用于信標(biāo)圍欄應(yīng)用的低能量信令方案的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]無線技術(shù)的一種常見用法涉及使用便攜式和無線追蹤裝置來追蹤資產(chǎn)(例如寵物、汽車、人等)。在此類使用的一種方法中，無線追蹤裝置可以與一或多個信標(biāo)無線地通信以確定何時無線追蹤裝置進(jìn)入預(yù)定一個區(qū)域或多個區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄)、保持在所述區(qū)域內(nèi)部和/或離開所述區(qū)域。
[0002]在此類應(yīng)用中，跳頻擴(kuò)頻(rass)發(fā)射方法提供了一種在無線追蹤裝置與信標(biāo)之間提供無線通信的穩(wěn)固且高效的方式。然而，F(xiàn)HSS方法需要信標(biāo)與無線追蹤裝置之間同步以便協(xié)調(diào)載波信號的偽隨機(jī)跳頻序列。如果無線追蹤裝置和信標(biāo)失去同步，則無線追蹤裝置可能會耗費相當(dāng)大量的功率嘗試與信標(biāo)重新建立同步。舉例來說，一旦失去與信標(biāo)的同步，無線追蹤裝置將不知道下一次跳頻，并且將必須花費功率猜測頻率以嘗試再次找到信標(biāo)。無線追蹤裝置可能因為不正確地猜測或者在無線追蹤裝置不在范圍內(nèi)時猜測而浪費相當(dāng)大量的功率。此類情形中的高功率消耗可能是不期望的，因為無線追蹤裝置通常具有有限的電力供應(yīng)器(即，電池)。另外，使用傳統(tǒng)的FHSS方法的無線追蹤裝置可能會浪費相當(dāng)大量的時間搜索信標(biāo)發(fā)射的跳頻模式，因為在傳統(tǒng)的FHSS方法中，無線追蹤裝置必須搜索所有偽隨機(jī)頻率以與信標(biāo)重新建立同步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]各種實施例的系統(tǒng)、方法和裝置提供修改的跳頻模式，所述修改的跳頻模式使得無線追蹤裝置與信標(biāo)圍欄(即，信標(biāo)圍欄)應(yīng)用中的信標(biāo)之間能夠同步。在一個實施例中，信標(biāo)可以根據(jù)修改的跳頻模式發(fā)射信標(biāo)信號，并且無線追蹤裝置可以通過根據(jù)所述跳頻模式調(diào)諧接收器而接收所述信標(biāo)信號。在一個實施例中，所述修改的跳頻模式可以包含以高冗余模式產(chǎn)生的與偽隨機(jī)頻率序列多路復(fù)用的參考頻率。在一個實施例中，以所述參考頻率發(fā)射的所述信標(biāo)信號的包可以附加有根據(jù)所述修改的跳頻模式的下一頻率的指示。
【附圖說明】
[0004]并入本文中并且構(gòu)成本說明書一部分的隨附圖式說明本發(fā)明的示范性實施例，并且與上文給出的一般描述和下文給出的詳細(xì)描述一起用來解釋本發(fā)明的特征。
[0005]圖1是說明帶有具有收發(fā)器的信標(biāo)和具有無線追蹤裝置的資產(chǎn)的預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄)的平面圖。
[0006]圖2和3是適合與各種實施例一起使用的包含鏈接到本地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)的無線追蹤裝置的通信網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)框圖。
[0007]圖4是說明用于根據(jù)修改的跳頻模式發(fā)射信標(biāo)信號的實施例方法的過程流程圖。
[0008]圖5是說明用于根據(jù)修改的跳頻模式接收信標(biāo)信號的實施例方法的過程流程圖。
[0009]圖6說明根據(jù)各種實施例的跳頻模式。
[0010]圖7是說明用于產(chǎn)生參考數(shù)據(jù)包的實施例方法的過程流程圖。
[0011]圖8是說明用于使接收器與修改的跳頻模式同步的實施例方法的過程流程圖。
