JP2011525068A - 無線オーディオデータストリームを時間同期する装置及び方法 - Google Patents

無線オーディオデータストリームを時間同期する装置及び方法 Download PDF

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Abstract

無線オーディオデータ配信システムは、無線通信ネットワークを介してオーディオ送信装置から複数のスピーカ装置にオーディオデータをストリーミングする。スピーカ装置は、受信したオーディオデータの復号化の開始を同期し、無線通信ネットワークからのシグナリングに関して規定されるタイミングイベントの発生に応答して内部クロックのある期間にわたる相対スキューを補償する。

Description

本願は、２００８年５月２７日付、発明の名称を"APPARATUS AND METHODS FOR TIME SYNCHRONIZATION OF WIRELESS AUDIO DATA STREAMS"とする、米国仮特許出願第６１／０５６１２９号の優先権の利益を主張するものであり、この引用によってその内容の全てが本願明細書に組み込まれる。
本発明は、電子オーディオデバイスに関し、特に、無線インタフェースを介してリモートスピーカにオーディオ信号をストリーミングすることに関する。
より遅い通信速度でより長い時間再生できるように改善された圧縮技術が使用可能になり、また、バッテリからより長い時間再生できるように電力効率が向上するにつれ、電子デバイスでオーディオ信号を無線配信することがますます一般化してきている。
例えば、無線電話機、デジタルオーディオ音楽プレーヤ及び他のオーディオ送信装置から無線ストリーミングステレオオーディオを受信するヘッドセットが使用可能である。左右のステレオチャネルに対する別個のオーディオデータは、オーディオ送信装置により無線エアインタフェースの種々の連続フレームを介してヘッドセットに別個に送信される。ヘッドセットにおいて、オーディオデータは、復号化され、関連付けられた増幅器及びケーブルを介してスピーカに出力される。
本発明の種々の実施形態は、無線通信ネットワークを介してオーディオ送信装置から複数のスピーカ装置にオーディオデータをストリーミングする無線オーディオデータ配信システムに関する。複数のスピーカ装置は、受信したオーディオデータの復号化の開始を同期し、無線通信ネットワークからのシグナリングに関して規定されるタイミングイベントの発生に応答して内部クロックのある期間にわたる相対スキューを補償する。
いくつかの実施形態において、無線オーディオシステムを動作させるための方法は、オーディオ送信装置と複数のスピーカ装置との間に無線通信ネットワークを確立するステップを含む。オーディオ送信装置及び複数のスピーカ装置により使用され、規定の繰り返し発生する無線通信ネットワークの信号に対して計時される共通ネットワーククロックが確立される。コマンドは、各スピーカ装置がオーディオ送信装置から受信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始すべき時に共通ネットワーククロックに関してタイミングイベントを規定する無線通信ネットワークを介して各スピーカ装置においてオーディオ送信装置から受信される。各スピーカ装置において、サウンドの生成は、タイミングイベントの発生に応答してオーディオ送信装置から先に受信したオーディオデータのパケットから開始される。
いくつかの更なる実施形態において、コマンドは、全てのスピーカ装置が受信するようにオーディオ送信装置からブロードキャストされる。コマンドをブロードキャストした後、オーディオデータのパケットは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークとして構成された無線通信ネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に順次送信される。コマンドは、スピーカ装置がオーディオ送信装置から過去に受信したオーディオデータの各パケットからサウンドの生成を開始する前にコマンドを転送したフレームの後にスピーカ装置が遅延させる連続して発生するフレームの数を規定する。
いくつかの更なる実施形態において、オーディオデータのパケットは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。共通ネットワーククロックの周期は、ＴＤＭＡネットワークのフレームに対する規定のシグナリングを受信するタイミングに対してスピーカ装置内で生成される。各スピーカ装置は、共通ネットワーククロックの周期に対するコマンドにより規定されたタイミングイベントの発生に応答してサウンドの生成を開始する。
各スピーカ装置は、ＴＤＭＡネットワークのフレームに対する規定のシグナリングに対するコマンドにより規定されたタイミングイベントの発生に応答して、オーディオ送信装置から先に受信したオーディオデータのパケットのオーディオ復号化を実行する。
オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。共通ネットワーククロックの周期は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームアクセスコードを受信するタイミングに対してスピーカ装置内で生成される。各スピーカ装置は、オーディオ送信装置から受信したコマンドにより規定されるフレームアクセスコードのうちの特定のフレームアクセスコードを受信することに応答してサウンドの生成を開始する。
各スピーカ装置は、オーディオ送信装置から受信したコマンドにより規定される特定のフレームの発生を示すフレームアクセスコードを受信することに応答して、オーディオ送信装置から先に受信したオーディオデータのパケットのオーディオ復号化を実行する。
オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。共通ネットワーククロックの周期は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレーム内でヘッダ開始シグナリング、データペイロードに対するヘッダの誤り訂正符号及び／又はデータペイロードに対する巡回冗長符号を受信するタイミングに対してスピーカ装置内で生成される。各スピーカ装置は、共通ネットワーククロックの特定の周期が発生した後の規定の時間遅延、オーディオ送信装置から受信したコマンドにより規定される規定の時間遅延及び特定の周期に応答してサウンドの生成を開始する。
ＴＤＭＡネットワークから受信した一連のデータビットの一部と規定のデータビットのパターンとの間の相関性の量をそれぞれ示す一連の相関出力値が生成される。各スピーカ装置は、ＴＤＭＡネットワークのフレーム内で最大相関出力値が発生するタイミングを判定することに応答してサウンドの生成を開始する。
いくつかの更なる実施形態において、各スピーカ装置内において、ローカルクロック回路により生成されたローカルクロック信号に対して制御可能な量だけタイムオフセットされる調整クロック信号が生成される。タイムオフセットは、ローカルクロック信号と規定の繰り返し発生する無線通信ネットワークの信号のタイミングとの間の位相差に応答して制御される。
各スピーカ装置からサウンドを生成することは、ＰＣＭデータバッファにおいてバッファリングされるＰＣＭデータを生成するためにオーディオデータのパケットを復号化することと、タイミングイベントの発生に応答してデジタル／アナログ変換器を介してＰＣＭデータバッファからスピーカにバッファリングされたＰＣＭデータの出力を開始することと、調整クロック信号の周期に応じてＰＣＭデータバッファからのＰＣＭデータの出力をクロック制御することとを含む。
各スピーカ装置からサウンドを生成することは、調整クロック信号の周期に応じてオーディオデータのパケットを復号化するようにオーディオデコーダを動作することを代わりに又は更に含む。
スピーカ装置がオーディオ送信装置と通信する規定の一連の周波数をホッピングするタイミングは、調整クロック信号の周期に応答して同期される。
オーディオデータのパケットは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。各スピーカ装置内において、調整クロック信号のタイムオフセットの量は、ＴＤＭＡネットワークのフレームに対する規定のシグナリングを受信するタイミングに応答して制御される。各スピーカ装置内のオーディオデコーダは、調整クロック信号の周期に応じて動作される。
オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。各スピーカ装置内において、調整クロック信号のタイムオフセットの量は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームアクセスコードを受信するタイミングに応答して制御される。
オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。各スピーカ装置内において、調整クロック信号のタイムオフセットの量は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレーム内においてヘッダ開始シグナリング、ヘッダの誤り訂正符号データペイロード及び／又はデータペイロードに対する巡回冗長符号を受信するタイミングに応答して制御される。
オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。ローカルクロック回路は、節電Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスニフモードにおいて動作する場合に各スピーカ装置及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークにおいてＢｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバの周期的な同期を維持するために使用される低電力発振器クロックを含む。調整クロック信号は、低電力発振器からの信号と規定の繰り返し発生するＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームのシグナリングとの間の位相差に応答して低電力発振器に対して制御可能な量だけタイムオフセットされる。
