在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间交换数据包的方法与流程

本发明在第一方面涉及通过双向无线通信信道在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间交换数据包的方法，其中，第一和第二便携式通信装置中的至少一者包括助听仪器。该方法包括由第一便携式通信装置生成属于第一包类别或第二包类别的第一数据包并通过无线通信信道从第一便携式通信装置向第二便携式通信装置发射第一数据包的步骤，其中，第一包类别包括音频数据，第二包类别没有音频数据。该方法包括，监测无线通信信道在收到第一数据包之后的由第二便携式通信装置发射的第二数据包的另外步骤。如果第二数据包的确认指示符不被设置或如果第一助听仪器无法接收第二数据包，则如果第一数据包属于第一包类别，第一便携式通信装置从第一便携式通信装置向第二便携式通信装置重发第一数据包至多N次；N为在1和4之间的正整数。

背景技术：

在一对助听仪器之间或助听仪器和另一便携式通信装置之间的无线双向或单向音频数据流传输是非常可取的。然而，对于由于从助听仪器的典型电池可得到的电力很少的助听仪器来说，利用现有技术的无线数据通信方法、协议和装置要必须解决或交付可行的解决方案，存在功耗、可靠性、发射延时或延迟、部件尺寸等方面的若干问题。

标准化的无线数据通信协议，诸如由蓝牙核心规范4.1或更早版本所定义的蓝牙LE不允许实时音频传输。所定义的协议存在若干限制，即在不改变某些协议层的情况下实时音频传输是不可行的：

LE所定义的L2CAP信道的性质-其中，定义了传输没有超时或刷新的尽力而为的数据传输方法-也意味着几乎不可能通过所定义的LE进行实时音频服务。

-缺乏实时传输装置也意味着在两个成对的音频接收器(诸如助听器)之间立体声同步几乎是不可能的。

-包大小意味着发射实时音频(通常为16-96kbit/s)所需的数据速率的开销数据是非常高的。

本方法的目的是在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间交换数据包以克服上面提及的现有技术无线数据通信方法、协议和装置的问题和缺陷。

技术实现要素：

本发明的第一方面涉及通过双向无线通信信道在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间交换数据包的方法，其中，第一和第二便携式通信装置中的至少一者包括助听仪器；所述方法包括以下步骤：

-由第一便携式通信装置生成属于第一包类别或第二包类别的第一数据包，并向第一数据包添加带有默认设置的确认指示符，

-通过无线通信信道从第一便携式通信装置向第二便携式通信装置发射第一数据包，

-优选在第一便携式通信装置监测无线通信信道在收到第一数据包之后的由第二便携式通信装置发射的第二数据包，

-如果第一便携式通信装置接收第二数据包，并且如果第一数据包的确认指示符被设置：

-在第一便携式通信装置生成第三数据包，第三数据包包括反映成功或失败接收第二数据包的确认指示符设定，并且

通过无线通信信道向第二便携式通信装置发射第三数据包；并且

如果第二数据包的确认指示符不被设置或如果第一便携式通信装置无法接收第二数据包：

-设定第一数据包的确认指示符以反映第二数据包的失败接收并从第一便携式通信装置向第二便携式通信装置重发该第一数据包，

其中，如果第一数据包属于第一包类别，则第一数据包的重发最多被执行N次；

N为在1和4之间的正整数。

另一方面，如果第一数据包属于第二包类别，并且如果第二包类别不存在或第二数据包的确认指示符不被设置或第二数据包的数据被标记为无效，则第一便携式通信装置可被配置成刷新或删除第一数据包，如下面进一步详述。

会发生第二数据包的失败接收，并且被反映在第三数据包的确认指示符的设置中，尽管第一便携式通信装置接收第二数据包并且第二数据包的确认指示符被设定。例如，如果第二数据包的包错误检测码或错误校正码指示其数据内容无效，这会发生，如下面的另外细节所论述。

由第一便携式通信装置所生成和发射的至少一些数据包包括音频数据或音频帧，并因此，这些数据包属于第一包类别。第一便携式通信装置可包括上述的助听仪器。另一方面，由第二便携式通信装置所生成和发射的数据包，诸如第二数据包可不存在音频数据并仅仅包括各种类型的用于对准或同步第一和第二便携式通信装置的操作的控制数据，如下面进一步详述的。另选地，由第一便携式通信装置生成和发射的至少一些数据包以及由第二便携式通信装置生成和发射的至少一些数据包包括音频数据或音频帧。

第一、第二和第三数据包中的每者可包括错误检测码，诸如下面进一步详述的CRC，以允许第一和第二便携式通信装置在利用所讨论的数据包的数据之前，检查所收到的数据包的数据的有效性。如果错误检测码指示所收到的数据包的数据为无效，则该数据，特别是在确认指示符中的数据可被忽略，并且后续所发射的数据包的确认指示符设定为反映所收到的数据包的失败接收。因此，交换数据包的方法可包括另外的以下步骤：

-在第一便携式通信装置收到第二数据包之后，检查第二数据包的错误检测码，

-如果错误检测码指示第二数据包的数据为无效：则忽略第二数据包的确认指示符的设置并复位第三数据包的确认指示符以反映该第二数据包的失败接收。第三数据包可属于第二包类别。

音频数据可包括数字音频信号的多个采样或值，诸如可以被转换为声学声音的离散时间和离散幅度数字音频信号值的序列，其表示模拟音频信号的连续时间和连续幅度值。换句话说，音频数据和帧含有旨在用于在一些时间点转换为声音的编码数字数据，这在流媒体音频的领域中是众所周知的。

在本方法的第一实施例中，第一便携式通信装置和第二便携式通信装置两者包括助听仪器或助听器，例如，共同形成的无线双耳助听器系统。在后面的实施例中，第一助听器和第二助听器中的每者可经由相应的扬声器或接收器从用户或患者接收或向该用户或患者输送双耳处理的听力损失补偿音频信号，如下面参考附图进一步详述的。第一和第二助听仪器或助听器中的每者包括BTE、RIE、ITE、ITC、CIC等类型的助听仪器。通常，只可从助听仪器的电源得到严格限制的电力量。例如，电力通常由助听器中的常规ZnO₂电池供应。在助听器的设计中，大小和功耗是重要的考量。

在本方法的其它实施例中，第一便携式通信装置和第二便携式通信装置中的一者包括电池供电的音频启用装置，诸如耳机、头戴式耳机、智能电话、远端麦克风阵列、远端信号处理器等。

交换数据包的本方法基于第一包类别的丢失数据包的有限次数重发。第一包类别的数据包包括例如可被保持或存储在数据包的载荷段中的音频数据或帧，如下面参考附图所进一步详述的。由第一便携式通信装置所生成和发射的其它数据包，诸如第三数据包可属于没有音频数据的第二包类别。如果因为此包类别的数据通常不是紧急(例如，不是实时关键)的或对第一或第二便携式通信装置的正确操作是非关键的，第一便携式通信装置或第二便携式通信装置的第一次发射尝试失败，则属于第二包类别的数据包优选不被发射。因此，属于第二包类别的数据包可在失败的第一次发射尝试之后被丢弃或刷新。在替代的实施方案中，属于第二包类别的数据包的失败第一次发射尝试可导致所讨论的数据包的预定部分，例如载荷段在以后的时刻的重发尝试。在本发明的实施例中，该以后的时刻可为以后的所谓第一和第二便携式通信装置被物理连接的连接事件，在多个连续连接事件期间，如下面进一步详述。由于第一数据包，例如每个连接事件的第一数据包之前不存在数据包，因此，第一数据包的确认指示符的默认设置为可选的。然而，为保持第一、第二、第三数据包的相干布局，在第一数据包中包括确认指示符并且只是忽略其在第二便携式通信装置中的设置是可取的。

根据所讨论的通信装置，重发第一包类别的数据包的最大次数受正整数N或正整数M限制。M和N中的每者优选为至少1和最多为4。因此，在第二数据包属于第一包类别的情况下，第一数据包可被重发一次、两次、三次或四次，以及第二数据包可被重发一次、两次、三次或四次。在本方法的一些实施例中，N可等于M。因此，第一包类别的数据包被发射至多N+1次或M+1次，即失败的第一发射尝试之后进行至多N或M次重发尝试。在以这种方式响应于在前的失败发射或重发尝试对第一数据包每次重发尝试之后，出于发现第一数据包的明确接收确认的目的，第一便携式通信装置正在监测由第二便携式通信装置所发射的第二数据包或第三数据包的无线通信信道。由于下面所述的原因，第三数据包可属于第二包类别。因此，第一便携式通信装置检查所收到的第二数据包的确认指示符非设置，并且如果该确认指示符不被设置或如果第二数据包在预期的到达时间不存在，则第一便携式通信装置推断出所讨论的第一数据包的重发尝试是失败的，并通过对第一数据包进行另外的重发尝试继续进行，除非已达到重发的最大次数N。如果已达到N次重发，则第一便携式通信装置优选进行刷新、丢弃第一数据包，因为现已执行N次失败重发。另选地，如果未达到N次重发，则第一便携式通信装置回复以进行第一数据包的另外重发尝试，并且然后，如上所述继续监测无线通信信道以等待第二数据包或第三数据包的确认指示符。最后，如果第二数据包或第三数据包的确认指示符被设定，则第一便携式通信装置推断出所讨论的第一数据包的重发尝试是成功的并且中断任何另外的重发尝试。在后面的情形中，通过将某些无线通信电路和功能切换为断电模式，第一便携式通信装置可继续进行，如下面参考附图进一步详述的。在N次失败重发之后，刷新或删除属于第一包类别的数据包有助于减少在第一便携式通信装置或在第二便携式通信装置收到的从多个收到的第一包类别的数据包编译的音频流的延迟或时间延迟。失败数据包的刷新允许所讨论的便携式通信装置向在该数据包被刷新之后所发射的新数据包添加更新的或当前的音频帧。关于丢失的带有音频数据的数据包的这种刷新步骤避免通过无线双向通信信道的音频发射被特定音频数据包的大量重发尝试(原理上为无穷大的次数)堵塞或悬挂。

