專利名稱：用于在一個無線通信系統(tǒng)中建立一個連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。
藍(lán)牙具有一個弱點，其中在一個擁擠的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)一個打算用于通信的接收者時就會出現(xiàn)問題，例如一個會議，那里許多人正進(jìn)行交換電子商務(wù)卡或在一個市郊火車上，許多人在移動電話或音樂播放設(shè)備和耳機之間采用藍(lán)牙連接。一個藍(lán)牙設(shè)備必須執(zhí)行一種時間消耗發(fā)現(xiàn)操作，這將實際定位局部環(huán)境中的每個藍(lán)牙設(shè)備。
在本文中，術(shù)語“廣播”被用于實質(zhì)上區(qū)別非方向的傳輸和有方向的，點對點的傳輸不是指信號將要由多個臺站同時接收。術(shù)語“建立信息”意味著由第二設(shè)備使用的信息，用于建立它的廣播信道傳輸，不只是一個報警信號。使用一個簡單的紅外報警信號，它不運送設(shè)立信息，此外，在IP-A-08-204791中公開了在一個系統(tǒng)中也采用射頻無線通信。
第二信號不必立刻跟隨第一信號。例如，在發(fā)送第二信號之前，使用點對點信道可以影響相互識別和協(xié)商的程度。
點對點信道可以使用一個電纜作為一媒介或感應(yīng)通信。然而，最好使用一種光學(xué)載體。一個光纖可以被用于點對點信道但這不是優(yōu)選的。
建立信息最好包括定義一個信道的數(shù)據(jù)，最好包括一個跳頻方案。
第一信號可以包括一個加密密鑰以便提供隨后使用廣播信道通信的安全性。點對點信道專用特性意味著可以使用代碼不是公共密鑰代碼，包括PGP。和可替換的加密方式一樣，射頻通信可以有效地使用一種擴頻技術(shù)，其中在大于數(shù)據(jù)率的速率上用一個偽隨機序列相移調(diào)制載波。
按照本發(fā)明，提供一種在兩個設(shè)備之間建立一個無線網(wǎng)絡(luò)連接的方法，該方法包括從第二設(shè)備發(fā)送一個網(wǎng)絡(luò)允許請求信號到第一設(shè)備；確定第二設(shè)備是否應(yīng)該被允許連到包括第一設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中；和如果確定第二設(shè)備允許連到該網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行一種按照本發(fā)明的在兩個設(shè)備之間建立無線連接的方法，其中在所述點對點信道中發(fā)送網(wǎng)絡(luò)允許請求信號。
通過使用點對點信道發(fā)送一個適當(dāng)?shù)男盘柕降诙O(shè)備，第一設(shè)備可以邀請第二設(shè)備發(fā)送網(wǎng)絡(luò)允許請求信號。
按照本發(fā)明，提供具有通信設(shè)施的一個設(shè)備，該設(shè)備包括射頻收發(fā)信機裝置，一個非無線電點對點收發(fā)信機裝置和控制裝置，用于控制射頻和點對點收發(fā)信機裝置，處理由此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和處理接收的數(shù)據(jù)，其中編程控制裝置以便按照本發(fā)明的方法配置所述設(shè)備用作第一設(shè)備或第二設(shè)備。
優(yōu)選的是，點對點收發(fā)信機裝置是一個光收發(fā)信機裝置。
按照本發(fā)明的設(shè)備可以尤其被實施在一個計算機中，一個移動電話或一個打印機。
簡述附1顯示了按照本發(fā)明的一個設(shè)備；圖2示例了

圖1的設(shè)備使用的跳頻；圖3顯示了按照本發(fā)明形成的無線網(wǎng)絡(luò)；圖4顯示了建立無線網(wǎng)絡(luò)的兩個設(shè)備；圖5顯示了在兩個設(shè)備之間設(shè)立無線信道的第一信令方案；圖6顯示了被加到無線網(wǎng)絡(luò)的另一個設(shè)備；和圖7顯示了用于在兩個設(shè)備之間設(shè)立無線信道的第二信令方案。
