DE60100379T2 - Verfahren zur Netzverwaltung bei Wegfall eines Masters - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W84/00Network topologies
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    • H04W84/20Master-slave selection or change arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
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    • H04W72/542Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verwalten eines Netzes, in dem mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen miteinander verknüpft sind, und genauer auf ein Verfahren zum Verwalten eines Netzes durch einen Sicherungsmaster, wenn der Master des Netzes nicht als ein Master in der Netzbetriebsregion dienen kann.
  • Bluetooth-Technologie bezieht sich auf ein drahtloses Kommunikationsverfahren ohne zentralisierte Steuerungsfunktion, in dem drahtlose Übertragung und Empfang von Daten zwischen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen in einem lokalen Bereich ohne Kabel hergestellt werden. Obwohl eine eins-zu-eins oder eins-zu-mehr Verbindung hergestellt werden kann, wurde wegen dem Fehlen der zentralisierten Steuerungsfunktion die Bluetooth-Technologie nicht in einem Netz angewendet. Um mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen in einem Netz zu verwalten, muss eine der mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen als ein Master des Netzes, d. h. des Bluetooth-Pikonetzes, bestimmt werden.
  • Bezugnehmend auf 1 und 2 fragt in einem konventionellen Verfahren zum Bestimmen eines Masters und Slaves in einem Netz, in dem eine Vielzahl von mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen miteinander verknüpft sind, wenn einer mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung Energie zugeführt wird, ein Netzverwalter 160 der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung bezüglich dessen nach, ob irgendeine mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung innerhalb einer Funkabdeckungsregion existiert (S212). Der Netzverwalter 160 bestimmt, ob die Ant wort von einer beliebigen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung erfasst wird (S214). Der Netzverwalter 160 der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung, der Energie zugeführt wird, dient als der Master oder ein Slave des Netzes in Übereinstimmung dazu, ob es in Schritt S214 eine Antwort gibt oder nicht. Wenn es auf die Nachfrage in Schritt S214 keine Antwort gibt, setzt der Netzverwalter 160 insbesondere einen Mastermodus ein und führt eine Rechercheabtastung (S216) und eine Ausrufabtastung (5218) durch. Der als der Netzmaster ausgewählte Netzverwalter 160 überprüft, ob irgendeine mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung versucht, eine Verbindung herzustellen (S220). Wenn ja, nimmt der Netzverwalter 160 die Anforderung für eine Verbindung an und fordert die mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung, die um eine Verbindung nachsucht, auf, ihre Rolle zu einem Slave zu ändern, während der Netzverwalter 160 als der Master des Netzes verbleibt (S222). Dann überträgt der Netzverwalter 160 Information über sich selbst als den Netzmaster und Information über andere Slaves an den neuen Slave, der mit dem Netz verbunden ist. Der Netzverwalter 160 speichert auch Information über neue Slaves oder die Slaves, die das Netz verlassen haben, wie etwa Adressen oder Namen der Slaves, und gibt die gespeicherte Information an die anderen Slaves bekannt, die überall in dem Netz miteinander verbunden sind (S224).
  • In Schritt S220 wird mittlerweile, wenn es keine Verbindungsanforderung von irgendeiner mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung gibt, eine Bestimmung bezüglich dessen vorgenommen, ob der Modus zu ändern ist (S226). Der Modus kann geändert werden, wenn ein Benutzer wünscht, eine Rolle der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung von dem Master zu einem Slave zu ändern, wenn die Bluetooth-Funktion ausgeschaltet wird oder wenn Energie abgeschaltet wird. Wenn in Schritt S226 bestimmt wird, den Mastermodus beizubehalten, kehrt der Prozess zu Schritt S216 zurück, um seine Rolle als der Netzmaster fortzusetzen. Wenn in Schritt S226 im Gegensatz dazu bestimmt wird, den Modus zu ändern, ist der Mastermodus abgelaufen.
  • Wenn mittlerweile in Schritt S214 eine Antwort auf die Nachfrage erfasst wird, bedeutet dies in Schritt S214, dass innerhalb der Funkabdeckungsregion ein vorher existierendes Netz existiert. Um in das vorher existierende Netz einzutreten, lässt der Netzverwalter 160 in diesem Fall den Master des vorher existierenden Netzes ausrufen, um eine Verbindung herzustellen (S232). Wenn die Verbindung hergestellt ist, ändert der Netzverwalter 160 seine Rolle bezüglich des Masters des vorher existierenden Netzes in einen Slave (S234). Als nächstes empfängt der Netzverwalter 160 Information über die anderen Slaves des vorher existierenden Netzes von dem Netzmaster (S236), wodurch die Bestimmung von Master oder Slave in dem Netz beendet wird. Nachdem die Rolle der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung als ein Slave bestimmt ist, und wenn der Slave nicht mit anderen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen kommuniziert, wird der Modus in einen Parkmodus geändert. In dem Parkmodus empfängt der Slave Information von dem neuen Netzmaster, um seine alte Netzinformation zu aktualisieren. Wenn im Gegensatz dazu die mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung, ein neuer Slave NS, dessen Rolle geändert ist, als ein Slave versucht, mit einem anderen Slave innerhalb des Netzes zu kommunizieren, fordert der neue Slave NS den Netzmaster auf, die Verbindung mit dem entsprechenden Slave CS zu trennen, kommuniziert mit dem entsprechenden Slave CS und trennt dann die Verbindung mit dem entsprechenden Slave CS, um in das Netz zurückzukehren.
