CN101321037A - 用于发送和接收包括频率和信道码选择的数据的系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于无线发送和接收包括处理和缓冲特征的数据的系统和方法。根据一个或者多个示例性方面，提供无线音频接收器，用于接收已编码音频数据的多个分组。此外，接收器包括至少一个接收部件，用于接收多个分组来产生多个解码信号，解码部件对所发送的已编码数据的第一分组进行解码来产生解码数据；和选择部件，用于识别接收附加的已编码数据的机制。其他示例性实施例可以包括一个或者多个接收部件，用于处理关于所选的用于发送的天线、频率和信道的数据；以及音频部件，该音频部件接收解码信号并且产生解码音频信号。

Description

用于发送和接收包括频率和信道码选择的数据的系统与方法

技术领域

本申请是于2007年5月30日递交的申请号为11/809,267的美国专利申请的部分继续申请，其全部内容在此通过引用包括在本申请中。

相关领域

【0001】本发明涉及数据发送和接收的系统和方法，并且，更具体地，本发明涉及在音频数据的发送和接收中与信道码和频率选择相关的方面。

背景技术

相关信息描述

【0002】流数据的无线发送和接收典型地包括根据诸如时钟恢复和位时钟数据的时钟信息，或者根据相关的跟踪回路信息所执行的发送、处理、缓冲和接收。例如，在选择最有效的传输机制/方案时，典型的系统在数据接收装置或者接收器中测量诸如分组或比特差错率或者信号强度的值。但是，由于是根据这样的时间域观察来选择传输机制/方案，选择传输以及将其多样化的能力是有限的。这些系统的缺陷包括不能利用空间、频率和时间机制/方案的组合来获取整幅的可用的传输多样性。

【0003】用于处理和接收流数据的另一现有系统有时包括专用跟踪部件，即使在这些信息快速改变期间，所述专用跟踪部件被执行来处理这些信息。然而，通常必须经由复杂的和/或专用的硬件(诸如专用硬件)来实现这样的部件。不能够容易并且方便地开发诸如这些部件的部件，并且这些部件在生产之后难以进行修改。

【0004】此外，许多现有跟踪部件基于时钟恢复理论运行。这些系统针对这样的情形-其中接收元件仅以物理位被按时钟节拍输入到系统的速率来进行跟踪，使得以与数据源的速率相匹配的速率从接收缓冲器中取出数据。这些系统不解决这样的问题-其中仅仅时钟速率跟踪未能使得精确接收无线数据。

【0005】此外，如果在传输中(例如在介质中)接收器以固定时钟速率按时钟输出在接收器的缓冲器中接收的位出现错误，则由于数据按时钟输出快过其接收的速率，可能产生下溢情况。

【0006】总之，需要一种例如通过包括缓冲和多样性传输特征可以充分发送和接收流数据的方法和系统，所述缓冲和多样性传输特征克服了这样的缺陷，同时保持较低的系统复杂性。

发明内容

【0007】与本发明一致的系统和方法用于处理包括涉及频率和信道码选择的特征的数据、发送、处理和接收数据。相应地，在本发明的一个方面中，音频收发器接收通过第一频率发送的已编码音频数据的多个分组。音频接收器包括至少一个接收部件，该至少一个接收部件用于接收多个分组来产生多个解码信号。该至少一个接收部件被配置成在第一频率接收发送的已编码数据的第一分组。该第一分组包括关于在第一分组之后发送第二分组的第二频率的信息。该接收部件还被配置成在第二频率接收在第一分组之后发送的已编码数据的第二分组。最后，该接收部件被配置成在接收到第二分组之后在第二频率发送确认分组。

【0008】在本发明的另一方面中，音频收发器接收通过第一信道码发送的已编码音频数据的多个分组。音频接收器包括接收多个分组的至少一个接收部件，用来产生多个解码信号。该至少一个接收部件被配置成在第一信道码接收发送的已编码数据的第一分组。该第一分组包括关于在第一分组之后发送第二分组的第二信道码的信息。接收部件还被配置成在第二信道码接收在第一分组之后发送的已编码数据的第二分组。最后，该接收部件被配置为在接收到第二分组之后在第二信道码发送确认分组。

【0009】本发明也涉及发送和接收音频数据信号的方法，所述方法具有改变频率和/或信道码的能力来避免干扰。

附图说明

【0010】作为说明书一部分的附图，示出了本发明的各个实施例和方面，并且结合描述，解释本发明的原理。附图中：

【0011】图1为与涉及本发明的特定方面相符合的示例性系统的框图；

【0012】图2为本发明的系统的详图；

【0013】图3为说明本发明的系统中的发送部件的详细框图；

【0014】图4为说明本发明的系统中的接收器部件的详细框图；

【0015】图5为在本发明的系统和方法中发送和接收无线信号的协议的示意图；

【0016】图6为示出在本发明的系统和方法中建立缓冲水平的协议的流程图；

【0017】图7为根据S/PDIF标准的音频信号分组的示意图；

【0018】图8为在本发明的发送器或接收器中所使用的各个芯片的板级框图；

【0019】图9为图8所示的基带和控制器芯片的详细框图；

【0020】图10为示出了用于在本发明的发送器和接收器之间建立通信的协议的状态图；

【0021】图11为本发明另一实施例的框图，其中来自发送器的数据可以通过诸如电缆的介质被发送，并且由接收器接收。

【0022】图12是本发明又一实施例的框图，其中来自发送器的数据可以通过终止于天线的诸如电缆的介质被发送，进一步被无线地发送，由接收器无线接收。

【0023】图13(a和b)为图12所示的实施例的两个特定实施例，示出了无线电装置前端到诸如电缆的介质的连接。

具体实施方式

【0024】为了详细描述本发明，将参考在附图中示意的示例。下述描述中提出的实施方式并不代表与要求保护的本发明一致的所有实施方式。而是，它们仅仅与涉及本发明的某些方面一致的一些示例。凡是有可能，贯穿附图将使用相同附图标记表示同一或者类似部分。

【0025】许多系统和环境用于发送、处理和接收流数据。这样的系统和环境的示例为包括硬件、固件、软件或者硬件、固件和/或软件的组合的设备。这些系统和环境可以通过多个元件来实现，所述元件包括发送器、收发器、接收器和/或其组合。

