通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行設(shè)備同步的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所描述的實(shí)施例總體涉及無(wú)線(xiàn)通信，更具體地，涉及針對(duì)中央(服務(wù)器)無(wú)線(xiàn) 通信設(shè)備和外圍（客戶(hù)端)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的藍(lán)牙?無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)通信協(xié)議提 供時(shí)間同步。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過(guò)無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)，例如藍(lán)牙互連的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可利用使用時(shí)分多址(TDMA) 輪詢(xún)方案的異步無(wú)連接鏈路(ACL)或使用保留時(shí)隙的同步面向連接(SCO)鏈路與其他無(wú)線(xiàn) 通信設(shè)備通信。一組互連的藍(lán)牙設(shè)備可被稱(chēng)為微微網(wǎng)，并且包括主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè) 備。主設(shè)備還可被稱(chēng)為中央設(shè)備，并且從設(shè)備可被稱(chēng)為外圍設(shè)備。每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可包括以 3.2kHz的速率遞增的內(nèi)部定時(shí)時(shí)鐘，并且絕對(duì)時(shí)鐘時(shí)間值可作為28位值被存儲(chǔ)在藍(lán)牙設(shè)備 中。藍(lán)牙微微網(wǎng)中的所有設(shè)備根據(jù)特定序列在多個(gè)不同的頻率信道之間同步跳頻。為了使 微微網(wǎng)中的所有設(shè)備同步工作，例如，在發(fā)起主設(shè)備和從設(shè)備之間的連接時(shí)，主設(shè)備可向微 微網(wǎng)中的其他從設(shè)備提供關(guān)于其自己內(nèi)部時(shí)鐘值的信息。在藍(lán)牙經(jīng)典模式中，每個(gè)從設(shè)備 可基于在對(duì)從設(shè)備和主設(shè)備之間的連接進(jìn)行初始化時(shí)提供的信息來(lái)計(jì)算從設(shè)備的時(shí)鐘值 和主設(shè)備的時(shí)鐘值之間的偏移值。每個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘可在連接期間繼續(xù)獨(dú)立地遞增，并可隨 時(shí)間而相對(duì)于彼此緩慢地漂移。從設(shè)備可通過(guò)基于何時(shí)從主設(shè)備接收分組來(lái)確定更新的時(shí) 間信息從而重新確定從設(shè)備的時(shí)鐘與主設(shè)備的時(shí)鐘的偏移值。由于藍(lán)牙時(shí)鐘每312微秒遞 增一次，因此對(duì)于特定應(yīng)用而言，尤其是在應(yīng)用層水平上，藍(lán)牙時(shí)鐘的精度可能不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本文所公開(kāi)的一些實(shí)施例提供針對(duì)中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間 的無(wú)線(xiàn)連接的時(shí)間同步。與應(yīng)用和/或服務(wù)相關(guān)聯(lián)的事件可在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處打上時(shí) 間戳，并且可向外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備發(fā)送一個(gè)或多個(gè)鏈路層消息以提供時(shí)間戳信息，從而在 外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處復(fù)制事件定時(shí)。第一鏈路層消息可包括關(guān)于內(nèi)部無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議(例如， 藍(lán)牙)時(shí)鐘的信息，以校準(zhǔn)(和/或重置)外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處的對(duì)應(yīng)的內(nèi)部時(shí)鐘值，從而匹 配中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘值。第二鏈路層消息可包括關(guān)于藍(lán)牙時(shí)鐘的當(dāng)前值以及用 于在藍(lán)牙時(shí)鐘值指定的時(shí)隙內(nèi)（以比藍(lán)牙時(shí)鐘更精細(xì)的粒度)提供時(shí)間位置的偏移值的信 息?？稍谕鈬鸁o(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間建立"同步"連接時(shí)發(fā)送第一鏈路層消 息。可響應(yīng)于中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處的事件發(fā)生而發(fā)送第二鏈路層消息，以提供時(shí)間戳基準(zhǔn)， 外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可通過(guò)該時(shí)間戳基準(zhǔn)來(lái)關(guān)聯(lián)發(fā)生于中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處的事件的時(shí)間。 在一些實(shí)施例中，事件能夠以周期性速率發(fā)生，并且第二鏈路層消息能夠以低于該事件速 率的速率被發(fā)送（以使通信要求和/或功率消耗最小化），但該速率足以確保使用所提供的 時(shí)間信息的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)間同步。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的事件 時(shí)間同步可實(shí)現(xiàn)功率效率，因?yàn)樵谥醒霟o(wú)線(xiàn)通信設(shè)備將喚醒和/或偵聽(tīng)以接收針對(duì)特定應(yīng) 用的信息并在傳輸之間進(jìn)入休眠狀態(tài)的已知或可預(yù)測(cè)時(shí)間段期間，外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可發(fā) 送針對(duì)特定應(yīng)用的信息?？稍诒扔糜跓o(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的通信的基礎(chǔ)定時(shí)機(jī)制更精細(xì)的粒 度下實(shí)現(xiàn)事件的應(yīng)用級(jí)同步。
