протокол беспроводной связи игрового терминала для периферийных устройств

Формула изобретения

1. Способ осуществления связи между игровым терминалом и беспроводным вспомогательным оборудованием с использованием беспроводного протокола, причем упомянутое базовое устройство и упомянутое беспроводное вспомогательное оборудование осуществляют передачу и прием, основываясь на временном цикле, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых: передают пакет данных восходящего информационного потока в подцикле восходящего информационного потока от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования на упомянутое базовое устройство; передают, по меньшей мере, один из голосового пакета нисходящего информационного потока и пакета данных нисходящего информационного потока в подцикле канала нисходящей связи от упомянутого базового устройства на упомянутое беспроводное вспомогательное оборудование и повторно передают пакет повторной передачи по каналу восходящей связи и пакет повторной передачи по каналу нисходящей связи в течение подцикла повторной передачи, причем голосовые данные и данные беспроводного вспомогательного оборудования одновременно передаются посредством упомянутого беспроводного протокола.

2. Способ по п.1, в котором упомянутый пакет данных восходящего информационного потока содержит первый подпакет данных восходящего информационного потока и первый голосовой подпакет восходящего информационного потока, причем упомянутый способ дополнительно содержит этапы, на которых: назначают упомянутый первый подпакет данных восходящего информационного потока и упомянутый первый голосовой подпакет восходящего информационного потока первому временному интервалу и назначают последующий пакет данных восходящего информационного потока, который содержит последующий подпакет данных и последующий голосовой подпакет восходящего информационного потока, последующему временному интервалу.

3. Способ по п.2, который дополнительно содержит этапы, на которых: передают от первого беспроводного вспомогательного оборудования данные беспроводного вспомогательного оборудования в упомянутом первом подпакете данных восходящего информационного потока и передают от второго устройства с голосовой поддержкой голосовые данные в упомянутом первом голосовом подпакете восходящего информационного потока.

4. Способ по п.1, в котором каждый из упомянутых голосовых пакетов и пакетов данных восходящего информационного потока и нисходящего информационного потока содержит поле РЧ-настройки, поле преамбулы, поле синхронизации, поле заголовка, поле данных и поле коррекции ошибок.

5. Способ по п.1, который дополнительно содержит этап, на котором передают упомянутые голосовые данные в упомянутом голосовом пакете нисходящего информационного потока множеству устройств с голосовой поддержкой.

6. Способ по п.5, который дополнительно содержит этап, на котором передают множество голосовых пакетов нисходящего информационного потока в упомянутом подцикле канала нисходящей связи.

7. Способ по п.1, который дополнительно содержит этап, на котором транслируют от упомянутого игрового терминала упомянутый пакет данных нисходящего информационного потока на множество единиц беспроводного вспомогательного оборудования, причем упомянутый пакет данных нисходящего информационного потока содержит заранее определенные подполя данных, вмещающие данные для каждого из упомянутого множества единиц беспроводного вспомогательного оборудования.

8. Способ по п.1, который дополнительно содержит этап, на котором передают упомянутый пакет повторной передачи по каналу восходящей связи от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования, только если не принято подтверждение приема от упомянутого игрового терминала в упомянутом подцикле канала нисходящей связи.

9. Способ по п.1, который дополнительно содержит этап, на котором ретранслируют упомянутый пакет повторной передачи по каналу нисходящей связи на множество единиц беспроводного вспомогательного оборудования.

10. Способ по п.1, который дополнительно содержит этап, на котором передают каждый пакет по беспроводному протоколу в системе передачи широкополосных сигналов по методу частотных скачков на другой частоте, связанной с временным интервалом многостанционного доступа с временным разделением (TDMA).

11. Способ взаимной передачи информации между беспроводным вспомогательным оборудованием и игровым терминалом с использованием беспроводного протокола, причем способ содержит этапы, на которых: передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования пакет данных восходящего информационного потока в первом временном интервале; принимают на упомянутом беспроводном вспомогательном оборудовании пакет данных нисходящего информационного потока от упомянутого игрового терминала во втором временном интервале и передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования упомянутый пакет данных восходящего информационного потока в третьем временном интервале, если не принято подтверждение приема в упомянутом пакете данных нисходящего информационного потока.

12. Способ по п.11, в котором упомянутый пакет данных восходящего информационного потока содержит первый подпакет данных восходящего информационного потока и первый голосовой подпакет восходящего информационного потока, причем упомянутый способ дополнительно содержит этапы, на которых: передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования данные беспроводного вспомогательного оборудования в упомянутом первом подпакете данных восходящего информационного потока и, если упомянутое беспроводное вспомогательное оборудование обладает голосовой поддержкой, передают голосовые данные в упомянутом первом голосовом подпакете восходящего информационного потока.

