CN115276906B - 数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备 - Google Patents

数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备。该方法包括：第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；第一设备通过无线信道传输第一数据。

Description

数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备。
背景技术
随着移动通信技术的快速发展，蓝牙（Bluetooth）成为电子设备（例如，手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、无线耳机、智能音箱和智能手表等便携设备）之间常用的数据传输方式，在电子设备之间实现短距离无线传输数据，方便快捷、灵活安全。
然而，受限于现有技术中数据帧传输时数据传输速率较低，无法满足连续的数据传输需求。
发明内容
本申请实施例提供一种数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备，提高了数据传输速率。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种数据帧传输方法，所述方法包括：第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；所述第一设备通过无线信道传输所述第一数据。
第二方面，本申请实施例提供另一种数据帧传输方法，所述方法包括：第二设备通过无线信道接收第一设备传输的第一数据；所述第二设备根据第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到数据帧；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
第三方面，本申请实施例提供一种数据帧传输装置，所述装置应用于第一设备，所述装置包括：调制模块，用于根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；传输模块，用于通过无线信道传输所述第一数据。
第四方面，本申请实施例提供另一种数据帧传输装置，所述装置应用于第二设备，所述装置包括：接收模块，用于通过无线信道接收第一数据；解调模块，用于根据第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到数据帧；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，用于被第一处理器执行时，实现上述第一方面所述的数据帧传输方法；或者，用于被第二处理器执行时，实现上述第二方面所述的数据帧传输方法。
第六方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括第一处理器，所述第一处理器配置成：根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；通过无线信道传输所述第一数据。
第七方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括第二处理器，所述第二处理器配置成：通过无线信道接收第一数据；根据第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到数据帧；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
第八方面，本申请实施例提供一种蓝牙设备，所述蓝牙设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面和第二方面所述的数据帧传输方法。
本申请实施例提供了一种数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备。根据本申请实施例提供的方案，第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；第一设备通过无线信道传输第一数据。由于相移键控的调制方式具有2N种相位状态，其每个时间单元可以编码N个比特（bits），提高了数据传输速率。而且，网格编码调制将信道编码和调制结合在一起，通过增加编码器的复杂度提高编码增益、抗噪声能力强，从而提高了调制性能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种BR帧格式的示例性的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种EDR帧格式的示例性的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种BLE 1M帧格式的示例性的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种BLE 2M帧格式的示例性的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种LR125K帧格式的示例性的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种LR500K帧格式的示例性的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种数据帧传输方法的可选的步骤流程图；
图8为本申请实施例提供的一种数据部分传输框图；
图9为本申请实施例提供的另一种数据帧传输方法的可选的步骤流程图；
图10为本申请实施例提供的一种TCM和8PSK混合调制的生成框图；
图11为本申请实施例提供的再一种数据帧传输方法的可选的步骤流程图；
图12为本申请实施例提供的一种PN序列的生成框图；
图13为本申请实施例提供的一种目标导频序列的插入方法的示意图；
图14为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的可选的步骤流程图；
图15为本申请实施例提供的一种BT帧格式的示例性的示意图；
图16为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图；
图17为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图；
图18为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图；
图19为本申请实施例提供的一种数据帧传输装置的可选的结构示意图；
图20为本申请实施例提供的另一种数据帧传输装置的可选的结构示意图；
图21为本申请实施例提供的一种蓝牙设备组成结构示意图；
图22为本申请实施例提供的另一种蓝牙设备组成结构示意图。
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。应当理解的是，此处所描述的一些实施例仅仅用以解释本申请的技术方案，并不用于限定本申请的技术范围。
为了更好地理解本申请实施例中提供的数据帧传输方法，在对本申请实施例的技术方案进行介绍之前，先对相关技术进行说明。
蓝牙技术方案由最初的实现短距通信，到目前对万物互联的通信要求，蓝牙数据帧的传输结构也在不断演进。本申请实施例应用的场景为电子设备之前的蓝牙数据传输，一种应用场景中，智能运动手环与智能手机之间建立蓝牙连接，能快速地将跑步、游泳、骑车等运动过程中收集到的信息，通过蓝牙信道传输到智能手机等终端设备上，用户可以更好地实时监控运动的状况。另一种应用场景中，智能运动手环、智能手机和智能手表三者之间连接蓝牙连接，智能手表作为中心枢纽，可以通过蓝牙信道接收从智能运动手环上收集到的运动信息，还可以作为一个显示设备，通过蓝牙信道接收来自智能手机上的邮件、短信等。
相关技术中使用的帧结构（也可以称为帧格式）主要包括基础速率（Basic Rate，BR）帧格式、增强数据速率（Enhanced Data Rate，EDR）帧格式和低功耗蓝牙（BluetoothLow Energy，BLE）帧格式等。以下分别介绍。
