CN101536479B - 用于双模式双向音频通信的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用于诸如蓝牙链路的短距离无线电链路的传输的双模式I/O设备和方法，该短距离无线电链路是可以顺序地或同时地通过同步电路交换传送和异步分组交换传送的双向实时音频通信信号。还公开了具有至少两个双模式I/O设备的双模式无线耳机系统和方法，并且更具体地，包括无线音频终端和音频网关，其用于可以顺序地或同时地通过同步电路交换(SCO)传送和异步分组交换(ACL)传送的双向实时音频通信信号的传输。使SCO模式和ACL模式都可用可以允许用户在不同的操作条件下使语音质量或数据吞吐量最优化。用户可以受益于更好的蓝牙语音质量并且可以具有依赖于情况使用任一模式的灵活性。

Description

用于双模式双向音频通信的方法和设备
技术领域
公开了无线耳机和无线耳机的方法，并且更具体地，公开了双模式无线耳机和用于与音频网关设备一同使用的方法。
背景技术
蓝牙(Bluetooth)无线技术提供了一种方式，以这种方式许多无线设备可以在没有连接器、导线或线缆的情况下相互通信。蓝牙技术使用免费的和全球可获得的免许可的2.4GHz ISM频谱，用于低功率用途，允许两个蓝牙设备在达10～100米的范围内以高达2.1Mbps的吞吐量共享数据。每个蓝牙设备可以同时与多个其他设备通信。
当前蓝牙技术的常见用途包括用于耳机、蜂窝汽车套件和适配器的那些用途。而且，蓝牙技术当前用于将打印机、键盘或者鼠标连接到个人计算机而无需线缆。由于蓝牙技术可以易化大量数据的递送，因此计算机可以使用蓝牙通过移动电话连接到因特网。蓝牙设备可以连接以形成微微网(piconet)，该微微网由主设备和高达七个从设备组成。在微微网中可以建立两种类型的连接：同步面向连接(SCO)链路和异步无连接(ACL)链路。SCO链路基于用于语音传输的时隙的固定和定期分配提供具有恒定带宽的面向电路的服务。还存在扩展的同步面向连接分组(eSCO)，该eSCO分组具有与SCO分组相同的功能但是允许更多的分组类型、数据类型、和有限重传。另一方面，ACL连接提供用于数据和控制信号的传输的面向分组的服务。传统地，SCO上的语音通信由语音编解码器或者编码器/解码器双向处理，而ACL上的立体声通信由立体声编解码器单向处理。在通信设备中，存在两个分离的编解码器，一个编解码器用于在SCO上传递音频而另一个编解码器用于在ACL上传递音频。
无线局域网(WLAN)正在变得与许多不同类型的产品兼容。尽管企业最初安装WLAN以便台式计算机能够在没有昂贵的布线的情况下可在网络上使用，但是WLAN的功能已演进为允许移动通信设备，诸如无线电话、膝上计算机、个人数字助理(PDA)和数字相机连接到WLAN用于因特网接入和无线因特网协议语音(VoIP)电话服务。缩写为WiFi的无线保真是用于WLAN的产品兼容标准集的商标。诸如蜂窝电话的移动通信设备的制造商使得设备具有WiFi能力，由此当用户漫游到WiFi热点中时，电话可以将其通信协议从使用许可的有限频谱的蜂窝频带转变到使用可用的免许可频谱的WiFi通信协议。在室内情况中，从诸如基于全球移动通信系统标准(GSM)的蜂窝网络转变到WiFi协议可能是额外有利的，这是因为蜂窝网络可能在室内丢失其信号强度而WLAN可能在热点中具有强信号。
蓝牙的2.4GHz无线电频带与操作于2.3GHz或2.5GHz的特定的收发信机的无线电频带接近，诸如基于IEEE 802.16e的微波接入全球互操作性(WiMAX)微波接入全球互操作性(WiMAX)收发信机。蓝牙设备之间的音频信号的通信可能在时间上与其他信号冲突，诸如WiFi和诸如微波接入全球互操作性(WiMAX)的基于其他标准的无线技术，因此由于不充分的阻塞性能和重叠频谱分配，导致了接收机灵敏度降低。由于蓝牙的保护频带仅为20MHz，因此可能存在与例如WiFi和WiMAX的邻近信道干扰。同步连接，特别是SCO，诸如在耳机中使用的那些，在调度发射和接收时是不灵活的并且导致了两个无线电设备的同时使用，特别是在具有由WiMAX基站调度的分组的移动设备上的“802.16e”收发信机中，引起了干扰问题。尽管使用eSCO的同步连接具有调度分组传输的有限能力，但是由于有限重传窗口，它们仍将具有与其他无线技术的定期冲突并且使用比SCO链路更多的带宽和系统资源。蓝牙核心简档描述了一种减轻干扰的用于与WiFi共存的解决方案。高级跳频(AFH)是这样一种技术：该技术使可用带宽收缩以防止使用与另一技术相同的ISM频带部分。尽管这没有解决来自诸如具有高发射功率和差的邻近信道干扰抑制的WiMAX的其他技术的邻近信道干扰的问题。当蓝牙与WiFi或WiMAX共同安置时，AFH可能是不充分的并且可以使用诸如分组传输仲裁(PTA)的共存协作方法。然而，当蓝牙SCO或eSCO活动时，PTA可能极大地影响WiFi的数据速率。