ＴＤＭＡネットワークから受信した一連のデータビットの一部と規定のデータビットのパターンとの間の相関性の量をそれぞれ示す一連の相関出力値が生成される。各スピーカ装置は、ＴＤＭＡネットワークのフレーム内において最大相関出力値が発生する判定されたタイミングに応答して調整クロック信号のタイムオフセットを制御する。
本発明のいくつかの他の実施形態は、無線トランシーバ、オーディオデータバッファ、開始オーディオ復号化イベント検出器、デコーダ回路及びスピーカ回路を含むワイヤレススピーカ装置に関する。無線トランシーバは、オーディオ送信装置を含む時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークを確立し、順次発生するＴＤＭＡネットワークの通信フレームのうちの規定の通信フレームにおいてオーディオ送信装置からオーディオデータのパケットを受信し、かつオーディオ送信装置からコマンドを受信するように構成される。開始オーディオ復号化イベント検出器は、オーディオ開始信号を生成してオーディオ復号化を開始し、かつタイミングイベントの発生に応答してオーディオ開始信号を生成すべき時に受信したコマンドからＴＤＭＡネットワークのフレームに対して繰り返し発生するシグナリングに関して規定されるタイミングイベントを判定するように構成される。デコーダ回路は、オーディオ復号化を待つオーディオデータバッファに受信したオーディオデータのパケットを一時的に格納し、かつオーディオ開始信号に応答してバッファリングされたオーディオデータのパケットの復号化を実行するように構成される。スピーカ回路は、デコーダ回路から復号化オーディオパケットに応答してサウンドを生成するように構成される。
本発明のいくつかの他の実施形態は、無線トランシーバ及びコントローラを含む無線オーディオ送信装置に関する。無線トランシーバは、複数のスピーカ装置を含む時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークを確立するように構成される。コントローラは、ＴＤＭＡネットワークの対応する種々の順次発生する通信フレームを介してスピーカ装置のうちの異なるスピーカにオーディオデータのパケットを順次送信し、かつ各スピーカ装置がオーディオ復号化及びオーディオ送信装置から受信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始すべき時にＴＤＭＡネットワークのフレームに対して繰り返し発生するシグナリングに関するタイミングイベントを規定するコマンドをスピーカ装置にブロードキャストするように構成される。
本発明のより深い理解を提供するために含まれ、本願の一部を構成する添付の図面は、本発明のある特定の実施形態を例示するものである。
本発明のいくつかの実施形態に従って動作するように構成される無線オーディオ配信システムを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態に従って、マスタとして構成される電話機及び電話機からストリーミングステレオ音楽を受信するスレーブとして構成されるステレオスピーカを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットオーディオ配信システムを示す図である。 Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセット等の従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置を示すブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態に従ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置の受信機回路網を示すブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態に従ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置を示す更なるブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態に従って、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットにおける規定のタイミングイベントの発生に応答して、オーディオ復号化の開始を同期し、ある期間にわたり累積するタイミングスキューを補償するように複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈマスタ及びスレーブスピーカ装置により実行される動作及び方法を示すタイミングチャートである。 本発明のいくつかの実施形態に従って、図１のオーディオ送信装置及びスピーカ装置のうちの例示的な１つのスピーカ装置の例示的な動作及び方法を示すフローチャート及びデータシーケンスチャートである。 本発明のいくつかの実施形態に従って構成され、マスタ通信端末、スレーブ無線ヘッドセット及び一対の無線スピーカを含む無線オーディオ配信システムの例示的な構成要素を示すブロック図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の種々の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下において説明された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。これらの実施形態は、その開示内容が十分なものとなり、本発明の範囲が当業者に理解されるように提供されるものである。
本明細書において使用されるように、用語「有する」は幅広い解釈ができ、１つ以上の記載されていない要素、ステップ及び／又は機能を除外せずに１つ以上の記載された要素、ステップ及び／又は機能を含む。本明細書において使用されるように、特に指示のない限り、単数形は複数形も含むことを意図する。用語「及び／又は」、並びに「／」は、関連付けられた列挙された項目のうちの１つ以上のあらゆる組合せ及び全ての組合せを含む。図中、領域のサイズ及び相対サイズは理解しやすいように誇張される場合がある。図中、同一の図中符号は同一の要素を示す。
いくつかの実施形態は、ハードウェア及び／又はソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）において実施することができる。従って、本明細書において使用されるように、用語「信号」は、連続した波形及び／あるいはメモリ又はレジスタにおけるデジタル値等の離散値の形態をとりうる。また、種々の実施形態は、命令実行システムが使用するか、あるいは命令実行システムと組み合わせて使用する媒体において具体化されたコンピュータ使用可能プログラムコード又はコンピュータ可読プログラムコードを有するコンピュータ使用可能記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体上でコンピュータプログラムの形態をとることができる。従って、本明細書において使用されるように、用語「回路」及び「コントローラ」は、命令処理デバイス（例えば、汎用マイクロプロセッサ及び／又はデジタル信号マイクロプロセッサ）、並びに／あるいはアナログ回路網により実行されたコンピュータ可読プログラムコード等のデジタル回路網の形態をとりうる。従って、図面に関して以下に説明される動作は、コンピュータ（例えば、マイクロプロセッサ）により実行されたコンピュータ可読プログラムコードとして少なくとも部分的に実現される。
ブロック図及び動作フローチャートを参照して、実施形態を以下に説明する。ブロックにおいて示された機能／動作は動作図に示された順序から逸脱して行われてもよい。例えば、連続して示された２つのブロックは実際にはほぼ同時に実行されてもよく、あるいは当該機能性／動作に依存して逆順序で実行される場合があってもよい。図のうちのいくつかは通信の主要な方向を示すように通信路上に矢印を含むが、示された矢印とは逆方向に通信が発生してもよい場合がある。
図１は、本発明のいくつかの実施形態に従って動作するように構成される無線オーディオデータ配信システムを示す図である。図１を参照すると、システムは、無線通信ネットワークを介して複数のスピーカ装置にオーディオデータをストリーミングするオーディオ送信装置１１０（例えば、デジタルオーディオプレーヤ）を含む。例示的な実施形態において、オーディオ送信装置１１０は、ステレオオーディオ信号を別個の左通信チャネルを介して無線ヘッダセット１３０の左スピーカに送信し、右通信チャネルを介してヘッドセット１３０の右スピーカに送出する。左右の通信チャネルは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信ピコネット及び／又は無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）により提供される時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線通信インタフェース内の種々の連続スロットに対応する。
あるいは又は更にオーディオ送信装置１１０は、再度Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネット及び／又はＷＬＡＮ内の６つ以上の種々の連続タイムスロットに対応する６つの別個のチャネルを介して６つの異なるワイヤレススピーカ装置１２０ａ〜１２０ｅにオーディオ信号を送出することができる。ワイヤレススピーカ装置１２０ａ〜１２０ｅは、サラウンドサウンドを提供するように室内で間隔をおいて配置することができ、例えばデバイス１２０ａから左前方オーディオチャネル、デバイス１２０ｂから左後方オーディオチャネル、デバイス１２０ｃから右前方チャネル、１２０ｄから右後方オーディオチャネル、中央チャネル１２０ｅ及びデバイスデバイス１２０ｅからサブウーファチャネルを受信するように構成される。
