CN113676820A - 无线多声道音频传输方法、装置和电子设备 - Google Patents

无线多声道音频传输方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种无线多声道音频传输方法、装置和电子设备，属于无线音频技术领域。本申请的无线多声道音频传输方法包括：把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据音频数据，N≥2，M≥2，每一组子集声道音频数据包括至少一个声道的音频数据；通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据音频数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，每个发送模组的发送频率不同，针对某一组子集声道数据，交替的通过M个发送模组向某一个子集声道音频接收设备发送所述某一组子集声道数据；采用不同频率信道并行发送子集声道数据，利用时分复用、频分复用和空间分集提高无线多声道音频传输系统的传输的带宽、降低延迟、增加传输可靠性。

Description

无线多声道音频传输方法、装置和电子设备
技术领域
本申请涉及无线音频领域，尤其涉及一种无线多声道音频传输方法、装置和电子设备。
背景技术
如今，无线音频技术已经给人们带来无拘无束的自由通话和音乐享受，获得了人们的广泛喜爱。尤其是蓝牙低功耗(BLE:Bluetooth Low Energy)音频(Audio)技术，其采用点到点通信的连接等时流(CIS:Connected Isochronous Stream)协议和点到多点通信的广播等时流(BIS:Broadcast Isochronous Stream)协议，以及由与之相对应的至少一路CIS构成的连接等时组(CIG:Connected Isochronous Group)协议和由至少一路BIS构成的广播等时组(BIG:Broadcast Isochronous Group)协议，从而能够给人们带来更低功耗更低成本及更高质量的多声道(Multi-channel)无线音频服务。例如，基于两路CIS或BIS的双声道真无线立体声(TWS:True Wireless Stereo)耳机。
然而，蓝牙低功耗音频的物理层最大传输速率只有2Mbps，这限制了无线多声道音频质量的进一步提高，尤其是，无线高分辨率多声道音频的可靠传输。同时，这也限制了无线多声道音频延迟的进一步降低，尤其是，影响了需要超低延迟的无线多声道游戏耳机的性能；也限制了无线多声道音频的通道数的进一步增加，尤其是，影响了高质量低延迟的无线5.1或7.1多声道环绕声音箱的性能。
现有技术为了提高蓝牙低功耗音频的无线传输速率，通常采用降低BLE所采用的GFSK调制的符号周期、同样符号周期的差分相移键控调制、或多载波调制技术等来提高传输速率、或者简单地采用与声道数相同的BLE射频发射机频分复用地发送多声道音频以提高传输速率或扩展声道数，然而这些方法都存在着缺陷，如符号周期越短，受多路径干扰的影响越大，远距离无线传输的性能越差；如功率难以满足低功耗需求；如时分复用发送时切换时间占比随着传输速率和传输声道数的增加而增加，导致链路效率降低；如随着声道增多复杂度增加、导致灵活性可靠性降低等。
发明内容
本申请提出了一种无线多声道音频传输方法、装置和电子设备，以解决现有技术存在的问题，提高无线多声道音频传输的性能。
为了实现上述目的，本申请采用了如下方案：
一方面，本申请实施例提供了一种无线多声道音频传输方法，用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述方法包括：
把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，其中，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；
通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组采用的发送频率不同，针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
可选的，所述把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，包括：
根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，对所述N个声道的音频数据进行分组，一个子集声道音频接收设备对应接收一组子集声道数据。
可选的，所述预设的发送模组变换规则包括：
交替的通过M个发送模组发送所述目标组子集声道数据。
可选的，所述预设的发送模组变换规则包括：
在一个发送时间周期内重复发送所述目标组子集声道数据时，至少有一次采用不同的发送模组发送。
可选的，当所述目标组子集声道数据包括至少两个声道的音频数据时，发送模组以时分复用方式串行发送所述目标组子集声道数据的所述至少两个声道的音频数据。
可选的，当所述无线多声道音频传输方法用于蓝牙低功耗通信时，包括：
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组连接等时流CIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组连接等时流CIS链路中至少包括一条连接等时流CIS链路，一条连接等时流CIS链路用于传输一个声道的音频数据；或者，