13. Способ по п.11, в котором каждый из упомянутых голосовых пакетов и пакетов данных восходящего информационного потока и нисходящего информационного потока содержит поле РЧ-настройки, поле преамбулы, поле синхронизации, поле заголовка, поле данных и поле коррекции ошибок.

14. Способ по п.11, который дополнительно содержит этап, на котором транслируют от упомянутого игрового терминала упомянутый пакет данных нисходящего информационного потока, причем упомянутый пакет данных нисходящего информационного потока содержит заранее определенные подполя данных, вмещающие данные для упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования.

15. Способ по п.11, который дополнительно содержит этап, на котором передают каждый пакет по беспроводному протоколу в системе передачи широкополосных сигналов по методу частотных скачков на другой частоте, связанной с упомянутыми первым, вторым и третьим временными интервалами.

16. Способ взаимной передачи информации между беспроводным вспомогательным оборудованием и игровым терминалом с использованием беспроводного протокола в системе Многостанционного Доступа с Временным Разделением (TDMA) с передачей широкополосных сигналов по методу частотных скачков, причем способ содержит этапы, на которых: передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования пакет данных восходящего информационного потока в первом временном интервале, используя первую частоту; принимают на упомянутом беспроводном вспомогательном оборудовании пакет данных нисходящего информационного потока от упомянутого игрового терминала во втором временном интервале на второй частоте и передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования упомянутый пакет данных восходящего информационного потока в третьем временном интервале, используя третью частоту, если не принято подтверждение приема в упомянутом пакете данных нисходящего информационного потока.

17. Способ по п.16, в котором упомянутый пакет данных восходящего информационного потока содержит подпакет данных восходящего информационного потока, причем упомянутый способ дополнительно содержит этапы, на которых передают от упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования в упомянутом первом временном интервале данные беспроводного вспомогательного оборудования в упомянутом первом подпакете данных восходящего информационного потока и, если упомянутое беспроводное вспомогательное оборудование обладает голосовой поддержкой, передают голосовые данные в первом голосовом подпакете восходящего информационного потока в упомянутом первом временном интервале.

18. Способ по п.16, в котором каждый из упомянутых голосовых пакетов и пакетов данных восходящего информационного потока и нисходящего информационного потока содержит поле РЧ-настройки, поле преамбулы, поле синхронизации, поле заголовка, поле данных и поле коррекции ошибок.

19. Способ по п.16, в котором упомянутый пакет данных нисходящего информационного потока содержит заранее определенные подполя данных, причем одно из упомянутых подполей данных вмещает данные для упомянутого беспроводного вспомогательного оборудования.

20. Способ по п.16, в котором упомянутый этап, на котором передают упомянутый пакет данных восходящего информационного потока, содержит этап, на котором передают только подпакет данных восходящего информационного потока, вмещающий данные беспроводного вспомогательного оборудования.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение в целом имеет отношение к области мультимедийных и игровых устройств. В частности, настоящее изобретение направлено на протокол беспроводной связи, используемый для взаимной передачи данных и голосовой информации между игровым устройством и беспроводными периферийными вспомогательными единицами оборудования (принадлежностями).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В игровых системах присутствует большой спрос на беспроводные управляющие устройства для того, чтобы исключить прокладку кабельной разводки через встречающиеся межкомнатные перекрытия. Существующие беспроводные управляющие устройства являются дорогостоящими и не всегда обеспечивают устойчивое соединение с игровым устройством из-за помех. Запаздывание является другим критическим фактором для любителей компьютерных игр, поскольку желательно, чтобы беспроводное управляющее устройство реагировало так же, как проводное управляющее устройство. К тому же необходимость поддержки беспроводной связи может являться характерной чертой будущих игровых терминалов. Для разработки беспроводного игрового управляющего устройства, которое удовлетворяет этим условиям, был бы очень полезен протокол, который дает возможность множественным беспроводным устройствам одновременно взаимодействовать с игровым устройством, в то же время обеспечивая коррекцию ошибок и обнаружение с минимальным запаздыванием. Протокол также должен быть способен поддерживать новые устройства и функциональные возможности по мере их доступности.

Таким образом, существует потребность в системе, которая преодолевает эти и другие ограничения предшествующего уровня техники. Также существует потребность в системе, которая будет более рентабельной и эффективной. Настоящее изобретение предоставляет такое решение.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на способы для взаимной передачи голоса и данных между игровым терминалом и беспроводным вспомогательным оборудованием (вспомогательной принадлежностью), используя протокол беспроводной связи, причем базовое устройство и беспроводная вспомогательная принадлежность осуществляют передачу и прием, основываясь на заданном временном интервале. Способ включает в себя этапы, на которых передают пакет данных восходящего информационного потока в подцикле восходящего информационного потока от беспроводной вспомогательной принадлежности к базовому устройству; передают, по меньшей мере, или голосовой пакет нисходящего информационного потока или пакет данных нисходящего информационного потока в подцикле канала нисходящей связи от базового устройства к беспроводной вспомогательной принадлежности; и передают пакет повторной передачи по каналу восходящей связи и пакет повторной передачи по каналу нисходящей связи в течение подцикла повторной передачи. Голосовые данные и данные беспроводной вспомогательной принадлежности одновременно передаются посредством беспроводного протокола.

