CN112055987B

CN112055987B - 用于数据通信的方法和系统

Info

Publication number: CN112055987B
Application number: CN201980029464.6A
Authority: CN
Inventors: J·C·哈特森
Original assignee: Plantronics Inc
Current assignee: Huihe Development Co ltd
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2039-04-29
Also published as: CN112055987A; EP3788824B1; EP3788824A1; US20190342068A1; WO2019212976A1; US10608809B2

Abstract

描述了用于自适应定时同步的方法和装置。在一个示例中，一种方法包括确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙化长度的数据通信分组长度，以标识第二占空比参数。该方法进一步包括利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组。自适应定时方法包括响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。

Description

用于数据通信的方法和系统

背景技术

在企业应用中，对于使用蓝牙协议的系统以及其他基于分组的无线电系统而言，无线语音通信中可达到的用户密度是重要的品质因数。对可达到的用户密度产生不利影响的一个因素是干涉(interference)。例如，自1999年第一版标准发布以来，蓝牙无线技术已主要应用于短距离通信。使用2.4GHz ISM频段中的未许可频谱，蓝牙必须与其他用户(包括其他蓝牙用户)共享频谱。作为自组织系统，蓝牙不协调其与其他系统的通信。相反，它依靠其频率跳变功能来处理干涉。

在典型的企业使用场景中，大量基站位于建筑物空间内。单个头戴设备连接到每个基站，一起形成独立的微微网(piconet)。头戴设备分散在基站周围。一个经常讨论的话题是可以在没有明显干涉的情况下实现用户密度，而更高的用户密度自然是目标。在蓝牙中，语音被压缩并且以一系列短分组发送到接收器。分组可能受到来自其他蓝牙发射器的分组或ISM频段中来自其他发射器的信号的干涉。例如，基于IEEE 802.11标准的WiFi系统是2.4GHz ISM频带中的一个主要干涉源。影响分组是否受到干涉和丢失的因素包括：(1)干涉功率相对于预期接收的功率强度的强度；(2)分组在时间上是否(部分)重叠；以及(3)分组是否使用相同(或接近)的载波频率。随着基于分组的无线电系统的使用不断增加，需要用于基于分组的无线电系统的改进的技术、方法和装置。

附图说明

将通过以下结合附图的详细描述容易理解本发明，其中类似的附图标记指定类似的结构元件。

图1示出了在一个示例中用于时隙化无线电技术中的自适应定时同步的系统。

图2示出了在一个示例中利用图1所示的中央同步控制器的定时同步。

图3示出了在一个示例中图1中所示的中央同步控制器。

图4示出了在一个示例中图1中所示的基本设备和客户端设备。

图5是两个独立的链路连接的定时图。

图6是在间隔上同步的两个链路连接的定时图。

图7是在帧上同步的两个链路连接的定时图。

图8A-8B分别示出了在帧级别上的高占空比和低占空比。

图9示出了根据分组长度的密度(每个用户的面积)。

图10是示出数据分组类型的表。

图11A-11C示出了图10中所示的分组的分组格式。

图12是示出选择是应用定时同步还是利用随机定时的表。

图13是示出查找是否利用帧同步、间隔同步或随机定时的表。

图14是示出一个示例中的自适应定时同步的流程图。

图15是示出一个示例中的自适应定时同步的流程图。

图16是示出一个示例中的自适应定时同步的流程图。

图17是示出一个示例中的自适应定时同步的流程图。

具体实施方式

公开了用于自适应定时同步的方法和装置。提供以下描述以使本领域任何技术人员作出和使用本发明。特定实施例和应用的描述仅作为示例提供，并且各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的。可将本文中所定义的一般原理应用于其他实施例和应用，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明应被赋予最宽泛的范围，包括与本文所公开的原理和特征一致的许多替代、修改和等同形式。

出于说明的目的，示例系统的框图被示出和描述。被描述为由单个系统组件执行的功能可以由多个组件执行。类似地，单个组件可被配置为执行被描述为由多个组件执行的功能。出于清楚的目的，未详细描述与本发明相关的技术领域中已知的与技术材料有关的细节，以免不必要地使本发明晦涩。应当理解，本发明的各种示例尽管不同，但不一定彼此排斥。因此，除非另外指出，否则在一个示例实施例中描述的特定特征、特性或结构可以被包括在其他实施例中。

当今大多数无线系统使用固定的链路参数集，包括应用的语音编解码器速率、等待时间和错误恢复能力。更高级的系统可以应用参数自适应，其中参数集可以根据环境条件和/或用户偏好而改变。例如，在人烟稀少的区域中，可以增加语音速率(例如，到宽带语音)、或者可以增加分组传输的速率以减少等待时间，这两者都提高了语音质量。另外，可以应用附加的信道编码以允许用户与他/她的基站之间的更长的范围。这些参数更改可能影响无线电传输的分组长度和占空比。

