CN112534830A - 两阶段角色切换 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了在角色切换期间具有可感知的音频流传输连续性的角色切换。角色切换以两个阶段发生，其中第一阶段包括主机链路角色切换并且第二阶段包括中继链路角色切换。例如，主机链路角色切换涉及到每个音频接收器设备与主机设备的关系，其中主控设备直接从主机接收音频以便中继至从属。中继链路角色切换涉及到音频接收器设备之间的关系。例如，通信主控控制时序，诸如何时在主控设备和从属设备之间发送分组。两阶段过程中的每个阶段可能耗时大约100ms或更少。在每个阶段之间，主控设备和从属设备的音频缓冲器有机会重新装满。

Description

两阶段角色切换
相关申请的交叉引用
本申请是于2018年10月23日提交的美国专利申请No.16/168,474的继续申请，所述申请的公开内容通过引用合并于此。
背景技术
全无线耳塞式耳机是互相无线连接的两个耳塞式耳机。通常，这样的全无线耳塞式耳机遵循中继模式或呼吸(sniff)模式。在中继模式中，一个耳塞式耳机充当主控(master)角色，而另一个耳塞式耳机充当从属角色。主控耳塞式耳机从例如移动电话或其它音频回放设备的主机接收音频，随后将该音频中继至从属耳塞式耳机。在呼吸模式中，一个耳塞式耳机是主要耳塞式耳机而另一个耳塞式耳机是辅耳塞式耳机。该主要耳塞式耳机从主机接收并应答音频分组，而该辅耳塞式耳机则仅接收音频或进行“呼吸”，但是从不应答分组。如果该辅耳塞式耳机丢失了分组，则其将请求主要耳塞式耳机重新传送该分组。
在耳塞式耳机的角色发生变化时会发生两个耳塞式耳机之间的角色切换。例如，对于中继模式的耳塞式耳机而言，主控变为从属而从属变为主控。对于呼吸模式的耳塞式耳机而言，主要耳塞式耳机变为辅而辅耳塞式耳机变为主要。例如，如果从属耳塞式耳机具有更好的接收信号强度、如果主控耳塞式耳机正在以比从属更低的电池运行、如果主控耳塞式耳机从用户的耳中取出或放在盒子中等等，就会发生角色切换。
中继模式中的无线耳塞式耳机通常具有主机设备和主控耳塞式耳机之间的第一异步无连接(ACL)链路，其中主控耳塞式耳机是该ACL链路中的蓝牙从属。在主控耳塞式耳机和从属耳塞式耳机之间存在第二ACL链路。在该第二ACL中，主控耳塞式耳机是蓝牙主控，而从属耳塞式耳机则是蓝牙从属。
在该模式中，要实现无缝的角色切换非常困难。例如，在大多数而如果并非全部的情况下，主控耳塞式耳机和主机设备之间的ACL中的简档需要被静默传输至从属耳塞式耳机，使得新主控耳塞式耳机在角色切换之后能够继续接收音频分组。进一步地，在原有主控耳塞式耳机变为新从属耳塞式耳机而原有从属耳塞式耳机变为新主控耳塞式耳机时也要求蓝牙角色切换，因为主控耳塞式耳机也应当是蓝牙主控从而在蓝牙传送中是有效的。
发明内容
提供了使得作为主控和从属进行操作的第一和第二设备的角色切换“无缝”的解决方案。该解决方案尤其可以被应用而使得处于中继模式的全无线耳塞式耳机的角色切换是“无缝的”。这样，在角色切换发生时不会感知到音频毛刺(glitch)。所提供的解决方案也可以用于处于呼吸模式的全无线耳塞式耳机，并且因此与主要(因此是“主控”)和辅(因此是“从属”)设备的角色切换相关。
本公开的一个方面提供了一种用于在作为主控操作的第一设备和作为从属操作的第二设备之间执行角色切换的方法。该方法包括由该第一设备从主机设备接收分组，将所接收的分组从该第一设备转发至该第二设备，提高该第一设备和该第二设备的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率，执行第一阶段角色切换并且执行第二阶段角色切换。该第一阶段角色切换包括在该第二设备和该主机设备之间建立通信链路，并且向该主机设备通知该第二设备正作为新主控操作。在该第一和第二阶段之间，该第二设备从该主机设备接收分组并且根据预设调度将所接收的分组从该第二设备转发至该第一设备。当该第一设备和该第二设备的音频缓冲器达到预定水平时，在该第一和第二设备处执行第二阶段角色切换。该第二阶段角色切换包括将对于从作为新主控的第二设备向作为新从属的第一设备发送分组的时序的控制从该第一设备传递至该第二设备。当该第二阶段完成时，可以减少该第一和第二设备的CPU时钟速率。
本公开的另一个方面提供了一种系统，包括被适配为以主控角色和从属角色操作的第一音频接收器设备和被适配为以主控角色和从属角色操作的第二音频接收器设备。该第一和第二音频接收器设备中的每一个包括被适配为通过无线连接接收音频分组的无线通信接口，被适配为临时存储所接收音频分组的音频缓冲器，被适配为回放临时存储在该音频缓冲器中的音频分组的扬声器和与该无线通信接口通信的处理器。该处理器可以被配置为执行两阶段角色切换操作，包括由该第一设备从主机设备接收分组，将所接收的分组从该第一设备转发至该第二设备，提高该第一设备和该第二设备的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率，在该第一和第二设备处执行第一阶段角色切换，该第一阶段角色切换包括在该第二设备和该主机设备之间建立通信链路，并且向该主机设备通知该第二设备正作为新主控操作。该处理器可以进一步被配置为由该第二设备从该主机设备接收分组并且根据预设调度将所接收的分组从该第二设备转发至该第一设备，当该第一设备和该第二设备的音频缓冲器达到预定水平时，在该第一和第二设备处执行第二阶段角色切换，该第二阶段角色切换包括将对于从作为新主控的第二设备向作为新从属的第一设备发送分组的时序的控制从该第一设备传递至该第二设备，并且降低该第一和第二设备中的CPU时钟速率。
