无线耳机及无线耳机的通信方法论文和设计-童伟峰

全文摘要

本公开涉及一种无线耳机及无线耳机的通信方法。无线耳机包括两个耳机，第一耳机配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输其相关通信参数以便第二耳机利用相关通信参数侦听第一无线链接；获取第一无线链接的信道状况信息并基于信道状况信息来确定用于第一无线链接的下一频段，或者从另一设备获取用于第一无线链接的下一频段；经由第一无线链接使用下一频段从另一设备接收音频数据；及经由第二无线链接使用第一无线链接的下一频段作为下一频段，向第二耳机传输音频数据的相关信息。如此，两个耳机之间的信息传输可以跟随第一耳机与另一设备间的信息传输的跳频，减少各耳机跳频信息的自身维护工作，减少对其他信道的占用，减少对其他设备的干扰。

主设计要求

1.一种无线耳机，包括两个耳机，所述两个耳机中的第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便第二耳机利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接，其特征在于，所述第一耳机还配置为：获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段；经由所述第一无线链接，使用所述下一频段实现跳频，从所述另一设备接收音频数据；以及经由与所述第一无线链接彼此独立的第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段实现跳频，以便跟随所述第一无线链接的跳频策略，向所述第二耳机传输音频数据的相关信息；所述第二耳机还配置为：经由第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段，以便跟随所述第一无线链接的跳频策略，从所述第一耳机接收音频数据的相关信息。

设计方案

1.一种无线耳机，包括两个耳机，所述两个耳机中的第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便第二耳机利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接，其特征在于，

所述第一耳机还配置为：

获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段；

经由所述第一无线链接，使用所述下一频段实现跳频，从所述另一设备接收音频数据；以及

经由与所述第一无线链接彼此独立的第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段实现跳频，以便跟随所述第一无线链接的跳频策略，向所述第二耳机传输音频数据的相关信息；

所述第二耳机还配置为：经由第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段，以便跟随所述第一无线链接的跳频策略，从所述第一耳机接收音频数据的相关信息。

2.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一无线链接和所述第二无线链接的传输占用同一时隙的不同时段并使用相同的频道。

3.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第二耳机还配置为：经由侦听所述第一无线链接获取信道状况信息或者从所述相关通信参数中获取信道状况信息，并基于所获取的信道状况信息来确定所述下一频段。

4.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第二耳机还配置为：经由侦听所述第一无线链接获取用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述相关通信参数中获取用于所述第一无线链接的下一频段。

5.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述信道状况信息包括跳频表，各个无线链路的通信模式选自于由经典蓝牙、低功耗蓝牙、低功耗蓝牙音频构成的组中的任何一种。

6.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一耳机是主耳机或从耳机，且被动态选择为所述两个耳机中与所述另一设备之间的通信状况更好的耳机。

7.根据权利要求5所述的无线耳机，其特征在于，所述第一耳机还配置为：在从其与所述另一设备之间的蓝牙帧的时隙起始点经过第一时段的第一定时处启用所述第二无线链接的通信，所述第一时段通过音频数据包的持续时间加上裕量时段而得到。

8.根据权利要求7所述的无线耳机，其特征在于，所述第一时段通过所述音频数据包的最大持续时间加上裕量时段而得到，所述音频数据包的最大持续时间由蓝牙协议规定或者由所述第一耳机与所述另一设备协商得到。

9.根据权利要求7所述的无线耳机，其特征在于，所述第二耳机还配置为：在第二定时处启用所述第二无线链接的通信，所述第二定时比所述第一定时早一段时间，该段时间为几微秒或十几微秒的级别。

10.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述音频数据的相关信息包括由如下信息构成的组中的至少一种：

指示包，该指示包表明所述第一耳机对来自所述另一设备的音频数据包的接收状况；

纠错码包，该纠错码包包含通过对第一耳机接收到的音频数据进行编码所得的纠错码而不包含音频数据；以及

由所述第一耳机接收自所述另一设备的音频数据包。

11.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一耳机和\/或第二耳机还配置为：在同一音频数据包被重传M次后，向所述另一设备发送确认应答（ACK）包，M为1到5的范围内的任何自然数。

12.根据权利要求11所述的无线耳机，其特征在于，所述第一耳机和\/或第二耳机还配置为：利用丢包隐藏（PLC）技术对没有正确获取的音频数据包进行补偿。

13.根据权利要求9所述的无线耳机，其特征在于，所述第二无线链路的通信模式采用的蓝牙物理帧采用增强速率格式并且去除了其中的访问码字段和分组头字段。

14.一种无线耳机的通信方法，所述无线耳机包括第一耳机和第二耳机，所述第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便所述第二耳机利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接，其特征在于，所述通信方法包括：

由所述第一耳机，获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段；

由所述第一耳机，经由所述第一无线链接使用所述下一频段实现跳频，来从所述另一设备接收音频数据；

由所述第一耳机，经由与所述第一无线链接彼此独立的第二无线链接使用所述第一无线链接的下一频段作为下一频段实现跳频，以便跟随所述第一无线链接的跳频策略，来向所述第二耳机传输所述音频数据的相关信息。

