CN112188415B - 一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法及装置。其中，音频源设备根据音频接收设备的数量创建同步通道周期内的同步组，能够基于频分复用的方式，确定同步组中数据串流分别对应的频率，实现在同步通道周期内，根据数据串流对应的频率，同时传输更多的数据串流。从而提升了同步传输的数据串流的数量。

Description

一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法及装置

技术领域

本申请涉及电子通信领域，尤其涉及一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法及装置。

背景技术

低功耗蓝牙音频加入了全新的多重串流音频功能，实现了单一音频源设备与一个或多个音频接收设备之间，能够进行多重且独立的数据串流传输。也就是说，一个音频源，可以连接多个无线音频接收设备，同步通道可具有多重数据串流，以能够提供更好的立体声体验。

然而，由于同步通道的空口带宽的限制，导致数据串流的数目增加有限。例如，假设同步通道周期是7.5ms，每个数据串流的周期是1.25ms，那么该同步通道的数据串流的个数最多只能是6个。因此，如何提升同步传输的数据串流的数量成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，该方法能够提升同步传输的数据串流的数量。

第一方面，本申请实施例提供了一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，该低功耗蓝牙同步数据串流传输方法包括：

根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组，所述同步组包括N个数据串流；所述N为大于或等于1，且小于或等于所述同步通道的总数；

基于频分复用的方式，确定所述N个数据串流分别对应的频率；

在所述同步通道周期内，根据每个所述数据串流对应的频率，同时传输所述每个数据串流。

在一种实施方式中，同一同步组中不同数据串流对应的子事件中数据长度相同。

在一种实施方式中，上述基于频分复用的方式，确定所述N个数据串流分别对应的频率，包括：

针对每个数据串流，根据数据串流在同步组中的索引和同步组在同步通道周期内对应的频率，确定数据串流的信道索引；根据数据串流的信道索引fn，确定数据串流对应的频率。

在一种实施方式中，同步组包括的数据串流n的信道索引fn：fn＝(f+k×n)％M；

其中，f为同步组在同步通道周期内对应的频率；n表示数据串流在同步组中的索引；M表示同步通道的总数；k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的。

在一种实施方式中，同步组为面向连接的同步组CIG，N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，同步组为同步广播组BIG，N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

第二方面，本申请实施例还提供了一种低功耗蓝牙同步数据串流传输装置，该低功耗蓝牙同步数据串流传输装置包括：

创建单元，用于根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组，该同步组包括N个数据串流；N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数；

确定单元，用于基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率；

通信单元，用于在同步通道周期内，根据每个数据串流对应的频率，同时传输每个数据串流。

其中，同一同步组中不同数据串流对应的子事件中数据长度相同。

一种实施方式中，确定单元还用于针对每个数据串流，根据数据串流在同步组中的索引和同步组在同步通道周期内对应的频率，确定数据串流的信道索引。

一种实施方式中，确定单元还用于根据数据串流的信道索引fn，确定数据串流对应的频率。

其中，同步组包括的数据串流n的信道索引fn：fn＝(f+k×n)％M；

f为同步组在所述同步通道周期内对应的频率；n表示数据串流在同步组中的索引；M表示同步通道的总数；k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的。

其中，同步组为面向连接的同步组CIG，N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，同步组为同步广播组BIG，N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括程序和指令，当程序和指令在计算机上运行时，上述第一方面所述的方法被执行。

本申请实施例中，音频源设备根据接收设备的数量，创建同步通道周期内的同步组，该同步组包括N个数据串流；针对每个数据串流，音频源设备基于频分复用的方式，确定该数据串流分别对应的频率，进而在同步通道周期内，根据每个数据串流对应的频率，同时传输每个数据串流。可见，该方法通过频分复用的方式与目前的时分复用的方式相比，能提升同步传输的数据串流的数量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是目前提供的一种低功耗蓝牙音频的应用场景示意图；

图2是基于图1所示的应用场景中2个CIS的空口示意图；

图3是家庭影院应用场景示意图；

图4是本申请实施例提供的一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种多个CIS的频分复用空口示意图；

