CN114079899A - 蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、音频播放设备及系统，其中，电路：包括无线接收模块，用于在同一预设频段接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包；数据分离模块包括：第一通道用于对无线接收模块输出的信号进行分离，得到音源设备信号；第二通道用于对无线接收模块输出的信号进行分离，得到第二音频播放设备信号；合并解调模块用于对第一通道输出的音源设备信号和第二通道输出的第二音频播放设备信号进行波形叠加得到叠加后的目标信号带，以向蓝牙基带传送目标信号。在波形叠加后，可以使得非相关性信号的信号幅度能够被削减，而具有相关性的信号幅度增大，从而提高了相关性信号的信噪比。
Description
技术领域
本发明涉及音频通信技术领域，具体涉及一种蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、设备及系统。
背景技术
如今，真正的无线立体声(TWS)非常流行。这是因为TWS实现了两个耳塞和手机之间的无线传输，给消费者带来了非常方便。在BLE 5.2协议之前，在蓝牙协议中，手机不可能同时连接两个耳机。在这种情况下，在蓝牙协议中，业界生成不同的私有协议来实现TWS，如嗅探、基本中继和双高级音频分发配置文件(Dual-a2dp)。然而，这些技术都不能完全克服人体造成的深度衰落对无线环境下TWS稳定性的严重威胁。
在过去，请参考图1，为传统的蓝牙耳机与手机通信方式示意图，蓝牙协议只支持单个A2DP，出现了只有一个耳塞或两个耳塞通过有线连接的耳机。
请参考图2，为蓝牙通信协议的时序示意图，其中，slot N、slot N+1……slot N+5，表示时隙N、时隙N+1……时隙N+5，Tx表示发送数据，Rx表示接收数据，Error表示接收出错，correct表示接收正确，audio packet 1、audio packet 2分别示意了音频数据包1、音频数据包2，在蓝牙通信协议中，通信遵循基本确认(basic Acknowledge,ACK)：当否定确认时(Negative Acknowledge，NACK)手机需要重新传输当前音频内容，直到手机从扬声器(如耳塞)获得ACK，才能传输下一个音频内容。大量的重传会导致严重的延迟或音频播放不连续。此外，蓝牙协议采用时分多路复用接入(TDMA)和跳频技术来缓解冲突。
随着技术的发展，真无线耳机(True Wireless Stereo，TWS)该解决方案实现了两个耳塞和手机之间的无线，给消费者带来了非常方便。请参考图3，为现有真无线耳机与手机的一种通信方式示例示意图，左、右耳机分别通过无线链路1、无线链路2接收/监听手机的音频数据，左、右耳机通过无线链路3进行无线数据交互，针对真无线耳机，业界产生了不同的技术，包括：嗅探、转发、和双a2dp。然而，这些技术都不能完全克服人体造成的深衰落对无线环境下TWS稳定性的严重威胁。
TWS的性能基本上完全取决于无线链路1、无线链路2和无线链路3的无线情况，如图3所示，如果其中一个链路有问题，不同技术下的TWS性能都会降低。
1、嗅探技术
请参考图4A和图4B，为现有嗅探技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图4A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图4B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图，如图4A和图4B所示，用户在听音乐时，手机将数据包发送给主耳机(master earbud)，从耳机(slave earbud)正在嗅探(sniffing)。如果从端接收到正确的数据包，在主端向手机返回ACK或否定应答(N-ACK)之前，从端向主端发送一个提示数据包。否则，从端不向主端发送任何信息。如果主耳机正确地接收到从耳机发来的提示包和从手机发来的数据包，主耳机将ACK返回给手机并请求下一个数据包。如果没有，则主耳机返回NACK给手机，并请求重新发送数据包，直到两个耳机都正确接收到数据包，同时提示包和ACK都正确接收。由于两个耳机之间没有数据包传输，因此嗅探的优点是可以解决十字头问题。然而，该技术的缺点是它要求从手机到两个耳机的通道不能有深度衰落。但是，从手机到耳机的某些方向一定存在会导致深度衰落。
2、转发技术
请参考图5A和图5B，为现有转发技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图5A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图5B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图，如图5A和图5B所示，手机只将数据包发送给主耳机(master earbud)。主耳机(master earbud)正确接收到报文后，将报文转发给从耳机(slave earbud)。该技术不仅存在方向问题，而且存在交叉头问题。
3、双a2dp技术
