CN110267305B - 一种无线数据重传方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种无线数据重传方法，包括以下步骤：S100：主设备接收到数据包，从设备没有成功接收数据包，从设备发送接收失败信号；S200：主设备接收到从设备的接收失败信号后，保持当前载波频率，并在下一个时隙广播其接收到的数据包，若从设备接收到主设备的数据包，则从设备在下个时隙发送接收成功信号；若从设备没有接收到主设备的数据包，则从设备在下一个时隙发送接收失败信号，并重新执行S200。本发明提供的一种无线数据重传方法，能够更加稳定可靠的实现无线数据重传，且可以降低系统设计要求。

Description

一种无线数据重传方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种无线数据重传方法。

背景技术

无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)等无线传输技术是近年来应用较为广泛无线通信标准。跳频是无线通信中最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，跳频的间隔时间，即在一个频段上的时长通常称为一个时隙。以蓝牙为例，当蓝牙设备之间建立好ACL或者SCO/eSCO链路后，蓝牙网络由蓝牙主设备提供时钟，采用每秒1600跳的频率进行跳频通信，蓝牙一个时隙即为625us。蓝牙的时隙包括依次交替出现的主-从时隙(Master-to-Slave时隙)和从-主时隙(Slave-to-Master时隙)，在主-从时隙中，蓝牙主设备向蓝牙从设备发送数据，在从-主时隙中，蓝牙从设备向蓝牙主设备发送数据。并且在蓝牙网络中，数据传输总是由蓝牙主设备在主-从时隙向蓝牙从设备传输数据发起，蓝牙从设备在从-主时隙回应数据而结束。

在一些应用场景中，需要一个设备向多个设备同时发送数据，例如无线立体声耳机需要左右声道的播放设备均需要接收数据源的信号，进而实现同步播放的效果。在现有技术中，接收数据时，通常只能由其中一个声道的播放设备作为主接收设备，接收数据输出源传输的数据。然后将该数据通过其它无线传输协议，如近场磁感应技术(NFMI)，或者自定义蓝牙协议，传输至另一个声道的播放设备(即次接收设备)中。这种方式需要构建额外的通信链路，会增加系统成本与设计难度。除了这种方式外，目前市面上的方案也有采用监听模式的，如Apple公司的Airpod耳机。其利用了蓝牙的监听模式，使得从耳机以监听同步的方式获取音频数据，为了保证作为蓝牙从耳机的可靠性及稳定性，主耳机和从耳机之间定义了自己的私有协议。当作为从耳机的蓝牙设备没有监听到手机等源设备的数据时，从耳机可以利用私有协议通知主耳机，主耳机再请求手机等蓝牙设备将先前的数据进行重发，以保证从耳机的监听成功。

这种方式中，需要主耳机转发从耳机未接收到数据的信号给手机，再由手机重传数据，整个数据交互的流程长，环节多，不够稳定和可靠，且从耳机需要在主耳机向手机发送接收成功的信号之前向主耳机发送接收失败的信号，而由于蓝牙技术的特点，可以作为主从耳机通信的时隙间隔时间在最糟糕的情况下只有189us。要实现主从耳机之间的通信，所有的协议交互必须在189us之内完成，否则将会和其它的数据包发送碰撞。189us对系统的实时性要求较高，相应的对系统的设计和实现的要求就很高。

发明内容

本发明意在提供一种无线数据重传方法，能够更加稳定可靠的实现无线数据重传，且可以降低系统设计要求。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种无线数据重传方法，包括以下步骤：

S100：若主设备接收到数据包，从设备没有成功接收数据包，则从设备发送接收失败信号；

S200：主设备接收到从设备的接收失败信号后，保持当前载波频率，并在下一个时隙广播其接收到的数据包，若从设备接收到主设备的数据包，则从设备在下个时隙发送接收成功信号；若从设备没有接收到主设备的数据包，则从设备在下一个时隙发送接收失败信号，并重新执行S200。