本公开的又另一个方面提供了一种系统，包括第一音频接收器设备和被适配为与该第一音频接收器设备无线配对的第二音频接收器设备。该第一音频接收器设备和第二音频接收器设备被配置为执行两阶段角色切换操作，包括由该第一设备从主机设备接收分组，将所接收的分组从该第一设备转发至该第二设备，提高该第一设备和该第二设备的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率，在该第一和第二设备处执行第一阶段角色切换，该第一阶段角色切换包括在该第二设备和该主机设备之间建立通信链路，并且向该主机设备通知该第二设备正作为新主控进行操作，由该第二设备从该主机设备接收分组，根据预设调度将所接收的分组从该第二设备转发至该第一设备，当该第一设备和该第二设备的音频缓冲器达到预定水平时，在该第一和第二设备处执行第二阶段角色切换，该第二阶段角色切换包括将对于从作为新主控的第二设备向作为新从属的第一设备发送分组的时序的控制从该第一设备传递至该第二设备，并且降低该第一和第二设备中的CPU时钟速率。
附图说明
图1是图示根据本公开的方面的示例系统的框图。
图2是图1的系统的示例直观图。
图3A-F是图示根据本公开的方面的角色切换的框图。
图4是图示根据本公开的方面的示例系统的功能框图。
图5是图示根据本公开的方面的示例方面的时序图。
图6是图示根据本公开的方面的示例方面的流程图。
具体实施方式
本公开提供了在角色切换期间具有可感知的音频流传输连续性的角色切换。该角色切换以两个阶段进行，其中第一阶段包括主机链路角色切换并且第二阶段包括中继链路角色切换。例如，该主机链路角色切换涉及到每个音频接收器设备与主机设备的关系，其中主控设备直接从主机接收音频以便中继至从属。该中继链路角色切换涉及到音频接收器设备之间的关系。例如，通信主控控制时序，诸如何时在主控和从属设备之间发送分组。该两阶段过程中的每个阶段可能耗时大约100ms或更多或更少。在每个阶段之间，主控和从属设备的音频缓冲器有机会重新装满。虽然本文主要关于耳塞式耳机对该过程进行描述，但是应当理解的是，该过程也可以被应用于任何其它具有主控和从属角色的无线配对的设备。
处于主控角色的第一设备通过第一设备和主机之间的通信链路从诸如移动电话的主机设备接收音频，所述通信链路诸如异步无通信(ACL)链路。第一设备将音频中继至处于从属角色的第二设备。第一和第二设备在某些情形中可以切换主控/从属角色，诸如在主控受到干扰影响而从属具有与主机的良好信号强度的情况下。在角色切换之前，第一和第二设备都提高它们的内部时钟速率。例如，第一和第二设备可以将它们的中央处理单元(CPU)时钟速率设置为最大设定。此外，设备可以降低处于主控角色的第一设备尝试向处于从属角色的第二设备发送分组的轮询速率。例如，设备可以将该速率降低为大约2.5ms。
处于主控角色的第一设备开始向第二设备发送角色切换信息，诸如蓝牙简档。在该处理期间，第一设备继续从主机设备接收音频并且将该音频中继至第二设备。第二设备继续其正常操作。
第一和第二设备开始主机链路角色切换。主机链路角色切换可以在设备的通信控制器中开始，所述通信控制器诸如蓝牙控制器。第一设备可以从其控制器轮询缓冲器，并且将音频缓冲器中继至处于从属角色的第二设备。第一设备可以停止从主机接收音频分组，诸如通过关闭流比特、改变控制器处的访问地址或者执行多个其它任务中的任一个以实现第一设备不接收分组的结果。主机链路角色切换在控制器处完成。例如，第二设备可以接管第一设备和主机之间的通信链路，并且可以向主机通知第二设备是新主控。在一些示例中，第一设备可以从第二设备接收到其成功建立了通信链路的确认，并且第一设备可以向主机通知它是新从属。分别作为新从属和新主控的第一和第二设备重新创建它们的内部蓝牙主机简档。例如，设备可以重新构建它们的内部蓝牙简档和状态的存储器。
在主机链路角色切换之后，充当新主机链路主控的第二设备仍然是针对主机设备和第一设备的蓝牙从属。主机设备向处于新主控角色的第二设备发送音频分组。由于第二设备针对第一设备仍然是中继链路从属，所以可以在蓝牙控制器处设置特殊调度并且用来将所接收音频分组从第二设备中继至第一设备。例如，特殊调度可以向第一设备提供预期何时接收分组的指示。这种使用特殊调度的分组中继可以继续进行直至第一和第二设备的音频缓冲器达到预定水平。例如，其可以继续进行直至音频缓冲器达到大约150ms-250ms或更多的“正常”范围。
一旦音频缓冲器达到预定水平，第一和第二设备就触发中继链路角色切换。因此，充当新主机链路主控角色的第二设备也可以变为新中继链路主控，并且控制第一设备和第二设备之间的分组传送的时序。充当新设备从属的第一设备也可以变为新中继链路从属。CPU时钟速率和轮询时间可以被返回为它们在为了两阶段角色切换过程被改变之前的先前值。
以这种方式执行两阶段角色切换针对中继解决方案提供了无缝的角色切换。这有助于诸如在从属耳塞式耳机具有比主控耳机耳塞式耳机更好的连接性的情形中改善音频质量。这还有助于改善电池寿命。例如，主控耳塞式耳机可能消耗比从属耳塞式耳机更多的电力。因此，通过切换角色，设备可以转移负担从而延长两个设备的使用时间。在另外的示例中，可以在一个耳塞式耳机缺失时执行角色切换，诸如在一个耳塞式耳机从用户耳朵中取出或者被放在盒子中，等等。由于角色切换是无缝的，所以可以在不明显影响音频质量的情况下实现这些益处，由此提供有所改善的用户体验。