示例性的，如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种BR帧格式的示例性的示意图，BR帧格式包括以下字段：前导码（Preamble）、帧同步字（Sync word）、报尾（trailer）、帧头（header）、有效载荷（payload），header可以包括用于指示蓝牙数据（例如音频数据）的长度的指示信息，payload用于承载蓝牙数据。字段Preamble、Sync word、trailer、header、payload对应的长度是4微秒（us）、64us、4us、54us、Mus，其中，M是正整数，可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。BR帧格式，整个数据包的调制模式均为高斯频移键控（Gauss frequency Shift Keying，GFSK）调制，数据包结构包括GFSK接入码（GFSK Accesscode）、header和payload三部分字段。Access code包括preamble、sync word和trailer三部分字段。GFSK Access code用于对GFSK调制方式进行识别。GFSK调制方式一个时间单元携带一个比特（bit）信息。BR调制方案为最初的蓝牙方案，传输速率较低，只有1 megabitsper second（Mbps）。Mbps是一种传输速率单位，表示每秒传输的位（比特）数量，1Mbps代表每秒传输1000000位比特（bit）。
示例性的，如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种EDR帧格式的示例性的示意图，EDR帧格式包括以下字段：前导码（Preamble）、GFSK帧同步字（GFSK Sync word）、GFSK调制对应的报尾（trailer）、帧头（header）、保护间隔部分（Guard internval）、帧同步字（Sync word）、有效载荷（payload）、DPSK调制对应的报尾（trailer）。字段Preamble、GFSKSync word、trailer、header、Guard internval、Sync word、payload、trailer对应的长度是4us、64us、4us、54us、5us、11us、Mus、2us，其中，M是正整数，可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。其中Preamble、GFSK Sync word、和trailer字段是由GFSK调制方式进行调制，属于GFSK接入码（GFSK Access code），用于对GFSK调制方式进行识别，Sync word、payload、trailer是由差分相移键控（Differential Phase Shift Keying，DPSK）调制方式进行调制。EDR帧格式包括EDR 2M帧格式和EDR 3M帧格式，与图1的BR帧格式相比，其区别在于将payload字段的GFSK调制改为DPSK调制，以此提高其传输速率，为了保持兼容性，Access code和header字段依然复用BR帧格式的GFSK调制。由于前后的调制方式的差异，在header后加了5us的Guard时间。EDR调制模式改进了BR调制方案的缺点，数据传输速率提高到2Mbps或者3Mbps，但是其功耗较大。
示例性的，BLE帧格式包括BLE 1M帧格式、BLE 2M帧格式、LR125k帧格式和LR500k帧格式，如图3和图4所示，图3为本申请实施例提供的一种BLE 1M帧格式的示例性的示意图，图4为本申请实施例提供的一种BLE 2M帧格式的示例性的示意图，BLE 1M帧格式和BLE2M帧格式均包括以下字段：前导码（Preamble）、BLE接入码（BLE Access code）、帧头（header）、有效载荷（payload）。在BLE 1M帧格式中，字段Preamble、BLE Access code、header、payload对应的长度是8us、32us、16us、Mus。BLE 1M帧格式的调制模式与BR帧格式相同，数据包的调制模式均为GFSK调制，为了降低功耗，Aceess code 及header字段的长度都有缩短，其帧格式如图3所示。为提高传输速率，又扩展到BLE 2M帧格式，BLE 2M帧格式和调制方式与BLE 1M帧格式类似，但是信道带宽为2兆赫兹MHz，其帧格式如图4所示。BLE 1M调制方案优化了功耗大的缺点，降低了功耗，但是其传输速率只有1Mbps，无法满足音频数据连续稳定的传输需求。在BLE 2M帧格式中，字段Preamble、BLE Access code、header、payload对应的长度是8us、16us、8us、M/2us，其中，M是正整数，可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。BLE 2M调制方案通过增加信号带宽的方式提高了1倍的传输速率，使音频数据的传输更加稳定。但是其数据传输速率依然很低，只有2Mbps。
示例性的，为提高蓝牙传输距离，将BLE帧格式扩展为LR125K帧格式和LR500K帧格式，如图5和图6所示，图5为本申请实施例提供的一种LR125K帧格式的示例性的示意图，图6为本申请实施例提供的一种LR500K帧格式的示例性的示意图。图5和图6提供的帧格式适用于长距离（Long Range LR）传输，LR125K帧格式和LR500K帧格式均包括以下字段：前导码（Preamble）、BLE接入码（BLE Access code）、CI速率（CI rate）、自定义字段1（TERM1）、数据包头（Packet Header）、有效载荷（payload）、自定义字段2（TERM2）。在LR125K帧格式中，Preamble、BLE Access code、CI rate、TERM1、Packet Header、payload、TERM2对应的长度是80us、256us、16us、24us、128us、M*8us、24us。在LR500K帧格式中，Preamble、BLE Accesscode、CI rate、TERM1、Packet Header、payload、TERM2对应的长度是80us、256us、16us、24us、32us、M*2us、6us，其中，M是正整数，可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。其中，TERM1采用125千比特每秒kb/s编码，TERM2采用125kb/s或者500kb/s编码方式，kb/s表示指每秒传输的位数量。LR125K调制方案和LR500K调制方案的数据传输速率均很低，仍然无法满足高速率数据传输的要求，例如无损音频数据传输，硬件快速OTA（Over-the-Air）升级等蓝牙应用场景。
本申请实施例提供一种数据帧传输方法，该方法由第一设备执行，如图7所示，图7为本申请实施例提供的一种数据帧传输方法的步骤流程图，数据帧传输方法包括以下步骤：
S101、第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
S102、第一设备通过无线信道传输第一数据。
在一些实施例中，无线信道是蓝牙信道，数据帧是蓝牙数据帧。
在本申请实施例中，数据帧传输方法可以应用于建立蓝牙连接的电子设备之间，本申请实施例以第一设备和第二设备之间的蓝牙数据传输为例进行说明。图7示出的数据帧传输方法可应用于第一设备，第一设备和第二设备均是电子设备，例如，智能手机、笔记本电脑、掌上电脑、蓝牙耳机、智能音箱、智能手表、智能眼镜、智能手环、手表、蓝牙键盘、蓝牙鼠标、手写笔、便携式媒体播放设备、其他可穿戴设备等，本申请实施例对电子设备的类型不做限制，只要是支持蓝牙功能的终端设备即可。
在本申请实施例中，第一序列可以是蓝牙数据帧的全部序列，也可以是蓝牙数据帧的部分序列，本申请实施例对此不做限制。也就是说，第一设备可以根据第一调制方式对蓝牙数据帧的全部序列或部分序列进行调制，得到第一数据。
可以理解的是，当第一序列是蓝牙数据帧的全部序列时，第一数据是蓝牙数据帧对应的全部数据，当第一序列是蓝牙数据帧的部分序列时，第一数据是蓝牙数据帧对应的部分数据。
相关技术中BR调制模式和EDR调制模式是基于1MHz的信道带宽（Band Width），本申请实施例提供的BT方案的带宽模式由原来的1MHz或2MHz最大扩展到4MHz，即支持的信道带宽包括1MHz、2MHz和4MHz。采用相移键控调制方式进行编码，提高了数据传输速率。由于误码情况的发生，调制性能（或解调性能）会有一定程度的降低，因此本申请实施例采用TCM（Trellis coded modulation）和相移键控混合调制方式，TCM通过将信道编码和调制结合在一起，利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间距离的方法，该方法既不降低频带利用率，也不降低功率利用率，而是以终端设备中编码器的复杂化为代价换取编码增益，在当前集成电路高速发展，传输数据成本高于终端设备成本而成为通信成本的第一考虑因素时，该方式是非常可取的，从而提高了调制性能。对应的，第二设备（接收方）采用TCM和相移键控（Phase Shift Keying，PSK）混合调制方式进行解调，提高了解调性能。
