專利名稱：用于雙模式雙向音頻通信的隊列控制器的方法和設備的制作方法
技術領域：
公開了通信設備及其方法，并且更具體地，公開了用于雙模
式雙向音頻終端設備和音頻網關設備的隊列控制器和隊列控制器的方 法。
背景技術：
藍牙無線技術提供了一種方式，利用該方式許多無線設備可 以不用連接器、線、或線纜來相互通信。藍牙技術使用免費和全球可 用的免許可2.4GHz工業(yè)、科學、和醫(yī)藥(ISM)頻譜，用于低功率的用 途，允許在10到100米范圍內的兩個藍牙設備共享達2.1 Mbps吞吐量的
數據。每個藍牙設備可以與多個其他設備同時通信。當前對藍牙技術的普通使用包括那些用于耳機、蜂窩車載套 件和適配器的使用。另外，藍牙技術當前用于將打印機、鍵盤、或鼠 標不用線纜地連接到個人計算機。由于藍牙技術可以有利于大量數據 的遞送，所以計算機可以使用藍牙通過移動電話連接到因特網。藍牙 設備可以連接以形成微微網(piconet)，其由主機和多達七個從設備 組成。在微微網中可以建立兩種類型的連接同步面向連接(SCO)的 鏈路，和異步無連接(ACL)鏈路。SCO鏈路基于用于語音傳輸的時隙 的固定和定期分配，提供具有不變帶寬的面向電路的服務。還有擴展 的同步面向連接的分組(eSCO),其具有與SCO分組相同的功能，但 允許更多的分組類型、數據類型、和有限的重傳。另一方面，ACL連 接提供了用于數據和控制信號傳輸的面向分組的服務。傳統(tǒng)上，SCO 上的語音通信是由語音編解碼器或編碼器/解碼器來雙向處理的，而在 ACL上的立體聲通信是由立體聲編解碼器來單向處理的，其在沒有音 頻返回路徑的情況下由源來編碼并且由接收器(sink)來解碼。在通信
7設備中，存在兩個分離的編解碼器，一個用于在SCO上處理單聲道音頻， 而另一個用于在ACL上處理立體聲音頻。無線局域網(WLAN)正變得與很多不同類型的產品兼容。 盡管企業(yè)最初安裝WLAN，以便可以在不需要昂貴的布線的情況下就可 以在網絡上使用臺式計算機，但是WLAN的功能已經演進到允許移動通 信設備，諸如無線電話、筆記本電腦、個人數字助理(PDA)和數字 相機，連接到WLAN用于因特網接入和無線因特網協議語音(VoIP) 電話服務。無線保真度的縮寫，WiFi是用于WLAN的產品兼容性標準 集的商標。諸如蜂窩電話的移動通信設備的制造商使設備具有WiFi能 力，以便當用戶漫游到WiFi熱點時，電話可以將其通信協議從使用許 可的、有限頻譜的蜂窩頻帶轉變到使用可用的免許可頻譜的WiFi通信 協議。在室內情形中，從諸如基于全球移動通信系統(tǒng)標準(GSM)的 蜂窩網絡轉變到WiFi協議可能會是特別有益的，因為蜂窩網絡在室內 會丟失其信號強度而WLAN在熱點內會有強信號。藍牙2.4 GHz無線電頻帶靠近在2.3 GHz或2.5 GHz操作的 特定收發(fā)信機的頻帶，例如基于IEEE 802.16e的全球微波接入互操作性 (WiMAX)的收發(fā)信機。在藍牙設備之間的音頻信號通信可能與其他 信號，諸如WiFi和基于其他標準的無線技術(諸如WiMAX)在時間上 沖突，因此由于不足的阻塞性能和重疊的頻譜分配降低了接收機的敏 感度。由于藍牙保護頻帶僅20 MHz，所以存在與例如WiFi和WiMAX 的鄰近信道干擾。同步連接，具體是SCO，例如在耳機中使用的同步連 接，在對發(fā)射和接收的調度上不靈活，結果是同時使用兩個無線電設 備，尤其是在具有由WiMAX基站調度的分組的移動設備上的"802.16e" 收發(fā)信機中，導致了干擾問題。盡管使用eSCO的同步連接具有有限的 能力來調度分組傳輸，但是由于有限的重傳窗口，它們仍將與其他無 線技術之間存在定期沖突，并且相比SCO鏈路，使用更多的帶寬和系統(tǒng) 資源。藍牙核心簡檔描述了用于與WiFi共存的減輕干擾的解決方案。 先進跳頻(AFH)是這樣的一種技術該技術收縮可用帶寬以防止使
8用與其它技術一樣的ISM頻帶部分。然而，這并不解決來自其他技術的 鄰近信道干擾問題，其他技術例如具有高發(fā)射功率和差鄰近信道抑制
的WiMAX。當藍牙和WiFi或WiMAX共處時，AFH可能是不夠的，而 可以使用諸如分組傳輸仲裁(PTA)的共存合作方法。然而，當藍牙SCO 和eSCO活動時，PTA可能顯著地影響WiFi數據速率。藍牙設備，并且尤其是耳機因其可以提供給用戶在不同環(huán)境 中無縫操作的同時進行通信的能力，所以受到歡迎。因此，提供改進 的經由藍牙的語音質量對于移動設備制造商已經變得重要。如果對經 由藍牙的音頻質量作出改進，將是有益的。


在附圖的不同視圖中，相同的附圖標記指示相同或功能上類 似的單元，并且將附圖與下列詳細說明一起并入說明書之中，并構成 說明書的一部分，用于進一步說明各種實施例，并解釋根據本發(fā)明的 各種原理和優(yōu)點。圖1說明被配置用于經由短距離無線電鏈路進行發(fā)射和/或 接收的兩個輸入/輸出(I/O)設備的系統(tǒng)；圖2是用來說明現有技術的單向ACL傳送以及用來說明在單 向ACL傳送和具體的雙向傳送之間的差異的圖；圖3示出兩個設備，每個設備都裝備有單個源音頻編解碼器 以便兩個設備都可以執(zhí)行此處所描述的過程；圖4是包括模式控制器的結構圖；圖5說明隊列控制器的輸入和輸出；圖6是根據實施例的包括隊列控制器的雙模式無線設備和/ 或系統(tǒng)的多個設備的方法的流程圖；圖7說明可以是諸如圖l的I/0設備的隊列控制器的一部分的 過程組件；圖8說明根據第一控制信號的硬切換情境；
