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TW201711404A - 靈活之多通道無線音訊接收器系統 - Google Patents

靈活之多通道無線音訊接收器系統 Download PDF

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TW201711404A
TW201711404A TW105128519A TW105128519A TW201711404A TW 201711404 A TW201711404 A TW 201711404A TW 105128519 A TW105128519 A TW 105128519A TW 105128519 A TW105128519 A TW 105128519A TW 201711404 A TW201711404 A TW 201711404A
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麥克 古德森
羅伯特 瑪漠拉
傑佛瑞 亞瑟 謬涅爾
羅伯特 佐寇
洋 唐
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舒爾獲得控股公司
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Abstract

本發明提供一種用於路由、處理且組合在各自天線上接收之含有音訊信號之多個射頻(RF)信號之靈活之多通道分集無線音訊接收器系統。該無線音訊接收器系統提供在不同可選擇模式中對多個RF信號之靈活路由，及在惡劣RF環境中藉由組合多個RF信號以最大化信號對雜訊比而對信號之低延時不間斷接收。音訊輸出可以一不間斷方式產生且緩解多路徑衰落、干擾及不對稱雜訊問題。經接收RF信號亦可由該無線音訊接收器系統串接以容許菊鍊。

Description

靈活之多通道無線音訊接收器系統
本申請案大體上係關於一種靈活之多通道無線音訊接收器系統。特定言之，本申請案係關於一種用於路由、濾波、處理且組合在各自天線上接收之含有音訊信號之多個射頻(RF)信號之多通道分集無線音訊接收器系統。
音訊製作可涉及使用許多組件(包含麥克風、無線音訊傳輸器、無線音訊接收器、記錄器及/或混合器)來擷取、記錄且呈現產品(諸如電視節目、新聞廣播、電影、實況事件及其他類型之產品)之聲音。麥克風通常擷取產品之聲音，該聲音自麥克風及/或無線音訊傳輸器無線傳輸至無線音訊接收器。無線音訊接收器可連接至一記錄器及/或一混合器以藉由一組員成員(諸如一產品聲音混合器)記錄及/或混合聲音。電子裝置(諸如電腦及智慧型電話)可連接至記錄器及/或混合器以容許組員成員監測音訊位準及時間碼。 無線音訊傳輸器、無線音訊接收器、無線麥克風及其他可攜式無線通信裝置包含用於傳輸及接收含有數位或類比信號(諸如調變音訊信號、資料信號及/或控制信號)之射頻(RF)信號之天線。可攜式無線通信裝置之使用者包含舞台表演者、歌手、演員、新聞播報員及類似者。 一無線音訊傳輸器可將包含一音訊信號之一RF信號傳輸至一無線音訊接收器。無線音訊傳輸器可包含於例如由使用者固持且包含一整合式傳輸器及天線之一無線手持式麥克風中。當在無線音訊接收器處接收RF信號時，RF信號可歸因於由建設性干擾及/或其他類型之干擾引起之多路徑衰落而降級。此降級可引起RF信號具有一不良信號對雜訊比(SNR)，此可導致位元錯誤而可引起人為音訊(audio artifact)及所得輸出音訊之靜音。然而，在許多情境及環境中(諸如在專業級製作及音樂會期間)，將輸出音訊靜音係非所要的。此多路徑衰落及干擾之影響在其中實體及電氣因素(例如，麥克風在環境內之移動、其他RF信號、大型場所中之操作等)影響RF信號之傳輸及接收之惡劣RF環境中最普遍。 為減輕RF信號之多路徑衰落之問題，無線音訊組件可利用頻率分集及/或天線分集技術。特定言之，無線音訊傳輸器可利用頻率分集以在一個天線上以一組合RF信號同時傳輸兩個各別頻率之兩個RF信號，其中該兩個RF信號皆包含相同音訊信號。接著，一無線音訊接收器可使用該等基礎RF信號之一者或兩者。另外，無線音訊接收器可利用天線分集以同時在多個天線上自一無線音訊傳輸器接收RF信號。可組合經接收RF信號以產生一單一音訊輸出。 在一些情況中，一雙天線系統可能不足以提供適當效能。可期望兩個以上天線以受益於具有不同指向性增益之天線之使用者使得無線系統之涵蓋範圍擴展。例如，一特定場所可具有需要由一單一無線接收器涵蓋之多個「區」及/或一場所可為非常大的。在此等情境中，具有兩個以上天線位置可導致改良的涵蓋範圍及減小的傳輸器至天線距離。因而，一傳統雙天線分集可能無法提供適當效能。 當利用頻率分集及/或天線分集技術時，現有無線音訊接收器通常藉由在各RF信號中存在相等雜訊功率之假定下使用最大比率組合(MRC)按比例調整各RF信號而組合在多個天線上接收之多個RF信號。然而，若天線經受不對稱雜訊(例如，當一個天線較接近一干擾源時)，則MRC並未最大化組合信號之信號對雜訊比。此可引起接收器產生非最佳音訊輸出，諸如降級的聲音或靜音。另外，在某些情境及環境中，現有無線音訊接收器可需要額外組件及複雜配置。例如，若利用兩個以上天線，則可需要外部天線組合器及外部開關。 因此，解決此等擔憂之一多通道無線音訊接收器系統存在一機會。更特定言之，一多通道分集無線音訊接收器系統存在一機會，該系統提供在不同可選擇模式中對多個RF信號之靈活路由及在惡劣RF環境中藉由組合多個RF信號以最大化信號對雜訊比而對信號之低延時不間斷接收。此外，一多通道分集無線音訊接收器系統存在一機會，該系統提供在利用具有較高RF信號對雜訊比要求之高階調變方案(諸如16-QAM及64-QAM)時之效能益處。
