CN102405651B - 多用户无线音频系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于多用户无线音频系统的多种方法和设备。该系统包括基座单元，所述基座单元适于可拆装地存放各种通信模块、对各种通信模块再充电并且与所述通信模块通信，所述通信模块包括个人麦克风模块、桌面麦克风和音频适配器。所述系统还包括多个个人麦克风模块，其中每个都适于可拆装地耦接到例如用户的衣服，并且还适于与所述基座单元无线通信；所述系统还包括桌面麦克风，所述桌面麦克风适于与所述基座单元无线通信。

Description

多用户无线音频系统

背景技术

音频电话会议越来越流行。音频系统一般使用桌面麦克风。因此，用户必须始终比较接近麦克风，也必须始终注意说话时的朝向。因此这种系统会干扰会议。另外，由于所述麦克风是位于桌面上的全向麦克风，它们会收集并向远程参与者传输无关的环境噪声。不必要的环境噪声的常见来源包括桌子的噪音、旁边人的谈话、笔记本电脑键盘的点击、咖啡杯碰撞等等。这些“不必要”音频源极大地损害了电话会议的效率、焦点和效果，特别是对远端(远程)与会者。

发明内容

本发明的特点是一种新型无线音频系统，其使能来自主动参与音频会议(电话、视频、网络会议)或语音录音应用的一方或多方的最佳音频输入。

本发明提供了与无线音频系统结合使用的多种方法和设备。在一个实施例中，提供一种无线音频系统，其包括基座单元(base unit)，所述基座单元配置为可拆装地存放一个或多个通信模块、对一个或多个通信模块再充电以及与所述一个或多个通信模块通信。所述基座单元具有通道密度控制器，所述通道密度控制器配置为控制音频带宽以调整能够与所述基座单元通信的通信模块的数量。所述通信模块选自由个人麦克风模块、桌面麦克风和音频适配器组成的组。

所述通信模块可以具有各种形式。在一个示例实施例中，所述个人麦克风模块包括麦克风，所述麦克风适于可拆装地耦接到用户并且与所述基座单元无线通信，所述音频适配器配置为可拆装地耦接到无线麦克风并且与所述基座单元无线通信。在一个示例实施例中，当所述通信模块从所述基座单元移除时，自动在所述通信模块和所述基座单元之间建立无线链路。当已经从所述基座单元移除的所述通信模块回到所述基座单元时，所述无线链路自动终结。所述基座单元可以执行来自无线链接到所述基座单元的通信模块的音频混合和自动增益控制。在一个示例实施例中，每个通信模块可以唯一地向所述基座单元注册，处于非激活状态，并且唯一地向又一个基座单元注册。每个通信模块还可以包括能够无线充电的电池。例如，所述基座单元可以包括感应式天线，所述感应式天线配置为与所述通信模块中的感应接收器无线通信，以允许对所述通信模块无线充电。

所述音频系统可以包括各种特征来使通信模块静音。在一个示例实施例中，每个通信模块包括可静音麦克风，例如定向麦克风。当所述通信模块从所述基座单元移除时，所述通信模块自动静音。在一个示例实施例中，每个通信模块可以包括麦克风静音状态指示器，所述麦克风静音状态指示器可以是所述通信模块带有的指示灯。

所述基座单元还可以包括静音控制器，所述静音控制器配置为选择静音方案以控制到每个通信模块的音频通道，从而选择性地使所述通信模块静音。所述静音控制器可以通过阻止所述通信模块的音频信号使一个或多个所述通信模块静音。

所述基座单元还可以包括音频带宽控制器，所述音频带宽控制器配置为控制所述通信模块的音频质量。

在另一个实施例中，提供一种无线音频系统，其包括基座单元，所述基座单元适于可拆装地存放至少一个通信模块、对至少一个通信模块再充电以及与所述至少一个通信模块通信。所述通信模块选自由个人麦克风模块、桌面麦克风和音频适配器组成的组并且适于与所述基座单元无线通信。所述基座单元包括静音控制器，所述静音控制器配置为选择静音方案以控制到每个通信模块的音频通道，从而选择性地使所述通信模块静音。

在另一个示例实施例中，提供一种无线音频系统，其包括基座单元，适于可拆装地存放至少一个通信模块、对至少一个通信模块再充电以及与所述至少一个通信模块通信，所述通信模块选自由个人麦克风模块、桌面麦克风和音频适配器组成的组并且适于与所述基座单元无线通信。所述基座单元配置为区分每种类型的通信模块，所述基座单元包括音频均衡控制器，所述音频均衡控制器配置为给每种类型的通信模块定制音频质量。所述基座单元还可以包括用于每种类型通信模块的音频简档，使得用于每种类型通信模块的音频质量由基座单元自动设置。

在另一个示例实施例中，所述系统包括夹式个人麦克风模块(PMM)和/或桌面麦克风和/或音频适配器。一个或多个PMM、桌面麦克风和音频适配器与基站(base station)通信，在优选实施例中，可以支持至多12个单独的PMM和/或桌面麦克风和/或音频适配器。所述基站执行来自所有注册PMM、桌面麦克风和音频适配器的音频混合和自动增益控制，PMM、桌面麦克风和音频适配器电池充电，以及与音频接线板或其他会议设备的连接。当用户加入电话会议时，将PMM从容器/充电器中移除，将PMM夹在衬衫的翻领或口袋上，并且用完后将PMM放回容器中。

通过使用位于每个讲话者嘴附近的独立、无线PMM，该系统为会议的远端参与者提供很高的音频质量。这进一步通过PMM中的音频处理和定向麦克风的最佳定位的组合来实现，其在环境噪声与传出的音频信号混合之前，降低并过滤了环境噪声。另外，该系统提供的声音质量非常适合录音。

