CN110999326B - 音频流检测 - Google Patents

Abstract

提供了一种音频传输方法，包括：将音频接收器设备(10)无线连接到第一音频流式传输设备(11)；使用第一协议将第一音频流从所述第一音频流式传输设备发送到所述音频接收器设备，其中，至少一个音频数据分组在至少一个音频分组时隙中的每个帧中被发送；以及在从所述第一音频流式传输设备接收所述第一音频流的同时，由所述音频接收器设备在至少一个扫描窗口(S)期间扫描以寻找使用第二协议的第二音频流中从第二音频流式传输设备(40)发送的跳频同步(FHS)分组(F)。扫描活动通过防止所述至少一个扫描窗口与每帧(R)至少一个音频分组时隙(A)的冲突，来实现所述第一音频流的每帧至少一个音频分组的接收。

Description

音频流检测

技术领域

本公开涉及一种无线音频接收器设备和一种无线音频传输方法。

背景技术

音频设备之间的等时音频流传输通常采用跳频技术，其中，传输频率根据某个跳频序列进行更改。在这样的***中，主设备通常在一小组频率上定期发送跳频同步(以下称为“FHS”)分组，以帮助从设备连接到跳频序列。因此，为了能够连接到由主设备使用的跳频序列，从设备必须成功接收至少一个这样的FHS分组。然而，由于在扫描以寻找这样的FHS分组期间从设备尚未与发送FHS分组的主设备同步，所以扫描从设备不知道何时以及以什么频率进行FHS分组的传输。

通常，FHS分组定期发送。用于监听同步分组的一种已知技术是所谓的“滑动扫描”技术，其中，扫描设备在扫描窗口期间在同步分组被期望的频率上周期性地进行监听，其中，选择扫描窗口的周期长度(或周期性)被选择，以便不同于同步分组传输周期长度的倍数，从而在每个顺序扫描周期时导致扫描窗口和同步分组传输之间的相对偏移，使得在一段时间后扫描窗口和同步分组传输将在某个时间点处在时间和频率中相遇。用于同步所需的最大时间间隔也称为“延时”。换句话说，不管扫描窗口和同步分组之间的初始相位差如何，在已经经过最大时间间隔之后，总是存在时间和频率中的相遇。通常，扫描窗口的周期长度比同步分组的周期长度长。

US 8,194,902 B2涉及一种滑动扫描技术的示例，其中，听力工具通过将激活时间段和去激活的时间段之和调整为与网络协议帧的持续时间不同，来与无线网络中的设备的发送器同步，使得用于由发送器的数据传输的特定时隙和激活的时间段将同时重叠。

WO 2011/098141 A1涉及一种滑动扫描技术的另一示例，其中，听力工具的接收器单元通过定期监听信标分组的特定唤醒时间段使用TDMA帧结构与通信网络的音频信号源的传输单元进行同步，其中，信标监听周期与信标传输周期相差给定百分比。

WO 2004/110099 A2涉及一种使用跳频的音频通信网络，其中，LMP(链路管理协议)消息用于网络获取，并且其中，用于扫描以寻找LMP消息的时间间隔的位置是随机的，使得可以有一段时间后与LMP消息在时间上重叠。

发明内容

本公开的目的是提供一种无线音频传输方法，其中，在搜索另一音频流的同时应当启用音频流的接收。另一目的是提供对应的音频接收器设备。

根据本公开的一些实施例，该目的分别通过如权利要求1所限定的方法和如权利要求26所限定的音频接收器设备来实现。

音频接收器设备在从第一音频流式传输设备接收第一音频流的音频分组的同时，扫描以寻找从第二音频流式传输设备发送的跳频同步(FHS)分组，以便通过防止扫描窗口与第一音频流中的一个或多个相应音频分组时隙发生冲突来从实现第一音频流每帧至少一个音频分组的接收。因此，可以将第一流的音频接收的质量保持在可接受的水平，同时允许检测至少一个其他音频流。

在从属权利要求中定义了一些实施例。

附图说明

通过参考附图来说明本公开的示例，其中：

图1是无线助听***的示例的示意图；

图2是在接收第一音频流的同时用于检测第二音频流的音频接收器设备的扫描活动的示例的图示；

图3是图2的示例的扫描窗口周期与FHS分组周期之间的关系的放大图示；

图4是类似于图2的图示，然而其中，示出了使用两个同步信道的示例；

图5至图7是使用单个扫描窗口周期性来检测三个不同周期性的FHS分组的图示，其中，在单个FHS分组周期中示出了后续的扫描窗口；

图8是在接收第一音频流的同时，针对第二音频流的音频接收器设备的扫描活动的替代示例的图示。

图9至图11是与图5至图7类似的图示，然而其中，对于三个不同的FHS分组周期性，示出了对扫描窗口周期的不适当选择；

图12示出了根据FHS分组周期性用于针对某个扫描窗口周期性检测FHS分组所需的扫描窗口的数量；以及

图13是类似于图12的图示，然而其中，示出了另一示例。

具体实施方式

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，但是在附图中通过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，其意图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。

