CN111148085B - 蓝牙网关电路、智慧室分系统、链路控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓝牙网关电路、智慧室分系统、链路控制方法和装置。蓝牙网关电路包括主控单元、功分器和至少两个蓝牙芯片。功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口用于连接智慧室分天线。蓝牙芯片用于将智慧室分天线上报的广播包上报到主控单元。主控单元用于根据广播包确定蓝牙芯片当前的天线连接数量，并根据蓝牙芯片的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余容量的另一蓝牙芯片接入智慧室分天线。另一蓝牙芯片用于与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。有效增加系统容量并实现带宽调节，大幅提高了系统性能。

Description

蓝牙网关电路、智慧室分系统、链路控制方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种蓝牙网关电路、智慧室分系统、链路控制方法和装置。

背景技术

随着移动通信技术的发展，出现了智慧室分技术，可分为传统DAS(distributedantenna systems，分布式天线系统)技术和新型室分技术两种类型。智慧室分系统中降低建网成本和运营成本，提升室分网络的附加值对运营商而言同等重要，引入低成本的BLE蓝牙技术实现室分系统的智慧化符合运营商的应用需求。智慧室分技术可以实现两种应用场景的完美融合，在提供室分可管可控与智慧运营的同时，更为运营商的海量室分网络提供增值服务引擎、提供室内位置服务和收集物联数据等功能，实现天线即为服务的创新应用。

在智慧室分技术的应用中，传统DAS场景下单蓝牙网关至少需要支持30副天线，新型室分场景下单蓝牙网关至少需要支持8副天线，支持馈线链路损耗检测、正反向定位和收集物联数据等功能。因天线有上行数据的传输，因此传输时延、带宽及容量是智慧室分系统的关键性指标。然而，在实现过程中，发明人发现基于BLE蓝牙技术的传统智慧室分系统，存在着的系统性能不高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述传统智慧室分系统中存在的问题，提供一种能够大幅提高系统性能的蓝牙网关电路、一种智慧室分系统、一种链路控制方法、一种链路控制装置和一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明实施例提供以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种蓝牙网关电路，包括主控单元、功分器和至少两个蓝牙芯片，功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口用于连接智慧室分天线；

蓝牙芯片用于将智慧室分天线上报的广播包上报到主控单元，主控单元用于根据广播包确定蓝牙芯片当前的天线连接数量，并根据蓝牙芯片的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余容量的另一蓝牙芯片接入智慧室分天线；

另一蓝牙芯片用于与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

另一方面，还提供另一种智慧室分系统，包括智慧室分天线和上述蓝牙网关电路。

又一方面，还提供一种链路控制方法，应用于智慧室分系统，智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口连接智慧室分天线；

上述方法包括：

接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；

与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

再一方面，还提供一种链路控制装置，应用于智慧室分系统，智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口连接智慧室分天线；

上述链路控制装置包括：

连接处理模块，用于接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；

链路调整模块，用于与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的链路控制方法的步骤。

上述各技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述蓝牙网关电路、智慧室分系统、链路控制方法和装置，根据实际应用场景中系统容量的需求采用多个蓝牙芯片，各蓝牙芯片之间通过功分器共用外部射频链路，各蓝牙芯片由主控单元统一管理。当前连接智慧室分天线的蓝牙芯片将接收到的广播包上报给主控单元，由主控单元根据广播包确定该蓝牙芯片当前的天线连接数量，然后根据该蓝牙芯片的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余量的另一蓝牙芯片发起连接智慧室分天线，该另一蓝牙芯片连接智慧室分天线时，与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。如此，可以有效增加系统容量并实现带宽调节，达到了系统容量和带宽等性能最佳的效果，大幅提高了系统性能。

附图说明

图1为一个实施例中蓝牙网关电路的电路结构框图；

图2为另一个实施例中蓝牙网关电路的电路结构框图；

图3为一个实施例中Notify传输的数据结构示意图；

图4为一个实施例中网关回复的确认数据的数据结构示意图；

图5为一个实施例中链路控制方法的流程示意图；

图6为另一个实施例中链路控制方法的流程示意图；

图7为一个实施例中连接事件时间的动态调整流程示意图；

图8为又一个实施例中链路控制方法的流程示意图；

图9为再一个实施例中链路控制方法的流程示意图；

图10为一个实施例中链路控制装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件，即也可以是间接连接到另一个元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，在一个实施例中，提供一种蓝牙网关电路100，包括主控单元12、功分器14和至少两个蓝牙芯片16。功分器14的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片16连接至主控单元12，功分器14的合并端口用于连接智慧室分天线101。蓝牙芯片16用于将智慧室分天线101上报的广播包上报到主控单元12。主控单元12用于根据广播包确定蓝牙芯片16当前的天线连接数量，并根据蓝牙芯片16的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余容量的另一蓝牙芯片16接入智慧室分天线101。另一蓝牙芯片16用于与智慧室分天线101协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