【0026】图1示出了与涉及本发明的某些方面相符合的示例性系统的框图。如图1所示，系统可以包括至少一个无线数据源110和至少一个无线数据接收器120。在这样的系统中，无线数据发送器110可以包括数据源130和源数据缓冲器140。类似地，无线数据接收器120可以包括接收数据装置160和接收数据缓冲器150。根据本发明涉及的某些方面，可以经由不同的发送和接收装置，包括经由多个天线、多个频率和/或多个信道码，在数据源和接收器之间无线传输数据。如此处所使用的，术语“信道码(一个)”或者“信道码(多个)”为表示以下方面的通用术语：波形调制或者波形的类型、应用到传输数据的前向纠错、和/或其他与时间或者与调制相关的波形编码。

【0027】在此示例性状况下，多个“N”天线可以存在于无线数据发送器110和数据接收器120二者中。如图1所示，天线在无线数据发送器110处被标以“T”(即，T₁到T_N)，而在数据接收器120处被标以“R”(即，R₁到R_N)。关于在各个频率上的数据传输，数据源和数据接收器可以被配置为使用M个频率的任意一个，此处以字母“F”标记(即，F₁到F_M)。类似地，对任何的不同的K信道码的使用，此处以字母“C”标记(即，C₁到C_K)。

【0028】此处，本发明的多个方面可以结合不同的传输技术使用。通常认为，天线是空间量纲，频率是频率量纲，可以认为信道编码是时间量纲。关于与本发明相关的这些不同情况的使用，可以认为多个天线、频率和/或信道码是多样性选择中的选择。通过改变这些量纲的组合和它们各自的参数，多样性的改变发生在系统中。尽管数据接收器120一般通过选择多样性选择来做出决定，然而在本发明的某些方面中，无线数据发送器110可以是主控方(master)并且可以做出多样性选择。

【0029】参见图1，无线数据发送器110和数据接收器120可以包括一个或者多个缓冲部件，诸如源数据缓冲器140和接收数据缓冲器150。根据本发明的多个方面，监控这些缓冲器水平来实现不同特征和益处。例如，对于数据传输和数据流，关于缓冲器水平的数据可以用于在多个量纲中选择多样性。此外，关于以下更详细提出的数据接收以及接收部件，可以根据数据源和数据接收器二者以及其集合的缓冲器水平来实现数据接收、处理和解码。

【0030】参见图2，示出了图1所示的无线发送和接收器系统的更详细框图。如图2所示，发送方包括数据源130，其以振荡器210控制的时钟速率发送数据到第一或者发送方缓冲器140。数据随后被无线发送到第二或者接收缓冲器150，以供数据接收装置160最终接收和处理，该数据接收装置160也可以具有与其相关的它自己的振荡器220。控制路径230用于完成处理和控制功能，包括控制接收振荡器220、前向反馈、后向反馈等等，诸如相对现有系统具有创造性贡献的控制某些数据速率跟踪和缓冲器上溢/下溢特征。

【0031】在公知系统中，例如，发送方数据源130在由振荡器210确定的固定速率上持续发送数据到第一缓冲器140。接着，第一数据缓冲器140典型地发送其内容到第二缓冲器150，用来防止数据上溢。数据接收装置160随后以由其振荡器220确定的固定速率从第二缓冲器150中取出数据。然而，振荡器210、220中的频率偏移常常引入错误到这些系统中。例如，如果数据接收装置160从第二缓冲器150中取出数据太慢，可能产生数据上溢问题(例如，由于在第二缓冲器150中的存储空间不足导致的数据丢失等等)。相反地，如果数据接收装置160从第二缓冲器150取出数据太快，可能产生数据下溢问题(例如，基于从第二缓冲器150中读取的不充分/不完全数据，向数据接收装置160产生和提供无效数据，等等)。

【0032】其他现存解决方法也产生错误。例如，在第二缓冲器150运行较慢的情况下，简单化使用第二缓冲器150以用来减慢接收振荡器220从而防止下溢是不理想的。并且，类似地，如果第二缓冲器150接近满时，对接收振荡器220进行加速以防止上溢也不会提供理想的解决方案。此处，由于例如传输介质是有缺陷的，如此的简单化解决方案不能获得对接收振荡器220的满意调整。

【0033】再参见图2，规定控制路径230可以向第二振荡器220提供处理信息和/或控制第二振荡器220，使得可以根据附加数据(诸如数据传输或者速率信息、缓冲器水平等等)来实现数据接收装置160的跟踪处理。改进跟踪处理，可以提供用于防止缓冲上溢和/或下溢的创新的系统和方法。首先，通过根据缓冲器水平而不是根据诸如锁相环(PLL)的时钟恢复元件来进行跟踪，在硬件设计中可能存在显著节约。例如，位时钟在时钟恢复情况下以很快的速率改变，这意味着跟踪环通常必须全部实现于应用专用硬件中。然而，根据图2的系统，基于缓冲器水平的跟踪算法可以容易地经由软件实现。由于相比时钟速率，缓冲器水平改变的速率较为缓慢，软件和此处提出的其它更灵活的部件能够监视缓冲器水平并且提供合适的跟踪控制。因此，由于诸如软件的非专用设计更易于开发以及在生产之后更易于修改，所以缓冲器水平跟踪提供优于诸如基于硬件的时钟恢复环之类的现有应用专用硬件的更显著的优点。

【0034】根据本发明的某些方面，随后，根据集合缓冲器水平来实现更健壮的跟踪控制特征。例如，集合缓冲器水平可以是发送缓冲器140和接收缓冲器150的和。与此集合缓冲器水平功能性一致的特征提供多个优点，包括关于用于增加或者减少接收缓冲器150的缓冲器水平的基础数据流理由的信息。此信息使得能够进行更高要求的数据传输，诸如实时或者实况数据流、无线音频和/或视频传输等等，其中，来自数据源130的输入速率应该匹配数据接收装置160的输出速率。

【0035】此外，本发明包括关于分组传递的确认和/或保证的协议。以下将详细描述示例性协议，诸如通过针对发送的每个分组要求来自数据接收器的确认以保证数据传递的协议。基于这些协议的优点包括使得集合缓冲器水平能够保持常量，甚至在诸如信号衰减、多径传播和信号干扰的困难传输期间。此外，由于这样的协议，与接收缓冲器相关的特征和检查也可以提供例如系统的多样传输方面的充足信息。最后，本发明的特征允许所有传输错误被视为影响缓冲器中的数据量的传输拥塞。