因此，本方法可包括另外的以下步骤：

-如果第一数据包的发射和N次重发失败：

-则刷新或丢弃第一数据包并生成第一包类别的第四数据包，

-通过无线通信信道从第一便携式通信装置向第二便携式通信装置发射第四数据包；和/或

-如果第一包类别的第二数据包的发射和M次重发失败：

-刷新第二数据包并生成第一包类别的第四数据包，

-通过双向无线通信信道从第二便携式通信装置向第一便携式通信装置发射第四数据包。

技术人员应理解，涉及在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间执行交换数据包的本方法的第二便携式通信装置可以以第一便携式通信装置关于接收、处理、发射和重发第一包类别的数据包和第二包类别的数据包的对应方式来操作。因此，本方法的一个实施例可包括另外的以下步骤：

-在第二便携式通信装置监测双向无线通信信道的由第一便携式通信装置所发射的第一数据包，

-在第二便携式通信装置接收第一数据包，并且

-由第二便携式通信装置生成第二数据包，第二数据包具有反映成功或失败接收第一数据包的确认指示符设定，

-通过双向无线通信信道从第二便携式通信装置向第一便携式通信装置发射第二数据包，

-在第二便携式通信装置监测双向无线通信信道在收到第二数据包之后的第三数据包或从第一便携式通信装置重发的第一数据包，

-在第二便携式通信装置接收第一数据包或第三数据包，并且

如果第一数据包或所述第三数据包的确认指示符被设定为：

-丢弃第二数据包的进一步发射；或

如果第一数据包或第三数据包的确认指示符不被设置或如果第一数据包或第三数据包两者不存在：

-如果第二数据包属于第一包类别，从第二便携式通信装置向第一便携式通信装置重发第二数据包；M为在1和4之间的正整数。

交换数据包的方法的一个实施例可包括另外的以下步骤：

-通过无线通信信道建立多个连续连接事件，

-在多个连续连接事件的至少一个连接事件或连接事件的子集期间，发射至少第一数据包、第二数据包和第三数据包。技术人员应理解，第一数据包、第二数据包和第三数据包可在连续连接时间的每个连接事件期间或至少在多数连续连接事件期间发射。如上所述，如果第一数据包的发射或N次重发在当前的连接事件中失败，则上述的第四数据包可为后续连接事件的第一数据包。同样，如上面所述，如果第二数据包属于第一包类别，并且第二数据包的第一次发射或M次重发在当前的连接事件中失败，则上述的第四数据包可为后续连接事件的第二数据包。在多个连续连接事件的每者期间，第一和第二便携式通信装置为物理连接的，以及在间歇的空闲时间段期间，可物理断开。因此，在所述多个连续连接事件被断开或空闲时间段被分隔开时，在所述第一便携式通信装置和所述第二便携式通信装置之间没有数据包交换。因此，每对连续连接事件可被断开的时间段或空闲时间段分隔开。在一对相邻连接事件之间的时间间隔或发射间隔可位于2ms和20ms之间，诸如在5ms和10ms之间。在空闲时间段期间，只要第一和第二便携式通信装置为逻辑连接的，而不管是否物理断开，时间间隔或发射间隔可为固定的。根据在任何特定连接事件中所需的第一和/或第二数据包的重发次数、信道数据速率和数据包的大小和长度，连续连接事件的持续时间通常应改变。连续连接事件的持续时间可例如位于0.5ms和5ms之间，诸如在0.9ms和2.5ms之间，如下面参考附图所进一步详述的。

交换数据包的方法可包括另外的以下步骤：

-在断开时间段期间，将第一和第二便携式通信装置的相应收发器电路断电。这种使相应收发器电路断电或空闲可在第一和第二便携式通信装置中产生相当多的功耗节约，如下面参考附图所进一步详述的。

如果本方法包括如上所述的多个连续连接事件，本方法可另外包括，如果第一数据包属于第一包类别，在至少一个连接事件期间重发第一数据包至多N次；和/或

如果第二数据包属于第一包类别，在至少一个连接事件期间重发第二数据包至多M次。因此，如果在特定或当前连接事件中，第一数据包的第一次发射或N次重发失败，则第一数据包被刷新，并且保持音频数据，即属于第一包类别的新数据包在后续的连接事件中由第一便携式通信装置生成并发射。此后续连接事件可为紧接着在多次失败发射尝试的当前连接事件之后的连接事件。第二便携式通信装置可应用关于在特定的连接事件中第一次发射和M次重发第二数据包的相同步骤。因此，在第一数据包的第一次发射和N次重发全部失败的一些连接事件期间，第三数据包可能不被发射，因为第一便携式通信装置利用所有可用的用于第一数据包重发的包发射尝试，如下面参考附图的图5和图7进一步详述的。然而，后面的失败发射结果中的每者的概率通常是很小的，并且通过N或M值的适当设置，可降低到很小的值，诸如低于1.0％或低于0.1％。因此，在多个连接事件期间，第三数据包将被发射，因为第一数据包的第一次发射是成功的，或第一数据包的至多N次重发中的一者是成功的。

本方法可包括响应于在当前的连接事件中的第一、第二和第三数据包的成功发射，终止当前连接事件。因此，在当前的连接事件中，此终止过程允许第一便携式通信装置向第二便携式通信装置发射带有第一数据包的单个音频帧，并且关于第二数据包反之亦然，并且接收关于第一数据包和第二数据包中的每者的明确或肯定接收确认。第一便携式通信装置和第二便携式通信装置可结合当前连接事件的终止输入它们先前所讨论的断电模式以节约用电。

另一方面，如果第一数据包属于第二类别，即，不存在音频数据，并且来自第二便携式通信装置的第二数据包不存在或第二数据包的确认指示符复位，则该方法可包括以下步骤：

-在第一数据包属于第二包类别的情况下，刷新、删除或丢弃第一数据包，

-在当前连接事件的后续连接事件期间，向第一或第二包类别的后续数据包添加第一数据包的数据段，例如控制数据。第一数据包的数据可包括或被限制在第一数据包的载荷数据。因此，第一通信装置或第一通信装置的控制器诸如通信控制器可被配置成从第一数据包剥离载荷数据，诸如控制数据，并且向后续的数据包添加这些载荷数据。这样，载荷数据可到达第二便携式通信装置，即使带有延迟。

根据交换数据包的本方法的一个实施例，第一包类别的数据包比第二包类别的数据包具有更大的长度或大小。属于第一包类别的数据包的大小或长度可例如为属于第二包类别的数据包的大小或长度的至少两倍。由于下面参考附图进一步详述的原因，此特征具有若干优点。属于第一包类别的数据包的大小或长度可位于20字节和100字节之间。

在本发明的一个实施例中，第一包类别的数据包包括至少标头段、保持音频数据的载荷段和保持包错误检测码和/或包错误校正码的数据检查段；以及第二包类别的每个数据包至少包括：

-标头段和保持包错误检测码或包错误校正码的数据检查段。包错误检测码或错误校正码可例如包括循环冗余校验(CRC)码。数据包的标头段可包括位字段或保持或存储确认指示符的分段。因此，确认指示符可由标头段的单个位表示。

第一、第二和第三数据包中的每者的标头段可包括指示数据包的类别的预定代码或值(L)。此功能将允许便携式通信装置的接收电路，诸如通信控制器快速和高效地，即，使用少量的功率/能量通过读出预定的代码或值来确定所收到的数据包属于哪个包类别。因此，通信控制器可基于读出的预定代码进行适当的行为，如下面参考附图进一步详述。

因此，交换数据包的本方法的另一实施例可包括以下步骤：

-评估至少第一或第二数据包的预定代码或值(L)，

-根据预定代码或值(L)重发或丢弃第一或第二数据包。

交换数据包的本方法的一些实施例可包括，在如上所述结合确认指示符的评估继续评估预定代码或值(L)之前，检查第一或第二数据包的错误检测码或错误校正码的步骤。如果错误检测码或错误校正码指示第一或第二数据包的数据是无效的，所讨论的数据包可在无需评估其预定代码或值(L)的情况下被刷新或丢弃。