可以理解，主控单元12为蓝牙芯片16的管理单元，可以是但不限于微处理器、单片机或可编程逻辑电路为主控器件的片上系统。功分器14可以是三端口功分器14，也可以是三端口以上的多端口功分器14，功分器14的具体类型可以根据实际应用场景中部署的蓝牙芯片16接入智慧室分天线101的需要进行确定。蓝牙芯片16是指智慧室分系统中应用的蓝牙网关的蓝牙SOC(片上系统)芯片，每一蓝牙芯片16可以连接的天线数量有限，可以根据实际应用中所需连接的智慧室分天线101中天线的数量，确定需接入的蓝牙芯片16的数量。蓝牙芯片16和智慧室分天线101均可支持蓝牙5.0协议，蓝牙芯片16与智慧室分天线101之间通过射频馈线进行数据传输，信号质量好，可无需使用蓝牙5.0的编码传输方式进行数据传输。物理层速率也即PHY速率或称物理层传输带宽，蓝牙芯片16连接智慧室分天线101后，默认物理层传输带宽可以是1Mbps，则对应的最大带宽可以是2Mbps。最大传输单元也即MTU(Maximum Transmission Unit)，链路层的MTU最大支持字节可以是251字节。属性协议层的最大传输单元也即是指ATT层(Attribute Protocol，属性协议)的MTU，其最大支持字节可以是247字节。

具体的，蓝牙网关电路100在实际智慧室分应用场景中工作时，蓝牙芯片16接收到智慧室分天线101上报的广播包后，将接收到的广播包上报到主控单元12。主控单元12根据该蓝牙芯片16上报的广播包确定该蓝牙芯片16当前的天线连接数量，也即该蓝牙芯片16当前连接的智慧室分天线101中天线的数量，进而主控单元12根据该蓝牙芯片16的连接容量以及前述确定的天线连接数量，判断当前是否需要指派有空余容量的其他蓝牙芯片16加入与智慧室分天线101的连接，以满足当前工况下的系统容量需求。例如，在当前上报广播包的蓝牙芯片16的天线连接数量已经达到容量限值(小于或等于该蓝牙芯片16的连接容量)时，向当前有空余容量的另一个蓝牙芯片16发送指令，指示该另一蓝牙芯片16发起对智慧室分天线101的连接。

当该另一蓝牙芯片16与智慧室分天线101建立连接时，该另一蓝牙芯片16与智慧室分天线101协商将物理层速率切换至最大带宽，例如将PHY速率从当前的1Mbps切换至2Mbps。同时，该另一蓝牙芯片16与智慧室分天线101协商将链路层的链路层的MTU更新为最大支持字节，如251字节，将ATT层的MTU更新为最大支持字节，如247字节，从而将智慧室分应用场景下蓝牙网关电路100所提供的实际系统容量大幅提升，确保系统当前数据输出所需的容量，同时调整系统传输带宽，实现传输带宽的效率最大化，解决智慧室分天线101负荷不均衡的实际需求，使得蓝牙网关电路100可以适应更多的传输场景。

上述蓝牙网关电路100，根据实际应用场景中系统容量的需求采用多个蓝牙芯片16，各蓝牙芯片16之间通过功分器14共用外部射频链路，各蓝牙芯片16由主控单元12统一管理。当前连接智慧室分天线101的蓝牙芯片16将接收到的广播包上报给主控单元12，由主控单元12根据广播包确定该蓝牙芯片16当前的天线连接数量，然后根据该蓝牙芯片16的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余量的另一蓝牙芯片16发起连接智慧室分天线101，该另一蓝牙芯片16连接智慧室分天线101时，与智慧室分天线101协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。如此，可以有效增加系统容量并实现带宽调节，达到了系统容量和带宽等性能最佳的效果，大幅提高了系统性能。

在一个实施例中，各蓝牙芯片16之间的工作信道通过主控单元12根据蓝牙芯片16的数量进行平均分配，且蓝牙芯片16与智慧室分天线101之间的连接方式为长连接。

可以理解，蓝牙芯片16在连接态时具有37个工作信道，主控单元12可以根据蓝牙芯片16的数量，将工作信道在各蓝牙芯片16中进行平均分配，例如两个蓝牙芯片16时，一个蓝牙芯片16分配到的工作信道为0至17信道，则另一个蓝牙芯片16分配到的工作信道18至36信道，蓝牙芯片16在向智慧室分天线101发起连接时，会在信道参数中将信道配置为指定的信道范围并传递到连接对端的智慧室分天线101，以使蓝牙芯片16与智慧室分天线101双方的数据传输在指定的信道内完成。

通过主控单元12根据蓝牙芯片16的数量，对工作信道进行平均分配且采用长连接的方式，可使得蓝牙芯片16在连接态时支持跳频工作机制，还可以减少同频干扰造成的数据丢失或连接异常断开，从而更有效地保障系统容量。

