CN102857609A

CN102857609A - 在耳机与基站之间传输无线电信号

Info

Publication number: CN102857609A
Application number: CN2012102178334A
Authority: CN
Inventors: 里奥·拉森
Original assignee: GN Netcom AS
Current assignee: GN Audio AS
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: CN102857609B; EP2541882A1; EP2541882B1

Abstract

本发明公开了在耳机与基站之间传输无线电信号。其中，一种耳机系统，包括耳机（51）和基站，其中，耳机（51）和基站两者都包括被配置为根据第一无线通信协议在耳机与基站之间传输无线电信号的收发器。耳机（51）和基站两者都还包括被配置为根据第二无线通信协议在耳机与基站之间传输无线电信号的收发器；以及耳机（51）和基站中至少一个还包括选择装置（29），该选择装置被配置为针对耳机与基站之间的无线电信号传输选择第一和第二无线通信协议之一。当耳机和基站两者都具有针对两个不同无线通信协议的收发器并且为传输选择这些收发器之一时，这意味着可使用组合数目的信道，这增加了可同时使用的信道数目。

Description

在耳机与基站之间传输无线电信号

技术领域

本发明涉及包括耳机和基站（base station）的耳机系统以及根据无线通信协议在耳机与基站之间的无线电信号传输。

背景技术

当今，标准电话机正在迅速被无线耳机取代。无线耳机通常通过耳机与基站之间的无线电信号传输从而与基站通信。因此，耳机系统可认为包括耳机和基站。基站可连接至例如电话线或者安装有诸如Microsoft OfficeCommunicator的通信程序的计算机。在耳机系统的耳机和基站之间的无线通信可使用多种无线通信协议中的任何协议，诸如数字增强无绳通讯（DECT）、蓝牙、无线保真（WiFi）或者超宽带（UWB）。目前，针对所述应用，DECT似乎是最广泛使用的无线通信协议。

例如，在办公环境和呼叫中心，即，所谓高密度安装，在有限地理区域内通常会使用大量耳机系统，各个耳机系统包括耳机和基站。这是可行的，原因在于无线通信协议各个具有一定的带宽，其允许同时使用给定数目的信道。作为实例，在欧洲，DECT频段为1880MHz-1900MHz，这允许使用10个载波，其中，在各个方向（即，上游和下游）上使用12个时隙。因此，在欧洲DECT频谱中可提供多达120个信道，这意味着在同一区域中可同时使用多达120个耳机系统。在美国和加拿大，DECT频段为1920MHz-1930MHz，这允许使用5个载波并且提供多达60个信道。

虽然一些其他的无线通信协议（例如，蓝牙）可提供略高数目的信道，但是该数目仍然限于可能针对大型办公大楼或者大型呼叫中心来说不够的水平。另外，在例如Microsoft Office Communicator中增加的宽带语音使用进一步减少可用信道的数目，原因在于各个信道需要较高带宽。因此，在欧洲，可用DECT宽带信道数目仅为60，而在美国和加拿大，可用DECT宽带信道数目减少为30。

发明内容

因此，本发明实施方式的目的是提供一种允许同时使用的信道数目增加的耳机系统。

根据本发明实施方式，在包括耳机和基站的耳机系统中实现该目的，其中，各所述耳机和基站包括：收发器，被配置为根据第一无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号。在以下情况中实现该目的：当各所述耳机和基站还包括被配置为根据第二无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号的收发器时；以及所述耳机和所述基站中的至少一个还包括选择装置，该选择装置被配置为针对耳机与基站之间的无线电信号传输选择第一和第二无线通信协议之一。

当耳机以及基站都具有针对两个不同无线通信协议的收发器并且选择这些收发器之一用于传输时，这意味着可使用组合数目的信道以及可选择最适合给定传输的协议。

在一个实施方式中，选择装置被配置为依据针对根据所述第一和第二无线通信协议的无线电信号传输的可用传输容量（transmission capacity），来选择所述第一或者第二无线通信协议。

选择装置还可被配置为判定针对根据所述第一无线通信协议在耳机与基站之间的无线电信号传输，传输容量是否可用；如果这种容量可用，则针对所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输选择所述第一无线通信协议；以及如果这种容量不可用，则针对所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输选择所述第二无线通信协议。以此方式，首先使用第一无线通信协议信道，并且当这些信道全部都在使用时，然后可使用第二无线通信协议信道。