此外，预定代码或值可根据本发明的一个实施例指出或指示数据包的地址或位置或保持特定类型的载荷数据，诸如音频数据和/或控制数据的包类别。预定代码可指出例如控制数据、音频数据或数据包的其它数据内容的开始地址。预定代码的这种指针属性的存在产生数据包的紧凑格式，即小的大小。该紧凑格式得以实现是因为，该数据包结构可在各个数据段中的每者前面分配常规的开销代码、字段或位以识别这些数据段中的每者的开始。因此，预定代码的指针属性允许便携式通信装置的通信控制器直接跳到所收到的数据包的不同数据部分的相应开始地址并读出其数据内容。这种对相关开始地址的直接存取节约了通信控制器语法分析或解码所收到的数据包的所有数据字节来检测数据包的预期数据部或字段的位置，如下面参考附图进一步详述的。第一类别的数据包的各种结构和第二类别的数据包的结构在下面参考附图进一步详述。

根据交换数据包的本方法的又一实施例，无线通信信道包括多个间隔开的频段，诸如在跨越预定无线电频率范围的60个和120个频段之间或在70个和100个频段之间。该频段中的每者的带宽可位于0.5MHz和3.0MHz之间。多个间隔开的频段可位于工业科学医疗(ISM)无线电频率范围，诸如2.40-2.50GHz的频段或902-928MHz的频段中。多个间隔开的频段可另选位于另一适用的频段中。在本发明的一些实施例中，双向无线通信信道可基于在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置的感应线圈之间的近场磁耦合。在后面的实施例中，多个间隔开的频段可被布置在低于2GHz，例如低于1GHz或低于500MHz的无线电频率范围中。

第一、第二以及任何后续数据包可在多个间隔开的频段上的不同频段上发射，其中，该不同频段根据预定的跳频密钥或算法来选择，如下面参考附图进一步详述的。

另选地，不同于在预定跳频密钥之后选择频段，带有特别有利数据发射质量，例如低的包错误率的支持或“黄金”频段可被选择用于第一次尝试发射第一数据包和/或用于第一次尝试发射第二数据包。根据后面的实施例，发射第一数据包的第一次尝试和/或发射第二数据包的第一次尝试可为发射先前所述的每个连接事件的第一数据包的第一次尝试和/或每个连接事件的第二数据包的第一次尝试。

技术人员应理解，不同的标准可被用于表征多个间隔开的频段的数据发射质量并用于选择支持或黄金频段。本方法的一个实施例可依赖于用于质量表征的包错误率并包括另外的以下步骤：

-在第一或第二无线通信装置检测多个间隔开的频段的相应发射质量估算器，诸如相应的包错误率(PER)，

-基于多个检测到的发射质量估算器来确定支持频段，

-在支持频段上第一次发射至少第一和第二数据包。

该方法可包括向第一和第二数据包中的每者的标头段的预定标头字段添加指示支持频段的频段标识符。此实施例允许第一和第二便携式通信装置跟踪在RF噪声条件随时间改变时支持或黄金频段的身份的变化，如下面参考附图进一步详述的。

如果第一数据包的第一次发射尝试失败，这可指示比预期更少的通过黄金频段的有利发射质量，并因此，本方法的一个实施例可包括以下步骤：

-根据预定的跳频密钥，选择与支持频段不同的多个间隔开的频段中的频段，

在不同的频段上重发第一数据包；并且可选地：

-在根据预定跳频密钥所选的不同频段上发射后续的数据包。

本发明的第二方面涉及无线双耳助听器系统，其被配置为通过双向无线通信信道交换数据包。助听器系统包括：包括第一无线电收发器的第一助听仪器和包括第二无线电收发器的第二助听仪器，其中，所述第一助听仪器包括耦合到第一无线电频率收发器的第一通信控制器，以及所述第二助听仪器包括耦合到第二无线电收发器的第二通信控制器。第一通信控制器被配置成：

-生成属于第一包类别或第二包类别的第一数据包，并向第一数据包添加带有默认设置的确认指示符，其中，第一包类别包括音频数据，第二包类别没有音频数据，

-通过无线通信信道向第二便携式通信装置发射第一数据包，

-监测无线通信信道在收到第一数据包之后的由第二便携式通信装置发射的第二数据包，

-如果第一便携式通信装置接收第二数据包，并且如果第二数据包的确认指示符被设置：

-生成包括确认指示符设定的第三数据包，并通过无线通信信道向第二便携式通信装置发射第三数据包，该确认指示符设定反映成功还是失败接收第二数据包；并且

如果第二数据包的确认指示符不被设置或如果第一便携式通信装置无法接收第二数据包，

-设定第一数据包的确认指示符以反映第二数据包的失败接收并向第二便携式通信装置重发第一数据包，

其中，如果第一数据包属于第一包类别，则第一数据包的重发最多被执行N次；N为在1和4之间的正整数。

技术人员应理解，第二助听仪器的第二通信控制器可以与第一助听仪器的对应电路对应的方式来运行。由本无线双耳助听器系统所给予的数据包的交换允许多种类型的有用数据，诸如实时数字音频信号或数字音频流、信号处理参数、控制数据，诸如音量控制设置、信号处理程序的识别等的数字交换。

第一和第二助听仪器或助听器中的每者可包括：

输入变换器，诸如一或若干麦克风，其被配置成基于施加于输入变换器并表示声音的信号来输出音频信号，听力损失处理器，其被配置成补偿助听器的用户的听力损失并输出听力损失补偿音频信号。听力损失补偿音频信号可适用于恢复响度，使得所施加的被正常聆听者感知的信号的响度基本上匹配于被用户感知的听力损失补偿信号的响度。第一和第二助听仪器或助听器中的每者可另外包括输出变换器，诸如接收器或扬声器、植入变换器等，该输出变换器被配置成基于可以由人的听觉系统收到的听力损失补偿音频信号来输出音频输出信号，用户由此听到声音。输入变换器还可包括拾音线圈，其将在拾音线圈的时变磁场转换为对应的变化模拟音频信号，其中，该音频信号的瞬时电压随着在该拾音线圈的变化磁场强度而连续变化。拾音线圈可被用于增加来自向在公共场所，例如在教堂、礼堂、剧院、电影院等的一些人广播的扬声器，或通过诸如在火车站、机场、商场等的公共广播系统的语音的信噪比。来自扬声器的语音被转换为带有感应圈系统(也称为“听力圈”)的磁场，并且拾音线圈用于磁性地拾取磁性发送的语音信号。输入变换器可另外包括至少两个间隔开的麦克风，以及波束形成器，其被配置成用于将至少两个间隔开的麦克风的麦克风输出信号组合为定向麦克风信号。输入变换器可包括一或多个麦克风和拾音线圈以及开关，例如，该开关用于单独地或以任何组合选择全向麦克风信号或定向麦克风信号或拾音线圈信号以作为音频信号。通常，模拟音频信号适于在模拟-数字转换器中被转换为对应的数字音频信号来进行数字信号处理，由此，该模拟音频信号的振幅由二进制数表示。以这种方式，以数字值的序列形式的离散时间和离散振幅数字音频信号表示连续时间和连续振幅模拟音频信号。在整个本公开中，“音频信号”可被用于识别任何模拟或数字信号，该模拟或数字信号形成从输入变换器的输出端到听力损失处理器的输入端的信号路径的一部分。在整个本公开中，“听力损失补偿音频信号”可被用于识别任何模拟或数字信号，该模拟或数字信号形成从听力损失处理器的输出端到输出变换器的输入端的可能经由数字-模拟转换器的信号路径的一部分。

第一和第二无线电收发器中的每者可包括无线发射器和无线接收器两者。该发射器和接收器可共享公共线路和/或单个外壳。另选地，该发射器和接收器可不共享线路，并且无线通信单元可包括与该发射器和接收器分别分开的装置。在第一和第二便携式通信装置中的每者的信号处理可通过专用硬件来执行或可在一或多个信号处理器中执行，或在专用硬件和一或多个信号处理器的组合中执行。同样，由第一和第二通信控制器中的每者执行的操作可通过专用硬件来执行或可在一或多个处理器中执行，或在专用硬件和一或多个处理器的组合中执行。如本文所使用，术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等意在指微处理器或CPU相关的实体或者是硬件、硬件和软件的组合、软件或者在执行中的软件。例如，术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程和/或程序。通过说明的方式，术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等指定在处理器上运行的应用和硬件处理器两者。一或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等或它们的任何组合可以驻留在进程和/或执行线程内，并且一或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等或它们的任何组合可以位于一个硬件处理器上，可能位于与其它硬件线路的组合中，和/或分布在两个或两个以上硬件处理器之间，可能分布在与其它硬件线路的组合中。而且，处理器(或类似术语)可以是能够执行信号处理的任何组件或各组件的任何组合。例如，信号处理器可以是ASIC处理器、FPGA处理器、通用处理器、微处理器、电路组件或集成电路。