【0036】参见图3，示出无线数据发送器110的一个实施例的更详细框图。数据源130的一个实施例可以包括DVD播放器。当然，包括但不限于CD、MP3播放器、可在空气中传输的数据源、HDTV等等的任何其他数据源都可以用作数据源130。在优选实施例中，来自数据源130的音频信号根据索尼/菲利普数据接口(S/PDIF)标准被提供给数据缓冲器140，该标准也是公布的国际IEC 60958标准。

【0037】数据缓冲器140包括音频接口电路142，用于接收来自数据源130的音频符号。来自音频接口电路142的数字化音频信号被提供给发送缓冲器144或者SRAM或者串行寄存器144。如下详述，发送缓冲器144的水平被监视并且被发送给数据接收器120。数字音频信号随后被提供给收发器146，该收发器146经由第一天线Tx 108以分组方式发送数字信号。

【0038】参见图4，图4示出数据接收器120的一个实施例的更详细框图。数据接收器120的一个实施例可以包括接收器天线Rx 106，用来从无线数据发送器110接收信号，并且用来发送确认数据到无线数据发送器110。由收发器156处理所述信号，收发器156解调信号并且产生提供给接收器数据缓冲器150的数字信号。来自接收器数据缓冲器150的信号被提供给音频接口电路152，音频接口电路152将它们提供给扬声器162。来自缓冲器150的数字信号也被提供给振荡器220，振荡器220控制音频接口电路152。

【0039】参见图8，示出了本发明的无线发送器110或无线数据接收器120的框图。在优选实施例中(如以下将要讨论的)，数据接收器120也发送确认(ACK)分组，即接收器120是收发器，并且无线发送器110也接收ACK分组。因此，除了控制处理器366(示于图9中)的操作的软件之外，无线发送器110和无线接收器120的硬件部件相同。因此，如图8所示，发送器110/接收器120包括与闪烁存储器芯片310以及RF收发器320接口的基带和控制器芯片300。数字信号被提供给基带和控制器芯片300。来自控制器芯片300的信号被提供给RF收发器320，随后其被提供给RF功率放大器330(用于进一步放大)，并且最后通过天线开关340被提供到天线350的其中之一。

【0040】图9更详细地示出了控制器芯片300。控制器芯片300包括用于接收数字信号的串行/并行接口360。数字信号然后被提供给总线362。从总线362将数字信号提供给控制器芯片300的各个部件，包括处理器366、启动器(booter)364、pRAM 368、调制解调器接口控制器(MIC)380、基带调制解调器370和S/PDIF接口372。处理器366执行下面描述的软件。启动器364是包含用于处理器366的启动软件的非易失性存储器芯片。芯片300外部的闪烁存储器芯片310或者启动器364也可以包含供处理器366执行在此所述的方法的软件的代码。pRAM 368或者程序RAM为易失性存储器，其在处理器366操作期间主要用作高速缓冲存储器，并且包括6T SRAM存储单元。MIC380用作基带调制解调器370与dRAM 382之间的桥。其控制这两个电路块之间的数据移动。基带调制解调器370执行对于数据无线传输必要的数字调制和数字解调的功能。基带调制解调器370在时钟和数据端口的串行接口中与MIC 380对接，这在本领域内公知的。控制器芯片300也包括下述部件：dRAM 382、DMA-IF 384和I²S 378。这些部件的每一个的功能如下所述。dRAM 382用作MIC 380的易失性存储器。典型地使用6T SRAM实现dRAM 382。DMA-IF 384为被设计成无需经过处理器366而自dRAM 382取出内容的直接存储器存取设备。将由DMA-IF 384取出的数据提供给I²S378。I²S378为IC间(Inter-IC)声音电路，其连接到芯片的I/O引脚。在数据接收装置160的情况中，取出的数据到达I²S378，I²S378连接到I/O引脚并且将数据提供给另一芯片。在数据源130的情况中，I²S378充当输入接口，使得DMA 384传递来自I²S378的数据并且将其直接写入dRAM块382。

【0041】参见图5，其大体上示出了在无线数据发送器110与数据接收器120之间发送和接收信号的协议。无线数据发送器110具有标以PSN110的分组串行码(PSN)，而数据接收器120具有标以PSN120的PSN。操作开始时，PSN110＝PSN120。随后，无线数据发送器110发送第一分组(标以PSN110)到数据接收器120。数据接收器120接收分组PSN110并且使用诸如CRC 32的校验和，或者使用任何数目的其他公知的纠错技术来试图验证分组PSN110。如果数据分组正确，则数据接收器120回送ACK分组到无线数据发送器110。此外，如果数据分组是正确的并且PSN110(从数据分组中提取)等于PSN120，意味着数据接收器120获得其期望数据，则PSN120加一，并且相关数据缓冲器地址指针也将相应移动。如果数据分组不正确，数据接收器120不做任何事情。无线数据发送器110使用校验和CRC 32或者任何其他公知纠错技术尝试来验证ACK分组。如果ACK分组是正确的，意味着此分组/ACK循环全部完成，则PSN110加一，并且相关数据缓冲器地址指针相应移动。如果ACK分组不正确，PSN110保持不改变，意味着要发送的下一分组保持不变。

【0042】在无线系统的操作中，因为在无线数据发送器110与数据接收器120之间传输的数字数据由独立时钟(即如前所述的振荡器210和220)控制，所以在缓冲器140和150中存储的数据的发送分组与数据的接收分组之间可能发生差异。特别是可能发生上溢和下溢情况。为了防止这种情形，在本系统中，提出一种方法，借此方法数据源缓冲器140中的存储水平被发送到数据接收器120。此外，数据接收器缓冲器160中的存储水平也被确定。集合缓冲器水平(即两个水平的和)被计算。和或集合缓冲器水平(ABL)被保持为常值或者位于指定范围内。

【0043】参见图6，示出了保持ABL从而防止上溢和下溢情况的方法的流程图。具体地，在优选实施例中，使用四个阈值来实现双阈值、低抖动振荡器跟踪。下面的限定涉及图6中所示的流程图。

