CN111163450A - 一种用于无线通信系统的设备通信方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓝牙通信技术，具体涉及一种用于无线通信系统的设备通信方法及系统，方法包括S100让从设备建立对主设备与主机设备间通信的监听链路，S200从设备与主设备协商进入监听确认模式，监听链路进入监听确认模式，主设备与主机设备间进入监听确认模式，S300完成信息交互后从设备与主设备间的通信链路退出监听确认模式，系统包括搭载了蓝牙通信协议的主设备、从设备和主机设备。本发明减少一条链路能够降低主设备和从设备的功耗，对降低设备的负担开销都会有帮助，提高用户体验。

Description

一种用于无线通信系统的设备通信方法及系统
技术领域
本发明涉及蓝牙通信技术，具体涉及一种用于无线通信系统的设备通信方法及系统。
背景技术
无线通信通过无线电波、微波和红外线对多个节点间不经由导体或线缆传播的通信方式，无线通信技术包括蓝牙、Zig-Bee和Z-Wave等，目前，快生活节奏促进了用蓝牙技术实现语音信息交互技术的发展，蓝牙耳机就是利用蓝牙技术对语音信息交互的重要产品之一。
双无线蓝牙耳机包括两个耳机，两个耳机与播放主机设备(比如手机，平板，电脑等)组成一个无线通信系统，两个耳机同步播放主机设备的音乐或者进行通话。目前双无线蓝牙耳机的两个耳机间的通信实现方案包括以下几种：
第一种是：蓝牙耳机包括主耳机和副耳机，在进行蓝牙耳机的通信时，主机设备只和主耳机通信，主耳机与副耳机之间建立蓝牙通信链路，主耳机负责向副耳机转发主机设备的音乐或者通话数据。蓝牙耳机的这种通信方式的好处是：现有的蓝牙协议能够支持，缺点是主耳机即要和主机设备进行大量数据交互，还需要把大量数据转发给副耳机，主耳机的功耗会比副耳机大很多，另外副耳机的播放质量取决于主耳机。
第二种是：修改蓝牙A2DP协议，由主机设备分别与主耳机和副耳机建立两条A2DP链路，主机设备分别与主耳机和副耳机通信交互数据。这种方式的好处是比较省功耗，且主耳机与副耳机之间也没有相互影响，但是这种方式的缺点是主机设备与主耳机和副耳机的蓝牙协议都要做修改，适配性比较差，难以大规模推广。
第三种是：监听模式，副耳机监听主机设备发送给主耳机的数据包，再利用蓝牙时隙间隙回复ACK给主耳机，由ACK通知主耳机副耳机是否收到主机设备的数据包。这种方式的好处是副耳机只能给主耳机回复是否收到包，缺点是无法支持对于蓝牙链路管理协议(LMP，Link Manager Protocol)内容交互的监听，通过单纯监听是无法维持住监听链路的，主耳机还需要额外的一条BT链路或者BLE链路将主机设备和主耳机之间LMP内容的变化通知副耳机，这样在软件和硬件上就增加了额外的链路开销。
发明内容
本发明意在提供一种用于无线通信系统的设备通信方法，以让主机设备无需做任何修改，主耳机无需转发语音或者通话数据，且主耳机与副耳机之间无需长期维持一条额外的链路，实现耳机的低功耗和高适配性。
本方案中的用于无线通信系统的设备通信方法，包括以下步骤：
S100，让从设备建立对主设备与主机设备间通信的监听链路；
S200，从设备与主设备协商进入监听确认模式，从设备的监听链路进入监听确认模式，主设备与主机设备间进入监听确认模式，所述监听确认模式为主设备或从设备接收主机设备发送的信息，主设备随后继续接收从设备发送的确认信息，根据两个设备的接收情况，主设备在下一个通信时隙回复主机设备；
S300，完成信息交互后从设备与主设备间的通信链路退出监听确认模式。
本方案的有益效果是：让从设备、主设备和主机设备间的通信进行监听确认模式，让从设备在通信时隙发送是否收到通信数据的确认信息，例如从设备作为蓝牙耳机的从耳机时收到手机作为主机设备发出的音乐数据包，从设备发送给作为蓝牙耳机的主耳机作为主设备的收到确认信息，主设备在下一通信时隙根据两个设备(主设备和从设备)的接收情况回复确认信息给主机设备，例如针对从设备发送的已收到音乐数据包发送的回复，或者针对从设备未收到音乐数据包发送的链路管理数据回复，当完成该数据交互后，从设备退出与主设备间的监听确认模式，在通信时隙进行数据传送时是根据通信时隙中主机设备和主设备之间数据包长度，有可能使得主机设备和主设备之间增加几个毫秒的重传，这几个毫秒的重传不会影响ACL异步链路的传输，该几个毫秒的延时相当与将主机设备和主设备之间的数据包传输延后到下一个通信时隙；主机设备和主设备同步链路传输时，主设备和从设备可仅进行短数据包交互，不影响同步链路，主设备与从设备间的链路管理数据的通信不需要一直占用一条单独的通信链路，相较于现有的蓝牙通信方式，减少一条链路能够降低主设备和从设备的功耗，对降低设备的负担开销都会有帮助，提高用户体验。
