无线外围设备的制作方法

本公开涉及一种用于与主装置进行无线通信的无线外围设备。
背景技术：
：蓝牙已经存在了将近二十年，并且已经成为无线临时个人联网空间中的主导技术。所述技术是在20世纪90年代初期发明的，并且是根据当时技术的技术限制进行设计的。由于蓝牙的成功和支持装置的大量安装基础，向后兼容性至关重要。因此，当将蓝牙通信的应用扩展到新的使用情况(例如，真正的无线耳机)时，保留如在相关标准中所定义的蓝牙连接的原始格式非常重要。对于蓝牙音频来说尤其如此，在蓝牙音频中，为了保证预期的鲁棒性级别，重要的是遵守可用带宽和包调度。参考图1，经典蓝牙流传输定义了源/网关/主装置100和接收器/免提/从装置102的角色，所述源/网关/主装置100和接收器/免提/从装置102通过在其自身之间传输和接收无线信号104而进行通信，所述无线信号104经过调制以便根据蓝牙标准传送包。这些是一对一的角色。这种类型的架构适用于使用导线连接左侧扬声器和右侧扬声器的耳塞式耳机102，但对于不是通过有线连接而连接在一起的真正的无线耳塞来说不再适用。对于真正的无线耳塞的要求是需要在不让原始源100知晓的情况下移除两个耳塞之间的导线。然而，这些真正的无线装置在时序和缓冲特征方面具有挑战性。参考图2，蓝牙经典真正无线技术已经扩展了接收器/免提的角色，以被划分为初级接收器/免提102a和二级接收器/免提102b。蓝牙经典真正无线技术的目的是向源100隐藏二级接收器/免提102b的存在。换句话说，就源100而言，二级装置100b并不存在，并且其仅处理初级装置102a，就像是经典接收器/免提装置102一样。初级装置100a负责使二级装置100b进行操作。类似于图1，源100和初级装置102a通过在其之间传输和接收第一无线信号104而进行通信，而初级装置102a和二级装置102b通过在自身之间传输和接收第二无线信号106而进行通信。在蓝牙经典真正无线系统中，第一和第二信号都根据蓝牙标准被调制成包。使用流和缓冲区实现蓝牙音频流传输。蓝牙链路的两侧含有音频缓冲区以管理无线链路的不可避免的临时中断。一般来说，蓝牙音频装置是身体佩戴式装置，并且人体影响装置之间的信号性能。在正常使用期间，分散的包丢失和约100ms的身体阻挡是非常常见的。蓝牙音频流传输解决方案的鲁棒性与源和接收器的组合之间的流传输缓冲区的管理密切相关。减少缓冲区的容量或恢复行为将导致接收器侧呈现的音频中跳过的次数增加。源侧的缓冲区必须处理蓝牙链路的临时连接问题。这些缓冲区的大小受到限制。在重复解决方案中，初级接收器102a将所接收的包从源100向前传输到二级接收器102b。需要在初级接收器102a与二级接收器102b之间重复的数据越多，初级接收器102a为了维持足够的缓冲区级别而可花费在监听源100上的时间就越少。此类重复的解决方案相对容易实施，但效率不是很高。这是因为源100和二级接收器102b都在竞争初级接收器102a的带宽，并且紧急情况可能很快导致连接不足。重复的解决方案是调度和功率低效的体现。从初级接收器到二级接收器明显重复所有接收到的数据。数据含有立体声信息，而二级接收器仅需要单个信道。已知其它解决方案，例如转发和嗅探。转发解决方案依赖于初级接收器102a来处理和优化从源100接收到的包，随后传输到二级接收器102b。嗅探解决方案是基于这样的假设，即二级接收器102b与源100之间的信号质量一般来说很好。二级接收器102b将监听和捕获源100与初级接收器102a之间的包(嗅探)。在包遗失的情况下，二级接收器102b将请求重传。在二级接收器102b多次遗失包的情况下，初级接收器102a将恢复链路并且使用初级接收器与二级接收器之间的(散射网)连接将遗失的包转发到二级接收器102b。然而，在所有已知经典的真正无线解决方案中，不能保证源始终受到初级接收器102a的关注，这会对缓冲区施加应力并可能导致音频流中断。本公开的目的是提供一种用于处理源与无线外围装置之间的蓝牙流传输的改进的解决方案，所述无线外围装置包括两个或更多个单独的无线元件，例如真正的无线耳塞。技术实现要素：根据本公开的第一方面，提供了一种用于与主装置进行无线通信的无线外围设备。所述无线外围设备包括第一外围装置和第二外围装置。第一外围装置和第二外围装置中的至少一个被布置成通过传输和接收传送占据包括帧间间隔的传输和接收时隙的第一包的第一无线信号而与主装置进行通信。第一外围装置和第二外围装置被布置成通过在帧间间隔内传输和接收传送第二包的第二无线信号而彼此进行通信。本公开的实施例采用帧间间隔用于在形成无线外围设备的两个外围装置之间进行通信。