本發明意欲藉由提供多通道無線音訊接收器系統及方法而解決上文提及之問題，該等系統及方法經設計以尤其：(1)在不同可選擇模式中將多個RF信號靈活地路由至不同RF類比處理模組；(2)藉由與多個RF信號之各自SNR成比例地調整該等RF信號來組合該等RF信號而最大化一組合信號之SNR；(3)串接經接收RF信號以容許接收器之菊鍊；(4)實現將RF處理之額外冗餘通道分配給用於關鍵任務音訊源之額外天線輸入；及(5)實現將較少個RF處理通道分配給一給定音訊通道以最大化可解碼之音訊通道之數目。 在一實施例中，一種無線音訊接收器包含：一模式選擇介面，其用於使一使用者能夠選擇該無線音訊接收器之複數個模式之一者；複數個射頻(RF)埠，其等各自經組態以自一各自天線接收複數個RF信號，其中該複數個RF信號之各者包括一或多個音訊信號；及一天線散佈模組，其與該複數個RF埠通信。該天線散佈模組可經組態以：當在一第一模式中時，將該複數個RF信號路由至複數個下游處理組件之一或多者；且當在一第二模式中時，路由該複數個RF信號之一第一子組以在該複數個RF埠之一第一子組上輸出，且將該複數個RF信號之一第二子組路由至該複數個下游處理組件之一或多者。 在另一實施例中，一種無線音訊接收器包含：第一複數個射頻(RF)埠，其等各自經組態以自一各自天線接收第一複數個RF信號；第二複數個RF埠，其等各自經組態以自一各自天線接收第二複數個RF信號，且進一步經組態以基於該無線音訊接收器之一模式輸出該第一複數個RF信號之一者，其中該第一複數個RF信號及該第二複數個RF信號之各者包括一或多個音訊信號；第一複數個天線散佈模組，其等各自與該第一複數個RF埠之各者相關聯；及第二複數個天線散佈模組，其等各自與該第二複數個RF埠之各者相關聯。該第一複數個天線散佈模組可各自包含：一第一分離器，其與該第一複數個RF埠之一者通信，該第一分離器用於將該第一複數個RF信號之一者分離成第一複數個分離RF信號，其中該第一複數個分離RF信號經路由至複數個下游處理組件之一或多者、一第一開關及一第二開關；及該第一開關，其與該第一分離器及該複數個下游處理組件之一或多者通信，該第一開關用於在該第一複數個分離RF信號之一者與第二複數個分離RF信號之一者之間切換。該第二複數個天線散佈模組可各自包含：該第二開關，其與該第二複數個RF埠之一者及該第一分離器通信，該第二開關用於在該第一複數個分離RF信號之一者與該第二複數個RF信號之一者之間切換；及一第二分離器，其與該第一開關及該第二開關通信，該第二分離器用於將該第二複數個RF信號之一者分離成第二複數個分離RF信號，其中該第二複數個分離RF信號經路由至該第一開關。 在又一實施例中，描述一種基於複數個數位調變信號(y)之各者之一信號對雜訊比(SNR)組合該複數個數位調變信號之方法。可分別自複數個經接收射頻(RF)信號導出之該複數個數位調變信號各自包括表示一音訊信號之一數位音訊位元流。該方法可包含：導出該複數個數位調變信號之各者之一通道估計(h)；量測該複數個數位調變信號之各者之一正規化雜訊功率(σ2 )；基於該通道估計導出一正規化經接收信號；及基於該正規化雜訊功率及該正規化經接收信號組合該複數個數位調變信號以產生一組合調變信號。 自闡述指示可採用本發明之原理之各種方式的闡釋性實施例之以下[實施方式]及隨附圖式將明白且更完全理解此等及其他實施例以及各種排列及態樣。
以下描述描述、繪示且例示根據本發明之原理之本發明之一或多項特定實施例。此描述並非經提供以將本發明限制於本文中描述之實施例，而是用來說明且教示本發明之原理，使得一般技術者能夠理解此等原理且運用該理解而能夠應用該等原理來實踐不僅本文中描述之實施例而且根據此等原理可想到的其他實施例。本發明之範疇意欲涵蓋字面上或依等同原則可落於隨附申請專利範圍之範疇內之全部此等實施例。 應注意，在描述及圖式中，可用相同元件符號標記相似或實質上類似元件。然而，有時可用不同數字標記此等元件，諸如(舉例而言)在其中此標記有利於一更清楚描述之情況中。另外，本文中闡述之圖式不一定按比例繪製，且在一些例項中，比例可已放大以更清楚描繪某些特徵。此等標記及繪製實踐不一定暗指一潛在實質性目的。如上文陳述，本說明書意欲視為一整體且根據如本文中教示及一般技術者理解之本發明之原理解釋。 本文中描述之靈活之多通道無線音訊接收器系統可在各種可選擇模式中將多個經接收RF信號靈活地路由至不同RF類比處理模組，且將多個經接收RF信號組合成具有最大化SNR之一組合信號，同時以低延時處理信號以依一不間斷方式產生一輸出音訊信號。當容置於一單一接收器外觀尺寸中時，接收器可進一步消除對外部天線組合器及在多個天線之間手動切換之需要。特定言之，接收器可具有多種不同模式，該等模式容許取決於使用接收器之所要應用及環境而使用不同數目個天線。 例如，在一個情形中，針對改良的涵蓋範圍，接收器可連接至涵蓋相同空間(例如，一大舞台或場所)之四個天線。在另一情形中，接收器可連接至兩對天線，其中各對天線涵蓋一不同空間(例如，可劃分之場所之兩個部分)，使得亦涵蓋如同後台或更衣室之周邊空間。在又一情形中，接收器可連接至額外天線以容許涵蓋其中用一單一天線對無法最佳涵蓋之不規則形狀之表演區域(例如，突出式/伸出式舞台或具有輔助舞台之場所)。在另一情形中，接收器可連接至多對天線以部署為「冷備份」以在識別一效能問題時使用。通常，在此情況中，一熟練操作者必須手動偵測問題且介入以參與「冷備份」。然而，本文中描述之接收器可以一動態及自動化方式使用「冷備份」天線。 圖1係用於接收含有表示音訊信號之數位音訊位元流之一或多個射頻(RF)信號之一無線音訊接收器100之一示意圖。接收器100可包含可連接至各自天線以接收RF信號之多個RF埠102a至102d。RF埠102a至102d可包含可經組態以用於串接目的以將接收器100菊鍊至其他無線接收器之埠之一子組。特定言之，如圖1中所見，RF埠102a、102b (分別標記為Ant A及Ant B)經組態以連接至各自接收一RF信號之各別天線(未展示)。RF埠102c、102d (分別標記為Ant C/串接A及Ant D/串接B)可經組態以連接至亦各自接收一RF信號之各別天線(未展示)，或RF埠102c、102d可經組態以輸出分別在RF埠102a、102b上接收之RF信號。因而，接收器100之RF埠102a至102d可取決於一使用者之需要而連接至兩個、三個或四個天線。應注意，儘管圖1展示連接至多達四個天線之四個埠102a至102d，然接收器100可擴展為四個以上埠及天線。無線音訊接收器100中包含之各種組件可使用可由一或多個伺服器或電腦(諸如具有一處理器及記憶體之一計算裝置)執行之軟體及/或藉由硬體(例如，離散邏輯電路、特定應用積體電路(ASIC)、可程式化閘陣列(PGA)、場可程式化閘陣列(FPGA)等)實施。 