蓝牙设备，特别是耳机，由于它们可以向用户提供在不同环境中无缝操作的同时进行通信的能力，因此变得普遍。因此，提供改善的蓝牙语音质量对于移动设备制造商而言变得重要。如果对蓝牙语音质量作出改善，将是有益的。
附图说明
在附图的各个视图中相同的附图标记表示相同的或者功能相似的单元，并且附图与下文的详细描述一起并入说明书并且形成说明书的一部分，用于进一步说明多种实施例并且用于解释根据本发明的多种原理和优点。
图1说明了具有被配置为经由短距离无线电链路进行发射和/或接收的两个输入/输出(I/O)设备的系统；
图2是说明判定控制器的输入和一个传送和另一传送之间的开关输出的流程图；
图3是两个设备的信号流图，在该示例中这两个设备是耳机和手持装置，其中手持装置是发起方；
图4是包括模式控制器的结构图；
图5说明了队列控制器的一些过程；
图6是根据实施例的双模式无线耳机的方法的流程图；以及
图7示出了诸如图1的耳机的具有蓝牙能力的I/O设备的一些结构组件。
本领域的技术人员将认识到，仅出于简明起见说明了附图中的单元并且没有必要依比例绘制。例如，图中的某些单元的尺寸可以相对于其他单元放大以有助于改善对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
公开了用于诸如蓝牙链路的短距离无线电链路的传输的双模式I/O设备和方法，该短距离无线电链路是可以顺序地或同时地通过同步电路交换传送和异步分组交换传送的双向实时音频通信信号。还公开了具有至少两个双模式I/O设备的双模式无线耳机系统和方法，并且更具体地，包括无线音频终端和音频网关，其用于可以顺序地或同时地通过同步电路交换(SCO)传送和异步分组交换(ACL)传送的双向实时音频通信信号的传输。如上文提及的，同步电路交换传送可用于语音数据传输。如下文将详细描述的，根据用于数据和控制信号传输的蓝牙简档的异步分组交换传送可用于音频，特别是语音通信传输。双模式意指使用SCO模式和ACL模式用于语音通信。无线音频终端和音频网关之一或两者可以处理SCO传送和ACL传送的信号。为了处理这两个传送，即SCO和ACL，任一或两个设备中的单个编码器/解码器可以从单个源提供双向音频通信。
当传递音频，特别是语音数据时，传送选择可以基于两个传送的优点和缺点。用于音频，特别是语音传输的传送选择的特征不同于例如，改变诸如SCO上的语音音频和ACL上的流式立体声的应用，其中在互斥的电话和单向媒体播放之间进行选择。用于语音传输的传送选择的特征进一步不同于减轻蓝牙干扰的传统方法。应当理解，语音通信是双向音频通信的示例。
与SCO的有限调度能力和eSCO分组的有限重传以及它们在耳机和免提设备中的实施方案相反，具有调度过程的ACL系统上的语音可以通过相对SCO和eSCO链路的固定频率传输改变发送分组的时间，利用其他时分复用(TDM)技术避免同时发射和接收。使SCO/eSCO和ACL模式可用可以允许用户在不同的操作条件下使语音质量或数据吞吐量最优化。从这一点，术语SCO或SCO模式将包括eSCO的功能。在一些吵杂的RF环境中，ACL语音可能导致比SCO更好的音频质量。在任一情况中，用户可以受益于更好的蓝牙语音质量并且可以具有依赖于情况使用任一模式(SCO或ACL)的灵活性。特别地，SCO和ACL之间的转变可以基于特定的准则，诸如信号质量指示符或者网络基础设施，例如，在从GSM小区切换到WiFi接入点或WiMAX基站时。
在上文提及的设备、系统和方法中，用于实时音频信号通信的SCO和ACL传送之一的传送选择可以基于操作条件或手动激活。根据操作条件的传送选择可以基于，例如，射频质量测量和如上文提及的网络准则以及功率管理准则。蓝牙音频I/O设备可以是，例如，耳机、汽车套件、无绳电话的手持装置、和移动通信设备的手持装置。音频网关可以是，例如，移动电话、计算机、蓝牙耳机、和蓝牙免提汽车套件。
在音频信号，特别是语音信号的发射和接收期间，蓝牙设备可以在同步电路交换传送和异步分组交换传送之间转变。每个传送具有特定的特征和优点，并且除了例如在这两个传送可以如下文详细讨论的同时被发射的转变过程期间，两个传送是互斥的。使用两个传送用于双向音频信号，特别是语音信号的能力可以改善蓝牙语音质量，增强用户对无缝移动性的体验。在诸如蓝牙耳机和具有蓝牙能力的手持装置的系统中，一个设备或另一设备可以基于操作条件和/或手动激活对用于实时音频信号通信的传送中的一个传送进行选择。