  • Wie zuvor beschrieben, kann die mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung als der Master oder ein Slave in dem Netz abhängig von der Antwort auf die Nachforschung dienen. Das Netz, das aus mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen besteht, erlaubt Eintreten von neuen mit Bluetooth ausgerüsteten Vor richtungen in das Netz, gemeinsames Nutzen von Information mit anderen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen in dem Netz und Kommunikation zwischen einer beliebigen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung des Netzes als Reaktion auf eine Aufforderung von beliebigen der mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen.
  • Es gibt jedoch ein Erfordernis zum Bestimmen eines neuen Masters oder zum Umkonfigurieren des Netzes, wenn der Netzmaster zu einem Zeitpunkt nicht mehr als ein Master dienen kann, z. B. wenn Energie erschöpft ist oder der Master die Netzbetriebsregion verlässt.
  • WO 01/03379 (Siemens), veröffentlicht am 11. Januar 2001 und mit einer Priorität vom 1. Juli 1999, fällt unter Art. 54(3) EPÜ. Das Dokument beschreibt ein drahtloses Datenübertragungsnetz und Verfahren zur Verwaltung desselben, in dem ein Datenübertragungsnetz eine Anzahl von Knoten umfasst, die eingerichtet sind, optional als ein Master oder ein Slave zu funktionieren. Der Master ist in einer Position, einen Slave zu führen, was die beste Übertragungsqualität zu dem verbleibenden Slave garantiert, um die Masterfunktion zu übernehmen.
  • "BLUETOOTH Specification Version 1.0B, Core, Base Band Specification, Channel Control", Specification of the BLUETOOTH system, Volume 1, 1 December 1999 (1999-12-01), Seite 95 bis 126, XP002174708 beschreibt Aspekte der BLUETOOTH-Spezifikation und sieht Hintergrundinformation bezüglich dessen vor, wie Master-Slave-Beziehungen in BLUETOOTH definiert sind.
  • Hinsichtlich einer Lösung oder Reduzierung der obigen Probleme ist es ein erstes Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbauen von Ranginformation über einen Sicherungsmaster zur Verwendung bei einer Auswahl eines neuen Masters eines Netzes vorzusehen, wenn ein vorher existierender Netzmaster zu einem Zeitpunkt nicht länger als ein Master indem Netz verbleibt.
  • Ein zweites Ziel ist es, ein Verfahren zum Bestimmen eines neuen Masters des Netzes gemäß der Sicherungsmaster-Ranginformation vorzusehen, wenn ein vorher existierender Netzmaster zu einem Zeitpunkt nicht länger in seiner Rolle in dem Netz verbleibt.
  • Ein drittes Ziel ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Verbindungen zwischen dem neuen Master des Netzes und den verbleibenden Slaves vorzusehen, wenn ein vorher existierender Netzmaster zu einem Zeitpunkt nicht länger in seiner Rolle in dem Netz verbleibt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbauen von Sicherungsmasterinformation vorgesehen, die Schritte umfassend: (a) bei einem Netzmaster Empfangen von Verbindungsinformation von mindestens einem von einer Vielzahl von Slaves in einem Netz; (b) bei dem Netzmaster Bestimmen einer Priorität des mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves, um als ein Sicherungsmaster verwendet zu werden, wenn der Netzmaster verschwindet, gemäß der empfangenen Verbindungsinformation; und (c) gekennzeichnet dadurch, dass die bestimmte Prioritätsinformation vom Sicherungsmaster mindestens einem anderen aus der Vielzahl von Slaves durch einen Rundrufkanal bekanntgemacht wird.
  • Vorzugsweise werden die Schritte (a) bis (c) in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt.
  • Vorzugsweise umfasst die empfangene Verbindungsinformation Empfangssignalstärkeanzeige (received Signal strength indication, RSSI) und/oder Verbindungsqualitätsinformation.
  • Vorzugsweise wird in dem Schritt (b), wenn der mindestens eine aus der Vielzahl von Slaves eine höhere RSSI als ein anderer aus der Vielzahl von Slaves hat, dem mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves eine höhere Priorität gegeben, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen.
  • Vorzugsweise wird in dem Schritt (b), wenn der mindestens eine aus der Vielzahl von Slaves einen höheren Verbindungsqualitätswert als ein anderer aus der Vielzahl von Slaves hat, dem mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves eine höhere Priorität gegeben, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen.
  • Vorzugsweise ist das Netz ein persönliches Ad-hoc-Netz.
  • Vorzugsweise führt mindestens einer aus der Vielzahl von Slaves die folgenden Schritte nachfolgend zu einem offensichtlichen Verschwinden eines vorher existierenden Netzmasters durch: (1) Bestimmen, ob der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist; (2) wenn der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist, Bestimmen eines Rangs, der zur Auswahl eines neuen Netzmasters verwendet wird und vor dem Verschwinden des vorher existierenden Netzmasters empfangen wird; und (3) Ändern in eine Rolle als der neue Netzmaster, wenn der Rang der höchste von einem beliebigen aus einer Vielzahl von Slaves ist.
