CN102685648A - 多协议无线音频客户端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多协议无线音频客户端设备。诸如由用户佩戴的头戴式送受话器之类的无线音频客户端设备允许该用户使用不同的通信协议与多个其他设备谈话。在一种方案中，该无线音频客户端设备是与诸如游戏控制台和蜂窝电话之类的多个主设备配对的从设备。该无线音频客户端设备使用一组公共外围设备，诸如扬声器、话筒、RF天线、电池、状态灯和控制按钮。在一个或多个芯片中提供处理电路，以处理所述不同的通信协议。该无线音频客户端设备可自动打断游戏聊天以允许该用户接受传入的电话呼叫或可提示该用户接受该呼叫。或者，该无线音频客户端设备可以在该游戏聊天继续的同时播放来自该蜂窝电话的音频。

Description

多协议无线音频客户端设备
技术领域
本发明涉及多协议无线音频客户端设备。
背景技术
诸如无线个人区域网(WPAN)等无线音频网络允许计算设备在例如房间、家或小办公室大小的区域内彼此传递音频数据。具体而言，用于承载音频数据(诸如语音数据)的射频(RF)技术包括蓝牙
Figure BDA0000143370430000011
(IEEE标准802.15.1-2002)、数字增强无绳电信(DECT)和其他专有通信协议。蓝牙是一种用于在短距离上交换来自固定和移动设备的数据从而创建具有高安全水平的个人区域网(PAN)的专有开放无线技术标准。它能够连接若干设备，克服了同步的问题。DECT是一种用于无绳电话系统和其他语音应用(诸如婴儿监视器)的数字通信标准。
在无线音频网络的一个示例应用中，游戏控制台允许用户在参与共享游戏环境的同时，与在远程位置的另一玩家聊天。用户可佩戴具有话筒和扬声器的无线头戴式送受话器(headset)，以在参与游戏的同时自由移动。在无线音频网络的另一示例应用中，用户佩戴无线头戴式送受话器以与蜂窝电话通信。
期望允许用户与多个计算设备传递音频数据，即便这些计算设备具有不兼容的通信协议。
发明内容
提供一种无线音频客户端设备，该无线音频客户端设备即便在多个计算设备具有不兼容的通信协议(包括音频通信协议)时也能与这些计算设备传递音频数据。在一种方案中，该无线音频客户端设备担当同步到多个主设备并与该多个主设备配对的从设备。例如，该无线音频客户端设备可以是由用户佩戴的头戴式送受话器，而主设备可包括游戏控制台和蜂窝电话。
在一个实施例中，无线音频客户端设备包括一组外围设备，诸如话筒、扬声器和RF天线。该无线音频客户端设备还包括与该组外围设备通信的处理电路，诸如一个或多个微芯片。通过其处理电路，该无线音频客户端设备同时同步到第一主设备的时钟和第二主设备的时钟，并且使用该组外围设备来允许用户使用第一通信协议与第一主设备双向地且无线地传递音频数据，并且使用第二通信协议与第二主设备双向地且无线地传递音频数据。例如，这些通信协议可以彼此不兼容。
为了允许在与第一和第二主设备的通信中共享外围设备，该无线音频客户端设备包括话筒复用器，该话筒复用器进而包括到话筒的输入路径，以及到处理电路的输出路径。话筒复用器能够基于处理电路的控制模式来控制。此外，该无线音频客户端设备包括扬声器复用器，该扬声器复用器包括到扬声器的输出路径和来自处理电路的输入路径，其中该扬声器复用器能够基于处理电路的控制模式来控制。该无线音频客户端设备还可包括RF天线复用器，该RF天线复用器包括到RF天线的路径以及到处理电路的路径，其中该RF天线复用器能够基于处理电路的控制模式来控制。
此配置允许该无线音频客户端设备的用户同时或每次一个主设备地对第一和第二主设备说话和/或收听第一和第二主设备。例如，该从设备还可以在收听第二主设备的同时对第一主设备说话和/或收听第一主设备。对多个主设备说话和收听多个主设备的任何组合是可能的。此外，从设备可以自动切换模式而无需用户干预，诸如响应于从主设备接收的控制数据，或基于用户命令手动切换模式。响应于控制数据，从设备可用可听消息通知用户例如主设备寻求与该用户的通信。
提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下的具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。
附图说明
在附图中，相同编号的元件彼此对应。
图1A描绘了无线网络，其中无线音频客户端设备是头戴式送受话器形式的从设备，其与多个主设备传递音频数据。
图1B描绘图1A的头戴式送受话器的一部分的侧视图。
图2描绘图1A的无线音频客户端设备的电路136的电路图，其中公共微芯片202具有用于第一和第二通信协议的处理电路。
图3描绘图1A的无线音频客户端设备的电路136的电路图，其中不同的微芯片分别具有用于第一和第二通信协议的处理电路。
图4描绘通信协议的示例架构。
图5描绘用于使用无线音频客户端作为与多个主设备通信的从设备的示例方法。
图6描绘一种示例情形，其中头戴式送受话器形式的无线音频客户端与游戏控制台以及与蜂窝电话通信。
图7描绘图6的游戏控制台614的示例实施例。
图8描绘图6的游戏控制台614的另一示例实施例。
具体实施方式
提供一种无线音频客户端设备，该无线音频客户端设备允许用户与使用不同且不兼容的通信协议的多个计算设备传递音频数据。出于各种目的，诸如通信、创造或消费，用户可能希望发送和接收音频，例如语音数据。无线音频客户端设备能够处理多个协议，以避免用户具有独立的且不兼容的无线音频客户端设备的需要。为了紧凑性和效率，使用一组共享的外围设备，诸如话筒、扬声器、RF天线、电池、USB连接器、控制按钮和状态灯。该无线音频客户端设备能够容易地在不同模式间转移，以允许对多个其他设备说话以及收听多个其他设备的任何组合。该无线音频客户端设备的用户由此能够使他或她的通信专用于一所选择的其他设备，或者通过同时与多个其他设备通信来进行多任务处理。