附图说明

在下文中，本发明的优选实施例参考附图来详细描述，其中：

图1示意性示出根据本发明的第一实施例的无线双耳助听器系统，其中，该系统包括第一助听仪器和经由双向无线通信信道连接的第二助听仪器，

图1A)示意性示出根据本发明的第二实施例的无线助听器系统，其中，该系统包括第一助听仪器和经由双向无线通信信道连接的便携式通信装置，

图2示意性示出在无线助听器系统或无线双耳助听器系统的便携式装置之间所发射的数据包的示例性数据包布局，

图3示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的数据包的第一示例性发射的示意性时频图，

图4示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的数据包的第二示例性发射的示意性时频图，

图5示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第三示例性发射的示意性时频图，

图6示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第四示例性发射的示意性时频图；以及

图7示出根据本发明的实施例的在第一助听仪器和第二助听仪器之间的不同类别的数据包的第五示例性发射的示意性时频图。

具体实施方式

在下文中，在第一便携式通信装置和第二便携式通信装置之间通过双向无线通信信道交换数据包的本方法的各种示例性实施例参考附图来描述。第一和第二便携式通信装置中的至少一者包括在下面更详细论述的助听仪器。技术人员应理解，为清楚起见，附图是示意性的和简化的，并因此该附图仅示出理解本发明必不可少的细节，而其它细节已被省略。相同的附图标号指的是整个附图的相同元件。因此，相同元件应不是详细描述每个附图所必不可少的。

图1示意性示出包括左耳助听器或仪器10L和右耳助听器或仪器10R的无线双耳助听器系统，其中的每个包括无线通信单元，其用于连接到另一助听仪器或另选地另一启用音频的便携式通信装置，诸如智能电话或移动电话、启用音频的平板计算机、无绳电话、电视机、便携式麦克风阵列等。在本实施例中，左耳助听器10L和右耳助听器110R经由双向无线通信信道或链路12彼此连接。唯一的ID可与左耳助听器10L和右耳助听器110R中的每者相关联。所示出的双耳助听器系统可被配置成在2.4GHz的工业科学医疗(ISM)频段中运行并且可包括在60和120间隔开的频段或信道。间隔开的频段或信道中的每者可占有在0.5-2.0MHz之间的带宽，诸如约1.0MHz。

在一些实施例中，左助听器10L和右助听器10R可为基本上相同的，除了上述的唯一ID以外，使得左助听器10L的特征的下列描述也适用于右助听器10R。左助听器10L也包括ZnO2电池(未示出)，其经连接用于向助听器电路14供电。左助听器10L包括以麦克风16的形式的输入变换器。在左助听器10L在运行时，麦克风16基于到达麦克风16的声学声音信号输出模拟或数字音频信号。如果麦克风16输出模拟音频信号，则助听器电路14可包括模拟-数字转换器(未示出)，该转换器将模拟音频信号转换为对应的数字信号以用于在助听器电路14中进行数字信号处理。具体地，听力损失处理器24L被配置成补偿左助听器10的用户的听力损失。优选地，听力损失处理器24L包括在本领域中公知的动态范围压缩器，其用于补偿用户的动态范围的频率相关性损失，在本领域中被称为募集。因此，听力损失处理器24L向扬声器或接收器32L输出听力损失补偿音频信号。扬声器或接收器32将听力损失补偿音频信号转换为对应的声学信号以用于向用户的耳鼓传输。因此，用户听到到达麦克风的声音；而且，补偿用户个人的听力损失。助听器可被配置成恢复响度，使得由佩戴助听器10的用户所感知的听力损失补偿信号的响度基本上匹配于到达麦克风16的声学声音信号的响度，犹如具有正常听力的聆听者所感知的。

助听器电路14另外包括无线通信单元，其包括被配置成与右或第二助听器10R无线通信的无线电部分或收发器34L。无线通信单元包括执行各种通信协议相关任务和可能的其它任务的第一通信控制器26L。听力损失处理器24L可包括软件编程微处理器，诸如数字信号处理器。左助听器10L的操作可由在软件编程微处理器上执行的合适操作系统来控制。操作系统可被配置成管理助听器硬件和软件资源，例如，包括听力损失处理器24L和可能的其它处理器以及相关联的信号处理算法、无线通信单元、某些存储器资源等。该操作系统可调度用于高效使用助听器资源的任务并且可另外包括用于成本分配的会计软件，成本分配包括功耗、处理器时间、内存位置、无线传输和其它资源。操作系统配合第一通信控制器26L和无线电收发器34L来控制，以根据本方法或协议执行右或第二助听器10R的用于交换数据包的双向无线通信。结合助听器之间的双向数据通信，右或左助听器可作为主装置来运行，以及另一个助听器可作为从装置来运行。

由左助听器10L和右助听器10R中的每者生成和发射的数据包可包括音频数据，使得每个助听器可经由相应的扬声器或接收器32L、32R从用户或患者接收或向用户或患者输送双向处理的听力损失补偿音频信号。另选地，只有由左助听器10L和右助听器10R中的单个生成和发射的数据包包括音频数据，诸如实时音频数据或音频采样，而另一助听器仅仅发射带有各种控制信息或数据的数据包，例如同步左助听器10L和右助听器10R之间的操作的各种控制信息或数据。因此，根据后面的实施例，只有左助听器和右助听器中的一者执行听力损失补偿音频信号的双耳处理。此处理方案往往用在所谓的CROSS助听器系统中。

图2示意性示出在无线双耳助听器系统50的左助听器10L和右助听器10R之间发射的不同类型的四个示例性数据包200a、200b、200c、200d。这些类型的数据包200a、200b、200c、200d中的每者的特征和布局在下面详述。

图3示出根据本发明的实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5的第一示例性发射的示意性时频图或曲线图。所示的数据包的第一示例性发射通常应对应于在所利用的频段中具有低水平干扰电磁噪声的环境条件，使得每个数据包的发射可在第一次发射尝试或第一次发射是成功的。在后面的情形中，不需要重发数据包。然而，用于交换数据包的本数据包发射方法和协议被设计成处理所发射的数据包中的显著错误率。在用户头部的阴影效应往往导致相对高的包错误率(PER)的情况下，该特征对于无线双耳助听仪器系统中的数据包发射是特别有用的。该数据包发射方法可启用带有音频数据的第一包类别的丢失数据包的重发。第一包类别的数据包的重发次数可被限制在特定最大次数，诸如在1次和4次之间，例如1次、2次、3次或4次。数据包的丢失可能出于多种原因，诸如在所用频段中与其它无线电频率通信的空气碰撞。对第一包类别的特定数据包的重发次数应用这种类型的限制具有若干优点，诸如限制所耗用的每发射音频帧的发射能量并提供包发射延迟的上限。如果数据包的相应音频数据或帧表示左助听器10L和/或右助听器10R的实时音频信号，则包发射延迟是发射方法或协议的重要特征。在特定的数据包已不成功重发最大次数，例如4次时，偶尔的音频帧损失可通过向助听器电路14L、14R添加合适的音频编解码器来减少。音频编解码器可能够处理来自第一通信控制器26L或第二通信控制器26R的某些量的输入的实时音频数据流的音频帧损失。音频编解码器可例如被配置成执行包丢失隐藏算法以从听觉上掩饰输入的实时音频数据流的丢失音频帧。

在交换数据包之前，需要在左助听器10L和右助听器10R之间建立连接。在操作左助听器10L和右助听器10R期间，此连接可为持久的或间歇的。为初始化或建立该连接，根据蓝牙LE协议，左助听器10L可被配置为主(M)装置，以及右助听器10R为从(S)装置。因此，根据蓝牙LE协议，从助听器10R可以随机顺序在三个频段上以恒定时间间隔开始发射广告用语并聆听来自主助听器10L的连接请求。一旦从助听器10R从主助听器10L收到连接请求，从助听器10R可适于利用由主助听器10L所提供的连接参数的次数来配置自身。然后，从助听器10R可开始聆听，即，监测由主助听器10R以所设置的连接参数所确定的时间间隔所发射的数据包的双向无线通信信道。同样，在连接阶段，主助听器10L可在短时间内在三个指定频率信道上随机聆听广告用语。如果在给定时间段内还未建立连接，可设想不存在可用的远端助听仪器，并且可终止连接初始化过程或协议。连接参数可包括下面各项中的一或多者：发射间隔、载荷大小、信道数据速率、调频密钥或方案、包重发的最大次数N等。

