【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及通信系统、设备和方法，以及更具体地，涉及无线通信协议。
技术介绍
不同的电子设备无线地与彼此进行通信。诸如助听器或其它帮助收听的设备之类的收听装置(hearing instrument)是一种能够进行无线通信的设备。例如，两个助听器可以彼此通信来立体声地将声音提供给佩带者。在另一示例中，编程器无线地与助听器进行通信并配置助听器。在另一示例中，助听器无线地接收来自助听系统的信号，来提供或增强提供给助听器中接收机的信号。接收机将信号转换为可以由助听器佩带者听到的声音。随着助听技术的提高，提出了更加复杂的功能和治疗方法。 期望网络无线设备利用改进收听装置技术的优点。存在这样的技术需求提供用于发送和接收短距离数据的改进通信系统和方法，可以用于收听装置之间的无线通信。
技术实现思路
通过本主题来解决上述问题，以及将通过阅读和学习以下说明书来得以理解。本主题的不同方案和实施例提供了一种无线收听装置通信协议。 本主题的一个方案涉及一种由收听装置针对用户执行的方法。根据不同的实施例，将本地声音转换为针对收听装置的用户的处理后的声音信号，以及使用无线通信协议来控制在包括收听装置的无线网络中的无线通信。无线通信协议包括传输协议模块、链路协议模块、扩展协议模块、数据协议模块、以及音频协议模块。传输协议模块适于控制收发机操作，以在单个无线通信信道上提供半双工通信，以及链路控制模块适于实现分组传输过程，以在信道上解决帧冲突。 本主题的一个方案涉及一种收听装置。根据不同的实施例，助听器包括收发机，用于在单个无线通信信道上，无线地发送数据和无线地接收数据；能...
【技术保护点】
一种由助听装置针对用户执行的方法，包括：针对助听装置的用户，将本地声音转换为处理过的声音信号；以及控制无线网络中的无线通信，所述无线网络包括使用无线通信协议的助听装置，所述无线通信协议包括传输协议模块、链路协议模块、扩展协议模块、数据协议模块、以及音频协议模块，其中，所述传输协议模块适于控制收发机的操作，以在单个无线通信信道上提供半双工通信，以及所述链路协议模块适于实现分组传输过程，来处理信道上的帧冲突。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-4-8 60/560,835;US 2004-12-1 11/001,688中会发现关于本主题的进一步的细节。本领域技术人员将在阅读和理解以下详细描述和查看形成其中一部分的附图时理解其它方案，以上所有并不采用限制性意义。本发明的范围通过所附权利要求及其法律等同物进行限定。附图说明图1示出了无线网络的实施例。 图2A、2B和2C分别示出了对于图1中示出的无线网络的通信单播模式、通信广播模式、以及通信多播模式。 图3示出了根据本主题不同实施例的节点地址的格式。 图4示出了根据本主题不同实施例的设备ID的格式。 图5示出了根据本主题不同实施例的短地址。 图6示出了根据本主题不同实施例的无线收听装置通信协议的分层协议方案。 图7示出了协议数据单元(PDU)的实施例。 图8示出了根据本主题不同实施例，在无线通信协议中，将与一层相关联的PDU封装于另一层的PDU内。 图9示出了以从数值的最高有效字节(MSB)至数值的最低有效字节(LSB)的减少的有效位进行排序的多字节数值，诸如16和32比特值。 图10示出了以比特7排序的字节，首先传输最高有效比特(MSB)，以及最后传输最低有效比特(LSB)(比特0)。 图11示出了根据本主题不同实施例的一般链路层PDU格式。 图12示出了根据本主题不同实施例的帧描述符。 图13示出了根据本主题不同实施例的传输处理帧冲突的分组的过程。 图14示出了使用图13中示出的过程，针对三个节点传输分组的示例。 图15示出了根据本主题不同实施例的PDU帧格式的示例，由编程器将其用于将数据传输至助听器。 图16示出了根据本主题不同实施例的由目的地返回的层2肯定应答分组的示例。 图17示出了根据本主题不同实施例的音频传输有效载荷。 图18示出了根据本主题不同实施例，图17的音频传输有效载荷的音频描述符字段。 图19示出了根据本主题不同实施例的音频传输协议的PDU格式。 图20示出了根据本主题不同实施例的G.722音频编解码数据帧格式。 图21示出了根据本主题不同实施例的图20中示出的帧格式的音频报头。 图22示出了根据本主题不同实施例的网络服务结构。 图23示出了根据本主题不同实施例的用于长地址分配/未分配请求的PDU格式。 图24示出了根据本主题不同实施例的用于接受或拒绝响应的PDU格式。 