图1图示了示例系统100，其包括通信耦合至主控配件设备110的主机设备105。主控配件设备110可以是诸如耳塞式耳机、无线扬声器等的一对配件设备中的一个。这样，主控设备110进一步通信耦合至从属配件设备120。虽然图1中仅示出了一个从属设备120，但是应当理解的是，多个从属设备可以与主控设备110通信耦合。
例如，设备105、110、120之间的连接可以是诸如蓝牙的短距离无线配对。例如，主机设备105可以经由诸如第一ACL链路的主机通信链路152耦合至主控设备110。主控设备110可以经由诸如第二ACL链路的中继通信链路154耦合至从属设备120。
图2图示了图1的系统的一个示例，其中主机设备是移动电话205，主控配件是第一耳塞式耳机210，并且从属配件是第二耳塞式耳机220。主机通信链路252存在于电话205和第一耳塞式耳机210之间，而中继通信链路254则存在于第一耳塞式耳机210和第二耳塞式耳机220之间。
虽然主机设备在该示例中被图示为移动电话，但是应当理解的是，主机设备可以是被适配为传送音频信号的各种类型的设备中的任一个。例如，主机设备可以是平板电脑、智能手表、游戏系统、音乐播放器、膝上计算机、个人数字助理设备，或者任意其它计算设备。类似地，虽然在这里被示为耳塞式耳机210、220，但是第一和第二配件在其它示例中可以是扬声器或其它音频设备、视频输出显示器等的任意组合。第一和第二配件可以在制造期间被配对，或者可以单独售卖并且后续由用户进行配对。
在一些实例中，可能期望第一和第二配件切换角色。例如，与主机和处于从属角色的设备之间的可能连接相比，充当主控角色的耳塞式耳机可能与主机具有较低质量信号强度的连接。图2中图示了这种状况的一个示例。由于主机设备105被固定在用户身体的相反一侧，所以第一耳塞式耳机210关于主机设备105受到跨身体干扰。与之相比，第二耳塞式耳机220与主机设备105处于用户身体的同一侧。因此，第二耳塞式耳机220受到的跨身体干扰比第一耳塞式耳机210更少。
何时可能期望切换主控/从属角色的另一个示例与第一和第二设的电池水平相关。充当主控角色的设备可能比充当从属角色的设备消耗更多电力。因此，例如当主控设备的电池耗尽至预定水平时，可能期望与从属设备切换角色。
为了切换角色，可以使用两阶段的过程。例如，在第一阶段，可以进行关于主机设备的角色切换，而使得新主机链路主控建立与主机的通信链路。在第二阶段，可以发生关于回放设备的角色切换，使得新中继链路主控控制回放设备之间的中继链路上的分组传送的时序。在该两阶段过程中，音频传送和回放中的任何间隙都可以足够短而使得用户不会感知到它们。例如，两阶段过程中的每个阶段可以在大约100ms内完成，使得任何间隙都大约为100ms或更少。
图3A-3F图示了两阶段角色切换过程的示例。虽然示图图示了角色切换过程的若干操作，但是应当理解的是，可以执行附加的操作。
在图3A中，第一和第二设备110、120分别提高它们的内部CPU时钟131、141的速率。例如，第一和第二设备110、120可以将时钟速率提高至最大可能速率。时钟速率可以基于支持的芯片组而有所变化。通过提高CPU时钟速率，被CPU速度所限制的操作可以随着CPU时钟速率提高而成比例地加速。例如，与未被调节的CPU时钟速率相比，诸如在主控设备上保存简档状态或者在从属设备上恢复简档的操作可以以提高后的CPU时钟速率更快地被执行。
第一和第二设备110、120也可以减少轮询时间132、142。例如，设备可以减少主控设备110按照其向从属设备120发送分组的tPoll时间。通过以这种方式调节轮询时间，蓝牙分组将更快地从第二设备发送至第一设备。在分组从蓝牙从属被发送至蓝牙主控的任何时候，将存在高达tPoll值的随机延迟，诸如默认地大约25ms。减少tPoll时间可以大幅减少用于角色切换的第二阶段的时间量。例如，在第二阶段角色切换期间，第一和第二设备协商切换时间并且应当在该时间过去之前都同意切换时间。通过改变tPoll，切换时间可以被设置为较早的时间。
在图3B中，第一设备110开始向第二设备120发送角色切换信息。这样的信息例如可以包括无线通信协议简档112，诸如蓝牙简档。这样的简档的示例包括音频/视频远程控制简档(AVRCP)、免提简档(HFP)、先进音频分布简档(A2DP)、属性简档(ATT)、设备ID简档(DIP)、接近性简档(PXP)、同步简档(SYNCH)、射频通信(RFCOMM)、蓝牙低功率(BLE)等等。简档112可以规定主控设备110如何进行操作。例如，简档可以包含有关对其它模式的依赖性、所建议用户接口模式、简档所使用的协议栈部分等等的信息。在一些示例中，简档可以确定主控设备110如何与主机设备105通信。仅作为示例，简档中的一个或多个可以是使用通信链路152，诸如异步无通信(ACL)链路。在其它示例中，简档可以定义音频如何从主机设备105流传输至主控设备110和/或如何从主控设备110流传输至从属设备120。从属设备120存储所接收到的角色切换信息，诸如无线简档122。角色切换信息的其它示例例如可以包括ACL连接信息，诸如跳频序列、通用连接参数、设备标识符。另外的示例包括独立于连接的设备状态，诸如日志、运行时间等。