如图3的示意性时频图300所示，数据包P1、P2、P3、P4和P5的第一示例性发射使用间歇的数据交换方案，其包括用于数据包交换的预定持续时间的多个连续连接事件。在双向无线通信信道12上的连续连接事件通过沿时间轴t的Ci1、Ci2、Ci3等来指示。技术人员应理解，所示的相邻连接事件，诸如Ci1和Ci2可被断开时间段/空闲时间段320来分隔开。在一对相邻连接事件，诸如Ci1和Ci2或Ci2和Ci3等之间的时间间隔或发射间隔可位于2ms和20ms之间，诸如在5ms和10ms之间。连接事件Ci1、Ci2、Ci3等的持续时间通常应根据第一和/或第二数据包P1、P2所需的重发次数、信道数据速率和数据包的大小随着时间而改变。信道数据速率可被置于0.5Mbit/s和2Mbit/s之间。连续连接事件中的每者的持续时间可例如位于0.5ms和5ms之间，诸如在0.9ms和2.5ms之间。在后面的情形中，这可对应于最大重发次数设定为N＝3的30字节的第一类别数据包大小。此外，在每个连接事件中，用在本发明的实施例中的传输协议尝试从左助听器向右助听器成功发射带有音频数据的单个数据包，并且反之亦然。因此，一旦在特定连接事件期间，左助听器10L和右助听器10R中的每者已成功发射其数据包，所讨论的助听器可切换至与空闲时间段320相关联的空闲或低功率模式。在空闲模式期间，左助听器10L的无线电收发器34L和该左助听器的无线电收发器34R可被断电以降低相应助听器的功耗。技术人员应理解，在本发明的其它实施例中，双向无线通信信道12可被持久连接，即，在连续连接事件之间没有空闲时间段320。

示意性时频图300的y轴指示双向无线通信信道的信道或先前所讨论的多个间隔开的频段的频段编号n。如示意性时频图300所示，交换数据包的本方法的实施例包括向所发射的数据包P1、P2、P3、P4和P5中的每者添加确认指示符。确认指示符优选被添加到所发射的数据包中的每者的标头段的特定字段或位(参考图2的203)。设定/断言确认指示符由数据包的阴影字段303示出，而复位确认指示符由空字段303示出。如可能所出现的情形，特定数据包诸如P2的设定确认指示符指示由相同助听器先前向P2所发射的数据包在左或右助听仪器被正确接收。因此，P2的断言确认指示符指示由左助听器10L先前所发射的数据包P1在右助听器10R被正确接收。同样，在收到P2以后，由右助听器10R通过无线通信信道所发射的数据包P3的断言确认指示符指示P2在左助听器10L被正确接收。所发射的数据包，诸如P1、P2、P3等的确认指示符的设定可由左和右助听器的相应通信控制器26L、26R(请参考图1)执行。通信控制器26L、26R中的每者可被配置成存取和操控数据包中的每者的标头段的相关字段或位(参考图2的项203)，如在所讨论的数据包发射之前所需的。

在通过在左助听仪器和右助听仪器之间的无线通信信道12的第一连接事件Ci1期间，通信控制器26L正通过识别、检索和向数据包的所选类型或类别的适当字段或位置添加必要的数据位或字节来生成第一数据包P1。带有不同数据内容的若干类型的数据包200a、200b、200c、200d可如图2所示存在。第一和第二类型的数据包200a、200b包括音频数据，并因此属于第一包类别。第三和第四类型的数据包200c、200d不存在音频数据，并因此属于第二包类别。第一类型的数据包200a通常具有比第二类型的数据包200b更大的大小，因为在后面类型的数据包中，不存在控制数据。然而，第一包类别的第二类型的数据包200b的大小可比属于第一包类别的第三和第四类型的数据包200c、200d中的最大一个大至少两倍。

在本实施例中，第一数据包P1属于先前所讨论的第一包类别，例如图2示意性示出的数据包类型200a或数据包类型200b，该第一包类别在音频数据的内容上不同于第二数据包类别。音频数据被保持在数据包类型200a或200b的载荷段或部分211中。数据包类型200b的载荷段唯一含有音频数据，而数据包类型200a的载荷段相比之下含有至少音频数据和控制数据。在两种类型的数据包200a和200b中，音频数据通常包括音频帧，其可具有对应于在实时音频数据流的2ms和5ms之间的大小。载荷段的音频数据部分211可包括在10字节和40字节之间的音频数据。下面的实时音频流的速度可位于16kbit/s和96kbit/s之间，诸如在32kbit/s和48kbit/s之间。

结合生成第一数据包P1，在经由无线电收发器34L和RF天线44L向右助听仪器发射之前，P1的确认指示符303在默认情况下被通信控制器26L复位。P1为在连接事件中的第一数据包，因为不存在确认收到的在前数据包。在右或从助听器10R中，通信控制器26R被配置成监测无线通信信道12接收的第一数据包P1。如下面进一步详述的，第一数据包P1预计在特定时间窗口。如果并且一旦P1在右助听器10R(S)被收到，则相关联的通信控制器26R基于通信协议的数据包200a、200b、200c、200d的第一和第二包类别的布局的先验知识来检查P1的数据内容。此检查包括检查错误检测码，诸如在P1的错误码段213中的CRC。错误检测码指示P1的数据内容是否被损坏或是无效的。假设CRC检查显示出保持在P1中的数据未被损坏，通信控制器26R一般通过读出P1的标头段的相关位字段来评估P1的确认指示符303的设定。然而，通信控制器26R可在第一次尝试发射新数据包P2时忽略P1的确认指示符303的设定一次。这是因为这是在第一连接事件Ci1期间第一次尝试发射数据包P2，使得P2的先前发射成功还是失败是无关紧要的。在本示例中，通信控制器26R优选被配置成在第一次尝试发射P1-例如，P3的确认指示符之后，评估并响应从左助听器收到的每个数据包的确认指示符的设定。在其它示例中，这些后面的数据包可为P1的重发版本。如果诸如后面的数据包的确认指示符被设定或断言，通信控制器26R被通知由右助听器10R先前发射的数据包在左或主助听器10L被正确收到。因此，不管这个在前数据包的实际包类别，右助听仪器10R不需要重发这个在前数据包或执行该重发。在Ci1之前的连接事件期间，新数据包P2可包括关于由右助听器10R先前发射的数据包的音频数据的新音频帧。技术人员应明白，先前数据包的音频帧和P2的音频帧可为从右助听器的麦克风信号导出的实时音频流的相邻分段。

如果上面提及的收到数据包P1的CRC检查指示有效或未被损坏的数据，则通信控制器26R结合P2的数据内容的生成继续设定P2的确认指示符303。然后，通信控制器26R继续经由无线电收发器34R和RF天线44R向左助听器10L发射P2。在特定的连接事件中，在P1的发射和P2的发射之间，或用于任何对的连续数据包之间存在被指定为“帧间间隔”的时间间隙或间隔313，其为从P1的最后发射位的时间到第一次收到P2中的位的时间。此帧间间隔可位于25μs和300μs之间，诸如在40μs和200μs之间。

另一方面，在通信控制器26R发现P1在预期的时间窗口不存在或P1的CRC检查失败的情况下，通信控制器26R推断出P1的第一尝试发射为失败并且结合生成P2的数据内容继续复位P2的确认指示符303。然后，通信控制器26L向左助听器10L继续发射P2，如上所述。

左助听器10L的通信控制器26L现正监测无线通信信道12，其用于以对应于关于右助听器10R的通信控制器26R的方式接收第二数据包P2。一旦P2经由其无线电收发器34L和RF天线44L在左助听器10L被接收，关联的通信控制器26L以上面关于P1所述的方式检查P2的数据。如果CRC检查显示出P2的数据包内容被破坏，则通信控制器26L评估确认指示符303的设定，如上面关于P1所述。如果P2的确认指示符303被设定或断言，如P2的阴影位字段303所指示的，通信控制器26L推断出由左助听器10L先前发射的数据包P1在右助听器10R被正确接收。因此，通信控制器26L发现或推断出P1的重发没有必要与P1的实际包类别无关。因此，通信控制器26L响应于后面的发现(即，P1被正确接收)生成新的数据包P3。新数据包P3优选在不同于P1和P2的另一频段上发射，例如，特定预定频段，诸如曲线图300所示的频段编号1。此特征在下面进一步详述。此外，由于左助听器和右助听器的通信控制器26L、26R中的每者已发射包括关联的音频数据的预期单数据包，数据包P3并不包括音频数据。发射P3的目的是向右助听器10R的通信控制器26R/微处理器通知其较早发射的数据包P2实际上在左助听器10L被正确接收。另一方面，如果因为P2未在左助听器10L被正确接收或具有如失败CRC检查所指示的破坏数据，则通信控制器26L通过不复位P3的确认指示符来响应。在接收并评估此P3包之后，通信控制器26R通过重发P2有限次数来响应，并在下面参考图4来进一步详述。在本发明的实施例中，新数据包P3属于不同于第一数据包P1和第二数据包P2的另一包类别，例如没有音频数据的第二类别的情况。后面的数据包属于带有音频数据的第一包类别，如图2上的示例性数据包布局200a和200b所示。第一数据包P1和第二数据包P2中的每者可比P3具有更大的长度或大小。P3的布局可类似于图2的示例性数据包200c或示例性数据包200d，因为这些数据包中的两者200c、200d属于不存在音频数据的第二包类别。因此，P3的大小可显著小于P1和P2的大小，使得P3的生成和发射消耗比第一数据包P1或P2的生成和发射明显更少的功率。数据包P1和P2中的每者的大小或长度可位于20字节和50字节之间，而P3的大小可小于该大小的一半。P3的内容可被只限制在标头段，如图2的示例性数据包布局200c所示。此标头段包括用于P3的确认指示符203的适当位字段，其允许P3充当确认左助听器正确接收在右助听器的先前数据包P2的高功效确认指示符。因此，在本方法的一些实施例中，第一类别的数据包的大小可为第二类别的数据包的大小的至少两倍。数据包发射方法的实施例包含在连续连接事件Ci1、Ci2、Ci3等的至少一些内不同大小的数据包的生成和发射。这些不同大小的数据包可属于至少两个不同的类别，其中，第一类别包括含有音频帧或音频数据的数据包，而第二类别包括不存在音频帧或音频数据的数据包。技术人员应理解，本发明的其它实施例可使用恒定大小的数据包，使得P3具有和P1和P2一样的大小。一旦左助听器10L的通信控制器26L/微处理器已成功收到P3并发现确认指示符集，则通信控制器26L/微处理器可以推断出较早发射的数据包P2在右助听器10RL被成功收到。因此，左和右助听器的通信控制器26L、26R可以分别推断出带有音频帧的所有待审数据包，即P1和P2，已在当前的连接事件Ci1中向其它助听器成功发射。因此，通信控制器26L、26R优选将相应的无线电收发器34L、34R以及可能的涉及双向无线接口处理的其它线路切换到空闲或低功率模式以节约用电。通信控制器26L、26R可保持这些空闲模式，直到下一连接事件Ci2根据目前所选的在一对连续连接事件之间的时间间隔来调度。在这些间歇的空闲或断电时间320期间，双向通信信道12可驻留在物理断开连接状态但是逻辑连接的状态。在后续的连接事件Ci2，通信控制器26L、26R将相应的无线电收发器34L、34R切换回到它们的操作状态，以及左和右助听器初始化先前所述的连接步骤以准备好以与上面关于P1、P2和P3所述的方式生成和交换后续数据包P4、P5和P6。因此，数据包P4、P5和P6可被分别看做后续连接事件Ci2的第一数据包、第二数据包和第三数据包，并且对于后续连接事件Ci3、CiN等中的每者同样如此。