内置到每个PMM的RF无线收发器使所有用户在会议期间都可以自由操作，而不受电线的约束，也不需要有到基站的可见线路。用户甚至可以离开房间仍参与呼叫，因为插件耳塞使用户可以听到由基站传送的接收音频。位于PMM上的静音按钮使用户能在咳嗽/打喷嚏或离线交谈时，不影响会议。带着PMM，与使用耳机或桌面麦克风时不同，用户会忘记麦克风并关注讨论本身。

该系统还包括基站，所述基站提供无线网关和音频复用以及与设在会议室内的已有音频设备交互所需的连接。提供了两种类型的基座单元：

(1)在高端A/V类型房间内的已有的A/V系统机架内采用机架式安装。使用此种基座，PMM通常存放在分离的能够位于房间内任意位置的容器/充电器基座单元中。

(2)桌面式，将以时尚的外形因素集成无线集线器和PMM容器/充电站的功能。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，可以更充分的理解本发明，所述附图包括：

图1A和1B是个人麦克风模块的一个示例实施例的图；

图1C是图1A和1B中所示的PMM的功能框图；

图2A是机架式基座单元的一个示例实施例的图；

图2B是图2A所示的机架式集成基座/网关单元的功能框图；

图3A是PMM充电基座的一个示例实施例的图；

图3B是图3A所示的PMM充电基座的功能框图；

图4A是优选的物理特性的图，图4B是本发明的集成基座/网关/充电器的优选实施例的功能框图。

图5是本发明PMM的一个实施例的状态图；

图6是本发明基座单元的一个实施例的状态图；

图7是本发明的系统的一个实施例的示意图，所述系统还包括对用户的视频跟踪；

图8A和8B是桌面麦克风的一个示例实施例的图；

图9是在一个充电基座中的多个如图8A和8B所示的桌面麦克风的图；

图10是音频适配器的一个示例实施例的前视图；

图11是图10的音频适配器的侧视图；

图12是图10的音频适配器的俯视图；

图13是图10的音频适配器的仰视图；和

图14是配置为对通信模块的电池进行无线充电的基座单元的一个实施例的透视图。

具体实施方式

现在将描述某些示例实施例，以提供对本文所披露设备和方法的结构、功能、制造和使用的原理的整体理解。在附图中例示了这些实施例的一个或多个示例。本领域的普通技术人员可以理解，附图中特别例示并在此特别描述的设备和方法都是非限制性的示例实施例，并且本发明的范围仅由权利要求定义。结合一个示例实施例描述或例示的特征可以与其他实施例的特征相结合。这样的修改和变化将落在本发明的范围内。

为音频系统提供了多种示例方法和设备，所述音频系统适于在多个用户间无线通信。虽然这样的音频系统可以有多种配置，但在一个示例实施例中，该系统可以包括一个或多个通信模块。通信模块可以是任何能够与音频系统通信的组件，包括但不限于：个人麦克风模块(PMM)、桌面麦克风、音频适配器或者任何其他能够适于与至少一个基座单元进行通信以便于多个用户之间通信的设备。

系统组件

个人麦克风模块(PMM)

PMM 10性能/部件组可以包括(见图1A和1B)具有音频处理和安全、可靠的RF性能的高定向麦克风。部件组还可以包括通过智能电源管理而延长的电池寿命、小尺寸和重量轻、以及简单易用并具有先进性能结果的系统软件/MMI(人机界面)

在一个优选实施例中，如图1A-1C所示，PMM 10包括麦克风输入18和静音按钮14；所述麦克风输入18适于从PMM 10的用户采集声音，所述静音按钮14适于使PMM 10静音。PMM 10还包括视觉指示器，例如LED 16，以向用户指示多种类型状态信息，下文中将详细描述。包括诸如图1B中所示的夹子12的用户连接部件，以将PMM 10附在用户身上。触点20设置在PMM 10的表面上并适于耦接充电器，以为PMM 10的电源充电，诸如图1C所示的电池21。耳塞音频插孔(earbud audio jack)22能让用户当超出房间扬声器的听觉范围时听到混合音频(如果使用)。

图1C显示了如图1A-1B所示的PMM 10的功能框图。当触点20耦接充电器时，可充电电池21被充电。对电池21的充电由直流电源管理部件24控制。麦克风28从用户收集声音，并将该信息传送给音频处理部件27进行处理。音频处理部件27与耳塞输出插孔(earbud output jack)22电通信，以向耳塞输出插孔22传送混合音频。RF收发器25(射频收发器)是由硬件和软件组成的无线链路的一半，其使能在两点之间音频信号的全双工(传送和接收)通信。MMI FW 26(人机界面固件)指能够实现特定用户体验的软件，即视觉提示、音频提示或按键按压如何使用户操作产品。一般而言，这些功能在微处理器或数字信号处理器(DSP)上实现，并且可以与RF收发器25的功能和诸如噪声去除、回声消除和频率均衡的音频处理功能组合在一起。

以适当的方式实现所述PMM的性能和部件组对于获得电话会议的最好效果非常重要。麦克风声学(microphone acoustics)的方向性导致麦克风不会接收来自用户下方或两侧的声音。如图1A-1B所示，PMM 10的一个示例实施例包括适于允许用户携带PMM 10的组件。例如，如图1A所示，PMM 10具有允许其被衣服(例如，衬衫口袋、领带或翻领)携带的夹子12，以将麦克风输入18放在靠近说话者嘴边的位置，这样可以最小化室内的一般背景噪声和他人之间的交谈。物理尺寸和人体工程学(ergonomics)可帮助将PMM定位在靠近用户嘴边的最佳位置。典型的位置包括衬衫口袋、翻领或钮扣缝(button seams)。还可以使用多种其他组件以将PMM 10附在用户身上。例如，如果服装上没有适合的夹持部件，也可以使用小绳。无线电性能允许更远的范围能力和更长的通话时间。视觉指示器16(例如，一个或多个LED)传达每个PMM 10的无线电链路/充电状态。PMM 10还可以包括如图2所示的天线23。该天线可以位于PMM 10的内部或外部。如图2所示，该天线23是内部嵌入式天线。