图6是本申请实施例提供的一种多个BIS的频分复用空口示意图；

图7是本申请实施例提供的一种低功耗蓝牙同步数据串流传输装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种收发器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

低功耗蓝牙音频加入了多重串流音频功能，可以实现单一音频源设备与一个或多个音频接收设备之间进行多重且独立的数据串流传输。从而提供更好的立体声体验，使得语音助手服务的使用更加无缝，还能够使得多台音频源设备之间的切换更加顺畅。

请参阅图1，图1是目前提供的一种低功耗蓝牙音频的应用场景示意图。如图1所示，音频源设备是手机，两个音频接收设备是手机的左通道的耳机、右通道的耳机。手机可发送一个左通道对应的音频串流以及一个右通道对应的音频串流。从而改善用户的立体声体验。

低功耗蓝牙音频(Bluetooth Low Energy Audio)的基础是同步通道(Isochronous Channel)。同步通道所传输的数据串流可包含面向连接的同步串流(Connected Isochronous Stream，CIS)和面向连接的同步组(Connected IsochronousGroup，CIG)，或者包含同步广播串流(Broadcast Isochronous Stream，BIS)和同步广播组(Broadcast Isochronous Group，BIG)。音频源设备与多个音频接收设备之间的多个数据串流，如CIS或BIS，可组成一个CIG或BIG，在同步通道周期内实现同步传输。其中，数据串流可以为音频串流。

其中，CIS作为面向连接的同步串流，音频源设备可基于音频接收设备返回的自动重传确认请求消息，如确认ACK或否定NAK，确定是发送该CIS的下一个子事件，还是重传该CIS的上一个子事件。若音频源设备发送的数据串流是同步广播串流，则音频接收设备可无需返回自动重传确认请求消息。

请参见图2，图2是基于图1所示的应用场景中2个CIS的空口示意图。如图2所示，L0表示左通道对应的音频串流的一个子事件；L1表示左通道对应的音频串流的下一个子事件；R0表示右通道对应的音频串流的一个子事件；R1表示右通道对应的音频串流的一个子事件；手机M表示音频源设备，如手机；耳机S-L表示左通道对应的耳机；耳机S-R表示右通道对应的耳机。如图2所示，手机M在每个同步通道周期内以时分复用的方式传输两个通道的音频串流的各个子事件。当耳机S-L返回的是NAK时，手机M会重传该L0，若接收到来自耳机S-L返回的ACK，则可在下一个同步通道周期内发送L1；同理，当耳机S-R返回的是NAK时，手机M也可重传该R0，若接收到来自耳机S-R返回的ACK，则可在下一个同步通道周期内发送R1。

随着低功耗蓝牙技术应用场景的发展，如图3所示的家庭影院应用场景，电视作为音频源设备，需要与左前方音频接收设备、左后方音频接收设备、右前方音频接收设备、右后方音频接收设备进行多重且独立的音频串流传输。然而，无论是CIG、还是BIG，一个同步组包括的音频串流越多，一个同步通道周期对应的空口时长就越长，然而，空口时长有限，无法实现更多的音频串流。

例如，同步通道周期是7.5ms，每个数据串流的周期是1.25ms，那么该同步通道的数据串流的个数最多只能是6个。因此，如何提升同步通道中数据串流的数量成为一个亟待解决的问题。

本申请提供一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，可提升同步传输的数据串流的数量。以下结合附图进行阐述。

本申请实施例中，音频源设备也可称之为主设备，可以为但不限于平板电脑、手机、或电视等；音频接收设备也可称之为从设备，可以为但不限于耳机、音箱、或扬声器等。

参见图4，图4是本申请实施例提供的一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤401-步骤403。

步骤401：音频源设备根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组。

其中，同步组包括N个数据串流，N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数的整数。每个事件以同步通道周期为时间间隔依次发送。同步组可以是CIG或BIG。在一个CIG中包括N个数据串流CIS，在一个BIG中包括N个数据串流BIS。其中，同步通道的总数可为37。