各スピーカ装置（例えば、デバイス１３０及び１２０ａ〜１２０ｆ）は、無線デジタル通信無線回路（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＷＬＡＮ無線装置）、オーディオデコーダ回路、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）回路、増幅回路、電源回路、スピーカ装置及び他の電子装置を含みうる。
オーディオ信号が物理的に離間した複数のスピーカ装置にストリーミングされるので、意図したステレオ／サラウンド効果でユーザにサウンドが届くように、対応するオーディオ信号が各スピーカ装置から生成されるタイミングを制御することが重要となりうる。例えばユーザは、各スピーカ装置から生成される対応するサウンド間の相対タイミング位相を正確に制御することにより、サウンドに対する空間的な奥行き及び指向性を知覚する。従って、厳しい制約の中で各スピーカ間の時間同期を制御することは、例えばステレオ及びサラウンドスピーカシステムから高品質のオーディオを提供するために重要である。
ステレオヘッドセットの場合、本出願人は、ばらばらに間隔をおいて配置されたスピーカとユーザとの間の距離が、ユーザがスピーカから不適当なレベルの時間遅延（例えば、雑音）を知覚する前にスピーカから対応するサウンドを受信する間に存在しうる時間遅延の量に影響を及ぼすことを確認した。例えば、オーディオ受信機が４４．１ｋＨｚの公称レートでオーディオをサンプリングするように構成され、かつ左右のチャネルの対応する受信サウンド間の時間遅延（位相シフト）が約５個のオーディオサンプルより大きい（例えば、４４．１ｋｓａｍｐｌｅ／ｓにおいて、この遅延は約１００μｓに相当する）場合、ユーザは、左右のヘッドセットスピーカから受信したオーディオ信号間で不適当な時間遅延（例えば、雑音）を知覚する可能性がある。室内に配置されるスピーカの場合、本出願人は、ユーザが入力オーディオ信号間で不適当な時間遅延（例えば、雑音）を知覚する前の時間遅延（位相シフト）はより緩和され、最大約１５０個のオーディオサンプル（３ｍｓの時間差に相当する）であってもよいことを確認した。
例えば、スピーカからの対応するサウンド間の相対遅延におけるジッタのために、ユーザの聴覚はタイミングオフセットの急速な経時変動を更に感知する可能性がある。従って、例えば、対応するサウンド間の相対タイミングにおける不適当なジッタ（例えば、急速な経時変化）を回避する更なる必要性があるだろう。
従って、ばらばらに間隔をおいて配置されたスピーカの各々が、ストリーミング無線チャネルを介して受信される復号化オーディオデータから生成されるサウンドの生成を開始する時期を制御することが重要であり、オーディオ処理及び／又は他のサウンド生成動作を制御するために各スピーカ装置内で使用され、かつ相対タイムスキューをある期間にわたり不必要に累積するローカルクロック間のドリフティングを制御することが更に重要である。ユーザが傾聴する左右のチャネル間の時間遅延（位相偏移）をわずか５個のオーディオサンプルに抑制するために、左右のスピーカ装置は、互いの１００μｓ内でそれぞれのオーディオ信号（例えば、ステレオ信号の左右の成分）の出力を開始するように同期される必要があり、それぞれのオーディオ信号の相対同期がそのタイミングエラーを下回るのを維持するように繰り返し調整される必要がある。
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介してストリーミングされるオーディオデータに関連して本明細書において種々の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。いくつかの更なる実施形態において、オーディオデータは、ＷＬＡＮインタフェース及び／又は１つ以上のセルラ通信インタフェースを含むがそれに限定されないあらゆる無線エアインタフェースを介してデジタルオーディオプレーヤからスピーカ装置にストリーミングされてもよい。
図２は、本発明のいくつかの実施形態に従って、マスタオーディオ送信装置として構成される携帯電話２００、並びに電話機２００からストリーミングステレオ音楽を受信するスレーブとして構成される２つのステレオスピーカ装置Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＢＴ）スレーブ１及びＢＴスレーブ２（例えば、図１のヘッダセット１３０内の）を含むＢＴピコネットオーディオ配信システムを示す図である。説明を簡単にするために図２において２つのスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２のみを示すが、本発明はこれに限定されず、あらゆる複数の数のスピーカ装置、例えば図１に示されたような６つのワイヤレスサラウンドサウンドスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆを含んでもよい。
引き続き図２を参照して、左右のスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２間で発生するタイムドリフトを補償する動作及び方法の説明から開始する。左右のスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介して電話機２００からストリーミングオーディオを受信する。
電話機２００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの規定の通信スロット（例えば、ある特定の奇数のスロット）内で左成分オーディオデータを左スピーカＢＴスレーブ１にシリアルで送信し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの種々の規定の通信スロット（例えば、ある特定の偶数のスロット）内で右成分オーディオデータを右スピーカ装置ＢＴスレーブ２に送信する。従って、電話機２００は、周期的な通信スロットのうちの異なるスロットにおいて、左成分オーディオデータのパケットを左スピーカ装置ＢＴスレーブ１にかつ右成分オーディオデータのパケットを右スピーカ装置ＢＴスレーブ２に繰り返し交互に送信する。従って、左右のオーディオデータ成分がシリアル化されたタイムスロットを介して順次送信されるため、左右のスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２により受信されるオーディオデータは、互いに対する時間のオフセットである。
従って、左右のスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２が、それぞれのスピーカからのオーディオを迅速に復号化及びブロードキャストすることによりオーディオデータの各パケットの受信に応答するように構成された場合、左右のスピーカ装置ＢＴスレーブ１及びＢＴスレーブ２により対応するオーディオデータのパケットを受信する間に発生するタイミングオフセットの結果、スピーカにより出力されるサウンド間で少なくとも１つの通信スロット時間の時間遅延（位相遅延）を招く。オーディオデータのパケットを送信するために使用されるタイムスロットの数が増加するにつれ及び／又はオーディオデータがシリアルで送信されるスピーカ装置の数が増加するにつれ、スピーカ出力におけるそのような不適当な時間遅延は増加するだろう。
あるいは、ヘッドセット１３０の左右のスピーカに対するオーディオデータは、共有パケットにおいてヘッドセット１３０に送信されてもよい。その場合、左右の成分オーディオデータは分離され、対応する左右のスピーカに提供される。
左右の成分オーディオデータは、異なる時点でそれぞれのオーディオデコーダにより処理されうる。無線リンク上での左右の成分オーディオデータの異なる受信時間の結果、遅延誤差が生じるだろう。あるいは又は更に、他のタスクと共にそのようなオーディオ処理をマルチタスクするため、異なる時間において左右の成分オーディオデータを処理できるホストプロセッサにおいてオーディオデコーダが実現される結果、遅延誤差が生じるだろう。従って、オーディオ復号化の厳密なタイミングは、スピーカ装置間で異なってもよい。従って、スピーカから生成された結果として得られるサウンドが時間において互いに同期されるように、オーディオデータ成分を復号化することにより生成されたＰＣＭサンプルがデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）及び接続されたスピーカに提供されるタイミングを少なくとも同期することが重要である。従って、図５に関して以下に説明されるように、いくつかの実施形態においてオーディオデータの復号化の開始はスピーカ装置間で同期され、いくつかの他の実施形態においてオーディオ復号化により生成されたＰＣＭサンプルはバッファリングされ、同期してバッファから退出される。
再度図１を参照すると、同様に、６つのスピーカのうちの最初のスピーカ１２０ａがオーディオ送信装置１１０からオーディオデータを受信する場合と６つのスピーカのうちの最後のスピーカ１２０ｆがオーディオ送信装置１１０からオーディオデータを受信する場合との間の時間遅延は、６つの異なるオーディオデータ成分を別個に送信するために使用されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの少なくとも６つの連続したタイムスロットのタイミングに対応してもよい。
