通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法

技术领域

本发明属于蓝牙耳机抗干扰性能测试技术领域，特别涉及一种通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法。

背景技术

由于2.4GHzISM频段无需授权，全球开放，故因其便利性，使用者非常多，如：手机、WIFI、蓝牙、IoT、微波炉等都处于这一频段，当信号拥挤时，就会导致蓝牙耳机连接中断，从而给用户带来不好的使用体验。由于干扰的存在，因而产生了对蓝牙耳机抗干扰能力进行测试的需求。传统测试蓝牙耳机抗干扰性能的方式，主要是选择去干扰信号较多的场景，如机场、高铁站等地，通过人听的方式判断蓝牙耳机的音质效果，但是这些场景下干扰信号的量是随时变化的，波动性较大，且设备电池电量也会对蓝牙连接造成影响，而且采用人听的方式也无法统一判断的标准，所以做不到蓝牙耳机抗干扰测试的量化分析，测试结果参考意义不大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法，包括以下步骤：

S1、搭建量化的蓝牙模拟干扰环境；

S2、将待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备置于蓝牙模拟干扰环境中并建立连接，通过所述第一蓝牙配对设备向待测蓝牙耳机传输数据信息；其中，所述数据信息中包括预先选定的标准音频信号；

S3、连续采样一个时间段内待测蓝牙耳机发出的声音信号，得到采样音频信号；

S4、将采样音频信号与预先选定的标准音频信号进行比较，判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断，并统计中断的信息。

进一步的，搭建量化的蓝牙模拟干扰环境包括：

S11、设置屏蔽室；

S12、在屏蔽室内搭建WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场，所述WiFi数据模拟场用于模拟WiFi数据传输场景，所述蓝牙对抗模拟场用于模拟蓝牙传输场景；

S13、对WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场的信号强度进行控制。

进一步的，搭建WiFi数据模拟场包括在屏蔽室内设置若干WiFi接入设备、以及与WiFi接入设备一一对应连接的WiFi终端设备，并使各WiFi接入设备通过WiFi连接的方式与对应的WiFi终端设备进行数据传输；

搭建蓝牙对抗模拟场包括在屏蔽室内设置若干第二蓝牙配对设备、以及与第二蓝牙配对设备一一对应连接的干扰蓝牙耳机，并使各第二蓝牙配对设备通过蓝牙连接的方式与对应的干扰蓝牙耳机进行数据传输；所述WiFi接入设备、WiFi终端设备、第一蓝牙配对设备和第二蓝牙配对设备均与设置在屏蔽室外的服务器电连接。

进一步的，通过在服务器设置参数，控制WiFi接入设备和WiFi终端设备的连接数量，以及第二蓝牙配对设备和干扰蓝牙耳机的连接数量。

进一步的，还包括以下步骤：

S5、通过服务器查看各WiFi接入设备与对应的WiFi终端设备的连接情况，以及各第二蓝牙配对设备与对应的干扰蓝牙耳机的连接情况，判定此次测试是否有效。

进一步的，采集待测蓝牙耳机发出的声音信号的方法为：

模拟人的耳朵制作人造耳，将待测蓝牙耳机固定在人造耳上，并使待测蓝牙耳机的喇叭伸入人造耳内，所述人造耳中设置有第一声音采集装置，所述第一声音采集装置与信号分析装置电连接，所述信号分析装置存储第一声音采集装置采集的音频信号作为采样音频信号。

进一步的，采集待测蓝牙耳机发出的声音信号的方法为：

模拟人的耳朵制作人造耳，将待测蓝牙耳机固定在人造耳上，并使待测蓝牙耳机的喇叭伸入人造耳内，所述人造耳中设置有第一声音采集装置，所述第一声音采集装置与信号分析装置电连接；在所述屏蔽室中还设置第二声音采集装置，所述第二声音采集装置与信号分析装置电连接；所述信号分析装置存储第一声音采集装置采集的音频信号和第二声音采集装置采集的音频信号，并从第一声音采集装置采集的音频信号中去除第二声音采集装置采集的音频信号，将得到的信号作为采样音频信号。