各第一和第二无线通信协议可选自包括DECT（数字增强无绳通讯）、蓝牙、WiFi（无线保真）和UWB（超宽带）的无线通信协议组。在一个实施方式中，第一无线通信协议为DECT，以及第二无线通信协议为蓝牙。

当所述耳机和所述基站中至少一个还包括数字信号处理器时，该数字信号处理器被配置为对于要根据所述第一无线通信协议传输的信号以及要根据所述第二无线通信协议传输的信号执行数字信号处理，即，针对两个协议使用公共数字信号处理器，针对这两个协议还使用编解码器用于编码和解码信号，这成为可能。

本发明的一些实施方式还涉及根据无线通信协议在耳机与基站之间传输无线电信号的方法。所述方法包括以下步骤：对于根据第一无线通信协议在所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输，判定传输容量是否可用；如果该容量可用，则根据所述第一无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号；以及如果所述容量不可用，则根据第二无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号。

与上文提到耳机系统实施方式相对应的实施方式也适用于本方法。

本发明的一些实施方式涉及具有程序代码装置的计算机程序和计算机可读介质，所述程序代码装置用于执行上述方法。

附图说明

下文将参考附图更详细描述本发明实施方式，其中

图1a和图1b示出包括耳机和基站的耳机系统实例；

图2示出具有大量耳机系统的办公环境或者呼叫中心；

图3示出图1a和图1b的耳机的示例性配置；

图4示出图1a和图1b的基站的示例性配置；

图5示出被配置为根据两个不同无线通信协议发送和接收无线电信号的耳机的示例性配置；

图6示出被配置为根据两个不同无线通信协议发送和接收无线电信号的基站的示例性配置；以及

图7示出在耳机和基站之间传输无线电信号的方法的流程图。

具体实施方式

图1a和图1b示出可使用本发明的耳机系统1实例。耳机系统1包括耳机2和基站或者基本单元3。图1a中，示出耳机系统在被动状态中，其中，耳机2放置于基站3中。图1b中，耳机2已经从基站3移开，并且通过在耳机2和基站3之间传输无线电信号，已经在它们之间建立连接。传输的无线电信号可代表声音（语音）、数据或者控制信号。耳机2和基站3之间的无线通信可使用许多不同无线通信协议中的任何协议，诸如数字增强无绳通讯（DECT）、蓝牙、无线保真（WiFi）或者超宽带（UWB）。针对所述应用，DECT似乎是最广泛使用的无线通信协议，因此在下文中，将使用DECT耳机系统作为实例。

图2示出办公环境或呼叫中心，即，所谓高密度安装，其中，在有限地理区域内通常会使用大量耳机系统，各个耳机系统包括耳机和基站。这是可行的，原因在于DECT以及其他无线通信协议具有一定的带宽，允许同时使用给定数目的信道。在欧洲，DECT频段为1880MHz-1900MHz，这允许使用10个载波，其中，在各个方向（即，上游和下游）上使用12个时隙。因此，在欧洲DECT频谱中可提供多达120个信道，这意味着在同一区域可同时使用多达120个耳机系统。在美国和加拿大，DECT频段为1920MHz-1930MHz，这允许使用5个载波并且提供多达60个信道。图2中，出于说明目的，示出十个耳机系统11、12、13、14、15、16、17、18、19和20，其中两个耳机系统13和19被用于通信。因此，在该情况下，占用可用信道中的两个信道。然而，在一些安装中，被动式耳机系统也可占用信道。

图3示出耳机2的配置的实例。耳机2包括麦克风21和扬声器22。麦克风21连接至A/D转换器23，该A/D转换器23将由麦克风21接收的模拟语音信号转换为可由数字信号处理器25处理的数字信号，相似地，扬声器22连接至D/A转换器24，该D/A转换器24将来自数字信号处理器25的数字信号转换为可由扬声器22再现的模拟信号。数字信号处理器25执行不同任务，诸如编码/解码（编解码器）、降噪和回声控制。数字信号处理器25连接至DECT无线电电路26（收发器），该DECT无线电电路26又通过功率放大器27连接至天线28。耳机2还包括连接至（例如）按钮和发光二极管的输入/输出电路31、微控制器单元29和内存30。

