基于G.hn标准的蓝牙接入节点及使用该节点接入网络的方法

摘要

本发明提供了一种在基于G.hn标准的通信网络的蓝牙接入节点中用于进行蓝牙终端设备网络接入的方法、一种基于G.hn标准的通信网络的蓝牙接入节点、以及一种基于G.hn标准的通信网络及蓝牙技术的网络接入系统。依据本发明的蓝牙接入节点能够插在任何家用电源插座、电话线插座以及有线电视同轴电缆插座之上。凡是适合安装G.hn网关的场所，如家庭、医院、疗养院、甚至有传输介质(例如包括电力线、电话线、有线电视同轴电缆)插座的室外庭院均能够使用本发明。此外，本发明的结构简单，提高了数据传输效率，避免了不必要的传输延迟并且增加了蓝牙终端设备的吞吐量，降低了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地涉及，一种在基于G.hn标准的通 信网络的蓝牙接入节点中进行蓝牙终端设备网络接入的方法，一种 基于G.hn标准的通信网络的蓝牙接入节点以及一种基于G.hn标准 的通信网络及蓝牙技术的网络接入系统。

背景技术

如今，越来越多的设备，诸如医疗设备和个人健康护理设备， 采用了蓝牙接入技术。因此，为该类设备随地、随时提供接入服务， 例如，在每个房间和每条走廊中为用户提供便利的接入服务是非常 重要的。

然而，因为目前的蓝牙网关只能安装在有以太网线端口的地方， 而绝大多数居民家庭、医院、疗养院无法做到在每个房间、每条走 廊上都安装有以太网端口，对现有建筑物进行加装以太网电缆及端 口的改装又成本太高。此外，如果蓝牙网关要通过无线局域网Wi-Fi 接入Internet，首先需要在有以太网线端口的地方安装Wi-Fi访问点 (802.11Wi-Fi AP)，而如果蓝牙网关要通过3G移动通信网络接入 Internet，需要解决3G信号室内覆盖的难题。因此，现有的蓝牙接入 设备，如蓝牙网关，的部署受到很大的限制，无法为蓝牙终端提供 随时随地并且便利的接入服务。

在美国专利US 20030224728A1中，提出了一种运用电力线进行 蓝牙通信的接入节点和网络结构，其具有四个层次，蓝牙终端设备、 无线蓝牙模块、蓝牙接入节点和网络，无线蓝牙模块作为接入节点 与蓝牙终端设备之间的端口而运作。此外，蓝牙接入节点通过控制 和协调所有在无线蓝牙模块之间的数据传输起到了中央服务器的作 用。但是，该产品层次较多，这将增加延迟并降低蓝牙终端设备的 吞吐量。此外，该接入节点具有过多的功能，负载量较大，这将影 响接入节点的工作性能。同时，除电力线插座之外，该产品的安装 还需要有外部网络接口，且该产品并不支持宽带接入能力(无源光 网络EPON/吉比特无源光网络GPON/数字用户线路DSL)，因此该 发明难以支持当前的蓝牙4.0标准和蓝牙4.0设备。同时，该产品仅 支持利用电力线进行数据信号传输，而不可用于其他传输介质(电 话线及有线电视同轴电缆)。由此可见，该产品局限性较大。

发明内容

可见，背景技术中所提到的方法存在的缺点在于传输介质单一、 需要事先安装外部网络接口，不能支持光纤及DSL接入、不能支持 高带宽以及高的数据传输效率，且复杂性较高、价格较贵，体积较 大、耗电量也多。

为了解决上述技术问题，本发明基于现有的国际电信联盟ITU-T  G.hn标准提供了一种在基于G.hn标准的通信网络的蓝牙接入节点中 用于进行网络接入的方法、一种基于G.hn标准的通信网络的蓝牙接 入节点、以及一种基于G.hn标准的通信网络及蓝牙技术的网络接入 系统。