  • Vorzugsweise wird nach dem Schritt (3) ferner der Schritt (4) zum Durchführen einer Rechercheabtastung und einer Ausrufabtastung umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren nach Schritt (4) die Schritte: (5) Bestimmen, ob eine neue Vorrichtung versucht, eine Verbindung durch das Netz herzustellen; (6) Annahme ei ner Anforderung der neuen Vorrichtung nach einer Verbindung, Aufforderung der neuen Vorrichtung, in eine Rolle als ein Slave zu wechseln und Verbleiben als der neue Netzmaster; (7) Speichern von Information der neuen Vorrichtung und Bekanntgeben der Information des neuen Netzmasters und jedes aus der Vielzahl von Slaves, die überall in dem Netz verbunden sind, zu jedem aus der Vielzahl von Slaves, die überall in dem Netz verbunden sind; und (8) Überprüfen einer Änderung eines Mastermodus, wenn es keine Verbindungsanforderung von der neuen Vorrichtung in Schritt (5) gibt, Zurückkehren zu dem Schritt (4), wenn keine Änderung zu dem Mastermodus bestimmt wird, und Beenden des Mastermodus, wenn eine Änderung zu dem Mastermodus bestimmt wird.
  • Vorzugsweise wird in dem Schritt (8) die Änderung des Mastermodus bestimmt, wenn eine Rolle einer Vorrichtung, die als der vorher existierende Netzmaster dient, in eine Rolle als einer aus der Vielzahl von Slaves durch einen Benutzer geändert wird, wenn eine Bluetooth-Funktion des vorher existierenden Netzmasters abgeschaltet wird, oder wenn eine Energiezuführung des vorher existierenden Netzmasters ausgeschaltet wird.
  • Vorzugsweise umfasst Schritt (1) die Teilschritte: (1a) Überprüfen eines Verbindungsstatus mit dem vorher existierenden Netzmaster; (1b) Versuchen einer erneuten Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster, wenn in Teilschritt (1a) eine Trennung erfasst wird; (1c) Überprüfen, ob eine erneute Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster erfolgreich ist, und Zurückkehren zu dem Teilschritt (1a), wenn die erneute Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster erfolgreich ist; und (1d) Bestimmen, ob der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist, wenn eine erneute Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster in Teilschritt (1c) nicht hergestellt wird, und Informieren eines Hosts über das Ereignis als ein "Trennungsabschlussereignis" ("Disconnection Complete Event").
  • Vorzugsweise wird der Teilschritt (1a) in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt, während die Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster verbleibt.
  • Vorzugsweise führt mindestens einer aus der Vielzahl von Slaves die folgenden Schritte nachfolgend zu einem offensichtlichen Verschwinden eines vorher existierenden Netzmasters durch: (A) Überprüfen, ob der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist; (B) Überprüfen von Sicherungsmaster-Ranginformation, wenn bestimmt wird, dass der vorher existierende Netzmaster in dem Schritt (A) verschwunden ist; (C) Versuchen, eine Verbindung mit den neuen Netzmaster herzustellen, wenn bestimmt wird, dass einer aus der verbleibenden Vielzahl von Slaves gemäß der Sicherungsmaster-Ranginformation nicht die höchste Priorität hat; und (D) Verbleiben als einer aus der verbleibenden Vielzahl von Slaves, wenn eine Verbindung mit dem neuen Netzmaster in dem Schritt (C) hergestellt wird.
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben zur Wirkung gebracht werden können, wird nun als ein Beispiel Bezug auf die begleitenden Diagrammzeichnungen genommen, in denen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Bluetooth-Systems ist, das fähig ist, eine Netz aufzubauen;
  • 2 ein Flussdiagramm ist, das ein konventionelles Verfahren zum Bestimmen einer mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung als den Master oder Slave eines Netzes darstellt;
  • 3 die Konfiguration eines Netzes darstellt, in dem mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen miteinander verknüpft sind;
  • 4 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Aufbauen von Information über Sicherungsmaster in einem Netz gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 5 die Sicherungsmaster-Ranginformation von jedem Slave darstellt, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen, die durch das Verfahren von 4 bestimmt wird;
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Bestimmen eines neuen Masters gemäß der Sicherungsmaster-Ranginformation darstellt, um das Netz wiederherzustellen, wenn der vorher existierende Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt;
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das detailliert den Schritt zum Erfassen darstellt, wenn der vorher existierende Netzmaster von 6 ausscheidet;
  • 8 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Herstellen von Verbindungen zwischen einem neuen Master und verbleibenden Slaves darstellt, wenn ein vorher existierender Netzmaster verschwindet;
  • 9 die Konfiguration eines Netzes darstellt, das wieder hergestellt wird, nachdem der vorher existierende Netzmaster verschwindet;
  • 10 die Konfiguration eines anderen Netzes darstellt, durch das mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen miteinander verbunden sind; und
  • 11 die Konfiguration eines Netzes darstellt, das umkonfiguriert wird, nachdem der Netzmaster von 10 verschwindet.