可在接收器100處自例如已擷取一產品或其他音訊源之聲音的一無線音訊傳輸器及/或一麥克風接收RF信號。一使用者可取決於連接至埠102a至102d之天線數目而選擇接收器100之各種模式，且可表示所接收之RF信號之數目。接收器100之選定模式可判定經接收RF信號可如何由一天線散佈模組104切換，如下文描述。接收器100之模式可包含：能夠選擇所利用之埠102a至102d之數目；及能夠選擇經接收RF信號是否已利用頻率分集或天線分集。 接收器100之一個模式包含：能夠選擇是否使用數個RF埠(例如，RF埠102c、102d)來將傳入RF信號輸出至(若干)其他接收器，亦稱為串接模式。在此模式中，已傳輸之多個RF信號(包含音訊信號)可由接收器100接收並處理，且亦為菊鍊目的而輸出至其他接收器。例如，兩個埠(例如，RF埠102a、102b)可分別連接至兩個天線以接收各自包含來自一單一音訊源之一音訊信號之四個經傳輸RF信號。該四個RF信號可已使用頻率分集而在四個不同頻率上傳輸。在此情況中，可藉由組合四個經接收RF信號而產生一個音訊輸出信號。作為另一實例，兩個埠(例如，RF埠102a、102b)可分別連接至兩個天線以接收包含來自一單一音訊源之一音訊信號之一單一經傳輸RF信號。該單一經傳輸RF信號可由接收器100之兩個天線接收以利用天線分集。在此情況中，可藉由組合在兩個天線上接收之RF信號而產生一個音訊輸出信號。 接收器100之另一模式包含：能夠選擇是否將數個RF埠(例如，RF埠102c、102d)連接至更多個天線(例如，天線Ant C/串接A及Ant D/串接B)而非如在上文描述之串接模式中般輸出。在此模式中，已傳輸之較少個音訊通道可由接收器100接收，但此等音訊通道可由冗餘RF類比處理模組106a至106d處理。例如，四個埠(例如，RF埠102a至102d)可分別連接至四個天線以接收包含來自一單一音訊源之一音訊信號之一單一經傳輸RF信號。該單一經傳輸RF信號可由接收器100之四個天線接收以利用天線分集。在此情況中，可藉由組合在四個天線上接收之RF信號而產生一個音訊輸出信號。作為另一實例，四個埠(例如，RF埠102a至102d)可分別連接至四個天線以接收兩個經傳輸RF信號，其中各經傳輸RF信號已依不同頻率傳輸且包含來自一獨有音訊源之一獨有音訊信號。在此實例中，可藉由分別組合在四個天線上接收之RF信號而產生兩個音訊輸出信號。可利用且組合四個RF信號處理路徑(下文進一步描述)以產生音訊輸出信號之一者，而可利用且組合另外四個RF信號處理路徑以產生另一音訊輸出信號。作為又一實例，四個埠(例如，RF埠102a至102d)可分別連接至四個天線以接收各自包含來自一單一音訊源之一音訊信號之兩個經傳輸RF信號。該兩個RF信號可已使用頻率分集而在兩個不同頻率上傳輸。在此情況中，可藉由組合兩個經接收RF信號而產生一個音訊輸出信號。可利用且組合全部RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b (下文進一步描述)以產生一個音訊輸出信號。 在某些模式中，接收器100包含可將在RF埠102a至102d上接收之RF信號靈活地路由至RF類比處理模組106a至106d (在圖1中表示為RF通道1至4)之一天線散佈模組104。另外，若在一串接模式中使用接收器100以菊鍊至另一接收器，則天線散佈模組104可取得在RF埠102a、102b (Ant A及Ant B)上接收之RF信號，將RF信號路由至RF類比處理模組106a至106d (RF通道1至4)且亦路由RF信號以在RF埠102c、102d (Ant C/串接A及Ant D/串接B)上輸出。天線散佈模組104亦可在將RF信號路由至RF類比處理模組106a至106d及/或RF埠102c、102d之前處理經接收RF信號。下文關於圖2描述天線散佈模組104之進一步細節。 RF類比處理模組106a至106d可自天線散佈模組104接收經路由RF信號且產生已偏移至一中間頻率(IF)之類比調變信號。各RF類比處理模組106a至106d可包含用於處理經路由RF信號之兩個平行RF信號處理路徑，如關於圖3更詳細描述。 類比調變信號可由類比轉數位轉換器(ADC) 108a至108d轉換成數位調變信號。數位調變信號可由一數位信號處理(DSP)模組110接收且解調以產生可自接收器100輸出之多達四個數位音訊信號。數位轉類比轉換器(DAC) 112a至112d亦可將數位音訊信號轉換成各自類比音訊信號以自接收器100輸出。在實施例中，DSP模組110可基於來自ADC 108a至108d之數位調變信號之信號對雜訊比(SNR)將該等數位調變信號組合成一組合調變信號。特定言之，可與數位調變信號之各自SNR成比例地調整該等數位調變信號使得最大化組合調變信號之SNR。DSP模組110進一步可將組合調變信號解調成一單一組合數位音訊信號。組合數位音訊信號可在數位音訊輸出端之任一者上輸出。下文關於圖5及圖6描述DSP模組110可如何組合數位調變信號之進一步細節。DSP模組110可進一步包含一音訊信號處理模組以在自接收器100輸出數位音訊信號之前進一步處理該等數位音訊信號。 由接收器100輸出之數位音訊信號(包含組合數位音訊信號)可符合音訊工程協會AES3標準、但丁標準(Dante standard)及/或AVB/AVNU標準以例如經由乙太網路傳輸音訊。此外，接收器100可在一XLR連接器輸出端上、在一乙太網路埠或在其他適合類型之輸出端上輸出數位音訊信號。類比音訊信號可由接收器100在一XLR連接器輸出端、一1/4”音訊輸出端及/或其他適合類型之輸出端上輸出。 接收器100可為機架式的且可包含用於顯示各種資訊之一顯示器、全音訊儀表及RF信號強度指示器，且可進一步包含用於使用者控制及組態選項之設定之控制開關、按鈕及類似者。RF埠102a至102d可為用於連接至外部天線及/或電纜之BNC、SMA (SubMiniature version A)同軸連接器、 N型連接器或其他適合連接器。 圖2係圖1之無線音訊接收器100之一天線散佈模組104之一示意圖。天線散佈模組104可自連接至RF埠102a至102d之天線接收RF信號且選擇性地將經接收RF信號路由至RF類比處理模組106a至106d及特定言之至RF類比處理模組106a至106d內之RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b。RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b在圖2至圖3中分別表示為RF通道1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b且在圖2中用虛線展示，此係因為其等並非天線散佈模組104之組件。代替性地，在圖2中展示RF信號處理路徑以表示取決於接收器100之模式，天線散佈模組104可將經接收之RF信號路由至何處。在接收器100之一串接模式中，天線散佈模組可自連接至RF埠102a、102b之天線接收RF信號，將經接收RF信號路由至RF類比處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b (RF通道1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b)，且亦路由經接收RF信號以分別在RF埠102c、102d (Ant C/串接A及Ant D/串接B)上輸出。 如圖2中所示，天線散佈模組104包含處理且路由經接收RF信號之各者之組件。天線散佈模組104之處理路徑對於經接收RF信號之各者係類似的，惟RF埠102c、102d (Ant C/串接A及Ant D/串接B)連接至開關221、231以在接收器100之一串接模式中支援RF信號自RF埠102a、102b之輸出除外。在接收器100之一非串接模式中，多達四個天線可連接至RF埠102a至102d以接收四個RF信號。 當在非串接模式中時，在RF埠102a至102d (Ant A至Ant D)上接收之RF信號可分別由帶通濾波器202、212、222、232帶通濾波以產生經濾波RF信號使得選擇經接收RF信號之適當頻帶。例如，帶通濾波器202、212、222、232可使自470 MHz至636 MHz、606 MHz至801 MHz、750 MHz至952 MHz及/或其他信號頻帶範圍之一信號頻帶通過。在於RF埠102c、102d  (Ant C及Ant D)上接收之RF信號之情況中，開關221、231可經組態使得當接收器100在一非串接模式中時，經接收RF信號分別通過而至帶通濾波器222、232。經濾波RF信號可由衰減器204、214、224、234接收，該等衰減器調整經濾波RF信號之增益以產生衰減之經濾波RF信號。衰減器204、214、224、234可分別基於自RF功率偵測器203、213、223、233接收之功率信號而變化且受控制。RF功率偵測器203、213、223、233可偵測經接收RF信號之各者之功率。放大器206、216、226、236可接收衰減之經濾波RF信號且提供低雜訊增益以產生經放大RF信號。 經放大RF信號之各者可由2路分離器208、218、228、238分離，如圖2中所示。對於Ant A及Ant B處理路徑，2路分離器208、218分別將各自經放大RF信號分離至4路分離器210、220且分別至衰減器209、219。當接收器100在串接模式中時，發送至衰減器209、219之信號可透過適當切換開關221、231而在埠102c、102d上輸出。 針對Ant A及Ant B處理路徑發送至4路分離器210、220之經放大信號經進一步分離以取決於接收器100之模式而可能路由至RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b。對於Ant C及Ant D處理路徑(在非串接模式中)，2路分離器228、238將各自經放大RF信號分離至開關250、251、252、253以亦取決於接收器100之模式而可能路由至RF信號處理路徑306a、306b、308a、308b。 特定言之，對於Ant A，來自放大器206之經放大RF信號始終被路由至RF信號處理路徑302a、304a (分別為RF通道1a、2a)且路由至開關250、252以可能路由至RF信號處理路徑306a、308a (分別為RF通道3a、4a)。類似地，對於Ant B，來自放大器216之經放大RF信號始終被路由至RF信號處理路徑302b、304b (分別為RF通道1b、2b)且路由至開關251、253以可能路由至RF信號處理路徑306b、308b (分別為RF通道3b、4b)。 對於Ant C，來自放大器226之經放大RF信號被路由至開關250、252以可能路由至RF信號處理路徑306a、308a (分別為RF通道3a、4a)，且對於Ant D，來自放大器236之經放大RF信號被路由至開關251、253以可能路由至RF信號處理路徑306b、308b (分別為RF通道3b、4b)。開關250、251、252、253取決於接收器之模式而適當切換。特定言之，當接收器在一串接模式中時，開關250、251、252、253可分別連接至4路分離器210、220。在串接模式中，Ant C/串接A或Ant D/串接B埠上未接收到RF信號。因而，RF信號處理路徑306a、308a (分別為RF通道3a、4a)將接收在Ant A埠上接收之RF信號。RF信號處理路徑306b、308b (分別為RF通道3b、4b)將接收在Ant B埠上接收之RF信號。 圖3係圖1之無線接收器100之RF類比處理模組106a至106d之一示意圖。各RF類比處理模組106a至106d可包含兩個平行RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b以處理來自天線散佈模組104之經路由RF信號而產生已偏移至一中間頻率(IF)之類比調變信號。特定言之，RF類比處理模組106a (RF通道1)可包含始終接收自RF埠102a (Ant A，如由來自4路分離器210之「1A」表示)及RF埠102b (Ant B，如由來自4路分離器220之「1B」表示)路由之RF信號之RF信號處理路徑302a、302b (RF通道1a、1b)。類似地，RF類比處理模組106b (RF通道2)可包含始終接收自RF埠102a (Ant A，如由來自4路分離器210之「2A」表示)及RF埠102b (Ant B，如由來自4路分離器220之「2B」表示)路由之RF信號之RF信號處理路徑304a、304b (RF通道2a、2b)。 