CN106658320B - 使用中意频段在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明在第一方面使用中意频段在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包的方法,其中,第一和第二便携式通信设备中的至少一者包括助听仪器。该方法包括由第一便携式通信设备生成第一组多个数据包,并通过分布在双向无线通信信道的预定无线电频率范围上的多个间隔开的频段,从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送该第一组多个数据包。该方法还包括,在第一无线通信设备或在第二无线通信设备处计算多个间隔开的频段的相应传输质量估计并基于检测到的传输质量估计确定中意频段。
Description
技术领域
本发明在第一方面涉及通过双向无线通信信道在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包的方法,其中,第一和第二便携式通信设备中的至少一者包括助听仪器。该方法包括通过第一便携式通信设备生成第一多个数据包,并通过跨双向无线通信信道的预定无线电频率范围分布的多个间隔开的频段,从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送该第一多个数据包。该方法还包括,在第一无线通信设备或在第二无线通信设备处计算多个间隔开的频段的相应传输质量估计并基于所检测到的传输质量估计确定中意(favoured)频段。
背景技术
在一对助听仪器之间或助听仪器和另一便携式通信设备之间的无线双向或单向音频数据流传输是高度期望的。然而,由于从助听仪器的典型电池可得到的电力很少,因此对于助听仪器来说,在现有技术的无线数据通信方法、协议和设备下,在功耗、可靠性、传输延时或延迟、部件尺寸等方面存在若干问题,这些问题必须解决以提供可行的解决方案。
标准化的无线数据通信协议,诸如由蓝牙核心规范4.1或更早版本所定义的蓝牙LE不允许实时音频传输。所定义的协议存在若干限制,意味着在不改变某些协议层的情况下实时音频传输是不可行的:
-为LE所定义的L2CAP信道的性质——其中,定义了在传输没有超时或冲刷(flush)的情况下对于数据传送的最大努力方法——也意味着几乎不可能通过所定义的LE进行实时音频服务。
-缺乏实时传输手段也意味着在两个成对的音频接收器(诸如助听器)之间立体声同步几乎是不可能的。
-包大小意味着发送实时音频所需的数据速率(通常为16-96kbit/s)的开销数据是非常高的。
本方法的目的是在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包以克服上面提及的现有技术无线数据通信方法、协议和设备的问题和缺陷。
发明内容
本发明的第一方面涉及通过双向无线通信信道在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包的方法,其中,第一和第二便携式通信设备中的至少一者包括助听仪器。该方法包括:
-由第一便携式通信设备生成第一组多个数据包,
-通过分布在双向无线通信信道的预定无线电频率范围上的多个间隔开的频段,从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送该第一组多个数据包,
-在第一无线通信设备或在第二无线通信设备处计算多个间隔开的频段的相应传输质量估计,
-基于检测到的传输质量估计来确定中意频段,
-在该中意频段上从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送第二组多个数据包,该第二组多个数据包包括第一数据包。
在本方法的一些实施例中,第一和第二便携式通信设备中的每者包括助听仪器或助听器——例如,共同形成无线双耳助听器系统。在后面的实施例中,第一助听器和第二助听器中的每者可以经由相应的扬声器或接收器从用户或患者接收或向该用户或患者输送双耳处理的听力损失补偿音频信号,如下面参考附图进一步详述的。第一和第二助听仪器或助听器中的每者包括BTE、RIE、ITE、ITC、CIC等类型的助听仪器。通常,只可从助听仪器的电源得到严格限制的电力量。例如,电力通常由助听器中的常规ZnO2电池供应。在助听器的设计中,大小和功耗是重要的考量。在本方法的其它实施例中,第一便携式通信设备和第二便携式通信设备中的一者包括不同于助听仪器的另一类型电池供电的音频启用装置,诸如耳机、头戴式耳机、智能电话、远端麦克风阵列、远端信号处理器等。
多个间隔开的频段可以包括跨预定无线电频率范围的60个和120个之间的频段,诸如在70个和100个之间的频段。该频段中的每者的带宽可以位于0.5MHz和3.0MHz之间。多个间隔开的频段可以位于工业科学医疗(ISM)无线电频率范围,诸如2.40-2.50GHz的频段或902-928MHz的频段中。多个间隔开的频段可以替换地位于另一适用的频段中。在本发明的一些实施例中,双向无线通信信道可以基于在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备的感应线圈之间的近场磁耦合。在后面的实施例中,多个间隔开的频段可以被布置在低于2GHz,例如低于1GHz或低于500MHz的无线电频率范围中。
基于第一组多个发送数据包确定中意频段(也称为黄金频段)是指,第一数据包很有可能首次在具有特别有利数据发送质量例如低包错误率(PER)的频段上发送。因此,使第一数据包从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备第一次发送成功的可能性得以最大化。该功能是有利的,即使在控制通过双向无线通信信道交换数据包的通信协议允许第一数据包有限次数重发的情况下,如下面进一步详述的。在使用中意或“黄金”频段首先尝试发送第一数据包或发送第二数据包具有很多益处,如下面论述的,特别是如果第一数据包包括音频数据,例如一个或多个音频帧时。具有最低PER的频段被优选选择为中意频段,并且其低PER使第一次尝试发送第一和第二数据包中的一者或两者全部成功的可能性得以最大化,从而降低音频帧延迟。对于成功发送第一数据包和/或第二数据包来说,使用中意频段可以另外有助于降低功耗,因为从统计意义上说,数据包重发的次数被减到最小。
如下面进一步详述的,相应传输质量估计可以由第一无线通信设备的第一通信控制器和/或由第二无线通信设备的第二通信控制器来计算。在一些实施例中,相应传输质量估计可以仅由第一通信控制器和第二通信控制器中的一者计算,并然后经由多个数据包的头字段或部分传送到另一通信控制器,如下面参考附图进一步详述的。
如所提及的,交换数据包的方法可以包括接收从第二便携式通信设备在中意频段上向第一便携式通信设备发送的第二数据包的另外步骤。因此,第二便携式通信设备在中意频段上发送第二数据包。
本方法的一个实施例可以包括以下步骤:
-向第一包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符,
-向第二包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符。该实施例提供识别第一便携式通信设备和第二便携式通信设备的中意频段的功率高效机制,并允许该设备随着时间跟踪中意或黄金频段的身份的变化,因为在多个间隔开的频段上的RF噪音条件会改变,如下面参考附图进一步详述的。
由第一便携式通信设备生成和发送的第一组多个数据包的每个数据包和第二组多个数据包的每个数据包可以至少包括头段、净荷段和保存包检错码的数据校验段。如下面进一步详述的,错检错码可以包括CRC码并允许第一和第二便携式通信设备在利用所讨论的数据包的数据之前,检查接收到的数据包的数据的有效性。
包括第二数据包的、可以由第二便携式通信设备生成和发送的多个数据包的每个数据包可以同样包括头段、净荷段和保存包检错码的数据校验段。
根据本发明的交换数据包的一个实施例,由第一便携式通信设备发送的第一组和/或第二组多个数据包的第一子集属于包括音频数据的第一分组类别,以及第一组和/或第二组多个数据包的第二子集属于无音频数据的第二分组类别。属于第二分组类别的数据包的大小可以小于属于第一包的数据包的大小。
音频数据可以包括数字音频信号的多个采样或值,诸如可以被转换为声学声音的离散时间和离散幅度数字音频信号值的序列,其表示模拟音频信号的连续时间和连续幅度值。换句话说,音频数据和帧含有旨在用于在一些时间点转换为声音的编码数字数据,这在流媒体音频的领域中是众所周知的。
交换数据包的本方法的另一实施例包括以下步骤:
-通过双向无线通信信道随时间建立多个连续连接事件;以及
在该多个连续连接事件的至少子集期间:
-在中意频段上第一次发送第一数据包,以及在该中意频段上第一次发送第二数据包。
本领域技术人员应理解,第一数据包、第二数据包以及下面所论述的可选第三数据包可以在多个连续连接时间的每个连接事件期间或至少在连续连接事件的子集期间发送。根据后面的实施例,发送第一数据包的第一次尝试和/或发送第二数据包的第一次尝试可以为连接事件的子集的每个连接事件的发送第一数据包的第一次尝试和/或连接事件的子集的每个连接事件的发送第二数据包的第一次尝试。
在多个连续连接事件的每者期间,第一和第二便携式通信设备为物理连接的,以及在间歇的空闲时间段期间,可以物理断开。因此,在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备没有数据包交换的情况下,多个连续连接事件可以被插入的断开或空闲时段分隔开。因此,每对连续连接事件可以被断开时段或空闲时段分隔开。在一对相邻连接事件之间的时间间隔或发送间隔可以位于2ms和20ms之间,诸如在5ms和10ms之间。在空闲时段期间,只要第一和第二便携式通信设备为逻辑连接的,而不管是否物理断开,时间间隔或发送间隔可以为固定的。根据在任何特定连接事件中所需的第一和/或第二数据包的重发次数、信道数据速率和数据包的大小和长度,连续连接事件的持续时间通常将改变。连续连接事件的持续时间可以例如位于0.5ms和5ms之间,诸如在0.9ms和2.5ms之间,如下面参考附图所进一步详述的。交换数据包的方法可以包括另外的以下步骤:
-在断开时段期间,将第一和第二便携式通信设备的相应收发器电路断电。这种使相应收发器电路断电或空闲可以在第一和第二便携式通信设备中产生相当多的功耗节约,如下面参考附图所进一步详述的。