相似地，图4示出基站3的配置的实例。用于接收从耳机2的天线28发射的无线电信号并且另外地发送无线电信号的天线41通过功率放大器42连接至DECT无线电电路43（收发器）。与耳机2类似，基站3也具有数字信号处理器44，用于处理不同任务，诸如编码/解码（编解码器）、降噪和回声控制。数字信号处理器44可经由A/D转换器45和D/A转换器46连接至模拟接口47，该模拟接口47可将基站接口（interface）至电话线。作为替代，数字信号处理器44可连接（例如，经由USB接口）至安装有诸如Microsoft Office Communicator的通信程序的计算机。基站3还包括连接至（例如）按钮和发光二极管的输入/输出电路50、微控制器单元48、和内存49。

当在耳机2和基站3之间建立无线连接时，微控制器单元中的一个（即，耳机2中的微控制器单元29或者基站3中的微控制器单元48）通过激活相应DECT无线电电路的接收器部分来检查哪些DECT信道已经被该区域中其他耳机系统、DECT电话机或者其他DECT设备占用，进而根据该信息判定对于该耳机系统可用的信道。然后使用该可用信道在耳机和基站之间建立无线电连接。

如上文提到，DECT中可用信道的数目是有限的，并且由例如Microsoft Office Communicator中增加的宽带语音使用而导致进一步减少信道数目，原因在于各个信道需要较高带宽。因此，在欧洲，可用DECT带宽带信道数目仅为60，而在美国和加拿大，可用DECT带宽带信道数目减少为30。尤其在这种情况下，可用信道数目对于大型办公环境或者呼叫中心可能是不够的。虽然一些其他的无线通信协议（例如，蓝牙）可提供略高数目的信道，但是该数目仍然可能局限在对于大型办公大楼或者大型呼叫中心来说不够的水平。

在图5和图6中示出对于该问题的解决方案，图5和图6示出变形的耳机51和变形的基站61。耳机51与图3的耳机2不同之处在于，除了DECT无线电电路26，耳机51还包括蓝牙无线电电路52，使得该耳机现在可经由蓝牙以及经由DECT通信。蓝牙连接可为根据第1类（class 1），其确保长达100米范围。蓝牙频率范围为2400MHz-2480MHz。图5中，虽然数字信号处理器25被用于耳机的DECT分支和蓝牙分支这两者，但是两个分支中的每一个具有其自己的数字信号处理器也是可行的。相似地，虽然功率放大器27和天线28被用于这两个分支，但是各个分支使用其自己的功率放大器以及/或者其自己的天线也是可行的。

相似地，基站61与基站3不同之处在于，除了DECT无线电电路26，基站61还包括蓝牙无线电电路62，使得基站61可经由蓝牙以及经由DECT与耳机通信。此外，这里，虽然数字信号处理器44以及功率放大器42和天线41被用于基站的DECT分支和蓝牙分支这两者，但是此处，使这些组件针对各个分支分离也可行。

如提到，基站以及耳机的DECT分支和蓝牙分支可使用公共数字信号处理器或者两个独立的数字信号处理器。当今，蓝牙高端芯片组通常提供可观的数字信号处理器资源。因此，使用该处理器作为公共数字信号处理器可能是有利的，这将允许针对蓝牙和DECT使用公共编解码器。这种编解码器有可能还能够将宽带DECT引入常规DECT时隙，这将进一步增加可用信道数目。

当在耳机51和基站61之间建立无线连接时，微控制器单元之一（即，耳机51中的微控制器单元29或者基站61中的微控制器单元48）通过激活相应DECT无线电电路的接收器部分来检查哪些DECT信道已经被该区域中其他耳机系统或者其他DECT设备占用，以及根据该信息判定对于该耳机系统可用的DECT信道。如果是信道可用的情况，那么然后使用该可用DECT信道在耳机和基站之间建立无线电连接。然而，如果DECT信道不可用，那么微控制器单元29或者48切换为蓝牙，并且使用蓝牙信道在耳机和基站之间建立无线电连接。通常，基站中的微控制器单元48承担该任务。代替使用微控制器单元29或者48其中之一，为了该目的分配独立微控制器单元也可行。