发明人已经认识到，如果系统配置不当，适应链路参数将对密度产生负面影响。特别地，如蓝牙之类的时隙化短距离无线电技术中的发送和接收的定时极大地影响密度。在某些示例中，所描述的方法和装置涉及应用蓝牙、低功耗蓝牙、DECT或其他时隙化短距离无线电技术的企业语音系统。提供了用于蓝牙或类似收发器的自适应定时行为以提供最大用户密度性能的装置和方法。

在本发明的一个示例中，一种方法包括确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。方法进一步包括利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组。自适应定时方法包括响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。

在一个示例中，一种方法包括确定相对于时隙化数据通信连接中的通信时隙的长度的数据通信分组的长度，以生成占空比参数。方法包括利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组。自适应定时方法包括从随机定时通信方法、帧同步定时通信方法和重复间隔同步定时通信方法中选择一种。响应于占空比参数低于预定值而选择随机定时通信方法。响应于占空比参数高于预定值而从帧同步定时通信方法与重复间隔同步定时通信方法之间进行选择。

在一个示例中，一种用于利用第一设备的数据通信的方法包括：与第二设备建立时隙化数据通信连接，并通过该时隙化数据通信连接向第二设备传送数据通信分组。方法包括从中央同步控制器接收时钟信号。方法进一步包括确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。方法包括响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。方法进一步包括响应于选择同步定时通信方法，利用时钟信号来同步从第一设备到第二设备的数据通信分组的传输。在一个示例中，第一设备是基本设备而第二设备是客户端设备。

在进一步的示例中，第一设备是客户端设备而第二设备是基本设备。在该示例中，客户端设备(例如，头戴设备)是蓝牙链路上的主设备。在一个实施例中，头戴设备连接到与PC/膝上型计算机(例如，基本设备)耦合的USB适配器(dongle)。在进一步的实施例中，头戴客户端设备以多点模式操作并且具有到一个以上主机设备的连接。例如，头戴设备可能与基站和移动电话均建立连接。在这些情况中，头戴设备是主设备。由于蓝牙主设备同时设置了主设备和(多个)从设备的发送和接收定时，因此需要将主设备与公共时钟参考同步。因此，在这些情况下，将客户端设备与公共时钟同步，并设置客户端设备与基本设备之间交换的数据分组的定时。由于蓝牙链路是对称的，因此在基站是同步主设备或头戴设备是同步主设备的情况下，没有混合连接的问题。主角色和从角色是在连接建立时建立的并且以后可以通过主/从开关进行更改。

在一个示例中，一种系统包括中央同步控制器，该中央同步控制器包括被配置为广播时钟信号的射频收发器。系统进一步包括来自多个基本设备的基本设备。基本设备被配置为与客户端设备建立时隙化数据通信连接，并通过时隙化数据通信连接将数据通信分组传输到客户端设备。基本设备被配置为从中央同步控制器接收时钟信号。基本设备进一步被配置为确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。基本设备被配置为响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。基本设备进一步被配置为响应于选择同步定时通信方法，利用时钟信号来同步从基本设备到客户端设备的数据通信分组的传输。

在一个实施例中，系统进一步包括来自多个基本设备的第二基本设备。第二基本设备被配置为与第二客户端设备建立第二时隙化数据通信连接，并且通过第二时隙化数据通信连接向第二客户端设备发送数据通信分组。第二基本设备从中央同步控制器接收时钟信号。第二基本设备进一步被配置为确定相对于第二时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识第二占空比参数。第二基本设备响应于第二占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。第二基本设备进一步被配置为响应于选择同步定时通信方法，利用时钟信号来同步从第二基本设备到第二客户端设备的数据通信分组的传输。

在一个示例中，一种方法包括确定时隙化数据通信连接中的数据通信分组长度。方法进一步包括利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组。自适应定时方法包括响应于数据通信分组长度高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。

图1示出了在一个示例中用于基于时隙化分组的无线电技术中的自适应定时同步的系统。系统包括中央同步控制器8，该中央同步控制器8具有广播同步时钟信号10的射频收发器。来自多个基本设备的基本设备2被配置为与用户A使用的客户端设备4(例如，无线头戴设备)建立时隙化数据通信连接6(例如，无线链路)。基本设备2通过时隙化数据通信连接6在用户A处向客户端设备4发送数据通信分组。基本设备2从中央同步控制器8接收同步时钟信号10。