“扫描窗口”是在其期间音频接收器设备监听FHS分组的时间间隔。“扫描窗口长度”是该时间间隔的持续时间。扫描窗口可以周期性地重复；在这种情况下，“周期”是在其之后重复发生的时间间隔(一个周期对应一个循环)。因此，“扫描窗口周期”是从例如扫描窗口的开始到下一扫描窗口的开始的时间间隔，并且“扫描窗口周期长度”是该时间间隔的持续时间。可以使用“周期性”作为“周期长度”的同义词。这些术语类似地用于FHS分组和音频分组的传输。

此处介绍的技术可以体现为专用硬件(例如，电路)、用软件和/或固件适当编程的可编程电路、或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)进行编程以执行过程。机器可读介质可以包括但不限于软盘、光盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘、ROM、随机存取存储器(RAM)、可擦可编程只读存储器(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，非暂时性不包括传播信号。在一些实施例中，图1中公开的设备执行图2至13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听力设备10的示例的框图，该听力设备10通常与要戴在用户的另一只耳朵处的第二听力设备一起使用以便形成双耳听力***。在一些实施方式中，听力设备10是听力工具，例如RIC(耳道中的接收器)、BTE(耳后)、ITE(耳内)、ITC(耳道中)或CIC(完全在耳道中)助听器。然而，听力设备例如也可以是听觉假体，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植入设备，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是助听器，其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以及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。在一些实施方式中，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以用于实现第一助听器10与外部设备11、40之间的无线数据交换。例如，助听器10可以经由无线链路30连接到第二助听器(例如，作为外部设备11)，该无线链路用于实现双耳听力辅助***，从而允许助听器交换音频信号和/或控制数据和状态数据，例如助听器的当前设置。

接口20还被提供用于经由无线链路30与至少一个另外的外部设备进行数据交换，例如，用于从充当音频源的外部设备接收音频数据流。这种外部设备在图1中以40和50示出。

听力设备10还包括用于控制助听器10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，该存储器36用于存储助听器10的操作所需的数据和接口20操作所需的数据，例如配对/网络数据。

听力设备10可以经由无线链路30从另一设备11接收音频流，然后听力设备10充当音频接收器设备，而另一设备11充当音频流式传输设备。为此，听力设备10必须经由具有时隙帧结构的合适的无线协议连接到另一设备11，其中，每个帧中的某些时隙专用于某些活动；例如，每一帧中的时隙中的至少一个时隙用于将音频数据分组从音频流式传输设备发送到音频接收器设备。在一些实施方式中，每个音频数据分组被发送不仅仅一次，而是若干次，例如三次，以便提供某些冗余以避免当音频接收器设备例如由于干扰信号而未接收到音频分组时的音频质量的损失(在这种情况下，将接收两个副本中的至少一个副本，从而有效地避免分组丢失)。

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，音频流通过广播从音频源发送到多个音频接收器，例如音频源充当向接收器设备单向发送信息的广播设备，其中，接收器设备无法向广播设备提供关于信息的反馈，例如音频分组是否被接收到，例如没有上行链路。

通常，音频流式传输需要等时数据流，这意味着音频数据连续且以稳定的速率流动。

在图2中示出了这种音频流式传输过程的简化示例，其中，第一音频流式传输器(streamer)(例如，设备11)使用顺序跳频以用于使用三个传输信道#1、#2和#3的固定序列在每个帧R中发送音频分组三次。例如，第一音频分组可以在信道#1中发送，相同音频分组的第一副本可以在信道#2中发送，并且音频分组的第二副本可以在信道#3中发送。每个帧R中专用于音频分组传输的时隙在图2中标记为“A”。

通常，实际上在涉及更多的信道的情况下跳频序列将更复杂，并且将不是固定的，而是根据所连接的设备10和11二者知道或可以计算出的伪随机序列而变化的。当连接两个设备时，它们的时钟将同步，使得它们具有相同的时基，并且它们二者都知道或可以计算跳频序列。因此，音频接收器设备10知道何时期望音频数据分组的传输以及这将在哪个信道中发生，使得音频接收器设备将在相应信道中的各个时隙“A”期间监听。由音频接收器设备10接收音频数据分组在图2中由垂直箭头指示。

除了音频数据分组之外，音频流式传输设备还发送数据分组，该数据分组包含连接到音频流式传输设备以便接收其音频流所需的信息。这样的信息包括用于使时钟同步的时钟信息以及与由音频流式传输设备使用的跳频序列有关的信息。在下文中，传达这种信息的数据分组将被称为跳频同步(FHS)分组；在图2中，此类FHS分组标记为“F”。在一些实施方式中，可以周期性地发送FHS分组，例如在每个帧R中一次或每第n帧一次，使得某个时隙“F”专用于每个帧或每第n帧中以用于FHS分组的传输。

通常，FHS分组的传输不使用协议的完整频率范围，使得仅使用可用信道的子组。在图3的示例中，仅信道#2用于FHS分组的传输。对于尚未连接到音频流式传输设备的设备，通常还知道用于传输FHS分组的一个或多个信道，而这些信道的实际顺序(可以标记为“同步信道”)可以是可变的，并且然后对于希望连接到音频流式传输设备的设备不是已知的。

通常，音频流式传输设备充当“主”，而音频接收器设备充当“从”。

为了接收FHS分组，音频接收器设备可以在某些时间窗口期间监听FHS分组；这样的时间窗口可以称为“扫描窗口”，并在图2中标记为“S”。然而，由于希望连接到音频流式传输设备的设备(此类设备可以称为“扫描设备”)尚未与音频流式传输设备同步，并且因此不知道何时期望FHS分组的传输。