提供即时公开用于以使能的方式解释实现和使用根据本发明的多种实施例的最佳模式。本公开被进一步提供用于增强对本发明的原理和优点的理解和认识，而非以任何方式限制本发明。尽管这里说明和描述了本发明的优选实施例，但是清楚的是，本发明不限于此。在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，受益于本公开的本领域的技术人员将想到许多修改、改变、变化、替换、和等效。应当理解，关系术语的使用(如果有)，诸如第一和第二、上和下等仅用于使一个实体或动作区别于另一实体或动作，没有必要要求或意指该实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
至少某些发明功能和发明原理可以通过软件程序或指令以及诸如专用集成电路(IC)的IC来实施或者在其中实施。为了简短并且使根据本发明的原理和概念被混淆的任何风险最小，该软件和IC的讨论(如果有)限于与优选实施例中的原理和概念相关的要素。
图1说明了具有被配置为经由短距离无线电链路进行发射和/或接收的两个I/O设备102和104的系统100。该短距离无线电链路可以是蓝牙链路，其为双向实时音频通信信号，并且可以顺序地或同时地通过同步电路交换传送和异步分组交换传送被发送。系统100可以包括不止两个设备。第一设备102被示出为无线音频终端，诸如蓝牙耳机、蓝牙免提汽车套件、移动电话或者具有附连的立体声扬声器的蓝牙适配器。第二设备104被示出为音频网关，诸如移动通信设备、计算机、蓝牙耳机或者蓝牙免提汽车套件。就功能或者一些、大部分或所有蓝牙结构而言，第二设备104可以与第一设备102相配套。然而，该功能和/或结构对于每个设备也可以是唯一的。
移动通信设备104可被实施为蜂窝电话(还被称为移动电话)。移动通信设备104表示已被开发用于在多种网络中使用的广泛的多种设备。该手持通信设备包括，例如，蜂窝电话、消息收发设备、个人数字助理(PDA)、集成通信调制解调器的笔记本计算机或膝上计算机、移动数据终端、专用博弈设备、集成无线调制解调器的视频博弈设备等。任何这些便携设备可被称为移动站或用户设备。此处，无线通信技术可以包括，例如，语音通信、传递数字数据的能力、SMS消息收发、因特网接入、多媒体内容接入和/或因特网协议语音(VoIP)。
设备102和104被示出为均分别具有控制器106和108。它们还包括一个或多个收发信机110和112。每个设备102和104可以进一步包括语音编解码器，该语音编解码器还可分别被称为编码器/解码器111和113。术语编码器、编码器/解码器、模数(A/D)和数模(D/A)转换器、和编解码器可以互换使用。而且，它们可以包括存储器114和116，该存储器114和116可以存储指令模块118和119。
设备102的模块118和设备104的模块119可以执行如此处描述的方法的特定过程。方法步骤可以涉及模块，并且此处讨论的方法可以推断和/或意指模块。模块可以在软件中实施，诸如以一个或多个预先存储的指令集合的形式，和/或在硬件中实施，其可以易化如下文讨论的移动站或电子设备的操作。模块可以在工厂安装或者可以在分销之后通过例如下载操作安装。将在下文中更加详细地讨论根据该模块的操作。
建立模块120和121用于自单个源接收实时音频信号。SCO通信模块122和123用于经由短距离无线电链路，通过同步电路交换传送与另一I/O设备双向传递实时音频信号。ACL通信模块124和125用于经由短距离无线电链路，通过异步分组交换传送与另一I/O设备双向传递实时音频信号。选择模块126和127用于基于操作条件选择一个用于实时音频信号通信的传送。功率管理准则模块128和129用于传送选择。射频质量测量模块130和131用于传送选择。网络准则模块132和133用于传送选择。手动选择模块134和135用于手动激活一个或另一个上文描述的传送。队列控制器模块140和141用于管理编码器或解码器队列中的分组。
参考设备102，图1进一步说明了收发信机110耦合到控制器106并且收发信机110可被配置为建立短距离无线电链路并且根据用于自单个源接收实时音频信号的建立模块120在短距离无线电链路上通过同步电路交换(SCO)传送136和异步分组交换(ACL)传送138双向传递实时音频信号101。即，例如，在具有单个源语音编解码器111的耳机102和具有单个源语音编解码器113的手持装置104之间的双向通信中，可以分别从每个设备102和104的单个源编解码器111和113对SCO传送136和ACL传送138的传输进行处理。任一或两个设备102和/或104可以分别包括双向语音编解码器111和/或113。