圖9說明按第一控制信號所指示的來對軟切換進行處理；以
9及圖10示出諸如圖l的耳機的具有藍牙能力的I/O設備的一些
結構組件。技術人員將理解出于簡明的目的來說明附圖中的單元，而且 不必對其按比例進行繪制。例如，為了有助于增進對本發(fā)明的實施例 的理解，圖中一些單元的尺寸可能相對其它單元被夸大。
具體實施例方式為了在接收和發(fā)射音頻通信的同時提高I/0設備的語音質 量，1/0設備可以在第一傳送和第二傳送之間轉變，第一傳送和第二傳 送可以是SCO傳送和ACL傳送?？梢耘渲糜布?或軟件形式的開關來 實現傳送選擇，由此在第一傳送和第二傳送之間轉變音頻通信信號。 通過引用在2006年IO月31日，基本同時提交的METHODS AND DEVICES FOR DUAL MODE BIDIRECTIONAL AUDIO
COMMUNICATION,已經收到的序號為_，專利號為
_，由此將對該I/0設備、1/0設備的系統(tǒng)及其方法的描述并入。公開的是用于雙模式I/0設備的隊列控制器及其方法，以及 用于諸如藍牙鏈路的短距離無線電鏈路的傳輸的方法，該短距離無線 電鏈路是可以通過第一傳送或第二傳送的雙向實時音頻通信信號。所 描述的隊列控制器對將要由編碼器/解碼器處理的單個輸入隊列進行變 換，使得在預計了異類音頻分組類型的情形中，將具有異類分組類型 的單個輸入隊列變換為具有同類分組類型的隊列。應當理解，單個輸
入隊列可以是包含待處理的音頻數據的緩沖器。輸入可以與音頻分組 的源相關并且不限于僅描述單個隊列。來自待發(fā)送給編碼器的下行鏈 路音頻流或待作為上行鏈路音頻發(fā)送的來自換能器(transducer)的音 頻分組將構成兩個單個輸入隊列。同類分組類型指具有相同編碼器參 數的一組音頻分組，而異類分組類型指具有不同編碼器參數的一組音
10頻分組?？梢砸蕾囉诟淖兞骺刂菩盘杹硎褂糜埠蛙浨袚Q。根據控制信 號，第一控制信號或第二控制信號可以控制單個輸入隊列變換。改變 流信號可以基于操作條件和傳送選擇。在選定傳送之后，可以通過被 配置用于將具有異類分組類型的單個輸入隊列變換為具有同類分組類 型的隊列的隊列控制器來對單個輸入隊列進行處理。當傳遞音頻，尤其是語音數據時，傳送選擇及由此的改變流
信號可以基于傳送的優(yōu)點和缺點。使SCO/eSCO和ACL模式可用可以允 許用戶在不同的操作條件之下對語音質量或數據吞吐量進行最優(yōu)化。 從這點上，術語SCO或SCO模式將包括eSCO的功能。應當理解，語音 通信是雙向音頻通信的示例。在一些嘈雜的RF環(huán)境中，經由ACL的語音可能得到比SCO
更好的音頻質量。在任一情況中，用戶可以從更好的藍牙語音質量受 益并且可以具有依賴于情況來使用任一模式(SCO或ACL)的靈活性。 具體而言，在SCO和ACL之間的轉變可以基于特定的準則，諸如信號質 量指示符或網絡基礎設施，例如，當從GSM小區(qū)切換到WiFi接入點或 WiMAX基站時。提供即時公開用于以使能方式解釋制作和使用根據本發(fā)明 的各種實施例的的最佳模式。進一步提供本公開用于增強對發(fā)明原理 和發(fā)明優(yōu)點的理解和評價，而不是以任何方式來限制本發(fā)明。盡管這 里已說明和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是清楚的是，本發(fā)明并不 受限于此。在不偏離如所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的 前提下，那些具有本公開益處的本領域的技術人員可以做出各種修改、 改變、變化、替換和等效。應當理解，諸如第一和第二、上和下等的 關系術語(如果有的話)的使用，僅用于將一個實體或動作與另一實 體或動作進行區(qū)分，而不是必然要求或意指這些實體或動作之間的任 何實際這種關系或順序。
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至少某些發(fā)明功能和發(fā)明原理可以用軟件程序或指令和諸
如專用集成電路之類的集成電路(ic)來實施或在其之中實施。為了
簡要并使得根據本發(fā)明的原理和概念變得模糊的任何風險最小化，這
類軟件和IC (如果有的話)的討論將限于優(yōu)選實施例之內的原理和概
念的要素。圖1說明被配置用于經由短距離無線電鏈路進行發(fā)射和/或 接收的兩個I/O設備102和104的系統(tǒng)I00。短距離無線電鏈路可以是藍牙 鏈路，其為雙向實時音頻通信信號，并且可以順序地或同時通過同步 電路交換傳送或異步分組交換傳送來發(fā)送該短距離無線電鏈路。系統(tǒng) IOO可以包括兩個以上的設備。將第一設備102描述為無線音頻終端， 諸如藍牙耳機、藍牙免提車載套件、具有附屬立體聲揚聲器的移動電 話或藍牙適配器。將第二設備104描述為音頻網關，諸如移動通信設備、 計算機、藍牙耳機或藍牙免提車載套件。就功能和一些、絕大部分或 所有藍牙結構而言，第二設備104可以與第一設備102相配套。然而， 功能和/或結構對每個設備也可以是唯一的?？梢詫⒁苿油ㄐ旁O備104實施為蜂窩電話(也稱為移動電 話)。移動通信設備104代表已經針對在各種網絡中使用而開發(fā)的很多 種類的設備。這類手持通信設備包括，例如蜂窩電話、消息收發(fā)設 備、個人數字助理(PDA)、集成通信調制解調器的筆記本電腦或膝 上電腦、移動數據終端、專用博弈設備、集成無線調制解調器的視頻 博弈設備等?？梢詫⑷魏芜@些便攜設備稱為移動站或用戶設備。此處，
