CN117560757A - 一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法、装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法、装置及终端设备，方法包括有如下的步骤：获取所述终端设备的配置信息，所述配置信息包括有所述终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个所述通信周期内用于发送数据的发送时段；根据所述通信协议在所述发送时段进行数据发送，在所述发送时段之外的所述通信周期内进行数据接收；判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；在接收到同步信息时，根据所述同步信息调整所述终端设备的所述通信周期的起点时刻；在未接收到同步信息，且根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端时，所述同步终端生成同步信息并发送。

Description

一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法、装置及终端 设备

技术领域

本申请属于无线通信技术领域，具体是涉及一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法、装置及终端设备。

背景技术

相关技术中，随着时代的发展，无线通信技术的应用变得越来越普遍，但无线频率通道资源是有限的，为了在有限的无线频率资源中更高效的应用，更灵活，成为了现在大家追求的目标。

在无线通信技术中，同一频率通道如果有多方使用者同时发送相应的信号，会导致相同频率的信号在同一空间传输时发生相互碰撞信号发生干扰，数据损坏，以至于发送出去的信息无法被接收，导致信息的丢失。为解决因同频干扰所带来的通信障碍，现在市面上出现了两种通信方式。

第一种单工通信方式，这种方式让同一频率通道同一传输空间中，同一时刻只允许有一个终端设备对外发送无线信号，例如现有的单工对讲机，在使用前首先要按住一按钮，再进行说话，完成后松开按钮。

第二种全双工通信方式，这种方式是在同一频率通道同一使用空间内，将使用时间划分为多个时间片，再将这多个时间片分划给各个设备，各个终端设备在指定时间内发送信息，其余时间均处于接收状态，接收到各时间片内的信息后，再将信息片进行组合成为完整的信息的方法。常用的全双工对讲机属于此类方式，它单独设立一个主机系统，在一个使用群体中只允许有一个主机存在，在这种方式中不能脱离主机的存在，使用上限制了每一个对讲机的使用范围。这种方式主机就是所有对讲机的同步源，没有主机的存在则通信将无法进行。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请旨在提供一种一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法，能够在不需要单独的主机情况下就可以使多个终端设备进行自动时钟同步，分时复用通道资源，实现多个终端设备之间的全双工通信。

本申请是通过如下的技术方案来实现的。

本技术方案是提供一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法，包括有如下的步骤：

获取所述终端设备的配置信息，所述配置信息包括有所述终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个所述通信周期内用于发送数据的发送时段；

根据所述通信协议在所述发送时段进行数据发送，在所述发送时段之外的所述通信周期内进行数据接收；

判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；

在接收到同步信息时，根据所述同步信息调整所述终端设备的所述通信周期的起点时刻；

在未接收到同步信息，且根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端时，所述同步终端生成同步信息并发送。

本技术方案的在进行多个终端设备之间通信时，不需要用于同步的固定主机的存在，多个终端设备按照唯一编号自动进行一一排序，各自按相同的时钟时序进行数据发送，该方法即使设备群体中有多个终端设备离开了原有设备群体的使用范围，也能自主重新进行同步时序，完成时间片的占用配置，实现多方的数据传输。

在该技术方案的一个实施方式中，所述唯一编号用于在多个所述终端设备中标记终端设备，每一个所述终端设备对应一个所述唯一编号。

在该技术方案的一个实施方式中，所述通信周期为一个固定长度的时间周期，所述通信周期划分了多个相等的时间段，每个所述终端设备配给一个时间段，且以该时间段作为所述终端设备的发送时段。

在该技术方案的一个实施方式中，所述“根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端”包括：

获取在所述预设时间段内的进行数据发送的所有的所述终端设备的唯一编号；

确定所述唯一编号最小的一个所述设备终端为同步终端。

在该技术方案的一个实施方式中，在获取终端设备的配置信息之前，还包括有：

在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息，并进行存储。

在该技术方案的一个实施方式中，所述“在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息”包括有：

当所述终端设备处于配对状态时，发送用于配对的询问指令；

在接收的回应信息中提取分配给所述终端设备的配置信息；

在未收到回应信息时，确定所述终端设备为临时主机，所述临时主机用于在接收到每个所述终端设备询问指令后生成配置信息并发送回应信息。

在该技术方案的一个实施方式中，所述终端设备为对讲设备，所述通信协议包括有所述终端设备之间进行通信的无线频率和通信密钥。

基于上述的方法，本申请的另一技术方案是提供一种用于多个终端设备之间全双工通信的装置，其特征在于，包括有：

获取配置模块，用于获取所述终端设备的配置信息，所述配置信息包括有所述终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个所述通信周期内用于发送数据的发送时段；

