CN114727387A - 单点到多点的无线音频双向传输方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无线技术领域，尤其涉及一种单点到多点的无线音频双向传输方法、系统和设备。所述单点到多点的无线音频双向传输方法包括主从设备基于所述等时通信时隙结构，通过随机接入窗口期和控制时隙，控制从设备的接入时机，并为从设备配置链路资源，在点到多点的音频广播时隙完成主设备数据包的广播发送，在多点到点的音频传输时隙完成从设备数据包的独立发送，实现了链路资源的高效管理和分配，以此综合解决现有技术中单点到多点无线音频双向传输链路效率低下等问题。

Description

单点到多点的无线音频双向传输方法、系统和设备

技术领域

本申请涉及无线技术领域，尤其涉及一种单点到多点的无线音频双向传输方法、系统和设备。

背景技术

目前，无线音频技术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，采用同步等时通道(Isochronous Channels)协议，即单点到单点通信的连接等时流(CIS:ConnectedIsochronous Stream)链路及由多条CIS链路构成的连接等时组(CIG:ConnectedIsochronous Group)协议实现单点到单点的单向或双向音频传输，以及单点到多点通信的广播等时流(BIS:Broadcast Isochronous Stream)链路及由多条BIS链路构成的广播等时组(BIG:Broadcast Isochronous Group)协议实现单点到多点的单向音频传输，从而给人们带来更低功耗、更低成本、更高质量、更低延迟、更加丰富的无线音频服务。例如，采用由多条点到点通信的连接等时流(CIS:Connected Isochronous Stream)协议构成连接等时组(CIG:Connected Isochronous Group)协议的无线多麦克风(Wireless Multi-Microphone)应用。

但是，对于单点到多点双向音频传输的无线多麦克风应用或多人无线游戏机应用，通常由CIS主设备采用多条双向CIS链路发送相同伴音，CIS主设备到多个CIS从设备之间要分别建立多条CIS链路，每条CIS的双向数据都是独立发送，链路效率低。并且，当CIS主设备建立的CIS链路越多，用于搜索和接入新设备的时隙越少，接入新设备越困难。为了保持良好的接入性能，必须保留足够的搜索时隙，也也会进一步导致链路效率低。

因此，随着链路的使用，无线链路效率会越来越低，可建立的CIS链路变少或可接入的无线麦克风或无线游戏头戴设备个数变少。

发明内容

本申请提出了一种单点到多点的无线音频双向传输方法、系统和设备，提供一种混合等时流链路协议，以解决现有技术中单点到多点无线音频双向传输链路效率低下等问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输方法，所述方法包括：

用于所述无线音频双向传输的等时通信间隔，包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；

在所述点到多点的音频广播时隙，主设备广播发送主设备数据包；

在所述广告时隙，主设备广播发送用于从设备同步的同步信息；

在随机接入事件被触发后，主设备开放随机接入窗口；在所述随机接入窗口开放期间，主设备在所述控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，主设备确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙；主设备根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令，并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路；

所述主设备基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

第二方面，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

用于所述无线音频双向传输的等时通信间隔，包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；

从设备搜索主设备在等时通信间隔的广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步；

在与所述主设备同步后，在所述等时通信间隔的控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令；并根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

第三方面，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输设备，所述设备为主设备，能够实现本申请实施例第一方面提供的单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于基于等时通信间隔，控制所述射频收发模块与从设备通信，其中：

在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙，广播发送主设备数据包；

在所述等时通信间隔的广告时隙，广播发送用于从设备同步的同步信息；

在随机接入事件被触发后，开放随机接入窗口；在所述随机接入窗口开放期间，在所述等时通信间隔的控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙；根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令；并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

第四方面，本申请实施例提供一种单点到多点的无线音频双向传输设备，所述设备为从设备，能够实现本申请实施例第一方面提供的单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于控制所述射频收发模块与主设备通信，其中：搜索主设备在等时通信间隔的广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步；

在与所述主设备同步后，在所述等时通信间隔的控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令；根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求；

在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

第五方面，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输系统，其特征在于，包括：

本申请实施例第三方面提供的主设备；

至少2个本申请实施例第四方面提供的从设备。

第五方面，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如第一方面，或者，第二方面所述的多点到单点的无线音频传输方法的步骤。

第六方面，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上述第一方面、第二方面的单点到多点的无线音频双向传输方法的步骤。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过上述方法，主从设备基于所述等时通信时隙结构，通过随机接入窗口期和控制时隙，控制从设备的接入时机，并为从设备配置链路资源，在点到多点的音频广播时隙完成主设备数据包的广播发送，在多点到点的音频传输时隙完成从设备数据包的独立发送，实现了链路资源的高效管理和分配，以此综合解决现有技术中单点到多点无线音频双向传输链路效率低下等问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种单点到多点的无线音频双向传输方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种单点到多点的无线音频双向传输方法的等时通信间隔示意图；

图3为本申请实施例提供的一种数据包包头示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种单点到多点的无线音频双向传输方法流程图；

图5为本申请实施例提供的一种无线单点到多点双向音频传输系统的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种HIGC PDU的负载(Payload)结构示意图；

图7本申请实施例提供的一种随机接入命令的控制数据结构示意图；

图8本申请实施例提供的一种随机接入请求的控制数据结构示意图；

图9本申请实施例提供的一种随机接入许可的控制数据结构示意图；

图10本申请实施例提供的一种接入终止命令的控制数据结构示意图；

图11本申请实施例提供的一种从设备接入无线通信链路流程示意图；

图12本申请实施例提供的一种主设备无线通信链路流程示意图；

图13本申请实施例提供的一种无线音频收发设备结构示意图；

图14本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

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作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。

在本申请的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

关于本申请实施例中会涉及的本领域的一些基础名词及其英文缩写，首先进行一些介绍，以便于展开实施方式的描述：

CIS：Connected Isochronous Stream，连接等时流；

CIG：Connected Isochronous Group，连接等时组；

BIS：Broadcast Isochronous Stream，广播等时流；

BIG：Broadcast Isochronous Group，广播等时组；

HIS:Hybrid Isochronous Stream，混合等时流；

HIG:Hybrid Isochronous Group，混合等时组；

HISM：Hybrid Isochronous Stream Master，混合等时流主设备；

HISS：Hybrid Isochronous Stream Slave，混合等时流从设备；

HIGC:HIG Control，混合等时流控制；

Isochronous Interval：等时通信间隔；

SE：Sub-Event，子事件；

T_MSS：Time of Minimum Subevent Space，最小事件间隔；

RFU：Reserved for future use，保留单元；

SN：Sequence Number，主设备数据包序列号；

HIS Num：最大可接入的从设备数或HIS链路数；

HIS MT：HIS Mapping Table，需要发送从设备数据包的从设备映射表；

BLE:Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗；

PDU:Protocol Data Unit，协议数据单元；

BLE CIS Null PDU：蓝牙低功耗连接等时流空协议数据单元；

BLE CIS PDU：蓝牙低功耗连接等时流协议数据单元；

LC3:Low Complexity Communication Codec，低复杂度通信编解码；

SDU:Service Data Unit，服务数据单元；

SN:Sequence Number，序列号；

NESN:Next Expected Sequence Number，下一个期待的序列号。

LLID：Logical Link Identifier，逻辑链路标识，用于指示CIS Data PDU的负载类型；

Length:长度，表示PDU负载长度。

请参考图1，图1示出了本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输方法的流程图示意，所述方法能够应用于无线音频传输系统中的主设备：