进一步，所述退出监听确认模式的方式为通过从设备与主设备间的蓝牙私有通信协议交互退出。
有益效果是：通过蓝牙通信协议交互退出，退出过程更平滑，主设备与从设备间同步性更好，退出监听确认模式不会影响主机设备和主设备间的通信，例如在退出监听确认模式时不会影响主设备播放音乐，但从设备播放音乐会受影响；例如对于通话，主设备和从设备都不受影响。
进一步，所述退出监听确认模式的方式为从设备掉线。
有益效果是：通过让从设备掉线的方式退出监听确认模式，让主设备能够重新接收通信数据，主设备的通话和播放音乐都不受影响。
进一步，所述信息交互包括长包数据和短包数据，所述长包数据包括链路管理数据，所述短包数据包括确认信息。
有益效果是：将信息交互以短包数据或长包数据进行发送，能够确保在通信时隙内完整地发送相应数据，减少占用通信时隙的长度。
进一步，所述回复信息在收到确认信息间隔一段时间后的通信时隙发送。
有益效果是：将回复信息在下一通信时隙发送，在发送了短包数据占用部分通信时隙后若再发送回复信息就会占用通信时隙，防止回复信息的长包数据占用通信时隙。
基于上述用于无线通信系统的设备通信方法的用于无线通信系统的设备通信系统，包括搭载了蓝牙通信协议的主设备、从设备和主机设备，所述主设备包括主处理模块，所述从设备包括从处理模块，所述从处理模块建立对主设备与主机设备的监听链路，所述从处理模块与主处理模块协商进入监听确认模式，所述监听链路进入监听确认模式，所述主处理模块与主机设备间进入监听确认模式，所述从处理模块在交互完信息后退出与主处理模块间通信链路的监听确认模式。
本方案的有益效果是：从设备的从处理模块与主设备的主处理模块协商进行监听确认模式，例如蓝牙耳机的从耳机和主耳机内部的处理模块通过发送信息协商进入监听确认模式，然后在通信时隙内进行信息的交互，并在信息交互完成后退出监听确认模式，即主耳机与从耳机不会一直占用着一条通信链路进行信息交互，相对于现有的蓝牙通信方式来说减少一条链路，降低了主设备与从设备的功耗，降低设备负担开销，主设备和从设备的连续使用时间更长，用户体验度更好。
进一步，所述监听确认模式为在通信时隙内发送方发送确认信息并在下一通信时隙内接收回复方回复信息，所述确认信息的发送方包括从设备或主设备，所述回复信息的回复方包括主设备或从设备。
有益效果是：让主设备和从设备的每个交互信息在一个通信时隙内进行发送，不占用系统的通信时隙，例如不占用发送音乐数据包的发送时隙，不会造成干扰，也无需单独占用一条通信链路，主设备与从设备间的能耗一致。
进一步，所述从处理模块通过蓝牙私有通信协议交互退出与主处理模块间的监听确认模式。
有益效果是：通过协议交互退出，例如从处理模块向主处理模块发送一条退出信息，从处理设备和主处理设备就退出监听确认模式，无需暂停从处理设备和主处理设备间的通信，提高用户体验度。
进一步，所述从处理模块通过断开与主处理模块的通信链路来退出监听确认模式。
有益效果是：通过断开从处理设备与主处理设备间的通信链路来退出监听确认模式，在这种突然断开链路的情况下，能够让通信数据进行重传，如重传主处理设备播放的音乐数据包，保持主处理模块保持原有的通话或音乐播放。
附图说明
图1为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法监听链路的流程图；
图2为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为发包端时主耳机和从耳机间无新数据传输的时隙图；
图3为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为发包端时主耳机发送新数据的时隙图；
图4为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为发包端时从耳机发送新数据的时隙图；
图5为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为收包端时主耳机和从耳机间无新数据传输的时隙图；
图6为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为收包端时主耳机发送新数据的时隙图；
图7为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信方法中主机设备作为收包端时从耳机发送新数据的时隙图；
图8为本发明实施例一中用于无线通信系统的设备通信系统的原理性框图。
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
