專利名稱：多信道無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及無線音頻系統(tǒng)，用于將一個或多個數(shù)據(jù)源發(fā)出的多個可選擇的音頻信號傳輸給汽車、飛機、或建筑物中的一個或多個收聽者。
背景技術(shù)：
目前為大家所知并應(yīng)用的無線音頻系統(tǒng)通常包括音頻源，例如傳輸信號到一個或多個無線耳機的調(diào)諧器，其中該信號承載有單個立體聲信道的音頻數(shù)據(jù)。為選擇不同信道的音頻數(shù)據(jù)，人們必須操縱該調(diào)諧器以傳輸所希望的新信道，此時，所有正在接收該信號的無線耳機將開始再現(xiàn)該新信道。
雙信道系統(tǒng)目前已廣為大家所知。例如，無線技術(shù)公司(Unwired Technology LLC)在市場上銷售的雙信道汽車紅外線耳機系統(tǒng)(Two-Channel Automotive Infrared Headphone System)提供了一種紅外線發(fā)射器，其可以連接到兩個立體聲源，并為每個信道傳輸不同的IR信號。無線耳機設(shè)置有信道A/B選擇開關(guān)，能使該耳機的用戶在兩個信道之間選擇。這種系統(tǒng)需要兩個獨立的立體聲源，并依靠不同頻率(也就是顏色)的IR發(fā)光二極管(LED)來區(qū)分兩個音頻信道。這種系統(tǒng)還需要將該發(fā)射器安裝在某一位置處，使得在該交通工具內(nèi)的任何位置都能接收到該發(fā)送的兩個信號。
因此，需要一種改進的無線通信系統(tǒng)，包括一個或多個諸如耳機的無線接收裝置，其中該系統(tǒng)可以提供多個信道的音頻數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)，以便于通過每個獨立的接收裝置在其中進行個別選擇。該系統(tǒng)應(yīng)當在交通工具內(nèi)占據(jù)最小的空間，優(yōu)選足夠靈活以能夠允許模擬通信和數(shù)字通信，并將同時傳輸?shù)牟煌盘栭g的干擾減到最小。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，使用交通工具內(nèi)的移動裝置進行通信的方法包括將第一電纜連接到數(shù)據(jù)源，從那里傳輸數(shù)據(jù)信號，該第一電纜通過交通工具的頂棚(headliner，頂蓬)延伸，連接到位于該頂棚內(nèi)的第一發(fā)射器，以便接收來自該數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信號，并通過一個或多個位于交通工具內(nèi)的遠程裝置傳輸接收到的數(shù)據(jù)信號。
另一方面，該方法還包括將第二電纜連接到數(shù)據(jù)源，從那里傳輸數(shù)據(jù)信號，該第二電纜通過交通工具的頂棚延伸，連接到位于該頂棚內(nèi)的第二發(fā)射器，以便接收來自該數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信號，并通過一個或多個位于交通工具內(nèi)的遠程裝置傳輸該接收到的數(shù)據(jù)信號。第一發(fā)射器和第二發(fā)射器可以是紅外線發(fā)射器，每個發(fā)射器包括至少一個紅外光發(fā)射二極管，僅通過基本上位于單獨的紅外線發(fā)射器下的一個或多個遠程裝置，該紅外光發(fā)射二極管用于傳輸接收到的紅外線信號。
下面將參考附圖進行詳細描述，本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點將變得更加清楚。在附圖和描述中，標號示出本發(fā)明的各種特征，在所有的附圖和描述中，相同的標號都表示相同的特征。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的無線耳機系統(tǒng)10的方框圖；圖2示出了使用模擬信號組合結(jié)構(gòu)的無線耳機系統(tǒng)10的方框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于無線耳機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流形式的具體實施例的方框圖，該無線耳機系統(tǒng)例如在圖1和圖2中描述的無線耳機系統(tǒng)10；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的接收器或耳機裝置的具體實施例(例如圖1中描述的耳機接收裝置14)的方框示意圖；圖5示出了用于系統(tǒng)10的多信道耳機的具體實施例的頂視圖和前視圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置500的功能框圖；圖7示出了圖6中發(fā)射裝置500上的編碼器626的裝置框圖；圖8示出了發(fā)射裝置500的時鐘和時鐘定相電路628的功能框圖；