在本申请实施例中，TCM是一种信号集空间编码（signal space code），利用信号集的冗余度，保持符号率和功率不变，用大星座传送小比特数而获取纠错能力。先将小比特数编码成大比特数，再按一定规律映射到大星座上去。上述冗余比特的产生属于编码范畴，信号集星座的扩大与映射属于调制范畴，两者结合就是编码调制。通常情况下，TCM一般仅增加一位冗余校验，编码器将m比特编码成m+1比特，码率R写成m/m+1，表示每个码元符号用2m+1点的信号星座传送m比特信息。例如，2/3码率的TCM和8PSK混合调制，采用具有携带3比特信息能力的8PSK调制方式来传输2比特信息，叫做信号集冗余度，利用信号集空间（星座）的冗余度获取纠错能力。当然也可以用16PSK、32PSK传2比特信息，信噪比还可以减小，进一步提高抗噪能力。TCM编码的目标为：使信道码元序列映射到信号空间（波形空间）所形成路径之间最小欧式距离（自由距离）为最大。TCM译码的目标为：根据接收到的信号，从接收码序列可能的路径中选择出最似然的路径进行译码，比起逐个信号解调译码，解调性能要好很多。
在本申请实施例中，第一调制方式是数据调制方式，是TCM和相移键控混合调制方式，例如，2/3码率的TCM和8PSK的混合调制方式。其中，相移键控是调相（相位调制）的一种形式，用于表达一系列离散的状态，相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。相移键控调制方式对应的每个时间单元，例如时域符号（symbol）可以编码N个比特（bits），提高了数据传输速率。TCM以自由欧式距离为度量，将信道编码和调制星座图作为一个整体设计，使得编码调制后产生的信号具有最大的自由欧式距离。
示例性的，第一调制方式为具有2状态（0、1）的TCM和具有4种相位状态的4相移键控QPSK混合调制方式，TCM无编码，一个码元传输2个比特，用QPSK调制。其中，QPSK也可以称为四相相移键控，一个时域符号携带2bit的数据，也就是一个时域符号可以传输2bit的数据；用四个相位表示分别为“00”、“01”、“10”和“11”；采用QPSK调制方式，保证了数据传输速率。
示例性的，第一调制方式为具有4状态（00、01、10、11）TCM和具有8种相位状态的8相移键控8PSK（8 Phase Shift Keying）混合调制方式。TCM有编码，带宽不变，采用2/3卷积编码，一个码元传输3个比特，采用8PSK调制。其中，8PSK也可以称为八相相移键控，一个时域符号代表3bit，传输一个时域符号为传输3bit的数据；用八个相位表示分别为“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”和“111”。8PSK对应8种状态的PSK。若是其一半的状态，即4种，则为QPSK，若是其2倍的状态，则为16PSK。因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个时域符号（symbol）可以编码3个比特（bits），同一个时域符号可以携带更多的比特，进而提高了传输音频数据的速率，因此可以支持高清音频数据的传输。
示例性的，通过进一步增加编码器的复杂度，使TCM具有8状态（000、001、010、011、100、101、110、111），可以得到更大的编码增益，第一调制方式为具有8状态的TCM和具有16种相位状态的16相移键控16PSK混合调制方式。TCM有编码，带宽不变，采用3/4卷积编码，一个码元传输4个比特，采用16PSK调制。其中，对于16PSK调制方式，一个时域符号代表4bit，传输一个时域符号为传输4bit的数据；用十六个相位表示分别为“0000”、“0001”、“0010”、“0011”、“0100”、“0101”、“0110”、“0111”、“1000”、“1001”、“1010”、“1011”、“1100”、“1101”、“1110”和“1111”。
示例性的，通过进一步增加编码器的复杂度，使TCM具有16状态和32状态，可以得到更大的编码增益。第一调制方式为具有16状态的TCM和具有32种相位状态的32相移键控32PSK混合调制方式。TCM有编码，带宽不变，采用4/5卷积编码，一个码元传输5个比特，采用32PSK调制。其中，对于32PSK调制方式，一个时域符号代表5bit，传输一个时域符号为传输5bit的数据。第一调制方式为具有32状态的TCM和具有64种相位状态的64相移键控64PSK，TCM有编码，带宽不变，采用5/6卷积编码，一个码元传输6个比特，采用32PSK调制。对于64PSK调制方式，一个时域符号代表6bit，传输一个时域符号为传输6bit的数据。
在本申请实施例中，可以采用2/3码率的TCM和8PSK的混合调制，数据传输速率可达到10Mbps。与EDR调制模式相比，数据传输速率提高了3倍以上，能够很好地满足大吞吐量数据传输的需求。并且采用TCM与8PSK调制相结合的方案，相比于直接采用8PSK调制方式，调制性能提高了9dB。同时，可以实现不同调制格式（例如，2/3码率的TCM和8PSK混合调制）之间的自适应调节，实现自适应速率（auto rate）传输。
在本申请实施例中，通过采用TCM和相移键控混合调制方式，在保证其较高的数据传输速率的情况下，与仅采用相移键控调制方式的方案相比，解调性能有9dB的提升。其数据部分传输方案如图8所示，如图8所示，图8为本申请实施例提供的一种数据部分传输框图。
在本申请实施例中，图8示出了一种编码器，输入（In）是蓝牙数据帧的第一序列，第一序列经过TCM编码器、8PSK调制器和滤波器之后输出，输出（Out）是第一数据。
在本申请实施例中，传统蓝牙传输模式（例如，BR帧格式和EDR帧格式），带宽较窄（例如，2MHz），灵敏度可以达到-90dBm，dBm是纯计数单位，表示一个指代功率的绝对值，但是其传输速率较低，大约在3Mbps左右。而本申请实施例提供的混合调制方式，带宽较宽，可以达到4MHz，可以在灵敏度损失较低的情况下，灵敏度可达到-93dBm，传输速率可提升到10Mbps，相较于传统蓝牙传输模式，灵敏度损失较低，虽然灵敏度有一点损失，但是数据传输速率有很大的提升。也就是，在不损失较多通信性能的情况下，极大提高数据传输速率。
根据本申请实施例提供的方案，第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；第一设备通过无线信道传输第一数据。由于相移键控的调制方式具有2N种相位状态，其每个时间单元可以编码N个比特（bits），提高了数据传输速率。而且，网格编码调制通过将信道编码和调制结合在一起，通过增加编码器的复杂度提高编码增益、抗噪声能力强，从而提高了调制性能。
在一些实施例中，上述图1中S101还可以包括S1011a-S1014a，如图9所示，图9为本申请实施例提供的另一种数据帧传输方法的可选的步骤流程图。
S1011a、第一设备在第一时刻对第一序列中的第一比特数据进行网格编码调制，得到第一编码数据，并对第一编码数据进行映射处理，得到第一待调制数据。
S1012a、第一设备对第一待调制数据进行相移键控调制，得到第一调制数据。
S1013a、第一设备继续在第二时刻对第一序列中第二比特数据进行网格编码调制，得到第二编码数据，并对第二编码数据进行映射处理，得到第二待调制数据，对第二待调制数据进行相移键控调制，得到第二调制数据，直至第一序列中的所有比特数据完成网格编码调制和相移键控调制，得到第一数据；其中，第一数据包括第一调制数据和第二调制数据，第一比特数据与第二比特数据相邻。
在本申请实施例中，第一序列是串行数据，在对第一序列进行编码和映射处理时，是将第一序列中的字节信息按比特位分解，得到多组信息，一组信息包括至少两个比特。接下来将每组信息按照顺序进行卷积编码器中，进行TCM编码，得到编码数据；由于卷积编码器处理数据的格式与相移键控调制方式处理数据的格式不同，因此，还需要根据预设映射关系（例如，自然映射），对编码数据进行映射处理，得到待调制数据（适用于相移键控调制方式）。然后对待调制数据进行相移键控调制，得到调制数据。对多组信息的每组信息均进行上述卷积编码、映射和调制操作，从而得到第一数据，第一数据包括多组信息对应的调制数据（例如，第一调制数据和第二调制数据等等），第一数据是并行数据，提高了传输速率。
需要说明的是，第一时刻和第二时刻为相邻的两个时刻，第二时刻为第一时刻的下一时刻，例如，第一时刻是t时刻，第二时刻是t+1时刻。当前时刻的下一时刻和当前时刻之间的差值1（即第二时刻和第一时刻之间的差值）表示时间步长，时间步长可以由本领域技术人员根据实际情况适当设置，例如，步长可以是0.01秒（s），也可以是0.1s、1s、5s、1分钟（min）、10min等等，对此本申请实施例不做限制。
示例性的，以2/3卷积编码和8PSK调制为例进行说明，如图10所示，图10为本申请实施例提供的一种TCM和8PSK混合调制的生成框，先进行2/3码率卷积编码后进行8PSK调制。将第一序列的21个字节（21×8bit）的信息按比特位分解，每2个bit作为一组，共84组。接下来将每组的2个bit分别按顺序送入卷积编码器中，得到对应的84组3bit的编码比特序列，其中，编码数据包括3个bit的编码比特序列。编码后的3bit信息可以代表十进制的0至7中的某一个数值，而这8个值中的某一个数值在8PSK调制信号中可以用某一个时隙上的高电平来表示，通过映射关系完成从3bit的编码比特序列到8PSK调制信号的转换，即通过卷积编码器输出的这84组3bit的编码比特序列的值，就可以直接确定对应的84个8PSK调制信号的高电平的位置。也可以理解为，8PSK调制方式用不同的八种相位表征输入的3bit的编码比特序列。