15.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述第一无线链接和所述第二无线链接的传输占用同一时隙的不同时段并使用相同的频道。

16.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括，由所述第二耳机：

经由侦听所述第一无线链接获取信道状况信息或者从所述相关通信参数中获取信道状况信息，并基于所获取的信道状况信息来确定下一频段；

经由所述第二无线链接使用所确定的下一频段，从所述第一耳机接收所述音频数据的相关信息。

17.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括，由所述第二耳机：

经由侦听所述第一无线链接获取用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述相关通信参数中获取用于所述第一无线链接的下一频段；

经由所述第二无线链接使用所获取的所述第一无线链接的下一频段作为下一频段，从所述第一耳机接收所述音频数据的相关信息。

18.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述信道状况信息包括跳频表，各个无线链路的通信模式选自于由经典蓝牙、低功耗蓝牙、低功耗蓝牙音频构成的组中的任何一种。

19.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：动态选择两个耳机中与所述另一设备之间的通信状态更好的耳机作为所述第一耳机。

20.根据权利要求18所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括，由所述第一耳机：在从其与所述另一设备之间的蓝牙帧的时隙起始点经过第一时段的第一定时处启用所述第二无线链接的通信，所述第一时段通过所述音频数据包的持续时间加上裕量时段而得到。

21.根据权利要求20所述的通信方法，其特征在于，所述第一时段通过所述音频数据包的最大持续时间加上裕量时段而得到，所述音频数据包的最大持续时间由蓝牙协议规定或者由所述第一耳机与所述另一设备协商得到。

22.根据权利要求20所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括，由所述第二耳机：在第二定时处启用所述第二无线链接的通信，所述第二定时比所述第一定时早一段时间，该段时间为几微秒或十几微秒的级别。

23.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述音频数据的相关信息包括由如下信息构成的组中的至少一种：

指示包，该指示包表明所述第一耳机对来自所述另一设备的音频数据包的接收状况；

纠错码包，该纠错码包包含通过对第一耳机接收到的音频数据进行编码所得的纠错码而不包含音频数据；以及

由所述第一耳机接收自所述另一设备的音频数据包。

24.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括，由所述第一耳机和\/或第二耳机：在同一音频数据包被重传M次后，向所述另一设备发送确认应答（ACK）包，M为1到5的范围内的任何自然数。

25.根据权利要求24所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：利用丢包隐藏（PLC）技术对没有正确获取的音频数据包进行补偿。

26.根据权利要求22所述的通信方法，其特征在于，所述第二无线链路的通信模式采用的蓝牙物理帧采用增强速率格式并且去除了其中的访问码字段和分组头字段。

设计说明书

技术领域

本公开涉及耳机以及无线耳机的通信方法，更具体地，涉及无线耳机以及无线耳机的通信方法。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。传统有线耳机通过导线连接智能设备（比如智能手机，笔记本电脑，平板电脑等），这会限制佩戴者的行动，尤其在运动场合十分不便。同时，耳机线的缠绕和拉扯，以及听诊器效应都影响用户体验。普通蓝牙耳机取消了耳机和智能设备之间的连线，但左右耳之间仍然存在连线。

真无线立体声耳机应运而生。目前的真无线耳机的通信方式是：由智能设备与真无线耳机中的主耳机建立蓝牙链接，先将数据例如音乐、语音或其他数据分组等以蓝牙通信方式传输给主耳机，然后由主耳机将接收到的数据转发给从耳机。这样的无线耳机和通信方法中，主耳机需要与通信设备和从耳机分别传输数据，传输的数据量大，蓝牙传输的可靠性低，且主耳机的功耗大，无线耳机的续航时间短。

包括蓝牙在内的各种无线通信模式通常工作于某些常用频段，因为这些常用频段比较拥挤，会造成频率的相互冲突，从而对通信干扰较大，影响通信的稳定性和质量。以蓝牙为例，其工作于2.4-2.48 GHz ISM频段，由于该频段频谱异常拥挤，例如WIFI 11b\/g、微波炉、无绳电话等都会使用该频段。为了避免频率的相互冲突，可以采用跳频等抗干扰措施。然而，目前主耳机与智能设备之间的跳频信息与主从耳机之间的跳频信息是相互独立的，需要分别维护更新，增加了双耳无线耳机通信的复杂度，降低了数据传输速率，占用信道较多，对其他设备的干扰也较多。

发明内容

提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。

需要一种无线耳机及无线耳机的通信方法，其能够减少第一耳机和第二耳机对跳频信息的维护负担，简化通信处理，减少对其他信道的占用，也减少了对其他设备的干扰。

根据本公开的第一方案，提供了一种无线耳机，包括两个耳机，所述两个耳机中的第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便第二耳机利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接。所述第一耳机还配置为：获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段；经由所述第一无线链接，使用所述下一频段实现跳频，来从所述另一设备接收音频数据；以及经由第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段实现跳频，来向所述第二耳机传输音频数据的相关信息；所述第二耳机还配置为：经由第二无线链接，使用所述第一无线链接的所述下一频段作为下一频段实现跳频，来从所述第一耳机接收音频数据的相关信息。