在发送角色切换信息的处理期间，第一设备110可以像正常操作中那样继续从主机设备105接收音频分组并且将音频分组中继至第二设备120。因此，第一设备110可以将所接收音频分组临时存储在音频缓冲器114中。第二设备120也可以将其接收的音频分组存储在音频缓冲器124中。
在图3C中，第一和第二设备110、120执行角色切换的第一阶段。在该第一阶段中，第二设备120建立到主机设备105的链路并且成为主机链路主控。因此，第二设备120将从主机105接收分组以便中继至第一设备110。然而，如将结合图3D进一步讨论的，第二设备120仍然是针对第一设备110的中继链路从属。
第一和第二设备110、120可以在它们相应的通信控制器中开始第一阶段角色切换，所述通信控制器诸如蓝牙控制器。例如，处于主控角色的第一设备110可以从其控制器轮询所有缓冲器，并且将其音频缓冲器114中继至第二设备120。例如，第一设备110最近接收并且存储在缓冲器114中的任何音频分组都可以被传送至第二设备120并且存储在从属缓冲器124中。就此而言，第二设备120可以具有相同的缓冲器内容，并且可以开始音频回放而在切换为主控的角色时无延迟。虽然该示例中仅示出了音频缓冲器中的音频分组，但是应当理解的是，诸如视频或图像缓冲器之类的其它类型的缓冲器也可以被同步。
第一设备110然后可以停止从主机设备105接收音频分组。这可以以任意数量的方式来完成。仅作为示例，第一设备110可以关闭流比特、改变其通信控制器处的访问地址等等。
第一和第二设备110、120然后可以完成第一阶段角色切换。第二设备120可以建立与主机设备105的新通信链路156，并且向主机设备105通知其是应当直接从主机105接收分组的新主控。根据一些示例，第一和第二设备110、120可以在诸如蓝牙控制器层的通信控制器层完成第一阶段角色切换。例如，每个设备110、120可以向其通信控制发送命令以开始第一阶段角色切换。第一设备110可以将其链路管理器协议(LMP)状态发送至第二设备120，所述第二设备120接收LMP套接。第二设备120可以开始新ACL链路并且与主机设备105进行同步。一旦ACL链路被成功建立，第二设备120就可以向第一设备110发送成功LMP分组并且向主机设备105通知第二设备120是新主控。第一设备110在接收到LMP成功分组时也可以向主机105通知其是新从属。
分别处于它们新从属和新主控角色的第一和第二设备110、120重新创建它们的内部蓝牙主机简档。这可以非常快地完成。第一和第二设备110、120可以重新构建它们的内部蓝牙简档和状态的存储器。例如，作为新主控的第二设备120可以从作为先前主控的第一设备110接收结构体(struct)。第二设备120可以使用结构体在应用侧重新创建其蓝牙简档。作为新从属的第一设备110可以类似地从第二设备120接收结构体，并且使用结构体重新创建其蓝牙简档。虽然这是一个示例，但是应当理解的是，可以使用重新创建内部蓝牙简档的其它方式。
在第一阶段角色切换期间，音频的回放继续。因此，由于第一和第二设备未正在从主机接收分组，所以第一和第二设备的音频缓冲器将被耗尽。为了防止回放中的可感知毛刺，第一阶段角色切换应当在小于音频缓冲器大小的时间内完成。
在已经完成了第一阶段角色切换的情况下，第二设备120可以建立与主机设备105的通信链路156并且充当针对主机设备105的从属。第二设备120从主机设备105接收音频分组，所述主机设备105正尝试追赶传送。例如，主机设备将保持缓冲并且尝试发送分组，因为音频并未被暂停并且主机并不一定被告知角色切换即将发生。就此而言，传送将针对在其期间发生第一阶段角色切换的时段进行追赶。
虽然完成了设备角色切换而成为了设备主控，但是第二设备120仍然是针对第一设备110的中继链路从属。例如，虽然第二设备120接管了与主机设备的链路，但是第二设备120在与第一设备110的链路154上仍然是从属。在该示例中，第一设备110仍然可以是控制发送分组的时序的蓝牙主控。这样，对于第二设备120将分组中继至第一设备而言可能不太有效。为了应对这样的低效性，可以使用特殊调度进行分组中继。
如图3D中所示，第一设备110和第二设备120中的每一个都分别存储特殊时序调度116、126以用于在第一阶段角色切换已经完成而第二阶段角色切换尚未完成时的情况下传送或接收分组。该时序调度116、126例如可以被编程到每个设备110、120的蓝牙控制器中。时序调度116、126可以在制造时被预设，和/或它们可以通过经由主机设备105提供的软件或固件更新来更新。时序调度116、126可以通过指示第二设备120应当何时传送分组以及第一设备110预期应当何时接收它们而提供了第一和第二设备110、120之间的衔接(cohesion)。作为示例，时序调度116、126可以指示处于新主控角色的第二设备120应当每隔2ms发送分组，并且处于新从属角色的第一设备110应当每隔2ms监听分组。应当理解的是，这仅是一个示例，并且任何时序方案都是可能的。
第二设备120可以继续根据特殊时序调度116、126将来自主机设备105的分组中继至第一设备110，直至第一和第二设备处的音频缓冲器114、124已经追赶上正常范围。在此之前，缓冲器由于音频回放在第一阶段角色切换期间仍然正在发生而被耗尽。例如，第一和第二设备处的音频缓冲器114、124可以达到存储大约150ms-250ms或者更多或更少的音频的范围以供回放。此时，第一和第二设备110、120可以触发角色切换的第二阶段。
