CN105763213A - 采用两种不同的无线协议的无线耳机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有两种不同无线协议的无线耳机系统。一种耳机系统包括耳机(51)和基站(61)。耳机(51)和基站(61)中的每个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信号的收发器(26；43)，且耳机(51)和基站(61)中的每个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信号的收发器(52；62)。耳机(51)和基站(61)中的至少一个还包括选择装置(29；48)，其被配置为选择第一和第二无线通信协议中的一个以用来在耳机(51)与基站(61)之间传输无线信号。选择装置(29；48)适于选择第一无线通信协议以用来传输语音通信，并选择第二无线通信协议以用来传输媒体内容。

Description

采用两种不同的无线协议的无线耳机系统
技术领域
本发明涉及一种包括耳机和基站的耳机系统，其中，耳机和基站中的每个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信号收发器，且耳机和基站中的每个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信号的收发器；以及耳机和基站中的至少一个还包括选择装置，其被配置为选择第一和第二无线通信协议中的一个以用于在耳机与基站之间传输无线信号。
背景技术
当今，无线耳机正在迅速取代标准电话。通常，无线耳机通过在无线耳机和基站之间传输无线信号，与基站进行通信。因此，可以说，耳机系统包括耳机和基站。基站可以连接到诸如电话线或者安装诸如MicrosoftLync(企业版Skype)通信程序的计算机上。在耳机系统的耳机和基站之间的无线通信可以使用多种不同的无线通信协议，例如数字增强型无绳通信(DECT)、蓝牙(Bluetooth)、无线保真(Wi-Fi)，或者超宽带(UWB)，中的任意一种。目前，DECT似乎是用于本应用的最广泛使用的无线通信协议。
在例如办公室环境和呼叫中心，即所谓的高密度装置中，大量的耳机系统(每个包括耳机和基站)通常用在有限的地域中。这可能是因为每个无线通信协议具有允许给定数量的信道被同时使用的一定的带宽。例如，在欧洲，DECT频带为1880MHz–1900MHz，该频带允许在每个方向(上行和下行数据流)上使用具有12个时隙的10个载波(carrier)。因此，在欧洲DECT频谱中，可提供多达120个信道，这意味着多达120个耳机系统可以在同一区域同时使用。在美国和加拿大，DECT频带为1920MHz–1930MHz，该频带允许使用5个载波，并提供多达60个信道。
虽然一些其他无线通信协议(例如蓝牙)可提供稍高数量的信道，但数量仍然限于对大型办公楼或大型呼叫中心不够用的水平。在这一点上，在例如微软办公通信装置上的增加的宽带语音的使用，进一步降低了可用信道的数量，因为每个信道都需要更高的带宽。因此，在欧洲，可用DECT宽带信道的数量仅为60，而在美国和加拿大，该数量减少到30。
在背景技术中提及的包括两种不同的收发器对的耳机系统从EP2541882中可知。该系统通过提供具有根据两种不同的无线协议进行传输的能力而减少密度问题。
发明内容
本发明的目标在于提供一种耳机系统，该系统改善了不同无线协议在同一耳机系统中的使用。
根据本发明，耳机系统包括耳机和基站，其中
耳机和基站中的每个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信号的收发器，且
耳机和基站中的每个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信号的收发器；且
耳机和基站中的至少一个还包括选择装置，所述选择装置被配置为选择第一无线通信协议和第二无线通信协议中的一个，以用于在耳机与基站之间传输无线信号，其中
所述选择装置适于选择第一无线通信协议以用来传输语音通信并选择第二无线通信协议以用来传输媒体内容。
第一和第二无线通信协议中的每个可从包括DECT(数字增强型无绳电信)、蓝牙、Wi-Fi(无线保真)和UWB(超宽带)无线通信协议组中进行选择。
在一个实施方式中，第一无线通信协议是DECT，且第二无线通信协议是蓝牙。DECT是比蓝牙更难窃听的公认的更为安全的连接。因此，可以保留DECT信道用于语音通信，而蓝牙技术可用于音乐的媒体播放等。
当DECT耳机系统在使用(active)时，即，已经在耳机与基站之间建立无线连接时，用于将耳机和基站彼此同步的信息在被分配用于该连接的下行数据流传输(downstreamtransmission)的时隙中从基站传输到耳机。
