TWI722590B - 目標時脈調整方法及其無線裝置 - Google Patents
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Abstract
本案提出一種目標時脈調整方法及其無線裝置,適用於調整無線裝置之目標時脈。此目標時脈調整方法包含接收來自發射裝置的連續二廣播封包,以獲得每一廣播封包個別對應的時間資訊;依據該些時間資訊,獲得該二廣播封包相差的一時間區間;依據此時間區間及一目標值調整無線裝置的目標時脈,以達到自動調整目標時脈之功效者。
Description
本案係有關一種目標時脈調整方法及其無線裝置,特別是關於一種利用封包資訊來調整目標時脈之方法及其無線裝置。
隨著無線通訊技術的發展,藍芽(Bluetooth)、WiFi、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)等無線通訊服務應用甚廣。當無線裝置處於一無線網路中時,基地台或存取點(AP)會定期發出信標(beacon)訊號,以確認周圍之無線裝置的連線狀態。
然而,如果無線裝置處於待機狀態,無線裝置在醒來接收封包的時間若不準確,會使得平均電流過大,降低無線裝置之整體系統使用壽命。一般造成接收封包時間過長的主要原因大致可分為二種,一種是無線裝置之系統內部參數不同而導致頻率不一致,另一種則是基地台或存取點之發送頻率也會因為內部參數不同而導致發送封包的時間點變動。
如上所述,由於在無線網路中之無線裝置接收封包的時間不準確,導致無線裝置面臨到接收封包時間過長的問題。
有鑒於此,本案提出一種目標時脈調整方法,其係適用於調整一無線裝置之目標時脈,無線裝置用以接收一發射裝置發送之廣播封包,此目標時脈調整方法包含:接收連續二廣播封包,以獲得每一廣播封包個別對應的時間資訊。依據該些時間資訊,獲得該二廣播封包相差的一時間區間。依據此時間區間及一目標值,調整無線裝置的目標時脈。
本案另外提出一種無線裝置,具有一目標時脈並接收一發射裝置發送之廣播封包,此無線裝置包含一無線收發電路及一處理器。無線收發電路依序接收連續二廣播封包,處理器電性連接無線收發電路,以根據每一廣播封包對應獲得個別的時間資訊,處理器依據該些時間資訊運算獲得該二廣播封包相差的時間區間,並依據此時間區間及一目標值,調整目標時脈。
在一實施例中,時間資訊係為發射裝置發送廣播封包的時間或是無線收發電路接收到廣播封包的時間。
在一實施例中,依據時間區間及目標值,先獲得一頻率誤差,並以此頻率誤差與無線裝置之預設頻率的乘積來調整目標時脈。
在一實施例中,當時間區間大於等於一目標值(
PKT
target )時,根據
計算出頻率誤差,並根據此頻率誤差減少目標時脈的頻率數值;以及當時間區間小於目標值時,根據
計算出頻率誤差,並根據此頻率誤差增加目標時脈的頻率數值。其中,Err表示頻率誤差,
P
n-P
n-1 表示時間區間,及
PKT
target 表示目標值。
在一實施例中,積分微分調變單元係依據頻率誤差與預設頻率的乘積來調整目標頻率。
綜上所述,本案利用二廣播封包之間的時間區間來調整目標時脈的數值,以達到自動調整無線裝置的目標時脈之目的者。
圖1為根據本案一實施例之無線裝置的方塊示意圖,請參閱圖1所示,無線裝置10包含一無線收發電路12、一處理器14及一電池16。無線收發電路12電性連接處理器14,且電池16電性連接至無線收發電路12及處理器14,以提供各元件運作所需之電力。在一實施例中,無線裝置10係與發射裝置20位於同一個無線網路中,例如可以是但不限於藍芽(Bluetooth)、WiFi、全球互通微波存取(WiMAX)等無線網路。無線收發電路12係用以接收一發射裝置20所發送出的廣播封包,並將接收到的廣播封包傳送至處理器14,處理器14即可以根據廣播封包的封包資訊來進行處理運算,以調整目標時脈。
發射裝置20發射廣播封包之狀態可同時參閱圖2所示,發射裝置20會依據一個時間週期定期發射廣播封包,在P
1時間點,發射第1個廣播封包,在P
2時間點發射第2個廣播封包,在P
3時間點發射第3個廣播封包,以此類推,在P
n-1時間點,發射第n-1個廣播封包,以及在P