上述的通过多个连续连接事件交换数据包的方法的实施例可以包括以下步骤:
-如果第一数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果第一数据包的第一发送尝试失败,则第一数据包重发至多N次;和/或
-如果第二数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果第二数据包的第一发送尝试失败,则第二数据包重发至多M次;
N为在1和4之间的正整数,以及M为在1和4之间的正整数。
如果尽管使用中意频段,但第一数据包的第一发送尝试仍然失败,则这可能指示通过黄金频段或在黄金频段上的有利的发送质量比预期少。因此,本方法的一个实施例可包括以下步骤:
-根据预定的跳频密钥,选择多个间隔开的频段中与中意频段不同的频段,
-在不同的频段上重发第一数据包;并且可选地:
-在连接事件期间,在根据预定跳频密钥选择的不同频段上发送在重发的第一数据包之后的数据包。在此实施例中,在第二数据包已经在黄金频段上发送之后,用于第一次重发第一数据包的不同频段和用于发送后续数据包的不同频段根据预定跳频密钥或算法来选择。
在随机跳频密钥由第一和第二便携式通信设备的主设备生成的情况下,可以利用相对简单的跳频方案或密钥。通过执行或计算随机跳频密钥或算法,主设备可以计算所选的频段并向可以被配置为从设备的另一便携式通信设备发送随机跳频密钥。然后,第一便携式通信设备和第二便携式通信设备中的每者可以使用此随机跳频密钥来选择发送和接收特定数据包的适当频段。多个间隔开的频段中的下一个频段可以被选择为在前使用的频段加上跳频密钥。如果计算出的频段超出可用频段的编号,则优选向跳频密钥应用模操作以确定或计算在可用编号的频段内的频段。
根据本方法的一个实施例,跳频密钥或方案根据下面的公式来计算:
Fn+1=(fn+h)%p;其中
fn表示在时刻n的频段;
h表示跳频密钥,以及n,h>=0并为正整数;
%表示模运算符;
p为间隔开的频段的数量。
模值%可以被选择为最接近所利用的频段的数量例如60个和120个之间的质数。如果频段的数量被设定为78,则模值可以相应设定为最接近78的质数,即79。使用质数是优选的,因为它提供所发送的数据包跨可用频段数量的良好分布。
本方法的一个实施例基于包括肯定确认指示符的数据包,该肯定确认指示符明确确认在接收便携式通信设备处成功接收发送便携式通信设备的特定数据包。因此,本方法的一个实施例可以包括以下步骤:
-在第一便携式通信设备处向从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备所发送的多个数据包添加确认指示符,其中,该确认指示符的至少子集指示在待发送数据包之前的数据包是否在第一便携式通信设备被成功接收到;以及
-在第二便携式通信设备处向从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备所发送的多个数据包添加确认指示符,其中,每个待发送数据包的确认指示符指示是否在第二便携式通信设备成功接收到之前的数据包。
在连续连接事件的子集的每个连接事件期间,本方法的一个此实施例包括另外的以下步骤:
-在第一便携式通信设备处针对第二数据包监测无线通信信道;并且
-在第一便携式通信设备处接收第二数据包,如果第二数据包的确认指示符是置位的,则:
-在第一便携式通信设备处生成第三数据包,第三数据包包括反映第二数据包的接收成功或失败的确认指示符设置,
-通过无线通信信道向第二便携式通信设备发送第三数据包;或
如果第二数据包不存在或第二数据包的确认指示符是未置位的,则:
-设置第一数据包的确认指示符,以反映第二数据包的接收失败并从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备重发第一数据包,
其中,如果第一数据包属于第一分组类别,则重发最多被执行N次。N为先前所讨论的正整数。
另一方面,如果第一数据包属于第二分组类别,则该方法可以通过响应于第二数据包不存在或响应于第二数据包的未置位确认指示符,丢弃或放弃第一数据包的重发来继续进行。在后面的实施例中,该方法可以包括,由于下面所述的原因,当第一数据包属于第二分组类别时,冲刷或丢弃第一数据包的另外步骤。在一些实施例中,第一通信控制器可以同样被配置为如果第二包的数据通过第二数据包的检错码被标记为无效,则丢弃第一数据包的重发并冲刷第一数据包,如下面进一步详述的。
一般来讲,如果检错码指示特定的接收到的数据包的数据为无效,该数据,则数据,特别是确认指示符,可以被忽略,并且后续所发送的数据包的确认指示符设置为反映所讨论的数据包的接收失败。因此,交换数据包的方法可以包括另外的以下步骤:
-在第一便携式通信设备接收到第二数据包之后,检查第二数据包的检错码,
-如果检错码指示第二数据包的数据无效,则:
忽略第二数据包的确认指示符的设置并取消第三数据包的确认指示符以反映第二数据包的接收失败。第三数据包可以属于第二分组类别。
本领域技术人员应理解,关于接收、生成、发送和重发第一和第二分组类别的数据包(例如第二数据包),被配置为执行交换数据包的本方法的第二便携式通信设备可以以第一便携式通信设备对应方式来操作。因此,在连续连接事件的子集的每个连接事件期间,本方法的一个实施例可以包括另外的以下步骤:
-在第二便携式通信设备处,针对由第一便携式通信设备所发送的第一数据包监测双向无线通信信道,
-在第二便携式通信设备处接收第一数据包,并且
-由第二便携式通信设备生成第二数据包,第二数据包具有反映第一数据包的接收成功或失败的确认指示符设置,
-通过双向无线通信信道从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送第二数据包,
-在第二便携式通信设备处针对第三数据包或在接收到第二数据包之后从第一便携式通信设备重发的第一数据包监测双向无线通信信道,
-在第二便携式通信设备接收第一数据包或第三数据包,并且
如果第一数据包或第三数据包的确认指示符是置位的,则:
-放弃第二数据包的进一步发送;或
如果第一数据包或第三数据包的确认指示符是未置位的或如果第一数据包和第三数据包两者不存在,则:
-如果第二数据包属于第一分组类别,则从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备重发第二数据包至多M次。M为先前所讨论的正整数。
交换数据包的本方法的后面的实施例,即,包括至多N次重发第一分组类别的第一数据包和/或包括至多M次重发第一分组类别的第二数据包的实施例基于第一分组类别的丢失数据包的限制重发次数。第一分组类别的数据包包括例如可以被保存或存储在数据包的净荷段中的音频数据或帧,如下面参考附图所进一步详述的。由第一便携式通信设备所生成和发送的其它数据包,诸如第三数据包可以属于没有音频数据的第二分组类别。如果第一便携式通信设备或第二便携式通信设备的第一发送尝试失败,则属于第二分组类别的数据包优选不被重发,因为此分组类别的数据通常不是紧急(例如,不是实时关键)的或对第一或第二便携式通信设备的正确操作是非关键的。因此,属于第二分组类别的数据包可以在失败的第一发送尝试之后被删除或冲刷,如上所述。在替代的实施方案中,属于第二分组类别的数据包的第一发送尝试失败可能导致在以后的时刻所讨论的数据包的预定部分例如净荷段的重发尝试。此后面的时刻可以是在后面的连接事件期间。由于不存在对给定连接事件的第一数据包之前的数据包,第一数据包可以包括确认指示符的可选默认设置。然而,为了保持第一、第二、第三数据包的一致布局,在第一数据包中包括确认指示符并且只是在第二便携式通信设备中忽略其设置是期望的。
根据所讨论的通信设备,重发第一分组类别的数据包的最大次数受正整数N或正整数M限制。M和N中的每者优选为至少1和最多为4。因此,如果第一数据包或第二数据包属于第一分组类别,则第一数据包可以被重发一次、两次、三次或四次,以及第二数据包可以被重发一次、两次、三次或四次。在本方法的一些实施例中,N可以等于M。因此,第一分组类别的数据包被发送至多N+1次或M+1次,即第一发送尝试失败之后进行至多N或M次重发尝试。以此方式,在响应于在前的失败发送或重发尝试而进行第一数据包的每次重发尝试之后,第一便携式通信设备针对由第二便携式通信设备所发送的第二数据包监测无线通信信道,以便找到第一数据包的明确接收确认。由于下面所述的原因,第三数据包可以属于第二分组类别。因此,第一便携式通信设备检查接收到的第二数据包的确认指示符的设置,并且如果该确认指示符是未置位的或如果第二数据包在预期的到达时间不存在,则第一便携式通信设备推断出所讨论的第一数据包的重发尝试是失败的,并通过对第一数据包进行另外的重发尝试继续进行,除非达到重发的最大次数N。如果已达到N次重发,则第一便携式通信设备优选进行冲刷、删除或放弃第一数据包,因为现已执行N次失败重发。替换地,如果未达到N次重发,则第一便携式通信设备回复到进行第一数据包的另外重发尝试,并且然后,如上所述继续监测无线通信信道以等待来自第二数据包的确认指示符。最后,如果第二数据包的确认指示符是置位的,则第一便携式通信设备推断出所讨论的第一数据包的重发尝试是成功的并且中断任何另外的重发尝试。在后面的情形中,第一便携式通信设备可以继续于将某些无线通信电路和功能切换为断电模式,如下面参考附图进一步详述的。根据具体情况,在N次失败重发之后或M次失败重发之后,冲刷或删除属于第一分组类别的数据包有助于在第一便携式通信设备或在第二便携式通信设备处减小从第一分组类别的多个接收数据包编译的接收音频流的延迟或时间时延。失败数据包的冲刷允许所讨论的便携式通信设备向在该数据包被冲刷之后所发送的新数据包添加更新的或当前的音频帧。关于丢失的带有音频数据的数据包的这种冲刷步骤避免通过无线双向通信信道的音频发送被特定音频数据包的大量重发尝试(原理上为无穷大的次数)堵塞或悬挂。
在第一数据包的第一次发送和N次重发全部失败的一些连接事件期间,第三数据包可能不被发送,因为第一便携式通信设备利用所有可用包发送尝试来进行第一数据包重发,如下面参考附图的图5和图7进一步详述的。然而,后面的失败发送结果中的每者的概率通常是很小的,并且通过N或M值的适当设置,可以降低到很小的值,诸如低于1.0%或低于0.1%。因此,在多个连接事件期间,第三数据包将有可能被发送,因为第一数据包的第一次发送是成功的,或第一数据包的至多N次重发中的一者是成功的。