进一步的，预先选定的所述标准音频信号为音频频段的正弦波信号；所述S4步骤包括以下子步骤：

S41、预先设置第一时间阈值和峰值误差阈值，第一时间阈值大于或等于标准音频信号的半个周期；

S42、将采样音频信号的所有采样值均替换为其绝对值；

S43、选定一采样点，找出以该采样点为起点的第一时间阈值范围内的采样值的最大值，并计算所述最大值与所述标准音频信号的峰值之差的绝对值；

S44、比较所述最大值与所述标准音频信号的峰值之差的绝对值是否小于或等于峰值误差阈值，如果小于或等于峰值误差阈值，则执行S47步骤；否则，执行S48步骤；

S47、判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接正常；

S48、判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接中断；

S49、重复S43步骤和S44步骤，依次判定测试时段内的每一采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断，并统计中断的信息。

进一步的，在所述S44步骤中，当所述最大值与所述标准音频信号的峰值之差的绝对值小于或等于峰值误差阈值时，先执行以下步骤：

S45、计算以该采样点为起点的第一时间阈值范围内对所述标准音频信号进行采样得到的采样值的平均值作为理想平均值，并计算采样音频信号中以该采样点为起点的第一时间阈值范围内的采样值的平均值作为实际平均值；并计算理想平均值与实际平均值之差的绝对值；

S46、预设均值误差阈值，将理想平均值与实际平均值之差的绝对值和预设均值误差阈值进行比较，如果理想平均值与实际平均值之差的绝对值小于或等于预设均值误差阈值，则执行S47步骤；否则，执行S48步骤。

进一步的，中断的信息包括测试时段内的中断率、中断次数、以及每次中断的开始时刻和结束时刻。

本发明中，通过搭建量化的蓝牙模拟干扰环境，能够对干扰信号进行量化，避免测试过程中干扰环境发生变化使得测试结果失去参考意义；通过将采样音频信号与预先选定的标准音频信号进行比较，能够对判定待测蓝牙耳机连接中断的标准进行量化，便于采用算法自动判定待测蓝牙耳机的连接是否中断，避免人工判断带来的判断标准不统一的问题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法的一个优选实施例的流程图。

图2为搭建量化的蓝牙模拟干扰环境的流程图。

图3为本发明的系统连接框图；

图4为判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断，并统计中断的信息的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明通过量化模拟干扰环境评估蓝牙耳机抗干扰性能的方法的一个优选实施例包括以下步骤：

S1、搭建量化的蓝牙模拟干扰环境。如图2所示，本步骤具体可包括以下子步骤：

S11、设置屏蔽室；屏蔽室的设置方法为现有技术，在此不作赘述。

S12、在屏蔽室内搭建WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场。

其中，所述WiFi数据模拟场用于模拟WiFi数据传输场景。如图3所示，搭建WiFi数据模拟场包括在屏蔽室内设置若干WiFi接入设备、以及与WiFi接入设备一一对应连接的WiFi终端设备，并使各WiFi接入设备通过WiFi连接的方式与对应的WiFi终端设备进行数据传输。所述WiFi接入设备可以是WiFi路由器、便携式WiFi终端设备、WiFi热点设备等用于实现WiFi接入功能的设备，优选为WiFi路由器。所述WiFi终端设备优选为具有WiFi传输功能的手机。

所述蓝牙对抗模拟场用于模拟蓝牙传输场景。请继续参考图3，搭建蓝牙对抗模拟场包括在屏蔽室内设置若干第二蓝牙配对设备、以及与第二蓝牙配对设备一一对应连接的干扰蓝牙耳机，并使各第二蓝牙配对设备通过蓝牙连接的方式与对应的干扰蓝牙耳机进行数据传输。在所述屏蔽室外设置服务器，并将各WiFi接入设备、WiFi终端设备和第二蓝牙配对设备均与服务器电连接。所述第二蓝牙配对设备优选为具有蓝牙传输功能的手机。

在搭建WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场时，还可通过电磁场模拟软件选择各WiFi接入设备、WiFi终端设备、第二蓝牙配对设备和干扰蓝牙耳机的设置位置，使各WiFi接入设备和WiFi终端设备的WiFi信号、以各第二蓝牙配对设备和干扰蓝牙耳机的蓝牙信号在待测蓝牙耳机处形成干扰叠加，以增加WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场对待测蓝牙耳机的干扰，并尽量降低WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场对各WiFi接入设备、WiFi终端设备、第二蓝牙配对设备和干扰蓝牙耳机的叠加干扰。