在图2中示出了示例，其中，音频接收器设备10在从第一音频流式传输设备11接收音频数据分组的同时，从另一音频流式传输设备(即，第二音频流式传输设备40)扫描FHS分组。期望由音频接收器设备10对第二音频流式传输设备40的扫描以这样的方式发生：扫描动作对从第一音频流式传输设备11接收的音频流的音频质量没有影响或只有很小的影响。为此，音频接收器设备10的扫描活动以一种方式进行，以便通过防止扫描窗口与来自第一音频流式传输设备11的音频流的每帧至少一个音频分组时隙发生冲突来实现从第一音频流式传输设备11音频流的每帧至少一个音频分组的接收。下面将更详细地讨论这种扫描策略的示例。

一旦已经从第二音频流式传输设备40接收到FHS分组，音频接收器设备10如何反应存在若干种选择(当从第二音频流式传输设备40传输FHS分组与音频接收器设备10的扫描窗口“S”之间存在时间和频率中重叠时，发生这种情况)。

在一些实施方式中，音频接收器设备可以自动地与第一音频流式传输设备断开连接并且可以连接到第二音频流式传输设备，以便从那时起接收来自第二音频流式传输设备的(第二)音频流而不是来自第一音频流式传输设备的(第一)音频流。例如，仅当第二音频流的接收信号强度高于给定门限时，音频接收器设备才可以从第一音频流式传输设备切换到第二音频流式传输设备。在一些实施方式中，仅在第二音频流的接收信号强度高于第一音频流的接收信号强度的情况下，音频接收器设备才可以从第一音频流切换到第二音频流，使得接收器设备被实现为始终连接到具有最高信号强度的音频流，其通常是来自最接近的音频流式传输设备的音频流。

例如，音频接收器设备可以自动从由客厅中的TV流式传输器提供的第一音频流切换到由厨房中的无线电设备提供的第二音频流。其他示例是在由不同的无线麦克风或头戴式受话器提供的音频流之间自动切换。

在一些实施方式中，音频接收器设备一旦已经从第二音频流式传输设备接收到FHS分组，就可以例如通过适当的声音信号向用户提供通知，以便使用户能够执行手势以将音频接收器设备连接到第二音频流式传输设备。换句话说，关于从第一音频流到第二音频流的切换的决定可以不是自动发生的，而是可以由音频接收器设备的用户做出。

在一些实施方式中，第一音频流和第二音频流可以使用相同的协议，例如专有协议。在一些实施方式中，第一音频流和第二音频流可以使用不同的协议；例如，第一协议可以是专有协议，并且第二协议可以是标准协议，例如蓝牙协议。

在图2所示的示例中，第二音频流式传输设备40使用与第一音频流式传输设备相同的协议，其中，FHS分组被周期性地发送，例如在每个帧R中被发送一次。在这种情况下，FHS分组传输的周期性(一个周期的长度或持续时间)(“T_SYNC”)等于帧R的长度；音频分组传输的周期(周期长度)也等于帧长度，并且因此等于FHS分组传输周期的长度。帧长度(一帧R的持续时间)可以是例如10ms。

在一些实施方式中，在图2中示出了其示例，由音频接收器设备进行的扫描发生在周期性重复的扫描窗口期间，其持续时间(“W_SCAN”)被选择，使得通过防止扫描窗口与第一音频流的至少一个音频分组时隙发生冲突来实现第一音频流的每帧的至少一个音频分组的接收，并且其中，选择扫描窗口周期性(周期长度)(“T_SCAN”)使得当考虑第二音频流的FHS分组传输的周期性时每个扫描窗口与随后的扫描窗口之一存在某些重叠。

换句话说，当通过在时间上将后面的扫描窗口向后移FHS分组周期长度T_SYNC的适当倍数而将“重叠”的两个扫描窗口“映射”到相同的FHS分组传输周期时使得“重叠”的两个扫描窗口中的前一个和后一个位于相同FHS分组周期中，“重叠”是可见的。从数学上讲，这种映射使用“modulo T_SYNC”运算。

在一些实施方式中，当两个扫描窗口之间的重叠在映射到相同FHS分组周期中时，至少对应于FHS分组的起始帧定界符(SFD)的持续时间或长度(一旦通过音频接收器设备接收到FHS分组的SFD，这是SFD落在扫描窗口之一内的情况，如果对应地配置了无线电芯片，则接收窗口(扫描窗口)可以自动扩展为接收完整的相应分组(替代地，并非使用SFD，可以在一些实施方式中使用分组的地址或地址代码)。

将扫描窗口S映射到相同FHS分组周期中的示例如图2所示，其中，通过将扫描窗口2到5在时间上向后移FHS分组周期长度T_SYNC的适当倍数，所有扫描窗口(即，音频接收器设备的帧1至6中的扫描窗口)被“映射”到第一帧中(第二扫描窗口被移动一个FHS分组周期，第三扫描窗口被移动两个FHS分组周期，第四扫描窗口被移动三个FHS分组周期，等等)。