本方法可以包括响应于在当前的连接事件中的第一、第二和第三数据包的成功发送,终止当前连接事件。因此,在当前的连接事件中,此终止过程允许第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送带有第一数据包的单个音频帧,并且关于第二数据包反之亦然,并且接收关于第一数据包和第二数据包中的每者的明确或肯定接收确认。第一便携式通信设备和第二便携式通信设备可以进入与当前连接事件的终止有关的它们先前所讨论的断电模式以节约用电。
如果如上所述,第一数据包的第一次发送或N次重发在当前的连接事件中失败,则第四数据包可以为后续连接事件的第一数据包。同样,如果如上所述,第二数据包属于第一分组类别,并且第二数据包的第一次发送或M次重发在当前的连接事件中失败,则上述的第四数据包可以为后续连接事件的第二数据包。
由第一便携式通信设备所生成和发送的至少一些数据包可以包括音频数据或音频帧,并因此,这些数据包属于第一分组类别。第一便携式通信设备可以包括上述的助听仪器。另一方面,由第二便携式通信设备所生成和发送的多个数据包,诸如第二数据包可以不存在音频数据并仅包括各种类型的用于对准或同步第一和第二便携式通信设备的操作的控制数据,如下面进一步详述的。
如果第一数据包属于第二类别,即,不存在音频数据,并且来自第二便携式通信设备的第二数据包不存在或第二数据包的确认指示符是未置位的,则该方法可以包括以下步骤:
-在第一数据包属于第二分组类别的情况下,冲刷、删除或丢弃第一数据包,
-在当前连接事件的后续连接事件期间,向第一或第二分组类别的后续数据包添加第一数据包的数据段,例如控制数据。第一数据包的数据段可以包括或被限制在第一数据包的净荷数据。因此,第一通信设备或第一通信设备的控制器诸如通信控制器可以被配置成从第一数据包剥离净荷数据,诸如控制数据,并且向后续的数据包添加这些净荷数据。这样,净荷数据可以到达第二便携式通信设备,即使带有延迟。
第一、第二和第三数据包中的每者的头段可以包括指示数据包的类别的预定代码或值(L)。此特征应允许便携式通信设备的接收电路,诸如通信控制器快速和高效地,即,使用少量的功率/能量通过读出预定的代码或值来确定接收到的数据包属于哪个分组类别。因此,通信控制器可以基于读出的预定代码进行适当的行为,这将在下面参考附图来进一步详述。
因此,交换数据包的本方法的另一实施例可以包括以下步骤:
-评估至少第一或第二数据包的预定代码或值(L),
-根据预定代码或值(L)重发或丢弃第一或第二数据包。
交换数据包的本方法的一些实施例可包括,在如上所述结合确认指示符的评估继续评估预定代码或值(L)之前,检查第一或第二数据包的检错码的步骤。如果检错码指示第一或第二数据包的数据是无效的,所讨论的数据包可以在无需评估其预定代码或值的情况下被冲刷或丢弃。
此外,预定代码可以根据本发明的一个实施例指出或指示数据包的地址或位置或保存特定类型的净荷数据,诸如音频数据和/或控制数据的分组类别。预定代码可以指出例如控制数据、音频数据或数据包的其它数据内容的开始地址。预定代码的这种指针类型的存在产生数据包的紧凑格式,即小的大小。该紧凑格式得以实现是因为,该数据包结构可以在各个数据段中的每者前面分配常规的开销代码、字段或位以识别这些数据段中的每者的开始。因此,预定代码的指针属性允许便携式通信设备的通信控制器直接跳到接收到的数据包的不同数据部分的相应开始地址并读出其数据内容。这种对相关开始地址的直接存取节约了通信控制器解析或解码接收到的数据包的所有数据字节来检测数据包的预期数据部或字段的位置,如下面参考附图进一步详述的。第一类别的数据包的各种布局或设计和第二类别的数据包的布局在下面参考附图进一步详述。
本发明的第二方面涉及无线双耳助听器系统,其被配置为通过双向无线通信信道交换数据包。助听器系统包括第一助听仪器,其包括第一无线电收发器,以及第二助听仪器,其包括第二无线电收发器。第一助听仪器包括耦合到第一无线电频率收发器的第一通信控制器,以及第二助听仪器包括耦合到第二无线电收发器的第二通信控制器,其中,第一通信控制器被配置为:
-随时间生成第一组多个数据包,
-通过分布在双向无线通信信道的预定无线电频率范围上的多个间隔开的频段,从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送该第一组多个数据包,
-计算多个间隔开的频段的相应传输质量估计,
-基于检测到的传输质量估计来确定中意频段,
-在该中意频段上从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送第二组多个数据包,该第二组多个数据包包括第一数据包。
在无线双耳助听器系统的一个实施例中,第二通信控制器被配置成:
-生成第二数据包并在中意频段上从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送该第二数据包。
在无线双耳助听器系统的另一实施例中,第一通信控制器被配置成:
-向第一数据包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符;以及第二通信控制器被配置成:
-向第二包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符。
本领域技术人员应理解,第二助听仪器的第二通信控制器可以与第一助听仪器的第一通信控制器对应的方式来运行。由本无线双耳助听器系统所给予的数据包的交换允许多种类型的有用数据,诸如实时数字音频信号或数字音频流、信号处理参数、控制数据,诸如音量控制设置、信号处理程序的识别等的数字交换。
第一和第二助听仪器或助听器中的每者可包括:输入换能器,诸如一个或若干麦克风,其被配置成基于施加于输入换能器并表示声音的信号来输出音频信号,听力损失处理器,其被配置成补偿助听器的用户的听力损失并输出听力损失补偿音频信号。听力损失补偿音频信号可以适用于恢复响度,使得所施加的被正常聆听者感知的信号的响度基本上匹配于被用户感知的听力损失补偿信号的响度。第一和第二助听仪器或助听器中的每者可以另外包括输出换能器,诸如接收器或扬声器、植入换能器等,该输出换能器被配置成基于可以由人的听觉系统收到的听力损失补偿音频信号来输出音频输出信号,用户由此听到声音。输入换能器还可以包括拾音线圈,其将在拾音线圈的时变磁场转换为对应的变化模拟音频信号,其中,该音频信号的瞬时电压随着在该拾音线圈的变化磁场强度而连续变化。拾音线圈可以被用于增加来自向在公共场所,例如在教堂、礼堂、剧院、电影院等的一些人广播的扬声器,或通过诸如在火车站、机场、商场等的公共广播系统的语音的信噪比。来自扬声器的语音被转换为带有感应圈系统(也称为“听力圈”)的磁场,并且拾音线圈用于磁性地拾取磁性发送的语音信号。输入换能器可以另外包括至少两个间隔开的麦克风,以及波束形成器,其被配置成用于将至少两个间隔开的麦克风的麦克风输出信号组合为定向麦克风信号。输入换能器可以包括一个或多个麦克风和拾音线圈以及开关,例如,该开关用于单独地或以任何组合选择全向麦克风信号或定向麦克风信号或拾音线圈信号以作为音频信号。通常,模拟音频信号适于在模拟-数字转换器中被转换为对应的数字音频信号来进行数字信号处理,由此,该模拟音频信号的振幅由二进制数表示。以这种方式,以数字值的序列形式的离散时间和离散振幅数字音频信号表示连续时间和连续振幅模拟音频信号。在整个本公开中,“音频信号”可被用于识别任何模拟或数字信号,该模拟或数字信号形成从输入变换器的输出端到听力损失处理器的输入端的信号路径的一部分。在整个本公开中,“听力损失补偿音频信号”可被用于识别任何模拟或数字信号,该模拟或数字信号形成从听力损失处理器的输出端到输出变换器的输入端的可能经由数字-模拟转换器的信号路径的一部分。
第一和第二无线电收发器中的每者可以包括无线发送器和无线接收器两者。该发送器和接收器可共享公共线路和/或单个外壳。另选地,该发送器和接收器可不共享线路,并且无线通信单元可包括与该发送器和接收器分别分开的装置。在第一和第二便携式通信设备中的每者的信号处理可通过专用硬件来执行或可在一或多个信号处理器中执行,或在专用硬件和一或多个信号处理器的组合中执行。同样,由第一和第二通信控制器中的每者执行的操作可通过专用硬件来执行或可在一或多个处理器中执行,或在专用硬件和一或多个处理器的组合中执行。如本文所使用,术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等意在指微处理器或CPU相关的实体或者是硬件、硬件和软件的组合、软件或者在执行中的软件。例如,术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程和/或程序。通过说明的方式,术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等指定在处理器上运行的应用和硬件处理器两者。一或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等或它们的任何组合可以驻留在进程和/或执行线程内,并且一或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等或它们的任何组合可以位于一个硬件处理器上,可能位于与其它硬件线路的组合中,和/或分布在两个或两个以上硬件处理器之间,可能分布在与其它硬件线路的组合中。而且,处理器(或类似术语)可以是能够执行信号处理的任何组件或各组件的任何组合。例如,信号处理器可为ASIC处理器、FPGA处理器、通用处理器、微处理器、电路组件或集成电路。
附图说明
在下文中,本发明的优选实施例参考附图来详细描述,其中:
图1示意性示出根据本发明的第一实施例的无线双耳助听器系统,其中,该系统包括经由双向无线通信信道连接的第一助听仪器和第二助听仪器,
图1A)示意性示出根据本发明的第二实施例的无线助听器系统,其中,该系统包括经由双向无线通信信道连接的第一助听仪器和便携式通信设备,
图2示意性示出在无线助听器系统或无线双耳助听器系统的便携式设备之间所传输的数据包的示例性数据包布局,
图3示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的数据包的第一示例性传输的示意性时频图,
图4示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的数据包的第二示例性传输的示意性时频图,
图5示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第三示例性传输的示意性时频图,