通信模块，用于根据所述通信协议在所述发送时段进行数据发送，在所述发送时段之外的所述通信周期内进行数据接收；

判定模块，用于判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；

同步调整模块，用于在接收到同步信息时，根据所述同步信息调整所述终端设备的所述通信周期的起点时刻；

确定模块，用于在未接收到同步信息，且根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端时，所述同步终端生成同步信息并发送。

在该技术方案的一个实施方式中，还包括有：

配对模块，用于对在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息。

基于上述的方法，本申请的第三个技术方案是提供一种用于多个终端设备之间全双工通信的终端设备，所述移动终端包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上技术方案中所述的方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请一实施例中示出的方法的流程框图。

图2是本申请一实施例中示出的对讲设备的配对过程流程图。

图3是本申请一实施例中示出的对讲设备的通信过程流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请一些实施例中的附图，对本申请一些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做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。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

如图1中所示，本实施例是一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法，包括有如下的步骤：

01、获取终端设备的配置信息；

配置信息包括有终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个通信周期内用于发送数据的发送时段，唯一编号用于在多个终端设备中标记终端设备，每一个终端设备对应一个唯一编号。

终端设备是按通信周期进行数据发送和接收，一个通信周期后进行下一个通信周期，如此循环。通信周期为一个固定长度的时间周期，通信周期划分了多个相等的时间段，每个终端设备配给一个时间段，且以该时间段作为终端设备的发送时段。

02、根据通信协议在发送时段进行数据发送，在发送时段之外的通信周期内进行数据接收；

将这每个时间分配给不同唯一编号(称之为ID号)的终端设备，每一个终端设备根据自已的ID号，在一个通信周期内的指定的发送时段以之前约定的通信协议进行发送信息，下一个时间周期同样如此循环，每台终端设备在发送时段外的其它时间自动转换为接收状态，依据通信协议将接收到的数据信息重新组合完成整个接收过程。

03、判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；

同步信息用于时钟同步，具体地是让各个终端设备的系统的时钟进行同步，即上述的通信周期同时开始、并同时结束，以达到各个终端设备的通信周期是同步的。

04、在接收到同步信息时，根据同步信息调整终端设备的通信周期的起点时刻；

终端设备在接收状态时接收到的数据信息中，当判断其中包括有同步信息时，则根据同步信息调整终端设备的通信周期的起点时刻。

05、在未接收到同步信息，且根据唯一编号确定终端设备为同步终端时，同步终端生成同步信息并发送。

在多个终端设备形成的一个设备群体中，会确定一个为同步终端，步终端用于生成同步信息并发送给其它终端设备，让所有的终端设备实现同步，当用于发送同步信息的同步终端离开时，会在预设时间段内，其它终端设备没有收到同步信息，会根据唯一编号重新确定一个终端设备为同步终端时，

例如，某个终端设备在获取在预设时间段内的进行数据发送的所有的终端设备的唯一编号，与自已的唯一编号进行对比，当自已的唯一编号为最小时，将该终端设备设为同步终端，并生成同步信息发送给其它终端设备，其它终端设备则以该同步信息为准进行同步调整。

本实施例的方法进行多个终端设备之间通信时，不需要用于同步的固定主机的存在，多个终端设备按照唯一编号自动进行一一排序，各自按相同的时钟时序进行数据发送，该方法即使设备群体中有多个终端设备离开了原有设备群体的使用范围，也能自主重新进行同步时序，完成时间片的占用配置，实现多方的数据传输。

可选地，在多个终端设备进行配对时，生成每个终端设备的配置信息的步骤之前，还包括步骤：

00、在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息，并进行存储。

当终端设备处于配对状态时，会发送用于配对的询问指令，假设已经存在临时主机的情况下，临时主机在接收到询问指令后会发出回应信息，终端设备在接收到回应信息时，在接收的回应信息中提取分配给终端设备的配置信息；

在未收到回应信息时，说明没有临时主机存在，此时终端设备确定自已为临时主机，临时主机给自已生成配置信息，同时临时主机用于在接收到各个终端设备询问指令后生成配置信息并发送回应信息。