在扫描窗口周期T_SCAN比FHS分组周期T_SYNC(或音频分组周期或帧长度，其在图2的示例中都相同)长的情况下，通过选择不同于FHS分组周期的任何倍数的扫描窗口周期来实现“映射的”扫描窗口的重叠；此条件也可以写为：T_SCAN modulo T_SYNC≠0。在扫描窗口周期小于FHS分组周期的情况下，扫描窗口周期的倍数均不必为FHS分组周期的倍数(T_SCAN*N modulo T_SYNC≠0，其中，N是整数)。

应当注意，当映射到相同的FHS分组周期中时重叠的两个扫描窗口不必是两个紧邻的扫描窗口。相反，例如扫描窗口图案可以使得图2的第一和第二扫描窗口不重叠，而第一和第五扫描窗口重叠。

扫描窗口周期T_SCAN和FHS分组周期T_SYNC的差异导致后续扫描窗口相对于FHS分组周期的移动，如图3所示，其中，针对10ms的FHS分组周期和12ms的扫描窗口周期示出了示例。这将导致下一扫描窗口的相对偏移T_SHIFT为2ms(从12ms减去10ms＝2ms，或者T_SHIFT＝T_SCAN modulo T_SYNC＝12ms modulo 10ms＝2ms得出)；扫描窗口的持续时间W_SCAN为3毫秒。这导致第一扫描窗口和第二扫描窗口的重叠为1ms(当第二扫描窗口通过将其在时间上后移1*T_SYNC＝10ms映射到第一FHS分组周期中时)。

起始帧定界符的典型持续时间为40μs，其是以1Mbps的速率为5个字节的持续时间，或以2Mbps的速率为10个字节的持续时间。因此，如在图4的示例中那样，实际上1ms的重叠将太长(为了附图的清楚起见，在图3和图4中使用了该相对大的重叠)。

在图2和图3的示例中，在5个连续扫描窗口之后覆盖了一个音频帧R(或一个FHS分组周期)的10ms的完整持续时间，使得最迟在五个扫描窗口周期S(对应于六个音频帧R)之后一个FHS分组将落在扫描窗口内，使得其可以被接收；因此，这种情况下的延时为5*12ms＝60ms(其取决于FHS分组实际将在该扫描窗口中被接收的音频接收器设备的帧与第二音频流式传输设备的帧之间的相对移动)。

虽然在图2和图3的表示中，为了简化附图，扫描窗口周期性不比音频帧的周期性大很多，实际上，扫描窗口周期性将比音频周期性大很多，以便仅花费很少的电流以用于扫描。例如，在3ms的扫描窗口长度的情况下，可以将扫描窗口周期选择为102ms，在这种情况下，扫描占空比将为3/102＝2.9％。在这种情况下，由于将需要五个扫描窗口周期来覆盖10ms的完整音频帧，其中，延时(最大检测延迟)为5*102ms＝510ms。

尽管在图2的示例中，仅单个信道/频率用于发送FHS分组，但是在一些实施方式中，可以使用多个信道来提供对干扰的更多的鲁棒性。通常，可以将FHS分组的传输和每个信道中的定期扫描视为并行和独立的活动。在图4中示出了示例，其中，第二音频流式传输设备在每个帧中的两个不同的信道2和4中发送FHS分组，而音频接收器设备在这两个信道中并行执行扫描。

在一些实施方式中，如图2所示，音频接收器设备可以仅扫描以寻找具有固定且已知的FHS分组周期性的单个第二音频流。然而，在一些实施方式中，音频接收器设备可以扫描以寻找一个第二音频流，该第二音频流可以具有至少两个不同的FHS分组周期性(例如，由第二音频流式传输设备使用的协议可以允许从一组不同的值选择FHS分组周期性)，或者音频接收器设备可以扫描以寻找至少另外两个已知具有不同FHS分组周期性的音频流(例如，第二和第三音频流)。

在存在一组不同的FHS分组周期性的情况下，以这样的方式选择扫描窗口周期性，即针对单个FHS分组周期性的上述“重叠”条件适用于每个FHS分组周期性。

满足用于若干FHS分组周期性的“重叠”条件的扫描窗口周期性的示例在图5至图7中示出，其中，使用类似于图2的扫描过程的扫描过程，其中，3ms的扫描窗口长度W_SCAN以及22ms的扫描窗口周期T_SCAN用于扫描以寻找周期T_SYNC分别为10ms(图5)、20ms(图6)和50ms(图7)的FHS分组。在图5至图7，示出了分别具有10ms、20ms和50ms的长度的单个FHS分组周期，分别“映射”了5、10和25个扫描窗口到其中，其中，第n扫描窗口在垂直位置n处指示，并具有与其3ms的长度/持续时间相对应的水平尺寸。可以看出，对于所有三个FHS分组周期，两个1ms的扫描窗口之间存在成对重叠。在FHS分组周期分别为10ms和20ms的情况下(其比22ms的扫描窗口周期短)，相邻扫描窗口之间始终存在重叠，而在FHS分组周期为50ms的情况下，这比22ms的扫描窗口周期长，重叠的扫描窗口不是相邻的扫描窗口。

