TWI691224B - 通訊系統及其同步方法 - Google Patents

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TWI691224B TW107142749A TW107142749A TWI691224B TW I691224 B TWI691224 B TW I691224B TW 107142749 A TW107142749 A TW 107142749A TW 107142749 A TW107142749 A TW 107142749A TW I691224 B TWI691224 B TW I691224B
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郭彥閔
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Abstract

一種適用於第一電子裝置以及一第二電子裝置之間的同步方法，同步方法包含下列步驟。接收由該第一電子裝置發送至該第二電子裝置的一無線訊號的一第一脈衝。判定該第二電子裝置的一第一狀態。接收該無線訊號在該第一脈衝之後的一第二脈衝。由該第二電子裝置量測接收到該第一脈衝與接收到該第二脈衝之間的一接收時間間距。根據該接收時間間距以及該第二電子裝置的該第一狀態判定該第二電子裝置的一新狀態。根據該新狀態判定是否將該第二電子裝置的一系統時鐘與該無線訊號的該第二脈衝同步。

Description

通訊系統及其同步方法
本揭示係關於通訊系統以及其同步方法，更進一步而言，本揭示係關於對通訊系統當中兩個裝置上的兩個系統時鐘進行同步。
當兩個裝置透過無線方式彼此通訊時，這兩個裝置需要共通的時間基準，如此一來兩個裝置的發送端可以在正確的時間點發送資料且兩個裝置的接收端也可以在正確的時間點進行資料接收或取樣。如果兩個裝置彼此並未同步，將可能導致兩個裝置之間的資料傳輸產生一些錯誤。
在一些時候，這兩個裝置之間可能交換訊號來進行時間同步。如果用來進行時間同步的訊號是用無線方式傳輸時，用來進行時間同步的訊號也可能受到背景噪音的干擾或是被障礙物阻擋。受到背景噪音的干擾或是被障礙物阻擋的無線訊號將造成時間同步的錯誤。
本揭示文件提供一種同步方法，同步方法適用於 第一電子裝置以及一第二電子裝置之間，同步方法包含下列步驟。接收由該第一電子裝置發送至該第二電子裝置的一無線訊號的一第一脈衝。判定該第二電子裝置的一第一狀態。接收該無線訊號在該第一脈衝之後的一第二脈衝。由該第二電子裝置量測接收到該第一脈衝與接收到該第二脈衝之間的一接收時間間距。根據該接收時間間距以及該第二電子裝置的該第一狀態判定該第二電子裝置的一新狀態。根據該新狀態判定是否將該第二電子裝置的一系統時鐘與該無線訊號的該第二脈衝同步。
於一些實施例中，該第一狀態以及該新狀態是由一清除旗標狀態、一設立旗標狀態以及一保持旗標狀態當中選出。
於一些實施例中，當該新狀態為該清除旗標狀態時將該第二電子裝置判定為進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步，當該新狀態為該設立旗標狀態或該保持旗標狀態時將該第二電子裝置判定為不進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步。
於一些實施例中，在該第一狀態為該清除旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第一門檻比較；當該接收時間間距超過該第一門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及，當該接收時間間距短於或等於該第一門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
於一些實施例中，該第一電子裝置傳送該無線 訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第一門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
於一些實施例中，在該第一狀態為該設立旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第二門檻比較；當該接收時間間距超過該第二門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及，當該接收時間間距短於或等於該第二門檻時，將該新狀態判定為該保持旗標狀態。
於一些實施例中，該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第二門檻是根據該傳輸週期減去一縮減值而設置，該縮減值是根據一容忍值或一延遲時間長度而決定。
於一些實施例中，該延遲時間長度是在當該第一狀態為該清除旗標狀態且該新狀態為該設立旗標狀態的情況下根據該接收時間間距以及該傳輸週期兩者的一差值而決定。
於一些實施例中，在該第一狀態為該保持旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第三門檻比較；當該接收時間間距超過該第三門檻時，將 該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及，當該接收時間間距短於或等於該第三門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