然而，即便当耳机是空闲的，即，没有电话时，此同步信息仍从基站传输到耳机，以使耳机仍能够与基站，从而，当有电话或者耳机有电话请求时，连接可以立刻被重新建立而没有延迟。该同步信息以所谓的虚拟载体(dummybearer)的形式进行传输，这仍占用一部分DECT信道定时方式。
根据本发明的实施方式，用于第一无线通信协议的同步信息经由第二无线通信协议在基站和耳机之间传输。因此，在没有语音通信时，所述同步不占用任何信道或增加密度问题。
根据一个实施方式，耳机包括可再充电电池，其中，耳机系统包括放置耳机的充电支架，从而耳机电池可被再充电。
根据一个实施方式，当耳机被放置到充电支架时，用于第一和/或第二无线通信协议的同步信息在经由电子终端在基站与耳机之间带外(out-of-band)传输。
基站包括充电支架。
当耳机和基站中的至少一个还包括被配置为执行将根据第一无线通信协议被传输的信号以及将根据第二无线通信协议被传输的信号的数字信号处理时，即，当通用数字信号处理器用于这两种协议时，对于这两种协议，也可以使得编译码器来编码和解码信号。
附图说明
下文将参考附图更充分地描述本发明的实施方式，其中
图1a和图1b示出包括耳机和基站的耳机系统的实例；
图2示出具有大量耳机系统的办公环境或呼叫中心；
图3示出图1a和图1b中的耳机的配置实例；
图4示出图1a和图1b中的基站的配置实例；
图5示出了被配置为根据两种不同的无线通信协议传输和接收无线信号的耳机的示例性配置；
图6示出了被配置为根据两种不同的无线通信协议传输和接收无线信号的基站的示例性配置；
图7示出在耳机和基站之间传输无线信号的方法的流程图。
具体实施方式
图1a和图1b示出可以使用本发明的耳机系统1的实例。耳机系统1包括耳机2和基站或基站单元3。在图1a中，耳机系统被示出为处于不活动状态，其中，耳机2被放置在基站3中。在图1b中，耳机2从基站3移开，并已经在耳机2与基站3之间通过传输无线信号而建立起连接。传输的无线信号可以表示声音(语音)、数据或控制信号。耳机2与基站3之间的无线通信可以使用多种不同的无线通信协议，例如数字增强型无绳通信(DECT)、蓝牙(Bluetooth)、无线保真(Wi-Fi)或超宽带(UWB)，中的任一个。目前，DECT似乎是用于本应用的最广泛使用的无线通信协议，因此，在下文中，将DECT无线耳机系统将作为一个实例。
图2示出办公室环境或呼叫中心，即，所谓的高密度装置(high-densityinstallation)，其中，大量耳机系统，每个包括耳机和基站，通常会在一个有限的地域使用。这可能是因为DECT及其他无线通信协议具有允许给定数量的信道被同时使用的一定的带宽。在欧洲，DECT频带为1880MHz–1900MHz，该频带允许在每个方向(上行和下行数据流)上使用具有12个时隙的10个载波。因此，欧洲DECT频谱中，可提供多达120个信道，这意味着多达120个耳机系统可以在同一区域同时使用。在美国和加拿大，DECT频带为1920MHz–1930MHz，该频带允许使用5载波，并提供多达60个信道。在图2中，为了示例性的目的，示出了十个耳机系统11、12、13、14、15、16、17、18、19和20，其中，两个耳机系统13和19用于通信。因此，在这种情况下，两个可用信道被占用。但是，在许多装置中，被放置的不活动耳机系统也可占用一个信道。
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被连接到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(DSP)25处理的数字信号，而且类似地，扬声器22被连接到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再现的模拟语音信号。数字信号处理器25执行不同的任务，例如编码/解码(编解码)、噪声抑制和回声控制。信号处理器25被连接到DECT无线电路26(收发器)，该DECT无线电路26(收发器)又通过功率放大器(PA)27被连接到天线28。耳机2还包括微控制器单元(MCU)29、存储器(MEM)30和被连接到例如按钮和发光二极管的输入/输出电路(I/O)31。