圖9示出了發(fā)射裝置500的輸入音頻轉(zhuǎn)換模塊622的功能框圖；圖10示出了發(fā)射裝置500中IR模塊發(fā)射器634的功能框圖；圖11示出了用來和發(fā)射裝置500一起使用的傳輸數(shù)據(jù)輸入緩沖器的結(jié)構(gòu)；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸示意圖，其可以與發(fā)射裝置500一起使用；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的接收裝置或耳機裝置700的功能框圖，該接收裝置或耳機裝置可用來連接諸如發(fā)射裝置500的發(fā)射裝置；圖14示出了接收裝置700的第一級接收器702的功能框圖；圖15示出了接收裝置700的IR接收裝置714的功能框圖；圖16示出了接收裝置700的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路716的功能框圖；圖17示出了接收裝置700的DAC和音頻放大器模塊722的功能框圖；圖18示出了接收裝置700的第二級接收器704的功能框圖；圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝有通訊系統(tǒng)801的交通工具800的示意圖；圖20示出了安裝有通訊系統(tǒng)801的另一輛交通工具800的示意圖，該通訊系統(tǒng)除了圖19中示出的特征之外還有其它特征；
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝有通訊系統(tǒng)901的交通工具900的示意圖；圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝有通訊系統(tǒng)991的交通工具988的示意圖；以及圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝有通訊系統(tǒng)1000的建筑物1010的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的無線通訊系統(tǒng)的一個具體實施例是無線耳機系統(tǒng)10，其包括發(fā)射子系統(tǒng)12，該發(fā)射子系統(tǒng)通過紅外(IR)或無線電頻率(RF)信號16與耳機裝置14通信，該信號優(yōu)選是格式化的數(shù)字比特流，其包括多信道數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)、校準數(shù)據(jù)、以及代碼或控制數(shù)據(jù)。被傳輸或接收的數(shù)據(jù)可以遵從或兼容用于紅外數(shù)據(jù)通信的工業(yè)標準，例如紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(即IRDA)。
發(fā)射子系統(tǒng)12的紅外發(fā)射裝置18包括紅外發(fā)射器20，例如紅外線發(fā)射二極管或LED，由合適的紅外發(fā)射驅(qū)動器22驅(qū)動，該紅外發(fā)射驅(qū)動器用于從一個或多個數(shù)字信號處理器或DSP(例如DSP編碼器)以及控制器24、27、28、和/或30處接收數(shù)字化的音頻數(shù)據(jù)。由紅外發(fā)射裝置18提供的數(shù)字數(shù)據(jù)流優(yōu)選按照以下參照圖3、圖10和圖16中描述的專有格式進行格式化。
該數(shù)字化的音頻數(shù)據(jù)可以從多個這種DSP(數(shù)字信號處理)編碼器和控制器應(yīng)用于紅外發(fā)射驅(qū)動器22，這些DSP編碼器和控制器組合成可以單獨設(shè)置的合成器/多路器32，這些DSP編碼器和控制器與紅外發(fā)射裝置18組合在一起或與主控制器26內(nèi)的DSP編碼器和控制器24組合在一起。主控制器26可以被包括在作為獨立單元設(shè)置的第一音頻裝置(例如音頻裝置34)內(nèi)，或被包括在紅外發(fā)射裝置18內(nèi)。