連続した通信フレームを介してオーディオデータを交互に受信すること、並びに／あるいは他の時間遅延の影響により発生したタイムオフセットを補償するようにスピーカ装置ＢＴスレーブ１、ＢＴスレーブ２及び／又は１２０ａ〜１２０ｆから出力されるオーディオのタイミングを同期するために、オーディオ送信装置及び複数のスピーカ装置により使用され、かつ規定の繰り返し発生するＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの信号に対して計時される共通ネットワーククロックが確立される。コマンドは、オーディオ送信装置１１０／電話機２００からブロードキャストされ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介してスピーカ装置ＢＴスレーブ１、ＢＴスレーブ２及び１２０ａ〜１２０ｆの各々により受信され、各スピーカ装置がオーディオ送信装置１１０／電話機２００から受信した又は受信するオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始すべき時に共通ネットワーククロックに関してタイミングイベントを規定する。スピーカ装置ＢＴスレーブ１、ＢＴスレーブ２及び１２０ａ〜１２０ｆの各々の内で、規定のタイミングイベントの発生に応答してオーディオデータのパケットからサウンドの生成が開始される。
図４に関して以下に説明されるように、共通ネットワーククロックは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介してソースデバイス１１０／電話機２００とのホッピング同期を維持するためにスピーカ装置により使用されるシグナリングに対して計時されうる。
図３は、従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置の一部を示すブロック図である。システムクロック３００は、タイミング基準として使用され、１３ＭＨｚ、２６ＭＨｚ又は別の周波数クロック信号を出力する水晶発振器デバイスＸｔａｌ３０２を含む。クロックシンセサイザ３０４は、２つのクロック信号３０６及び３０８を生成する。クロック信号３０６のうちの１つ（例えば、４ＭＨｚのクロック信号）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置３１０の動作（例えば、周波数合成及び周波数ホッピングタイミングの送受信）を制御する。他のクロック信号３０８（例えば、１６ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ又は他の周波数クロック信号）は、オーディオ送信装置から受信されるオーディオデータを復号化するようにオーディオデコーダ３２０の動作を制御する。復号化データは、デジタル／アナログ（ＤＡＣ）変換器３３０によりアナログ信号に変換され、増幅されかつスピーカ３４０に供給されてサウンドを生成する。
図３の例示的な回路が２つ以上のスピーカ装置において使用される場合、各スレーブスピーカ装置のシステムクロックが互いに対してある期間にわたりドリフトする結果、スピーカ装置のそれぞれのオーディオデコーダの動作間でタイミング誤差（タイミングスキュー）が累積し、そこから生成されるオーディオ信号間に関連付けられた位相誤差が生じる。そのような誤差は、オーディオ配信システムから出力されるサウンドの知覚品質を劣化させる。
図４は、本発明のいくつかの実施形態に従ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置の受信機回路網を示すブロック図である。図４を参照すると、受信機回路は、ローカルクロック信号４０２（例えば、４ＭＨｚ）を生成するローカルクロックデバイス４００を含む。規定の繰り返し発生するＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの信号に対して計時される共通ネットワーククロックが確立される。特に、ローカルクロック信号４０２に対して制御可能な量のタイムオフセット４０６である調整クロック信号４０４が生成される。タイムオフセット４０６は、規定の繰り返し発生するＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの信号（すなわち、共通ネットワーククロック）とローカルクロック信号４０２との間の位相差に応答して制御される。
理解されるように、共通ネットワーククロック及びローカルクロック信号４０２は、タイミングを調整せずに、調整クロック信号４０４の位相が共通ネットワーククロックと整合されるのを維持するように単にオフセット４０６を周期的に／繰り返し調整することにより自由継続してもよい。
調整クロック信号４０４は、分周器４１０によりダウンコンバートされ（例えば、１２５０により分割される）、低周波数が調整された後のクロック信号４１２（例えば、３．２ｋＨｚ）を生成する。周波数ホッピングジェネレータ４２０は、低周波数が調整された後のクロック信号４１２の位相周期に応答してマスタＩＤパターンにより規定されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの一連の送受信ホッピング周波数４２２を実行する。
従って、共通ネットワーククロックは、ローカルクロックデバイス４００（すなわち、水晶Ｘｔａｌ及びシンセサイザ）と他の関連付けられたスピーカ装置のローカルクロック回路との間である期間にわたり発生するドリフトを補償するために使用される。タイムオフセット４０６は、調整クロック信号４０４をＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのシグナリングと整合するように規定される。そのような時間整合は、複数のスレーブスピーカ装置から出力されたオーディオのタイミングを同期するために使用され、オーディオ送信装置１１０と複数のスピーカ装置（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネット上でマスタデバイス及びスレーブデバイスとして動作する）との間の周波数ホッピング同期性を維持するように、かつスピーカ装置がオーディオ送信装置１１０からのオーディオデータパケットの受信をより正確に予測できるように援助するために使用されうる。
いくつかの実施形態において、オーディオデータのパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの対応する種々の連続した通信フレームを介してオーディオ送信装置１１０からスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信される。オフセット４０６の値は、フレームアクセスコードを受信するタイミング、ヘッダ開始シグナリング、ヘッダの誤り訂正符号データペイロード及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレーム内のデータペイロードに対する巡回冗長符号を受信するタイミングに応答して制御される。
オフセット４０６の値は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介してオーディオ送信装置１１０から各通信パケットを受信することに応答して、シンボルタイミングに基づいて（フレームアクセスコードの援助で）決定される。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットから受信したフレームアクセスコードを規定する一連のデータビットの一部と規定のデータビットのパターンとの間の相関性の量をそれぞれ示す一連の相関出力値が生成される。オフセット４０６の値は、ローカルクロック信号４０２とＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのフレーム内で最大相関出力値が発生するタイミングとの間の位相差に基づいて判定される。従って、オフセット４０６は、調整クロック信号４０４は共通ネットワーククロックに対して及び他のスピーカ装置の他の調整クロック信号４０４に対して少なくとも０．２５μｓ内で同期されるように制御されうる。
このように、複数のスピーカ装置は、調整後のローカルクロック信号を使用して同期してオーディオデータを復号化しかつサウンドを生成し、互いに及びオーディオ送信装置１１０と共に同期して一連の送受信ホッピング周波数を実行するために調整後のローカルクロック信号を更に使用することができる。
図５は、本発明のいくつかの実施形態に従って構成されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置を示すブロック図である。図５に示された回路網は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介してオーディオ送信装置１１０と通信する複数のスピーカ装置の各々に含まれてもよい。
図５を参照すると、示されたスピーカ装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置５００、オーディオデコーダ５１０、ＤＡＣ５２０及びスピーカ５３０を含む。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置５００は、ローカルクロックデバイス４００からのローカルクロック信号４０２の周期に応じて動作し、図４の受信機回路網を含む。以下に説明されるように、オーディオデコーダ５１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのシグナリングに応じてオフセット４０６により調整されるクロック信号５４０に応答して、ＤＡＣを介してスピーカ５３０に復号化オーディオデータを出力する。周波数ホッピングジェネレータ４２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのシグナリングに応じて調整されるクロック信号４１２に応答して送受信ホッピング周波数（マスタＩＤ）シーケンスを実行する。