图3E图示了角色切换的第二阶段，其中第二设备120成为第一设备110和第二设备120之间的通信链路154上的主控。例如，第二设备120向第一设备110发送时钟偏移，执行切换的时间被调度，并且切换发生。在该阶段期间，第二设备120取得对于第一设备110和第二设备120之间的传送的时序128的控制。由于音频缓冲器达到了正常范围，所以在第二阶段角色切换期间应当不会听到音频毛刺。
在图3F中，第一和第二设备110、120将它们的内部时序返回至先前设定。例如，先前被提高的CPU时钟速率131、141现在被返回至调节前的水平。此外，先前减少的轮询速率132、142现在返回到其调节前的水平。在一些示例中，调节前的水平可以是默认水平或者是设备并未经历角色切换时的正常操作水平。
图4图示了第一设备110和第二设备120的内部组件的示例。虽然示出了多个内部组件，但是应当理解的是，可以包括附加或更少的组件。仅作为示例，设备可以包括在回放设备中通常存在的组件，诸如扬声器、麦克风等。这些设备可以是例如无线配件，诸如耳塞式耳机、扬声器、显示器等。下文主要关于第一设备110来描述设备。虽然第二设备120在一些示例中可以与第一设备相似或相同，但是在其它示例中，第二设备120可以是不同类型的设备。附加地或可选地，第二设备120可以具有不同的内部组件。
第一设备110可以包括一个或多个处理器416、一个或多个存储器412，以及其它组件。例如，计算设备110可以包括一个或多个传感器418、无线配对接口419和电池417。
存储器412可以存储能够由一个或多个处理器416所访问的信息，包括可以由一个或多个处理器416执行或者以其它方式使用的数据414、指令415。例如，存储器412可以是能够存储处理器所能够访问的信息的任何类型，包括计算设备可读介质，或者存储可以借助于电子设备读取的数据的其它介质，诸如易失性存储器、非易失性存储器以及其它可写且只读的存储器。仅作为示例，存储器412可以是被配置为提供快速查找的静态随机访问存储器(SRAM)。系统和方法可以包括上述的不同组合，由此指令和数据的不同部分被存储在不同类型的介质上。
数据414可以由一个或多个处理器416依据指令415来检索、存储或修改。例如，数据414可以包括短距离无线通信简档，诸如，蓝牙简档。数据414可以进一步包括被缓冲的分组，诸如具有从主机设备接收的分组的音频缓冲器。虽然所请求保护的主题并不被任何特定数据结构所限制，但是数据可以被存储在计算设备寄存器中、作为具有多个不同字段和记录的表格被存储在关系数据库中、被存储在XML文档或平面文件中。数据还可以以任何计算设备可读的模式被模式化。
指令415可以是要由一个或多个处理器416直接执行的诸如机器代码的任何指令集，或要由一个或多个处理器416间接执行的诸如脚本的任何指令集。例如，指令可以作为计算设备代码被存储在计算设备可读介质上。就此而言，术语“指令”和“程序”可以在本文以可互换的方式被使用。指令可以以目标代码的模式被存储以便由处理器直接处理，或者以任何其它计算设备语言被存储，包括脚本或者被按需解释或事先编译的独立源代码模块的合集。指令的功能、方法和例程在下文更详细地进行解释。
一个或多个处理器416可以是硬线连入设备110自身之中的微处理器、逻辑电路(例如，逻辑门、触发电路等)，或者可以是规定的专用集成电路(ASIC)。应当理解的是，一个或多个处理器416并不局限于硬线逻辑电路，而是还可以包括任何市面有售的可用处理单元，或者任何基于硬件的处理器，诸如现场可编程门阵列(FPGA)。在一些示例中，一个或多个处理器416可以包括状态机。处理器416可以被配置为执行指令415以例如执行诸如下文结合图5-6所描述的方法。
处理器416可以包括内部时钟，其控制第一设备110的操作的时序。例如，时钟可以控制诸如在主控设备上保存简档状态或者在从属设备上恢复简档之类的操作的时序。
一个或多个传感器418可以包括用于检测与角色切换相关的条件的各种机械或电磁传感器中的任一个。这样的传感器例如可以包括加速计、陀螺仪、开关、光传感器、气压计、音频传感器(例如，麦克风)、振动传感器、热传感器、射频(RF)传感器，等等。就此而言，设备110可以检测指示设备应当与其配对设备切换角色的条件。作为一个示例，传感器可以检测所接收信号的强度，并且可以将所接收信号的强度与配对设备的所接收信号的强度进行比较。设备110及其配对设备因此可以协商是否切换角色。作为另一个示例，传感器可以检测其它参数，诸如电池寿命、信号质量、移动、当前缓冲器水平，等等。
短距离无线配对接口419可以被用来形成与诸如配对的第二设备120的其它设备或者诸如提供音频分组的移动电话的主机设备的连接。例如，连接可以是蓝牙连接或者任意其它类型的无线配对。仅作为示例，每个连接都可以包括ACL链路。
虽然图4在功能上将设备110的处理器、存储器和其它元件图示为处于相同方框之内，但是本领域技术人员将会理解的是，处理器和存储器实际上可以包括可能被或可能不被存储在相同物理外壳之内的多个的处理器和存储器。例如，存储器412可以是位于与计算设备110的机壳不同的机壳中的易失性存储器或其它类型的存储器。此外，上文描述的各种组件可以是一个或多个电子设备的一部分。