在一些实施例中，第一比特数据包括待编码数据和未编码数据；上述图9中S1011a还可以通过以下方式实现。第一设备在第一时刻对待编码数据的至少部分数据进行状态转换和/或二进制处理，得到已编码数据；待编码数据的数据长度小于已编码数据的数据长度；其中，第一编码数据包括已编码数据和未编码数据。
示例性的，以2/3卷积编码和8PSK调制为例进行说明，如图10所示，x1表示待编码数据，x0表示未编码数据，卷积编码器包括转换状态机x3、转换状态机x5和二进制处理单元（图10中以异或门⊕表示异或运算）。x3和x5也可以理解为经过移位寄存器处理后的数据，移位寄存器中任一时刻所存储的信息称为卷积编码器的一个状态，图10中包括2级移位寄存器和1个模2加法器（即二进制处理单元），2级移位寄存器共有2^2=4种不同的状态，定义为S0（00）、S1（01）、S2（10）、S3（11），在每个时刻，输入的1比特信息，当前状态将其转换为4种状态中的任何一种。
在本申请实施例中，将x1和x0输入卷积编码器，卷积编码器对x1中至少部分数据进行状态转换，得到y0；并对x1中至少部分数据分别进行两次状态转换，再与x1进行二进制异或运算，得到y1，已编码数据包括y0和y1，x1的数据长度小于y0和y1的数据长度之和。卷积编码器对x0不做卷积处理，得到y2，y2为未编码数据。将编码数据y0、y1和y2输入映射处理单元，根据预设映射关系进行映射，得到调制数据。将调制数据输入8PSK调制器，进行信息调制后，输出（out）第一数据。图10中示出的卷积编码可以从生成多项式的角度进行描述，三路输出对应的卷积编码器的脉冲冲击响应分别为g0、g1、g2，分别对应于y0、y1、y2。其中，g0：6’001000；g1：6’100010；g2：6’000001。6’表示6位二进制数据，g0（x）=x3，g1（x）=x+x5，g2（x）=1，输入信号序列分别与g0、g1、g2相乘，即可得到y0、y1、y2。
在本申请实施例中，在卷积编码器状态转移中，由于未编码比特（即未编码数据）的存在，可能出现从同一初始状态出发具有相同次态而输出不同的情况，这些状态转移路径称为并行转移路径或平行路径。TCM编码的首要准则就是保证状态图中的平行路径输出对应到星座图上具有最大的欧式距离，以确保未编码比特在星座图映射上得到最大程度的保护。
在本申请实施例中，TCM将编码和调制相结合，联合考虑编码与调制的参数和性能，减少额外冗余比特，将冗余信息映射到扩展的调制星座符号集上，在相同的符号发送速率下通过增大编码器的自由距离以获得编码增益。
在一些实施例中，上述图1中S101还可以包括S1011b和S1012b，如图11所示，图11为本申请实施例提供的再一种数据帧传输方法的步骤流程图。
S1011b、第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到初始数据，初始数据包括多个调制符号；
S1012b、第一设备将目标导频序列中的多个导频符号，间隔插入到多个调制符号之间，得到第一数据；导频符号用于补偿频偏。
需要说明的是，上述图11中的S1011b和S1012b是从插入导频符号的角度对调制过程进行说明，图9中的S1011a-S1013a是从编码和调制的角度对调制过程进行说明，两者之间不是并列方案，具有顺序关系。在实际应用中，可以先执行S1011a-S1013a，得到初始数据，然后再执行S1012b，也就是说S1011a-S1013a是S1011b的一种实现方式，以下结合图9和图11对具体的调制过程进行说明。在t时刻对第一序列中的第一比特数据进行TCM编码，得到第一编码数据，并对第一编码数据进行映射处理，得到第一待调制数据；对第一待调制数据进行相移键控调制，得到第一调制数据；继续在t+1时刻对第一序列中第二比特数据进行TCM编码，得到第二编码数据，并对第二编码数据进行映射处理，得到第二待调制数据，对第二待调制数据进行相移键控调制，得到第二调制数据，直至第一序列中的所有比特数据完成TCM编码和相移键控调制，得到初始数据；其中，第一比特数据与第二比特数据相邻，初始数据包括多个调制符号；将目标导频序列中的多个导频符号，间隔插入到多个调制符号之间，得到第一数据；导频符号用于补偿频偏。
本申请实施例提供的数据帧传输方案，采用TCM和具有2N种相位状态的相移键控混合调制方式对第一序列进行调制，可在数据包较短，干净信号场景下获得较好的调制性能。但是，在某些发送场景或接收场景中，例如，数据包较长的场景、脏（dirty）数据较多的场景、存在干扰数据的场景等，会对调制性能产生影响。初步统计的时候，虽然利用数据帧对应的帧格式中的帧同步字（Sync Word）可进行频偏估计和补偿，但残留的频偏仍然会对较长包的数据解调产生极大影响，从而影响接收性能。也就是说，通过Sync Word字段可以纠正一部分频偏，但是仍然还有一部分残留频偏无法消除。可见，数据包越长，频偏产生的影响越大。因此本申请实施例可以在多个调制符号之间间隔插入多个导频符号（也可以称为导频点），通过导频符号进行频偏纠正。
在本申请实施例中，对于接收方来说，调制符号是未知的，导频符号为已知的，也就是说，接收方在接收到导频符号之后，可以根据接收到的导频符号与已知的导频符号（即目标导频序列）进行比较，估计残余频偏，然后根据残余频偏对调制符号进行频率补偿（即，补偿频偏），从而提高解调性能（即接收性能）。在传输多个调制符号时，是随着时间对多个调制符号进行传输的，插入的导频符号可以对其之前的一段时间内传输的调制符号进行频率补偿，因此，在多个调制符号之间间隔插入多个导频符号，可以提高频偏校正效果。
在本申请实施例中，在多个调制符号之间间隔插入多个导频符号时，可以采用均匀间隔插入的方式，例如，每隔预设数量的调制符号，插入一个导频符号，也就是等间隔插入的方式。也可以采用预设规则，在多个调制符号之间间隔插入多个导频符号，例如，预设规则可以是：每隔2个调制符号插入一个导频符号，然后每隔3个调制符号插入一个导频符号，然后每隔4个调制符号插入一个导频符号，重复以上过程，直至在多个调制符号中按照预设规则插入多个导频符号为止。
需要说明的是，预设数量和预设规则可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，只要能够保证数据传输的码率和频偏校正效果即可，对此本申请实施例不做限制。
本申请实施例提供的数据帧传输方法可保持稳定数据帧传输的同时，提供更高的数据传输速率。并且通过在多个调制符号之间间隔插入多个导频符号的方式，使其可以进行频率跟踪，从而进行频偏补偿，使长数据包在dirty场景下依然获得较好的调制性能。对于接收方来说，接收方基于导频符号进行频率跟踪，补偿其残余频偏，从而提高长数据包下的解调性能。
在一些实施例中，该数据帧传输方法还包括导频序列的生成过程。第一设备获取第一导频序列；第一导频序列的长度为M；第一设备对第一导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第一运算结果；第一设备基于第一运算结果，对第一导频序列进行移位，得到第二导频序列；第一设备继续对第二导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第二运算结果，基于第二运算结果，对第二导频序列进行移位，直至完成2M-1次二进制运算和移位，得到第2M-1导频序列；第一设备基于2M-1个导频序列，确定目标导频序列。
其中，M为大于1的整数。
在本申请实施例中，第一导频序列可以是初始导频序列，可以由本领域技术人员根据实际需求进行设置。应理解，当发送方和接收方的初始导频序列相同，且二进制运算相同时，得到目标导频序列也相同。在实际应用时，第一设备（作为发送方）和第二设备（作为接收方）进行约定，均根据相同的第一导频序列和相同的二进制运算，得到相同的目标导频序列。当然，该目标导频序列也可以由第一设备生成，然后，向第二设备发送，或者，该目标导频序列也可以由第二设备生成，然后，向第一设备发送。也就是说，第一设备和第二设备约定好相同的目标导频序列即可。使得第一设备根据目标导频序列进行导频符号的插入，完成调制过程，从而提高调制性能，第二设备根据目标导频序列进行调制符号的频偏纠正，完成解调过程，从而提高解调性能。