图25示出了根据本主题不同实施例的用于短地址分配/未分配请求的PDU格式。 图26示出了根据本主题不同实施例的用于接受或拒绝响应的PDU格式。 图27示出了根据本主题不同实施例的用于8B10B/曼彻斯特请求的PDU格式。 图28示出了根据本主题不同实施例的用于接受或拒绝响应的PDU格式。 图29示出了根据本主题不同实施例的用于断电/加电请求的PDU格式。 图30示出了根据本主题不同实施例的用于接受或拒绝响应的PDU格式。 图31示出了根据本主题不同实施例的用于查验请求的PDU格式。 图32示出了根据本主题不同实施例的用于查验响应的PDU格式。 图33示出了根据本主题不同实施例的用于地址信息请求的PDU格式。 图34示出了根据本主题不同实施例的用于地址信息响应的PDU格式。 图35示出了根据本主题不同实施例的用于地址信息请求的PDU格式。 图36示出了根据本主题不同实施例的用于扩展设备信息响应的PDU格式。 图37示出了根据本主题不同实施例的用于音频信息请求的PDU格式。 图38示出了根据本主题不同实施例的用于使用两个支持的流进行响应的音频信息的PDU格式。 图39示出了根据本主题不同实施例的用于音频开始请求的PDU格式。 图40示出了根据本主题不同实施例的用于音频停止请求的PDU格式。 图41示出了根据本主题不同实施例的收听装置，该收听装置能够作为图1网络中的节点进行无线通信。具体实施方式本主题的以下详细描述参照附图，附图作为示例示出了可以实践的本主题的特定方案和实施例。以充分的细节描述这些实施例，使本领域的技术人员能够实践本发明的主题。在不偏离本主题范围的情况下，可以利用其它实施例，以及作出结构、逻辑和电气改变。参考的本公开中的“一”、“一个”或者“不同”实施例不必是相同的实施例，以及预计这样的参考多于一个实施例。因此，以下详细描述并不采用限制性意义，以及仅由所附权利要求与授予这样的权利要求的法律等同物的全部范围来限定本主题的范围。 本文献包括多个附图和表格，来提供关于诸如特定比特数、特定数据字段序列和大小、以及映射到特定值的特定比特之类的数据字段的特定信息。这些附图和表格示出了根据多个实施例的示例。本申请的范围并不意欲局限于这些特例。通过阅读和理解本公开，本领域普通技术人员将理解，数据字段序列和大小、比特映射和数值可以用于其它协议实施例。 本主题的无线收听装置通信协议提供了一种在无线频率通信信道上的收听装置之间交换信息的规范。本文献描述了用于适当的收发机的数据编码的协议，使收发机操作以使数据传送至/自特定收听装置，以及共享传输信道。尽管考虑了不同的实施方式，但是本文献并不意欲在硬件或软件中细化、或者使用特定的协议实施方式。通过阅读和理解本公开，本领域普通技术人员将理解，怎样提供特定的协议实施方式。 无线协议涉及用于提供收听装置之间的通信。例如，收听装置包括不同类型的助听器、助听设备、头戴式耳机、编程模块、音频流模块、遥控器和墙式同步器。认为网络上的节点(收听装置)数很少，因此在数据传输的情况下，通信信道争用应当相对较低，而在音频流的情况下，通信信道争用应当相对较高。使用硬件和软件组件的组合，包括在处理速度和存储器可用性上具有相对严格约束条件的系统，来实现本协议。通过由收听装置硬件的需求施加于功耗和门数上的限制来驱动这些约束条件。 本协议的一个配置包括诸如PC、手持遥控器和一个或多个收听装置之类的设备。该配置支持这些装置的测试、安装。调整和编程。该配置是同步主/从关系的示例，其中，编程器命令收听装置执行功能，以及收听装置适当地进行响应。协议的另一配置包括两个收听装置，用作立体声对(binaural pair)。该配置支持控制信息的动态和自动地交换。在该配置的不同实施例中，收听装置具有对等关系，其中，任何一个设备都能够异步地将信息传输至特定对等设备。另一配置包括源设备，以及一个或多个收听装置。该配置支持来自源设备的音频数据实时流动至一个或多个收听装置。该配置是来自源设备的单向数据流，以及期望提供高信道带宽。 在协议中提供对通信和主/从关系的对等方法的支持。对等通信方案中的问题包括当两个节点试图在同时传送消息时发生冲突的可能性。提供载波监听能力来处理该情况。通常，可以通过在传输之前使要成为消息发送方的发送方检测到信道忙，来避免冲突，在这种情况下，生成随机的补偿时间段，等待该时间量，然后再次尝试。随机补偿时间减小了两个发送方将试图同时传输的可能性。存在两个发送方不能及时看到忙信道的较小窗，作为结果的冲突扰乱了消息。在这种情况下，未能在超时时间段内看到回复导致了冲突和原始消息的重传。 图1示出了无线网络的实施例。