於一些實施例中，該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第三門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
本揭示文件更提供一種通訊系統，通訊系統包含第一電子裝置以及第二電子裝置。第一電子裝置包含無線發送器用以傳送一無線訊號，該無線訊號包含一系列複數個週期性脈衝。第二電子裝置包含無線接收器以及處理器。無線接收器用以接收該無線訊號之一第一脈衝以及在該第一脈衝後的一第二脈衝。處理器用以進行下列操作：當接收到該第一脈衝時，判定該第二電子裝置的一第一狀態；量測接收到該第一脈衝與接收到該第二脈衝之間的一接收時間間距；根據該接收時間間距以及該第二電子裝置的該第一狀態判定該第二電子裝置的一新狀態；以及，根據該新狀態判定是否將該第二電子裝置的一系統時鐘與該無線訊號的該第二脈衝同步。
基於上述實施例，受到環境噪音干擾或障礙物阻擋的脈衝將被第二電子裝置忽略/跳過而不作為同步的基準。此外，當第二電子裝置剛接收到恢復正常的脈衝時，第二電子裝置不會馬上基於脈衝恢復同步操作，第二電子裝置 會在時確認無線傳輸已經恢復穩定狀態才開始進行同步。
須說明的是，上述說明以及後續詳細描述是以實施例方式例示性說明本案，並用以輔助本案所請求之發明內容的解釋與理解。
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優 點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100‧‧‧通訊系統
110‧‧‧第一電子裝置
120‧‧‧第二電子裝置
112‧‧‧無線發送器
122‧‧‧無線接收器
114、124‧‧‧處理器
116、126‧‧‧系統時鐘
118、128‧‧‧超音波收發器
200‧‧‧同步方法
S210-S270‧‧‧操作
S251、S252、S253a、S253b‧‧‧操作
S254、S255a、S255b、S256‧‧‧操作
S257a、S257b‧‧‧操作
600‧‧‧控制方法
S610-S690‧‧‧操作
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示根據本揭示文件之一實施例中一種通訊系統的示意圖；第2圖繪示本揭示文件的一些實施例中同步方法的流程圖；第3圖繪示本揭示文件的一例示性舉例當中第一電子裝置發送的無線訊號以及第二電子裝置相應接收到的無線訊號的示意圖；第4圖繪示於一些實施例中第2圖中的操作當中的進一步操作的流程圖；第5圖繪示根據本揭示文件的另一例示性舉例當中第一電子裝置發送的無線訊號以及第二電子裝置相應接收到的無線訊號的示意圖；第6圖繪示根據本揭示文件另一實施例中一種控制方法的流程圖。
以下揭示提供許多不同實施例或例證用以實施本揭示文件的不同特徵。特殊例證中的元件及配置在以下討論中被用來簡化本揭示。所討論的任何例證只用來作解說的用途，並不會以任何方式限制本揭示文件或其例證之範圍和意義。在適當的情況下，在圖示之間及相應文字說明中採用相同的標號以代表相同或是相似的元件。
請參閱第1圖，其繪示根據本揭示文件之一實施例中一種通訊系統100的示意圖。如第1圖所示，於一實施例中，通訊系統100包含第一電子裝置110以及第二電子裝置120。通訊系統100中的第一電子裝置110及第二電子裝置120彼此通訊以交換資料(例如檔案、控制訊號、資訊內容或其他相似資料)。
於第1圖所示的實施例中，第一電子裝置110包含無線發送器112、處理器114以及系統時鐘116。另一方面，第二電子裝置120包含無線接收器122、處理器124以及系統時鐘126。為了確保第一電子裝置110及第二電子裝置120之間的通訊(或者是基於此通訊的其他功能)正常運作，通訊系統100用以將第一電子裝置110的系統時鐘116與第二電子裝置120的系統時鐘126彼此同步。當第一電子裝置110的系統時鐘116同步於第二電子裝置120的系統時鐘126時，兩個電子裝置便能具有共通的時間基準以進行資料取樣、解密訊息或進行其他與時間有關的功能。
於一些實施例中，無線發送器112可以由無線射頻(radio frequency)發射電路或無線射頻收發電路加以 實現，無線接收器122可以由無線射頻接收電路或無線射頻收發電路加以實現。然而，本揭示文件並不以此為限。
在其他一些實施例中，無線發送器112可以由紅外線收發電路、雷射收發電路、電磁波收發電路或光學收發電路加以實現。無線接收器122可以由對應於無線發送器112的紅外線收發電路、雷射收發電路、電磁波收發電路或光學收發電路加以實現。
於一些實施例中，處理器114及處理器124可以由中央處理單元、控制電路、特殊應用積體電路、圖形處理單元或其他具相等性的處理電路加以實現。
於一些實施例中，系統時鐘116與系統時鐘126可以由第一電子裝置110及第二電子裝置120當中的計時器電路或震盪器電路加以實現。於其他實施例中，系統時鐘116與系統時鐘126可以由第一電子裝置110及第二電子裝置120當中的處理器114及處理器124所執行的軟體程式或指令加以實現，其軟體程式或指令用以產生或累計系統時間讀數。
如第1圖所示的實施例中，第一電子裝置110的無線發送器112用以傳送無線訊號WS至第二電子裝置120。由第一電子裝置110傳送至第二電子裝置120的無線訊號WS可以作為同步系統時鐘116與系統時鐘126的基準。
於一些特定情形下，由第一電子裝置110傳送至第二電子裝置120的無線訊號WS可能被背景噪音干擾或是被障礙物阻擋造成延遲。若第二電子裝置120採用被干擾 或被延遲的無線訊號WS進行同步，可能導致時間同步上發生錯誤。於本揭示文件的一些實施例中，當一部分的無線訊號WS受到干擾或延遲時，通訊系統100的第二電子裝置120可以忽略這一部分的無線訊號WS，藉此確保第一電子裝置110及第二電子裝置120之間的同步能正常運作。關於如何分辨這一部分的無線訊號WS將在後續段落中有詳細描述。