图6示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第四示例性传输的示意性时频图;以及
图7示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第五示例性传输的示意性时频图。
具体实施方式
在下文中,在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间通过双向无线通信信道交换数据包的本方法的各种示例性实施例参考附图来描述。第一和第二便携式通信设备中的至少一者包括在下面更详细论述的助听仪器。本领域技术人员应理解,为清楚起见,附图是示意性的和简化的,并因此该附图仅示出理解本发明必不可少的细节,而其它细节已被省略。相同的附图标号指的是整个附图的相同元件。因此,相同元件应不是详细描述每个附图所必不可少的。
图1示意性示出包括左耳助听器或仪器10L和右耳助听器或仪器10R的无线双耳助听器系统,它们均包括无线通信单元,用于连接到另一助听仪器,或替换地,另一启用音频的便携式通信设备,诸如智能电话或移动电话、启用音频的平板计算机、无绳电话、电视机、便携式麦克风阵列等。在本实施例中,左耳助听器10L和右耳助听器10R经由双向无线通信信道或链路12彼此连接。唯一的ID可以与左耳助听器10L和右耳助听器10R中的每者相关联。所示出的双耳助听器系统可以被配置为在2.4GHz的工业科学医疗(ISM)频段中操作并且可以包括60个和120个之间的间隔开的频段或信道。间隔开的频段或信道中的每者可以占有在0.5-2.0MHz之间的带宽,诸如约1.0MHz。
在一些实施例中,左助听器10L和右助听器10R可以为基本上相同的,除了上述的唯一ID以外,使得左助听器10L的特征的下列描述也适用于右助听器10R。左助听器10L可以包括ZnO2电池(未示出),其经连接用于向助听器电路14供电。左助听器10L包括麦克风16的形式的输入换能器。当左助听器10L操作时,麦克风16基于到达麦克风16的声学声音信号输出模拟或数字音频信号。如果麦克风16输出模拟音频信号,则助听器电路14可以包括模数转换器(未示出),该转换器将模拟音频信号转换为对应的数字信号以用于在助听器电路14中进行数字信号处理。具体地,听力损失处理器24L被配置为补偿左助听器10的用户的听力损失。优选地,听力损失处理器24L包括在本领域中公知的动态范围压缩器,其用于补偿用户的动态范围的频率依赖损失(在本领域中被称为重振)。因此,听力损失处理器24L向扬声器或接收器32L输出听力损失补偿音频信号。扬声器或接收器32将听力损失补偿音频信号转换为对应的声学信号以用于向用户的耳鼓传输。因此,用户听到到达麦克风的声音;然而,是针对用户个人的听力损失补偿了的。助听器可以被配置为恢复响度,使得由佩戴助听器10的用户所感知的听力损失补偿信号的响度基本上匹配到达麦克风16的声学声音信号的响度,犹如具有正常听力的聆听者所感知的。
助听器电路14还包括无线通信单元,其包括被配置为与右或第二助听器10R无线通信的无线电部分或收发器34L。无线通信单元包括执行各种通信协议相关任务和可能的其它任务的第一通信控制器26L。听力损失处理器24L可以包括软件编程微处理器,诸如数字信号处理器。左助听器10L的操作可以由在软件编程微处理器上执行的合适操作系统来控制。操作系统可以被配置成管理助听器硬件和软件资源,例如,包括听力损失处理器24L和可能的其它处理器以及相关联的信号处理算法、无线通信单元、某些存储器资源等。该操作系统可以调度用于高效使用助听器资源的任务并且还可以包括用于成本分配的会计软件,成本分配包括功耗、处理器时间、内存位置、无线传输和其它资源。操作系统配合第一通信控制器26L来控制无线电收发器34L,以根据本方法或协议执行与右或第二助听器10R的双向无线通信,以便交换数据包。关于助听器之间的双向数据通信,右或左助听器可以操作为主设备,另一个助听器可以操作为从设备。
由左助听器10L和右助听器10R中的每者生成和发送的数据包可以包括音频数据,使得每个助听器可以经由相应的扬声器或接收器32L、32R从用户或患者接收或向用户或患者输送双声道处理后的经听力损失补偿的音频信号。替换地,仅由左助听器10L和右助听器10R中的单个生成和发送的数据包包括音频数据,诸如实时音频数据或音频采样,而另一助听器仅仅发送带有各种控制信息或数据的数据包,例如以同步左助听器10L和右助听器10R之间的操作。因此,根据后面的实施例,只有左助听器和右助听器中的一者执行听力损失补偿音频信号的双声道处理。此处理方案往往用在所谓的CROSS助听器系统中。
图2示意性示出在无线双耳助听器系统50的左助听器10L和右助听器10R之间发送的不同类型的四个示例性数据包200a、200b、200c、200d。这些类型的数据包200a、200b、200c、200d中的每者的特征和布局在下面详述。
图3示出根据本发明的实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5的第一示例性传输的示意性时频图或曲线图。所示的数据包的第一示例性传输通常将对应于在所利用的频段中具有低水平干扰电磁噪声的环境条件,使得每个数据包的发送可以在第一次发送尝试或第一次发送是成功的。在后者的情形中,不需要重发数据包。然而,用于交换数据包的本数据包发送方法和协议被设计成应对所发送的数据包中的显著错误率。在用户头部的阴影效应往往导致相对高的分组错误率(PER)的情况下,该特征对于无线双耳助听仪器系统中的数据包发送是特别有用的。该数据包发送方法可以启用带有音频数据的第一分组类别的丢失数据包的重发。第一分组类别的数据包的重发次数可以被限制在特定最大次数,诸如在1次和4次之间。数据包的丢失可能出于多种原因,诸如在所用频段中与其它无线电频率通信的空中碰撞。对第一分组类别的特定数据包的重发次数应用这种类型的限制具有若干优点,诸如限制所耗用的每发送音频帧的发送能量并提供包发送延迟的上限。如果数据包的相应音频数据或帧代表左助听器10L和/或右助听器10R的实时音频信号,则包传输延迟是传输方法或协议的重要特征。在特定的数据包已不成功重发最大次数例如4次时,偶尔的音频帧损失可以通过向助听器电路14L、14R添加合适的音频编解码器来减少。音频编解码器可以能够处理来自第一通信控制器26L或第二通信控制器26R的输入实时音频数据流的某些量的音频帧损失。音频编解码器可以例如被配置为执行分组丢失隐藏算法以从听觉上掩饰输入实时音频数据流的丢失音频帧。
在交换数据包之前,需要在左助听器10L和右助听器10R之间建立连接。在操作左助听器10L和右助听器10R期间,此连接可以为持久的或间歇的。为了初始化或建立该连接,根据蓝牙LE协议,左助听器10L可以被配置为主(M)设备,右助听器10R为从(S)设备。因此,根据蓝牙LE协议,从助听器10R可以按随机顺序在三个频段上以恒定时间间隔开始发送广告消息,并且侦听来自主助听器10L的连接请求。一旦从助听器10R从主助听器10L接收到连接请求,从助听器10R可以适于利用由主助听器10L所提供的多个连接参数来配置自身。然后,从助听器10R可以开始侦听,即,针对由主助听器10R以所设置的连接参数确定的时间间隔发送的数据包监测双向无线通信信道。类似地,在连接阶段,主助听器10L可以在短时间内在三个指定频率信道上随机侦听广告消息。如果在给定时间段内还未建立连接,可以假设不存在可用的远端助听仪器,并且可以终止连接初始化过程或协议。连接参数可以包括下面各项中的一个或多个:发送间隔、净荷大小、信道数据速率、跳频密钥或方案、包重发的最大次数N等。
如图3的示意性时频图300所示,数据包P1、P2、P3、P4和P5的第一示例性传输使用间歇的数据交换方案,其包括用于数据包交换的预定持续时间的多个连续连接事件。在双向无线通信信道12上的连续连接事件通过沿时间轴t的Ci1、Ci2、Ci3等来指示。本领域技术人员应理解,所示的相邻连接事件,诸如Ci1和Ci2可以由断开时段/空闲时段320来分隔开。在一对相邻连接事件,诸如Ci1和Ci2或Ci2和Ci3等之间的时间间隔或发送间隔可以位于2ms和20ms之间,诸如在5ms和10ms之间。连接事件Ci1、Ci2、Ci3等的持续时间通常应根据第一和/或第二数据包P1、P2所需的重发次数、信道数据速率和数据包的大小随着时间而改变。信道数据速率可以被置于0.5Mbit/s和2Mbit/s之间。每个连续连接事件的持续时间可以例如位于0.5ms和5ms之间,诸如在0.9ms和2.5ms之间。在后面的情形中,这可以对应于最大重发次数设定为N=3的30字节的第一类别数据包大小。此外,在每个连接事件中,用在本发明的实施例中的传输协议尝试从左助听器向右助听器成功发送带有音频数据的单个数据包,并且反之亦然。因此,一旦在特定连接事件期间,左助听器10L和右助听器10R中的每者已成功发送其数据包,所讨论的助听器可以切换至与空闲时段320相关联的空闲或低功率模式。在空闲模式期间,左助听器10L的无线电收发器34L和右助听器的无线电收发器34R可以被断电以降低相应助听器的功耗。本领域技术人员应理解,在本发明的其它实施例中,双向无线通信信道12可以被持久连接,即,在连续连接事件之间没有空闲时段320。
示意性时频图300的y轴指示双向无线通信信道的信道或先前所讨论的多个间隔开的频段的频段编号n。如示意性时频图300所示,交换数据包的本方法的实施例包括向所发送的数据包P1、P2、P3、P4和P5中的每者添加确认指示符。确认指示符优选被添加到所发送的数据包中的每者的头段的特定字段或位(参考图2的203)。置位(set)/有效的确认指示符由数据包的带阴影线的字段303示出,而未置位的确认指示符由空白的字段303示出。根据具体情况,特定数据包诸如P2的置位确认指示符指示由同一助听器在P2之前所发送的数据包在左或右助听仪器被正确接收。因此,P2的有效确认指示符指示由左助听器10L先前所发送的数据包P1在右助听器10R被正确接收。同样,在接收到P2以后,由右助听器10R通过无线通信信道所发送的数据包P3的有效确认指示符指示P2在左助听器10L被正确接收。所发送的数据包,诸如P1、P2、P3等的确认指示符的设置可以由左和右助听器的相应通信控制器26L、26R(请参考图1)执行。通信控制器26L、26R中的每者可以被配置为访问和操控数据包中的每者的头段的相关字段或位(参考图2的项203),如在所讨论的数据包发送之前所需的。