[0004] 提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
的目的僅為概述一些示例性實(shí)施例，以便提供對(duì)本文所述主題的 一些方面的基本了解。因此，應(yīng)當(dāng)理解，上文所述的特征僅為示例，而不應(yīng)理解為以任何方 式縮小本文所述主題的范圍或?qū)嵸|(zhì)。本文所述主題的其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下具 體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求書(shū)而變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 通過(guò)參考結(jié)合附圖所作的以下描述可最佳地理解所述實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)。這些附圖 未必按比例繪制，并且決不會(huì)限制本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離所描述的實(shí)施例的實(shí)質(zhì)和范 圍的前提下對(duì)所描述的實(shí)施例所作的形式和細(xì)節(jié)方面的任何更改。
[0006] 圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例可在一個(gè)或多個(gè)不同的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中工作的無(wú)線(xiàn)通 信設(shè)備。
[0007] 圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例將中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備與多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)外圍 無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備互連的一組代表性無(wú)線(xiàn)通信路徑。
[0008] 圖3示出了根據(jù)一些實(shí)施例的中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn) 個(gè)人局域網(wǎng)直接連接。
[0009] 圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例用于在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間通 信的代表性同步輪詢(xún)機(jī)制。
[0010]圖5A示出了根據(jù)一些實(shí)施例在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間用于 時(shí)間同步的消息交換。
[0011] 圖5B示出了根據(jù)一些實(shí)施例在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間用于 時(shí)間同步的另一種消息交換。
[0012] 圖5C示出了根據(jù)一些實(shí)施例可用于在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之 間協(xié)調(diào)事件的時(shí)間同步的一組代表性?xún)?nèi)部信號(hào)。
[0013] 圖5D示出了根據(jù)一些實(shí)施例可用于在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之 間協(xié)調(diào)事件的時(shí)間同步的內(nèi)部信號(hào)的另一組代表性集合。
[0014] 圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間進(jìn)行傳 送以提供時(shí)間同步的消息的格式。
[0015] 圖7示出了根據(jù)一些實(shí)施例用于通過(guò)中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間 的連接提供時(shí)間同步的代表性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本文所描述的實(shí)施例總體涉及無(wú)線(xiàn)通信，更具體地，涉及針對(duì)中央(服務(wù)器)無(wú)線(xiàn) 通信設(shè)備和外圍（客戶(hù)端)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)通信協(xié)議提供 時(shí)間同步。
[0017] 無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，并且具體地為移動(dòng)設(shè)備，可結(jié)合多種不同的無(wú)線(xiàn)電接入技術(shù)(RAT) 以通過(guò)不同的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供連接，這些不同的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供不同的服務(wù)和/或能力。中央無(wú) 線(xiàn)通信設(shè)備可包括硬件和軟件以根據(jù)WPAN通信協(xié)議(例如，如藍(lán)牙@技術(shù)聯(lián)盟(SIG)標(biāo)準(zhǔn)化 的通信協(xié)議)支持無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可發(fā)現(xiàn)兼容的外圍無(wú)線(xiàn)通信 設(shè)備，并且可與找到的外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備建立連接，以通過(guò)WPAN提供特定的服務(wù)。