说明：本申请中，S100、S200…S300等仅仅用于标识作用，并不严格代表步骤的执行先后顺序。

本发明技术方案的有益效果为：本发明技术方案中，当从设备通过监听接收数据失败后，向主设备发送接收失败信号，但是并不像传统现有的技术那样，由主设备向源设备发送信号，再由源设备重发，而是由主设备自己来进行重传，不需要再向源设备发送重传请求，这么做的好处一是可以节省主设备与源设备之间的交互过程，减少交互的时隙和对应的功耗，同时由于无线传输，如蓝牙协议自身在传输过程中，会进行跳频，因此，主设备保持当前载波频率与从设备通信可以有效的避免源设备发送的数据的干扰，也可以避免对源设备造成干扰。进而稳定可靠的实现数据的重传。

进一步，S100具体包括：

S110：主设备在接收到数据包后的下一个时隙向源设备发送接收成功信号；

S120：从设备未接收到数据包，从设备在主设备发送接收成功信号后的相同时隙内发送接收失败信号。

现有的一些技术中，为了节省交互时隙，会在时隙内数据包收发后的空闲阶段进行信号的交互，但是由于数据包自身占有一定的时长，若要实现这种交互，交互的内容需要在189us内完成，考虑到各个设备的无线收发器的收发状态切换所需的时长，留给交互的时间非常的短暂，增加了交互的不可靠性，且对与硬件的要求较为苛刻；而本方案中，则是在主设备发送了接收成功信号以后，从设备再进行信号的发送，由于接收成功信号仅仅只是一个响应信号，相比数据包，传输所需的时间要少的多，则留给从设备来发送交互信号的时间更长，进而可以确保更加稳定的实现主从设备的命令交互，且时间宽松，对于硬件要求没有那么高，实现起来更加容易，且配合基础方案，不会增加重传所需的时隙数量，不影响传输效率。

进一步，还包括：S300：主设备接收到从设备发送的接收成功信号后的下一个时隙，主设备和从设备跳频到源设备相同的载波频率，进行下一个数据包的接收。

重传成功后，跳频至源设备的载波频率上，继续进行后续数据的传输。

进一步，所述S120中，从设备在主设备发送接收成功信号后等待预设延时时间后发送接收失败信号，所述预设延时时间大于等于主设备的无线收发器的状态切换所需的时长。确保主设备能够收到从设备发送的信号。

进一步，S200还包括：

源设备接收到主设备发送的接收成功信号，并在下一个时隙跳频至其他频段，发送下一个数据包；

源设备发送数据包后未收到主设备返回的接收成功信号，在下一个时隙跳频至其他频段，再次发送数据包。

当主设备和从设备进行数据重传时，其载波频率与源设备不同，源设备不会接收到主设备的任何信息，进而自动认定它没有接收到数据，进而在下一个时隙再次发送数据包。

进一步，S100还包括：

S101：若主设备未成功接收到数据包，则主设备在下一时隙发送接收失败信号；

S102：源设备接收到主设备发送的接收失败信号，在下一时隙重新发送主设备未接收到的数据包。

若主设备自身没有收到数据包，则要求源设备进行重发。

附图说明

图1为本发明一种无线数据重传方法实施例中的组网结构示意图；

图2为本申请一种无线数据重传方法实施例中的手机、主耳机以及从耳机的数据传输过程的时序图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

本实施例的一种无线数据重传方法，包括以下步骤：

S100：若主设备接收到数据包，从设备没有成功接收数据包，则从设备发送接收失败信号；

S200：主设备接收到从设备的接收失败信号后，保持当前载波频率，并在下一个时隙广播其接收到的数据包，若从设备接收到主设备的数据包，则从设备在下个时隙发送接收成功信号；若从设备没有接收到主设备的数据包，则从设备在下一个时隙发送接收失败信号，并重新执行S200；