根据本公开的第二方案，提供了一种无线耳机的通信方法，所述无线耳机包括两个耳机，所述两个耳机中的第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便所述第二耳机利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接。所述通信方法包括：由所述第一耳机，获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段；由所述第一耳机，经由所述第一无线链接使用所述下一频段实现跳频，来从所述另一设备接收音频数据；由所述第一耳机，经由第二无线链接使用所述第一无线链接的下一频段作为下一频段实现跳频，来向所述第二耳机传输所述音频数据的相关信息。

利用根据本公开各个实施例的无线耳机和无线耳机的通信方法，使得第一耳机与第二耳机之间的信息传输的第二无线链接可以跟随第一耳机与另一设备之间的信息传输的第一无线链接的跳频策略，减少了第一耳机和第二耳机自身维护跳频信息的工作负担，减少了对其他信道的占用，减少了对其他设备的干扰。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1示出根据本公开实施例的无线耳机的配置示意图，所述无线耳机与另一设备进行通信；

图2示出根据本公开实施例的无线耳机的配置示意图，所述无线耳机与另一设备进行通信，并由第一耳机向第二耳机传输纠错码包；

图3示出根据本公开实施例的无线耳机的两个耳机中每个与另一设备的同步方法的流程图；

图4示出根据本公开实施例的无线耳机的通信方法的流程图；

图5示出根据本公开实施例的由无线耳机中的第二耳机执行的通信方法的子流程的图示；

图6示出根据本公开实施例的由无线耳机中的第二耳机执行的通信方法的子流程的图示；

图7示出根据本公开实施例的无线耳机与另一设备进行通信的方法的时序图；

图8（a）示出根据本公开实施例的基本速率模式的蓝牙物理帧的结构图；

图8（b）示出根据本公开实施例的增强速率模式的蓝牙物理帧的结构图；

图8（c）示出根据本公开实施例的增强速率模式的蓝牙物理帧的改进示例的结构图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。

图1示出根据本公开实施例的无线耳机102和103的配置示意图。该无线耳机包括两个耳机102和103，其中的第一耳机102被配置为：与另一设备101建立第一无线链接104，并传输105所述第一无线链接104的相关通信参数以便第二耳机103利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接。在所述第一无线链接104为蓝牙链接的情况下，该相关通信参数可以包括另一设备101的蓝牙地址、该蓝牙链接的加密参数信息、跳频信息（可以是该蓝牙链接的各个信道的信道状况信息，也可以是采用各种跳频算法所得到的应用于蓝牙通信的下一频段等等）、微网时钟等，如此使得第二耳机103无需执行蓝牙链接的配对和建立，而可以伪装成第一耳机102侦听并接收由所述另一设备101经由所述第一无线链路104发送的蓝牙信号。如图1所示，相关通信参数与音频数据的相关信息可以利用彼此独立的传输路径105和106来传输，相关通信参数可以直接传输到第二耳机103，也可以经由中继装置传输到第二耳机103，可以采用与传输链接106相同的通信模式（例如蓝牙），也可以采用与传输链接106不同的通信模式，例如但不限于WIFI、射频、有线传输等等。如图1所示，本公开相较现有技术对第一无线链接104和第二无线链接106的跳频操作进行了改进，使得后者可以跟随前者的跳频策略。

下面以第一无线链接104和第二无线链接106均为蓝牙链接作为示例，对第一耳机102和第二耳机103的跳频操作进行说明，但要知道，下面的跳频操作经过略微调整也可适用于其他无线链接。

所述第一耳机102可以配置为：获取所述第一无线链接104的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接104的下一频段，或者从所述另一设备101获取用于所述第一无线链接104的下一频段。然后，所述第一耳机102可以根据该下一频段执行跳频，也就是可以跳转到该下一频段执行所述第一无线链接104的通信，以从所述另一设备101接收音频数据。第一耳机102还可以配置为：经由第二无线链接106，使用所述第一无线链接104的所述下一频段作为下一频段实现跳频，来向所述第二耳机103所述传输（从所述另一设备101接收的）音频数据的相关信息。在一些实施例中，所述音频数据的相关信息可以包括由如下信息构成的组中的至少一种：指示包，该指示包表明所述第一耳机102对来自所述另一设备101的音频数据包的接收状况；纠错码包（也称为ECC包），该ECC包包含通过对第一耳机102接收到的音频数据进行编码所得的纠错码而不包含音频数据；以及由所述第一耳机102接收自所述另一设备101的音频数据包。