請一併參閱第2圖及第3圖，第2圖繪示本揭示文件的一些實施例中同步方法200的流程圖。第3圖繪示本揭示文件的一例示性舉例當中第一電子裝置110發送的無線訊號WS1以及第二電子裝置120相應接收到的無線訊號WS2的示意圖。在一些實施例中，第2圖中的同步方法200適合應用在第1圖所示的通訊系統100中的第一電子裝置110與第二電子裝置120之間。
如第1圖所示，第一電子裝置110的無線發送器112用以發送無線訊號WS。如第3圖所示，第一電子裝置110發送的無線訊號WS1包含一系列複數個週期性脈衝Pt1、Pt2、Pt3、Pt4...Pt9。於一些實施例中，無線發送器112每間隔一個傳輸週期Ttx便產生一個週期性脈衝Pt1、Pt2、Pt3、Pt4...Pt9。舉例來說，每間隔10毫秒(millisecond)便產生上述脈衝Pt1、Pt2、Pt3、Pt4...Pt9其中一者。
換句話說，複數個週期性脈衝當中每兩個相鄰的週期性脈衝之間的間隔一個傳輸週期Ttx。舉例來說，週期性脈衝Pt1與Pt2之間的時間差等於傳輸週期Ttx，週期性脈衝Pt2與Pt3之間的時間差也等於傳輸週期Ttx，週期性脈 衝Pt3與Pt4之間的時間差也等於傳輸週期Ttx。
由第一電子裝置110發送的無線訊號WS1將由第二電子裝置120所接收。第3圖繪示了例示性舉例中第二電子裝置120所收到的無線訊號WS2的示意圖。第二電子裝置120所收到的無線訊號WS2同樣包含脈衝Pr1、Pr2、Pr3、Pr4...Pr9，分別對應到無線訊號WS1的脈衝Pt1、Pt2、Pt3、Pt4...Pt9。
在理想的情況下，如果傳輸並未收到干擾或延遲，第二電子裝置120所收到的脈衝Pr1、Pr2、Pr3、Pr4...Pr9相鄰兩者之間的時間間隔應該相等於一個傳輸週期Ttx。
參照第1圖及第2圖，在同步方法200中，執行操作S210由第二電子裝置120接收來自第一電子裝置110所發送的無線訊號WS的一個脈衝。
如第3圖所示，一開始時，第二電子裝置120收到的是無線訊號WS2的脈衝Pr1。執行操作S220判定第二電子裝置120的初始狀態。於通訊系統100的一些實施例中，第二電子裝置120具有一狀態，此狀態是由清除旗標狀態、設立旗標狀態及保持旗標狀態三者中選擇其中一者。於操作S220中，第二電子裝置120的初始狀態依照預設值將設定為「清除旗標狀態」。
為了清楚展示每一個接收到的脈衝所對應的狀態及接收時間間距，提供下列表1。表1例示性展示第3圖之實施例中第二電子裝置120所接收到的無線訊號WS2當中 每一個脈衝Pr1、Pr2、Pr3、Pr4...Pr9相關的狀態。
Figure 107142749-A0101-12-0010-1
如第1圖及表1所示，相關於脈衝Pr1的新狀態(即初始狀態)是將第二電子裝置120設定為清除旗標狀態，如表1的第二列所示。
如第1圖至第3圖所示，執行操作S230，在脈衝Pr1之後接收無線訊號WS2的另一個脈衝Pr2。執行操作S240，量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr1與接收到脈衝Pr2之間的接收時間間距Tr1。於此實施例中如第3圖所示，脈衝Pr1與脈衝Pr2之間的接收時間間距Tr1會相等於脈衝Pt1與脈衝Pt2之間的傳輸週期Ttx。於此例子中，傳輸週期Ttx是以10毫秒(millisecond,ms)作為舉例說明，但本揭示文件並不以此為限。假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt2/Pr2的傳輸期間 並未受到任何背景噪音干擾且未受到障礙物阻擋，如此一來，脈衝Pr1與脈衝Pr2之間的接收時間間距Tr1會相等於10毫秒，也就是對應到傳輸週期Ttx的長度。
執行操作S250，以根據接收時間間距Tr1以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr2的新狀態。需要注意的是，對應於目前的脈衝Pr2來說，第二電子裝置120的先前狀態，是指相對於脈衝Pr1的新狀態。也就是說，相對於脈衝Pr2的先前狀態是「清除旗標狀態」。
請一併參閱第4圖，其繪示於一些實施例中第2圖中的操作S250當中的進一步操作的流程圖。如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr2的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr2的先前狀態為「清除旗標狀態」，將執行操作S252將接收時間間距Tr1與第一門檻進行比較。於一些實施例中，第一門檻設定為傳輸週期Ttx與一容忍值的總和。
於一些實施例中，容忍值的決定是根據通訊系統100的精確度的要求及/或無線訊號WS的特性而定。若通訊系統100的精確度的要求較高，則需要較小的容忍值。若通訊系統100的精確度的要求較低，則使用較大的容忍值。另一方面，當無線訊號WS的傳輸速度較快(例如無線訊號WS為射頻訊號)時，則需要較小的容忍值。當無線訊號WS的傳輸速度較慢(例如無線訊號WS為超音波訊號)時，則使用較大的容忍值。
於此例子中，假設採用的容忍值為5微秒(microsecond,μs)，因此，第一門檻為10005微秒(10毫秒+5微秒)。