n時間點,發射第n個廣播封包。而為了接收這些廣播封包,與發射裝置20身處於同一個無線網路中的無線裝置10會根據目標時脈定期醒過來,且無線裝置10之目標時脈需與時間週期相匹配,以便順利接收廣播封包。然而,即使發射裝置20之時間週期等同於無線裝置10之目標時脈,仍可能因為發射裝置20發送封包的時間點變動或是無線裝置10與發射裝置20因系統內部參數不同而導致頻率不一致,使得無線裝置10根據目標時脈醒過來的時間不準確而無法剛好配合發射裝置20發送廣播封包的時間,如此,便要調整無線裝置10的目標時脈,以自動對齊發射裝置20所發的廣播封包時間。
在一實施例中,發射裝置20係可為基地台或存取點(AP),無線裝置10係為無線攝影機,使基地台或存取點會定期發出廣播封包來確認無線攝影機的連線狀態,而無線攝影機可於待機模式下定期醒來接收此廣播訊號。
圖3係根據本案一實施例之目標時脈調整方法的流程圖。請參閱圖1、圖2及圖3所示,發射裝置20會依時間週期定期發射廣播封包,在開始調整目標時脈時,如步驟S10所示,無線裝置10透過無線收發電路12依序接收二個連續之廣播封包,處理器14根據接收到的廣播訊號獲得每一廣播封包個別對應的時間資訊,此時間資訊係為發射裝置20發送廣播封包的時間。在另一實施例中,時間資訊亦可為無線收發電路12接收到廣播封包的時間。
如步驟S12所示,在取得連續二廣播封包的時間資訊之後,處理器14即可依據這二個時間資訊的時間差異,獲得該二廣播封包相差的一時間區間。例如在P
n-1時間點發射的第n-1個廣播封包與在P
n時間點發射的第n個廣播封包,二個時間資訊分別為P
n-1與P
n,則該二廣播封包之間的時間區間即表示為
P
n -P
n-1 。
如步驟S14所示,處理器14依據此時間區間及一目標值,調整目標時脈。具體而言,處理器14依據時間區間及目標值,先獲得一頻率誤差,並以此頻率誤差與無線裝置10之預設頻率的乘積來減少或增加目標時脈。
在一實施例中,當時間區間大於等於目標值(
PKT
target )時,處理器14會根據時間區間及目標值的第一關係式
計算出頻率誤差,再依據此頻率誤差與預設頻率的乘積來減少目標時脈的頻率數值,故可根據此頻率數值調整目標時脈的時間數值,其中,Err表示頻率誤差,
P
n-P
n-1 表示時間區間,及
PKT
target 表示目標值(封包時間差異的目標值)。當時間區間小於目標值時,處理器14會根據時間區間及目標值的第二關係式
計算出頻率誤差,並依據此頻率誤差與預設頻率的乘積來增加目標時脈的頻率數值,故可根據此頻率數值調整目標時脈的時間數值。如此一來,即可依據實際接收到廣播封包來有效的調整無線裝置10的目標時脈,使無線裝置10得以更準確的接收發射裝置20發送之廣播封包。
在一實施例中,處理器14係藉由內建之積分微分調變單元(Sigma-Delta modulation ,SDM)141依據頻率誤差與預設頻率進行乘積運算,並據此調整目標時脈之數值。
在處理器14調整目標時脈之過程中,上述之步驟S14係可進一步以下列二組方程式表示:當時間區間(P
n-P
n-1)大於等於目標值(
PKT
target )時,處理器14會選擇下列方程式1進行運算;當時間區間(P
n-P
n-1)小於目標值(
PKT
target )時,處理器14會選擇下列方程式2進行運算。
在上述二組方程式中,Err表示頻率誤差;
P
n-P
n-1 表示時間區間;
PKT
target 表示目標值;SDM表示為積分微分調變單元141的函式,由積分微分調變單元141進行運算處理;以及N表示為無線裝置10的預設頻率。
在一實施例中,當無線裝置10的預設頻率為32K Hz時,目標值係為100毫秒(ms)。
舉例來說,在實際進行目標時脈調整時,若一廣播封包的時間資訊P
n-1為100 ms,下一個廣播封包的時間資訊P
n為220 ms,則該二廣播封包相差的時間區間即表示為220-100=120 ms。當無線裝置10的預設頻率為32K Hz,且目標值為100 ms時,時間區間120 ms係大於目標值100 ms,因此會選擇上述之公式1進行運算,此時頻率誤差Err=(120/100)-1=0.2,表示要減少輸出頻率32K*0.2=6.4K,因此最後要增加目標時脈0.15625 ms,使調整後的目標時脈會比原本多0.15625 ms。若一廣播封包的時間資訊P