PMM 10包括电源(例如电池)。所述电池可以是如图2所示的可充电电池21，例如锂聚合物可充电电池。电池的其他例子包括锂可充电电池，例如锂离子电池、镍氢(NiMH)可充电电池和碱性原电池，其既可以为圆柱型也可以为钮扣型。本领域普通技术人员可以明白，可以使用任何类型或配置的能够对PMM供电的单个或多个电池。

PMM 10可以包括存储芯片，其中可以存储操作PMM所需的软件。本领域普通技术人员可以明白，可以使用任何能够存储软件的芯片。如下所述，该软件为PMM 10提供了多种功能。

所述存储器可以包括一个或多个组件，例如闪存存储器和/或非易失性存储器(例如，EEPROM)。所述非易失性存储器可以用于存储各种信息，包括：包含与PMM 10所预订的基座单元相关的信息的一个或多个预订记录(subscription record)，以及那些基座单元之间最近的预订选择(subscription choice)。作为非限制性示例，所述非易失性存储器还可以包括关于DECT身份、允许的载波设置、无线电校准参数、带隙基准修剪和电池阈值电压的信息。

在一个示例实施例中，以上所述的与PMM相关的所有特征和内部结构还可以是桌面麦克风的特征，下文将更详细的描述。

桌面麦克风

在一个实施例中，音频系统还可以包括一个或多个无线桌面麦克风，如图8A-8B所示。在一个优选实施例中，桌面麦克风110可以包括输入112和静音按钮114，所述输入112适于采集声音，所述静音按钮114适于使桌面麦克风静音。所述桌面麦克风110还可以包括视觉指示器，诸如LED 116，以指示多种状态信息。设置在桌面麦克风110表面上的触点(未显示)适于耦接基座单元的充电器，以为PMM 10的电源如电池充电。桌面麦克风110可以具有各种形状和大小，一般其为长方形，长方形的近端增宽用于采集声音，长方形的末端形状和大小使桌面麦克风110适合基座单元的充电器，以允许使用同一基座单元为桌面麦克风110和PMM 10充电，具体如下所述。在一个示例实施例中，桌面麦克风110具有与上述PMM相似的特征和组件，但是桌面麦克风110适于放在诸如桌子的表面并且可以由一个或多个用户使用。

桌面麦克风110可以包括各种附加特征，例如具有30m的范围以及200-8000Hz的音频带宽。桌面麦克风110能够以各种方式采集声音，包括定向模式和全向模式。桌面麦克风110还可以包括加密，例如每个麦克风通道128位专有加密。

音频适配器

在一个实施例中，音频系统还可以包括一个或多个无线音频适配器，如图10-13所示，其能够可拆装地(removably)与传统无线麦克风耦接，允许传统无线麦克风结合音频系统使用。在一个优选实施例中，音频适配器210可以包括输入(未显示)和静音按钮214，所述输入适于采集声音，所述静音按钮214适于使音频适配器静音。在一个实施例中，所述静音按钮214可以具有附加功能，诸如关闭和打开音频适配器210的能力，以及在音频适配器210和基座单元之间建立预订(subscription)和连接的能力。音频适配器210还可以具有视觉指示器，诸如LED 216，以指示各种状态信息。以非限制性示例的方式，LED 216可以用于指示音频适配器210的运作(live)和静音状态、电池状态、充电状态、以及是否音频适配器210已经超出范围和/或正在寻找基座单元。设置在音频适配器210表面的触点218适于耦接基座单元的充电器，以为音频适配器210的电源如电池充电。所述电池可以是例如可充电电池，例如锂聚合物电池或锂离子电池。

音频适配器210可以具有各种形状和大小，但一般为圆柱形，圆柱形的末端形状和大小使音频适配器210适合基座单元的充电器，以允许使用同一基座单元为音频适配器210、桌面麦克风110和PMM 10充电，具体如下所述。音频适配器210的近端的形状和大小被做成允许音频适配器210可拆装地耦接到传统无线麦克风上。在一个示例实施例中，音频适配器210具有与上述PMM相似的特征和组件，但是音频适配器210适于可拆装地与传统无线麦克风耦接。

如上所述，音频适配器210的近端适于可拆装地与传统无线麦克风耦接。在一个示例实施例中，音频适配器210的近端可以包括连接器220，所述连接器220适于与传统无线麦克风耦接。以非限制性示例的方式，连接器220可以是母连接器，所述母连接器适于与相应的公连接器附接于其上的传统无线麦克风配合。例如，母连接器可以是XLR 3-针母连接器。可以与音频适配器210结合使用的传统无线麦克风的例子包括Shure SM58。还可以可选地包括诸如闩锁222的释放机构，并且所述释放机构适于使连接器220从所述传统无线麦克风脱离。本领域普通技术人员会明白，可以使用任何机构来辅助连接器与传统无线麦克风的连接和分离，并且连接器与传统无线麦克风的连接和分离也可以不使用任何机构来实现。

音频适配器210还可以包括其他可选的特征。例如，音频适配器210可以包括音频插孔(audio jack)224，所述音频插孔适于容纳听力辅助设备，例如耳机或听筒。其允许全双工、双向音频。

基座单元

基座单元30、50、60性能/特征集可以包括(见图2A和2B、3A和3B、以及4A和4B)标准音频接口、自动音频混合和增益控制、安全和可靠的RF性能、以及简单易用并具有先进性能结果的系统软件/MMI。基座单元特征集可以是模块化的，有能力将更多PMM和/或桌面麦克风和/或音频适配器加入基座单元，并且有能力增加每个房间内的用户的数量。

虽然在所述基座单元被描述为结合一个或多个PMM使用，但是应该可以理解下述系统可以仅结合PMM使用、仅结合桌面麦克风使用、仅结合音频适配器使用、或结合PMM、桌面麦克风和音频适配器的任意组合使用。可以用相同的基座单元为PMM、桌面麦克风和音频适配器充电，下面将详细描述。例如，图9所示的具有桌面麦克风110的基座单元118和对接口120与图2A-4B所示的基座单元30、50和60以及对接口36、68相似。这允许使用此处描述的音频系统的用户数量和房间配置具有更大的灵活性。在一个示例实施例中，一个房间内最多可以使用16个PMM和/或桌面麦克风和/或音频适配器。在另一个实施例中最多可以使用24个PMM、桌面麦克风和音频适配器。