请参考图6A和图6B，为现有转发技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图6A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图6B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图，如图6A和图6B所示，主耳机(masterearbud)和从耳机(slave earbud)采用异步无连接(Asynchronous Connectionless，ACL)传送音频数据，分别通过手机端获取音频数据，该技术成本高。
因此，在双无线蓝牙通信网络中的丢包纠错，如何提高因人体造成的深度衰落信号的信噪比，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、音频播放设备及系统，以在双无线蓝牙通信网络中的丢包纠错，提高因人体造成的深度衰落信号的信噪比。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，公开了一种蓝牙通信接收电路，应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备用于和第二音频播放设备构成音频播放设备对，第一音频播放设备和第二音频播放设备能够分别从音源设备接收音频数据，蓝牙通信数据处理电路包括：
无线接收模块，用于在同一预设频段接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，其中，纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
数据分离模块，连接至无线接收模块；数据分离模块包括第一通道和第二通道，其中：第一通道用于对无线接收模块输出的信号进行分离，得到音源设备信号；第二通道用于对无线接收模块输出的信号进行分离，得到第二音频播放设备信号；
合并解调模块，其输入端连接至数据分离模块；合并解调模块用于对第一通道输出的音源设备信号和第二通道输出的第二音频播放设备信号进行波形叠加得到叠加后的目标信号；合并解调模块的输出端连接至蓝牙基带，以向蓝牙基带传送目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
可选地，合并解调模块包括：
加法器，包括第一输入端和第二输入端，加法器的第一输入端连接至第一通道的输出端，加法器的第二输入端连接至第二通道的输出端；
加法器用于对音源设备信号和第二音频播放设备信号在时域上进行波形叠加，得到叠加后的目标信号。
可选地，第一通道包括：
第一选频单元，用于通过本地载波滤除音源设备以外的频谱分量，选频得到音源设备重发音频数据的重发数据分量；
第一解调单元，用于对选频得到的重发数据分量进行滤波解码得到音源设备信号；
第二通道包括：
第二选频单元，用于通过本地载波滤除第二音频播放设备以外的频谱分量，选频得到第二音频播放设备转发音频数据的转发数据分量；
第二解调单元，用于对选频得到的转发数据分量进行滤波解码得到第二音频播放设备信号。
可选地，第一通道还包括：
第一前导码检测装置，连接在第一选频单元和第一解调单元之间，第一前导码检测装置用于对重发数据分量进行前导码功率估计得到音源设备的前导码功率ycp(n)；
第二通道还包括：
第二前导码检测装置，连接在第二选频单元和第二解调单元之间，第二前导码检测装置用于对转发数据分量进行前导码功率估计得到第二音频播放设备的前导码功率yep(n)。
可选地，合并解调模块包括：
反映射单元，连接在加法器和蓝牙基带之间；反映射单元用于对叠加后的目标信号进行反映射得到反映射后的目标信号，并向蓝牙基带传送反映射后的目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
第二方面，公开了一种蓝牙通信丢包数据处理方法，应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据，方法包括：
步骤S100，当第一音频播放设备未成功接收音源设备发送的当前音频数据时，提示第二音频播放设备和音源设备未成功接收当前音频数据；
步骤S200，在同一预设频段同时接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，其中，纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
步骤S300，对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，以削减非相关性信号的信号幅度，增大具有相关性信号的信号幅度；
步骤S400，向蓝牙基带传送目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
可选地，在步骤S300中，在时域上对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。
可选地，在步骤S300和步骤S400之间，还包括：对目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；
在步骤S400中，向蓝牙基带传送反映射后的目标数据包。
第三方面，公开了一种音频丢包数据处理装置，应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据，装置包括：
信息提示模块，用于当第一音频播放设备未成功接收音源设备发送的当前音频数据时，提示第二音频播放设备和音源设备未成功接收当前音频数据；