因此，通过使用一对扫描窗口持续时间(3ms)和扫描窗口周期(22ms)，可能的是覆盖分别为10ms、20ms和50ms的三个不同的FHS分组周期。

在图2的示例中，3ms的扫描窗口长度允许每帧三个音频分组中的至少两个的接收(与扫描窗口冲突的音频分组时隙在图2中用“X”标记，参见音频帧1、2、5和6)。因此，即使每帧中不与扫描窗口发生冲突的两个音频接收时隙之一没有导致音频分组的成功接收，每个帧中将仍有第二次机会以在扫描以寻找第二音频流的FHS分组的同时接收音频的副本。在每个帧中都有第二次机会以接收音频分组的副本，可以在由于例如干扰而导致分组丢失的情况下提供鲁棒的音频接收。在一些实施方式中，如果音频帧错误率至多为1％，则可以获得良好的音频质量。在具有两次接收机会的情况下，可以容忍高达10％的分组错误率，这是因为在这种分组错误率下，丢失第一副本和第二副本二者的概率为10％*10％＝1％。

在一些实施方式中，如图8所示的示例所说明的，选择扫描窗口的持续时间，使得其覆盖完整FHS分组周期，使得原则上单个扫描窗口足以安全地接收一个FHS分组——与音频接收器设备帧相对于第二音频流的帧的相对相位无关。在图8所示的示例中，第一音频流的帧长度(或音频分组周期性)为4.0ms，第二音频流的FHS分组周期性同样为4.0ms，音频分组接收时隙的持续时间为0.4ms，并且扫描窗口的持续时间W_SCAN为4.1ms。此外，选择扫描窗口的相位和持续时间，使得通过防止扫描窗口与第一音频流的每帧至少一个音频分组时隙的冲突，实现第一音频流每帧至少一个音频分组的接收。

为此，如果在第一音频接收时隙中的音频分组接收成功，则扫描窗口在某个帧(例如，帧#2和图8)中的第一音频接收时隙之后开始，并且至少在在下一帧(图8的示例中的帧#3)中的最后一个音频接收时隙开始之前终止。这样，即使在存在扫描活动的那些帧中(图8中的帧2和帧3)，这也可以实现每帧至少一个音频分组的接收：在帧#2中，已经成功接收到音频分组(否则扫描活动将不会从帧#2开始)，然后在帧#3中至少有机会在帧#3的最后一个音频接收时隙中接收音频分组。在一些实施方式中，如图8的示例所示，扫描窗口最晚在下一帧(帧#3)中的第二音频分组时隙的开始之前已终止，以便允许在下一帧(帧#3)中至少两个音频分组的接收；这提高了音频质量，因为例如如果帧3的最后一个音频时隙中的接收失败(例如，由于干扰)，将有机会在帧#3的第二音频接收时隙中接收音频分组。

在一些实施方式中，选择扫描窗口持续时间，使得它至少是第二音频流的FHS分组周期性T_SYNC加上FHS分组的起始帧定界符的长度(如上所述，在对应地指示了音频芯片的情况下，FHS分组的SFD的接收足以接收完整的FHS分组，以便在SFD的接收之后继续扫描窗口，直到完整的分组被接收为止)。

在图8的示例中，音频传输和接收时隙的持续时间为400μs，而音频分组本身的持续时间为164μs，这是因为跳频***中时隙的最后一部分通常不是用于无线电传输，而是用于更改无线电频率。因此，扫描窗口可能已经在第一音频接收时隙的结束之前的某个时间开始，例如在时隙的结束之前的100μs，这是因为此时已经清楚的是成功接收到了音频分组。

为简单起见，在图8中仅示出了单个FHS分组信道，而如图4的示例中，可以存在多于一个FHS分组信道。

在一些实施方式中，周期性地重复图8的示例的扫描窗口，其中，选择周期性以便对应于关于第二音频流的检测的最大可接受的连接延时。例如，2.5s的扫描窗口周期将提供4.1ms/2500ms＝0.16％的扫描占空比开销；在无线电接收模式下电流消耗为6.5mA的情况下，这将导致电流消耗开销为0.0016*6500mA＝10mA。如上所述，扫描窗口周期的选择是第二音频流的检测延时与用于搜索第二音频流式传输设备的能量之间的折衷。

与图2和图3的示例的主要区别在于以下事实：原则上单个扫描窗口足以接收一个FHS分组，而在图2和图3的示例中需要某个数量的扫描窗口，例如5个。

图8所示的原理特别适用于以不长于扫描窗口持续时间的周期性周期性地发送FHS分组的情况(扫描窗口的持续时间的上限由第一音频流的时隙帧中的音频时隙的周期性、长度和分布确定)。

在一些实施方式中，选择扫描窗口的持续时间和起点，以便从第二音频流式传输设备接收FHS分组，如图8所示，同时此外可以周期性地重复扫描窗口以扫描以寻找具有与第二音频流式传输设备的FHS分组周期性不同的FHS分组周期性的另外的音频流式传输设备(第三音频流式传输设备)，其中，通过使用关于图2和图3所示的原理来选择扫描窗口的周期性(以便获得“映射的”扫描窗口的足够“重叠”，其中，某个数量的“映射的”扫描窗口覆盖完整FHS分组周期)。换句话说，图2和图3所示的原理以及图8所示的原理可以组合。

