[发明专利]跳频无线通信中的同步接入方法以及通信设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及跳频无线通信技术，尤其涉及一种跳频无线通信中的同步接入方法、以及例如主设备和从设备的通信设备，还有包括主设备和从设备的跳频无线通信系统。

背景技术

跳频是用于在表现出频率选择性信号衰落或来自其它设备的未知窄带干扰的环境中实现可靠的无线通信的技术。除了应用在诸如蓝牙等通信标准中外，跳频技术还已经被用在许多专有无线解决方案中，例如，用于向助听器发送无线音频流。

在诸如体域网（Body Area Network）、无线传感器网络等的应用中，功耗是重要的设计考虑因素。尤其对于基于处理能力受限的低成本组件的系统来说，通常对低延时（需要快速建立无线连接）、以及计算复杂度和内存消耗方面的简化也有要求。

在跳频无线通信中，连接至跳频无线通信系统的客户端应当能够尽可能快地建立数据连接，并且不花费太多时间（以及能量）用来扫描（监听）信道或与主设备（master）交换协议信息。作为连接建立中的第一步，从设备（slave）必须与主设备进行同步。通常，从设备需要从主设备广播的信标或管理分组获得包括例如调频序列等的同步信息的通用信息。原则上，主设备可以在单独的信道或一（小）组信道上相当频繁地广播通用信息。例如，图1示出了一种现有技术的跳频无线通信中同步接入方法的示意图。在图1中，横轴表示时间轴。主设备10总共采用五个频率不同的跳频信道CH0、CH1、CH2、CH3、CH4，并且以时间间隔T₁作为跳频时间间隔并以CH0、CH1、CH2、CH3、CH4的跳频序列进行信道跳频。其中，CH0和CH1用作发送广播信标的信令信道，而其它三个信道CH2、CH3、CH4用作发送负载数据的数据信道。在这种情况下，从设备可以通过仅仅扫描信令信道CH0和CH1而快速获得该广播信标。然后，从设备可以通过该广播信标而知道用于负载数据的跳频序列（即，CH2、CH3、CH4）并与之进行同步。

在上述现有技术中，由于需要额外的信令信道，因此导致带宽仍未被高效地使用于数据；以及由于信令信道的数量较少，该方案的抗干扰性仍有提高的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的一个目的在于提供一种同步接入方法，以便进一步提带高带宽使用率，以及提高抗干扰性。本发明实施例的另一目的是提供相应的通信设备（主设备、从设备），以及跳频无线通信系统。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种用于在跳频无线通信中在第一通信设备与第二通信设备之间进行的同步接入方法，其中，所述第一通信设备采用N个跳频信道并以预定跳频序列和预定跳频时间间隔进行跳频，所述方法包括：所述第一通信设备以M倍的所述预定跳频时间间隔为周期在所述N个跳频信道上发送广播信标，其中所述广播信标携带用于所述第二通信设备进行同步接入的同步信息，其中，M和N均为自然数且互质，从而保证所述广播信标在所有N个跳频信道上周期性地轮流发送；所述第二通信设备在所述N个跳频信道中的任一个跳频信道上接收所述广播信标以获得所述同步信息；以及所述第二通信设备与所述第一通信设备进行信息交换以进行接入。

通过上述同步接入方法，可以灵活、简单地实施同步接入，可实现带宽的高效利用并且抗干扰性好，允许以非常低的功耗进行快速可靠的同步，消除从设备必须不同地处理广播分组（信标）和负载分组的需要，并且在通信设备侧无论在内存还是计算能力方面均实现非常低的复杂度。

在本发明的上述第一方面中，优选地，所述第二通信设备在所述N个跳频信道中的任一个跳频信道上接收所述广播信标以获得所述同步信息的步骤包括：所述第二通信设备监听所述N个跳频信道中的一个跳频信道，并且当在该跳频信道上接收到所述第一通信设备发送的分组时与所述第一通信设备建立基本同步；以及当该分组是所述广播信标时，接收所述广播信标，当该分组不是所述广播信标时，从接收到该分组的时刻起，所述第二通信设备每隔N个所述预定跳频时间间隔监听一次所监听的跳频信道，直到在所监听的跳频信道上接收到所述广播信标为止。

优选地，所述第二通信设备在每次监听之间休眠。

通过上述优选方式，使得第二通信设备（从设备）在同步阶段的早期就可以进行低占空比操作，从而实现低功耗。

在本发明的上述第一方面中，优选地，所述第二通信设备与所述第一通信设备进行信息交换以进行接入的步骤包括：所述第二通信设备向第一通信设备发送反馈信息；所述第一通信设备根据所述反馈信息，向所述第二通信设备分配所述N个跳频信道中的至少一个跳频信道作为专用于所述第一通信设备与所述第二通信设备之间通信的专用信道。