用于无线通信系统的设备通信系统，如图8所示：包括搭载了蓝牙通信协议的主设备、从设备和主机设备，主设备为蓝牙耳机中的主耳机，从设备为蓝牙耳机中的从耳机，主设备包括主处理模块，从设备包括从处理模块，主处理模块和从处理模块可用现有CSR8645型号的蓝牙模块，主机设备可以是手机或电脑。
在用于无线通信系统的设备通信系统基础上的用于无线通信系统的设备通信方法，如图1所示，包括以下步骤：
S100，主设备通过主处理模块与主机设备间建立的通信链路定义为蓝牙链路一，即主耳机与手机间的通信链路为蓝牙链路一，主设备通过主处理模块与从设备的从处理模块间建立的通信链路定义为蓝牙链路二，主设备将蓝牙链路一的数据包通过蓝牙链路二发送给从设备，即主耳机将从手机接收到的数据包发送至从耳机，数据包包括链路管理信息，如主机设备蓝牙地址、时钟信息、跳频信息和加密密钥，让从设备建立对主设备与主机设备间通信的监听链路，将监听链路定义为蓝牙链路三，即从耳机通过监听链路以监听方式获取手机发送给主耳机的语音信息，如音乐或通话信息；
S200，从设备的从处理模块与主设备的主处理模块协商进入监听确认模式，即蓝牙链路二协商进入监听确认模式，从处理模块通过向主处理模块发送进入监听确认模式的数据包进行协商，例如从处理模块发送进入确认(ACK)信息至主处理模块，从设备的监听链路进入监听确认模式，即蓝牙链路一和蓝牙链路三进入监听确认模式，监听确认模式为通信时隙内发送方发送确认信息并在下一通信时隙内接收回复方回复信息，发送方可以是主设备或从设备，接收方可以是从设备或主设备；
S300，完成信息交互后从设备与主设备间的通信链路退出监听确认模式，本实施例一中，从处理模块通过蓝牙私有通信协议交互退出与主处理模块间的监听确认模式，例如可通过发送代表退出监听确认模式的信息进行。
上述步骤中的监听确认模式为在通信时隙内发送方发送确认信息并在下一通信时隙内接收回复方回复信息，确认信息包括是否收到通信数据或回复的短包数据，回复信息包括根据短包数据回复的短包数据或链路管理数据的长包数据。以主设备为主耳机、从设备为从耳机，主机设备作为发包端或收包端为例，该监听确认模式下的主设备、从设备和主机设备的几种通信情况如下：
(1)主机设备作为发包端，定义为Master，主耳机定义为Primary，从耳机定义为Secondary，主耳机与从耳机间只有短包交互
如图2所示，在蓝牙链路一中，当主耳机与从耳机没有长包交互时，主耳机与从耳机同步使能接收主机设备的数据包，数据包可以是主机设备发送音乐数据包，从耳机接收完毕数据包后，在间隔一定时间后，该间隔的时间可以为下一通信时隙，从耳机向主耳机回复短包，短包如确认收到数据包(ACK)或者未收到数据包(NACK)，主耳机根据收到短包的内容判断从耳机是否收到主机设备的数据包，然后在下一个蓝牙时隙，主耳机根据自身接收主机设备数据包的情况以及从耳机接收主机设备数据包的情况，回复ACK。
(2)主机设备作为发包端，定义为Master，主耳机定义为Primary，从耳机定义为Secondary，主耳机与从耳机间有长包交互
如图3所示，主耳机与主机设备的数据交互过程中，当主耳机有长包要发送给从耳机时，长包可以包括链路管理数据，如主机设备蓝牙地址、时钟信息、跳频信息和加密密钥等，在主耳机和从耳机接收完成主机设备的数据包后，从耳机向主耳机回复短包通知主耳机收包情况，短包可以是ACK，主耳机在接收到从耳机的短包后，主耳机间隔一段时间向从耳机回复长包，从耳机在收到这个长包后再回复一个短包，确认收到上述长包。
如图4所示，主耳机与主机设备的数据交互过程中，当从耳机有长包要发送给主耳机时，在主耳机和从耳机接收完成主机设备的数据包后，从耳机发送长包给主耳机，主耳机根据收包内容实时检测是短包还是长包，主耳机检测到长包后延长接收窗口，完成长包的接收，随后主耳机回复短包(如ACK)给从耳机，确认收到上述长包。
(3)主机设备作为收包端，定义为Slave，主耳机定义为Primary，从耳机定义为Secondary，主耳机与从耳机间短包交互
如图5所示，在蓝牙链路一中，从耳机忽略主耳机发送给主机设备的数据包，当主机设备开始发送数据包时，从耳机使能接收，当主耳机和从耳机之间没有长包交互需求时，从耳机接收完毕主机设备的数据包后，从耳机发送短包给主耳机，主耳机接收完主机设备的数据包后，主耳机立即使能接收从耳机的短包，主耳机根据短包内容判断短包还是长包，以及从耳机收包情况，以决定后续回复主机设备确认信息(ACK)。
(4)主机设备作为收包端，定义为Slave，主耳机定义为Primary，从耳机定义为Secondary，主耳机与从耳机间长包交互
如图6所示，在主机设备和主耳机的交互过程中，当主耳机有长包要发送给从耳机时，和主机设备作为发包端的情况类似，在主耳机和从耳机接收完主机设备的数据包后，先由从耳机发送短包给主耳机，再由主耳机发送长包给从耳机，最后从耳机回复确认信息(ACK)，确认收到上述长包。