В соответствии с признаком настоящего изобретения пакет данных восходящего информационного потока включает в себя первый подпакет данных восходящего информационного потока и первый голосовой подпакет восходящего информационного потока. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых назначают первый подпакет данных восходящего информационного потока и первый голосовой подпакет восходящего информационного потока первому временному интервалу, и назначают последующий пакет данных восходящего информационного потока, который содержит последующий подпакет данных и последующий голосовой подпакет восходящего информационного потока, последующему временному интервалу. Первая беспроводная вспомогательная принадлежность может передавать данные беспроводной вспомогательной принадлежности в первом подпакете данных восходящего информационного потока, а второе устройство с голосовой поддержкой может передавать голосовые данные в первом голосовом подпакете восходящего информационного потока.

В соответствии с другим признаком каждый из голосовых пакетов и пакетов данных восходящего информационного потока и нисходящего информационного потока содержит поле ВЧ настройки, поле преамбулы, поле синхронизации, поле заголовка, поле данных, и поле коррекции ошибок. Голосовые данные могут передаваться в голосовом пакете нисходящего информационного потока множеству устройств с голосовой поддержкой. Кроме того, множество голосовых пакетов нисходящего информационного потока может передаваться в подцикле канала нисходящей связи.

В соответствии с еще одним признаком игровой терминал может транслировать пакет данных нисходящего информационного потока на множество беспроводных вспомогательных принадлежностей. Пакет данных нисходящего информационного потока может включать в себя предварительно определенные подполя данных, вмещающие данные для каждого из множества беспроводных вспомогательных принадлежностей. Способ также может включать в себя этап, на котором передают пакет повторной передачи по каналу восходящей связи от беспроводной вспомогательной принадлежности, только если не принято подтверждение приема от игрового терминала в подцикле канала нисходящей связи. Аналогично, пакет повторной передачи по каналу нисходящей связи может повторно транслироваться на множество беспроводных вспомогательных принадлежностей.

В соответствии с другим признаком каждый пакет может передаваться по беспроводному протоколу в системе передачи широкополосных сигналов по методу частотных скачков на другой частоте, связанной с временным интервалом Многостанционного Доступа с Временным Разделением (TDMA - Time Division Multiple Access).

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления, которое выполняется со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеизложенное раскрытие изобретения, так же как и последующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления, лучше понимается при прочтении в сочетании с прилагаемыми чертежами. Для пояснения настоящего изобретения на чертежах показаны иллюстративные конструкции настоящего изобретения; однако настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми определенными способами и средствами. На чертежах:

фиг.1 является структурной схемой, показывающей игровой терминал, в котором могут быть реализованы аспекты настоящего изобретения;

фиг.2 иллюстрирует терминал, показанный на фиг.1, и подсистемы радиосвязи;

фиг.3 иллюстрирует общую базовую структуру протокола в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.4 иллюстрирует структуру цикла протокола, показанного на фиг.3, во временной области;

фиг.5 иллюстрирует формат для пакетов данных и голосовых пакетов;

фиг.6 иллюстрирует пакет данных восходящего информационного потока;

фиг.7 иллюстрирует пакет данных канала нисходящей связи;

фиг.8 иллюстрирует голосовой пакет канала нисходящей связи; и

фиг.9 и 10 иллюстрируют пакет повторной передачи по каналу восходящей связи.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 иллюстрирует функциональные компоненты мультимедийного терминала 100, в котором могут быть реализованы некоторые аспекты настоящего изобретения. Мультимедийный терминал 100 имеет в своем составе центральный процессор (ЦП) 101, обладающий быстродействующей буферной памятью 102 1-го уровня, быстродействующей буферной памятью 104 2-го уровня и флэш-ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) 106. Быстродействующая буферная память 102 1-го уровня и быстродействующая буферная память 104 2-го уровня временно хранит данные и тем самым снижает количество циклов обращения к памяти, таким образом, улучшая быстродействие и производительность. Может быть предоставлен ЦП 101, имеющий более одного ядра, и таким образом, дополнительную быстродействующую буферную память 102 и 104 1-го уровня и 2-го уровня. Флэш-ПЗУ 106 может хранить исполняемый код, который загружается во время начальной фазы процесса самозагрузки при включении питания мультимедийного терминала 100.