[0012]圖9說明根據(jù)實施例的信標(biāo)信號中的包。
[0013]圖10是說明用于指示無線追蹤裝置在一個區(qū)域外部的實施例方法的過程流程圖。
[0014]圖11是說明用于確定無線追蹤裝置已經(jīng)進(jìn)入一個區(qū)域的實施例方法的過程流程圖。
[0015]圖12是說明用于基于相對信標(biāo)覆蓋范圍來控制無線追蹤裝置活動的實施例方法的過程流程圖。
[0016]圖13是適合與各種實施例一起使用的實例無線追蹤裝置的組件圖。
[0017]圖14是適合與各種實施例一起使用的實例信標(biāo)的組件圖。
[0018]圖15是適合與各種實施例一起使用的實例移動裝置的組件圖。
[0019]圖16是適合與各種實施例一起使用的實例服務(wù)器的組件圖。
【具體實施方式】
[0020]將參考附圖詳細(xì)描述各種實施例。在可能的情況下，將貫穿圖式使用相同的參考數(shù)字來指代相同或類似的部分。對特定實例和實施方案作出的參考是用于說明性目的，且無意限制本發(fā)明的范圍或權(quán)利要求書。
[0021]詞語“示范性”在本文中用于表示“充當(dāng)實例、例子或說明”。本文中描述為“示范性”的任何實施方案未必應(yīng)解釋為比其它實施方案優(yōu)選或有利。
[0022]如本文所使用，術(shù)語“無線追蹤裝置”和“追蹤裝置”在本文中可互換地使用以指代電子追蹤標(biāo)記、資產(chǎn)無線追蹤裝置、蜂窩電話、智能電話、個人或移動多媒體播放器、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、膝上型計算機(jī)、平板計算機(jī)、智能本、掌上型計算機(jī)、無線電子郵件接收器、具多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩電話、無線游戲控制器和類似個人電子裝置中的任何一者或全部，其包含可編程處理器和存儲器和電路，用于接收信標(biāo)信號和確定何時無線追蹤裝置進(jìn)入預(yù)定一個區(qū)域或多個區(qū)域、保持在所述區(qū)域內(nèi)部和/或離開所述區(qū)域。
[0023]如本文所使用，術(shù)語“信標(biāo)”是指包含可編程處理器和電路以用于在預(yù)定一個區(qū)域或多個區(qū)域上發(fā)射信標(biāo)信號以便界定信標(biāo)圍欄邊界的任何形式的電子裝置。
[0024]各種實施例將例如低功率RF接收器的射頻(RF)接收器和相對高功率的蜂窩式電話收發(fā)器兩者并入到無線追蹤裝置中。在一個實施例中，相對較小的預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄)可以被界定為其中無線追蹤裝置的無線電可以接收射頻信標(biāo)信號(例如信標(biāo)發(fā)射的相對短程的射頻信標(biāo)信號)的區(qū)域。當(dāng)從預(yù)定區(qū)域去除無線追蹤裝置并且因而不再接收到來自信標(biāo)的無線電信號時，無線追蹤裝置可以轉(zhuǎn)變成信標(biāo)違反條件或操作模式，其可以包含發(fā)送警報或起始經(jīng)由例如蜂窩式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的長程無線網(wǎng)絡(luò)與另一裝置的通信。在一個實施例中，當(dāng)無線追蹤裝置確定其處于信標(biāo)違反條件時，無線追蹤裝置可以激活其GPS單元和/或開始從其高功率收發(fā)器發(fā)射通信信號。在一個實施例中，GPS單元確定的位置使得無線追蹤裝置能夠確認(rèn)無線追蹤裝置實際上在預(yù)定區(qū)域外部。在另一實施例中，從無線追蹤裝置的高功率收發(fā)器發(fā)射的通信信號中可以包含無線追蹤裝置的GPS坐標(biāo)。以此方式，當(dāng)在預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄)外部時，可以用從無線追蹤裝置的高功率收發(fā)器發(fā)射的通信信號來追蹤無線追蹤裝置。
