CN108989996A - 通信方法及通信装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

通信方法及通信装置、电子设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信方法，包括：通过监听频点确定目标群组是否建立；若所述目标群组未建立，则建立所述目标群组；若所述目标群组已建立，则加入所述目标群组；确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；在所述发送时隙发送数据信息。本发明还提供了一种通信装置、电子设备和存储介质。本发明提出的通信方法及通信装置、电子设备、存储介质，可以较为经济地便捷通信。

Description

通信方法及通信装置、电子设备、存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种通信方法及通信装置、电子设备、存储介质。
背景技术
人们在日常生活中实现远距离通话，可以采用固定电话、手机、微信、对讲机等方式。前三种方式的通话距离不受限制，但要向运营商持续支付通话费或流量费；对讲机采用开放的ISM430-470MHz频段，缺点是通常只支持半双工的语音通信，体积大(因天线较大)，携带不方便。
生活中经常出现只需要在一定范围内通信的情景，比如工业园区、超市、商场等工作人员巡查时高频度的通话，家人、朋友结伴出行游玩等，采用电话、手机、微信显然是不经济的，而对讲机需要按住PTT(Push-to-Talk，按下通话)键才能通话、体积大带来了使用上的不方便。特别地，上述通信工具不适合小孩操作和使用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的之一在于，提出一种通信方法及通信装置、电子设备、存储介质，可以较为经济地便捷通信。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提供了一种通信方法，包括：
通过监听频点确定目标群组是否建立；
若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组；
若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组；
确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；
基于所述第一目标频点或第二目标频点，在所述发送时隙发送数据信息。
可选的，所述第一目标频点和/或第二目标频点处于ISM2.4GHz频段。
可选的，在所述发送时隙发送数据信息，包括：
获取待发送数据信息；
将所述待发送数据信息发送至发送队列；
在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息并发送。
可选的，所述方法还包括：
在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息；
将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；
对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列；
依次输出叠加后的数据信息。
可选的，所述方法还包括：
根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
可选的，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，Ts为通信周期；bA为数据编码速率；bP为空中接口数据传输速率；n为终端设备的优先级，m为所述目标群组的预设终端数量。
可选的，若所述通信方法应用于所述主设备，所述通信方法还包括：
根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量；
若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点；
接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息；
若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点。
可选的，若所述通信方法应用于非所述主设备的其他终端设备，所述通信方法还包括：
接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
发送跳频响应消息；
切换到所述跳频频点。
可选的，建立所述目标群组，包括：
确定所述第一目标频点；
在所述第一目标频点上，按预设时间间隔发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
可选的，确定所述第一目标频点，包括：
确定多个预设频点中未被占用的一个频点作为所述第一目标频点。
可选的，确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙，包括：
比较所述第一参数和第二参数；
根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级；
基于所述优先级，确定发送时隙。
可选的，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识；所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址。
可选的，加入所述目标群组，包括：
确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；
若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量，则加入所述目标群组。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种通信装置，包括控制单元和信号收发单元；
所述控制单元，用于：
利用所述信号收发单元，通过监听频点确定目标群组是否建立；
若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组；
若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组；
确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；
基于所述第一目标频点或第二目标频点，在所述发送时隙通过所述信号收发单元发送数据信息。
可选的，所述信号收发单元为2.4G射频收发器，所述第一目标频点和/或第二目标频点处于ISM2.4GHz频段。
可选的，所述装置还包括数据获取单元；
所述数据获取单元，用于获取待发送数据信息；
所述控制单元，用于将所述待发送数据信息发送至发送队列；以及，在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息，通过所述信号收发单元发送。
可选的，所述装置还包括数据输出单元；
在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，所述信号收发单元，用于接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息；
所述控制单元，用于将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列；以及，通过所述数据输出单元依次输出叠加后的数据信息。
可选的，所述控制单元，用于根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
可选的，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，Ts为通信周期；bA为数据编码速率；bP为空中接口数据传输速率；n为终端设备的优先级，m为预设终端数量。
可选的，若所述通信装置为所述主设备，所述控制单元，用于：
根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量；
若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则通过所述信号收发单元在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点；