Графический процессор (ГП) 108 и кодирующее устройство видеосигнала/кодек (кодирующе-декодирующее устройство) 114 видеосигнала формирует конвейер обработки видеоданных для высокоскоростной обработки графических данных с высоким разрешением. Данные переносятся от графического процессора 108 на кодирующее устройство видеосигнала/кодек 114 видеосигнала посредством шины. Конвейер обработки видеоданных выводит данные на A/V (audio/video - звуковой/видео) порт 140 для передачи на телевизионный приемник или другое устройство отображения. Устройство 110 управления памятью подключается к ГП 108, чтобы облегчить процессору доступ к различным типам памяти 112, например, но не ограничиваясь этим, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).

Мультимедийный терминал 100 включает в себя устройство 120 управления вводом-выводом, устройство 122 управления сопровождением системы, блок 123 обработки звукового сигнала, устройство 124 управления сетевым интерфейсом, первое ведущее устройство 126 управления USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), второе устройство 128 управления USB и подсистему 130 ввода-вывода на передней панели, которые, предпочтительно, реализованы на модуле 118. Устройства 126 и 128 управления USB служат базовыми устройствами для устройств 142(1)-142(2) управления периферийного оборудования, беспроводного устройства 148 сопряжения и внешнего запоминающего устройства 146 (например, флэш-память, внешний накопитель на CD/DVD ROM, сменные носители, и т.д.). Сетевой интерфейс 124 и/или беспроводное устройство 148 сопряжения обеспечивают доступ к сети (например, сети Интернет, домашней сети, и т.д.) и могут быть любыми из широкого спектра различных проводных или беспроводных сопрягающих компонентов, включающих в себя плату Ethernet, модем, модуль Bluetooth, кабельный модем, и т.п.

Предоставляется системная память 143 для хранения данных приложения, которые загружаются во время процесса самозагрузки. Предоставляется накопитель 144 с носителем, который может содержать накопитель на DVD/CD, накопитель на жестком диске, или другой накопитель со сменными носителями, и т.д. Накопитель 144 с носителями может быть внутренним или внешним по отношению к мультимедийному терминалу 100. Через посредство накопителя 144 с носителями можно получить доступ к данным приложения для исполнения, воспроизведения, и т.д. на мультимедийном терминале 100. Накопитель 144 с носителями соединяется с устройством 120 управления вводом-выводом посредством шины, такой, как шина спецификации Serial ATA, или другого высокоскоростного соединения (например, стандарта IEEE 1394).

Устройство 122 управления сопровождением системы предоставляет ряд служебных функций, связанных с обеспечением работоспособности мультимедийного терминала 100. Блок 123 обработки звукового сигнала и кодек 132 звукового сигнала формируют соответствующий конвейер аудиообработки с высококачественным воспроизведением и стереофонической обработкой. Звуковые данные переносятся между блоком 123 обработки звукового сигнала и кодеком 132 звукового сигнала посредством канала связи. Конвейер обработки звуковых данных выводит данные на A/V порт 140 для воспроизведения внешним устройством воспроизведения звука или устройством с поддержкой звука.

Подсистема 130 ввода-вывода на передней панели поддерживает функционирование кнопки 150 включения питания и кнопки 152 выброса, а так же любых СИД (светоизлучающие диоды), или других индикаторов, выведенных на внешнюю поверхность мультимедийного терминала 100. Системный модуль 136 электропитания обеспечивает питание для компонентов мультимедийного терминала 100. Вентилятор 138 охлаждает электронные схемы внутри мультимедийного терминала 100.

ЦП 101, ГП 108, устройство 110 управления памятью и различные другие компоненты внутри мультимедийного терминала 100 взаимодействуют посредством одной или более шин, включающих в себя последовательную и параллельную шины, шину памяти, шину периферийных устройств, и процессорную или локальную шину, использующие любую из ряда шинных архитектур. Для примера, такие архитектуры могут включать в себя шину соединения периферийных устройств (PCI - Peripheral Component Interconnect), шину PCI-Express, и т.д.

При включении питания мультимедийного терминала 100 данные приложения могут быть загружены из системной памяти 143 в память 112 и/или в быстродействующую буферную память 102, 104 и выполнены на ЦП 101. Приложение может представлять графический пользовательский интерфейс, который обеспечивает непротиворечивое пользовательское восприятие при осуществлении навигации по различным типам носителей, доступным на мультимедийном терминале 100. Во время работы с накопителя 144 с носителями могут запускаться или проигрываться приложения и/или другая форма информации, помещающаяся на накопителе 144 с носителями, чтобы предоставить дополнительные функциональные возможности для мультимедийного терминала 100.

Мультимедийный терминал 100 может использоваться как автономная система, просто путем подключения системы к телевизионному приемнику или другому устройству отображения. В этом автономном режиме мультимедийный терминал 100 предоставляет возможность одному или более пользователям взаимодействовать с системой, смотреть видеофильмы, или слушать музыку. Однако при добавлении широкополосных соединений, предоставляемых посредством сетевого интерфейса 124 или беспроводного устройства 148 сопряжения, мультимедийный терминал 100 может дополнительно использоваться как субъект большего сетевого сообщества.