在一个实施例中，另一蓝牙芯片16还用于统计链路层的各链路回传的数据速率，并根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间。

可以理解，单连接基础时长也即单链路连接事件时长t_{event_j}，其中，j∈[1,N]，t_{event_j}∈[T_{event_min},T_{event_max}]，N表示单个蓝牙芯片16的最大连接数量，可以是8至20的取值范围。T_{event_min}表示最小基础连接时长，决定常规情况下链路层传输带宽，也为最小保障带宽，最小基础连接时长可以取值在2.5ms至5ms之间，可以根据不同的应用场景进行预先配置；最大单连接事件长度T_{event_max}是指提供链路层最大传输带宽时的时长，可以取值在20ms至40ms之间，可以根据不同的应用场景进行预先配置。蓝牙网关电路100在上电应用前或者初始化阶段，主控单元12可以根据预先配置的系统参数(包括前述的单连接基础时长和最大单连接事件长度)，完成各项系统参数的分配设置。

具体的，另一蓝牙芯片16与智慧室分天线101的新连接建立时，主控单元12为该另一蓝牙芯片16初期分配的连接事件时长为默认值，也即单连接基础时长，如5ms，可提供3KB左右的基础链路层传输带宽。该另一蓝牙芯片16实时统计链路层各链路回传的数据速率，并根据实时统计的数据速率动态调整连接事件时间，例如在数据速率大于当前提供的链路层传输带宽的80％持续一定周期时，以5ms为步长增加连接事件时间，最高限值为最大单连接事件长度。在数据速率小于当前提供的链路层传输带宽的50％持续一定周期时，以5ms为步长减小连接事件时间，直至达到5ms的连接事件时间。需要说明的是，前述的80％是根据其中一种智慧室分应用场景选择的上限百分比，50％则是相应选择的下限百分比，以便在该智慧室分应用场景中通过上述连接事件时间的动态调整，也即链路层传输带宽的动态调整实现传输带宽的效率最大化。一定周期则是预先确定的设定周期，用于触发每一次的连接事件时间的调整，设定周期的具体大小可以根据具体智慧室分应用场景中连接事件时间的调整需要进行确定，只要能够达到所需的传输带宽调整效果即可。

通过上述的蓝牙芯片16对链路层的各链路回传的数据速率的实时监测，从而对连接事件时间进行动态调整，可以更加有效地实现传输带宽的效率最大化，确保系统容量并解决智慧室分天线101负荷不均衡的实际需求。

在一个实施例中，另一蓝牙芯片16还用于根据当前的天线连接数量和带宽，同步调整扫描窗口；扫描窗口等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差。

可以理解，扫描窗口也即t_{scan_window}∈[T_{scan_min},T_{scan_interval})，其中，T_{scan_min}为最小扫描窗口时间，用于避免蓝牙芯片16无法发现天线的广播包。由于蓝牙芯片16与智慧室分天线101之间采用长连接的方式连接，且智慧室分应用场景中建设的基础设施固定，基础设施动态变化的可能性较小，因此为了将更多的信道时间留给连接态的数据业务，可以适当牺牲发现广播包的效率，从而将T_{scan_min}设置为适中的值，例如40ms。t_{scan_interval}表示蓝牙芯片16的扫描间隔，等于设定的系统延时。设定的系统延时也即根据实际的智慧室分系统的应用场景预先选定的延时指标T_delay，系统延时的取值范围可以是200ms至400ms。

保护时间间隔t_guard，也即蓝牙芯片16状态转换所需的处理时间间隔，典型取值可以是1ms。当前容量连接周期内连接时长也即

扫描窗口的同步调整值等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差，也即：

其中，l为蓝牙芯片16的某个天线连接，k为蓝牙芯片16当前连接数量，k≤N。如表1所示的上述各系统参数的参数表，蓝牙网关电路100在上电应用前或者初始化阶段，主控单元12可以根据预先配置的系统参数(包括前述的单连接基础时长和最大单连接事件长度)如表1，完成各项系统参数的分配设置。需要说明的是，表1仅是其中一种应用示例，以便于理解本发明内容，并非限定所有实际应用场景下的参数分配设置方式。在蓝牙芯片16工作过程中，扫描窗口t_{scan_window}随蓝牙芯片16的连接数量及带宽调整同步变化，扫描窗口t_{scan_window}的值按上述算式(1)计算得到。

表1

表1(续)

