[發明專利]跳頻無線通信中的同步接入方法以及通信設備和系統

有效

• 申請號: 201210428899.8
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103796295B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 張潔;馬蒂亞斯·蘭珀;西蒙·許廷格
• 申請（專利權）人: 西門子醫療器械公司;西門子（中國）有限公司
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04W74/08;H04B1/7156
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及跳頻無線通信技術，尤其涉及一種跳頻無線通信中的同步接入方法、以及例如主設備和從設備的通信設備，還有包括主設備和從設備的跳頻無線通信系統。

背景技術

跳頻是用于在表現出頻率選擇性信號衰落或來自其它設備的未知窄帶干擾的環境中實現可靠的無線通信的技術。除了應用在諸如藍牙等通信標準中外，跳頻技術還已經被用在許多專有無線解決方案中，例如，用于向助聽器發送無線音頻流。

在諸如體域網（Body Area Network）、無線傳感器網絡等的應用中，功耗是重要的設計考慮因素。尤其對于基于處理能力受限的低成本組件的系統來說，通常對低延時（需要快速建立無線連接）、以及計算復雜度和內存消耗方面的簡化也有要求。

在跳頻無線通信中，連接至跳頻無線通信系統的客戶端應當能夠盡可能快地建立數據連接，并且不花費太多時間（以及能量）用來掃描（監聽）信道或與主設備（master）交換協議信息。作為連接建立中的第一步，從設備（slave）必須與主設備進行同步。通常，從設備需要從主設備廣播的信標或管理分組獲得包括例如調頻序列等的同步信息的通用信息。原則上，主設備可以在單獨的信道或一（小）組信道上相當頻繁地廣播通用信息。例如，圖1示出了一種現有技術的跳頻無線通信中同步接入方法的示意圖。在圖1中，橫軸表示時間軸。主設備10總共采用五個頻率不同的跳頻信道CH0、CH1、CH2、CH3、CH4，并且以時間間隔T₁作為跳頻時間間隔并以CH0、CH1、CH2、CH3、CH4的跳頻序列進行信道跳頻。其中，CH0和CH1用作發送廣播信標的信令信道，而其它三個信道CH2、CH3、CH4用作發送負載數據的數據信道。在這種情況下，從設備可以通過僅僅掃描信令信道CH0和CH1而快速獲得該廣播信標。然后，從設備可以通過該廣播信標而知道用于負載數據的跳頻序列（即，CH2、CH3、CH4）并與之進行同步。

在上述現有技術中，由于需要額外的信令信道，因此導致帶寬仍未被高效地使用于數據；以及由于信令信道的數量較少，該方案的抗干擾性仍有提高的空間。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的一個目的在于提供一種同步接入方法，以便進一步提帶高帶寬使用率，以及提高抗干擾性。本發明實施例的另一目的是提供相應的通信設備（主設備、從設備），以及跳頻無線通信系統。

根據本發明實施例的第一方面，提供了一種用于在跳頻無線通信中在第一通信設備與第二通信設備之間進行的同步接入方法，其中，所述第一通信設備采用N個跳頻信道并以預定跳頻序列和預定跳頻時間間隔進行跳頻，所述方法包括：所述第一通信設備以M倍的所述預定跳頻時間間隔為周期在所述N個跳頻信道上發送廣播信標，其中所述廣播信標攜帶用于所述第二通信設備進行同步接入的同步信息，其中，M和N均為自然數且互質，從而保證所述廣播信標在所有N個跳頻信道上周期性地輪流發送；所述第二通信設備在所述N個跳頻信道中的任一個跳頻信道上接收所述廣播信標以獲得所述同步信息；以及所述第二通信設備與所述第一通信設備進行信息交換以進行接入。

通過上述同步接入方法，可以靈活、簡單地實施同步接入，可實現帶寬的高效利用并且抗干擾性好，允許以非常低的功耗進行快速可靠的同步，消除從設備必須不同地處理廣播分組（信標）和負載分組的需要，并且在通信設備側無論在內存還是計算能力方面均實現非常低的復雜度。

在本發明的上述第一方面中，優選地，所述第二通信設備在所述N個跳頻信道中的任一個跳頻信道上接收所述廣播信標以獲得所述同步信息的步驟包括：所述第二通信設備監聽所述N個跳頻信道中的一個跳頻信道，并且當在該跳頻信道上接收到所述第一通信設備發送的分組時與所述第一通信設備建立基本同步；以及當該分組是所述廣播信標時，接收所述廣播信標，當該分組不是所述廣播信標時，從接收到該分組的時刻起，所述第二通信設備每隔N個所述預定跳頻時間間隔監聽一次所監聽的跳頻信道，直到在所監聽的跳頻信道上接收到所述廣播信標為止。

優選地，所述第二通信設備在每次監聽之間休眠。

通過上述優選方式，使得第二通信設備（從設備）在同步階段的早期就可以進行低占空比操作，從而實現低功耗。

在本發明的上述第一方面中，優選地，所述第二通信設備與所述第一通信設備進行信息交換以進行接入的步驟包括：所述第二通信設備向第一通信設備發送反饋信息；所述第一通信設備根據所述反饋信息，向所述第二通信設備分配所述N個跳頻信道中的至少一個跳頻信道作為專用于所述第一通信設備與所述第二通信設備之間通信的專用信道。