如图7所示，在主机设备和主耳机的交互过程中，当从耳机有长包要发送给主耳机时，主耳机和从耳机正确收到主机设备的数据包后，从耳机直接发送长包给主耳机，主耳机收完主机设备的数据包，立刻开始检测接收到的长包，主耳机收到从耳机发送的长包后回复确认信息(ACK)，确认收到上述长包。
上述内容所提到的附图中，图中的“M2S”和“S2M”是指“主机设备与主设备间的数据交互”，图中的“P2S”、“2P”和“2S”是指“主设备与从设备间的数据交互”，其中的代号“2”表示“to”，如“2P”表示“发送至主设备的信息”，“2S”表示“发送至从设备的信息”，“RXEN”是指主机设备发送的数据包。
本实施例一通过让从耳机通过监听确认模式在通信时隙对链路管理信息进行传送，取消了现有技术中专门传送链路管理信息的链路，并在完成相应链路管理信息传送后通过私有协议退出监听确认模式，让主耳机和从耳机恢复正常的数据交互模式，减少一条链路后降低主耳机和从耳机的功耗，对降低设备的负担开销都会有帮助，提高用户体验。
实施例二
与实施例一的区别在于，退出监听确认模式的方式为从设备掉线，从设备即从耳机，从耳机的从处理模块通过断开与主处理模块的通信链路来退出监听确认模式，从处理设备断开与主处理模块的通信链路可以通过增大从耳机与主耳机间的距离来实现，具体在使用时就是用户取下从耳机实现增大从耳机与主耳机间的距离，或者是从耳机因其他原因脱离开用户耳朵处，在这种突然断开从耳机与主耳机通信链路的情况下，能够让主耳机的通信数据由主机设备进行重传，如重传主耳机正在播放的音乐数据包，保持主处理模块保持原有的通话或音乐播放。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。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 (9)

1.一种用于无线通信系统的设备通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100，让从设备建立对主设备与主机设备间通信的监听链路；
S200，从设备与主设备协商进入监听确认模式，从设备的监听链路进入监听确认模式，主设备与主机设备间进入监听确认模式，所述监听确认模式为主设备或从设备接收主机设备发送的信息，主设备随后继续接收从设备发送的确认信息，根据两个设备的接收情况，主设备在下一个通信时隙回复主机设备；
S300，完成信息交互后从设备与主设备间的通信链路退出监听确认模式。
2.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信方法，其特征在于：所述退出监听确认模式的方式为通过从设备与主设备间的蓝牙私有通信协议交互退出。
3.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信方法，其特征在于：所述退出监听确认模式的方式为从设备掉线。
4.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信方法，其特征在于：所述信息交互包括长包数据和短包数据，所述长包数据包括链路管理数据，所述短包数据包括确认信息。
5.根据权利要求4所述的用于无线通信系统的设备通信方法，其特征在于：所述回复信息在收到确认信息间隔一段时间后的通信时隙发送。
6.用于无线通信系统的设备通信系统，包括搭载了蓝牙通信协议的主设备、从设备和主机设备，所述主设备包括主处理模块，所述从设备包括从处理模块，其特征在于：所述从处理模块建立对主设备与主机设备的监听链路，所述从处理模块与主处理模块协商进入监听确认模式，所述监听链路进入监听确认模式，所述主处理模块与主机设备间进入监听确认模式，所述从处理模块在交互完信息后退出与主处理模块间通信链路的监听确认模式。
7.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信系统，其特征在于：所述监听确认模式为在通信时隙内发送方发送确认信息并在下一通信时隙内接收回复方回复信息，所述确认信息的发送方包括从设备或主设备，所述回复信息的回复方包括主设备或从设备。
8.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信系统，其特征在于：所述从处理模块通过蓝牙私有通信协议交互退出与主处理模块间的监听确认模式。
9.根据权利要求1所述的用于无线通信系统的设备通信系统，其特征在于：所述从处理模块通过断开与主处理模块的通信链路来退出监听确认模式。
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