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组广播等时流BIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组广播等时流BIS链路中至少包括一条广播等时流BIS链路，一条广播等时流BIS链路用于传输一个声道的音频数据。
可选的，将所述N个声道的音频数据编码，并根据连接等时流CIS协议、或者广播等时流BIS协议，分别封装成N个声道的协议数据包，根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，将N个声道的协议数据包分组形成M组子集声道数据。
可选的，所述发送模组包括蓝牙低功耗BLE射频单元和天线；
所述通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备包括：通过M个发射模组并行地把所述M组子集声道数据分别发送至对应的子集声道音频接收设备；其中，
针对通过序列号为X的CIS链路或BIS链路传输的一个声道的协议数据包，在序列号为E的等时同步信道事件的序列号为S的子事件内，采用序列号为R的蓝牙低功耗BLE射频单元和天线发送，其中，R＝(X+E+S)mod M，R、X、E和S均为自然数。
一方面，本申请实施例提供了一种无线多声道音频传输方法，包括：
接收无线多声道音频发送设备发送的目标组子集声道数据，所述目标组子集声道数据是所述无线多声道音频发送设备的M个发送模组并行发送的M组子集声道数据中的一组；所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据，所述目标组子集声道数据中至少包括一个声道的音频数据，其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
在所述无线多声道音频发送设备根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组时，所述子集声道音频接收设备相应的接收来自变换后的发送模组发送的所述目标组子集声道数据。
可选的，所述子集声道音频接收设备包含至少一个单声道音频接收设备，和/或
至少一个多声道音频接收设备。
一方面，本申请实施例还提供了一种无线多声道音频发送设备，用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述设备包括音频处理与存储单元、基带与协议处理单元以及M个发送模组，
音频处理与存储单元，用于把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；
基带与协议处理单元，通过所述M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组所采用的发送频率不同，
所述基带与协议处理单元还用于针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
可选的，所述发送模组包括射频单元和天线。
一方面，本申请实施例还提供了一种无线多声道音频传输系统，所述音频传输系统包括无线多声道音频发送设备和M个子集声道音频接收设备，
所述无线多声道音频发送设备根据本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法，并行的发送M组子集声道数据，所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据；其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
所述M个子集声道音频接收设备根据本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法，接收来自所述无线多声道音频发送设备的M组子集声道数据。
另一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法的步骤。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的一种无线多声道音频传输方法，及相应的无线多声道音频传输系统、无线多声道音频发送设备。所述无线多声道音频传输方法，包括把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，其中，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组采用的发送频率不同，针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组；采用多个频率信道并行发送子集声道数据，利用频分复用和空间分集提高无线多声道音频传输系统的传输带宽、降低传输延迟、增加传输可靠性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种无线多声道音频传输方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种无线多声道音频传输系统示意图；
图3为本申请实施例提供的一种无线多声道音频传输方法流程图；
图4为本申请实施例提供的一种无线多声道音频发送设备示意图；
图5a为一种无线多声道音频系统的时隙结构示意图；
图5b为一种无线多声道音频系统的时隙结构示意图；