步骤402：音频源设备基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率。

在一种实现方式中，音频源设备针对每个数据串流，根据该数据串流在同步组中的索引和同步组在同步通道周期内对应的频率，确定该数据串流的信道索引；根据该信道索引确定该数据串流对应的频率。

例如，同步组中数据串流n，对应的信道索引为fn，那么fn＝F(f，n)，根据索引fn找到数据串流对应的频率。其中，n表示数据串流在同步组中的索引，n大于或等于0，小于或等于N减1(N-1)；f为同步通道周期内同步组对应的频率。

可选的，同步组包括的数据串流n的信道索引fn＝(f+k×n)％M。其中，M表示同步通道的总数；k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的，例如，系统信道中传输的数据串流之间的干扰越强，那么k值就越大；系统信道中传输的数据串流之间的干扰越弱，那么k值就越小。

进一步的，音频源设备可根据数据串流n的信道索引fn确定数据串流对应的频率。其中，音频源设备可根据表1所示的信道索引与射频通道的中心频率之间的对应关系，确定对应数据串流的频率。

表1

信道索引fn	频率
		0	2420MHz
1	2406MHz
		2	2408MHz
3	2410MHz
		4	2412MHz
…	…
		9	2422MHz
10	2424MHz
		11	2428MHz
12	2430MHz
		…	…
36	2478MHz

步骤403：音频源设备在同步周期内，根据每个数据串流对应的频率，同时传输每个数据串流。

相应的，本申请实施例中，音频接收设备可以在对应的数据串流的频率上，接收该数据串流。

同步周期内，在一个同步组中的数据串流在时间上是重合的，但同时刻的数据串流频率是不同的。假设在低功耗蓝牙音频中，有37个同步通道，可以实现在同时刻最多发送37个数据串流，大大提升了低功耗蓝牙音频的数据串流数目。

在一种实现方式中，同步组中不同数据串流对应的子事件中数据长度相同。其中，在CIS中子事件是指主设备和从设备使用特定同步连接数据包数据单元(Packet DataUnit，PDU)交换数据包的时段，在BIS中子事件是指主设备用于广播特定同步广播PDU的时段。

请参见图5，图5是本申请实施例提供的一种多个CIS的空口示意图。图5中，音频接收设备S1的CIS记为CIS S1，该CIS S1对应的频率记为F1；音频接收设备S2的CIS记为CISS2，该CIS S2对应的频率记为F2；…，音频接收设备Sn的CIS记为CIS Sn，该CIS Sn对应的频率记为Fn，即假设该音频源设备M需要分别向n个音频接收设备发送CIS。音频源设备M创建一个CIG，该CIG在同步通道周期内传输的数据记为一个CIG事件(event)，如图5所示，该CIG以同步通道周期为时间间隔依次发送CIG事件event x、CIG事件event x+1等。其中，CIG包括CIS S1、CIS S2、…、CIS Sn，CIG event x包括CIS S1 event x、CIS S2 event x、…、CISSn event x，CIG event x+1包括CIS S1 event x+1、CIS S2 event x+1、…、CIS Sn eventx+1。进而，CIS S1 event x在F1上、CIS S2event x在F2上、…、CIS Sn event x在Fn上同时发送。可见，由于每个CIS采用的频率不同，因此，音频源设备M可同时且独立的发送该n个CIS。

其中，若音频源设备M接收到音频接收设备针对CIS子事件返回的NAK时，可重传该CIS子事件，直至接收到针对该CIS子事件返回的ACK时，可根据同步通道周期发送该CIS的下一个子事件。如图5所示，音频接收设备S1针对CIS S1 event x返回NAK时，音频源设备M可在频率F1上再次发送该CIS S1 event x；若音频接收设备S1针对CIS S1 event x返回了ACK，则音频源设备可根据同步通道周期，在下一个CIG event x+1中发送CIS S1 event x+1。类似的，其他CIS子事件也可做类似的处理。