在一个示例中，基本设备2是蓝牙基站而客户端设备4是蓝牙头戴设备。时隙化数据通信连接6是蓝牙协议连接，其中数据通信时隙长度为625微秒。

基本设备2确定相对于时隙化数据通信连接6中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。基本设备2响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。在一个示例中，占空比参数是数据通信分组长度和数据通信时隙长度的比率，并且预定值是50％。如果占空比参数低于预定值，则选择随机定时通信方法；如果占空比参数高于预定值，则选择同步定时通信方法。

响应于选择同步定时通信方法，基本设备2利用接收到的同步时钟信号10来同步从基本设备2到客户端设备4的数据通信分组的传输。在一个示例中，同步定时通信方法是帧同步定时通信方法。

在一个示例实施例中，响应于选择同步定时通信方法，基本设备2从帧同步定时通信方法与重复间隔同步定时通信方法之间进行选择。为了进行该选择，基本设备2确定相对于时隙化数据通信连接6中的重复间隔的长度的、包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组长度的总和，以生成第二占空比参数。基本设备2响应于第二占空比参数低于第二预定值而选择帧同步定时通信方法。基本设备2响应于第二占空比参数高于第二预定值而选择重复间隔同步定时通信方法。例如，第二预定值是50％。

帧同步定时通信方法包括对齐第一基本设备(例如，基本设备2)的传输和第二基本设备(例如，基本设备3)的传输的帧边界。在时隙化数据通信连接6是蓝牙协议连接的情况下，帧边界包括1.25毫秒(ms)的帧。

重复间隔同步定时通信方法包括使重复间隔与第一基本设备(例如，基本设备2)和第二基本设备(例如，基本设备3)的第一传输对齐。在时隙化数据通信连接6是蓝牙协议连接的情况下，重复间隔在蓝牙经典实现中是蓝牙eSCO间隔，或者在低功耗蓝牙(BLE)实现中是蓝牙连接间隔。例如，重复间隔是7.5毫秒(ms)。

来自多个基本设备中的第二基本设备3被配置为与用户B使用的第二客户端设备5建立第二时隙化数据通信连接12。第二基本设备3将数据通信分组通过第二时隙化数据通信连接12发送到第二客户端设备5。第二基本设备3从中央同步控制器8接收同步时钟信号10。第二基本设备3确定相对于第二时隙化数据通信连接12中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识第二占空比参数。第二基本设备3响应于第二占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。

与基本设备2一样，响应于选择同步定时通信方法，第二基本设备3利用同步时钟信号10来同步用户B处从第二基本设备3到第二客户端设备5的数据通信分组的传输。利用从中央同步控制器8接收的同步时钟信号10，从基本设备2到客户端设备4的传输与从第二基本设备3到第二客户端设备5的传输同步。用户C利用的基本设备7和客户端设备9以类似的方式利用时隙化数据通信连接14进行操作。

图3示出了在一个示例中图1中所示的中央同步控制器8。在蓝牙实现中，中央同步控制器8包括控制器302、蓝牙模块304、用户接口314和电源316。例如，中央同步控制器8可以是服务器、个人计算机或其他电子器件。

蓝牙模块304包括处理器306、蓝牙无线电310和蓝牙基带312。蓝牙模块304还包括存储器308。处理器306执行存储在存储器308中的程序。蓝牙无线电310包括天线端口(未示出)，并且可以在单独的芯片上实现。蓝牙无线电310可以包括蓝牙兼容的发射器调制器和蓝牙兼容的接收器调制器。蓝牙无线电被配置为经由天线发送或接收语音或数据分组。

处理器306可以包括各种处理器(例如，数字信号处理器)，其中常规CPU是适用的。存储器308可以包括各种存储器，并且在一个示例中包括RAM、ROM、闪存或其组合。存储器308可以进一步包括单独的存储器结构或单个集成存储器结构。蓝牙模块304的一个或多个组件可以与蓝牙中央同步控制器8处的组件集成。

在图3中所示的示例中，中央同步控制器8利用蓝牙。在进一步的示例中，利用了替代的基于分组的无线电系统，诸如数字增强型无线电信(DECT)。在某些示例中，在应用帧或间隔同步的情况下，中央同步控制器8发送用于帧和间隔同步的特定定时信息。对于蓝牙，传送eSCO(分组间)间隔。只要分组间间隔是帧和时隙长度的整数倍，就不必明确地存在帧定时和时隙定时。在DECT实施例中，帧定时是10ms，即24个时隙，每个时隙的长度为416.67μs。分组间间隔是10ms的整数倍。

在一个实施例中，中央同步控制器8发送无线电信标，该无线电信标包括将要同步的特定系统的间隔定时(例如，经典蓝牙、低功耗蓝牙或DECT)。对于信标间隔，使用了设想的最大分组间间隔(将适合更短的间隔)：(a)对于经典蓝牙：信标间隔为30ms(将适合5、7.5、10和15ms的eSCO间隔)，(b)对于低功耗蓝牙：没有固定值可提供。可能需要在中央控制器与各个基站之间进行协商，并且(c)对于DECT：信标间隔为20ms(将适合10和20ms的分组间间隔)。