其中，相应地，所述第二耳机103还配置为：经由第二无线链接106，使用所述第一无线链接104的所述下一频段作为下一频段实现跳频，来从所述第一耳机102接收所述音频数据的相关信息。也就是说，在第一耳机102与第二耳机103之间的第二无线链接106跟随所述第一耳机102与另一设备101之间的第一无线链接104的跳频策略（信息），例如遵循相同的信道状况信息（也就是所述第一耳机102与另一设备101之间的第一无线链接104的各个信道的信道状况信息）并采用共同的跳频算法，或者直接沿用相同的下一频段，使得第二无线链路106跳转到的下一频段与第一无线链路104跳转到的下一频段相同，而无需独立地维护自身的跳频信息。如此，减少了第一耳机102\/第二耳机103的信息处理负荷，简化了通信处理，使得两个无线链路跳频使用的下一频段相同，减少了对其他信道的占用，也减少了对其他设备的干扰。

在一些实施例中，第一耳机102和\/或另一设备101可以配置为检测彼此之间的第一无线链接104的各个信道的状况信息，注意，在本文中，“第一无线链接104”的各个信道并非一定用于第一无线链接104的通信，而是，各个信道如果好且可用则可以用于第一无线链接104的通信；第一无线链接104可以在各个信道中选择信道进行实际通信。在一些实施例中，可以由第一耳机102和另一设备101中的一方检测彼此之间的信道的状况信息，另一方可以自行检测彼此之间的信道的状况信息，也可以请求对方发送对方检测到的彼此之间的信道的状况信息。也就是说，对于第一耳机102而言，其可以自行测量所述第一无线链接104的信道状况信息，也可以从所述另一设备101接收所述第一无线链接104的信道状况信息。

在一些实施例中，第一耳机102与另一设备101可以利用所述第一无线链接104来共享其中一方检测得到的两者之间的信道的状况信息，第一耳机102和另一设备101可以各自基于两者之间的信道的状况信息利用同一跳频算法来确定下一可用频段。第二耳机103可以经由侦听所述第一无线链接104来获取第一耳机102与另一设备101之间的信道的状况信息。在一些实施例中，在所述相关通信参数的跳频信息中包含该信道状况信息的情况下，所述第二耳机103也可以从所述相关通信参数中获取信道状况信息。基于所获取的信道状况信息，第二耳机103可以利用与所述第一无线链接104共用的跳频算法，来确定下一频段。

在一些实施例中，可以由第一耳机102和另一设备101中的一方基于两者之间的信道的状况信息利用跳频算法来确定下一可用频段，并经由所述第一无线链接104传输给另一方。如此，第二耳机103可以经由侦听所述第一无线链接104来直接获取用于所述第一无线链接104的下一频段，而无需自行利用跳频算法来计算，从而减少了计算负荷。在一些实施例中，在所述相关通信参数的跳频信息中包含用于第一无线链接104的下一频段的情况下，第二耳机103也可以直接从所述相关通信参数中获取用于所述第一无线链接104的下一频段。

在一些实施例中，各个无线链路的通信模式可以选自于由经典蓝牙、低功耗蓝牙、低功耗蓝牙音频构成的组中的任何一种。低功耗蓝牙音频和低功耗蓝牙是彼此不同的通信模式。低功耗蓝牙音频是对低功耗蓝牙的改进，其在低功耗蓝牙通信的情况下支持同步特征，可以在低功耗蓝牙的同步信道上传输音频；而普通的低功耗蓝牙音频通信模式并不能实现这些功能。

下面以蓝牙通信为例，对第一耳机102和另一设备101之间的第一无线链接104的跳频操作进行详细说明，其中，作为示例，另一设备101可以为各种便携式智能终端，包括但不限于手机、平板电脑、可穿戴智能设备等等。作为示例，所述另一设备101可用作主设备，而所述第一耳机102可用作从设备，但须知，两者的主从地位倒转也是可行的。

首先，可以根据链路管理协议在另一设备101与第一耳机102之间进行信息交换，信息交换的方式包括但不限于蓝牙广播、WIFI等，可以由另一设备101询问第一耳机102回答（默认发起询问的另一设备101支持跳频模式），也可以由双方彼此问答等，以确定双方是否均支持跳频模式。符合链路管理协议的格式的信息中包含双方可以使用的最小信道数。

接着，可以按照包损失率（结合阈值）、有效载荷的循环冗余校验、头错误校验、前向纠错校验的误差参数等，对双方可以使用的各个信道进行评估。可以根据评估结果按照链路管理协议的格式形成分类表，该分类表也称为跳频表（channel map），可以表示各个信道是好信道还是坏信道，是被占用信道还是空闲信道。例如，对于79个蓝牙频道，可以表示每个频道是否可用（好且未占用的信道），例如可以用79个比特来表示，每个比特表示相应频道的可用状态，某一比特为1表示该频道可用，为0则表示该频道不可用。