示例性的，为便于理解上述二进制运算和移位，以第一导频序列是0001、第一导频序列的长度M是4、第一导频序列的至少部分数据是首位比特和末位比特、二进制运算是异或运算、对第一导频序列进行移位是将第一导频序列往右移一个比特，经异或运算后的运算结果补到首位比特，为例进行说明。对0001的首位比特和末位比特进行异或运算，得到的第一运算结果是1；基于第一运算结果，对第一导频序列进行移位，得到第二导频序列1000。对1000的首位比特和末位比特进行异或运算，得到第二运算结果1，基于第二运算结果，对第二导频序列进行移位，得到第三导频序列1100，依次类推，得到的2M-1=24-1=15个导频序列分别是1000、1100、1110、1111、0111、1011、0101、1010、1101、0110、0011、1001、0100、0010、0001。然后对0001的首位比特和末位比特进行异或预算，得到运算结果1，根据运算结果对0001进行移位，得到1000，从而开启新一轮的循环，在此不再赘述。然后，将上述15个导频序列中末位比特确定为目标导频序列000111101011001，当然，也可以将上述15个导频序列中首位比特确定为目标导频序列111101011001000。目标导频序列也可以称为m序列，m序列是一种基本又典型的伪随机序列，m序列属于PN序列的一种。
在本申请实施例中，根据以上示例，目标导频序列是111101011001000，根据第十五导频序列0001，确定的第十六导频序列1000，可以理解为下一轮的第一导频序列，可见该生成目标导频序列的过程是循环的，对应的，目标导频序列也可以是循环的，例如，111101011001000111101011001000……。若目标导频序列的表示形式是循环序列，则将目标导频序列中循环的多个导频符号插入到多个调制符号之间。若目标导频序列的表示形式是有限序列，将目标导频序列中有限的多个导频符号插入到多个调制符号之间，在最后一个导频符号插入之后，再次循环将有限的多个导频符号插入到多个调制符号之间，依次类推。
需要说明的是，本申请实施例对第一导频序列、二进制运算、至少部分数据、移位规则、目标导频序列的表示形式，以及基于2M-1个导频序列确定目标导频序列的方式并不限制，也可以约定其他的生成规则，只要保证第一设备和第二设备采用的目标导频序列相同即可，对此本申请实施例不做限制。
在一些实施例中，第一设备包括：二进制处理单元和多个移位寄存器；上述生成第二导频序列的步骤可以通过以下方式实现。通过二进制处理单元，对第一导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第一运算结果；通过多个移位寄存器，基于第一运算结果，对第一导频序列进行移位，得到第二导频序列；多个移位寄存器的工作状态是基于目标生成多项式配置的。
在本申请实施例中，可以采用线性反馈移位寄存器（linear feedback shiftregister，LFSR）实现上述生成第二导频序列的步骤，线性反馈移位寄存器包括M级串联的移位寄存器和若干个异或门。移位寄存器的级数与第一导频序列的长度一致，第一导频序列也可以理解为多级移位寄存器的初始状态，二进制处理单元包括至少一个异或门。各个反馈系数路径只由模二加/异或组成为线性反馈。M级移位寄存器共有2M个状态，除去全0状态外还剩2M-1种状态，因此，一个M级线性反馈移位寄存器生成序列的最长周期为2M-1。线性反馈移位寄存器设定初始状态（即第一导频序列）后，在时钟触发下，每次移位后各级移位寄存器会发生变化，其中任何一级移位寄存器的输出，随着时钟的推移都会产生一个序列，例如，第二导频序列、第三导频序列……第2M-1导频序列。
在本申请实施例中，目标生成多项式中x的幂次表示元素的相应位置，目标生成多项式的幂次与输出序列的周期有密切关系。目标生成多项式可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，例如，目标生成多项式可以是x15+1，也可以是x10+x3+1，只要第一设备和第二设备采用的目标生成多项式一致即可。
在本申请实施例中，如图12所示，图12为本申请实施例提供的一种PN序列的生成框图。图12中的a14-a0对应于15级移位寄存器的输出，异或门⊕表示异或运算，a14对应于目标生成多项式中的x0（例如，目标生成多项式x15+1中的1），a0对应于目标生成多项式中的x15，反馈（feedback）表示将异或运算后的结果反馈到a14，也可以理解为替代a14中的内容，原来a14-a1中的内容移位到a13-a0，从而输出（output）新的导频序列（例如，第一导频序列、第二导频序列……第215-1导频序列），最后再根据215-1个导频序列确定PN序列，即目标导频序列。基于目标生成多项式对多个移位寄存器的工作状态进行配置，示例性的，以目标生成多项式是x15+1为例进行说明，第一设备根据目标生成多项式x15+1对15级移位寄存器的工作状态进行配置，使得第一设备对上述图12中a14和a0的输出进行异或运算。a14-a0的具体输出数值对应于各个生成的导频序列，例如，第一导频序列00000000000001可以表示为（a14，a13，a12，a11，a10，a9，a8，a7，a6，a5，a4，a3，a2，a1，a0）=（0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1）。
在本申请实施例中，线性反馈移位寄存器输出序列是随机的（伪随机序列，或伪噪声序列），但达到一定位数后会循环。其中，伪噪声（Pseudorandom Noise，PN）序列是一种具有与白噪声类似的自相关性质的0和1所构成的编码序列。m序列属于PN序列的一种，m序列是线性移位寄存器输出序列的简称。本申请实施例中的目标导频序列可以是PN序列。
需要说明的是，上述任一生成导频序列（例如，第二导频序列、第三导频徐磊、第四导频序列……第2M-1导频序列）的步骤均可以通过上述方式实现，在此仅是以生成第二导频序列为例进行说明。
在一些实施例中，上述图11中S1012b还可以通过以下方式实现。第一设备每隔预设数量的调制符号，插入一个导频符号，直至将目标导频序列中的多个导频符号，依次循环间隔插入到多个调制符号之间，得到第一数据。
在本申请实施例中，在多个调制符号中插入导频符号时，如果插的过于密集（导频符号间隔较近），会影响数据传输的码率，如果插的过于稀疏（导频符号间隔较远），会降低频偏校正的效果。因此本申请实施例通过在每隔预设数量的调制符号，插入一个导频符号，多个调制符号中均匀插入导频符号。目标导频序列是循环序列，示例性的，导频符号是8个，例如，abcdefgh，（导频符号是由多个0和1组成的随机序列，在此为了便于表示，以字母代替）一种理解方式中，目标导频序列包括循环的导频符号，即，abcdefghabcdefghabcdefgh……，将目标导频序列中的多个导频符号插入到多个调制符号之间，一种理解方式中，将多个导频符号abcdefgh插入到多个调制符号之间，在最后一个导频符号h插入之后，再次循环将多个导频符号abcdefgh插入到多个调制符号之间，依次类推，直至将多个调制符号中每隔预设数量的调制符号，均插入一个导频符号为止。
需要说明的是，预设数量可以由本领域技术人员根据实际需求进行设置，示例性的，根据数据传输的码率和频偏校正效果，确定预设数量。通过多次实验验证，确定的预设数量可以在满足数据传输的码率的同时，还提高频偏校正效果，例如，预设数量可以是4、8或者12等，对此本申请实施例不做限制，可以间隔4个、8个或12个调制符号插入一个导频符号。
示例性的，如图13所示，图13为本申请实施例提供的一种目标导频序列的插入方法的示意图，图13中以预设数量是4为例进行说明。图13中示出了12个调制符号（也可以表示为8PSK data、8PSK symbol），每隔4个调制符号插入一个导频符号（也可以表示为pilot），依次类推，直至将多个调制符号中每隔预设数量的调制符号，均插入一个导频符号为止。
在本申请实施例中，将数据间（多个调制符号之间）等间隔插入导频符号，使其在数据间可进行相位跟踪及补偿，从而进行频偏补偿，使长数据包在dirty场景下依然获得较好的调制性能。相对应的，接收方基于导频符号进行频率跟踪，补偿其残余频偏，在长数据包的dirty场景下可获得更好的解调性能。
在一些实施例中，数据帧包括第一序列和第二序列；本申请实施例还提供一种数据帧传输方法，如图14所示，图14为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图，数据帧传输方法包括以下步骤：
S201、第一设备根据第二调制方式对第二序列进行调制，得到第二数据；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同。
S202、第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
在本申请实施例中，S202与上述图7中S101实现方式一致，在此不再赘述。
需要说明的是，上述图14中S201和S202之间的执行顺序不分先后，可以同时执行S201和S202，图14中是以同时执行S201和S202为例进行说明，提高了调制效率；也可以先执行S202后执行S201；也可以先执行S201后执行S202，对此本申请实施例不做限制。
S203、第一设备通过无线信道传输目标数据，目标数据包括第一数据和第二数据。