無線通信技術可以包括，例如語音通信、傳遞數字數據的能力、SMS 消息收發(fā)、因特網接入、多媒體內容接入和/或因特網協議語音(VoIP)。將設備102和104描述為每個分別具有控制器106和108。它們 還可以包括一個或多個收發(fā)信機110和112。每個設備102和104可以進 一步包括語音編解碼器，也可以將該語音編解碼器分別稱為編碼器/解 碼器111和113。可以互換使用術語編碼器、編碼器/解碼器、模數(A/D)
12和數模(D/A)轉換器、和編解碼器。另外，設備102和104可以分別包 括可以存儲指令模塊118和119的存儲器114和116。如此處所述，設備102的模塊118和設備104的119可以執(zhí)行方 法的特定過程。方法的步驟可以涉及模塊，并且模塊可以從此處討論 的方法中推斷和/或由其意指。如下所述，可以用諸如一個或多個預存 儲的指令集合的形式在軟件和/或硬件中實施該模塊，其可以如下討論 地促進移動站或電子設備的操作。模塊可以在工廠安裝或者可以在分 配之后安裝，例如通過下載操作。以下將更詳細地討論根據模塊的操 作。建立模塊120和121用于從單個源收發(fā)實時音頻信號。SCO 通信模塊122和123用于經由短距離無線電鏈路101，通過同步電路交換 傳送與另一I/0設備雙向傳遞實時音頻信號。ACL通信模塊124和125用 于經由短距離無線電鏈路101，通過異步分組交換傳送與另一I/0設備雙 向傳遞實時音頻信號。選擇模塊126和127用于基于操作條件，選擇用 于實時音頻信號通信的一個傳送。隊列控制器模塊140和141用于管理編碼器或解碼器隊列中
的分組。以下更加具體地討論隊列控制器的過程。盡管依據隊列控制 器140來示出，但是隊列控制器模塊140和141都可以包括模塊。輸入流 接收模塊128可以用于接收至少一個輸入流，該至少一個輸入流為音頻 分組流。改變流模塊129可以用于接收控制信號，以通過對第一控制信 號和第二控制信號中的至少一個進行處理來變換單個輸入隊列。第一 控制信號可以用來在具有第一編碼器參數的第一輸入流和具有第二編 碼器參數的第二輸入流之間進行轉變。第二控制信號可以用來在輸入 流內在第一編碼器參數和第二編碼器參數之間進行轉變。隊列控制器 可以進一步包括確定模塊130，用于基于第一編碼器參數和第二編碼器 參數來確定是否單個輸入隊列預計包含異類音頻分組類型。隊列控制 器還可以包括變換模塊131，用于在預計到異類音頻分組類型的情形之
13中，將單個輸入隊列從具有異類分組類型變換為具有同類分組類型的 隊列。隊列控制器模塊可以進一步包括發(fā)射模塊132，用于發(fā)射具有同
類分組類型的輸出音頻分組流。另外，隊列控制器140和/或141可以包 括插入模塊133，用于將至少一個空分組插入隊列，和/或包括分組隱藏 模塊134，用于隱藏隊列中的至少一個分組。盡管示出了參照隊列控制 器模塊140的上述具體模塊，但是如上所述，也可以參照沒有示出的隊 列控制器模塊141來對其進行考慮。參照設備102，圖1進一步說明了收發(fā)信機110耦合到控制器 106，并且可以將收發(fā)信機110配置為根據用于從單個源收發(fā)實時音頻 信號的建立模塊120，建立短距離無線電鏈路，并且在該短距離無線電 鏈路上通過同步電路交換(SCO)傳送136和異步分組交換傳送(ACL) 138來雙向傳遞實時音頻信號101。例如，在具有單個源語音編解碼器 111的耳機102和具有單個源語音編解碼器113的手持裝置104之間的雙 向通信中，可以分別從每個設備102和104的單個源編解碼器111和編解 碼器113來對作為短距離無線電鏈路101的SCO傳送136和ACL傳送138 的傳輸進行處理。即，設備102和/或104中的任一或兩者可以分別包括 雙向單個源編解碼器111和/或113。兩個設備102和104的系統(tǒng)100可以在 短距離無線電鏈路101上通過同步電路交換傳送136和異步分組交換傳 送138順序地或同時進行雙向通信。圖2是用來說明現有技術的單向ACL傳送以及用來說明SCO 傳送和單向ACL傳送相對SCO傳送和具體的雙向傳送之間的轉變的差 異的圖。在圖2中，將諸如立體聲耳機202的音頻終端示出為具有編解 碼器215a。耳機202具有一個編解碼器215a，該編解碼器215a作用為語 音編碼器/解碼器，并且當電話204具有作為編碼的音頻分組的兩個分離 源的兩個設備(語音編碼器/解碼器215b和立體聲編碼器215c)時，作 用為立體聲解碼器。兩個編解碼器215b和215c可以是分離的組件。電話 語音編解碼器215b對通過SCO傳送的雙向音頻分組進行編碼和解碼，而 立體聲分組源215c僅對通過ACL傳送的單向音頻分組進行編碼。所以，
14耳機202經由通過一 個傳送，即僅為SCO傳送，的音頻信號進行通信。