在一个实施例中，各个基本设备2具有不同的分组间间隔(如果它们具有不同的语音编解码器速率，则它们可以应用不同的分组间间隔)，如图2中所示(例如，用于间隔同步)。链路A(例如，链路6)和链路B(例如，链路12)都被同步到中央同步控制器8的信标202(例如，时钟信号10)，但是具有不同的eSCO间隔。

在一个示例中，所有基本设备2利用相同的参数(例如，相同的eSCO间隔、相同的分组长度等)。在进一步的示例中，不同的基本设备2可以使用不同的链路参数，并且因此使用不同的同步调度。在本地，基本设备2将决定哪个同步调度最适合该特定基站。因此，对于多个基本设备2和用户，一定百分比的用户使用随机定时而另一百分比的用户使用帧同步。

在一个示例中，中央同步控制器8连续广播(即，始终存在)并且每个基本设备2(例如，基于其查找表)在本地确定其是否锁定到信标。在该示例中，中央同步控制器8不需要从基本设备2接收通信。在替代的实施例中，中央同步控制器8从基本设备2接收通信，然后可以指示基本设备是随机化它们的定时还是同步到信标。如果所有基本设备2随机化它们的定时，则中央控制器8不必连续发送出信标。

图4示出了在一个示例中图1中所示的基本设备2和客户端设备4。在蓝牙实现中，基本设备2包括控制器402、蓝牙模块404、用户接口414和电源416。例如，基本设备2可以是移动电话，头戴设备、PDA、智能电话、便携式计算机或其他电子器件。

蓝牙模块404包括处理器406、蓝牙无线电410和蓝牙基带412。蓝牙模块404还包括存储器408。处理器406执行存储在存储器408中的程序。蓝牙无线电410包括天线端口(未示出)，并且可以在单独的芯片上实现。蓝牙无线电410可以包括蓝牙兼容的发射器调制器和蓝牙兼容的接收器调制器。蓝牙无线电410被配置为经由天线发送或接收语音或数据分组。

处理器406可以包括各种处理器(例如，数字信号处理器)，其中常规CPU是适用的。存储器456可以包括各种存储器，并且在一个示例中包括RAM、ROM、闪存或其组合。存储器408可以进一步包括单独的存储器结构或单个集成存储器结构。蓝牙模块404的一个或多个组件可以与基本设备2处的组件集成。

蓝牙客户端设备4包括控制器450、蓝牙模块452、用户接口462和电源464。蓝牙模块452包括处理器454、蓝牙无线电458和蓝牙基带460。蓝牙模块452还包括存储器456。处理器454执行存储在存储器456中的程序。蓝牙无线电458包括组件并且类似于如上所述蓝牙无线电410进行操作。例如，客户端设备4可以是移动电话、头戴设备、PDA、智能电话、便携式计算机或其他电子器件。

参考图5-图13，提供了图1中所示出的系统的示例操作的进一步描述。在如蓝牙的无线办公系统中，基本设备2通过时隙化连接与客户端设备4(例如，无线头戴设备)通信，其中每个时隙使用不同的载波频率(跳频)。当同一区域中存在多个连接时，如果分组在频率和时间上重叠(并且以可比较的功率水平接收)则发生相互干涉。在图5中示出了两个独立的时隙化连接的定时图的示例。以某个重复间隔502发送分组。该间隔可以被划分为帧504或时隙506，并且可以进行分组传输和重传。在图5中，仅示出了单个重传机会508，但是间隔502可以填充有多个重传机会。

在图5中，在连接之间发生时间重叠：当在频域中也存在重叠时，用户B的分组TB1可能干涉用户A的分组TA1和/或RA1。同样地，分组RB1可能干涉分组RA1和/或重传的分组TA1，而重传的分组TB1可能干涉重传的分组TA1和/或RA1。随着传输的占空比变小，干涉的可能性将降低。通过减少分组长度(可通过使用较低速率的语音编解码器、较高的峰值速率或较少的开销(如信道编码)来实现)或通过增加重复间隔T_rep 502(从而增加链路的等待时间)来降低占空比。较低的干涉概率将直接导致较高的用户密度，即，共享可以同时通信而没有明显干涉的受限区域的用户数量。

在图5中，用户A和B的定时是不相关的(即，随机的)并且提供随机偏移被错开。通过定时同步可以进一步提高用户密度。这由中央发射器8广播时钟信号10来实现，该时钟信号10被范围内的所有收发器用来同步它们的传输，如图1中所示。但是，必须谨慎应用定时同步，因为它不能在所有情况下都提高密度。