然而，路由至RF類比處理模組106c、106d (RF通道3及4)之RF信號可取決於接收器100之模式而變化。RF類比處理模組106c (RF通道3)可包含接收分別路由通過開關250、251之RF信號之RF信號處理路徑306a、306b (RF通道3a、3b)。開關250可將來自RF埠102a (Ant A，如由來自4路分離器210之「3A」表示)之RF信號或來自RF埠102c (Ant C，如由來自2路分離器228之「1C」表示)之RF信號路由至RF信號處理路徑306a (RF通道3a)。開關251可將來自RF埠102b (Ant B，如由來自4路分離器220之「3B」表示)之RF信號或來自RF埠102d (Ant D，如由來自2路分離器238之「1D」表示)之RF信號路由至RF信號處理路徑306b (RF通道3b)。以一類似方式，開關252可將來自RF埠102a (Ant A，如由來自4路分離器210之「4A」表示)之RF信號或來自RF埠102c (Ant C，如由來自2路分離器228之「2C」表示)之RF信號路由至RF信號處理路徑308a (RF通道4a)。開關253可將來自RF埠102b (Ant B，如由來自4路分離器220之「4B」表示)之RF信號或來自RF埠102d (Ant D，如由來自2路分離器238之「2D」表示)之RF信號路由至RF信號處理路徑308b (RF通道4b)。 RF類比處理模組106a至106d之各者可包含產生待施加至混合器以使經路由RF信號之頻率偏移至所要IF的適當頻率之一本地振盪器(或合成器) 350a至350d。由本地振盪器350a至350d產生之信號可分別由驅動器352a至352d放大及驅動，接著分別由2路分離器354a至354d分離以施加至個別RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b中之混合器。由RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b產生之在IF處之類比調變信號可由類比轉數位轉換器(ADC) 108a至108d轉換成數位調變信號。將類比轉數位轉換器108a至108d描繪為輸出平行數位調變信號之雙重ADC，但亦可利用例如各別、四重及/或八重ADC。關於圖4更詳細描述RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b之組件。應注意，雖然圖3描繪RF信號處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b共用各自本地振盪器350a至350d，但在一些實施例中，RF信號處理路徑可為獨立係可預期的且可行的。 圖4係一RF類比處理路徑400之各者之組件之一示意圖，RF類比處理路徑400包含RF類比處理模組106a至106d之RF類比處理路徑302a、302b、304a、304b、306a、306b、308a、308b。由天線散佈模組104路由之一RF信號由RF類比處理路徑400接收且處理以產生待傳輸至類比轉數位轉換器108a至108d之一IF信號。特定言之，一軌道調諧濾波器402接收經路由RF信號使得僅特定頻率通過而至混合器404。混合器404可使由軌道調諧濾波器402產生之經濾波信號混合(heterodyne)且基於一本地振盪器信號產生一IF信號。混合器404可藉由將來自本地振盪器350a至350d之一者之信號施加至經濾波信號而使經濾波信號之頻率偏移至一所要IF。接著，IF信號可由一低雜訊放大器406、IF濾波器408、衰減器410、放大器412、414、IF濾波器416及低通濾波器418處理以最終產生在IF處之類比調變信號。在一些實施例中，IF濾波器408、416可為表面聲波(SAW)濾波器。 圖5係於圖1之無線音訊接收器100中使用之一數位信號處理(DSP)模組500之一示意圖。DSP模組500可基於來自ADC 108a至108d之數位調變信號之信號對雜訊比(SNR)將該等數位調變信號組合成一組合調變信號。特定言之，可與數位調變信號之各自SNR成比例地調整該等數位調變信號使得最大化組合調變信號之SNR。DSP模組500進一步可將組合調變信號解調成一單一組合數位音訊信號。 圖7係於圖1之無線音訊接收器100中使用之一數位信號處理(DSP)模組700之一示意圖。DSP模組700可基於來自ADC 108a至108d之數位調變信號之信號對雜訊比(SNR)將該等數位調變信號對組合成四個組合調變信號。特定言之，可與數位調變信號之各自SNR成比例地調整該等數位調變信號使得最大化四個組合調變信號之SNR。DSP模組500進一步可將四個組合調變信號之各者解調成四個數位音訊信號。 在圖6中展示可使用DSP模組500及700來執行對數位調變信號之組合之一程序600。來自ADC 108a至108d之數位調變信號可分別由偵測器502a至502d或702a至702d接收。在一些實施例中，偵測器502a至502d及702a至702d可藉由偵測嵌入於數位調變信號中之導頻符號自其等之已知位置擾動之程度而量測各數位調變信號之正規化雜訊功率(即，相對於單位RMS信號功率之雜訊功率)。因而，諸如在圖6中所示之程序600之步驟602，偵測器502a至502d及702a至702d可偵測經接收數位調變信號(y)中之導頻符號。導頻符號可已由無線傳輸器嵌入於數位調變信號中。在一些實施例中，導頻符號可為配置於三個符號區塊中之大約每隔125微秒出現之QPSK符號。導頻符號之群組及速率可取決於各種信號傳播特性。例如，非常緩慢的衰落可容許導頻符號之速率較小。 諸如在步驟604，可導出數位調變信號之一通道估計(h)。在一些實施例中，可基於經偵測導頻符號導出通道估計。接著，諸如在程序600之步驟606，可量測數位調變信號之各者之正規化雜訊功率(σ2 )。在一些實施例中，可基於經偵測導頻符號量測正規化雜訊功率。諸如在步驟608，可基於經偵測通道估計導出一正規化經接收信號。在圖5中所示之實施例之情況中，諸如在步驟610，可藉由一SNR最大化組合器模組504基於正規化雜訊功率及正規化經接收信號而產生一組合調變信號。對於圖7中所示之實施例，諸如在步驟610，可藉由各自SNR最大化組合器模組704a至704d基於正規化雜訊功率及正規化經接收信號而產生四個組合調變信號。