在即時公開中，如下所述，ACL傳送對于音頻通信可以是雙向的。所 以，下述的耳機302 (見圖3)經由通過兩個傳送，gpSCO傳送和ACL 傳送，的音頻信號進行通信。如下所述，公開的隊列控制器340 (見圖 3)可以對通過ACL傳送的單向和雙向音頻分組進行處理。圖3示出兩個設備302和304，每個設備分別裝備有單個源音 頻編解碼器311和313，使得兩個設備都可以執(zhí)行所述過程。將隊列控 制器340示出為在耳機302之上，但是也可以將其包括在電話304之上。 ACL傳送338可以承載針對雙向的音頻傳輸編碼的分組類型和/或針對 單向的立體聲編碼的分組類型。SCO傳送336可以承載針對雙向通信編 碼的分組類型。雙向ACL傳送和SCO傳送一起形成短距離無線電鏈路 301。根據本公開，所述的具有單個源語音編解碼器313的手持裝置304 相比僅能夠通過SCO傳送來傳遞雙向音頻的手持裝置204 (見圖2)可以 與具有單個源語音編解碼器311的耳機302—起更好地操作。圖4是包括模式控制器456的結構圖400。模式控制器456可以 包括由判定控制器442指示的判定制定級(level)，由同步控制器446 指示的準備級，以及由開關444結合隊列控制器440指示的執(zhí)行級。判 定控制器442可以根據選擇模塊126和127 (見圖l)接收與操作條件相 關的信號。判定控制器442可以接收來自下述的一個或多個的信號功 率管理準則輸入428、 RF質量測量輸入430、網絡準則輸入432、和手動 控制輸入434。判定控制器442可以相應地判定何時從SCO轉變到ACL， 或反之亦然。準備級可以包含同步控制器446。在時間/信令消息在耳機 102 (見圖l)和手持裝置104之間交換以對轉變進行同步之后，執(zhí)行級 可以在SCO和ACL之間提供開關444。可以手動激活和/或自動激活硬件 和/或軟件開關444，該硬件和/或軟件開關444用于對用于實時音頻信號 通信的傳送中的一個傳送進行選擇，并且基于操作條件來在可能是默
15認傳送的SCO傳送436和ACL傳送438之間進行選擇。當判定控制器442 判定進行轉變時，可以由處于執(zhí)行級的軟件和/或硬件開關444和隊列控 制器440來執(zhí)行轉變操作?？梢栽陂_關444和諸如編解碼器(D/A-A/D) 的編碼器/解碼器411之間執(zhí)行隊列控制器440操作。開關444的輸出由隊列控制器440來進行處理，其可以被配置 為在同步傳送436和異步傳送438的傳輸之間遞送至少一個分組。艮卩， 在根據選擇模塊126 (見圖l)選擇了傳送時，在同步電路交換傳送和 異步分組交換傳送之間的轉變可以由隊列控制器440來進行處理，可以 將隊列控制器440配置為在無線音頻終端和音頻網關中的至少一個處 于音頻通信時，將至少一個分組遞送到編碼器/解碼器。圖5說明隊列控制器540的輸入和輸出。如上所述，例如，所 述的雙模式耳機102 (見圖l)可以具有單個D/A和A/D編碼器/解碼器 511，其可以支持通過SCO或ACL傳送的多種類型的編碼的音頻分組， 該SCO或ACL傳送承載音頻，尤其是語音有效負載。編碼器/解碼器可 以具有針對包括第一隊列562 (見圖5)和包括第二隊列564的相應上行 鏈路和下行鏈路音頻路徑的兩個單個輸入隊列，所述第一隊列562用于 例如來自I/0設備的麥克風的上行鏈路音頻分組，所述第二隊列564用于 例如去往I/0設備的揚聲器的下行鏈路音頻分組。來自SCO和ACL鏈路 的分組可以具有不同的編碼器參數，諸如不同的分組大小、分組類型、 或采樣速率。因此，當在SCO和ACL模式之間轉變時，模式控制器456 (見圖4)可以監(jiān)視緩沖器。圖5說明上述的隊列控制器的一些過程。為了防止正在處理 下行鏈路隊列564的編碼器511接收不到所需數據并由此呈現為不可操 作的，當在模式之間轉變時可以刷新(flush)和/或清除隊列內容，并 且分組生成器566可以在模式轉變期間填充隊列。S卩，隊列的異類性可 以使得下行鏈路音頻的解碼器或上行鏈路音頻的接收器呈現為不可操 作。例如，可以采取措施以基于第一編碼器參數和第二編碼器參數來
16確定是否隊列564預計包含異類音頻分組類型。異類分組類型可以源自
用于SCO和ACL模式的不同編碼，諸如不同的采樣速率和量化。如果隊 列包含具有不同編碼的分組，則隊列564可以從具有異類分組類型改變 為具有同類分組類型的隊列。在一個實施例中，在流中斷的情形中， 分組生成器566可以提供空分組。在另一實施例中，分組生成器566可 以使用分組隱藏或內插法，來增強用戶可察覺的體驗質量。來自空分 組生成器566的空分組可以在隊列562或隊列564中被處理。應當理解， 對于利用隊列562的上行鏈路音頻路徑，該過程類似地工作，并且對于 適當操作兩者可以同時發(fā)生。如上所述，可以順序地或同時處理SCO傳送和ACL傳送。如 下所述，對軟切換或硬切換考慮不同的條件。由于可以由編碼器/解碼 器511來處理單個輸入流的有效負載，所以在傳送發(fā)生改變時，就建立 新鏈路所花費的時間而言，可能存在處理開銷。在軟切換中，可以存 在同時對兩個傳送進行處理的時間段。在第一傳送繼續(xù)通過隊列控制 器輸入隊列時，可以對第二傳送進行緩沖。 一旦緩沖了第二傳送的分 組，則可以刷新第一傳送并且第二傳送可以填充隊列。以此方式，存 在對兩個傳送的同時處理。如下詳細討論的，"先連后斷(makebefore break)"的軟切換過程可以涉及分組隱藏。在軟切換中，對于用戶來 說傳送之間的轉換可能是不可覺察的。軟切換可能比硬切換耗費更多 的功率。在硬切換中，來自第一傳送的分組可被刷新并且來自第二傳 送的分組可以順序地被填充，但是代價是當傳送改變時，要花費時間 來建立新的鏈路。在順序處理中，開關的特征可以是硬切換，并且由 于順序傳送之間的時間延遲，對于用戶來說可能是可覺察的。如下詳 細所述，在"先斷后連(break before make)"的硬切換過程可能涉及 空分組和/或分組隱藏。應當理解，隊列控制器540和切換過程有稍許不同但可以將
