CN102340384A - 一种无线数字通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线数字通信系统，能够提高无线音频传输系统中通信的灵活性，提高系统的资源利用率，有效降低系统的功耗。本发明实施例提供的无线数字通信系统，包括发送端设备和接收端设备，发送端设备包括通信状态获取单元，用于获取通信状态指示信息；调整信息生成单元，当根据通信状态指示信息获知通信状态发生变化时，生成帧结构调整信息，发送至接收端；第一帧结构调整单元，利用帧结构调整信息调整帧结构，以与接收端进行数据通信。接收端设备包括调整信息接收单元，用于接收帧结构调整信息；第二帧结构调整单元，利用帧结构调整信息调整的帧结构，以与发送端进行数据通信。本方案适用于多种对传输质量要求较高的无线通信系统。

Description

一种无线数字通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种无线数字通信系统。

背景技术

随着无线数字传输技术的进步，特别是基于2.4GHz频段，集低功耗、低辐射、低成本等特点于一身的片上系统的出现，使无线数字传输技术大量用于无线数字音频产品中成为可能。

目前无线数字音频传输技术主要包括基于无线保真(WiFi)、蓝牙和2.4G的三类无线传输技术。其中，基于WiFi的无线音频传输技术具有高带宽的优点，但由于WiFi发射功率较大，造成高耗能和高辐射等问题；基于蓝牙的无线音频传输技术相对比较成熟，但是在音频的同步传输上存在较高的延时；基于2.4G的无线传输技术具有低功耗、低辐射和低成本等优点。

由于无线数字音频系统的相关产品一般使用电池供电，所以系统对功耗的要求比较严格，而无线数字耳机系统近身使用的特点也给系统提出了低辐射的要求，不仅如此，无线数字耳机系统作为一种音频数据同步传输的系统，还要求无线系统具有低延时和高可靠性。综上，在低功耗，低延时，低辐射的要求下现阶段无线数字耳机系统大多采用2.4G传输技术。

然而，目前基于2.4G的无线音频传输技术还不太成熟。现阶段基于2.4G的无线传输技术的音频系统中，主要采用固定射频包的帧结构，为系统中的耳机端预先规定好所使用的帧结构并为该耳机端预留相应的带宽资源，在进行无线通信时，按照预定的帧结构在预留带宽上传输音频数据。

现有的这种处理方式造成了系统带宽资源的浪费，增加了系统功耗，例如，现有的无线音频通信方式仅针对固定场景的通信系统，预先所设置的帧结构也仅适用于该固定场景中的发送端和耳机端，通信方式不够灵活，且当通信场景发生变化时，预先设置的帧结构很可能无法再适用于新的场景，导致无法进行音频数据的传输；且现有的帧结构中为数据包设置多个重传包，而当数据包正常传输时，无需进行数据的重传，现有的这种处理方式，在任何情况下，所传输的每一帧中都包括多个重传包，既浪费了系统的带宽，又增加了发送端和耳机端的功耗。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线数字通信系统，能够提高无线音频传输系统中通信的灵活性，提高系统资源的利用率，有效降低系统的功耗。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供的一种无线数字通信系统，包括发送端设备和接收端设备，

所述发送端设备包括如下单元：

通信状态获取单元，用于获取通信状态指示信息，所述通信状态指示信息指示接收端状态和/或信道状态；

调整信息生成单元，用于当根据所述通信状态指示信息获知通信状态发生变化时，生成帧结构调整信息，并将该帧结构调整信息发送至相应的接收端，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第一帧结构调整单元，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述接收端进行数据通信。

所述接收端设备包括如下单元：

调整信息接收单元，用于接收来自发送端的调整信息生成单元所生成的帧结构调整信息，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第二帧结构调整单元，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述发送端进行数据通信。

进一步的，所述通信状态获取单元，具体用于通过对接收端的连接状态进行检测，获取已建立连接的接收端的接收端状态；

所述调整信息生成单元，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第一接收端已建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第一接收端断开连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包；

或者，

所述调整信息生成单元，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第二接收端未建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第二接收端成功建立连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于所述第二接收端的应答包。

进一步的，当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述调整信息生成单元所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中增设不大于删除的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中增设不大于所有第一接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置；

或者，

当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于第二接收端的应答包时，所述调整信息生成单元所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中删除不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中删除不小于所有第二接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置。

进一步的，当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述发送端设备还包括过渡阶段控制单元和带宽资源释放单元，

所述过渡阶段控制单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构之前，在当前所使用帧结构的应答包中对应所述第一接收端的位置处禁止接收应答包；

所述带宽资源释放单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构的同时或之后，释放为所述第一接收端分配的带宽资源。

进一步的，所述通信状态获取单元，具体用于根据接收到的来自接收端的应答包，获取接收端是否成功接收相应数据包的接收端状态；

所述调整信息生成单元，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内所有数据包全部成功接收时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中不包含重传包；或者，

所述调整信息生成单元，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内存在数据包丢失情况时，根据重传策略确定所采用的重传包序列，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中重传包所对应的数据包的位置。