При включении питания мультимедийного терминала 100 заданный объем аппаратных ресурсов резервируется для системного использования операционной системой мультимедийного терминала. Эти ресурсы могут включать в себя зарезервированную память (например, 16 Мб), циклы ЦП и ГП (например, 5%), ширину полосы пропускания по сети (например, 8 Кбит/сек), и т.д. Поскольку эти ресурсы резервируются во время начальной загрузки системы, зарезервированные ресурсы не существуют с точки зрения приложения.

В частности, предпочтительно резервировать объем памяти достаточно большой, чтобы вместить ядро запуска, параллельно выполняющиеся приложения и программы управления устройствами. Резервирование ресурсов ЦП предпочтительно является постоянным, таким, что если зарезервированный коэффициент загрузки ЦП не используется системными приложениями, неактивный поток будет потреблять любые неиспользуемые циклы.

Относительно резервирования ресурсов ГП, небольшие сообщения, сгенерированные системными приложениями (например, всплывающие окна), отображаются с использованием прерывания ГП, чтобы планировать помещение кода для визуализации всплывающего окна в оверлейный буфер. Объем памяти, требуемый для оверлейного буфера, зависит от размера оверлейной области, и предпочтительно, чтобы оверлейный буфер был пропорционален разрешающей способности экрана. В тех случаях, когда параллельным системным приложением используется полноценный пользовательский интерфейс, предпочтительно использовать разрешение, независимое от разрешающей способности приложения. Для установления этого разрешения может использоваться преобразователь масштаба для того, чтобы исключить необходимость изменять частоту и вызывать ресинхронизацию ТВ-сигнала.

После того, как мультимедийный терминал 100 осуществил начальную загрузку, а системные ресурсы зарезервированы, выполняются параллельные системные приложения для предоставления системных функциональных возможностей. Системные функциональные возможности воплощаются в наборе системных приложений, которые выполняются в пределах зарезервированных системных ресурсов, описанных выше. Ядро операционной системы идентифицирует потоки, которые являются потоками системных приложений, в отличие от потоков игровых приложений. Предпочтительно, чтобы планировался запуск системных приложений на ЦП 101 в заранее определенные времена и интервалы для того, чтобы обеспечить согласованное представление системных ресурсов для приложения. Планирование должно минимизировать сбои в быстродействующей буферной памяти для игрового приложения, выполняющегося на терминале.

Когда для параллельного системного приложения требуется звуковое сопровождение, планируется асинхронная по отношению к игровому приложению обработка звуковых данных благодаря дискретности времени. Администратор приложений мультимедийного терминала (описываемый ниже) управляет уровнем громкости игрового приложения (например, заглушает, ослабляет) в то время, когда активны системные приложения.

Устройства ввода данных (например, управляющие устройства 142(1) и 142(2)) совместно используются игровыми приложениями и системными приложениями. Устройства ввода данных не являются резервируемыми ресурсами, но должны переключаться между системными приложениями и игровым приложением так, чтобы каждое получало фокус устройства. Предпочтительно, когда администратор приложений управляет переключением входного потока без осведомленности об информации игрового приложения, а программа управления устройством обеспечивает информацию о состоянии оборудования относительно переключений фокуса.

Обратимся к фиг.2, терминал 100 может быть выполнен с наличием двух различных подсистем радиосвязи. Первой беспроводной системой является совместимый со стандартом 802.11b/g модуль (WiFi) в сетевом интерфейсе 124, который используется для связности узлов беспроводной домашней сети через точку 156 доступа. Это может использоваться вместо стандартного Ethernet-соединения, чтобы добавить возможность беспроводной сети обращаться к сети Интернет или к удаленному ПК. Второй является передача широкополосных сигналов по методу частотных скачков (FHSS - frequency-hopping spread spectrum), маломощная передающая система в беспроводном устройстве 148 сопряжения, работающем в пределах диапазона ISM 2.4 ГГц (Industrial-Scientific-Medical - промышленный-научный-медицинский - диапазоны радиочастотного спектра, выделяемые для некоммерческого использования в перечисленных областях). Беспроводное устройство 148 сопряжения обеспечивает беспроводное подсоединение различного периферийного оборудования и устройств (например, беспроводной вспомогательной принадлежности 154), которые могут применяться при использовании игр.