根据本主题的不同实施例，示出的无线网络100能够使用无线通信协议进行通信。示出的网络包括多个节点101，标记为节点A、节点B、节点C和节点D。每个节点是能够在多达近似1米的传输距离上进行无线通信。在不同实施例中，网络包括一个或多个收听装置，以及诸如收听装置编程器、助听设备之类的一个或多个站。助听设备的示例包括使用无线通信信号(如，感应的、或者RF信号)来帮助听力受损的人听到播音系统、无线电等的设备。不同的实施例包括其它无线通信节点，如，计算机和无线电话。在不同的实施例中，这些节点能够通过无线网络来访问互联网。 如图3所示，网络100上的每个节点101A、101B、101C和101D由地址唯一地标识，这允许通过无线收听装置协议102在两个节点之间的个人无线通信。协议102是关于在两个或多个设备之间数据传输的格式和时间的一组规则，使得设备能够彼此通信。 由收听装置厂商来实现唯一地址的配置。示例包括在加电初始化期间从序列号中获得地址，或者在制造过程中将地址配置在装置中。根据不同的实施例，取决于使用的应用程序，在任何两个节点、站、或者收听装置之间的通信可以是主/从、或者对等的。 任何两个节点之间的通信是半双工的。半双工系统能够一次在一个方向上传输数据。已知的半双工系统使用至少相同通信元件中的一些来发送和接收信号，以及使用开关在接收和传送模式之间改变。在半双工系统中，第一节点发起与第二节点的通信，以及等待适合的主机响应。 在示出的网络中，两节点之间的连接不包括中间节点。每个节点能够通过无线收听装置协议，在网络中直接与每个其它节点进行通信。因此，在开放系统互联(OSI)协议栈模式中定义的传统网络层对于本协议是不存在的。 图2A、2B和2C分别示出了对于图1中示出的无线网络的通信单播模式、通信广播模式、以及通信多播模式。图2A中示出的单播通信是涉及两个节点的通信模式。第一节点201A用作发射机，而第二节点201B用作接收机，以及第二节点201B用作发射机，而第一节点201A用作接收机时。单播通信涉及一个发送方和一个接收方。取决于应用程序，节点地址值可以是长变量或短变量。示例包括与单个助听器进行通信的编程器、彼此进行通信的两个助听器等。 图2B中示出的广播通信是，一个节点201A使用预定广播地址将信号发送至一组节点201B、201C和201D的通信模式。广播通信包括一个发送方和多个接收方。该组接收方可以包括专用于一个厂商、多个厂商的接收机、或者通过多个厂商的接收机。一个示例包括在剧院的情况下，针对发射机范围内用于所有助听器的音频传输。 图2C中示出的多播通信是涉及一个发射机(例如，201A或201C)和多个接收机(例如，201A、201B或201B、201D)的通信模式。多播通信涉及使用接受的动态地址(可以是长或短)的单个发送方和多个接收方。根据不同的实施例，多播模式是特定应用程序，其中，地址值及其意义负责控制数据流的应用程序。例如，该组接收方可以包括专用于一个厂商的接收机、或者多个厂商的接收机。一个示例涉及同时将信息传输至两个助听器(如，将音频信息传输至左和右助听器)的编程器。 不同的协议实施例考虑两种类型的节点地址，在这里称为长地址和短地址。长地址用于唯一地标识全局上下文中的特定节点。短地址取决于应用程序，以及当需要增加通信吞吐量的等级时，用来缩短协议的比特开销。由帧中的比特设置来表示用于特定分组的这类地址，在以下提供该示例。 图3示出了根据本主题不同实施例的节点地址的格式。在诸如图1示出的网络之类的网络上的每个节点，具有唯一的标识符303。不同协议的实施例可以使用长地址来唯一地标识节点，以在不混淆通信分组有意向的目的地的情况下建立通信。在不同实施例中，长地址303提供厂商ID304和设备ID305。在不同实施例中，长地址具有以下格式<长地址(40比特)＝<厂商ID(8比特)>+设备ID(32比特)> 用于厂商ID和设备ID的数据字段的大小和顺序可以取决于所需协议设计而不同。厂商ID304标识了特定厂商、一组厂商、或者所有厂商，这些厂商与意欲将分组发送至此的收听装置相关联。在不同实施例中，厂商ID304是8比特值。在以下的表1中示出厂商ID值的示例。本主题并不局限于示出的数值和厂商。 表1设备ID305标识了厂商ID上下文内的设备。 图4示出了根据本主题不同实施例的设备ID的格式。示出的设备ID，如可用于以上提供的长地址示例中的设备ID，是唯一的32比特值。可以不在厂商上下文内复制设备ID。32比特设备地址空间的使用是厂商特有的。在一些实施例中，保留设备ID 0x00000000、设备ID 0xFFFFFFFF用于发送广播分组时的目的地址，以及保留设备ID的最高比特来表示地址类型(设备ID是单播还是多播地址)。