双向无线通信信道优选包括先前所述的多个间隔开的频段或信道n，如上所述。交换数据包的本方法的不同实施例利用通过多个间隔开的频段，即，不同的跳频方案来分配所发射的数据包的不同方式。在一些实施例中，每个连接事件的第一、第二、第三和任何其它数据包在多个间隔开的频段的不同频段上发射。不同的频段可例如根据预定的跳频密钥或算法来选择。在随机跳频密钥由左和右助听器的主装置，即10L生成的情况下，可利用相对简单的跳频方案或密钥。主/左助听器向在本实施例中被配置成从装置的右助听器10R发射随机跳频密钥。在初始化连接事件期间，随机跳频密钥可被发射到从/右助听器10R，以作为先前所述的连接参数的发射的一部分。然后，左助听器和右助听器中的每者使用此随机跳频密钥来选择发射和接收特定数据包的适当频段。多个间隔开的频段中的下一个频段可被选择为在前使用的频段加上跳频密钥。如果所计算的频段超出可用频段的编号，则优选向跳频密钥应用模量操作以确定或计算在可用数量的频段内的频段。新频段可被选择例如用于每个数据包发射以避免数据包在拥堵的频段上重发。图7示出跳频密钥被设定为1以及重发的最大次数N被设定为2的情况下，重发不同类别的数据包P1、P2、P3、P4和P5的示意性时频图或曲线图。应指出，在新的连接事件，诸如Ci2中，如何开始用于下一数据包的频段被同步到在第一次发射数据包的已知值。在此情况下，用于Ci2的数据包P3的开始频段等于在前包，即在先前连接事件Ci1中最后发射P2的频段加上跳频密钥，该跳频密钥为在本示例中如虚线714所示的跳频密钥。因此，用于发射数据包P3的频段为执行P2的最后发射的编号6频段加上编号7的频段。

跳频密钥或方案可由下面的方程式给出：

F_n+1＝(f_n+h)％p；其中

f_n表示在时刻n的频段；

h表示跳频密钥以及n,h>＝0并为正整数；

％表示模量运算符；

p为间隔开的频段的数量。

模量值％可被选择为最接近所利用的频段的编号，例如在60和120之间的质数。如果频段的编号被设定为78，则模量值可相应设定为最接近78的质数，即79。使用质数是优选的，因为它提供所发射的数据包跨可用频段数量的良好分布。

在跳频方案的替代实施例中，包含在多个间隔开的频段之中确定支持或“黄金”频段。跳频方案的此实施例用在例如图3所示的示例性数据包传输序列中，其中，频段或编号5的信道被选择为支持或“黄金”频段。根据后面的实施例，交换数据包的方法包括在右助听器和/或左助听器检测多个间隔开的频段的相应发射质量评估器诸如相应包错误率(PER)并基于多个检测到的发射质量评估器来确定支持频段。用于连接事件Ci1的至少第一数据包和第二数据包，即P1和P2第一次在特定连接事件内的支持频段上发射。如果具有最低PER的频段被选择为支持频段，则在第一次尝试发送第一和第二数据包时使用支持或“黄金”频段具有若干益处。支持频段的低PER使第一次尝试发射第一和第二数据包中的一者或两者全部成功的可能性得以最大化，从而降低音频帧延迟。对于成功发射第一数据包和/或第二数据包来说，此支持频段也将所需的功耗降到最小，因为从统计意义上说，数据包重发的次数被减到最小。此外，在N此不成功重发之后，第一类别的数据包需要被刷新或丢弃的可能性下降，从而在接收助听器产生降低的音频帧损失。此特征产生所收到的音频流的更好声音质量和在左耳或右耳助听仪器的处理器中运行的可能包损失隐藏算法的更低功耗。如图3所示，在编号5的频段为支持频段的情况下，第一和第二数据包第一次在该频段上发射。第三数据包P3可第一次在支持频段或另一默认频段，诸如所示的编号1的频段上发射。如图所示，选择用于第一次发射数据包P3的不同于支持频段的另一频段可能是有利的，以获得多个频段中的每者的PER的有效或良好统计评估，甚至在支持频段占用支持发射质量时。为计算用于特定频段的有效PER统计，在该频段上明显需要一定量的数据包流量。在第二连接事件Ci2期间，新数据包P4和P5同样在编号5的支持频段上第一次发射，并且相同方案优选适用于第一次尝试发射另外连接事件中的每者的第一和第二数据包。然而，在第二连接事件Ci2中，第六数据包P6未在编号5的支持频段上发射，而是根据所选的一个跳频密钥和在编号3的频段上的在前连接事件Ci1的最后数据包为P3的这一事实改为在编号4的频段上发射。

主助听器，即左助听器的通信控制器26L/微处理器可被配置成计算多个间隔开的频段的相应PER并基于所计算的PER确定支持频段。技术人员应理解，通信控制器26L可计算多个检测到的发射质量评估器的随时间推移的运行评估，使得该支持频段可根据该频段的PER的运行评估的最小当前值随时改变。主助听器的通信控制器26L可被配置成向由主助听器生成和发射的数据包的标头段的预定标头字段添加指示支持或黄金频段的频段指示符。如图2所示，如果利用78个片段，则保持或存储支持频段标识符207的标头段可包括7位，但是如果利用更少或更多频段，此标头段可自然包括更少位或更多位。

图2示出用在如上所述的本方法中的具有不同数据内容的数据包200a、200b、200c、200d的若干示例性类型。数据包类型200a和200b属于先前所述的第一包类别，其包括音频数据，例如用于如上所述的实时数字音频流的音频帧。音频数据被保持在数据包200a、200b的载荷段211或一部分中，如上所述。数据包200a、200b另外包括在载荷段前面的标头段和在载荷段后面的包错误检测码213(例如，循环冗余校验(CRC)码)。数据包200a、200b的这些标头和CRC段可与属于没有音频数据的第二包类别的数据包200c、200d中的每者的标头段和CRC段相同。数据包200a、200b、200c、200d的标头段可包括在数据包的指定字段中的空中接口标头201。空中接口标头可包括所讨论的便携式通信装置的预处理和唯一访问地址。前述的数据包的确认标识符203被保持在“ACK”字段中并且可包括单个位或若干位。预定码205被保持在标头段的“L”形部分中。预定码205指示在下面进一步详述的数据包的类别。标头段的字段“G-ch”保持先前所述的支持或“黄金”频段标识符207。数据包200a的载荷段211或部分除了保持在音频数据中以外，还保持在“控制数据”字段或分段209中。控制数据段可保持各种类型的与助听器的操作或状态，例如，调大助听器的音量或音频输入通道的开关，例如从全向模式到定向模式等相关联的控制数据。

数据包类型200c属于先前所述的第二包类别。数据包200c的数据结构和各个数据字段总体上与数据包200a的结构相同，除了数据包200c的载荷部分不存在音频数据以外。数据包200c的载荷段包括控制数据209，像数据包200a的载荷段。第三类型的数据包200d的数据结构和各个数据字段总体上与数据包200a、200b的结构相同，除了数据包200d不存在载荷部分以外。因此，第三类型的数据包200d的大小比第二类型的数据包200c更小。