n-1為100 ms,下一個廣播封包的時間資訊P
n為180 ms,則該二廣播封包相差的時間區間即表示為180-100=80 ms。當無線裝置10的預設頻率為32K Hz,且目標值為100 ms時,時間區間80 ms係小於目標值100 ms,因此會選擇上述之公式2進行運算,此時頻率誤差Err=1-(80/100)=0.2,表示要增加輸出頻率32K*0.2=6.4K,因此最後要減少目標時脈0.15625 ms,使調整後的目標時脈會比原本少0.15625 ms。
在一實施例中,無線裝置(無線收發電路)係處於一待機模式,並以目標時脈為週期,定期醒來接收廣播封包,因此準確地調整目標時脈對應發射裝置發送廣播封包的時間,可使無線裝置剛好醒來就可以接收到廣播訊號,以避免醒來時間過長而耗費電池過多的電力而降低電池使用壽命。
在一實施例中,無線裝置亦可處於任何模式,只要是為了校正任何無線裝置與發射裝置之間的時間可以互相匹配,皆可以採用本案之方式來調整目標時脈,使無線裝置與發射裝置的時脈可以更為準確的同步。
綜上所述,為了解決時脈不準確問題,本案利用二廣播封包之間的時間區間來自動調整目標時脈的數值,由於是依據實際接收到廣播封包來調整無線裝置的目標時脈對齊發射裝置發射廣播封包的時間,故可使無線裝置得以更準確的接收發射裝置發送之廣播封包,可以改善接收廣播封包的時間過長問題,避免無線裝置中之電池浪費不必要的消耗,進而提高整體系統(無線裝置)的使用壽命。因此,本案利用封包資訊來調整目標時脈,以達到自動調整無線裝置的目標時脈之目的者。
以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點,其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施,當不能以之限定本案之專利範圍,即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾,仍應涵蓋在本案之專利範圍內。
10:無線裝置
12:無線收發電路
14:處理器
141:積分微分調變單元
16:電池
20:發射裝置
S10~S14:步驟
圖1係為根據本案一實施例之無線裝置的方塊示意圖。
圖2係為根據本發明一實施例的發射裝置發射廣播封包之狀態。
圖3係為根據本發明一實施例之目標時脈調整方法的流程圖。
S10~S14:步驟
Claims (9)
- 一種目標時脈調整方法,適用於調整一無線裝置之目標時脈,該無線裝置接收一發射裝置發送之廣播封包,該目標時脈調整方法包含:接收連續二該廣播封包,以獲得每一該廣播封包個別的時間資訊;依據該些時間資訊,獲得該二廣播封包相差的一時間區間;以及依據該時間區間及一目標值,獲得一頻率誤差,並以該頻率誤差與該無線裝置之預設頻率的乘積來自動調整該目標時脈。
- 如請求項1所述之目標時脈調整方法,其中該無線裝置係處於一待機模式,並以該目標時脈為週期,定期醒來接收該廣播封包。
- 一種無線裝置,具有一目標時脈並接收一發射裝置發送之廣播封包,該無線裝置包含:一無線收發電路,其係依序接收二該廣播封包;以及一處理器,電性連接該無線收發電路,以根據每一該廣播封包對應獲得個別的時間資訊,該處理器依據該些時間資訊運算獲得該二廣播封包之間的一時間區間,並依據該時間區間及一目標值,獲得一頻率誤差,並以該頻率誤差與該無線裝置之預設頻率的乘積來自動調整該目標時脈。
- 如請求項3所述之無線裝置,其中該時間資訊係為該發射裝置發送該廣播封包的時間。
- 如請求項3所述之無線裝置,其中該時間資訊係為該無線收發電路接收到該廣播封包的時間。
- 如請求項3所述之無線裝置,其中該處理器係藉由內建之積分微分調變(Sigma-Delta modulation)單元調整該目標時脈。
- 如請求項3所述之無線裝置,其中該無線收發電路係處於一待機模式,並以該目標時脈為週期,定期醒來接收該廣播封包。
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