上述的各系统参数，可以由以下计算关系确定：

其中，等式左边第一项表示的是满容量时连接周期内的连接时长。满容量时连接周期内最大连接时长：

满容量时连接周期内最小连接时长：

于是有如下转换关系：

其中，等式左边第一项表示的是当前容量连接周期内最大连接时长。

其中，等式左边第一项表示的是当前容量连接周期内最小连接时长。单连接事件长度中的最小单连接事件长度：

min(t_{event_j})＝T_{event_min}

单连接事件长度中的最大单连接事件长度：

最小扫描窗口：

min(t_{scan_window})＝T_{scan_min}

通过上述扫描窗口的同步调整，可以使得蓝牙芯片16能够高效发现广播包同时，更进一步地提高传输带宽的利用率和降低传输时延，从而进一步提高系统性能。

请参阅图2，在一个实施例中，上述蓝牙网关电路100还包括滤波单元18。滤波单元18的一端连接功分器14的合并端口，滤波单元18的另一端用于连接智慧室分天线101。

可以理解，滤波单元18为智慧室分天线101与功分器14之间传输信号的杂波滤除单元，可以是滤波器或者以滤波器为核心元件的单元电路。滤波单元18的具体类型可以根据所需的滤波效果进行选择。

具体的，在功分器14与智慧室分天线101连接的一侧，还设置有滤波单元18，用于提供功分器14与智慧室分天线101之间的信号滤波功能，从而滤除智慧室分天线101一侧的杂波信号并通过所需的广播包，避免蓝牙网关电路100接收广播包的噪声干扰，提高蓝牙网关电路100的系统性能。

在一个实施例中，还提供一种智慧室分系统，包括智慧室分天线101和上述蓝牙网关电路100。

可以理解，关于本实施例中的智慧室分天线101与蓝牙网关电路100的解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的各实施例中的解释说明进行同理理解，此处不再展开赘述。

上述的智慧室分系统，通过应用上述的蓝牙网关电路100，可以实现根据实际应用场景中系统容量的需求采用多个蓝牙芯片16，各蓝牙芯片16之间通过功分器14共用外部射频链路，各蓝牙芯片16由主控单元12统一管理。当前连接智慧室分天线101的蓝牙芯片16将接收到的广播包上报给主控单元12，由主控单元12根据广播包确定该蓝牙芯片16当前的天线连接数量，然后根据该蓝牙芯片16的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余量的另一蓝牙芯片16发起连接智慧室分天线101，该另一蓝牙芯片16连接智慧室分天线101时，与智慧室分天线101协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。如此，可以有效增加系统容量并实现带宽调节，达到了系统容量和带宽等性能最佳的效果，大幅提高了系统性能。

请参阅图3，在一个实施例中，智慧室分天线101通过Notify传输方式向蓝牙网关电路100上报广播包；广播包为智慧室分天线101通过定时数据汇聚组包得到，定时的时长小于链路连接周期。

其中，Notify传输方式也即本领域中Notify通知的数据传输方式。链路连接周期也即T_Interval，固定等于延时指标T_delay，定时的时长不超过链路连接周期。可以理解，如图3所示的是Notify传输的数据结构，由包序号和多个物联数据组成，物联数据包括长度、物联设备MAC地址、网关接收的RSSI值(接收的信号强度指示值)以及透传数据。

具体的，蓝牙网关电路100与智慧室分天线101之间采用异步传输处理机制，也即在智慧室分天线101一侧，智慧室分天线101将采集到的物联数据通过Notify传输方式进行上报，同时智慧室分天线101采用定时数据汇聚组包的机制，对各物联设备的物联数据进行广播包组包，确保各广播包满载。

通过上述异步传输处理机制的应用，可以充分利用链路层提供的传输带宽，并且最大限度地利用链路层的最大传输单元MTU，从而达到更进一步地提高系统性能的效果。

在一个实施例中，广播包包括需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及网关回复的确认数据。

可以理解，智慧室分天线101可以为物联数据传输服务定义三种不同的UUID(即Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)，其值长度最大可为244字节，分别用于将广播包分为三种数据，分别是需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及用于网关回复的确认数据。也即是说，蓝牙网关电路100与智慧室分天线101之间还可以采用两种传输机制，一种是可靠性传输机制，也即上报的广播包包含需网关确认的物联数据时，蓝牙网关电路100的网关应用层需进行确认应答，应答包可采用write command方式(也即蓝牙5.0协议中规定的应答方式)的应答包，如上述网关回复的确认数据。另一种是非可靠传输机制，也即上报的广播包包含无需网关确认的物联数据时，蓝牙网关电路100的网关应用层无需进行应答。

通过上述的可靠性传输机制和非可靠性传输机制的应用，可以提升物联数据的上报效率，进一步降低传输时延从而可以更好地提升智慧室分系统的系统性能，实现在智慧室分领域的可规模性商用，适用的传输场景更加广泛。

请参阅图4，在一个实施例中，网关回复的确认数据包括接收码、期望接收的包序号和超前成功接收的包序号。其中，接收码包括用于定义网关正常接收物联数据的码值、用于定义网关暂停接收物联数据的码值以及用于定义网关停止接收物联数据的码值。