於操作S252的比較中，相對於脈衝Pr2的接收時間間距Tr1(10毫秒=10000微秒)低於第一門檻(10005微秒)，便執行操作S253b，以將相對於脈衝Pr2的新狀態判定為「清除旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr2的新狀態將維持在「清除旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr2同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為清除旗標狀態時，第二電子裝置120將執行步驟S270進行系統時鐘126與脈衝Pr2之間的同步。如表1的第三列所示，脈衝Pr2的新狀態判定為「清除旗標狀態」，並且將參照脈衝Pr2進行同步。
須注意的是，第一電子裝置110與第二電子裝置120之間的同步是參照第一電子裝置110上的脈衝Pt2以及第二電子裝置120上的脈衝Pr2。如第3圖所示，第二電子裝置120接收到脈衝Pr2的時間點將略為晚於第一電子裝置110發送脈衝Pt2的時間點。於一些實施例中，由發送脈衝Pt2至接收到脈衝Pr2的時間間隔是可以估算的，其估算值可由第一電子裝置110發送脈衝Pt2的系統反應時間、第二電子裝置120接收脈衝Pr2的系統反應時間以及無線訊號 WS2的傳遞時間的總和而定。於一些實施例中，第二電子裝置120可以將上述估算值假設為一個固定數值。為了達成系統時鐘116與系統時鐘126的同步，第二電子裝置120可以同時考慮脈衝Pr2及上述估算值。舉例來說，估算值可以假設為1微秒，第二電子裝置120可將系統時鐘126同步至脈衝Pr2抵達時間的前1微秒(即脈衝Pr2抵達時間-1μs)。於其他例子中，第二電子裝置120可將系統時鐘126同步至脈衝Pr2加上傳輸週期Ttx再減去估算值(即脈衝Pr2抵達時間+10000μs-1μs)。
在操作S270之後，同步方法200會回到操作S230，執行操作S230接收脈衝Pr2之後的脈衝Pr3。執行操作S240以量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr2與接收到脈衝Pr3之間的接收時間間距Tr2。
假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt3/Pr3的傳輸期間並未受到任何背景噪音干擾且未受到障礙物阻擋，如此一來，脈衝Pr2與脈衝Pr3之間的接收時間間距Tr2也會相等於(或接近於)10毫秒，也就是對應到傳輸週期Ttx的長度。
執行操作S250，根據接收時間間距Tr2以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr3的新狀態。需要注意的是，對應於目前的脈衝Pr3來說，第二電子裝置120的先前狀態，是指相對於脈衝Pr2的新狀態。也就是說，相對於脈衝Pr3的先前狀態是「清除旗標狀態」。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr3的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr3的先前狀態為「清除旗標狀態」，將執行操作S252將接收時間間距Tr2與第一門檻進行比較，此舉例說明中的第一門檻設定為10005微秒(10毫秒+5微秒)。
於操作S252的比較中，相對於脈衝Pr3的接收時間間距Tr2(10毫秒=10000微秒)低於第一門檻(10005微秒)，便執行操作S253b，以將相對於脈衝Pr3的新狀態判定為「清除旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr3的新狀態將維持在「清除旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr3同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為清除旗標狀態時，第二電子裝置120將執行步驟S270進行系統時鐘126與脈衝Pr3之間的同步。如表1的第四列所示，脈衝Pr3的新狀態判定為「清除旗標狀態」，並且將參照脈衝Pr3進行同步。
接著，如第2圖及第4圖所示，同步方法200再次回到操作S230。執行操作S230接收脈衝Pr3之後的脈衝Pr4。執行操作S240以量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr3與接收到脈衝Pr4之間的接收時間間距Tr3。
假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt4/Pr4的傳輸期間可能受到 背景噪音干擾或者受到障礙物阻擋，如此一來如第3圖所示，脈衝Pr3與脈衝Pr4之間的接收時間間距Tr3將會大於傳輸週期Ttx的長度。假設，由於脈衝Pr4在傳輸過程中遇到的延遲，導致量測到的接收時間間距Tr3為14毫秒。於一些實施例中，脈衝Pr4的延遲時間長度Td1可以根據接收時間間距Tr3與傳輸週期Ttx兩者之間的差值而決定。如第3圖所示，可以由接收時間間距Tr3減去傳輸週期Ttx，而計算得到脈衝Pr4的延遲時間長度Td1(即延遲時間長度Td1=Tr3-Ttx)。與此例子中，量測到的延遲時間長度Td1為4毫秒。
執行操作S250，以根據接收時間間距Tr3以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr4的新狀態。需要注意的是，對應於目前的脈衝Pr4來說，第二電子裝置120的先前狀態，是指相對於脈衝Pr3的新狀態。也就是說，相對於脈衝Pr4的先前狀態是「清除旗標狀態」。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr4的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr4的先前狀態為「清除旗標狀態」，將執行操作S252將接收時間間距Tr2與第一門檻進行比較，此舉例說明中的第一門檻設定為10005微秒(10毫秒+5微秒)。