在完成配对后，终端设备退出配对状态，配置信息被存储在存储器中，以便后续通信时加载。

上述方法可用于全双工多个对讲机的通信，还可以在无网络多方视频通信、多设备实时数据交换等实例中得到应用。本实施例以终端设备为对讲设备或对讲机作为示例，进一步详细说明上述方法应用在对讲设备上的实施方式。

本实施例的对讲设备在实现全双工通信上包括有三个阶段：

第一、对讲设备的配对阶段，配对阶段主要实现多个对讲设备相互建立通信密钥，制定设备ID等，为后续的通信作准备；第二，正常通信阶段，正常通信情况下，通过算法确认用于产生同步信息的对讲设备的ID号，为所有在范围内的对讲设备提供同步标准；第三，临时变更阶段，一个或多个对讲设备脱离了群体，单独在一范围内，算法会重新确认用于产生同步信息的对讲设备的ID号，重新对范围内的对讲设备进行同步，实现任意多个对讲设备的全双工通信。

一、对讲设备的配对阶段

这阶段存在的意义是将多个对讲设备(例如对讲机)事先邀约组成一个固定的设备群体，约定在通信过程中使用相同通信协议进行通信，通信协议包括但不限于有无线频率、通信密钥等信息，同时为每一个对讲设备都分配一个唯一编号，也称之为ID号。配对阶段的过程是，首先启动配对操作的其中一个对讲设备作为临时主机，接着其它对讲设备依次启动配对请求，临时主机会按先后次序为它们分发唯一编号(即ID号)，同时传递一个相同的通信密钥，使每台对讲设备的通信密钥都是相同的，在完成所有对讲设备的配对后，退出配对状态，则表示配对阶段已经完成，临时主机身份自动撤销，各个对讲设备内存储有配置信息，可进入正常的通信阶段。

配对阶段的过程如图2的流程图所示，当对讲设备处于配对状态时，对讲设备会向空间发射一串询问指令，看是否存在其它的对讲设备正处在等待配对状态，预设了一定次数的偿试询问，若是接收到其它的对讲设备的回应信息，则提取对方发回的回应信息进行保存，回应信息包含有通信密钥和分配的ID号等，这些属于要对讲设备的配置信息，完成配对并退出配对状态，等待发起正常对讲；

若在这指定次数的偿试询问后都没有得到回应，则确认将自已设为临时主机，接着主动生成一个通信密钥及自已的ID号并保存，等待接收下一个启动配对发出询问指令的对讲设备，若接收到询问指令，则将生成的密钥和分配的ID号发送给发出询问指令的对讲设备，当对方接收回应信息后，回复应答信息，临时主机接收到应答信息代表一台对讲设备已经完成配对，如此循环直至最后一台对讲设备完成配对，临时主机可退出配对状态。

二、正常通信阶段

如图3中所示，在正常阶段所有配对完成的对讲设备都进入了正常通信状态，在这个状态下各个对讲设备以一个固定长度，例如20mS，为一个通信同期进行数据发送和接收，一个通信同期为一个单位时间进行划分，并将这固定长度的通信同期等分成多个时间段，例如等分为8个段，每段2.5mS，将每个时间段分配给不同ID号的对讲设备，即每个对讲设备对应一个发送时段，每一个对讲设备根据自已的ID号，在通信同期内的发送时段以收到的通信密钥进行发送信息，在下一个时间周期(20mS)同样如此循环，每台对讲设备发送完成后自动转换为接收状态，依据相同的通信密钥将接收到的信息重新组合完成整个接收过程。

表1

在正常通信过程中，设置以20mS进行一个通信周期，是因为音频的采样需要20mS的时间周期，当音频采样完成后，对讲设备将采样音频数据进行编码压缩，在加密的同时减小音频数据占用传输空间，紧接着将上一帧收到的音频数据进行解压解码，将音频还原出来；接着对数据包添加通信密钥、ID号等信息，再根据ID号对应的发送时段，在发送时段内让每帧数据按指定的时间发送出去。

对讲设备在其余的时间均处在接收状态，若接收到数据包，首先对数据包的合法性进行验证，对照通信密钥等，并在接收到的数据中提取发送信息的ID号，判断是否存在同步信息，若存在同步信息，对比系统时钟是否同步，若不同步则对系统时钟进行调整。