可以理解，上述各码值可以是数字码(例如但不限于0、1和2)、字母码(例如但不限于A、B和C)或者其他形式的码值，用于定义不同的接收码。例如，可以用数字码0表示网关正常接收物联数据，用数字码1表示网关暂停接收物联数据，用数字码2表示网关停止接收物联数据，其他码值则表示保留。其中，期望接收的包序号表示该包序号之前的数据已经成功接收，该包序号则为蓝牙芯片16期望下次接收到的包序号。蓝牙芯片16发送超前成功接收的包序号，用于告知智慧室分天线101无需再次进行传输，只需传输丢弃的广播包即可。

智慧室分天线101根据蓝牙网关电路100的确认情况进行重传，蓝牙网关电路100对超前数据包不做处理，而是直接发送到对应连接的应用场景中的物联服务器，若物联服务器不可用，则蓝牙网关电路100提供一定容量的数据缓存，将超前数据包进行缓存。图4为网关回复的确认数据的数据结构，包括接收码、期望接收的包序号和已经超前接收的包序号，用于可靠性传输机制中蓝牙芯片16对智慧室分天线101的应答，具体可以采用多问一答的应答方式。

通过上述网关回复的确认数据的设置，可以提升对智慧室分天线101的应答效率，进一步提升智慧室分系统的系统性能。

请参阅图5，在一个实施例中，还提供一种链路控制方法，应用于智慧室分系统。智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口连接智慧室分天线。

上述链路控制方法，包括如下处理步骤S12和S14：

S12，接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；

S14，与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

可以理解，关于本实施例中各技术术语的解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的各实施例以及本申请提供的智慧室分系统的各实施例的具体解释说明进行同理理解，此处以及后续其他方法实施例中不再展开赘述。

具体的，智慧室分系统在实际智慧室分应用场景中工作时，当前连接的蓝牙芯片接收到智慧室分天线上报的广播包后，将接收到的广播包上报到主控单元。主控单元根据该蓝牙芯片上报的广播包确定该蓝牙芯片当前的天线连接数量，也即该蓝牙芯片当前连接的智慧室分天线中天线的数量，进而主控单元根据该蓝牙芯片的连接容量以及前述确定的天线连接数量，判断当前是否需要指派有空余容量的其他蓝牙芯片加入与智慧室分天线的连接，以满足当前工况下的系统容量需求。例如，在当前上报广播包的蓝牙芯片的天线连接数量已经达到容量限值(小于或等于该蓝牙芯片的连接容量)时，向当前有空余容量的另一个蓝牙芯片发送指令，也即前述的连接指示，指示该另一蓝牙芯片向智慧室分天线发起连接。

当该另一蓝牙芯片与智慧室分天线建立连接时，该另一蓝牙芯片与智慧室分天线协商将物理层速率切换至最大带宽，例如通过链路层的LL_PHY_REQ命令将PHY速率从当前的1Mbps切换至2Mbps。同时，该另一蓝牙芯片与智慧室分天线协商将链路层的链路层的MTU更新为最大支持字节，例如通过链路层的LL_LENGTH_REQ命令更新双方的链路层的最大传输单元至最大支持字节，如251字节。然后通过GATT(通用属性协议)层的Exchange MTURequest命令交换双方的ATT层MTU，将ATT层的MTU更新为最大支持字节，如247字节，从而将智慧室分应用场景下蓝牙网关电路100所提供的实际系统容量大幅提升，确保系统当前数据输出所需的容量，同时调整系统传输带宽，实现传输带宽的效率最大化，解决智慧室分天线负荷不均衡的实际需求，使得蓝牙网关电路100可以适应更多的传输场景。

上述链路控制方法，通过上述的步骤，由主控单元根据广播包确定该蓝牙芯片当前的天线连接数量，然后根据该蓝牙芯片的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余量的另一蓝牙芯片发起连接智慧室分天线，该另一蓝牙芯片连接智慧室分天线时，与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。如此，可以有效增加系统容量并实现带宽调节，达到了系统容量和带宽等性能最佳的效果，大幅提高了系统性能。

请参阅图6，在一个实施例中，上述链路控制方法，具体还可以包括如下处理步骤S16：

S16，统计链路层的各链路回传的数据速率，并根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间。

可以理解，对应与智慧室分天线新建立连接的蓝牙芯片，主控单元为该蓝牙芯片初期分配的连接事件时长为默认值，也即单连接基础时长，如5ms，可提供3KB左右的基础链路层传输带宽。连接事件时间也称连接事件时长。

具体的，与智慧室分天线新建立连接的蓝牙芯片会实时统计链路层各链路回传的数据速率，并根据实时统计的数据速率动态调整连接事件时间，例如在数据速率大于当前提供的链路层传输带宽或者当前提供的链路层传输带宽的一定百分上限时，以5ms为步长增加连接事件时间，最高限值为最大单连接事件长度。在数据速率小于当前提供的链路层传输带宽或者当前提供的链路层传输带宽的一定百分下限时，以5ms为步长减小连接事件时间，直至达到5ms的连接事件时间。