同频接收模块，用于在同一预设频段同时接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，其中，纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
波形叠加模块，用于对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，以削减非相关性信号的信号幅度，增大具有相关性信号的信号幅度；
数据传送模块，用于蓝牙基带传送目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
可选地，波形叠加模块用于在时域上对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。
可选地，还包括：
反映射模块，用于对目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；
数据传送模块用于向蓝牙基带传送反映射后的目标数据包。
第四方面，公开了一种音频播放设备，包括：
处理器，用于实现上述第二方面公开的方法。
第五方面，公开了一种音频播放设备，包括：
上述第一方面公开的电路。
第六方面，公开了一种音频信号处理系统，包括：第一音频播放设备和第二音频播放设备；第一音频播放设备和第二音频播放设备为一对音频播放设备对，第一音频播放设备具有上述第三方面公开的装置；第二音频播放设备具有上述第三方面公开的装置；或者，第一音频播放设备具有上述第一方面公开的电路；第二音频播放设备具有上述第一方面公开的电路。
可选地，还包括：音源设备，用于向第一音频播放设备和第二音频播放设备提供音频数据。
第七方面，公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，存储介质中存储的计算机程序用于被执行实现上述第二方面公开的方法。
第八方面，公开了一种音频设备的芯片，其上具有集成电路，其特征在于，集成电路被设计成用于实现上述第二方面公开的方法，或者集成有如上述第一方面公开的电路。
【有益效果】
依据本发明实施例公开的一种蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、音频播放设备及系统，在同一预设频段接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，因此，无需额外增加无线收发硬件；而后对信号进行分离，得到第二音频播放设备信号和音源设备信号，并对第二音频播放设备信号和音源设备信号进行波形叠加，由于第二音频播放设备信号和音源设备信号中是针对当前丢失的当前音频数据就行纠错的，因此，第二音频播放设备信号和音源设备信号中都存在与当前音频数据强相关的相关性信号；第二音频播放设备和音源设备在空间位置不同，因此，在接收信号时所受的干扰信号(即非相关性信号)不同，由此，在波形叠加后，可以使得非相关性信号的信号幅度能够被削减，而具有相关性的信号幅度增大，从而提高了相关性信号的信噪比。也就是，在双无线蓝牙通信网络中的丢包纠错，提高了因人体造成的深度衰落信号的信噪比，可以提高丢包纠错的成功率和精准度，提高了带宽效率，具有更好的鲁棒性和性能。
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式进行描述。图中：
图1为传统的蓝牙耳机与手机通信方式示意图；
图2为蓝牙通信协议的时序示意图；
图3为现有真无线耳机与手机的一种通信方式示例示意图；
图4A和图4B，为现有嗅探技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图4A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图4B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图；
图5A和图5B为现有转发技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图5A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图5B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图；
图6A和图6B为现有转发技术真无线耳机接收手机数据包过程的一种示例示意图，图6A为现有真无线耳机接收手机数据包的一种原理示例示意图，图6B为现有真无线耳机接收手机数据包的一种时序示例示意图；
图7为本实施例公开的一种蓝牙通信数据处理电路结构示意图；
图8为本实施例公开的一种蓝牙通信丢包数据处理方法流程图；
图9为本实施例公开的一种音频丢包数据处理装置结构示意图。
具体实施方式
为了在双无线蓝牙通信网络中的丢包纠错，提高因人体造成的深度衰落信号的信噪比，本发明实施例公开了一种蓝牙通信数据处理电路，请参考图7，为本实施例公开的一种蓝牙通信数据处理电路结构示意图，蓝牙通信数据处理电路应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备用于和第二音频播放设备构成音频播放设备对，第一音频播放设备和第二音频播放设备能够分别从音源设备接收音频数据。在具体实施例中，第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，例如左右耳机、左右声道音箱等。第一音频播放设备和第二音频播放设备与音源设备构成双无线通信蓝牙网络，在一种实施例中，第一音频播放设备、第二音频播放设备采用接收/监听的方式接收音源设备发送的音频数据；在另一种实施例中，第一音频播放设备、第二音频播放设备分别接收接收音源设备发送的音频数据。本实施例中，第一音频播放设备和第二音频播放设备之间还可以进行数据交互。