在本申请实施例中，图14中数据帧包括第一序列和第二序列，第一序列和第二序列分别用不同的调制方式（第一调制方式和第二调制方式）进行调制。示例性的，第二调制方式可以是频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）调制方式，例如，第二调制方式可以是高斯频移键控（Gauss frequency Shift Keying，GFSK）等，对此本申请实施例不做限制。第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别，使得第二设备在进行解调时，对第二数据进行解调，得到第二序列，从而识别出第一序列调制时所采用的第一调制方式，然后根据第一调制方式对第一序列进行解调，得到第一序列。
在本申请实施例中，根据第二调制方式对第二序列进行调制，用于对第一调制方式的信道编码方式进行识别，第二调制方式采用与BLE调制方案一致的GFSK调制模式，能够很好地与BLE调制方案兼容，提高了信号编码方式的识别速度，提高了数据传输效率。
在一些实施例中，数据帧包括第二序列、间隔序列和第一序列，间隔序列位于第二序列和第一序列之间，间隔序列用于第一调制方式和第二调制方式之间的相位平滑。
本申请实施例还提供再一种数据帧传输方法，包括以下步骤：第一设备根据第二调制方式对第二序列进行调制，得到第二数据；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；第一设备根据第一调制方式对第一序列进行调制，得到第一数据；第一设备通过无线信道传输目标数据，目标数据包括第一数据、间隔序列和第二数据。
在本申请实施例中，数据帧包括第二序列、间隔序列和第一序列。如图15所示，图15为本申请实施例提供的一种BT帧格式的示例性的示意图，蓝牙（Blue tooth，BT）帧格式是在原有帧格式的基础上进行的改进，BT帧格式包括前导信号和数据信号。前导信号对应于第二序列，数据信号对应于第一序列，前导信号包括以下字段：前导码（Preamble）、接入码（Access code）、帧头（Header），数据信号包括帧同步字（Sync word）、有效载荷（payload）、报尾（trailer）。BT帧格式还包括保护间隔部分（guard），guard也可以称为间隔序列。Preamble、Access code、Header、guard、Sync word、payload、trailer对应的长度是8us、32us、32us、5us、Nus、M*2us、6us。N和M均为正整数，可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
在本申请实施例中，前导信号用于检测、同步以及信号格式的识别，前导信号采用GFSK调制方式，与BLE调制方案相同，能够很好地与BLE调制方案兼容，提高了调制方式的灵活性和适用性，GFSK调制方式对应于前导信号的调制，可以使用原有的硬件设备，无需更新设备，从而节省硬件资源。同时，数据信号采用8PSK调制方式，提高了数据传输速率。
在本申请实施例中，上述图15中header可以包括用于指示蓝牙数据（例如音频数据）的长度的指示信息，Sync word用于第一设备与第二设备进行同步，payload用于承载蓝牙数据。以蓝牙数据是音频数据为例，payload中承载的音频数据可以包括对原始音频数据经过编码之后的音频数据，也可以包括经过加密以及完整性校验的音频数据。
在本申请实施例中，由于不同调制方式对应的相位调制方式也不同，例如，GFSK一种连续相位频率调制，而TCM是一种将编码和调制结合的技术，8PSK是相位调制的一种形式，用于表达一系列离散的状态，因此，数据帧还包括间隔序列（guard），guard也可以称为保护间隔。示例性的，guard对应的长度可以是5us，从GFSK的帧头（Header）的最后一个比特结束开始，到8PSK的帧同步字（sync word）的第一个比特开始的间隔时间，guard用于GFSK、TCM和8PSK之间的相位平滑。
示例性的，图15中示出的BT帧格式中，在前导信号和8PSK sync word之间有5us的guard，用于不同调制方式之间的相位平滑，提高了数据调制的准确性。数据信号中Syncword和payload部分采用8PSK调制方式，提高了数据传输速率，但是由于误码情况的发生，调制性能（或解调性能）会有一定程度的降低，因此本申请实施例采用TCM和相移键控混合调制方式，TCM是一种利用信号集的冗余度，保持符号率和功率不变，用大星座传送小比特数而获取纠错能力，提高了蓝牙信道传输的可靠性，提高了调制性能。
在本申请实施例中，本申请实施例中的BT帧格式将BT信号支持的信道带宽由原始1MHz扩展到2MHz和4MHz。上述图15中帧同步字用于第一设备与第二设备进行同步，对于4MHz信道带宽，帧同步字的长度设置为60us或120us（即图15的N取值可以为60us或120us）。
本申请实施例还提供一种数据帧传输方法，该方法由第二设备执行。即从第二设备的解调过程对数据帧传输过程进行说明。如图16所示，图16为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图，数据帧传输方法包括以下步骤：
S301、第二设备通过无线信道接收第一设备传输的第一数据。
S302、第二设备根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到数据帧；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
在本申请实施例中，图16与图7分别从第二设备的解调过程和第一设备的调制过程对数据帧传输方法进行说明，图16中S301和S302所实现的数据帧传输方法的实施例具体描述及其所达到的技术效果可参见上述图7，在此不再赘述。
在一些实施例中，上述图16中S302还可以包括S3021、S3022和S3023。如图17所示，图17为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图。
S3021、第二设备根据目标导频序列进行频偏估计，得到残余频偏。
S3022、第二设备根据残余频偏对第一数据进行补偿，得到补偿数据。
S3023、第二设备根据第一调制方式对补偿数据进行解调，得到数据帧。
在本申请实施例中，目标导频序列是第一设备和第二设备约定好的序列，对于第二设备来说，调制符号是未知的，导频符号为已知的。
示例性的，第一数据是多个导频符号间隔插入到多个调制符号之间得到的，第二设备接收到目标导频序列包括多个导频符号。可以根据接收到的导频符号（即接收到的目标导频序列）与已知的导频符号（即，目标导频序列）进行比较，估计残余频偏，然后根据残余频偏对接收信道进行频率补偿（即，补偿频偏），从而实现对接收到的第一数据中多个调制符号进行补偿，得到补偿数据，然后，根据第一调制方式对补偿数据进行解调，得到数据帧，从而提高解调性能（即接收性能）。
在一些实施例中，本申请实施例还提供一种数据帧传输方法，如图18所示，图18为本申请实施例提供的又一种数据帧传输方法的步骤流程图，数据帧传输方法包括以下步骤：
S401、第二设备接收第一设备传输的目标数据，目标数据包括第一数据和第二数据。
S402、第二设备根据第二调制方式对第二数据进行解调，得到第二序列；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同。
S403、第二设备根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到第一序列；数据帧由第一序列和第二序列构成。
需要说明的是，图18中S401-S403所实现的数据帧传输方法的实施例具体描述及其所达到的技术效果可参见上述图14，在此不再赘述。
在一些实施例中，本申请实施例还提供一种数据帧传输方法，包括以下步骤：第二设备接收第一设备传输的目标数据，目标数据包括第二数据、间隔序列和第一数据，间隔序列位于第二序列和第一序列之间，间隔序列用于第一调制方式和第二调制方式之间的相位平滑；第二设备根据第二调制方式对第二数据进行解调，得到第二序列；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；第二设备根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到第一序列；数据帧由第一序列、间隔序列和第二序列构成。
为实现本申请实施例的数据帧传输方法，本申请实施例提供一种数据帧传输装置，如图19所示，图19为本申请实施例提供的一种数据帧传输装置的可选的结构示意图，数据帧传输装置190应用于第一设备，该数据帧传输装置190包括：调制模块1901，用于根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；传输模块1902，用于通过无线信道传输第一数据。