S300：主设备接收到从设备发送的接收成功信号后的下一个时隙，主设备和从设备跳频到源设备相同的载波频率，进行下一个数据包的接收。

具体来讲，S100包括：

S101：若主设备未成功接收到数据包，则主设备在下一时隙发送接收失败信号；

S102：源设备接收到主设备发送的接收失败信号，在下一时隙重新发送主设备未接收到的数据包。

S110：若主设备接收到数据包，则主设备在接收到数据包后的下一个时隙向源设备发送接收成功信号；

S120：若从设备未接收到数据包，则从设备在主设备发送接收成功信号后的相同时隙内发送接收失败信号。本实施例中，从设备在主设备发送接收成功信号后等待预设延时时间后发送接收失败信号，所述预设延时时间大于等于主设备的无线收发器的状态切换所需的时长。以确保主设备能够收到从设备发送的信号。

S200中源设备对应的执行以下步骤：

源设备接收到主设备发送的接收成功信号，并在下一个时隙跳频至其他频段，发送下一个数据包；

源设备发送数据包后未收到主设备返回的接收成功信号，在下一个时隙跳频至其他频段，再次发送数据包。

本实施例中，以蓝牙立体声耳机为例，如图1所示，当然本申请的方案不仅限于耳机或者蓝牙网络，对于音箱或其他类型无线传输的设备也适用。手机作为源设备，两个耳机分别为主设备和从设备，为叙述方便，分别称为主耳机和从耳机，手机和主耳机之间组成标准蓝牙网络，主耳机把蓝牙网络的相关配置参数发送给从耳机，如：蓝牙时钟、蓝牙地址、3BIT逻辑地址、跳频序列、连接密钥、编码密钥等底层蓝牙协议参数和L2CAP、RFCOMM、Handfree、A2DP等上层蓝牙协议参数等。

从耳机根据这些配置参数，以监听的模式进入到手机和主耳机之间的蓝牙网络中，进而完成组网，手机在一个时隙发送数据包，如果主耳机成功接收，则主耳机会在下一个时隙反馈接收成功信号，即ACK数据，若主耳机没有接收到手机发送的数据包，则主耳机会在下一个时隙发送接收失败信号，即NACK数据，手机如果收到主耳机的ACK数据则会在下一个时隙发送下一个数据包，如果没有收到主耳机的响应数据或者收到NACK数据，则会在下一个时隙重发上一个数据包。

从耳机可以通过监听的方式来监听手机发送的数据，如果它成功接收到了手机的数据包，则会在下一个时隙里，等待主耳机发送完ACK或NACK数据后，向主耳机发送ACK数据；如果从耳机没有接收到手机的数据包，则等待主耳机发送完ACK或NACK数据后，向主耳机发送NACK数据，为了确保主耳机能够收到从耳机发送的信号，从耳机通常会在主耳机发送完成数据后等待一段时间，以确保主耳机的无线收发器从发送状态切换为了接收状态。

如果主耳机收到的是从耳机的ACK信号，则在下一个时隙，主耳机和从耳机都会按照配置信息跳频，继续接收源设备的下一个数据包，如果主耳机收到的是从耳机的NACK信号，则主耳机和从耳机在下一个时隙仍然保持当前的载波频率，主耳机在下一个时隙向从耳机发送其接收到的数据。

具体的，如图2所示，我们将时隙按照时间顺序依次标记为时隙1至时隙10，数据的收发过程如下：

时隙1:手机发送了一个数据包P1，主耳机正确的收到了这个数据包P1，作为监听设备的从耳机没有收到P1。

时隙2:根据蓝牙协议的定义，主耳机在时隙2中回复手机以表明它正确接收到了P1。此时主耳机发送A，表示ACK，并且手机正确收到了A。由于从耳机在先前的时隙1中没有正确收到P1,所以它会等待主耳机在发送完A一段时间后给主耳机发送数据包N，表示NACK，以表明它没有收到来自于手机的P1。在整个时隙1和时隙2中，所有的设备根据蓝牙规范的定义，都工作在载波频率f1上。

时隙3：由于手机收到了主耳机的A，及对P1包的正确ACK，根据蓝牙规范定义，它会跳频到f2上继续发送下一个数据包P2。此时，对于主耳机来说，由于它在时隙2收到了来自于从耳机的N，随即了解到从耳机没有收到P1，所以在时隙3中，主耳机和从耳机将会继续锁定在载波频率f1。此时，主耳机在时隙2上将自己先前收到的P1发给从耳机。并且从耳机在此正确接收到了P1。