通过允许耳机系统从DECT切换为蓝牙，当没有DECT信道可用时，可用信道数目大大增加。

两个无线通信协议之间的切换还可动态发生，即，在已经建立的连接期间。作为实例，用户可在电话交谈期间在大楼周围移动，从而到达使用另一协议更便利的区域。

在上述实例中，所使用的两个无线通信协议为DECT和蓝牙，并且首先使用DECT信道，而当没有DECT信道可用时使用蓝牙信道。然而，以相反方式也可行，或者取代DECT和蓝牙中一个或者两个，可使用除了DECT和蓝牙以外的其他通信协议。一些实例为2.4GHz、3.6GHz或者5GHz带宽的无线保真（WiFi）以及3.1GHz至10.6GHz频率范围内的超宽带（UWB）。

当耳机系统被配置为使用两个不同无线通信协议时，即，在该情况下为DECT和蓝牙，额外安全级别也可添加到该解决方案。虽然各个链路（DECT和蓝牙）的安全级别已经非常高，但是通过利用并行运行的两个技术，可实现附加的链路密钥交换。用于改进DECT安全性的密钥可通过蓝牙发送，并且用于改进蓝牙安全性的密钥可通过DECT发送。这将使得难以窃听通话。

图7示出图示根据上述解决方案的方法的流程图100。当需要耳机和基站之间的连接时，在步骤101中，耳机系统请求信道。然后在步骤102中检查是否有针对该连接可用的DECT信道。如上文提到，这可通过检查哪些DECT信道已经被使用来完成。如果DECT信道仍为可用，那么然后在步骤103中，根据DECT协议在耳机和基站之间传输无线电信号。然而，如果没有DECT信道可用，那么耳机切换为蓝牙，然后在步骤104中，根据蓝牙协议在耳机和基站之间传输无线电信号。

虽然已经描述并示出本发明的各种实施方式，但是本发明并不限于此，而是还可以在以下权利要求中限定的主题范围内以其他方式体现。

Claims

1.一种耳机系统，包括耳机（51）和基站（61），其中，所述耳机（51）和基站（61）中的每一个包括被配置为根据第一无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号的收发器，其特征在于：

所述耳机（51）和所述基站（61）中的每一个还包括被配置为根据第二无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输无线电信号的收发器；以及

所述耳机（51）和所述基站（61）中的至少一个还包括选择装置（29；48），所述选择装置被配置为针对所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输选择所述第一无线通信协议和第二无线通信协议之一。

2.根据权利要求1所述的耳机系统，其特征在于，所述选择装置（29；48）被配置为依据对于根据所述第一无线通信协议和第二无线通信协议进行无线电信号传输来说可用的传输容量来选择所述第一无线通信协议或第二无线通信协议。

3.根据权利要求2所述的耳机系统，其特征在于，所述选择装置（29；48）被配置为：

判定对于在耳机（51）与所述基站（61）之间根据所述第一无线通信协议进行无线电信号传输来说传输容量是否可用；

如果所述容量可用，则选择所述第一无线通信协议进行所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输；以及

如果所述容量不可用，则选择所述第二无线通信协议进行所述耳机与所述基站之间的无线电信号传输。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机系统，其特征在于，所述第一无线通信协议和第二无线通信协议中的每一个选自包括DECT、蓝牙、WiFi和UWB的无线通信协议组。

5.根据权利要求4所述的耳机系统，其特征在于，所述第一无线通信协议为DECT，所述第二无线通信协议为蓝牙。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的耳机系统，其特征在于，所述耳机（51）和所述基站（61）中的至少一个还包括数字信号处理器（25；44），所述数字信号处理器被配置为对于将要根据所述第一无线通信协议传输的信号以及将要根据所述第二无线通信协议传输的信号执行数字信号处理。

7.一种根据无线通信协议在耳机（51）与基站（61）之间传输无线电信号的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

判定（102）对于在所述耳机与所述基站之间根据第一无线通信协议进行无线电信号传输来说传输容量是否可用；

如果所述容量可用，则根据所述第一无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输（103）无线电信号；以及

如果所述容量不可用，则根据第二无线通信协议在所述耳机与所述基站之间传输（104）无线电信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一无线通信协议和第二无线通信协议中的每一个选自包括DECT、蓝牙、WiFi和UWB的无线通信协议组。

9.根据权利要求8所述的方法，特征在于，所述第一无线通信协议为DECT，以及所述第二无线通信协议为蓝牙。

10.一种计算机程序，包括程序代码装置，用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行根据权利要求7至9中任一项所述的步骤。

11.一种计算机可读介质，具有存储在其上的程序代码装置，用于当所述程序代码装置在计算机上运行时执行根据权利要求7至9中任一项所述的方法。