进一步的，所述第一帧结构调整单元，具体用于在每一帧周期，按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；

所述第二帧结构调整单元，具体用于在每一帧周期，按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包。

进一步的，所述通信状态获取单元，具体用于通过对信道状态进行检测，获取通信系统当前的信道质量的信道状态；

所述帧结构调整信息还包括相对位置调整信息，所述相对位置调整信息指示用于执行帧结构跳变的周期相对于用于发送相应帧结构调整信息的周期的时序位置，

所述调整信息生成单元，还具体用于当第一通信状态指示信息所指示的信道质量高于第二通信状态指示信息所指示的信道质量时，则根据第一通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值小于根据第二通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值。

进一步的，所述第一帧结构调整单元，具体用于按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；所述第二帧结构调整单元，具体用于按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在与发送端相一致的执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包；

进一步的，所述调整信息生成单元还包括发送模块，用于将所述帧结构调整信息携带在数据包中发送至接收端设备，或者，根据所述帧结构调整信息生成控制包，将所述控制包发送至接收端设备；

所述调整信息接收单元，具体用于接收所述发送模块通过所述数据包或控制包下发的帧结构调整信息。

进一步的，所述接收端设备还包括：

第一接收控制单元，用于当来自发送端的当前帧中包括重传包时，若根据对已接收的射频包的统计，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失，则拒绝接收来自发送端的重传包；和/或，

第二接收控制单元，用于当接收到当前帧的至少一个重传包后，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失时，拒绝继续接收来自发送端的重传包；和/或，

第三接收控制单元，用于当根据所获知的发送端所采用的重传包序列，确认当前帧中未接收的重传包中不包含所需的重传包时，拒绝接收来自发送端的重传包。

进一步的，所述第二帧结构调整单元，还具体用于对接收到的来自发送端的每帧射频包，向发送端多次重传应答包；其中，当存在多个接收端时，根据所设置的时序位置向发送端多次重传每个接收端的应答包，所设置的时序位置中相邻的两个应答包属于不同的接收端。

由上述可见，本发明实施例的技术方案提供了一种新型的无线数字音频通信方案，该方案根据获取到的系统的实际通信状态，作出相应的调整策略，并通过所生成的帧结构调整信息使耳机端和发送端获知调整策略，从而实现了一种根据通信状态动态改变所使用的帧结构的无线通信方式，显著提高了无线音频传输系统的灵活性，保证了多种通信场景下音频通信的成功实现，提高了用户体验。

进一步的，本方案通过对帧结构的动态调整，能够灵活设置所需传输的射频包的具体内容，从而控制所需占用的系统资源，能够在满足高可靠性、低延时和低辐射的要求下，最大限度地降低系统功耗，提高系统资源的利用率，具有较强的可行性和较广的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种无线数字通信系统结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种无线数字耳机系统的基本框架示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种无线数字耳机的通信流程示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种无线数字耳机的通信中所使用的帧结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的相对于图4的场景一个新的耳机端与发送端建立连接后调整得到的帧结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的相对于图5的场景一个耳机端与发送端连接丢失后调整得到的帧结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的一种过渡阶段所采用的帧结构的示意图；

图8为本发明实施例二提供的发送端连接多个耳机端时的帧结构示意图；

图9为本发明实施例二提供的采用多次重传应答包时的一种帧结构示意图；

图10为本发明实施例二提供的采用多次重传应答包时的又一种帧结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术构思主要在于根据无线数字耳机系统中的通信状态，如系统中耳机端的数量，通信信道质量等，动态改变通信链路中周期传输射频包的帧结构，从而实现一种无线数字耳机系统使用的高质量、高可靠性的通信方法，提高无线传输带宽的利用率并有效地降低系统功耗。

本方案提供的通信方法所解决的数据传输问题，是无线数字通信领域的一个基本问题，其源于无线数字通信的两端是相互独立的个体，所以需要在通信链路的双方中实现一种通信方法，该方法保证通信链路的正常工作，并保证射频包的正常传输和接收。可以理解，本方案并不局限于无线耳机系统，也可适用于其他对传输质量有较高要求的通信系统，比如无线视频系统，无线数据采集系统或无线数据传输系统等。

本发明实施例一提供了一种无线数字通信系统，参见图1，该系统包括发送端设备110和接收端设备114，

所述发送端设备110包括如下单元：

通信状态获取单元111，用于获取通信状态指示信息，所述通信状态指示信息指示接收端状态和/或信道状态；

调整信息生成单元112，用于当根据所述通信状态指示信息获知通信状态发生变化时，生成帧结构调整信息，并将该帧结构调整信息发送至相应的接收端，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第一帧结构调整单元113，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述接收端进行数据通信。

所述接收端设备116包括如下单元：

调整信息接收单元115，用于接收来自发送端的调整信息生成单元所生成的帧结构调整信息，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第二帧结构调整单元116，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述发送端进行数据通信。