基座单元特征对于实现既能简单安装又能与任何现有A/V设备结合使用的系统很重要。使用行业标准的连接器、音频电平(audio level)和命名约定简化了到现有装置的集成过程。基座单元为安装到其任何对接口38、68的任何PMM自动调整(即，PMM可以热插拔)。基座单元处理所有的音频复用和增益调整，使得所有PMM的音频电平在组合以及到达音频连接器之前都是相等的。

基座单元的形式对于设备如何被使用、设备在房间的哪里放置、以及PMM对于用户可用的程度都是重要的。基座单元可以具有各种配置、形状和大小。在一个示例实施例中，基座单元被设计为可以位于桌子的中部、在一个书柜上或安装在墙壁上。该基座单元可以与多个PMM通信，例如可位于会议室中用于与各种用户进行音频和/或音频-视频会议。基座单元可以包括端口，所述端口适于对PMM充电并且使PMM与基座单元同步。这些端口可以集成在一起以执行这两个功能，或者所述基座单元可以包括分离的端口专用于每个功能。例如，基座单元可以包括八个端口，其中每一个都可以给PMM充电并且使PMM与基座单元同步。在另一个实施例中，所有的八个端口都可以适于对PMM充电，而所述同步可以单独实现，例如无线地或使用射频(RF)在同步中就不需要位于基座单元上的端口。在另一个实施例中，可以使用一个或多个端口进行充电，而其他剩余端口专用于同步。本领域普通技术人员可以明白任何数量的端口以及与无线技术或RF的任何组合都可以用于给PMM充电并且将其与基座单元同步。

基座单元可以具有各种配置。所述基座单元可以包括中央PCB以支持八个音频通道。所述PCB携带四个DECT RFP，编号为0-3，每个通过2-线戳记(2-wire stamp)识别。每个DECT基于SC14429基带加上基于LMX4169的无线电以及I²C EEPROM。每个SC14429连接各种LED和控制装置。在一个实施例中，其包括两个前面板LED，两个前面板配对控制按钮，两个后面板平衡音频输入，两个离散放大器驱动平衡后面板音频输出，两个逻辑电平静音指令输出到后面板DB25连接器，以及板上UART连接器用于Flash编程和校准。在RFP 0上有后面板开关，用于选择同步主/从模式。所有四个RFP基带具有共同的数字接线用于公共系统静音控制线，其由简单无线电接收器、线或(wire-OR)与来自后面板的数字输入来驱动。它们都具有由后面板开关驱动的静音模式控制线，其具有两种模式：本地静音和非本地静音(如有命令，外部设备将执行静音操作)。进一步的，它们具有RFP间100Hz逻辑电平同步信号，所述信号还出现在后面板连接器上以允许基站间同步。在一个实施例中，RFP 1、2和3为同步从(synchronization slave)，RFP 0或者为主或者为从，取决于后面板开关。它们有RFP间3线SPI总线(其中RFP 0作为SPI主、其他作为SPI从(用于集中配对控制))和复位，该处所有四个RFP线是共用的并由具有开放控制器输出的独立复位芯片驱动。来自4个收发器的射频连接合并成两个外部天线连接器，在下面详细描述。

在一个示例实施例中，所述系统利用具有如图3A所示充电站50的如图2A所示的机架式基座单元30，以下简称为执行系统。在一个优选实施例中，如图2A-2B所示，所述基座单元30包括用于向基座单元30注册PMM 10的对接口38以及‘清空注册’按钮34。所述按钮34作为安全特征使用，并且可以用于清除PMM在对接口38中的注册。基座单元30还包括：静音按钮37，其控制所有与基座单元30结合使用的PMM；以及RF范围控制旋钮37，其控制PMM的RF范围。充电站50包括用于给PMM充电和/或注册的端口52以及适于给充电站50供电的AC墙适配器。在一个优选的实施例中，该系统包括八个PMM，但是本领域普通技术人员可以明白使用的PMM的数量是可变的。在其他实施例中，所述基座单元和充电站可以集成在一个单元中，或者所述充电站可以用于与机架式基座单元分离的其他应用。所述充电站可以放置于多个地点，例如，正在使用该充电站的会议室，例如放在房内的桌子上或安装在墙壁上。基座单元可以是例如通过以太网、无线或其他方式连接到一个或多个中央管理计算机的接入点，所述中央管理计算机允许多个远程设备通过一个或多个集中管理的ID接入列表和数字音频路由来链接。中央管理计算机还可以包括存储和后期处理，允许诸如Sarbanes-Oxley法案(Sarbanes-Oxley compliance)和企业存档以及监控措施的自动化措施。

图2B和3B显示了如图2A所示的基座单元30和如图3A所示的充电站50的功能框图。通过AC墙适配器41为基座单元30提供电力，所述电力由直流电源管理组件40控制。如上所述的RF收发器33是由硬件和软件组成的无线链路的一半，其使能在两点之间音频信号的全双工(传送和接收)通信。无线链路的另一半可以包括另一个RF收发器。MMI FW 34指能够实现特定用户体验的软件，即视觉提示、音频提示或按键按压如何允许户操作产品。一般而言，这些功能在微处理器或数字信号处理器(DSP)上实现，并且可以与RF收发器33的功能和诸如噪声去除、回声消除和频率均衡的音频处理功能组合在一起。电力通过AC墙适配器54提供给充电站50，并且由直流电源管理模块53控制。