本主题并不局限于特定值或比特位置。其它值、比特位置和/或数据域的大小可以用于其它协议设计。在表2中提供了示例。 表2通常，单播地址仅分配给一个设备。每个厂商负责分配和维护诸如助听器、遥控器、编程器之类的由厂商支持的任何或所有无线设备的适当地址范围。 图5示出了根据本主题不同实施例的短地址。示出的短地址使用8比特值来表示分组内的源和/或目的节点。其它协议设计可以使用短地址的其它数据大小。例如，在设备唯一的长地址用于动态地将短地址分配给节点之后，可以使用短地址。由于短地址实质上是动态的，所以可以或不可以通过断电/加电、或者复位事件来保留短地址。由于短地址的生成、使用和控制由每个厂商负责，所以存在多个厂商的短地址的冲突/重新使用的可能性。对于提供8比特短地址空间的示出的示例，不同的实施例保留值0x00和0xFF，以及还保留短地址0xFF作为广播地址。此外，保留8比特短地址的最高比特作为地址类型，用于表示8比特短地址是单播还是多播地址。其它值、比特位置或数据字段大小可以用于其它协议设计。表3示出了根据本主题不同实施例的图5中示出的短地址的地址类型的分配。 表3协议栈无线收听装置通信协议的不同实施例包括一组分层协议。在隐藏、或者抽象协议层实施方式细节的同时，每层执行一组逻辑上相关的通信任务。分层通过在不定义怎样实现服务的情况下，定义由每层提供给上层的服务，来建立层间的独立关系。因此，由于模块化设计，可以在不影响其它层的情况下改变一个协议层。 图6示出了根据本主题不同实施例的无线收听装置通信协议的分层协议方案。以下在细节上描述了示出的协议606、以及包含于其中的模块化协议中的每个协议及其目的。还根据层等级来对这些协议进行分类。层1等级607指在从无线通信设备发送信号之前使用的最后一个协议，以及在从另一无线通信设备接收信号时使用的第一个协议。层1等级包括协议信息，由于该协议信息与各个比特传输相关，所以该协议信息最特定于无线收听装置。层1等级说明怎样控制和监视收发机操作。对于RF通信，层1等级使RF信道串行化，以及仅与各个比特传输有关。层2等级608指将信息传输至层1等级的协议。层3等级609指将信息传输至层2协议的等级。分层过程可以连续，因此层N指将信息传输至层N-1等级、将信息传输至层N-2等级等直至信息传输至层1等级的协议。 示出的协议606包括多个分层协议，包括传输协议610、链路协议611、扩展协议612、数据传输协议613、以及音频传输协议614。在图6中，在层1中示出传输协议，在层2中示出链路协议，以及在层3中示出扩展协议、数据传输协议以及音频传输协议。如通常在层4中表示的，本示例还包括主机应用程序或附加协议层。设置标记“层1”、“层2”、“层3”以及“层4”来简化本公开，以及可以将这些标记称为第一层、第二层、第三层和第四层。可以在不改变示出的协议栈功能的情况下，来设计示出的层之间的中间层。通过阅读和理解本公开，本领域普通技术人员将理解，怎样将客户机应用程序并入协议。这些层使协议实现模块化。将通信过程分为较小、较不复杂的要素，同时隐藏实际实现的细节。还将协议设计中的该分层过程称为抽象。设计目标是减小一层对另一层的依赖性，以将改变一个协议层时修改其它协议层的需要最小化。 图7示出了协议数据单元(PDU)715的实施例。每个协议层提供发送和/或接收数据的服务和装置。通过协议发送的数据被称为服务数据单元(SDU)716。使用协议控制信息(PCI)717封装SDU以形成PDU715。层N的PDU成为层N-1上协议的SDU，以及重复过程，例如，如图8中所示。 图8示出了根据本主题不同实施例，在无线通信协议中，将与一层相关联的PDU封装于另一层的PDU内。层1PDU(PDU1)包括协议控制信息(PCI1)和服务数据单元(SDU1)。如所示，SDU1将层2PDU(PDU2)封装，层2PDU(PDU2)包括协议控制信息(PCI2)和服务数据单元(SDU2)。SDU3将层3PDU(PDU3)封装，层3PDU(PDU3)包括协议控制信息(PCI3)和服务数据单元(SDU3)。SDU3将层4PDU(PDU4)封装，层4PDU(PDU4)包括协议控制信息(PCI4)和服务数据单元(SDU4)。通过阅读和理解本公开，本领域普通技术人员将理解，SDU能够封装多于一个的PDU。因此，如图6所示，与层3协议(例如，扩展协议、数据传输协议和音频传输协议)相关联的PDU能够封装于层2协议(例如，链路协议)的SDU中。 以下讨论根据本主题不同实施例的无线通信协议。 