为了能让每一台对讲设备都能在相互认同的通信同期内完成发送工作，就必须要有一个共同的时钟基准，时钟基准是通信同期的起点时刻，以这个时钟基准和自身的ID号计算出自已的发送时段的起始时刻，完成指定时间内的发送任务，示例性地，以唯一编号最小的终端(即ID号等于0)在每隔1秒钟对外发射一个同步信息，以接收到的同步信号为基准校验每个对讲设备的通信同期(20mS)的开始点，以此方式让所有的终端都能有条不紊的工作。

三、临时变更阶段

如图3中所示，当用于发送同步信息的对讲设备，例如ID号为0的对讲设备，不在通信范围内，此时所有在场的对讲设备在预设时间内都无法收到同步信号，每个对讲设备会根据之前接收的数据信息比对自已的ID号，若自已的ID号为所在设备群体中最小，例如ID＝1的对讲设备，则将自已设定为同步终端，替代原有的同步终端，并自动发送同步信息。

若在通信过程中，原有的最小编号即ID＝0的对讲设备回归，这时最小编号的对讲设备(即ID＝1)检测到了还有比自编号还要小的对讲设备时，则自动退出同步使能，原来的最小编号(ID＝0)的对讲设备将重新成为同步终端。

经过以上三个过程，无论在使用的过程中是否存在ID＝0的对讲设备，或是任何一台对讲设备，剩下的对讲设备都能重新建立起同步关系，不需要重新进行配对和固定的主机设备的存在，为整套产品的灵活使用提供了更好的解决方案。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，包括有如下的步骤：

获取所述终端设备的配置信息，所述配置信息包括有所述终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个所述通信周期内用于发送数据的发送时段；

根据所述通信协议在所述发送时段进行数据发送，在所述发送时段之外的所述通信周期内进行数据接收；

判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；

在接收到同步信息时，根据所述同步信息调整所述终端设备的所述通信周期的起点时刻；

在未接收到同步信息，且根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端时，所述同步终端生成同步信息并发送。

2.根据权利要求1所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，所述唯一编号用于在多个所述终端设备中标记终端设备，每一个所述终端设备对应一个所述唯一编号。

3.根据权利要求1所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，所述通信周期为一个固定长度的时间周期，所述通信周期划分了多个相等的时间段，每个所述终端设备配给一个时间段，且以该时间段作为所述终端设备的发送时段。

4.根据权利要求1所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，所述“根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端”包括：

获取在所述预设时间段内的进行数据发送的所有的所述终端设备的唯一编号；

确定所述唯一编号最小的一个所述设备终端为同步终端。

5.根据权利要求1所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，在获取终端设备的配置信息之前，还包括有：

在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息，并进行存储。

6.根据权利要求5所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，所述“在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息”包括有：

当所述终端设备处于配对状态时，发送用于配对的询问指令；

在接收的回应信息中提取分配给所述终端设备的配置信息；

在未收到回应信息时，确定所述终端设备为临时主机，所述临时主机用于在接收到每个所述终端设备询问指令后生成配置信息并发送回应信息。

7.根据权利要求1所述的用于多个终端设备之间全双工通信的方法，其特征在于，所述终端设备为对讲设备，所述通信协议包括有所述终端设备之间进行通信的无线频率和通信密钥。

8.一种用于多个终端设备之间全双工通信的装置，其特征在于，包括有：

获取配置模块，用于获取所述终端设备的配置信息，所述配置信息包括有所述终端设备的唯一编号、通信协议、通信周期以及在一个所述通信周期内用于发送数据的发送时段；

通信模块，用于根据所述通信协议在所述发送时段进行数据发送，在所述发送时段之外的所述通信周期内进行数据接收；

判定模块，用于判断在预设时间段内接收的数据中是否包含有同步信息；

同步调整模块，用于在接收到同步信息时，根据所述同步信息调整所述终端设备的所述通信周期的起点时刻；

确定模块，用于在未接收到同步信息，且根据所述唯一编号确定所述终端设备为同步终端时，所述同步终端生成同步信息并发送。

9.根据权利要求8所述的用于多个终端设备之间全双工通信的装置，其特征在于，还包括有：

配对模块，用于对在多个所述终端设备进行配对时，生成每个所述终端设备的配置信息。

10.一种用于多个终端设备之间全双工通信的终端设备，其特征在于，所述移动终端包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7任一项所述的方法。