於操作S252的比較中，相對於脈衝Pr4的接收時間間距Tr3(14毫秒=14000微秒)高於第一門檻(10005微秒)，便執行操作S253a，以將相對於脈衝Pr4的新狀態判定 為「設立旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr4的新狀態將切換為「設立旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr4同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為設立旗標狀態時，第二電子裝置120將回到步驟S230且不進行系統時鐘126與脈衝Pr4之間的同步。換句話說，當脈衝Pr4的新狀態被判定為設立旗標狀態時，第二電子裝置120將不會依照脈衝Pr4進行系統時鐘126的同步。如表1的第五列所示，相對於脈衝Pr4的新狀態為「設立旗標狀態」，且將不依據脈衝Pr4進行同步。當接收並處理脈衝Pr4的過程中，是在對應脈衝Pr4的先前狀態為「清除旗標狀態」且對應脈衝Pr4的新狀態為「設立旗標狀態」的情況下，量測對應脈衝Pr4的延遲時間長度Td1。
接著，如第2圖及第4圖所示，同步方法200再次回到操作S230。執行操作S230接收脈衝Pr4之後的脈衝Pr5。執行操作S240以量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr4與接收到脈衝Pr5之間的接收時間間距Tr4。
假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt5/Pr5的傳輸期間仍然受到背景噪音干擾或者受到障礙物阻擋，如此一來如第3圖所示，接收到脈衝Pr5的時間點也會受到延遲。於此例子中，量測到接收時間間距Tr4相等於(或近似於)傳輸週期Ttx。 假設無線訊號WS的傳輸仍然持續受到大約相同程度的干擾或障礙物阻隔，如此一來上述因素對脈衝Pr5造成的延遲會大致等同於對脈衝Pr4造成的延遲。因此，可以觀察到量測出來的接收時間間距Tr4將可能接近傳輸週期Ttx。於此假設，量測到的接收時間間距Tr4為10毫秒，也就是對應到傳輸週期Ttx的長度。
執行操作S250，以根據接收時間間距Tr4以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr5的新狀態。需要注意的是，對應於目前的脈衝Pr5來說，第二電子裝置120的先前狀態，是指相對於脈衝Pr4的新狀態。也就是說，相對於脈衝Pr5的先前狀態是「設立旗標狀態」。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr5的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr5的先前狀態為「設立旗標狀態」，將執行操作S254將接收時間間距Tr4與第二門檻進行比較，可根據傳輸週期Ttx減去一縮減值計算出第二門檻。
於一些實施例中，上述縮減值可以由容忍值(例如可為5微秒)決定，舉例來說，第二門檻可以等於傳輸週期Ttx(10毫秒)減去容忍值(5微秒)，則第二門檻值可以設定為9995微秒。
於其他一些實施例中，第二門檻可以計算為傳輸週期Ttx減去一定比例(例如50%、70%或100%)的延遲時間長度Td1(此例中以延遲時間長度Td1以4毫秒進行舉 例)。例如，第二門檻可以計算為傳輸週期Ttx(10毫秒)減去50%的延遲時間長度Td1的50%，也就是說，第二門檻等於Ttx-Td1*50%，第二門檻等於8毫秒(10ms-4ms*0.5)。於另一個例子中，第二門檻可以計算為傳輸週期Ttx(10毫秒)減去100%的延遲時間長度Td1，也就是說，第二門檻等於Ttx-Td1*100%，第二門檻等於6毫秒(10ms-4ms)。
於一些實施例中，第二門檻的設定不會低於傳輸週期Ttx減去100%的延遲時間長度Td1。若第二門檻的設定低於傳輸週期Ttx減去100%的延遲時間長度Td1，同步方法200可能無法順利觸發保持旗標狀態。
於操作S254的比較中，相對於脈衝Pr5的接收時間間距Tr4(10毫秒)高於第二門檻(此例中假設為6毫秒)，便執行操作S255a，以將相對於脈衝Pr5的新狀態判定為「設立旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr5的新狀態維持在「設立旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr4同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為設立旗標狀態時，第二電子裝置120將回到步驟S230且不進行系統時鐘126與脈衝Pr5之間的同步。換句話說，當脈衝Pr5的新狀態被判定為設立旗標狀態時，第二電子裝置120將不會依照脈衝Pr5進行系統時鐘126的同步。如表1的第六列所示，相對於脈衝Pr5的新狀態為「設立旗標狀態」， 且將不依據脈衝Pr5進行同步。
相似於對脈衝Pr5的處理過程，將接著對應脈衝Pr6執行操作S230、S240、S251、S254、S255a，如表1所示，對應脈衝Pr6的新狀態將設定為「設立旗標狀態」且將不依據脈衝Pr6進行同步，可參考表1的第七列。