通过上述的处理步骤S16，蓝牙芯片对链路层的各链路回传的数据速率的实时监测，从而对连接事件时间进行动态调整，可以更加有效地实现传输带宽的效率最大化，确保系统容量并解决智慧室分天线负荷不均衡的实际需求。

请参阅图7，在一个实施例中，关于上述步骤S16中根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程，具体可以包括如下处理步骤S162：

S162，当数据速率大于当前带宽的上限百分比达设定周期时，以单连接基础时长为步长增加连接事件时间，直至达到最大单连接事件长度。

可以理解，在本实施例中可以采用超过当前带宽的百分比并持续一定周期的方式，确定是否增加连接事件时间。其中，当前带宽也即当前提供的链路层传输带宽，上限百分比例如但不限于70％、80％或90％。具体的，在数据速率大于当前提供的链路层传输带宽的80％持续时间达到设定周期时，以单连接基础时长(如5ms)为步长增加连接事件时间，最高限值为最大单连接事件长度。如此，可以动态增加连接事件时间，实现传输带宽的效率最大化。

在一个实施例中，如图7所示，关于上述步骤S16中根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程，具体可以包括如下处理步骤S164：

S164，当数据速率小于当前带宽的下限百分比达设定周期时，以单连接基础时长为步长减小连接事件时间，直至达到单连接基础时长。

具体的，在数据速率小于当前提供的链路层传输带宽的50％时间达到设定周期时，以单连接基础时长(如5ms)为步长减小连接事件时间，直至达到5ms的连接事件时间。其中，本实施例的设定周期与前一实施例的设定周期可以相同，也可以不相同，具体可以根据实际应用需要进行确定。如此，可以动态减少连接事件时间，实现传输带宽的效率最大化。

请参阅图8，在一个实施例中，上述链路控制方法，具体还可以包括如下处理步骤S18：

S18，根据当前的天线连接数量和带宽，同步调整扫描窗口；扫描窗口等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差。

可以理解，关于本实施例中各技术术语的具体解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的实施例中相应的解释说明进行同理理解，此处不再展开赘述。

具体的，在蓝牙芯片工作过程中，扫描窗口t_{scan_window}随蓝牙芯片的连接数量及带宽调整同步变化，扫描窗口t_{scan_window}的值按上述算式(1)计算得到。

通过上述的处理步骤，对扫描窗口进行同步调整，可以使得蓝牙芯片能够高效发现广播包同时，更进一步地提高传输带宽的利用率和降低传输时延，从而进一步提高系统性能。

在一个实施例中，广播包的上报方式为Notify传输方式，广播包为智慧室分天线通过定时数据汇聚组包得到；定时的时长小于链路连接周期。

可以理解，关于本实施例中各技术术语的具体解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的实施例中相应的解释说明进行同理理解，此处不再展开赘述。

具体的，蓝牙芯片与智慧室分天线之间采用异步传输处理机制，也即在智慧室分天线一侧，智慧室分天线将采集到的物联数据通过Notify传输方式进行上报，同时智慧室分天线采用定时数据汇聚组包的机制，对各物联设备的物联数据进行广播包组包，确保各广播包满载。智慧室分天线组包时需确保物联数据1至N的总长度不超过242字节，单个物联数据需避免拆分到两个或以上的数据包中进行组包，需确保单个物联设备单次的透传数据长度不超过234个字节，超过则由该物联设备自行完成透传数据的拆分重组，以满足组包要求。

通过上述异步传输处理机制的应用，可以充分利用链路层提供的传输带宽，并且最大限度地利用链路层的最大传输单元MTU，从而达到更进一步地提高系统性能的效果。

在一个实施例中，关于上述的步骤S35中，广播包包括需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及网关回复的确认数据。

可以理解，关于本实施例中各技术术语的具体解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的实施例中相应的解释说明进行同理理解，此处不再展开赘述。通过上述的可靠性传输机制和非可靠性传输机制的应用，可以提升物联数据的上报效率，进一步降低传输时延从而可以更好地提升智慧室分系统的系统性能，实现在智慧室分领域的可规模性商用，适用的传输场景更加广泛。

在一个实施例中，网关回复的确认数据包括接收码、期望接收的包序号和超前成功接收的包序号；其中，接收码包括用于定义网关正常接收物联数据的码值、用于定义网关暂停接收物联数据的码值以及用于定义网关停止接收物联数据的码值。

可以理解，关于本实施例中各技术术语的具体解释说明，可以参见上述蓝牙网关电路100的实施例中相应的解释说明进行同理理解，此处不再展开赘述。通过上述网关回复的确认数据的设置，可以提升对智慧室分天线的应答效率，进一步提升智慧室分系统的系统性能。