スピーカ装置は、共通ネットワーククロックとして機能するＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの規定のシグナリングに対して自身のオフセット値４０６を決定及び更新する。調整後のオーディオクロック信号５４０は、オーディオデコーダ５１４のクロック入力（ＣＬＫ）を循環するために使用される所望の周波数（例えば、４４．１ｋＨｚ）を生成するためにオフセット４０６の値を使用して調整されたローカルクロック信号４０２をダウンコンバートする（例えば、９０．７で分割する）ことにより生成される。従って、スピーカ装置は、オーディオデータを復号化してもよく、他のスピーカ装置及びオーディオ送信装置１１０と同期して（例えば、０．２５μｓの精度内で）送受信周波数をホッピングしてもよい。各スピーカ装置のローカルクロック信号４０２を共通ネットワーククロックに対して調整することにより、各スピーカ装置のオーディオデコーダ５１０は、各ローカルクロックデバイス４００において発生するタイムドリフトを補償しつつ、互いに対して同期して効率的に動作する。
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置５００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ５０２、タイミングドリフト補償器５０４及びオーディオイベント検出器５０６を含んでもよい。例示的なオーディオデコーダ５１０は、デコーダ回路５１４を含み、調整後のオーディオクロック信号５４０（例えば、４４．１ｋＨｚ）及びオーディオ開始信号５４２に応答するオーディオデータバッファ５１２及び／又はＰＣＭデータバッファ５１４を更に含んでもよい。
トランシーバ５０２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介して従来の方法で受信するように構成されてもよく、オーディオ送信装置１１０又は別のマスタデバイスからオーディオデータのパケットをたたみ込みにより復号化しかつオーディオデータパケット５４４をオーディオデコーダ５１０に提供するように構成されてもよい。オーディオデコーダ５１０は、オーディオデータバッファ５１２において受信したオーディオデータパケットを一時的に格納してもよい。
オーディオイベント検出器５０６は、オーディオデコーダ５１０がオーディオデータバッファ５１２においてバッファリングされたオーディオデータのパケットの復号化を開始すべき時にオーディオ送信装置１１０からＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットを介して受信され、共通ネットワーククロック（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの規定のシグナリング）に関してタイミングイベントを規定するブロードキャストコマンドパケットに応答するように構成される。復号化オーディオデータは、ＤＡＣ５２０によりアナログ信号に変換され、増幅されかつスピーカ５３０に提供されてサウンドを生成する。オーディオイベント検出器５０６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのシグナリングを監視して規定のタイミングイベントに対応するシグナリングの発生を識別し、それに応じてオーディオ開始信号５４２を生成する。
いくつかの実施形態において、デコーダ回路５１４は、ＰＣＭデータを出力するためにバッファ５１２におけるオーディオデータの復号化を開始するようにオーディオ開始信号５４２によりトリガされる。その復号化動作は、調整クロック信号５４０によって実行される。
いくつかの他の実施形態において、デコーダ回路５１４は、ＰＣＭデータバッファ５１６においてバッファリングされるＰＣＭデータを生成するためにオーディオデータがバッファ５１２においてバッファリングされる間、オーディオデータが受信されかつ／又はいくつかの他のイベントに応じるため（例えば、規定のマルチタスク周期の間）、オーディオデータを復号化する。オーディオ開始信号５４２により、ＤＡＣ５２０を介してＰＣＭデータバッファ５１６からスピーカ５３０にＰＣＭデータを出力することがトリガされてもよく、データは、調整クロック信号５４０に応答してバッファ５１６からクロックされる。
例えば、コマンドパケットにより規定されたタイミングイベントは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットにおいて基準信号が発生した後に規定の遅延時間（例えば、ローカルスレーブクロック周期の数）に対応してもよい。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットにおける基準信号は、フレームアクセスコード、ヘッダ開始シグナリング、パケットヘッダのヘッダエラーコード（ＨＥＣ）及び／又はパケットペイロードの巡回冗長符号（ＣＲＣ）に対応してもよい。イベント検出器は、バッファリングされたオーディオデータのパケットの復号化及びＤＡＣ５２０へのデジタルオーディオ信号の出力を開始するようにオーディオデコーダ回路をトリガするオーディオ開始信号を出力し、アナログオーディオ信号が増幅されスピーカ５３０から出力される。
従って、スピーカ装置は、タイミングイベントの発生に応答して受信したオーディオデータの復号化を開始できる。あるいは、スピーカ装置は、オーディオ送信装置から受信するとオーディオデータの復号化を迅速に開始してもよく、コーデック、ＤＡＣ及びスピーカを介してパルス符号変調された（ＰＣＭ）データ等の復号化データを出力する前にタイミングイベントの発生を待ってもよい。
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットからのそのようなシグナリングを使用することにより、オーディオデータパケットを受信する時間は０．２５μｓ又はそれ以上の精度で判定されうる。上述したように、オーディオデータパケットの受信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの各フレームのアクセスコードのビットシーケンスに適合される相関ユニット（例えば、トランシーバ５０２内の）を使用して正確に判定されうる。相関器は、係数４又は８で受信した信号をオーバサンプリングする。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシンボルタイムが１μｓであるため、そのようなオーバサンプリングにより、０．２５μｓ（オーバサンプル係数が４である場合）又は０．１２５μｓ（オーバサンプル係数が８である場合）の精度でシンボルタイミングが判定されてもよい。タイミングドリフト補償器５０４は、ローカルクロック信号４０２と最大相関出力値の発生時間との間の位相差に応答してオフセット４０６の値を制御し、かつ／あるいはローカルクロック信号４０２とＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの他の規定のシグナリングとの間の位相差に応答してオフセット４０６を制御してもよい。最大相関出力値の発生時間は、受信した信号に対する最適なビットサンプリング時間を規定するために更に使用されうる。最大相関出力値の検出された発生時間の精度を高めるために、相関出力値間で補間が実行されてもよい。
例えば、オーディオイベント検出器５０６は、バッファ５１２においてバッファリングされたオーディオデータの復号化を開始してもよく、かつ／あるいは相関器最大値が発生した後に規定の時間遅延において（例えば、調整後のオーディオクロック信号５４０の規定の周期数）ＰＣＭデータバッファ５１６から復号化データの出力を開始してもよい。
従って、図１を参照すると、オーディオ送信装置１１０は、共通ネットワーククロックに同期される開始時間に対して送信するか又は既に送信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始する（例えば、復号化を開始する／復号化データの出力を開始する）ように各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆに命令する。従って、オーディオ送信装置１１０は、各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆが受信するためにコマンドパケットをブロードキャストし、同期された開始時間が発生する前にオーディオデータの異なるパケットを各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆに順次送信する。例えば、ブロードキャストコマンドパケットは、ピックアップしかつ応答するようにスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆをトリガする規定の転送論理アドレス（ＬＴ−ＡＤＤＲ）値（例えば、全てゼロのＬＴ−ＡＤＤＲ）を含んでもよい。
あるいは、オーディオ送信装置１１０は、オーディオデータバッファ５１２において一時的にバッファリングするためにオーディオデータの異なるパケットを各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆに送信し、復号化及びバッファリングされたオーディオデータからのサウンドの生成を開始すべき時（例えば、迅速に）、並びに／あるいはスピーカ５３０に復号化ＰＣＭデータの出力を開始すべき時を各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆに命令するブロードキャストコマンドパケットを送信する。
ブロードキャストパケットのペイロードは、関連付けられたオーディオデータを復号化する前に及び／又は復号化ＰＣＭデータをスピーカ５３０に出力する前にスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆが待つべき相対時間を示してもよい。例えばブロードキャストパケットは、関連付けられたオーディオデータを復号化する前に及び／又は復号化ＰＣＭデータをスピーカ５３０に出力する前にスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆが待つべきブロードキャストパケットが発生した後（例えば、ブロードキャストパケットと関連付けられたアクセスコード又は他のシグナリングが発生した後）の遅延時間を特定する。例えば、遅延時間は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのフレームの境界が復号化をトリガするために参照されたタイミングイベントとして動作するように、内部クロックに関して及び／あるいはスロット又はフレームの数に関してマイクロ秒で規定することができる。