其中，所述单点到多点无线音频双向传输的等时通信间隔(IsochronousInterval)中可以包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；

在所述点到多点的音频广播时隙，主设备广播发送主设备数据包；

在所述广告时隙，主设备广播发送用于从设备同步的同步信息；

所述同步信息中可以包括所述单点到多点无线音频双向传输的等时通信间隔的时隙结构信息。例如可以包括控制时隙的指示信息，以便于从设备基于同步信息与主设备同步后，可以在控制时隙接收主设备发送的控制信号；还可以包括点到多点的音频广播时隙的指示信息，以便于从设备在与主设备同步后，即可在该时隙接收主设备发送的主设备数据包，实现单点到多点的无线音频单向传输。另外，所述同步信息中还可以包括等时通信间隔的起始时间点、等时通信间隔时长、跳频序列、信道信息、时钟同步信号等其它用于从设备同步的信息。因此，从设备一旦搜索到同步信息，即可与主设备同步。

示例性的，图2示出的本申请实施例中的一种等时通信间隔的时隙结构。采用该时隙结构，以及本申请实施例提供的单点到多点的无线音频双向传输方法，可以实现一种混合等时流HIS链路协议，以及由至少两条HIS链路构成的混合等时组HIG协议，主设备通过由至少两条HIS链路构成的混合等时组HIG与至少两个从设备进行无线音频双向传输。为了便于描述，以下将以本申请实施例实现HIS协议和HIG协议的具体应用详细说明。可以理解的是，本申请实施例提供的单点到多点的无线音频双向传输方法也可以应用于其它无线通信场景，或实现其它无线通信协议。

图2所示的等时通信间隔中包括广告时隙(如图2中标识ADV的时隙)、控制时隙(如图2中标识HIGC的时隙)，和双向音频传输时隙。其中，双向音频传输时隙可以包括至少一个数据周期，每个数据周期中包括点到多点的音频广播时隙(如图2中标识HISM的时隙)和多点到点的音频传输时隙(如图2中标识HISS的时隙)。

步骤11，在随机接入事件被触发后，主设备开放随机接入窗口。

示例性的，随机接入事件的触发可以按照预设条件自动触发、也可以人工触发等方式来触发。随机接入事件被触发后，主设备开放随机接入窗口，以便于接收来自从设备的接入请求等从设备发送的请求信号包。

步骤12，在所述随机接入窗口开放期间，主设备在所述控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求。

通常情况下，所述控制时隙可以用于传输主设备与从设备之间的控制信息，例如本实施中的随机接入命令、随机接入请求等，再如一些其他的控制指令，如音效控制、发射功率控制等。

所述控制时隙中可以包括一个或多个主设备发送时隙(或称：从设备接收时隙)和从设备发送时隙(或称：主设备接收时隙)。主设备在主设备发送时隙向从设备发送控制信息，在从设备发送时隙接收从设备发送的控制信息。

在一些具体实施例中，为节省链路资源，所述控制时隙中包括一个主设备发送时隙和一个从设备发送时隙。

参考图2示出的时隙结构示意图，主设备在控制时隙的主设备发送时隙(图2中标识MHIGC的时隙)发送随机接入命令，在从设备发送时隙(图2中标识SHIGC的时隙)接收从设备发送的随机接入请求。

步骤13，在所述随机接入窗口关闭后，主设备确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙。

具体的，在随机接入窗口开放期间结束后，主设备根据接收到的随机接入请求来确定被允许接入的从设备，根据所述被允许接入的从设备的信息，为所述被允许接入的从设备分配在所述等时间隔中该从设备的从设备数据包发送时隙。参考图2，如从设备S1，被分配到HISS 1时隙作为其从设备数据包发送时隙，从设备S2被分配到HISS 2时隙作为其从设备数据包发送时隙。

步骤14，主设备根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令，并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路。

具体的，主设备在控制时隙发送所述接入许可命令，示例性的，参考图2，主设备在M-HIGC时隙发送接入许可命令，所述接入许可命令中包括了被允许接入的从设备与所述主设备建立无线通信链路所需要的必要信息，如包括被允许接入的从设备在等时通信间隔中的从数据包发送时隙、被允许接入的从设备地址信息等。

步骤15，所述主设备基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

具体的，主设备能够基于所述无线通信链路与从设备之间进行进所述单点到多点无线音频双向传输，每个被分配的从设备数据包发送时隙即所述主设备的数据包接收时隙。

根据步骤11-14所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，主设备通过控制随机接入窗口的开启和关闭，控制从设备的随机接入时机，而无需采用现有技术中主设备通过不断扫描的方式接入从设备，可降低功耗。同时，主设备基于所述等时通信时隙结构，在占用极少的链路资源情况下实现从设备的随机接入，并以点到多点的广播方式实现音频数据和控制命令的传输，从而可有效管理和分配链路资源，显著提高链路效率。

可选的，在一些实施例中，所述在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙，包括：

在所述多点到点的音频传输时隙中，为被允许接入的从设备分配从设备数据包发送时隙，使每个被允许接入的从设备的从设备数据包发送时隙互不重叠；

所述主设备配置接入许可命令，包括：配置所述接入许可命令，使其携带从设备数据包发送时隙指示信息。

具体的，为被允许接入的从设备分配从设备数据包发送时隙可以是每次根据不同从设备的从设备数据包PDU所占时长进行分配，也可以是根据预先默认设置的从设备数据包发送时长进行分配的。

可选的，在一些实施例中，所述在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙，包括：自被允许接入的从设备发送的随机接入请求中获取从设备数据包所占最大时长，并根据所述从设备数据包所占最大时长，为被允许接入的从设备分配从设备数据包发送时隙；

所述从设备数据包发送时隙指示信息为从设备数据包的发送起始时间点。

具体的，主设备可根据多点到点的音频传输时隙的总时长、已接入的从设备所占用的数据包发送时隙的总时长和/或已接入的每个从设备的从设备数据包所占最大时长等参数，为每个允许接入的从设备分配其从设备数据包的发送时隙。

示例性的，参考图2，从设备S1的从设备数据包发送时隙为HISS 1，从设备S2的从设备数据包发送时隙为HISS 2，从设备SN的从设备数据包发送时隙为HISS N，HISS 1、HISS2和HISS N互相不重叠。

