CN110945880B

CN110945880B - 使用不同协议的具有无线接口的通信设备

Info

Publication number: CN110945880B
Application number: CN201780093423.4A
Authority: CN
Inventors: F·费拉里
Original assignee: Sonova AG
Current assignee: Sonova Holding AG
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: WO2019020181A1; CN110945880A; US20200245411A1; EP3659351B1; US10841976B2; DK3659351T3; EP3659351A1

Abstract

提供了一种通信设备，包括：无线数据接口(20)，其包括无线电收发器(28)；以及控制器(38)，用于根据包括第一频率范围内的第一多个频率信道的第一跳频协议以及根据包括在第二频率范围内的第二多个频率信道的第二跳频协议，来控制收发器，其中第一频率范围和第二频率范围至少部分重叠。控制器被配置为在针对那些频率信道识别出无线电干扰的情况下针对第一协议临时禁用频率信道的部分，并存储针对该第一协议的禁用的频率信道。控制器还被配置为取回第一协议的禁用频率信道，并且至少在预定的初始时间段内，还针对第二协议禁用那些禁用的频率信道的至少一部分。

Description

使用不同协议的具有无线接口的通信设备

技术领域

本发明涉及一种通信设备，该通信设备包括：无线数据接口，其包括短程音频收发器，以及用于根据不同协议来控制收发器的控制器。

背景技术

通常，无线协议定义了频谱中的频带，可以由设备使用该无线协议使用该频带进行通信。在操作期间，使用某种无线协议的设备通常执行跳频并选择分配给该协议以最大化针对无线干扰的鲁棒性的频带的子集。频率选择通常基于由参与通信的任何设备使用该协议执行的频率质量估计。

典型地，协议通过收集成功或失败的分组发送和接收的信息和/或通过周期性地测量信号强度(例如，接收的信号强度指示符(“RSSI”))以检测具有高噪声水平的频率，来评估频带中的当前频率质量。

在无线设备使用两个不同的协议其中两个协议的频带至少部分重叠的的情况下，可能不仅存在由共处一处的第三方网络引起的外部干扰，而且可能存在由两个协议的并发操作引起的附加的相互干扰。为了使这种相互干扰最小化，可以针对每个支持的协议选择不同的频率子集。

US 9,374,713 B2涉及一种在与蓝牙设备相同的频带中操作的非蓝牙设备，其中该设备检测由非蓝牙设备附近的一个或多个蓝牙通信设备利用的跳频序列，其中非蓝牙设备避免这种检测到的跳频序列，以避免干扰蓝牙通信。

US 7,440,484 B2涉及一种无线双模设备，其可以在蓝牙网络和不同类型的网络(例如，WLAN)中运行。设备可以利用其对两个网络的认知(knowledge)来向WLAN活动分配一些频率信道，并向蓝牙网络分配一些或所有其他可用频率信道，以使干扰最小化。

发明内容

本公开的目的是克服现有技术的缺点并提供一种改进的通信设备。在本公开的一些实施例中，本公开提供了一种通信设备，该通信设备包括使用具有重叠频率范围的协议的无线接口，其中应当以特别有效的方式减少无线电干扰。本公开的另一个目的是提供一种使用这种通信设备的方法。

根据本公开的一些实施例，这些目的分别通过上述通信设备和上述方法来实现。

本发明的有益之处在于，例如当由另一协议进行的音频流式传输开始时，可以立即使用由先前使用的其中一个协议收集的关于外部干扰的信息。否则，将需要至少几秒钟的时间，直到协议开始，例如，音频流式传输检测到外部干扰并去除了相应的有噪声的频率信道。因此，本发明可以在存在外部干扰的情况下帮助优化例如音频流的初始阶段的质量。

本公开的一些实施例在从属权利要求中限定。

附图说明

将参考附图说明本公开的示例，其中：

图1是用于本公开的听力设备的示例的示意性框图。

图2是具有多个其他无线设备的听力设备的使用状况的示例的图示。

图3是当不采用本公开内容时，听力设备使用随后的两个不同的跳频协议进行音频流式传输的示例的图示。

图4是类似于图3的图示，但是，本公开由听力设备所采用；以及

图5是根据本公开的干扰减少过程的示例的流程图。

附图不一定按比例绘制。类似地，出于讨论本公开的一些实施例的目的，一些组件和/或操作可以被分离成不同的块或被组合成单个块。此外，尽管本公开可以进行各种修改和替代形式，但是在附图中以示例的方式示出了具体的实施例，并且在下面对其进行详细描述。然而，其目的不是将本公开限制为所描述的特定实施例。相反，本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本公开范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

