基于高密度DECT的无线音频系统的制作方法

本发明涉及音频的无线传输领域，例如单向无线音频流。具体地，本发明提出了一种基于高密度dect的无线系统，以用于多个音频流的通信，例如利用dect全时隙。

背景技术：

1、对于诸如用于现场表演的无线麦克风或乐器发射机或用于电话会议系统中的无线麦克风的应用，具有低时延(延迟)的简单高质量多通道无线音频传输是重要的。

2、传统的无线dect技术基于星形网络拓扑，并且通常适合于多个便携式部件(pp)和基站(固定部件，fp)之间的双向通信。fp通常控制到pp的所有通信，并且通常在主从配置中提供时隙和帧定时信息。pp精确地与fp定时同步。

3、然而，在从pp到fp的高质量音频的同时流传输的情况下，这种基于dect的协议将限制同时pp的可能数量和/或可用音频质量和/或由此产生的时延。

技术实现思路

1、因此，根据以上描述，本发明的目的是提供一种用于从多个同时的rf发射设备以低时延进行高质量音频流传输的无线rf通信方法。

2、在第一方面，本发明提供了一种用于音频数据的无线rf单向通信的方法，其中，该方法包括：

3、-提供多个便携式部件设备，每个便携式部件设备被配置为根据dect兼容协议而在无线rf信号中发送以帧表示的音频数据，每个帧包含多个时隙，

4、-提供固定部件设备，固定部件设备被配置为从多个便携式设备接收所述无线rf信号并再生其中表示的各个音频数据，

5、-由固定部件设备在每个dect兼容帧中向多个便携式部件设备广播控制信息的多路复用，

6、-由每个便携式部件设备接收控制信息的多路复用，以及

7、-从控制信息的多路复用中提取旨在用于每个单独的便携式部件设备的控制信息。

8、这种方法提供了一种高容量无线rf系统，其允许大量便携式部件设备，例如电话会议系统的麦克风，以与一个固定部件设备或基站使用dect协议一起使用。这可以通过从固定部件设备向所有便携式部件设备共同广播控制信息来实现。这允许dect帧的上行链路和下行链路部分都用于从便携式部件设备到固定部件设备的音频数据传输，从而增加音频传输容量。这可以用于增加连接到一个固定部件(基站)的便携式部件设备的数量，和/或确保相同数量的固定部件设备具有更高的音频质量。尽管如此，该方法允许多通道音频传输具有低时延，这是实时音频流的重要参数。

9、为了支持来自非常大量的便携式固定部件设备的音频传输，可以使用包括同步操作的多个单独的固定部件接收机设备(基站)的系统。以这种方式，例如可以获得高达80-100个或甚至更多的音频通道。

10、dect协议存在于许多特定于地区或国家的变体中。然而，本发明与这些特定的dect变体兼容，因此可以在这些特定的dect变体的很大一部分中使用。

11、将使用以下短语，并因此对其进行解释：

12、-时分多址(tdma)。

13、-数字增强无绳电信(dect)。

14、-用于错误检查的循环冗余校验(crc)。

15、-单个无线电事件，例如发送或接收被表示为时隙(slot)或时隙(time slot)。

16、-包括用于干扰扫描的(多个)时隙(tdma帧)的时隙的重复序列被表示为帧。

17、在下面的优选实施例和特征中，将进行描述。

18、dect兼容帧优先是全时隙dect帧，从而允许具有高音频质量的大量便携式部件。或者，dect帧可以是长时隙帧、双时隙帧或半时隙帧。

19、优选地，每个帧中的一个或多个时隙专用于从固定部件设备广播控制信息的所述多路复用。特别地，每个半帧中的两个时隙可以专用于广播来自固定部件设备的控制信息的所述多路复用。特别地，每个半帧中的前两个时隙可以专用于广播所述多路复用控制信息。然而，应当理解，优选地，每个帧中的任意一个或两个时隙可以专用于广播控制信息的所述多路复用。