图6a为本申请实施例提供的一种无线多声道音频系统的时隙示意图；
图6b为本申请实施例提供的一种无线多声道音频系统的时隙示意图；
图7为一种无线多声道音频系统的时隙结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种无线多声道音频系统的时隙示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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，都属于本申请的保护范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的无线多声道音频传输方法进行详细地说明。
参考图1示出了本申请实施例提供的无线多声道音频传输方法的流程图示意，所述无线多声道音频传输方法用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述方法包括：
步骤101，把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，其中，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据。
具体的，进行划分时，每一组子集声道数据的声道数可以相同，也可以不同，如某一组子集声道数据的声道数为Km，则
Figure BDA0003269903760000061
m∈M，M≥2。
可选的，所述把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，包括：
根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，对所述N个声道的音频数据进行分组，一个子集声道音频接收设备对应接收一组子集声道数据。
具体的，所述声道信息包括子集声道音频接收设备需要接收的声道数量和接收哪些声道。
示例性的，如M＝2，有2个子集声道音频接收设备，N＝3，其中第一子集声道音频接收设备可接收双声道，第二子集声道音频接收设备只可接收单声道，则将N个声道的音频数据分为两组子集声道数据，第一组为2个声道的音频数据，对应于第一子集声道音频接收设备，第二组为单声道的音频数据，对应于第二子集声道音频接收设备。
步骤102，通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组采用的发送频率不同，针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
具体的，所述发送模组可以包括射频单元和天线。
具体的，M个发送模组采用不同的信道并行地发送M组子集声道数据，并且在同一时刻每个信道的频率均不同，这种频率分集的方式可以确保每个子集声道的信道之间互不干扰。具体实施时，可以采用现有的各种信道选择算法来计算每个信道，例如采用时分复用的BLE信道选择算法来计算每个时刻每个发送模组所采用的信道。
具体的，在通过M个发送模组并行发送M组子集声道数据的过程中，还针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
在一些具体实施方式中，所述预设的发送模组变换规则包括：
交替的通过M个发送模组发送所述目标组子集声道数据。
示例性的，如共有3个发送模组，在时刻1，采用发送模组1发送所述目标组子集声道数据；时刻2采用发送模组2发送所述目标组子集声道数据，时刻3采用发送模组3发送所述目标组子集声道数据，如此交替循环往复进行对所述目标组子集声道数据的发送，从而可综合利用频分复用和空间分集特性来提高无线通信的传输带宽、降低传输延迟、增加传输可靠性。
具体的，以蓝牙低功耗BLE无线通信为例，每个子集声道音频接收设备的子集声道数据发送时，在不同的子事件(Subevent)时隙通过不同的信道和BLE射频单元及天线发送，也就是说某个子集声道音频接收设备并不是从某个固定的发送模组或某个固定信道上接收其对应的一组子集声道数据，以发送模组为BLE射频单元和天线为例，如：子集声道音频接收设备2在接收第二组子集声道数据时，在时刻1对应信道1、BLE射频单元3及天线3；在时刻2对应信道5、BLE射频单元2及天线2。
作为另一种具体实施方式，所述预设的发送模组变换规则包括：
在一个发送时间周期内重复发送所述目标组子集声道数据时，至少有一次采用不同的发送模组发送。
具体的，在一个发送周期内，如出现目标组子集声道数据重传时，至少有一次重传采用不同的发送模组发送。示例性的，可以设置第一次重传所采用的发送模组与首次发送时所采用的发送模组不同，从而可综合利用频分复用和空间分集特性来提高无线通信的传输带宽、降低传输延迟、增加传输可靠性。。
可以理解的是，基于本发明的技术思想还可以采用其它类似的发送模组变换规则。
可选的，当所述目标组子集声道数据包括至少两个声道的音频数据时，发送模组以时分复用方式串行发送所述目标组子集声道数据的所述至少两个声道的音频数据。此时，M组子集声道数据被通过M组发送模组并行发送的同时，其中的一组子集声道数据中的多个声道的音频数据是时分复用一个发送模组而串行发送的，因此本实施方式充分融合频分复用、时分复用和空间分集的特性进行多声道数据的发送，进一步提高无线多声道音频系统的传输带宽、降低传输延迟、增加传输可靠性。
具体的，本申请实施例提供的无线多声道音频传输方法，可应用于各种无线跳频通信场景中。