在一些实施例中，调制模块1901，还用于在第一时刻对第一序列中的第一比特数据进行网格编码调制，得到第一编码数据，并对第一编码数据进行映射处理，得到第一待调制数据；对第一待调制数据进行相移键控调制，得到第一调制数据；继续在第二时刻对第一序列中第二比特数据进行网格编码调制编码，得到第二编码数据，并对第二编码数据进行映射处理，得到第二待调制数据，对第二待调制数据进行相移键控调制，得到第二调制数据，直至第一序列中的所有比特数据完成网格编码调制和相移键控调制，得到第一数据；其中，第一数据包括第一调制数据和第二调制数据，第一比特数据与第二比特数据相邻。
在一些实施例中，第一比特数据包括待编码数据和未编码数据；
调制模块1901，还用于在第一时刻对待编码数据的至少部分数据进行状态转换和/或二进制处理，得到已编码数据；待编码数据的数据长度小于已编码数据的数据长度；其中，第一编码数据包括已编码数据和未编码数据。
在一些实施例中，调制模块1901，还用于根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到初始数据，初始数据包括多个调制符号；将目标导频序列中的多个导频符号，间隔插入到多个调制符号之间，得到第一数据；导频符号用于补偿频偏。
在一些实施例中，调制模块1901，还用于获取第一导频序列；第一导频序列的长度为M；对第一导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第一运算结果；基于第一运算结果，对第一导频序列进行移位，得到第二导频序列；继续对第二导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第二运算结果，基于第二运算结果，对第二导频序列进行移位，直至完成2M-1次二进制运算和移位，得到第2M-1导频序列；基于2M-1个导频序列，确定目标导频序列。
在一些实施例中，调制模块1901包括二进制处理单元和多个移位寄存器；通过二进制处理单元，对第一导频序列的至少部分数据进行二进制运算，得到第一运算结果；通过多个移位寄存器，基于第一运算结果，对第一导频序列进行移位，得到第二导频序列；多个移位寄存器的工作状态是基于目标生成多项式配置的。
在一些实施例中，调制模块1901，还用于每隔预设数量的调制符号，插入一个导频符号，直至将目标导频序列中的多个导频符号，依次循环间隔插入到多个调制符号之间，得到第一数据。
在一些实施例中，数据帧包括第二序列；
调制模块1901，还用于根据第二调制方式对第二序列进行调制，得到第二数据；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；
传输模块1902，还用于通过无线信道传输目标数据，目标数据包括第一数据和第二数据。
在一些实施例中，数据帧包括第二序列和间隔序列，间隔序列位于第二序列和第一序列之间，间隔序列用于第一调制方式和第二调制方式之间的相位平滑；
调制模块1901，还用于根据第二调制方式对第二序列进行调制，得到第二数据；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；
传输模块1902，还用于通过无线信道传输目标数据，目标数据包括第一数据、间隔序列和第二数据。
在一些实施例中，第一调制方式为网格编码调制和具有8种相位状态的8相移键控8PSK混合调制方式。
为实现本申请实施例的数据帧传输方法，本申请实施例还提供一种数据帧传输装置，如图20所示，图20为本申请实施例提供的另一种数据帧传输装置的可选的结构示意图，数据帧传输装置200应用于第二设备，该数据帧传输装置200包括：接收模块2001，用于通过无线信道接收第一数据；解调模块2002，用于根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到数据帧；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
在一些实施例中，解调模块2002，还用于根据目标导频序列进行频偏估计，得到残余频偏；根据残余频偏对第一数据进行补偿，得到补偿数据；根据第一调制方式对补偿数据进行解调，得到数据帧。
在一些实施例中，接收模块2001，还用于接收第一设备传输的目标数据，目标数据包括第一数据，目标数据还包括第二数据；
解调模块2002，还用于根据第二调制方式对第二数据进行解调，得到第二序列；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到第一序列；数据帧由第一序列和第二序列构成。
在一些实施例中，接收模块2001，还用于接收第一设备传输的目标数据，目标数据包括第一数据；目标数据还包括间隔序列和第二数据，间隔序列位于第二序列和第一序列之间，间隔序列用于第一调制方式和第二调制方式之间的相位平滑；
解调模块2002，还用于根据第二调制方式对第二数据进行解调，得到第二序列；第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；第二调制方式与第一调制方式不同；根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到第一序列；数据帧由第一序列、间隔序列和第二序列构成。
需要说明的是，上述实施例提供的任一数据帧传输装置在进行数据帧传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的数据帧传输装置与数据帧传输方法实施例属于同一构思，其具体实现过程及有益效果详见方法实施例，这里不再赘述。对于本装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
本申请实施例还提供一种芯片，芯片包括第一处理器，第一处理器配置成：根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；通过无线信道传输第一数据。
本申请实施例还提供另一种芯片，芯片包括第二处理器，第二处理器配置成：通过无线信道接收第一数据；根据第一调制方式对第一数据进行解调，得到数据帧；第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
在本申请实施例中，图21为本申请实施例提出的一种蓝牙设备组成结构示意图，如图21所示，本申请实施例提出的设备210包括第一处理器2101、存储可执行计算机程序的第一存储器2102，第一处理器2101，用于执行第一存储器2102中存储的可执行计算机程序时，实现本申请实施例中第一设备侧所执行的数据帧传输方法。在一些实施例中，蓝牙设备210还可以包括第一通信接口2103，以及用于连接第一处理器2101、第一存储器2102和第一通信接口2103的第一总线2104。
在本申请实施例中，第一总线2104用于连接第一通信接口2103、第一处理器2101以及第一存储器2102，实现这些器件之间的相互通信。
在本申请实施例中，图22为本申请实施例提出的另一种蓝牙设备组成结构示意图，如图22所示，本申请实施例提出的设备220包括第二处理器2201、存储可执行计算机程序的第二存储器2202，第二处理器2201，用于执行第二存储器2202中存储的可执行计算机程序时，实现本申请实施例中第二设备侧所执行的数据帧传输方法。在一些实施例中，蓝牙设备220还可以包括第二通信接口2203，以及用于连接第二处理器2201、第二存储器2202和第二通信接口2203的第二总线2204。
在本申请实施例中，第二总线2204用于连接第二通信接口2203、第二处理器2201以及第二存储器2202，实现这些器件之间的相互通信。
在本申请实施例中，上述第一处理器2101和第二处理器2201可以为特定用途集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，DSP）、数字信号处理装置（Digital Signal Processing Device，DSPD）、可编程逻辑装置（ProgRAMmable Logic Device，PLD）、现场可编程门阵列（FieldProgRAMmable Gate Array，FPGA）、中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。
第一存储器2102和第二存储器2202用于存储可执行计算机程序和数据，该可执行计算机程序包括计算机操作指令，第一存储器2102和第二存储器2202可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少两个磁盘存储器。在实际应用中，上述第一存储器2102和第二存储器2202可以是易失性存储器（volatile memory），例如随机存取存储器（Random-Access Memory，RAM）；或者非易失性存储器（non-volatile memory），例如只读存储器（Read-Only Memory，ROM），快闪存储器（flash memory），硬盘（Hard Disk Drive，HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD）；或者上述种类的存储器的组合。