图4A-4B显示了包括基座单元和充电站能力的集成基座单元。一个或多个对接口68适于固定PMM 10以对PMM 10注册并充电。集成基座单元包括用于控制PMM 10的控制装置，包括清空注册按钮62和RF范围旋钮64，将在下面详细描述。AC墙适配器对集成基座单元60提供电力，该电力由直流电源管理模块70控制。RF收发器65是由硬件和软件组成的无线链路的一半，其使能在两点之间音频信号的全双工(传送和接收)通信。无线链路的另一半可以包括另一个RF收发器。MMI FW 67指控制人机界面并能够实现特定用户体验的软件，包括视觉提示、音频提示或按键按压如何允许用户操作产品。一般而言，这些功能在微处理器或数字信号处理器(DSP)上实现，并且可以与RF收发器65的功能和诸如噪声去除、回声消除和频率均衡的音频处理功能组合在一起。

在另一个实施例中，基座单元可以是桌面基座单元，其适合单独使用并且可以例如位于用户的办公室中。桌面基座单元可以包括至少一个PMM，其可以结合所述桌面基座单元和/或其他基座单元使用，下面将详细介绍。桌面基座单元还可以包括USB即插即用充电器和/或收发器基座。在一个示例实施例中，充电器和/或收发器可以集成在PC、笔记本电脑、手持设备或任何计算设备中。可以使用许多不同的PC接口总线技术，以非限制性地示例方式包括以太网、火线、WIFI、IR、串口(RS232)、并行端口(IEEE)和PCMCIA接口。

基座单元可以包括闪存芯片，其中可以存储操作基座单元所需的软件。本领域普通技术人员可以明白，可以使用任何能够存储软件的芯片。如下所述，该软件为基座单元提供了多种功能。桌面基座单元具有相似的软件功能。

基座单元和桌面基座单元还可以包括一个或多个天线。桌面基座单元可以包含双天线，首先具有普通(‘慢速’)分集控制，作为软件升级还具有快速天线分集选项。快速天线分集可以下述方式实现：让接收器对从两个不同天线中的每一个接收到的信号强度采样，然后选择在两个中较好的一个上接收数据传输。接收器评估和选择使用哪个天线的速率决定了正在使用的是快速分集方案还是慢速分集方案。快速方案将使用与数据包单帧速率相同的顺序的开关频率(switching frequency)，而慢分集方案将仅在经过多个数据包后才变化。基座单元可以在每个基带有‘慢速’天线分集，并且具有快速天线分集选项。八个RF连接可以通过四个开关合并为四个外部天线连接器。所述开关可以控制两对广播固定部分(RFP)之间的时间复用。时间复用开关可以由RFP 1的输出控制，这样允许相同的I/O引脚在RFP 0用作同步主/从选择器输入。每对RFP的天线可以与无源分路器/组合器(passive splitter/combiner)组合，这样允许每对RFP都在共同的时隙中操作。这可能导致只有两个外部天线连接，却损失至少3dB的链路预算。

可以通过系统操作软件的适当设计和应用来达到安装方便、使用和操作状态简单。该系统被设计成使得对LED和按钮的操作以直观方式提供视觉和触觉状态。音频处理和操纵对于远端性能结果很重要。例子包括：音频通道、增益控制和回波消除合并。PMM的智能电源管理允许通过在可能的情况下使用低耗电模式来增加电池使用寿命。

系统的功能

PMM和/或桌面麦克风和/或音频适配器与基座单元之间的互操作性

下述内容为PMM、桌面麦克风、音频适配器和基座单元的优选实施例的操作特征。应该理解，下面描述的系统可以仅结合PMM使用，仅结合桌面麦克风使用，仅结合音频适配器使用，或结合PMM、桌面麦克风和音频适配器的任意组合使用。

PMM特征包括当PMM插入基座单元或从基座单元移除时操作的功能。例如，每当其从充电器移除时，PMM可以通过RF自动链接到基座单元。如果PMM向基座单元‘注册’，则为PMM分配基座音频通道。当从充电基座移除时，PMM还可以自动使麦克风静音，如图1A所示，静音状态通过PMM LED 16(例如，闪烁红色)指示。这样就允许用户可以在通话前‘静静地’接触PMM。一旦PMM就位，用户可以通过按下如图1A所示的静音/取消静音按钮14来激活他或她的音频，并且所述LED将通过例如闪烁其他颜色(例如蓝色或绿色)来指示‘通话中’。当PMM插入基座单元时，PMM可以自动关闭RF链接。当再充电开始时，再充电状态可以通过PMM LED 16指示。当PMM插入基座单元时，PMM单元注册也会更新。

经过长时间闲置，PMM可以自动进入‘节能’模式。如果在设定的时间段内没有麦克风信号、没有状态改变和/或没有移动，这就可以实现。例如，PMM主处理器上的通用I/O引脚可以由模拟检测电路驱动，所述模拟检测电路基于PMM麦克风线(例如1-2mV rms)上音频输入的阈值电平，提供数字高和低条件。当没有检测到音频时可以启动定时器，一旦定时器达到“超时”期间(如15分钟)，然后PMM可以启动低功耗状态，去除无线链路。当其插入充电器基座单元或者当按下静音按钮时，PMM可以被唤醒。这个特征可以避免PMM在会后被遗留在桌子上、没有放回充电器而导致电池耗尽。作为一种选择，在这种模式期间，麦克风可以由其注册的基座单元监视，并且当PMM麦克风输出高于阈值电平的音频信号时，PMM可以通过基座单元转为‘激活’模式。

PMM还可以使用许多其他功能，包括当PMM离开基座单元范围时其可以用信号通知用户，例如，当用户离开范围时通过振动和/或发出蜂鸣声通知用户。当超出范围，所述麦克风可以自动静音，并且PMM可以进入‘非激活’模式，在该模式下PMM音频输出被监视。这可以防止用户带着PMM回自己的办公室或者回家。所述PMM还可对数字音频数据使用128位加密，还可以使用RF功率限制(当其靠近基座单元时，PMM发射较低的功率)、先进的扩频和跳频技术，这些都确保最大的安全性。PMM接触基座单元时可以向基座单元注册，这样允许PMM在基座单元间‘热插拔’，继而在配置系统时给管理员更大的自由度。该特征将在下面进一步详细描述。