出于说明的目的，设备102和104分别配备有立体声编解码器115a和115b以进一步描述单个源并且区分双向ACL语音通信138和单向ACL立体声通信117。具有立体声音乐能力的传统的单声道语音系统使用利用语音编解码器111和113的双向SCO通信模式136和利用立体声编解码器115a和115b的单向ACL通信模式117。在该示例中，来自设备104的音频源被视为来自两个源，即113和115b，并且与所公开的方法和系统相反，它们是互斥的并且通过ACL传送的音频通信不是双向的。尽管图1出于说明的目的示出了两个ACL路径117和138，但是在设备102和104之间仅存在一个ACL传送。因此，例如，如果于持装置104不能够使用ACL传送138用于语音通信，则所描述的耳机102可以与使用SCO传送的现有手持装置104后向兼容，且反之亦然。根据本公开，如所描述的具有单个源语音编解码器113的手持装置104可以更好地与具有单个源语音编解码器111的耳机102一起操作。
下文详细讨论了基于操作条件对用于实时音频信号通信的传送中的一个传送进行选择的硬件和/或软件开关。具有两个设备102和104的系统可以顺序地或同时地在短距离无线电链路101上通过同步电路交换传送136和异步分组交换传送138进行双向通信。
图2是说明判定控制器242的输入和一个传送和另一传送之间的开关输出的流程图200。设备102的选择模块126(参看图1)可以向判定控制器242提供指令，判定控制器242可以接收自动或手动激活。自动传送选择可以基于例如，至少下述之一：功率管理准则228、射频质量测量230和网络准则232。在常规操作期间，用户通过按钮按动或者通过用户接口可以提供手动传送选择234，所述用户接口例如在移动通信设备104(参看图1)或者与双模式蓝牙耳机102配对的另一具有蓝牙能力的无线设备上。手动传送选择用户接口也可以耦合到耳机102。例如，如果用户注意到语音链路的劣化，则用户可以使用耳机的人机接口来改变模式以尝试利用其他链路模式的性能。因此，用于对用于实时音频信号通信的传送中的一个传送进行选择的硬件和/或软件开关244可以手动地被激活和/或自动地被激活并且基于操作条件。
自动传送选择可以基于一个或多个不同的准则，包括功率管理准则228、射频质量测量230和网络准则232。应当理解，任何自动传送选择准则在本讨论的范围内。如果考虑不止一个准则，则准则的加权或者其他准则特征可以确定哪个准则或哪些准则正在控制。而且，也可以考虑额外的准则或者比这些所提及的准则更少的准则。
根据功率管理准则228的自动传送选择可以包括，设备的组件达到或超过电池电量计指示符或者电流消耗测量的阈值。根据射频质量测量230的自动传送选择可以包括，基于信噪测量的射频质量、基于具有测量干扰的信道数目的信道映射分类、链路质量测量、丢失分组阈值、错失分组阈值、报头错误阈值或者分组错误率阈值。根据网络准则232的自动传送选择可以包括，网络准则基于广域网指示符、对于在广域网和短距离无线电网络之间共存的分组调度要求、系统延时要求、系统抖动要求或者关于数据速率的系统带宽要求。判定控制器242随后可以根据选择模块126以及以下的一个或多个模块的指令进行操作以顺序地或同时地激活SCO模式236和/或ACL模式238：功率管理准则模块128、射频管理模块130、网络准则模块132和/或手动选择模块134。
图3是关于两个设备的信号流图300，在该示例中这两个设备是手持装置302和耳机304，其中手持装置302是发起方。当耳机304是发起方时，通过使手持装置302和耳机304的角色互换可以通过相似的方式说明信令图。该信号流图说明了可以在手持装置302和耳机304之间交换以实现手持装置302和耳机304之间的转变同步的消息。
手持装置302可以向耳机304发射请求转变信号346。耳机304可以发射应答(ACK)信号348作为响应。手持装置302可以发射具有定时信息询问的准备好进行转变350。可以交换定时信息以实现手持装置302和耳机304之间的同步。耳机304可以发射具有任何定时信息的ACK信号352作为响应。随后在两个设备之间发生转变354，由此设备302和304可以顺序地或同时地在短距离无线电链路上通过同步电路交换传送和异步分组交换传送双向传递实时音频信号。
图4是包括模式控制器456的结构图400。模式控制器可以包括：由在图2中被说明为242的判定控制器442指示的判定制定级、由同步控制器446指示的准备级和由开关444连同队列控制器440一起指示的执行级。如上文讨论的，判定控制器442可以自下述的一个或多个接收信号：功率管理准则输入428、RF质量测量输入430、网络准则输入432、和手动控制输入434。判定控制器442可以基于输入决定何时从SCO转变到ACL，或反之亦然，该输入可以包括所描述的四个输入。