另外，在本实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或processor（处理器）执行本实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，用于被第一处理器执行时实现如上第一设备侧执行的任一实施例所述的数据帧传输方法；用于被第二处理器执行时实现如上第二设备侧执行的任一实施例所述的数据帧传输方法。
示例性的，本实施例中的一种数据帧传输方法对应的程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与一种数据帧传输方法对应的程序指令被一电子设备读取或被执行时，可以实现如上述任一实施例所述的数据帧传输方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的实现流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及实现流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种数据帧传输方法，其特征在于，所述方法包括：
第一设备根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；
所述第一设备根据第二调制方式对所述数据帧的第二序列进行调制，得到第二数据；所述第二序列用于对所述第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
所述第一设备通过无线信道传输目标数据，所述目标数据包括所述第一数据和所述第二数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一设备在第一时刻对所述第一序列中的第一比特数据进行网格编码调制，得到第一编码数据，并对所述第一编码数据进行映射处理，得到第一待调制数据；
所述第一设备对所述第一待调制数据进行相移键控调制，得到第一调制数据；
所述第一设备继续在第二时刻对所述第一序列中第二比特数据进行网格编码调制，得到第二编码数据，并对所述第二编码数据进行映射处理，得到第二待调制数据，对所述第二待调制数据进行所述相移键控调制，得到第二调制数据，直至所述第一序列中的所有比特数据完成所述网格编码调制和所述相移键控调制，得到所述第一数据；
其中，所述第一数据包括所述第一调制数据和所述第二调制数据，所述第一比特数据与所述第二比特数据相邻。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一比特数据包括待编码数据和未编码数据；
所述方法还包括：
所述第一设备在第一时刻对所述待编码数据的至少部分数据进行状态转换和/或二进制处理，得到已编码数据；所述待编码数据的数据长度小于所述已编码数据的数据长度；
其中，所述第一编码数据包括所述已编码数据和所述未编码数据。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一设备根据所述第一调制方式对所述数据帧的第一序列进行调制，得到初始数据，所述初始数据包括多个调制符号；
所述第一设备将目标导频序列中的多个导频符号，间隔插入到所述多个调制符号之间，得到所述第一数据；所述导频符号用于补偿频偏。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一设备每隔预设数量的调制符号，插入一个导频符号，直至将所述目标导频序列中的所述多个导频符号，依次循环间隔插入到所述多个调制符号之间，得到所述第一数据。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述数据帧还包括间隔序列，所述间隔序列位于所述第二序列和所述第一序列之间，所述间隔序列用于所述第一调制方式和第二调制方式之间的相位平滑；
所述方法还包括：
所述第一设备通过所述无线信道传输目标数据，所述目标数据包括所述第一数据、所述间隔序列和所述第二数据。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述无线信道是蓝牙信道。
8.一种数据帧传输方法，其特征在于，所述方法包括：
第二设备通过无线信道接收第一设备传输的第二数据；
所述第二设备根据第二调制方式对所述第二数据进行解调，得到数据帧的第二序列；所述第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
所述第二设备通过所述无线信道接收所述第一设备传输的第一数据；
所述第二设备根据所述第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到所述数据帧的第一序列；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二设备根据目标导频序列进行频偏估计，得到残余频偏；
所述第二设备根据所述残余频偏对所述第一数据进行补偿，得到补偿数据；
所述第二设备根据所述第一调制方式对所述补偿数据进行解调，得到所述数据帧。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二设备接收第一设备传输的间隔序列，所述间隔序列位于所述第二序列和所述第一序列之间，所述间隔序列用于所述第一调制方式和所述第二调制方式之间的相位平滑；所述数据帧由所述第一序列、所述间隔序列和所述第二序列构成。
11.一种数据帧传输装置，其特征在于，所述装置应用于第一设备，所述装置包括：
调制模块，用于根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；
所述调制模块，还用于所述第一设备根据第二调制方式对所述数据帧的第二序列进行调制，得到第二数据；所述第二序列用于对所述第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
传输模块，用于通过无线信道传输目标数据，所述目标数据包括所述第一数据和所述第二数据。
12.一种数据帧传输装置，其特征在于，所述装置应用于第二设备，所述装置包括：
接收模块，用于通过无线信道接收第一设备传输的第二数据；
解调模块，用于所述第二设备根据第二调制方式对所述第二数据进行解调，得到数据帧的第二序列；所述第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
所述接收模块，还用于通过所述无线信道接收第一数据；
所述解调模块，还用于根据所述第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到所述数据帧的第一序列；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；所述第一序列和所述第二序列构成数据帧。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，用于被第一处理器执行时，实现权利要求1-7任一项所述的方法；
或者，用于被第二处理器执行时，实现权利要求8-10任一项所述的方法。
14.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括第一处理器，所述第一处理器配置成：
根据第一调制方式对数据帧的第一序列进行调制，得到第一数据；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；
第一设备根据第二调制方式对所述数据帧的第二序列进行调制，得到第二数据；所述第二序列用于对所述第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
通过无线信道传输目标数据，所述目标数据包括所述第一数据和所述第二数据。
15.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括第二处理器，所述第二处理器配置成：
通过无线信道接收第一设备传输的第二数据；
根据第二调制方式对所述第二数据进行解调，得到数据帧的第二序列；所述第二序列用于对第一调制方式对应的帧格式进行识别；所述第二调制方式与所述第一调制方式不同；
通过所述无线信道接收第一数据；
根据所述第一调制方式对所述第一数据进行解调，得到所述数据帧的第一序列；所述第一调制方式为网格编码调制和相移键控混合调制方式；所述第一序列和所述第二序列构成数据帧。
16.一种蓝牙设备，其特征在于，所述蓝牙设备包括存储器和处理器；
所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序；
所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-10任一项所述方法。
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