在左助听仪器和右助听仪器之间的通过无线通信信道12的第一连接事件Ci1期间,通信控制器26L通过识别、获取和向数据包的所选类型或类别的适当字段或位置添加必要的数据位或字节来生成第一数据包P1。可以如图2所示存在带有不同数据内容的若干类型的数据包200a、200b、200c、200d。第一和第二类型的数据包200a、200b包括音频数据,并因此属于第一分组类别。第三和第四类型的数据包200c、200d不包括音频数据,并因此属于第二分组类别。第一类型的数据包200a通常具有比第二类型的数据包200b更大的大小,因为在后者类型的数据包中,不存在控制数据。然而,第一分组类别的第二类型的数据包200b的大小可以是属于第一分组类别的第三和第四类型的数据包200c、200d中的最大一个的至少两倍。
在本实施例中,第一数据包P1属于先前所讨论的第一分组类别,例如图2示意性示出的数据包类型200a或数据包类型200b,该第一分组类别不同于第二数据分组类别的地方在于它们的音频数据的内容。音频数据被保存在数据包类型200a或200b的净荷段或部分211中。数据包类型200b的净荷段仅含有音频数据,而数据包类型200a的净荷段相比之下含有至少音频数据和控制数据。在两种类型的数据包200a和200b中,音频数据通常包括音频帧,其可以具有对应于2ms和5ms之间的实时音频数据流的大小。净荷段的音频数据部分211可以包括10字节和40字节之间的音频数据。底层的实时音频流的速度可以位于16kbit/s和96kbit/s之间,诸如在32kbit/s和48kbit/s之间。
关于第一数据包P1的生成,在经由无线电收发器34L和RF天线44L向右助听仪器发送之前,P1的确认指示符303在默认情况下不被通信控制器26L置位。因为P1为在第一连接事件中的第一数据包,不存在确认接收收到的先前数据包。在右或从助听器10R中,通信控制器26R被配置为针对第一数据包P1的接收监测无线通信信道12。如下面进一步详述的,第一数据包P1被预计在特定时间窗口。如果并且一旦P1在右助听器10R(S)被接收到,则相关联的通信控制器26R基于通信协议的数据包200a、200b、200c、200d的第一和第二类别的布局的先验知识来检查P1的数据内容。此检查包括检查P1的误码段213中的检错码,诸如CRC。检错码指示P1的数据内容是否被损坏或是无效的。假设CRC检查表明,保存在P1中的数据是有效的或未被损坏,则通信控制器26R一般通过读出P1的头段的相关位字段来评估P1的确认指示符303的设置。然而,通信控制器26R可以在第一次尝试发送新数据包P2时忽略P1的确认指示符303的设置一次。这是因为这是在第一连接事件Ci1期间第一次尝试发送数据包P2,使得P2的先前发送成功还是失败是无关紧要的。通信控制器26R优选被配置为在第一次尝试发送P1之后,评估并响应从左助听器接收到的每个数据包的确认指示符的设置——例如,在本示例中为P3的确认指示符。在其它示例中,这些后面的数据包可以为P1的重发版本。如果诸如后面的数据包的确认指示符被设置或置位,则通信控制器26R被通知由右助听器10R先前发送的数据包在左或主助听器10L正确接收到。因此,不管这个先前的数据包的实际分组类别,右助听仪器10R不需要重发这个先前的数据包或执行该重发。在Ci1之前的连接事件期间,新数据包P2可以包括关于由右助听器10R先前发送的数据包的音频数据的新音频帧。本领域技术人员应明白,先前数据包的音频帧和P2的音频帧可以为从右助听器的麦克风信号导出的实时音频流的相邻段。
如果上面提及的接收到数据包P1的CRC检查指示有效或未被损坏的数据,则通信控制器26R关于P2的数据内容的生成继续于置位P2的确认指示符303。然后,通信控制器26R继续于经由无线电收发器34R和RF天线44R向左助听器10L发送P2。在P1的发送和P2的发送之间存在时间间隙或间隔313,其被称为“帧间间隔”,其为从P1的最后一个发送位到P2中的第一个接收位的时间,或在特定的连接事件中任何一对连续数据包的时间。此帧间间隔可以位于25μs和300μs之间,诸如在40μs和200μs之间。
另一方面,在通信控制器26R发现P1在预期的时间窗口不存在或P1的CRC检查失败的情况下,通信控制器26R推断出P1的第一次尝试发送为失败,并且关于P2的数据内容的生成继续于不置位P2的确认指示符303。然后,通信控制器26L继续于向左助听器10L发送P2,如上所述。
左助听器10L的通信控制器26L以对应于上面关于右助听器10R的通信控制器26R所讨论的方式,现在正关于第二数据包P2的接收监测无线通信信道12。一旦P2经由无线电收发器34L和RF天线44L在左助听器10L被接收,关联的通信控制器26L以上面关于P1所讨论的方式检查P2的数据。如果CRC检查表明P2的数据包内容被破坏,则通信控制器26L评估确认指示符303的设置,如上面关于P1所述。如果P2的确认指示符303被设置或置位,如P2的阴影位字段303所指示的,则通信控制器26L推断出由左助听器10L先前发送的数据包P1在右助听器10R被正确接收。因此,通信控制器26L发现或推断出P1的重发没有必要,这与P1的实际分组类别无关。因此,通信控制器26L响应于后面的发现(即,P1被正确接收)生成新的数据包P3。新数据包P3优选在不同于P1和P2的另一频段上发送,例如,特定预定频段,诸如曲线图300所示的频段编号1。此特征在下面进一步详述。此外,由于左助听器和右助听器的通信控制器26L、26R中的每者已发送包括关联的音频数据的预期单个数据包,数据包P3并不包括音频数据并因此属于第二分组类别。发送P3的目的是向右助听器10R的通信控制器26R/微处理器通知其较早发送的数据包P2实际上在左助听器10L被正确接收。另一方面,如果因为P2未在左助听器10L被正确接收或具有如失败CRC检查所指示的破坏数据,所以发送P2的第一次尝试没有成功或失败,则通信控制器26L通过不置位P3的确认指示符来响应。在接收并评估此P3包之后,通信控制器26R通过重发P2有限次数来响应,并在下面参考图4来进一步详述。在本发明的实施例中,新数据包P3属于不同于第一数据包P1和第二数据包P2的另一分组类别的情况,例如,没有音频数据的第二类别。后者的数据包属于带有音频数据的第一分组类别,如图2上的示例性数据包布局200a和200b所示。第一数据包P1和第二数据包P2中的每者可以比P3具有更大的长度或大小。P3的布局可以类似于图2的示例性数据包200c或示例性数据包200d,因为这些数据包中的两者200c、200d属于不存在音频数据的第二分组类别。因此,P3的大小可以显著小于P1和P2的大小,使得P3的生成和发送消耗比第一数据包P1或P2的生成和发送明显更少的功率。数据包P1和P2中的每者的大小或长度可以位于20字节和50字节之间,而P3的大小可以小于该大小的一半。P3的内容可以仅限于头段,如图2的示例性数据包布局200c所示。此头段包括用于P3的确认指示符203的适当位字段,从而允许P3充当确认左助听器正确接收在右助听器的先前数据包P2的高功效确认指示符。因此,在本方法的一些实施例中,第一类别的数据包的大小可以为第二类别的数据包的大小的至少两倍。数据包发送方法的实施例包含,在连续连接事件Ci1、Ci2、Ci3等的至少一些内不同大小的数据包的生成和发送。这些不同大小的数据包可以属于至少两个不同的类别,其中,第一类别包括含有音频帧或音频数据的数据包,而第二类别包括不存在音频帧或音频数据的数据包。本领域技术人员应理解,本发明的其它实施例可以使用恒定大小的数据包,使得P3具有和P1和P2一样的大小。一旦左助听器10L的通信控制器26L/微处理器已成功收到P3并发现确认指示符是置位的,则通信控制器26L/微处理器可以推断出较早发送的数据包P2在右助听器10RL被成功收到。因此,左和右助听器的通信控制器26L、26R可以分别推断出带有音频帧的所有未决数据包,即P1和P2,已在当前的连接事件Ci1中向其它助听器成功发送。因此,通信控制器26L、26R优选将相应的无线电收发器34L、34R以及可能的涉及双向无线接口处理的其它线路切换到空闲或低功率模式以节约用电。通信控制器26L、26R可以保持这些空闲模式,直到根据目前所选的在一对连续连接事件之间的时间间隔调度下一连接事件Ci2。在这些间歇的空闲或断电时间320期间,双向通信信道12可以驻留在物理断开连接状态但是逻辑连接的状态。在后续的连接事件Ci2,通信控制器26L、26R将相应的无线电收发器34L、34R切换回到它们的操作状态,以及左和右助听器初始化先前所述的连接步骤以准备好以与上面关于P1、P2和P3所述的方式生成和交换后续数据包P4、P5和P6。因此,数据包P4、P5和P6可以被分别看作后续连接事件Ci2的第一数据包、第二数据包和第三数据包,并且对于后续连接事件Ci3、CiN等中的每者同样如此。
双向无线通信信道优选包括先前所述的多个间隔开的频段或信道n,如上所述。交换数据包的本方法的不同实施例利用通过多个间隔开的频段,即,不同的跳频方案来分发所发送的数据包的不同方式。在一些实施例中,每个连接事件的第一、第二、第三和任何其它数据包在多个间隔开的频段的不同频段上发送。不同的频段可以例如根据预定的跳频密钥或算法来选择。在随机跳频密钥由左和右助听器中的主设备,即10L生成的情况下,可以利用相对简单的跳频方案或密钥。主/左助听器向在本实施例中被配置为从设备的右助听器10R发送随机跳频密钥。在初始化连接事件期间,随机跳频密钥可以作为先前所述的连接参数的发送的一部分被发送到从/右助听器10R。然后,左助听器和右助听器中的每者使用此随机跳频密钥来选择发送和接收特定数据包的适当频段。多个间隔开的频段中的下一个频段可以被选择为在前使用的频段加上跳频密钥。如果计算出的频段超出可用频段的编号,则优选向跳频密钥应用模操作以确定或计算在可用数量的频段内的频段。新频段可以被选择例如用于每个数据包发送以避免数据包在拥堵的频段上重发。图7示出跳频密钥被设定为1以及重发的最大次数N被设定为2的情况下,重发不同类别的数据包P1、P2、P3、P4和P5的示意性时频图或曲线图。应注意,在新的连接事件,诸如Ci2中,如何用于下一数据包的开始频段如何在第一次发送数据包时被同步到已知值。在此情况下,用于Ci2的数据包P3的开始频段等于在前一包,即在先前连接事件Ci1中最后发送P2的频段加上跳频密钥,该跳频密钥为在本示例中如虚线714所示的跳频密钥。因此,用于发送数据包P3的频段为执行P2的最后发送的编号6频段加上1,即编号7的频段。
跳频密钥或方案可以由下面的公式给出:
Fn+1=(fn+h)%p;其中
fn表示在时刻n的频段;
h表示跳频密钥,以及n,h>=0并为正整数;
%表示模运算符;
p为间隔开的频段的数量。