图1A描绘了无线网络，其中无线音频客户端设备是头戴式送受话器形式的从设备，其与多个主设备传递音频数据。在该网络中，从设备100与多个主设备(诸如第一主设备110和第二主设备120)通信。例如，音频数据和控制数据可被传递。音频数据可包括语音数据和合成声音，诸如音调。在实践中，从设备能与任意数量的其他设备通信。在一种方案中，当从设备100被同步到主设备的时钟时，它被认为是该主设备的从属(slave)。因此，从设备是第一主设备110的从属，因为它被同步到第一主设备110的时钟，并且是第二主设备的从属，因为它被同步到第二主设备120的(不同)时钟。所述同步允许该从设备和主设备在指定时间交换消息(诸如音频和/或控制数据)。此外，该从设备可以面向连接的协议与一主设备建立连接，以使该从设备与该主设备被称为被配对或连接。
在蓝牙协议中使用的示例方案中，用户将主设备设定在询问状态以发现该区域中的其他设备。在询问状态，该主设备(本地设备)生成询问跳跃(信道改变)序列。此询问跳跃序列是从该主设备的时钟和所选择的询问存取码导出的。此跳跃序列覆盖可用的79个蓝牙信道的一32信道子集。一旦主设备生成询问跳跃序列，当它按顺序切换到该跳跃序列中定义的每个信道时，它广播询问消息。
可发现设备(远程设备)将周期性地进入询问扫描状态。在此状态，该可发现设备根据询问扫描跳跃序列来跳跃(hop)，该询问扫描跳跃序列也是基于该询问存取码和本地时钟的。如果执行询问扫描的远程设备接收到询问消息，则它进入询问响应状态并用询问响应消息来应答。该询问响应包括该远程设备的地址和时钟，两者都是建立连接所需要的。广播范围内的所有可发现设备将对该设备询问做出响应。
在获得并选择远程设备的地址之后，该主设备进入寻呼(paging)状态以与该远程设备建立连接。在寻呼状态，该主设备基于该远程设备的地址和所估算的当前时钟来生成跳跃序列。然后该寻呼设备在跳跃通过所生成的信道序列时重复地发送寻呼消息(page message)。如果主设备允许其他远程设备与其连接，则它将周期性地进入寻呼扫描状态，在该状态中基于该本地地址和时钟生成跳跃序列。
当该远程设备接收到寻呼分组(page packet)时，它用寻呼响应分组对该主设备进行响应。在接收到该响应之后，该主设备向该从设备发送跳频同步(FHS)分组。该FHS分组包括该主设备的地址和时钟。一旦该从设备接收到该FHS分组，它就向该主设备发送确认。当该主设备接收到该确认之后，它从它自己的地址和它自己的时钟生成新跳跃序列。然后该从设备使用该主设备的地址和该主设备的时钟来生成与该主设备的跳跃序列等同的跳跃序列。等同的跳跃序列允许从设备在保持连接的同时在公共信道上跳跃。一旦该寻呼过程完成，则该设备移动至连接状态。该主设备向该从设备发送轮询分组(poll packet)，该轮询分组验证从寻呼跳跃序列到新跳跃序列的转移是否是成功的。如果成功，则这两个设备在该连接的持续时间内基于该主设备的地址和时钟按照伪随机模式继续跳频。
尽管提供蓝牙协议作为示例，然而可以使用无线音频客户端设备与多个其他设备通信的任何类型的协议。无线音频客户端设备通过同步到设备的时钟(例如，定时信号)而担当多个主设备中的一个或多个主设备的从设备是可能的，担不是必要的。
可任选地，多个从设备可被同步到一主设备。例如，在相同位置的多个用户可以连接到图1A的第一和/或第二主设备。
在一示例实现中，无线音频客户端设备100是由用户佩戴的头戴式送受话器130。该头戴式送受话器可以是如所描绘的盖住两只耳朵的类型(在这种情况下可以提供立体声)，或者可以是例如只佩戴在一只耳朵上的类型(在这种情况下提供单声道声音)。无线音频客户端设备100还可以另一种头戴的形式(诸如头盔或3-D虚拟现实眼镜)提供，或以非头戴的形式(诸如佩戴在除了头部之外的身体上的计算设备)提供，或以手持式或以其他方式与用户具有身体接触的形式提供，或以不与用户具有身体接触的形式(诸如当该计算设备被放置在桌面上或作为家具或其他固定组件的一部分时)提供。
头戴式送受话器130包括头部件(head piece)132、包括电路136和扬声器138的耳机(earpiece)134、包括扬声器142的耳机140、话筒支撑件144和话筒146。这些组件之间的接线可以按需提供，但是没有被描绘出。电路136在所述耳机之一中的位置仅是示例，因为它可以位于其他地方和/或在头戴式送受话器130的多个位置。
图1B描绘图1A的头戴式送受话器的耳机140的侧视图。作为示例，在耳机140上可以提供诸如按钮150和开关154之类的用户控制器，以及状态指示器灯152。在佩戴该头戴式送受话器之前，用户可以激活所述用户控制器以使该头戴式送受话器通电(诸如经由开关154)，以及将该头戴式送受话器设定为它可被发现的模式(诸如经由按钮150)。一旦状态指示器灯152指示该头戴式送受话器连接到预期的主设备，用户可以佩戴该头戴式送受话器并开始经由话筒146说话并经由扬声器138和142听取。在一种可能方案中，一个状态指示器灯指示一相应主设备的连接状态。例如，闪烁的灯可指示连接的建立正在进行中，而稳定的灯可指示连接已建立。
图2描绘图1A的无线音频客户端设备的电路136的电路图，其中用于第一和第二通信协议的处理电路200由一公共微芯片提供。处理电路200可与状态灯222(诸如图1B中的状态灯152)、控制按钮224(诸如图1B中的按钮150和开关154)、为该处理电路提供电力的电池226、以及可以通过插入个人计算机(PC)的USB端口而对该无线音频客户端设备充电的USB连接器228通信。
处理电路200还与晶体振荡器208以及与非易失性存储器204通信，该晶体振荡器为该处理电路提供时钟信号。非易失性存储器204(诸如EEPROM和/或串行闪存)可存储代码或其他处理器可读指令以供处理电路200使用。与EEPROM的通信可使用I2C(Inter-Integrated Circuit，集成电路间)总线，而与串行闪存的通信可使用串行外围接口(SPI)总线。易失性存储器206可临时存储代码或其他处理器可读指令以供处理电路200使用。非易失性存储器204和易失性存储器206是其上收录了用于对至少一个处理器进行编程以执行此处描述的功能的处理器可读代码的至少一个有形的、非瞬态的、处理器可读的存储设备的示例。例如，该至少一个处理器可由处理电路200代表。非易失性存储器204和易失性存储器206也是有形的、非瞬态的、计算机可读的或处理器可读的存储设备的示例。