通过所述信号收发单元接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息；
若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点。
可选的，若所述通信装置为非所述主设备的其他终端设备，所述控制单元，用于：
通过所述信号收发单元接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
通过所述信号收发单元发送跳频响应消息；
切换到所述跳频频点。
可选的，所述控制单元，用于：
确定所述第一目标频点；
在所述第一目标频点上，按预设时间间隔通过所述信号收发单元发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，通过所述信号收发单元接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
可选的，所述控制单元，用于：
比较所述第一参数和第二参数；
根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级；
基于所述优先级，确定发送时隙。
可选的，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识；所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址。
可选的，所述控制单元，用于：
确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；
若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量，则加入所述目标群组。
可选的，所述通信装置为可穿戴设备，所述可穿戴设备还包括外壳、数据输出单元、电池单元和电路板，所述数据输出单元包括显示单元，所述控制单元和信号收发单元设置在所述电路板上；所述显示单元、电路板和电池单元依次层叠设置于所述外壳中。
可选的，所述装置还包括设置在所述外壳上的工作模式切换按钮和设置在所述电路板上的开关电路，所述工作模式切换按钮通过所述开关电路与所述控制单元连接；
所述工作模式切换按钮产生的切换信号，通过所述开关电路传递到所述控制单元，所述控制单元根据所述切换信号，控制所述可穿戴设备在正常工作模式、深度休眠模式和通信模式之间切换。
可选的，所述装置还包括实时时钟单元，用于在所述可穿戴设备处于所述深度休眠模式时将时间信息显示在所述显示单元上。
本发明实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，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前任一项所述的方法。
本发明实施例的第四个方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其中，所述计算机程序在由处理器执行时实现前任一项所述的通信方法的步骤。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的通信方法及通信装置、电子设备、存储介质，通过分时复用的方式，能够支持多人之间的全双工通信，可避免或极大地减少多路无线信号空中碰撞现象。相比只支持2人组之间的半双工(如对讲机)或全双工语音通信(如电话、手机)，具有更广泛的应用场合；同时，不像手机等通信终端，使用该通信方法，在通信时不会产生任何费用，因其使用开放的ISM2.4GHz频段而不依赖运营商网络，不会产生通信费或流量费；此外，对讲机在通话发生干扰或冲突时需要双方手动切换通信频道才能继续通话，而该通信方法中的主设备支持信道监听和载波冲突检测，并且在产生同频干扰时管理目标群组中其它终端设备(从设备)切换到指定频点继续通信，从而提高了群组通信***的抗干扰性，相比对讲机更“智能”，更方便用户特别是老人和小孩使用。
附图说明
图1为本发明提供的一种通信方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的一种通信方法的一个实施例中建立所述目标群组的流程示意图；
图3为本发明提供的一种通信方法的一个实施例中加入所述目标群组的流程示意图；
图4为本发明提供的一种通信方法的一个实施例中确定在所述目标群组中的优先级并根据所述优先级确定发送时隙的流程示意图；
图5为本发明提供的一种通信方法的一个实施例中在所述发送时隙发送数据信息的流程示意图；
图6为本发明提供的一种通信方法的一个实施例中接收数据的流程示意图；
图7为本发明提供的一种通信方法的一个实施例应用于所述主设备的流程示意图；
图8为本发明提供的一种通信方法的一个实施例应用于非所述主设备的其他终端设备的流程示意图；
图9为本发明提供的一种通信装置的一个实施例的结构示意图；
图10为本发明提供的一种通信装置的一个实施例的外形结构示意图；
图11为图10示出的通信装置实施例的截面示意图；
图12为图10示出的通信装置实施例的内部电路硬件结构示意图；
图13为本发明提供的一种通信装置的一个实施例的工作模式切换示意图；
图14为本发明提供的一种电子设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明实施例的第一个方面，提供了一种通信方法的一个实施例，可以较为经济地便捷通信。如图1所示，为本发明提供的一种通信方法的一个实施例的流程示意图。
所述通信方法，包括：
步骤101：启动通信模式，通过监听频点确定目标群组是否建立。
可选的，所述频点处于ISM2.4GHz频段；进一步的，可以通过在ISM2.4GHz频段中选择16个频点用于监听，能够减少***扫描所有频点花费的时间，且相邻频点可保持一定的安全间隔以避免邻道干扰。
步骤102：若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组。
可选的，前述的建立所述目标群组的步骤，还可进一步包括以下步骤：
步骤201：确定所述第一目标频点；
具体地，在启动通信模式后，首先进行所有预设频点(例如可以是前述的16个选定频点)的载波信号监听，每个频点监听时间可以是100ms。在对所有频点进行监听后，如果没有发现任何约定群组通信名称的终端设备在广播，说明所述目标群组未建立，则需要确定第一目标频点。可选的，所述确定第一目标频点，可以是确定多个预设频点中未被占用的一个频点作为目标频点；进一步的，若未被占用的频点中存在预设的固定频点，则也可以将所述固定频点作为第一目标频点。
步骤202：在所述第一目标频点上，按预设时间间隔发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；可选的，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识(参考下表1中的群组名称)。
可选的，在确定所述第一目标频点后，则开始从第一目标频点开始广播第一群组消息，广播采用脉冲方式，间隔50ms(加一小段随机延时)广播一次，广播时间为500ms，所述第一群组消息的内容可参考表1所示的加入群组广播帧。其中发射优先级字段用于表明发出第一群组消息的终端设备在目标群组中的空中传输信号的优先级，这里优先级可以采用随机数生成(比如AD采样产生的随机数)，且随机数越低，优先级越高。
表1消息内容
步骤203：在所述第一目标频点上，接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；可选的，所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址(参考表1中的加入群组广播帧)。
在发送所述第一群组消息之外通信周期的其它时间，所述目标群组中的其他终端设备都可以收到所述第一群组消息(广播是持续且随机的，不会总发生空中碰撞)，并能够根据所述第一群组消息确定自己在目标群组中无线发送的优先级，进而广播所述第二群组消息。
需要说明的是，加入所述目标群组的终端设备的数量可能不止一个，因此，此时接收到来自不同终端设备的第二群组消息的内容是不完全相同的。
步骤204：在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
以上，即完成了在所述目标群组未建立的情况下，建立所述目标群组的步骤。
步骤103：若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组。