基座单元特征包括控制PMM和基座单元之间通信的特征。‘静音’按钮37可以同时为所有激活的PMM将音频静音/取消静音，并且所述PMM的当前状态可以由在所有在PMM和在基座单元上的LED指示。基座单元的‘范围控制’旋钮36、64(如图2A和4A所示)可以允许系统管理员限制基座单元和所有注册的PMM之间的RF操作范围。在一个实施例中，所述范围可以设置为30ft.到300ft.。这可以通过设置PMM传送功率或基座单元接收信号强度阈值来实现。这是安全特征，也是节电特征。

当PMM放入基座单元的‘注册端口’，基座单元可以自动分配下一个可用的音频通道给该未注册PMM(优选的，每个基座可允许12个通道，但这只是个便利的问题，不是设计的问题)。成功的注册将通过PMM的LED指示(例如，LED快闪5次)。

机架式基座单元(图2A和2B)可以包括用于每个单独PMM通道(例如，多达12个PMM)的音频端口，以及智能化地使用自动增益控制、麦克风语音开关和混/减技术将所有PMM通道合并在一起的‘会议’音频端口。在该基座单元上的单个PMM容器38提供PMM注册能力。当该基座单元是用来替代集成的基座/网关/充电器的时候，如图3A和3B所示的充电基座50可以在PMM不使用时容纳PMM并对PMM再充电。

一个附加特征是‘清空注册’按钮34、62(位于集成的基座/网关单元30、60)。当按下该按钮时，基座单元与所有PMM之间的配对信息都被清除。这允许只为特定电话注册的PMM处于激活状态。该特征是一个可选的安全特征。

‘注册端口’52可以被包括于只充电基座50或如图4A和4B所示的集成基座60中。在只充电基座单元中，无线电链路可以使能PMM向机架式基座单元注册。

图2B中的附加处理器39可以包括在本发明的任何基座单元中。处理器39可以用于后端音频处理，例如语音识别、自动转录处理和数据挖掘。进一步的，所述基座单元功能可以直接内置在免提电话或视频会议单元中，而不是作为一个独立设备实现。当无线会议没有必要时，这种整合可以让基座单元执行传统的免提电话/视频会议单元的功能。

上述功能是通过控制音频处理、电源管理和RF收发器功能的自定义固件实现的。另外，用户界面的所有LED指示器和功能都通过嵌入式固件和处理器的组合来控制。图5的‘PMM-状态图’和图6的‘基座-状态图’揭露了进一步的功能和操作细节。

提供模块化系统硬件架构的能力允许客户只购买适合其房间装备的数量的PMM。作为一个例子，主基座单元可以有所有电源、音频和MMI界面，以及例如4个PMM。客户可以购买具有4个PMM的扩展基座，其通过连接器接附于主基座，并且将自动连接主基座的音频、电源等。扩展基座将不需要全部接口连接、电源或基座无线电芯片组。扩展基座中的PMM将链接到主基座的无线电设备。两个以上的扩展基座可以加入主基座中，这样允许房间使用额外的PMM。

上述系统配置允许PMM与在一个公司内部不同位置处的多个收发器协同工作。为了实现该特征，PMM可以接入(tap into)特定地点的充电基座，例如或者是执行系统或者是桌面系统。所述远程单元将自动与系统链接。为了让该特征工作，在一个实施例中，为了让PMM接入基座单元必须完成PMM和基座单元之间的一次配对。在另一个示例实施例中，可以通过使用RF检测和ID管理省去所述接入，RF检测和ID管理允许自动检测并将PMM配对到基座单元。

在本发明的一个实施例中，利用无线技术的所述系统基于定制版本的DECT(在美国1.9GHz，或在欧洲1.8GHz)，其工作在免许可的ISM频段。这种定制允许宽带音频传输(例如，16-17kHz用于8-8.5kHz音频带宽)，多达36个通道可同时使用而不降低音频质量，以及加密的数据传输。可以利用各种其他无线平台以实现类似性能，以非限制性示例方式包括：WDECT(2.4Ghz)、DECT(5.8Ghz)、蓝牙(2.4Ghz)、超宽带、ZigBEE、红外以及任何直接序列扩频技术(DSSS)或运行在ISM频段上的跳频扩频(FHSS)专有无线电架构。

选择适当的无线电架构/标准对于获得可扩展性/模块化、全双工音频能力、PMM总数、电源管理、范围、小体积以及低制造成本是重要的。为了能够确保国家可以批准在‘全球’使用所述产品，需要使其操作频率位于特定的ISM频段中。基于这些原因，DECT无线电标准及相关的、通常在移动和无绳电话系统使用的芯片组是用于本发明的理想选择。期望能够通过无线电链路提供宽带音频，但是其可以要求开发DECT标准芯片组的衍生产品。

可以改变基座/麦克风，使其包含其他类型的无线麦克风。例子包括：对于具有重新配置桌子的会议的无线桌面领域麦克风，用于听众席和处于漫游中的会见者的无线手持麦克风和耳机。

本领域普通技术人员可以明白上述的PPM和基座单元之间的互操作性也适用于此处所述的桌面麦克风和基座单元的互操作性，以及音频适配器和基座单元之间的互操作性。

个人麦克风模块、桌面麦克风和音频适配器注册

个人麦克风模块(PMM)、桌面麦克风以及音频适配器可以向一个或多个基座单元注册。在一个实施例中，基座单元可以包括八个PMM，每一个PMM都可以与机架基座单元(如图2A所示)上的八个通道中的一个配对，而桌面基座单元可以包括与基于桌面基座单元的USB基座配对的PMM。应该指出的是，任一PMM可与任一通道配对。例如，在该实施例中，机架基座单元的每个通道可以存放至多八个配对的PMM，只要该通道可用(例如，没有被另一个PMM使用)，任一PMM就可以与该通道连接。这样允许PMM与多个基座单元配对。