LH＝高阈值

LL＝低阈值

LP＝正常范围的高阈值

LQ＝正常范围的低阈值

L140＝数据源缓冲器水平

L150＝数据接收装置缓冲器水平

【0044】在框510中，计算集合缓冲器水平L＝L140+L150。在框520中，比较L是否大于LH。在框530中，如果L大于LH，则减小跟踪速率。(其将维持在减小模式中并且仅由560/580的下一次进入改变)。在框540中，确定L是否大于LP。在框550中，确定L是否小于LL。在方框560中，如果L小于LL，则增加跟踪速率(其将维持在增加模式中并且仅由530/580的下一次进入改变)。在框570中，确定L是否小于LQ。在框580中，如果L不小于LQ，则使用正常跟踪速率(其将保持在正常模式中并且仅由530/560的下一次进入改变)。可以通过改变振荡器220或者振荡器210的时钟频率来增加或者减小ABL。

【0045】关于初始系统上电，由于此时发送和接收缓冲器二者一般都为空，所以集合缓冲器水平通常无效。因此，为进入操作状态，可以执行两个步骤。首先，只要发送数据缓冲器140一达到第一预定水平L₁，数据源130就发送数据；接着，一旦接收缓冲器达到第二预定水平L₂，数据接收装置160开始从接收缓冲器150缓冲提取。然后，第一水平和第二水平的和可以是操作所期望的集合缓冲器水平。相应地，此技术使得能够进行上电以实现和保持期望的集合缓冲器水平。

【0046】由前述可以看到，通过控制两个缓冲器水平的和或者集合，并且因为缓冲器水平速率相比时钟速率改变得更慢，所以可以以软件实现ABL跟踪算法，以提供用于实现的更大灵活性和更低成本。此外，ABL跟踪提供了优于诸如基于硬件的时钟恢复环的现有专用硬件的显著优点。

【0047】关于某些初始方面，用于实现集合缓冲器水平信息的一个技术可以包括在数据分组首部中发送源缓冲器的水平，其可以随后在接收到分组时由数据接收单元提取。在此第一技术中，数据接收单元然后可以通过将接收到的源缓冲器水平与已知的接收缓冲器水平相加，来计算集合缓冲器水平。使用此技术，可能通过例如改变振荡器220的时钟频率来保持集合缓冲器水平为常值。例如，当源和接收部件二者上的振荡器都处于完美匹配状态时，集合缓冲器水平将保持常值。相反，使用集合缓冲器水平可以控制源和接收器的振荡器，以使它们匹配。

【0048】跟踪特征、标准和控制也可以随着集合缓冲器在任何给定的传输周期上如何改变而变化。例如，如果接收振荡器220快于源振荡器210，集合缓冲器水平将随时间减小。相反地，如果接收振荡器220慢于源振荡器210，集合缓冲器水平将随时间增加。在一个示例性方面中，可以根据一个或者多个集合缓冲器水平阈值(诸如高和低阈值)来启动跟踪标准。此处，如果集合缓冲器水平越过高阈值，需要将接收振荡器220驱动至较高频率，并且如果集合缓冲器水平越过低阈值，需要将接收振荡器220驱动至较低频率。

【0049】此外，在无线系统的操作中，由于无线信号的性质，其易受干扰和/或扰动的影响，发送和/或接收可能易受噪声和/或干扰影响。相应地，可以期望改变天线、频率和/或信道码。以下将描述这些参数的每个可以改变的方式和从一个设备到另一个设备的通信方式。

【0050】如上所述，来自无线数据发送器110的每一分组的发送必须紧随着由无线数据发送器110接收的、来自数据接收器120的ACK或者确认分组的接收。如果无线数据发送器110没有接收到ACK分组，则由无线数据发送器110发送的分组没有被数据接收器120接收到，或者干扰和/或噪声阻止无线数据发送器110接收来自数据接收器120的ACK分组。在任何情况下，根据重试算法，无线数据发送器110可以启动一个过程来改变天线、频率或者信道码。

【0051】初始天线选择的设置基于无线数据发送器110的缓冲器#1的比率，即发送器110中的缓冲器水平与ABL中的固定值的比率。ABL被划分为N²个段。每一个段被分配一个天线组合。例如，为段1选择{T1，R1}的组合，为段2选择{T2，R2}的组合，等等。为了在系统中获取某些水平变化可能不允许进行某些排列。因此，{T2，R1}可以是与{R1，T2}相同的组。随后，为缓冲器#1所处于的段区域分配特定天线。

【0052】为了改变天线，数据源简单地根据其设置改变天线，即Tx。使用分组首部中的位将新的天线设置信息发送到数据接收器。数据接收器120接收新分组并且在接收到有效分组时根据所接收的信息改变其天线。因此，在这种情况下，天线的改变不过是主从关系的改变。

【0053】关于频率选择，缓冲器#1对ABL的比率再次被用于确定初始频率选择。ABL被划分为M个段，其可以与N²个天线段重叠。为每一个频率段Mx分配一个频道号。因此，M1被分配频率F1，等等。

【0054】为了改变频率，假设数据源正在发送分组P_i-2、P_i-1、P_i、P_i+1、P_i+2。此外，假设以F_k-1发送了分组P_i-2和P_i-1，并且将要以频率F_k发送P_i、P_i+1、P_i+2。无线数据发送器110发送带有“改变频率”标志设置的分组P_i-1用来通知数据接收器120改变到新频率F_k。无线数据发送器110然后转变成在频率F_k发送分组P_i，而无需等待接收到由数据接收器在频率F_k-1发送的ACK分组。如果数据源在频率F_k接收到来自数据接收器120的ACK分组，则其知道数据接收器120实现了频率改变。然而，如果无线数据发送器110没有在频率F_k接收到来自数据接收器120的ACK分组，则其回到在频率F_k-1发送带有“改变频率”标志设置的分组P_i-1。

【0055】通过预见分组中“改变频率”标志被接收并且假设数据接收器120将在新的频道的频率改变方法，优于在发起动作之前等待接收ACK分组的方法。特别地，如果无线数据发送器110必须等待接收数据接收器120在频率F_k-1发送的ACK分组，则系统必须在发起动作之前经历在频率F_k-1的两个分组的传输。如果频道很嘈杂，相比于期望仅有一个分组需要被成功发送和接收，成功发送和接收的两个分组可能性成为更高的负担。

【0056】关于信道码选择，缓冲器#1对ABL的比率再次用于确定初始信道码选择。ABL被划分成K个段，其可以与N²个天线段或者M个频率段重叠。为每个信道码段Kx分配一个信道码。因此，K1被分配信道码C₁，等等。