处理电路200还与一组外围设备通信，诸如话筒210(例如，图1A的话筒146)、一个或多个扬声器(例如，图1A的扬声器138和142)、RF天线214、状态灯222、控制按钮224、电池226和USB连接器228。这些是可被该无线音频客户端设备用来以多种协议通信的外围设备的示例。用于共享外围设备的一种方案采用话筒(mic.)复用器(mux)216，话筒复用器216可基于来自处理电路200的控制信号(经由未示出的路径)，将在话筒复用器216的端口230处的该话筒的输入路径连接到在端口236和238处的该复用器216两个输出路径中的仅一个输出路径。在一种方案中，话筒复用器216的端口236和238分别连接到处理电路200的端口248和250(诸如引脚)，以提供来自该话筒的模拟音频信号。
扬声器复用器218可基于来自处理电路200的控制信号(经由未示出的路径)，将在端口232处的到该扬声器复用器的输出路径连接到在端口240和242处的该扬声器复用器的两个输入路径中的仅一个输入路径。在一个方案中，扬声器复用器218的端口240和242分别连接到处理电路200的端口252和254(诸如引脚)，以接收用于该扬声器的模拟音频信号。当传递立体声时，可以提供类似的、第二扬声器复用器(未示出)。
RF天线复用器220可以基于来自处理电路200的控制信号(经由未示出的路径)将在端口234处的RF天线214的路径连接到在端口244和246处的两个路径中的仅一个路径。RF天线复用器220的端口244和246分别连接到处理电路200的端口256和258(诸如引脚)。
处理电路200可以分配端口248、252和256以在第一模式中与第一主设备通信，同时分配端口250、254和258以在第二模式中与第二主设备通信。在第一模式中，该用户的语音数据由话筒210接收并经由端口236和248被路由到该处理电路。该处理电路根据第一通信协议处理该语音数据，诸如通过将其编码在数字消息中。该编码可包括模数转换。该处理电路经由端口256和244将承载经编码的语音数据的相应的RF发射信号提供到RF天线214。类似地，经由该RF天线从第一主设备接收的音频数据被经由端口244和256提供给该处理电路。此音频数据被该处理电路根据第一通信协议处理，诸如通过执行解码，以经由端口252和240将经解码的音频信号提供给扬声器212。该解码可包括数模转换。所接收的音频数据可包括诸如声调以及另一用户的语音数据等声音。
在第二模式中，该用户的语音数据由话筒210接收并经由端口238和250被路由到该处理电路。该处理电路根据第二通信协议处理该语音数据，诸如通过将其编码。该处理电路经由端口258和246将承载该语音数据的相应的RF发射信号提供到RF天线214。类似地，经由该RF天线从第二主设备接收的音频数据被经由端口246和258提供给该处理电路。此音频数据被该处理电路根据第二通信协议处理，诸如通过执行解码，以经由端口254和242将经解码的音频信号提供给扬声器212。
因此，端口236可以是第一输出路径的一部分，该第一输出路径是该话筒复用器的输出路径中的一个并且被分配为承载用于传送到第一主设备的音频数据，端口238可以是第二输出路径的一部分，该第二输出路径是该话筒复用器的输出路径中的另一个并且被分配为承载用于传送到第二主设备的音频数据。此外，端口240可以是第一输入路径的一部分，该第一输入路径是该扬声器复用器的输入路径中的一个并且被分配为承载从第一主设备接收的音频数据，端口242可以是第二输入路径的一部分，该第二输入路径是该扬声器复用器的输入路径中的一个并且被分配为承载从第二主设备接收的音频数据。
允许用户使用各自的不同的通信协议听取多个主设备和/或与该多个主设备谈话的各种其他组合是可能的。
注意，通过在该处理电路处和在复用器216、218和220处使用额外的端口，可以适应超过两个主设备。
除了使用不同协议传递音频数据之外，还可能将简档与每个主设备相关联，该简档影响处理与该主设备的通信的方式。例如，对于作为游戏控制台的主设备，该简档可以改变用户的语音的声音，例如，以使得该语音与该游戏的主题更一致。例如，可以应用音效以使得该语音表现为来自男人、女人、老人或年轻人、机器人、尖锐声、怪兽等，和/或添加诸如回声等效果。另一用户则经由所述主设备之一接收经修改的语音数据。另一方面，对于作为蜂窝电话的主设备，例如，该简档可以不改变该用户的语音的声音。该简档还可以设定音量级以使从游戏聊天中的另一用户接收的音频数据比从另一源(诸如蜂窝电话)接收的音频数据更响。在一种方案中，该处理电路具有基于相应主设备的身份来自动应用简档的逻辑。例如，游戏简档可被应用到已知为游戏控制台的主设备，而蜂窝电话简档可被应用到已知为蜂窝电话的主设备。在另一方案中，用户人工设定简档，诸如通过该无线音频客户端设备上的控制按钮。
复用器216、218和220可外置于该处理电路并经由该处理电路的外部引脚通信(如所提到的)，或者可内置于该处理电路并经由内部连接点通信。
图3描绘图1A的无线音频客户端设备的电路136的电路图，其中两个分立的微芯片分别具有用于第一和第二通信协议的处理电路。在此方案中，处理电路300(诸如第一微芯片)用于第一通信协议，而处理电路320(诸如第二微芯片)用于第二通信协议。晶体振荡器302为处理电路300提供时钟基准。状态灯304指示处理电路300的状态。非易失性存储器306(诸如EEPROM和/或串行闪存)可存储代码或其他处理器可读指令以供处理电路300使用。非易失性存储器301(其可临时存储代码)和易失性存储器301是其上收录了用于对至少一个处理器进行编程以执行此处描述的功能的处理器可读代码的至少一个有形的、非瞬态的、处理器可读的存储设备的示例。例如，该至少一个处理器可由处理电路300代表。非易失性存储器306和易失性存储器301也是有形的、非瞬态的、计算机可读的或处理器可读的存储设备的示例。
开/关开关308(例如，图1B中的开关154)连接到处理电路300和320。设备选择开关(例如，图1B中的控制按钮150)可用于通过选择第一处理电路300或第二处理电路320来选择第一或第二主设备。
晶体振荡器322为处理电路320提供时钟基准。状态灯324指示处理电路320的状态。非易失性存储器326(诸如EEPROM和/或串行闪存)可存储代码或其他处理器可读指令以供处理电路320使用。非易失性存储器321(其可临时存储代码)和易失性存储器301是其上收录了用于对至少一个处理器进行编程以执行此处描述的功能的处理器可读代码的至少一个有形的、非瞬态的、处理器可读的存储设备的示例。例如，该至少一个处理器可由处理电路320代表。非易失性存储器326和易失性存储器321也是有形的、非瞬态的、计算机可读的或处理器可读的存储设备的示例。