请参考图7，本实施例公开的一种蓝牙通信数据处理电路包括：无线接收模块1、数据分离模块2和合并解调模块3，其中：
无线接收模块1用于在同一预设频段接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，其中，纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错。无线接收模块1可以采用现有的天线及阻抗电路等来实现。本实施例中，所称第二音频播放设备转发的纠错数据包用于针对当前音频数据进行纠错，在第一音频播放设备接收到该纠错数据包后，可以基于该纠错数据包对当前音频数据进行纠错。本实施例中，第一音频播放设备同时通过两条链路来接收第二音频播放设备、音源设备发送的数据。所称预设频段可以依据经验来确定，具体地，可以利用预设频段中的一些频点来接收第二音频播放设备转发的纠错数据包，利用预设频段中的另一些频点来接收音源设备重发的当前音频数据。
需要说明的是，在无线通信中，由于收发天线在同一时段可以工作在多个频点构成的频段中，基于此，本实施例中，通过分配预设频段中的频点，可以同时接收第二音频播放设备、音源设备的数据，并且无需额外增加硬件设备，例如无需额外增设天线等。
需要说明的是，本实施例中所称“同时”在时间上可以存在一定的时间点的先后，而非完全相等的时间点。
请参考图7，数据分离模块2连接至无线接收模块1，在具体实施例中，无线接收模块1可以直接连接至数据分离模块2，也可以通过模数转换器(ADC)连接至数据分离模块2，具体地，以无线接收模块1输出的信号类型(数字信号和/或模拟信号)及数据分离模块2处理信号类型而定。
在具体实施例中，数据分离模块2包括第一通道21和第二通道22，其中：第一通道21用于对无线接收模块1输出的信号进行分离，得到音源设备信号；第二通道22用于对无线接收模块1输出的信号进行分离，得到第二音频播放设备信号。本实施例中，无线接收模块1同时接收了第二音频播放设备、音源设备的数据，因此，需要对无线接收模块1输出的信号进行分离，分别得到第二音频播放设备信号和音源设备信号。具体地，第一通道21对无线接收模块1输出的信号进行分离并处理，得到处理后的音源设备信号；第二通道22对无线接收模块1输出的信号进行分离并处理，得到处理后的第二音频播放设备信号。具体而言，第一通道21和第二通道22均连接至无线接收模块1，第一通道21和第二通道22接收无线接收模块1输出的信号后，各自按各自的方式对无线接收模块1输出的信号进行分离并处理，从而使得第一通道21输出音源设备信号，第二通道22输出第二音频播放设备信号。
请参考图7，合并解调模块3包括输入端和输出端，合并解调模块3的输入端连接至数据分离模块2，以分别接收数据分离模块2输出的音源设备信号和第二音频播放设备信号。本实施例中，合并解调模块3用于对第一通道21输出的音源设备信号和第二通道22输出的第二音频播放设备信号进行波形叠加得到叠加后的目标信号。本实施例中，在对音源设备信号和第二音频播放设备信号进行波形叠加后，可以使得具有相关性的信号幅度能够被相对增大，而非相关性信号(例如干扰信号)的幅度被相对削减，从而提高相关性信号的信噪比。本实施例中，合并解调模块3的输出端连接至蓝牙基带4，合并解调模块3在对音源设备信号和第二音频播放设备信号进行波形叠加处理得到目标信号后，可以以向蓝牙基带4传送目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
请参考图7，在可选的实施例中，合并解调模块3包括：加法器31，加法器31包括第一输入端和第二输入端，加法器31的第一输入端连接至第一通道21的输出端，加法器31的第二输入端连接至第二通道22的输出端。加法器31用于对音源设备信号和第二音频播放设备信号在时域上进行波形叠加，得到叠加后的目标信号。
在一种实施例中，作为示例，当采用DPSK解调装置时，可以采用如下公式(1)进行波形叠加：
s(mB)＝sc(mB)+se(mB) 公式(1)
其中，s(mB)为DPSK解调方式中叠加后的目标信号，sc(mB)为音源设备信号的差分解码运算，具体计算方式请参见下文描述；se(mB)为第二音频播放设备信号的差分解码运算，具体计算方式请参见下文描述。
在另一种实施例中，作为示例，当采用GFSK解调装置时，可以采用如下公式(2)进行波形叠加：
s(n)＝sc(n)+se(n) 公式(2)
其中，s(n)为GFSK解调方式中叠加后的目标信号，sc(n)为音源设备信号的反正切差分运算，具体计算方式请参见下文描述；se(n)为第二音频播放设备信号的反正切差分运算，具体计算方式请参见下文描述。
本实施例中，通过加法器可以对第一通道21输出的信号和第二通道22输出的信号进行最大比合并；而在时域上的信号只有正负，而转发的数据和重发的数据是一样的，相关性信号的正负性质相同，因此，在时域上进行波形叠加时，一方面，因此，通过波形叠加可以使得相关性信号的幅度相对变大；另一方面，音源设备和第二音频播放设备所受干扰不同，不具有相关性，因此，在时域上进行波形叠加时，可以将干扰信号的相对幅度降低。由此，提高了信噪比。