Иллюстративные варианты осуществления беспроводного протокола

Обратимся к фиг.3 и 4, на них показывается базовая структура протокола настоящего изобретения. Фиг.3 иллюстрирует общую базовую структуру протокола. Протокол 200 является TDMA-системой, посредством которой базовое устройство (например, терминал 100) и устройство (например, вспомогательная принадлежность 154) переключаются между передачей и приемом, основываясь на фиксированном временном интервале, обозначенном как T_frame. Как будет описано ниже, протокол 200 предоставляет возможность одновременного обмена информацией с терминалом 100 до восьми вспомогательных принадлежностей (четыре для данных и четыре голосовых). Кроме того, протокол 200 обеспечивает сочетание коррекции ошибок и использования технологии частотных скачков, чтобы обеспечить устойчивую связь с минимальным запаздыванием. Протокол 200 разделяется на три подцикла, пакеты 202-208 данных восходящего информационного потока, пакеты 210-214 данных нисходящего информационного потока и пакеты 216-218 повторной передачи. Каждый будет описан более подробно ниже.

Теперь обратимся к фиг.4, здесь проиллюстрирована структура цикла протокола 200 во временной области. В каждом цикле есть 9 интервалов, причем распределение частот для каждого интервала показано в таблице, ниже. В таблице n означает точку входа для текущего цикла в FHSS-последовательности, а F(n) является каналом, который отображается на эту точку n входа, а следовательно, каналом, выбранным для этого цикла. F(n+1)+20 означает канал, который удален на 20 каналов от канала F(n+1).

Номер временного интервала	Описание временного интервала	Канал
0	Вспомогательная принадлежность 1 передача данных и голоса 1	F(n+1)
1	Вспомогательная принадлежность 2 передача данных и голоса 2	F(n+1)
2	Вспомогательная принадлежность 3 передача данных и голоса 3	F(n+2)
3	Вспомогательная принадлежность 4 передача данных и голоса 4	F(n+2)
4	Голос 1 и 2 нисходящего информационного потока	F(n+1)
5	Транслирование	F(n+1)
6	Голос 3 и 4 нисходящего информационного потока	F(n+2)
7	Устройство управления повторной передачей	F(n)
8	Транслирование повторной передачи	F(n+1)+20

Как будет очевидно для специалистов в данной области техники, каждая вспомогательная принадлежность и/или устройство с голосовой поддержкой принимает и передает пакеты аналогичным образом, однако в своем назначенном временном интервале, в соответствии с TDMA-структурой протокола 200. По существу, последующее описание будет сделано относительно вспомогательной принадлежности 1, но оно применимо к каждой из вспомогательных принадлежностей 2-4, которые показаны на фиг.4. Во временном интервале F(n+1), вспомогательная принадлежность 1 может передавать подпакет 222 данных и голосовой подпакет 224. Необязательно, но вспомогательная принадлежность 1 может передавать данные в подпакете данных, а отдельное устройство с голосовой поддержкой может передавать голосовой сигнал в голосовом подпакете в течение временного интервала. Вспомогательная принадлежность 1 (или устройство с голосовой поддержкой) будет принимать пакет 226 голосовых данных во временном интервале F(n+1).

Терминал 100 будет транслировать пакет 228 данных на все устройства во временном интервале F(n+1). Пакет данных будет ретранслироваться как пакет 232 данных во временном интервале F(n+1)+20. Во временном интервале F(n) вспомогательная принадлежность 1 может ретранслировать свой подпакет данных как подпакет 230 данных. Предпочтительно, чтобы это происходило, только если терминалом 100 не подтвержден прием подпакета 222 данных в транслируемом пакете 228 данных.

Обратимся теперь к Фиг.5, здесь проиллюстрирован основной формат пакета в соответствии с настоящим изобретением и для пакетов 222 данных и для голосовых пакетов 224. Дополнительное поле 234 ВЧ настройки дает возможность приемопередающему устройству базового устройства/устройства переключаться из одного режима (передача/прием) в другой (прием/передача) или изменять частоту приемопередающего устройства для частотного скачка. Поле 236 преамбулы и поле 238 синхронизации используются принимающим устройством на вспомогательной принадлежности для тактовой и пакетной синхронизации канала радиосвязи. Например, 32-разрядные передачи с удлиненной преамбулой могут использоваться в комбинации с алгоритмом разнесенного приема с моментальным выбором переключаемой преамбулой антенны, реализованным на принимающей стороне. Этот алгоритм подразумевает, что принимающее устройство в течение первой части преамбулы делает первую оценку качества соединения, используя одну антенну, а в течение второй части делает вторую оценку, используя другую антенну, и затем для остального пакета выбирает антенну, которая дала наивысшую оценку качества.

Поле 238 синхронизации используется принимающим устройством для синхронизации с частотой передачи и фазой. Поле 240 заголовка вмещает информацию, необходимую для поля полезной информации данных, которое следует за заголовком. Поле 242 полезной информации данных вмещает информацию, которая должна быть передана по беспроводному интерфейсу. Длина этого поля определяется типом пакета. Пакет данных бывает или с возможностью обнаружения ошибки или с возможностью коррекции, основываясь на типе пакета, используя поле 244 коррекции ошибок. Например, для голосовых пакетов для обнаружения ошибки в пакете может использоваться циклический избыточный код (CRC - cyclic redundancy code), тогда как для передач данных используется прямая коррекция ошибок (ПКО). Здесь может использоваться алгоритм прямой коррекции ошибок Рида-Соломона. Устройство кодирования кодом Рида-Соломона берет исходные данные и добавляет дополнительные "избыточные" биты. В процессе беспроводной передачи случаются ошибки. Устройство декодирования кода Рида-Соломона обрабатывает принятые данные и пытается исправить ошибки и восстановить исходные данные. Количество и тип ошибок, которые могут быть исправлены, зависят от характеристик кода Рида-Соломона.