在一个示例实施例中，将PMM与基座单元配对的方法包括使PMM静音(例如，PMM上的LED显示红色指示PMM为静音)。然后用户按下机架基座单元上所需的通道按钮(或者桌面基座单元上的静音按钮)直到LED用信号通知两个设备已经配对，例如，当LED保持红色。可以使用多种方法来确认所述配对，包括，在一个实施例中，PMM和/或基座单元的LED闪烁绿色。确认配对成功后，两个设备之间的音频链接被建立起来。

如果PMM与多个基座配对，用户可以将PMM与所述基座单元中的任意一个链接。这是通过“接入”完成的，所述接入包括将PMM对接用户希望与该PMM配对的基座单元上的充电基座或从其中移除PMM。这使得PMM知道应该与哪个系统合作。为了要完成配对，配对的通道必须是可用的(没有其他PMM可以链接到该通道)。为了接入基座单元，用户必须亲自到场，这就防止未经授权参加特定会议的用户在那段时间接入基座单元，从而增加了安全性。

本领域普通技术人员可以明白上述与PMM有关的注册过程还适于此处所述的桌面麦克风和音频适配器。

视频会议和用户跟踪

该系统还可以扩展以实现视频会议。标准视频会议系统还可以与此处公开的无线音频系统一起使用。另外，本发明可以包括发言者被摄像机自动跟踪的视频会议。图7显示了这种自动视频跟踪方案的一个实施例的简化示意图。摄像机和机动相机架106由处理器104控制，所述处理器104与用户位置传感器102无线通信。优选的，位置传感器102是诸如本领域公知的六自由度跟踪系统。所述六自由度跟踪系统的例子可以从位于马萨诸塞州贝德福德的InterSense公司获得。跟踪系统102提供的信息建立携带PMM或携带与音频适配器耦接的传统无线麦克风的人在空间中的位置。来自一个或多个位置传感器102的位置信息通过处理器104解释，所述处理器104发送合适的驱动信号到机动相机106，使得相机在必要时移动以让发言者处于相机的画面中。六自由度位置传感系统可以集成到PMM和音频适配器，或分开实现并由用户携带。

通过让用户在其准备讲话时或当其需要被相机跟踪时按下PMM和/或桌面麦克风和/或音频适配器上的功能按钮，可以实现多个PMM、音频适配器和桌面麦克风跟踪功能。然后响应基座单元接收到的功能按钮的按下，可以控制相机位置。跟踪多个PMM、音频适配器和桌面麦克风的‘自动’模式还可以有另一个版本，其中麦克风音频电平可以触发相机对准输入音频中的最高值(假定为人讲话)。当同时有多于一个人开始讲话，相机系统可以停留在当前PMM、音频适配器或桌面麦克风上，直到当只有一个人讲话时，然后转向到这个人。当有人咳嗽或简短评论但并不需要上镜时，为了避免相机移动，可以应用最少的时间选通(time gate)。

本领域普通技术人员可以明白上述的视频会议和用户跟踪系统用于PMM、桌面麦克风和音频适配器。

本发明的系统适于通过使用基站的网络接口(例如，使用以太网、IP或无线IP)被远程控制、访问和/或更新。

该系统的主要实施目标是音频/视频电话会议市场。其他应用包括但不仅限于：医疗/法律口述。该应用中，音频跟踪被安全传输并电子捕获，以供将来参考、存档目的和/或满足法律要求。

可选择的无线时隙配置(包括非对称模式)

该无线电架构方法允许对于双向无线音频链接中上行或下行方向的数据速率具有用户可选择的范围。一般情况下，其使能选择音频带宽数量和整体音频质量的能力(例如，纠错水平等)。例如，如果用户想要加强从麦克风回到基座(下行)的音频质量，可以选择在该方向具有96Kb/S能力而上行方向只有32Kb/S的模式。用于更高数据传输速率的音频带宽、CODEC和纠错将自动提供纠错的20Khz音频带宽，而上行方向只可以使用无纠错的7Kzh音频带宽。如果用户对上行和下行并重，那么选择在每个方向为64Kb/S的模式，将导致音频带宽和质量(质量为失真和信噪比)在两个方向相同。

可选择的通道密度

此特征允许用户决定他们是希望在给定的物理区域内有较多的操作在有限音频带宽和较低音频质量的麦克风，还是希望在给定的物理区域内有较少的操作在较高音频带宽和较高音频质量的麦克风。例如，用户可以为上行和下行都选择32Kb/S，这与在两个方向上选择64Kb/S相比允许多一倍的麦克风在相同的区域内操作，在两个方向上选择64Kb/S可以使能更好的音频带宽和质量，但是只能有一半数量的麦克风操作在相同的区域内。在一个示例实施例中，上述任何一个基座单元可以包括通道密度控制器，用于调整音频带宽以控制能够与基座单元进行通信的通信模块的数量。

可选择的静音方案

该特征允许用户选择静音控制方案，以控制无线音频系统使从各通信模块到基座单元的音频通道静音的方式。例如，用户可以选择使能：(1)在每个通信模块处完成各个静音的能力，(2)当任何通信模块被静音时所有通信模块都将被静音的方案，(3)混合方法，其中，例如，桌面麦克风以‘全部静音’方式静音，佩戴式的或XLR音频适配器麦克风可单独静音，以及(4)这样一种方案，其中用户可以选择实际的音频静音是在音频系统诸如基座单元内部完成的，还是其将音频信号与指令信号一起传到外部设备进行静音，同时让外部处理器中的回声消除器在静音期间保持激活状态。在一个示例实施例中，上述任何基座单元可以包括静音控制器，所述静音控制器配置为选择静音方案以控制到每个通信模块的音频通道，以选择性地使通信模块静音。