  • Ein Verfahren zum Bestimmen eines neuen Masters eines Netzes, wenn ein vorher existierender Netzmaster verschwindet, trägt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu einem Anstieg einer Wahrscheinlichkeit zum Halten einer Verbindung durch das ganze Netz bei. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um überall auf gleiche Elemente zu verweisen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Bluetooth-Systems, das zum Konfigurieren eines Netzes fähig ist. In 1 ist ein Bluetooth-Modul 200 eine separate Einheit, die mit einer mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung (hierin nachstehend als Bluetooth-Host 100 bezeichnet) durch ein Kabel verbunden ist, konform zu dem Standard für verdrahtete serielle Kommunikationen. Eine HCI- (Host-Steuervorrichtungs-Schnittstelle, Host Controller Interface) Transportschicht 120, die RS232C oder USB (universeller serieller Bus, Universal Serial Bus) ist, steuert den Bluetooth-Modul 200 gemäß einer Serie von Befehlen, die in dem Standard vorgeschrieben sind, und ihren Antworten und führt Datenübertragung und Empfang zwischen dem Bluetooth-Host 100 und dem Bluetooth-Modul 200 durch.
  • Ein L2CAP (logisches Verbindungssteuerungs- und Anpassungsprotokoll, Logical Link Control and Adaption Protocol) 140, das ein Standardkommunikationsprotokoll ist, multiplext eine Vielfalt von Protokollen in oberen Schichten. Ein HCI-Treiber 130 erlaubt Übertragung von HCI-Standardbefehlen und empfängt die Antworten dazu, und sendet und empfängt Daten durch das L2CAP 140. Ein Bluetooth-Dienst-Benutzer 150 ist eine Blue tooth-Dienstanwendung. Ein Netzverwalter 160 dient dazu, das Netz durch Integrieren von Vorrichtungen, die mit dem Bluetooth-Modul 200 ausgerüstet sind, in das einzelne Netz zu verwalten. Der Netzverwalter 160 verbindet sich mit einem Benutzeranwendungsprogramm. Die Ebene des Netzverwalters 160 ist gleich der oberen Ebene des L2CAP 140. Somit verwaltet der Netzverwalter 160 das Netz unter Verwendung des L2CAP 140 durch Kommunikationen mit dem Netzverwalter eines Netzmasters.
  • Ein Verbindungsverwalter 230, der sich in dem Bluetooth-Modul 200 befindet, führt die Befehle durch, die von dem Bluetooth-Host 100 durch die HCI-Transportschicht 120 gesendet werden, und benachrichtigt den Bluetooth-Host 100 über das Ergebnis. Der Verbindungsverwalter 230 verwaltet die Gesamtoperation des Bluetooth-Moduls 200 durch Steuerung einer Verbindungsbasisbandsteuervorrichtung 220 und einer Bluetooth-Funkeinrichtung 210. Hier verwendet der Verbindungsverwalter 230 Verbindungsverwalterprotokoll (link manager protocol, LMP) 240 für Kommunikationen mit dem Verbindungsverwalter einer anderen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung. Die Verbindungsbasisbandsteuervorrichtung 220 arbeitet gemäß dem Befehl des Verbindungsverwalters 230. Die Bluetooth-Funkeinrichtung 210 sendet drahtlos Information gemäß Standardspezifikationen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Bluetooth-Systems, das zum Aufbauen eines Netzes fähig ist.
  • 3 stellt die Konfiguration eines Netzes dar, in dem mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen miteinander verknüpft sind.
  • Es wird angenommen, dass mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen als ein Master oder Slaves durch das Verfahren von
  • 2 bestimmt und wie in 3 gezeigt verteilt sind. Ob drahtlose Kommunikation erfolgreich ist oder nicht, wird im allgemeinen durch die Leistung von gesendeten Wellen oder die Empfindlichkeit von empfangenen Wellen bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform besteht das Netz aus einem Netzmaster 400 und Netz-Slaves 300, d. h. A 300a, B 300b, C 300c, D 300d und E 300e. Wie in 3 gezeigt, befinden sich die Netz-Slaves 300 um den Netzmaster 400 herum innerhalb der Funkabdeckung. In dem drahtlosen Kommunikationsfeld von Bluetooth ist eine Standardfunkabdeckung als 10 m definiert. Somit beträgt ein maximal zulässiger Abstand zwischen dem Netzmaster 400 und einem Netz-Slave 300 10 m. In 3 ist der Kreis 250, der durch eine gestrichelte Linie umschlossen ist, eine Region mit einem Radius d entsprechend der maximalen Funkabdeckung von dem Netzmaster 400. Mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtungen, die sich innerhalb des Kreises 250 befinden, können mit einem Netzmaster 400 als ein Netz konfiguriert werden.