传输协议(层1)传输协议在功能上等效于由国际标准组织(ISO)建立的开放系统互联(OSI)模型的物理层(在线路上物理地发送数据的程序和协议)。该层是用于收发机硬件和与硬件相接口的软件的组合。传输协议层定义了控制和监视收发机操作的方式，并提出单个比特传输。如在图6中的协议实施例中所示，无线通信协议的层1包括传输协议。传输协议提供了三种服务读取数据、写入数据和载波监听。根据不同的实施例，传输协议提供在RF信道上的数据串行化。在不同的实施例中，传输协议的PDU将数据编码，来提供适当密度的上升和下降沿、去除多余的重复比特值、以及避免DC偏置，期望这些来保证适当的接收机操作和接收机锁相环(PLL)时钟偏差。适当地按照厂商的想法来实现传输协议。传输协议不对在传输或接受期间允许流过的大小(最小或最大)作出限制。 与要传送的数据相关联的编码的比特流能够利用数字锁相环(DPLL)来提取时钟周期和相位。不同的实施例可以使用曼彻斯特编码来对数据进行编码。曼彻斯特编码涉及将0转换为01比特序列，以及将1转换为10比特序列。输入的编码数据在0或更多的前同步码之后，以允许接收机PLL的稳定性。在不同的实施例中，数据模块包括相移键控(ASK)。不同的实施例可以使用100％ASK，其中，由存在载波信号来表示比特值1，以及由无载波信号来表示比特值0。在不同的实施例中，RF载波频率是3.84MHz，以及将基带RF信道数据比特速率定义为每秒120千比特(120kbps)。 链路协议(层2)数据链路层将原始数据编码和解码为诸如RF传输比特之类的传输比特。传输比特由负责媒体访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)的两个子层组成，其中，LLC控制帧同步、流控制和误差检测。 如在图6中的协议实施例所示，链路协议在层2上操作。链路层在功能上等效于OSI模型的链路层(用于操作通信线路过程和协议，包括检测和修正消息误差的方式)。本协议设置了基于过程的手段(procedual means)来发送或接收数据至/自每个节点，以及将数据提供给适于传输的层1。与链路协议的不同实施例相关联的功能包括单播、多播和广播数据传输模式；帧数据(SDU)中的比特误差检测；以及避免错误的开始和结束标记的比特填充。 根据不同的实施例，通常如图9中示出，诸如16和32个比特值之类的多字节值以从数值的最高有效字节(MSB)至数值的最低有效字节(LSB)的减小的有效位的顺序进行排序。各个应用程序分析多字节数据。首先将MSB放入数据流中，以及最后将LSB放入数据流中。 根据不同的实施例，以减小的有效位的顺序对比特数据进行排序。通常如图10中所示，对字节进行排序，该字节具有首先传输的比特7(最高有效比特(MSB))，以及最后传输的比特0(最小有效比特(LSB))。 传输代码用于提高要通过链路传递的信息的传输特性。传输代码保证在比特流中提供充分的传输，以在接收方处作出可能的时钟恢复。不同的协议实施例可以使用曼彻斯特传输代码标准，作为在无线信道上对数据比特进行编码的默认方法。曼彻斯特传输代码将数据比特0转换为01曼彻斯特比特序列，以及将数据比特1转换为10曼彻斯特比特序列。 比特填充用于避免帧的开始和帧的结束出现错误。当传送分组时，在9个连续的数据一(1)之后，插入数据比特值零(0)。当接收帧时，将扫描帧数据，以及在出现9个连续的一(1)之后，丢弃零(0)比特值。如果9个连续比特(1)之后的比特是一(1)，则这个一(1)必须是帧开始或结束标记的一部分。比特填充用于(但不包括)帧开始标记和帧结束标记之间的所有数据比特。 根据不同协议的实施例，曼彻斯特前同步码是32比特的字符串，该字符串先于帧开始标记传输。曼彻斯特前同步码允许接收PLL的获得具有输入分组数据的比特相位的能力。如果期望接收PLL在具有输入分组数据的比特相位中，则不必需要完整的前同步码。在不同的实施例中，前同步码具有以下非编码和编码格式(其中，“b”表示二进制值)<Non Encoded Preamble>＝10101010b+10101010b+10101010b+10101010b <Encoded Preamble>＝1001100110011001b+1001100110011001b+1001100110011001b+1001100110011001b可以设计协议使用其它前同步码格式。 不同协议的实施例可以使用8B/10B传输代码IEEE标准来替代曼彻斯特传输代码。当使用8B/10B标准时，将8比特字节的数据编码为10比特传输单元。编码技术保证在具有5比特1或0的最大运行长度的10比特中1的最小上升沿密度。 