参考图6和图7，可以应用两个类型的定时同步。首先，同步可以基于对齐重复间隔602(例如，用于经典蓝牙的eSCO间隔和用于低功耗蓝牙的连接间隔)，其示例在图6中示出。

其次，同步可以基于对齐帧702(或蓝牙LE中的音频传输建议的子事件)，如图7中所示。在这种情况下，不同连接的定时错开了帧长度702(或时隙长度)的几倍。在图7中，可视化了单个帧长度702的错开。图6是图7中情况的子集，在特殊情况下，错开为零或间隔602的几倍。

然而，在某些情况下，间隔对齐可能不提供期望的密度增益，并且与没有定时对齐(随机定时)相比，给出甚至更差的密度性能。这是当占空比低时的情况，例如，相对于短分组长度和/或很少的重传的长重复间隔。原因在于使用间隔对齐时，所有传输都集中在间隔的开始并在时间上重合。间隔的其余部分包含无声区域，在该无声区域中可能发生无干扰的通信，但不会被利用。在该情况下，帧对齐是更好的选择，因为各种传输随着时间的流逝而扩展，并且不会集中在间隔的开始。帧对齐也将胜过随机定时，因为不会发生部分重叠，从而减少了可能发生冲突的时间。

然而，对于较高的占空比，例如50％或更高(包括重传)，该间隔中很少有无声区域。在该情况下，由于没有部分重叠，因此间隔对齐从随机定时中胜出，但是由于误差分布的变化，因此间隔对齐也从帧对齐中胜出。

到目前为止，如图8A所示，假定分组长度超过了时隙长度的一半(使帧内的占空比大于50％)。然而，之前在宏观尺度上讨论的分组长度和重复间隔也适用于在微观尺度上的分组长度和时隙长度。

如果分组长度小于分组间间距T_IFS 802，则另一个分组将适合于该空间而没有重叠，如图8B所示。如图9中所示，仿真已经证实了这一点。在这种特定情况下，时隙长度为625μs(例如，对于经典蓝牙)，并且分组长度也不同。研究了随机定时和帧同步。参考图9，在帧同步的情况下(曲线902)，性能与分组长度(分组对齐，以及完全命中或没有命中)无关。在随机定时的情况下(曲线904)，占空比不同，并且密度性能与分组长度成反比。当分组长度变得小于分组间间距(T_IFS＝T_slot–L_packet)时，随机定时胜过帧同步，因为分组之间的空间是开放的，以便另一个分组可以无重叠地适配。

如上所述，在宏观尺度上(与重复间隔T_rep有关)和在微尺度上(基于分组间间距T_IFS)的占空比确定是否通过基于间隔级别的同步、基于帧级别的同步或仅随机定时来服务于密度。占空比本身取决于：(a)峰值数据速率：较高的峰值速率导致较短的分组；(b)语音编解码器速率：较低的语音速率导致较短的有效载荷；(c)稳健性：更多的开销使分组更稳健，而且进一步更长；以及(d)等待时间：较短的延迟导致较短的重复时间(和更多的开销)。

基于链路条件，单个系统(即，头戴设备-基站组合)可以选择影响占空比的所需参数集。基于占空比，系统可以基于间隔同步或帧同步来选择朝向中央时钟信号的同步。在一个示例中，利用了具有行的表，其中列出了参数设置的所有可能的组合。然后为每一行分配最佳的定时对齐选择，即，间隔同步、帧同步或完全不同步(随机定时)。在区域中，使用不同同步方案的不同系统可共存。

现在提供对基于本地参数的同步方法的选择的进一步讨论。如上所述，在宏观尺度上(与重复间隔T_rep有关)和在微观尺度上(基于分组间间距T_IFS)的占空比确定用户密度是否通过基于间隔级别的定时同步、基于帧级别的同步、或仅随机定时(即，不同步)来服务于用户密度。

基于链路条件，单个系统(即，头戴设备-基站组合)可以选择所需的参数集。该参数集可影响占空比。作为示例，考虑以下参数：

语音编解码器速率：R_codec，单位为kb/s

重复间隔新语音分组：T_rep，单位为ms

根据这两个参数，可以得出每个(新的)语音分组携载的位数N_bit：

N_bit＝R_codec·T_rep

这些位需要由协议指定的分组携载。协议可有若干可供系统选择的分组类型。该选择可以基于当前链路条件。例如，如果链路质量高(这可以从很少分组错误发生而导致很少分组重传的事实得出)，则可以使用以高峰值速率(例如，每个码元多个位)应用调制方案的分组类型，并且不进行前向纠错。例如，对于蓝牙中的eSCO连接，我们可以在以下分组类型之间进行选择(仅列出了涵盖625μs的单个蓝牙时隙的分组类型)。