具体地，如果监听到某一频点已经发生指定终端设备间的群组通信，则记录下该频点(即第二目标频点)，然后发送加入群组消息(可参照前述的第二群组信息)，根据所有已加入目标群组的其他终端设备的优先级确定自己的发射时隙。
至此，结合步骤101～103，一个在特定频点通信的目标群组已建立。
可选的，前述的加入所述目标群组的步骤，还可进一步包括以下步骤：
步骤301：确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；可选的，考虑到采用ISM2.4GHz频段时，实际各发送时隙之间必须有一定的安全时间间隔，实际的数据消息还包括其它信息，信号传输可能存在延迟，音频数据的缓存压力等因素，在一个目标群组中支持的终端设备(即预设终端数量)可以例如为8个或以下。
步骤302：若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量(如不超过7个)，则加入所述目标群组。
步骤303：若已加入所述目标群组的终端设备的数量已超过预设终端数量，则不加入所述目标群组，或者，等待已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量时再加入所述目标群组。
需要说明的是，虽然在步骤102和步骤103中对第一目标频点和第二目标频点进行了区分，但这仅仅是为了描述的方便或概念的区分，而不代表第一目标频点和第二目标频点在实际上是两个完全不同的频点。相反的，在实际中，二者在某些情况下可能是使用的同一个频点，这是基于通信原理所能理解的，在此不再赘述。
步骤104：确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙。
可选的，确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙的步骤，还可进一步包括以下步骤：
步骤401：比较所述第一参数和第二参数。
具体地，假设接收到来自三个其他终端设备(A、B、C)的第二组群消息为例进行说明。来自终端设备A的第二组群消息中的第二参数例如为3，来自终端设备B的第二组群消息中的第二参数例如为15，来自终端设备C的第二组群消息中的第二参数例如为7；所述第一参数例如为1。
在本示例中，第一参数和三个第二参数，按照从小到大的顺序，依次排列为：第一参数1、对应终端设备A的第二参数3、对应终端设备C的第二参数7和对应终端设备B的第二参数15。
步骤402：根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级。
具体地，根据比较的结果，本终端设备确定其在目标群组中的发送优先级。例如，基于参数越小发送优先级越高的规则，可确定本终端设备的发送优先级为1，终端设备A的发送优先级为2，终端设备C的发送优先级为3，以及终端设备B的发送优先级为4。可选的，也可以基于参数越大发送优先级越高的规则来确定第一终端设备的发送优先级，在此不再赘述。
步骤403：基于所述优先级，确定发送时隙。
具体地，基于发送优先级，本终端设备确定自己的发送时隙。在本示例中，由于本终端设备的发送优先级为1，所以用于本终端设备的发送时隙为用于整个目标群组的所有时隙中的序号为1的时隙。可选的，也可以采用其它一一对应的发送优先级与各个发送时隙的映射关系来基于发送优先级，确定发送时隙。
基于前述步骤，所述目标群组中的各终端设备可相应地确定自身的发送时隙。
需要说明的是，前述确定优先级和发送时隙的示例不仅适用于作为主设备主动建立目标群组，也适用于作为从设备加入已有的目标群组，二者的原理类似，在此不再赘述。
步骤106：在所述发送时隙发送数据信息。
具体地，所述目标群组建立后，意味着目标群组中所有终端设备的空中发射时隙已确定，每个终端设备在其分配的发送时隙发射无线信号，其它时间都处于接收状态。
可选的，所述在所述发送时隙发送数据信息的步骤，还可进一步包括以下步骤：
步骤501：获取待发送数据信息。
可选的，所述数据信息可以是文字信息和语音信息等；所述文字信息可以是通过终端设备上设置的按键来进行输入，也可以通过具有触控功能的电子键盘进行输入；所述语音信息可以是通过终端设备上设置的麦克风来采集。在一些实施方式中，终端设备会一直对麦克风采集的模拟音频(待发送数据信息)滤波并使用终端设备的控制单元内部的音频编解码器数字化，用以进行下一步处理。
步骤502：将所述待发送数据信息发送至发送队列；可选的，所述发送队列采用消息队列数据结构，类似FIFO(First Input First Output，先入先出队列)。
步骤503：在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息并发送。
在一些实施方式中，一旦终端设备的发射时隙到来，终端设备的控制单元开始从所述发送队列中取出预设长度(如24bit(3字节))的数据信息并按照G.711A率压缩标准将24位线性码压缩成8位压缩码(这里，可选的，程序段已制成一张A率压缩表以尽量提高数据处理性能)，以降低无线数据带宽，所有压缩后音频数据会存储到另一段发送队列缓存，然后通过终端设备的信号收发单元发送出去。
作为本发明的一个实施例，所述通信方法，还可包括接收数据的步骤，具体包括：
步骤601：在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息。
在一些实施方式中，终端设备的信号收发单元，在通信周期Ts内除自己发送时隙外的其它时间，接收其它终端设备发出的无线数据信息。
步骤602：将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；可选的，每个终端设备对应一个接收队列。
步骤603：对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列。
步骤604：依次输出叠加后的数据信息；可选的，若所述数据信息为文字信息，可通过终端设备的显示屏显示，若所述数据信息为语音信息，可通过终端设备的扬声器或连接的耳机输出。
在一些实施方式中，终端设备的无线信号发送或接收状态是通过控制单元控制高频开关实现的，只有需要发射音频信号时才会将开关切换至PA(功率放大器)与天线连接；否则将处于接收状态，即高频开关切换至LNA(低噪声放大器)与天线连接。
至此，实现目标群组中所有终端设备之间相互通信，即所有终端设备可以同时发出无线语音信号且在空中传输不会发生碰撞(或碰撞概率极低)，所有其它终端都可以接收到。
作为本发明的一个实施例，所述通信方法，还可包括以下步骤：
步骤105：根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
具体地，目标群组网络中可以预先规定只有一个主设备，其它终端设备均为从设备。其中主设备用于监测统计频点通信质量、管理其它从设备切换，即实现群组跳频通信管理。可选的，可以令目标群组中发送优先级最高的终端设备为主设备，其它终端为从设备，各从设备会以主设备的发送时隙为基础，根据自己的发射优先级做时隙估计，实现***动态运行状态下的发射重定时。
进一步的，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，若数据信息为语音信息，tr为接收到主设备的音频数据包时刻；Ts为通信周期，若数据信息为语音信息，Ts为音频采样周期(比如8ms)；bA为数据编码速率，若数据信息为语音信息，bA为音频编码速率，可采用G.711为64kbps；bP为空中接口数据传输速率，若所述信号收发单元为2.4GHz无线收发芯片，则bP为2.4GHz无线收发芯片空中传输物理层数据速率，这里设置为1Mbps(2.4G无线收发器通常最高支持到2Mbps)；n为终端设备的优先级，m为所述目标群组的预设终端数量。
可选的，考虑到采用ISM2.4GHz频段时，实际各发送时隙之间必须有一定的安全时间间隔，实际的数据消息还包括其它信息，信号传输可能存在延迟，音频数据的缓存压力等因素，所述预设终端数量m可设为8。
固定频点通信的坏处是容易受到干扰，特别是在2.4G频段该问题会更突出，因为2.4G存在很多通信终端，包括Wi-Fi、蓝牙等，所以群组通信***必须支持跳频功能以提高抗干扰性。
因此，作为本发明的一个实施例，若所述通信方法应用于所述主设备，所述通信方法还包括：
步骤701：根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量。