接著，如第2圖及第4圖所示，同步方法200再次回到操作S230。執行操作S230接收脈衝Pr6之後的脈衝Pr7。執行操作S240以量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr6與接收到脈衝Pr7之間的接收時間間距Tr6。
假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt7/Pr7的傳輸期間不再受到背景噪音干擾或者受到障礙物阻擋，如第3圖所示，脈衝Pr7在傳輸過程中並未遭遇延遲，如此一來，量測到的接收時間間距Tr6將會短於傳輸週期Ttx。與此例子中假設量測到的接收時間間距Tr6為6毫秒。
執行操作S250，以根據接收時間間距Tr6以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr7的新狀態。需要注意的是，對應於目前的脈衝Pr7來說，第二電子裝置120的先前狀態，是指相對於脈衝Pr6的新狀態。也就是說，相對於脈衝Pr7的先前狀態是「設立旗標狀態」。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr7的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr7的先前狀態為「設立旗標狀態」，將執行操作S254將接收時間 間距Tr6與第二門檻進行比較，此例子中，第二門檻等於6毫秒。
於操作S254的比較中，相對於脈衝Pr7的接收時間間距Tr6(6毫秒)等於第二門檻(此例中假設為6毫秒)，便執行操作S255b，以將相對於脈衝Pr7的新狀態判定為「保持旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr7的新狀態切換為「保持旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr7同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為保持旗標狀態時，第二電子裝置120將回到步驟S230且不進行系統時鐘126與脈衝Pr7之間的同步。換句話說，當脈衝Pr7的新狀態被判定為保持旗標狀態時，第二電子裝置120將不會依照脈衝Pr7進行系統時鐘126的同步。如表1的第八列所示，相對於脈衝Pr7的新狀態為「設立旗標狀態」，且將不依據脈衝Pr7進行同步。
接著，如第2圖及第4圖所示，同步方法200再次回到操作S230。執行操作S230接收脈衝Pr7之後的脈衝Pr8。執行操作S240以量測第二電子裝置120接收到脈衝Pr7與接收到脈衝Pr8之間的接收時間間距Tr7。假設，由第一電子裝置110發送至第二電子裝置120的無線訊號WS在脈衝Pt8/Pr8的傳輸期間並未受到背景噪音干擾或者受到障礙物阻擋，因此，此例子中量測到的接收時間間距Tr7等 同於傳輸週期Ttx，接收時間間距Tr7為10毫秒。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr8的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr8的先前狀態為「保持旗標狀態」，將執行操作S256將接收時間間距Tr7與第三門檻進行比較，在一些實施例中，第三門檻設定為傳輸週期Ttx與一容忍值的總和。容忍值的大小可根據通訊系統100的精確度的要求及/或無線訊號WS的特性而設定。於此例子假設容忍值設定為5微秒，因此，第三門檻設定為10005微秒(10ms+5μs)。
於操作S256的比較中，相對於脈衝Pr8的接收時間間距Tr7(10毫秒)短於第三門檻(此例中假設為10005微秒)，便執行操作S257b，以將相對於脈衝Pr7的新狀態判定為「清除旗標狀態」。換句話說，第二電子裝置120相對於脈衝Pr8的新狀態切換為「清除旗標狀態」。
接著，如第2圖及第4圖所示，執行操作S260以根據新狀態判定是否將第二電子裝置120的系統時鐘126與無線訊號WS2的脈衝Pr8同步。
於一些實施例中，當操作S250判定的新狀態為清除旗標狀態時，第二電子裝置120將執行步驟S270進行系統時鐘126與脈衝Pr8之間的同步。如表1的第九列所示，脈衝Pr8的新狀態判定為「清除旗標狀態」，並且將參照脈衝Pr8進行同步。
相似於對脈衝Pr2或Pr3的處理過程，將接著對應脈衝Pr9執行操作S230、S240、S251、S252、S253b， 如表1所示，對應脈衝Pr9的新狀態將設定為「清除旗標狀態」且將依據脈衝Pr9進行同步，可參考表1的第十列。
基於上述實施例，受到環境噪音干擾或障礙物阻擋的脈衝Pr4-Pr6將被第二電子裝置120忽略/跳過而不作為同步的基準。在脈衝Pr4-Pr6的期間，第二電子裝置120將依賴先前在脈衝Pr2-Pr3期間已完成同步的系統時鐘126。於此實施例中，當第二電子裝置120接收到脈衝Pr7(被判定為對應「保持旗標狀態」)時，第二電子裝置120不會馬上基於脈衝Pr7恢復同步操作。第二電子裝置120會在處理脈衝Pr8時確認無線傳輸已經恢復穩定狀態，於此實施例中，第二電子裝置120會在回到「清除旗標狀態」時恢復同步操作。
請一併參閱第5圖，其繪示根據本揭示文件的另一例示性舉例當中第一電子裝置110發送的無線訊號WS3以及第二電子裝置120相應接收到的無線訊號WS4的示意圖。
表2例示性展示第5圖之實施例中第二電子裝置120所接收到的無線訊號WS4當中每一個脈衝Pr1、Pr2、Pr3、Pr4...Pr9相關的狀態。