在图11A-图11C中示出图10中所示表1000中分组1002、1004和1006的分组格式。图11A示出了用于1Mb/s GFSK的蓝牙语音分组1002。图11B示出了用于2Mb/sπ/4-DQPSK的蓝牙语音分组1004。图11C示出了用于3Mb/s 8-DPSK的蓝牙语音分组1006。

对于由接入码和分组头部表示的固定开销为126μs的每种分组格式，始终以1Mb/sGFSK发送。基于要携载的信息位数(从R_codec和T_rep导出)，可以考虑有效载荷中的开销和调制类型，得出分组的长度L_packet。在图12中所示的表1200中，列出了不同语音编解码器速率R_codec 1204和重复间隔T_rep 1202和针对不同分组类型的分组长度L_packet 1206的一些示例。注意，EV3分组可携载的最大位数为240。对于较大的eSCO间隔和较高的语音速率(例如，7.5ms间隔和64kb/s语音速率)，无法应用EV3。对于2-EV3和3-EV3，有效载荷分别可以携载480和720位。这些分组可以携载具有更高编解码器速率和更长重复间隔的链路。

知道蓝牙中的时隙长度是625μs，基于表1200中列出的分组长度1206，可以确定同步方法的第一选择。对于所有长度小于时隙长度一半(即，312.5μs)的分组，不应应用同步。表1200中的列1208示出是否应将定时同步应用于中央控制器。

当应用定时同步时，在一个实施例中，对链路质量的进一步检查揭示了应该应用间隔级别的同步还是在帧级别的同步。当误差条件使得宏观级别的占空比高于50％时，应该应用间隔级别的定时同步。

在一种实现中，创建具有最常用的参数组合的查找表(LUT)。图13是示出查找是否利用帧同步、间隔同步或随机定时的表输入到LUT 1300的是语音编解码器速率R_codec 1302、eSCO间隔T_rep 1304、所使用的分组类型1306以及链路上经历的平均重传次数1308。所使用的分组类型和重传次数是相互关联的：调制度更高的分组可能更容易受到噪声和干涉的影响，从而导致更多的重传。

在各实施例中，下面讨论的图14-图17的技术以被实现为由一个或多个电子系统执行的指令序列。例如，利用图1-图4中所示的一个或多个电子系统。

图14是示出在一个示例中的自适应定时同步的流程图。在框1402处，在基本设备与客户端设备之间建立时隙化数据通信连接。在一个示例中，基本设备是蓝牙基站并且客户端设备是蓝牙头戴设备。在一个示例中，时隙化数据通信连接是蓝牙协议连接并且数据通信时隙长度是625微秒。

在框1404处，通过时隙化数据通信连接将数据通信分组传送到客户端设备。在框1406处，从中央同步控制器接收时钟信号。在框1408处，确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。

在框1410处，响应于占空比参数高于或低于预定值而选择随机定时通信方法或同步定时通信方法。在一个示例中，同步定时通信方法是帧同步定时通信方法。在一个示例中，占空比参数是数据通信分组长度与数据通信时隙长度的比率，并且预定值是50％。在一个示例中，响应于占空比参数低于预定值来选择随机定时通信方法，而响应于占空比参数高于预定值来选择同步定时通信方法。

在框1412处，响应于选择同步定时通信方法，利用时钟信号以同步从基本设备到客户端设备的数据通信分组的传输。

在一个示例中，过程进一步包括：响应于选择同步定时通信方法，从帧同步定时通信方法与重复间隔同步定时通信方法之间进行选择。相对于时隙化数据通信连接中的重复间隔的长度，确定包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组长度的总和，以生成第二占空比参数。响应于第二占空比参数低于第二预定值来选择帧同步定时通信方法，而响应于第二占空比参数高于第二预定值来选择重复间隔同步定时通信方法。

在一个示例中，过程进一步包括在第二基本设备与第二客户端设备之间建立第二时隙化数据通信连接，并且通过第二时隙化数据通信连接向第二客户端设备传送数据通信分组。过程包括从中央同步控制器接收时钟信号。确定相对于第二时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识第二占空比参数。响应于第二占空比参数高于或低于预定值而选择随机定时通信方法或同步定时通信方法。过程进一步包括，响应于选择同步定时通信方法，利用时钟信号来同步从第二基本设备到第二客户端设备的数据通信分组的传输。利用从中央同步控制器接收的时钟信号，使从基本设备到客户端设备的传输与从第二基本设备到第二客户端设备的传输同步。

图15是示出在一个示例中的自适应定时同步的流程图。在框1502处，确定相对于时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数。在一个示例中，时隙化数据通信连接是蓝牙协议连接，并且数据通信时隙长度是625微秒。

