定的时间之后重发该响应包。相应地，因为在试图与外部设备连结同时无线通信装置可增加包发送的机会，所以可以降低由于与外部设备连结失败而带来的初始建立的重试率。
文档编号H04L12/28GK1427549SQ0215609
公开日2003年7月2日 申请日期2002年12月16日 优先权日2001年12月18日
发明者具瓒奎 申请人:三星电子株式会社