国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union)制 定了适用于电力线、电话线以及有线电视同轴电缆等传输介质的通 用的家庭网络收发器的标准，国际电信联盟ITU-T所制定的G.hn家 庭网络国际标准将电力线、双绞线和有线电视同轴电缆都纳入到家 庭网络有线传输媒质中，而不必仅依赖于以太网线的铺设，从而有 助于用户接入网络的实时性。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种在基于G.hn标准的 通信网络的蓝牙接入节点中用于进行蓝牙终端设备网络接入的方 法，所述方法包括：发现蓝牙终端设备并与蓝牙终端设备建立通信 链路；接收来自所述蓝牙终端设备的蓝牙无线信号；基于G.hn协议， 将所接收的所述蓝牙无线信号转换为G.hn信号(包括解调、转换、 调制这一系列操作)；以及通过传输介质传输所述G.hn信号，其中， 所述传输介质通过G.hn网关连接至其所属网络。

根据本发明的一个实施例，所述传输介质包括电力线、电话线 和有线电视同轴电缆。由此本发明的应用领域相当广泛，能够无需 对建筑物进行改造即可提供大范围的蓝牙覆盖，并且非常便于用户 接入网络(因特网，互联网或运营商网络)。

根据本发明另一方面，本发明提供了一种在基于G.hn通信网络 的蓝牙接入节点中用于进行蓝牙终端设备网络接入的方法，所述方 法包括：发现蓝牙终端设备并与蓝牙终端设备建立通信链路；接收 由传输介质承载的G.hn信号，其中，所述传输介质通过G.hn网关 连接至传输介质所属的网络；基于蓝牙协议，将所接收的所述G.hn 信号转换为蓝牙无线信号(包括解调、转换、调制这一系列操作)； 以及将所述蓝牙无线信号发送至所述蓝牙终端设备。

根据本发明的一个实施例，所述传输介质包括电力线、电话线 和有线电视同轴电缆。由此本发明的应用领域相当广泛，能够无需 对建筑物进行改造即可提供大范围的蓝牙覆盖，并且非常便于用户 接入网络。

根据本发明的又一方面，本发明还提供了一种基于G.hn标准的 通信网络的蓝牙接入节点，包括：蓝牙无线发送/接收模块、处理器 和G.hn输入/输出模块；其中所述蓝牙无线发送/接收模块，用于发 现蓝牙终端设备并与蓝牙终端设备建立通信链路，以及接收来自所 述蓝牙终端设备的蓝牙无线信号，并对该蓝牙无线信号进行解调， 然后将该蓝牙无线信号解调后的蓝牙协议数据包提供给所述处理 器，或者从所述处理器获取蓝牙协议数据包并将该蓝牙协议数据包 调制成蓝牙无线信号，并以将该蓝牙无线信号发送至所述蓝牙终端 设备；所述处理器，用于基于G.hn协议，将来自所述蓝牙无线发送 /接收模块的所述数据蓝牙协议数据包转换为G.hn协议数据包，并将 其提供给所述G.hn输入/输出模块，或者将从所述G.hn输入/输出模 块获取的G.hn协议数据包按照蓝牙协议转换为蓝牙协议数据包，并 将该蓝牙协议数据包提供给所述蓝牙无线发送/接收模块；以及所述 G.hn输入/输出模块，用于接收来自所述处理器的G.hn协议数据包 并调制成G.hn信号，以经由传输介质的插头将所述G.hn信号通过 传输介质进行传输，或者经由传输介质的插头接收由所述传输介质 承载的所述G.hn信号，并对其进行解调，以将所述G.hn信号解调 后获取的G.hn协议数据包提供给所述处理器。

根据本发明的一个实施例，所述传输介质包括电力线、电话线 和有线电视同轴电缆。由此本发明的应用领域相当广泛，能够无需 对建筑物进行改造即可提供大范围的蓝牙覆盖，并且非常便于用户 接入网络。

根据本发明的另一实施例，当所述传输介质包括电力线时，所 述蓝牙接入节点还包括增补电力线插座，当所述蓝牙接入节点连接 至所述电力线时，所述增补电力线插座与蓝牙接入节点的电源插头 并联，并且共同连接至所述电力线。