根据不同协议的实施例，8B/10B前同步码是先于分组标记的开始传送的32比特字符串。8B/10B前同步码允许接收PLL获得具有输入分组数据的比特相位。如果期望接收PLL在具有输入分组数据的比特相位中，则不必需要完整的前同步码。8B/10B前同步码具有以下非编码和编码格式(其中，“b”表示二进制值)<Non Encoded Preamble>＝10110101b+10110101b+10110101b+10110101b<Encoded Preamble>＝1010101010b+1010101010b+1010101010b+1010101010b可以设计协议使用其它前同步码格式。 由于链路协议与形成数据帧相关联，所以链路协议也称为帧协议。链路协议的协议控制信息(PCI)用于定义可靠的点对点通信信道。使用误差检测代码(EDC)、以及用于丢失或出错的分组恢复的肯定应答和重传的简单的“停止并等待”方法，来提供可靠性。 图11示出了根据本主题不同实施例的一般链路层PDU格式。示出的PDU包括以下八个字段帧开始标记；大小；帧描述符；地址；扩展协议；有效载荷(SDU)；帧校验序列；以及帧结束标记。不同协议的实施例以不同的顺序对这些字段进行排序。对于图10中是示出的PDU，在表4中提供对每个协议数据单元字段的主要描述。表4还提供了字段的示例的大小信息。其它字段的大小可以用于不同协议的实施例。 表4在示出的示例中，253字节的最大有效载荷大小取决于仅使用帧描述符和目的短地址。如果使用帧描述符和源和目的长地址(10字节)，则最大有效载荷是244字节。在不同的实施例中，如下计算帧中有效载荷字节的最大数目最大帧大小(255)-帧目的地(1)-地址字节(1-10)-扩展协议(0或1)在不同协议的实施例中，曼彻斯特帧开始标记是表示新帧开始、以及允许接收设备建立入站数据的单元/字节相位的12比特标记。在不同的实施例中，曼彻斯特帧结束标记是表示PDU帧结束的12比特标记。在不同的实施例中，开始标记值是0x7FE，以及结束标记值是0x7FF。 在不同协议的实施例中，8B/10B帧开始标记表示新帧的开始，以及允许接收设备建立入站数据的单元/字节相位。8B/10B帧开始标记的值是在IEEE 802.3-2002(部分3)标准的K27.7“Table 36 Valid specialcode-groups”(44页)中定义的10比特编码序列。该序列的值是用于当前RD-的110110_1000和用于当前RD+的001001_0111。 在不同协议的实施例中，8B/10B帧结束标记表示PDU帧的结束。8B/10B帧结束标记的值是在IEEE 802.3-2002(部分3)标准的K29.7“Table 36 Valid special code-groups”(44页)中定义的10比特编码序列。该序列的值是用于当前RD-的101110_1000和用于当前RD+的010001_0111。 在不同协议的实施例中，帧大小是表示以下字节数的8比特值。在不同的实施例中，帧大小包括一帧描述符开始至有效载荷(SDU)结束的所有数据，以及具有从2至255的有效范围。 图12示出了根据本主题不同实施例的帧描述符。示出的帧描述符适于合并于图11中示出的PDU中。在不同协议的实施例中，帧描述符是8比特值，用于描述帧格式，以及分为5个比特字段，包括版本字段、肯定应答字段、协议标识符、帧校验序列(FCS)模式和地址模式。不同协议的实施例可以使用其它字段大小，以及以其它顺序对于进行排序。使用检测比特误差的帧校验序列，以及使用为丢失或破坏的分组提供的肯定应答和重传的简单的“停止并等待”方法，来提供一些等级的可靠性。 在不同协议的实施例中，图12中示出的帧描述符的地址模式比特0-1用来描述由特定帧格式使用的地址类型。如图12的帧描述符帧示出的，在表5中提供地址模式的示例。其它协议的实施例可以使用不同的比特数，以及其它比特映射和比特值。 表5在示出的示例中，链路层协议仅自动地肯定应答使用地址模式00b和01b的帧。如果设置比特1，则将没有协议肯定应答通过链路层出现。 在不同协议的实施例中，在图12中示出的帧描述符的帧校验序列(FCS)模式使用比特2-3来定义用于帧内误差控制的帧校验序列数。通过有效载荷(SDU)结尾的比特大小来计算FCS。不同协议的实施例定义了如表6中提供的FCS模式。其它协议的实施例可以使用不同的比特数以及其它比特映射和比特值。 表6使用适当的帧校验序列方法，针对误差来校验FCS模式01b、10b和11b。认为FCS模式00b是特定于应用程序的；因此，链路层协议不校验比特误差。 