有利地，这利用帧间间隔进行通信，不会干扰与主装置/源的通信并且同时对主装置保持完全透明。这在本文中被称作帧间间隔通信(ifsc)。主装置/源可以是移动电话，并且无线外围设备可以是一对无线耳塞。在一些实施例中，第一包包括音频流数据，并且第二包包括音频流数据的子集。例如，音频流数据的子集可以是立体声音频流的单声道信道。在一些实施例中，第一外围装置和第二外围装置被布置成根据蓝牙基本速率标准和/或蓝牙增强型数据速率标准与主装置进行通信。因此，第一包可以是根据那些标准中的至少一个定义的包类型。在一些实施例中，在任何给定时间点，第一外围装置和第二外围装置中的仅一个被布置成与主装置进行通信。第一外围装置和第二外围装置可以被布置成取决于主装置的信号强度特征而进行角色切换(ifsc主装置和ifsc从装置)。例如，如果实际上第二外围装置与主装置的射频连接比第一外围装置与主装置的射频连接更好，则两个外围装置可以切换ifsc主装置和ifsc从装置的角色，使得第二外围装置负责与主装置的通信。在一些实施例中，第一外围装置和第二外围装置包括分别用于在自身之间配对的唯一的第一和第二私用地址。第一外围装置或第二外围装置可使用与第一和第二私用地址不同的单个虚拟地址与主装置配对，所述单个虚拟地址可在第一外围装置与第二外围装置之间切换。应了解，在两个外围装置之间切换虚拟地址能有效地在两个外围装置之间切换ifsc主装置和ifsc从装置的角色。在一些实施例中，第二包包括握手包和/或数据包和/或语音包。在一些实施例中，第一外围装置和第二外围装置被布置成在与主装置的传输时隙相对应的帧间间隔传输和接收握手包。在一些实施例中，第一外围装置和第二外围装置被布置成在与主装置的接收时隙相对应的帧间间隔传输和接收数据包。在一些实施例中，握手包和数据包是级联的。在一些实施例中，第一外围装置和第二外围装置被布置成在与主装置的传输和接收时隙相对应的帧间间隔内传输和接收语音包。在一些实施例中，第一无线信号和第二无线信号占据不同的射频信道。根据本公开的第二方面，提供了一种使用包括第一外围装置和第二外围装置的无线外围设备与主装置进行无线通信的方法。第一外围装置和第二外围装置中的至少一个通过传输和接收传送占据包括帧间间隔的传输和接收时隙的第一包的第一无线信号而与主装置进行通信。第一外围装置和第二外围装置通过在帧间间隔内传输和接收传送第二包的第二无线信号而彼此进行通信。以上关于第一方面提及的可选的和有利的特征也可以作必要修改后应用于第二方面。附图说明将参考附图仅以例子的方式来描述实施例，在附图中：图1示出了经典蓝牙音频流传输；图2示出了经典的真正无线蓝牙音频流传输；图3示出了传输和接收时隙中的蓝牙包传输；图4示出了不同的蓝牙数据包类型；图5示出了根据本公开的无线外围设备；图6示出了在主装置、第一外围装置与第二外围装置之间的包传输和接收；图7示出了握手包和数据包的级联；图8示出了语音包传输；以及图9a至图9g示出了根据本公开的不同的包类型。应注意，诸图是图解说明并且未按比例绘制。为了图式的清楚和方便，已经在大小方面放大或缩小了这些附图的各部分的相对尺寸和比例。在已修改和不同的实施例中，相同的附图标记通常用于指相对应的或类似的特征。具体实施方式参考图3，蓝牙是基于时隙的。具体来说，从主装置100(例如，移动电话)的角度来看，传输(tx)时隙300和接收(rx)时隙302以625μs的间隔交替。主装置100可在tx时隙300将包304传输到从装置/接收器102，并且在rx时隙302监听来自从装置102的包304。主装置和从装置在每个时隙改变射频(rf)信道。参考图4，对于一些包类型，将3个或5个邻近的时隙级联成较大的多时隙。例如，图4示出了占据1个时隙的null/poll包304a、占据1个时隙的dh1包304b、占据3个时隙的dh3包304c以及占据5个时隙的dh5包304d。在任何包之间都存在帧间间隔306(ifs)。取决于在时隙中传输或接收的包的长度，ifs的大小可能会相当大并且保证最小长度为189μs。蓝牙规范定义了包类型的列表。这些包类型各自具有其自身的最小和最大长度。如上文所提及的，有些延伸到多个时隙中，而有些仅用于特定情况，例如，用于建立连接。表1至3示出了针对每个包类型的时隙的数目以及最小和最大ifs。