由此，其他用户设备可以通过该增补电力线插座，与电力线连 接而运作。可见，该蓝牙接入节点将不影响原有的使用电源插座的 用户电器设备的电源接入。

根据本发明的一个优选的实施例，当所述传输介质包括电力线 时，所述蓝牙接入节点还包括第一变压器，所述第一变压器将电力 线上的电压变换为适合于所述蓝牙接入节点的供电电压。例如，将 电力线上220V交流变为直流±5V，以适于供蓝牙接入节点使用。

根据本发明的另一实施例，当所述传输介质包括电话线时，所 述蓝牙接入节点还包括增补电话线插座和/或保护器，当所述蓝牙接 入节点连接至所述电话线时，所述增补电话线插座与蓝牙接入节点 的电话线插头并联，并且共同连接至所述电话线，所述保护器用于 当所述蓝牙接入节点连接至所述电话线时，避免所述蓝牙接入节点 的内部器件及电路遭受所述电话线上的过大电流或过大电压，如浪 涌电流及瞬变电压，的冲击。

电话可以通过该增补电话线插座，与电话线连接而运作，从而 不影响原有的电话的使用。此外，保护器可以包括例如电容元件和 限压原件，以对蓝牙接入节点起到保护作用，防止过大电流或过大 电压，如浪涌电流和瞬变电压，的冲击。

根据本发明的一个优选的实施例，当所述传输介质包括电话线 时，所述蓝牙接入节点还包括第二变压器，所述第二变压器将电话 线上的电压变换为适合于所述蓝牙接入节点的供电电压。例如，将 电话线上20～72V直流电变为直流±5V，以适于供蓝牙接入节点使用。

根据本发明的另一实施例，当所述传输介质包括有线电视同轴 电缆时，所述接入节点包括增补同轴电缆插座和充电模块，该充电 模块例如可以包括充电电池、充电电路及其器件。充电电路及其器 件与所述充电电池连接，为所述蓝牙接入节点提供电源及多次充电 功能。当所述蓝牙接入节点连接至所述有线电视同轴电缆时，所述 增补同轴电缆插座与蓝牙接入节点的同轴电缆插头并联，并且共同 连接至所述有线电视同轴电缆，所述充电模块用于当所述蓝牙接入 节点连接至所述有线电视同轴电缆时，为所述蓝牙接入节点供电。

用户设备例如电视，可以通过该增补同轴电缆插座，与有线电 视同轴电缆连接而运作，从而不影响原有电视的使用。

根据本发明的另一实施例，所述蓝牙接入节点还包括用于提供 缓存和数据存储的存储器。

根据本发明的又一方面，本发明还提供了一种基于G.hn通信网 络的蓝牙接入节点，所述接入节点包括：蓝牙无线链路模块，用于 发现蓝牙终端设备并与蓝牙终端设备建立通信链路；蓝牙无线信号 接收装置，用于接收来自所述蓝牙终端设备的蓝牙无线信号；转换 模块，用于基于G.hn协议，将所接收的所述蓝牙无线信号转换为 G.hn信号；以及G.hn输出装置，用于通过传输介质传输所述G.hn 信号，其中，所述传输介质通过G.hn网关连接至所述传输介质所属 的网络。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种基于G.hn通信网 络的蓝牙接入节点，所述接入节点包括：蓝牙无线链路模块，用于 发现蓝牙终端设备并与蓝牙终端设备建立通信链路；G.hn输入装置， 用于接收由传输介质承载的G.hn信号，其中，所述传输介质通过 G.hn网关连接至所述传输介质所属的网络；转换模块，用于基于蓝 牙协议，将所接收的所述G.hn信号转换为蓝牙无线信号；以及发送 装置，用于将所述蓝牙无线信号发送至所述蓝牙终端设备。

根据本发明的又一发明，本发明还提供了一种基于G.hn标准的 通信网络及蓝牙技术的网络接入系统，包括：蓝牙终端设备；依据 本发明的蓝牙接入节点；以及基于G.hn标准的网关，其中，所述蓝 牙终端设备经由所述蓝牙接入节点接入所述基于G.hn标准的网关。