可选的，在一些实施例中，所述主设备确定被允许接入的从设备，还包括为被允许接入的从设备分配无线通信链路；

所述主设备配置接入许可命令，还包括：根据所述被允许接入的从设备的无线通信链路分配信息，配置接入许可命令，使其携带所述被允许接入的从设备的无线通信链路分配信息；

所述无线通信链路信息包括：为被允许接入的从设备分配的无线通信链路的序列号、接入地址、接入许可的生效时间中的一种或多种。具体的，所述无线通信链路信息为能够指示所述被允许接入的从设备用于接入所述无线通信链路的必要信息。

可选的，在一些实施例中，所述随机接入请求中包括从设备的设备地址；

所述主设备配置接入许可命令，还包括：所述主设备获取被允许接入的从设备的设备地址，并将所述设备地址作为被允许接入的从设备地址设置在所述接入许可命令中。

具体的，从设备接收到所述接入许可命令时，可对比所述从设备地址是否为自身的从设备地址，若是，则表明本从设备为被允许接入的从设备。

可选的，在一些实施例中，所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，还包括：

在所述控制时隙内，主设备发送随机接入终止命令以断开与指定从设备之间的无线通信链路，或者，

在所述控制时隙内，所述主设备接收到从设备发送的随机接入终止命令时，断开与该从设备之间的无线通信链路。

具体的，主设备在控制时隙内，除了能够发送接入许可命令以外，还可以发送中止命令，以用于在接入从设备过多时，主设备基于自动或者是人工选择断开一些从设备，以便于新的新设备能够接入，或者是节约链路资源等。

可选的，在一些实施例中，所述控制时隙包括主设备发送时隙和从设备发送时隙；所述主设备在所述主设备发送时隙内发送所述随机接入命令、接入许可命令或随机接入终止命令，在所述从设备发送时隙内接收从设备发送的随机接入请求或随机接入终止命令；

所述同步信息包括所述等时通信间隔的时隙结构信息、等时通信间隔的起始时间点、等时通信间隔时长、跳频序列、信道信息、时钟同步信号中的一种或多种；

在所述广告时隙，所述主设备通过蓝牙低功耗广告包，广播发送所述同步信息；

所述主设备基于蓝牙低功耗控制协议数据单元生成主设备控制包，通过所述主设备控制包传输所述随机接入命令、接入许可命令和/或随机接入终止命令；

所述主设备数据包为扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流BIS协议数据单元PDU，其负载用于加载主设备发送给从设备的音频数据，其包头包括：

用于指示是否是所述扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元的指示位；

用于指示主设备数据包序列号的第一扩展位；

用于指示最大可接入的从设备数的第二扩展位；

用于指示需要发送从设备数据包的从设备映射表的第三扩展位。

具体的，本申请实施例提供的所述单点到多点的无线音频双向传输方法能够向下兼容到搭载现有BLE协议的蓝牙设备上。

示例性的，参考图3示出了一种数据包包头，应用于图2示出的HIS/HIG协议，以此为例说明本申请实施例提供的主设备数据包构成：

所述数据包为基于蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元的扩展包头，能够应用于本申请实施例中的主设备发送的数据包HISM PDU。

所述数据包包头在BIS PDU包头的基础上，把BIS PDU包头的1比特保留域(RFU:Reserved for Future Use)用于指示是否使能HIG链路，即HIGE(Hybrid IsochronousGroup Enable)。HIGE赋值为0表示不使能HIG功能，HIGE赋值为1时，表示使能HIG功能；即HIGE赋值为1时指示当前数据包是扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元，为本实施例的主设备数据包HISM PDU。HIGE赋值为0时指示当前数据包为蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元BIS PDU。

当能够使能HIG功能时，扩展包头增加一定数量的字节，包含HIG SN，HIS Num和HIS MT三个域(扩展位)。

参考图3，第一扩展位为HIG SN用于指示HISM PDU主设备数据包序列号(SN:Sequence Number)；第二扩展位为HIS Num用于指示最大可接入的从设备数或HIS链路数，第三扩展位为HIS MT用于指示需要发送从设备数据包的从设备映射表(MT:Mapping Table映射表)。示例性的，HIS MT的比特从低到高依次对应HIS链路标号或从设备标号，需要某个标号的HIS从设备发送从设备数据包(如HISS PDU)时，则设置其标号对应的比特为1，反之，设置为0。

图3示出的，数据包扩展包头其它域的功能及使用方法与BIS PDU相同，包括用于指示负载类型的逻辑链路标识(LLID:Logical Link Identifier)，控制子事件序列号(CSSN:Control Subevent Sequence Number)，控制子事件发送标志(CSTF:ControlSubevent Transmission Flag)，负载的长度(Length)，及1比特RFU。

可选的，在一些实施例中，所述无线通信链路为混合等时流通信链路，

主设备通过由多条混合等时流通信链路构成的混合等时组与多个被允许接入的从设备进行无线音频双向传输，具体包括：

在每个数据周期的点到多点的音频广播时隙，广播发送主设备数据包；

在每个数据周期的多点到点的音频传输时隙，依次在每个从设备数据包发送时隙内，接收从设备数据包；

直到所述主设备数据包的重发次数到达最大重发次数，或者所有被允许接入的从设备发送的从设备数据包都被主设备正确接收，或者主设备数据包被所有被允许接入的从设备正确接收时，停止重新广播发送主设备数据包，并结束本轮数据通信；

其中，一个等时通信间隔进行一轮数据通信，一轮数据通信包括至少一个数据周期，一个数据周期中包括一个点到多点的音频广播时隙和一个或多个从设备数据包发送时隙，一个从设备数据包发送时隙分配给一个被允许接入的从设备。

示例性的，如图2所示，在每个数据周期的点到多点的音频广播时隙(HISM时隙)，主设备向所有从设备广播发送主设备数据包；在每个数据周期(图中每个SE间隔即对应一个数据周期)的多点到点的音频传输时隙(HISS时隙HISS 1-HISS N时隙)，依次接收从设备数据包。

示例性的，参考图2，一个等时间隔会进行一轮数据通信，一轮数据通信包含了K+1个数据周期，K≥0，每个数据周期都包括一个点到多点的音频广播时隙(HISM时隙)，每个数据周期也都包括多点到点的音频传输时隙，所述多点到点的音频传输时隙即对应于若干个从设备的从设备数据包发送时隙。

每轮数据通信中，如果所述主设备数据包的重发次数到达最大重发次数，如预设主设备数据包的最大重发次数为3次，则不论从设备是否正确接收，最多只进行4个数据周期的数据发送，主设备停止向所述从设备重新发送主设备数据包，结束本轮数据通信；

或者，每轮数据通信中，如果所有从设备发送的从设备数据包都被主设备正确接收，这种情况下，不论预设的最大重发次数是几次，若主设备在一个数据周期中正确接收了所有从设备发送的从设备数据包，主设备停止向所述从设备重新发送主设备数据包，结束本轮数据通信；