具体实施方式

音频流可以仅包括音频数据，或者音频流的音频数据可以是包括音频和视频数据的媒体流的一部分，例如，音频流还可以包括视频数据。通常，通过广播将音频流从音频源发送到多个音频接收器，例如，音频源充当将信息单向发送到接收器设备的广播设备，其中接收器设备无法向广播设备提供关于是否接收到该信息的反馈，例如，没有上行链路。另外，通信设备是被配置为进行无线通信或利用电缆进行通信的电子设备。

此处介绍的技术可以体现为专用硬件(例如，电路)，作为可以通过软件和/或固件适当编程的可编程电路，也可以体现为专用和可编程电路的组合。因此，实施例可以包括其上存储有指令的机器可读介质，该指令可以用于对计算机(或其他电子设备)进行编程以执行处理。机器可读介质可以包括但不限于光盘、可擦除光盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存或适用于存储电子指令的其他类型的介质/机器可读介质。在一些实施方式中，机器可读介质是非暂时性计算机可读介质，其中在非暂时性介质中不包括传播信号。在一些实施例中，图1和图2中公开的设备执行图3和图5中描述的一些或全部操作。

图1是要戴在用户的一只耳朵上的第一听力设备10的示例的框图，该第一听力设备10通常与要戴在用户的另一只耳朵上的第二听力设备11一起使用。第一和第二听力设备10和11是耳级设备，并且一起形成双耳听力系统。在一些实施方式中，听力设备10和11是诸如RIC(耳道中的接收器)、BTE(耳后)、ITE(耳内)、ITC(耳道)或CIC(完全在耳道中)之类的听力仪器。在其他实施方式中，听力设备是听觉假体，例如包括植入的人工耳蜗刺激器和外部声音处理器的人工耳蜗设备，该外部声音处理器可以被设计为具有头戴式耳机的BTE单元或一体式头戴式耳机。

在图1的示例中，听力设备10和11是助听器，包括用于从环境声音捕获音频信号的麦克风装置12，用于处理捕获的音频信号的音频信号处理单元14和用于根据处理后的音频信号刺激用户的听力的电声输出换能器(扬声器16)(这些元件在图1中仅用于听力设备10)。例如，单元14中的音频信号处理可以包括声束成形(在这种情况下，麦克风装置12包括至少两个间隔开的麦克风)。

助听器10和11包括无线接口20，该无线接口20包括天线26和收发器28。提供接口20被提供用于经由无线链路30实现第一助听器10和第二助听器11之间的无线数据交换，其用于实现双耳助听系统，允许助听器10和11交换音频信号和/或控制数据和状态数据，例如助听器10和11的当前设置。

接口20还被提供用于经由无线链路30来自或者到外部设备40的数据交换，例如用于从充当音频源的外部设备接收音频数据流，或者从远程控制设备接收数据。

助听器10和11还包括用于控制助听器10和11的操作的控制单元38，其中控制单元38作用于信号处理单元14和收发器28，以及存储器36，用于存储助听器10和11的操作所需的数据以及接口20的操作所需的数据，例如配对/网络数据。

根据图2的示例，听力设备10不仅可以连接到其双耳对应物11，而且可以连接到诸如智能电话40和无线麦克风50的外部设备。此外，可以存在其他无线设备，诸如另一听力设备44、另一智能电话42、WLAN路由器46和笔记本计算机48。所有这些无线连接可以使用部分或完全重叠的频带。听力设备10，更确切地说是其无线接口20，包括收发器28，被配置为使用适合于音频流式传输的第一跳频协议，并且包括第一频率范围内的第一多个频率信道和适合于音频流式传输的第二跳频协议，并且包括第二频率范围内的第二多个频率信道，其中第一频率范围和第二频率范围部分重叠。例如，两种协议都可以使用2.4GHz ISM频段。在一些实施方式中，协议中的至少一个是蓝牙协议。

如上所述，使用跳频的无线协议通常通过收集成功或失败的分组传输和重复的信息和/或通过定期测量信号强度(例如RSSI)以检测具有高噪声水平的频率通道来评估频带中的当前频率质量。协议收集的有关“不良”频率(例如，失败的分组发送和接收高的频率和/或具有高噪声水平的频率)的信息量取决于协议的当前操作模式。

通常，可以区分两种主要模式，即不传送音频流的低功率模式和主动使用连接来交换相对大量数据以传送音频流的高功率模式。在低功率模式下，主要目标是减少功耗(例如，最小化功耗)以建立新连接和/或维持一个或多个现有连接。在低功率模式下，设备很少使用此协议进行通信，并且无法承担对当前频率质量进行周期性的频率评估，使得在低功率模式下，协议只能收集很少的有关当前频率信道质量的信息。相比之下，在高功率模式下，设备经常使用此协议进行通信，并且因此会收集有关当前频率信道质量的大量最新信息。