请参阅图9，在一个实施例中，上述链路控制方法，具体还可以包括如下处理步骤S19：

S19，断开与智慧室分天线的连接时，向主控单元上报连接断开消息；连接断开消息用于指示主控单元监测当前的系统连接容量。

可以理解，蓝牙芯片在断开与智慧室分天线的连接时，也需同步上报至主控单元，以便主控单元实时监测整个系统的连接容量。连接断开消息是指蓝牙芯片断开与智慧室分天线的连接时，用于将连接断开这一事件通知到主控单元的信号。

通过上述的处理步骤S19，可以有效提升系统连接容量的监测效率，从而能够在需要时，更准确高效地控制其他蓝牙芯片发起连接，确保系统连接容量充足，以进一步提升系统性能。

应该理解的是，虽然图5至图9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5至图9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参阅图10，在一个实施例中，还提供一种链路控制装置200，应用于智慧室分系统，智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，功分器的每一个分支端口均通过一个蓝牙芯片连接至主控单元，功分器的合并端口连接智慧室分天线。

上述链路控制装置200包括连接处理模块201和链路调整模块203。连接处理模块201用于接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示。链路调整模块203用于与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

上述链路控制装置200，通过各模块的协作，由主控单元根据广播包确定该蓝牙芯片当前的天线连接数量，然后根据该蓝牙芯片的连接容量和天线连接数量，指示当前有空余量的另一蓝牙芯片的连接处理模块201发起连接智慧室分天线，该另一蓝牙芯片连接智慧室分天线时，该另一蓝牙芯片的链路调整模块203与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。如此，可以有效增加系统容量并实现带宽调节，达到了系统容量和带宽等性能最佳的效果，大幅提高了系统性能。

在一个实施例中，上述链路控制装置200还包括连接事件调整模块，用于统计链路层的各链路回传的数据速率，并根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间。

在一个实施例中，上述第连接事件调整模块在实现根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程中，具体可以用于在数据速率大于当前带宽的上限百分比达设定周期时，以单连接基础时长为步长增加连接事件时间，直至达到最大单连接事件长度。

在一个实施例中，上述第连接事件调整模块在实现根据数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程中，具体还可以用于在数据速率小于当前带宽的下限百分比达设定周期时，以单连接基础时长为步长减小连接事件时间，直至达到单连接基础时长。

在一个实施例中，上述链路控制装置200还包括窗口同步模块，用于根据当前的天线连接数量和带宽，同步调整扫描窗口；扫描窗口等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差。

在一个实施例中，上述的广播包的上报方式为Notify传输方式，广播包为智慧室分天线通过定时数据汇聚组包得到；定时的时长小于链路连接周期。

在一个实施例中，广播包包括需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及网关回复的确认数据。

在一个实施例中，网关回复的确认数据包括接收码、期望接收的包序号和超前成功接收的包序号；其中，接收码包括用于定义网关正常接收物联数据的码值、用于定义网关暂停接收物联数据的码值以及用于定义网关停止接收物联数据的码值。

在一个实施例中，上述链路控制装置200还包括连接状态上报模块，用于在断开与智慧室分天线的连接时，向主控单元上报连接断开消息；连接断开消息用于指示主控单元监测当前的系统连接容量。

关于链路控制装置200的具体限定可以参见上文中对于链路控制方法的相应限定，在此不再赘述。上述链路控制装置200中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于蓝牙网关中的处理器中，也可以以软件形式存储于蓝牙网关中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，还提供一种蓝牙网关，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

本领域技术人员可以理解，本实施例中的蓝牙网关除上述的存储器和处理器外，还可以包括其他的组成部分，具体可以根据本领域不同型号蓝牙网关的具体结构组成及其功能确定，本说明书中不再一一展开说明。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还可以实现上述链路控制方法各实施例中的增加的步骤或者子步骤。

在一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收到主控单元的连接指示后，向智慧室分天线发起连接；连接指示为智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到主控单元后，所在主控单元根据当前连接的蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；与智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现上述链路控制方法各实施例中的增加的步骤或者子步骤。

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的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (20)

1.一种蓝牙网关电路，其特征在于，包括主控单元、功分器和至少两个蓝牙芯片，所述功分器的每一个分支端口均通过一个所述蓝牙芯片连接至所述主控单元，所述功分器的合并端口用于连接智慧室分天线；

所述蓝牙芯片用于将所述智慧室分天线上报的广播包上报到所述主控单元，所述主控单元用于根据所述广播包确定所述蓝牙芯片当前的天线连接数量，并根据所述蓝牙芯片的连接容量和所述天线连接数量，指示当前有空余容量的另一所述蓝牙芯片接入所述智慧室分天线；

另一所述蓝牙芯片用于与所述智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

2.根据权利要求1所述的蓝牙网关电路，其特征在于，另一所述蓝牙芯片还用于统计所述链路层的各链路回传的数据速率，并根据所述数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间。