【0057】为了改变信道码，假设数据源正在发送分组P_i-2、P_i-1、P_i、P_i+1、P_i+2.。此外，假设在信道码C_k-1发送了分组P_i-2和P_i-1，并且假设要在信道码C_k发送分组P_i、P_i+1、P_i+2。无线数据发送器110发送带有“改变信道码”标志设置的分组P_i-1，用来通知数据接收器120改变到新的信道码C_k。无线数据发送器110随后转移到在信道码C_k发送分组P_i，而无需等待接收到由数据接收器在信道码C_k-1发送的ACK分组。如果数据源在信道码C_k接收到来自数据接收器120的ACK分组，则其知道数据接收器120完成了信道码的改变。然而，如果无线数据发送器110没有在信道码C_k接收到来自数据接收器120的ACK分组，则其回到在信道码C_k-1发送带有“改变信道码”标志设置的分组P_i-1。

【0058】这种改变信道码的方法与所描述的改变频率的方法相似，即通过预见分组中的“改变信道码”标志被接收并且假设数据接收器120将在新的信道码，所述方法优于在发起动作之前等待接收ACK分组的方法。特别地，如果无线数据发送器110必须等待接收由数据接收器120在信道码C_k-1发送的ACK分组，则系统必须在发起动作之前经历在信道码C_k-1的两个分组的传输。如果信道码很嘈杂，相比于期望只有一个分组需要被成功发送和接收，成功发送和接收的两个分组的可能性成为更高的负担。

【0059】最后，在本无线系统中，如上所述，在优选实施例中，以有线配置方式将来自数据源130的音频信号提供给使用S/PDIF格式的数据缓冲器140。在S/PDIF格式中，如图7所示，数据块由192个帧组成。每一帧具有两个子帧。每一子帧包括4位前同步码，28位数据(或者3.5字节，其中一个字节为8位)。块中第一帧的第一子帧的前同步码总是以唯一标识符“Z”填充。块中所有随后的帧的所有第一子帧的前同步码(总计191个前同步码)以不同的唯一标识符“W”填充。最后，所有帧(总计192个)中的所有第二子帧的前同步码以另一个唯一标识符“M”填充。因此，在任何块中，仅有三个唯一标识符：Z、M和W，并且如果检测到“Z”，则意味着其后是块的开始。因此，在S/PDIF格式中，前同步码Z、W和M被用来同步音频数据分组的发送和接收。

【0060】为了在本无线系统中节约带宽，使用下述同步方法。无线数据发送器110仅发送来自每一子帧/帧/块的数据部分。无线数据发送器110在无线发送之前先从每一分组中剥离前同步码部分。因此，仅发送每一帧中的7个字节的数据。

【0061】当数据接收器120接收到数据时，将数据以字节形式存储在数据缓冲器150中。在优选实施例中，每一分组包含512个字节。然而，这当然是根据实现可变的任意数字。取出S/PDIF数据的每一帧要求从数据缓冲器150中读取七个(7)字节。音频接口电路随后附加适当的前同步码，即Z、W或M。数据接收器120假设接收到的第一帧为块的第一帧，并且为第一子帧附加Z前同步码，并适时地为随后的子帧(3.5字节)附加W或M的前同步码。

【0062】如上所讨论，数据信号的每一分组的发送必须跟随着确认(ACK)分组的接收。如果信号丢失，例如，接收器120没有接收到数据分组或者发送器110没有接收到ACK分组，则必须重建发送和接收，无线数据发送器110将总是从块的开始重发以用于重建同步。因此，数据接收器120将总是假设在开始(或发送/接收失败之后接收到的第一分组)接收到的第一帧为块的开始，并附加Z前同步码。

【0063】本方法的益处是需要降低的传输带宽。此外，数据发送器110和数据接收器120二者都知道每一发送总是从Z前同步码开始。在建立同步的过程中使用从Z前同步码开始的先验建立协议意味着可以实现简单的恢复程序。最后，该方法允许字节对齐，并且强迫数据缓冲器140和160来存储数据的字节。这允许与诸如IEC 61937的其它IEC标准兼容。

【0064】本发明的包括处理和缓冲特征的数据的无线发送和接收可以由设置成多种配置的不同系统完成。这样的系统的例子为发送器、接收器、收发器和其组合。另外，这些系统可以使用多个部件完成，包括以上示例提供的部件。然而，再次，前述描述仅作为例证和解释，并且不限制此处提出的本发明。

【0065】例如，整个系统尤其要包括发送部件和接收部件。因为本发明可以适用于单独部件并且可以由单独部件实现，然而，仅在发送器或者接收器的情境下描述以上多个实施例。

【0066】此外，如此处所公开的，可以通过计算机硬件、软件和/或固件实现本发明的实施例和特征。例如，此处公开的系统和方法可以以多种形式实现，包括例如数据处理器，诸如还包括数据库、数字电子电路、固件、软件或其组合的计算机。此外，尽管一些公开实现方式描述了诸如软件的源码编辑部件，但与本发明一致的系统和方法可以使用硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。此外，上述特征和本发明的其它方面和原理可以在多个环境中实现。可以特别构建这样的环境和相关应用，以用于根据本发明执行不同的过程和操作，或者它们可以包括通用计算机或者可以选择性激活或者使用代码重新配置的计算平台，用来提供必要的功能。此处公开的过程不是固有地相关于特定的计算机、网络、体系结构、环境或者其他装置，并且可以使用硬件、软件和/或固件的适当组合来实现。例如，各个通用计算机可以用于根据本发明的教导所编写的程序，或者其可以更适于构建专用装置或者系统以执行所需的方法和技术。

【0067】此处公开的系统和方法的方面可以作为计算机程序产品来实现，即具体地实现在信息载体中的计算机程序，例如，实现在机器可读存储介质或者元件中或者在传播信号中的计算机程序，以供数据处理装置执行，或控制数据处理装置的操作，数据处理装置例如是可编程处理器、计算机或者多个计算机。可以使用任何形式的编程语言编写计算机程序，包括编译语言或者解释语言，并且其可以任何形式，包括作为独立程序、或者作为模块、部件、子程序或者适用于计算环境的其它单元，来部署计算机程序。计算机程序可以被部署为在一台计算机上执行或者在位于一个地点或者分布于多个地点并且通过通信网络互连的多台计算机上执行。