包类型时隙最小ifs(μs)最大ifs(μs)id0.5245245null1499499poll1499499fhs1244244aux11259491表1-普通包包类型时隙最小ifs(μs)最大ifs(μs)dm11199409dh112274432dh112334493dh11239460dm3318916442dh332311699dh3322116853dh332381710dm5520928942dh552332949dh5522329353dh552372960表2-数据包包类型时隙最小ifs(μs)最大ifs(μs)hv11259259hv213393392ev31233233hv31259259ev312432433ev31236236dv1262382ev433093092ev53283283ev532932933ev53286286表3-语音包本公开的实施例采用ifs306用于二级和初级接收器之间的通信而不会干扰原始蓝牙协议和时序，并且同时对所述源保持透明。这在本文中被称作帧间间隔通信(ifsc)。ifs306最初旨在允许rf装置有充足的时间在不同信道之间切换以进行蓝牙跳频。然而，本发明人已了解，现代的rf实施方案切换射频信道需要的时间更少，这提供了以不同的方式使用至少一些此先前所分配的时间(即，ifs)的机会。参考图5，根据本公开的实施例，无线外围设备500(例如，一对无线耳机/耳塞)被布置成与源/主装置100(例如，移动电话)无线地进行通信。无线外围设备500包括第一(ifsc主装置)外围装置500a和第二(ifsc从装置)外围装置500b。第一外围装置500a被布置成通过根据常规的蓝牙标准传输和接收第一无线信号104而与主装置100进行通信，常规的蓝牙标准例如是蓝牙基本速率(br)和/或蓝牙增强型数据速率(edr)。因而，无线信号104在主装置100与主外围装置500a之间传送上文所描述的类型的包304，例如，由蓝牙标准定义的以及如表1-3中列出的普通包、数据包和/或语音包。因此，如蓝牙标准所要求的，在主装置100与第一外围装置500a之间传送的包304占据具有ifs306的tx时隙300和rx时隙302。在实施例中，第一外围装置500a和第二外围装置500b被布置成通过在帧间间隔306内传输和接收第二无线信号502而彼此进行通信。调制这些第二无线信号502，以便在第一外围装置500a与第二外围装置500b之间传送第二包，例如，握手包、数据包等。在实施例中，第一包可包括音频流数据，并且第二包可包括音频流数据的子集。例如，第一包可包括立体声音频流数据，而第二包仅可包括立体声音频流数据的单信道、单声道部分。第一外围装置500a具有私用地址506，第二外围装置500b也具有与第一外围装置500a的私用地址506不同的私用地址508。这些私用地址用于第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的ifsc通信，并且一般来说不向主装置100显示。由第一外围装置500a或第二外围装置500b使用虚拟配对地址510以与主装置100建立蓝牙连接。换句话说，将与主装置100的配对关系附加到可以在两个ifsc装置(第一和第二外围装置)之间传输的虚拟配对地址510。因此，当第二外围装置500b与主装置100具有比第一外围装置500a与主装置100更好的潜在连接时，两个ifsc装置可互换角色，使得前一个ifsc主装置成为从装置，且反之亦然。由于ifsc装置使用相同的虚拟配对地址连接到主装置100，所以主装置100不需要知道已发生角色切换，即，其是无缝连接到主装置100的。可以考虑两个模式：被动分集和主动分集。在被动分集中，两个ifsc装置(即，第一外围装置500a和第二外围装置500b)决定装置切换角色，使得前一个主装置成为新的从装置，且反之亦然。然而，装置可能需要等待直到与主装置100正在进行的连接被分开为止。对于下一个连接，装置切换角色并且前一个主装置成为新的从装置。尽管前一个从装置将能够使用虚拟配对地址510参与新连接，但新的从装置将使用其自身唯一的蓝牙地址506返回。对于被动分集，仅需要使用同步事件512在两个ifsc装置之间同步安全性信息。在建立新的连接后，其它管理将被更新。在主动分集中，ifsc装置能够在运行中切换主装置和从装置角色。ifsc主装置将经由ifsc连接使ifsc从装置保持最新状态以进行管理。在装置想要切换角色的情况下，ifsc主装置500a将与源100的蓝牙经典连接置于蓝牙保持模式。ifsc从装置500b将接管职责并且开始使用虚拟配对地址510。前一个ifsc从装置500b已经成为新的ifsc主装置500a，而前一个ifsc主装置500a已经成为ifsc从装置500b并且使用其唯一的蓝牙地址506返回。