CN114501412A - 基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，音频网关与第一设备、第二设备建立第一链路和第二链路，第一设备与第二设备建立第三链路；第一设备、第二设备接收到音频网关发送的数据后记录状态同步字段，状态同步字段包括该数据的通道组ID、事件计数器、子事件计数器以及子事件计数器对应的接收状态，第一设备、第二设备保存接收成功的数据；第一设备与第二设备通信时交换状态同步字段，分别找出对方接收状态为接收失败且自己接收状态为接收成功的数据，重传数据给对方；一方在接收到对方重传的正确数据后修改接收状态，并给对方回复确认包。本发明实现音频数据丢失补偿功能，保证两个音频播放器收到的数据包一致。

Description

基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法

技术领域

本发明涉及无线音频数据同步技术领域，具体的说，是一种基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法。

背景技术

传统的无线蓝牙音频系统一般设置有两个音频播放器（例如，两个耳机或者两个音响等）通过传统蓝牙协议（claasic链接）跟音频网关（可以是手机或者平板等）建立的无线连接，两个音频播放器中一个作为主设备，一个作为从设备。现有的监听方案：主从设备从音频网关处同时监听获取音频数据包，然后从设备告知主设备获取音频数据包的状态，主设备在从设备和主设备都同时正确获取到音频数据包以后，再发送确认应答给音频网关，使得该两个音频播放器可以同步播放音频数据。但是，采用这种方法主设备与从设备接收相同音频数据包时候，必须要满足主、从设备同时正常接收，才可以收到音频网关的下一包数据。若存在其中一个音频播放器接收性能不好，则两个音频播放器会同时卡顿，使得某些场景音频效果差。

现有的转发技术，都是有主从设备之分，从设备都需要从主设备接收数据，而不是音频网关（手机）。这样会导致二个问题：1）由于多了一次主设备转发给从设备数据的时间，数据传输速率下降。2）主设备和从设备行为不一致，主设备多转发一次数据，所以他的耗电要更高，会导致两个设备的电量消耗不一样，从而使用时间不一样。现有技术的解决方法是将两个音频播放器设置等位的播放器，二者分别从音频网关通过BLE连线（低功耗音频连线）获取音频数据包，对音频网关的确认应答不会受到对方是否正常接收影响，数据格式中包含了数据播放的同步时间点信息，实现两个音频播放器播放同步。但是采用这种方法容易出现两个音频播放器收到的包内容不一致（比如一个接收正常，一个偶尔有问题），从而导致一个音频播放器正常播放，一个音频播放器偶尔卡顿。针对这一问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，用于解决现有监听方案中两个音频播放器等位设置的方法中存在两个音频播放器容易出现收到内容不一致导致一个播放正常另一个播放卡顿的问题以及解决现有转发技术中主从设备耗电不一致的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，包括：

步骤S100、在音频网关与第一设备之间建立第一链路，在音频网关与第二设备之间建立第二链路，在第一设备与第二设备之间建立第三链路；

步骤S200、在第一链路、第二链路的通信周期中，第一设备、第二设备接收到音频网关发送的数据后记录状态同步字段，状态同步字段包括该数据的通道组ID、事件计数器、子事件计数器以及子事件计数器对应的接收状态，接收状态包括接收成功和接收失败；第一设备、第二设备保存接收状态为接收成功的数据；

步骤S300、在第三链路的服务锚点，第一设备、第二设备首先交换状态同步字段，判断对方的通道组ID以及事件计数器与自己是否匹配，若匹配，进入下一步；否则设置全局变量need_change_data=false，第一设备和第二设备之间不需要传输数据；

步骤S400、第一设备和第二设备分别找出对方接收状态为接收失败且自己接收状态为接收成功的数据，设置全局变量need_change_data=true，并重传数据给对方；以及找出自己接收状态为接收失败且对方接收状态为接收成功的数据，在接收到对方重传的正确的数据后，将接收状态修改为接收成功，并将数据发送给上层应用以及给对方回复确认应答。

本发明通过在第一设备、第二设备间建立第三链路，并在接收音频网关的数据时，第一设备、第二设备记录数据内容，形成状态同步字段，两者同步接收到音频网关发送数据的状态，在第一设备和第二设备传输数据的时间内，第一设备、第二设备根据状态同步字段找出自己接收成功而对方接收失败的数据内容，重传给对方，从而在两个音频播放设备之间实现音频数据补偿功能，保证两个音频播放器收到的数据包一致。且本发明没有传统转发方案的主设备和从设备之分，不会有主从设备耗电不一致导致使用时间不同的问题；且在第一设备与第二设备都正常接收时，不会有传统转发模式的数据转发，节约了数据传输的概率，从而降低功耗。