请参见图6，图6是本申请实施例提供的一种多个BIS的空口示意图。图6中，音频接收设备S1的BIS记为BIS S1，该BIS S1对应的频率记为F1；音频接收设备S2的BIS记为BISS2，该BIS S2对应的频率记为F2；…，音频接收设备Sn的BIS记为BIS Sn，该BIS Sn对应的频率记为Fn，即假设该音频源设备M需要分别向n个音频接收设备发送BIS。音频源设备M创建一个BIG，该BIG在同步通道周期内传输的数据记为一个BIG事件(event)，如图6所示，该BIG以同步通道周期为时间间隔依次发送BIG事件event x、BIG事件event x+1等。其中，BIG包括BIS S1、BIS S2、…、BIS Sn，BIG event x包括BIS S1 event x、BIS S2 event x、…、BISSn event x，BIG event x+1包括BIS S1 event x+1、BIS S2 event x+1、…、BIS Sn eventx+1。进而，BIS S1 event x在F1上、BIS S2 event x在F2上、…、BIS Sn event x在Fn上同时发送。可见，由于每个BIS采用的频率不同，因此，音频源设备M可同时且独立的发送该n个BIS。

无线环境中存在干扰等因素，因此，为了提高传输的成功率，音频源设备需要通过重传的方式来解决。如图6所示音频源设备M在频率F1上发送BIS S1 event x，为了提高传输的成功率，可在频率F1上再次发送BIS S1 event x；成功传输数据后，音频源设备M可根据同步通道周期，在下一个BIG event x+1中发送BIS S1 event x+1，同样的，为了提高传输的成功率，音频源设备M可以再次发送BIS S1 event x+1。类似的，其他BIS子事件也可做类似的处理。

本申请实施例提供的一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，其中，音频源设备可以根据音频接收设备的数量，创建同步通道周期内的同步组，该同步组中的数据串流通过频分复用的方式进行传输。该方法可以实现同时传输更多的数据串流，提升了同步传输的数据串流的数量。

基于上述低功耗蓝牙同步数据串流传输方法的实施例的描述，图7是本申请实施例提供的一种低功耗蓝牙同步数据串流传输装置的结构示意图。该低功耗蓝牙同步数据串流传输装置可以运行于音频源设备中，可以被应用于上述方法实施例中，以用于执行低功耗蓝牙同步数据串流传输方法中设备执行的相应步骤。请参见图7，该低功耗蓝牙同步数据串流传输装置包括但不限于创建单元701、确定单元702以及通信单元703。其中：

创建单元701，用于根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组；其中，同步组包括N个数据串流；N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数。

确定单元702，用于基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率。

通信单元703，用于在同步通道周期内，根据每个数据串流对应的频率，同时传输每个数据串流。

其中，同一同步组中不同数据串流对应的子事件中数据长度相同。

在一个实施例中，确定单元702，用于基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率，具体用于：

针对每个数据串流，根据数据串流在所述同步组中的索引和同步组在同步通道周期内对应的频率，确定数据串流的信道索引；根据数据串流的信道索引fn，确定数据串流对应的频率。

可选的，同步组包括的数据串流n的信道索引fn＝(f+k×n)％M。其中，f为同步组在同步通道周期内对应的频率；n表示数据串流在同步组中的索引；M表示同步通道的总数；k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的。

其中，同步组为面向连接的同步组CIG，N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，同步组为同步广播组BIG，N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

可以理解的是，本实施例的各单元的功能可根据上述实施例图4中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述图4的方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

基于上述低功耗蓝牙同步数据串流传输方法的实施例的描述，本申请实施例还提供一种终端设备的结构示意图，请参见图8，该终端设备可包括处理器801、存储器802、收发器803。上述处理器801、存储器802、收发器803通过总线连接。存储器802用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，处理器801用于执行存储器802存储的程序指令，收发器803用于根据数据串流对应的频率传输数据串流。