请参考图7，在可选的实施例中，第一通道21包括：第一选频单元211和第一解调单元212，其中，第一选频单元211用于通过本地载波滤除音源设备以外的频谱分量，选频得到音源设备重发音频数据的重发数据分量；第一解调单元212用于对选频得到的重发数据分量进行滤波解码得到音源设备信号；第二数据处理通道22包括：第二选频单元221和第二解调单元222，其中，第二选频单元221用于通过本地载波滤除第二音频播放设备以外的频谱分量，选频得到第二音频播放设备转发音频数据的转发数据分量；第二解调单元222用于对选频得到的转发数据分量进行滤波解码得到第二音频播放设备信号。具体地：
第一选频单元211、第二选频单元221可以分别由各自的例如低中频解调装置、选频滤波装置来实现，第一解调单元212、第二解调单元222可以分别由各自的例如DPSK解调装置或GFSK解调装置来实现。在具体实施例中，低中频解调装置用于将低中频信号搬移至基带，选频滤波装置用于滤除想要信号以外的频谱分量。
作为示例，可以采用公式(3)得到音源设备信号：
其中，yc(n)为得到的音源设备的信号；r(n)是无线接收模块1接收到的信号；
是第一选频单元211的本地载波；f(k)是第一选频单元211中的选频滤波器；
表示卷积操作；fc是音源设备重发数据包的信号频点；n表示为第n采样时刻；k表示为第k个滤波器系数；e(·)表达为指数函数；T是采样间隔；j表示
作为示例，可以采用公式(4)得到第二音频播放设备信号：
其中，ye(n)为得到的第二音频播放设备信号；r(n)是无线接收模块1接收到的信号；
是第一选频单元211的本地载波；f(k)是第二选频单元221中的选频滤波器；
表示卷积操作；fe是第二音频播放设备转发数据包的信号频点；n表示为第n采样时刻；k表示为第k个滤波器系数；e(·)表达为指数函数；T是采样间隔；j表示
作为示例，GFSK解调装置，可以包含反正切差分装置和GFSK反映射，对于第一解调单元212，可以采用公式(5)进行反正切差分：
其中,sc(n)为音源设备的信号的反正切差分，actan(·)为反正切；p(k)第一解调单元212为滤波器，unwrap(·)表示为大于π则减2π，小于π，则加2π。
对于第二解调单元222，可以采用公式(6)进行反正切差分：
其中,se(n)为第二音频播放设备信号的反正切差分，actan(·)为反正切；p(k)第二解调单元222为滤波器，unwrap(·)表示为大于π则减2π，小于π，则加2π。
作为示例，DPSK解调装置，包含匹配滤波器，DPSK差分解码和PSK反映射，对于第一解调单元212，可以采用公式(7)、公式(8)进行匹配滤波器滤波操作和差分解码：
其中，公式(7)为匹配滤波器滤波操作，公式(8)为差分解码运算；(·)*
为共轭；B为下采样比率，m是符号索引。
对于第二解调单元222，可以采用公式(9)、公式(10)进行匹配滤波器滤波操作和差分解码：
其中，公式(9)为匹配滤波器滤波操作，公式(10)为差分解码运算；(·)*
为共轭；B为下采样比率，m是符号索引。
请参考图7，在可选的实施例中，第一通道21还包括：第一前导码检测装置213，第一前导码检测装置213连接在第一选频单元211和第一解调单元212之间，第一前导码检测装置213用于对重发数据分量进行前导码功率估计得到音源设备的前导码功率ycp(n)；第二通道22还包括：第二前导码检测装置223，第二前导码检测装置223连接在第二选频单元221和第二解调单元222之间，第二前导码检测装置223用于对转发数据分量进行前导码功率估计得到第二音频播放设备的前导码功率yep(n)。
本实施例中，通过对重发数据分量、转发数据分量进行前导码功率估计，可以确定第一音频播放设备和音源设备之间的信号强度，以及第一音频播放设备和第二音频播放设备之间的信号强度。在一些实施例中，可以基于信号强度的大小来确定重发数据分量、转发数据分量的权重，或者选择前导码功率强度较大的所在链路作为解调对象，从而，可以解调信号功率强度较强的数据，对当前音频数据进行纠错。
本实施例中，选择前导码进行功率估计得到估计结果，而无需对整个信号进行功率估计，可以减少运算量，提高估计效率。
请参考图7，在可选的实施例中，合并解调模块3包括：反映射单元32，反映射单元32连接在加法器31和蓝牙基带4之间；反映射单元32用于对叠加后的目标信号进行反映射得到反映射后的目标信号，并向蓝牙基带4传送反映射后的目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。在具体实施例中，当采用DPSK解调方式解调时，反映射单元32可以采用PSK星座图反映射装置进行反映射；当采用GFSK解调方式解调时，反映射单元32可以采用GFSK星座图反映射装置进行反映射。
本实施例还公开了一种蓝牙通信丢包数据处理方法，应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据。
请参考图8，为本实施例公开的一种蓝牙通信丢包数据处理方法流程图，该蓝牙通信丢包数据处理方法包括：步骤S100、步骤S200、步骤S300和步骤S400，其中：
步骤S100，当第一音频播放设备未成功接收音源设备发送的当前音频数据时，提示第二音频播放设备和音源设备未成功接收当前音频数据。以左耳机、右耳机对应为第一音频播放设备、第二音频播放设备，手机对应为音源设备为例进行说明。在具体实施过程中，左耳机和右耳机均包含了收发天线，左耳机与手机通过第一链路进行数据交互(例如接收手机发出的数据)，右耳机通过第二链路监听或接收手机发出的数据，左耳机与右耳机通过第三链路进行数据交互。手机按标准协议向左耳机、右耳机发送数据。