保持在第一数据包200a、第二数据包200b、第三数据包200c、第四数据包200d的每者的标头段的“L”形部分中的预定代码205的目的是至少指示特定类别的数据包，例如，指示数据包是否属于先前所述的第一包类别和第二包类别中的一者。此特征允许左助听器和右助听器的通信控制器快速和高效地处理所收到的数据包。如果预定代码L指示特定的所收到的数据包属于第二包类别，则所讨论的通信控制器可在评估代码L后知道例如它可以忽略查找在所收到的数据包的载荷段中的音频数据。预定代码L可指示或指出保持特定类型的载荷数据的数据包的地址或位置。因此，预定代码L可例如指出数据包200a、200b、200c、200d的控制数据段209或CRC段213的开始地址或音频数据段211的开始地址。根据特定数据包的类型，即200a、200b或200c、200d，三种不同的预定数值可例如被分配给该特定数据包的预定代码L。因此，L的第一值X(例如4)指出CRC段213的开始地址。如果数据包中不存在控制数据，则L的第二值诸如Y(例如24)指出音频数据段211的开始地址。在数据包含有音频数据和两种类型的控制数据这两者的情况下，L的第三值(例如26)指出控制数据段209的开始地址。在数据包不含有音频数据但包括两种类型的控制数据的情况下，L的第四值，诸如X+2(例如6)指出控制数据段209的开始地址。因此，后面的用于向预定代码L分配离散值的方案允许通信控制器通过读出并评估所收到的数据包的代码L来访问和识别数据内容的类型和其在特定的所收到的数据包中的位置。通信控制器可通过读出L值并向Y通知该L值来初始确定所收到的数据包的包类别，以及X+Y指示该数据包含有音频数据。因此，如果所收到的所讨论的数据包的L值等于Y或X+Y，则通信控制器可以确定所收到的数据包属于第一包类别，而L的剩余两值指示第二包类别。指出数据包的控制数据、音频数据或其它数据内容的开始地址的预定代码L的数据包的格式产生紧凑格式，即，小的数据包大小。该紧凑格式得以实现是因为，该数据包结构在各个载荷数据段中的每者前面不含开销代码或位以识别这些数据段中的每者的开始。在所收到的数据包中存在预定代码L也降低计算负荷，并因此降低在接收助听器或装置的通信控制器的功耗。代码L允许通信控制器直接跳到所收到的数据包的各个数据部分的开始地址并读出其数据内容，而不是语法分析或加码所收到的数据包的所有数据字节以发现预期数据部分或字段的位置。技术人员应理解，本发明的其它实施例可不存在此预定代码L和通过语法分析或评估数据包内容所识别的数据包的相关数据内容。

图4为根据本发明的前述实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5和P6的第二示例性发射的示意性时频图或曲线图400。数据包P1、P2、P4和P5中的每者属于如上所述的第一包类别。数据包P3和P6可属于带有前述的特征和益处的第二包类别。所示的数据包的第二示例性发射通常应对应于在所利用的频段中具有适中水平的干扰噪声的环境条件。因此，第一次尝试发射P1可为不成功的，和/或第一次尝试发射P2可为不成功的。所利用的数据包发射方法提供第一包类别的丢失数据包最大次数N的重发。如上所述，N值可位于1和4之间，但是在数据包发射方法的替代实施例中，该N值可为更大，诸如6、8或10。所示的数据包的第二示例性发射也利用先前所述的支持频段实施例，使得在第一连接事件Ci1中第一次尝试发射P1和P2在编号5的支持频段上进行。同样，在第二连接事件Ci2中第一次尝试发射P4和P5在支持频段上进行，以及对于在接下来的连续连接事件Ci3、Ci4中第一次尝试发射特定的数据包同样如此。

一旦左助听器(M)10L和右助听器(S)10R在先前所讨论的方法之后已连接，在示意性时频图400上示出的数据包的发射就开始。出于上述的原因，通信控制器26L生成带有复位确认指示符403的第一数据包P1。接着，P1被发射到如前述的右助听器。在右或从助听器10R中，通信控制器26R被配置成监测无线通信信道12在如上所述的特定时间窗接收第一数据包P1(参考图1)。如果并且一旦P1在右助听器10R被收到，则通信控制器26R基于保持在P1的CRC段中的错误检测码检查P1的数据内容是否被破坏。与先前的第一发射示例相比，通信控制器26R现在发现失败的CRC检查或P1在预期的时间窗不存在。因此，通信控制器26R推断出从右助听器第一次尝试发射P1是不成功的或失败的，因为P1不在左助听器10L被收到或P1具有被破坏的数据。通信控制器26R根据用于第一类别的数据包的数据包布局200a(参考图2)，通过生成新P2数据包的数据内容来响应于这种发现。通信控制器26R保留P2的确认指示符403复位并通过在编号5的支持频段上的双向无线通信信道向左助听器发射P2。在左助听器中，通信控制器26L监测编号5的支持频段以等待接收P2。如果并且一旦P1在左助听器10L被收到，则通信控制器26L基于P2的CRC段中的错误检测码检查P2的数据内容是否被破坏。与先前的第一次发射示例相比，通信控制器26L这次发现P2的CRC检查是有效的，但是P2的确认指示符不被设置。因此，通信控制器26L推断出在前数据包P1的发射是失败的。由于P1属于第一包类别并且迄今为止只进行单次发射尝试，通信控制器26L通过第一次重发P1，即，执行P1的第二次发射来响应。

结合进行是否重发P1的决定，通信控制器26L可被配置成通过检测或评估保持在P1的预定标头字段205中的先前所讨论的L代码的值进行P1的类别的初始检测。这是确定P1的包类别的非常有效的方式。如果P1属于第一包类别，则通信控制器26L被配置成在当前的连接事件，例如Ci1期间有限次数重发P1，直到带有设定确认指示符的有效数据包从右助听器被收到或达到先前所述的重发最大次数N。一旦达到P1的重发最大次数N，P1被通信控制器26L跳过或刷新。因此，在P1的N次失败重发之后，P1被刷新，或换句话说，总共N+1次不成功尝试发射P1。换句话说，如果P1属于第二包类别，通信控制器26L可紧接着在失败的第一次尝试之后，在当前的连接事件中丢弃或跳过任何进一步尝试重发P1，因为P1的数据内容可以被设想成是不紧急的，即，带有实时音频数据的类别1数据包的情形不是实时关键性的。如上所述，通信控制器26L可通过检测代码L的预定值来检测P1的类别。在本示例中，为确保P1的数据内容不丢失，如果P1属于第二包类别，则在后续的连接事件中，P1优选被重发至Ci1，例如Ci2。此过程应减少左助听器和右助听器的功耗，因为在这些情况下，P1的跳过重发允许快速断电无线电收发器34L和无线电收发器34R并进入空闲时间段420。在此发射示例中，P1的非时间关键数据内容可改为被添加到在第二连接事件中所发射的第一数据包，即P4的控制数据段。

回到P1属于第一包类别的情况或示例，通信控制器26L优选被配置成在不同于支持频段(在该示例中，为编号5的频段)默认频段上第一次重发P1，因为后者可被干扰噪音损坏，如第一次尝试在支持频段上失败发射P1所指示的。在本示例中，通信控制器26L具有被选择为新的和不同频段的编号1频段，例如，通过先前所述的连接参数设定以确保在左助听器和右助听器之间的同步。技术人员应理解，n个间隔开的频段的其它频段可以被选择为用于第一次重发的默认频段。在P1在编号1的新默认频段上第一次重发之后所发射的数据包可在根据先前所述的预定跳频密钥或方案选择的频段，如通过选择用于第一次重发P2的编号2的频段和用于第一次重发P3的编号3的频段所述的频段上发射。换句话说，如果第一和/或第二数据包在支持频段上第一次发射尝试失败，则用于在当前连接事件期间发射任何另外数据包的发射方案可基于当前跳频密钥，例如上述的方案回到传统的跳频方案。在右助听器10R中，通信控制器26R现被配置成监测双向无线通信信道的在如上所述的特定时间窗接收重发P1包。如果并且一旦重发P1在右助听器10R被收到，则如上所述，通信控制器26R检查包含确认指示符的设定的重发P1的数据内容。在该示例中，P1的重发是成功的，并且通信控制器26R检测P1的确认指示符的复位状态。P1的确认指示符的复位状态指示从右助听器到左助听器第一次尝试发射P2是失败的。此外，出于上面关于P1所述的原因，P2必须被重发，因为P2属于第一包类别。因此，通信控制器26R检索或重新生成P2、设定P2的标头的确认指示符并向左助听器第一次重发P2。通过向在前的频段应用当前的跳频密钥一，通信控制器26R也选择编号2的新频段以用于重发P2。另一方面，在P1第一次重发已失败时，右助听器的通信控制器26R将检索或重新生成带有复位确认指示符的P2并接着向左助听器重发P2。