结果，刚从低功率模式切换到高功率模式以开始传输音频流的协议仅具有关于该协议的频率信道的质量的很少信息，因此倾向于使用具有高噪声水平的频率，例如受外部无线电干扰影响的频率。通常，由于音频流式传输的开始，在协议进入高功率模式后，需要花费一些时间，直到频率质量估计开始提供有意义的结果(例如，可能需要几秒钟)。因此，在音频流式传输开始之后可能存在一些中间时间间隔，在该中间时间间隔期间，由于受到尚未被识别为“不良”频率的外部干扰影响的频率上的分组丢失，协议可能具有次优性能(例如，导致音频中断或伪像的存在)。

在图3中示出了该问题的示例，其中，设备首先使用第一协议P1用于音频流式传输，然后切换到第二协议P2用于音频流式传输。最初，设备使用协议P1以用于连接到低功率模式下的另一设备，直到在时间T1设备通过使用协议P1开始音频流，然后协议P1以高功率模式进行操作。在时间T2，协议P1检测到外部干扰会影响ΔF范围内的频率，然后在跳频方案中不再使用。在时间T3，设备使用第二协议P2以用于连接到相同或另一个外部设备，即第二协议P2在低功耗模式下使用，并且可以使用分配给第二协议P2的所有频率信道(在图3的示例中，第二协议P2使用与第一协议P1相同的频带)。然而，由于第二协议P2不感知外部干扰，并且在低功率模式下不能检测外部干扰，因此第二协议P2也可以使用受外部干扰影响的频率范围ΔF中的频率。在时间T4，停止使用第一协议P1的音频流式传输，并且此后不久，在T5，通过现在使用第二协议P2来恢复音频流式传输。

由于协议P2现在处于高功率模式，因此它可以从T5开始收集有关“不良”频率的信息，但是需要一些时间，直到在T6第二协议P2检测到影响频率ΔF的外部干扰时，使得从T6第二协议P2上将不再使用ΔF范围内的频率。但是，在T5和T6之间的初始音频流式传输时间段中，协议P2也可以使用受外部干扰影响的频率范围ΔF中的“不良”频率，因此在此初始时间段内，音频质量可能会因分组丢失或伪像而降低品质。

在图4中，示出了对图3的示例的修改，其中，当在T5处开始音频流式传输时，由第一协议P1获得的关于在ΔF内的“不良”频率的信息可用并且可以由第二协议P2使用，使得第二协议P2也可以从音频流式传输活动的开始就避免在频率范围ΔF内的外部干扰，即从T5开始，从而避免由于ΔF范围内的外部干扰而对音频质量的品质降低。

为了实现图4的示例，听力设备10的控制器38在通过使用第二协议P2进行音频流式传输的开始时(在T5)，取回先前用于音频流式传输的协议(也就是协议P1)的禁用的频率信道，并且针对要通过其开始音频流式传输的协议(针对第二协议P2)，也禁用那些禁用的频率信道的全部或一部分。通常，在这样的频率干扰信息是最新的并且因此仍然有意义的情况下，这种对在先前用于音频流式传输的协议中已知为“不良”的频率信道的自动禁用尤其有意义。因此，控制器38检查在通过第二协议开始音频流式传输时，自从针对音频流式传输的第一协议的上次使用以以来经过的时间间隔是否短于预定的相关时间段；在一些实施方式中，这种相关时间段的长度是从0到30秒。

在本公开的一些实施方式中，至少在一定的初始时间段内也发生在第二协议中的第一协议的“不良”频率的自动禁用，该初始时间段的长度可以为1至30秒。在一些实施方式中，在经过这样的初始时间段之后，启用所有禁用的频率信道(即，来自第一协议的已知为“不良”的禁用的频率信道)。

在图5中，示出了图4的示例的流程图，其中在步骤100中，开始使用协议P2进行音频流式传输(对应于图4中的时间T5)，并且控制器38确定音频流是否最近已在第一协议P1上被激活(步骤101；“最近”是指自从针对音频流式传输的P1的上次使用以来经过的时间短于预定的相关时间段)。如果答案为“是”，则控制器38取回当前在协议P1上禁用的一组频率(图4中的ΔF)(步骤102)。结果，控制器38迫使协议P2至少在一定的初始时间段内禁用这些“不良”频率中的一个或多个(步骤103)。在步骤101中问题的答案为“否”，例如如果没有有效/有意义的频率质量估计可用，则控制器38不强制协议P2禁用任何频率(步骤104)。