在框1504处，利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组。自适应定时方法包括响应于占空比参数高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中进行选择。在一个示例中，占空比参数是数据通信分组长度和数据通信时隙长度的比率，并且预定值是50％。

在一个示例中，第一设备是蓝牙基站而第二设备是蓝牙头戴设备。在一个示例中，同步定时通信方法是帧同步定时通信方法。在一个示例中，响应于占空比参数低于预定值来选择随机定时通信方法，而响应于占空比参数高于预定值来选择同步定时通信方法。在一个示例中，同步定时通信方法包括在第一设备或第二设备处从中央控制器设备接收并利用广播时钟信号。

在一个示例中，过程进一步包括响应于选择同步定时通信方法，从帧同步定时通信方法与重复间隔同步定时通信方法之间进行选择。

帧同步定时通信方法包括对齐第一设备的传输和第二设备的传输的帧边界，并且重复间隔同步定时通信方法包括对齐重复间隔和第一设备和第二设备的第一传输设备。例如，时隙化数据通信连接是蓝牙协议连接，而重复间隔是蓝牙经典实施中的蓝牙eSCO间隔或低功耗蓝牙实现中的蓝牙连接间隔。重复间隔为7.5毫秒(ms)。在一个示例中，帧边界包括1.25毫秒(ms)的帧。

确定相对于时隙化数据通信连接中的重复间隔的长度的、包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组长度的总和，以生成第二占空比参数。响应于第二占空比参数低于第二预定值来选择帧同步定时通信方法，而响应于第二占空比参数高于第二预定值来选择重复间隔同步定时通信方法。例如，第二预定值是50％。

图16是示出在一个示例中的自适应定时同步的流程图。在框1602处，确定相对于时隙化数据通信连接中的通信时隙的长度的数据通信分组的长度，以生成占空比参数。

在框1604处，利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组，该自适应定时方法包括从随机定时通信方法、帧同步定时通信方法和重复间隔同步定时通信方法中选择一个。

在一个示例中，响应于占空比参数低于预定值，选择随机定时通信方法。响应于占空比参数高于预定值而选择帧同步定时通信方法或重复间隔同步定时通信方法。例如，预定值是50％。

为了在帧同步定时通信方法与重复间隔同步定时通信方法之间进行选择，确定相对于时隙化数据通信连接中的重复间隔的长度的、包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组的长度之和，以生成第二占空比参数。响应于第二占空比参数低于第二预定值来选择帧同步定时通信方法，而响应于第二占空比参数高于第二预定值来选择重复间隔同步定时通信方法。例如，第二预定值包括50％。

图17是示出在一个示例中的自适应定时同步的流程图。在框1702处，确定时隙化数据通信连接中的数据通信分组长度。

在框1704处，利用自适应定时方法在第一设备与第二设备之间传送数据通信分组，该自适应定时方法包括响应于数据通信分组长度高于或低于预定值而从随机定时通信方法或同步定时通信方法中选择。在一个示例中，预定值是312.5微秒。响应于数据通信分组长度小于预定值来选择随机定时通信方法，而响应于数据通信分组长度大于预定值来选择同步定时通信方法。

尽管本文描述和示出了本发明的示例性实施例，但是应当理解，它们仅是示例性的，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对这些实施例进行修改。例如，尽管提供了用于蓝牙和DECT的实施例，但是所描述的方法适用于其他类似的基于分组的无线电系统。本文所描述的动作可以是可由一个或多个处理器实现并存储在计算机可读存储器或物品上的计算机可读和可执行指令。计算机可读和可执行指令可以包括例如应用程序、程序模块、例程和子例程、执行线程等。在某些情况下，可能不需要以本文描述的方法实施所有动作。

术语诸如“组件”、“模块”、“电路”和“系统”旨在包括硬件、软件或硬件和软件的组合。例如，系统或组件可以是进程、在处理器上执行的进程或处理器。此外，功能、组件或系统可能本地化在单个设备上，也可能分布在多个设备上。所描述的主题可以使用标准的编程和/或工程技术来实现为装置、方法或制品以生产软件、固件、硬件或其任何组合来控制一个或多个计算设备。

因此，本发明的范围仅旨在根据下列可修改的权利要求来定义，每一权利要求作为本发明的实施例明确纳入本具体实施例的描述中。

Claims

1.一种用于数据通信的方法，包括：

确定相对于第一时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数；以及

使用自适应定时方法在第一基本设备与第一客户端设备之间传送数据通信分组，所述自适应定时方法包括：响应于所述占空比参数高于或低于预定值，从无分组定时对齐传输方法和分组定时对齐传输方法中选择一种，以用于所述第一基本设备与所述第一客户端设备之间的所述第一时隙化数据通信连接上的传输以及第二基本设备与第二客户端设备之间的第二时隙化数据通信连接上的传输，其中，所述分组定时对齐传输方法包括使在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔或第一分组传输帧与在所述第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔或第二分组传输帧对齐，并且其中从所述无分组定时对齐传输方法和所述分组定时对齐传输方法中选择一种包括：