20、多路复用控制信息优选作为多路复用的a字段被包含在一个或多个时隙的b字段中，例如一个或多个全时隙。具体地，专用于所述多路复用控制信息的一个时隙，例如全时隙，可以包括a字段和b字段，其中，b字段包括报头部分、错误校验部分(例如crc)和包含所述多路复用控制信息的部分。

21、优选地，每个帧的第一和第二半部分中的至少50％，例如50-80％的时隙专用于从多个便携式部件设备传输音频数据。以这种方式，大量的可用传输容量被用于音频数据，从而允许连接到一个fp的多个pp仍然具有高音频质量，例如48khz采样频率和16-32比特幅度表示。

22、多个便携式部件设备优选地被同步以在每个帧的相应时隙中发送音频数据。具体地，可以同步8个以上的便携式部件设备，例如9-16个便携式部件设备以在每个帧的各个时隙中发送音频数据，例如每个在每半帧一个时隙中发送音频数据。

23、固定部件设备优选地被布置为接收总共至少64kbps的音频数据。

24、应当理解的是，每个便携式部件设备可以是独立的设备，包括被配置为根据上述定义的方法操作的rf接收机和发射机电路。便携式部件设备可以包括音频数据源，例如具有相关联的模数转换器的麦克风，或者便携式部件设备可以是具有模拟或数字音频接口以接收音频信号的专用独立音频发射机设备，例如用于从乐器等传输声音的无线rf发射机。

25、由于该方法适用于高质量的音频传输，因此便携式部件设备可以是例如舞台麦克风，因为此外低时延也是可能的。无线rf设备的另一个示例是电话会议麦克风。

26、通常，该方法对于无线音频传输系统是有利的，其中该方法在1)连接到一个固定部件设备(基站)的便携式部件设备的数量和2)给定具有有限容量的无线rf传输信道的音频质量(即，比特/秒率)之间提供权衡。

27、特别地，音频数据分组可以表示以20khz或更高的采样频率来采样的数字音频信号，例如32khz、48khz或更高。数字音频信号可以是编码的数字音频信号，例如根据adpcm算法等进行编码。

28、在优选实施例中，该方法被实现为与一个或多个区域或国家dect兼容变体的要求兼容的dect兼容协议。

29、在一些实施例中，该方法包括：

30、由固定部件设备在每个dect兼容帧中向多个便携式部件设备广播至少一个时隙、例如2-4个时隙的音频数据，

31、由每个便携式部件设备接收至少一个时隙的音频数据，以及

32、由多个便携式部件设备中的每个响应于接收到至少一个时隙的音频数据来提取音频信号。

33、在这样的实施例中，将另一音频特征添加到从多个便携式部件设备到固定部件设备的单向音频传输中，即向多个便携式部件设备中的所有便携式部件设备广播或多播一个音频信号的可能性。特别地，固定部件设备或另一设备可以响应于从多个便携式部件设备接收到的多个音频信号，例如，所述多个音频的混合，生成音频信号，音频信号然后可以作为反馈发送到多个便携式部件设备。因此，固定部件设备不能与多个便携式部件设备进行双工音频通信，而只能向多个便携式部件设备中的所有便携式部件设备发送或广播一个公共音频信号。特别地，每个dect帧中的2-4个时隙可以专用于从固定部件设备广播所述音频数据。特别地，每个半帧中的两个时隙专用于从固定部件设备广播所述音频数据。特别地，每个半帧中的两个连续时隙专用于从固定部件设备广播所述音频数据。特别地，在每个dect帧中至少有4个时隙专用于控制信息的所述多路复用，并且其中，在每个dect帧中至少有4个时隙专用于要由固定部件设备广播的所述音频数据。特别地，每个dect帧中至少有16个时隙专用于要从多个便携式部件设备发送的所述音频数据。在特定的实施例中，每个dect帧具有：16个专用于来自多个便携式部件设备的音频数据的时隙，4个专用于控制信息的多路复用的时隙，以及4个专用于将由固定部件设备广播的音频数据的时隙。