在该示例中，第二设备120具有与设备110的内部架构类似的内部架构。例如，第二设备120包括存储数据424以及可以由一个或多个处理器426执行的指令425的存储器422。第二设备120进一步包括电池427、传感器428、诸如蓝牙接口的通信接口429，等等。虽然第二设备120被示为执行与第一设备110的指令41不同的指令425的集合，但是应当理解的是，两个设备110、120都可以被编程为执行从主控到从属以及从从属到主控的角色切换。
如上文提到的，指令415和425可以被执行从而实行第一设备110和第二设备120之间的两阶段角色切换操作。两个设备都提高它们的内部CPU时钟速率。第一设备110向第二设备120发送角色切换信息。例如，第一设备110可以将其无线通信简档及其缓冲器内容发送至第二设备120。第一设备110停止从主机接收分组并且第二设备120建立与主机的通信链路。第二设备120向主机通知其是新主控并且开始接收分组，它根据特殊时序调度将所述分组传送至第一设备110。一旦达到了预定缓冲器水平，设备就可以执行第二阶段角色切换，其中在设备之间的连接上第一设备110变为从属并且第二设备120变为主控。设备然后将它们的时钟速率返回至先前的设定。
图5提供了图示出两阶段角色切换之前、期间和之后的设备之间的通信的示例时序图。主机设备通过第一短距离无线连接向最初充当主控角色的第一设备110传送分组。第一和第二设备无线配对，并且第一设备110通过第一设备110和第二设备120之间的第二短距离无线连接中继所接收的分组。这可能是设备的正常或默认操作。应当理解的是，所图示的时序仅是作为示例，并且在其它示例中，操作可以有所重叠或者以不同顺序发生。
当要执行角色切换时，第一和第二设备加速它们的内部CPU时钟，并且第一设备向第二设备发送角色切换信息。这样的角色切换信息可以包括无线通信简档、缓冲器内容等。在发送这样的角色切换信息的同时，第一设备110可以像其正常情况下那样从主机设备105接收分组。
在发送角色切换信息之后，设备可以执行角色切换的第一阶段。在该阶段中，第一设备停止接收分组。主机105和第一设备110之间的通信链路被去除，并且第二设备120建立与主机105的新通信链路。第二设备120可以使用该新通信链路向主机105通知它是新主控。
第二设备120因此可以开始直接从主机105接收分组。在第一阶段角色切换之后，第二设备针对主机和第一设备两者是蓝牙从属，其中第二设备监听来自主机105的分组并且仍然被配置为监听来自第一设备110的分组。为了克服这种情况，第二设备120根据特殊调度将从主机105接收的分组中继至第一设备110。这样的特殊调度可以被存储在第一和第二设备110、120中的每一个的通信控制器中。
第一和第二设备110、120继续缓冲所接收音频分组。一旦缓冲器达到预定水平，就可以执行第二阶段角色切换。例如，预定水平可以是例如用于回放的数据量，诸如用于100ms回放、300ms回放等的数据。在其它示例中，数据量可以以比特或任何其它单位来衡量。
在第二阶段角色切换期间，第二设备变为第一设备和第二设备之间的通信链路上的蓝牙主控。这样，第二设备110从第一设备110接管时序控制。一旦第二阶段角色切换完成，设备将使它们的CPU时钟返回至它们在角色切换前的设定。
图6是图示第一无线配件和第二无线配件之间的两阶段角色切换的示例方法600的流程图。虽然操作是以特定顺序被图示和描述，但是应当理解的是，顺序可以被修改并且操作可以被增加或省略。
在框605，第一配件通过第一通信链路从主机接收信息。例如，第一配件可以通过第一ACL链路从主机设备接收音频分组。充当主控的第一配件将所接收的信息中继至第二ACL链路的第二配件(框610)。框605和610可以被重复直至在框615中确定角色切换被需要或者是有益的。
当要执行角色切换时，第一和第二配件在框620加速它们的内部CPU时钟。配件可以进一步降低它们的轮询速率。
在框625中，第一配件向第二配件发送角色切换信息。这样的角色切换信息可以包括蓝牙简档、缓冲器内容或者第二配件可能需要以充当主控并且直接从主机设备接收分组的任何其它信息。第二配件例如使用这样的信息来重新构建其蓝牙简档、更新其缓冲器等等。
在框630中，第一配件停止接收分组，并且第二配件建立与主机的链路。例如，第一配件可以放弃第一ACL链路，并且第二配件可以建立与主机的新ACL链路。在框635，第二配件然后可以开始直接从主机接收分组，并且将这样的分组中继至第一配件。由于第二设备此时已仅完成了角色切换的第一阶段，所以第二设备在第二ACL链路上仍然是针对第一设备的蓝牙从属。例如，第一配件仍然负责第二ACL链路上的蓝牙传送的时序，从而第二设备并不知道何时发送中继分组。因此，第一和第二设备使用预定调度来接收/发送中继分组。
第二设备可以继续接收以及根据调度向第一设备中继分组，直至在框640中达到缓冲器阈值。例如，阈值可以是用于回放的预定数据数量。这样的数量可以被设置为使得回放将不会以可感知的方式被延迟。一旦缓冲器达到阈值，设备就执行第二阶段角色切换，并且第二配件接管第二ACL链路上的时序控制(框645)。已经完成完整角色切换，第一和第二配件因此可以返回它们先前的时钟速度和轮询速率。
上述的系统和方法的有益之处在于它们提供了无缝的角色切换。例如，角色切换过程可以在用户没有检测到任何音频毛刺的情况下得以执行。这样，可以执行角色切换以保持主机和主控之间的高信号强度连接、或者延长设备的电池寿命、或者为了任何其它原因而不牺牲用户体验。