Figure 107142749-A0101-12-0022-2
Figure 107142749-A0101-12-0023-3
在第5圖及表2的實施例當中相對於前7個脈衝Pr1-Pr7的處理相似於先前第3圖及表1的實施例中前7個脈衝Pr1-Pr7的處理，故在此不再重複說明。
第5圖的實施例相較第3圖的實施例，主要差別在於第5圖的實施例中第二電子裝置120接收到的脈衝Pr8發生延遲。
執行操作S250，以根據接收時間間距Tr7以及第二電子裝置120的先前狀態來判定第二電子裝置120相對於脈衝Pr8的新狀態。
如第4圖所示，執行操作S251以辨識相對於脈衝Pr8的先前狀態為何。於此例子中，相對於脈衝Pr8的先前狀態為「保持旗標狀態」，將執行操作S254將接收時間間距Tr7與第三門檻進行比較，此例子中，第三門檻等於10005微秒。
於操作S256的比較中，相對於脈衝Pr8的接收時間間距Tr7(13毫秒=13000微秒)超過第三門檻(此例中假設為10005微秒)，便執行操作S257a，以將相對於脈衝Pr7的新狀態判定為「設立旗標狀態」。換句話說，第二電 子裝置120相對於脈衝Pr8的新狀態切換為「設立旗標狀態」。
接著，在後續的脈衝Pr9的處理當中，第二電子裝置120相對於脈衝Pr9的狀態將被判定為「保持旗標狀態」。
於此例示性例子中，受到環境噪音干擾或障礙物阻擋的脈衝Pr4-Pr6及Pr8將第二電子裝置120被忽略/跳過而不作為同步的基準。此外，於此實施利中，因為脈衝Pr7及Pr9的可靠性較低，第二電子裝置120同樣將脈衝Pr7及Pr9忽略/跳過而不作為同步的基準。
於上述實施例中，如第1圖所示，第一電子裝置110及第二電子裝置120可以將系統時鐘116及126根據無線訊號WS設定為具有相同的週期。換句話說，如第3圖及表1所示，系統時鐘116及126的週期可以根據脈衝Pt2-Pt3及Pr2-Pr3進行設定。
在無線訊號受到雜訊干擾或延遲而無法同步的期間內，第一電子裝置110及第二電子裝置120仍然可以利用運作中的系統時鐘110及126作為基準在兩個裝置之間傳送資料。直到可以成功同步時，例如第3圖及表1中的脈衝Pt8-Pt9及Pr8-Pr9，第一電子裝置110及第二電子裝置120便可以依據脈衝Pt8-Pt9及Pr8-Pr9恢復同步系統時鐘116及126。
請一併參閱第6圖，其繪示根據本揭示文件另一實施例中一種控制方法600。控制方法600適用於第1圖中的 通訊系統100。如上述實施例所數，第一電子裝置110及第二電子裝置120可以根據無線訊號WS同步彼此的系統時鐘116及126。同步後的系統時鐘可以做為第一電子裝置110及第二電子裝置120之間許多功能的時間基準。
如第1圖所示，第一電子裝置110進一步包含超音波收發器118以及第二電子裝置120進一步包含超音波收發器128。通訊系統100可以執行第6圖中的操作S610-S670將第1圖中第一電子裝置110的系統時鐘116與第二電子裝置120的系統時鐘126進行同步。關於操作S610-S670的細節內容相似於先前實施例中討論的操作S210-S270，在此不另重複。控制方法600進一步執行操作S680在第一電子裝置110及第二電子裝置120之間傳送超音波訊號US。舉例來說，超音波訊號US可由超音波收發器118發送至超音波收發器128，或者，由超音波收發器128發送至超音波收發器118。執行操作S690根據同步過後第一電子裝置110上的系統時鐘116與第二電子裝置120上的系統時鐘126對上述超音波訊號US進行取樣。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。
200‧‧‧同步方法
S210-S270‧‧‧操作

Claims (20)

  1. 一種同步方法，適用於一第一電子裝置以及一第二電子裝置之間，該同步方法包含：接收由該第一電子裝置發送至該第二電子裝置的一無線訊號的一第一脈衝；判定該第二電子裝置的一第一狀態；接收該無線訊號在該第一脈衝之後的一第二脈衝；由該第二電子裝置量測接收到該第一脈衝與接收到該第二脈衝之間的一接收時間間距；根據該接收時間間距以及該第二電子裝置的該第一狀態判定該第二電子裝置的一新狀態；以及根據該新狀態判定是否將該第二電子裝置的一系統時鐘與該無線訊號的該第二脈衝同步。
  2. 如請求項1所述之同步方法，其中該第一狀態以及該新狀態是由一清除旗標狀態、一設立旗標狀態以及一保持旗標狀態當中選出。
  3. 如請求項2所述之同步方法，其中當該新狀態為該清除旗標狀態時將該第二電子裝置判定為進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步，當該新狀態為該設立旗標狀態或該保持旗標狀態時將該第二電子裝置判定為不進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步。
  4. 如請求項3所述之同步方法，其中在該第一狀態為該清除旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第一門檻比較；當該接收時間間距超過該第一門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第一門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
  5. 如請求項4所述之同步方法，其中該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第一門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