或者，每轮数据通信中，如果主设备数据包被所有从设备正确接收时，这种情况下，不论预设的最大重发次数是几次，若所有从设备在一个数据周期都正确接收了主设备发送的主设备数据包，则主设备停止向所述从设备重新发送主设备数据包，并结束本轮数据通信。

参考图4本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输方法，所述方法能够应用于无线音频传输系统中的从设备，用于所述无线音频双向传输的等时通信间隔，包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；包括：

步骤41，从设备搜索主设备在等时通信间隔的广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步。

步骤42，在与所述主设备同步后，在所述等时通信间隔的控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令。

步骤43，根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求。

具体的，从设备在接收到随机接入命令后，则认为主设备已经可以接收各从设备的接入请求，此时可以向主设备发送随机接入请求。相反，在未收到随机接入命令时，从设备不发随机接入请求，或者即使发送随机接入请求，主设备也不予处理。步骤44，在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路。具体的，所述从设备持续接收所述主设备在控制时隙内发送的控制信息，当接收到所述主设备发送的接入许可命令时，根据所述接入许可命令，判断主设备是否允许本从设备接入。

步骤45，基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，其中，在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

可选的，在一些实施例中，所述随机接入命令或同步信息中，可包括所述主设备的随机接入窗口开放期信息，以便于所述从设备了解随机接入窗口的开启和关闭状态。在另一些实施例中，从设备一旦接收到随机接入命令，即可认为主设备已开启随机接入窗口，而一旦持续几次未接收到随机接入命令，即可认为主设备已关闭随机接入窗口。

具体的，在一些实施例中，所述随机接入命令携带用于指示主设备的随机接入窗口开放期的时间信息；或者，所述同步信息携带用于指示主设备的随机接入窗口开放期的时间信息；

从设备根据所述随机接入命令或同步信息，确定主设备的随机接入窗口开放期。

示例性的，用于指示主设备的随机接入窗口开放期的时间信息可包括随机接入窗口开放的具体时间段、截止时刻和/或起始时刻。

可选的，在一些实施例中，所述根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：

在第一次接收到主设备发送的随机接入命令之后，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，至少一次基于随机延迟时间，延迟后再接收所述主设备在随机接入窗口开放期发送的随机接入命令；

在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在基于所述随机延迟时间延迟后接收到主设备发送的随机接入命令时，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求。

具体的，通过随机延迟能够避免在控制时隙尽量少的占用链路资源的情况下，多个从设备同时接收到所述随机接入命令后，同时发送随机接入请求，导致发生接入冲突；通过随机延迟能够很好的避免这个问题。其中，随机延迟时间可以基于现有技术中的各种随机数的方法产生，随机延迟的次数也可以根据具体应用场景而定，本申请对此不做具体限定。

示例性的，如从设备S1和从设备S2同时接收到了随机接入命令，从设备S1随机延迟1个等时间隔后再次接收到所述随机接入命令，则可在该等时间隔的控制时隙向所述主设备发送随机接入请求；所述从设备S2随机延迟3个等时间隔后再次接收到所述随机接入命令，则在该等时间隔的控制时隙向所述主设备发送随机接入请求；由于从设备的延迟时间均为随机产生，因此能够避免从设备S1和从设备S2同时向所述主设备发送随机接入请求，避免在设备较多的情况下发生信号收发冲突。

可选的，在一些实施例中，所述控制时隙包括主设备发送时隙和从设备发送时隙；从设备在所述主设备发送时隙内接收主设备发送的控制信息，如随机接入命令，在从设备发送时隙内向主设备发送控制信息，如随机接入请求。

所述在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：

基于所述随机延迟时间延迟后接收到主设备发送的随机接入命令时，在所述控制时隙内的从设备发送时隙向所述主设备发送随机接入请求。

可选的，在一些实施例中，从设备可以在每次随机延迟后，均接收一次随机接入命令，并在接收到随机接入命令时发送一次随机接入请求。当然，在另一些实施例中，从设备也可以不是每次接收到随机接入命令时都发送随机接入请求，如仅在奇数次接收到随机接入请求时发送随机接入请求。

示例性的，相邻两个主设备发送时隙和从设备发送时隙之间可以间隔预定时长，如150us等。则从设备在主设备发送时隙接收到随机接入命令后，延迟预定时长，即可在从设备发送时隙发送随机接入请求。

在控制时隙包含的从设备发送时隙数量有限时，本申请实施例利用随机延迟错开各个从设备在同一个从设备发送时隙发送随机接入命令的时机，既可以节省链路资源，又可避免信号冲突引起的接入失效。

可选的，在一些实施例中，所述在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：配置随机接入请求，使其携带所述从设备的设备地址，和/或从设备数据包所占的最大时长；

在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路，包括：

自所述接入许可命令中获取被允许接入的从设备地址，

若所述被允许接入的从设备地址与本从设备的设备地址相同，则与所述主设备建立所述无线通信链路。

示例性的，如从设备S1、S2、S3分别收到的接入许可命令，所述接入许可命令携带的从设备地址为S2从设备的地址，则每个从设备进行地址比较后，只有从设备S2能够确认自身即为所述接入许可命令中指定的允许被接入的从设备，此时从设备S2能够与所述主设备建立所述无线通信链路。

可选的，在一些实施例中，所述与所述主设备建立无线通信链路，包括：自所述接入许可命令中获取主设备为被允许接入的从设备分配的无线通信链路信息，基于所述无线通信链路信息，与主设备建立无线通信链路。

具体的，所述接入许可命令除携带从设备地址外，还携带被允许接入的从设备分配到的无线通信链路序列号，如从设备S2，分配至序列号为2的无线通信链路。

可选的，在一些实施例中，所述从设备基于蓝牙低功耗控制协议数据单元生成从设备控制包，通过所述从设备控制包传输所述控制信息，如前述的随机接入请求、随机接入终止命令等；

所述从设备基于蓝牙低功耗连接等时流协议数据单元生成从设备数据包，通过所述从设备数据包传输音频数据。

具体的，采用本申请实施例提供的单点到多点的无线音频双向传输方法的从设备，能够兼容普通BLE蓝牙通信协议，能够基于蓝牙低功耗控制协议数据单元生成从设备控制包，向主设备发送随机接入请求或者随机接入终止命令等，也能够基于蓝牙低功耗连接等时流协议数据单元生成从设备数据包；

除此之外，当然也支持本申请实施例提供的混合等时流HIS链路协议，以及由至少两条HIS链路构成的混合等时组HIG协议。

可选的，在一些实施例中，所述无线通信链路为混合等时流HIS通信链路；所述基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，包括：

根据所述主设备数据包中的信息，确定是否在所述主设备分配的从设备数据包发送时隙向所述主设备发送，或者，重新发送从设备数据包。

示例性的，接收到主设备数据包后，从设备可以根据主设备数据包中的信息来确定是否需要发送从设备数据包，如主设备数据包中提供的信息是从设备S1发送、S3发送，则从设备S1、S3需要发送各自的从设备数据包，没有涉及的其他从设备无需发送。