采用本发明提供的优选的技术方案，各种蓝牙终端设备均可以通过 安装在电源插座或电话线插座或有线电视同轴电缆插座上的蓝牙接入 节点，经由相应的电力线或电话线或有线电视同轴电缆等，而不必经由 网线与G.hn网关建立连接，并再接入到运营商网络或因特网中。由此， 无需事先安装以太网端口，并大幅缩小了体积，降低了耗电量。而相比 于美国专利号US 20030224728A1中的单一的电力线接入模式，通过 本发明，蓝牙终端设备能够更方便以及更广泛地接入网络。附加地， 本发明的结构层次更加简化，从而提高了数据传输效率，避免了不必要 的传输延迟并且增加了蓝牙终端设备的吞吐量。接入节点仅作为蓝牙终 端设备和因特网之间的桥梁而运作，以此更专注于服务蓝牙终端设备和 改善网络性能，通过该简化了的功能，降低了蓝牙接入节点的负荷，由 此显著地提高了蓝牙接入节点的效率，降低了成本。另外，相对于背景 技术，即美国专利号US 20030224728A1中的蓝牙接入节点既需要电 力线插座又需要外部网络端口，本发明中的各种蓝牙接入节点的外部 端口数目只有一个(对应于其各自所接入的传输介质插座)，从而更一 步地降低了成本，提高了安装以及配置的便利性。另一方面，因为G.hn 网关能够支持EPON/GPON/DSL接入，由此通过本发明，可以为整个蓝 牙网络提供宽带接入能力，提高数据传输率。另外，本发明还可以支 持当前的蓝牙4.0标准和蓝牙4.0设备，并兼容以前的蓝牙标准和蓝 牙设备。

依据本发明的接入节点能够插在任何家用电源插座、电话线插 座以及有线电视同轴电缆插座之上。凡是部署有这些传输介质的地方 均是适合安装G.hn网关的场所，如家庭、医院、疗养院、甚至有传 输介质插座的室外庭院(典型地，户外电源插座)均可使用本发明。 可见，本发明的应用领域非常广泛。

本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述， 本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了根据本发明的一个实施例的基于蓝牙技术的网络接 入系统的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的蓝牙接入节点100的示 意图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的蓝牙接入节点200的 示意图；

图4示出了根据本发明的又一个实施例的蓝牙接入节点300的 示意图；以及

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对 应的部件或特征。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的基于G.hn标准的通信网络 及蓝牙技术的网络接入系统的示意图。该系统包括蓝牙终端设备、蓝牙 接入节点以及基于G.hn标准的网关。

如图所示，示出了三种传输介质：有线电视同轴电缆、电力线以及 电话线。在这些传输介质上各连接有若干个依据本发明的蓝牙接入节 点。根据本发明，仅需要具有这些传输介质，上述这些蓝牙接入节点基 本上就可以遍及用户所需要的位置，例如每个房间、每个楼层(实际使 用中，可以按照用户需要来确定所需蓝牙接入节点的数量及位置，蓝牙 接入节点也可以根据用户需要进行搬迁，只要迁移目的地有相应介质的 插座即可)。上述这些蓝牙接入节点可以检测蓝牙终端设备，并与上述 这些蓝牙终端设备建立通信链路；上述这些蓝牙接入点在G.hn网关与 蓝牙终端设备间进行蓝牙无线信号的接收及发送，以实现蓝牙终端 设备与通信网之间的信息的交互；具体地，蓝牙终端设备经由这些蓝 牙接入点，与该类传输介质连接。这将在下文中进行详细描述。

该类传输介质都连接至G.hn网关上的对应的域端口，在该实施例 中，每一种传输介质，例如有线电视同轴电缆、电力线和电话线，所连 接的蓝牙接入节点构成一种域。接着，来自蓝牙终端设备的经由不同的 传输介质的数据通过G.hn网关上的以太网交换装置以及网络接入端口， 例如DSL或PON端口，与外界的通信网连接，继而又可以与服务器连 接，从而完成网络内部，例如蓝牙终端设备与因特网之间的信息交互， 同时也可以完成蓝牙终端设备之间的信息交换。