时隙4：由于从耳机在时隙3上正确收到P1,所以在它在时隙4中回复主耳机数据包A以表明自己接收成功。主耳机在时隙4上收到了A。在时隙3和时隙4中，由于手机工作在载波频率f2上，所以它不会收到任何数据。

时隙5：由于手机没有收到对P2的ACK，根据蓝牙协议，它会跳频到f3在时隙5重新发送P2。此时，主耳机和从耳机也从f1跳频到了f3，主耳机和从耳机都正确接收到了P2。

时隙6：根据蓝牙协议，主耳机在时隙6中回复A,并且手机正确接收到了A。

时隙7至时隙10：时隙7-10和时隙5-6类似，只是数据包P3变成了三个时隙长度的数据，这里不在赘述。

在时隙3-时隙4中，如果从耳机没有正确收到来自于主耳机的P1,那么它们会继续锁定在f1上重新开始类似于时隙3-4中的交互，直到成功为止，不再赘述。

本实施例的技术方案中，在主设备发送了接收成功信号以后，从设备在进行信号的发送，由于接收成功信号仅仅只是一个响应信号，相比数据包，传输所需的时间要少的多，则留给从设备来发送交互信号的时间更长，进而可以确保更加稳定的实现主从设备的命令交互，且时间宽松，对于硬件要求没有那么高，实现起来更加容易，当从设备通过监听接收数据失败后，向主设备发送接收失败信号，但是并不像传统现有的技术那样，由主设备向源设备发送信号，再由源设备重发，而是由主设备自己来进行重传，不需要再向源设备发送重传请求，这么做的好处一是可以节省主设备与源设备之间的交互过程，减少交互的时隙和对应的功耗，同时由于无线传输，如蓝牙协议自身在传输过程中，会进行跳频，因此，主设备保持当前载波频率与从设备通信可以有效的避免源设备发送的数据的干扰，也可以避免对源设备造成干扰。进而稳定可靠的实现数据的重传。

实施例二

本实施与实施例一的区别在于，本实施例中，从设备的接收失败信号是在主设备发送接收成功信号之前发送的，具体来讲，在源设备发送完成数据包以后的时隙的空闲时间段内，从接收设备发送接收失败的信号给主设备。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种无线数据重传方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100：若主设备接收到数据包，从设备没有成功接收数据包，则从设备发送接收失败信号；

S200：主设备接收到从设备的接收失败信号后，保持当前载波频率，并在下一个时隙广播其接收到的数据包，若从设备接收到主设备的数据包，则从设备在下个时隙发送接收成功信号；若从设备没有接收到主设备的数据包，则从设备在下一个时隙发送接收失败信号，并重新执行S200；

S100具体包括：

S110：主设备在接收到数据包后的下一个时隙向源设备发送接收成功信号；

S120：从设备未接收到数据包，从设备在主设备发送接收成功信号后的相同时隙内发送接收失败信号；

S200还包括：

源设备接收到主设备发送的接收成功信号，并在下一个时隙跳频至其他频段，发送下一个数据包；

源设备发送数据包后未收到主设备返回的接收成功信号，在下一个时隙跳频至其他频段，再次发送数据包。

2.根据权利要求1所述的一种无线数据重传方法，其特征在于：还包括：S300：主设备接收到从设备发送的接收成功信号后的下一个时隙，主设备和从设备跳频到源设备相同的载波频率，进行下一个数据包的接收。

3.根据权利要求1所述的一种无线数据重传方法，其特征在于：所述S120中，从设备在主设备发送接收成功信号后等待预设延时时间后发送接收失败信号，所述预设延时时间大于等于主设备的无线收发器的状态切换所需的时长。

4.根据权利要求1所述的一种无线数据重传方法，其特征在于：S100还包括：

S101：若主设备未成功接收到数据包，则主设备在下一时隙发送接收失败信号；

S102：源设备接收到主设备发送的接收失败信号，在下一时隙重新发送主设备未接收到的数据包。

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