在不同协议的实施例中，在图12中示出的帧描述符的协议标识符使用比特4-5表示预先定义的应用程序、或者将特定分组路由所至的下一个协议层。不同的实施例定义了如表7中提供的层。其它协议实施例可以使用不同的比特数、以及其它比特映射和比特值来识别协议。 表7肯定应答(00b)表示这是作为在接收到的帧描述符中设置的比特的结果而发送的自动生成的链路层肯定应答分组。音频协议(01b)表示信息包括音频数据，以及以音频应用程序为目的地。助听数据协议(10b)表示信息以助听控制操作为目的地，如，安装。11b代码表示目的传输协议不是3个(00b、01b或10b)预先定义的协议类型中的一个，因此表示附加的扩展协议字节包含作为路由目的的帧格式的一部分。 在不同协议的实施例中，图12中示出的帧描述符的Ack标记比特表示是否应当由链路层协议自动地肯定应答该帧。在一些实施例中，例如，如果Ack标记比特为0，则不对帧进行肯定应答，如果Ack标记比特为1，以及如果包括FCS并且没有检测到误差，则对帧进行肯定应答，以及如果Ack标记为1以及如果不包括FCS，则对帧进行肯定应答。在这些实施例中，帧的地址模式必须是00b或01b，源和目的地址的地址类型必须是单播，以及帧的协议标识符不是00b。在这些实施例中，必须使用相同的FCS模式和肯定应答的帧的地址模式来发送肯定应答帧。使用肯定应答消息来表示目的地成功地接收消息。 在不同协议的实施例中，图12中示出的帧描述符的版本标记比特表示接收到的帧格式的版本。在一些实施例中，例如，该比特的0值表示帧格式的第一版本，以及针对帧格式的任何未来修改保留该比特的值1。 再次参照图11中示出的一般的链路层PDU格式，示出的地址字段格式取决于帧描述符字段中的“地址模式”比特。地址字段包含目的地址和可选的源节点地址。在不同的实施例中，如果将帧描述符字节中的协议标识符比特设置为11b，则仅出现扩展协议字节。扩展协议字节是用于将接收的分组路由至适当层的有效应用程序/网络服务标识符。 图11中示出的一般链路层PDU格式的帧校验序列(FCS)为每个接收的帧提供了比特误差检测手段。在不同的实施例中，该字段的大小是可变的，以及取决于帧描述符字节中的FCS模式。在不同的实施例中，FCS字段由一个字节(8比特)、两个字节(16比特)、或者四个字节(32比特)组成，并且包含于帧中。如果包含在帧中，则FCS包含在传输期间进行计算的循环冗余校验(CRC)值。32比特FCS基于CRC-32定义。16比特FCS基于CRC-CCTTT定义。8比特FCS基于CRC-8定义。不执行误差修正，仅执行误差检测。如果检测到误差，则不将帧推进至下一协议层，以及不生成链路层肯定应答分组。然而，为了消除误差的目的，音频流实施例将帧和误差标记推进至下一协议层。CRC计算包括帧开始标记之后至有效载荷结束的所有数据，以及在源处编码之前、在目的地处编码之后来执行CRC计算。 在不同的实施例中，32比特CRC-32使用以下多项式X32+X26+x23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。在计算之前，将CRC值初始化为0xFFFFFFFF。可以使用其它数值。例如，发射机或接收机不使用任何补码值对CRC的最终计算值进行修改。在帧结束标记之前，直接将CRC、MSB至LSB放入传输的数据流。帧接收机以与发射机相同的方式来对接收到的FCS进行计算，并且将计算的FCS与接收到的FCS进行比较。如果两个值匹配，则正确地接收了帧数据。接收机对计算的和接收到的CRC值进行直接比较。 在不同的实施例中，16比特CRC-CCTTT使用多项式X16+X12+X5+1。在计算之前，将CRC值初始化为0xFFFF。例如，发射机或接收机不使用任何补码值对CRC的最终计算值进行修改。在帧结束标记之前，直接将CRC、MSB第一以及LSB第二放入传送的数据流。帧接收机以与发射机相同的方式来对接收到的FCS进行计算，并且将计算的FCS与接收到的FCS进行比较。如果两个值匹配，则正确地接收了帧数据。在不同的实施例中，接收机对计算和接收到的CRC值进行直接比较，从而不使用诸如0x1D0F之类的CRC幻数(magic number)。 在不同的实施例中，8比特CRC-8定义使用多项式X8+X2+X+1。在计算之前，将CRC值初始化为0xFF。可以使用其它值。例如，发射机或接收机不使用任何补码值对CRC的最终计算值进行修改。在帧结束标记之前，直接将单个字节CRC值放入传输的数据流。帧接收机以与发射机相同的方式来对接收到的FCS进行计算，并且将计算的FCS与接收到的FCS进行比较。