具体地，目标群组中的每个终端设备都会对接收其它终端设备数据信息的状况做统计，并且在自己发送帧中的接收成功数量字段体现。主设备接收目标群组中所有从设备的接收成功数字段，并对当前信道的群组通信成功率做统计和判断，计算公式为其中，N为当前加入群组的终端设备的数量；200为通信次数；Sij为第i个终端设备在第j次通信时成功收到其它终端设备信息的数量。如果群组通信成功率低于设定阈值(比如80％)，则说明可能当前信道通信质量较差(可能存在同频干扰)，主机切换***通信频点至下一个频点。
步骤702：若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点。
具体地，如果群组通信成功率低于设定阈值(比如80％)，则说明可能当前信道通信质量较差(可能存在同频干扰)，主设备切换***通信频点至下一个频点。切换信道的原则可以是利用随机数确定当前信道上下2个频点之外的任意频点。具体地，主设备在自己的发送时隙发送跳频消息(如表1所示的切换通信频点广播帧)。
步骤703：接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息。
具体地，目标群组中其它从设备收到跳频消息后在自己的发送时隙发送跳频响应消息(如表1所示的切换频点成功响应帧)，所述主设备则接收该跳频响应消息。
步骤704：若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点。
具体地，主设备会一直发送该跳频消息，直至所有从设备切换成功，主设备最后一个切换至指定通信频点(即跳频频点)。
作为本发明的另一个实施例，若所述通信方法应用于非所述主设备的其他终端设备，所述通信方法还包括：
步骤801：接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
步骤802：发送跳频响应消息；
步骤803：切换到所述跳频频点。
至此，目标群组内的所有终端设备已切换到新频点继续进行通信和信道质量监测。
当主设备的用户认为可以结束通信时，如果主设备启动结束群组通信步骤，则其会开启结束群组通信广播(如表1)，所有从设备在收到广播后会反馈退出群组数据帧，并自动进入深度休眠状态。当从设备的用户认为可以退出通信时，如果从设备启动结束群组通信步骤，则其会发出退出群组数据帧，然后进入深度休眠状态。
到此，所述通信方法的完整过程即告完成。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的通信方法，通过分时复用的方式，能够支持多人之间的全双工通信，可避免或极大地减少多路无线信号空中碰撞现象。相比只支持2人组之间的半双工(如对讲机)或全双工语音通信(如电话、手机)，具有更广泛的应用场合；同时，不像手机等通信终端，使用该通信方法，在通信时不会产生任何费用，因其使用开放的ISM2.4GHz频段而不依赖运营商网络，不会产生通信费或流量费；此外，对讲机在通话发生干扰或冲突时需要双方手动切换通信频道才能继续通话，而该通信方法中的主设备支持信道监听和载波冲突检测，并且在产生同频干扰时管理目标群组中其它终端设备(从设备)切换到指定频点继续通信，从而提高了群组通信***的抗干扰性，相比对讲机更“智能”，更方便用户特别是老人和小孩使用。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种通信装置的一个实施例，可以较为经济地便捷通信。如图9所示，为本发明提供的一种通信装置的一个实施例的结构示意图。
所述通信装置，包括控制单元10和信号收发单元20；
所述控制单元10，用于：
利用所述信号收发单元20，通过监听频点确定目标群组是否建立；可选的，所述信号收发单元20为2.4G射频收发器，所述频点处于ISM2.4GHz频段；具体地，2.4G射频收发器(也可以是2.4GHz无线收发芯片)通常有多达125个频点可用，为了减少***扫描所有频点花费的时间，这里可以限定只使用其中16个频点，且相邻频点保持一定的安全间隔以避免邻道干扰。所述通信装置在开机后，首先进行所有16个频点的载波信号监听，每个频点监听时间可以为100ms；
若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组；
若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组；具体地，如果监听到某一频点已经发生指定终端设备间的群组通信，则记录下该频点，然后发送加入群组消息(可参照前述的第二群组信息)，根据所有已加入目标群组的其他终端设备的优先级确定自己的发射时隙；
确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；
基于所述第一目标频点或第二目标频点，在所述发送时隙通过所述信号收发单元20发送数据信息；具体地，所述目标群组建立后，意味着目标群组中所有终端设备的空中发射时隙已确定，每个终端设备在其分配的发送时隙发射无线信号，其它时间都处于接收状态。
作为本发明的一个实施例，所述控制单元10，用于：
确定第一目标频点；具体地，在启动通信模式后，首先进行所有预设频点(例如可以是前述的16个选定频点)的载波信号监听，每个频点监听时间可以是100ms；在对所有频点进行监听后，如果没有发现任何约定群组通信名称的终端设备在广播，说明所述目标群组未建立，则需要确定第一目标频点；可选的，所述确定第一目标频点，可以是确定多个预设频点中未被占用的一个频点作为第一目标频点；进一步的，若未被占用的频点中存在预设的固定频点，则也可以将所述固定频点作为第一目标频点；
在所述第一目标频点上，按预设时间间隔通过所述信号收发单元发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；可选的，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识(参考下表1中的群组名称)；可选的，在确定所述第一目标频点后，则开始从第一目标频点开始广播第一群组消息，广播采用脉冲方式，间隔50ms(加一小段随机延时)广播一次，广播时间为500ms，所述第一群组消息的内容可参考表1所示的加入群组广播帧。其中发射优先级字段用于表明发出第一群组消息的终端设备在目标群组中的空中传输信号的优先级，这里优先级可以采用随机数生成(比如AD采样产生的随机数)，且随机数越低，优先级越高；
在所述第一目标频点上，通过所述信号收发单元接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；可选的，所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址(参考表1中的加入群组广播帧)；在发送所述第一群组消息之外通信周期的其它时间，所述目标群组中的其他终端设备都可以收到所述第一群组消息(广播是持续且随机的，不会总发生空中碰撞)，并能够根据所述第一群组消息确定自己在目标群组中无线发送的优先级，进而广播所述第二群组消息；需要说明的是，加入所述目标群组的终端设备的数量可能不止一个，因此，此时接收到来自不同终端设备的第二群组消息的内容是不完全相同的；
在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
以上，即完成了在所述目标群组未建立的情况下，建立所述目标群组的步骤。
作为本发明的一个实施例，所述控制单元10，用于：
确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；可选的，考虑到采用ISM2.4GHz频段时，实际各发送时隙之间必须有一定的安全时间间隔，实际的数据消息还包括其它信息，信号传输可能存在延迟，音频数据的缓存压力等因素，在一个目标群组中支持的终端设备(即预设终端数量)可以例如为8个或以下；
若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量(如不超过7个)，则加入所述目标群组。
作为本发明的一个实施例，所述通信装置，还包括数据获取单元30；
所述数据获取单元30，用于获取待发送数据信息；
所述控制单元10，用于将所述待发送数据信息发送至发送队列；以及，在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息，通过所述信号收发单元20发送。
作为本发明的一个实施例，所述控制单元10，用于：
比较所述第一参数和第二参数；具体地，假设接收到来自三个其他终端设备(A、B、C)的第二组群消息为例进行说明；假设，来自终端设备A的第二组群消息中的第二参数例如为3，来自终端设备B的第二组群消息中的第二参数例如为15，来自终端设备C的第二组群消息中的第二参数例如为7；所述第一参数例如为1；在本示例中，第一参数和三个第二参数，按照从小到大的顺序，依次排列为：第一参数1、对应终端设备A的第二参数3、对应终端设备C的第二参数7和对应终端设备B的第二参数15；