类似地，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发出的无线信号并另外传输无线信号的天线41通过功率放大器(PA)42被连接到DECT无线电路43(收发器)。与耳机2类似，基站3也具有用于执行不同的任务的数字信号处理器(DSP)44，例如编码/解码(编解码)、噪声降低和回声控制。数字信号处理器44可经由A/D转换器45和D/A转换器46连接到模拟接口(模拟I/F)47，该模拟接口47可将基站连接到电话线。另外，数字信号处理器44可以连接(例如，经由USB接口)到安装有诸如MicrosoftLync(企业版Skype)的通信程序的计算机上。基站3还包括微控制器单元(MCU)48、存储器(MEM)49和被连接到例如按钮和发光二极管的输入/输出电路(I/O)50。
当在耳机2与基站3之间将建立无线连接时，微控制器单元中的一个(即耳机2中的微控制器单元29或基站3中的微控制器单元48)可通过激活相应的DECT无线电路的接收器部分进行检查哪些DECT信道已经被其他耳机系统、DECT电话或者区域中的其他DECT设备占用，且从该信息中，确定该耳机系统可用的信道。然后，使用该可用信道在耳机与基站之间建立连接。
如上所述，DECT中可用信道的数量是有限的，且该数量由于在例如MicrosoftLync中宽带语音的使用的增加而进一步减少，因为每个信道需要更高的带宽。因此，在欧洲，可用的DECT宽带信道数量仅为60，而在美国和加拿大，该数量减少到30。特别是在这种情况下，可用的信道数量可能对于办公环境或呼叫中心来说可能是不充足的。尽管一些其他的无线通信协议(例如蓝牙)可以提供稍高数量的信道，数量仍然受限于对于大型办公楼或大型呼叫中心不够用的水平。
本问题的解决方案在图5和图6中示出，图5和图6示出了改进的耳机51和改进的基站61。耳机51与图3所示的耳机2的不同之处在于，除了DECT无线电路26，其还包括蓝牙无线电路52，从而耳机现在可通过蓝牙以及DECT通信。蓝牙连接可以根据类型1，这确保了高达100米的范围。蓝牙频率范围是2400-2480MHz。在图5中，数字信号处理器25用于耳机的DECT分支和蓝牙分支，但在两个分支中，每个分支可以具有其自己的数字信号处理器。类似地，功率放大器27和天线28用于两个分支，每个分支也可以使用它自己的功率放大器和/或它自己的天线。图5的耳机51与图3的耳机2的不同还在于，图5中的耳机是具有两个扬声器/耳机22的立体声耳机，从而更适合听音乐。
类似地，基站61与基站3的不同之处在于，除了DECT无线电路26外，其还包括蓝牙无线电路62，从而该基站可经由蓝牙也可经由DECT与耳机通信。而且，此处，数字信号处理器44以及功率放大器42和天线41用于基站的DECT分支和蓝牙分支，尽管对于每个分支可分开具有这些组件。此外，基站61具有USB端口63，该端口通过USB电缆可被连接到个人计算机(PC)64上。据此，耳机系统可经由安装在个人计算机的软电话(例如MicrosoftLync)用于语音通信。同时，音乐或多媒体音频可从计算机传输到基站61的USB端口63。
如前所述，基站以及耳机的DECT分支和蓝牙分支既可使用通用数字信号处理器又可使用两个单独的数字信号处理器。当今，蓝牙高端芯片组(Bluetoothhigh-endchipset)通常提供相当大的数字信号处理器资源。因此，使用该处理器作为通用数字信号处理器是有优势的，这将允许用于蓝牙和DECT的通用编解码器的使用。这样的编解码器也可以将带宽DECT置于正常的DECT时隙中，这将进一步增加可用信道的数量。
下文的情况说明了耳机系统的实施方式是如何工作的。基站61被连接到安装有软电话的个人计算机上。
情况1—基座耳机被放置(dock)
在耳机蓝牙无线设备52与基站蓝牙无线设备62之间存在蓝牙连接。在耳机DECT无线设备26与基站DECT无线设备43之间没有连接。所述DECT无线设备26和43之间的同步信息，经由基站终端或经由蓝牙连接进行交换，从而，DECT音频连接在需要的时候可以被建立而没有延迟。
情况2—耳机基座未被放置，用户收听音频数据流
用户戴着耳机51正在收听音乐时，该音乐经由连接至耳机的USB端口和蓝牙进行传输。在耳机51与基站61之间没有DECT连接。然而，基站DECT无线设备43“收听”到环境中其他DECT系统发出的DECT无线射频信号，从而，微控制器单元48可以检测出哪些DECT信道被其他系统占用，除了同步信息之外，其还经由蓝牙链接将关于可用信道的信息发送给耳机51。当新的呼叫到达或通过耳机51被请求时，这减少了在两个DECT收发器26与43之间重新建立DECT连接的延迟。当有呼入呼叫时，例如经由软电话，信息从基站61经由蓝牙链接发送到耳机51。如果用户接收呼入呼叫，例如通过按下耳机51上的按钮，在两个DECT无线设备43、26开始发送和建立DECT连接后，信号返回到基站61。音乐数据流由计算机、基站61或耳机51停止，从而，用户可以使不受干扰的语音呼叫。
情况3—用户正在结束语音呼叫
如果用户正在经由DECT链接进行语音呼叫，并结束语音呼叫，则两个DECT无线设备经由蓝牙链接停止传输和交换同步信息。