模值%可以被选择为最接近所利用的频段的数量例如在60和120之间的质数。如果频段的数量被设定为78,则模值可以相应设定为最接近78的质数,即79。使用质数是优选的,因为它提供所发送的数据包在可用频段数量上的良好分布。
在跳频方案的替换实施例中,涉及在多个间隔开的频段之中确定中意或“黄金”频段。跳频方案的此实施例用在例如图3所示的示例性数据包传输序列中,其中,频段或编号5的信道被选择为中意或“黄金”频段。根据后面的实施例,交换数据包的方法包括在右助听器和/或左助听器检测多个间隔开的频段的相应发送质量估计诸如相应包错误率(PER)并基于多个检测到的发送质量估计来确定中意频段。针对连接事件Ci1的至少第一数据包和第二数据包即P1和P2第一次在特定连接事件的中意频段上发送。如果具有最低PER的频段被选择为中意频段,则在第一次尝试发送第一和第二数据包时使用中意或“黄金”频段具有若干益处。中意频段的低PER使第一次尝试发送第一和第二数据包中的一者或两者全部成功的可能性得以最大化,从而降低音频帧延迟。对于成功发送第一数据包和/或第二数据包来说,此中意频段也将所需的功耗降到最小,因为从统计意义上说,数据包重发的次数被减到最小。此外,在N次不成功重发之后,第一类别的数据包需要被冲刷或丢弃的可能性下降,从而在接收助听器产生降低的音频帧损失。此特征使接收到的音频流的声音质量更好并且使左耳或右耳助听仪器的处理器中运行的可能的包损失隐藏算法的功耗更低。如图3所示,在编号5的频段为中意频段的情况下,第一和第二数据包第一次在该频段上发送。第三数据包P3可以第一次在中意频段或另一默认频段诸如所示的编号1的频段上发送。即使在中意频段具有更优的传输质量时,选择不同于如所示的中意频段的另一频段用于第一次发送数据包P3以获得多个频段中的每者的PER的有效或良好统计评估可能是有利的。为了计算用于特定频段的有效PER统计,在该频段上明显需要一定量的数据包流量。在第二连接事件Ci2期间,新数据包P4和P5同样在编号5的中意频段上第一次发送,并且相同方案优选适用于第一次尝试发送其它连接事件中的每者的第一和第二数据包。然而,在第二连接事件Ci2中,第六数据包P6未在编号5的中意频段上发送,而是根据所选的为1的跳频密钥和先前连接事件Ci1的最后数据包为编号3的频段上的P3这一事实,改为在编号4的频段上发送。
主助听器即左助听器的通信控制器26L/微处理器可以被配置为计算多个间隔开的频段的相应PER并基于计算出的PER确定中意频段。本领域技术人员应理解,通信控制器26L可以计算多个检测到的传输质量估计的随时间的运行估计,使得该中意频段可以根据该频段的PER的运行估计的最小当前值随时改变。主助听器的通信控制器26L可以被配置为向由主助听器生成并发送的数据包的头段的预定头字段添加指示中意或黄金频段的频段指示符。如图2所示,如果利用78个段,则保存或存储中意频段标识符207的头段可以包括7位,但是如果利用更少或更多频段,此头段可以自然地包括更少位或更多位。
图2示出用在如上所述的本方法中的具有不同数据内容的数据包200a、200b、200c、200d的若干示例性类型。数据包类型200a和200b属于先前所述的第一分组类别,其包括音频数据,例如用于如上所述的实时数字音频流的音频帧。音频数据被保存在数据包200a、200b的净荷段211或部分中,如上所述。数据包200a、200b另外包括在净荷段前面的头段和在净荷段后面的包检错码213(例如,循环冗余校验(CRC)码)。数据包200a、200b的这些头和CRC段可以与属于没有音频数据的第二分组类别的数据包200c、200d中的每者的头段和CRC段相同。数据包200a、200b、200c、200d的头段在数据包的指定字段中可以包括空中接口头201。空中接口头可以包括前导和考虑中的便携式通信设备的唯一访问地址。前述的数据包的确认标识符203被保存在“ACK”字段中并且可以包括单个位或若干位。预定码205被保存在头段的“L”部分中。预定码205指示在下面进一步详述的数据包的类别。头段的字段“G-ch”保存先前所述的中意或“黄金”频段标识符207。数据包200a的净荷段211或部分除了保存音频数据以外,还保存“控制数据”字段或段209。控制数据段可以保存各种类型的与助听器的操作或状态(例如调大助听器的音量的命令,或音频输入通道例如从全向模式切换到定向模式等)相关联的控制数据。
数据包类型200c属于先前所述的第二分组类别。数据包200c的数据结构和各个数据字段总体上与数据包200a的结构相同,除了数据包200c的净荷部分不存在音频数据以外。数据包200c的净荷段包括控制数据209,像数据包200a的净荷段。第三类型的数据包200d的数据结构和各个数据字段总体上与数据包200a、200b的结构相同,除了数据包200d不存在净荷部分以外。因此,第三类型的数据包200d的大小比第二类型的数据包200c更小。
保存在第一数据包200a、第二数据包200b、第三数据包200c、第四数据包200d的每者的头段的“L”部分中的预定代码205的目的是至少指示特定类别的数据包,例如,指示数据包是否属于先前所述的第一分组类别和第二分组类别中的一者。此特征允许左助听器和右助听器的通信控制器快速且高效地处理接收到的数据包。如果预定代码L指示特定的接收到的数据包属于第二分组类别,则所讨论的通信控制器可以在评估代码L后知道例如它可以跳过在接收到的数据包的净荷段中寻找音频数据。预定代码L可以指示或指出保存特定类型的净荷数据的数据包的地址或位置。因此,预定代码L可以例如指出数据包200a、200b、200c、200d的控制数据段209或CRC段213的开始地址或音频数据段211的开始地址。根据特定数据包的类型,即200a、200b或200c、200d,三种不同的预定数值可以例如被分配给该特定数据包的预定代码L。因此,L的第一值X(例如4)指出CRC段213的开始地址。如果数据包中不存在控制数据,则L的第二值诸如Y(例如24)指出音频数据段211的开始地址。在数据包含有音频数据和两个字节的控制数据这两者的情况下,L的第三值(例如26)指出控制数据段209的开始地址。在数据包不含有音频数据但包括两个字节的控制数据的情况下,L的第四值,诸如X+2(例如6)指出控制数据段209的开始地址。因此,后面的用于向预定代码L分配离散值的方案允许通信控制器通过读出并评估接收到的数据包的代码L来访问和识别数据内容的类型和其在特定的接收到的数据包中的位置。通信控制器可以通过读出L值来初始确定接收到的数据包的分组类别,并且注意到,L值为Y和X+Y指示该数据包含有音频数据。因此,如果接收到的所讨论的数据包的L值等于Y或X+Y,则通信控制器可以确定接收到的数据包属于第一分组类别,而L的剩余两值指示第二分组类别。这种预定代码L指出数据包的控制数据、音频数据或其它数据内容的开始地址的数据包格式使格式紧凑,即,数据包大小小。该紧凑格式得以实现是因为,该数据包结构在各个净荷数据段中的每者前面不含开销代码或位来识别这些数据段中的每者的开始。在接收到的数据包中存在预定代码L也降低了接收助听器或设备的通信控制器处的计算负荷,并因此降低功耗。代码L允许通信控制器直接跳到接收到的数据包的各个数据部分的开始地址并读出其数据内容,而不是解析或解码接收到的数据包的所有数据字节以发现预期数据部分或字段的位置。本领域技术人员应理解,本发明的其它实施例可以不存在此预定代码L并通过解析或评估数据包内容来识别数据包的相关数据内容。
图4为根据本发明的前述实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5和P6的第二示例性传输的示意性时频图或曲线图400。数据包P1、P2、P4和P5中的每者属于如上所述的第一分组类别。数据包P3和P6可以属于带有前述的特征和益处的第二分组类别。所示的数据包的第二示例性传输通常将对应于在所利用的频段中具有适中水平的干扰噪声的环境条件。因此,第一次尝试发送P1可能是不成功的,和/或第一次尝试发送P2可能是不成功的。所利用的数据包发送方法提供第一分组类别的丢失数据包最大次数N的重发。如上所述,N值可以位于1和4之间,但是在数据包发送方法的替换实施例中,该N值可以为更大,诸如6、8或10。所示的数据包的第二示例性传输也利用先前所述的中意频段实施例,使得在第一连接事件Ci1中第一次尝试发送P1和P2在编号5的中意频段上进行。同样,在第二连接事件Ci2中第一次尝试发送P4和P5在中意频段上进行,以及对于在接下来的连续连接事件Ci3、Ci4中第一次尝试发送特定的数据包同样如此。
一旦左助听器(M)10L和右助听器(S)10R在先前所讨论的方法之后已连接,在示意性时频图400上示出的数据包的发送就开始。出于上述的原因,通信控制器26L生成带有未置位确认指示符403的第一数据包P1。接着,P1被发送到右助听器,如前所述。在右或从助听器10R中,通信控制器26R被配置为在特定时间窗口针对第一数据包P1的接收监测无线通信信道12(参考图1),如上所述。如果并且一旦P1在右助听器10R被接收到,则通信控制器26R基于保存在P1的CRC段中的检错码检查P1的数据内容是否被破坏。与先前的第一发送示例相比,通信控制器26R现在发现失败的CRC检查或者P1在预期的时间窗不存在。因此,通信控制器26R推断出从右助听器第一次尝试发送P1是不成功的或失败的,因为P1没有在左助听器10L被接收到或P1具有被破坏的数据。通信控制器26R通过根据第一类别的数据包的数据包布局200a(参考图2)生成新P2数据包的数据内容来响应于这种发现。通信控制器26R使P2的确认指示符403未置位并通过双向无线通信信道在编号5的中意频段上向左助听器发送P2,因为它是第一次尝试发送P2。在左助听器中,通信控制器26L监测编号5的中意频段,等待接收P2。如果并且一旦P2在左助听器10L被接收到,则通信控制器26L基于P2的CRC段中的检错码检查P2的数据内容是否被破坏。与先前的第一次发送示例相比,通信控制器26L这次发现P2的CRC检查是有效的,但是P2的确认指示符未置位。因此,通信控制器26L推断出先前的数据包P1的发送是失败的。由于P1属于第一分组类别并且迄今为止只进行单次发送尝试,因此通信控制器26L通过第一次重发P1,即,执行P1的第二次发送来响应。