电池330向处理电路300和320提供电力。控制按钮(例如，图1B中的控制按钮150)允许用户人工控制处理电路300和320。可以提供USB连接334以用于来自PC的插入式电力。处理电路300和320可以经由路径(由箭头303表示)彼此交换数据，所述路径诸如是I2C总线、通用异步接收机/发射机(UART)以及芯片300和320上的通用输入/输出(GPIO)引脚。UART是将数据在并行形式和串行形式间转换的计算机硬件。GPIO是芯片上的通用引脚，其行为(包括它是输入引脚还是输出引脚)可以通过软件控制。
处理电路300和320还与一组外围设备通信，诸如话筒210、一个或多个扬声器138、RF天线214、电池330、控制按钮332和USB连接器334。在用于共享外围设备的一种方案中，话筒复用器216基于来自处理电路300或320的控制信号(经由未示出的路径)，将复用器216的端口230处的该话筒的输入路径连接到在端口236和238处的复用器216的两个输出路径中的仅一个输出路径。话筒复用器216的端口236和238分别连接到处理电路300和320的端口348和354(诸如引脚)。
扬声器复用器218可基于来自处理电路300或320的控制信号(经由未示出的路径)，将在端口232处的它的输出路径连接到在端口240和242处的该复用器218的两个输入路径中的仅一个输入路径。扬声器复用器218的端口240和242分别连接到处理电路300和320的端口350和356(诸如引脚)。
RF天线复用器220可以基于来自处理电路300或320的控制信号(经由未示出的路径)，将在端口234处的RF天线214的路径连接到在复用器220的端口244和246处的两个路径中的仅一个路径。RF天线复用器220的端口244和246分别连接到处理电路300和320的端口352和358(诸如引脚)。
处理电路300使用端口348、350和352来在第一模式中与第一主设备通信，同时处理电路320使用端口354、356和358来在第二模式与第二主设备通信。在第一模式中，用户的语音数据由话筒210接收并经由端口236和348路由到处理电路300，处理电路300根据第一通信协议处理该语音数据，诸如通过将其编码。处理电路300经由端口352和244将承载该语音数据的相应的RF发射信号提供到RF天线214。类似地，经由该RF天线从第一主设备接收的音频数据被经由端口244和352提供给处理电路300。此音频数据被处理电路300根据第一通信协议处理，诸如通过执行解码，以经由端口350和240将经解码的音频信号提供给扬声器212。
在第二模式中，用户的语音数据由话筒210接收并经由端口238和354路由到处理电路320，处理电路320根据第二通信协议处理该语音数据，诸如通过将其编码。处理电路320经由端口358和246将承载该语音数据的相应的RF发射信号提供到RF天线214。类似地，经由该RF天线从第二主设备接收的音频数据被经由端口246和358提供给处理电路320。此音频数据被处理电路320根据第二通信协议处理，诸如通过执行解码，以经由端口356和242将经解码的音频信号提供给扬声器212。
允许用户使用各自的不同的通信协议听取多个主设备和/或与该多个主设备谈话的各种其他组合是可能的。
注意，通过使用具有与复用器216、218和220通信的各自端口的额外的处理电路(例如，微芯片)，可以适应超过两个主设备。也可以在复用器216、218和220上提供额外的端口——每个芯片/协议一个。
与前面一样，除了使用不同协议传递音频数据之外，还可能将简档与每个主设备相关联，该简档影响处理该主设备的通信的方式。
复用器216、218和220可外置于处理电路300和320并经由该处理电路的外部引脚通信(如同所提到的)，或者可内置于处理电路300和320并经由内部连接点通信。
所讨论的处理电路可使用硬件和软件的任何组合来根据某一协议无线地传递音频数据。例如，对于可处理多个协议的单个微芯片(例如，图3)，软件和硬件的第一种组合可用于第一协议，而软件和硬件的第二种组合可用于第二协议。对于可处理第一协议的单个微芯片(例如，图4)，可使用硬件和软件的第一种组合，而对于可处理第二协议的单个微芯片，可以使用硬件和软件的第二种组合。在任一情况下，可能有或者没有用于两种协议的一些重叠的硬件和软件。
图4描绘通信协议的示例架构。通信协议可用不同方式被描述。通常，协议可以用层的栈表达，层的栈包括一个或多个物理层、一个或多个逻辑层、以及一个或多个消息层。在本示例(其基于蓝牙架构)中，物理层可包括物理信道层400和物理链路层402。逻辑层可包括逻辑传输层404和逻辑链路层406。消息层可包括逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)信道层。还提供应用和服务层410，该层不是蓝牙架构的一部分。
一般而言，通信协议定义在设备间通信的一组规则。物理层可定义将使用哪些物理属性来通信，诸如将使用什么频率、消息的持续时间以及与软件有关的消息。物理层发送原始比特，诸如1和0。逻辑层定义这些比特的意义。消息层定义规则，诸如当设备发送一条消息时，接收设备将发送特定的响应消息，等等。
更详细地说，所述一个或多个物理层表示一个或多个物理信道(诸如射频(RF)信道)，所述信道定义原始数据(诸如比特流)如何被传送。比特流可以将比特分组为代码字或码元。物理信道的一个可能的特征是调制技术。调制技术包括模拟调制技术、数字调制技术和扩频调制技术。模拟调制技术包括幅度调制(AM)、单边带调制(SSB)、正交幅度调制(QAM)、频率调制(FM)、和相位调制(PM)。数字调制技术包括频移键控(FSK)、多频移键控(MFSK)、幅移键控(ASK)、开-关键控(OOK)、相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)、最小频移键控(minimum-shift keying，MSK)、连续相位调制(CPM)、脉冲位置调制(PPM)、格状编码调制、正交频分复用(OFDM)和单载波FDMA(SC-FDMA)。扩频调制技术包括宽带线性调频扩频(CSS)、直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)和跳时扩频。