可选的，当所述无线多声道音频传输方法用于蓝牙低功耗通信时，包括：
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组连接等时流CIS链路，用于传输一组子集声道数据。一组连接等时流CIS链路中可以包括一条或者多条CIS链路，一条连接等时流CIS链路用于传输一个声道的音频数据。
可选的，当所述无线多声道音频传输方法用于蓝牙低功耗通信时，包括：
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组广播等时流BIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组广播等时流BIS链路中可以包括一条或者多条BIS链路，一条广播等时流BIS链路用于传输一个声道的音频数据。
可选的，所述把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据包括：将所述N个声道的音频数据编码，并根据连接等时流CIS协议、或者广播等时流BIS协议，分别封装成N个声道的协议数据包，根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，将N个声道的协议数据包分组形成M组子集声道数据；
所述发送模组包括蓝牙低功耗BLE射频单元和天线；所述通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备包括：通过M个发射模组并行地把所述M组子集声道数据分别发送至对应的子集声道音频接收设备。
以蓝牙低功耗(BLE:Bluetooth Low Energy)音频(Audio)技术的实施场景为例，首先可以采用BLE Audio技术中常用的数据编码和封装方法，将所述N个声道的音频数据按BLE Audio通信协议编码为N路单声道的音频数据或音频服务数据包(SDU，service DataUnit)，之后把所述N路单声道的音频数据或SDU根据CIS或BIS协议封装为协议数据包(PDU:Protocol Data Unit)。之后，根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，将各个声道的协议数据包分组形成M组子集声道数据，以通过M个发送模组并行地向对应的M个子集声道音频接收设备发送。示例性的，如一个子集声道音频接收设备需要接收第0个声道和第2个声道，则将第0个声道的协议数据包和第2个声道的协议数据包作为一组子集声道数据。
示例性的，BLE射频单元把输入的PDU调制为射频信号并通过其连接的天线发送给对应的子集声道音频接收设备。
可选的，可以根据所述预设的发送模组变换规则，交替的通过M个发送模组发送M组子集声道数据，其中：
针对通过序列号为X的CIS链路或BIS链路传输的一个声道的协议数据包，在序列号为E的等时同步信道事件的序列号为S的子事件内，采用序列号为R的蓝牙低功耗BLE射频单元和天线发送，其中，R＝(X+E+S)mod M，R、X、E和S均为自然数。
这种交替变换发送模组的方式可以通过空间分集获得更好的通信性能。
通过上述无线多声道音频传输方法，能够实现把多声道的音频数据分成至少两组子集声道数据，采用多个发送模块，通过多个频率信道和多个天线并行地发送子集声道音频，能够利用时分复用、频分复用和空间分集提高无线多声道音频系统的传输带宽、降低传输延迟、增加传输可靠性。
本申请实施例还提供了一种无线多声道音频传输方法，包括：
步骤301，接收无线多声道音频发送设备发送的目标组子集声道数据，所述目标组子集声道数据是所述无线多声道音频发送设备的M个发送模组并行发送的M组子集声道数据中的一组；所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据，所述目标组子集声道数据中至少包括一个声道的音频数据，其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
在所述无线多声道音频发送设备根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组时，所述子集声道音频接收设备相应的接收来自变换后的发送模组发送的所述目标组子集声道数据。
示例性的，如N＝5，M＝3，Km为子集声道数据组m接收的声道数量，K1＝1，K2＝2，K3＝2，即3个子集声道音频接收设备分别接收1、2、2个声道的无线音频数据；也可以是K1＝1，K2＝1，K3＝3，即3个子集声道音频接收设备分别接收1、1、3个声道的无线音频数据。
可选的，所述子集声道音频接收设备包含至少一个单声道音频接收设备，和/或
至少一个多声道音频接收设备。
具体的，每个子集声道音频接收设备，可以包含一个单声道的音频接收设备、也可以包含一个多声道的音频接收设备、也可以包含若干个单声道的音频接收设备和/或多声道的音频接收设备。
可选的，所述接收无线多声道音频发送设备发送的目标组子集声道数据之前包括：
每个子集声道音频接收设备与所述无线多声道音频发送设备建立一组连接等时流CIS链路、或一组广播等时流BIS链路。
通过上述无线多声道音频传输方法，能够实现通过子集声道的音频接收设备，接收一组来自无线多声道音频发送设备的子集声道数据，其通信过程具有传输带宽、传输延迟低、传输可靠性强的特点。
参考图4，本申请实施例还提供了一种无线多声道音频发送设备40，用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述设备包括音频处理与存储单元41、基带与协议处理单元42以及M个发送模组，