Как отмечено выше, беспроводная система использует передачу широкополосных сигналов по методу частотных скачков. Для системы может использоваться псевдослучайная последовательность скачков. Генерирование последовательности может основываться на способе линейных регистров сдвига с обратными связями максимальной длины (ML-LFSR - Maximum-Length Linear Feedback Shift Registers). В беспроводном протоколе 200 могут использоваться две схемы распределения каналов. Первая схема представляет собой распределение, основанное на циклах, а вторая схема представляет собой распределение каналов, основанное на интервалах. Для распределения каналов, основанного на циклах, 7 младших битов из 19 битов М-последовательности используются для выбора ВЧ канала для каждого цикла. Сначала система вычисляет остаток от деления 7 младших битов на 41, и затем остаток используется как номер канала для цикла. Например, если 7 младших битов точки входа скачка представляют собой 1011001, записью в таблице для ВЧ канала для этой точки входа является:

1011001 MOD(41)=89 MOD 41=7

Следовательно, выбирается Канал 7.

Для полного соответствия требованиям Федеральной комиссии связи США, каждый канал должен быть равнодоступен. Это означает что, если 7 младших битов точки входа скачка больше чем 122, эта точка входа будет пропущена, и будет использоваться следующая точка входа. Для распределения каналов, основанного на интервалах, после того, как выбирается канал для каждого цикла, внутри каждого цикла имеется 9 интервалов. Тогда распределение частот для каждого интервала осуществляется в соответствии с вышеприведенной таблицей.

Подцикл 200A восходящего информационного потока

Обратимся к Фиг.3 и 6, пакеты данных восходящего информационного потока являются пакетами данных, отправленными вспомогательными принадлежностями и устройствами 154 на терминал 100, и включают в себя пакеты 202, 204, 206 и 208 данных вспомогательных принадлежностей. Протокол 200 поддерживает до 4 пакетов данных восходящего информационного потока. Каждый пакет данных отправляется в заранее определенном временном интервале (фиг.4) и вмещает как данные определенного устройства, так и голосовые данные.

Обратимся к фиг.6, здесь более подробно проиллюстрирован пакет 204 (а также 202, 206 и 208) данных восходящего информационного потока. Как проиллюстрировано, внутри каждого пакета имеется два подпакета, один для данных (246-258), а другой для голосовых сигналов (260-272). Они соответствуют, например, подпакету 222 данных и голосовому подпакету 224 на фиг.4. Для 4 вспомогательных принадлежностей и голосовых устройств, всего 8 устройств, поддерживается до 4 пакетов данных восходящего информационного потока.

Каждый подпакет (246-258) данных восходящего информационного потока вмещает три поля: заголовок 252, основная часть 254 данных, и поле 256 ПКО. Поле 252 заголовка вмещает информацию о поле данных вспомогательной принадлежности, динамическом управлении электропитанием и качестве обслуживания (QoS - Quality of Service).

Формат поля 254 данных может быть задан в поле типа пакета в заголовке 252 и может быть таким, как на Фиг.5. Поле данных восходящего информационного потока вмещает данные для вспомогательной принадлежности 154 и Сменного Модуля (СМ) (т.е. сменного блока, который может быть подсоединен к вспомогательной принадлежности 154 для расширения ее возможностей). Поле 256 ПКО может вмещать байты четности Рида-Соломона. Байты четности охватывают поля и заголовка и данных подпакета игрового управляющего устройства восходящего информационного потока.

Голосовой подпакет (260-272) восходящего информационного потока вмещает три поля: поле 266 заголовка, поле 268 голосовых данных и поле 270 CRC. Поле 266 заголовка указывает типы и свойства пакета голосовых данных. Поле 268 голосовых данных вмещает закодированные голосовые данные и данные управления линией связи и может иметь структуру, как показано на фиг.5. Поле 270 CRC охватывает и поле голосового заголовка, и поле голосовых данных.