以下，将以电力线为例，进一步解释该网络接入系统。例如，当插 在电源插座上的蓝牙接入点接收到蓝牙无线信号时，其对该蓝牙无 线信号进行解调并提取有效的蓝牙协议数据包，并基于G.hn协议将 蓝牙协议数据包转换为G.hn协议数据包，然后将G.hn协议数据包 调制为G.hn信号，以便其能够在电力线上传输。然后，G.hn信号经 由电力线被提供至G.hn网关上的域端口，在G.hn网关中，G.hn信号将 被转换为可以在网络上传输的IP数据包，最后，经由网络接入端口， 该IP数据包将被传输至因特网，继而传输至服务器，从而实现了信息 的交互。

当蓝牙终端设备需从网络接收数据时，插在电源插座上的蓝牙接 入点从电力线获取G.hn信号，然后对其解调并从中提取有效的G.hn协 议数据包，以基于蓝牙协议将G.hn协议数据包转换为蓝牙协议数据 包，然后将蓝牙协议数据包调制为蓝牙无线信号，并将其发送至相 应的蓝牙终端设备。当传输介质为电话线或有线电视同轴电缆时，相 应的信息交互的过程也与传输介质为电力线情况下的信息交互的过 程类似，在此不再赘述。

此外，虽然图1中示出了每种传输介质上各连接有两个蓝牙接 入点，但是本领域的技术人员应当理解，能够根据实际需要来任意 调节蓝牙接入点的数目。替代地，将来自网络的数据信号承载在其 他传输介质上，例如网线，或经由USB线缆与蓝牙终端设备进行信 息交互也是可能的。

图2示出了根据本发明的一个实施例的蓝牙接入节点100的示 意图。如图2所示，该蓝牙接入节点100能够直接插在电源插座上， 从而与电力线相连接。该蓝牙接入节点100包括蓝牙无线发送/接收 模块110、处理器120、G.hn输入/输出模块130、存储器140、第一 变压器150以及电源插头170。其中，存储器140用于为该蓝牙接入 节点100提供适当的缓存和数据存储。第一变压器150将来自电力 线的电压变换至适合于该蓝牙接入节点100的供电电压，来为该蓝 牙接入节点100内的所有模块提供电能。在其他一些替代的实施例 中，第一变压器150可以不集成在蓝牙接入节点100内，而是作为 单独的模块而存在，并起到相同的作用。

附加地，该蓝牙接入点100还具有增补电力线插座160，其与蓝 牙接入节点的电源插头170并联，并且共同连接至电力线。由此， 在当该蓝牙接入节点100插在电源插座上时，其他用户设备仍可以 通过蓝牙接入节点100上附加的增补电力线插座160，即新增的电源 插座，与电力线连接，从而能够获取电能而运作。可见，该蓝牙接 入节点100将不影响原有的使用原电源插座的用户设备的运作。

在蓝牙终端设备向通信网和/或服务器发送蓝牙无线信号的情况 下，蓝牙无线发送/接收模块110检测，例如周期性地检测，蓝牙终 端设备的标识号，并且与相应的蓝牙终端设备建立蓝牙无线通信链 路，以接收来自蓝牙终端设备的蓝牙无线信号，并对其进行解调， 并将该解调后得到的蓝牙协议数据包提供给处理器120，处理器120 从接收到的蓝牙协议数据包中提取有效的数据，并基于G.hn协议将 该数据转换并封装为G.hn协议数据包，接着，处理器120将G.hn协 议数据包传输至G.hn输入/输出模块130，该G.hn输入/输出模块130 将G.hn协议数据包调制为G.hn信号，以便其能够在电力线上传输， 然后将经处理后的G.hn信号输出至电力线，该电力线通过网关连接 至电力网络。

而当蓝牙终端设备从通信网和/或服务器接收数据时，G.hn输入 /输出模块130首先对来自电力线的G.hn信号进行解调制等处理，并 将经解调制处理后得到的G.hn协议数据包传输至处理器120。处理 器120从获取的G.hn协议数据包中提取有效数据，并基于蓝牙协议 将有效数据转换为蓝牙协议数据包，并将该蓝牙协议数据包传输至 蓝牙无线发送/接收模块110。随后，蓝牙无线发送/接收模块110将 蓝牙协议数据包调制为蓝牙无线信号，并将该蓝牙无线信号通过蓝 牙无线链路传输给相应的蓝牙设备终端。