之后，可以根据该跳频表利用跳频算法来确定跳转到的下一频段。在一些实施例中，信道评估、跳频表形成和下一频段确定可以均由另一设备101和第一耳机102各自独立进行，也可以部分由另一设备101和第一耳机102中的一方进行而与另一方共享。例如，另一设备101可以要求第一耳机102发送信道评估结果（也就是由第一耳机102进行信道评估），并自行形成跳频表，再基于自行形成的跳频表利用共用的跳频算法来确定跳转到的下一频段。再例如，另一设备101也可以要求第一耳机102发送跳频表（也就是由第一耳机102进行跳频表形成），然后自行基于接收的跳频表利用共用的跳频算法来确定跳转到的下一频段，等等。

在一些实施例中，蓝牙通信也可以采用除了第一耳机102以外的多个从设备，另一设备101和第一耳机102中的任一个在得到信道评估结果、跳频表和待跳转到的下一频段之后，可以通过按照链路管理协议的格式的命令来通知其他所有成员，以便其他成员也可以遵循另一设备101和第一耳机102之间的跳频信息，从而减少自身维护跳频信息维护的工作量，并显著简化一对多的蓝牙通信的控制。

在一些实施例中，信道评估结果、跳频表和下一频段需要进行周期性更新，以便考虑到环境中的突发干扰和变化并使得最新的下一频段对其进行更及时的适应，以确保跳频操作的抗干扰效果。

图2示出根据本公开实施例的无线耳机202和203的配置示意图。其中，第一耳机202、第二耳机203、另一设备201、第一无线链接204、第二无线链接206类似于图1中的第一耳机102、第二耳机103、另一设备101、第一无线链接104、第二无线链接106，在此不赘述。如图2所示，第一耳机202配置为：经由中继装置207向第二耳机203传输205相关通信参数。该中继装置207可以是充电盒、另一设备201、有线电路等中的任何一种或其组合。

如图2所示，由另一设备201，包括但不限于蜂窝电话、可穿戴装置等的智能设备，向第一耳机202发送音频数据，第二耳机203则通过侦听来接收所述音频数据。在第一耳机202接收到正确的音频数据的情况下，可利用ECC（纠错码）编码器对其进行编码，编码结果包括音频数据和ECC码，并向第二耳机203传输206所述ECC包，ECC包包括ECC码而非音频数据。第二耳机203从所述另一设备201侦听所得到的音频数据可能是有错的，其可以利用从第一耳机202接收的ECC码，经由ECC解码器对有错的音频数据进行纠错，从而得到正确的音频数据。在一些实施例中，在第一耳机202没有接收到正确的音频数据的情况下，可以向另一设备201发送NACK包。

通过由第二耳机203对该第一无线链路204进行侦听，而无需重复第一无线链路204的建立过程，也无需将第一耳机202从另一设备201接收的所有音频数据再转发到第二耳机203，能够更高效地实现另一设备201与两个耳机202和203之间的信息传输，且能够减少第一耳机202和第二耳机203所接收到的信息的时差，进而改善其同步性。进一步地，通过从第一耳机202向第二耳机203传输ECC码而非音频数据，能够在显著减少两个耳机之间的数据传输量的同时确保其获得正确的音频数据，从而进一步增加蓝牙数据传输的可靠性。

在一些实施例中，ECC码也可以从第二耳机203发送给第一耳机202，相应地，ECC编码器和ECC解码器的位置可以互换，以及，第一耳机202和第二耳机203在向另一设备201（例如智能手机）发送ACK\/NACK包的作用上可以互换。

图2中的ECC包仅仅是第一耳机202向第二耳机203传输的音频数据的相关信息的一种示例，还可以传输指示包，该指示包可以表明第一耳机202对来自另一设备201的音频数据包的接收状况，例如正确接收到音频数据包、没有正确接收到音频数据包、或者没有正确接收到音频数据包但利用丢包隐藏（PLC）技术进行了补偿、或者没有正确接收到音频数据包但利用ECC码完成了纠正等等。

当第一耳机202接收到另一设备201发送的蓝牙音频数据包或正确接收到蓝牙音频数据包时，则向第二耳机203发送一个指示包；该指示包的发送，跟随第一耳机202与另一设备201之间的跳频信息，采用第一耳机202接收到来自另一设备201的音频数据包所用的频道。第二耳机203通过监听第一耳机202与另一设备201之间的第一无线链接204，也能得到第一无线链接204的跳频信息。作为替代，也可以通过第一耳机202直接或间接方式向第二耳机203发送跳频信息。这里的跳频信息可以包括基于其利用跳频算法可以计算跳转到的下一频段的信道状况信息或者跳频表，也可以包括跳频算法（在跳频算法预设好的情况下则无需包括跳频算法），还可以直接是要跳转到的下一频段。在第二耳机203正确接收到音频数据并且接收到指示包表明第一耳机202也正确接收到音频数据的情况下，其随后可以向另一设备201发送一个ACK包。而在第二耳机203没有正确接收到音频数据，或没有接收到指示包，或接收到的指示包表明第一耳机202没正确接收到音频数据的情况下，则其随后可以向另一设备201发送一个NACK包。