在一些实施方式中，音频接收器设备以及第一音频流式传输设备和第二音频流式传输设备可以使用相同的专有协议，而第三音频流式传输设备可以使用诸如蓝牙协议之类的标准协议。标准协议可以允许FHS分组周期T_SYNC的各种值；例如，FHS分组周期可以是1.25ms的倍数(这是蓝牙时隙持续时间的两倍)。因此，在图8的示例中，其中，扫描窗口持续时间W_SCAN是4.1ms，短于扫描窗口持续时间减去SFD持续时间(其可以是例如，40μs)(即，4.060ms)的所有FHS分组周期性被覆盖。因此，FHS分组周期1.25ms、2.5ms和3.75ms将由持续时间为4.1ms的单个扫描窗口覆盖。

然而，对于较大的值，必须选择适当的周期性。例如，通过在扫描窗口周期性的所有值T_SCAN(其是第一音频流式传输设备的音频周期性T_AUDIO＝4ms的倍数)上“暴力”覆盖搜索可以发现，964ms的扫描窗口周期性值覆盖了来自集合{1.25ms，2.5ms，...，100ms}的所有FHS分组周期性值。由这种扫描活动得到的平均电流消耗为4.1ms/964ms*6500μA＝28μA。

可以通过针对每个FHS分组周期值T_SYNC并且针对许多扫描窗口周期值T_SCAN计算连续的扫描窗口将在FHS分组周期的哪个部分结束来进行这种覆盖搜索。对于每个扫描窗口周期性值，记录了覆盖完整FHS分组周期所需的连续扫描窗口的数量。如果在某个数量的连续扫描窗口(例如，100个连续扫描窗口)之后，仍然无法完全覆盖FHS分组周期，则该扫描窗口周期性值不被视为候选值。如以上已经讨论的，当扫描窗口周期的整数倍可以被FHS分组周期整除时，可以发生这种情况(数学上，此条件为：T_SCAN*N_SCAN modulo T_SYNC＝0，其中，扫描窗口数量N_SCAN是一个整数)。在搜索结束时，获得扫描窗口周期性的合适候选值的列表。从该列表，可以选择最接近目标扫描窗口周期性并且提供用于接收FHS分组所需的最小扫描窗口数量的扫描窗口周期性值。

目标扫描窗口周期性可以从无线电接收器的可允许的功耗确定，该功耗可以专用于该扫描活动。在这方面，必须考虑音频接收器设备的总体功耗以及由目标扫描窗口周期性得到的流检测延时性能。通常，专用于扫描活动的较高的可允许功耗会导致较低的(较短的)延时，使得必须找到某个平衡。在一些实施方式中，检测延时应不超过几秒钟。可接受的检测延时由音频接收器设备的可用性标准确定。根据一些实施方式，检测延时应当短于10s，例如短于3s或短于1s。根据上面的示例，4.1ms的扫描窗口持续时间和964ms的扫描窗口周期性将导致专用于扫描活动的无线电接收器的平均功耗为28μA。扫描活动的功耗导致音频接收器设备的电池寿命缩短。例如，在电流容量为130mAh、平均电流为0.8mA的锌-空气电池的情况下，寿命将从162.5h缩短至157h，即减少了约3％。

图12是示出以上讨论的扫描活动的性能(即，所需扫描窗口的数量)的图，其中，扫描窗口持续时间为4.1ms，并且扫描窗口周期性为964.0ms，其根据FHS分组周期性(更准确地说，对于1.25ms至100ms的蓝牙时基的倍数集)。图12中的虚线表示所需扫描窗口的数量的下限，其由FHS分组周期性T_SYNC减去(扫描窗口持续时间W_SCAN减去起始帧定界符的持续时间T_SFD)给出。得到的检测延迟由下式给出：T_SCAN*[1+N_SCAN]，这是执行所有所需的N_SCAN扫描窗口所需的时间(T_SCAN是扫描窗口的周期性)。例如，对于T_SYNC＝10ms和N_SCAN＝5，得到的检测延迟为5784ms。

从图12中可以看出，高达11ms的FHS分组周期性，以上过程的性能几乎是最佳的，而对于较大的FHS分组周期值，所需的扫描窗口数量可以偏离最佳值。

在图9至图11中，示出了对扫描窗口周期性(即，对于T_SCAN＝960ms)的不适当选择的后果。更详细地，图9至图11是与图5至图7相似的图，其中，将扫描窗口映射到单个FHS分组周期中，其中，扫描窗口持续时间为4.06ms，并且FHS分组周期T_SYNC分别为7.50ms(图9)、22.5ms(图10)和25.00ms(图11)。可以看出，在这些情况下，不存在扫描窗口对FHS分组周期的完全覆盖。

以上讨论的构思还可以应用于其中第一音频流使用诸如蓝牙协议之类的标准协议而不是图8的示例中示出的专有协议的***，并且其中，第二(和第三)音频流式传输设备可以使用标准协议或专有协议。例如，第一音频流式传输设备可以使用具有音频周期性/帧长为3.75ms的标准协议来发送音频流。再次假设扫描窗口可以在成功接收第一音频分组副本的时隙结束前100μs开始，并在下一音频帧中在第二音频副本开始之前结束，例如，扫描窗口的持续时间可能为0.1ms加3.75ms＝3.85ms。在那种情况下，如图13所示，用于覆盖1.25ms到100ms之间的所有FHS分组周期性的合适值(更精确地，1.25ms直到100ms的所有倍数)将为896.25ms，图13是与图12的图类似的图，其中，针对所有FHS分组周期性给出了所需的扫描窗口的数量，该FHS分组周期性是1.25ms的倍数，直至100ms。