在一些實施例中，可基於方程式產生組合調變信號(x̂)，其中L係數位調變信號之數目，係針對輸入i之正規化雜訊變異數/功率，係針對輸入i之通道估計，且係針對輸入i之經接收信號。 在圖5中所示之實施例之情況中，可藉由一解碼器模組506解調組合調變信號以產生一組合解調信號。組合解調信號可由一音訊信號處理模組508進一步處理以產生一組合數位音訊信號。在圖7中所示之實施例之情況中，四個組合調變信號可分別由各別解碼器模組706a至706d解調以產生四個解調信號。四個解調信號可各自由音訊信號處理模組708a至708d進一步處理以產生四個數位音訊信號。音訊信號處理模組508、708a至708d可執行例如對組合解調信號之濾波、增益、計量及/或信號限制。組合數位音訊信號(或各別數位音訊信號)可由接收器100輸出，及/或DAC 112a至112d可將組合數位音訊信號(或各別數位音訊信號)轉換成一組合類比音訊信號(或各別類比音訊信號)。 應注意，圖3至圖7例示用於處理經接收RF信號之可能下游處理模組及方法，且處理經接收RF信號之其他方案及方法係可行的。例如，RF信號可含有類比調變音訊信號使得下游處理模組可包含類比解調模組及類似者。作為另一實例，RF信號可由下游處理模組直接取樣。 如一般技術者將瞭解，圖中之任何程序描述或方塊應理解為表示包含用於實施程序中之特定邏輯功能或步驟之一或多個可執行指令的程式碼之模組、片段或部分，且替代實施方案包含於本發明之實施例之範疇內，其中取決於所涉及之功能性，可不按所展示或論述之順序(包含實質上同時或依相反順序)執行功能。 本發明意欲說明如何設計出且使用根據此項技術之各項實施例而非限制本發明之真實、期望及合理範疇及精神。前述描述並不意欲為詳盡的或限於所揭示之精確形式。根據上文教示之修改或變動係可行的。選取且描述(若干)實施例以提供對所描述技術之原理及其實際應用之最佳繪示，且使一般技術者能夠在各項實施例中且以如適用於所預期之特定使用之多種修改利用此項技術。全部此等修改及變動在如由如在本專利申請案之待決期間可修正之隨附申請專利範圍及其全部等效物(當根據其等被合理地、合法地且公正地授權之廣度解釋時)判定之實施例之範疇內。
100‧‧‧無線音訊接收器/無線接收器
102a‧‧‧射頻(RF)埠(Ant A)
102b‧‧‧射頻(RF)埠(Ant B)
102c‧‧‧射頻(RF)埠(Ant C)
102d‧‧‧射頻(RF)埠(Ant D)
104‧‧‧天線散佈模組
106a‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道1)
106b‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道2)
106c‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道3)
106d‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道4)
108a‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108b‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108c‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108d‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
110‧‧‧數位信號處理(DSP)模組
112a‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112b‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112c‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112d‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
202‧‧‧帶通濾波器
203‧‧‧射頻(RF)功率偵測器
204‧‧‧衰減器
206‧‧‧放大器
208‧‧‧2路分離器
209‧‧‧衰減器
210‧‧‧4路分離器
212‧‧‧帶通濾波器
213‧‧‧射頻(RF)功率偵測器
214‧‧‧衰減器
216‧‧‧放大器
218‧‧‧2路分離器
219‧‧‧衰減器
220‧‧‧4路分離器
221‧‧‧開關
222‧‧‧帶通濾波器
223‧‧‧射頻(RF)功率偵測器
224‧‧‧衰減器
226‧‧‧放大器
228‧‧‧2路分離器
231‧‧‧開關
232‧‧‧帶通濾波器
233‧‧‧射頻(RF)功率偵測器
234‧‧‧衰減器
236‧‧‧放大器
238‧‧‧2路分離器
250‧‧‧開關
251‧‧‧開關
252‧‧‧開關
253‧‧‧開關
302a‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道1a)/射頻(RF)類比處理路徑
302b‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道1b)/射頻(RF)類比處理路徑
304a‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道2a)/射頻(RF)類比處理路徑
304b‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道2b)/射頻(RF)類比處理路徑
306a‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道3a)/射頻(RF)類比處理路徑
306b‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道3b)/射頻(RF)類比處理路徑
308a‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道4a)/射頻(RF)類比處理路徑