【0068】在本发明的一个实施例中，发送器110和接收器120可以使用2.4GHz到5.9GHz之间的六十四个频率进行发送和接收。此外，在每个频率中，存在两种可能的信道码。在发送器110和接收器120之间建立通信的初始阶段，发送器110发送以下数据用来在发送器110和接收器120之间建立“握手”协议。

【0069】参见图10，其示出了在发送器110和接收器120之间最初建立通信的“握手”或者协议的状态图，如下：

1、发送器110具有状态T110，并且接收器120具有状态T120。

2、在发送器110和接收器120之间建立通信的初始阶段，T110＝01并且T120＝01。

3、发送器110发送标以T110的握手分组给接收器120。

4、使用CRC32或者其他校验和功能，接收器120验证握手分组的正确性。如果握手分组正确，接收器120回送ACK分组到发送器110。如果握手分组不正确，接收器120什么也不作。由于发送器110将不接收ACK分组，其将通过试图发送另一分组继续进行。此外，如果握手分组正确，并且从分组中提取的分组T110等于T120，接收器120将其状态T120加一，所以T120＝02。

5、使用CRC 32或者其他校验和功能，发送器110验证ACK分组的正确性。如果ACK分组正确，发送器110将其状态加一，因此T110＝02。如果ACK分组不正确，则发送器110保持在其T110的状态。发送器110随后重新发送带有其先前状态的握手分组。

6、当T110＝03并且T120＝03，握手过程完成。否则，发送器110和接收器120返回步骤3。

7、当T110＝03并且T120＝03时，开始正常通信。

【0070】可以通过状态机和状态转换路径来执行如上所述的握手协议。参见图9，下面示出多个状态：

A.T110:T120＝01:01-分组正确并且ACK正确。

B.T110:T120＝01:01-分组正确并且ACK不正确。

C.T110:T120＝01:01-分组不正确。

D.T110:T120＝01:02-分组不正确或(分组正确并且ACK不正确)。

E.T110:T120＝01:02-分组正确并且ACK正确。

F.T110:T120＝02:02-分组正确并且ACK正确。

G.T110:T120＝02:02-分组正确并且ACK不正确。

H.T110:T120＝02:02-分组不正确。

I.T110:T120＝02:03-分组不正确或(分组正确并且ACK不正确)。

J.T110:T120＝02:03-分组正确并且ACK正确。

【0071】尽管前面描述了信号的无线发送和接收，但是本发明也用于有线环境。参见图11，示出了本发明另一实施例的框图，其中来自数据源缓冲器140的数据可以通过诸如同轴电缆或者电力线等介质200或其它任何类型的介质来发送，并由一个或者多个接收数据缓冲器150接收。在一些诸如居住结构的环境中，其中住宅结构极大衰减被无线发送的信号，优选地使用诸如电线、电缆之类的现有有线系统发送和接收信号。在此情况中，源数据缓冲器140经由诸如公开在USP 6856788(其所有公开内容通过引用包括在本发明中)中的连接与诸如同轴电缆或电线的有线介质相连。在此情况中，随后信号在有线介质200上被发送，并且由与有线介质200相连的一个或多个接收数据缓冲器150接收，无需经由天线或者“空中”来传送。

【0072】参见图12，示出了本发明又一实施例的框图。在此实施例中，其中来自数据源缓冲器140的数据可以通过诸如电缆或者电线的有线介质200被发送，该有线介质200随后终止在发送天线108与其连接的位置处或者接收数据缓冲器150与其连接的位置处，或者另一发送数据源缓冲器140与其相连的位置处终止。在此情况中，介质200在与天线108的连接处终止，随后天线108无线发送信号，所述信号被一个或者多个接收天线106无线接收。以此方式，来自数据源缓冲器140的数据信号可以通过有线介质200被部分发送以绕过(可以衰减经无线发送的信号的)结构的区域，然后无线发送数据信号。相似地，在接收端，由接收天线106接收的信号可以被提供给介质200并且随后被提供给无线装置156。替换地，如果介质200在与接收数据缓冲器150的连接处终止，信号通信的那部分与图11所述的相同，图11中，完全在介质200上发送和接收信号。最后，在此情况中，介质在与另一数据源缓冲器140的连接处(并且更特别地在与无线装置前端146的连接处)终止，随后信号被第二数据源缓冲器(并且更特别地被第二无线装置前端)重新发送并且通过另一介质200被提供给另一例如天线108。在此情况中，第二数据源缓冲器140的使用是必要的，信号在介质200上衰减，并且第二数据源缓冲器140对于增强信号强度是必要的。

【0073】参见图13a和13b，示出了实现图12所示的实施例的两个特定实施例。在图13a中，来自无线电装置前端146(用于发送器)或者156(用于接收器)的信号被连接到电容器210，并且如果需要，随后被连接到匹配阻抗网络220。匹配阻抗网络220连接介质200，介质200随后连接到天线108(发送)或者106(接收)或者连接到另一匹配阻抗网络220(如果信号要被连接到接收缓冲器150或者要被另一数据源140重新发送)。如果介质200具有特定的阻抗，例如RG6电缆的75欧姆，其必须由来自电容器210的阻抗输出来匹配，则需要匹配阻抗网络220。然而，如果介质200不需要特定阻抗，则不需要匹配阻抗网络220。

【0074】图13b示出了图12中所示的实施例的另一特定实施例。与图13a所示的实施例类似，在图13b中，来自无线电装置前端146(用于发送器)或者156(用于接收器)的信号被连接到变压器或者混合设备230，并且如果需要，后者被连接到匹配阻抗网络220。匹配阻抗网络220连接到介质200，介质200随后连接到天线108(发送)或者106(接收)或者连接到另一匹配阻抗网络220(如果信号要被连接到接收缓冲器150或者要被另一数据源140重新发送)。再次，如果介质具有特定的阻抗，例如RG6电缆的75欧姆，其必须由来自变压器230的阻抗输出来匹配，则需要匹配阻抗网络220。然而，如果介质200不需要特定阻抗，则不需要匹配阻抗网络220。

【0075】图13a中所示实施例和图13b所示实施例之间的差别在于图13a中的实施例是简单、低成本的。但是其仅足以用于半双工通信。如果需要全双工通信，则优选图13b中的实施例。然而，图13b中的实施例成本更高、设计更复杂。