34、在第二方面，本发明提供了一种无线rf设备，其包括连接到至少一个rf天线的至少一个rf发射机和rf接收机电路，该无线rf设备被布置为根据第一方面的方法操作为便携式部件设备。

35、无线rf设备可以被布置为接收在每个dect帧中的至少一个时隙中表示的音频数据。特别地，无线rf设备可以包括声学换能器，例如扬声器，该声学换能器被布置为根据所述接收到的音频数据来生成声学信号。

36、在一个实施例中，无线rf设备包括麦克风，该麦克风被布置成捕获声音并相应地生成音频数据，例如用作高质量舞台麦克风或电话会议麦克风等。fp可替换地或附加地包括用于接收音频信号的模拟或数字音频接口，例如用于传输来自乐器等的声音的无线rf发射机。特别地，无线rf设备是头戴式耳机或包括麦克风和声学换能器的组合的设备，其被布置为响应于接收到的音频信号而产生声学信号。特别地，扬声器可以是耳机、头戴式耳机或入耳式设备的形式。

37、在第三方面，本发明提供了一种fp，该fp被配置为根据第一方面的方法作为固定部件设备而进行操作。

38、fp或固定部件设备可以是具有多通道音频输出接口的独立设备，该多通道音频输出接口具有多个模拟和/或数字音频输出，该模拟和/或数字音频输出被布置为输出与从多个无线rf设备接收的音频数据相对应的音频信号。或者，fp可以形成另一设备的一部分，例如用于现场表演或演播室的音频设备，例如音频混合控制台。特别地，固定部件设备可以进一步被布置为广播表示为在每个dect帧中的至少一个时隙中表示的音频数据的音频信号。

39、在第四方面，本发明提供了一种系统，该系统包括根据第二方面的多个pp和根据第三方面的fp。

40、该系统可以特别包括音频再现系统，该音频再现系统包括至少一个扬声器，该扬声器被布置为响应于从多个pp中的至少一个发送并由fp再生的音频数据而产生声学输出。

41、为了允许大量的音频通道，该系统可以包括根据第三方面的多个fp，其中，根据第二方面，每个fp被布置为从多个pp接收音频数据，并且其中，多个fp被配置用于同步协作。

42、特别地，该系统可以是电话会议系统、无线现场表演音频系统、董事会会议系统、教室音频系统和议会或会议音频系统中的一个。

43、特别地，该系统可以包括至少8个，例如8-16个便携式设备，这些设备被配置用于通过在每个dect帧的各个时隙中使用音频数据传输来无线rf连接到固定部件。

44、在第五方面，本发明提供了根据第四方面的系统的用途用于电话会议系统、无线现场表演音频系统、董事会会议系统、教室音频系统和议会或会议音频系统中的一个或多个。

45、应当理解，基于本发明方法的当前描述，技术人员将知道实现根据第一方面的方法所需的rf发射机和rf接收机电路、天线和编程。

46、在第六方面，本发明提供了一种程序代码，该程序代码包括第一和第二代码部分，其被布置为当在多个便携式部件设备中的处理器上执行第一代码部分时(例如，根据第二方面)以及当在固定部件设备中的处理器上执行第二代码部分时(例如，根据第三方面)，使得执行根据第一方面的方法。

47、特别地，第一代码部分和第二代码部分可以存储在相应的第一设备和第二设备的相应芯片中的存储器中，或者存储在一个或多个有形存储介质上，或者以用于下载的版本在互联网上可用。第一和第二代码部分可以是通用代码格式或处理器专用格式。

48、应当理解，针对第一方面描述的相同优点和实施例也适用于进一步提及的方面。此外，应当理解，所描述的实施例可以以任何方式在所有提到的方面之间混合。