所述第一链路和第二链路属于同一个面向连接的低功耗通道组CIG或者属于同一个无连接广播的低功耗传输通道组BIG。

所述第三链路的通信周期与第一链路、第二链路的通信周期相同，或者第一链路、第二链路的通信周期为第三链路的通信周期的整数倍。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明在两个音频播放设备之间建立第三链路同步接收到音频网关发送的数据状态，若一方接收数据不正常，则接收正常的设备重传正确数据给对方，实现音频数据丢失补偿功能，保证两个音频播放器收到的数据包一致。

（2）本发明使用额外的蓝牙链路（可以是蓝牙低功耗链路或者传统链路），来进行最大可能的侦测另一设备是否正常接收，并在一方正常接收，另一方接收失败的情况下给予丢包补偿，保证两个设备均正常播放。

（3）本发明没有传统转发方案的主设备和从设备之分，不会有主从设备耗电不一致导致使用时间不同的问题；且在第一设备与第二设备都正常接收时，不会有传统转发模式的数据转发，节约了数据传输的概率，从而降低功耗。

附图说明

图1为本发明的音频网关、第一设备、第二设备的连接示意图；

图2为音频网关在通信周期内向第一设备和第二设备发送事件X的示意图；

图3为音频网关在通信周期内向第一设备和第二设备发送事件X+1的示意图；

图4为面向连接的低功耗通道组链路的状态同步字段；

图5为面向连接的低功耗通道组链路的数据字段；

图6为无连接广播的低功耗传输通道组链路的状态同步字段；

图7为无连接广播的低功耗传输通道组链路的数据字段。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，包括：

一、蓝牙听歌或者蓝牙电话过程中，将音频网关与第一设备和第二设备分别建立第一链路和第二链路，第一链路和第二链路为低功耗蓝牙链路，第一设备与第二设备建立第三链路，第三链路可以是低功耗链路或者经典链路），如图1所示，第一链路和第二链路的主设备是音频网关。音频网关建立的第一链路和第二链路为同属于一个面向连接的低功耗通道组CIG(ConnectedIsochronous Group)的两条基于连线的低功耗连线CIS（ConnectedIsochronous Stream）链路或者同属于一个无连接广播的低功耗传输通道组BIG（BroadcastIsochronousGroup）的两条基于广播的无连接低功耗传输BIS（BroadcastIsochronous Stream）链路，结合图2和图3所示，第一链路与第二链路有同样的通信周期、最大数据长度、子事件数量NSE（numberofsubevent）和子事件时间间隔Sub_Interval等参数。第三链路的通信周期需要跟第一链路和第二链路保持一致或者第一链路和第二链路的通信周期是第三链路通信周期的整数倍。

当第一链路和第二链路为同属于一个面向连接的低功耗通道组CIG下的两条CIS链路时，执行流程如下：

1.1 第一链路和第二链路这二条CIS链路处于同一条CIG中，由CIGID标识。因为它们的建立时间不相同，所以每一个通信周期里面的CIS事件计数器相差一个固定值N，即任何一个通信周期中，第一链路的CIS事件计数器为X，第二链路的CIS事件计数器为X’，X-X’为固定值N），且每一个CIS事件中包含同样多的子事件计数器，每一个通信周期中音频网关发送给第一设备和第二设备的数据是相同的，但是对应的事件计数器X和事件计数器X’是不一样的，如图2所示。

1.2在第一链路、第二链路的每一次通信周期中，第一设备和第二设备需要记录当前通信周期接收音频网关发送过来的数据内容：包括CIGID、CIS事件计数器、子事件计数器以及该次CIS事件计数器的接收状态（根据接收状态来设定，正常接收成功设置为0，丢包或者接收错误设置为1），保存接收好的数据。

1.3在接下来的第三链路的服务锚点，第一设备和第二设备先交换如图4所示的状态同步字段，并判断对方的CIGID与自己是否一致，以及对方的CIS事件计数器跟自己的差值是否等于固定值N，并根据判断结果来设置全局变量need_change_data来标识是否需要交换数据：need_change_data=true表示需要交换数据，need_change_data=false表示不需要交换数据；

如果对方的CIGID与自己且均一致，则对方的CIS事件计数器跟自己的差值与自己的差值为固定值N，则跳转到下一步；否则，设置全局变量need_change_data=false，不需要传输数据，等待下一个通信周期；