其中，收发器的结构可参考图9所示。图9提供了一种收发器的结构示意图，该收发器包括媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)硬件、物理层(Physical Layer，PHY)、射频层(Radio Frequency，RF)。其中，终端设备中CIG或BIG端软件可运行在相同的处理器801上，处理器801控制收发器803传输每个数据串流，可具体为：处理器801控制每个数据串流(如CIS或BIS)对应的媒体访问控制(MAC)硬件，传输每个数据串流(如CIS或BIS)的时间上同步一致，再由每个数据串流对应的物理层(PHY)和射频层(RF)的硬件把数据串流调制到不同的频率上发送。

本申请实施例中，处理器801通过运行存储器802中的可执行程序代码，执行如下操作：

根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组；

其中，同步组包括N个数据串流；N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数。

基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率；

具体的，基于频分复用的方式，确定N个数据串流分别对应的频率，针对每个数据串流，根据数据串流在同步组中的索引和同步组在所述同步通道周期内对应的频率，确定数据串流的信道索引；根据数据串流的信道索引fn，确定数据串流对应的频率。

可选的，同步组包括的数据串流n的信道索引fn＝(f+k×n)％M。其中，f为同步组在同步通道周期内对应的频率；n表示数据串流在同步组中的索引；M表示同步通道的总数；k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的。

其中，同步组为面向连接的同步组CIG，N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，同步组为同步广播组BIG，N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

本申请实施例中，收发器803执行如下操作：

在同步通道周期内，根据每个数据串流对应的频率，同时传输每个数据串流。

另外，本申请实施例中，音频接收设备可以在每个数据串流对应的频率上，接收该数据串流。相应的，若图9所示的收发器为音频接收设备的收发器，则该收发器中CIG或BIG端软件可运行在相同的处理器801上，处理器801控制收发器803接收每个数据串流，可具体为：处理器801控制每个数据串流对应的物理层(PHY)和射频层(RF)的硬件把数据串流解调到不同的频率上，进而，由每个数据串流(如CIS或BIS)对应的媒体访问控制(MAC)硬件，同步接收每个数据串流(如CIS或BIS)。

本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包括程序指令，该程序指令被处理器执行时，可执行上述图4所示的低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，以及相关实施方式所执行的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于申请所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种低功耗蓝牙同步数据串流传输方法，其特征在于，包括：

根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组，所述同步组包括N个数据串流；所述N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数；

针对每个数据串流，根据所述数据串流在所述同步组中的索引和所述同步组在所述同步通道周期内对应的频率，确定所述数据串流的信道索引；根据所述数据串流的信道索引fn，确定所述数据串流对应的频率；

在所述同步通道周期内，根据每个所述数据串流对应的频率，同时传输所述每个数据串流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同一同步组中不同数据串流对应的子事件中数据长度相同。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述同步组包括的数据串流n的信道索引fn：

fn＝(f+k×n)％M；

所述f为所述同步组在所述同步通道周期内对应的频率；所述n表示所述数据串流在所述同步组中的索引；所述M表示所述同步通道的总数；所述k是根据每个数据串流之间的干扰关系确定的。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，

所述同步组为面向连接的同步组CIG，所述N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，

所述同步组为同步广播组BIG，所述N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

5.一种低功耗蓝牙同步数据串流传输装置，其特征在于，包括：

创建单元，用于根据音频接收设备的数量N，创建同步通道周期内的同步组；所述同步组包括N个数据串流；所述N大于或等于1，且小于或等于同步通道的总数；

确定单元，用于针对每个数据串流，根据所述数据串流在所述同步组中的索引和所述同步组在所述同步通道周期内对应的频率，确定所述数据串流的信道索引；根据所述数据串流的信道索引fn，确定所述数据串流对应的频率；

通信单元，用于在所述同步通道周期内，根据每个所述数据串流对应的频率，同时传输所述每个数据串流。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述确定单元，还用于根据所述数据串流的信道索引fn，确定所述数据串流对应的频率。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，

所述同步组为面向连接的同步组CIG，所述N个数据串流分别为面向连接的同步串流CIS；或者，

所述同步组为同步广播组BIG，所述N个数据串流分别为同步广播串流BIS。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，如权利要求1-4中任一项所述的方法被执行。

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