参考图6，ifsc在tx时隙300和rx时隙302的ifs306内使用传输事件602(从第一外围装置500a到第二外围装置500b)和接收事件604(从第二外围装置500b到第一外围装置500a)作为用于第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的ifsc通信的基础。不管tx时隙300中的ifs306的长度如何，ifsc都只能将tx时隙300中的ifs间隔的所保证的最后部分用于第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的通信。这允许此间隔在从主装置100传输到第一外围装置500a的每一包304的末尾使用，而不管其是何种包。因此，间隔还提供清晰的时基。可用于tx时隙300中的ifs间隔在本文中被称作ifsc握手间隔。因此，在tx时隙中第一外围装置500a与第二外围装置500b之间传输的包的类型可被描述为ifsc握手包606。握手可用于保持ifsc装置500a、500b彼此连接并且向其提供一些基本状态。此外，握手可用于指示将如何使用下文所描述的以下ifsc数据间隔，以及所述ifsc数据间隔相对于握手在时间上的位置。在tx时隙300之后在rx时隙302中分配ifsc数据间隔。ifsc数据间隔的大小和用途取决于在rx时隙302从第一外围装置500a传输到主装置100的常规的蓝牙包304的类型和长度。动态地选择ifsc数据间隔的用途，并且只有在明确了将要在tx时隙300之后在rx时隙302中从ifsc主装置500a向主装置100传输哪种常规的包304时，才可以选择ifsc数据间隔的用途。在ifsc数据间隔内，ifsc数据包608在第一外围装置500a与第二外围装置500b之间共享。应了解，当从主装置100传输到第一外围装置500a的常规的蓝牙包304是多时隙包时，包的中间不存在ifs306，并且因此只有在包的末尾处的单个ifs可用于外围装置之间的ifsc通信。参考图7，如果在tx时隙300之后在rx时隙302中没有计划从第一外围装置500a到主装置100的常规的蓝牙传输事件，ifsc还允许ifsc握手间隔和ifsc数据间隔级联成单个间隔，使得数据包608直接跟随握手包606。应了解，这样最大化了用于第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的ifsc通信的可用间隔的量。参考图8，在一些实施例中，ifsc语音模式是可被启用的额外模式。在这种情况下，第一外围装置500a与第二外围装置500b之间不涉及握手，并且替代地只涉及可在第一外围装置500a与第二外围装置500b之间传输ifsc语音包610。ifsc语音包610可在与主装置的常规蓝牙连接的tx时隙300和rx时隙302两者中在两个ifsc装置之间共享。在语音模式中，可在下一间隔开始之前刷新有效负载。可以配置重传机会的数目。ifsc包606、608、610在从多个信道范围中选择的射频信道上在第一外围装置500a(ifsc主装置)与第二外围装置500b(ifsc从装置)之间传送。取决于所使用的调制，ifsc可使用例如37或79个信道，但可以考虑其它数目。在建立第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的连接期间配置调制类型。取决于配置，ifsc可使用单个信道用于rx604和tx602事件，或可替代地，可使用独立信道。应了解，相比主装置100与第一外围装置500a之间的常规的br/edr事件，第一外围装置500a与第二外围装置500b之间的ifsc通信通常应在不同的射频信道上进行。这允许装置在官方包之后继续传输或在同一信道中添加一些专用传输。如同主装置100与第一外围装置500a之间的常规的br/edr连接，ifsc连接还可使用跳频和自适应跳频(afh)。信道选择算法可与br/edr相同，并且ifsc可从所选择的br/edr信道以特定距离跳频。在实施例中，用于ifsc握手包606的调制与用于le2模式的蓝牙相同。在实施例中，用于ifsc数据包608的调制等于用于edr-2包的edr部分的调制。然而，不同于br/edr，ifsc可能不会在包期间切换，使得整个包可以使用单个调制类型。现在提供对适合ifsc的包类型和输送的示例性论述。然而，本领域的技术人员将了解，特定实施方案细节仅是示例性的，并且本文中所公开的ifsc通信的一般概念可使用本文中所公开的包类型和输送的变型来实施。从链路层的角度来看，提供了用于ifsc握手和ifsc数据事件的逻辑输送。