音频处理与存储单元41，用于把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；
基带与协议处理单元42，通过所述M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组所采用的发送频率不同；
所述基带与协议处理单元还用于针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
可选的，所述发送模组包括射频单元和天线。
具体的，参考图4，所述无线多声道音频发送设备还包括M个BLE射频单元(M≥2)，每个BLE射频单元连接一个天线。
可选的，所述音频处理与存储单元41还用于根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，对所述N个声道的音频数据进行分组，一个子集声道音频接收设备对应接收一组子集声道数据。
可选的，所述预设的发送模组变换规则包括：
交替的通过M个发送模组发送所述目标组子集声道数据。
可选的，所述预设的发送模组变换规则包括：
在一个发送时间周期内重复发送所述目标组子集声道数据时，至少有一次采用不同的发送模组发送。
可选的，当所述目标组子集声道数据包括至少两个声道的音频数据时，发送模组以时分复用方式串行发送所述目标组子集声道数据的所述至少两个声道的音频数据。
可选的，当所述无线多声道音频传输方法用于蓝牙低功耗通信时，所述基带与协议处理单元42还用于：
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组连接等时流CIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组连接等时流CIS链路中至少包括一条连接等时流CIS链路，一条连接等时流CIS链路用于传输一个声道的音频数据；或者，
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组广播等时流BIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组广播等时流BIS链路中至少包括一条广播等时流BIS链路，一条广播等时流BIS链路用于传输一个声道的音频数据。
可选的，所述音频处理与存储单元41还用于根据蓝牙低功耗通信协议将所述N个声道的音频数据进行编码，生成所述N路单声道的音频数据或音频服务数据包；
所述基带与协议处理单元42还用于根据连接等时流CIS协议、或者广播等时流BIS协议，将所述N路单声道的音频数据或音频服务数据包分别封装成N个声道的协议数据包，并根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，将N个声道的协议数据包分组形成M组子集声道数据；
所述发送模组包括蓝牙低功耗BLE射频单元和天线，所述通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备包括：通过M个发射模组并行地把所述M组子集声道数据分别发送至对应的子集声道音频接收设备。
可选的，音频处理与存储单元41还可以用于采集和保存多声道音频数据，并进行相关的音频处理。
具体的，基带与协议处理单元41可用于将M组子集声道数据中的协议数据包PDU交替地分别传送给M个BLE射频单元，其中，在序列号为E的等时同步信道事件的序列号为S的子事件内，采用序列号为R的蓝牙低功耗BLE射频单元和天线，基于序列号为X的CIS链路或BIS链路，发送第X个声道的协议数据包PDU，其中，R＝(X+E+S)mod M，R、X、E和S均为自然数。所述BLE射频单元把输入的PDU调制为射频信号并通过其连接的天线发送给对应的子集声道音频接收设备。
参考图2，本申请实施例还提供了一种无线多声道音频传输系统，
所述音频传输系统包括无线多声道音频发送设备和M个子集声道音频接收设备，
所述无线多声道音频发送设备根据本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法，并行的发送M组子集声道数据，所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据；其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
所述M个子集声道音频接收设备根据本申请实施例提供的任一所述的无线多声道音频传输方法，接收来自所述无线多声道音频发送设备的M组子集声道数据。
具体的，本申请提供的无线多声道音频传输方法可应用于无线多声道音频系统，如图2示出了，由一个无线多声道音频发送设备和M个子集声道音频接收设备构成的无线多声道音频系统。
具体的，声道总数N≥2，包含至少两个子集声道音频接收设备，M≥2，子集声道音频接收设备m接收Km个声道的音频数据，(N>Km≥1)，即每个子集声道音频接收设备至少接收一个声道的音频数据；所有子集声道音频接收设备的声道总和等于N，即
Figure BDA0003269903760000131
具体的，每个子集声道音频接收设备包含至少一个单声道音频接收设备，和/或
至少一个多声道音频接收设备。
示例性的，如至少一个单声道音频接收设备，或者是能同时接收多个声道的多声道接收设备，或者包含至少一个能接收一个声道的单声道设备和/或同时接收多个声道的多声道接收设备。