如果并且一旦P2的第一次重发在左助听器10L被收到，则通信控制器26L再次检查所收到的P2包的数据内容。与第一次发射P2相比，通信控制器26L这次发现P2的CRC是有效的，并且P2的确认指示符被设定。因此，通信控制器26L推断出P1的第一次重发是成功的。因此，在P1的音频数据现在已在左助听器被安全收到时，不再需要进一步重发P1。此外，由于P2在左助听器被正确收到，左助听器的通信控制器26L生成并发射新的、短的带有设定确认指示符的数据包P3。P3属于如上所述的第二包类别。作为响应，通信控制器26L可在Ci1的剩余时间将无线电收发器34L切换到先前所述的空闲模式以降低左助听器的功耗。

另一方面，在重发P2的CRC检查为无效或P2在预期时间不存在时，通信控制器26L推断出P1的第一次重发也是失败的，并在假设重发的最大次数N还未被超出的情况下，执行较早所述的步骤以第二次重发P1。因此，如果N值已被设定为1，则通信控制器26L应不尝试第二次重发P1，而是改为出于前述的涉及带有实时音频数据的相同数据包的太多重发所造成的潜在延迟问题的原因，刷新或丢弃P1。在后面的情形中，在第二连接事件Ci2中，由左助听器所发射的第一数据包P4应因此在载荷段中相对于P1的刷新音频数据保持新的和更新的音频数据。

技术人员应明白，在第一次尝试发射第一数据包P1的数据和在P1的一或多个可能的重发中的第一数据包的数据不必是完全相同的，因为确认标识符的设置和/或CRC值可能在P1的第一次重发和P1的后续重发之间已改变。重发P1包的确认指示符可反映第二数据包P2的实际接收失败或接收成功，而在第一次发射尝试中的确认指示符可具有前述的默认设定或值。然而，第一数据包P1的至少载荷段优选在第一次发射尝试和一或多次重发之间是相同的。第二数据包P2和第三数据包P3同样如此，诸如此类。

一旦右助听器的通信控制器26R收到较早发射的包P3并在其中设定确认指示符，通信控制器26R推断出P2的第一次重发是成功的。作为响应，通信控制器26R可将无线电收发器34R转换为先前所述的空闲模式以降低右助听器的功耗。另一方面，在P3的CRC检查无效时，或P3在预期的时间不存在，通信控制器26R推断出P2的第一次重发是失败的(即，像P2的第一次发射尝试)。接着，通信控制器26R应开始重发P2，直到带有确认的数据包被收到或直到已达到重发的最大次数N。然而，在左助听器的无线电收发器34L已进入空闲模式时，左助听器应不发射任何另外数据包，作为响应，致使右助听器的通信控制器26R重发P2直到达到最大重发次数N。因此，不存在来自左助听器的关于P2的接收指示符的明确确认可致使右助听器相信P2的发射是失败的，即使P2在左助听器的第一次重发实际上被正确接收。然而，这种情况对于本发射方法或协议是没有问题的，因为右助听器的通信控制器26R在P2的N次失败重发之后只是继续刷新P2。在下一个连接事件Ci2中，对于前述的右助听器，通信控制器26R生成带有载荷段的新数据包P5，该载荷段包括相对于P2的音频数据为更新的音频数据。

图5为根据本发明的前述实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4和P5的第三示例性发射的示意性时频图或曲线图500。数据包P1、P2、P3和P4中的每者属于如上所述的第一包类别。数据包P5可属于带有前述的特征和益处的第二包类别。在第一连接事件Ci1期间，所示的数据包的第三示例性发射通常应对应于在所利用的频段中具有高水平的干扰噪声的环境条件。在第二连接事件Ci2中，可改善环境条件。因此，第一次尝试发射P1可为不成功的，和/或第一次尝试发射P2可为不成功的。在第一连接事件Ci1期间，后续尝试重发P1和重发P2同样也全部失败。在本示例中，第一包类别的丢失数据包，即P1或P2的最大重发次数N已被设定为二，即对于本示例中的左助听器10L和右助听器10R，N＝2，但是在本发明的其它实施例中可不同。在每次连接事件中，所示的数据包的第三示例性发射也利用前述用于第一次尝试发射数据包的支持频段方法。一旦左助听器(M)10L和右助听器(S)10R在先前所讨论的方法之后已连接，在示意性时频图500上示出的数据包的发射就开始。通信控制器26L生成如前所述的带有复位确认指示符503的第一数据包P1并如前所述向右助听器发射P1。在右和左助听器中，相应的通信控制器26R、26L被配置成监测无线通信信道12在如上所述的特定时间窗接收的第一数据包P1和第二数据包P2(参考图1)。在本示例中，出于上述原因中的一种，在编号5的支持频段上第一次尝试发射P1失败，以及在编号5的支持频段上第一次尝试发射P2也失败，如包交换对话505a所指示。作为响应，右助听器10R的通信控制器26R第一次在编号1的默认频段上重发P1，该包仍然带有复位确认指示符503，如结合第二示例性数据包发射所论述。左助听器的通信控制器26L第一次在如通过跳频密钥所指示的编号1的频段上重发P2，该包带有复位确认指示符503，如结合第二示例性数据包发射所论述。然而，P1的第一次重发失败，以及P2的第一次重发也失败，如在包交换对话505b中所指示的，尽管切换到与支持频段相比为新的频段。因此，左和右助听器的通信控制器26L、26R继续进行它们的相应数据包P1和P2的第二次重发尝试，如在包交换对话505c内所指示的。在左助听器的通信控制器26L检测到在包交换对话505c中的P2的确认指示符503被(仍然)复位，或P2不存在，通信控制器26L将P1的当前重发次数与被设定为2的最大重发次数N比较。因此，通信控制器26L推断出已达到P1的最大重发次数并出于前述的原因，继续刷新或跳过P1而不是尝试另一次重发P1。因此，通信控制器26L可通过切换到前述的无线电收发器34L的快速断电模式来继续，并期望进入即将到来的空闲时间段520。因此，在此情况下，通信控制器26L可中断监测无线通信信道传入的数据包，因为P1不应被重发，而不管在包交换对话505c中的P2的确认指示符503的实际设置如何。右助听器的通信控制器26R以一旦其检测到在包交换对话505c中的P1的确认指示符不被设置或P2不存在的相应方式继续通信控制器26L。

图6为根据本发明的另一实施例的在左助听器10L和右助听器10R之间的不同类别的数据包P1、P2、P3、P4、P5和P6的第四示例性发射的示意性时频图或曲线图600。在本实施例中，第二助听器仅生成并发射第二包类别的数据包，而第一助听器生成并发射第一包类别的至少一些音频数据包。因此，音频流可从第一助听器发射到第二助听器，但反之不亦然。如图所示，P1和P4属于第一包类别，而由第二助听器发射的数据包P2和P5属于第二包类别。在第一和第二连接事件Ci1和Ci2期间，所示的数据包的第三示例性发射通常应对应于在所利用的频段中具有低水平的干扰噪声的环境条件。因此，第一次尝试发射P1为成功的，以及第一次尝试发射P2同样为成功的。因此，第一助听器生成带有设定确认指示符的第三数据包并向第二助听器发射P3。后者接收并检测P3的内容并发现P3的确认指示符不被设置并且P3的数据为有效，例如通过P3的CRC码所指示的。因此，第一连接事件Ci1现在被第一和第二助听器终止。由于本发明的实施例利用黄金频段步骤，后续连接事件Ci2的发射第一数据包P4的第一次尝试在编号5的频段上执行，并且第二助听器通过生成并发射P5来响应成功收到P4，继而第一助听器自带有其音频数据的P4已在第二助听器被成功收到以后通过生成并发射第二包类别的数据包P6来做出响应。

图7示出在跳频密钥被设定为1以及未利用支持/黄金频段方案的情况下，先前所述的发射数据包P1、P2、P3、P4和P5的示意性时频图或曲线图700。数据包P1和P2以及P3和P4属于第一包类别。第一数据包和第二数据包的最大重发次数分别被设定为2。所示的数据包的示例性发射通常应对应于在第一连接事件Ci1期间，被所利用的频段中的高水平的干扰噪声所支配的环境条件，以及在第二连接事件Ci2期间，被所利用的频段中的更低水平的干扰噪声所支配的环境条件。如所有发射P2数据包的复位确认指示符所指示，第一数据包P1的第一次发射尝试和两个后续的重发尝试失败。同样，第二数据包P2的第一次发射尝试和两个后续重发尝试失败。因此，左助听器的通信控制器26L继续刷新P1，以及右助听器的通信控制器26R继续刷新P2。因此，在Ci1期间，未发射任何第三数据包。在第二连接事件Ci2期间，通信控制器26L生成新数据包P3并向P3的载荷段添加当前的音频数据，诸如音频帧。通信控制器26L设定P3的确认指示符703的先前所述默认值，并写入带有适当数据的其它数据包段并且最终向右助听器发射P3。右助听器的通信控制器26R监测无线通信信道的编号7的频段并等待P3的到来。在成功收到第一类别的数据包的情况下，在收到P3时，通信控制器26R如前面参考图4所详述的继续进行。因此，数据包P3、P4和P5可以被分别视为第二连接事件Ci2的第一、第二和第三数据包。