Подцикл 200B нисходящего информационного потока

Обратимся к фиг.3 и 7-8, подцикл нисходящего информационного потока включает в себя три пакета: голосовой пакет 210 нисходящего информационного потока, пакет 212 данных канала нисходящей связи и голосовой пакет 214 нисходящего информационного потока. Обратимся к фиг.7, здесь проиллюстрирован пакет 212 данных канала нисходящей связи. Этот пакет 212 вмещает системную управляющую информацию и транслируется на все подключенные устройства и вспомогательные принадлежности. Поле 280 заголовка этого пакета 212 вмещает системную управляющую информацию, которая будет транслироваться. Поле 282 данных вмещает управляющую информацию для каждого устройства, адресуемого в пакете 212 данных. Таким образом, если должны адресоваться четыре вспомогательных принадлежности, поле 282 данных будет разделено на четыре подполя, каждое из которых вмещает данные для каждого устройства. Управляющая информация может вмещать сведения о мигании СИД на вспомогательной принадлежности 154, управлении электроприводом, управлении с обратной связью, и т.д. Широковещательный пакет защищается с помощью поля 284 ПКО и повторяется автоматически в каждом цикле. Поле 286 сдвига может быть добавлено в конце транслирования нисходящего информационного потока. Предпочтительно, чтобы комбинация битов имела минимальную корреляцию с полем преамбулы, и здесь может использоваться комбинация 0xC3C3. Принимающее устройство вспомогательной принадлежности проверяет поле 286 сдвига в каждом принятом широковещательном пакете и проверяет состояние сдвига пакета. Если принимающее устройство вспомогательной принадлежности обнаруживает сдвиг, оно устанавливает биты в состояние QoS и сообщает об этом на базовое устройство. После того, как сдвиг обнаружен, обнаружившая это сторона должна оставаться на текущей точке входа FHSS для следующего цикла, чтобы избежать синхронизации.

Обратимся к фиг.8, здесь показан иллюстративный формат голосовых пакетов 210 и 214 канала нисходящей связи. Эти два пакета 210 и 214 несут голосовые данные нисходящего информационного потока для четырех устройств с голосовой поддержкой. Голосовой пакет 210 канала нисходящей связи вмещает голосовые отсчеты для устройства 1 и 2. Голосовой пакет 214 канала нисходящей связи вмещает отсчеты для устройства 3 и 4. Как показано на фиг.8, имеются два поля 292 и 296 голосовых данных нисходящего информационного потока, разделенных полями 294 и 298 защиты. Структура каждого из полей 292 и 296 данных подробно изображена на фиг.5.

Подцикл 200C повторной передачи

Теперь обратимся к фиг.9 и 10, на них проиллюстрирован пакет 216 повторной передачи канала восходящей связи. Этот пакет только повторно передает данные вспомогательной принадлежности, и только в случае, если бит подтверждения приема в широковещательном пакете 212 не установлен для конкретной вспомогательной принадлежности. Это помогает обеспечить устойчивое к сбоям окружение при снижении потребления вспомогательной принадлежностью энергии. Если имеет место вышеупомянутое обстоятельство, вспомогательная принадлежность повторно отправит свои данные и данные зависящего от среды физического подуровня в пакете 216 повторной передачи. Голосовые данные восходящего информационного потока не передаются повторно в этом пакете. Поскольку нет установленного бита подтверждения приема в широковещательном пакете повторной передачи, тот же самый пакет вспомогательной принадлежности будет снова повторно передаваться в следующем цикле, если нет в наличии новых данных. Если имеются в наличии новые данные вспомогательной принадлежности, вспомогательная принадлежность отправит вместо этого новый пакет данных.

Широковещательный пакет 218 повторной передачи представляет собой повторение широковещательного пакета 212. Он передает ту же самую информацию, что и широковещательный пакет, но на другой несущей частоте (см. фиг.4). В широковещательном пакете повторной передачи бит повторной передачи в заголовке устанавливается в 1 для указания того, что этот пакет является широковещательным пакетом повторной передачи. Бит подтверждения приема в широковещательном пакете повторной передачи НЕ устанавливается или устанавливается в исходное состояние, на основании приема пакета повторной передачи восходящего информационного потока. Предпочтительно, чтобы терминал 100 всегда передавал широковещательный пакет повторной передачи. Это должно улучшить защищенность широковещательного пакета от помех, поскольку управляющие данные в широковещательном пакете являются критическими для обмена данными с помощью беспроводного интерфейса. Однако вспомогательная принадлежность может предпочесть не принимать пакет повторной передачи, на основании успешного приема первого широковещательного пакета. Это поможет снизить общую потребляемую энергию для вспомогательной принадлежности.

В дополнение к вышеизложенному, протокол настоящего изобретения обеспечивает гибкую среду, где устройствам, известным и неизвестным, может быть предоставлена возможность обмениваться информацией через беспроводную линию связи.

В то время как настоящее изобретение было описано применительно к предпочтительным вариантам осуществления, изображенным на различных фигурах, нужно понимать, что могут использоваться другие подобные варианты осуществления или могут быть сделаны изменения и добавления к описанному варианту осуществления для выполнения тех же функциональных возможностей настоящего изобретения, не отклоняясь от него.