在上述的实例中，使用的两个无线通信协议是DECT和蓝牙。然而，除了DECT和蓝牙，其他通信协议可以用来代替这两个协议中的一个或两个。一些实例是2.4、3.6或5GHz频带的无线保真(Wi-Fi)和频率范围为3.1至10.6GHz的超宽带(UWB)。
当耳机系统被配置为使用两种不同的无线通信协议时(即在这种情况下是DECT和蓝牙)，本方案可增加另外的安全等级。每个链接(DECT和蓝牙)的安全等级的已经很高，但是，通过利用并行运用的两种技术的优点，可以实现更多的交换链接密钥。用于改进的DECT安全协议的密钥可以通过蓝牙被发送，且用于改进的蓝牙安全的密钥可通过DECT被发送。这将甚至考虑窃听电话的方式都很难。
图7示出根据上述解决方案的方法的流程图100。当需要在耳机和基站之间进行连接时，耳机系统在步骤101中请求信道。该系统随后在步骤102中被检查信道是否用于语音通信。这可以不同的方式实施。如果信号经由被连接到桌面电话的模拟接口47传来，如果呼叫被接收，耳机系统知道这是用于语音通信的信号，并将建立一个DECT连接。如果软电话有呼入呼叫，“电话通知”将被发送到USB端口，且耳机系统将会知道。如果DECT信道是可用的，则在步骤103中，无线信号随后根据DECT协议，在耳机与基站之间传输。但是，如果没有可用的DECT信道，不会建立链接。可选地，耳机切换到蓝牙，且然后在步骤104中，无线信号随后根据蓝牙协议在耳机与基站之间传输。在这种情况下，用户可被警告使用“不太安全的无线连接”。来自例如WindowsMediaPlayerTM或YouTubeTM的音频数据流，不包括“电话信息”，并将从基站61经由蓝牙连接传输到耳机51。因此，当它用于语音通信时，耳机系统自动地选择DECT协议，而蓝牙用于其他用途，例如收听音乐。由于可用的DECT信道是优先的且仅用于语音通信，所以由其他用途引起的密度问题减少。此外，DECT被认为是比蓝牙更为安全的协议，从而使用DECT用于语音通信，且使用蓝牙用于其他用途(如收听音乐)是合理的。
虽然已经对本发明的各种实施方式进行了描述和显示，本发明并不局限于此，但在下列权利要求中定义的权项范围内也可以其他方式进行实施。

Claims (8)

1.一种耳机系统包括耳机(51)和基站(61)，其中
所述耳机(51)和所述基站(61)中的每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信号的收发器(26；43)，且
所述耳机(51)和所述基站(61)中的每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信号的收发器(52；62)；且
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(29；48)被配置为选择所述第一无线通信协议和所述第二无线通信协议中的一个以用于在所述耳机与所述基站之间传输无线信号，其特征在于，
所述选择装置(29；48)适于选择所述第一无线通信协议以用来传输语音通信并选择所述第二无线通信协议以用来传输媒体内容。
2.根据权利要求1所述的耳机系统，其中，所述第一无线通信协议和所述第二无线通信协议选自包括DECT、蓝牙、Wi-Fi和UWB的无线通信协议组。
3.根据权利要求2所述的耳机系统，所述第一无线通信协议是DECT，且所述第二无线通信协议是蓝牙。
4.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，用于所述第一无线通信协议的同步信息经由所述第二无线通信协议在所述耳机(51)与所述基站(61)之间传输。
5.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述耳机(51)包括可再充电电池，且其中，所述耳机系统包括能够放置所述耳机(51)的充电支架，从而所述耳机电池可被再充电。
6.根据权利要求5所述的耳机系统，其中，当所述耳机51被放置在所述耳机支架上时，用于所述第一无线通信协议和/或所述第二无线通信协议的同步信息经由电子终端在所述基站61和所述耳机51之间带外传输。
7.根据权利要求5或6的耳机系统，其中，所述基站(61)包括所述充电支架。
8.根据前述权利要求中任一项所述的耳机系统，其中，所述耳机(51)和所述基站(61)中的至少一个进一步包括数字信号处理器(25；44)，所述数字信号处理器(25；44)被配置为执行将根据所述第一无线通信协议而被传输的信号以及将根据所述第二无线通信协议而被传输的信号的数字信号处理。
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