物理信道的另一可能特征是是否在共享传输介质上使用复用来将数字数据流组合成一个信号，以及所使用的复用的类型。复用技术包括电路模式或恒定带宽技术以及统计复用或可变带宽技术。电路模式或恒定带宽技术包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、空分多址(SDMA)和空间复用(多输入多输出通信或MIMO)。统计复用或可变带宽技术包括分组模式、动态时分多址、FHSS、DSSS、正交频分多址(OFDMA)、单载波FDMA和多载波码分多址(MC-CDMA)。
物理信道的另一可能特征是其频率(例如，中心频率)和带宽。
该一个或多个逻辑层可包括由该一个或多个物理信道承载的数据流。该数据流可包含逻辑信道，诸如控制和通信信道。逻辑信道可处理诸如协议复用、数据分组从更高协议级的分割(segmentation)和重新装配(reassembly)、服务质量实施、错误控制和流控制等任务。该一个或多个逻辑层可被用于通过创建、管理和断开节点间的传输来管理节点间的无线电链路。
该一个或多个消息层定义用于在网络中的节点(例如，主设备和从设备)间交换消息的一组规则。这些层可被用来启动、控制和关闭最终用户应用。例如，上面结合图1A讨论的示例提供了诸如以下消息：询问消息、询问响应消息、寻呼消息、寻呼响应分组和轮询分组。
通信协议还可根据它是面向连接的还是无连接的来表征。
在图4的示例中，物理层在2.4-2.5GHz的未许可ISM波段中操作。该系统采用跳频收发器来对抗干扰和衰落并提供许多FHSS载波。基本速率(BasicRate)无线电操作使用经成形的、二进制频率调制来最小化收发器复杂度。码元速率是1兆码元每秒(Ms/s)，支持1兆比特每秒(Mb/s)的比特率(基本速率)，或利用增强的数据速率支持2或3Mb/s的总空中比特率。在典型操作期间，物理无线电信道可被同步到公共时钟和跳频模式的一组设备共享。一个设备提供同步基准并被称为主设备。被同步到主设备的时钟和跳频模式的所有其他设备被称为从设备。用这种方式同步的一组设备形成微微网(piconet)。基本跳跃模式为ISM波段中间隔为1MHz的79个频率的伪随机排序，其跳频速率为1600次每秒。使用高斯频移键控(GFSK)调制。
该物理信道被细分成被称为槽(slot)的时间单元。数据在蓝牙设备之间以位于这些槽中的分组传送。在物理信道内，在主设备和从设备之间形成物理链路。该物理链路提供主设备和从设备之间的双向分组传输。每个从设备和该主设备之间存在物理链路。该物理链路被用作一个或多个逻辑链路的传输，该一个或多个逻辑链路支持单播同步的、异步的和等时的通信，以及广播通信。逻辑链路上的通信通过占用由资源管理器中的调度功能分配的槽而被复用到该物理链路上。
该逻辑链路层提供两个或更多个设备之间的独立传输，同时该逻辑链路层描述各逻辑链路类型中的一些之间的相互依赖性。在该逻辑链路层中，蓝牙链路管理器可设置、管理和终止设备之间的通信信道。链路控制涉及监视信道状态、交换控制信息和处理链路控制命令(诸如打开信道或改变功率级别)。
该L2CAP层向应用和服务提供基于信道的抽象。它执行应用数据的分割和重新组装以及共享逻辑链路上的多个信道的复用和解复用(de-multiplexing)。该L2CAP还协商并实施服务质量(QoS)约定，所述约定是基于所提供的服务的类型的，其中默认使用“尽力服务”合同。QoS调节令牌大小(字节)、速率和峰值带宽(字节/秒)和其他关键元素以确保稳健连接。被提交给L2CAP协议的应用数据可被承载在支持该L2CAP协议的任何逻辑链路上。
应用和服务层依赖逻辑层并且不是由蓝牙标准指定的。
各通信协议是不同的，并且当它们在上面提到的各方面中的任一方面中变化时可能是不兼容的，即便它们在其他方面是类似的。例如，两个协议可以均在2.4GHz波段下操作但是使用不同的信道带宽。例如，一个信道带宽(例如，1MHz)可以用于标准协议(诸如蓝牙)，而另一信道带宽(例如，1.5MHz)用于类似的但是专有的协议。或者，一个协议(诸如蓝牙)可使用跳频，其中它持续地(以固定速率)切换信道，而另一个协议也使用跳跃，但是它不持续切换信道，而是保持在一个信道中较长的一段时间。专用于处理一个协议的处理电路因此不能处理另一个不兼容的协议。在一些情况下，提供彼此向后兼容的不同版本的协议这些不同版本可以不被认为代表不同的、不兼容的协议。
图5示出用于使用无线音频客户端作为与多个主设备通信的从设备的示例方法。在步骤500，从设备与第一主设备配对并使用第一通信协议来传递音频数据。在步骤502，该从设备与第二主设备配对并使用第二通信协议来传递音频数据。在步骤504，设定从设备的控制模式。该控制模式可以基于各种输入，诸如用户命令、默认设置、所感测的活动、从第一和第二主设备接收的简档和控制数据。
关于用户命令，用户能够例如使用从设备上的按钮来人工选择模式。关于默认设置，例如，可选择首先连接到从设备的主设备，或者默认选择特定类型的主设备(例如，游戏控制台、蜂窝电话、无绳电话、PC外围设备)。在选择控制模式的决定中，不同类型的主设备可具有相对优先级。关于所感测的活动，从设备可以听取每个主设备的信道并且自动决定哪个信道具有活动(或最强的活动)，并选择相应的主设备。关于简档，如同前面提到的，简档可以控制如何处理音频数据，或者可为特定的主设备或特定类型的主设备设定优先级。
关于控制数据，作为示例，假定从设备正与第一主设备(诸如允许用户与远程用户进行游戏聊天的游戏控制台)传递音频数据。该从设备还与第二主设备(诸如蜂窝电话)配对。在该蜂窝电话处发生一事件，诸如传入呼叫。该事件被该控制数据传递到该从设备，致使该从设备自动停止与第一主设备的通信并开始与第二主设备通信，以允许该用户接收该电话呼叫。或者，该控制数据可以在该从设备处提供可听声调以向该用户通知该事件，而该用户可选择人工切换到与第二主设备通信，诸如通过按压该无线客户端设备上的控制按钮。该控制数据还可提供合成语音，该合成语音例如基于该电话的联系人列表通告呼叫者的名字。蜂窝电话处的事件的另一示例是日历约会提醒，在这种情况下该控制数据可提供可听声调和/或合成语音，该可听声调和/或合成语音概括地通告该事件，或者使用“文本到语音”转换来读出该事件的文本描述。蜂窝电话处的事件的另一示例是传入的电子邮件或文本消息，在此情况下该控制数据可提供可听声调和/或合成语音以通告该事件或读出相应的文本描述。