除非以其它方式有所提及，否则上述可替换示例并非是互相排斥的，而是可以以各种组合来实现以实现独特的优势。由于可以在并不背离权利要求所限定主题的情况下对上文所讨论的特征的这些和其它变化及组合加以利用，以上对实施例的描述应当以说明而非对权利要求所限定主题的限制的方式来理解。此外，本文所描述的示例以及被表达为“诸如”、“包括”等的子句的提供并不应当被解释为将权利要求的主题限制为具体的示例；相反，示例仅是意在说明许多可能实施例中的一种。进一步地，不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的要素。

Claims (26)

1.一种用于在作为主控操作的第一设备和作为从属操作的第二设备之间执行角色切换的方法，所述方法包括：
由所述第一设备从主机设备接收分组；
将所接收的分组从所述第一设备转发至所述第二设备；
在所述第一设备和所述第二设备处执行第一阶段角色切换，所述第一阶段角色切换包括：
在所述第二设备和所述主机设备之间建立通信链路；以及
向所述主机设备通知所述第二设备正作为新主控操作；
由所述第二设备从所述主机设备接收分组；
根据预设调度将所接收的分组从所述第二设备转发至所述第一设备；以及
在所述第一设备和所述第二设备的所接收的分组的音频缓冲器达到预定水平时，在所述第一设备和所述第二设备处执行第二阶段角色切换，所述第二阶段角色切换包括：将对于从作为新主控的所述第二设备向作为新从属的所述第一设备发送分组的时序的控制从所述第一设备传递至所述第二设备。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述第一阶段角色切换之前，提高所述第一设备和所述第二设备的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，降低所述第一设备和所述第二设备中的所述CPU时钟速率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中提高所述CPU时钟速率包括：将所述CPU时钟设置为最大速率设定。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，进一步包括：
由所述第一设备在所述第一阶段角色切换之前，减小处于主控角色的所述第一设备向处于从属角色的所述第二设备发送分组的轮询速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，提高处于新主控角色的所述第二设备向处于新从属角色的所述第一设备发送分组的轮询速率。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括：
由所述第一设备在所述第一阶段角色切换之前或在所述第一阶段角色切换期间，在继续从所述主机设备接收分组时向所述第二设备发送角色切换信息。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述预设调度被编程到所述第一设备的控制器和所述第二设备的控制器之中。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述音频缓冲器的所述预定水平是100-250ms。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第二阶段角色切换是蓝牙角色切换。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第一设备和所述第二设备是音频接收器设备，特别是耳塞式耳机。
10.一种系统，包括：
第一设备；和
被适配为与第一音频接收器设备无线地配对的第二设备；
其中所述第一设备和所述第二设备被配置为执行两阶段角色切换操作，包括：
由所述第一设备从主机设备接收分组；
将所接收的分组从所述第一设备转发至所述第二设备；
在所述第一设备和所述第二设备处执行第一阶段角色切换，所述第一阶段角色切换包括：
在所述第二设备和所述主机设备之间建立通信链路；以及
向所述主机设备通知所述第二设备正作为新主控操作；
由所述第二设备从所述主机设备接收分组；
根据预设调度将所接收的分组从所述第二设备转发至所述第一设备；以及
在所述第一设备和所述第二设备的所接收的分组的音频缓冲器达到预定水平时，在所述第一设备和所述第二设备处执行第二阶段角色切换，所述第二阶段角色切换包括：将对于从作为新主控的所述第二设备向作为新从属的所述第一设备发送分组的时序的控制从所述第一设备传递至所述第二设备。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备进一步被配置为：
在所述第一阶段角色切换之前，提高所述第一设备和所述第二设备的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，降低所述第一设备和所述第二设备中的所述CPU时钟速率。
12.根据权利要求111所述的系统，其中提高所述CPU时钟速率包括：将所述CPU时钟设置为最大速率设定。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备进一步被配置为：
由所述第一设备在所述第一阶段角色切换之前，减小处于主控角色的所述第一设备向处于从属角色的所述第二设备发送分组的轮询速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，提高处于新主控角色的所述第二设备向处于新从属角色的所述第一设备发送分组的轮询速率。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备进一步被配置为：