17其考慮為是內部相關的。隊列控制器540在編碼器參數改變的情形中可
以防止對去往和來自D/A和A/D的脈沖編碼調制(PCM)數據的緩沖器 欠載或溢出。例如，當從采樣速率為8 KHz的情形變?yōu)椴蓸铀俾蕿?6 KHz或甚至44.1 KHz的情形時，可以改變編碼器參數，于是從SCO音頻 變?yōu)閷拵CL分組化音頻或甚至為立體聲音頻。在任何下述實例中可 能需要隊列控制器540:其中，由于在該實例中緩沖器中的8 KHz音頻 分組不能由操作于另一采樣速率16 KHz的編解碼器消耗，并將導致編 碼器變得不可操作，因此改變了編碼器參數。在上述情形中，可以刷新8KHz的樣本并用分組來填充以防 止D/A沒有數據。當諸如采樣速率和分組大小的編碼器參數改變時，空 分組或一些形式的分組隱藏可以填充分組。在設備102 (見圖l)終止了用于音頻的SCO連接并隨后提出 用于音頻的ACL連接或反之亦然的情形下，可以利用硬切換、或"先 斷后連"連接。類似地，在設備102終止用于音頻的SCO信道之前，提 出用于音頻的ACL信道的情形下，可以利用軟切換、或"先連后斷" 連接，這樣在一小段時間內，可以同時廣播兩個連接。軟切換可以在沒有信息丟失的情況下發(fā)生，并因此對用戶來 說轉變看起來可以是無縫的。然而，軟切換可能需要更多的處理功率 和存儲器來維持。所以，對切換的限制可以是特定于實施方式和硬件 的，盡管功率/電池壽命可以是控制，特別地，在電池功率低時利用硬 切換。軟切換可能不需要空分組傳輸，并且對用戶來說硬切換可能是 可覺察的，這是因為連接可能中斷并且可能丟失足夠的信息。如上所述，切換可以與隊列控制器相關。具體地，描述了四 個示例情境，因為隊列控制器540的操作和切換機制可以不必是依賴性 的。當軟或硬切換改變編碼器參數時，可以利用隊列控制器540。例如， 當從SCO變?yōu)锳CL時，采樣速率可以從8 KHz變?yōu)?6 KHz以改進話音質
18量，或者當從ACL轉變?yōu)镾CO時，采樣速率可以從16KHz變?yōu)?KHz， 因為SCO可能僅支持較低音頻質量。如上所述，以下討論了四種情境。硬切換可以包括兩種情境， 具體而言，相同的編碼器參數，和編碼器參數的改變。硬切換情形可 能要求隊列控制器540來發(fā)送空分組，或者隱藏分組丟失，因為連接可 能中斷，信息將丟失，并且然后將重新建立新連接。關于每個的步驟 可以是
1. 接收信號以改變傳送；
2. 停止通過SC0或ACL鏈路來發(fā)送分組；
3. 開始通過ACL或SC0鏈路來發(fā)送分組；以及
4. 刷新來自通過先前SCO或ACL鏈路發(fā)送的下行鏈路或上行鏈路 隊列的分組，生成分組以代替丟失的分組，并且將來自新ACL或SCO 鏈路的分組填充到相應的下行鏈路和上行鏈路隊列。在軟切換具有相同的編解碼器參數的情形中，因為在該情境 中不應當丟失數據，因此可以不需要空分組傳輸或隱藏分組丟失。步 驟可以是
1. 接收信號以改變傳送；
2. 開始通過附加ACL或SCO鏈路來發(fā)送分組；
3. 停止通過當前SCO或ACL鏈路來發(fā)送分組；以及
4. 刷新來自通過先前SCO或ACL鏈路發(fā)送的下行鏈路或上行鏈路 隊列的分組，并且將來自新ACL或SCO鏈路的分組填充到相應的下行鏈 路和上行鏈路隊列。編碼器參數改變情形中的軟切換可能要求使用隊列控制器 540來插入新分組，不是因為數據丟失了，而是因為如前述附圖所說明 的，采樣速率改變了。在該情境中，步驟可以是
1. 接收信號以改變傳送；
2. 開始通過ACL或SCO鏈路來發(fā)送分組；
193. 停止通過SCO或ACL鏈路來發(fā)送分組；以及
4. 刷新來自通過先前SCO或ACL鏈路發(fā)送的下行鏈路或上行鏈路 隊列的分組，并且將來自新ACL或SCO鏈路的分組填充到相應的下行鏈 路和上行鏈路隊列。仍參照圖5,計時器567可以在通過短距離無線電鏈路發(fā)送音 頻信息的兩個設備之間，以及在由隊列控制器540監(jiān)視的下行鏈路和上 行鏈路隊列564和562之間實施同步。狀態(tài)機568可以是控制對應于狀態(tài) 或條件改變的信號的事件驅動器，并且可以將改變流信號757 (見圖7) 遞送到開關444 (見圖4)以及同類隊列轉換器/編碼器755 (見圖7)。 ACL路徑569可以是圖10中到塊1083、 1085和1086的相同的相應路徑， 用于隨后通過空中鏈路進行處理。SCO路徑570可以是圖10中到塊1082 的相同的相應路徑，用于隨后通過空中鏈路進行處理。圖6是根據實施例的雙模式無線設備和/或系統(tǒng)的多個設備 的方法600的流程圖。如圖1所示，根據建立模塊120和/或121 (見圖l)， 可以建立短距離無線電鏈路620用于從單個源接收的實時音頻信號。還 如圖1所示，可以根據同步面向連接(co皿ection oriented)通信模塊122 和/或123以及異步無連接通信模塊124和/或125來通過使用同步電路交 換傳送模式(例如，SCO) 636和/或使用異步分組交換傳送模式(例 如,ACL) 638的無線電鏈路來雙向622和/或624傳遞實時音頻信號。圖4 說明基于如上所述的操作條件428、 430、 432和434并且根據用于選擇 626傳送636/638中之一的選擇模塊126和/或127 (見圖l)來選擇一個傳 送用于實時音頻信號通信。圖4示出由隊列控制器640根據隊列控制器 模塊140和/或141來處理用于在一個傳送和另一傳送之間進行轉變的開 關444。由隊列控制器640處理轉變用于對針對單個輸入隊列通信的 音頻數據進行編碼和解碼的方法，可以包括接收至少一個輸入流， 該至少一個輸入流為音頻分組流650;并且接收控制信號以通過對至少
20下述之一進行處理來變換單個輸入隊列651:用來在具有第一編碼器參 數的第一輸入流和具有第二編碼器參數的第二輸入流之間進行轉變的
第一控制信號757 (見圖7)和/或用來在輸入流內，在第一編碼器參數 和第二編碼器參數之間進行轉變的第二控制信號758 (見圖7)。隊列
控制器的方法進一步包括基于第一編碼器參數和第二編碼器參數， 來確定652是否單個輸入隊列預計包含異類音頻分組類型，在預計到異 類音頻分組類型的情形中，將單個輸入隊列從具有異類分組類型變換 為653具有同類分組類型的隊列，并隨后發(fā)射654具有同類分組類型的
輸出音頻分組流。隊列控制器的方法可應用于下行鏈路和上行鏈路隊 列564/562 (見圖5)?？梢詫犃锌刂破髂K140和/或141的模塊 118和/或119 (見圖l)存儲在設備102和/或104的存儲器114和/或115之 中，所述隊列控制器模塊140和/或141包括用于這些過程的指令。應當 理解，在上述方法中可以包括更少或更多的步驟。圖7說明可以是諸如I/O設備702的隊列控制器740的一部分 的過程組件，并且示出針對下行鏈路隊列564 (見圖5)和下行鏈路音 頻路徑的過程，但是該方法對于上行鏈路隊列562和上行鏈路音頻路徑 是相類似的。如上所述，可以存在兩個傳送的選擇，例如，ACL和SCO， 其可能具有不同編碼器參數的分組。還可以存在通過是單向或雙向的 ACL傳送進行通信的選擇，并且因此即使傳送是相同的，也可能需要 編碼器參數的改變用于處理。圖7說明了在該示例中可能來自ACL傳送 的第一音頻分組流769，以及可能來自SCO傳送的第二音頻分組流770。 如所討論的，第一分組流769和第二分組流770都可以通過ACL傳送但 具有不同的編碼器參數。編碼器參數可以是至少下述之一分組大小、 分組類型、采樣速率和信道數目。應當理解，可以考慮其他編碼器參 數。隊列控制器740可以是對傳送無知的，但是考慮編碼的音頻 分組的類型。在分組到達隊列控制器740的時間之前，將協議開銷從音 頻有效負載去除。可以由隊列控制器來考慮對于編解碼器音頻是如何
21被編碼的。 一般而言，不同類型的VoIP和蜂窩網絡可以使用不同的音 頻編碼，所以可能需要隊列控制器來針對編解碼器713準備單個輸入隊
列762。因此，對用于任何協議的任何傳送的音頻和/或語音的編碼和/
或解碼處于本討論范圍之內?！NI/0設備對用于通信的音頻數據進行編碼的方法，該設
備包括單個輸入隊列的隊列控制器，可以包括接收至少一個輸入流，
該至少一個輸入流是音頻分組流，是第一音頻分組流769和/或第二音頻 分組流770。同類隊列轉換器/編碼器755可以通過對第一控制信號757 進行處理來變換單個輸入隊列，該第一控制信號757用來在具有第一編 碼器參數的第一輸入流和具有第二編碼器參數的第二輸入流之間進行 轉變。同類隊列轉換器/編碼器755還可以通過對控制信號進行處理，以 根據第二控制信號758來改變編碼器參數以變換單個輸入隊列，該第二 控制信號758用來在一個輸入流內，在第一編碼器參數和第二編碼器參 數之間進行轉變。針對圖8和9更加詳細地討論輸入流和編碼器參數。 狀態(tài)機568 (見圖5)可以是控制對應于狀態(tài)或條件改變的信號的事件 驅動器，并且可以將改變流信號遞送到開關444 (見圖4)以及同類隊 列轉換器/編碼器755。隊列控制器740的方法包括基于第一編碼器參數和第二編 碼器參數，來確定是否單個輸入隊列預計包含異類音頻分組類型，并 且隨后在預計到異類音頻分組類型的情形中，通過分組生成和/或插入 功能766，將單個輸入隊列762從具有異類分組類型變換為具有同類分 組類型的隊列。隨后，隊列控制器740可以將具有同類分組類型的輸出 音頻分組流759發(fā)射到諸如編碼器/解碼器713。圖8說明硬切換情境，而圖9說明根據第一控制信號757 (見 圖7)用于下行鏈路音頻路徑的軟切換情境。用于上行鏈路音頻路徑的 過程將是對稱的。隊列控制器的方法可以包括根據與第一控制信號 757 (見圖7)相同的改變流控制信號868，在第一編碼器參數和第二編
22碼器參數相同或不同時，對硬切換進行處理。該處理可以包括刷新 具有來自第一輸入流869的分組的單個輸入隊列，通過分組生成/插入功
能766 (見圖7)來生成分組以代替丟失的分組，并且利用來自第二輸 入流870的分組來填充單個輸入隊列862用于去往編碼器/解碼器813的 同類輸出分組流859。圖9說明根據與第一控制信號757 (見圖7)相同的改變流控 制信號968，當第一編碼器參數和第二編碼器參數相同或不同時，按第 一控制信號757所指示(見圖7)的，處理用于下行鏈路音頻路徑的軟 切換。用于上行鏈路音頻路徑的過程將是對稱的。處理可以包括刷 新具有來自第一輸入流969的分組的單個輸入隊列962,并且利用來自 第二輸入流970的分組來填充單個輸入隊列962用于去往編碼器/解碼器 913的同類輸出分組流959。在軟切換中，可能需要適當的定時和同步 446 (見圖4)。在具有或沒有編解碼器參數改變的軟切換同步的情況 下，可能不需要生成分組，因為可能沒有分組丟失。當編碼器參數在 沒有轉變傳送的情形下改變時，可能需要生成分組。當第一編碼器參數和第二編碼器參數不同時，按第二控制信 號758 (見圖7)所指示的，處理可以包括刷新具有第一編碼器參數 的分組的單個輸入隊列，并且利用第二編碼器參數的分組來填充單個 輸入隊列862和/或962。分組生成/插入功能766 (見圖7)用于將至少一
個空分組插入在隊列中和/或隱藏隊列中的至少一個分組。圖10描述諸如耳機102 (見圖l)的具有藍牙能力的I/0設備 的一些結構組件IOOO。以上討論了模式控制器1056、開關1044、隊列 控制器1040和編碼器1011。麥克風1080可以將輸入提供給編碼器1011， 并且揚聲器1081可以接收來自解碼器1011的輸出。當使用SCO音頻傳送 時，在基帶處理器1082的硬件內發(fā)生連續(xù)可變斜率增量(CVSD)編碼。當使用ACL音頻傳送時，在應用層1084內發(fā)生音頻壓縮或解
23壓縮1083。 ACL音頻分組符合諸如實時傳輸協議(RTP)、用戶數據報 協議(UDP)、和因特網協議(IP) 1085的數據協議。分組可以經受報 頭壓縮/解壓縮1086。可以使用諸如多功能按鈕來訪問用戶接口 1087用 于對在一個傳送到另一傳送之間的轉變進行手動控制。藍牙簡檔1088可以使用ACL傳送。該簡檔可以包括關于免提 簡檔(HFP)的信令，以及關于串口簡檔(SPP)、個人區(qū)域聯網簡檔 (PAN)、服務發(fā)現應用簡檔(SDAP)、和通用接入簡檔(GAP)的 數據。另外，ACL分組可以進一步符合以下協議諸如，邏輯鏈路控 制和適配協議(L2CAP)、鏈路管理協議(LMP)、服務發(fā)現協議(SDP)、 和藍牙網絡封裝協議(BNEP) 1089。射頻通信協議(RFCOMM)提供 對在L2CAP內的串口的模擬。如以上具體描述的，在發(fā)射和接收音頻信號、并且尤其是語 音信號期間，藍牙設備可以在同步電路交換傳送和異步分組交換傳送 之間轉變，針對語音每個都具有特定特性和優(yōu)點并且相互排斥，除了 例如在它們可能被同時發(fā)射的轉變過程期間。使用兩個傳送用于雙向 音頻信號的能力連同在兩者之間進行無縫切換的能力，可以顯著提高 經由藍牙的語音質量和用戶的免提體驗。在諸如藍牙耳機和具有藍牙 能力的手持裝置的系統(tǒng)中， 一個或另一個設備可以基于操作條件和/或 手動激活來對用于實時音頻信號通信的傳送中的一個傳送進行選擇。 藍牙設備并且尤其是耳機因其提供給用戶在不同環(huán)境中無縫操作的同 時進行通信的能力，所以受到歡迎。因此，提供改進的經由藍牙的語 音質量對于移動設備制造商來說已經變得重要。如上所述，對雙向音 頻通信并且尤其是經由藍牙的語音質量所做的改進會是有益的。本公開意圖解釋如何制作和使用根據本技術的各種實施例， 而不是限定其真實、期望、和合理的范圍和精神。上述描述不是意圖 是窮盡的或受限于所公開的精確形式。鑒于上述教導，修改和變化是 可能的。挑選并描述了實施例，以提供對上述技術的原理和其實際應
24用的最佳說明，并使得本領域的普通技術人員能夠使用各種實施例中 的技術，并做出適用于預計特定使用的各種修改。所有這些修改和變 化處于由所附權利要求，在專利的該申請的待決期間可能進行的修改， 以及當根據被合理、合法和公平賦予的范圍來進行解釋時由其所有等 效，所確定的本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1. 一種I/O設備對用于通信的音頻數據進行編碼的方法，所述設備包括單個輸入隊列的隊列控制器，所述方法包括接收至少一個輸入流，所述至少一個輸入流是音頻分組流；以及接收控制信號，以通過對至少下述之一進行處理來對所述單個輸入隊列進行變換第一控制信號，用來在具有第一編碼器參數的第一輸入流和具有第二編碼器參數的第二輸入流之間進行轉變；以及第二控制信號，用來在所述輸入流內在第一編碼器參數和第二編碼器參數之間進行轉變；其中所述隊列控制器的方法包括基于所述第一編碼器參數和所述第二編碼器參數，確定所述單個輸入隊列是否預計包含異類音頻分組類型；在預計到異類音頻分組類型的情形中，將所述單個輸入隊列從具有異類分組類型變換為具有同類分組類型的隊列；以及發(fā)射具有同類分組類型的輸出音頻分組流。
2. 如權利要求l所述的方法，進一步包括當所述第一編碼器參數和所述第二編碼器參數相同或不同時，按 所述第一控制信號所指示的，對硬切換進行處理，所述處理包括 對具-/f來自所述第一輸入流的分組的單個輸入隊列進行刷新；生成分組以代替丟失的分組；以及用來自所述第二輸入流的分組來填充所述單個輸入隊列。
3. 如權利要求l所述的方法，進一步包括當所述第一編碼器參數和所述第二編碼器參數相同或不同時，按 所述第一控制信號所指示的，對軟切換進行處理，所述處理包括對具有來自所述第一輸入流的分組的所述單個輸入隊列進行刷新；以及填充具有來自所述第二輸入流的分組的所述單個輸入隊列。
4. 如權利要求l所述的方法，進一步包括當所述第一編碼器參數和第二編碼器參數不同時，按所述第二控制信號所指示的，所述處理包括對具有所述第一編碼器參數的分組的單個輸入隊列進行刷新；并且用具有所述第二編碼器參數的分組來填充所述單個輸入隊列。
5. 如權利要求l所述的方法，進一步包括 將至少一個空分組插入所述隊列中。
6. 如權利要求l所述的方法，進一步包括 隱藏所述隊列中的至少一個分組。
7. 如權利要求l所述的方法，其中編碼器參數是至少下述之一 分組大小、分組類型、采樣速率和信道數目。
8. 如權利要求l所述的方法，其中所述輸入流是同步電路交換傳送。
9. 如權利要求8所述的方法，其中所述同步電路交換傳送是藍牙 同步面向連接的或擴展同步面向連接的傳送。
10. 如權利要求l所述的方法，其中所述輸入流是異步分組交換傳送。
11. 如權利要求10所述的方法，其中所述異步分組交換傳送是藍 牙異步面向連接傳送。
12. —種對用于通信的音頻數據進行編碼的I/0設備，所述設備包 括單個輸入隊列的隊列控制器，所述設備包括輸入流接收模塊，用于接收至少一個輸入流，所述至少一個輸入 流為音頻分組流；以及改變流接收模塊，用于接收控制信號，以通過對至少下述之一進 行處理來對所述單個輸入隊列進行變換第一控制信號，用來在具有第一編碼器參數的第一輸入 流和具有第二編碼器參數的第二輸入流之間進行轉變；以及第二控制信號，用來在所述輸入流內在第一編碼器參數 和第二編碼器參數之間進行轉變；其中所述隊列控制器包括確定模塊，用于基于所述第一編碼器參數和所述第二編碼器參數， 來確定所述單個輸入隊列是否預計包含異類音頻分組類型；變換模塊，用于在預計到異類音頻分組類型的情形中，將所述單 個輸入隊列從具有異類分組類型變換為具有同類分組類型的隊列；以 及發(fā)射模塊，用于發(fā)射具有同類分組類型的輸出音頻分組流。
13. 如權利要求12所述的設備，其中所述隊列控制器的所述變換 模塊包括插入模塊，用于將至少一個空分組插入所述隊列中。
14. 如權利要求12所述的設備，其中所述隊列控制器的所述變換 模塊包括分組隱藏模塊，用于隱藏所述隊列中的至少一個分組。
15. 如權利要求12所述的設備，其中編碼器參數是至少下述之一: 分組大小、分組類型、采樣速率和信道數目。
16. 如權利要求12所述的設備，其中所述設備是具有藍牙能力的設備。
17. —種對用于通信的音頻數據進行編碼的I/0設備，包括 控制器；耦合到所述控制器的收發(fā)信機，所述收發(fā)信機被配置用于建立短 距離無線電鏈路，并且通過所述短距離無線電鏈路上的同步電路交換 傳送和異步分組交換傳送來雙向傳遞來自實時音頻信號的單個源的實 時音頻信號；以及開關，用于基于操作條件，對用于實時音頻信號通信的所述傳送 中的一個傳送作出傳送選擇；其中，由隊列控制器來處理開關，所述隊列控制器被配置為在所 述同步傳送和所述異步傳送的傳輸之間遞送至少一個分組。
18. 如權利要求17所述的設備進一步包括輸入流接收模塊，用于接收至少一個輸入流，所述至少一個輸入 流為音頻分組流；以及改變流接收模塊，用于接收控制信號以通過對至少下述之一進行 處理來對所述單個輸入隊列進行變換第一控制信號，用來在具有第一編碼器參數的第一輸入流和具有第二編碼器參數的第二輸入流之間進行轉變；以及 第二控制信號，用來在所述輸入流內在第一編碼器參數和第二編碼器參數之間進行轉變； 其中所述隊列控制器包括確定模塊，用于基于所述第一編碼器參數和所述第二編碼器參數， 來確定所述單個輸入隊列是否預計包含異類音頻分組類型；變換模塊，用于在預計到異類音頻分組類型的情形中，將所述單個輸入隊列從具有異類分組類型變換為具有同類分組類型的隊列；以 及發(fā)射模塊，用于發(fā)射具有同類分組類型的輸出音頻分組流。
19. 如權利要求18所述的設備，其中編碼器參數是至少下述之一: 分組大小、分組類型、采樣速率和信道數目。
20. 如權利要求17所述的設備，其中所述設備是具有藍牙能力的 音頻終端設備。
21. 如權利要求17所述的設備，其中所述設備是具有藍牙能力的 音頻網關設備。
全文摘要
公開了一種用于雙模式I/O設備的隊列控制器及其方法，以及用于諸如藍牙鏈路的短距離無線電鏈路的傳輸的方法，該短距離無線電鏈路是可以通過第一傳送或第二傳送的雙向實時音頻通信信號。所描述的隊列控制器可以在預計到異類音頻分組類型的情形中，將具有異類分組類型的單個輸入隊列變換為具有同類分組類型的隊列。根據可以基于操作條件或傳送選擇的控制信號，第一控制信號或第二控制信號可以控制單個輸入隊列變換。在選定傳送之后，可以由隊列控制器來對單個輸入隊列進行處理，所述隊列控制器被配置用于將具有異類分組類型的單個輸入隊列變換為具有同類分組類型的隊列。
文檔編號H04L29/06GK101536457SQ200780040743
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權日2006年10月31日
發(fā)明者翟同彥, 邁克爾·E·拉塞爾, 阿諾德·謝因曼, 馬克·R·布朗 申請人:摩托羅拉公司