CN103780326B - 一种多节点语音数据的传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多节点语音数据的传输方法，通过主控节点发送广播帧的方式，使从节点采用全网统一同步，分时隙传送数据，实质是将信道进行时分复用，这样使得多节点语音数据传输不过多的依赖于增加硬件，而是完全由软件编写协议完成，从而节约了成本，同时增加系统的灵活性和拓展性，能够适应当今无线技术发展的趋势。

Description

一种多节点语音数据的传输方法

技术领域

本发明属于无线传输技术领域，更为具体地讲，涉及一种多节点语音数据的传输方法。

背景技术

随着无线技术的不断发展，越来越多的场合需要使用无线的方式进行传输数据，由于其便于安装，灵活性强，避免了有线连接的局限性，因而逐渐被各种场合所使用，但是随着各个场合，例如：教学，会议，舞台，以及各种娱乐场所对设备要求的不断增高，无线传输已不再局限于简单的一发一收的模式，而是向着多节点收发的复杂数据传输发展。例如：在各大娱乐场合，舞台，KTV中，大多使用无线麦克风，而且一般都是多个，但无线音箱只有一个，这就需要无线音箱要能够区分开两个或多个麦克风传来的音频数据。因此，为了保证较好的实现多节点的数据传输，必须构建较好的数据传输模型，以及完善的数据传输协议。

此外，由于通信模型中节点数目增加，所以出现了系统初始并不是所有的节点全部开启的情况，系统建立通信链路后，有可能随时都有新的节点加入通信链路，这就需要主节点在处理数据通信的过程中，要能够随时的侦测到新节点的加入，因此这就进一步的提高了通信协议设计的要求。由于无线数据传输最早只针对一发一收的传输模型，因此不需要考虑过多的问题，但是诸如会议，教学等需要多个无线话筒的时候，节点增多，数据传输模型就变得复杂了。

结合现有技术分析具体应用场景下的方案：一个在KTV中的无线传输模型，一般的KTV中都有多个话筒，每个话筒需要把音频信息传输给无线音箱，这就需要无线音箱要能够同时接收并区分开每个话筒的音频信息，传统的方法就需要单纯的增加无线模块进行同时接收，虽然现有的无线传输模块，例如NRF24L01可以同时打开多通道进行接收，以此来区分开不同通道的数据，但单片也最多容纳6个通道，如果再多，也不得不继续增加无线模块。然而依靠单纯的增加无线收发模块来解决问题可拓展性不足，它仅仅适用于小型的无线通信模型，当系统过于庞大后，需要的无线收发模块也随之增多，功耗成本也随之增加。

还有多节点数据传输的难点也不仅仅局限于是节点的增加，在一个多媒体教学的数据传输模型中：现在的多媒体教学大多采用无线话筒（可能是多个），无线音箱，以及PC机端。无线音箱可以接收多个话筒的音频数据，还可以接收PC机外放的音频数据，但同时，PC机端也可以接收话筒的按键信息，以便可以使用话筒对PC机执行相应的操作，按照传统的设计方案，音箱被固定为接收模式，开多通道接收，其余节点被固定为发送模式，所以PC机便很难接收到话筒的按键信息（因为需要使PC机端不断的扫描话筒）。因此采用传统的数据传输模式在新型的传输模型中遇到了瓶颈，必须开发一套新型的数据传输协议以满足诸如教学、会议、舞台、娱乐等场合的多节点数据传输要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多节点语音数据的传输方法，将信道进行时分复用，从而使多节点语音数据的传输由协议完成，同时具有可扩展、高灵活以及低成本的性能。

为实现上述发明目的，本发明一种多节点语音数据的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、主控节点开机并向通信链路发送广播帧；

（2）、从节点开机后从通信链路中接收广播帧并回复确认入网信息ACK，主控节点同时根据回复ACK的先后顺序对从节点进行自动编号；

（3）、节点间的数据传递：

（3.1）、主控节点与从节点间的数据传递：主控节点向从节点以广播方式发送广播帧，如果从节点收到广播帧，则按时隙向主控节点发送数据，如果从节点未收到广播帧，则从节点不发送数据，但此从节点的时隙保留；在一个时隙内主控节点只能接收一个从节点发来数据，在接收完该从节点的发送数据后等到下一个时隙到来时，切换至下一个从节点的接收模式，等待接收下一个从节点的发送数据，直到接收完所有从节点的发送数据；

主控节点再次发送广播帧后将预留一定时间来接收ACK，从而随时侦测是否有新节点加入；

（3.2）、从节点间的数据传递：主控节点向从节点以广播方式发送广播帧中包含从节点发送给另一从节点的数据时，即当从节点B发送数据给从节点A时，从节点B首先在时隙到来时将源节点信息、目的节点信息和数据信息一起发送给主控节点，当下一轮主控节点发送广播帧时，将这些信息同时广播出去，从节点A则从广播帧中提取自己所需要的数据；