准备级可以包含同步控制器446。前面讨论的图3中说明了同步控制器446的信号流图。在耳机102(参看图1)和手持装置104之间交换时间/信令消息以使转变同步之后，执行级可以在SCO和ACL之间提供开关444。可以手动激活和/或自动激活硬件和/或软件开关244(参看图2)，该硬件和/或软件开关244用于对用于实时音频信号通信的传送中的一个传送进行选择，并且基于操作条件在可能是默认传送的SCO传送436和ACL传送438之间选择。当由判定控制器442决定进行转变时，可以由处于执行级的软件和/或硬件开关444和队列控制器440执行转变操作。队列控制器440的操作可以在开关444和诸如编解码器(D/A-A/D)的编码器/解码器411之间被执行。
在2006年10月31日，基本上同时提交的题为“METHODS ANDDEVICES OF A QUEUE CONTROLLER FOR DUAL MODEBIDIRECTIONAL AUDIO COMMUNICATION”中描述了队列控制器440，其具有序号_________，专利号_____，在此处通过引用将其并入。开关444的输出由队列控制器440处理，队列控制器440可被配置为在同步传送436和异步传送438的传输之间递送至少一个分组。即，在根据选择模块126(参看图1)选择了传送时，同步电路交换传送和异步分组交换传送之间的转变可由队列控制器440处理，队列控制器440可被配置为在无线音频终端和音频网关至少之一处于音频通信时向编码器/解码器递送至少一个分组。
所描述的双模式耳机102(参看图1)可以具有单个D/A和A/D编码器/解码器，该单个D/A和A/D编码器/解码器可以是这样的编解码器：该编解码器能够支持两种类型的编码的分组，即承载语音有效负载的SCO和ACL。编码器/解码器可以具有两个队列，包括用于例如来自麦克风的进入分组的第一队列562(参看图5)，并且包括用于例如去往扬声器的外出分组的第二队列564。来自SCO和ACL链路的分组可以具有不同的编码器参数，诸如不同的分组尺寸、分组类型、或者采样速率。因此，当在SCO和ACL模式之间转变时，模式控制器456(参看图4)可以监视缓冲器。
图5说明了上文提及的队列控制器的一些过程。为了防止处理外出队列564的编码器511不接收所需的数据并且因此呈现为不可操作，当在模式之间转变时可以刷新和/或清除队列内容，并且分组生成器566可以在模式转变期间填充队列。即，队列的异质性可以使编码器呈现为不可操作。例如，可以采取措施以基于第一编码器参数和第二编码器参数确定是否队列564预计包含异质音频分组类型，即一组具有不同的编码器参数的音频分组。异质分组类型可以源自用于SCO和ACL模式的不同编码，诸如不同的采样速率和量化。如果队列包含具有不同编码的分组，则队列564从具有异质分组类型改变为具有同质分组类型的队列，即一组具有相同的编码器参数的音频分组。在一个实施例中，分组生成器566可以在流中断的情况中提供空分组。在另一实施例中，分组生成器566可以使用分组隐藏或内插法增强用户可察觉的体验质量。来自空分组生成器566的空分组可以在队列562或队列564中被处理。
如上文提及的，可以顺序地或同时地处理SCO和ACL。在顺序处理中，转变的特征可被描述为硬切换。在同时处理中，转变的特征可被描述为软切换。如下文描述的，考虑关于软切换和硬切换的不同条件。由于单个输入流的有效负载可由编码器/解码器511处理，因此当存在传送改变时，在用于建立新链路耗用的时间方面可能存在处理开销。在软切换中，可以存在同时处理两个传送的时间段。当第一传送继续通过队列控制器输入队列时，第二传送可被缓冲。一旦第二传送被缓冲，则可以刷新第一传送并且第二传送可以填充队列。以该方式，可以存在两个传送的同时处理。如下文更加详细讨论的，“先连后断(make before break)”的软切换过程可以涉及分组隐藏。另一方面，在硬切换中，可以刷新第一传送并且可以顺序填充第二传送，但是当存在传送改变时，这是以建立新链路耗用的时间为代价的。如下文将更加详细讨论的，“先断后连(break before make)”的硬切换过程可以涉及空分组和/或分组隐藏。