  • 4 stellt ein Verfahren zum Aufbauen von Information über Sicherungsmaster in einem Netz gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Bezugnehmend auf 3 und 4 empfängt der Netzmaster 400 Verbindungsinformation von den Netz-Slaves 300, d. h. A 300a, B 300b, C 300c, D 300d und E 300e, um den Verbindungsstatus mit jedem der Netz-Slaves 300 in dem Netz zu überprüfen (S310). Die Verbindungsinformation umfasst Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) und/oder Verbindungsqualität. Die RSSI, die durch jeden Slave gemessen und dem Netzmaster 400 bereitgestellt wird, ist eng auf die Abstände zwischen jedem der Netz-Slaves 300 und dem Netzmaster 400 bezogen. Die Verbindungsqualitätsinformation ist ein Index einer Fehlerrate bei einer Datenübertragung zwischen dem Netzmaster 400 und jedem Slave und ist mit dem Abstand zwischen dem Master 400 und jedem der Netz-Slaves 300 und dem Vorhandensein oder Fehlen von Hindernissen dazwischen assoziiert. Netz-Slaves 300 können den RSSI-Wert eines Signals, das von den Netzmaster 400 gesendet wird, unter Verwendung eines HCI-Befehls, "Read RSSI", der in dem Bluetooth-Standard vorgeschrieben ist, lesen. Netz-Slaves 300 erhalten auch eine 1-Byte-Numerikverbindungsinformation unter Verwendung eines Standard-HCI-Befehls, "Get Link Quality". Je höher die RSSI- und Verbindungsqualitätswerte sind, desto besser ist der Verbindungsstatus. Der Netzmaster 400 bestimmt die Ranginformation eines Sicherungsmasters, um als ein neuer Netzmaster 400 gewählt zu werden, wenn der vorher existierende Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt, basierend auf der Verbindungsinformation (S330). In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ranginformation über die Netzmaster, die wahrscheinlicher als ein neuer Netzmaster ausgewählt werden, gemäß den RSSI- und/oder Verbindungsqualitätswerten bestimmt. D. h. einem Slave mit höheren RSSI- und/oder Verbindungsqualitätswerten wird ein höherer Rang als ein Sicherungsmaster gegeben, um als ein neuer Netzmaster ausgewählt zu werden. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Umkonfiguration eines Netzes mit den verbleibenden Slaves, wenn ein vorher existierender Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt. Nachdem der Rang des Sicherungsmasters, der zum Auswählen eines neuen Netzmasters verwendet wird, in Bezug auf alle Slaves in Schritt S330 bestimmt ist, gibt der Netzmaster 400 die Ranginformation des Sicherungsmasters, die in Schritt S330 bestimmt wird, an jeden Slave durch einen Rundrufkanal bekannt (S350).
  • Der Netzmaster 400 bestimmt die neue Sicherungsmasterranginformation, die zum Auswählen eines neuen Netzmasters in Bezug auf die Slaves verwendet wird, zu jedem vorbestimmten Zyklus und gibt das Ergebnis allen Netz-Slaves 300 bekannt. Dies geschieht in Anbetracht von RSSI-Schwankungen wegen einer Änderung im Standort des Netzmasters 400 und/oder von Netz-Slaves 300, und Schwankungen der Verbindungsqualität wegen z. B. dem Vorhandensein oder Fehlen von Hindernissen zwischen dem Netz master 400 und Netz-Slaves 300 oder einer Änderung in anderen Bedingungen.
  • 5 stellt die Sicherungsmasterranginformation dar, die zum Auswählen eines neuen Netzmasters in Bezug auf die Slaves in dem Netz zu verwenden wird, die durch das mit Bezug auf 4 dargestellte Verfahren bestimmt wird. Wie in 5 gezeigt, ist ein Slave A 300a als der Sicherungsmaster vierten Ranges BACKUP 4 bestimmt, Slave B 300b ist als der Sicherungsmaster ersten Ranges BACKUP 1 bestimmt, Slave C 300c ist als der Sicherungsmaster zweiten Ranges BACKUP 2 bestimmt, Slave D 300d ist als der Sicherungsmaster dritten Ranges BACKUP 3 bestimmt, und Slave E 300e ist als der Sicherungsmaster fünften Ranges BACKUP 5 bestimmt. Wenn Energie des vorher existierende Netzmasters 400 erschöpft ist oder der vorher existierende Netzmaster 400 die Netzbetriebsregion verlässt, wird ein Netz mit den verbleibenden Netz-Slaves 300 durch Bestimmen eines neuen Masters gemäß der Ranginformation des Sicherungsmasters, der wahrscheinlicher als ein neuer Netzmaster auszuwählen ist, umkonfiguriert.
  • Es wird nun mit Bezug auf 6 bis 9 ein Verfahren zum Umkonfigurieren eines Netzes beschrieben, wenn ein vorher existierender Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt. Nachdem die Ranginformation des Sicherungsmasters, der wahrscheinlicher als ein neuer Netzmaster auszuwählen ist, bestimmt ist, wie in 5 dargestellt, bestimmt jeder der Netz-Slaves 300A, B, C, D und E, ob der vorher existierende Netzmaster 400 die Netzbetriebsregion verlässt (Schritt S410). Schritt S410 bezieht die in 7 dargestellten Teilschritte ein. Die Bestimmung bezüglich dessen, ob der vorher existierende Netzmaster 400 die Netzbetriebsregion 250 verlässt, wird durch Erfassung einer Trennung zwischen dem vorher existierenden Netzmaster 400 und jedem der Slaves erreicht. Gemäß der Bluetooth-Standardversion 1.0 überwachen mit Bluetooth ausgerüs tete Vorrichtungen den gegenseitigen Verbindungsstatus zu jedem Zyklus in z. B. einer Periode von 0,625 ms–40,9 s mit einem Verbindungsüberwachungstimer. Basierend darauf überprüfen die Netz-Slaves 300 ihren Verbindungsstatus mit dem Netzmaster 400 (S402). Der Zyklus zum Überwachen des Verbindungsstatus mit dem Netzmaster kann gemäß den Werten des Verbindungsüberwachungstimers bestimmt werden. Die Netz-Slaves 300 überprüfen periodisch den Verbindungsstatus mit dem Netzmaster 400 unter Verwendung des Verbindungsüberwachungstimers. Wenn in Schritt S402 Verbindungen zwischen dem Netzmaster 400 und Netz-Slaves 300 aufrechterhalten werden, setzen die Netz-Slaves 300 eine Überwachung des Verbindungsstatus mit dem Netzmaster 400 zu jedem vorbestimmten Zyklus fort. Wenn jedoch in Schritt S402 eine Trennung zwischen dem Netzmaster 400 und Netz-Slaves 300 erfasst wird, versucht ein entsprechender Slave eine erneute Verbindung herzustellen (S404). Als nächstes überprüft der entsprechende Slave, ob eine erneute Verbindung mit dem Netzmaster 400 hergestellt wird (S406). Wenn ja, kehrt der Prozess zu Schritt S402 zurück. Wenn im Gegensatz dazu eine erneute Verbindung zwischen dem Netzmaster 400 und dem entsprechenden Slave nicht hergestellt wird, bestimmt der entsprechende Slave das Ereignis als dass der Netzmaster 400 die Netzbetriebsregion verlassen hat und informiert den Bluetooth-Host über ein "Trennungsabschlussereignis" (S408).