[0025]跳頻擴(kuò)頻(rass)發(fā)射方法提供了一種在無線追蹤裝置與信標(biāo)之間通信的穩(wěn)固且高效的方式。然而，F(xiàn)HSS方法需要信標(biāo)與無線追蹤裝置之間同步以便協(xié)調(diào)載波信號的偽隨機(jī)跳頻序列。如果無線追蹤裝置和信標(biāo)失去彼此的同步，則無線追蹤裝置可能會耗費相當(dāng)大量的功率嘗試與信標(biāo)重新建立同步。舉例來說，一旦失去與信標(biāo)的同步，無線追蹤裝置將不知道下一次跳頻，并且將必須花費功率猜測頻率以嘗試再次找到信標(biāo)。無線追蹤裝置可能因為不正確地猜測或者在無線追蹤裝置不在范圍內(nèi)時猜測而浪費相當(dāng)大量的功率。高功率消耗是不期望的，因為無線追蹤裝置通常具有有限的電力供應(yīng)器(即，電池)。另外，使用傳統(tǒng)的FHSS方法的無線追蹤裝置可能會浪費相當(dāng)大量的時間搜索信標(biāo)發(fā)射的跳頻模式，因為在傳統(tǒng)的FHSS方法中，無線追蹤裝置必須搜索所有偽隨機(jī)頻率以與信標(biāo)重新建立同步。
[0026]各種實施例的系統(tǒng)、方法和裝置提供用于信標(biāo)圍欄應(yīng)用的雙重信令方案，其方式是通過對信標(biāo)的參考頻率的高冗余模式與偽隨機(jī)頻率序列進(jìn)行多路復(fù)用以產(chǎn)生修改的跳頻模式。在修改的跳頻模式中，參考頻率可以用參考周期性重復(fù)。在一個實施例中，參考周期性可以小于修改的跳頻模式中包含的頻率(例如信道)的總數(shù)。以此方式，修改的跳頻模式可以使得無線追蹤裝置能夠減少搜索信標(biāo)和與信標(biāo)同步所需的時間，因為需要搜索信標(biāo)使用的不到全部頻率/信道。
[0027]在一個實施例中，信標(biāo)可以從可供信標(biāo)使用的存儲器中選擇一或多個參考頻率以用于產(chǎn)生修改的跳頻模式。所述一或多個參考頻率可以預(yù)提供給信標(biāo)，或者可以在信標(biāo)注冊進(jìn)程時由追蹤系統(tǒng)服務(wù)器提供?？梢越o所述信標(biāo)預(yù)提供高冗余模式和/或用于產(chǎn)生高冗余模式的算法，并且所述信標(biāo)可以產(chǎn)生所選的一或多個參考頻率的高冗余模式。另外，可以給信標(biāo)預(yù)提供偽隨機(jī)頻率序列和/或用于產(chǎn)生偽隨機(jī)頻率序列的算法。在一個實施例中，追蹤系統(tǒng)服務(wù)器可以使單個信標(biāo)與其一或多個參考頻率、高頻模式和/或偽隨機(jī)頻率序列相關(guān)聯(lián)。信標(biāo)可以將一或多個參考頻率的高冗余模式與偽隨機(jī)頻率序列多路復(fù)用以產(chǎn)生修改的跳頻模式。所述信標(biāo)可以通過根據(jù)修改的跳頻模式切換信標(biāo)信號的載波信號來發(fā)射其fg標(biāo)信號。
[0028]在一個實施例中，無線追蹤裝置可以接收/選擇對應(yīng)于信標(biāo)所選的參考頻率的一或多個參考頻率。無線追蹤裝置可以以各種方式接收/選擇參考頻率。作為一實例，作為為無線追蹤裝置追蹤的資產(chǎn)建立安全區(qū)(即，信標(biāo)圍欄)的注冊/配對進(jìn)程的一部分，無線追蹤裝置可以接收信標(biāo)的參考頻率。作為另一實例，無線追蹤裝置可以在向用戶帳戶注冊無線追蹤裝置和/或信標(biāo)時從追蹤系統(tǒng)服務(wù)器接收參考頻率。作為另一個實例，在制造時可以給無線追蹤裝置預(yù)提供一或多個信標(biāo)的一或多個參考頻率。可以給無線追蹤裝置預(yù)提供高冗余模式和/或用于產(chǎn)生高冗余模式的算法，并且無線追蹤裝置可以產(chǎn)生接收到的/選擇的一或多個參考頻率的高冗余模式。另外，可以給無線追蹤裝置預(yù)提供偽隨機(jī)頻率序列和/或用于產(chǎn)生偽隨機(jī)頻率序列的算法。在一個實施例中，追蹤系統(tǒng)服務(wù)器可以向無線追蹤裝置指示在與特定的信標(biāo)配對時要使用的一或多個參考頻率、高冗余模式和/或偽隨機(jī)頻率序列。