3.根据权利要求2所述的蓝牙网关电路，其特征在于，另一所述蓝牙芯片还用于根据当前的天线连接数量和带宽，同步调整扫描窗口；所述扫描窗口等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差。

4.根据权利要求1至3任一项所述的蓝牙网关电路，其特征在于，各所述蓝牙芯片之间的工作信道通过所述主控单元根据所述蓝牙芯片的数量进行平均分配，且所述蓝牙芯片与所述智慧室分天线之间的连接方式为长连接。

5.根据权利要求4所述的蓝牙网关电路，其特征在于，还包括滤波单元，所述滤波单元的一端连接所述功分器的合并端口，所述滤波单元的另一端用于连接所述智慧室分天线。

6.一种智慧室分系统，其特征在于，包括智慧室分天线和权利要求1至4任一项所述蓝牙网关电路。

7.根据权利要求6所述的智慧室分系统，其特征在于，所述智慧室分天线通过Notify传输方式向所述蓝牙网关电路上报广播包；所述广播包为所述智慧室分天线通过定时数据汇聚组包得到，所述定时的时长小于链路连接周期。

8.根据权利要求7所述的智慧室分系统，其特征在于，所述广播包包括需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及网关回复的确认数据。

9.根据权利要求8所述的智慧室分系统，其特征在于，所述网关回复的确认数据包括接收码、期望接收的包序号和超前成功接收的包序号；其中，所述接收码包括用于定义网关正常接收物联数据的码值、用于定义网关暂停接收物联数据的码值以及用于定义网关停止接收物联数据的码值。

10.一种链路控制方法，其特征在于，应用于智慧室分系统，所述智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，所述功分器的每一个分支端口均通过一个所述蓝牙芯片连接至所述主控单元，所述功分器的合并端口连接智慧室分天线；

所述方法包括：

接收到所述主控单元的连接指示后，向所述智慧室分天线发起连接；所述连接指示为所述智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到所述主控单元后，所在主控单元根据当前连接的所述蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；

与所述智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

11.根据权利要求10所述的链路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

统计所述链路层的各链路回传的数据速率，并根据所述数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间。

12.根据权利要求11所述的链路控制方法，其特征在于，根据所述数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程，包括：

当所述数据速率大于当前带宽的上限百分比达设定周期时，以所述单连接基础时长为步长增加所述连接事件时间，直至达到所述最大单连接事件长度。

13.根据权利要求11所述的链路控制方法，其特征在于，根据所述数据速率以单连接基础时长为步长，在单连接基础时长至最大单连接事件长度范围内动态调整连接事件时间的过程，包括：

当所述数据速率小于当前带宽的下限百分比达设定周期时，以所述单连接基础时长为步长减小所述连接事件时间，直至达到所述单连接基础时长。

14.根据权利要求10至13任一项所述的链路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据当前的天线连接数量和带宽，同步调整扫描窗口；所述扫描窗口等于系统延时、保护时间间隔和当前容量连接周期内连接时长之差。

15.根据权利要求14所述的链路控制方法，其特征在于，所述广播包的上报方式为Notify传输方式，所述广播包为所述智慧室分天线通过定时数据汇聚组包得到；所述定时的时长小于链路连接周期。

16.根据权利要求15所述的链路控制方法，其特征在于，所述广播包包括需网关确认的物联数据、无需网关确认的物联数据以及网关回复的确认数据。

17.根据权利要求16所述的链路控制方法，其特征在于，所述网关回复的确认数据包括接收码、期望接收的包序号和超前成功接收的包序号；其中，所述接收码包括用于定义网关正常接收物联数据的码值、用于定义网关暂停接收物联数据的码值以及用于定义网关停止接收物联数据的码值。

18.根据权利要求10至13任一项所述的链路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

断开与所述智慧室分天线的连接时，向所述主控单元上报连接断开消息；所述连接断开消息用于指示所述主控单元监测当前的系统连接容量。

19.一种链路控制装置，其特征在于，应用于智慧室分系统，所述智慧室分系统包括主控单元、功分器、智慧室分天线和至少两个蓝牙芯片，所述功分器的每一个分支端口均通过一个所述蓝牙芯片连接至所述主控单元，所述功分器的合并端口连接智慧室分天线；

所述链路控制装置包括：

连接处理模块，用于接收到所述主控单元的连接指示后，向所述智慧室分天线发起连接；所述连接指示为所述智慧室分天线通过当前连接的蓝牙芯片上报广播包到所述主控单元后，所在主控单元根据当前连接的所述蓝牙芯片的连接容量和当前的天线连接数量输出的指示；

链路调整模块，用于与所述智慧室分天线协商调整物理层速率至最大带宽，以及分别更新链路层的最大传输单元和属性协议层的最大传输单元至最大支持字节。

20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10至18中任一项所述的链路控制方法的步骤。

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