应当理解，队列控制器558和切换过程略有不同，但是可被视为内部相关的。在编码器参数改变的情况中，队列控制器558可以防止对去往和来自D/A和A/D的脉冲编码调制(PCM)数据的缓冲器欠载或溢出。例如，当从采样速率为8KHz的情况变为采样速率为16KHz甚或44.1KHz的情况，因此从SCO音频改变为宽带ACL分组化音频甚或立体声音频时，参数可能被改变。在编码器参数改变的任何实例中可能需要队列控制器540，这是因为在该实例中，当编解码器操作于另一采样速率，即16KHz时，该编解码器不能消耗缓冲器中的8KHz音频分组，并且这将使得编码器变得不可操作。
在上文讨论的情况中，8KHz样本可被刷新并且用分组来填充以防止D/A缺乏数据。当例如采样速率和分组尺寸的编码器参数改变时，空分组或者某种形式的分组隐藏可以填充分组。
在设备102(参看图1)终止用于音频的SCO连接并且随后提出用于音频的ACL连接的情况中，可以利用硬切换，或者“先断后连”连接，反之亦然。相似地，在设备102终止用于音频的SCO信道之前提出用于音频的ACL信道的情况中，可以利用软切换或“先连后断”连接，因此可以在短暂的时间段中同时广播两个连接。
软切换可以在不丢失信息的情况下发生并且因此转变对于用户而言是无缝的。然而，软切换可能需要更大的处理功率和存储器来维持。因此对于切换的限制可能是特定于实施方式和硬件的，尽管功率/电池寿命可以是控制，特别地，当电池功率低时利用硬切换。软切换可能不需要空分组传输，并且硬切换对于用户可能是可觉察的，这是因为连接可能被断开并且可能丢失足够的信息。
如所提及的，切换可以与队列控制器相关。特别地，由于队列控制器540的操作和切换机制可以不必是依赖性的，因此描述了四种情境。当软切换或硬切换改变编码器参数时，可以利用队列控制器540。例如，当从SCO变为ACL时，采样速率可以从8KHz变为16KHz以改善话音质量，或者当从ACL转变到SCO时，采样速率可以从16KHz变为8KHz，这是因为SCO仅可支持较低的音频质量。
如所提及的，存在下文讨论的四种情境。硬切换可以包括两种情境，特别地，相同的编码器参数，和编码器参数改变。由于连接可能被断开，信息将丢失，因此硬切换情况需要队列控制器540发送空分组或者隐藏分组丢失，并且随后将重新建立新的连接。关于每种情况的步骤是：
1.接收信号以改变传送；
2.断开SCO或ACL连接；
3.建立ACL或SCO连接；以及
4.防止队列缺乏数据，而不考虑编解码器参数的改变。
在具有相同编解码器参数的软切换的情况中，由于在该情境中应当没有数据丢失，因此可以不需要空分组传输或者隐藏分组丢失。步骤可以是：
1.接收信号以改变传送；
2.建立额外的ACL或SCO连接；
3.断开当前的SCO或ACL连接；以及
4.改变针对D/A队列控制器(队列出)的输入并且对于A/D队列控制器(队列入)类似。
如前面提及的附图中说明的，编码器参数改变的软切换的情况需要使用队列控制器540插入新的分组，这不是因为数据丢失而是因为采样速率的改变。在该情境中步骤可以是：
1.接收信号以改变传送；
2.建立额外的ACL或SCO连接；
3.断开当前的SCO或ACL连接；以及
4.改变针对D/A队列控制器(队列出)的输入并且添加分组用于编解码器参数转换，并且对于A/D队列控制器(队列入)类似。
仍然参考图5，定时器567可以实现如图3的信号流图中说明的两个设备之间的同步。状态机568可以是事件驱动器，用于控制如图2和4中说明的对应于状态或条件改变的信号。ACL路径569可以是图7中去往块783、785和786的相同的相应路径，以随后通过空中链路进行处理。SCO路径570可以是图7中去往块782的相同的相应路径，以随后通过控制链路进行处理。
图6是根据实施例的双模式无线设备和/或系统的多个设备的方法600的流程图。上文通过参考附图描述了该流程图的步骤。如图1中示出的，根据建立模块120和/或121(参看图1)可以建立短距离无线电链路用于从单个源接收实时音频信号620。亦如图1中示出的，可以根据同步面向连接通信模块122和/或123以及异步无连接通信模块124和/或125通过使用同步电路交换传送模式(例如，SCO)636和/或使用异步分组交换传送模式(例如，ACL)638的无线电链路双向传递实时音频信号。图2和4说明了如上文所述的基于操作条件，并且根据选择模块126和/或127、功率管理准则模块128和/或129、射频质量测量模块130和/或131、网络准则模块132和/或133和/或手动选择模块134和/或135，选择一个传送用于实时音频信号通信626。图4和5示出了根据队列控制器模块140和/或141由队列控制器处理一个传送和另一传送之间的转变640。应当理解，在上文描述的方法中可以包括更少或更多的步骤。
图7示出了诸如耳机102(参看图1)的具有蓝牙能力的I/O设备的一些结构组件700。上文讨论了模式控制器756、开关744、队列控制器740和编码器711。麦克风780可以向编码器711提供输入，并且扬声器781可以自解码器711接收输出。在使用SCO音频传送时，在基带处理器782的硬件中发生连续可变斜率增量(CVSD)编码。