參考圖1，按照本發(fā)明的一個設(shè)備1，它可以是一個PDA，一個移動電話，一個打印機或其他的設(shè)備，其包括一個處理器2，RAM3，ROM4，顯示電路5，用戶輸入電路6，通過總線10互連的一個射頻子系統(tǒng)7和紅外子系統(tǒng)8。設(shè)備1可以具有需要用于特殊功能的附加的電路和機械元件(未示出)，例如移動電話情況下的信號處理和打印機情況下的打印機引擎。
ROM4包含用于控制使用射頻和紅外子系統(tǒng)7，8通信的程序，對于經(jīng)一個API由處理器2運行的程序來說，它是可訪問的。
射頻子系統(tǒng)7包括收發(fā)信機電路，包括一個本地振蕩器，和用于響應(yīng)于來自處理器2的命令控制收發(fā)信機電路的控制器。收發(fā)信機適用于跳頻發(fā)射和接收。
參考圖2，它顯示了可以操作在重疊區(qū)域中的兩個無線網(wǎng)絡(luò)的跳頻圖，將2.4GHz的ISM頻帶中50MHz寬的部分用載波間隔1MHz分成50個信道。設(shè)備1以2ms時隙發(fā)送分組數(shù)據(jù)，改變時隙之間的頻率。使用多個連續(xù)的時隙可以發(fā)送一個分組且在一個時隙中可以發(fā)送多個分組。由于偽隨機序列在它的開始是最后，因此跳頻是偽隨機的，且將要用于任何給定分組的信道能能使用用于控制偽隨機序列和時隙數(shù)的一個“種子”值來確定。一個設(shè)備發(fā)送的權(quán)利是獨立于跳頻方案的，通過處于其中的無線網(wǎng)絡(luò)的偽隨機序列確定在頻率上發(fā)送的一個無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。
參考圖3，一個示例的無線網(wǎng)絡(luò)包括一個PDA10，一個移動電話11和一個打印機12，所有這些設(shè)備具有圖1所示設(shè)備的元件。PDA10是一個主設(shè)備，并且能直接與移動電話11和打印機12通信。然而，移動電話11和打印機12是從屬設(shè)備和只能經(jīng)PDA10進(jìn)行彼此通信。因此，相同的偽隨機序列，和因此相同的跳頻方案被使用于PDA10，移動電話10和打印機12之間所有的通信。
現(xiàn)在將描述在PDA10和移動電話11之間的無線鏈接的建立。
當(dāng)可獲得通信時，按照本發(fā)明的所有設(shè)備監(jiān)視它們的紅外信號環(huán)境。當(dāng)用戶不希望設(shè)備用于通信時，用戶可以禁用紅外子系統(tǒng)8以保存電能。此外，如果在一些周期不使用，通過一個定時器也能夠禁用紅外子系統(tǒng)8。
為了連接移動電話11到PD11A10，將移動電話11對準(zhǔn)PDA10(圖4(a))，以便它們的紅外端口被對準(zhǔn)(圖4(b))。
在這點上，既不是PDA10也不是移動電話11已經(jīng)被指定為主設(shè)備。盡管這可以留給PDA10和移動電話11來在它們之中分類出來，但在本實施例中，用戶或設(shè)備的用戶能分配這個任務(wù)給設(shè)備10，11。將假設(shè)PDA10將是主設(shè)備。
當(dāng)PDA10和移動電話11的紅外口被對準(zhǔn)時，移動電話11的用戶輸入一個“連接”命令。參考圖5，移動電話11負(fù)責(zé)通過發(fā)送一個“許可進(jìn)入請求”信號到PDA10以請求允許進(jìn)到它的無線網(wǎng)絡(luò)。在這點上，無線網(wǎng)絡(luò)是純概念性的，因為PDA10還沒有與任何其他設(shè)備建立通信?！霸试S請求”信號包括指定給移動電話11的用戶定義或預(yù)置的“名稱”和一個設(shè)備類型代碼。PDA10使用名稱和設(shè)備類型代碼確定移動電話11對它是否是已知的并應(yīng)該自動地批準(zhǔn)進(jìn)入。為此，PDA10在用戶控制的一個“朋友”列表中查閱移動電話11。如果移動電話11不被PDA10識別作為是一個“朋友”，PDA10顯示一個消息給它的用戶，詢問移動電話11是否應(yīng)該被允許進(jìn)入。如果用戶通過輸入“否”進(jìn)行回答，PDA10發(fā)送一個“許可拒絕”消息到移動電話11。然而，如果移動電話11被允許進(jìn)入，PDA10選擇一個偽隨機數(shù)種子，例如使用采取PDA10和移動電話11的名稱的一個算法作為輸入，并且在由偽隨機數(shù)指定的信道上聽50ms(即25個時隙)。如果PDA10檢測到具有高于門限值的信號強度多于2個脈沖串，它選擇另一個偽隨機數(shù)種子和聽另外一個25時隙。