关于决定是否重发P1,通信控制器26L可以被配置为通过检测或评估保存在P1的预定头字段205中的先前所讨论的L代码的值进行P1的类别的初始检测。这是确定P1的分组类别的非常有效的方式。如果P1属于第一分组类别,则通信控制器26L被配置为在当前的连接事件例如Ci1期间有限次数重发P1,直到带有置位确认指示符的有效数据包从右助听器被接收到或达到先前所述的重发最大次数N。一旦达到P1的重发最大次数N,P1被通信控制器26L跳过或冲刷。因此,在P1的N次失败重发,或换句话说,总共N+1次不成功尝试发送P1之后,P1被冲刷。另一方面,如果P1属于第二分组类别,通信控制器26L可以紧接着在失败的第一次尝试之后,在当前的连接事件中丢弃或跳过任何进一步尝试重发P1,因为P1的数据内容可以被认为是不紧急的,即,不是像带有实时音频数据的类别1数据包那样实时关键性的。如上所述,通信控制器26L可以通过检查代码L的预定值来检测P1的类别。在本示例中,为了确保P1的数据内容不丢失,如果P1属于第二分组类别,则P1优选在Ci1之后的连接事件(例如Ci2)中重发。此过程将减少左助听器和右助听器的功耗,因为在这些情况下,P1重发的跳过允许无线电收发器34L和无线电收发器34R快速断电并进入空闲时段420。在此发送示例中,P1的非时间关键数据内容可以改为被添加到在第二连接事件中所发送的第一数据包,即P4的控制数据段。
回到P1属于第一分组类别的情况或示例,通信控制器26L优选被配置为在不同于中意频段(在该示例中,为编号5的频段)的默认频段上第一次重发P1,因为前者可能被干扰噪音损坏,如第一次尝试在中意频段上发送P1失败所指示的。在本示例中,通信控制器26L具有被选择为新的且不同频段的编号1频段,例如,由先前所述的连接参数设定以确保在左助听器和右助听器之间的同步。本领域技术人员应理解,n个间隔开的频段的其它频段可以被选择为用于第一次重发的默认频段。在P1在编号1的新默认频段上第一次重发之后所发送的数据包可以在根据先前所述的预定跳频密钥或方案选择的频段上发送,如为第一次重发P2选择编号2的频段,为第一次发送P3选择编号3的频段。换句话说,如果第一和/或第二数据包在中意频段上第一次发送尝试失败,则在当前连接事件期间发送任何其它数据包的发送方案可以基于当前跳频密钥,例如上述的方案回到传统的跳频方案。在右助听器10R中,通信控制器26R现在被配置为在特定时间窗针对重发P1包的接收监测双向无线通信信道,如上所述。如果并且一旦重发P1在右助听器10R被接收到,则如上所述,通信控制器26R检查包含确认指示符的设置的重发P1的数据内容。在该示例中,P1的重发是成功的,并且通信控制器26R检测到P1的确认指示符的未置位状态。P1的确认指示符的未置位状态指示从右助听器到左助听器第一次尝试发送P2是失败的。此外,出于上面关于P1所述的原因,P2必须被重发,因为P2属于第一分组类别。因此,通信控制器26R获取或重新生成P2、设定P2的头的确认指示符并向左助听器第一次重发P2。通过向先前的频段应用当前的跳频密钥1,通信控制器26R也选择编号2的新频段以用于重发P2。另一方面,如果P1第一次重发已失败,则右助听器的通信控制器26R将获取或重新生成带有未置位确认指示符的P2并接着向左助听器重发P2。
如果并且一旦P2的第一次重发在左助听器10L被接收到,则通信控制器26L再次检查接收到的P2包的数据内容。与第一次发送P2相比,通信控制器26L这次发现P2的CRC是有效的,并且P2的确认指示符是置位的。因此,通信控制器26L推断出P1的第一次重发是成功的。因此,由于P1的音频数据现在已在左助听器被安全接收到,因此不再需要进一步重发P1。此外,由于P2在左助听器被正确接收到,因此左助听器的通信控制器26L生成并发送新的、短的带有置位确认指示符的数据包P3。P3属于如上所述的第二分组类别。作为响应,通信控制器26L可以在Ci1的剩余时间将无线电收发器34L切换到先前所述的空闲模式以降低左助听器的功耗。
另一方面,如果重发P2的CRC检查为无效或P2在预期时间不存在,则通信控制器26L推断出P1的第一次重发也是失败的,并在假设重发的最大次数N还未被超出的情况下,执行较早所述的步骤以第二次重发P1。因此,如果N值已被设定为1,则通信控制器26L将不尝试第二次重发P1,而是改为出于前述的涉及带有实时音频数据的相同数据包的太多重发所造成的潜在延迟问题的原因,冲刷或丢弃P1。在后者的情形中,在第二连接事件Ci2中,由左助听器所发送的第一数据包P4将因此在净荷段中保存与P1的冲刷音频数据有关的新的且更新的音频数据。
本领域技术人员应明白,在第一次发送尝试中的第一数据包P1的数据和在P1的一个或多个可能的重发中的第一数据包的数据不必是完全相同的,因为确认标识符的设置和/或CRC值可能在P1的第一次发送和P1的后续重发之间已改变。重发P1包的确认指示符可以反映第二数据包P2的实际接收失败或接收成功,而在第一次发送尝试中的确认指示符可以具有先前所述的默认设置或值。然而,第一数据包P1的至少净荷段优选在第一次发送尝试和一次或多次重发之间是相同的。第二数据包P2和第三数据包P3同样如此,以此类推。
一旦右助听器的通信控制器26R接收到较早发送的包P3并在其中监测到置位确认指示符,通信控制器26R推断出P2的第一次重发是成功的。作为响应,通信控制器26R可以将无线电收发器34R置于先前所述的空闲模式以降低右助听器的功耗。另一方面,如果P3的CRC检查无效,或者如果P3在预期的时间不存在,则通信控制器26R推断出P2的第一次重发也是失败的(即,像P2的第一次发送尝试)。接着,通信控制器26R将开始重发P2,直到带有确认的数据包被接收到,或者直到已达到重发的最大次数N。然而,由于左助听器的无线电收发器34L已进入空闲模式,左助听器将不发送任何其它数据包,响应于此,致使右助听器的通信控制器26R重发P2直到达到最大重发次数N。因此,不存在来自左助听器的关于P2的接收指示符的明确确认可能致使右助听器相信P2的发送是失败的,即使P2在左助听器的第一次重发实际上被正确接收。然而,这种情况对于本发送方法或协议是没有问题的,因为右助听器的通信控制器26R在P2的N次失败重发之后只是继续于冲刷P2。在下一个连接事件Ci2中,对于前述的右助听器,通信控制器26R生成带有净荷段的新数据包P5,该净荷段包括与P2的音频数据有关的更新的音频数据。
图5为根据本发明的前述实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4和P5的第三示例性传输的示意性时频图或曲线图500。数据包P1、P2、P3和P4中的每者属于如上所述的第一分组类别。数据包P5可以属于带有前述的特征和益处的第二分组类别。在第一连接事件Ci1期间,所示的数据包的第三示例性发送通常将对应于在所利用的频段中具有高水平的干扰噪声的环境条件。在第二连接事件Ci2中,环境条件可能得到改善。因此,第一次尝试发送P1可能是不成功的,和/或第一次尝试发送P2可能是不成功的。在第一连接事件Ci1期间,后续尝试重发P1和重发P2也可能都是失败的。在本示例中,第一分组类别的丢失数据包即P1或P2的最大重发次数N已被设定为2,即对于本示例中的左助听器10L和右助听器10R,N=2,但是在本发明的其它实施例中可以不同。在每次连接事件中,所示的数据包的第三示例性发送也利用前述用于第一次尝试发送数据包的中意频段方法。一旦左助听器(M)10L和右助听器(S)10R在先前所讨论的方法之后已连接,在示意性时频图500上示出的数据包的发送就开始。通信控制器26L如前所述地生成带有未置位确认指示符503的第一数据包P1并如前所述地向右助听器发送P1。在右和左助听器中,相应的通信控制器26R、26L被配置为如上所述地在特定时间窗口针对第一数据包P1和第二数据包P2的接收监测无线通信信道12(参考图1)。在本示例中,出于上述原因中的一种,在编号5的中意频段上第一次尝试发送P1失败,并且在编号5的中意频段上第一次尝试发送P2也失败,如包交换会话505a所指示。作为响应,右助听器10R的通信控制器26R在编号1的默认频段上第一次重发P1,该包仍然带有未置位确认指示符503,如结合第二示例性数据包发送所论述的。左助听器的通信控制器26L在如通过跳频密钥所指示的编号1的频段上第一次重发P2,该包带有未置位确认指示符503,如结合第二示例性数据包发送所论述。然而,P1的第一次重发失败,并且P2的第一次重发也失败,如在包交换会话505b中所指示的,尽管切换到与中意频段相比为新的频段。因此,左和右助听器的通信控制器26L、26R继续进行它们的相应数据包P1和P2的第二次重发尝试,如在包交换会话505c内所指示的。当左助听器的通信控制器26L检测到包交换会话505c中的P2的确认指示符503是(仍然是)未置位的,或者P2不存在,则通信控制器26L将P1的当前重发次数与被设定为2的最大重发次数N比较。因此,通信控制器26L推断出已达到P1的最大重发次数并出于前述的原因,继续于冲刷或跳过P1而不是尝试又一次重发P1。因此,预期到即将到来的空闲时段520,通信控制器26L可以继续于切换到前述的无线电收发器34L的快速断电模式。因此,在此情况下,通信控制器26L可以中断针对即将到来的数据包监测无线通信信道,因为P1不应被重发,不管在包交换会话505c中的P2的确认指示符503的实际设置如何。右助听器的通信控制器26R一旦检测到在包交换会话505c中的P1的确认指示符是未置位的或P2不存在,就以对应方式继续,通信控制器26L。
图6为根据本发明的另一实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5和P6的第四示例性传输的示意性时频图或曲线图600。在本实施例中,第二助听器仅生成并发送第二分组类别的数据包,而第一助听器生成并发送第一分组类别的至少一些音频数据包。因此,音频流可以从第一助听器发送到第二助听器,但反过来不成立。如图所示,P1和P4属于第一分组类别,而由第二助听器发送的数据包P2和P5属于第二分组类别。在第一和第二连接事件Ci1和Ci2期间,所示的数据包的第三示例性发送通常间对应于在所利用的频段中具有低水平的干扰噪声的环境条件。因此,第一次尝试发送P1是成功的,并且第一次尝试发送P2也是成功的。因此,第一助听器生成带有置位确认指示符的第三数据包并向第二助听器发送P3。后者接收并检查P3的内容并发现P3的确认指示符是置位的并且P3的数据为有效,例如由P3的CRC码所指示的。因此,第一连接事件Ci1现在被第一和第二助听器终止。由于本发明的实施例利用黄金频段步骤,后续连接事件Ci2的发送第一数据包P4的第一次尝试在编号5的频段上执行,并且第二助听器通过生成并发送P5来响应成功接收到P4,P5继而通过第一助听器生成并发送第二分组类别的数据包P6来作出响应,因为带有音频数据的P4已在第二助听器被成功接收到。