あるいは、ブロードキャストパケットのペイロードは、内部クロックに対する絶対時間、並びに／あるいは関連付けられたオーディオデータを復号化する前に及び／又は復号化ＰＣＭデータをスピーカ５３０に出力する前にスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆが待つべき絶対フレーム数を示してもよい。
あるいは、オーディオ送信装置１１０は、スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆのうちの対応する１つのスピーカが関連付けられたオーディオデータを復号化する前に及び／又は復号化ＰＣＭデータをスピーカ５３０に出力する前に待つべき相対時間又は絶対時間を特定する別個の制御パケットを各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆに順次送信する。従って、制御パケットが開始時間に近接して送出されるほど、制御パケットのペイロードにより示される遅延が小さくなる。従って、各スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｆは、送信される別個の制御パケットを介して同時に又は異なる時間にオーディオ復号化を開始するように命令してもよい。
いくつかの他の実施形態において、スピーカ装置は、データの送受信中にローカルシステムクロックとして使用されるローカルクロック信号４０２を調整するのではなく、節電Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスニフモードで動作する場合にＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットで各スピーカ装置においてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置５００の周期的な同期を維持するために使用される低電力発振器（ＬＰＯ）クロックを調整することにより、オーディオ復号化及び／又は周波数ホッピングを制御する調整クロック信号を生成してもよい。ＬＰＯクロックは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスニフノードのような節電モードにおいて使用されたイベントにタイミングを提供するように構成される。このクロックは、共通ネットワーククロックに対するドリフトを更に補償されるため、スレーブデバイス及びオーディオ送信装置１１０にわたる安定した共通基準クロックとして更に使用される。アクティブモード中（ストリーミングオーディオデータが受信されており、サウンドが生成されている場合）、ＬＰＯクロックは、短期安定性を高めるようにローカルクロックデバイス４００に同期される。
例示しかつ説明するために種々の別個の機能ブロックを図５に示したが、本明細書において説明した機能性のうちの少なくともいくつかは共通集積回路パッケージ内で集積されてもよいか又は２つ以上の集積回路パッケージ間で配信されてもよいことが理解される。
図６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットにおける規定のタイミングイベントの発生に応答して、オーディオ復号化の開始を同期しかつタイミングスキューを補償するように複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ装置の各々により実行される例示的な動作及び方法を示すタイミングチャートである。
図６を参照すると、フレームｋでコマンドパケットがブロードキャストされる。フレームｋ＋２において、オーディオデータの第１パケットが、オーディオ送信装置１１０からスピーカ装置（例えば、左前方成分オーディオデータである図１のスピーカ装置１２０a）に送信される。次に、フレームｋ＋３において、オーディオデータの第２パケットが、オーディオ送信装置１１０から別のスピーカ装置（例えば、左後方成分オーディオデータである図１のスピーカ装置１２０ｂ）に送信される。フレームｋ＋３において、オーディオデータの第３パケットが、別のスピーカ装置（例えば、右前方成分オーディオデータである図１のスピーカ装置１２０ｃ）に送信される。次に、フレームｋ＋４において、オーディオデータの第４パケットが、別のスピーカ装置（例えば、右後方成分オーディオデータである図１のスピーカ装置１２０ｄ）に送信される。コマンドは、コマンドが送信された場合のフレームｋの後の５つのフレームに対応するフレームｋ＋５の間、調整後のオーディオクロック信号５４０のそれぞれの規定の周期数の後に先に受信したオーディオデータのパケットの復号化を同時に開始するようにスピーカ装置１２０ａ〜１２０ｄに命令する。
スピーカ装置１２０ａ〜１２０ｄにおけるオーディオデコーダ５１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのフレームの規定のシグナリングに応答してオフセット４０６により繰り返し調整される調整後のオーディオクロック信号５４０でクロック制御される。上述されかつ図６に示されたように、オフセット４０６の値の調整をトリガするＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットの規定のシグナリングは、フレームアクセスコード、ヘッダ開始、パケットヘッダのＨＥＣ及び／又はパケットペイロードのＣＲＣに対応してもよい。イベント検出器５０６は、オーディオ開始信号５４２を出力して、バッファリングされたオーディオデータの復号化及びサウンドの生成を開始するようにデコーダ回路５１４をトリガし、かつ／あるいは調整後のオーディオクロック信号５４０の周期に応じてＤＡＣ５２０を介してスピーカ５３０に対してＰＣＭデータのクロック制御を開始するようにＰＣＭデータバッファ５１６をトリガする。従って、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットのシグナリングが全てのオーディオ処理に対する共通マスタクロックとして使用されるため、オーディオデコーダの復号化動作及び／又はバッファ５１６からのＰＣＭデータの出力は、依然として時間が整合されたままであるように制御される。
オーディオ送信装置１１０はスピーカを含んでも含まなくてもよい。オーディオ送信装置１１０は、スピーカ装置と協働して音楽の成分を再生するスピーカを含む場合、スピーカ装置により使用される共通ネットワーククロックに対してパルス符号変調された（ＰＣＭ）内部クロックを更に調整する必要がある。
オーディオ配信システムのいくつかの他の実施形態において、スピーカ装置は、クロック信号を生成し、別個のオフセット値に応じて別個に調整され、かつトランシーバ（例えば、周波数ホッピングタイミング）の動作及びオーディオデコーダ回路の動作を別個に制御する種々のクロック回路を含んでもよい。
ここでも、共通マスタクロックとして機能するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットと関連付けられたシグナリングを使用することに関連して本明細書において種々の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。その代わり、本発明の種々の実施形態は、一方のユニットから送信された信号が他方のユニットに対するタイミング基準として動作するあらゆる無線システムにおいて使用される。スピーカ装置におけるローカルクロックは、基準ユニットから送信された規定の信号にロックされ、ローカルクロックの相対ドリフティングを補償する。更に基準ユニットは、ブロードキャストパケットを全てのスピーカ装置に送出し、スピーカ装置に規定の動作を同時に開始すべき時を命令する。
本発明は特定のオーディオコーデック形式に限定されない。オーディオデコーダにより使用されるオーディオコーデック形式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈサブバンドコーデック（ＳＢＣ）、ATRAC(Adaptive Transform Acoustic Coding)、ＡＡＣ、ドルビーデジタルサラウンド５．１、６．１及び／又は７．１、並びに／あるいは別のオーディオ符号化形式を含むがそれに限定されない。
上述したように、いくつかの実施形態において、０．２５μｓのタイミング精度は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈピコネットからのシグナリングを使用して取得され、これは単純なオーディオ処理に必要とされるものより正確である。しかし、複数のスピーカ装置間でそのようなタイミング同期精度を必要としてもよい他のオーディオアプリケーションが存在する。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、スレーブデバイスからのオーディオ信号の位相差出力をより正確に制御するように複数のスレーブデバイス間でローカルクロックを正確に同期することにより、オーディオビームステアリング技術を改善するために使用される。例えば、各スピーカ装置から生成される対応するサウンド間の相対タイミング位相は、サウンドに対する空間深度及び指向性をより適切に知覚し、周囲雑音を除去しフィードバックエコーを消去するように、並びに／あるいはスピーカ装置により形成された結合ビームを指向するように正確に制御される。