如果PDA10沒有檢測到門限以上的多于二個的脈沖串，它使用它的紅外子系統(tǒng)7發(fā)送一個“允許進(jìn)入批準(zhǔn)”信號到移動電話11?！霸试S進(jìn)入批準(zhǔn)”信號包括PDA10的名稱和設(shè)備類型，它擁有的無線網(wǎng)絡(luò)地址，由移動電話使用的無線網(wǎng)絡(luò)地址，偽隨機數(shù)種子，時隙數(shù)和與由PDA10建立的跳頻方案同步的時鐘信號。在“允許進(jìn)入批準(zhǔn)信號”中識別的時隙上時鐘信號終止。“允許進(jìn)入批準(zhǔn)”信號可以選擇性的攜帶由從屬設(shè)備使用的一個加密密鑰，在此情況下是移動電話11，用于隨后的射頻通信。
當(dāng)移動電話11接收到“允許批準(zhǔn)”信號時，使用“允許進(jìn)入批準(zhǔn)”信號中的時鐘信號和時隙數(shù)，以使它的射頻子系統(tǒng)7的收發(fā)信機與PDA10的相同步，并確定它是否可以認(rèn)為PDA10作為一個“朋友”來與它進(jìn)行通信，而使用PDA的名稱和設(shè)備類型。如果PDA10沒有識別認(rèn)為是一個“朋友”，移動電話11詢問它的用戶，在用戶錯誤的開始與PDA10進(jìn)行連接處理的情況下。如果用戶響應(yīng)詢問沒有授權(quán)連接，移動電話11把它的射頻子系統(tǒng)7返回到待機模式。然而，如果連接被允許，移動電話11開始監(jiān)聽為隨機數(shù)種子確定的跳頻信道。
在這個時間期間，PDA10使用它的射頻子系統(tǒng)開始發(fā)送許多編址的“詢問”信號數(shù)據(jù)分組到移動電話11。當(dāng)移動電話11接收到“詢問”信號數(shù)據(jù)分組的其中之一時，它用一個“確認(rèn)”信號來回答。如果在一個確定時間或分組數(shù)量內(nèi)對詢問信號沒有回應(yīng)，PDA10假定它已經(jīng)被拒絕作為一個主設(shè)備和停止發(fā)信令到移動電話11。
對于隨后的射頻通信，設(shè)備10，11使用一種修改的時隙ALOHA的形式，其中時隙的百分率被保留以便由一個特殊設(shè)備使用。例如，在一個100時隙的幀中，在每個幀中可以為一個設(shè)備保留第20，第40，第60，第80和第100個時隙，從而另外的設(shè)備或許很少需要發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，例如打印機，將只具有第50個保留的時隙。保留的時隙由主設(shè)備確定，不依靠無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的設(shè)備類型代碼。便利的，一個特殊設(shè)備可能不使用的時隙在編址的“詢問”數(shù)據(jù)分組中連同網(wǎng)絡(luò)地址、任何另外存在的無線網(wǎng)絡(luò)成員的名稱和設(shè)備類型一起傳遞給他。
一旦射頻鏈接已經(jīng)被建立，設(shè)備10，11能被分開和被彼此“隱藏”，例如，用戶可以把移動電話11放在一個分組中而把PDA10在另一個分組中(圖4(c))。射頻鏈接提供一個子層，在其上可以使用諸如TCP/IP的一個較高級協(xié)議。
在這點上，PDA的無線網(wǎng)絡(luò)包含PDA10和移動電話11。將假設(shè)用戶現(xiàn)在希望增加打印機到它的網(wǎng)絡(luò)中。必須使用戶移動到打印機12和在其上操作以便把它添加到無線網(wǎng)絡(luò)中，這是不方便的。為解決這個問題，在一個主設(shè)備是PDA10的情況下，能邀請另一個設(shè)備請求允許進(jìn)入。
參考圖6和7，當(dāng)PDA10的用戶希望添加打印機12到無線網(wǎng)絡(luò)時，用戶使PDA10的紅外端口與打印機12的端口對準(zhǔn)并把一個命令輸入到PDA10，使它發(fā)送一個紅外線“允許進(jìn)入請求邀請”信號到打印機12。