根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级；具体地，根据比较的结果，本终端设备确定其在目标群组中的发送优先级；例如，基于参数越小发送优先级越高的规则，可确定本终端设备的发送优先级为1，终端设备A的发送优先级为2，终端设备C的发送优先级为3，以及终端设备B的发送优先级为4；可选的，也可以基于参数越大发送优先级越高的规则来确定第一终端设备的发送优先级，在此不再赘述；
基于所述优先级，确定发送时隙；具体地，基于发送优先级，本终端设备确定自己的发送时隙；在本示例中，由于本终端设备的发送优先级为1，所以用于本终端设备的发送时隙为用于整个目标群组的所有时隙中的序号为1的时隙；可选的，也可以采用其它一一对应的发送优先级与各个发送时隙的映射关系来基于发送优先级，确定发送时隙。
基于前述步骤，所述目标群组中的各终端设备可相应地确定自身的发送时隙。
作为本发明的一个实施例，所述控制单元10，还用于：
获取待发送数据信息；可选的，所述数据信息可以是文字信息和语音信息等；所述文字信息可以是通过终端设备上设置的按键来进行输入，也可以通过具有触控功能的电子键盘进行输入；所述语音信息可以是通过终端设备上设置的麦克风来采集。在一些实施方式中，终端设备会一直对麦克风采集的模拟音频(待发送数据信息)滤波并使用终端设备的控制单元内部的音频编解码器数字化，用以进行下一步处理；
将所述待发送数据信息发送至发送队列；可选的，所述发送队列采用消息队列数据结构，类似FIFO(First Input First Output，先入先出队列)；
在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息并发送；在一些实施方式中，一旦终端设备的发射时隙到来，终端设备的控制单元开始从所述发送队列中取出预设长度(如24bit(3字节))的数据信息并按照G.711A率压缩标准将24位线性码压缩成8位压缩码(这里，可选的，程序段已制成一张A率压缩表以尽量提高数据处理性能)，以降低无线数据带宽，所有压缩后音频数据会存储到另一段发送队列缓存，然后通过终端设备的信号收发单元发送出去。
作为本发明的一个实施例，所述通信装置，还包括数据输出单元40；
在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，所述信号收发单元20，用于接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息；在一些实施方式中，终端设备的信号收发单元，在通信周期Ts内除自己发送时隙外的其它时间，接收其它终端设备发出的无线数据信息；
所述控制单元10，用于将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列；以及，通过所述数据输出单元40依次输出叠加后的数据信息；可选的，若所述数据信息为文字信息，可通过终端设备的显示屏显示，若所述数据信息为语音信息，可通过终端设备的扬声器或连接的耳机输出。
在一些实施方式中，终端设备的无线信号发送或接收状态是通过控制单元控制高频开关实现的，只有需要发射音频信号时才会将开关切换至PA(功率放大器)与天线连接；否则将处于接收状态，即高频开关切换至LNA(低噪声放大器)与天线连接。
至此，实现目标群组中所有终端设备之间相互通信，即所有终端设备可以同时发出无线语音信号且在空中传输不会发生碰撞(或碰撞概率极低)，所有其它终端都可以接收到。
作为本发明的一个实施例，所述控制单元10，用于根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
具体地，目标群组网络中可以预先规定只有一个主设备，其它终端设备均为从设备。其中主设备用于监测统计频点通信质量、管理其它从设备切换，即实现群组跳频通信管理。可选的，可以令目标群组中发送优先级最高的终端设备为主设备，其它终端为从设备，各从设备会以主设备的发送时隙为基础，根据自己的发射优先级做时隙估计，实现***动态运行状态下的发射重定时。
可选的，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，若数据信息为语音信息，tr为接收到主设备的音频数据包时刻；Ts为通信周期，若数据信息为语音信息，Ts为音频采样周期(比如8ms)；bA为数据编码速率，若数据信息为语音信息，bA为音频编码速率，可采用G.711为64kbps；bP为空中接口数据传输速率，若所述信号收发单元为2.4GHz无线收发芯片，则bP为2.4GHz无线收发芯片空中传输物理层数据速率，这里设置为1Mbps(2.4G无线收发器通常最高支持到2Mbps)；n为终端设备的优先级，m为所述目标群组的预设终端数量。
可选的，考虑到采用ISM2.4GHz频段时，实际各发送时隙之间必须有一定的安全时间间隔，实际的数据消息还包括其它信息，信号传输可能存在延迟，音频数据的缓存压力等因素，所述预设终端数量m可设为8。
固定频点通信的坏处是容易受到干扰，特别是在2.4G频段该问题会更突出，因为2.4G存在很多通信终端，包括Wi-Fi、蓝牙等，所以群组通信***必须支持跳频功能以提高抗干扰性。
因此，作为本发明的一个实施例，若所述通信装置10为所述主设备，所述控制单元10，用于：
根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量；具体地，目标群组中的每个终端设备都会对接收其它终端设备数据信息的状况做统计，并且在自己发送帧中的接收成功数量字段体现；主设备接收目标群组中所有从设备的接收成功数字段，并对当前信道的群组通信成功率做统计和判断，计算公式为其中，N为当前加入群组的终端设备的数量；200为通信次数；Sij为第i个终端设备在第j次通信时成功收到其它终端设备信息的数量。如果群组通信成功率低于设定阈值(比如80％)，则说明可能当前信道通信质量较差(可能存在同频干扰)，主机切换***通信频点至下一个频点。
若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则通过所述信号收发单元20在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点；具体地，如果群组通信成功率低于设定阈值(比如80％)，则说明可能当前信道通信质量较差(可能存在同频干扰)，主设备切换***通信频点至下一个频点；切换信道的原则可以是利用随机数确定当前信道上下2个频点之外的任意频点；具体地，主设备在自己的发送时隙发送跳频消息(如表1所示的切换通信频点广播帧)；
通过所述信号收发单元20接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息；具体地，目标群组中其它从设备收到跳频消息后在自己的发送时隙发送跳频响应消息(如表1所示的切换频点成功响应帧)，所述主设备则接收该跳频响应消息；
若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点；具体地，主设备会一直发送该跳频消息，直至所有从设备切换成功，主设备最后一个切换至指定通信频点(即跳频频点)。
作为本发明的一个实施例，若所述通信装置为非所述主设备的其他终端设备，所述控制单元10，用于：
通过所述信号收发单元20接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
通过所述信号收发单元20发送跳频响应消息；
切换到所述跳频频点。
至此，目标群组内的所有终端设备已切换到新频点继续进行通信和信道质量监测。
当主设备的用户认为可以结束通信时，如果主设备启动结束群组通信步骤，则其会开启结束群组通信广播(如表1)，所有从设备在收到广播后会反馈退出群组数据帧，并自动进入深度休眠状态。当从设备的用户认为可以退出通信时，如果从设备启动结束群组通信步骤，则其会发出退出群组数据帧，然后进入深度休眠状态。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的通信装置，通过分时复用的方式，能够支持多人之间的全双工通信，可避免或极大地减少多路无线信号空中碰撞现象。相比只支持2人组之间的半双工(如对讲机)或全双工语音通信(如电话、手机)，具有更广泛的应用场合；同时，不像手机等通信终端，使用该通信装置，在通信时不会产生任何费用，因其使用开放的ISM2.4GHz频段而不依赖运营商网络，不会产生通信费或流量费；此外，对讲机在通话发生干扰或冲突时需要双方手动切换通信频道才能继续通话，而该通信装置中的主设备支持信道监听和载波冲突检测，并且在产生同频干扰时管理目标群组中其它终端设备(从设备)切换到指定频点继续通信，从而提高了群组通信***的抗干扰性，相比对讲机更“智能”，更方便用户特别是老人和小孩使用。
