專利名稱：無線耳機和發(fā)射機之間的信道協(xié)調的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種無線耳機系統(tǒng)，尤其涉及一種自動調諧到無線 頻帶內的可用信道的無線耳機裝置?，F(xiàn)有技術描述調頻廣播信道中的低功率調頻(FM)發(fā)射是一種在許多國家中允許 私人使用的應用，只要該發(fā)射功率遵循當?shù)氐墓芾順藴省o線耳機就是 這樣的一種基于FM廣播信道的應用。當用戶戴上無線耳機并四處移動 時，用戶選擇的信道可能已被其他人主動使用，從而導致干擾。使用現(xiàn)有的信道選擇方法，用戶需要改變信道為可用信道，辦法是 首先發(fā)現(xiàn)未使用信道，然后將發(fā)射機/接收機系統(tǒng)中的發(fā)射機的信道改 變到該找到的信道，再改變接收機的信道，接收機一般位于無線耳機裝 置中。這遏止了無線耳機裝置的使用。需要一種裝置和方法，以用于在 與無線耳機相關聯(lián)的接收機和發(fā)射機之間進行自動協(xié)調。發(fā)明內容簡要地，在本發(fā)明的一個實施例中公開了一種無線耳機系統(tǒng)，包括 用于向無線耳機裝置發(fā)射的調頻發(fā)射機(FMT)模塊。該無線耳機裝置 包括一個具有無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(RDS或RDBS)和音頻解密能力的調頻接 收機(FMR),并且該FMT模塊包括(或者是)具有RDS和音頻加密能力 的調頻發(fā)射機(FMT)。替換地，無線耳機裝置和FMT模塊分別都是具有接收和發(fā)射信號的FM收發(fā)信機。在該兩個實施例的任一個中，該無線耳 機裝置自動調諧到FMT (或FMX)模塊發(fā)現(xiàn)的空閑通道，不需要人進行干 預且實時進行，由此允許通過無線耳機裝置調諧和接收音頻信號的處理 過程對無線耳機裝置用戶是透明的。本發(fā)明的方法包括協(xié)調調諧到無線頻帶的同一信道，其中執(zhí)行下列 步驟調諧到無線電頻帶內使用邊帶(side band)的一個信道；接收 該信道的邊帶中的控制信息；以及使用該控制信息處理該在信道中接收 的音頻信息。本發(fā)明的前述及其他目的、特征以及優(yōu)點將從參考若干附圖的優(yōu)選 實施例的下列詳細說明中變得明顯。


圖1示出了 一個根據(jù)本發(fā)明實施例的無線耳機系統(tǒng)。 圖2示出了一個替換的無線耳機系統(tǒng)。 圖3示出了該無線耳機系統(tǒng)中包括的調頻發(fā)射機的框圖。 圖4示出了該無線耳機系統(tǒng)中包括的FMM莢塊。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明方法的由F M T模塊執(zhí)行的相關步驟的流程圖。 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明方法的由FMR模塊執(zhí)行的相關步驟的流程圖。 圖7示出了RDS信道的振幅-頻率關系圖。
具體實施方式
為了克服如上所述的先有技術中限制以及只要讀取并理解本說明 書就將變得明顯的其他限制，本發(fā)明的 一個實施例公開了 一個無線耳機 系統(tǒng)，包括用于向無線耳機裝置發(fā)射的調頻發(fā)射機(FMT)模塊。該無 線耳機裝置包括一個具有無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(RDS或RDBS)和音頻解密的 調頻接收機(FMR)，并且該FMT模塊包括(或者是)具有RDS和音頻加 密能力的調頻發(fā)射機(FMT)。替換地，無線耳機裝置和FMT模塊分別都 是具有接收和發(fā)射信號能力的FNI收發(fā)信機。在這兩個實施例的任何一個 中，該無線耳機裝置自動調諧到FMT (或FMX)模塊發(fā)現(xiàn)的空閑通道，不 需要人進行干預且實時進行，由此通過無線耳機裝置調諧和接收音頻信號的處理過程對無線耳機裝置用戶是透明的。本發(fā)明的方法公開了協(xié)調調諧到無線頻帶的同一信道的方法，其中 執(zhí)行下列步驟調諧到無線電頻帶內使用邊帶的一個信道；接收該信道 邊帶中的控制信息；以及使用該控制信息處理該信道中接收到的音頻信 息。