上述接收端可以为相应于该发送端设备的终端设备，如无线数字耳机通信中的耳机端。这时，上述接收端状态为耳机端状态，该耳机端状态可以指示已建立连接的耳机端，即与发送端已建立连接的耳机端，或者，上述耳机端状态也可以指示耳机端是否成功接收相应数据包。上述信道状态指示通信系统当前的信道质量。

进一步的，在同一周期下，发送端和耳机端在进行帧结构调整时所采用的的帧结构调整信息应保持一致，以保证在同一周期的射频包传输中，发送端和耳机端采用相同的帧结构进行通信。

可以理解，对于一些适用于异步传输的场景，在同一周期的射频包传输中，发送端和耳机端能够采用不相同的帧结构进行通信，则在同一周期下，发送端和耳机端在进行帧结构调整时所采用的的帧结构调整信息应也可以不相同。

进一步的，所述通信状态获取单元111，具体用于通过对接收端的连接状态进行检测，获取已建立连接的接收端的接收端状态；

所述调整信息生成单元112，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第一接收端已建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第一接收端断开连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包；

或者，

所述调整信息生成单元112，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第二接收端未建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第二接收端成功建立连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于所述第二接收端的应答包。

进一步的，当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述调整信息生成单元112所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中增设不大于删除的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元116，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中增设不大于所有第一接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置；

或者，

当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于第二接收端的应答包时，所述调整信息生成单元112所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中删除不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元116，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中删除不小于所有第二接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置。

进一步的，当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述发送端设备110还包括过渡阶段控制单元和带宽资源释放单元，

所述过渡阶段控制单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构之前，在当前所使用帧结构的应答包中对应所述第一接收端的位置处禁止接收应答包；

所述带宽资源释放单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构的同时或之后，释放为所述第一接收端分配的带宽资源。

进一步的，所述通信状态获取单元111，具体用于根据接收到的来自接收端的应答包，获取接收端是否成功接收相应数据包的接收端状态；

所述调整信息生成单元112，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内所有数据包全部成功接收时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中不包含重传包；或者，

所述调整信息生成单元112，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内存在数据包丢失情况时，根据重传策略确定所采用的重传包序列，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中重传包所对应的数据包的位置。

进一步的，所述第一帧结构调整单元113，具体用于在每一帧周期，按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；

所述第二帧结构调整单元116，具体用于在每一帧周期，按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包。

进一步的，所述通信状态获取单元111，具体用于通过对信道状态进行检测，获取通信系统当前的信道质量的信道状态；

所述帧结构调整信息还包括相对位置调整信息，所述相对位置调整信息指示用于执行帧结构跳变的周期相对于用于发送相应帧结构调整信息的周期的时序位置，

所述调整信息生成单元112，还具体用于当第一通信状态指示信息所指示的信道质量高于第二通信状态指示信息所指示的信道质量时，则根据第一通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值小于根据第二通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值。

进一步的，所述第一帧结构调整单元113，具体用于按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；所述第二帧结构调整单元116，具体用于按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在与发送端相一致的执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包；

进一步的，所述调整信息生成单元112还包括发送模块，该发送模块具体用于将所述帧结构调整信息携带在数据包中发送至接收端设备，或者，根据所述帧结构调整信息生成控制包，将所述控制包发送至接收端设备；

所述调整信息接收单元115，具体用于接收上述发送模块通过所述数据包或控制包下发的帧结构调整信息。

进一步的，所述接收端设备114还包括：

第一接收控制单元，用于当来自发送端的当前帧中包括重传包时，若根据对已接收的射频包的统计，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失，则拒绝接收来自发送端的重传包；和/或，

第二接收控制单元，用于当接收到当前帧的至少一个重传包后，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失时，拒绝继续接收来自发送端的重传包；和/或，

第三接收控制单元，用于当根据所获知的发送端所采用的重传包序列，确认当前帧中未接收的重传包中不包含所需的重传包时，拒绝接收来自发送端的重传包。

进一步的，所述第二帧结构调整单元116，还具体用于对接收到的来自发送端的每帧射频包，向发送端多次重传应答包；其中，当存在多个接收端时，根据所设置的时序位置向发送端多次重传每个接收端的应答包，所设置的时序位置中相邻的两个应答包属于不同的接收端。

本发明实施例一中各设备和单元的具体工作方式可以参见本发明实施例二中的相关内容。

由上述可见，本发明实施例的技术方案提供了一种新型的无线数字音频通信方案，该方案根据获取到的系统的实际通信状态，作出相应的调整策略，并通过所生成的帧结构调整信息使耳机端和发送端获知调整策略，从而实现了一种根据通信状态动态改变所使用的帧结构的无线通信方式，显著提高了无线音频传输系统的灵活性，保证了多种通信场景下音频通信的成功实现，提高了用户体验。

并且，本方案通过对帧结构的动态调整，能够灵活设置所需传输的射频包的具体内容，从而控制所需占用的系统资源，能够在满足高可靠性、低延时和低辐射的要求下，最大限度地降低系统功耗，提高系统资源的利用率，具有较强的可行性和较广的应用前景。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”、“1”、“2”等字样和数字标号对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解这些字样和数字标号并不对数量和执行次序进行限定。