其中，主控节点回复ACK的个数为从节点加入网络的个数；时隙长度相等且编号由从节点接入网络的顺序自动进行编号。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明多节点语音数据的传输方法，通过主控节点发送广播帧的方式，使从节点采用全网统一同步，分时隙传送数据，实质是将信道进行时分复用，这样使得多节点语音数据传输不过多的依赖于增加硬件，而是完全由软件编写协议完成，从而节约了成本，同时增加系统的灵活性和拓展性，能够适应当今无线技术发展的趋势。

同时，本发明多节点语音数据的传输方法还具有以下有益效果：

（1）、本发明通过信道时分复用方式，使多节点数据的传输不过多依靠增加接收模块通道或无线模块，完全通过软件协议完成，节约了成本；

（2）、本发明具有高灵活性和拓展性，为多媒体教学、会议、舞台以及娱乐等场合提供了一套完善的无线数据传输解决方案，有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明多节点语音数据的传输方法的一种具体实施方式架构图；

图2是本发明多节点语音数据的传输方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是本发明多节点语音数据的传输方法的一种具体实施方式架构图。

图2是本发明多节点语音数据的传输方法的流程图。

在本实施例中，如图1所示，以多媒体教学的数据传输模型为例，其中包括：无线话筒（可能有多个），无线音箱，以及PC机，在此模型中，实际是没有主次之分的，但是这里我们引入主控节点和从节点的概念，规定无线音箱是主控节点，两个话筒和PC机为从节点，在实际的应用中，应根据实际的情况拟定主控节点和从节点。

本发明一种多节点语音数据的传输方法，如图2所示，包括以下步骤：

（S101）、无线音箱开机向通信信道发送广播帧；

（S102）、从节点开机后从通信链路中接收广播帧并回复确认入网信息ACK；

（S103）、无线音箱确认是否收到从节点回复的ACK，如果没有收到则并重复发送广播帧直到从节点回复ACK为止，如果收到无线音箱则根据从节点回复ACK的先后顺序对从节点进行自动编号；只要有一个从节点完成设备发现，就进入数据传输阶段，其余从节点在数据传输阶段可以继续被无线音箱发现并编号；

（S104）、无线音箱再次发送广播帧，同时预留一定时间监测是否有新的ACK返回，如果有新的ACK返回，则对新加入的从节点编号，如果没有新的ACK返回，则等待已经编号的从节点按时隙发送数据；

（S105）、从节点查看广播帧中是否有其他从节点发送给自己的数据，如有则进行数据处理，如果没有则等待自己的时隙发送数据给无线音箱；

在本实施例中，如图1所示，当广播帧中包含话筒1、话筒2发送给PC机数据时，话筒1、话筒2首先在时隙到来时将源节点信息、目的节点信息和数据信息一起发送给无线音箱，当下一轮无线音箱发送广播帧时，将这些信息同时广播出去，PC机则从广播帧中提取自己所需要的数据；

如果话筒或PC机收到广播帧，则按时隙向无线音箱发送数据，如果话筒或PC机未收到广播帧，则话筒或PC机不发送数据，但此话筒或PC机的时隙保留；

（S106）、无线音箱分时隙接收从节点发送的数据，并对数据处理；在一个时隙内无线音箱只能接收一个从节点（话筒1）发来数据，在接收完话筒1的发送数据后等到下一个时隙到来时，切换至下话筒2的接收模式，等待接收话筒2的发送数据，直到接收完所有从节点的发送数据；

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种多节点语音数据的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、主控节点开机并向通信链路发送广播帧；

(2)、从节点开机后从通信链路中接收广播帧并回复确认入网信息ACK，主控节点同时根据回复ACK的先后顺序对从节点进行自动编号；

(3)、节点间的数据传递：

(3.1)、主控节点与从节点间的数据传递：主控节点向从节点以广播方式发送广播帧，如果从节点收到广播帧，则按时隙向主控节点发送数据，如果从节点未收到广播帧，则从节点不发送数据，但此从节点的时隙保留；在一个时隙内主控节点只能接收一个从节点发来数据，在接收完该从节点的发送数据后等到下一个时隙到来时，切换至下一个从节点的接收模式，等待接收下一个从节点的发送数据，直到接收完所有从节点的发送数据；

主控节点再次发送广播帧后将预留一定时间来接收ACK，从而随时侦测是否有新节点加入；

(3.2)、从节点间的数据传递：主控节点向从节点以广播方式发送广播帧中包含从节点发送给另一从节点的数据时，即当从节点B发送数据给从节点A时，从节点B首先在时隙到来时将源节点信息、目的节点信息和数据信息一起发送给主控节点，当下一轮主控节点发送广播帧时，将这些信息同时广播出去，从节点A则从广播帧中提取自己所需要的数据。

2.根据权利要求1所述的多节点语音数据的传输方法，其特征在于，所述主控节点回复ACK的个数为从节点加入网络的个数。

3.根据权利要求1所述的多节点语音数据的传输方法，其特征在于，所述时隙的长度相等，时隙的编号由从节点接入网络的顺序自动进行编号。