在使用ACL音频传送时，在应用层784中发生音频压缩和解压缩783。ACL音频分组符合诸如实时传输协议(RTP)、用户数据报协议(UDP)、和因特网协议(IP)的数据协议785。分组可以经历报头压缩/解压缩786。可以使用例如多功能按钮接入用户接口787，用于手动控制一个传送和另一传送之间的转变。
蓝牙简档788可以使用ACL传送。该简档可以包括用于免提简档(HFP)的信令和用于串行端口简档(SPP)、个人区域联网简档(PAN)、服务发现应用简档(SDAP)、和通用接入简档(GAP)的数据。而且，ACL分组可以进一步符合诸如逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)、链路管理协议(LMP)、服务发现协议(SDP)、和蓝牙网络封装协议(BNEP)的协议789。射频通信协议(RFCOMM)提供了L2CAP中的串行端口的仿真。
如上文详细描述的，在音频信号，特别是语音信号的发射和接收期间，蓝牙设备可以在同步电路交换传送和异步分组交换传送之间转变，每个传送具有特定的特征和优点并且除了例如在可能对它们进行同时发射的转变过程期间，对于语音是互斥的。使用两个传送用于双向音频信号的能力以及在两个传送之间无缝切换的能力可以极大地改善蓝牙语音质量和用户免提体验。在诸如蓝牙耳机和具有蓝牙能力的手持装置的系统中，一个设备或另一设备可以基于操作条件和/或手动激活对用于实时音频信号通信的传送中的一个传送进行选择。由于蓝牙设备，特别是耳机为用户提供了在不同环境中无缝操作的同时进行通信的能力，因此变得普遍。因此，提供改善的蓝牙语音质量对于移动设备制造商而言变得重要。如上文描述的耳机可以与使用SCO传送的现有手持装置后向兼容。如所描述的手持装置可以与根据本公开的耳机一起更好地操作。如上文描述的，对双向音频通信，特别是蓝牙语音质量的改善可以是有利的。
本公开用于解释如何形成和使用根据本技术的多种实施例而非限制本技术的真实的、预期的、和公平的范围和精神。前面的描述并非是详尽的或者限于所公开的精确形式。考虑到上文的教导，修改或变化是可能的。实施例(多个)被选择和描述用于提供对所描述的技术的原理及其实际应用的最佳的说明，并且使本领域的普通技术人员能够在多种实施例中利用本技术并且具有适于所考虑的特定用途的多种修改。所有该修改和变化涵盖于本着公平、合法和公正的精神解释的如所附权利要求及其所有等效物限定的本发明的范围内，所附权利要求在本专利申请的未决期间可能被修改。

Claims (25)

1.一种I/O设备，包括：
控制器；
耦合到所述控制器的收发信机，所述收发信机被配置为建立短距离无线电链路，并且通过所述短距离无线电链路上的同步电路交换传送和异步分组交换传送，双向传递来自实时音频信号的单个源的实时音频信号；
判定控制器，用于基于操作条件对用于实时音频信号通信的操作期间的所述传送中的一个传送作出传送选择；以及
开关，用于基于操作条件对用于实时音频信号通信的操作期间的所述传送中的一个传送作出动态传送选择，
其中，通过所述短距离无线电链路的同步电路交换传送并且同时地通过所述短距离无线电链路的异步分组交换传送，在无线音频终端和音频网关之间双向传递实时音频信号，
其中，由队列控制器处理开关，所述队列控制器被配置为在所述同步传送和所述异步传送的传输之间递送至少一个分组，
其中，当所述传送的第一传送继续通过队列控制器输入队列时，所述传送的第二传送被缓冲，一旦所述第二传送被缓冲，则刷新所述第一传送并且所述第二传送填充队列。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述I/O设备是无线音频终端。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述I/O设备是音频网关。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述同步电路交换传送是蓝牙同步面向连接传送或者扩展的同步面向连接传送。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述异步分组交换传送是蓝牙异步面向连接传送。
6.如权利要求1所述的设备，其中传送选择是自动激活的。
7.如权利要求6所述的设备，其中传送选择基于至少下述之一：功率管理准则、射频质量测量和网络准则。