图5示出了本申请所述的无线单点到多点双向音频传输系统，所述音频传输系统由至少两个从设备与一个主设备构成，图5示出了从设备S1-SK，K个从设备，以及主设备M。

以下将结合本申请公开的单点到多点无线音频双向传输方法，详细描述所形成的HIS链路协议以及由K条HIS链路构成的混合等时组HIG协议，在图5的音频传输系统的具体应用过程。

相对于采用多条双向CIS链路的现有技术，CIS主设备要同每个CIS从设备分别建立CIS链路，每条CIS的双向数据都是独立发送的。因此，即使CIS主设备给每个CIS从设备发送的数据相同，也要分别通过每条CIS链路给每个CIS从设备发送，因而链路效率低。而采用本申请公开的单点到多点的混合等时流协议，如HIS协议，HIG主设备给所有HIG从设备采用相同的协议数据单元(PDU:Protocol Data Unit)同时发送音频数据，即不分别发送，从而提高链路了效率。

所述HIS和HIG协议是在蓝牙核心规范BLE同步等时通道(Isochronous Channels)协议的基础上，采用本申请公布的单点到多点的无线音频双向传输方法实现从设备接入以及主从设备双向通信。其中，主设备采用本申请公布的混合等时流主设备(HISM:HybridIsochronous Stream Master)协议数据单元(PDU:Protocol Data Unit)发送音频数据，从设备采用混合等时流从设备(HISS:Hybrid Isochronous Stream Slave)PDU发送音频数据。HISM PDU与BLE广播等时流(BIS:Broadcast Isochronous Stream)PDU结构相同但包头格式不同，即采用扩展包头(Extended Header)的BIS PDU。HISS PDU与BLE连接等时流(CIS:Connected Isochronous Stream)PDU格式相同。

所述HISM PDU扩展包头的格式如图3所示，所述数据包包头在BIS PDU包头的基础上，把1比特保留域(RFU:Reserved for Future Use)用于指示是否使能HIG链路，即HIGE(Hybrid Isochronous Group Enable)。HIGE赋值为0表示不使能HIG功能，HIGE赋值为1时，表示使能HIG功能；即用于指示是否是所述扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元的指示位。

当能够使能HIG功能时，扩展包头增加一定数量的字节，包含HIG SN，HIS Num和HIS MT三个域(扩展位)。

参考图3，第一位扩展位为HIG SN用于指示HISM PDU主设备数据包序列号(SN:Sequence Number)；第二位扩展位为HIS Num用于指示最大可接入的从设备数或HIS链路数，第三位扩展位为HIS MT用于指示需要发送指示需要发送从设备数据包的从设备映射表(MT:Mapping Table映射表)。示例性的，HIS MT的比特从低到高依次对应HIS链路标号或从设备标号，需要某个标号的HIS从设备发送从设备数据包(如HISS PDU)时，则设置其标号对应的比特为1，反之，设置为0。

图3示出的数据包扩展包头其它域的功能及使用方法与BIS PDU相同，包括用于指示负载类型的逻辑链路标识(LLID:Logical Link Identifier)，控制子事件序列号(CSSN:Control Subevent Sequence Number)，控制子事件发送标志(CSTF:Control SubeventTransmission Flag)，负载的长度(Length)，及1比特RFU。

根据BLE BIG协议，HIG从设备通过HIG主设备发送的BLE广告包获取HIG同步信息，同步后可以接收HIG主设备发送的HISM PDU和HIG控制(HIGC:HIG Control)PDU。HIG从设备与HIG主设备同步后，通过HIGC PDU同HIG主设备建立HIS链路。建立HIS链路后，HIG从设备可以给HIG主设备发送HISS PDU。

HIGC PDU结构同BIG控制PDU结构相同，即把BLE BIG PDU包头的LLID两比特都设置为1而得到HIGC PDU。HIGC PDU的负载(Payload)结构如图6所示，包括操作码(Opcode)和控制数据(CtrData)两部分。不同HIGC命令的Payload内容即Opcode和CtrData不同。

在一些实施例中，定义4种HIGC PDU类型，包括：

HIS随机接入命令(HIS Random Access)——随机接入命令；

HIS接入请求(HIS Access Request)——随机接入请求；

HIS接入许可(HIS Access Permit)——接入许可命令；

HIS终止(HIS Terminate)——接入终止命令。

其中，HIS随机接入命令用于HIG主设备开启随机接入窗口便于HIG从设备发送HIS接入请求即随机接入请求命令请求接入。只有在HIG主设备开启的随机接入窗口内，才允许HIG从设备发送HIS Access Request命令，其它时间HIG从设备不能发送HIS AccessRequest命令。

HIS Access Request用于HIG从设备在HIG主设备开启随机接入窗口时请求接入或请求建立HIS链路。

HIS接入许可即接入许可命令用于HIG主设备许可HIG从设备接入或建立HIS链路。

HIS终止命令用于HIG主设备终止某HIS链路或所有HIS链路，也可以用于HIG从设备请求终止与之相应的HIS链路。

在一些实施例中，HIS Random Access的操作码Opcode＝0xD0，HIS AccessRequest的操作码Opcode＝0xD1，HIS Access Permit的操作码Opcode＝0xD2，HISTerminate的操作码Opcode＝0xD3。

如图7示出了HIS Random Access的控制数据，包含2字节随机接入截止时间(Deadline)，即HIG事件计数器(HIG Event Counter)的低16比特。当前HIG链路事件计数器(HIG Event Counter)低于截止时间指示的计数阈值时，允许HIG从设备发送随机接入请求。HIG从设备收到随机接入命令后，为了避免同其它从设备发送随机接入请求冲突，在随机延迟一定时间后，从设备再次接收随机接入请求命令并回复随机接入请求。随机延迟的时间不超过截止时间。

如图8示出了随机接入请求的控制数据，包含6字节设备地址(Device Address)，即请求接入的从设备的设备地址，和2字节请求接入的HISS PDU所占的最大时长(Duration)，单位为微秒。

如图9示出了随机接入许可的控制数据，包含1字节许可接入的HIS序列号(HISSeq)，被许可接入的从设备的6字节设备地址(Device Address)，赋予被许可接入的从设备的4字节接入地址(Access Address)，2字节相对于HISM PDU的延迟即HISS PDU的开始时间(Start Time)，单位为微秒；还包括2字节生效时间(Instant)，即HIG事件计数器(HIGEvent Counter)的低16比特。

从设备通过随机接入请求HIS Access Request把自己的设备地址发送给主设备。

主设备在随机接入期间收到从设备的地址并保存在设备地址列表里。主设备在随机接入窗口关闭后，从随机接入设备地址列表里选择特定的从设备，并通过发送随机接入许可HIS Access Permit命令给相应设备地址的从设备允许其接入并建立HIS链路。同时通过HIS Access Permit命令给被允许接入的从设备分配无线通信链路序列号及接入地址，根据从设备数据包的最大持续时间来配置开始时间。