本申请实施例提供的一种无线多声道音频传输系统的其它技术细节及工作原理可以参照前述实施例实现，此处不再赘述。
示例性的，以BLE Audio双声道的真无线(TWS)耳机作为音频接收设备为例来说明本申请实施例提供的无线多声道音频传输方法、传输系统的工作原理。
具体的，TWS耳机作为音频接收设备时，无线多声道音频发送设备可以为智能手机，智能电视，智能音箱或其它音频发射设备。
具体的，TWS耳机对包含两个子集声道音频接收设备，每个子集声道音频接收设备为单声道音频接收设备，分别对应左声道耳机和右声道耳机。每个子集声道音频接收设备接收一个声道，分别对应左声道和右声道。无线多声道音频发送设备与TWS耳机对的左声道耳机和右声道耳机之间分别建立一条CIS链路或BIS链路，，且每条CIS或BIS采用不同的信道，以保证每条CIS或BIS之间相互不干扰。具体地，可采用现有时分复用的BLE信道选择算法来确定CIS或BIS的信道就可以保证足够的频率隔离度。
参考图4所示的无线多声道音频发送设备40，当M＝2时，包含两个BLE射频单元和对应的天线。无线多声道音频发送设备与TWS耳机对的左声道耳机和右声道耳机之间分别建立一路CIS或BIS链路。无线多声道音频发送设备40的音频处理与存储单元41采集、处理和保存双声道音频数据，按BLE Audio通信协议采用低复杂度通信编解码器(LC3:LowComplexity Communication Codec)，将双声道音频数据分别编码为两路单声道音频数据或音频服务数据包(SDU)。基带与协议处理储存单元42保存和执行双声道音频发送设备的BLE通信协议、CIG或BIG协议，把双声道音频数据SDU根据CIS或BIS协议分别封装为协议数据包(PDU:Protocol Data Unit)，并行地发送给两个不同的BLE射频单元。BLE射频单元把相应的PDU调制为射频信号并通过其连接的天线发送给TWS耳机对应声道的左声道耳机和右声道。
如图5a和5b所示，为现有的时分复用BLE Audio发送设备与TWS耳机对之间的CIG或BIG时隙结构。其中，图5a中的CIG包含两条CIS链路，分别为CIS0和CIS1。图5b中的BIG包含两条BIS链路，分别为BIS0和BIS1。在一个等时间隔(Isochronous Interval)内，每条CIS链路或BIS链路包含4个子事件(Subevents)，子事件0，子事件1，子事件2和子事件3。CIS0链路和CIS1链路的子事件时分复用交替执行。BIS0链路和BIS1链路的子事件时分复用交替执行。
如图6a和6b所示，为本申请实施例提供的无线多声道音频发送设备与TWS耳机对之间的CIG或BIG时隙结构。其中，无线多声道音频发送设备与TWS耳机通过CIG或BIG连接。如图6a中的CIG包含两条CIS链路，分别为CIS0和CIS1。图6b中的BIG包含两条BIS，分别为BIS0和BIS1。在一个等时间隔内，每条CIS链路或BIS链路包含4个子事件(Subevents)，子事件0，子事件1，子事件2和子事件3。CIS0链路和CIS1链路的子事件通过不同的信道和两个BLE射频单元以及天线并行且交替执行。BIS0链路和BIS1链路的子事件通过两个BLE射频单元以及天线并行且交替执行。
如图6a和6b所示，例如，在时间0(Event0)的子事件0，CIS0链路通过BLE射频单元0和天线0发送，CIS1链路通过BLE射频单元1和天线1发送；在时间0的子事件1，CIS0线路通过BLE射频单元1和天线1发送，CIS1链路通过BLE射频单元0和天线0发送。相对于图5a和5b所示的时分复用方法，图6a和6b所示的方法可以通过两个天线获得的空间分集来提高无线传输的可靠性，通过频分复用降低一半传输延迟，或者，在一个等时间隔内可以有更多的时间执行更多子事件，即更多重传次数，从而提高无线传输性能或无线传输可靠性。
示例性的，以无线多声道5.1环绕声(5.1Multi-Channel Surround)音频系统为例来说明本申请实施例提供的无线多声道音频系统的工作原理。无线多声道音频发送设备为智能电视或智能主音箱，子集声道音频接收设备为BLE Audio无线音箱。
具体的，在无线多通道5.1环绕声音频系统中，共6个声道的扬声器，其中，中置扬声器(Center)和超低音扬声器(LFE或Subwoofer)通常为智能电视或智能主音箱，其它4个声道的扬声器为BLE Audio无线音箱，包括左前扬声器(Front Left)，右前扬声器(FrontRight)，左环绕扬声器(Left Surround)，右环绕扬声器(Right Surround)。
如果采用现有时分复用的BLE Audio技术，智能电视或智能主音箱和BLE Audio无线音箱之间需要采用包含4条CIS链路的CIG链路。音频采用LC3编码，每个声道的编码速率96kbps，编码帧长为10ms，音频服务数据包SDU尺寸为120字节，等时间隔为10ms。采用BLE2Mbps传输速率，一个加密的音频协议数据包(PDU)占用的空中时间为540us，帧间隔(T_IFS:Inter Frame Space)为150us，确认包(ACK)占用的空中时间为44us，子事件间隔(T_MSS:Minimum Subevent Space)为150us。因此，每个子事件占用的时间为884us(540+150+44+150)。为了保证无线传输的基本可靠性，每条CIS链路至少需要3个的子事件。那么，4条CIS链路共需要12个子事件，即10.608ms，超过了等时间隔(10ms)能提供的最大时间。因此，采用现有时分复用的BLE Audio技术无法解决上述无线多通道5.1环绕声音频系统的需求。