如果两个值匹配，则正确地接收了帧数据。接收机对计算和接收到的CRC值进行直接比较。 不同协议的实施例通过算法的实现来提供处理帧冲突的过程。如果一节点正处于发送帧的过程中，则另一节点不应当试图发送帧。如果两个节点同时发送，则这两个发送将会干扰至少处于两发送节点的范围内一个节点。出现这样的情况时，如果未接收到ACK分组，则发送节点意识到冲突。肯定应答分组也会受到干扰，导致多次重传和接收原始分组。 图13示出了根据本主题不同实施例的传送处理帧冲突的分组的过程。在1350处，节点发起传输请求。过程进行至1351，其中，节点确定通信信道是否空闲。如果通信信道空闲，则处理进行至1352，其中，节点发送分组。如果在1351处，通信信道不空闲，则处理进行至1353，其中，确定是否超出了载波监听多路存取(CSMA)计数。CSMA计数器对监听信道的次数进行计数。如果超过CSMA计数，则过程进行至1354，其中，放弃分组传输。如果在1353处未超过CSMA计数，则过程进行至1355，其中，监听信道，直至信道空闲或者发生超时。如果发生超时，则在1354处放弃分组传输。如果信道空闲，则过程进行至1356，以及等待随机计时器事件，当事件发生时，过程返回1351，确定信道是否仍然空闲。信道空闲之后，随机访问计时器使不同网络节点试图访问通信信道的时间交错。在不同协议的实施例中，实现本算法的每个节点具有启用或禁止本算法的能力。启用默认/初始状态。 表8提供了根据本主题不同实施例的帧冲突参数。可以使用其它参数。 表8图14示出了使用图13中示出的过程，为三个节点传送分组的示例。将三个网络节点示出为节点A、节点B和节点C。在图14中提供了图例，帮助读者标识何时节点作出传输请求(如，在图13中的1350处示出的)；在确定信道是否空闲之前，何时节点监听信道活动性(如，在图13中的136处示出的)；以及何时节点通过信道传送分组(如，在图13中的1352处示出的)。在图14中，节点A是发起传输请求1450A的第一节点。接下来，当信道繁忙时，节点B和C作出传输请求1450B和1450C。如在1452A处所示，节点A确定信道空闲，以及传送分组。在节点A传送时，节点C、随后节点B发起传输请求1450C和1450B，以及对于信道活动性，来监听1455C和1455B。在节点A完成传送时，节点B等待随机计时时间段1456B，以及节点C等待随机计时时间段1456C-1。在示出的示例中，节点B具有短于节点C的随机计时时间段，使得节点B在节点C之前检查空闲信道，以及在发现空闲信道时，在节点C检查信道是否空闲之前，节点B开始传送1452B。在节点B完成传送1452B之后，节点C在检查信道是否空闲之前，等待另一随机计时时间段。在发现信道仍然空闲时，节点C传输其分组1452C。 不同节点的物理位置和/或信号强度会导致传送节点对于所有节点不可见的情况，这会导致两个节点同时传送，以及在接收机处破坏分组的情况。由分组重传来处理该情况。在不同的实施例中，网络结构使用误差检测和重传，来提供分组的成功传输。对于请求肯定应答的分组，在‘Ack等待计时’内接收肯定应答分组。如果不及时地接收肯定应答分组，则重传原始分组。将重传分组的最大次数限制在‘重传最大数’。在需要重传分组的故障条件下，可以将消息重复传递至节点。表9提供了根据本主题不同实施例的重传参数。可以使用其它参数值。 表9根据不同协议的实施例，当节点接收将广播地址作为目的地址的有效的入站(inbound)PDU时，以及当期望节点发送响应时，为了避免帧冲突，每个单独节点对响应进行时延。该时延值用作补偿机制，来防止接收广播消息的所有节点同时传送响应，并导致帧冲突。在不同的实施例中，时延值是随机地从乘以十的‘随机计时’组中选出的值，这提供了1-16毫秒的补偿范围。实现补偿机制以减少节点必须执行传输算法的多次迭代的机会。这减少了图13中示出的传输算法中CSMA计数器的计数，这在将CSMA计数器设置为较低值时尤其有益。 较高等级协议(层3)如图6中示出的层3的较高等级协议包括，但不局限于(A)数据传输协议，(B)音频传输协议，以及(C)扩展协议。数据传输协议用于与收听装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特E希尔皮斯，马克西尔，彼得索伦基尔克汉森，罗布杜赫舍，
申请(专利权)人：斯达克实验室公司，奥帝康公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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