从设备采用分配的无线通信链路序列号和接入地址，并根据配置的开始时间，在无线通信链路序列号对应的HIS链路相应的时隙上给HIG主设备发送从设备数据包HISSPDU。主设备配置从设备数据包的开始时间确保各从设备的从设备数据包发送时隙相互不重叠。

如图10为接入终止命令HIS Terminate的控制数据，包含1字节被终止的HIS序列号(HIS Seq)，终止HIS链路的原因(Reason)，被终止HIS链路的从设备的6字节设备地址(Device Address)，2字节生效时间(Instant)，即HIG事件计数器(HIG Event Counter)的低16比特。一般为HIG主设备给从设备发送接入终止命令断开HIS链路。如果HIG主设备发送的接入终止命令配置HIS Seq为0xFF，则断开所有HIS链路。HIG从设备也可以给HIG主设备发送接入终止命令请求断开自己的HIS链路。HIG从设备发送接入终止命令的时隙为HIG从设备发送从设备数据包HISS PDU的时隙。HIG主设备收到HIG从设备发送的接入终止命令后，还可以选择在控制时隙HIGC PDU时隙发送接入终止命令确认断开相应从设备的HIS链路。

在一些实施例中，断开HIS链路的原因包括三种，0x01表示链路资源不足需要接入新设备而断开连接，0x02表示电量不足等异常原因断开连接，0x03表示关机用于断开所有HIS链路。

在一些实施例中，图11示出了，从设备接入无线通信链路，建立无线链路的流程，以HIS链路为例。待接入的从设备先搜索主设备发送的广播包获取同步信息，同步上之后，开始接收主设备发送的控制包。从设备收到控制包后，判断是否有HIS随机接入命令。

如果没有随机接入命令，则继续接收主设备发送的控制包HIGC PDU。如果是随机接入命令，则随机等待一定时间后再次接收HIS随机接入命令，再次接收到HIS随机接入命令后发送随机接入请求命令。

从设备发送随机接入请求命令后，继续接收主设备发送的控制包，并判断是否是HIS接入许可命令。如果收到HIS接入许可命令，则根据HIS接入许可命令的HIS无线链路序列号和接入地址与主设备建立HIS无线通信链路。

如果没有收到HIS随机接入命令且超时了，则继续接收主设备发送的控制包，如HIS链路下接收HIGC PDU并判断是否是HIS随机接入命令，开始新一轮的接入过程。

如果没有超时则继续接收主设备发送的控制包HIGC PDU并判断是否是HIS接入许可命令。相对于采用多条双向CIS链路的现有技术，接入新的CIS从设备时，CIS主设备需要开搜索窗搜索从设备，当CIS主设备建立的CIS链路越多，用于搜索新的从设备的时隙越少，建立新的CIS链路或接入新的从设备越困难。CIS主设备为了保证新的从设备能快速接入，必须保留足够的搜索时隙，这也会降低链路效率。而本申请所述从设备接入方法，需要的时隙少，效率高。

在一些实施例中，图5所示的无线单点到多点双向音频传输系统为多人无线游戏机系统，其中，从设备为无线游戏头戴设备(Gaming Headset)，主设备为游戏机。所述无线游戏机系统最多可以接入4个无线游戏头戴设备。最多4个无线游戏头戴设备通过4条HIS构成的HIG同游戏机无线连接并双向传输音频。

每个无线游戏头戴设备的单声道麦克风的采样率为48kHz，量化比特数为16。采用低复杂度通信编解码(LC3:Low Complexity Communication Codec)的编码速率为80kbps，帧长(frame length)为10ms，每个服务数据单元(SDU:Service Data Unit)的大小为100字节。如图2所示的HIG协议中的等时通信间隔的时隙结构，采用BLE 2Mbps传输速率，等时间隔(Isochronous Interval)为10ms，一个数据周期对应于一个SE间隔，SE间隔3.1ms，重传次数K＝2。HISM PDU占用的空中时间为468us，HISS PDU占用的空中时间为460us，各PDU之间的间隔为T_MSS，即150us。

图11所示，为从设备接入HIG建立HIS链路的流程。具体地，以第二个接入的从设备为例。第二个接入的从设备先搜索主设备发送的广播包ADV PDU获取同步信息，同步上之后，开始接收主设备发送的控制包HIGC PDU。在39bits的HIG事件计数器(HIG EventCounter)等于0x0201时，收到主设备发送的随机接入命令HIS Random Access命令，其中，控制码Opcode＝0xD0，截止时间Deadline等于0x0300。从设备随机等待10个等时间隔后，即在HIG事件计数器等于0x020B时，再次收到主设备发送的随机接入命令，延迟150us后发送随机接入请求HIS Access Request，其中，控制码Opcode＝0xD1，设备地址为0x0102030405060708，最大时长Duration等于从设备数据包HISS PDU占用的空中时间460us。再随机等待5个等时间隔后，即在HIG Event Counter等于0x0210时，再次收到主设备发送的随机接入命令，延迟150us后发送随机接入请求t。再随机等待20个等时间隔后，即在HIG事件计数器等于0x0224时，再次收到主设备发送的随机接入命令，延迟150us后发送随机接入请求。即从设备在Deadline前发送三次随机接入请求，便于使主设备能可靠收到随机接入请求。主设备在Deadline后，即HIG Event Counter等于0x0308、0x0309、0x030A、0x030B、0x030C时连续5次发送接入许可HIS Access Permit命令，其中，Opcode＝0xD2，HISSeq等于0x01，设备地址为第二个接入的从设备的的地址0x0102030405060708，允许接入的接入地址0xA0B1C2D3，开始时间Start Time等于1228us，Instant为0x0320。

因此，第二个从设备在HIG事件计数器(HIG Event Counter)等于0x0308时收到HIS Access Permit，在HIG Event Counter等于0x0320时开始给主设备发送HISS PDU，从而建立HIS链路并接入HIG。

如果主设备已经建立了4条HIS链路并连接了4个无线游戏头戴设备，但是，需要接入新的无线游戏头戴设备。主设备可以发送接入终止命令(HIS Terminate)断开其中一条HIS链路，例如，断开第二条HIS链路。具体地，在HIG Event Counter等于0x1201时，主设备发送HIS Terminate给第二个接入的设备，其中，Opcode＝0xD3，HIS Seq等于0x01，Reason等于0x01表示链路资源不足需要接入新设备而断开连接，设备地址为0x0102030405060708，Instant等于0x1230，连续发送8次。第二个从设备收到HISTerminate时，断开HIS链路即退出HIG。在HIG Event Counter等于0x1231后，主设备再次发送HIS Random Access命令，便于新设备接入。