當(dāng)打印機12接收到“允許進(jìn)入請求邀請”信號時，它首先確定是否它已經(jīng)在一個無線網(wǎng)絡(luò)中。如果是，它用一個“忙”信號回答。如果不是，打印機12發(fā)送一個“允許進(jìn)入請求”信號到PDA10?！霸试S進(jìn)入請求”信號包括打印機12的“名稱”和一個設(shè)備類型代碼。PDA10使用名稱和設(shè)備類型代碼確定打印機12對它是否是已知的和應(yīng)該自動地批準(zhǔn)進(jìn)入。如果PDA10沒有認(rèn)可打印機12，PDA10顯示一個消息給它的用戶，詢問是否該請求設(shè)備應(yīng)該被允許進(jìn)入，由于紅外“請求命令”信號已經(jīng)被一個設(shè)備而不是打印機12不注意的接收了。如果用戶通過輸入“否”進(jìn)行回答，PDA10發(fā)送一個“拒絕許可”消息到請求設(shè)備。然而，如果打印機12作出回答并被允許，PDA10使用它的紅外子系統(tǒng)8發(fā)送一個“允許進(jìn)入批準(zhǔn)”信號到打印機12。“允許進(jìn)入批準(zhǔn)”信號包括PDA10的名稱和設(shè)備類型，它自己的無線網(wǎng)絡(luò)地址，移動電話使用的一個無線網(wǎng)絡(luò)地址，偽隨機數(shù)種子，一個時隙數(shù)和與由PDA10建立的跳頻方案同步的一個時鐘信號。在“允許進(jìn)入批準(zhǔn)信號”中識別的時隙上終止該時鐘信號。
如前一樣，現(xiàn)在PDA10開始使用它的射頻子系統(tǒng)8，發(fā)送許多編址的“詢問”信號數(shù)據(jù)分組到打印機12。當(dāng)打印機12接收到“詢問”信號數(shù)據(jù)分組的其中之一時，它用一個“確認(rèn)”信號來回答。如果在一個確定時間或確定數(shù)量的數(shù)據(jù)分組內(nèi)對詢問信號沒有回應(yīng)，PDA10假定打印機12已經(jīng)被拒絕把它作為一個主設(shè)備并停止發(fā)信令到移動電話11。
當(dāng)PDA10已經(jīng)接收了“確認(rèn)”信號時，PDA10發(fā)送新的“保留的時隙”信號到無線網(wǎng)絡(luò)的其它成員，通知它們打印機保留的時隙和打印機的網(wǎng)絡(luò)地址。
盡管無線網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)存的，PDA10每60秒輪詢每個從屬設(shè)備，如果對兩個連續(xù)的輪詢的響應(yīng)沒有從從屬設(shè)備11，12接收到，則PDA10確定它已經(jīng)不在無線網(wǎng)絡(luò)中了，例如，超出范圍，被關(guān)機或被它的用戶指令而不管來自PDA10的信號。PDA10對此響應(yīng)，通過從它的網(wǎng)絡(luò)記錄中移去不存在的設(shè)備的詳細(xì)資料并發(fā)送一個新的“保留的時隙”消息給任何剩下的從屬設(shè)備，以通知它們不存在的設(shè)備已經(jīng)離開無線網(wǎng)絡(luò)并修改它們保留的時隙列表。
此外，PDA10的用戶還可以從無線網(wǎng)絡(luò)中逐出一個從屬，在使用一個共享打印機打印之后，通過輸入一個適當(dāng)?shù)拿钸@將是所期望的。通過PDA10發(fā)送一個“逐出”消息給所述設(shè)備來執(zhí)行逐出，并發(fā)送新的“保留的時隙”消息給任何剩下的從屬，以通知它們逐出的設(shè)備已經(jīng)離開無線網(wǎng)絡(luò)并修改它們保留的時隙列表。
當(dāng)沒有從屬設(shè)備剩下時，PDA10把它的射頻子系統(tǒng)7放在一個待機模式，其中它停止監(jiān)聽信號或發(fā)射信號。同樣，一個從屬設(shè)備離開一個無線網(wǎng)絡(luò)，它的射頻子系統(tǒng)7也處在待機模式中。
因此，本發(fā)明提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)工作系統(tǒng)，它避免了在射頻中只適用于藍(lán)牙方式的固有的問題。
在一個修改形式中，射頻和紅外子系統(tǒng)和用于處理器2的程序可以適于選擇性按照藍(lán)牙和紅外DA協(xié)議可來操作，以便提供后向的兼容性。在此情況下，按照本發(fā)明的操作最好使用藍(lán)牙頻帶規(guī)劃。
應(yīng)該清楚的是，本發(fā)明可以以許多形式實施，并且設(shè)備并不必都是便攜的。例如，諸如PDA或移動電話之類的便攜設(shè)備能夠連接到在進(jìn)入一個建筑物的固定的主設(shè)備，通過使便攜設(shè)備的紅外口對準(zhǔn)屬于主設(shè)備的一個端口，在建筑的一個入口上提供便利。