下面结合附图2至10，对本发明实施例二所提供的无线数字通信系统进行说明。在本发明实施例中，以发送端与耳机端进行无线数字通信的场景为例进行说明，可以理解，本方案并不局限于无线数字耳机通信系统，也可以适用于其他通信系统，如无线视频系统，无线数据采集系统或无线数据传输系统等。为了便于清楚说明本方案，参见图2，下面首先对本发明实施例的一个应用场景进行描述。

图2显示了一种无线数字耳机系统的基本框架示意图。该无线数字耳机系统由一个发送端100和多个耳机端组成，如耳机端1至耳机端N，N为标号，N的数值可以根据系统中的实际情况改变。发送端100通过射频模块101向各个耳机端传送包含音频数据射频包，该射频包中可以包括数据包103(或控制包103)并接收各个耳机端返回的应答包102。各个耳机端通过各自的射频模块，如射频模块111、射频模块121接收发送端发送到信道当中的数据包103(或控制包103)并向发送端返回应答包102。

可以理解，当将图2所示的基本框图适用于其他无线数字通信系统时，这些无线数字通信系统包括一个数据发送端和多个数据接收端，数据发送端向各个接收端发送数据，数据接收端接收发送端的数据并返回应答包。

在无线数字耳机系统中，发送端将获得的音频数据以射频包的形式打包并通过射频模块发送到信道当中，耳机端通过射频模块在信道当中接收射频包并还原成音频数据。

本发明各实施例中所涉及的帧结构是指在无线数字通信系统中所使用的周期性的射频包的组织结构，帧结构由该帧需要实际传输的射频包个数，需要发送/接收的应答包个数等决定。本方案中上述需要传输的射频包可以根据需要包括数据包、重选包、应答包和控制包等中的一种或多种。

上述数据包传输一个帧周期内需要传输的音频数据，数据包的大小由系统射频模块决定，数据包的数量由帧周期和音频数据采样率决定。

上述应答包传输耳机端对一个帧周期内所有射频包接收情况的描述信息。

上述控制包传输通信中所需的控制信息，在本方案中，可以利用控制包传输所生成的帧结构调整信息。

考虑到信道干扰的存在，在一般情况下，本方案利用数据包加重传包的形式组织射频传输的帧结构，通过采用重传包以保证音频数据的可靠传输。重传包的个数可以由射频带宽确定，在高带宽系统中可以使用较多重传包来保证音频数据的可靠传输。

上述重传包传输当前帧周期之前的时间范围内的丢失了的数据包，具体的，上述重传包传输该重传包作用范围内需要重传的数据包，对某一重传包而言，上述重传包作用范围指该重传包所能够重传的当前帧周期之前的数据包的范围。例如，无线数字耳机系统所使用的重传包的作用范围为8个帧周期，那么在当前帧周期N下得重传包A，所能重传的数据包是(N-8)帧周期到(N-1)帧周期内的任一丢失了的数据包。此处的(N-8)帧周期到(N-1)帧周期称为第N帧重传包的作用范围。

参见图4，显示了对一个发送端和一个耳机端的场景，本发明实施例所提供的一种帧结构的示例，在该示例中射频的传输带宽最大支持使用1个控制包、6个数据包、9个重传包和1个应答包。

基于图2所示的基本架构，参见图3，本发明实施例的无线数字耳机的通信方法具体包括如下处理：

31：发送端获取通信状态指示信息。

上述通信状态指示信息指示耳机端状态和信道状态，根据通信状态指示信息内容的不同，获取该信息的具体方式也不同，例如，

当耳机端状态指示已建立连接的耳机端，即该耳机端与发送端已建立连接，则发送端通过对耳机端的连接状态进行检测，获取通信状态指示信息并记录，即获取已建立连接的耳机端的耳机端状态并记录；

当耳机端状态指示耳机端是否成功接收相应数据包，发送端根据接收到的来自耳机端的应答包，获取所述通信状态指示信息，即获取耳机端是否成功接收相应数据包的耳机端状态；

当信道状态指示通信系统当前的信道质量时，发送端通过对信道状态进行检测，获取通信状态指示信息，即获取通信系统当前的信道质量的信道状态；

32：判断通信状态是否发生变化，若是，执行步骤33，若否，仍利用当前的帧结构进行数据传输。

根据通信状态指示信息获知通信状态发生变化，例如：

当获取到的上一通信状态指示信息(如第t-1个通信状态指示信息)指示第一耳机端与发送端已建立连接，而当前通信状态指示信息(如第t个通信状态指示信息)指示第一耳机端与发送端断开连接，则确定通信状态发生变化，即有耳机端连接丢失，从无线通信系统中脱离。

当获取到的上一通信状态指示信息(如第t-1个通信状态指示信息)指示第二耳机端与发送端未建立连接，而当前通信状态指示信息(如第t个通信状态指示信息)指示第二耳机端与发送端成功建立连接，则确定通信状态发生变化，即有新的耳机端加入到无线通信系统中。