表征本發(fā)明的這些及各種其他優(yōu)點以及新穎特征在所附于此的權 利要求中詳細地指出，并且形成本說明書的一部分。然而，為了更好地 理解本發(fā)明、其優(yōu)點、以及通過其使用獲得的目的，應該參考形成本說 明書又一部分的附圖及其伴隨的描述內容，其中說明并描述了本發(fā)明實 施例的具體示例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例和方法的無線耳機系統(tǒng)10，其包括 被示出向無線耳機裝置14發(fā)射的調頻發(fā)射機(FMT)模塊12。裝置14包 括一個具有無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(RDS或RDBS)和音頻解密的調頻接收機(FMR)，并且模塊12包括(或者是)具有RDS和音頻加密能力的調頻發(fā) 射機(FMT) 。 RDS通常是一個用于使用傳統(tǒng)的FM無線廣播發(fā)送少量數(shù)字 信息的通信協(xié)議標準。RDS系統(tǒng)標準化了幾種發(fā)射的信息類型，包括時 間、曲目(title) /藝術家(artist)信息以及電臺標識符。RDS可用 來在兩個裝置之間傳遞音頻加密密鑰。加密密鑰是標識符或一個值，其 不為外界所知，而是只為發(fā)射機和接收機所知，用來解密被交換的信息。 RDS使用邊帶數(shù)字數(shù)據(jù)。也就是說，主頻帶信號強度相當小的信道的(頻 率圖中的)邊帶被用于發(fā)射。除了RDS之外，諸如數(shù)據(jù)無線電信道(DARG) 和補充性通信授權(SCA)之類的其他無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以用于無線頻 帶音頻信息的發(fā)射/接收。邊帶數(shù)字信號的使用有效地減少或避免了來 自其他信道的干擾。耳機裝置14是便攜并且無線的。FMT模塊12可以是任何便攜式的無 線接收機裝置，比如(但非限制于)便攜式數(shù)字錄像機(DVR) 、 MP3播 放器、MP4播放器或任何其他類型的便攜式媒體播放機等等。模塊12起 發(fā)射機的作用，并由此向裝置14發(fā)送信號，該信號通知裝置14該信道將 被調諧以用于數(shù)據(jù)接收。然而，在這樣做之前，如果模塊12還沒有被調 諧到一個用于發(fā)射的可用信道，那么它可以通過執(zhí)行無干擾信道掃描6(GGS)進行掃描以找到一個可用信道。也就是說，模塊12和裝置14期 望調諧到一個空閑的調頻信道，并且要這樣做必須信道掃描而找到這樣 的一個信道，信道掃描由模塊12執(zhí)行。替換地，裝置14也可以執(zhí)行空閑 通道的掃描和定位。
在一個示例性的方法中，無干擾信道掃描在執(zhí)行時考慮了已確定為 空閑的一個信道的邊信道的品質因數(shù)(F0M)，由此提高了掃描的可靠 性和性能。這類技術的示例在2008年6月11日申請的標題為"調頻(FM) 無干擾信道掃描系統(tǒng)及其使用方法"的美國專利申請?zhí)?2/137， 535中公 開，其全部內容在此通過參考被并入。
當期望調頻頻帶被用于發(fā)射時，掃描該調頻頻帶(或其子帶)，而 當期望其他無線頻帶時，掃描其他頻帶。然而應當指出，由于與調頻相 關聯(lián)的較低的頻率范圍，系統(tǒng)10的功率有利地低于基于藍牙的系統(tǒng)。藍 牙通常搡作在大約要求30毫安(mA)電流的2.4千兆赫(GHz)的范圍中， 而調頻通常搡作在大約要求16mA電流的100兆赫范圍中，由此使得基于 調頻的系統(tǒng)10在功率消耗方面較為有利。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無線耳機系統(tǒng)16。系統(tǒng)16被 示出包括一個與無線耳機裝置13通信的調頻器收發(fā)信機(FMX)模塊18， 該無線耳機裝置13也包括一個FMX。裝置13的FMX使用RDS和音頻加密/解 密性能，并且類似地模塊18的FMX也使用RDS和音頻加密/解密性能和/或 識別性能。