用于通信模块的无线软件更新

该能力允许通信模块通过其与基座单元的无线电连接接收对其操作软件的更新，而不需要物理链接到编程基座。这样允许通过经由以太网连接只连接到基站来在通信模块上安装新软件。在基站上的新软件和/或更新软件的一次安装可以既更新基站的软件，又更新所有链接到基站的通信模块。如果在软件更新时所述通信模块没有与基站无线链接，那么当下一次通信模块结合基站使用时通信模块将被更新。例如，下一次PMM被从充电器上移除并与基座单元链接时，PMM可以自动进行软件更新。

用于通信模块电池的无线充电

该能力允许通信模块的电池被无线充电，而不需要将其放回基座单元或充电器基座。例如，麦克风用完后可以随意放置，而不需要将其放回充电器基座。在一个示例实施例中，可以使用感应方法来为通信模块无线充电。在图14所示的实施例中，通过充电器基座单元300使能感应方法的无线充电，充电器基座单元300包括诸如感应线圈302的感应式天线以及诸如LF发生器304的低频无线电，其可以与基座单元300分开放置并且连接AC主电源。通信模块306可以装备感应接收天线元件和相应的整流器电子线路，用于当通信模块306位于充电或收集区308时，将LF信号转化为用于电池的充电电流。收集区可以是嵌入感应充电技术的装饰碗，通信模块用户在会议结束时可以将通信模块放在碗中，而不用特别地将其插入充电站的槽中。

可编程音频均衡

该能力与音频系统的基座单元能够识别不同类型通信模块、然后应用自定义音频均衡(EQ)以实现特定的所需音质的能力有关，所述不同类型的通信模块包括但不限于：PMM、桌面全向麦克风，桌面单向麦克风和XLR音频适配器。这可以以多种方式实现。在一个示例实施例中，自定义音频均衡可以全部由音频系统自动完成，但是用户可以通过图形用户界面(GUI)为每种类型的通信模块加载自定义EQ简档(EQ profile)，然后在操作过程中可以由音频系统的基座单元自动应用该简档。GUI可以耦接到例如基座单元，以允许用户进入用于通信模块的自定义EQ简档。

新型节能技术

为了延长通信模块的电池寿命，通信模块具有与基站一起进入‘停放’模式的能力。在‘停放’模式，音频系统节省通信模块的能量。在停放模式，通信模块和基站同意不全双工发送音频数据，而是保持一个最小的链接，只传递偶尔状态检查和定时数据。这使得通信模块在‘停放’模式下，能够关闭部分电路以节省电能。可以利用各种类型的‘停放’模式。在一个实施例中，可以使用语音激活的停放模式。在该模式下，通信模块可以监控正在接收的音频的电平和频谱特征，以确定是否为讲话。当确定一段时间内没有讲话，通信模块将进入‘停放’模式。在另一个实施例中，可以利用静音激活的‘停放’模式。在该模式下，当通信模块被静音(例如，红色LED闪烁)，其将在一段时间之后进入‘停放’模式。当通信模块取消静音后，通信模块将离开停放模式。但是，本领域普通技术人员可以明白，可以利用各种其他类型的‘停放’模式来节约通信模块的电能。

虽然在一些附图中显示了本发明的特定特征而没有显示另一些特征，但是这是为方便起见，因为根据要求保护的发明，各种特征可以以其他方式结合。

基于以上所述的实施例，本领域普通技术人员可以了解本发明的其他特征和优点。因此，本发明不受上述特定显示和描述的限制，除了权利要求指出的限制。本文所引用的所有出版物和参考文献都以全文方式明确包含于此。

Claims (17)

1.一种无线音频系统，包括：

基座单元，配置为支持固定数量的音频通道并且可拆装地存放多个无线麦克风中的每一个、对所述多个无线麦克风中的每一个再充电以及与所述多个无线麦克风中的每一个通信，所述基座单元具有通道密度控制器，所述通道密度控制器用于调整音频带宽以控制能够与基座单元进行上行和下行通信的无线麦克风的数量；

其中，在一时间点能够与基座单元通信的无线麦克风的数量由双向链接中的每一个可用的音频通道的数量确定。

2.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，所述无线麦克风适于可拆装地耦接到用户并且与所述基座单元无线通信。

3.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，无线音频适配器配置为可拆装地耦接到所述无线麦克风并且与所述基座单元无线通信。

4.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，每个无线麦克风是能够静音的。

5.如权利要求4所述的无线音频系统，其中，所述能够静音的无线麦克风为定向麦克风。

6.如权利要求4所述的无线音频系统，其中，当所述无线麦克风从所述基座单元移除时，所述无线麦克风自动静音。

7.如权利要求4所述的无线音频系统，其中，每个无线麦克风还包括无线麦克风静音状态指示器。

8.如权利要求7所述的无线音频系统，其中，所述无线麦克风静音状态指示器包括所述无线麦克风带有的指示灯。

9.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，当所述无线麦克风从所述基座单元移除时，自动在所述无线麦克风和所述基座单元之间建立无线链路。

10.如权利要求9所述的无线音频系统，其中，当已经从所述基座单元移除的所述无线麦克风回到所述基座单元时，所述无线链路自动终结。

11.如权利要求9所述的无线音频系统，其中，所述基座单元为无线链接到所述基座单元的所述无线麦克风执行音频混合和自动增益控制。

12.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，每个无线麦克风唯一地向所述基座单元注册，处于非激活状态，并且唯一地向又一个基座单元注册。

13.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，所述基座单元还包括静音控制器，所述静音控制器配置为选择静音方案以控制到每个无线麦克风的音频通道，从而选择性地使所述无线麦克风静音。

14.如权利要求13所述的无线音频系统，其中，所述静音控制器通过阻止来自所述无线麦克风的音频信号，使一个或多个所述无线麦克风静音。

15.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，每个无线麦克风包括能够无线充电的电池。

16.如权利要求15所述的无线音频系统，其中，所述基座单元包括感应式天线，所述感应式天线配置为与所述无线麦克风中的感应接收器无线通信，以允许对所述无线麦克风无线充电。

17.如权利要求1所述的无线音频系统，其中，所述基座单元包括音频带宽控制器，所述音频带宽控制器配置为控制所述无线麦克风的音频质量。