本发明实施例的第三个方面，提供了一种可穿戴设备的一个实施例，可以较为经济地便捷通信。如图10所示，为本发明提供的一种可穿戴设备的一个实施例的结构示意图。
所述可穿戴设备包括前述通信装置的任一实施例，所述可穿戴设备还包括外壳50、数据输出单元40、电池单元60和电路板70，所述数据输出单元40包括显示单元41，所述控制单元10和信号收发单元20设置在所述电路板70上；所述显示单元41、电路板70和电池单元60依次层叠设置于所述外壳50中，参见图11所示。
可选的，参见图11所示，所述可穿戴设备还包括设置在电路板70和显示单元41之间的支撑柱51，用于将二者进行分隔；可选的，所述显示单元41为OLED显示屏，用以提供更好的显示效果；可选的，所述可穿戴设备可以是智能手表、智能眼镜等可穿戴设备，从而一方面具有智能化操作功能，另一方面又可具有常规功能，从而方便用户使用。可选的，所述数据输出单元40还可包括麦克风71，用于输出接收到的语音信息。
作为本发明的一个实施例，图10示出了所述可穿戴设备的外观结构，图11示出了所述可穿戴设备的截面视图。所述可穿戴设备的外壳50形状设计为长方形，采用高强度ABS工程塑料一体成型设计，强度高重量轻，面积小，厚度较薄，儿童也适合佩戴。如图11所示，整个结构堆叠成三层，从上到下依次为OLED显示屏(显示单元41)、电路板70和303450超薄锂离子电池(电池单元60)。对外接口包括表盘左侧有一个Micro USB接口61，方便对锂离子电池进行充电，一个工作模式切换按钮52，该按钮52可使所述可穿戴设备在正常工作模式、深度休眠模式和通信模式之间相互切换，其中正常工作模式包括手表工作模式和时钟设置模式等，各种工作模式状态切换见图13。表盘右侧有三个按键，一个字符选择按键53，在通信模式下用来选择加入群组名称的字符，在时钟设置模式下用来选择时间数字，一个音频输出控制按键55，用来控制音频通过扬声器还是耳机输出，一个确定键54，当可穿戴设备在设置模式下，该确定键54用来确定输入字符选择按键选择的字符。其它结构还包括扬声器输出孔58、耳机输出孔57、麦克风输入孔56、复位孔(图10中表盘左下角的小孔)等。当所述可穿戴设备为智能手表时，所述可穿戴设备还包括表带59，所述表带59上还可以设置透气孔591以增加舒适度。可选的，所述显示单元41上还可以划分显示区域，其中区域411用于显示日期，区域412用于显示时间或在其他模式下显示相应内容，或者用于显示接收到的文字信息，区域413用于显示电池电量。
作为本发明的一个实施例，所述可穿戴设备，还包括设置在所述外壳50上的工作模式切换按钮52和设置在所述电路板70上的开关电路(未示出)，所述工作模式切换按钮52通过所述开关电路与所述控制单元10连接；
所述工作模式切换按钮52产生的切换信号，通过所述开关电路传递到所述控制单元10，所述控制单元10根据所述切换信号，控制所述可穿戴设备在正常工作模式、深度休眠模式和通信模式之间切换。
作为本发明的一个实施例，所述可穿戴设备，还包括实时时钟单元80，用于在所述可穿戴设备处于所述深度休眠模式时将时间信息显示在所述显示单元41上。可选的，所述实时时钟单元80为RTC(Real-Time Clock，实时时钟)。
作为本发明的一个实施例，图12示出了所述可穿戴设备的整体硬件原理框图。其中：
麦克风71用于将语音信号转化为电信号，通过一阶RC低通滤波器72滤除音频带外噪声，提高音频信号信噪比。
所述控制单元10可选择新唐Cortex-M4内核高性能音频处理器NU505，包含硬件浮点乘法器和除法器。所述可穿戴设备的控制单元中用到新唐Cortex-M4内核高性能音频处理器NU505的功能单元包括：音频编解码器CODEC，编码器将单声道麦克风模拟音频数字化为24位线性码，解码器将收到的24位线性码转化为模拟音频电信号；DMA(Direct MemoryAccess，直接内存存取)通道，用于音频数据在内存与编解码器之间高速传输；SPI1接口，用于对2.4GHz收发器21进行控制和数据交互；SPI2接口，控制显示单元41；定时器，为***运行过程中需要高精度计时操作提供定时基准，如***在各种工作模式之间转化计时；ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)，用于通过电量检测电路63进行锂离子电池电量检测；FLASH(闪存)，除用于固化***程序外，还存储英文字母和数字字库、建立的群组通信名称、以及其它***设置参数；
音频功率放大器74，用于将解码器恢复的模拟音频进行功率放大，并驱动扬声器73发声；
耳机77，解码器恢复的音频信号也可从耳机输出；
模拟开关75，用于控制解码器输出音频是从耳机77输出还是从扬声器73输出，其通过一阶RC低通滤波器76连接控制单元10；
可充电锂离子电池60，***工作电源；
充电电路62，接入外接直流电源适配器时可对锂离子电池60进行充电；
2.4GHz收发器21，实现基带数字信号和射频信号之间的相互转化；
LNA(低噪声放大器)23，即，用于提取、放大接收射频信号中微弱的音频调制信号，并滤除调制信号带外噪声；可选的，其通过巴伦电路(平衡不平衡转换器)22与2.4GHz收发器21连接；
PA(功率放大器)24，可将2.4GHz收发器21输出的0dBm射频信号进一步放大至20dBm，从而大幅提高无线通信距离；
射频开关25，用于切换射频信号收发工作状态，即需要发出信号时接通至功率放大器PA，需要接收信号时接通至低噪声放大器LNA；
天线26，采用2.4G高增益全向陶瓷天线，在保证信号质量的前提下极大减少了体积，方便结构设计；
实时时钟单元80，虽然新唐NU505内部包含RTC，但其一旦进入深度睡眠状态RTC也会被关闭，所以为了能够在***深度睡眠时依然可以进行计时，这里单独使用了一个外部RTC(实时时钟，Real-Time Clock)；
显示单元41，可选用蓝光1.5”OLED显示屏，用于显示当前时间(年月日时分秒)、***工作状态，由于屏幕是整个***中功耗较大的来源，其供电通过控制单元10控制MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)实现，以大幅降低***在休眠状态时的整体功耗；
各种按键，其用处包括：手动切换***工作状态；设定或修改当前时间；设定群组通信名称等。
除了前述通信装置实施例中提及的通信功能外，作为本发明的一个实施例，所述可穿戴设备的工作模式和状态切换如图13所示。
***上电后，首先进行***初始化(包括音频编解码格式、采样速率，2.4G无线收发器物理层通信速率等)，然后控制单元10通过I2C总线从RTC读取当前时间并以数字形式将时间在显示单元41上显示，之后控制单元10将会以RTC中断方式(1秒频度)获取并显示时间，如果10秒内后未进行任何操作，则***自动进入深度休眠状态，关闭显示单元41、控制单元10进入低功耗运行模式，整个***只有RTC处于工作状态(其工作电流仅uA级)。***从深度休眠状态进入手表模式需要按一下工作模式切换按钮52。
装置切换到手表模式后，所做动作仅为显示单元41显示当前时间和当前电池电量，如果此时再按一下工作模式切换按钮52，则进入时间设置模式，用户可通过字符选择按钮和确定按钮依次修改年、月、日、时、分、秒数值，这样就实现了手动修改时间，设置完毕，装置自动进入手表模式。
如果在时间设置模式下再按一下工作模式切换按钮52，则装置进入通信设置模式，即确定群组通信名称(类似Wi-Fi热点的SSID，所有加入该群组通信的终端设备都必须使用相同的群组通信名称)，这里首先会呈现一张群组清单，即包括之前建立过的群组，以及新建群组选项。已经建立的群组名称可以直接使用，也可以删除。如果新建群组名称，则显示单元41会弹出由26个英文字母、10个***数字、大小写切换键、删除键以及确定键构成的字符选择菜单，用户可通过字符选择按钮53和确定按钮54输入、修改并最终确定将要加入群组通信的群组名称。通信设置完成后，装置即进入群组通信模式。
在通信模式下，控制单元10中的音频编解码器CODEC、DMA通道、ADC等片上外设开始工作，外部的显示单元41、2.4GHz收发器21、PA(功率放大器)、LNA(低噪声放大器)等也开始工作，因此整机功耗较大，该终端可同时与最多7个其它终端进行全双工群组语音通信。