在另一实施例中，在第一耳机202没正确接收到音频数据的情况下，则随后可以向另一设备201发送一个NACK包。在第二耳机203正确接收到音频数据并且接收到指示包表明第一耳机202也正确接收到音频数据的情况下，其随后可以向另一设备201发送一个ACK包；在第二耳机203没有正确接收到音频数据但接收到指示包表明第一耳机202正确接收到音频数据的情况下，则其在随后可以向另一设备201发送一个NACK包。

以上各个实施例中，指示包都由第一耳机202发给第二耳机203。这仅仅作为示例，在一些实施例中，指示包可以由第二耳机203发给第一耳机202，此时，关于向另一设备201发送ACK\/NACK的作用上，第一耳机202与第二耳机203也可以互换。具体说来，两个耳机中哪个是第一耳机202（用作主耳机）哪个是第二耳机203（用作从耳机）可以进行动态选择，例如，可以动态选择两个耳机中与所述另一设备201之间的通信状况更好的耳机作为第一耳机202（用作主耳机），从而提高另一设备201与双耳耳机之间的信息传输效率和传输稳定性。作为示例，通信状况可以包括但不限于相应耳机接收来自另一设备201的信号的强度（RSSI）、相应耳机接收来自另一设备201的信号的信噪比、包损失率（PLR）中的任何一种或数种。

在一些实施例中，另一设备201接收到NACK包后会重发音频数据包，直到重发次数达到某一预定值。作为示例，第一耳机202和\/或第二耳机203还可以配置为：在同一音频数据包被重传M次后，向所述另一设备201发送确认应答（ACK）包，M为1到5的范围内的任何自然数。可以采用技术手段来补全或纠正（例如利用ECC码纠正）没有正确接收的音频数据包，从而确保同一音频数据包被重传M次则总能被第一耳机202和第二耳机203两者正确获取。在一些实施例中，所述第一耳机202和\/或第二耳机203还可以配置为：利用丢包隐藏（PLC）技术对没有正确获取的音频数据包进行补偿。如此，限制了另一设备201对同一音频数据包的重传次数，减少了音频传输的时延，配合各种补偿或纠正手段，兼顾了音频传输的准确性。

图3示出根据本公开实施例的无线耳机的两个耳机中每个与另一设备的同步方法300的流程图。如图3所示，双耳无线耳机中的每个耳机，也就是第一耳机或第二耳机，可以利用射频前端301接收来自另一设备（未示出）的射频信号，利用模数转换器302对所接收的射频信号进行采样以得到数字信号，再利用同步和解调模块303进行处理以得到定时同步误差304和载波同步误差305。定时同步误差304和载波同步误差305两者或者两者之一可以馈送到锁相环306，以便利用锁相环306去调整相应耳机的蓝牙芯片的晶体振荡频率，使得该耳机跟另一设备在时钟频率上能够同频。由锁相环306馈送的射频载波可以馈送到射频前端301，并经由分频器307进行降频以得到用于模数转换器302的模数采样时钟。

并且，使得定时同步信号跟另一设备的蓝牙发送信号的时隙的起点同步上，这样每个耳机就实现了跟另一设备的时钟同步。第一耳机和第二耳机都跟另一设备时钟同步，能够保证两个耳机所播放的音乐信号同步，从而改善音质（例如但不限于立体声效果）。具体说来，第一耳机接收来自另一设备的蓝牙信号的时钟可以称为主耳机蓝牙时钟，第二耳机接收来自另一设备的蓝牙信号的时钟可以称为从耳机蓝牙时钟，两个蓝牙时钟可以是同步的。进一步地，第一耳机接收来自另一设备的蓝牙信号的蓝牙时钟跟另一设备发送蓝牙信号的蓝牙时钟可以是同步的，并且第二耳机接收来自另一设备的蓝牙信号的蓝牙时钟跟另一设备发送蓝牙信号的蓝牙时钟可以是同步的。如此，主从时钟的同步结合发送接收时钟的同步，能够改善蓝牙信号的同步性，减少传输时延，改善双耳耳机中蓝牙信号的呈现效果（例如但不限于立体声效果）。

图4示出根据本公开实施例的无线耳机的通信方法的流程400的图示，所述无线耳机包括两个耳机，所述两个耳机中的第一耳机被配置为：与另一设备建立第一无线链接，并传输所述第一无线链接的相关通信参数以便所述第二耳机可以利用所述相关通信参数侦听所述第一无线链接。该流程400始于步骤401，由所述第一耳机，获取所述第一无线链接的信道状况信息并基于所获取的信道状况信息来确定用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述另一设备获取用于所述第一无线链接的下一频段。接着，在步骤402，由所述第一耳机经由所述第一无线链接使用所述下一频段从所述另一设备接收音频数据。然后，在步骤403，由所述第一耳机经由第二无线链接使用所述第一无线链接的下一频段作为下一频段，向所述第二耳机传输所述音频数据的相关信息。如此，在第一耳机与第二耳机之间的第二无线链接可以跟随第一耳机与另一设备之间的第一无线链接的跳频信息，例如遵循相同的信道状况信息（也就是所述第一耳机与另一设备之间的第一无线链接的各个信道的信道状况信息）并采用共同的跳频算法，或者直接沿用相同的下一频段，使得第二无线链路跳转到的下一频段与第一无线链路跳转到的下一频段相同，而无需独立地维护自身的跳频信息。如此，减少了第一耳机\/第二耳机的信息处理负荷，简化了通信处理，使得两个无线链路使用的频段相同，减少了对其他信道的占用，也减少了对其他设备的干扰。