在一些实施方式中，FHS分组可以被实现为音频分组的一部分，该音频分组显式地或隐式地包括连接到音频流所需的信息。换句话说，在一些实施方式中，FHS分组可以是音频分组的一部分；在其他实施方式中，FHS分组可以与音频分组分开，如图2至图4和图8所示。

如上面已经讨论的，FHS分组可以被周期性地发送，其中，该周期性可以由专有协议来定义，或者在蓝牙协议的情况下，可以是1.25ms的时基值的倍数。

然而，在一些实施方式中，可以在随机时基上发送FHS分组，使得例如将FHS分组的传输与后续FHS分组的传输之间的时间间隔在给定范围内随机化，使得通过随机过程从某个最小时间到某个最大时间来选择时间间隔。蓝牙低功耗广告中找到随机分组传输的示例。

短语“在一些实施方式中”、“根据一些实施方式”、“在所示的实施方式中”、“在其他实施方式中”通常意指该短语之后的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施方式中，并且可以被包括在多于一个实施方式中。另外，这样的短语不一定指代相同的实施例或不同的实施方式。

上面对本公开的示例的详细描述并非旨在穷举或将本公开限制为以上公开的精确形式。尽管以上出于说明性目的描述了本公开的特定示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开的范围内可以进行各种等同修改。例如，虽然以给定的顺序程序了过程或框，但替代实施方式可以不同顺序执行具有步骤的例程，或采用具有框的***，并且一些过程或框可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改以提供替代或子组合。这些过程或框中的每一个可以以各种不同的方式实现。而且，虽然有时将过程或框示出为串行执行，但是这些过程或框可以替代地以并行地执行或实现，或者可以在不同的时间执行。另外，本文指出的任何特定数字仅是示例：替代实施方式可以采用不同的值或范围。

Claims (31)

1.一种音频传输方法，包括：

使用跳频经由第一协议将音频接收器设备(10)无线连接到第一音频流式传输设备(11)；

使用所述第一协议将第一音频流从所述第一音频流式传输设备发送到所述音频接收器设备，其中，所述第一音频流具有时隙帧结构，并且其中，至少一个音频数据分组在至少一个音频分组时隙中的每个帧中被发送；以及

在从所述第一音频流式传输设备接收所述第一音频流的同时，由所述音频接收器设备在至少一个扫描窗口(S)期间扫描以寻找使用具有时隙帧结构的第二协议并且使用跳频在第二音频流中从第二音频流式传输设备(40)发送的跳频同步(FHS)分组(F)；

其中，扫描活动以这样的方式进行：通过防止所述至少一个扫描窗口与所述第一音频流的每帧(R)至少一个音频分组时隙(A)的冲突，来实现对所述第一音频流的每帧至少一个音频分组的接收。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，扫描在这样的扫描窗口(S)期间进行：其持续时间(W_SCAN)和相位被选择，使得通过防止所述扫描窗口与所述第一音频流的至少一个音频分组时隙(A)的冲突来实现从所述第一音频流每帧至少一个音频分组的接收，并且其中，如果在帧(R)中的第一音频分组时隙中的所述接收成功，所述扫描窗口在该时隙之后开始，并且所述扫描窗口最晚在下一帧的最后一个音频分组时隙开始之前终止。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述FHS分组(F)被周期性地发送，并且其中，所述扫描窗口的所述持续时间(W_SCAN)至少是所述FHS分组传输的周期长度(T_SYNC)加上所述FHS分组的起始帧定界符的长度。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一音频流的每个音频分组每帧(R)被发送至少三次，并且其中，所述扫描窗口(S)的所述持续时间(W_SCAN)被选择，使得其最晚在下一帧中的第二音频分组时隙(A)的开始之前终止，以便实现从所述第一音频流在下一帧中的至少两个音频分组的接收。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述扫描窗口(S)以周期长度(T_SCAN)来重复，所述周期长度被选择以便对应于关于第二流式传输设备的检测的最大可接受的连接延时。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扫描窗口(S)周期性地重复，以便附加地扫描以寻找使用具有时隙帧结构的协议并且使用跳频在第三音频流中从第三音频流式传输设备(50)周期性地发送的FHS分组，其中，所述第三音频流的FHS分组周期长度(T_SYNC)与所述第二音频流的FHS分组周期长度不同，并且其中，所述扫描窗口的周期长度(T_SCAN)被选择，使得当通过在时间上将第二扫描窗口向后移所述第三音频流的FHS分组周期长度的适当倍数来使第一扫描窗口和所述第二扫描窗口映射到所述第三音频流的相同FHS分组周期中时，第一扫描窗口周期的所述第一扫描窗口和后面的第二扫描窗口周期的所述第二扫描窗口部分重叠。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一扫描窗口(S)和所述第二扫描窗口(S)至少重叠所述第三音频流的FHS分组的起始帧定界符的持续时间。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，对于所述第三音频流，存在不同的FHS分组周期长度(T_SYNC)的集合，并且其中，所述扫描窗口(S)的周期长度被选择，使得对于所述FHS分组周期长度的集合中的每个FHS分组周期长度，所述第一扫描窗口和所述第二扫描窗口部分重叠的条件都满足。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述扫描窗口(S)的周期长度(T_SCAN)是所述第二音频流的音频分组周期长度(T_AUDIO)的倍数，并且其中，所述扫描窗口的周期长度被选择，使得所述扫描窗口的周期长度的倍数都不是所述集合中的所述FHS分组周期长度(T_SYNC)中的任何一个的倍数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，扫描发生在这样的周期性重复的扫描窗口(S)期间：其持续时间(W_SCAN)被选择，使得通过防止所述扫描窗口与所述第一音频流的至少一个音频分组时隙的冲突来实现从所述第一音频流每帧(R)的至少一个音频分组的接收，其中，所述第二音频流的FHS分组被周期性地发送，并且其中，所述扫描窗口的周期长度(T_SCAN)被选择，使得当通过在时间上将第二扫描窗口向后移所述FHS分组周期长度的适当倍数来将第一扫描窗口和所述第二扫描窗口映射到相同的FHS分组周期中时，第一扫描窗口周期的所述第一扫描窗口和后面的第二扫描窗口周期的所述第二扫描窗口部分重叠。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述扫描窗口周期长度(T_SCAN)比所述FHS分组周期长度(T_SYNC)长，并且不同于所述FHS分组周期长度的任何倍数。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述第一扫描窗口和所述第二扫描窗口至少重叠所述FHS分组(F)的起始帧定界符的持续时间。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其中，每个扫描窗口周期包含单个扫描窗口(S)。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一音频流的每个音频分组(A)每帧(R)被发送至少两次，并且其中，所述扫描窗口(S)的持续时间(W_SCAN)被选择，使得从所述第一音频流每帧至少一个音频分组的接收被实现。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一音频流的每个音频分组(A)每帧(R)被发送至少三次，并且其中，所述扫描窗口(S)的持续时间(W_SCAN)被选择，使得从所述第一音频流每帧至少两个音频分组的接收。