下面再结合附图12大致介绍所述可穿戴设备收发语音信息的过程。
群组网络中每个终端设备的语音信息发送过程为：
所述可穿戴设备会一直对麦克风71采集的模拟音频滤波并使用控制单元10内部的音频编解码器CODEC数字化，然后DMA发送至内部发送队列缓存(采用消息队列数据结构，类似FIFO)，一旦其发射时隙到，控制单元10开始从音频缓存队列中取出24bit(3字节)的音频采样数据并按照G.711A率压缩标准将24位线性码压缩成8位压缩码(这里实际上程序段已经做成一张A率压缩表以尽量提高数据处理性能)，以降低无线数据带宽，所有压缩后音频数据会存储到另一段发送队列缓存，然后通过DMA方式发送至信号收发单元20发送出去。
群组网络中每个终端设备的语音信息接收过程为：
所述可穿戴设备的信号收发单元20在通信周期Ts内除自己发送时隙外的其它时间接收其它终端设备发出的无线音频数据并产生中断，控制单元10获取数据包大小并设置DMA控制器将群组中各个终端的无线音频数据缓存至接收队列(每个终端对应一个接收队列)，然后控制单元10按接收最小音频数据包大小以字节方式对所有终端音频数据进行叠加操作(实现音频同步)、8位压缩码转为24位线性码并存储至新缓存队列，最后再使用DMA控制器将混叠的音频数据发送给音频编解码模块恢复成模拟语音信号输出。用户可使用音频控制按钮控制音频通过扬声器或耳机输出。
终端无线信号发送或接收状态是通过控制单元10控制射频开关25实现的，只有需要发射音频信号时才会将开关切换至PA(功率放大器)与天线连接；否则将处于接收状态，即高频开关切换至LNA(低噪声放大器)与天线连接。至此，实现群组中所有终端之间相互通信，即所有终端可以同时发出无线语音信号且在空中传输不会发生碰撞(或碰撞概率极低)，所有其它终端都可以接收到。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的可穿戴设备，除具备常规的穿戴设备的功能外，其最大特点在于支持一定范围内(500米)多达8人之间同时进行全双工的语音通话，克服了传统对讲机只支持半双工语音通话；使用开放的ISM2.4GHz频段，使用过程中不会产生任何费用；***结构简单、低成本、低功耗；体积小、重量轻、方便携带，具有较好的用户体验和广阔的使用场景。
本发明实施例提供的可穿戴设备，通过分时复用的方式，能够支持多人之间的全双工通信，可避免或极大地减少多路无线信号空中碰撞现象。相比只支持2人组之间的半双工(如对讲机)或全双工语音通信(如电话、手机)，具有更广泛的应用场合；同时，不像手机等通信终端，使用该可穿戴设备，在通信时不会产生任何费用，因其使用开放的ISM2.4GHz频段而不依赖运营商网络，不会产生通信费或流量费；此外，对讲机在通话发生干扰或冲突时需要双方手动切换通信频道才能继续通话，而该可穿戴设备中的主设备支持信道监听和载波冲突检测，并且在产生同频干扰时管理目标群组中其它终端设备(从设备)切换到指定频点继续通信，从而提高了群组通信***的抗干扰性，相比对讲机更“智能”，更方便用户特别是老人和小孩使用。
基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种执行所述通信方法的装置的一个实施例。如图14所示，为本发明提供的执行所述通信方法的装置的一个实施例的硬件结构示意图。
如图14所示，所述装置包括：
一个或多个处理器901以及存储器902，图14中以一个处理器901为例。
所述执行所述通信方法的装置还可以包括：输入装置903和输出装置904。
处理器901、存储器902、输入装置903和输出装置904可以通过总线或者其他方式连接，图14中以通过总线连接为例。
存储器902作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述通信方法对应的程序指令/模块(例如，附图9所示的控制单元10、信号收发单元20、数据获取单元30和数据输出单元40)。处理器901通过运行存储在存储器902中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的通信方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据通信装置的使用所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至会员用户行为监控装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置903可接收输入的数字或字符信息，以及产生与通信装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置904可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器902中，当被所述一个或者多个处理器901执行时，执行上述任意方法实施例中的通信方法。所述执行所述通信方法的装置的实施例，其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
本申请实施例提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的列表项操作的处理方法。所述非暂态计算机存储介质的实施例，其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。所述计算机程序的实施例，其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
此外，典型地，本公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。
此外，根据本公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及***单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接RambusRAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个***的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
公开的示例性实施例，但是应当注公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本公开的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”(“a”、“an”、“the”)旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种通信方法，其特征在于，包括：
通过监听频点确定目标群组是否建立；
若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组；
若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组；
确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；
基于所述第一目标频点或第二目标频点，在所述发送时隙发送数据信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标频点和/或第二目标频点处于ISM2.4GHz频段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发送时隙发送数据信息，包括：
获取待发送数据信息；
将所述待发送数据信息发送至发送队列；
在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息并发送。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息；
将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；
对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列；
依次输出叠加后的数据信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，Ts为通信周期；bA为数据编码速率；bP为空中接口数据传输速率；n为终端设备的优先级，m为所述目标群组的预设终端数量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述通信方法应用于所述主设备，所述通信方法还包括：