図７は、本発明のいくつかの実施形態に従って、オーディオ送信装置及びスピーカ装置のうちの例示的なスピーカ装置、例えば図１〜図２及び図４〜図６の１つ以上のうちのスピーカ装置の例示的な動作及び方法を示すフローチャート及びデータシーケンスチャートである。上述したように、復号化の開始を同期することに関連して例示的な動作を説明するが、例示的な動作は、サウンドを生成するようにスピーカへの復号化ＰＣＭデータの出力の開始を同期するために代わりに又は更に使用されうる。図７を参照すると、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークは、オーディオ送信装置１１０とスピーカ装置１２０との間に確立される（ブロック７０２及び７０４）。オーディオ送信装置１１０は、スピーカ装置１２０によりオーディオ復号化を開始するタイミングイベントを規定するコマンドパケットをブロードキャストする（ブロック７０６）。オーディオ送信装置１１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する種々の連続したフレームを介してオーディオデータのパケットをスピーカ装置１２０及び他のスピーカ装置に送信する（ブロック７０８）。スピーカ装置１２０は、バッファ５１２において受信したオーディオデータを格納する（ブロック７１０）。スピーカ装置１２０は、タイミングイベント検出器５０６が規定のタイミングイベントの発生を検出するのを待つ（ブロック７１２）。スピーカ装置１２０は、バッファリングされたオーディオデータのオーディオ復号化を開始する（ブロック７１４）。復号化オーディオデータは、増幅されかつスピーカ５３０に提供されてサウンドを生成する（ブロック７１６）。オーディオ送信装置１１０及びスピーカ装置１２０は、ブロック７０８からブロック７１６までの動作を繰り返し、オーディオデータの更なるパケットをオーディオ送信装置１１０からスピーカ装置１２０にストリーミングし、他のスピーカ装置に対してスピーカ装置１２０から生成される対応するサウンドを同期する。
図８は、本発明のいくつかの実施形態に従って構成され、マスタ無線通信端末／オーディオメディアコントローラ（端末）８１０、スレーブ無線ヘッドセット１３０及び一対の無線スピーカ８００を含む無線オーディオ配信システムの例示的な構成要素を示すブロック図である。
図８を参照すると、無線スピーカ８００及びヘッドセット１３０の左右のスピーカは、それぞれ、スピーカ間でより適切にオーディオ出力を同期するために図５に示された回路網を含むように構成される。
いくつかの実施形態によると、端末８１０は、無線回路網８２０、マイクロホン８１２、スピーカ８３０、ユーザ入力インタフェース８３２（例えば、キーパッド／タッチインタフェース）、ディスプレイ８３４、並びにこれらの構成要素及び他の構成要素を制御する汎用アプリケーションコントローラ８２８を含む。
無線回路網８２０は、セルラ無線装置８２２、ＷＬＡＮ無線装置８２４（例えば、ＩＥＥＥ８０１．１１ａ〜１１ｇ規格のうちの１つ以上に準拠する）及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線装置８２６を含む。セルラ無線装置８２２は、例えばGSM(Global Standard for Mobile)通信、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、GSM進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、統合デジタル拡張ネットワーク（ｉＤＥＮ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００及び／又はユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）等の１つ以上のセルラ通信プロトコルを使用して通信するように構成される。従って、端末８１０は、無線エアインタフェースにわたり無線回路網８２０を介してセルラトランシーバ基地局８３６及び／又は別の端末、並びにヘッドセット１３０及びスピーカ８００と通信するように構成されてもよい。
汎用アプリケーションコントローラ８２８は、オーディオデータの符号化／復号化を実行し、かつ例えばヘッドセット１３０、スピーカ８００及び／又は他のスレーブスピーカ装置とのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信ネットワーク又は他のネットワークをセットアップするように構成され、確立された通信ネットワークにおいてマスタデバイスとして動作する。汎用アプリケーションコントローラ８２８は、トランシーバ８２２、８２４及び／又は８２６のうちの１つ以上により通信ネットワークの種々の連続したフレームを介して複数のスレーブスピーカ装置、例えばヘッドセット１３０のスピーカ及び／又はスピーカ８００にオーディオデータをストリーミングする。ヘッドセット１３０及び／又はスピーカ装置８００は、トランシーバ８２２、８２４及び／又は８２６からの規定のシグナリングのタイミングに応答して内部クロックを同期し、図１〜図２及び図４〜図７に関して上述したようなトランシーバ８２２、８２４及び／又は８２６からの規定のシグナリングに応じる規定のタイミングイベントの発生に応答してサウンドの生成を開始する。
例示しかつ説明するために種々の別個の機能ブロックが図示されたが、本明細書において説明された機能性のうちの少なくともいくつかが共通集積回路パッケージ内で集積されてもよいか又は２つ以上の集積回路パッケージ間で分散されてもよい。
図面及び明細書において、本発明の例示的な実施形態を開示した。ただし、これらの実施形態に対する多くの変形、変更が、本発明の原理から大きく逸脱することなしに行うことが可能である。従って、特定の用語が使用されたが、それらは限定するためにではなく一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲により規定される。

Claims (20)

  1. 無線オーディオシステムを動作させるための方法であって、
    オーディオ送信装置と複数のスピーカ装置との間の無線通信ネットワークを確立するステップと、
    前記オーディオ送信装置及び前記複数のスピーカ装置により使用され、規定の繰り返し発生する前記無線通信ネットワークの信号に対して計時される共通ネットワーククロックを確立するステップと、
    前記複数のスピーカ装置の各々が前記オーディオ送信装置から受信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始する際に、前記共通ネットワーククロックに関してタイミングイベントを規定する前記無線通信ネットワークを介して、前記複数のスピーカ装置の各々において、前記オーディオ送信装置からコマンドを受信するステップと、
    前記複数のスピーカ装置の各々において、前記タイミングイベントの発生に応答して、前記オーディオ送信装置から過去に受信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始するステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  2. 前記オーディオ送信装置から、前記コマンドを、前記複数のスピーカ装置の全てが受信するようブロードキャストするステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記コマンドを前記複数のスピーカ装置の全てが受信するようブロードキャストした後、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークとして構成された前記無線通信ネットワークの対応する連続する異なる通信フレームを介して、オーディオデータの複数のパケットを、前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に順次に送信するステップを更に有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記コマンドは、前記複数のスピーカ装置が前記オーディオ送信装置から過去に受信したオーディオデータの各パケットからサウンドの生成を開始する前に、前記コマンドを転送したフレームの後に前記複数のスピーカ装置が遅延させる、連続して発生するフレームの数を定義することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークの対応する連続する異なる通信フレームを介して、前記オーディオ送信装置から前記スピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に前記オーディオデータのパケットを送信するステップと、
    前記ＴＤＭＡネットワークの前記フレームに対する規定のシグナリングを受信するタイミングに対して、前記複数のスピーカ装置において前記共通ネットワーククロックのサイクルを生成するステップと、
    を更に有し、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記共通ネットワーククロックのサイクルに対して、前記コマンドにより規定されたタイミングイベントの発生に応答して、前記サウンドの生成を開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記複数のスピーカ装置の各々は、前記ＴＤＭＡネットワークの前記フレームに対する前記規定のシグナリングに関する前記コマンドにより規定された前記タイミングイベントの発生に応答して、前記オーディオ送信装置から先に受信した前記オーディオデータのパケットのオーディオ復号化を実行することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置の異なるスピーカ装置に送信され、