在一种方案中，来自蜂窝电话的声调和/或合成语音被用户听到而不阻挡与该第一主设备的通信，因此该用户能继续未被打断的游戏聊天。在另一方案中，来自蜂窝电话的声调和/或合成语音被用户听到同时阻挡在该从设备处从第一主设备接收音频，但是不阻挡从该从设备到该第一主设备的音频的传输，因此该用户可继续游戏聊天中的谈话但是不能听到该游戏聊天中的其他一个或多个人。
在另一方案中，当用户从与第一主设备(诸如游戏聊天中使用的游戏控制台)的谈话和听取切换到与第二主设备(诸如蜂窝电话)的谈话和听取时，该用户可例如经由控制按钮提供命令，以参与到(conference in)第一主设备中以允许该远程游戏聊天用户也与第二主设备谈话并听取第二主设备。或者，该第二主设备的对话可以被参与到现有游戏聊天中而不打断该游戏聊天。
一般而言，该用户可人工提供命令，诸如启动该从设备上的控制按钮、通过语音识别或通过另一种技术。
在该方法的一条路径中，在步骤506，该从设备与该第一主设备谈话并听取它。例如，这可以表示该用户经由作为第一主设备的游戏控制台来参与游戏聊天。在步骤508，该从设备还可任选地听取该第二主设备。例如，这可以表示该用户听取来自作为第二主设备的蜂窝电话的声调和/或合成语音。
在该方法的一替代路径中，在步骤510，该从设备与该第二主设备谈话并听取它。例如，这可以表示该用户与作为第二主设备的蜂窝电话谈话并听取它。在步骤512，该从设备还可任选地听取该第一主设备。例如，这可以表示该用户经由作为第一主设备的游戏控制台听取该游戏聊天中的另一用户的语音。
在判定步骤514，做出关于控制模式是否应当改变的判断，诸如基于结合步骤504讨论的输入中的任一个的改变。如果确定了改变，则在步骤504设定新控制模式。如果确定没有改变，在判定步骤514实现等待模式，直到确定了改变。
图6示出一种示例情形，其中头戴式送受话器形式的无线音频客户端与游戏控制台以及与蜂窝电话通信。该情形包括经由至少一个网络630连接的流传输服务器600和具有因特网连接能力的游戏控制台614和620(或其他客户端电子媒体设备，诸如个人计算机)。游戏控制台614和620可在用户的各自的远程位置处被提供，诸如在他们的各自的家里。第一游戏控制台614可与提供显示视频内容的用户界面的电视机或其他显示设备612相关联。第一用户(用户A)可与手持控制器616(诸如游戏控制器)交互来向第一游戏控制台614提供控制输入。类似地，第二游戏控制台620可与提供显示视频内容的用户界面的电视机或其他显示设备624相关联。第二用户(用户B)可与手持控制器626交互来向第二游戏控制台620提供控制输入。作为使用手持控制器的替代，用户可以其他方式来提供控制输入，例如通过语音命令或通过运动捕捉系统中的姿势识别。例如，为此目的可提供运动捕捉相机602和622。
每个用户可具有提供谈话和听取能力的头戴式送受话器，诸如用户A的头戴式送受话器130。对于作为从设备的头戴式送受话器130，无线语音链路被提供给作为第一主设备的电子媒体设备614并被提供给作为第二主设备的蜂窝电话618。此外，通过各电子媒体设备间的视频图像数据的数字通信，可以在各用户之间提供视频web聊天能力。视频可显示在用户界面上的画中画插入窗口中。
图7示出图6的游戏控制台614的示例实施例。中央处理单元(CPU)701具有一级(L1)高速缓存702、二级(L2)高速缓存704和闪存ROM(只读存储器)706。闪存ROM 706可存储在游戏控制台614通电时在引导过程的初始化阶段加载的可执行代码。
图形处理单元(GPU)708和视频编码器/视频编解码器(编码器/解码器)714形成用于高速和高分辨率图形处理的视频处理流水线。编码器/解码器714可访问用于缓冲视频帧的缓冲器709。经由总线从GPU 708向视频编码器/视频编解码器714运送数据。视频处理流水线向A/V(音频/视频)端口740输出数据，用于传输至电视机或其他显示器。存储器控制器710连接到GPU 708，以便于处理器对各种类型的存储器712(诸如RAM)的处理器访问。
游戏控制台614包括优选地在模块718上实现的I/O控制器720、系统管理控制器722、音频处理单元723、网络接口724、第一USB主控制器726、第二USB控制器728和前面板I/O子部件730。USB控制器726和728担当外围控制器742和743(诸如图6的游戏控制器616(当使用到该游戏控制器的有线路径时))、无线适配器748和749、以及外置存储器单元746的主机。网络接口(NW IF)724和/或无线适配器748和749提供对网络(例如，因特网、家庭网络等)的访问并且可包括包括以太网卡、调制解调器、蓝牙模块、电缆调制解调器等的有线或无线适配器组件。在一示例实现中，无线适配器748用于允许游戏控制台作为第一主设备无线地通信。无线适配器749可用于与游戏控制器616无线地通信。
提供系统存储器745来存储在引导过程期间加载的应用数据。介质驱动器744可包括DVD/CD驱动器、硬盘驱动器、或其他可移动介质驱动器等。应用数据可经由介质驱动器744访问，以供游戏控制台614执行、回放等。介质驱动器744经由总线连接到I/O控制器720。
系统管理控制器722提供涉及确保游戏控制台614的可用性的各种服务功能。音频处理单元723和音频编解码器732形成具有高保真度和立体声处理的音频处理流水线。音频数据经由通信链路在音频处理单元723与音频编解码器732之间传输。音频处理流水线可将数据输出到A/V端口740以供外置音频播放器或具有音频能力的设备再现。
前面板I/O子部件730支持暴露在游戏控制台614的外表面上的电源按钮750和弹出按钮752以及任何LED(发光二极管)或其他指示器的功能。系统电源模块736向游戏控制台614的组件供电。
CPU 701、GPU 708、存储器控制器710、和游戏控制台614内的各个其它组件经由一条或多条总线互连，包括串行和并行总线、存储器总线、外围总线、和使用各种总线架构中任一种的处理器或局部总线。