应该理解，听力设备10的无线接口20可以使用两个以上的不同跳频协议。

通常，在多协议听力设备中，一次最多只有一个活动音频流，这意味着，虽然其中一个协议处于高功率操作模式正在传送音频流，但所有其他协议都处于低功率操作模式。因此，一次最多有一个协议具有最新且有意义的频率质量估计(由于其在高功率模式下操作)。要注意的是，各种支持的协议之间的相互干扰对这种频率质量估计几乎没有影响，这意味着如果活动协议由于高干扰而禁用一个或多个频率，那么这些频率很可能会受到高外部干扰的影响。因此，期望通过将由活动协议收集的干扰信息提供给开始音频流式传输的协议来改善音频质量。

应当理解，本公开不仅适用于仅包括或主要包括音频数据的数据流，而且适用于几乎没有音频内容的数据流。例如，本公开还适用于可以包括或可以不包括音频数据的视频流。

Claims

1.一种通信设备，包括：无线数据接口(20)，其包括无线电收发器(28)；以及控制器(38)，其用于根据第一跳频协议以及根据第二跳频协议来控制所述收发器，所述第一跳频协议包括第一频率范围内的第一多个频率信道，所述第二跳频协议包括第二频率范围内的第二多个频率信道，其中，所述第一频率范围和所述第二频率范围至少部分重叠；

其中，所述控制器被配置为在针对所述第一跳频协议的所述第一多个频率信道中的部分识别出无线电干扰的情况下临时禁用所述第一多个频率信道中的所述部分，并且针对所述第一跳频协议的禁用的频率信道被存储；以及

其中，所述控制器被配置为取回所述第一跳频协议的所述禁用的频率信道，并且至少在从使用所述第二跳频协议开始的预定的初始时间段内，还针对所述第二跳频协议禁用所述禁用的频率信道的至少部分。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述第一跳频协议是蓝牙协议。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的通信设备，其中，所述第二跳频协议适合于音频流式传输。

4.根据权利要求3所述的通信设备，其中，所述控制器(38)被配置为在通过所述第二跳频协议进行的音频流式传输开始的时间处，自从针对音频流式传输的所述第一跳频协议的上次使用以来经过的时间间隔短于预定相关时间段的情况下，取回所述第一跳频协议的所述禁用的频率信道。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其中，所述相关时间段的长度是从0到30秒。

6.根据权利要求4和5中的一项所述的通信设备，其中，所述预定的初始时间段是从1到30秒。

7.根据权利要求1和2中的一项所述的通信设备，其中，在所述初始时间段过去之后，所有禁用的频率信道被启用。

8.根据权利要求1和2中的一项所述的通信设备，其中，所述通信设备是听力设备(10)。

9.根据权利要求8所述的通信设备，其中，所述听力设备是头戴式耳机。

10.根据权利要求8所述的通信设备，其中，所述听力设备是听力仪器(10)。

11.根据权利要求10所述的通信设备，其中，所述听力仪器是助听器(10)或听觉假体设备。

12.一种通信系统，包括根据权利要求8所述的通信设备中的所述听力设备(10)和至少一个外部设备(11、40、50)，所述外部设备被配置为从所述听力设备接收音频流或将所述音频流发送到所述听力设备，其中，音频流式传输使用协议中的一种，其中，所述外部设备是形成具有所述听力设备的双耳系统的对侧听力设备(11)、另一位用户佩戴的听力设备、电话设备(40)、电视机、媒体播放器、无线麦克风(50)、流式传输设备、平板计算机或个人计算机。

13.一种用于向通信设备(10)或从通信设备(10)流式传输数据的方法，所述通信设备包括无线数据接口(20)，所述无线数据接口包括无线电收发器(28)和控制器(38)，所述控制器用于根据第一跳频协议并且根据第二跳频协议来控制所述收发器，所述第一跳频协议包括第一频率范围内的第一多个频率信道，所述第二跳频协议包括第二频率范围内的第二多个频率信道，其中，所述第一频率范围和所述第二频率范围至少部分重叠；

所述方法包括：

在所述第一跳频协议的使用期间，识别针对所述第一跳频协议的所述第一多个频率信道中的部分的无线电干扰并且临时禁用所述第一多个频率信道中的所述部分，并且针对所述第一跳频协议的禁用的频率信道被存储；以及

取回所述第一跳频协议的所述禁用的频率信道，并且至少在从使用所述第二跳频协议开始的预定的初始时间段内，还针对所述第二跳频协议禁用所述禁用的频率信道的至少部分。

14.一种耦合到处理器的在其上存储指令的非暂时性计算机可读介质，其中，当所述处理器运行所述指令时，所述处理器使设备执行根据权利要求13所述的方法。