基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法及系统与流程

本发明属于蓝牙无线通信，尤其涉及基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法及系统。

背景技术：

1、人们对于户外需要进行实时的全双工通信的需求越来越多，传统的移动通信网络/网络对讲，无法解决在一些特殊环境，如山区这些基站覆盖不到地方的通信，以及移动通信需要额外的流量计费，带来了额外成本。而传统的半双工对讲机采用了半双工的通信方式，无法实现多人的实时全双工对讲。目前有方案基于蓝牙连接或者广播方案，但是基于蓝牙本身的实现方式以及受限制蓝牙的传输速率和带宽并不能实现更多的用户形成更多用户的自组网络。

2、因为蓝牙采用tdd方式(时分复用)无论是基于蓝牙广播实现还是蓝牙连接实现，在一个固定的周期给不同的用户提前分配一定的时隙。现有技术中，常用的网络拓扑及蓝牙时隙分配，如图1所示，中间设备b同a和c建立连接以后，分别需要两个发送和两个接收，这样在一个t周期内就能完成b和a，c之间的全双工通信。现有技术中，大部分只能实现一个t内只有两个设备，因为周期t不能太大，t越大意味着一帧语音数据也就变大，对于语音编码器而言，一般帧长都很小，如常见的蓝牙电话7.5ms的帧长，同时延时也随之增加。

3、现有技术中，另外一种方案采用广播方案实现，同样由于蓝牙实现为tdd的方式，那么就需要给每个设备都分配tx和rx。如图2所示(以5个设备为例)，每个设备都分别分配了自己的tx，以及接收其他广播的rx，同样这里周期t不能太大，所以限制了自组网络并不能实现多人网络。

4、综上，现有技术的方案中，受限制于蓝牙的带宽及传输速率并不能解决多人的实时蓝牙通信问题，发送周期t不能太大，如果太大导致语音数据帧长变大，编码数据变大，同时也没有对应的语音编码器，而且t太大，实时对讲功能的效果大打折扣，甚至是不能实现真正意义上的实时对讲功能。如果t固定，那么就不能实现多人的全双工对讲，限制了用户多人的使用场景，并不能满足多用户的使用场景。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法及系统，能够解决多人的实时蓝牙全双工通信问题。

2、本发明实施例是这样实现的：

3、基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，包括：

4、101、对参与语音对讲的多个蓝牙设备进行分组，每个分组所有设备都可以作为本组的桥接点，用于组与组之间的数据通信，同一组内的所有蓝牙设备形成一个mesh的自组网络；然后所有组再形成一个大的mesh自组网络；

5、102、组网的所有蓝牙设备在时间轴的同一位置建立一个各自的周期广播，该周期广播用来占用一个固定的时隙位置及长度，该时隙位置用于建立各组之间的连线所占用的时隙分配，记为t1；

6、103、在同一组内，所有蓝牙设备在时间轴上建立一个本组内各自的周期广播，所分配的周期广播时隙用来占用一个固定的时隙位置，该时隙位置用于本组内所有蓝牙设备相互通信所占用的时隙分配，记为t2；

7、104、参与语音对讲的所有蓝牙设备完成t1和t2的时隙分配后，关闭所有蓝牙设备的t1预留时隙，每个设备就可以使用蓝牙建立连接，建立连线所占用的时隙分配在t1的位置；

8、其中，时隙分配t1和t2形成完整的发送周期t。

9、其中，步骤102包括：先确定一个leader设备，leader设备先开一个t1时隙周期广播，所有参与组网的其他蓝牙设备扫描到leader设备的周期广播后，再建立自己对应的t1时隙的周期广播。

10、其中，其他蓝牙设备根据接收的leader的周期广播的rx timing换算出本地的offset，然后报给蓝牙host；

11、本地的offset的确定方法为：把基于本地时钟接收到adv的时间点设置为t,周期为t,那么一旦决定了第一个锚点的时间点,则其他后续锚点的时间点为依次加周期t，并且可以用数学公式表示为t％t＝＝offset，即，某个蓝牙周期性的锚点时钟可以由周期性间隔参数t和第一个锚点在时间轴的偏移时间offset决定，这个offset上报给host，当host拿到这个offset以后，在同样的位置创建一个周期广播。

12、其中，蓝牙设备各组之间可以有多个桥接点，语音数据通过内部的路由算法得出语音的发送路径。

13、其中，所有蓝牙设备按下组网键开始组网，此时每个设备都会发送一个能让其他设备发现本设备的广播并且开启scan扫描周边设备，每发现一个新设备上报都记录在本地的网络应用层。

14、应用所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法的系统，实现所述方法所包含的步骤。

15、本发明实施例通过自定义的扩展蓝牙hci命令，指定周期广播以及可连接的扩展广播的位置，保证各组之间的成员都可以随时在预留时隙建立蓝牙连接，实现分组方案，从而达到各组的时隙复用，最终实现一个组内的设备可以通过周期广播实现全双工的通信，组和组之间通过蓝牙连接进行通信，并且对各自的组的语音数据进行转发，实现由多个组组成的多人全双工自组网络通信。

技术特征：

1.基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，其特征在于，步骤102包括：先确定一个leader设备，leader设备先开一个t1时隙周期广播，所有参与组网的其他蓝牙设备扫描到leader设备的周期广播后，再建立自己对应的t1时隙的周期广播。

3.根据权利要求2所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，其特征在于：其他蓝牙设备根据接收的leader的周期广播的rx timing换算出本地的offset，然后报给蓝牙host；

4.根据权利要求1所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，其特征在于：蓝牙设备各组之间可以有多个桥接点，语音数据通过内部的路由算法计算出语音的发送路径。

5.根据权利要求1所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，其特征在于：所有蓝牙设备按下组网键开始组网，此时每个设备都会发送一个能让其他设备发现本设备的广播并且开启scan扫描周边设备，每发现一个新设备上报都记录在本地的网络应用层。

6.应用权利要求1至5任一所述的基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法的系统，实现所述方法所包含的步骤。

技术总结本发明属于蓝牙无线通信技术领域，基于蓝牙实现多人全双工语音对讲方法，对参与语音对讲的多个蓝牙设备进行分组，每个分组内任意一个蓝牙设备都可以作为本组的桥接点；在所有组内，所有蓝牙设备在时间轴的同一位置建立一个各自的周期广播来预留时隙；在同一组内，所有蓝牙设备在各自时间轴根据一定的规则建立一个周期广播，用来作为语音通信，该广播需要在时间上错开同一个组内的其他广播；参与语音对讲的所有蓝牙设备完成T1和T2的时隙分配后，所有蓝牙设备关闭自己的T1预留时隙，每个设备就可以在占用的时隙T1的位置建立蓝牙连接；本发明能够解决多人的实时蓝牙全双工通信问题。技术研发人员：王鹏,罗成,张晓红受保护的技术使用者：深圳市纵贯无限科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14