采用本申请提供的无线多声道音频传输方法，5.1环绕声音频系统的无线多声道音频发送设备可以使用4个BLE射频单元及4个天线，包含4个子集声道音频接收设备，每个子集声道音频接收设备包含1个单声道音频接收设备，即左前扬声器，右前扬声器，左环绕扬声器和右环绕扬声器。在无线多声道音频发送设备与4个子集声道音频接收设备之间创建一个CIG，并使CIG分为四个CIG子集，每个CIG子集包含一条CIS链路，分别连接4个子集声道音频接收设备，即左前扬声器，右前扬声器，左环绕扬声器和右环绕扬声器。
具体的，如图7所示，为采用4个BLE射频单元及4个天线的无线多声道5.1环绕声音频系统CIG时隙结构，随着事件和子事件的序列号更新，每路CIS链路交替使用不同的BLE射频单元和天线进行数据发送。这样，在10ms等时间隔内，采用频分复用和空间分集可以满足每条CIS链路至少3个的子事件的需求，并且，通过空间分集提高无线传输的可靠性。每条CIS链路还可以支持更多的子事件，从而进一步提高无线传输的可靠性。但是，这种方式需要4个BLE射频单元及4个天线，无线多声道音频发送设备复杂度较高。
为了降低上述无线多声道音频发送设备的复杂度，采用本申请提供的无线多声道音频传输方法，无线多声道音频系统中的无线多声道音频发送设备还可以结合时分复用和频分复用的方法，例如，使用2个BLE射频单元及2个天线，其中，无线多声道音频系统包含两个子集声道音频接收设备。每个子集声道音频接收设备包含两个单声道音频接收设备，分别接收两个声道。例如，将将左前扬声器和右前扬声器作为一个子集声道音频接收设备，在无线多声道音频发送设备与该子集声道音频接收设备之间建立一组连接等时流CIS链路，其中包括分别连接左前扬声器的CIS0链路和连接右前扬声器CIS2链路，CIS0和CIS2组成一个子集CIG，同样的，将左环绕扬声器和右环绕扬声器作为另一个子集声道音频接收设备，建立另一组连接等时流CIS链路，其中包括连接左环绕扬声器的CIS1和连接右环绕扬声器的CIS3，CIS1和CIS3组成另一个子集CIG。这样，每条CIS需要3个子事件，每个BLE射频单元和天线上时分复用的两条CIS共需要6个子事件，即5.304ms，就可以满足需求。并且，每条CIS还可以支持更多的子事件，即更多的重传次数，以进一步提高无线传输的可靠性。
如图8所示，为采用2个BLE射频单元及2个天线的无线多声道5.1环绕声音频系统的CIG时隙结构。其中，在无线多声道音频发送设备与4个子集声道音频接收设备之间创建一个CIG，且CIG分为两个子集CIG，每个子集CIG包含两条CIS链路，分别为CIS0链路和CIS2链路，CIS1链路和CIS3链路。在一个等时间隔内，每条CIS包含3个子事件，子事件0，子事件1和子事件2。在事件0的子事件0，CIS0链路和CIS2链路通过BLE射频单元0和天线0时分复用执行，CIS1链路和CIS3链路通过BLE射频单元1和天线1时分复用执行。在事件0的子事件1，CIS0链路和CIS2链路通过BLE射频单元1和天线1时分复用执行，CIS1链路和CIS3链路通过BLE射频单元0和天线0时分复用执行。即CIS0链路和CIS2链路构成的子集CIG，以及CIS1链路和CIS3链路构成的子集CIG通过频分复用在不同的射频单元和天线交替执行。通过时分复用和频分复用，适当增加无线多声道音频发送设备复杂度，在一个等时间隔内也能满足无线多声道5.1环绕声音频传输的重传次数要求，并且通过空间分集提高无线传输的可靠性。
请参考图9，本发明实施例还提供一种电子设备90，包括处理器91，存储器92，存储在存储器92上并可在所述处理器91上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器91执行时实现上述无线多声道音频传输方法的实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无线多声道音频传输方法的实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种无线多声道音频传输方法，其特征在于，用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述方法包括：
把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，其中，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；
通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组采用的发送频率不同，针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
2.根据权利要求1所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，包括：
根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，对所述N个声道的音频数据进行分组，一个子集声道音频接收设备对应接收一组子集声道数据。
3.根据权利要求1所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述预设的发送模组变换规则包括：
交替的通过M个发送模组发送所述目标组子集声道数据。