308b‧‧‧射頻(RF)信號處理路徑(射頻(RF)通道4b)/射頻(RF)類比處理路徑
350a‧‧‧本地振盪器
350b‧‧‧本地振盪器
350c‧‧‧本地振盪器
350d‧‧‧本地振盪器
352a‧‧‧驅動器
352b‧‧‧驅動器
352c‧‧‧驅動器
352d‧‧‧驅動器
354a‧‧‧2路分離器
354b‧‧‧2路分離器
354c‧‧‧2路分離器
354d‧‧‧2路分離器
400‧‧‧射頻(RF)類比處理路徑
402‧‧‧軌道調諧濾波器
404‧‧‧混合器
406‧‧‧低雜訊放大器
408‧‧‧中間頻率(IF)濾波器
410‧‧‧衰減器
412‧‧‧放大器
414‧‧‧放大器
416‧‧‧中間頻率(IF)濾波器
418‧‧‧低通濾波器
500‧‧‧數位信號處理(DSP)模組
502a‧‧‧偵測器
502b‧‧‧偵測器
502c‧‧‧偵測器
502d‧‧‧偵測器
504‧‧‧信號對雜訊比(SNR)最大化組合器模組
506‧‧‧解碼器模組
508‧‧‧音訊信號處理模組
600‧‧‧程序
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
608‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
700‧‧‧數位信號處理(DSP)模組
702a‧‧‧偵測器
702b‧‧‧偵測器
702c‧‧‧偵測器
702d‧‧‧偵測器
704a‧‧‧信號對雜訊比(SNR)最大化組合器模組
704b‧‧‧信號對雜訊比(SNR)最大化組合器模組
704c‧‧‧信號對雜訊比(SNR)最大化組合器模組
704d‧‧‧信號對雜訊比(SNR)最大化組合器模組
706a‧‧‧解碼器模組
706b‧‧‧解碼器模組
706c‧‧‧解碼器模組
706d‧‧‧解碼器模組
708a‧‧‧音訊信號處理模組
708b‧‧‧音訊信號處理模組
708c‧‧‧音訊信號處理模組
708d‧‧‧音訊信號處理模組
圖1係根據一些實施例之一無線音訊接收器系統之一示意圖。 圖2係根據一些實施例之於圖1之無線音訊接收器系統中使用之一天線散佈模組之一示意圖。 圖3係根據一些實施例之於圖1之無線音訊接收器系統中使用之RF類比處理模組之一示意圖。 圖4係根據一些實施例之圖3之RF類比處理模組之RF類比處理路徑之各者之組件之一示意圖。 圖5係根據一些實施例之於圖1之無線音訊接收器系統中使用之一數位信號處理模組之一示意圖。 圖6係繪示根據一些實施例之使用圖1之無線音訊接收器系統來將多個數位調變信號組合成一單一組合信號之操作之一流程圖。 圖7係根據一些實施例之於圖1之無線音訊接收器系統中使用之一數位信號處理模組之一示意圖。
100‧‧‧無線音訊接收器/無線接收器
102a‧‧‧射頻(RF)埠(Ant A)
102b‧‧‧射頻(RF)埠(Ant B)
102c‧‧‧射頻(RF)埠(Ant C)
102d‧‧‧射頻(RF)埠(Ant D)
104‧‧‧天線散佈模組
106a‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道1)
106b‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道2)
106c‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道3)
106d‧‧‧射頻(RF)類比處理模組(RF通道4)
108a‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108b‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108c‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
108d‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
110‧‧‧數位信號處理(DSP)模組
112a‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112b‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112c‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)
112d‧‧‧數位轉類比轉換器(DAC)

Claims (20)

  1. 一種無線音訊接收器，其包括： 一模式選擇介面，其用於使一使用者能夠選擇該無線音訊接收器之複數個模式之一者； 複數個射頻(RF)埠，其等各自經組態以自一各自天線接收複數個RF信號，其中該複數個RF信號之各者包括一或多個音訊信號；及 一天線散佈模組，其與該複數個RF埠通信，其中該天線散佈模組經組態以： 當在一第一模式中時，將該複數個RF信號路由至複數個下游處理組件之一或多者；及 當在一第二模式中時，路由該複數個RF信號之一第一子組以在該複數個RF埠之一第一子組上輸出，且將該複數個RF信號之一第二子組路由至該複數個下游處理組件之一或多者。
  2. 如請求項1之無線音訊接收器： 其中該複數個下游處理組件包括各自與該天線散佈模組通信之複數個RF類比處理模組，其中該複數個RF類比處理模組之各者經組態以依一特定頻率處理該等經路由RF信號之一者以產生在一中間頻率處之複數個類比調變信號之一者； 其中該無線音訊接收器進一步包括： 複數個類比轉數位轉換器(ADC)，其等各自與該複數個RF類比處理模組通信，其中該複數個ADC之各者經組態以將該複數個類比調變信號之一者轉換成複數個數位調變信號之一者；及 一數位信號處理(DSP)模組，其與該複數個ADC通信，該DSP模組經組態以將該複數個數位調變信號之各者解調成複數個數位音訊信號之一者。
  3. 如請求項2之無線音訊接收器，其中該DSP模組經組態以將該複數個數位調變信號之各者解調成該複數個數位音訊信號之一者。
  4. 如請求項2之無線音訊接收器，其中該DSP模組進一步經組態以將該複數個數位調變信號之各者解調且組合成一組合數位解調信號。
  5. 如請求項4之無線音訊接收器，其中該DSP模組經組態以基於該複數個數位調變信號之各者之一信號對雜訊比(SNR)而將該複數個數位調變信號之各者解調且組合成該組合數位解調信號。