当获取到的第一通信状态指示信息(如第t个通信状态指示信息)指示的信道质量高于第二通信状态指示信息(如第t-3个通信状态指示信息)所指示的信道质量时，则确定通信状态发生变化，即信道状况发生了好转，信道质量提高了。

33：生成帧结构调整信息。

发送端通过上述的通信状态指示信息获知到了系统目前的实际通信状态，作出相应的调整策略，并通过所生成的帧结构调整信息使耳机端和发送端获知调整策略，通信状态指示信息指示的变化内容不同，所生成的帧结构调整信息的具体内容也不同，至少包括如下四种情况：

第一种情况

这种情况下，通信状态指示信息中的耳机端状态指示与发送端建立连接的耳机端，根据通信状态指示信息获知存在至少一个第二耳机端，该第二耳机端满足的条件为：上一通信状态指示信息指示所述第二耳机端与发送端未建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第二耳机端与发送端成功建立连接，即有新的耳机端加入到无线通信系统中。

上述帧结构调整信息包括射频包调整信息，这时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于第二耳机端的应答包。在此，结合图4所示的场景具体说明，若图4显示的示例为通信状态变化前的帧结构时，则参见图5，显示了系统中连接上一个新的耳机端后调整得到的帧结构示例，即图5显示了通信状态变化后的帧结构示例。

图5中的帧结构相比于图4中的帧结构，主要区别在于发送端的帧结构中减少了重传包的个数，减少重传包是为了释放该重传包所占的带宽资源，以给新增的耳机端2(即第二耳机端)的应答包(图4所示的应答包2)分配带宽，从而完成耳机端2的应答包的传输。

由于图4所示的帧结构已经达到了射频的传输带宽最大支持能力，所以在此，当有新的耳机端加入时，必须减少重传包，并且，这里减少的1个重传包只是示例说明，也可以减少多个重传包，只要保证在帧结构中删除所需射频带宽不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包即可。当重传包的所占射频带宽与应答包所占射频带宽相同时，所减少的重传包的数量要大于等于所需新增的应答包的数量。可以理解，若系统中带宽资源较充足，也可以无需减少重传包。

由上所述，当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于第二耳机端的应答包时，上述射频包调整信息还可以指示：在发送端帧结构中删除不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包，即所删除的重传包所需射频带宽不小于添加的应答包所占用射频带宽，或者，在发送端帧结构中删除不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包并调整帧结构中接收耳机端应答包的时序位置，或者，仅调整帧结构中接收耳机端应答包的时序位置。

在耳机端，相应的，利用所接收的射频包调整信息在帧结构中删除不小于所有第二耳机端应答包所占用射频带宽的重传包，即所删除重传包所需射频带宽不小于所有第二耳机端应答包所占用射频带宽，或者，删除不小于所有第二耳机端应答包所占用射频带宽的重传包且调整帧结构中发送应答包的时序位置，或者，仅调整帧结构中发送应答包的时序位置。

第二种情况

这种情况下，通信状态指示信息中的耳机端状态指示与发送端建立连接的耳机端，根据通信状态指示信息获知存在至少一个第一耳机端，该第一耳机端满足的条件为：上一通信状态指示信息指示第一耳机端与发送端成功建立连接，而当前通信状态指示信息指示第一耳机端与发送端断开连接，即有耳机端连接丢失，从无线通信系统中脱离。

上述帧结构调整信息包括射频包调整信息，这时，所生成的射频包调整信息指示删除帧结构中对应于第一耳机端的应答包，即发送端的帧结构中不再包括对应于第一耳机端的应答包。在此，结合图5所示的场景具体说明，若图5显示的示例为通信状态变化前的帧结构示例时，则参见图6，显示了系统中一个耳机端连接丢失后调整得到的帧结构示例，即通信状态变化后的帧结构示例。

图6是针对发送端连接上2个耳机端到丢失一个耳机端的帧结构变化加以说明。当发送端连接上两个耳机端时使用如图5所示帧结构，该结构中发送端使用的发送端帧结构可称之为发送端帧结构2，耳机端1使用耳机端帧结构可称之为耳机端帧结构1，耳机端2使用耳机端帧结构可称之为耳机端帧结构2；当耳机端1断开连接(或连接丢失)后，那么需要使用图6所示帧结构，该结构中发送端使用发送端帧结构可称之为发送端帧结构1，耳机端2使用耳机端帧结构可称之为耳机端帧结构3。

通过图5和图6的比较可以看出，在耳机端1丢失后，发送端的帧结构(发送端帧结构1)中增加了重传包的个数，并不再保留丢失的耳机端1的应答包(图5所示的应答包1)；相应地，耳机端2的帧结构(耳机端帧结构1)中增加了重传包，由于应答包1的删除不会对应答包2的时序位置造成影响，在此主要考虑增加的重传包9对耳机端2中的应答包2是否造成影响，若否，则无需调整耳机端帧结构2中应答包2的时序位置，若是，则需要调整耳机端帧结构2中应答包2的时序位置，图6的场景中将应答包2的时序位置调整到耳机端帧结构1中应答包1的位置处，得到耳机端帧结构3。