握手输送用于在ifsc主装置500a与ifsc从装置500b之间交换状态信息。此外，握手输送用于宣布在握手事件之后针对逻辑数据输送的活动。数据输送用于在可用于数据事件的ifsc间隔内在ifsc装置之间输送实际数据。还提供了逻辑链路。例如，包信头中的逻辑寻址允许对网络中的多个从装置进行寻址。信头包含位，所述位指示包是否包含控制或数据有效负载。控制链路和数据链路可视为完全分离的，因为其出现了流量控制和重传。这允许控制包与(重传)数据包相比获得更高的优先级。控制包是短包，将适合最小的ifsc数据间隔。控制包并不分段，并且一般来说在重传时将相同。数据包具有可变长度且可适于可用的ifsc数据间隔。用于重传的数据包可以具有与传输失败的原始数据包不同的长度。不同种类的链路与用于语音的br/edr(e)sco连接有关。对于此连接，br/edr包与ifsc包之间存在特定关系。isfc语音包在(e)sco包的ifs间隔传输。存在潜在重传的独立方案。参考图9a至图9g描述了多种示例性ifsc包。图9a示出了包括前导码902、同步地址904和握手协议数据单元(pdu)906的示例性握手包606。图9b中所示出的握手pdu906包括握手信头908和信头差错控制/检查(hec)910，并且可使用1/3速率前向纠错(fec)进行编码。这将增加握手包的灵敏度。图9c更详细地示出了主装置的握手信头908。ack-replica912和seqnr-replica914是ack和seqnr的副本，ack和seqnr将是数据包信头的一部分。在数据事件由于没有可用数据要传输而被跳过的情况下使用此副本。ifsc主装置可使用此副本来确认最后传输的数据包，并且ifsc从装置可使用此副本来确认从ifsc主装置接收的最后的包，并且在从装置不具有待发送的数据的情况下防止ifsc主装置进行重传。数据引用916是在此握手之后指向数据位置的指针，其形式为：0x00...0x1d[时隙偏移，时间偏移]时隙偏移＝0......4时间偏移＝{200、300、400、500、625}0x1e＝空/null/poll包0x1f＝之后无数据仅设置从装置918意味着ifsc主装置将不在数据基准点处开始任何传输，而是期望ifsc从装置开始传输。图9d更详细地示出了用于从装置的握手信头908，所述握手信头908也具有ack-replica912和seqnr-replica914。sleep916可采用值0x00......0x0f。sleep值指示从装置计划跳过的计划握手事件的数目。从装置可出于功率节省原因而跳过事件。从装置可尝试确定数据到达时的图案并且优化对此图案的接收。主装置不需要传输握手，然而主装置还可继续并允许从装置由于新的或改变的情形而改变其提醒。无数据918意味着从装置不具有待传输的数据。主装置不需要使用事件来确认从装置的数据。图9e更详细地示出了示例性ifsc数据包608。数据包包括前导码920、同步地址922、pdu924和crc926。pdu924中的八位字节的数目将随着数据有效负载的长度而变化。如图9f所示，数据包pdu924将包括2个八位字节的信头928以及可变长度的有效负载930。图9g更详细地示出了数据包信头928。应了解，除了为经典蓝牙真正无线解决方案提供稳固信道之外，ifsc还可支持任何其它需要将装置和经典蓝牙连接在一起而不干扰此经典连接的解决方案。例如，使用ifsc可进行对收集或呈现(传感器)数据的助听器或可听戴设备(hearables)的远程控制。尽管所附权利要求书是针对特定的特征组合，但是应理解，本发明的公开内容的范围还包括本文中明确地或隐含地公开的任何新颖特征或任何新颖特征的组合或该新颖特征的任何概括，而不管该新颖特征是否涉及与当前在任何权利要求中要求保护的本发明相同的发明或该新颖特征是否缓和与本发明所缓和的技术问题相同的任一或全部技术问题。在单独的实施例的上下文中描述的特征电可以在单个实施例中以组合形式提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中所描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合形式提供。申请人特此提醒，在审查本申请案或由此衍生的任何另外的申请案期间，可针对此类特征和/或此类特征的组合而制定新的权利要求。为了完整起见，还指出，术语“包括”并不排除其它元件或步骤，术语“一(a/an)”并不排除多个，并且权利要求书中的附图标记不应被解释为限制权利要求书的范围。当前第1页12