  6. 如請求項5之無線音訊接收器，其中該DSP模組包括： 複數個偵測器，其等各自經組態以接收該複數個數位調變信號(y)之一者，其中該複數個偵測器之各者經組態以： 導出該數位調變信號之一通道估計(h)； 量測該數位調變信號之一正規化雜訊功率(σ2 )；及 基於該通道估計導出一正規化經接收信號；及 一SNR最大化組合器模組，其經組態以基於該正規化雜訊功率及該正規化經接收信號組合該複數個數位調變信號以產生一組合調變信號。
  7. 如請求項6之無線音訊接收器，其中該複數個偵測器之各者進一步經組態以： 偵測該數位調變信號中之一或多個導頻符號； 藉由基於該等經偵測導頻符號導出該數位調變信號之該通道估計而導出該通道估計；及 藉由基於該等經偵測導頻符號量測該數位調變信號之該正規化雜訊功率而量測該正規化雜訊功率。
  8. 如請求項6之無線音訊接收器，其中該DSP模組進一步包括： 一解碼器，其將該組合調變信號解調成一組合解調信號；及 一音訊處理模組，其將該組合解調信號處理成一組合數位音訊信號。
  9. 如請求項2之無線音訊接收器，其中該DSP模組進一步包括： 複數個解碼器，其等各自經組態以將該複數個數位調變信號之一者解調成複數個解調信號之一者；及 複數個音訊處理模組，其等各自經組態以將該複數個解調信號之一者處理成該複數個數位音訊信號之一者。
  10. 一種無線音訊接收器，其包括： (A)第一複數個射頻(RF)埠，其等各自經組態以自一各自天線接收第一複數個RF信號； (B)第二複數個RF埠，其等各自經組態以自一各自天線接收第二複數個RF信號，且進一步經組態以基於該無線音訊接收器之一模式輸出該第一複數個RF信號之一者，其中該第一複數個RF信號及該第二複數個RF信號之各者包括一或多個音訊信號； (C)第一複數個天線散佈模組，其等各自與該第一複數個RF埠之各者相關聯，該第一複數個天線散佈模組各自包括： 一第一分離器，其與該第一複數個RF埠之一者通信，該第一分離器用於將該第一複數個RF信號之一者分離成第一複數個分離RF信號，其中該第一複數個分離RF信號經路由至複數個下游處理組件之一或多者、一第一開關及一第二開關；及 該第一開關，其與該第一分離器及該複數個下游處理組件之一或多者通信，該第一開關用於在該第一複數個分離RF信號之一者與第二複數個分離RF信號之一者之間切換；及 (D)第二複數個天線散佈模組，其等各自與該第二複數個RF埠之各者相關聯，該第二複數個天線散佈模組各自包括： 該第二開關，其與該第二複數個RF埠之一者及該第一分離器通信，該第二開關用於在該第一複數個分離RF信號之一者與該第二複數個RF信號之一者之間切換；及 一第二分離器，其與該第一開關及該第二開關通信，該第二分離器用於將該第二複數個RF信號之一者分離成第二複數個分離RF信號，其中該第二複數個分離RF信號經路由至該第一開關。
  11. 如請求項10之無線音訊接收器，其中該複數個下游處理組件包括經組態以依一特定頻率處理該等RF信號之一者以產生在一中間頻率處之複數個類比調變信號之一者之複數個RF類比處理模組。
  12. 如請求項11之無線音訊接收器，其進一步包括： 複數個類比轉數位轉換器(ADC)，其等各自與該複數個RF類比處理模組通信，其中該複數個ADC之各者經組態以將該複數個類比調變信號之一者轉換成複數個數位調變信號之一者；及 一數位信號處理(DSP)模組，其與該複數個ADC通信，該DSP模組經組態以將該複數個數位調變信號之各者解調成複數個數位音訊信號之一者。
  13. 如請求項12之無線音訊接收器，其中該DSP模組包括： 複數個偵測器，其等各自經組態以接收該複數個數位調變信號(y)之一者，其中該複數個偵測器之各者經組態以： 導出該數位調變信號之一通道估計(h)； 量測該數位調變信號之一正規化雜訊功率(σ2 )；及 基於該通道估計導出一正規化經接收信號；及 一SNR最大化組合器模組，其經組態以基於該正規化雜訊功率及該正規化經接收信號組合該複數個數位調變信號之兩者或更多者以產生一組合調變信號。
  14. 如請求項13之無線音訊接收器，其中該複數個偵測器之各者進一步經組態以： 偵測該數位調變信號中之一或多個導頻符號； 藉由基於該等經偵測導頻符號導出該數位調變信號之該通道估計而導出該通道估計；及 藉由基於該等經偵測導頻符號量測該數位調變信號之該正規化雜訊功率而量測該正規化雜訊功率。
  15. 如請求項13之無線音訊接收器，其中該DSP模組進一步包括： 一解碼器，其將該組合調變信號解調成一組合解調信號；及 一音訊處理模組，其將該組合解調信號處理成一組合數位音訊信號。
  16. 一種基於複數個數位調變信號(y)之各者之一信號對雜訊比(SNR)組合該複數個數位調變信號之方法，分別自複數個經接收射頻(RF)信號導出之該複數個數位調變信號各自包括表示一音訊信號之一數位音訊位元流，該方法包括： 導出該複數個數位調變信號之各者之一通道估計(h)； 量測該複數個數位調變信號之各者之一正規化雜訊功率(σ2 )； 基於該通道估計導出一正規化經接收信號；及 基於該正規化雜訊功率及該正規化經接收信號組合該複數個數位調變信號以產生一組合調變信號。
  17. 如請求項16之方法，其中組合該複數個數位調變信號包括：基於以下方程式組合該複數個數位調變信號以產生該組合調變信號：，其中L包括該複數個數位調變信號之一數目，係針對輸入i之該正規化雜訊變異數/功率，係針對輸入i之該通道估計，且係針對輸入i之該經接收信號。
  18. 如請求項16之方法： 其進一步包括偵測該複數個數位調變信號之各者中之一或多個導頻符號： 其中： 導出該通道估計包括：基於該等經偵測導頻符號導出該複數個數位調變信號之各者之該通道估計；及 量測該正規化雜訊功率包括：基於該等經偵測導頻符號量測該複數個數位調變信號之各者之該正規化雜訊功率。
  19. 如請求項16之方法，其進一步包括： 將該組合調變信號解調成一組合解調信號；及 將該組合解調信號處理成一組合數位音訊信號。
  20. 如請求項16之方法，其進一步包括： 將該組合調變信號解調成一解調信號；及 將該解調信號處理成一數位音訊信號。
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