对于提示第二音频播放设备未成功接收当前音频数据：当左耳机未成功监听到手机发送的当前音频数据时，通过第三链路向右耳机发送表示未成功接收当前音频数据的提示信息。
对于提示音源设备(例如手机)未成功接收当前音频数据：在一种实施例中，第一音频播放设备(例如左耳机)和第二音频播放设备(例如右耳机)采用接收/监听的方式接收音源设备(例如手机)的音频数据时，可以通过作为接收设备向音源设备(例如手机)发送表应答信息，例如，当左耳机接收音频数据，右耳机监听音频数据时，可以通过左耳机向音源设备(例如手机)发送表应答信息，再如，当右耳机接收音频数据，左耳机监听音频数据时，可以通过右耳机向音源设备(例如手机)发送表应答信息。在另一种实施例中，当第一音频播放设备(例如左耳机)和第二音频播放设备(例如右耳机)采用双发模式接收音源设备(例如手机)的音频数据时，可以通过左耳机向音源设备(例如手机)发送表应答信息，或者，通过右耳机左耳机的锚点到来时代为左耳机向音源设备(例如手机)发送表应答信息。
需要说明的是，本实施例并不限制第一音频播放设备和第二音频播放设备与音源设备的通信方式，只要能够告知音源设备发送表示未成功接收当前音频数据即可。
步骤S200，在同一预设频段同时接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包。本实施例中，所称纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；所称预设频段可以依据经验来确定，具体地，可以利用预设频段中的一些频点来接收第二音频播放设备转发的纠错数据包，利用预设频段中的另一些频点来接收音源设备重发的当前音频数据。具体地，请参见上文描述，在此不再赘述。
需要说明的是，在无线通信中，由于收发天线在同一时段可以工作在多个频点构成的频段中，基于此，本实施例中，通过分配预设频段中的频点，可以同时接收第二音频播放设备、音源设备的数据，并且无需额外增加硬件设备，例如无需额外增设天线等。
需要说明的是，本实施例中所称“同时”在时间上可以存在一定的时间点的先后，而非完全相等的时间点。
步骤S300，对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。本实施例中，通过对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，可以使得具有相关性的信号幅度能够被相对增大，而非相关性信号(例如干扰信号)的幅度被相对削减，从而提高相关性信号的信噪比。
在可选的实施例中，可以在在时域上对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。在具体实施过程中，可以基于解调方式来确定波形叠加的方式，具体地，请参见上文描述，在此不再赘述。
在时域上的信号只有正负，而转发的数据和重发的数据是一样的，相关性信号的正负性质相同，因此，本实施例中，在时域上进行波形叠加时，一方面，因此，通过波形叠加可以使得相关性信号的幅度相对变大；另一方面，音源设备和第二音频播放设备所受干扰不同，不具有相关性，因此，在时域上进行波形叠加时，可以将干扰信号的相对幅度降低。由此，提高了信噪比。
步骤S400，向蓝牙基带传送目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
在可选的实施例中，在步骤S300和步骤S400之间，还包括：对目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；在步骤S400中，向蓝牙基带传送反映射后的目标数据包。在具体实施过程中，可以通过GFSK或者PSK星座图反映射装置进行反映射，具体地，请参见上文描述，在此不再赘述。
本实施例还公开了一种音频丢包数据处理装置，应用于第一音频播放设备，其中，第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据。
请参考图9，为本实施例公开的一种音频丢包数据处理装置结构示意图，该装置包括：信息提示模块100、同频接收模块200、波形叠加模块300和数据传送模块400，其中：
信息提示模块100用于当第一音频播放设备未成功接收音源设备发送的当前音频数据时，提示第二音频播放设备和音源设备未成功接收当前音频数据；
同频接收模块200用于在同一预设频段同时接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，其中，纠错数据包用于对第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
波形叠加模块300用于对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，以削减非相关性信号的信号幅度，增大具有相关性信号的信号幅度；
数据传送模块400用于蓝牙基带传送目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
在可选的实施例中，波形叠加模块300用于在时域上对纠错数据包的信号和重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。
在可选的实施例中，还包括：