[0018] 中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可充當(dāng)可以作為"從"設(shè)備工作的一組外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的 "主"設(shè)備。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可控制在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間形成的 網(wǎng)絡(luò)上的通信?？梢詫⒃摼W(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為"微微網(wǎng)"，并且微微網(wǎng)上的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行的通信可 與由中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備保持的內(nèi)部時(shí)間時(shí)鐘"同步"，該時(shí)鐘可稱(chēng)為微微網(wǎng)時(shí)鐘。例如，在對(duì) 中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的連接進(jìn)行初始化時(shí)，中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可向 外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備提供關(guān)于其自己內(nèi)部時(shí)鐘的值的信息，并且外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可使用該 信息以確定其自己的微微網(wǎng)時(shí)鐘與中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的微微網(wǎng)時(shí)鐘之間的偏移。藍(lán)牙設(shè)備 基于同步輪詢(xún)和響應(yīng)機(jī)制，利用頻分多址(FDMA)、在一組不同的頻率信道間跳頻以及時(shí)分 多址(TDMA)的組合來(lái)工作。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備能夠以預(yù)先確定的時(shí)間間隔輪詢(xún)外圍無(wú)線(xiàn)通 信設(shè)備，并且外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可喚醒以偵聽(tīng)輪詢(xún)并響應(yīng)于輪詢(xún)提供數(shù)據(jù)。外圍無(wú)線(xiàn)設(shè)備 可在輪詢(xún)時(shí)間段之間睡眠以節(jié)省功率。在一些實(shí)施例中，外圍無(wú)線(xiàn)設(shè)備可僅在需要提供數(shù) 據(jù)時(shí)喚醒并在其他情況下睡眠。當(dāng)數(shù)據(jù)分組在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間 在物理層通道上被發(fā)送時(shí)，中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間的連接事件可發(fā) 生。對(duì)于每個(gè)連接事件，基于何時(shí)從中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接收到數(shù)據(jù)分組，外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備 可重新對(duì)準(zhǔn)其時(shí)鐘或調(diào)節(jié)偏移值以實(shí)現(xiàn)其自己的內(nèi)部微微網(wǎng)時(shí)鐘與中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的 內(nèi)部微微網(wǎng)時(shí)鐘的同步。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可包括可提供更高層功能 的應(yīng)用處理器(也稱(chēng)為主機(jī)處理器）。在一些實(shí)施例中，發(fā)生于一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備例如中央 無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處的"系統(tǒng)"級(jí)或"應(yīng)用"級(jí)事件可要求被同步到發(fā)生于另一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備 例如外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處的系統(tǒng)級(jí)或應(yīng)用級(jí)平行事件。每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備都可利用不同的 絕對(duì)系統(tǒng)時(shí)間基準(zhǔn)工作，從而需要一些方法用于向外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備傳達(dá)"何時(shí)"在中央無(wú) 線(xiàn)通信設(shè)備處發(fā)生事件(或反之亦然），其中在中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處發(fā)生事件的實(shí)際時(shí)間到 知道該事件的時(shí)間之間累積最小的延遲，并在外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處確定相關(guān)聯(lián)的時(shí)間值。 如本文進(jìn)一步所述，可提供方法和設(shè)備以利用一組鏈路層消息向外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備傳輸事 件定時(shí)信息，該組鏈路層消息包括例如與中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備中的藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)電路相關(guān)聯(lián)的無(wú) 線(xiàn)時(shí)鐘信息以及例如與中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備中的主機(jī)/應(yīng)用處理器相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)時(shí)鐘信息的 組合。外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備中的相關(guān)聯(lián)的無(wú)線(xiàn)處理電路例如藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)電路可向外圍無(wú)線(xiàn)通信 設(shè)備中的主機(jī)/應(yīng)用處理器提供精確的時(shí)鐘信息，其繼而可確定中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備處發(fā)生 一個(gè)或多個(gè)事件的時(shí)間?？