第一耳机可以采用各种方式来获取所述第一无线链接的信道状况信息，包括但不限于自行测量所述第一无线链接的信道状况信息，或者从所述另一设备接收所述第一无线链接的信道状况信息。

如图5所示，与图4所示的第一耳机执行的流程400相配合地，由第二耳机执行的通信子流程500可以包括：经由侦听所述第一无线链接获取信道状况信息或者从所述相关通信参数中获取信道状况信息，并基于所获取的信道状况信息来确定下一频段（步骤501）；以及经由所述第二无线链接使用所确定的下一频段，从所述第一耳机接收所述音频数据的相关信息（步骤502）。步骤501和步骤502的细节在上文中结合图1和图2进行过详细说明，在此不赘述。在一些实施例中，所述信道状况信息包括跳频表，各个无线链路的通信模式可以选自于由经典蓝牙、低功耗蓝牙、低功耗蓝牙音频构成的组中的任何一种。

如图6所示，作为图5的子流程500的替代，与图4所示的第一耳机执行的流程400相配合地，由第二耳机执行的通信子流程600可以包括：经由侦听所述第一无线链接获取用于所述第一无线链接的下一频段，或者从所述相关通信参数中获取用于所述第一无线链接的下一频段（步骤601）；经由所述第二无线链接使用所获取的所述第一无线链接的下一频段作为下一频段，从所述第一耳机接收所述音频数据的相关信息（步骤602）。步骤601和步骤602的细节在上文中结合图1和图2进行过详细说明，在此不赘述。

上文中，两个耳机中第一耳机和第二耳机的选择可以是动态的，可以动态地选择两个耳机中与所述另一设备之间的通信状况更好的耳机作为第一耳机（用作主耳机），从而提高另一设备与双耳耳机之间的信息传输效率和传输稳定性。作为示例，通信状况可以包括但不限于相应耳机接收来自另一设备的信号的强度（RSSI）、相应耳机接收来自另一设备的信号的信噪比、包损失率（PLR）中的任何一种或数种。

图7示出根据本公开实施例的无线耳机与另一设备进行通信的方法的时序图。如图7所示，在第N帧（N为自然数）的时间段的前部分，由另一设备经由第一无线链接向第一耳机发送音频数据包（包含音频数据），第二耳机则通过侦听第一无线链接来获取来自另一设备的音频数据包（包括音频数据）；在第N帧的时间段的后部分，由第一耳机经由第二无线链接向第二耳机发送音频数据的相关信息，包括但不限于指示包（如图7所示）、ECC包、接收自另一设备的音频数据包等等。在下一帧，也就是第N+1帧，由第二耳机（或第一耳机）经由第一无线链接向另一设备发送ACK\/NACK包，并由另一设备经由第一无线链接接收该ACK\/NACK包。在一些实施例中，在同一音频数据包被重传M次后，所述第一耳机和\/或第二耳机可以向所述另一设备发送确认应答（ACK）包，M为1到5的范围内的任何自然数。在一些实施例中，还可以利用丢包隐藏（PLC）技术对没有正确获取的音频数据包进行补偿。如此，限制了另一设备对同一音频数据包的重传次数，减少了音频传输的时延，配合各种补偿或纠正手段，兼顾了音频传输的准确性。

在一些实施例中，所述第一耳机可以在从其与所述另一设备之间的蓝牙帧（即第N帧）的时隙起始点701经过第一时段的第一定时705处启用所述第二无线链接的通信，也就是开始启用第二无线链接向第二耳机发送例如指示包。作为示例，所述第一时段可以通过音频数据包的持续时间（例如图7中所示的第N帧内的“发送”、“接收”框所示的音频数据包的持续时间）加上裕量时段703而得到。

在一些实施例中，所述音频数据包的持续时间可以是所述音频数据包的最大持续时间702，所述音频数据包的最大持续时间可由蓝牙协议规定或者由所述第一耳机与所述另一设备协商得到。也就是说，所述第一时段可以通过所述音频数据包的最大持续时间702加上裕量时段703而得到。例如，音频数据包的最大持续时间也可以根据蓝牙帧类型而不同，比如1M 比特\/s、2M 比特\/s、3M 比特\/s。如此，可以确保音频数据包的传输时间与音频数据的相关信息的传输时间不重叠，鉴于后者跟随前者的跳频信息，同个频道不会被两种传输同时占用，可以有效避免彼此之间的相互干扰，并提高信号传输质量。