16.根据权利要求10或11所述的方法，其中，仅存在单个FHS分组周期长度(T_SYNC)。

17.根据权利要求10或11所述的方法，其中，存在不同的FHS分组周期长度(T_SYNC)的集合，并且其中，所述扫描窗口(S)的周期长度被选择，使得对于所述FHS分组周期长度的集合中的每个FHS分组周期长度，所述第一扫描窗口和所述第二扫描窗口部分重叠的条件都满足。

18.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述第一协议和所述第二协议是相同的。

19.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述第一协议是专有协议或标准协议，并且所述第二协议是专有协议或标准协议。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二协议是蓝牙协议。

21.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述第二音频流的FHS分组被包括在所述第二音频流的音频分组中。

22.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，一旦已经从所述第二音频流式传输设备(40)接收到FHS分组(F)，所述音频接收器设备(10)就自动从所述第一音频流式传输设备(11)断开连接，并且连接到所述第二音频流式传输设备，以便从接收所述第一音频流切换到接收所述第二音频流。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，仅当所接收的信号强度高于给定门限时，所述音频接收器设备(10)才自动切换到所述第二音频流。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，仅当所述第二音频流的所接收的信号强度高于所述第一音频流的所接收的信号强度时，所述音频接收器设备(10)才自动切换到所述第二音频流。

25.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，一旦已经从所述第二音频流式传输设备(40)接收到FHS分组(F)，所述音频接收器设备(10)就向用户提供通知，以便使得所述用户能够执行手势以连接到所述第二音频流式传输设备。

26.一种音频接收器设备，其被配置为：

使用跳频经由第一协议无线连接到第一音频流式传输设备(11)；

接收使用所述第一协议从所述第一音频流式传输设备发送的第一音频流，其中，所述第一音频流具有时隙帧结构，并且其中，至少一个音频分组在每个帧(R)中被发送；以及

在从所述第一音频流式传输设备接收所述第一音频流的同时，在至少一个扫描窗口(S)期间扫描以寻找使用具有时隙帧结构的第二协议并且使用跳频在第二音频流中从第二音频流式传输设备(40)发送的跳频同步(FHS)分组；

其中，所述音频接收器设备还被配置为：通过防止所述至少一个扫描窗口与所述第一音频流的每帧(R)至少一个音频分组时隙(A)的冲突，来实现从所述第一音频流的每帧至少一个音频分组的接收。

27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述音频接收器设备是助听器(10)、听觉假体设备、头戴式受话器或耳机。

28.一种助听***，包括根据权利要求27所述的音频接收器设备(10)，还包括第一音频流式传输设备(11)和第二音频流式传输设备(40)。

29.根据权利要求28所述的***，其中，所述第一音频流式传输设备(11)是助听器、无线麦克风、电话设备、平板计算机、媒体播放器或电视机。

30.根据权利要求28至29中的一项所述的***，其中，所述第二音频流式传输设备(40)是助听器、无线麦克风、电话设备、平板计算机、媒体播放器或电视机。

31.一种耦合到处理器的非暂时性计算机可读介质，其中，当所述处理器执行根据权利要求1所述的方法时，所述处理器使设备执行根据权利要求1所述的方法。

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