刹皇褂门c電壓控制的晶體振蕩器相關(guān)聯(lián)的定時(shí)恢復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)同 步，即，每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備都可利用可相對(duì)于彼此漂移的多個(gè)獨(dú)立時(shí)鐘來(lái)工作。在一些實(shí)施 例中，可在使用無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)協(xié)議的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間傳送定時(shí)。在一些實(shí)施例 中，可在使用功率降低的WPAN協(xié)議的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間傳送定時(shí)。在一些實(shí)施例中，可在使 用藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議或藍(lán)牙低功耗(BTLE)無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備之間傳送定時(shí)。
[0019] 圖1示出了用于無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備102的一組重疊網(wǎng)絡(luò)100。無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備102可包括硬 件和軟件的組合以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)不同的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)地、分開(kāi)地或以組合的形式提供無(wú) 線(xiàn)連接。無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備102可包括硬件和軟件以通過(guò)無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)（WPANH04提供通信， 該無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)可提供高功效連接，但工作范圍有限。WPAN連接通?？蓪o(wú)線(xiàn)通 信設(shè)備102連接至外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，例如頭戴式耳機(jī)、聽(tīng)筒、補(bǔ)充顯示設(shè)備以及補(bǔ)充輸入/ 輸出設(shè)備。代表性的WPAN 104可根據(jù)藍(lán)牙SIG所規(guī)定的通信協(xié)議來(lái)工作。藍(lán)牙協(xié)議的不同版 本可提供不同的能力和服務(wù)，例如針對(duì)數(shù)據(jù)速率或功率消耗而優(yōu)化。藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的 一個(gè)版本可稱(chēng)為藍(lán)牙"經(jīng)典"，而另一更高功效的版本可稱(chēng)為藍(lán)牙"低功耗"。無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備 102還可包括硬件和軟件以通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN) 106提供通信，該無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)相比 WPAN 104可提供更高的數(shù)據(jù)速率和更大的工作范圍。無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備102可包括用于WPAN 104和WLAN 106的獨(dú)立的硬件和軟件。在一些實(shí)施例中，WPAN 104和WLAN 106可共享無(wú)線(xiàn)通 信設(shè)備102中的硬件元件和/或軟件元件。WPAN 104和WLAN 106兩者均可作為"局域"網(wǎng)工 作。無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備102可包括附加的硬件和軟件以提供例如用于與一個(gè)或多個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)互 連的無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)(WWAN) 108能力。
[0020]圖2示出了通過(guò)幾種不同的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與一組外部網(wǎng)絡(luò)和一組外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè) 備204A、204B、204C和204D互連的中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備202。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備202可從一個(gè)或 多個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)和/或從一個(gè)或多個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)接收信息，分組交換網(wǎng)絡(luò)和電路交換 網(wǎng)絡(luò)的組合在圖2中表示為公共交換電話(huà)網(wǎng)（PSTN)和"互聯(lián)網(wǎng)"208的組合。中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè) 備202可使用通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)206提供的WWAN連接108來(lái)訪問(wèn)多種服務(wù)(例如語(yǔ)音呼叫、文 本消息、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、視頻呼叫、多媒體消息和媒體流）。類(lèi)似地，中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備202可使用 通過(guò)與寬帶通信網(wǎng)絡(luò)212互連的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(AP)210提供的WLAN連接106來(lái)訪問(wèn)類(lèi)似的多種 服務(wù)。如圖2所示，中央無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備202的能力可通過(guò)添加與一個(gè)或多個(gè)外圍無(wú)線(xiàn)通信設(shè) 備204的一個(gè)或多個(gè)WPAN連接104來(lái)補(bǔ)充。