在如图2所示的HISM PDU的扩展包头中，HIGE设置为1，HIS Num设置为4。每个等时间隔内子事件SE0发送的主设备数据包HISM PDU的HIS MT设置为[1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0]。在如图6所示的HIG时隙结构中，如果第一个子事件SE间隔内，游戏机正确接收到了所有4个无线游戏头戴设备发送的从设备数据包HISS PDU，则在子事件SE1发送的HISM PDU的HIS MT设置为[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]。如果某个SE间隔内游戏机没有正确接收到第2和第4个无线游戏头戴设备的HISS PDU，则下一个SE间隔内发送的HISM PDU的HIS MT设置为[0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0]。

在图12所示的HIG主设备的收发流程，游戏机根据接收到的HISS PDU包头里的NESN(Next Expected Sequence Number，下一个预期的序列号)与当前等时间隔内HISMPDU扩展包头的HIG SN是否一致来确认是否正确接收到无线游戏头戴设备发送的HISSPDU。如果在某个SE间隔内，所有4个无线游戏头戴设备都正确接收到了游戏机发送的HISMPDU，且游戏机也正确接收到了所有无线游戏头戴设备发送的HISS PDU，或重传次数等于最大重传次数，则停止发送。反之，则在下一个SE间隔内重复发送HISM PDU。

在一些实施例中，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输设备，可用作主设备(如图5中的主设备M)，能够实现本申请实施例第一方面提供的单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于基于等时通信间隔，控制所述射频收发模块与从设备通信，其中：

在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙，广播发送主设备数据包；

在所述等时通信间隔的广告时隙，广播发送用于从设备同步的同步信息；

在随机接入事件被触发后，开放随机接入窗口；在所述随机接入窗口开放期间，在所述等时通信间隔的控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙；根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令；并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

在一些实施例中，本申请实施例提供一种单点到多点的无线音频双向传输设备，可用作从设备(如图5中的从设备S1～SK)，能够实现本申请实施例第一方面提供的一单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于控制所述射频收发模块与主设备通信，其中：搜索主设备在等时通信间隔的广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步；

在与所述主设备同步后，在所述等时通信间隔的控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令；根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求；

在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

在一些实施例中，参考图5，本申请实施例提供了一种单点到多点的无线音频双向传输系统，包括：

本申请实施例提供的主设备M；

至少2个本申请实施例提供的从设备S1-SK。

如图13所示，在一些实施例中，无线游戏机系统的无线游戏头戴设备包括音频输入单元131，音频输出单元133，音频处理单元132，基带数据与协议处理器134，及BLE射频收发模块135。音频输入单元131采集外部音频信号，语音或声乐，并转换为数字音频信号传输给音频处理单元132。音频处理单元132把数字音频信号做消噪、增益控制等后处理后，压缩编码为音频数据。音频处理单元132也用于对游戏机发送的音频数据进行音频解码、丢包处理、均衡和音效等后处理。基带数据与协议处理器134执行BLE Audio相关的BLE协议与所述HIG协议，处理接收到的主设备数据包HISM PDU，并把音频数据处理为适合BLE射频收发模块发送的物理层数据包PDU。也处理BLE射频收发模块接收到的无线游戏头戴设备发送的音频数据包，并发送给音频处理单元。音频输出单元用于把游戏机发送的音频信号转换为声音信号。BLE射频收发模块用于BLE无线信号收发，包括接收主设备数据包HISM PDU，和发送从设备数据包HISS PDU。

如图13所示，在一些实施例中，无线游戏机系统的游戏机包括音频输出单元133，音频输入单元131，音频处理单元132，基带数据与协议处理器134，及BLE射频收发模块135。基带数据与协议处理器执行BLE Audio相关的BLE协议与所述HIG协议，处理BLE射频收发模块接收到的无线游戏头戴设备发送的音频数据包，并发送给音频处理单元。根据音频处理单元提供的音频数据，生成适合BLE射频收发模块发送的主设备数据包HISM PDU。音频处理单元也用于对无线游戏头戴设备发送的音频数据进行音频解码、丢包处理、均衡和音效等后处理。音频输入单元采集外部音频信号，语音或声乐，并转换为数字音频信号传输给音频处理单元。音频输出单元用于把音频信号转换为声音信号。BLE射频收发模块用于BLE无线信号收发，包括发送主设备数据包HISM PDU和接收从设备数据包HISS PDU。

请参考图14，本发明实施例还提供一种电子设备14，包括处理器141，存储器142，存储在存储器142上并可在所述处理器141上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器141执行时实现上述多点到单点的无线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可读存储介质，所述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多点到单点的无线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，所述的可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，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 (22)

1.一种单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，包括：

用于所述无线音频双向传输的等时通信间隔，包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；

在所述点到多点的音频广播时隙，主设备广播发送主设备数据包；

在所述广告时隙，主设备广播发送用于从设备同步的同步信息；

在随机接入事件被触发后，主设备开放随机接入窗口；在所述随机接入窗口开放期间，主设备在所述控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，主设备确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙；主设备根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令，并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路；

所述主设备基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

2.根据权利要求1所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙，包括：

在所述多点到点的音频传输时隙中，为被允许接入的从设备分配从设备数据包发送时隙，使每个被允许接入的从设备的从设备数据包发送时隙互不重叠；

所述主设备配置接入许可命令，包括：配置所述接入许可命令，使其携带从设备数据包发送时隙指示信息。

3.根据权利要求2所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，

所述在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙，包括：自被允许接入的从设备发送的随机接入请求中获取从设备数据包所占最大时长，并根据所述从设备数据包所占最大时长，为被允许接入的从设备分配从设备数据包发送时隙；

所述从设备数据包发送时隙指示信息为从设备数据包的发送起始时间点。

4.根据权利要求1所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述主设备确定被允许接入的从设备，还包括为被允许接入的从设备分配无线通信链路；

所述主设备配置接入许可命令，还包括：根据所述被允许接入的从设备的无线通信链路分配信息，配置接入许可命令，使其携带所述被允许接入的从设备的无线通信链路分配信息。

5.根据权利要求4所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述无线通信链路信息包括：为被允许接入的从设备分配的无线通信链路的序列号、接入地址、接入许可的生效时间中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述随机接入请求中包括从设备的设备地址；

所述主设备配置接入许可命令，还包括：所述主设备获取被允许接入的从设备的设备地址，并将所述设备地址作为被允许接入的从设备地址设置在所述接入许可命令中。

7.根据权利要求1所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，还包括：

在所述控制时隙内，主设备发送随机接入终止命令以断开与指定从设备之间的无线通信链路，或者，

在所述控制时隙内，所述主设备接收到从设备发送的随机接入终止命令时，断开与该从设备之间的无线通信链路。

8.根据权利要求1至7中之一所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，

所述控制时隙包括主设备发送时隙和从设备发送时隙；所述主设备在所述主设备发送时隙内发送所述随机接入命令、接入许可命令或随机接入终止命令，在所述从设备发送时隙内接收从设备发送的随机接入请求或随机接入终止命令；