当游戏控制台614通电时，应用数据可从系统存储器745加载到存储器712和/或高速缓存702、704中并在CPU 701上执行。应用可呈现在导航到游戏控制台614上可用的不同媒体类型时提供一致的用户体验的图形用户界面。在操作中，介质驱动器744中包含的应序和/或其他媒体可从介质驱动器744启动或播放，以向游戏控制台614提供附加功能。
游戏控制台614可通过将该系统简单地连接到电视机或其他显示器而作为独立系统来操作。在此独立模式中，游戏控制台614允许一个或多个用户与该系统交互、看电影、或听音乐。然而，在集成了可通过网络接口724或无线适配器748而变得可用的宽带连接的情况下，游戏控制台614还可作为较大网络社区中的参与者来操作。
当游戏控制台614通电时，可以保留指定量的硬件资源以供游戏控制台操作系统作系统使用。这些资源可以包括存储器保留量(例如，16MB)、CPU和GPU周期保留量(例如，5％)、网络带宽保留量(例如，8kbs)等。因为这些资源是在系统引导时保留的，所以所保留的资源从应用的角度而言是不存在的。
在游戏控制台614引导且系统资源被保留之后，执行并发系统应用来提供系统功能。系统功能被封装在上述所保留的系统资源内执行的一组系统应用中。操作系统内核标识出作为系统应用线程而非游戏应用线程的线程。系统应用优选地被调度为在预定时间并以预定时间间隔在CPU 701上运行，以便提供对应用而言一致的系统资源视图。调度是为了使在控制台上运行的游戏应用的高速缓存分裂最小化。
当并发系统应用需要音频时，由于时间敏感性而将音频处理异步地调度给游戏应用。游戏控制台应用管理器在系统应用活动时控制游戏应用音频水平(例如，静音、衰减)。
输入设备(例如，控制器742和743)由游戏应用和系统应用共享。输入设备不是保留资源，而是在系统应用和游戏应用之间切换以使其各自具有设备的焦点。应用管理器较佳地控制输入流的切换，而无需知晓游戏应用的知识，并且驱动程序维护有关焦点切换的状态信息。
图8示出图6的游戏控制台614的另一示例实施例。在计算环境820中提供该游戏控制台，计算环境820包括通常包括各种有形计算机可读存储介质的计算机841。这可以是能由计算机841访问的任何可用介质，而且包含易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。系统存储器822包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，如只读存储器(ROM)823和随机存取存储器(RAM)860。包含诸如在启动期间帮助在计算机841内的元件之间传输信息的基本例程的基本输入/输出系统824(BIOS)通常储存储在ROM 823中。RAM 860通常包含处理单元859可立即访问和/或当前正在操作的数据和/或程序模块。图形接口831与GPU 829通信，GPU又与视频存储器830通信。视频存储器830可包括缓冲器。提供了操作系统825、应用程序826、其他程序模块827和程序数据828。
计算机841也可以包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质，例如，读写不可移动、非易失性磁性介质的硬盘驱动器838，读写可移动、非易失性磁盘854的磁盘驱动器839，以及读写诸如CD ROM或其他光学介质之类的可移动、非易失性光盘853的光盘驱动器840。可以在该示例性操作环境中使用的其他可移动/不可移动、易失性/非易失性有形计算机可读存储介质包括但不限于，磁带盒、闪存卡、数字多功能盘、数字录像带、固态RAM、固态ROM等等。硬盘驱动器838通常通过诸如接口834之类的不可移动存储器接口连接到系统总线821，并且磁盘驱动器839和光盘驱动器840通常通过诸如接口835之类的可移动存储器接口连接到系统总线821。
以上讨论和描述的驱动器及其相关联的计算机存储介质为计算机841提供了对计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的存储。例如，硬盘驱动器838被描绘为存储了操作系统858、应用程序857、其他程序模块856、以及程序数据855。注意，这些组件可与操作系统825、应用程序826、其他程序模块827和程序数据828相同，也可与它们不同。在此给操作系统858、应用程序857、其他程序模块856、以及程序数据855提供了不同的编号，以说明至少它们是不同的副本。用户可以通过输入设备，例如键盘851和定点设备852——通常是指鼠标、跟踪球或触摸垫——向计算机841输入命令和信息。其他输入设备(未示出)可包括话筒、操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星天线、扫描仪等。这些以及其他输入设备通常通过耦合到系统总线的用户输入接口836连接到处理单元859，但也可通过诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)之类的其他接口和总线结构来连接。用于检测姿势和其他身体移动的深度相机系统可定义用于控制台100的附加输入设备。监视器842或其他类型的显示器也通过接口，诸如视频接口832，连接至系统总线821。除了监视器以外，计算机还可包括诸如扬声器844和打印机843之类的其他外围输出设备，它们可通过输出外围接口833来连接。
计算机841可使用到一个或多个远程计算机(诸如，远程计算机846)的逻辑连接而在联网环境中操作。远程计算机846可以是PC、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其他常见的网络节点，且通常包括许多或所有以上相对于计算机841描述的元件，但是仅描绘了存储器存储设备847。逻辑连接包括局域网(LAN)845和广域网(WAN)849，但也可以包括其他网络。这样的联网环境在家庭网络、办公室、企业范围计算机网络、内联网和因特网中是常见的。