    前記共通ネットワーククロックの周期は、前記複数のスピーカ装置において、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームアクセスコードを受信するタイミングを基準にして生成され、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記オーディオ送信装置から受信した前記コマンドにより規定される前記フレームアクセスコードのうちの特定のフレームアクセスコードを受信することに応答して前記サウンドの生成を開始し、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記オーディオ送信装置から受信した前記コマンドにより規定される特定のフレームの発生を示すフレームアクセスコードを受信することに応答して、前記オーディオ送信装置から先に受信した前記オーディオデータのパケットのオーディオ復号化を実行することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  8. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置の異なるスピーカ装置に送信され、
    前記共通ネットワーククロックの周期は、前記複数のスピーカ装置において、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレーム内の、ヘッダ開始シグナリング、データペイロードに対するヘッダの誤り訂正符号、及び、データペイロードに対する巡回冗長符号のうちの少なくともいずれかを受信するタイミングを基準にして生成され、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記共通ネットワーククロックの特定の周期が発生した後の規定の時間遅延、前記オーディオ送信装置から受信した前記コマンドにより規定される規定の前記時間遅延及び前記特定の周期に応答して前記サウンドの生成を開始することを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
  9. 前記ＴＤＭＡネットワークから受信したデータシーケンスの一部とデータビットの規定のパターンとの間の相関をそれぞれ示す一連の相関出力値を生成するステップを更に有し、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記ＴＤＭＡネットワークのフレーム内で最大相関出力値が発生するタイミングを判定したことに応答して前記サウンドの生成を開始することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記複数のスピーカ装置の各々において、ローカルクロック回路により生成されたローカルクロック信号に対して制御可能な量だけタイムオフセットされる調整クロック信号を生成するステップを更に有し、
    前記タイムオフセットは、前記ローカルクロック信号と前記規定の繰り返し発生する前記無線通信ネットワークの信号のタイミングとの間の位相差に応答して制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 前記複数のスピーカ装置の各々からの前記サウンドの生成は、
    ＰＣＭデータバッファにおいてバッファリングされるＰＣＭデータを生成することに応じて前記パックされたオーディオデータを復号化するステップと、
    前記タイミングイベントの発生に応答して、デジタル／アナログ変換器を介して、前記ＰＣＭデータバッファからスピーカに前記バッファリングされたＰＣＭデータの出力を開始し、前記調整クロック信号の周期に応じて前記ＰＣＭデータバッファからの前記ＰＣＭデータの前記出力をクロック制御するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 前記複数のスピーカ装置の各々からの前記サウンドの生成は、前記調整クロック信号の周期に応じて前記オーディオデータのパケットを復号化するようオーディオデコーダを動作させるステップを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
  13. 前記調整クロック信号の周期に応答して前記スピーカ装置が前記オーディオ送信装置と通信する規定の一連の周波数をホッピングするタイミングを同期するステップを更に有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信され、
    前記複数のスピーカ装置の各々において、前記調整クロック信号の前記タイムオフセットの量は、前記ＴＤＭＡネットワークの前記フレームに対する規定のシグナリングを受信するタイミングに応じて制御され、
    前記複数のスピーカ装置の各々の前記オーディオデコーダは、前記調整クロック信号の周期に応じて動作する
    ことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信され、
    前記複数のスピーカ装置の各々において、前記調整クロック信号の前記タイムオフセットの量は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームアクセスコードを受信するタイミングに応じて制御される
    ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信され、
    前記複数のスピーカ装置の各々において、前記調整クロック信号の前記タイムオフセットの量は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレーム内の、ヘッダ開始シグナリング、データペイロードに対するヘッダの誤り訂正符号、及び、データペイロードに対する巡回冗長符号のうちの少なくともいずれかを受信するタイミングに応じて制御される
    ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
  17. 前記オーディオデータの複数のパケットはそれぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークの対応する連続した異なる通信フレームにより、前記オーディオ送信装置から前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカ装置に送信され、
    前記ローカルクロック回路は、節電Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスニフモードにおいて動作する場合に前記複数のスピーカ装置の各々及び前記ＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークにおいてＢｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバの周期的な同期を維持するために使用される低電力発振器クロックを含み、
    前記調整クロック信号は、前記低電力発振器からの信号と前記規定の繰り返し発生する前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークのフレームのシグナリングとの間の位相差に応答して前記低電力発振器に対して制御可能な量だけタイムオフセットされる
    ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記ＴＤＭＡネットワークから受信したデータシーケンスのビットの一部と規定のデータビットのパターンとの間の相関をそれぞれ示す一連の相関出力値を生成するステップを更に有し、
    前記複数のスピーカ装置の各々は、前記ＴＤＭＡネットワークのフレーム内において最大相関出力値が発生したと判定されたタイミングに応じて前記調整クロック信号の前記タイムオフセットを制御する
    ことを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
  19. オーディオ送信装置を含む時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークを確立し、順次発生する前記ＴＤＭＡネットワークの通信フレームのうちの規定の通信フレームにおいて前記オーディオ送信装置からオーディオデータのパケットを受信するとともに、前記オーディオ送信装置からコマンドを受信するように構成される無線トランシーバと、
    オーディオデータバッファと、
    オーディオ開始信号を生成してオーディオ復号化を開始し、タイミングイベントの発生に応答して前記オーディオ開始信号を生成する時に前記受信したコマンドから前記ＴＤＭＡネットワークの前記フレームに対して繰り返し発生するシグナリングに関して規定される前記タイミングイベントを判定するように構成されるオーディオ復号化開始イベント検出器と、
    オーディオ復号化を待機する前記オーディオデータバッファに受信したオーディオデータのパケットを一時的に格納し、前記オーディオ開始信号に応答して前記バッファリングされたオーディオデータのパケットの復号化を実行するように構成されるデコーダ回路と、
    前記デコーダ回路から前記復号化オーディオパケットに応答してサウンドを生成するように構成されるスピーカ回路と、
    を有することを特徴とするワイヤレススピーカ装置。
  20. ワイヤレスオーディオ送信装置であって、
    複数のスピーカ装置を含む時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークを確立するように構成される無線トランシーバと、
    前記ＴＤＭＡネットワークの対応する順次発生する通信フレームを介して、前記複数のスピーカ装置のうちの異なるスピーカにオーディオデータのパケットを順次送信し、前記複数のスピーカ装置の各々がオーディオ復号化及び前記オーディオ送信装置から受信したオーディオデータのパケットからサウンドの生成を開始する時に前記ＴＤＭＡネットワークの前記フレームに対して繰り返し発生するシグナリングに関するタイミングイベントを規定するコマンドを前記スピーカ装置にブロードキャストするように構成されるコントローラと、
    を有することを特徴とするワイヤレスオーディオ送信装置。
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