反映射模块，用于对目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；
数据传送模块400用于向蓝牙基带传送反映射后的目标数据包。
本实施例还公开了一种音频播放设备，包括：处理器，用于实现上述实施例公开的方法。
本实施例还公开了一种音频播放设备，包括：上述实施例公开的电路。
本实施例还公开了一种音频信号处理系统，包括：第一音频播放设备和第二音频播放设备；第一音频播放设备和第二音频播放设备为一对音频播放设备对。第一音频播放设备具有上述实施例公开的装置，第二音频播放设备具有上述实施例公开的装置；或者，第一音频播放设备具有上述实施例公开的电路，第二音频播放设备具有上述实施例公开的电路。例如，第一音频播放设备和第二音频播放设备为一对耳机，再如，第一音频播放设备和第二音频播放设备为一对音箱。
在可选的实施例中，还包括：
音源设备，用于向第一音频播放设备和第二音频播放设备提供音频数据。
本实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，存储介质中存储的计算机程序用于被执行实现上述实施例公开的方法。
本实施例还公开了一种音频设备的芯片，其上具有集成电路，集成电路被设计成用于实现上述实施例公开的方法，或者具有上述实施例公开的电路。
依据本发明实施例公开的一种蓝牙通信数据处理电路、丢包处理方法、音频播放设备及系统，在同一预设频段接收第二音频播放设备转发的纠错数据包和音源设备重发的当前音频数据包，因此，无需额外增加无线收发硬件；而后对信号进行分离，得到第二音频播放设备信号和音源设备信号，并对第二音频播放设备信号和音源设备信号进行波形叠加，由于第二音频播放设备信号和音源设备信号中是针对当前丢失的当前音频数据就行纠错的，因此，第二音频播放设备信号和音源设备信号中都存在与当前音频数据强相关的相关性信号；第二音频播放设备和音源设备在空间位置不同，因此，在接收信号时所受的干扰信号(即非相关性信号)不同，由此，在波形叠加后，可以使得非相关性信号的信号幅度能够被削减，而具有相关性的信号幅度增大，从而提高了相关性信号的信噪比。也就是，在双无线蓝牙通信网络中的丢包纠错，提高了因人体造成的深度衰落信号的信噪比，可以提高丢包纠错的成功率和精准度，提高了带宽效率，具有更好的鲁棒性和性能。
需要说明的是，本发明中采用步骤编号(字母或数字编号)来指代某些具体的方法步骤，仅仅是出于描述方便和简洁的目的，而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了，相关方法步骤的顺序，应由技术本身决定，不应因步骤编号的存在而被不适当地限制。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (17)
1.一种蓝牙通信接收电路，应用于第一音频播放设备，其中，所述第一音频播放设备用于和第二音频播放设备构成音频播放设备对，所述第一音频播放设备和所述第二音频播放设备能够分别从音源设备接收音频数据，其特征在于，所述蓝牙通信数据处理电路包括：
无线接收模块(1)，用于在同一预设频段接收所述第二音频播放设备转发的纠错数据包和所述音源设备重发的当前音频数据包，其中，所述纠错数据包用于对所述第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
数据分离模块(2)，连接至所述无线接收模块(1)；所述数据分离模块(2)包括第一通道(21)和第二通道(22)，其中：所述第一通道(21)用于对所述无线接收模块(1)输出的信号进行分离，得到音源设备信号；所述第二通道(22)用于对所述无线接收模块(1)输出的信号进行分离，得到第二音频播放设备信号；
合并解调模块(3)，其输入端连接至所述数据分离模块(2)；所述合并解调模块(3)用于对所述第一通道(21)输出的音源设备信号和所述第二通道(22)输出的第二音频播放设备信号进行波形叠加得到叠加后的目标信号；所述合并解调模块(3)的输出端连接至蓝牙基带(4)，以向蓝牙基带(4)传送所述目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
2.如权利要求1所述的蓝牙通信数据处理电路，其特征在于，所述合并解调模块(3)包括：
加法器(31)，包括第一输入端和第二输入端，所述加法器(31)的第一输入端连接至所述第一通道(21)的输出端，所述加法器(31)的第二输入端连接至所述第二通道(22)的输出端；
所述加法器(31)用于对所述音源设备信号和所述第二音频播放设备信号在时域上进行波形叠加，得到叠加后的目标信号。
3.如权利要求2所述的蓝牙通信数据处理电路，其特征在于，
所述第一通道(21)包括：
第一选频单元(211)，用于通过本地载波滤除所述音源设备以外的频谱分量，选频得到所述音源设备重发音频数据的重发数据分量；
第一解调单元(212)，用于对选频得到的所述重发数据分量进行滤波解码得到所述音源设备信号；
所述第二通道(22)包括：
第二选频单元(221)，用于通过本地载波滤除所述第二音频播放设备以外的频谱分量，选频得到所述第二音频播放设备转发音频数据的转发数据分量；
第二解调单元(222)，用于对选频得到的所述转发数据分量进行滤波解码得到所述第二音频播放设备信号。
4.如权利要求3所述的蓝牙通信数据处理电路，其特征在于，
所述第一通道(21)还包括：