由此，实现了蓝牙终端设备与服务器之间的双向通信。

图3示出了根据本发明的一个实施例的蓝牙接入节点200的示 意图。如图3所示，该蓝牙接入节点200能够直接插在电话线插座 上，从而与电话线相连接。该蓝牙接入节点200包括蓝牙无线发送/ 接收模块110、处理器120、G.hn输入/输出模块230、存储器140， 第二变压器250、保护器280以及电话线插头270。

第二变压器250将电话线提供的电压变换至适合于该蓝牙接入 节点200的供电电压，来为该蓝牙接入节点200内的所有模块提供 电能。在其他一些替代的实施例中，第二变压器250可以不集成在 蓝牙接入节点200内，而是作为单独的模块而存在，并起到相同的 作用。

附加地，该蓝牙接入节点200还具有增补电话线插座260，其与 蓝牙接入节点的电话线插头270并联，并且共同连接至电话线。由 此，在当该蓝牙接入节点200插在电话线插座上时，电话仍可以通 过蓝牙接入节点200上附加的增补电话线插座260，即新增的电话线 插座，与电话线连接，从而不影响原电话机的使用。

由于电话线上的电压可能不稳定，当为了避免蓝牙接入节点200 受到过大电流或过大电压，如浪涌电流和瞬变电压，冲击时，蓝牙 接入节点200还可以附加地包括保护器280，例如电容元件和限压原 件，以用于保护整个蓝牙接入节点200，免受过大电流或过大电压， 如浪涌电流和瞬变电压，冲击。

蓝牙终端设备经由蓝牙接入节点200与网络和/或服务器交互信 息的过程与传输介质为电力线情况下的蓝牙接入节点100的信息交 互的过程类似，在此不再赘述。此外，本图中未描述或未详细描述 的各个模块与图2中对应的所描述的相同的或相类似的模块的特征 一致，在此不再赘述。

图4示出了根据本发明的一个实施例的蓝牙接入节点300的示 意图。如图4所示，该蓝牙接入节点300能够直接插在有线电视同轴 电缆插座上，从而与同轴线缆相连接。该蓝牙接入节点300包括蓝 牙无线发送/接收模块110、处理器120、G.hn输入/输出模块330、 存储器140、充电模块380以及同轴电缆插头370。

充电模块380，例如包括可充电电池、充电电路及器件，用于当 蓝牙接入节点300连接至有线电视同轴电缆时，为蓝牙接入节点300 供电。

在其他一些替代的实施例中，充电模块380可以不集成在蓝牙 接入节点200内，而是作为单独的模块而存在，并起到相同的作用。

附加地，该蓝牙接入节点300还具有增补同轴电缆插座360，其 与蓝牙接入节点的同轴电缆插头370并联，并且共同连接至有线电视 同轴电缆。由此，在当该蓝牙接入节点300插在有线电视同轴电缆插 座上时，原本使用该同轴电缆插座的设备仍可以通过蓝牙接入节点 300上的附加的增补同轴电缆插座360，即新增的同轴电缆插座，与 有线电视同轴电缆连接，从而可以运作。例如，当电视机经由该增补 同轴电缆插座360与同轴电缆连接时，则该蓝牙接入节点300不影 响原电视机的使用。

蓝牙终端设备经由蓝牙接入节点300与网络和/或服务器交互信 息的过程与传输介质为电力线情况下的蓝牙接入节点100的信息交 互的过程类似，在此不再赘述。此外，本图中未描述或未详细描述 的各个模块与图2中对应的所描述的相同的或相类似的模块的特征 一致，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限 制。比如，通过本文所述的蓝牙接入节点，蓝牙终端设备既可以与 因特网建立连接，也可以与运营商网络或互联网建立连接。再比如， 如果用户没有专门提出需求，从降低成本方面考虑，蓝牙接入节点 中增补的电源插座、增补的电话线插座、增补的有线电视线插座也 可以去掉。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保 护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，各 种特征以及实施例可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将 权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括” 一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤。