CN115379428A - 一种基于无线短距通信协议架构的装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于无线短距通信协议架构的装置及电子设备，涉及通信技术领域。该装置中的无线短距通信协议架构包括基础应用层、基础服务层和接入层，接入层包括第一接入层和第二接入层。基础应用层，用于向基础服务层发送通信业务的业务需求。基础服务层，用于根据业务需求为该通信业务建立业务通道，该业务通道与第一接入层或者第二接入层对应，第一接入层和第二接入层支持不同的数据传输能力。基础应用层，还用于通过业务通道向接入层发送通信业务的业务数据。接入层，用于使用与该业务通道对应的第一接入层或者第二接入层传输业务数据。通过本申请提供的装置，电子设备能够满足通信业务不同的业务需求，提高数据传输效率，减少资源浪费。

Description

一种基于无线短距通信协议架构的装置及电子设备

本申请要求于2021年05月18日提交国家知识产权局、申请号为202110543487.8、申请名称为“一种基于多平台支持多类业务的短距通信协议架构”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于无线短距通信协议架构的装置及电子设备。

背景技术

随着物联网技术的发展，无线短距通信技术在各个领域中的应用均越来越广泛。例如，在智慧家居场景下，手机可以通过无线短距通信技术与智能家居设备实现端到端连接，以便对智能家居设备进行管理与控制。

目前，无线短距通信技术包括无线保真(wireless fidelity，WiFi)、蓝牙等，有的支持高带宽的数据传输，有的支持低功耗的数据传输。目前，电子设备在运行应用程序的过程中，通常是根据应用程序的预先设置选择一种无线短距通信技术进行通信。但是在实际通信过程中，不同业务(如音频业务和视频业务)或者同一业务的不同使用场景(如视频业务中播放标清视频和播放高清视频)通常对功耗和带宽的需求不同。因此，针对同一应用程序的各项业务采用同一种通信技术，可能会导致资源浪费或者数据传输异常等问题。由此可见，目前的无线短距通信技术不能满足业务的多样化数据传输需求。

发明内容

本申请提供一种无线短距通信协议架构，能够在一定程度上解决现有技术中无线短距通信技术不能满足业务多样化的数据传输需求的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种基于无线短距通信协议架构的装置，该无线短距通信协议架构包括基础应用层、基础服务层和接入层，该接入层包括第一接入层和第二接入层。

基础应用层，用于向基础服务层发送通信业务的业务需求。

基础服务层，用于根据业务需求为通信业务建立业务通道，该业务通道与第一接入层或者第二接入层对应，第一接入层和第二接入层支持不同的数据传输能力。

基础应用层，还用于通过该业务通道向接入层发送该通信业务的业务数据。

接入层，用于使用与该业务通道对应的第一接入层或者第二接入层传输该业务数据。

通过本申请实施例提供的基于无线短距通信协议架构的装置，针对不同通信业务多样化的业务需求，电子设备可以结合每个通信业务具体的业务需求，为该通信业务选择合适的一种通信方式。另外，该装置在满足不同业务需求的同时，还能够提高数据传输效率，减少资源浪费。

在一些实施例中，第一接入层为星闪基础SLB接入层，SLB接入层支持高带宽的数据传输能力；第二接入层为星闪低功耗SLE接入层，SLE接入层支持低功耗的数据传输能力。

通过本申请实施例提供的装置，电子设备可以根据业务需求向通信业务提供高带宽或者低功耗的数据传输能力。

在一些实施例中，基础应用层向基础服务层发送通信业务的业务需求，具体包括：基础应用层根据业务需求确定应用标识AID；为通信业务分配端口Port；以及，根据AID和Port请求基础服务层为通信业务建立业务通道。

基础服务层根据业务需求为业务建立业务通道，具体包括：基础服务层根据通信业务的AID以及各个AID与传输通道组标识TCID的映射关系，确定通信业务的TCID，通信业务的TCID与SLB接入层或者SLE接入层存在对应关系；以及，建立与通信业务的TCID对应的SLB业务通道或者SLE业务通道。

在一些实施例中，业务需求包括业务类型BID和业务的服务质量QoS需求。

在一些实施例中，基础应用层包括：

基础通信框架，用于设置设备发现与被发现的模式、设置过滤策略和可发现等级。和/或，

通用感知框架，用于感知用户操作或者电子设备的变化参数。和/或，

通用视频框架，用于处理视频通信业务相关的数据。和/或，

通用音频框架，用于处理音频通信业务相关的数据。和/或，

通用数据框架，用于对数据进行加密解密。和/或，

车载控制框架，用于处理车载控制业务相关的数据。

通过本申请实施例提供的装置，基础应用层为各种可能的、有通用意义的应用场景都制定了框架，基础应用层在接收到业务需求之后，选择对应的框架处理对应的业务。

在一些实施例中，基础服务层包括：

设备发现模块，用于确定设备角色，进行设备发现与被发现。和/或，

服务管理模块，用于为基础应用层的信息发送提供数据结构模型，以及，提供操作数据结构的方法。和/或，

通道管理模块，用于管理基础服务层的传输通道，包括传输通道的建立、维护与释放，传输通道包括控制通道和业务通道。和/或，

QoS管理模块，用于协商QoS，确定通信链路的服务质量。和/或，

安全管理模块，用于管理基础服务层的安全连接。和/或，

多域协调模块，用于在电子设备处于多个通信域的场景下，控制实现多个通信域之间的信息交互。和/或，

测量管理模块，用于根据接收信号的强度RSSI和预设的算法，测量电子设备与其他电子设备的距离、相对方位。和/或，

5G融合模块，用于建立5G远端管理能力的通道。

在一些实施例中，第一接入层和第二接入层均包括数据链路层和物理层；数据链路层包括链路控制层和媒体接入层；其中，链路控制层为基础服务层提供服务，用于对数据进行加/解密、分段/重组、添加序列号、排序，形成链路控制层协议数据单元LC PDU；媒体接入层用于对LC PDU进行封装，形成媒体接入层协议数据单元MAC PDU；物理层，用于传输MACPDU。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括上述第一方面及第一方面中各个实施例示出的基于无线短距通信协议架构的装置，并且能够通过该装置进行无线短距通信。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，使得电子设备具备如上述第一方面及第一方面中各个实施例示出的基于无线短距通信协议架构的装置所能实现的功能。

第四方面，本申请实施例还提供一种芯片系统，包括处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序时，使得电子设备具备如上述第一方面及第一方面中各个实施例示出的基于无线短距通信协议架构的装置所能实现的功能。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备具备如上述第一方面及第一方面中各个实施例示出的基于无线短距通信协议架构的装置所能实现的功能。

可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种无线短距通信技术的应用场景示意图；

图2A是本申请的一个实施例提供的通信域的结构示意图；

图2B是本申请另一个实施例提供的通信域的结构示意图；

图3是本申请另一个实施例提供的无线短距通信协议架构的示意图；

图4是本申请的一个实施例提供的传输通道的示意图；

图5是本申请的一个实施例提供的SLB/SLE技术下数据包的处理流程图；

图6是本申请的一个实施例提供的SLB/SLE技术下的音频业务处理流程图；

图7是本申请的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请实施例提供的技术方案进行说明。

应理解，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

随着物联网技术的发展，参见图1所示，无线短距通信技术在智能座舱、智慧家居、智能手机、智能制造等领域中的应用越来越广泛。例如，在智慧家居场景下，手机可以通过无线短距通信技术与智能家居设备实现端到端连接，以便对智能家居设备进行管理与控制。示例性的，智能家居设备包括平板电脑、大屏设备、人工智能(artificialintelligence，AI)音箱、高保真(high fidelity，HiFi)音箱、温度传感器、湿度传感器、耳机、虚拟现实(virtual reality，VR)设备等电子设备。

在本实施例中，电子设备除了智能家居设备之外，还可以包括手机、平板电脑、可穿戴设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、机械臂、摄像头、操纵杆、监控器、传感器、物流车、智能货架等，本申请实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。

现有的无线短距通信技术包括WiFi、蓝牙、近场通信(near fieldcommunication，NFC)、ZigBee(紫蜂)、超宽带(ultra wide band，UWB)等。其中，WiFi、UWB等技术支持高带宽通信，对数据的传输速度较快；而蓝牙、NFC、ZigBee等技术支持小带宽、低功耗、低速率通信，有助于节约设备电量。

随着4K/8K高清影视投屏、VR游戏、智慧家居、智能制造、智能座舱等新业务的出现与发展，要求无线短距通信具有低延时、高可靠、高速率等特点，以保证业务的正常执行。但是，目前，电子设备在运行应用程序的过程中，通常是根据应用程序的预先设置选择一种无线短距通信技术(例如WiFi)进行通信。但是在实际通信过程中，不同业务(具体指通信业务，如音频业务和视频业务)或者同一业务的不同使用场景(如音频业务中播放标清视频和播放高清视频)通常对功耗和带宽的需求不同。因此，针对同一应用程序的各项业务采用同一种通信技术，可能会导致资源浪费或者数据传输异常等问题。由此可见，目前的无线短距通信技术不能满足业务的多样化数据传输需求。

为此，本申请实施例提供一种无线短距通信协议架构，用于根据各个业务的具体业务需求选择通信技术，能够在一定程度上降低现有无线短距通信的延时，提高无线短距通信可靠性，提高资源利用率，提高数据传输速率，满足业务多样化的数据传输需求。

为了便于理解方案，下面对本申请实施例涉及的一些名词或者术语进行解释说明。

(1)G节点/T节点

在本实施例提供的无线短距通信协议架构下，电子设备分为管理节点(即Grant节点，简称G节点)和被管理节点(即Terminal节点，简称T节点)。一个G节点能够管理至少一个T节点，G节点和T节点连接以共同完成特定的通信功能(如手机向电视投屏、手机向电脑传输数据等)。G节点和T节点之间的通信链路称为GT链路。

(2)通信域

在本实施例中，一个G节点以及其连接的所有T节点共同组成的通信系统称为一个通信域。示例性的，参见图2A所示，以智能汽车场景为例，座舱域控制器(cockpit domaincontroller，CDC)可以作为G节点，各类车载设备(如麦克风、音箱、手机等电子设备)可以作为T节点，CDC和车载设备连接以共同完成座舱娱乐功能。此时，CDC与所有车载设备组成了一个通信域。

在一些实施例中，一个电子设备可能会处于多个通信域中。例如，参见图2B所示，CDC与麦克风、音箱和手机组成了通信域1，其中，CDC为G节点，麦克风、音箱和手机为T点。另外，手机和蓝牙耳机又组成了通信域2，其中，手机为G节点，蓝牙耳机为T节点。手机同时处于通信域1和通信域2中。

(3)SLB/SLE链路

GT链路包括星闪基础(sparklink-basic，SLB)链路和星闪低功耗(sparklink-lowenergy，SLE)链路。SLB链路支持高带宽通信，对数据的传输速度较快；而SLE链路支持低功耗、小带宽、低速率通信，有助于节约设备电量。

(4)传输通道

传输通道(transmission channel，TC)是无线短距通信协议结构中基础服务层的通道，其对上可承接多个端口(port)的映射，对下可以实现多个传输通道映射到同一或者不同的逻辑通道。本实施例中的端口是指逻辑端口，不同的业务通常对应不同的端口，也就是说，通过端口即可区分不同的业务。

传输通道包括控制通道和业务通道。业务通道用于传输业务相关的数据，例如业务的控制指令、媒体流等。控制通道是设备间建立不同业务通道的基础。在设备间建立业务通道的过程中，两个电子设备在控制通道上协商建立业务通道所需的参数(例如传输模式(如流模式、流控模式、重传模式、基础模式等)以及不同传输模式下的参数、传输通道标识(transport channel identifier，TCID)号，和传输通道映射的端口port等)。各个业务之间可以使用同一控制通道建立不同的业务通道，这些业务可以是同一应用程序的业务，也可以是不同应用程序的业务。

(5)逻辑链路

逻辑链路(logical channel，LC)是接入层的通道，对上可承接多个传输通道映射。在一些实施例中，也可以称为逻辑通道。

(6)物理链路

物理链路是接入层的链路，对上可承接多个逻辑链路的映射。在一些实施例中，物理链路也可以称为物理通道。

下面对本申请实施例提供的无线短距通信协议架构进行说明。

电子设备中通常存储有各种应用程序，例如设置应用、多屏协同应用、投屏应用、音频应用、视频应用、图库应用、相机应用、导航应用、地图应用、email客户端、游戏应用等。各个应用程序在运行过程中，若所提供的业务需要与其他电子设备进行无线短距离通信，使用该无线短距通信协议架构即可实现所需的通信功能。

图3是本申请实施例提供的无线短距通信协议架构的示意图。参见图3所示，该协议架构包括基础应用层、基础服务层和星闪接入层(也可称作接入层)。其中，基础应用层和基础服务层可以统称为Host协议架构。

基础应用层定义了不同应用程序通用的各种框架，每种框架定义了各自相应的消息格式和应用规则。为了实现不同平台下不同设备的通信，基础应用层为各种可能的、有通用意义的应用场景都制定了框架。例如，基础通信框架、通用感知框架、通用视频框架、通用音频框架、通用数据框架和车载控制框架等。基础应用层在接收到业务需求之后，选择对应的框架处理对应的业务。

基础通信框架用于，设置设备发现与被发现的模式(例如广播模式、轮询模式等)，设置过滤策略(如在音频业务场景下，仅对支持音频设备的电子设备进行设备发现)，设置可发现等级等。此外，基础通信框架还用于根据业务需求触发控制通道选择(即根据业务需求选择SLB控制通道或者SLE控制通道)，以及为业务分配端口号Port。

通用感知框架用于，检测用户操作、设备电量信息、信号强度等。用户操作可以包括用户在电子设备的屏幕上输入的触摸指令、用户输入的隔空控制手势、语音控制指令等。信号强度包括WiFi信号强度、蜂窝信号强度或者蓝牙信号强度、SLB信号强度以及SLE信号强度等。

通用视频框架用于，处理视频业务相关的数据，例如对视频数据进行编解码等。

通用音频框架用于，处理音频业务相关的数据，例如对音频数据进行编解码等。

通用数据框架用于，对数据进行加密解密等。

车载控制框架用于，处理车载控制业务相关的数据。

应理解，不同的应用程序通常有不同的业务需求，该业务需求包括业务类型(business identification，BID)和服务质量(quality of service，QoS)。其中，QoS包括码率、时延、采样率和位宽等。基础应用层在检测到应用程序的业务需求之后，能够根据该业务需求确定应用标识(application identification，AID)，根据AID选择对应的功能模块处理业务，根据AID为业务建立业务通道，对业务通道内的数据进行处理，还能够将处理后的数据发送给接入层。其中，AID用于表征应用程序中业务所要求的QoS能力。

基础服务层包括控制面和数据面。其中，控制面包括设备发现模块、服务管理模块、通道管理模块、QoS管理模块、安全管理模块、多域协调模块、测量管理模块、5G融合模块等功能模块。数据面包括信道控制数据、广播数据、服务管理数据、实时数据和可靠数据等，还包括传输控制适配协议、传输控制协议/网际互联协议(transmission controlprotocol/internet protocol，TCP/IP)、透传协议等。需要说明的是，数据面的一些数据(如图3中虚线框内的信道控制数据等)通常不会包括在初始的协议架构中，而是在电子设备使用该协议架构的过程中逐渐产生并存储的。

设备发现模块，主要用于确定设备角色(即确定电子设备是G节点还是T节点)、通过广播/单播数据链路进行设备发现与被发现、确定设备信息等。在本实施例中，设备信息包括设备的域名、媒体访问控制(media access control，MAC)地址、设备角色、设备型号、设备能力(例如无线连接类型、支持的通信协议)等信息。

在进行设备发现的过程中，设备发现模块具体可以用于广播电子设备自身的设备信息，扫描满足业务需求的电子设备。应理解，对于无线短距通信业务，不同的业务需求通常对应不同类型的电子设备。例如，在手机进行投屏时，手机的设备发现模块需要扫描具备投屏显示功能的大屏设备，例如电视、投影仪等，而不扫描其他手机或者蓝牙耳机等不支持投屏显示的电子设备。

此外，在本实施例中，设备发现模块还支持SLB/SLE互发现，即在使用SLB技术与对端设备通信的过程中，能够发现对端设备开启SLE通信功能，或者，在使用SLE技术与对端设备通信的过程中，能够发现对端设备开启SLB通信功能。

服务管理模块，用于为基础应用层的控制指令和小数据发送提供抽象化的数据结构模型，以及，提供读、写、通知、指示等操作数据结构的方法。

通道管理模块，用于管理基础服务层的传输通道，包括传输通道的建立、维护与释放，支持通过默认传输通道传输数据，或者动态分配传输通道以传输数据。

此外，通道管理模块，还用于管理跨层映射关系的建立与维护，其中包括管理基础应用层的AID与基础服务层的TCID之间的映射关系，以及基础服务层的TCID与接入层的逻辑链路标识(logical channel identifier，LCID)之间的映射关系。其中，TCID与AID之间的映射关系，能够表征传输通道与业务之间的映射关系。TCID与LCID之间的映射关系，能够表征传输通道与逻辑链路之间的对应关系。

QoS管理模块，用于管理业务的QoS请求静态表，以及与对端协商QoS。不同的业务通常有不同的QoS请求静态表，其中，QoS请求静态表中包括传输时延、码率、重传率、传输带宽要求、业务类型、位宽等参数。通过QoS管理，可以缓解电子设备与对端通信过程中的网络延迟与阻塞等问题，提高通信质量。

安全管理模块，用于管理基础服务层的安全连接，其中包括身份鉴权、空口通信安全保护、秘钥更新、隐私保护、应用层传输安全、口令要求、设备信息的安全存储、安全执行、安全防护和安全管理等。

多域协调模块，在电子设备处于多个通信域的场景下，用于控制实现通信域之间的信息交互，避免多域之间的相互干扰，保护域之间的负载平衡。当电子设备同时处于多个通信域时，多域协调模块需要管理多个通信域对应的多个G节点之间的交互通道的建立，维护邻居G节点列表以及基本信息；协调多个域之间的资源、进行联合定位、移动性管理、实现负载均衡。

测量管理模块，用于根据接收信号的强度(received signal strengthindication，RSSI)和预设的算法，测量本机与其他电子设备的距离、本机相对于其他电子设备的方位等。此外，测量管理模块还用于配置测量周期，向基础应用层上报测量事件和测量结果，以及调度测量资源、控制测量功率等。

5G融合模块，用于建立5G远端管理能力的通道，通过鉴权和认证机制，实现具有蜂窝5G远端控制功能的设备。也就是说，5G融合模块使各个节点设备具有能够让5G边缘核心网感知控制的能力。比如，在G节点具有连接核心网的能力，而T节点不具有连接核心网的能力的情况下，5G核心网可以通过G节点向T节点下发控制指令，使得T节点也可以被5G核心网控制。

在本实施例中，星闪接入层包括SLB接入层和SLE接入层。无论是SLB接入层，还是SLE接入层，均包括数据链路层和物理层。数据链路层包括链路控制层和媒体接入层，链路控制层为基础服务层提供服务。

在发送端，链路控制层用于对上层业务数据(即基础服务层的数据)进行必要的编号(如添加序列号SN)、分段、加密、完整性保护等操作，并将生成的链路控制层协议数据单元(logical channel profile data unit，LC PDU)发送给媒体接入层。媒体接入层主要基于调度的资源量，对不同LC PDU进行复用封装，生成媒体接入层协议数据单元(mediaaccess profile data unit，MAC PDU)。

在接收端，媒体接入层负责对数据进行解封装并递交到不同的逻辑通道。链路控制层可以对数据进行必要的解密、重组、排序等操作，并将业务数据按序递交给基础服务层。

物理层用于向数据链路层提供数据传输服务，具体包括以下功能：传输信息的正确性校验并指示给数据链路层、传输信息的前向纠错(forward error correction，FEC)编码/解码、混合自动重传请求(hybrid automatic repeat request，HARQ)软合并、传输信息到对应的物理资源的速率匹配、编码后的传输信息到对应的物理资源的映射、物理层控制信息和物理层数据信息的调制和解调、频率和时间的同步、无线特性测量并指示给数据链路层、多输入多输出天线处理、波束赋形、射频处理等。

基于上述本实施例提供的无线短距通信协议架构，基础应用层的业务根据不同的业务需求，可以通过SLB技术与对端通信，或通过SLE技术与对端通信。其中，SLB技术通常用于处理具有大带宽传输需求的业务，例如无线投屏业务、视频通话业务等，传输过程中数据吞吐量通常较高。SLE技术通常用于处理具有小带宽传输需求的业务，例如基于蓝牙耳机的音频播放业务等，手机对智能家居设备的控制业务等，传输过程中数据吞吐量通常较低，同时传输速率和功耗也较低。

基础应用层的业务通常有多种，那么，哪些业务需要使用SLB技术与对端通信，哪些业务需要使用SLE技术与对端通信，就需要Host协议结构进行进一步的裁决。下面结合图4对Host协议结构根据业务需求确定通信方式的过程进行说明。

电子设备通过运行应用程序执行对应的业务，不同的应用程序具有相同或者不同类型的业务，例如音频业务、视频业务、数据传输业务等。不同类型的业务具有不同的业务标识(BID)，例如表1所示，音频业务的业务标识为BID1，数据传输业务的业务标识为BID2，视频业务的业务标识为BID3。此外，不同的业务对数据传输服务质量的需求不同，有的业务要求数据在传输过程高保真、低时延、高速率，有的业务要求数据在传输过程保持设备低功耗。因此，不同的应用程序均对其不同业务配置了不同的QoS。应用程序在建立业务的过程中，需要向基础应用层发送其业务需求，即业务的BID和QoS。

表1

BID	业务类型
		BID1	音频
BID2	数据传输
		BID3	视频
…	…

基础应用层中维护有业务的应用标识(application identifier，AID)与BID、QoS之间的对应关系(例如表2所示)。因此，基础应用层在接收到业务的BID和QoS之后，根据该对应关系，即可确定该业务对应的AID。其中，AID用于表征业务所要求的QoS能力。

应理解，由于每一个应用程序可能会提供不同的业务，并且不同的业务通常有不同的QoS需求，因此，一个应用程序可以有一个或者多个AID。此外，基础应用层还为各个业务流分配端口port，同时以AID和port向基础服务层申请业务通道。

表2

基础服务层中维护有AID和TCID之间的映射关系(例如表3所示)，以及TCID和SLB/SLE之间的映射关系。基础服务层根据该映射关系即可根据业务的AID确定对应的TCID，并建立Port与TCID的映射关系。例如，基础服务层可以结合表3示出的对应关系，向应用标识为AID1的业务分配业务通道TCID1，并建立TCID1和Port1的映射关系；向应用标识为AID2的业务分配业务通道TCID2，并建立TCID1和Port2的映射关系。

表3

AID	TCID
		AID1	TCID1
AID2	TCID2
		AID3	TCID3
…	…

由于TCID和SLB/SLE之间是存在一定的映射关系的，因此，当业务的TCID确定之后，其所使用的通信技术(如SLB或者SLE)就确定了。例如，当业务1的传输通道标识是TCID1，而TCID1对应SLB通信技术时，那么业务1所使用的通信技术就是SLB通信技术。基础应用层在接收到业务1的业务数据之后，通过基础服务层的传输通道TCID1将该业务数据发送给SLB接入层，以由SLB接入层通过SLB链路将其发送给对端设备。

在本实施例提供的短距通信协议架构下，SLB技术和SLE技术对业务的处理流程是相同的。下面以音频业务为例对该业务处理流程进行说明。

图5是本申请的一个实施例提供的SLB/SLE技术下音频业务的处理流程图。当该音频业务处理流程是SLB通信技术下的流程时，图5中的接入层为SLB接入层。当该音频业务处理流程是SLE通信技术下的流程时，图5中的接入层为SLE接入层。该音频业务处理流程包括如下步骤S1～S8。

在本实施例中，两个电子设备以客户端/服务端(Client/Server，C/S)模式通信，其中，首先发起连接的电子设备称为客户端设备，响应连接请求建立连接与对端建立连接的设备称为服务端设备。例如，在手机主动扫描连接蓝牙耳机的过程中，手机是客户端设备，蓝牙耳机是服务端设备。

步骤S1，客户端设备扫描发现服务端设备。

在服务端设备侧，设备发现模块向其数据链路层发送设备信息。该设备信息包括设备名称、服务通用唯一识别码(universally unique identifier，UUID)、厂商信息、设备类型(如耳机、音箱、大屏设备等)、设备外观等。数据链路层在接收到设备信息后发送广播消息，该广播消息中包括上述设备信息等。

在客户端设备侧，响应于用户操作，通用音频框架向设备发现模块发送音频设备扫描指令。该音频设备扫描指令用于指示设备发现模块扫描支持音频播放功能的设备(AI音箱、HiFi音箱、蓝牙耳机智能音箱等)。设备发现模块在扫描音频设备的过程中，通过数据链路层接收服务端设备发送的广播消息。

应理解，客户端设备的设备发现模块可能会扫描到各类电子设备发送的广播消息，有的电子设备支持音频业务，有的不支持音频业务。因此，设备发现模块在接收到广播消息之后，需要根据当前的业务类型(即音频业务)过滤广播消息，根据广播信息中的设备信息筛选支持音频业务的电子设备，将该支持音频业务的电子设备的设备信息作为扫描结果发送给通用音频框架。示例性的，在设备发现模块接收到冰箱、空调和音箱的广播消息后，由于客户端设备需要扫描的是音频设备，因此，设备发现模块仅向通用音频框架上报音箱的设备信息，而不上报其他设备的设备信息。

步骤S2，客户端设备和服务端设备建立控制通道和缺省业务通道。

在设备间建立业务通道的过程中，客户端设备和服务端设备需要在控制通道上协商建立业务通道所需的参数。缺省业务通道可以用于传输业务(如音频业务)的控制指令，例如与服务端设备协商业务的端口的相关指令。因此，客户端设备和服务端设备需要先建立控制通道和缺省业务通道。具体如下所示。

在客户端设备侧，通用音频框架向通道管理模块发送第一控制指令，该第一控制指令用于指示通道管理模块建立控制通道和缺省业务通道(即默认的业务通道)。根据该第一控制指令，通道管理模块向数据链路层发送基础链路建立指令，该基础链路建立指令携带有连接超时时间、时延、连接周期、目标连接地址等参数。根据该基础链路建立指令，客户端设备的数据链路层向服务端设备的数据链路层发送连接请求，以请求建立连接。该连接请求中在携带有连接超时时间、时延、连接周期、目标连接地址等参数的基础上，还包括请求建立的基础链路在物理层的资源分配情况等。

在服务端设备侧，数据链路层在接收到连接请求之后，将连接请求发送给通道管理模块。通道管理模块在完成连接超时时间、时延、连接周期等参数确认之后，通过本地的数据链路层向客户端设备的数据链路层发送连接允许通知。此外，服务端设备的数据链路层还会向本地的通道管理模块发送基础链路建立完成通知。基于已建立的基础链路，通用通道模块与通用音频框架协商，在基础服务层建立控制通道和缺省业务通道。

在客户端设备侧，数据链路层在接收到基础链路建立完成通知之后，经由通道管理模块向通用音频框架发送该基础链路建立完成通知。基于已建立的基础链路，通道管理模块与通用音频框架协商建立控制通道和缺省业务通道。

步骤S3，客户端设备和服务端设备对基础链路进行加密。

在客户端设备侧，通道管理模块控制安全管理模块经由数据链路层向服务端设备发送加密通知，该加密通知中携带加密秘钥等秘钥协商信息。在服务端设备侧，安全管理模块在经由数据链路层和通道管理模块接收到客户端设备发送的加密通知，并根据秘钥协商信息进行加密方式确认。在完成确认之后，安全管理模块控制通道管理模块经由数据链路层向客户端设备发送加密完成通知。此外，客户端设备的通道管理模块还需要向本地通用音频框架发送设备绑定成功通知。

在客户端设备侧，安全管理模块通过数据链路层接收到加密完成通知后，向通道管理模块发送该加密完成通知。随后，通道管理模块向通用音频框架发送设备绑定成功通知。

步骤S4～S7，客户端设备和服务端设备建立非缺省业务通道(即默认业务通道)。

在步骤S4中，客户端设备和服务端设备协商业务参数。

客户端设备的通用音频框架向服务端设备的通用音频框架发送业务控制指令，用于与服务端设备协商业务参数。示例性的，对于音频业务而言，该业务参数包括业务的编码译码信息(即Codec信息，如编码格式等)、传输码率等。而对于数据传输业务而言，该业务参数则包括数据的压缩方式、解码方式和传输码率等。

服务端设备的通用音频框架在接收到业务控制指令之后，向客户端设备的通用音频框架回复业务参数协商结果。该业务参数协商结果用于向客户端设备指示服务端设备是否同意使用客户端设备提供的业务参数处理对应业务。若服务端设备同意使用客户端设备的业务参数，则业务参数协商成功，继续执行下一步骤S5。若服务端设备不同意使用客户端设备的业务参数，则业务参数协商失败，需重新进行协商。

在步骤S5中，在客户端设备侧，通用音频框架向通道管理模块发送非缺省业务通道建立指令，该指令中携带业务需求：BID和QoS。通道管理模块通过QoS管理模块向服务端设备发送QoS协商指令，以协商非缺省业务通道对应的链路质量(即XQI)。

在服务端设备侧，服务端设备侧的QoS管理模块在根据非缺省业务通道建立指令完成QoS协商之后，向客户端设备的QoS管理模块发送QoS协商结果，该QoS协商结果中包括协商得到的链路质量(即XQI)。

在步骤S6中，客户端设备和服务端设备调整或新建逻辑链路。其中，调整后或新建的逻辑链路能够满足业务数据的传输需求。

需要说明的是，步骤S6是一个可选的步骤，在默认的逻辑链路能够满足业务数据的传输需求的情况下，无需执行步骤S6，即S6可以省略。而在默认的逻辑链路不能够满足业务数据的传输需求的情况下，客户端设备和服务端设备则通过执行S6得到能够满足业务数据的传输需求的逻辑链路。

在步骤S7中，客户端设备和服务端设备建立业务通道。

客户端设备和服务端设备在完成QoS协商之后，客户端设备的通道管理模块通过本地的数据链路层以及服务端设备的数据链路层，向服务端设备的通道管理模块发送业务通道建立请求。随后，服务端设备的通道管理模块向本地以及客户端设备的通用音频框架，发送业务通道建立完成通知，业务通道建立完成。

在步骤S8中，客户端设备向服务端设备发送音频业务数据。

在客户端设备侧，通用音频框架在接收到音频播放应用发送的音频业务数据之后，将音频业务数据发送给本地的服务管理模块，以由服务管理模块通过数据链路层将其发送给服务端设备。

在服务端设备侧，数据链路层在接收到客户端设备发送的音频业务数据之后，将其发送给服务管理模块，以由服务管理模块将其发送给通用音频框架。通用音频框架将音频业务数据发送给上层的音频播放应用之后，服务端设备即可播放音频。

请参见图6，下面结合不同应用的具体业务，对本实施例提供的短距通信协议架构下的数据传输过程进行说明。

在基础应用层中，不同应用能够提供不同的业务，不同的业务具有不通的业务需求。例如，App1支持音频业务和数据传输业务，其音频业务的业务需求为：BID1和QoS1；数据传输业务的业务需求为：BID2和QoS2。又例如，App2支持音频业务和数据传输业务，其音频业务的业务需求为：BID1和QoS3；数据传输业务的业务需求为：BID2和QoS4。再例如，App3支持视频业务，该视频业务的业务需求为：BID3和QoS5。

应用程序在发起业务之后，基础应用层中的基础通信框架能够根据该业务的业务需求确定AID，并根据AID以及AID与端口号的映射关系，给该业务分配一个未被占用的端口号。以及，将该端口号和应用层数据的长度len添加在应用层数据的包头，形成应用层服务数据单元(service data unit)SDU，并将应用层SDU发送给基础服务层。

例如，基础通信框架根据APP1的音频业务的业务需求BID1和QoS1，首先确定应用标识AID1，并为该业务分配端口号Port1。随后，基础通信框架在应用层数据的包头添加端口号Port1和应用层数据的长度len，形成应用层SDU。最后，基础通信框架并将应用层SDU发送给基础服务层。

基础服务层在接收到应用层SDU之后，根据端口号Port1和传输通道的对应关系，确定传输通道标识，例如TCID2。随后，基础服务层给应用层SDU添加传输通道标识TCID2，以及应用层SDU的长度，形成服务层SDU，并将服务层SDU发送给接入层。

需要说明的是，基础服务层可以将不同业务的应用层SDU合并为一个应用SDU，并通过同一个传输通道传输。该不同业务可以属于同一应用程序，也可以属于不同的应用程序。例如，参见图6所示，基础服务层可以将端口号为Port3、Port4和Port5的应用层SDU合并为一个应用层SDU，并通过标识为TCID4的传输通道对其进行传输。

接入层在接收到服务层SDU之后，由链路控制层给服务层SDU添加序列号(sequence number，SN)和电子设备支持的上层协议指示(upper protocol identifier，UPI)，形成逻辑协议数据单元(logical protocol data unit，LC PDU)。在本实施例中，UPI包括non-IP协议、IP协议(例如TCP/UDP协议等)、透传协议等协议中的至少一种。UPI的范畴具体根据接入层所支持的能力确定，底层支持的传输协议不同，UPI的范畴有所不同。

需要说明的是，链路控制层在处理服务层SDU之后，可以将一个服务层SDU拆分为多个子SDU，分别对其添加SN和UPI，形成多个LC PDU。例如，参见图6所示，对于包含TCID4的服务层SDU，链路控制层可以将其拆分为SDU1和SDU2，再分别给SDU1和SDU2添加序列号和UPI，形成两个LC PDU。

在生成LC PDU之后，链路控制层给LC PDU添加LCID和LC PDU的长度len，形成子媒体访问控制(media access control，MAC)PDU。例如，对于App1的音频业务对应的LC PDU，链路控制层给其添加LCID1和len，形成子MAC PDU。

最后，接入层可以将一个或者多个子MAC PDU合并成一个MAC PDU，以由物理层(physics，PHY)调度时域和频域资源向对端设备发送。这些子MAC PDU可以是同一个应用程序的数据包，也可以是不同应用程序的数据包。例如，参见图6所示，接入层可以将逻辑链路分别为LCID1、LCID2和LCID3的子MAC PDU合并为一个MAC PDU。再例如，接入层还可以将逻辑链路分别为LCID3、LCID4和LCID5的子MAC PDU合并为一个MAC PDU，再由物理层向对端设备发送该MAC PDU。

此外，在本实施例中，应用程序还可以使用TCP/IP协议或者透传协议传输数据，在传输过程中，电子设备内部对数据的处理如下所示。

以App4为例，App4在使用TCP/IP协议传输的数据时，无需根据业务需求确定AID、端口号和TCID等，而是直接将App4中的应用层数据发送给基础服务层的TCP/IP协议栈，由该协议栈给应用层数据添加IP头和TCP头，形成服务层SDU。最后，接入层中的链路控制层给服务层SDU添加SN和UPI形成LC PDU，给LC PDU添加LCID形成子MAC PDU，再根据一个或者多个子MAC PDU生成MAC PDU并由物理层向对端设备发送。

另外，为了提高数据传输速率，减少数据传输的时延，本申请实施例提供的无线短距通信协议架构可以为特定的某个应用(如车载控制应用App5)提供一个由应用程序到接入层的快速传输通道。通过该快速传输通道，该应用程序可以直接将其应用层数据透传给链路控制层，并由链路控制层给数据添加SN和UPI后形成LC PDU，并向对端发送LC PDU。

基于上述各个实施例提供的无线短距通信协议架构和该协议架构下的数据包以及业务处理流程，本申请实施例还提供如下技术方案。

本申请实施例提供一种基于无线短距通信协议架构的装置，该无线短距通信协议架构包括基础应用层、基础服务层和接入层，该接入层包括第一接入层和第二接入层。

基础应用层，用于向基础服务层发送通信业务的业务需求。

基础服务层，用于根据业务需求为通信业务建立业务通道，业务通道与第一接入层或者第二接入层对应，第一接入层和第二接入层支持不同的数据传输能力。

基础应用层，还用于通过业务通道向接入层发送通信业务的业务数据。

接入层，用于使用与该业务通道对应的第一接入层或者第二接入层传输业务数据。

通过本申请实施例提供的基于无线短距通信协议架构的装置，针对不同通信业务多样化的业务需求，电子设备可以根据每个通信业务的业务需求，为该通信业务选择合适的通信方式(如SLB或者SLE)。该装置在满足不同业务需求的同时，还能够提高数据传输效率，同时能够减少资源浪费。

可选的，第一接入层为星闪基础SLB接入层，SLB接入层支持高带宽的数据传输能力；第二接入层为星闪低功耗SLE接入层，SLE接入层支持低功耗的数据传输能力。

可选的，基础应用层用于，向基础服务层发送通信业务的业务需求，具体包括：基础应用层用于，根据业务需求确定应用标识AID；为通信业务分配端口Port；根据AID和Port请求基础服务层为通信业务建立业务通道。基础服务层用于，根据业务需求为业务建立业务通道，具体包括：基础服务层用于，根据通信业务的AID以及各个AID与传输通道组标识TCID的映射关系，确定通信业务的TCID，通信业务的TCID与SLB接入层或者SLE接入层存在对应关系；以及，建立与通信业务的TCID对应的SLB业务通道或者SLE业务通道。

可选的，业务需求包括业务类型BID和业务的服务质量QoS需求。

可选的，基础应用层还用于，设置设备发现与被发现的模式、设置过滤策略和可发现等级；和/或，感知用户操作或者电子设备的变化参数；和/或，处理视频通信业务相关的数据；和/或，处理音频通信业务相关的数据；和/或，对数据进行加密解密；和/或，处理车载控制业务相关的数据。

可选的，基础服务层还用于，确定设备角色，进行设备发现与被发现；和/或，为基础应用层的信息发送提供数据结构模型，以及，提供操作数据结构的方法；和/或，管理基础服务层的传输通道，包括传输通道的建立、维护与释放，传输通道包括控制通道和业务通道；和/或，用于协商QoS，确定通信链路的服务质量；和/或，用于管理基础服务层的安全连接；和/或，用于在电子设备处于多个通信域的场景下，控制实现多个通信域之间的信息交互；和/或，用于根据接收信号的强度RSSI和预设的算法，测量电子设备与其他电子设备的距离、相对方位；和/或，用于建立5G远端管理能力的通道。

可选的，第一接入层和第二接入层均可用于：为基础服务层提供服务，用于对数据进行加/解密、分段/重组、添加序列号、排序，形成链路控制层协议数据单元LC PDU；对LCPDU进行封装，形成媒体接入层协议数据单元MAC PDU；以及，传输MAC PDU。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备是上述本实施例提供的客户端设备或者服务端设备，包括上述本实施例提供的无线短距通信协议架构，能够通过该架构提供的SLB和/或SLE技术通信与其他电子设备通信。

本申请实施例还提供一种无线短距通信系统，该系统包括客户端设备和服务端设备，并且客户端设备和服务端设备中均包括上述本实施例提供的无线短距通信协议架构，客户端设备和服务端设备能够通过该架构提供的SLB和/或SLE技术相互通信。

本申请实施例还提供一种芯片系统，参见图7所示，该芯片系统包括处理器和存储器，存储中存储有计算机程序，该计算机程序在处理器上运行时，能够向电子设备提供上述本实施例提供的无线短距通信协议架构。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例中无线短距通信协议架构所能够提供的各种通信或者数据处理方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该程序产品包括程序，当该程序被电子设备运行时，使得电子设备执行上述各实施例中无线短距通信协议架构所能够提供的各种通信或者数据处理方法。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本申请实施例中提及的处理器可以是中央处理模块(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

还应理解，本申请实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double datarate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DR RAM)。

在本申请所提供的实施例中，各个框架或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个框架或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块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。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于无线短距通信协议架构的装置，其特征在于，所述无线短距通信协议架构包括基础应用层、基础服务层和接入层，所述接入层包括第一接入层和第二接入层；

所述基础应用层，用于向所述基础服务层发送通信业务的业务需求；

所述基础服务层，用于根据所述业务需求为所述通信业务建立业务通道，所述业务通道与所述第一接入层或者所述第二接入层对应，所述第一接入层和所述第二接入层支持不同的数据传输能力；

所述基础应用层，还用于通过所述业务通道向所述接入层发送所述通信业务的业务数据；

所述接入层，用于使用与所述业务通道对应的所述第一接入层或者所述第二接入层传输所述业务数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一接入层为星闪基础SLB接入层，所述SLB接入层支持高带宽的数据传输能力；

所述第二接入层为星闪低功耗SLE接入层，所述SLE接入层支持低功耗的数据传输能力。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述基础应用层用于，向所述基础服务层发送通信业务的业务需求，具体包括：

所述基础应用层，用于：

根据所述业务需求确定应用标识AID；

为所述通信业务分配端口Port；

根据所述AID和所述Port请求所述基础服务层为所述通信业务建立业务通道；

所述基础服务层用于，根据所述业务需求为所述业务建立业务通道，具体包括：

所述基础服务层，用于：

根据所述通信业务的所述AID以及各个AID与传输通道组标识TCID的映射关系，确定所述通信业务的TCID，所述通信业务的TCID与所述SLB接入层或者所述SLE接入层存在对应关系；以及，

建立与所述通信业务的TCID对应的SLB业务通道或者SLE业务通道。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述业务需求包括业务类型BID和业务的服务质量QoS需求。

5.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述基础应用层包括：

基础通信框架，用于设置设备发现与被发现的模式、设置过滤策略和可发现等级；和/或，

通用感知框架，用于感知用户操作或者电子设备的变化参数；和/或，

通用视频框架，用于处理视频通信业务相关的数据；和/或，

通用音频框架，用于处理音频通信业务相关的数据；和/或，

通用数据框架，用于对数据进行加密解密；和/或，

车载控制框架，用于处理车载控制业务相关的数据。

6.根据权利要求1～5任一项所述的装置，其特征在于，所述基础服务层包括：

设备发现模块，用于确定设备角色，进行设备发现与被发现；和/或，

服务管理模块，用于为所述基础应用层的信息发送提供数据结构模型，以及，提供操作数据结构的方法；和/或，

通道管理模块，用于管理基础服务层的传输通道，包括传输通道的建立、维护与释放，所述传输通道包括控制通道和所述业务通道；和/或，

QoS管理模块，用于协商QoS，确定通信链路的服务质量；和/或，

安全管理模块，用于管理所述基础服务层的安全连接；和/或，

多域协调模块，用于在电子设备处于多个通信域的场景下，控制实现所述多个通信域之间的信息交互；和/或，

测量管理模块，用于根据接收信号的强度RSSI和预设的算法，测量所述电子设备与其他电子设备的距离、相对方位；和/或，

5G融合模块，用于建立5G远端管理能力的通道。

7.根据权利要求1～6任一项所述的装置，其特征在于，所述第一接入层和所述第二接入层均包括数据链路层和物理层；

所述数据链路层包括链路控制层和媒体接入层；其中，所述链路控制层为所述基础服务层提供服务，用于对数据进行加/解密、分段/重组、添加序列号、排序，形成链路控制层协议数据单元LC PDU；所述媒体接入层用于对LC PDU进行封装，形成媒体接入层协议数据单元MAC PDU；

所述物理层，用于传输MAC PDU。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的基于无线短距通信协议架构的装置，并能够通过所述装置进行无线短距通信。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得电子设备具备如权利要求1～7任一项所述的基于无线短距通信协议架构的装置所能实现的功能。

10.一种芯片系统，其特征在于，包括处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序时，使得电子设备具备如权利要求1～7任一项所述的基于无线短距通信协议架构的装置所能实现的功能。

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