8.如权利要求1所述的设备，其中传送选择是手动激活的。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述音频信号是语音信号。
10.一种在I/O设备中使用的方法，包括：
通过短距离无线电链路上的同步电路交换传送和异步分组交换传送，在所述短距离无线电链路上与另一I/O设备双向传递来自实时音频信号的单个源的实时音频信号；
提供判定控制器，用于基于操作条件对用于实时音频信号通信的操作期间的所述传送中的一个传送作出传送选择；
基于操作条件动态选择用于实时音频信号通信的操作期间的传送中的一个；以及
由队列控制器处理切换，所述队列控制器被配置为当无线音频终端切换在所述同步传送和所述异步传送之间的音频通信时递送至少一个分组，
其中，通过所述短距离无线电链路的同步电路交换传送并且同时地通过所述短距离无线电链路的异步分组交换传送，在无线音频终端和音频网关之间双向传递实时音频信号，
其中，当所述传送的第一传送继续通过队列控制器输入队列时，所述传送的第二传送被缓冲，一旦所述第二传送被缓冲，则刷新所述第一传送并且所述第二传送填充队列。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述同步电路交换传送是蓝牙同步面向连接传送或者扩展的同步面向连接传送。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述异步分组交换传送是蓝牙异步面向连接传送。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述传送选择是自动激活的。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述传送选择基于至少下述之一：功率管理准则、射频质量测量和网络准则。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述传送选择是手动激活的。
16.如权利要求10所述的方法，其中所述音频信号是语音信号。
17.一种在双模式无线耳机系统中使用的方法，所述双模式无线耳机系统包括无线音频终端和音频网关，所述方法包括：
在所述无线音频终端和所述音频网关之间建立短距离无线电链路；
通过所述短距离无线电链路的同步电路交换传送和异步分组交换传送，在所述无线音频终端和所述音频网关之间双向传递来自至少一个单个源的实时音频信号；
提供判定控制器，用于基于操作条件对用于实时音频信号通信的操作期间的所述传送中的一个传送作出传送选择；
基于所述无线音频终端和所述音频网关中至少一个的操作条件，动态选择用于实时音频信号通信的操作期间的所述传送中的一个；以及
由队列控制器处理切换，所述队列控制器被配置为当无线音频终端切换在所述同步传送和所述异步传送之间的音频通信时递送至少一个分组，
其中，通过所述短距离无线电链路的同步电路交换传送并且同时地通过所述短距离无线电链路的异步分组交换传送，在无线音频终端和音频网关之间双向传递实时音频信号，
其中，当所述传送的第一传送继续通过队列控制器输入队列时，所述传送的第二传送被缓冲，一旦所述第二传送被缓冲，则刷新所述第一传送并且所述第二传送填充队列。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述同步电路交换传送是蓝牙同步面向连接传送或者扩展的同步面向连接传送。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述异步分组交换传送是蓝牙异步面向连接传送。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述传送选择是自动激活的。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述传送选择基于至少下述之一：射频质量测量、网络准则和功率管理准则。
22.如权利要求17所述的方法，其中所述传送选择是手动激活的。
23.如权利要求17所述的方法，在传送选择之后，进一步包括：
由队列控制器处理所述同步电路交换传送和异步分组交换传送之间的转变，所述队列控制器被配置为当所述无线音频终端和所述音频网关中的至少一个处于音频通信时递送至少一个分组。
24.如权利要求17所述的方法，其中由队列控制器处理转变，所述队列控制器被配置为当所述无线音频终端在所述同步传送和所述异步传送之间转变音频通信时，递送至少一个分组。
25.如权利要求17所述的方法，其中所述音频信号是语音信号。
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