由所述第一设备在所述第一阶段角色切换之前或在所述第一阶段角色切换期间，在继续从所述主机设备接收分组时向所述第二设备发送角色切换信息。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的系统，其中所述预设调度被编程到所述第一设备的控制器和所述第二设备的控制器之中。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的系统，其中所述音频缓冲器的所述预定水平是100-250ms。
17.根据权利要求10至16中的任一项所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备是音频接收器设备，特别是耳塞式耳机。
18.根据权利要求10至17中的任一项所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备中的每一个包括被适配为临时存储所接收的音频分组的音频缓冲器；和
被适配为回放被临时存储在所述音频缓冲器中的所述音频分组的扬声器。
19.一种系统，包括：
被适配为以主控角色和从属角色操作的第一音频接收器设备；和
被适配为以主控角色和从属角色操作的第二音频接收器设备；
其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备中的每一个包括：
被适配为通过无线连接来接收音频分组的无线通信接口；
被适配为临时存储所接收的音频分组的音频缓冲器；
被适配为回放临时存储在所述音频缓冲器中的所述音频分组的扬声器；和
与所述无线通信接口通信的处理器，所述处理器被配置为执行两阶段角色切换操作，包括：
由所述第一音频接收器设备从主机设备接收分组；
将所接收的分组从所述第一音频接收器设备转发至所述第二音频接收器设备；
在所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备处执行第一阶段角色切换，所述第一阶段角色切换包括：
在所述第二音频接收器设备和所述主机设备之间建立通信链路；以及
向所述主机设备通知所述第二音频接收器设备正作为新主控进行操作；
由所述第二音频接收器设备从所述主机设备接收分组；
根据预设调度将所接收的分组从所述第二音频接收器设备转发至所述第一音频接收器设备；以及
在所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备的音频缓冲器达到预定水平时，在所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备处执行第二阶段角色切换，所述第二阶段角色切换包括：将对于从作为新主控的所述第二音频接收器设备向作为新从属的所述第一音频接收器设备发送分组的时序的控制从所述第一音频接收器设备传递至所述第二音频接收器设备。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备是耳塞式耳机。
21.根据权利要求19或20所述的系统，其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备进一步被配置为：
在所述第一阶段角色切换之前，提高所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备中的每一个中的中央处理单元(CPU)时钟速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，降低所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备中的所述CPU时钟速率。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备进一步被配置为提高所述CPU时钟速率包括：将所述CPU时钟设置为最大速率设定。
23.根据权利要求19至22中的任一项所述的系统，其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备进一步被配置为：
由所述第一音频接收器设备在所述第一阶段角色切换之前，减小处于主控角色的所述第一音频接收器设备向处于从属角色的所述第二音频接收器设备发送分组的轮询速率；以及
在所述第二阶段角色切换之后，提高处于新主控角色的所述第二音频接收器设备向处于新从属角色的所述第一音频接收器设备发送分组的轮询速率。
24.根据权利要求19至23中的任一项所述的系统，其中所述第一音频接收器设备进一步被配置为：在所述第一阶段角色切换之前或在所述第一阶段角色切换期间，在继续从所述主机设备接收分组时向所述第二音频接收器设备发送角色切换信息。
25.根据权利要求19至24中的任一项所述的系统，其中所述第一音频接收器设备和所述第二音频接收器设备中的每一个进一步包括存储所述预设调度的存储器。
26.根据权利要求19至25中的任一项所述的系统，其中所述音频缓冲器的所述预定水平是100-250ms。
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