响应于所述占空比参数低于所述预定值，选择所述无分组定时对齐传输方法；以及

响应于所述占空比参数高于所述预定值，选择所述分组定时对齐传输方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一基本设备包括蓝牙基站，并且所述第一客户端设备包括蓝牙头戴设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述占空比参数包括所述数据通信分组长度与所述数据通信时隙长度的比率，并且所述预定值包括50％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分组定时对齐传输方法包括在所述第一基本设备或所述第一客户端设备处从中央控制器设备接收并利用广播时钟信号。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定相对于所述第一时隙化数据通信连接中的重复间隔的长度的、包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组长度的总和，以生成第二占空比参数；

响应于所述第二占空比参数低于第二预定值，选择将在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输帧与在所述第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输帧对齐；以及

响应于所述第二占空比参数高于所述第二预定值，使在所述第一时隙化数据通信连接上传输的第一分组的第一分组传输重复间隔与在所述第二时隙化数据通信连接上传输的第二分组的第二分组传输重复间隔对齐。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二预定值包括50％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时隙化数据通信连接包括蓝牙协议连接，并且所述第一分组传输重复间隔包括在经典蓝牙实现中的蓝牙eSCO间隔或在低功耗蓝牙实现中的蓝牙连接间隔。

8.一种利用第一设备进行数据通信的方法，包括：

与第二设备建立第一时隙化数据通信连接：

通过所述第一时隙化数据通信连接向所述第二设备传送数据通信分组；

从中央同步控制器接收时钟信号；

确定相对于所述第一时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数；

响应于所述占空比参数高于或低于预定值，从无分组定时对齐传输方法和分组定时对齐传输方法中选择一种，以用于第一设备与第二设备之间的所述第一时隙化数据通信连接上的传输以及第三设备与第四设备之间的第二时隙化数据通信连接上的传输，其中所述分组定时对齐传输方法包括：使在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔或第一分组传输帧与在第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔或第二分组传输帧对齐，其中从所述无分组定时对齐传输方法和所述分组定时对齐传输方法中选择一种包括：

响应于所述占空比参数高于所述预定值，选择所述分组定时对齐传输方法；以及

响应于选择所述分组定时对齐传输方法，利用所述时钟信号将在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔或第一分组传输帧与在所述第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔或第二分组传输帧对齐。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一设备包括基本设备，并且所述第二设备包括客户端设备。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一设备包括头戴设备。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述占空比参数包括所述数据通信分组长度与所述数据通信时隙长度的比率，并且所述预定值包括50％。

12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

确定相对于第一时隙化数据通信连接中的重复间隔的长度的、包括在重复间隔期间传送的重传的数据通信分组长度的总和，以生成第二占空比参数；

响应于所述第二占空比参数高于所述第二预定值，使在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔与在所述第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔对齐。

13.一种用于数据通信的系统，包括：

中央同步控制器，包括：射频收发器，所述射频收发器被配置为广播时钟信号；

来自多个基本设备的第一基本设备，所述第一基本设备被配置为：

与第一客户端设备建立第一时隙化数据通信连接；

通过所述第一时隙化数据通信连接向所述第一客户端设备传送数据通信分组；

从所述中央同步控制器接收所述时钟信号；

确定相对于所述第一时隙化数据通信连接中的数据通信时隙长度的数据通信分组长度，以标识占空比参数；以及

响应于所述占空比参数高于或低于预定值，从无分组定时对齐传输方法和分组定时对齐传输方法中选择一种，以用于第一基本设备与第一客户端设备之间的所述第一时隙化数据通信连接上的传输以及第二基本设备与第二客户端设备之间的第二时隙化数据通信连接上的传输，其中所述分组定时对齐传输方法包括：使在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔或第一分组传输帧与在第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔或第二分组传输帧对齐，其中从所述无分组定时对齐传输方法和所述分组定时对齐传输方法中选择一种包括：

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，将在所述第一时隙化数据通信连接上传送的第一分组的第一分组传输重复间隔或第一分组传输帧与在所述第二时隙化数据通信连接上传送的第二分组的第二分组传输重复间隔或第二分组传输帧对齐包括利用从所述中央同步控制器接收的所述时钟信号。

15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一基本设备包括蓝牙基站，并且所述第一客户端设备包括蓝牙头戴设备。

16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述占空比参数包括所述数据通信分组长度与所述数据通信时隙长度的比率，并且所述预定值包括50％。