图7示出在跳频密钥被设定为1以及未利用中意/黄金频段方案的情况下,先前所述的发送数据包P1、P2、P3、P4和P5的示意性时频图或曲线图700。数据包P1和P2以及P3和P4属于第一分组类别。第一数据包和第二数据包各自的最大重发次数N、M均被设定为2。所示的数据包的示例性发送通常将对应于在第一连接事件Ci1期间所利用的频段中干扰噪声水平高并且在第二连接事件Ci2期间所利用的频段中干扰噪声水平非常低所支配的环境条件。如所有发送的P2数据包的未置位确认指示符所指示的,第一数据包P1的第一次发送尝试和两个后续的重发尝试均失败。同样,第二数据包P2的第一次发送尝试和两个后续重发尝试均失败。因此,左助听器的通信控制器26L继续于冲刷P1,并且右助听器的通信控制器26R继续于冲刷P2。因此,在Ci1期间,未发送任何第三数据包。在第二连接事件Ci2期间,通信控制器26L生成新数据包P3并向P3的净荷段添加当前的音频数据,诸如音频帧。通信控制器26L设置P3的确认指示符703的先前所述的默认值,并写入带有适当数据的其它数据包段并且最终向右助听器发送P3。右助听器的通信控制器26R监测无线通信信道的编号7的频段并等待P3的到来。在接收到P3后,在成功接收到第一类别的数据包的情况下,通信控制器26R如前面参考图4所详述的继续。因此,数据包P3、P4和P5可以被分别视为第二连接事件Ci2的第一、第二和第三数据包。
Claims (13)
1.一种通过双向无线通信信道在第一便携式通信设备和第二便携式通信设备之间交换数据包的方法,其中,第一便携式通信设备和第二便携式通信设备中的至少一者包括助听仪器;所述方法包括:
-由第一便携式通信设备生成第一组多个数据包,
-通过分布在双向无线通信信道的预定无线电频率范围上的多个间隔开的频段,将第一组多个数据包从第一便携式通信设备发送到第二便携式通信设备,
-在第一无线通信设备或在第二无线通信设备处,计算所述多个间隔开的频段的相应传输质量估计,
-基于检测到的传输质量估计,确定中意频段,
-在中意频段上将第二组多个数据包从第一便携式通信设备发送到第二便携式通信设备,所述第二组多个数据包包括第一数据包,
-在中意频段上接收从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送的第二数据包,
-通过双向无线通信信道随时间建立多个连续连接事件;以及
在所述多个连续连接事件的至少子集期间:
-在中意频段上第一次发送所述第一数据包,并且在中意频段上第一次发送所述第二数据包,
其中,如果所述第一数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果所述第一数据包的第一次发送尝试失败,则重发所述第一数据包至多N次;和/或
如果所述第二数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果所述第二数据包的第一次发送尝试失败,则重发所述第二数据包至多M次;
N为1和4之间的正整数,并且M为在1和4之间的正整数;
其中,由第一便携式通信设备发送的所述第一组多个数据包或所述第二组多个数据包的第一子集属于包含音频数据的第一分组类别,并且所述第一组多个数据包或所述第二组多个数据包的第二子集属于不带音频数据的第二分组类别。
2.根据权利要求1所述的交换数据包的方法,还包括以下步骤:
-向所述第一数据包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符,
-向所述第二数据包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符。
3.根据权利要求1所述的交换数据包的方法,其中,所述第一组多个数据包的每个数据包和所述第二组多个数据包的每个数据包至少包括头段、净荷段和保存包检错码的数据校验段。
4.根据权利要求1所述的交换数据包的方法,其中,属于第二分组类别的数据包的大小比属于第一分组类别的数据包的大小小。
5.根据权利要求1所述的交换数据包的方法,还包括以下步骤:
如果所述第一数据包的第一次发送尝试失败,则:
-根据预定的跳频密钥,选择所述多个间隔开的频段中与中意频段不同的频段,
-在所述不同的频段上重发所述第一数据包;
-在连接事件期间,在根据预定跳频密钥选择的不同频段上发送所重发的第一数据包之后的数据包。
6.根据权利要求1所述的交换数据包的方法,还包括以下步骤:
-在第一便携式通信设备处,将确认指示符添加到从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送的所述第一组多个数据包,其中,确认指示符的至少子集指示在待发送的数据包之前的数据包是否在第一便携式通信设备处被成功接收到;以及
-在第二便携式通信设备处,将确认指示符添加到从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送的多个数据包,其中,每个待发送数据包的确认指示符指示之前的数据包是否在第二便携式通信设备处被成功接收到。
7.根据权利要求6所述的交换数据包的方法,在连续连接事件的子集的每个连接事件期间,还包括以下步骤:
-在第一便携式通信设备处,针对所述第二数据包监测无线通信信道;以及
-在第一便携式通信设备处接收所述第二数据包,如果所述第二数据包的确认指示符被置位,则;
-在第一便携式通信设备处生成第三数据包,所述第三数据包包含反映所述第二数据包的接收成功或失败的确认指示符设置,
-通过无线通信信道将所述第三数据包发送到第二便携式通信设备;或者
如果不存在所述第二数据包或所述第二数据包的确认指示符是未置位的,则:
-设置所述第一数据包的确认指示符,以反映所述第二数据包的接收失败并从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备重发所述第一数据包,
其中,如果所述第一数据包属于第一分组类别,则重发最多被执行N次。
8.根据权利要求7所述的交换数据包的方法,在连续连接事件的子集的每个连接事件期间,还包括以下步骤:
-在第二便携式通信设备处,针对由第一便携式通信设备所发送的所述第一数据包监测双向无线通信信道,
-在第二便携式通信设备处接收所述第一数据包,以及
-由第二便携式通信设备生成所述第二数据包,所述第二数据包带有反映所述第一数据包的接收成功或失败的确认指示符设置,
-通过双向无线通信信道从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送所述第二数据包,
-在第二便携式通信设备处,针对所述第三数据包或在接收到所述第二数据包之后从第一便携式通信设备重发的第一数据包监测双向无线通信信道,
-在第二便携式通信设备处接收所述第一数据包或所述第三数据包,以及
如果所述第一数据包或所述第三数据包的确认指示符是置位的,则:
-放弃所述第二数据包的进一步发送;或者
如果所述第一数据包或所述第三数据包的确认指示符是未置位的或如果所述第一数据包和所述第三数据包均不存在,则:
-如果所述第二数据包属于第一分组类别,从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备重发所述第二数据包至多M次。
9.根据权利要求7所述的交换数据包的方法,如果所述第二数据包不存在或所述第二数据包的确认指示符是未置位的,则还包括以下步骤:
-如果所述第一数据包属于第二分组类别,则放弃所述第一数据包的重发。
10.根据权利要求7所述的交换数据包的方法,还包括以下步骤:
-在第一便携式通信设备处接收到所述第二数据包之后,校验所述第二数据包的检错码,
-如果检错码指示所述第二数据包的数据无效,则忽略所述第二数据包的确认指示符的设置,并且不置位所述第三数据包的确认指示符,以反映所述第二数据包的接收失败。
11.一种被配置为通过双向无线通信信道交换数据包的无线双耳助听器系统,所述助听器系统包括:
包括第一无线电收发器的第一助听仪器和包括第二无线电收发器的第二助听仪器;
所述第一助听仪器包括耦合到所述第一无线电收发器的第一通信控制器,并且所述第二助听仪器包括耦合到所述第二无线电收发器的第二通信控制器,其中,所述第一通信控制器被配置为:
-随时间生成第一组多个数据包,
-通过分布在双向无线通信信道的预定无线电频率范围上的多个间隔开的频段,从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送所述第一组多个数据包,
-计算所述多个间隔开的频段的相应传输质量估计,
-基于检测到的传输质量估计来确定中意频段,
-在中意频段上从第一便携式通信设备向第二便携式通信设备发送第二组多个数据包,所述第二组多个数据包包括第一数据包,
-在中意频段上接收从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送的第二数据包,
-通过双向无线通信信道随时间建立多个连续连接事件;以及
在所述多个连续连接事件的至少子集期间:
-在中意频段上第一次发送所述第一数据包,并且在中意频段上第一次发送所述第二数据包,
其中,如果所述第一数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果所述第一数据包的第一次发送尝试失败,则重发所述第一数据包至多N次;和/或
如果所述第二数据包属于第一分组类别,则在每个连接事件期间,如果所述第二数据包的第一次发送尝试失败,则重发所述第二数据包至多M次;
N为1和4之间的正整数,并且M为在1和4之间的正整数;
其中,由第一便携式通信设备发送的所述第一组多个数据包或所述第二组多个数据包的第一子集属于包含音频数据的第一分组类别,并且所述第一组多个数据包或所述第二组多个数据包的第二子集属于不带音频数据的第二分组类别。
12.根据权利要求11所述的无线双耳助听器系统,其中,所述第二通信控制器被配置为:
-生成第二数据包,并在中意频段上从第二便携式通信设备向第一便携式通信设备发送所述第二数据包。
13.根据权利要求11所述的无线双耳助听器系统,其中,所述第一通信控制器被配置为:
-向所述第一数据包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符;以及所述第二通信控制器被配置为:
-向所述第二数据包的头段的预定头字段添加指示中意频段的频段标识符。
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