在此，增加了重传包个数的操作并不是必须的，可以保持原有的重传包数量不变，或者，当检测到当前的信道质量较好时，还可以减少重传包的个数，以节省系统带宽。只要保证所增设的重传包所需射频带宽不大于删除的应答包所占用射频带宽即可，上述对图5和图6的描述主要以重传包的所占射频带宽与应答包所占射频带宽相同时的场景为例说明。

由上所述，当所生成的射频包调整信息指示删除帧结构中对应于第一耳机端的应答包时，上述射频包调整信息还可以指示：发送端在帧结构中增设不大于删除的应答包所占用射频带宽的重传包，即所增设的重传包所需射频带宽不大于删除的应答包所占用射频带宽，或者，在帧结构中增设不大于删除的应答包所占用射频带宽的重传包并调整帧结构中接收耳机端应答包的时序位置；或者，仅调整帧结构中接收耳机端应答包的时序位置。

在耳机端，相应的，利用所接收的射频包调整信息在帧结构中增设不大于所有第一耳机端应答包所占用射频带宽的重传包，或者，在帧结构中增设不大于所有第一耳机端应答包所占用射频带宽的重传包且调整帧结构中发送应答包的时序位置，或者，仅调整帧结构中发送应答包的时序位置。

由于现有技术中采用预先为耳机端保留带宽资源的方式，即使耳机端处于未连接状态，无法进行数据的传输，系统仍为该耳机端保留相应带宽，造成了带宽资源的浪费，导致带宽利用率较低。为了解决这一问题，进一步的，发送端在耳机端1丢失后，释放预先为该耳机端保留的带宽资源，对所释放的带宽资源进行重新分配，从而进一步提高了系统资源的利用率。

第三种情况

这种情况下，通信状态指示信息中的耳机端状态指示耳机端是否成功接收相应数据包。发送端根据接收到的来自耳机端的应答包，获取所述通信状态指示信息。由于应答包描述了每个帧周期中射频包的接收情况，所以发送端根据应答包能够获知到耳机端是否成功接收相应数据包。

在第三种情况下，在每一帧周期下，由发送端根据重传策略决策在帧结构中不包括重传包，不向耳机端发送重传包。重传策略是指在发送端根据多个耳机端的应答包决定本帧需要发送重传包的重传包序列以及数量时所使用的决定方法。

例如，发送端当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内所有数据包全部成功接收时，所生成的射频包调整信息指示的帧结构中不包含重传包。上述相应帧为所选取的在调整帧结构中作为调整依据的参考帧，当相应帧的重传包作用范围内所有数据包成功接收时，即删除该相应帧的重传包不会影响数据的接收，则认为调整后的帧结构中不包括重传包也能够保证数据的正常接收。

这时，相应的，耳机端利用所接收的射频包调整信息调整后的帧结构中不包含重传包。

进一步的，本方案还提供了一种帧结构调整的方案，在每一帧周期根据重传包的接收情况对重传包(如重传包序列)进行调整，具体如下：

在每一帧周期，当发送端获知相应帧的重传包作用范围内存在数据包丢失情况时，根据重传策略确定所采用的重传包序列，根据该重传包序列调整帧结构中重传包的位置，并将该重传包序列告知相应的耳机端，例如，将该重传包序列携带在控制包中下发至耳机端，以按照调整后的帧结构与所述耳机端进行数据通信。

这种方式，由发送端在帧结构中预先确定重传包序列，重传包序列指示不同重传包所对应的数据包的位置。

相应的，在耳机端，利用所接收的射频包调整信息按照从发送端所获知的重传包序列接收所重传的数据包。

这种处理方式下，发送端确定好需要重传的重传包序列后可以通过控制包(或数据包)，向系统中所有的耳机端广播重传包序列信息，耳机端收到控制包后发现当前接收帧的重传包序列不包含自身需要的重传包时，则耳机端将提前结束重传包的接收，以节省系统功耗。

由上所述，第三种情况中不向耳机端发送重传包以及预先根据重传策略确定所采用的重传包序列的两种场景，可以在每一帧周期下进行，则在每一帧周期，发送端按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，向耳机端发送射频包，并接收来自耳机端的应答包，相应的，耳机端按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，并向发送端发送应答包。

这种情况下，在生成帧结构调整信息之后即可利用该帧结构调整信息调整帧结构，无需等待帧结构跳变点的到来，达到了实时调整帧结构的效果。

可以理解，本方案在第三种情况中也并不排除在帧结构跳变点的到来之后再执行帧结构调整的方式。

第四种情况

这种情况下，根据通信状态指示信息获知当前的信道质量相比以前的信道质量提高了或者降低了。发送端可以通过对信道状态进行检测，获取通信状态指示信息。

在此，当前的信道质量、以前的信道质量都是对一定范围内若干帧周期信道质量的测量统计结果。

“当前”指执行信道检测生成本次用于调整帧结构的通信状态指示信息的帧周期范围，该帧周期范围通常为多个帧周期，当前信道质量是对当前帧周期范围内信道质量统计得到的结果。