  • Bezugnehmend erneut auf 6, überprüft, wenn das Fehlen des Netzmasters 400 in der Netzbetriebsregion identifiziert wird, jeder der Slaves Sicherungsmasterranginformation, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen (S412). In Schritt S412 überprüft jeder der Netz-Slaves 300, ob seinem Rang die höchste Priorität gegeben ist, um als ein neuer Netzmaster gewählt zu werden. Wenn ja, ändert der entsprechende Slave seine Rolle in einen neuen Master (S415). Der neue Master führt eine Rechercheabtastung (S420) und eine Ausrufabtastung (S430) durch. Als nächstes überprüft der neue Master, ob irgendeine mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung versucht, eine Verbindung dazu herzustellen (S440). Wenn ja, nimmt der Netzmaster die Anforderung für eine Verbindung einer mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung an. Der neue Master fordert die mit Bluetooth ausgerüstete Vorrichtung auf, ihre Rolle als einen Slave einzurichten, und der neue Master verbleibt in seiner Rolle als der Netzmaster (S450). Dann speichert der neue Master Information über den neu eingetretenen Slave und gibt Information über die anderen Slaves ebenso wie seine eigene Information dem neuen Slave bekannt. Außerdem speichert der neue Master auch Information über andere neue Slaves, die in die Netzbetriebsregion eintreten, oder die Slaves, die die Netzbetriebsregion verlassen, wie etwa die Adressen oder Namen der Slaves etc. und gibt die gespeicherte Information den anderen Slaves bekannt (S460).
  • Wenn es mittlerweile in Schritt S440 keine Verbindungsanforderung von irgendeiner mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung gibt, wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Modus zu ändern ist (S470). Der Modus kann geändert werden, wenn ein Benutzer beabsichtigt, die Rolle der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtung von dem Master zu einem Slave zu ändern, wenn die Bluetooth-Funktion abgeschaltet oder wenn Energieversorgung ausgeschaltet wird. Wenn es in Schritt S470 keine Anforderung für eine Modusänderung gibt, kehrt der Prozess zu Schritt S420 zurück, um seine Rolle als der Netzmaster fortzusetzen. Wenn im Gegensatz dazu in Schritt S470 eine Bestimmung vorgenommen wird, den Modus zu ändern, wird der Mastermodus beendet. Wenn ein vorher existierender Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt, wird ein neuer Master des Netzes ausgewählt und führt seine Rolle durch, wie oben beschrieben.
  • Wenn mittlerweile in Schritt S412 die Ranginformation des Sicherungsmasters des Slaves nicht die höchste Priorität ist, ist der Prozess A wie in 8 gezeigt wie folgt. Der Slave initialisiert einen Parameter t, der den Rang des Sicherungsmasters anzeigt (S515), und einen Parameter N, der die Anzahl von versuchten Verbindungen anzeigt (S520). Nachdem der Verbindungsversuchsparameter N initialisiert ist, versucht der Slave, eine Verbindung mit dem Slave herzustellen, der als der Sicherungsmaster mit dem t-ten Rang bestimmt ist (hierin nachstehend der Slave mit dem t-ten Rang) (S525), und überprüft, ob die Verbindung mit dem Slave des t-ten Rangs hergestellt ist (S530). Wenn die Verbindung in Schritt S530 erfolgreich ist, dann verbleibt der Slave, der als der Slave mit dem t-ten Rang in dem neuen Netz bestimmt ist, als ein Slave (S560) und empfängt neue Netzinformation von dem neuen Master (S565). Wenn jede der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen, die ihre Rollen als ein Slave in dem neuen Netz beibehalten, nicht mit anderen Slaves kommunizieren, ändern sie ihren gegenwärtigen Modus in einen Parkmodus und aktualisieren ihre eigene Netzinformation mit der neuen Version von Information, die durch den neuen Netzmaster bereitgestellt wird. Wenn mittlerweile eine beliebige der mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen, die als ein Slave dienen, wünschen, mit einem anderen Slave in dem Netz zu kommunizieren, können die mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen den neuen Netzmaster auffordern, die Verbindung mit dem Slave zu beenden, mit dem sich die mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen versuchen zu verbinden, mit dem Slave zu kommunizieren und dann die Verbindung mit dem Slave zu beenden, um in das Netz zurückzukehren.