4.根据权利要求1所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述预设的发送模组变换规则包括：
在一个发送时间周期内重复发送所述目标组子集声道数据时，至少有一次采用不同的发送模组发送。
5.根据权利要求1所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，当所述目标组子集声道数据包括至少两个声道的音频数据时，发送模组以时分复用方式串行发送所述目标组子集声道数据的所述至少两个声道的音频数据。
6.根据权利要求1所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，当所述无线多声道音频传输方法用于蓝牙低功耗通信时，包括：
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组连接等时流CIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组连接等时流CIS链路中至少包括一条连接等时流CIS链路，一条连接等时流CIS链路用于传输一个声道的音频数据；或者，
与每个子集声道音频接收设备之间分别建立一组广播等时流BIS链路，用于传输一组子集声道数据，一组广播等时流BIS链路中至少包括一条广播等时流BIS链路，一条广播等时流BIS链路用于传输一个声道的音频数据。
7.根据权利要求6所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据包括：
将所述N个声道的音频数据编码，并根据连接等时流CIS协议、或者广播等时流BIS协议，分别封装成N个声道的协议数据包，根据每个子集声道音频接收设备接收音频数据的声道信息，将N个声道的协议数据包分组形成M组子集声道数据。
8.根据权利要求7所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述发送模组包括蓝牙低功耗BLE射频单元和天线；
所述通过M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备包括：通过M个发射模组并行地把所述M组子集声道数据分别发送至对应的子集声道音频接收设备；其中，
针对通过序列号为X的CIS链路或BIS链路传输的一个声道的协议数据包，在序列号为E的等时同步信道事件的序列号为S的子事件内，采用序列号为R的蓝牙低功耗BLE射频单元和天线发送，其中，R＝(X+E+S)mod M，R、X、E和S均为自然数。
9.一种无线多声道音频传输方法，其特征在于，包括：
接收无线多声道音频发送设备发送的目标组子集声道数据，所述目标组子集声道数据是所述无线多声道音频发送设备的M个发送模组并行发送的M组子集声道数据中的一组；所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据，所述目标组子集声道数据中至少包括一个声道的音频数据，其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
在所述无线多声道音频发送设备根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组时，所述子集声道音频接收设备相应的接收来自变换后的发送模组发送的所述目标组子集声道数据。
10.根据权利要求9所述的无线多声道音频传输方法，其特征在于，所述子集声道音频接收设备包含至少一个单声道音频接收设备，和/或
至少一个多声道音频接收设备。
11.一种无线多声道音频发送设备，其特征在于，用于向M个子集声道音频接收设备发送N个声道的音频数据，M和N均为正整数，且M≥2，N≥2，所述设备包括音频处理与存储单元、基带与协议处理单元以及M个发送模组，
音频处理与存储单元，用于把N个声道的音频数据划分成M组子集声道数据，每一组子集声道数据包括至少一个声道的音频数据；
基带与协议处理单元，通过所述M个发送模组并行地将M组子集声道数据分别发送给M个子集声道音频接收设备，其中，在同一时刻每个发送模组所采用的发送频率不同，
所述基带与协议处理单元还用于针对目标组子集声道数据，根据预设的发送模组变换规则，变换用于发送所述目标组子集声道数据的发送模组。
12.根据权利要求11所述的无线多声道音频发送设备，其特征在于，所述发送模组包括射频单元和天线。
13.一种无线多声道音频传输系统，其特征在于，所述音频传输系统包括无线多声道音频发送设备和M个子集声道音频接收设备，
所述无线多声道音频发送设备根据如权利要求1至8中之一所述的无线多声道音频传输方法，并行的发送M组子集声道数据，所述M组子集声道数据包括N个声道的音频数据；其中，M≥2，N≥2，M和N均为正整数；
所述M个子集声道音频接收设备根据如权利要求9或10中之一所述的无线多声道音频传输方法，接收来自所述无线多声道音频发送设备的M组子集声道数据。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8，或者权利要求9至10中任一项所述的无线多声道音频传输方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8，或者权利要求9至10中任一项所述的无线多声道音频传输方法的步骤。
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