所述同步信息包括所述等时通信间隔的时隙结构信息、等时通信间隔的起始时间点、等时通信间隔时长、跳频序列、信道信息、时钟同步信号中的一种或多种；

在所述广告时隙，所述主设备通过蓝牙低功耗广告包，广播发送所述同步信息；

所述主设备基于蓝牙低功耗控制协议数据单元生成主设备控制包，通过所述主设备控制包传输所述随机接入命令、接入许可命令和/或随机接入终止命令；

所述主设备数据包为扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元，其负载用于加载主设备发送给从设备的音频数据，其包头包括：

用于指示是否是所述扩展包头的蓝牙低功耗广播等时流协议数据单元的指示位；

用于指示主设备数据包序列号的第一扩展位；

用于指示最大可接入的从设备数的第二扩展位；

用于指示需要发送从设备数据包的从设备映射表的第三扩展位。

9.根据权利要求8所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述无线通信链路为混合等时流通信链路，

主设备通过由多条混合等时流通信链路构成的混合等时组与多个被允许接入的从设备进行无线音频双向传输，具体包括：

在每个数据周期的点到多点的音频广播时隙，广播发送主设备数据包；

在每个数据周期的多点到点的音频传输时隙，依次在每个从设备数据包发送时隙内，接收从设备数据包；

直到所述主设备数据包的重发次数到达预设的最大重发次数，或者所有被允许接入的从设备发送的从设备数据包都被主设备正确接收，或者主设备数据包被所有被允许接入的从设备正确接收时，停止重新广播发送主设备数据包，并结束本轮数据通信；

其中，一个等时通信间隔进行一轮数据通信，一轮数据通信包括至少一个数据周期，一个数据周期中包括一个点到多点的音频广播时隙和一个或多个从设备数据包发送时隙，一个从设备数据包发送时隙分配给一个被允许接入的从设备。

10.一种单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，包括：

用于所述无线音频双向传输的等时通信间隔，包括广告时隙、控制时隙、点到多点的音频广播时隙和多点到点的音频传输时隙；

从设备搜索主设备在所述广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步；

在与所述主设备同步后，在所述控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令；并根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求；在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，在所述点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

11.根据权利要求10所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述随机接入命令携带用于指示主设备的随机接入窗口开放期的时间信息；或者，所述同步信息携带用于指示主设备的随机接入窗口开放期的时间信息；

从设备根据所述随机接入命令或同步信息，确定主设备的随机接入窗口开放期。

12.根据权利要求10所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：

在第一次接收到主设备发送的随机接入命令之后，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，至少一次基于随机延迟时间，延迟后再接收所述主设备在随机接入窗口开放期发送的随机接入命令；

在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在基于所述随机延迟时间延迟后接收到主设备发送的随机接入命令时，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求。

13.根据权利要求12所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述控制时隙包括主设备发送时隙和从设备发送时隙；

所述从设备在所述主设备发送时隙内接收所述随机接入命令；

所述在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：基于所述随机延迟时间延迟后接收到主设备发送的随机接入命令时，在所述控制时隙内的从设备发送时隙向所述主设备发送随机接入请求。

14.根据权利要求10所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求，包括：配置随机接入请求，使其携带所述从设备的设备地址，和/或从设备数据包所占的最大时长；

在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路，包括：

自所述接入许可命令中获取被允许接入的从设备地址，

若所述被允许接入的从设备地址与本从设备的设备地址相同，则与所述主设备建立所述无线通信链路。

15.根据权利要求10所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，所述与所述主设备建立无线通信链路，包括：自所述接入许可命令中获取主设备为被允许接入的从设备分配的无线通信链路信息，基于所述无线通信链路信息，与主设备建立无线通信链路。

16.根据权利要求10至15中之一所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，

所述从设备基于蓝牙低功耗控制协议数据单元生成从设备控制包，通过所述从设备控制包传输所述随机接入请求或随机接入终止命令；

所述从设备基于蓝牙低功耗连接等时流协议数据单元生成从设备数据包，通过所述从设备数据包传输音频数据。

17.根据权利要求16所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，其特征在于，

所述无线通信链路为混合等时流通信链路；

所述基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，包括：

根据所述主设备数据包中的信息，确定是否在所述主设备分配的从设备数据包发送时隙向所述主设备发送，或者，重新发送从设备数据包。

18.一种单点到多点的无线音频双向传输设备，其特征在于，所述设备为主设备，能够实现权利要求1至9中任一项所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：

射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于基于等时通信间隔，控制所述射频收发模块与从设备通信，其中：

在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙，广播发送主设备数据包；

在所述等时通信间隔的广告时隙，广播发送用于从设备同步的同步信息；

在随机接入事件被触发后，开放随机接入窗口；在所述随机接入窗口开放期间，在所述等时通信间隔的控制时隙发送随机接入命令，并接收从设备发送的随机接入请求；

在所述随机接入窗口关闭后，确定被允许接入的从设备，并在所述多点到点的音频传输时隙中为所述被允许接入的从设备分配独立的从设备数据包发送时隙；根据随机接入请求和从设备数据包发送时隙配置接入许可命令；并在所述控制时隙发送所述接入许可命令以指示被允许接入的从设备与主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路，在每个被分配的从设备数据包发送时隙内接收从设备数据包。

19.一种单点到多点的无线音频双向传输设备，其特征在于，所述设备为从设备，能够实现权利要求10至17中任一项所述的单点到多点的无线音频双向传输方法，包括：射频收发模块，用于接收和发送无线信号；

基带数据与协议处理器，用于控制所述射频收发模块与主设备通信，其中：搜索主设备在等时通信间隔的广告时隙内发送的同步信息，根据所述同步信息与所述主设备同步；

在与所述主设备同步后，在所述等时通信间隔的控制时隙内，接收所述主设备发送的随机接入命令；根据所述随机接入命令，在所述主设备的随机接入窗口开放期间，在所述控制时隙内向所述主设备发送随机接入请求；

在所述随机接入窗口关闭后，在所述控制时隙内接收所述主设备发送的接入许可命令，若所述接入许可命令指示允许本从设备接入，则与所述主设备建立无线通信链路；

基于所述无线通信链路与所述主设备进行无线音频双向传输，在所述等时通信间隔的点到多点的音频广播时隙内接收主设备广播发送的主设备数据包，在主设备分配的从设备数据包发送时隙内发送从设备数据包。

20.一种单点到多点的无线音频双向传输系统，其特征在于，包括：

如权利要求18所述的主设备；

至少2个如权利要求19所述的从设备。

21.一种电子设备，本申请实施例提供了一种电子设备，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9，或者，权利要求10至17中任一项所述的单点到多点的无线音频双向传输方法的步骤。

22.一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权利要求1至9，或者，权利要求10至17中任一项所述的单点到多点的无线音频双向传输方法的步骤。

Images