在另一個實施例中，通過從主設(shè)備發(fā)送一個紅外“逐出”信號到從屬設(shè)備可以有效地用于從無線網(wǎng)絡(luò)逐出一個從屬，例如，響應(yīng)用戶輸入，跟著一個新的射頻“保留的時隙”消息給任何剩下的從屬設(shè)備以便通知它們逐出的設(shè)備已經(jīng)離開無線網(wǎng)絡(luò)并修改它們保留的時隙列表。在此情況下，用戶不會有從主設(shè)備存儲和顯示的一個可能隱含名稱中去識別被逐出設(shè)備的問題。
權(quán)利要求
1.一種在兩個設(shè)備之間建立無線連接的方法，該方法包括使用非無線頻率波通過一個點對點信道的裝置從第一設(shè)備(10)發(fā)送第一信號到第二設(shè)備(11，12)；和從第一設(shè)備(10)發(fā)送第二信號到第二設(shè)備(11，12)，其特征在于第一信號傳遞廣播無線射頻信道(RF)的設(shè)立信息到第二設(shè)備(11，12)和所述廣播信道被用于所述第二信號。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中點對點信道使用一個光學(xué)載波(IR)。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其中所述設(shè)立信息包括定義跳頻方案的數(shù)據(jù)。
4.按照權(quán)利要求1，2或3的方法，其中所述第一信號包括一個加密密鑰。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中所述第二信號包括使用所述密鑰加密的數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求4或5的方法，包括從第二設(shè)備(11，12)發(fā)送第三信號到第一設(shè)備，所述第三信號包括使用所述密鑰加密的數(shù)據(jù)。
7.一種在兩個設(shè)備(10，11，12)之間建立無線網(wǎng)絡(luò)連接的方法，該方法包括從第二設(shè)備(11，12)發(fā)送一個網(wǎng)絡(luò)允許進(jìn)入請求信號到第一設(shè)備(10)；確定所述第二設(shè)備(11，12)是否應(yīng)該被允許進(jìn)入到包括第一設(shè)備(10)的網(wǎng)絡(luò)；和如果確定第二設(shè)備(11，12)允許進(jìn)入到該網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行按照任何前述權(quán)利要求的方法，其中在所述點對點信道(IR)中發(fā)送所述網(wǎng)絡(luò)允許進(jìn)入請求信號。
8.一種具有通信設(shè)施的設(shè)備，該設(shè)備包括一個射頻收發(fā)信機裝置(7)，一個非無線電對點收發(fā)信機裝置(8)以及用于控制射頻和點對點收發(fā)信機裝置(7，8)的控制裝置(2)，處理用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和處理接收的數(shù)據(jù)，其中編程所述控制裝置(2)以便配置該設(shè)備以按照任何前述權(quán)利要求的方法用作第一設(shè)備(10)或第二設(shè)備(11，12)。
9.按照權(quán)利要求8的設(shè)備，其中點對點收發(fā)信機裝置(8)是一個光收發(fā)信機裝置。
10.按照權(quán)利要求8或9的一種計算機。
11.按照權(quán)利要求8或9的一種移動電話。
12.按照權(quán)利要求8或9的一種打印機。
全文摘要
兩個設(shè)備例如一個PDA(10)和一個移動電話(12)之間的通信在轉(zhuǎn)換到用于傳送數(shù)據(jù)的一個廣播射頻信道之前，可以使用一個點對點信道比如通過紅外信令建立。因此，在包含可用于加入無線網(wǎng)絡(luò)的許多設(shè)備的環(huán)境中，該設(shè)備能很容易地添加到一個無線網(wǎng)絡(luò)中。
文檔編號H04L12/28GK1439214SQ01811879
公開日2003年8月27日 申請日期2001年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月3日
發(fā)明者約翰·昆廷·菲利普斯 申請人:約翰·昆廷·菲利普斯