  • Wenn mittlerweile in Schritt S530 die Verbindung zwischen dem entsprechenden Slave und dem Slave mit dem t-ten Rang nicht hergestellt wird, dann erhöht der entsprechende Slave den Verbindungsversuchsparameter N (S535) und überprüft, ob eine vorbestimmte Anzahl von Verbindungen versucht wurde (S540). Wenn in Schritt S540 der Verbindungsversuchsparameter N klei ner als die Anzahl von versuchten Verbindungen ist, setzt der entsprechende Slave fort, eine Verbindung mit dem Slave t-ten Rangs zu versuchen (S525). Wenn anderenfalls die vorbestimmte Anzahl von Verbindungen in Schritt S540 versucht wurde, inkrementiert der entsprechende Slave den Sicherungsmasterrangparameter t (S545) und vergleicht den erhöhten Sicherungsmasterrangparameter t mit seinem Rang, der zur Auswahl eines neuen Masters verwendet wird (S550). Wenn in Schritt S550 der erhöhte Sicherungsmasterrangparameter t nicht der gleiche wie der Rang des entsprechenden Slave ist, kehrt der Prozess zu Schritt S520 zurück. Anderenfalls ändert der Slave seine Rolle zu einem neuen Netzmaster 400 (S555).
  • Wie in 5 gezeigt, sind, bevor der Netzmaster 400 die Netzbetriebsregion verlässt, alle der ersten bis fünften Netz-Slaves mit Sicherungsmasterrang 300 innerhalb des Funkabdeckungsabstands d des Netzes 250 verteilt. 9 zeigt ein umkonfiguriertes Netz um den Slave ersten Ranges 300b BACKUP 1, nachdem der Netzmaster 400 verschwindet. Wie in 9 gezeigt, ist der Abstand d zwischen dem Slave fünften Ranges 300e BACKUP 5 und dem Slave ersten Ranges 300b BACKUP 1 größer als der Funkabdeckungsabstand d. Mit anderen Worten befindet sich bezüglich des Netzes 270, das umkonfiguriert wird, nachdem der Netzmaster 400 verschwindet, der Slave fünften Ranges 300e BACKUP 5 außerhalb des Netzes 270. Obwohl der Slave fünften Ranges 300b BACKUP 5 versucht, eine Verbindung mit dem Slave ersten Ranges 300b BACKUP 1 herzustellen, nachdem das Verlassen des vorher existierenden Netzmasters erkannt ist, ist die Verbindung entsprechend nicht erfolgreich und er kann somit kein Knoten des neuen Netzes 270 sein. Entsprechend versucht der Slave fünften Ranges 300e BACKUP 5 eine Verbindung mit anderen mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen oder dient als ein Master, um ein neues Netz aufzubauen. 10 stellt die Konfiguration eines anderen Netzes 280 mit mit Bluetooth ausgerüsteten Vorrichtungen dar, und 11 stellt die Konfiguration von Netzen dar, die umkonfiguriert werden, nachdem der Netzmaster 410 von 10 die Netzbetriebsregion verlässt. Bezugnehmend auf 10 besteht das Netz 280 aus Netzmaster 410 und Netz-Slaves 310. Die Netz-Slaves 310 haben erste bis fünfte Sicherungsmasterranginformation. In 11 stellt Bezugszeichen 500 ein erstes Netz dar, wo der Slave ersten Ranges 310a BACKUP 1 von 10 als ein neuer Master dient. Bezugszeichen 600 stellt ein zweites Netz dar, das mit Slaves umkonfiguriert ist, die sich außerhalb des Funkabdeckungsabstands d des ersten Netzes 500 befindet. Für das zweite Netz 600 hat unter den Slaves, die sich außerhalb des ersten Netzes 500 befinden, der Slave dritten Ranges 310c BACKUP 3, der eine relativ höhere Priorität hat, die verwendet wird, um einen neuen Master auszuwählen, seine Rolle in einem neuen Master geändert, um das zweite Netz 600 aufzubauen.
  • Wenn die Umkonfiguration eines Netzes abgeschlossen ist, wie oben erwähnt, ist eine Optimierung der Übertragungsleistung zwischen dem neuen Netzmaster und den Slaves erforderlich. Wie zuvor erwähnt, erhöhen das Verfahren zum Aufbauen von Prioritätsinformation über einen Sicherungsmaster zur Verwendung bei Auswahl eines neuen Masters eines Netzes, wenn ein vorher existierender Netzmaster verschwindet, das Verfahren zum Bestimmen eines neuen Masters gemäß der Sicherungsmasterranginformation und das Verfahren zum Herstellen von Verbindungen zwischen einem neuem Master und verbleibenden Slaves, wenn ein vorher existierender Netzmaster die Netzbetriebsregion verlässt, eine Wahrscheinlichkeit zum Halten einer Verbindung überall in dem Netz.