在另一實施例中，信標(biāo)和無線追蹤裝置可以利用相同的默認(rèn)一或多個參考頻率、默認(rèn)高冗余模式和/或默認(rèn)偽隨機(jī)序列，不管信標(biāo)/無線追蹤裝置對如何。無線追蹤裝置可以將一或多個參考頻率的高冗余模式與偽隨機(jī)頻率序列多路復(fù)用以產(chǎn)生修改的跳頻模式。通過在無線追蹤裝置和信標(biāo)處使用相同的一或多個參考頻率、相同高冗余模式和相同偽隨機(jī)頻率序列，信標(biāo)和無線追蹤裝置可以產(chǎn)生相同的修改的跳頻模式。無線追蹤裝置可以通過將無線追蹤裝置的接收器調(diào)諧到根據(jù)修改的跳頻模式的載波信號頻率來接收信標(biāo)發(fā)射的信標(biāo)信號。
[0029]在一個實施例中，所述信標(biāo)信號可以包含通信包。舉例來說，信標(biāo)信號包可以包含前置碼同步位、信標(biāo)的ID、數(shù)據(jù)和校驗值。在一個實施例中，可以附加在參考信號上發(fā)射的包以包含信標(biāo)根據(jù)修改的跳頻模式將在其上發(fā)射的下一頻率的指示。無線追蹤裝置可以對信標(biāo)信號進(jìn)行解碼，并且使用下一頻率的指示可以確定要將接收器調(diào)諧到以便在下個時間間隔接收載波信號的頻率。無線追蹤裝置還可通過將參考信號和下一頻率的序列與修改的跳頻模式比較而與修改的跳頻模式同步。參考頻率與下一頻率階次的匹配可以指示信標(biāo)的修改的跳頻模式中的當(dāng)前點，由此使得無線追蹤裝置能夠使其接收器與信標(biāo)發(fā)射器同步。
[0030]在一個實施例中，無線追蹤裝置可以基于未能對閾值數(shù)目的頻率內(nèi)的信標(biāo)信號進(jìn)行解碼而確定其位于預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄/覆蓋范圍)外部。作為一實例，未能在修改的跳頻模式的七個連續(xù)頻率內(nèi)檢測到信標(biāo)信號的無線追蹤裝置可以確定其不再在信標(biāo)范圍內(nèi)，并且因而在預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄/覆蓋范圍)外部。在一個實施例中，當(dāng)無線追蹤裝置在預(yù)定區(qū)域外部時，無線追蹤裝置可以轉(zhuǎn)變成信標(biāo)外操作狀態(tài)。在一個實施例中，在信標(biāo)外狀態(tài)中，無線追蹤裝置可以嘗試重新采集信標(biāo)信號，而無需搜索信標(biāo)使用的所有可能的頻率，方式是通過將其接收器調(diào)諧到參考頻率，并且周期性地嘗試用參考頻率對信標(biāo)信號進(jìn)行解碼。以此方式，所述無線追蹤裝置可以因為不搜索所有可能的信標(biāo)信號頻率而節(jié)省功率。另外，無線追蹤裝置可以更迅速地辨識出何時其已經(jīng)進(jìn)入信標(biāo)覆蓋范圍，因為參考信號可能會以更高的周期性重復(fù)。在一個實施例中，無線追蹤裝置可以基于成功地對多個頻率(例如兩個連續(xù)頻率)內(nèi)的信標(biāo)信號進(jìn)行解碼而確定其重新位于預(yù)定區(qū)域(即，信標(biāo)圍欄)內(nèi)部。作為一實例，以參考頻率和參考信號包中指示的下一頻率成功地對信標(biāo)信號進(jìn)行解碼的無線追蹤裝置可以確定其位于由信標(biāo)的信號界定的信標(biāo)覆蓋范圍內(nèi)。
[0031]在一個實施例中，信標(biāo)可以用多個參考頻率發(fā)射信標(biāo)信號。作為一實例，可以用第一參考頻率和可以是第一參考頻率的倍數(shù)的第二參考頻率發(fā)射信標(biāo)信號。無線追蹤裝置可以確定正在第一參考頻率上發(fā)生干擾，并且可以將其接收器調(diào)諧到另一參考頻率(例如第二參考頻率)以接收信標(biāo)信號。在另一實施例中，當(dāng)干擾阻止無線追蹤裝置以第一參考頻率對信標(biāo)信號進(jìn)行解碼時，無線追蹤裝置可以搜索所有頻率以尋找信標(biāo)信號。
[0032]圖1是說明根據(jù)實