1.4第一设备、第二设备分别找出对方子事件计数器的接收状态为1（代表接收失败），而自己CIS对应的子事件计数器的接收状态为0（代表接收正常）的数据包，即对方接收失败而自己接收成功的数据包，设置为需要传输数据包，即设置全局变量need_change_data=true；以及找出对方子事件计数器的接收状态为0（代表接收成功），而自己对应的CIS对应的子事件计数器的接收状态为1（代表接收失败）的数据包；

1.5在接下来的第三链路上面相互交换如图5所示数据包信息，包含对应的CIS子事件计数器和接收正常的数据，原先接收失败的一方在收到正确的数据后修改自己的同步状态字段的接收状态，并把对应的数发送给上层应用和给对方回复确认应答。

当第一链路和第二链路为同属于一个无连接广播的低功耗传输通道组BIG下的两条BIS链路时，执行流程如下：

2.1第一链路和第二链路这二条BIS处于同一条BIG中，由BIGID标识。因为它们的建立时间不相同，所以每一个通信周期里面BIS事件计数器相差一个固定值N，即任何一个通信周期第一链路的BIS事件计数器为X，第二链路的BIS事件计数器为X’，X-X’为固定值N，如图3所示，每一个BIS事件中包含同样多的子事件计数器，每一个通信周期中音频网关发送给第一设备和第二设备数据内容是相同的，但是对应的事件计数器X和事件计数器X’是不一样的。

2.2 在每一次通信周期中，第一设备和第二设备需要记录当前周期接收音频网关发送过来的数据内容，包括BIGID，BIS事件计数器以及该次BIS子事件计数器的接收状态（根据接收状态来设定，正常接收成功设置为0，丢包或者接收错误设置为1），保存接收好的数据内容。

2.3 在接下来的第三链路的服务锚点，第一设备和第二设备先交换如图6所示的状态同步字段，判断对方的BIGID与自己是否一致，并确认BIS事件计数器跟自己的事件计数器差值是否等于固定值N，根据判断结果来设置全局变量need_change_data来标识是否需要交换数据。如果均一致，跳转下一步；否则直接设定为不需要传输数据（need_change_data=false），等待下一个通信周期。

2.4 找出对方子事件计数器接收状态为1（代表接收失败），而自己对应的BIS对应的子事件计数器接收状态为0（代表接收正常）的数据包，代表该数据包对方没有正确接收而自己已经正确接收，设置为需要传输数据包（need_change_data=true）。找出对方子事件计数器接收状态为0（代表接收成功），而自己对应的BIS对应的子事件计数器接收状态为1（代表接收失败）的数据包，即对方接收成功而自己接收失败的数据包，在接下来的第三链路上面相互交换如图7所示数据包信息，包含对应的BIS子事件计数器和接收正常的数据，另一方在收到正确的数据以后修改自己的接收状态，并把对应的数据发送给上层应用和给对方回复确认应答。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (3)

1.一种基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，其特征在于，包括：

步骤S100、在音频网关与第一设备之间建立第一链路，在音频网关与第二设备之间建立第二链路，在第一设备与第二设备之间建立第三链路；

步骤S200、在第一链路、第二链路的通信周期中，第一设备、第二设备接收到音频网关发送的数据后记录状态同步字段，状态同步字段包括该数据的通道组ID、事件计数器、子事件计数器以及子事件计数器对应的接收状态，接收状态包括接收成功和接收失败；第一设备、第二设备保存接收状态为接收成功的数据；

步骤S300、在第三链路的服务锚点，第一设备与第二设备交换状态同步字段，判断对方的通道组ID以及事件计数器与自己是否匹配，若匹配，进入下一步；否则设置全局变量need_change_data=false，第一设备和第二设备之间不需要传输数据；

步骤S400、第一设备和第二设备分别找出对方接收状态为接收失败且自己接收状态为接收成功的数据，设置全局变量need_change_data=true，并重传数据给对方；以及找出自己接收状态为接收失败且对方接收状态为接收成功的数据，在接收到对方重传的正确的数据后，将接收状态修改为接收成功，并将数据发送给上层应用以及给对方回复确认应答。

2.根据权利要求1所述的基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，其特征在于，所述第一链路和第二链路属于同一个面向连接的低功耗通道组CIG或者属于同一个无连接广播的低功耗传输通道组BIG。

3.根据权利要求1所述的基于双耳连线的蓝牙协议数据包丢失补偿方法，其特征在于，所述第三链路的通信周期与第一链路、第二链路的通信周期相同，或者第一链路、第二链路的通信周期为第三链路的通信周期的整数倍。

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