根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量；
若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点；
接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息；
若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点。
8.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，若所述通信方法应用于非所述主设备的其他终端设备，所述通信方法还包括：
接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
发送跳频响应消息；
切换到所述跳频频点。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述目标群组，包括：
确定所述第一目标频点；
在所述第一目标频点上，按预设时间间隔发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述第一目标频点，包括：
确定多个预设频点中未被占用的一个频点作为所述第一目标频点。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙，包括：
比较所述第一参数和第二参数；
根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级；
基于所述优先级，确定发送时隙。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识；所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入所述目标群组，包括：
确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；
若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量，则加入所述目标群组。
14.一种通信装置，其特征在于，包括控制单元和信号收发单元；
所述控制单元，用于：
利用所述信号收发单元，通过监听频点确定目标群组是否建立；
若所述目标群组未建立，则在第一目标频点建立所述目标群组；
若所述目标群组已建立，则确定建立有所述目标群组的第二目标频点，并加入所述目标群组；
确定在所述目标群组中的优先级，并根据所述优先级确定发送时隙；
基于所述第一目标频点或第二目标频点，在所述发送时隙通过所述信号收发单元发送数据信息。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信号收发单元为2.4G射频收发器，所述第一目标频点和/或第二目标频点处于ISM2.4GHz频段。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括数据获取单元；
所述数据获取单元，用于获取待发送数据信息；
所述控制单元，用于将所述待发送数据信息发送至发送队列；以及，在所述发送时隙，从所述发送队列中提取预设长度的数据信息，通过所述信号收发单元发送。
17.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括数据输出单元；
在通信周期的除所述发送时隙的其他时间，所述信号收发单元，用于接收来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息；
所述控制单元，用于将所述来自所述目标群组中其他终端设备的数据信息缓存至各终端设备对应的接收队列；对所有数据信息进行叠加操作并存储至输出缓存队列；以及，通过所述数据输出单元依次输出叠加后的数据信息。
18.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于根据所述优先级确定所述目标群组中的主设备。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述发送时隙的表达式为：
其中，tr为接收到所述主设备的数据信息的时刻，Ts为通信周期；bA为数据编码速率；bP为空中接口数据传输速率；n为终端设备的优先级，m为预设终端数量。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，若所述通信装置为所述主设备，所述控制单元，用于：
根据在所述目标群组中发送和接收的数据消息，计算群组通信成功率，其中，所述数据消息包括第三参数，所述第三参数指示数据接收成功的数量；
若所述群组通信成功率低于预设通信成功率阈值，则通过所述信号收发单元在所述目标群组中发送跳频消息；其中，所述跳频消息包括跳频频点；
通过所述信号收发单元接收来自所述目标群组中的其它终端设备的跳频响应消息；
若接收到所述目标群组中所有其它终端设备的跳频响应消息，则停止发送所述跳频消息，并切换到所述跳频频点。
21.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，若所述通信装置为非所述主设备的其他终端设备，所述控制单元，用于：
通过所述信号收发单元接收来自所述主设备的指示跳频频点的跳频消息；
通过所述信号收发单元发送跳频响应消息；
切换到所述跳频频点。
22.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于：
确定所述第一目标频点；
在所述第一目标频点上，按预设时间间隔通过所述信号收发单元发送第一群组消息；其中，所述第一群组消息包括第一群组信息和第一参数，所述第一参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，通过所述信号收发单元接收至少一个第二群组消息；其中，所述第二群组消息包括第二群组信息和第二参数，所述第二参数与所述优先级有关；
在所述第一目标频点上，建立完成所述目标群组。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于：
比较所述第一参数和第二参数；
根据比较结果，确定在所述目标群组中的优先级；
基于所述优先级，确定发送时隙。
24.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述第一群组信息包括所述目标群组的标识；所述第二群组信息包括所述目标群组的标识和属于所述目标群组的终端设备的设备地址。
25.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于：
确定已加入所述目标群组的终端设备的数量是否超过预设终端数量；
若已加入所述目标群组的终端设备的数量未超过预设终端数量，则加入所述目标群组。
26.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述通信装置为可穿戴设备，所述可穿戴设备还包括外壳、数据输出单元、电池单元和电路板，所述数据输出单元包括显示单元，所述控制单元和信号收发单元设置在所述电路板上；所述显示单元、电路板和电池单元依次层叠设置于所述外壳中。
27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述外壳上的工作模式切换按钮和设置在所述电路板上的开关电路，所述工作模式切换按钮通过所述开关电路与所述控制单元连接；
所述工作模式切换按钮产生的切换信号，通过所述开关电路传递到所述控制单元，所述控制单元根据所述切换信号，控制所述可穿戴设备在正常工作模式、深度休眠模式和通信模式之间切换。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，还包括实时时钟单元，用于在所述可穿戴设备处于所述深度休眠模式时将时间信息显示在所述显示单元上。
29.一种电子设备，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1-14任一项所述的方法。
30.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其中，所述计算机程序在由处理器执行时实现权利要求1-14中任一项所述的通信方法的步骤。
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