  • Während diese Erfindung mit Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen besonders gezeigt und beschrieben wurde, wird durch einen Durchschnittsfachmann verstanden, dass verschiedene Änderungen in Form und Details dazu vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie durch die angefügten Ansprüche definiert.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Aufbau von Datensicherungsmasterinformation, die Schritte umfassend: (a) bei einem Netzmaster Empfangen von Verbindungsinformation von mindestens einem von einer Vielzahl von Slaves (300) in einem Netz; (b) bei dem Netzmaster Bestimmen einer Priorität von dem mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves, der als ein Datensicherungsmaster zu verwenden ist, wenn der Netzmaster (400) verschwindet, gemäß der empfangenen Verbindungsinformation; und (c) Bekanntgeben der bestimmten Prioritätsinformation vom Datensicherungsmaster (300b) zu mindestens einem anderen aus der Vielzahl von Slaves durch einen Rundrufkanal.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wobei die Schritte (a) bis (c) in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die empfangene Verbindungsinformation Empfangssignalstärkenanzeige (received signal strength indication, RSSI) und/oder Verbindungsqualitätsinformation umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in dem Schritt (b), wenn der mindestens eine aus der Vielzahl von Slaves eine höhere RSSI als ein anderer aus der Vielzahl von Slaves hat, dem mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves eine höhere Priorität gegeben wird, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in dem Schritt (b), wenn der mindestens eine aus der Vielzahl von Slaves einen höheren Verbindungsqualitätswert als ein anderer aus der Vielzahl von Slaves hat, dem mindestens einen aus der Vielzahl von Slaves eine höhere Priorität gegeben wird, die verwendet wird, um einen neuen Netzmaster auszuwählen.
  6. Verfahren nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei das Netz ein persönliches Ad-hoc-Netz ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens einer aus der Vielzahl von Slaves die folgenden Schritte in Folge zu einem offensichtlichen Verschwinden eines vorher existierenden Netzmasters durchführt: (1) Bestimmen, ob der vorher existierende Netzmaster (400) verschwunden ist; (2) wenn der vorher existierende Netzmaster (400) verschwunden ist, Bestimmen eines Rangs, der zum Auswählen eines neuen Netzmasters verwendet wird und vor dem Verschwinden von dem vorher existierenden Netzmaster (400) empfangen wird; und (3) Ändern zu einer Rolle als der neue Netzmaster, wenn der Rang der höchste von einem beliebigen aus einer Vielzahl von Slaves ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei nach dem Schritt (3) ferner der Schritt (4) zum Durchführen einer Rechercheabtastung und einer Seitenabtastung umfasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, nach Schritt (4) ferner die Schritte umfassend: (5) Bestimmen, ob eine neue Vorrichtung versucht, eine Verbindung durch das Netz herzustellen; (6) Akzeptieren einer Anforderung der neuen Vorrichtung für eine Verbindung, Auffordern der neuen Vorrichtung, zu einer Rolle als ein Slave zu wechseln und Verbleiben als der neue Netzmaster; (7) Speichern von Information von der neuen Vorrichtung und Bekanntmachen der Information von dem neuen Netzmaster und jedem aus der Vielzahl von Slaves, die überall in dem Netz verknüpft sind, zu jedem aus der Vielzahl von Slaves, die überall in dem Netz verknüpft sind; und (8) Überprüfen einer Änderung eines Mastermodus, wenn es keine Verbindungsanforderung von der neuen Vorrichtung in Schritt (5) gibt, Zurückkehren zu dem Schritt (4), wenn keine Änderung an dem Mastermodus bestimmt wird und Beenden des Mastermodus, wenn eine Änderung an dem Mastermodus bestimmt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in dem Schritt (8) die Änderung des Mastermodus bestimmt wird, wenn eine Rolle von einer Vorrichtung, die als der vorher existierende Netzmaster dient, zu einer Rolle als einer aus der Vielzahl von Slaves durch einen Benutzer geändert wird, wenn eine Bluetooth-Funktion von dem vorher existierenden Netzmaster abgeschaltet wird oder wenn die Energie von dem vorher existierenden Netzmaster abgeschaltet wird.
  11. Verfahren nach beliebigen der Ansprüche 7 bis 10, wobei Schritt (1) die Teilschritte umfasst: (1a) Überprüfen eines Verbindungsstatus mit dem vorher existierenden Netzmaster; (1b) Versuchen, sich wieder mit dem vorher existierenden Netzmaster zu verbinden, wenn in Teilschritt (a1) eine Trennung erfasst wird; (1c) Überprüfen, ob eine Wiederverbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster erfolgreich ist, und Zurückkehren zu dem Teilschritt (1a), wenn die Wiederverbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster erfolgreich ist; und (1d) Bestimmen, ob der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist, wenn eine Wiederverbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster in Teilschritt (1c) nicht hergestellt wird, und Informieren eines Hosts über das Ereignis als ein "Trennungsabschlussereignis".
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Teilschritt (1a) in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt wird, während die Verbindung mit dem vorher existierenden Netzmaster verbleibt.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens einer aus der Vielzahl von Slaves die folgenden Schritte in Folge zu einem offensichtlichen Verschwinden eines vorher existierenden Netzmasters durchführt: (A) Überprüfen, ob der vorher existierende Netzmaster verschwunden ist; (B) Überprüfen von Datensicherungsmasterranginformation, wenn bestimmt wird, dass der vorher existierende Netzmaster in dem Schritt (A) verschwunden ist; (C) Versuchen, eine Verbindung mit dem neuen Netzmaster herzustellen, wenn bestimmt wird, dass einer aus der verbleibenden Vielzahl von Slaves gemäß der Datensicherungsmasterranginformation nicht die höchste Priorität hat; und (D) Verbleiben als einer aus der verbleibenden Vielzahl von Slaves, wenn eine Verbindung mit dem neuen Netzmaster in dem Schritt (C) hergestellt wird.
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