【0076】应该理解，前面所描述内容仅用于说明，而不用于限制本发明的范围，本发明的范围将由随后的权利要求书的范围限定。其它的实施例也包括在随后的权利要求书的范围中。

Claims (40)

1、一种音频收发器，用于接收通过第一频率发送的已编码音频数据的多个分组，所述音频接收器包括：

至少一个接收部件，其接收所述多个分组以产生多个解码信号，其中所述至少一个接收部件被配置为：

在所述第一频率接收发送的已编码数据的第一分组，其中，所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送第二分组的第二频率的信息；

在所述第二频率接收在所述第一分组之后所发送的已编码数据的所述第二分组；并且

在接收所述第二分组之后，在所述第二频率发送确认分组。

2、权利要求1所述的音频收发器，还包括：

其中，所述收发器用于接收通过所述第一频率和第一信道码发送的已编码音频数据的多个分组；

其中所述至少一个接收部件还被配置为：

在所述第一频率和所述第一信道码接收发送的已编码数据的第三分组，其中，所述第三分组包括关于在所述第三分组之后发送第四分组的第二信道码的信息；

在所述第二信道码接收在所述第三分组之后所发送的已编码数据的所述第四分组；并且

在接收所述第四分组之后，在所述第二信道码发送确认分组。

3、权利要求2所述的音频收发器，还包括：

其中所述收发器用于接收通过第一天线、通过所述第一频率和所述第一信道码无线发送的已编码音频数据的多个分组；

其中，所述至少一个接收部件还被配置为：

经由所述第一天线、在所述第一频率和所述第一信道码，接收所发送的已编码数据的第五分组；其中，所述第五分组包括关于用于在所述第五分组之后接收第六分组的第二天线的信息；

在接收所述第五分组之后，经由所述第一天线、在所述第一频率和所述第一信道码发送确认分组；并且

改变所述收发器以用于经由所述第二天线接收所述第六分组。

4、一种音频收发器，用于接收通过第一信道码所发送的已编码音频数据的多个分组，所述音频接收器包括：

至少一个接收部件，其接收所述多个分组以产生多个解码信号，其中所述至少一个接收部件被配置为：

在所述第一信道码接收所发送的已编码数据的第一分组，其中所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送分组的第二信道码的信息；

在所述第二信道码接收在所述第一分组之后发送的已编码数据的第二分组；并且

在接收所述第二分组之后，在所述第二信道码发送确认分组。

5、权利要求4所述的音频收发器，还包括：

其中，所述收发器用于接收通过第一频率和所述第一信道码发送的已编码音频数据的多个分组；

其中所述至少一个接收部件还被配置为：

在所述第一频率和所述第一信道码接收所发送的已编码数据的第三分组，其中，所述第三分组包括关于在所述第三分组之后发送第四分组的第二频率的信息；

在所述第二频率接收在所述第三分组之后发送的已编码数据的所述第四分组；并且

在接收所述第四分组之后，在所述第二频率发送确认分组。

6、权利要求5所述的音频收发器，还包括：

其中所述收发器用于接收通过第一天线、通过所述第一频率和所述第一信道码无线发送的已编码音频数据的多个分组；

其中，所述至少一个接收部件还被配置为：

经由所述第一天线、在所述第一频率和所述第一信道码，接收所发送的已编码数据的第五分组；其中，所述第五分组包括关于用于在所述第五分组之后接收第六分组的第二天线的信息；

在接收所述第五分组之后，经由所述第一天线、在所述第一频率和所述第一信道码发送确认分组；并且

改变所述收发器以经由所述第二天线接收所述第六分组。

7、一种在发送器和至少一个接收器之间传送已编码数字信号的方法，其中所述发送器运行在第一频率和第一信道码来进行发送，所述方法包括：

由所述发送器在所述第一频率和所述第一信道码发送已编码数字信号的第一分组，所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送第二分组的不同频率和/或信道码的信息；

由所述至少一个接收器在所述第一频率和所述第一信道码接收已编码数字信号的所述第一分组；

由发送器在所述不同频率和/或信道码发送已编码数字信号的所述第二分组；

由所述至少一个接收器在所述不同频率和/或信道码接收已编码数字信号的所述第二分组；并且

由所述至少一个接收器发送已编码信号的确认分组，用来确认所述第二分组的接收。

8、权利要求7所述的方法，还包括：

如果所述发送器未能接收到所述确认分组，则由所述发送器在所述第一频率和所述第一信道码恢复发送已编码数字信号的第三分组，所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送第四分组的不同频率和/或信道码的信息。

9、一种音频系统，包括：

发送器，发送通过一个或者多个频率和一个或者多个信道码所发送的已编码音频数据的多个分组；其中所述发送器包括：

至少一个发送部件，其在所述第一频率和所述第一信道码发送第一分组，所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送分组的第二频率和/或第二信道码的信息；

接收器，包括：

至少一个接收部件，其接收所述多个分组以产生多个解码信号，其中所述至少一个接收部件被配置为：

在所述第一频率和所述第一信道码接收发送的已编码数据的所述第一分组；

改变所述频率和/或第二信道码，以接收在所述第一分组之后所发送的已编码数据的第二分组；并且

在接收所述第二分组之后，在所述第二频率和或第二信道码发送确认分组。

10、一种音频发送器，用于发送通过第一多个频率和信道码发送的已编码音频数据的多个分组，所述音频发送器包括：

至少一个发送部件，其编码和发送所述多个分组，其中所述至少一个发送部件被配置为：

在第一频率和第一信道码发送所述已编码数据的第一分组，其中，所述第一分组包括关于在所述第二分组之后发送分组的第二频率和/或第二信道码的信息；

在所述第二频率和/或第二信道码发送所述第一分组之后的第二分组；

如果在所述第二频率和/或第二信道码接收到确认分组，则在所述第二频率和/或第二信道码继续发送；并且

如果没有接收到所述确认分组，则在所述第一频率和第一信道码恢复发送所述已编码数据的第三分组，其中，所述第三分组包括关于在所述第三分组之后发送分组的所述第二频率和/或第二信道码的信息。