  6. 如請求項3所述之同步方法，其中在該第一狀態為該設立旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第二門檻比較；當該接收時間間距超過該第二門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第二門檻時，將該新狀態判定為該保持旗標狀態。
  7. 如請求項6所述之同步方法，其中該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第二門檻是根據該傳輸週期減去一縮減值而設置，該縮減值是根據一容忍值或一延遲時間長度而決定。
  8. 如請求項7所述之同步方法，其中該延遲時間長度是在當該第一狀態為該清除旗標狀態且該新狀態為該設立旗標狀態的情況下根據該接收時間間距以及該傳輸週期兩者的一差值而決定。
  9. 如請求項3所述之同步方法，其中在該第一狀態為該保持旗標狀態的情況下，該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第三門檻比較；當該接收時間間距超過該第三門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第三門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
  10. 如請求項9所述之同步方法，其中該第 一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝包含該第一脈衝以及該第二脈衝，以及該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第三門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
  11. 一種通訊系統，包含：一第一電子裝置，包含：一無線發送器用以傳送一無線訊號，該無線訊號包含一系列複數個週期性脈衝；以及一第二電子裝置，包含：一無線接收器用以接收該無線訊號之一第一脈衝以及在該第一脈衝後的一第二脈衝；以及一處理器，用以：當接收到該第一脈衝時，判定該第二電子裝置的一第一狀態；量測接收到該第一脈衝與接收到該第二脈衝之間的一接收時間間距；根據該接收時間間距以及該第二電子裝置的該第一狀態判定該第二電子裝置的一新狀態；以及根據該新狀態判定是否將該第二電子裝置的一系統時鐘與該無線訊號的該第二脈衝同步。
  12. 如請求項11所述之通訊系統，其中該第一狀態以及該新狀態是由一清除旗標狀態、一設立旗標狀態以及一保持旗標狀態當中選出。
  13. 如請求項12所述之通訊系統，其中當該新狀態為該清除旗標狀態時該第二電子裝置判定須進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步，當該新狀態為該設立旗標狀態或該保持旗標狀態時該第二電子裝置判定不進行該系統時鐘與該第二脈衝之間的同步。
  14. 如請求項13所述之通訊系統，其中在該第一狀態為該清除旗標狀態的情況下，該處理器進行該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第一門檻比較；當該接收時間間距超過該第一門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第一門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
  15. 如請求項14所述之通訊系統，其中該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，以及該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第一門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
  16. 如請求項13所述之通訊系統，其中在該第一狀態為該設立旗標狀態的情況下，該處理器進行該新狀態的判定包含：將該接收時間間距與一第二門檻比較；當該接收時間間距超過該第二門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第二門檻時，將該新狀態判定為該保持旗標狀態。
  17. 如請求項16所述之通訊系統，其中該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第二門檻是根據該傳輸週期減去一縮減值而設置，該縮減值是根據一容忍值或一延遲時間長度而決定。
  18. 如請求項17所述之通訊系統，其中該延遲時間長度是在當該第一狀態為該清除旗標狀態且該新狀態為該設立旗標狀態的情況下根據該接收時間間距以及該傳輸週期兩者的一差值而決定。
  19. 如請求項13所述之通訊系統，在該第一狀態為該保持旗標狀態的情況下，該處理器進行該新狀態 的判定包含：將該接收時間間距與一第三門檻比較；當該接收時間間距超過該第三門檻時，將該新狀態判定為該設立旗標狀態；以及當該接收時間間距短於或等於該第三門檻時，將該新狀態判定為該清除旗標狀態。
  20. 如請求項19所述之通訊系統，其中該第一電子裝置傳送該無線訊號的一系列複數個週期性脈衝至該第二電子裝置，以及該系列複數個週期性脈衝當中相鄰的每兩個脈衝彼此間隔一傳輸週期，其中該第三門檻是根據該傳輸週期以及一容忍值的總和而設置。
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