在一些实施例中，各个耳机通常包括图3中所示的同步组件，例如但不限于射频前端301、模数转换器302、同步和解调模块303、锁相环306和分频器307等，以执行彼此之间及耳机与另一设备之间的时序同步。在一些实施例中，各个耳机上可以设有通信接口，以实现彼此之间的信息传输\/接收。各个耳机上可以设有处理器，其上存储有计算机可执行指令，以执行对应无线链接和跳频的各种处理步骤。该处理器可以实现为特定用途集成电路（ASIC）、片上系统（SOC）、用户可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理芯片（DSP）等中的任何一种或其组合。

在一些实施例中, 第一耳机中对应第一无线链接、第二无线链接等的功能可以在同一个芯片中实现；第二耳机中对应第一无线链接、第二无线链接等功能也可以在同一个芯片中实现。如图7中，在同一时隙中，第一无线链接占用第一时段，第二无线链接占用剩余时段。第二无线链接与第一无线链接使用同一频道。在一个芯片中，当采用同一频道，由PLL（锁相环）产生的射频载波，即本地振荡器（Local Oscillator）频率不变，减少了锁相环产生不同射频载波时需要的切换时间，从而相应减少了裕量时段703，使得两个耳机通过第二无线链接可以传送更多的信息。

在一些实施例中，所述第二耳机还可以在第二定时706处启用所述第二无线链接的通信，也就是开始启动对来自第一耳机的音频数据的相关信息的接收，所述第二定时706可以比所述第一定时705早一段时间704，该段时间704为几微秒或十几微秒的级别，从而可以为所述音频数据的相关信息的发送定时的误差提供裕度，确保第二耳机能完整接收到该音频数据的相关信息，例如但不限于指示包。

下面参考图8（a）和图8（b）对根据本公开实施例的蓝牙物理帧的结构进行说明。蓝牙传输有两种数据传输速率，一种是基本速率，另一种是增强速率。基本速率的分组格式如图8（a）所示，蓝牙物理帧包括3个字段，在从最低有效位到最高有效位的方向上，分别是访问码801、分组头802和有效载荷803等字段，其中：访问码801是同个微微网（piconet）的标志，用于时序同步、偏移补偿、寻呼和查询；分组头802包含用于蓝牙链路控制的信息；有效载荷803承载有效信息，在本公开中可以是蓝牙音频数据。在本文中使用的技术术语“音频数据包”可以表示蓝牙物理帧中去掉访问码801、分组头802等信息后有效载荷803对应的是音频数据。增强速率的分组格式如图8（b）所示，该蓝牙物理帧包括6个字段，在从最低有效位到最高有效位的方向上，分别是访问码804、分组头805、保护间隔806、同步807、加强速率有效载荷808和分组尾809等字段，其中，访问码804、分组头805和加强速率有效载荷808与图8（a）中的访问码801、分组头802和有效载荷803类似，在此不赘述。保护间隔806表示分组头805与同步807之间的间隔时间；同步807包含同步序列，通常是差分相移键控调制所使用的同步序列；分组尾809对于不同调制方式采用不同的设置。在一些实施例中，对于同步的数据而言，在有效载荷803和加强速率有效载荷808的最后，还可以设有例如16个比特用于循环冗余码校验。

本文中所述的ECC包中含有的纠错码，是对有效载荷803和加强速率有效载荷808中的音频数据的纠错编码，可以采用各种编码方式，包括但不限于里所（RS）编码、BCH（Bose、Ray-Chaudhuri 与 Hocquenghem）编码等。在一些实施例中，ECC包在物理层以上的各层，蓝牙介质访问控制（mac）层、蓝牙主机控制接口层等层复用蓝牙协议，在物理层可以采用2 Mb\/s的符号率，调制方式可以是正交相移键控（QPSK）或高斯频移键控（GFSK）。蓝牙物理层可以采用1Mb\/s的符号率,ECC包采用更高符号率，就能传输更多纠错比特，能有更好的纠错能力。

图8（c）示出根据本公开实施例的增强速率模式的蓝牙物理帧的改进示例的结构图，相较图8（b）所示的增强速率模式的蓝牙物理帧去除了访问码804、分组头805等字段。受益于音频数据的相关信息在预定定时发送和接收，无需访问码804来判定是否有数据包待接收。对于第二耳机而言，其知晓各个数据包（例如音频数据包、指示包、ECC包等）的到达时间，只需要使用同步807来做精准同步即可。图8（c）所示的蓝牙物理帧的改进示例可以适用于第一耳机与第二耳机之间传输的音频数据的相关信息，包括但不限于音频数据包、指示包、ECC包等，受益于对蓝牙物理帧的结构的简化及从其去除非必要的信息，可以进一步增加数据传输量和数据传输效率。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合（例如，各种实施例交叉的方案）、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例（或其一个或更多方案）可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

设计图

无线耳机及无线耳机的通信方法论文和设计

无线耳机及无线耳机的通信方法论文和设计-童伟峰

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主设计要求

设计方案

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