当在LAN联网环境中使用时，计算机841通过网络接口或适配器837连接到LAN 845。当在WAN联网环境中使用时，计算机841通常包括调制解调器850或用于通过诸如因特网等WAN 849建立通信的其他手段。调制解调器850可以是内置的或外置的，可经由用户输入接口836或其他适当的机制连接到系统总线821。在联网环境中，相对于计算机841所示的程序模块或其部分可被存储在远程存储器存储设备中。远程应用程序848可驻留在存储器设备847上。应当理解，所示的网络连接是示例性的，并且可使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。
前面的对本技术的详细描述只是为了说明和描述。它不是为了详尽的解释或将本技术限制在所公开的准确的形式。鉴于上述教导，许多修改和变型都是可能的。所描述的实施例只是为了最好地说明本技术的原理以及其实际应用，从而使精通本技术的其他人在各种实施例中最佳地利用本技术，适合于特定用途的各种修改也是可以的。本技术的范围由所附的权利要求进行定义。

Claims (10)

1.一种无线音频客户端设备(100)，包括：
一组外围设备，所述一组外围设备包括话筒(210)、扬声器(212)以及RF天线(214)；
与所述一组外围设备通信的处理电路(200，300，320)，所述处理电路同时同步到第一主设备(110)的时钟以及同步到第二主设备(120)的时钟，并且使用所述一组外围设备来允许用户使用第一通信协议与所述第一主设备双向地并且无线地传递音频数据，以及使用第二通信协议与所述第二主设备双向地并且无线地传递音频数据，所述第二通信协议与所述第一通信协议不兼容；
话筒复用器(216)，所述话筒复用器包括到话筒的输入路径(230)以及到所述处理电路的输出路径(236，238)，所述话筒复用器能够基于所述处理电路的控制模式来控制；以及
扬声器复用器(218)，所述扬声器复用器包括到扬声器的输出路径(232)以及来自所述处理电路的输入路径(240，242)，所述扬声器复用器能够基于所述处理电路的控制模式来控制。
2.如权利要求1所述的无线音频客户端设备，其特征在于，还包括：
RF天线复用器(220)，所述RF天线复用器包括到所述RF天线的路径(234)以及到所述处理电路的路径(244，246)，所述RF天线复用器能够基于所述处理电路的控制模式来控制。
3.如权利要求1所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
第一输出路径(236)被分配为承载用于传输到所述第一主设备的音频数据，其中所述第一输出路径是所述话筒复用器的输出路径中的一个；
第二输出路径(238)被分配为承载用于传输到所述第二主设备的音频数据，其中所述第二输出路径是所述话筒复用器的输出路径中的另一个；
第一输入路径(240)被分配为承载从所述第一主设备接收的音频数据，其中所述第一输入路径是所述扬声器复用器的输入路径中的一个；以及
第二输入路径(242)被分配为承载从所述第二主设备接收的音频数据，其中所述第二输入路径是所述扬声器复用器的输入路径中的一个。
4.如权利要求3所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
所述处理电路的控制模式是对于所述第一主设备的谈话和听取模式，其中所述处理电路：(a)控制所述话筒复用器以将所述话筒复用器的所述输入路径连接到所述第一输出路径，但是不连接到所述第二输出路径，以及(b)控制所述扬声器复用器以将所述扬声器复用器的所述输出路径连接到所述第一输入路径，但是不连接到所述第二输入路径。
5.如权利要求4所述的无线音频客户端设备，其特征在于，还包括：
RF天线复用器(220)，所述RF天线复用器包括到所述RF天线的路径(234)以及到所述处理电路的第一RF路径(244)和第二RF路径(246)；
其中，在所述控制模式中，所述处理电路控制所述RF天线复用器以将到所述RF天线复用器的所述路径连接到所述第一RF路径，但是不连接到所述第二RF路径。
6.如权利要求4所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
所述处理电路的另一控制模式是对于所述第二主设备的谈话和听取模式，其中所述处理电路：(a)控制所述话筒复用器以将所述话筒复用器的所述输入路径连接到所述第二输出路径，但是不连接到所述第一输出路径，以及(b)控制所述扬声器复用器以将所述扬声器复用器的所述输出路径连接到所述第二输入路径，但是不连接到所述第一输入路径。
7.如权利要求6所述的无线音频客户端设备，其特征在于，还包括：
开关，所述开关控制所述处理电路以允许所述用户选择：(a)对于所述第一主设备(150)的谈话和听取模式，或(b)对于所述第二主设备的谈话和听取模式。
8.如权利要求3所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
所述处理电路的控制模式是对于所述第一主设备的谈话模式和对于所述第二主设备的听取模式，其中所述处理电路：(a)控制所述话筒复用器以将所述话筒复用器的所述输入路径连接到所述第一输出路径，但是不连接到所述第二输出路径，以及(b)控制所述扬声器复用器以将所述扬声器复用器的所述输出路径连接到所述第二输入路径，但是不连接到所述第一输入路径。
9.如权利要求1所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
所述一组外围设备、所述处理电路、所述话筒复用器和所述扬声器复用器被提供在头戴式送受话器(130)中。
10.如权利要求1所述的无线音频客户端设备，其特征在于：
所述处理电路包括第一处理电路(300)和第二处理电路(320)，所述第一处理电路使用所述一组外围设备以允许所述用户使用所述第一通信协议与所述第一主设备双向地并且无线地传递音频数据，且所述第二处理电路使用所述一组外围设备以允许所述用户使用所述第二通信协议与所述第二主设备双向地并且无线地传递音频数据；
所述话筒复用器的输出路径包括到所述第一处理电路的输出路径(236)和到所述第二处理电路的另一输出路径(238)；以及
到所述扬声器复用器的输入路径包括来自述第一处理电路的输入路径(240)和来自所述第二处理电路的另一输入路径(242)。
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