裝置13的FMX和模塊18分別允許各自充當發(fā)射機和接收機， 而系統(tǒng)10的裝置14只具有接收性能，系統(tǒng)10的模塊12只具有發(fā)射性能。 模塊18掃描調頻(或其他)頻帶以找到一個將被用于發(fā)射的空閑或可用 信道。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的調頻發(fā)射機(FMT)模塊20的框圖， 模塊20是圖1的模塊12 (或置于MP3中的模塊12)。模塊20被示出包括音 頻輸入模塊22、音頻加密模塊24、多路選擇器模塊26、調頻器模塊28和 功率放大器(PA)模塊30，以及RDS/備用頻率(AF)和加密密鑰模塊32。 音頻輸入端22被示出接收音頻信息并且被耦合向音頻加密模塊24提供 音頻輸出23。模塊24被示出從模塊32接收加密密鑰輸出31并且向模塊26 提供音頻加密輸出25。模塊26被示出向模塊28提供多路選擇器輸出27，模塊28向模塊30提供調制器輸出29。模塊30被示出耦合到天線34，天線 34向圖1的裝置14發(fā)射與將被調諧的信道有關的信息。模塊32被示出向 模塊26提供RDS輸出33。
模塊22響應音頻輸入并且將其傳遞給模塊24，模塊24選擇性地用加 密密鑰加密接收到的音頻信息。這個選擇有利地允許裝置14的用戶收聽 調頻信道而不用關心信息的安全性。也就是說， 一個不受歡迎的入侵者 不會有收聽裝置14的用戶正在收聽的同一信道的選擇。模塊24用已知的 加密技術執(zhí)行加密，比如但非限制于子帶擾碼，在子帶擾碼中，音頻輸 入被轉換成子帶信號，子帶在加密密鑰的控制下被混洗(shuffled)， 子帶信號然后被轉換回時域音頻信號。因為音頻信號的特性基本上通過 這個加密過程而被改變，所以加密的音頻不再易讀。模塊32在輸出31上 將加密密鑰提供給模塊24。在加密音頻輸入之后，模塊24將加密的音頻 輸出25提供給模塊26，模塊26使用具有加密音頻的子載波合并RDS/備用 頻率(AF)和加密密鑰。然后，復用信號被傳遞經過模塊28的傳統(tǒng)調頻 器，通過模塊30被放大以便通過天線34發(fā)射。
替換地，可以不使用加密密鑰，而使用標識符(ID)與接收到的音 頻信息內的一個ID相對比，如果二者匹配，則模塊20通過天線34輸出接 收到的音頻信道并且保持調諧到同一信道。萬一不匹配或者沒有檢測到 ID，模塊20通過天線輸出接收到的音頻信道并調諧到另一個信道。
加密密鑰和ID都是一種嵌入由模塊22接收的音頻信息內的控制信 息形式。假定，控制信息可以采取其他形式?？刂菩畔⑼ǔＴ谡{諧到的 那個信道的邊帶中被接收，并且該控制信息用來處理接收到的音頻信 息。在一個控制信息是ID的實施例中，該ID被用來與一個期待的ID相比 較，如果結果為肯定的，即存在匹配，則模塊20輸出接收到的音頻信息 (或信道)并保持調諧到同一信道。當不匹配時，模塊20不輸出接收到 的音頻信息，并且調諧到另一個信道。
模塊28接收輸出27，并且在正在使用該調頻頻帶的情況下，用一個 選擇的調頻載波進行調制，然后將輸出29提供給模塊30，模塊30在將輸 出29發(fā)射到天線34之前將其進行放大。
圖4示出了一個被耦合到天線52的FMR模塊，天線52從天線34接收與將被調諧到的那個信道有關的信息。FMR模塊40被示出包括調頻調諧器 模塊48、多路選擇器解碼器模塊46、音頻解密模塊44、 RDS解碼器(或 解密)并密鑰解碼器模塊50和音頻輸出模塊42。
天線52接收的信息被傳遞到調頻調諧器模塊48上，調頻調諧器模塊 48調諧到一個具有邊帶的信道并且在其上生成調諧器輸出47。輸出47被 模塊46接收并且由模塊46解調(或解碼)，模塊46將解碼器輸出45提供 給模塊44和模塊50。模塊44接收輸出45并且通過選擇性地使用來自模塊 50的解密(或解碼器)密鑰用該輸出來解密音頻信號，該密鑰已經通過 RDS解碼器和密鑰輸出43提供給模塊44。也就是說，例如在使用密鑰的 情況下，該密鑰被提供給模塊44，而在使用標識符的情況下，該標識符 被提供給模塊44。在模塊44解密該音頻信號之后生成解密的音頻輸出 41，輸出41被傳遞到模塊42上，模塊42又將該可音頻解密且無入侵
(intrusion free)的音頻信號傳遞給14或13的用戶。模塊44使用密鑰 進行解密，或者(在使用ID的情況下)比較該ID,并且取決于結果，保 持被調諧到的信道或者調諧到另一個信道。在使用ID的情況下，接收到 的ID與一個期待或者預定的ID相比較，并且如果二者匹配，則被調諧到 的同一信道仍然保持調諧，否則接收機或模塊40調諧到另 一個信道。
替換地，不使用解密密鑰而使用另一種形式的控制信息，比如使用 ID，其中，該ID與一個期待ID進行核對以檢驗空閑信道。
FMfU莫塊40通常被置于裝置14一側或裝置13中，并且它自動調諧到 由圖1模塊12或圖2的FMX模塊18選擇的一個調頻信道。此處使用的自動 指的是無人干預且實時。這有利地允許無線耳機裝置的用戶關注其他事 情并且更容易與多媒體播放器合作來使用耳機。加密/解密密鑰的使用 防止未授權者收聽乃至調諧到耳機裝置用戶正在使用的那個信道。如前 所述，任何形式的控制信息，比如但非限制于ID，可以被用來代替加密 /解密密鑰。
模塊40可以選擇性地被指示切換到另 一個信道，例如備用頻率 (AF),而不是它當前被模塊20調諧到的那個頻率。特別地，模塊32指 示調諧到AF，然后模塊26選擇將輸出33而不是輸出25發(fā)射到模塊28。通 過減少接收機必須掃描的空閑通道的數(shù)目，備用頻率有助于調諧和減少調諧時間。又 一 個選擇是使用空閑通道的子集以減少調諧時間。
總之，通過調諧到無線頻帶內使用邊帶的一個信道，模塊40對調諧 到無線頻帶內與對應發(fā)射機相同的信道進行協(xié)調。這時，模塊40接收信 道邊帶中的控制信息，并且使用控制信息處理在該信道中接收到的音頻 信息。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明方法的由圖2的FMT模塊20執(zhí)行的相關步驟的 流程圖。 一開始，系統(tǒng)或模塊20在步驟60被初始化，F(xiàn)MR模塊40也如此。 事實上，模塊20和40從一開始就相互同步，然后模塊20找到一個信道， 然后二者在模塊20發(fā)射將被調諧到的信道之前再次同步。
接下來在步驟62，確定已經被識別(并存儲)的信道是否被占用， 如果是這樣，處理過程繼續(xù)到步驟64，否者處理過程繼續(xù)到步驟66。在 步驟64，搜索可用信道并且獲得識別出空閑通道的結果。接下來在步驟 66，步驟64的結果用作發(fā)射信道，在主信道中發(fā)射音頻(信息)，同時 在攜帶控制信息的子載波(subcarrier)中發(fā)射RDS。在FM廣播系統(tǒng)中， RDS已經被用來攜帶各種各樣服務信息。RDS子載波的一個例子是備用頻
收到好的信號。控制信息可以是加密密鑰或其他系統(tǒng)標識符。接下來在 步驟68，檢查信道質量，如果該信道質量是可接受的，則處理過程保持 不變并且繼續(xù)到步驟66，否則處理繼續(xù)到步驟64。信道質量可以通過在 暫時關閉射頻信號的同時在發(fā)射機端使用接收電路測量該信道的信噪 比(SNR)來估計。也可以使用其他信道質量測量方法來實現(xiàn)相同的目 的。信道質量也可以很容易地由佩戴無線耳機的用戶提供。例如，如果 收聽者認為該信道太嘈雜，則收聽者例如可以通過按下發(fā)射機端的一個 按鈕觸發(fā)一個指示，以指示信道質量不滿意。
控制信息可以只是用于讓接收機進行識別的系統(tǒng)標識符(ID)。如 果系統(tǒng)ID匹配在接收機處存儲的ID，則接收機可以認為它是一個預期的 信道并且開始向耳機裝置或其他輸出裝置輸出音頻信號。為了加強隱私 保護，系統(tǒng)可以采用在上文中所描述的音頻加密。在這種情況下，加密 密鑰與系統(tǒng)I D —起被發(fā)射。當系統(tǒng)ID匹配在接收機處存儲的I D時，接收 機使用加密密鑰解密音頻并且輸出解密的音頻。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明方法的由F M R模塊4 0執(zhí)行的相關步驟的流程 圖。在步驟70，如之前所述，模塊40被初始化。接下來在步驟72，接收 機被調諧到無線頻帶中的一個信道。在步驟74，接收機從子載波信道接 收控制信息。如果被調諧的信道不包括子載波，則接收到的控制信息被 認為是空值。
然后，接收機根據(jù)接收到的控制信息處理接收的音頻信號。接收機 檢查系統(tǒng)ID以確定它是否與存儲在接收機的系統(tǒng)I D相匹配。如果二者匹 配，則被調諧到的信道是預期中的信道，并且接收機輸出音頻信號。如 果使用音頻加密，則接收機使用加密密鑰對音頻信號進行擾碼。
調頻廣播系統(tǒng)中使用的子載波往往位于一個高于攜帶復用音頻信 號的帶寬的頻帶。圖7示出了RDS信道的振幅與頻率的關系圖。Y軸表示 振幅，X軸表示以千赫(kHz)為單位的頻率。RDS信道被示出通常在57kHz 的范圍內。
盡管本發(fā)明已經按照具體實施例被描述，可以預料其變更以及更改 對于本領域技術人員來說毫無疑問是很明顯的。因此，意味著，下列權
利要求應解釋為覆蓋所有這類屬于本發(fā)明真實精神和范圍的變化和更 改。
ii
權利要求
1.一種調諧到無線頻帶的同一信道的協(xié)調方法，包括調諧到無線頻帶內使用邊帶的信道；接收該信道邊帶中的控制信息；以及使用該控制信息處理該信道中接收到的音頻信息。
2. 根據(jù)權利要求1所述的協(xié)調調諧方法，其中，在處理期間輸出接 收的無線信息。
3. 根據(jù)權利要求1所述的協(xié)調調諧方法，其中，將接收的音頻信息 內的標識符(ID)用作控制信息來執(zhí)行處理。
4. 根據(jù)權利要求3所述的協(xié)調調諧的方法，其中，將該ID與預定ID頻信息。
5. 根據(jù)權利要求1所述的協(xié)調調諧方法，其中，在處理期間將加密 密鑰用作控制信息來加密接收的音頻信息。
6. 根據(jù)權利要求1所述的協(xié)調調諧方法，其中，調諧步驟促使調諧 到一個備用頻率。
7. —種無線耳機裝置，包括 調頻接收機(FMR)模塊，包括，調頻(FM)調諧器模塊，其響應音頻信息并且可操作來調諧到 無線頻帶內使用邊帶的一個信道，該邊帶具有控制信息；音頻解密模塊，其響應所述調諧器輸出并且可橾作來使用該控 制信息生成音頻加密輸出；無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(RDS)解碼器(或解密)和密鑰解碼器模塊， 其響應所述調諧器輸出并且可搡作來使用其中包括的該控制信息解 碼該調諧器輸出以供該音頻解密模塊使用；以及音頻輸出模塊，其響應該音頻解密輸出并且可搡作來生成到該 無線耳機裝置用戶的音頻信息。
8. 根據(jù)權利要求7所述的無線耳機裝置，其中，該控制信息是標識符。
9. 根據(jù)權利要求8所述的無線耳機裝置，還包括預定ID，其中，F(xiàn)MR模塊將該I D與預定I D相比較，并且只有當該I D和該預定I D之間存在匹配 時，該音頻輸出模塊輸出該生成的音頻信息。
10. 根據(jù)權利要求7所迷的無線耳機裝置，其中，該控制信息是加密 /解密密鑰。
11. 一種無線耳機裝置，包括 調頻接收機(FMR)模塊，包括，調諧到無線頻帶內使用邊帶的一個信道的裝置，該邊帶具有控 制信息；使用該控制信息生成音頻加密輸出的裝置； 使用其中包括的該控制信息解碼該調諧器輸出以供該音頻解密 模塊使用的裝置；以及生成到該無線耳機裝置用戶的音頻信息的裝置。
12. 根據(jù)權利要求11所述的無線耳機裝置，其中，該控制信息是加 密/解密密鑰。
13. 根據(jù)權利要求11所述的無線耳機裝置，其中，該控制信息是標 識符。
14. 根據(jù)權利要求13所述的無線耳機裝置，還包括預定ID，其中， FMR模塊將該I D與預定I D相比較，并且只有當該I D和該預定I D之間存在 匹配時，該音頻輸出模塊輸出該生成的音頻信息。
全文摘要
本發(fā)明的方法包括協(xié)調調諧到無線頻帶的同一信道，其中執(zhí)行下列步驟調諧到無線頻帶內使用邊帶的一個信道；接收該信道邊帶中的控制信息；以及使用該控制信息處理該信道中接收到的音頻信息。
文檔編號H04B7/00GK101626259SQ200910147158
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權日2008年6月11日
發(fā)明者張一峰, 洪朋誼, 鄒國虎, 郭杭偉 申請人:昆天公司