S13、对WiFi数据模拟场和蓝牙对抗模拟场的信号强度进行控制。可以通过在服务器设置参数，控制各WiFi接入设备是否与对应连接的WiFi终端设备连接，从而控制WiFi接入设备和WiFi终端设备的连接数量，对WiFi数据模拟场形成的干扰信号强度进行控制；以及控制各第二蓝牙配对设备是否与对应的干扰蓝牙耳机连接，从而控制第二蓝牙配对设备和干扰蓝牙耳机的连接数量，对蓝牙对抗模拟场形成的干扰信号强度进行控制。必要时还可通过服务器控制各WiFi接入设备发射的WiFi信号的强度，以及各第二蓝牙配对设备发射的蓝牙信号的强度。

由于移动通信基站的信号在现实生活中几乎无处不在，且移动通信基站的信号也会对蓝牙耳机造成干扰，为更好地模拟蓝牙耳机的干扰环境，在所述S12步骤中，还可以在屏蔽室内设置小型或微型通信基站设备，并设置与通信基站设备连接的移动终端设备(例如手机)，从而搭建基站信号模拟场，模拟移动通信基站的信号对蓝牙耳机的干扰，使干扰环境更加贴近实际使用环境。小型或微型通信基站设备和各移动终端设备可与服务器电连接，在所述S13步骤中，还可以通过服务器控制通信基站设备的发射功率，以及各移动终端设备传输的数据，以对基站信号模拟场的信号强度进行控制。

S2、请继续参考图3，将待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备置于蓝牙模拟干扰环境中并建立连接，所述第一蓝牙配对设备优选为具有蓝牙功能的手机。通过所述第一蓝牙配对设备向待测蓝牙耳机传输数据信息，所述数据信息中包括预先选定的标准音频信号，为便于之后的分析，预先选定的所述标准音频信号可选择为音频频段的正弦波信号，以便于待测蓝牙耳机发出对应的声音信号；在本实施例中，正弦波信号优选为千周信号。千周信号通过BLE 2.4GHz频段传输至待测蓝牙耳机，待测蓝牙耳机接收到所述数据信息后开始播放千周信号的音频；由于音频是在从第一蓝牙配对设备传输到待测蓝牙耳机这个阶段受到其他信号干扰的，因此，可通过待测蓝牙耳机播放的千周音频判断第一蓝牙配对设备与待测蓝牙耳机的连接是否中断。

S3、连续采样一个时间段内待测蓝牙耳机发出的声音信号，得到采样音频信号。采集待测蓝牙耳机发出的声音信号的方法为：

模拟人的耳朵制作人造耳，将待测蓝牙耳机固定在人造耳上。由于蓝牙耳机一般为对应人的两个耳朵分别设置一个喇叭，因此可制作两个人造耳分别用于模拟人的左耳和右耳，并使待测蓝牙耳机的两个喇叭分别伸入两个人造耳内，模拟人配戴耳机时的情况，在两个所述人造耳中分别设置一个第一声音采集装置用于采集声音信号并转换为对应的音频信号，第一声音采集装置优选为麦克风。所述第一声音采集装置与信号分析装置电连接，所述信号分析装置存储第一声音采集装置采集的音频信号作为采样音频信号。信号分析装置可以是带有声音分析软件的计算机。当然，对于只有一个喇叭的蓝牙耳机，也可只设置一个人造耳采集音频信号。

由于干扰蓝牙耳机在使用时也会发出声音，且测试过程中还可能有其他的声音对测试形成干扰，为排除干扰声音，还可在所述屏蔽室中设置第二声音采集装置，第二声音采集装置优选为麦克风。所述第二声音采集装置需要与第一声音采集装置保持一定的位置，以避免第二声音采集装置采集到待测蓝牙耳机发出的声音。所述第二声音采集装置与信号分析装置电连接，所述信号分析装置同时存储第一声音采集装置采集的音频信号和第二声音采集装置采集的音频信号，并从第一声音采集装置采集的音频信号中去除第二声音采集装置采集的音频信号，将得到的信号作为采样音频信号，从而从第一声音采集装置采集的音频信号中去除屏蔽室中的底噪。

S4、信号分析装置将采样音频信号与千周信号(即预先选定的标准音频信号)进行比较，判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断。蓝牙耳机播放的千周信号若中断，则代表待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接中断，故统计蓝牙耳机播放的千周信号的中断次数，就能真实地反映待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接的稳定性。