第一前导码检测装置(213)，连接在所述第一选频单元(211)和所述第一解调单元(212)之间，所述第一前导码检测装置(213)用于对所述重发数据分量进行前导码功率估计得到所述音源设备的前导码功率ycp(n)；
所述第二通道(22)还包括：
第二前导码检测装置(223)，连接在所述第二选频单元(221)和所述第二解调单元(222)之间，所述第二前导码检测装置(223)用于对所述转发数据分量进行前导码功率估计得到所述第二音频播放设备的前导码功率yep(n)。
5.如权利要求2-4任意一项所述的蓝牙通信数据处理电路，其特征在于，所述合并解调模块(3)包括：
反映射单元(32)，连接在所述加法器(31)和所述蓝牙基带(4)之间；所述反映射单元(32)用于对叠加后的目标信号进行反映射得到反映射后的目标信号，并向所述蓝牙基带(4)传送所述反映射后的目标信号，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
6.一种蓝牙通信丢包数据处理方法，应用于第一音频播放设备，其中，所述第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据，其特征在于，所述方法包括：
步骤S100，当所述第一音频播放设备未成功接收所述音源设备发送的当前音频数据时，提示所述第二音频播放设备和所述音源设备未成功接收所述当前音频数据；
步骤S200，在同一预设频段同时接收所述第二音频播放设备转发的纠错数据包和所述音源设备重发的当前音频数据包，其中，所述纠错数据包用于对所述第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
步骤S300，对所述纠错数据包的信号和所述重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，以削减非相关性信号的信号幅度，增大具有相关性信号的信号幅度；
步骤S400，向蓝牙基带传送所述目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
7.如权利要求6所述的音频丢包数据处理方法，其特征在于，在所述步骤S300中，在时域上对所述纠错数据包的信号和所述重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。
8.如权利要求5-7所述的音频丢包数据处理方法，其特征在于，
在所述步骤S300和步骤S400之间，还包括：对所述目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；
在所述步骤S400中，向所述蓝牙基带传送所述反映射后的目标数据包。
9.一种音频丢包数据处理装置，应用于第一音频播放设备，其中，所述第一音频播放设备和第二音频播放设备构成音频播放设备对，分别从音源设备接收音频数据，其特征在于，所述装置包括：
信息提示模块(100)，用于当所述第一音频播放设备未成功接收所述音源设备发送的当前音频数据时，提示所述第二音频播放设备和所述音源设备未成功接收所述当前音频数据；
同频接收模块(200)，用于在同一预设频段同时接收所述第二音频播放设备转发的纠错数据包和所述音源设备重发的当前音频数据包，其中，所述纠错数据包用于对所述第一音频播放设备当前丢失的当前音频数据进行纠错；
波形叠加模块(300)，用于对所述纠错数据包的信号和所述重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包，以削减非相关性信号的信号幅度，增大具有相关性信号的信号幅度；
数据传送模块(400)，用于蓝牙基带传送所述目标数据包，以对当前丢失的当前音频数据进行纠错。
10.如权利要求9所述的音频丢包数据处理装置，其特征在于，所述波形叠加模块(300)用于在时域上对所述纠错数据包的信号和所述重发数据包的信号进行波形叠加得到目标数据包。
11.如权利要求9或10所述的音频丢包数据处理装置，其特征在于，还包括：
反映射模块，用于对所述目标数据包中的数据进行反映射得到反映射后的目标数据包；
所述数据传送模块(400)用于向所述蓝牙基带传送所述反映射后的目标数据包。
12.一种音频播放设备，其特征在于，包括：
处理器，用于实现如权利要求6-8任意一项所述的方法。
13.一种音频播放设备，其特征在于，包括：
如权利要求1-5任意一项所述的电路。
14.一种音频信号处理系统，包括：第一音频播放设备和第二音频播放设备；所述第一音频播放设备和所述第二音频播放设备为一对音频播放设备对，其特征在于，
所述第一音频播放设备具有如权利要求9-11任意一项所述的装置；所述第二音频播放设备具有如权利要求9-11任意一项所述的装置；或者，
所述第一音频播放设备具有如权利要求1-5任意一项所述的电路；所述第二音频播放设备具有如权利要求1-5任意一项所述的电路。
15.如权利要求14所述的音频信号处理系统，其特征在于，还包括：
音源设备，用于向所述第一音频播放设备和所述第二音频播放设备提供音频数据。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，存储介质中存储的计算机程序用于被执行实现如权利要求6-8任意一项所述的方法。
17.一种音频设备的芯片，其上具有集成电路，其特征在于，所述集成电路被设计成用于实现如权利要求6-8任意一项所述的方法，或者集成有如权利要求1-5任意一项所述的电路。
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