本方案中设置了帧结构跳变点或帧结构跳变周期，在该帧结构跳变周期之前生成帧结构调整信息，在帧结构跳变周期到来时，发送端和耳机端同时采用新的帧结构进行通信。发送端可以利用在帧结构调整信息生成之后、帧结构跳变周期到来之前的所有帧周期，向系统中存在的耳机端广播帧结构调整信息。通过帧结构跳变周期的设置，保证了在帧结构调整之前，发送端和耳机端都能够获知帧结构调整信息，从而保证了调整操作的成功实现。

上述帧结构调整信息包括相对位置调整信息，该相对位置调整信息指示用于执行帧结构跳变的周期相对于用于发送相应帧结构调整信息的周期的时序位置；当第一通信状态指示信息所指示的信道质量高于第二通信状态指示信息所指示的信道质量时，则根据第一通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值小于根据第二通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值。

34：将帧结构调整信息发送至相应的耳机端。

发送端可以将帧结构调整信息携带在数据包中发送至耳机端，或者，由帧结构调整信息生成控制包，如将帧结构调整信息单独打包成一个控制包，将控制包发送至耳机端。

相应的，耳机端接收发送端通过数据包下发的帧结构调整信息，该帧结构调整信息携带在数据包中；或者，耳机端接收发送端通过控制包下发的帧结构调整信息，该控制包是根据帧结构调整信息生成的。

35：调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构进行数据通信。

在帧结构跳变周期到来后，发送端和耳机端都按照所获知的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，发送端向耳机端发送射频包，并接收来自耳机端的应答包。

进一步的，在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构之前，即在等待帧结构跳变周期到来的过渡阶段，本方法还包括：

在当前所使用帧结构的应答包中对应第一耳机端的位置处禁止接收应答包。由于发送端启动射频包接收功能并处于接收状态也需要一定的功耗，通过禁止接收功能，进一步降低了功耗。

参见图7，显示了一种过渡阶段所采用的帧结构的示意图，发送端认为耳机端1丢失，开始广播帧调整过渡阶段所使用的帧结构，在该帧结构中发送端在耳机端1的应答包(应答包1)的位置禁止接收应答包以降低功耗。

上述描述中仅以一个发送端与一个耳机端，或者一个发送端与二个耳机端为例进行了说明。然而，本方案并不局限于此，本方案能够灵活适用包括多个耳机端的场景，参见图8，显示了发送端连接多个耳机端时的帧结构示意图。当发送端连接上x个耳机端时，系统的帧结构由1个控制包、6个数据包、n个重传包和x个应答包组成，其中，x个应答包对应于x个耳机端，例如，应答包1对应于耳机端1，应答包2对应于耳机端2，应答包x对应于耳机端x。此处x的最大值也就是系统支持的耳机端的最大个数，x由射频带宽、帧周期长度和射频包的大小等因素共同决定。

进一步的，本方案还为耳机端设置了一种主动结束重传包接收的机制，包括如下处理：

当来自发送端的当前帧中包括重传包时，若根据对已接收的射频包的统计，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失，则拒绝接收来自发送端的重传包，即所有数据包都已经成功接收，不需再进行重传包的接收，以节省功耗；或者，

当接收到当前帧的至少一个重传包后，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失时，拒绝继续接收来自发送端的重传包，即通过当前以接收到的重传包已经成功接收了当前帧周期重传包所能作用范围内所有的数据包，则提前结束重传包的接收操作，以节省功耗。

因为本方案所采用的重传策略是建立在应答包返回发送端，由应答包描述射频包接收情况的基础上，所以为了保证重传策略的最优使用，需要尽量保证应答包的正确传输。

为达到这一效果，本方案还提供了另一种形式的帧结构，参见图9和10，采用了多次重传应答包的帧结构，在这种帧结构下，耳机端对接收到的来自发送端的每帧射频包，向发送端返回至少两个应答包。所采用的具体次数或应答包的数目是依据射频带宽、系统功耗等系统因素确定的。为了叙述清晰，图9和图10给出了系统连接多个耳机端以后所使用的2次应答包重传的帧结构。相对图9中的帧结构，图10将应答包的重传进行了时间上的错位，即调整了应答包的时序位置，以避免短时间的突发干扰导致同一耳机端应答包的全部丢失，保证应答包能够成功传输至发送端。

由上述可见，本发明实施例的技术方案提供了一种新型的无线数字音频通信方案，该方案根据获取到的系统的实际通信状态，作出相应的调整策略，并通过所生成的帧结构调整信息使耳机端和发送端获知调整策略，从而实现了一种根据通信状态动态改变所使用的帧结构的无线通信方式，显著提高了无线音频传输系统的灵活性，保证了多种通信场景下音频通信的成功实现，提高了用户体验。

进一步的，本方案通过对帧结构的动态调整，能够灵活设置所需传输的射频包的具体内容，从而控制所需占用的系统资源，能够在满足高可靠性、低延时和低辐射的要求下，最大限度地降低系统功耗，提高系统资源的利用率，具有较强的可行性和较广的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种无线数字通信系统，其特征在于，所述系统包括发送端设备和接收端设备，