将采样音频信号与千周信号进行比较，判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断最直接的方法就是按照与采样音频信号相同的采样间隔对千周信号进行采样，逐个比较采样音频信号各采样点的采样值相对于千周信号对应采样点的采样值的偏离幅度，如果偏离幅度小于或等于预先设置的幅度(如±5％)，则判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接正常；否则，判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接中断。但是，采用这种方法对连接正常的判定标准过于苛刻，很多对于人耳没有影响的情况也会被判定为中断，使得测试结果与用户的实际体验不符。因此，如图4所示，本实施例中，S4步骤优选为包括以下子步骤：

S41、在信号分析装置中预先设置第一时间阈值和峰值误差阈值，第一时间阈值大于或等于千周信号的半个周期；由于第一时间阈值小于千周信号的半个周期时，可能会出现第一时间阈值中不包含信号峰值(包括正的峰值和负的峰值)的情况，因此，应当选择第一时间阈值大于或等于千周信号的半个周期，本实施例中优选为第一时间阈值等于千周信号的两个周期。

S42、信号分析装置将采样音频信号的所有采样值均替换为其绝对值；从而将采样值的负值变为正值，以便于后续的计算。

S43、选定一采样点，找出以该采样点为起点的第一时间阈值范围内的采样值的最大值，即找出采样音频信号在第一时间阈值范围内的峰值；并计算所述最大值与所述千周信号的峰值之差的绝对值。

S44、比较所述最大值与所述千周信号的峰值之差的绝对值是否小于或等于峰值误差阈值，如果小于或等于峰值误差阈值，则说明采样音频信号在第一时间阈值范围内的峰值与千周信号的峰值接近，执行S47步骤，判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接正常；否则，说明采样音频信号在第一时间阈值范围内的峰值过大或过小，执行S48步骤，判定待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接中断。

S47、判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接正常。

S48、判定该采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备连接中断。

S49、重复S43步骤和S44步骤，依次判定测试时段内的每一采样点对应的时刻待测蓝牙耳机和第一蓝牙配对设备的连接是否中断，并统计中断的信息。其中，中断的信息包括测试时段内的中断率、中断次数、每次中断的开始时刻和结束时刻；中断率的计算公式为：

中断率＝测试时段内的累计中断时长/测试时段的总时长。

通过中断率和中断次数即可对待测蓝牙耳机的抗干扰能力进行量化评价。由于对于同型号的不同个体，其性能也是有差异的；因此还可以通过以下措施来消除这些差异：每款待测蓝牙耳机准备2付，相应的第一蓝牙配对设备也准备2部，对同款的两付待测蓝牙耳机分别进行测试；另外，还可对每付待测蓝牙耳机均重复测试多次取均值。

为使判定结果与用户的实际体验更加贴近，在所述S44步骤中，当所述最大值与所述千周信号的峰值之差的绝对值小于或等于峰值误差阈值时，还可以先执行以下步骤：

S45、计算以该采样点为起点的第一时间阈值范围内对所述千周信号进行采样得到的采样值的平均值作为理想平均值，并计算采样音频信号中以该采样点为起点的第一时间阈值范围内的采样值的平均值作为实际平均值；

S46、预设均值误差阈值，将理想平均值与实际平均值之差的绝对值和预设均值误差阈值进行比较，如果理想平均值与实际平均值之差的绝对值小于或等于预设均值误差阈值，则执行S47步骤；否则，执行S48步骤。

S5、通过服务器查看各WiFi接入设备与对应的WiFi终端设备的连接情况，以及各第二蓝牙配对设备与对应的干扰蓝牙耳机的连接情况，判定此次测试是否有效。当与WiFi终端设备连接中断的WiFi接入设备的数量达到预定的数量时，或与干扰蓝牙耳机连接中断的第二蓝牙配对设备的数量达到预定的数量时，判定此次测试无效；否则，判定此次测试有效。从而避免由于WiFi接入设备、WiFi终端设备、第二蓝牙配对设备或干扰蓝牙耳机自身受到干扰造成中断后使模拟的干扰环境发生变化，进行导致测试结果失去参考价值。

本发明中，通过搭建量化的蓝牙模拟干扰环境，能够对干扰信号进行量化，避免测试过程中干扰环境发生变化使得测试结果失去参考意义；并能对干扰信号的强度进行控制，便于根据测试需求对干扰条件进行调整；通过将采样音频信号与预先选定的标准音频信号进行比较，能够对判定待测蓝牙耳机连接中断的标准进行量化，便于采用算法自动判定待测蓝牙耳机的连接是否中断，避免人工判断带来的判断标准不统一的问题。通过对算法进行优化，能够使判定结果与用户的实际体验更加贴近，使测试结果更具有现实意义。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。