11、权利要求1所述的收发器，还包括第一缓冲器和通过如下方式选择天线的选择部件：

将所述第一缓冲器的总缓冲器大小划分为等于天线数量的平方的多个段；

分配天线组合到所述段；

确定所述第一缓冲器位于的段；并且

根据已确定的段分配天线组合。

12、权利要求4所述的收发器，还包括第一缓冲器和通过如下方式选择天线的选择部件：

将所述第一缓冲器的总缓冲器大小划分为等于天线数量的平方的多个段；

分配天线组合到所述段；

确定所述第一缓冲器位于的段；并且

根据已确定的段分配天线组合。

13、权利要求9所述的系统，还包括第一缓冲器和通过如下方式选择天线的选择部件：

将所述第一缓冲器的总缓冲器大小划分为等于天线数量的平方的多个段；

分配天线组合到所述段；

确定所述第一缓冲器位于的段；并且

根据已确定的段分配天线组合。

14、权利要求10所述的发送器，还包括第一缓冲器和通过如下方式选择天线的选择部件：

将所述第一缓冲器的总缓冲其大小划分为等于天线数量的平方的多个段；

分配天线组合到所述段；

确定所述第一缓冲器位于的段；并且

根据已确定的段分配天线组合。

15、权利要求11-14所述的设备，其中，分配到所述段的每一天线组合为非重复的天线组合。

16、权利要求11-14所述的设备，其中，通过以下方式改变所述分配的天线：

在选择部件处，将所述分配的天线改变为新的天线；

使用分组首部的位将新的天线设置信息发送到数据接收装置；并且

在接收到有效分组时，在数据接收装置将分配的天线改变为所述新的天线。

17、权利要求9所述的系统，其中所述发送器具有发送缓冲器，并且其中在已编码数据的所述分组之一中编码发送缓冲器的水平，所述发送器还被配置为：

从所述发送器发送已编码数据的所述分组之一，以确定所述发送缓冲器的水平；

并且，其中所述一个接收部件被配置为：

存储在接收缓冲器中所接收的所述多个分组；

确定所述接收缓冲器的水平；

根据所述发送缓冲器和所述接收缓冲器来计算集合缓冲器水平；并且

执行与控制接收缓冲器的分组输出速率相关的处理，以将所述集合缓冲器水平保持在期望水平。

18、权利要求17所述的系统，其中，所述期望水平基本上为常值。

19、权利要求17所述的系统，其中，所述期望水平为指定范围。

20、权利要求17所述的系统，其中，通过调整振荡器来控制所述分组输出速率。

21、权利要求17所述的系统，其中，以随着所述集合缓冲器水平变化的跟踪速率来控制所述分组输出速率。

22、权利要求17所述的系统，其中，所述跟踪速率是变化的，以保持所述集合缓冲器水平为或者基本上接近常值。

23、权利要求17所述的系统，其中，所述跟踪速率是变化的，以将所述集合缓冲器水平保持在指定范围内。

24、权利要求21-23所述的系统，其中，随着所述集合缓冲器水平高于阈值而增加所述跟踪速率，以防止缓冲器上溢。

25、权利要求21-23所述的系统，其中，随着所述集合缓冲器水平低于阈值而减小所述跟踪速率，以防止缓冲器下溢。

26、权利要求25所述的系统，其中，当所述集合缓冲器水平达到高阈值时，降低所述跟踪速率。

27、权利要求26所述的系统，其中，当所述集合缓冲器水平达到低阈值时，增加所述跟踪速率。

28、一种计算机程序产品，其实现在机器可读存储介质中，以供接收器中的数据处理装置执行，用于接收已编码数字信号的分组，所述产品包括：

计算机程序代码，其被配置为使所述接收器在第一频率和/或第一信道码接收所发送的已编码数据的第一分组，其中所述第一分组包括关于在所述第一分组之后发送第二分组的第二频率和/或第二信道码的信息；

计算机程序代码，其被配置为使所述接收器在所述第二频率接收在所述第一分组之后所发送的已编码数据的所述第二分组；以及

计算机程序代码，其被配置为使所述接收器在接收所述第二分组之后在所述第二频率发送确认分组。

29、一种计算机程序产品，其实现在机器可读存储介质中，以供发送器中的数据处理装置执行，用于发送已编码数字信号的分组，所述产品包括：

计算机程序代码，其被配置为使所述发送器在第一频率和第一信道码发送已编码数据的第一分组，其中所述第一分组包括关于在所述第二分组之后发送分组的第二频率和/或第二信道码的信息；

计算机程序代码，其被配置为使所述发送器在所述第二频率和/或第二信道码发送所述第一分组之后的第二分组；

计算机程序代码，其被配置为使所述发送器在通过所述第二频率和/或第二信道码接收到确认分组的情况下，在所述第二频率和/或第二信道码继续发送；

计算机程序代码，其被配置为使所述发送器在没有接收到所述确认分组的情况下，在所述第一频率和第一信道码恢复发送已编码数据的第三分组，其中，所述第三分组包括关于在第三分组之后发送分组的所述第二频率和/或第二信道码的信息。

30、权利要求1所述的音频收发器，其中，所述一个接收部件还包括：

天线，用于无线地接收已编码音频数据信号；

有线介质，与所述天线连接，用于接收所述已编码音频数据信号；

无线电装置前端电路，用于解码所述已编码音频数据信号；和

耦合电路，将所述无线电装置前端电路与所述有线介质相连。

31、权利要求30所述的音频收发器，其中，所述耦合电路为电容。

32、权利要求30所述的音频收发器，其中，所述耦合电路为变压器。

33、权利要求30所述的音频收发器，还包括所述耦合电路和所述有线介质之间的阻抗匹配网络。

34、权利要求33所述的音频收发器，其中，所述耦合电路为电容。

35、权利要求33所述的音频收发器，其中，所述耦合电路为变压器。

36、权利要求9所述的音频系统，其中，所述发送部件无线发送所述第一分组，并且所述接收部件无线接收所发送的已编码数据的所述第一分组。

37、权利要求9所述的音频系统，其中，所述发送部件通过有线介质发送所述第一分组，并且所述接收部件通过所述有线介质接收所发送的已编码数据的所述第一分组。

38、权利要求37所述的音频系统，其中所述发送器包括第一发送部件和第二发送部件，其中所述第一发送部件通过第一有线介质发送所述第一分组到所述第二发送部件，由此，所述第二发送部件重新发送所述第一分组。

39、权利要求38所述的音频系统，其中，所述第二发送部件无线重新发送所述第一分组。

40、权利要求38所述的音频系统，其中，所述第二发送部件通过第二有线介质重新发送所述第一分组。

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