所述发送端设备包括如下单元：

通信状态获取单元，用于获取通信状态指示信息，所述通信状态指示信息指示接收端状态和/或信道状态；

调整信息生成单元，用于当根据所述通信状态指示信息获知通信状态发生变化时，生成帧结构调整信息，并将该帧结构调整信息发送至相应的接收端，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第一帧结构调整单元，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述接收端进行数据通信。

所述接收端设备包括如下单元：

调整信息接收单元，用于接收来自发送端的调整信息生成单元所生成的帧结构调整信息，所述帧结构调整信息包括射频包调整信息；

第二帧结构调整单元，用于利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并按照调整后的帧结构与所述发送端进行数据通信。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述通信状态获取单元，具体用于通过对接收端的连接状态进行检测，获取已建立连接的接收端的接收端状态；

所述调整信息生成单元，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第一接收端已建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第一接收端断开连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包；

或者，

所述调整信息生成单元，具体用于当上一通信状态指示信息指示至少一个第二接收端未建立连接，而当前通信状态指示信息指示所述第二接收端成功建立连接时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于所述第二接收端的应答包。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述调整信息生成单元所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中增设不大于删除的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中增设不大于所有第一接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置；

或者，

当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中添加对应于第二接收端的应答包时，所述调整信息生成单元所生成的射频包调整信息还指示在帧结构中删除不小于添加的应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整所需接收的应答包的时序位置；所述第二帧结构调整单元，具体用于利用所接收的射频包调整信息在帧结构中删除不小于所有第二接收端应答包所占用射频带宽的重传包，和/或，在帧结构中调整发送应答包的时序位置。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

当所生成的射频包调整信息指示在帧结构中删除对应于所述第一接收端的应答包时，所述发送端设备还包括过渡阶段控制单元和带宽资源释放单元，

所述过渡阶段控制单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构之前，在当前所使用帧结构的应答包中对应所述第一接收端的位置处禁止接收应答包；

所述带宽资源释放单元，用于在利用所述帧结构调整信息调整所使用的帧结构的同时或之后，释放为所述第一接收端分配的带宽资源。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述通信状态获取单元，具体用于根据接收到的来自接收端的应答包，获取接收端是否成功接收相应数据包的接收端状态；

所述调整信息生成单元，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内所有数据包全部成功接收时，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中不包含重传包；或者，

所述调整信息生成单元，具体用于在每一帧周期，当根据通信状态指示信息获知相应帧的重传包作用范围内存在数据包丢失情况时，根据重传策略确定所采用的重传包序列，所生成的射频包调整信息指示在帧结构中重传包所对应的数据包的位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述第一帧结构调整单元，具体用于在每一帧周期，按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；

所述第二帧结构调整单元，具体用于在每一帧周期，按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包。

7.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，

所述通信状态获取单元，具体用于通过对信道状态进行检测，获取通信系统当前的信道质量的信道状态；

所述帧结构调整信息还包括相对位置调整信息，所述相对位置调整信息指示用于执行帧结构跳变的周期相对于用于发送相应帧结构调整信息的周期的时序位置，

所述调整信息生成单元，还具体用于当第一通信状态指示信息所指示的信道质量高于第二通信状态指示信息所指示的信道质量时，则根据第一通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值小于根据第二通信状态指示信息生成的相对位置调整信息所指示的时序位置的数值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述第一帧结构调整单元，具体用于按照帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，向接收端发送射频包，接收来自接收端的应答包；

所述第二帧结构调整单元，具体用于按照与发送端相一致的帧结构调整信息调整所使用的帧结构，并在与发送端相一致的执行帧结构跳变的周期到来时，根据调整后的帧结构，接收来自发送端的射频包，向发送端发送应答包。

9.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述调整信息生成单元还包括发送模块，

所述发送模块，具体用于将所述帧结构调整信息携带在数据包中发送至接收端设备，或者，根据所述帧结构调整信息生成控制包，将所述控制包发送至接收端设备；

所述调整信息接收单元，具体用于接收所述发送模块通过所述数据包或控制包下发的帧结构调整信息。

10.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述接收端设备还包括：

第一接收控制单元，用于当来自发送端的当前帧中包括重传包时，若根据对已接收的射频包的统计，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失，则拒绝接收来自发送端的重传包；和/或，

第二接收控制单元，用于当接收到当前帧的至少一个重传包后，确认在当前帧重传范围内没有数据包丢失时，拒绝继续接收来自发送端的重传包；和/或，

第三接收控制单元，用于当根据所获知的发送端所采用的重传包序列，确认当前帧中未接收的重传包中不包含所需的重传包时，拒绝接收来自发送端的重传包。

11.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述第二帧结构调整单元，还具体用于对接收到的来自发送端的每帧射频包，向发送端多次重传应答包；其中，当存在多个接收端时，根据所设置的时序位置向发送端多次重传每个接收端的应答包，所设置的时序位置中相邻的两个应答包属于不同的接收端。

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