在主控制器26包括在音頻裝置34內(nèi)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，包括音頻裝置34的無線耳機系統(tǒng)10、紅外發(fā)射裝置18和耳機裝置14可以方便地用作基礎(chǔ)或入門級系統(tǒng)，該系統(tǒng)適于用作單信道無線耳機系統(tǒng)，按照下面根據(jù)圖3、圖10和圖16描述的專有格式，該單信道無線耳機系統(tǒng)可以很容易地升級為多信道無線耳機系統(tǒng)。出于說明目的，圖1中描述了音頻裝置34，其包括音頻級36，該音頻級帶有第一音頻源和第二音頻源，例如線路1數(shù)據(jù)源38和線路2數(shù)據(jù)源40，每個音頻源均連接到諸如立體聲信道1電路42的立體聲處理電路，該立體聲處理電路的輸出施加給主控制器26。因此，音頻裝置34表示任一音頻源，包括單聲道和立體聲收音機、CD和卡式錄音機、微型唱碟機以及提供其它類型信號的電子裝置的音頻部分，例如電腦、電視機、DVD播放器等等。
不管是作為初始安裝的部分，或是以后升級的部分，第二音頻源，例如MP3、WMA、或其它數(shù)字音頻格式播放器44，可以包括在無線耳機系統(tǒng)10內(nèi)，以提供第二信道的立體聲音頻信號。特別地，MP3播放器44可以由音頻級46表示，該音頻級提供線路3數(shù)據(jù)源48和線路4數(shù)據(jù)源50給立體聲信道電路52，其輸出部分可以是線路輸出端口、揚聲器輸出端口或耳機輸出端口。如圖1所示，立體聲信道電路52的輸出部分可以應(yīng)用于DSP編碼器和控制器27，DSP編碼器和控制器用于組合成包括在音頻裝置34內(nèi)的主控制器26的信號合成器/多路器32。以這種方式，利用DSP裝置(例如DSP編碼器和控制器27)上的附件，沒有經(jīng)過更改的傳統(tǒng)立體聲音頻源(例如MP3唱機44)可以被附加到無線耳機系統(tǒng)10上。
可選擇地，包括在用于其它目的音頻源內(nèi)的DSP裝置(例如涉及到數(shù)字音頻信號生成的DSP裝置)可以被編程，以便提供為無線耳機系統(tǒng)10提供附加的數(shù)據(jù)信道所必需的控制和格式化。具體而言，在裝置54內(nèi)添加的新裝置作為音頻源的樣本而示出，其中，對所包括的DSP進行編程，使其與下面參看圖3描述的專有格式兼容。裝置54通常包括線路5數(shù)據(jù)源56和線路6數(shù)據(jù)源58，這兩個線路數(shù)據(jù)源都通過立體聲信道電路連接到DSP編碼器和控制器28，以便應(yīng)用到信號合成器/多路復(fù)用器32上。
相似地，通過使用例如傳統(tǒng)適配器62等傳統(tǒng)適配器，可將模擬音頻裝置包含在無線耳機系統(tǒng)10內(nèi)。示意說明包含線路7模擬音頻輸入64和線路8模擬音頻輸入66的傳統(tǒng)適配器62，這兩個線路模擬音頻輸入都連接到立體聲信道電路68，以便應(yīng)用到DSP編碼器和控制器30上。應(yīng)當指出，指定為線路1到8的任一該音頻輸入可以配對作為立體聲輸入線路，可以單獨用作單獨的單聲輸入，或用作任一其它適合的立體聲和單聲的組合或者作為更復(fù)雜的音頻格式的一部分(例如家庭影院5.1或7.1系統(tǒng))。線路1到8中任一或更多條線路也可以用來傳輸非音頻數(shù)據(jù)，這將在本文的其它部分詳細描述。
如圖1所示，無線耳機系統(tǒng)10可以包括一個或多個數(shù)字音頻源，也可以包括一個或多個模擬音頻源。如圖所示，發(fā)射子系統(tǒng)12可以包括單獨的數(shù)字信號合成器(例如信號合成器/多路器32)，由來自多個DSP(例如DSP編碼器和控制器24、27、28和30)中的每一個的數(shù)字信號饋送。下面將通過圖2詳細描述使用模擬信號輸入的發(fā)射子系統(tǒng)12的可選擇結(jié)構(gòu)。
仍然參看圖1，紅外發(fā)射器部分18內(nèi)的紅外發(fā)射器20從一合適的位置生成數(shù)字比特流形式的紅外數(shù)據(jù)，用紅外信號16表示，從該合適的位置具有到在耳機接收裝置14內(nèi)的紅外接收器70的直線路徑(用目光可以直接看到)。在家庭影院的應(yīng)用中，紅外發(fā)射器20可以方便地設(shè)置在電視機殼的頂部，能清楚地看到收聽者所在的房間。在車輛應(yīng)用中，紅外發(fā)射器20可以設(shè)置在旅客車廂中間的車頂燈內(nèi)，也可以一個獨立的裝置，安裝在理想并且實用的位置(例如在該頂燈附近)。在多耳機接收裝置14將由相同的紅外發(fā)射器20驅(qū)動的大范圍內(nèi)，紅外發(fā)射器部分18可以包括多個紅外發(fā)射器20，每個紅外發(fā)射器都方便地設(shè)置在用目光可直接看到一個或多個耳機接收裝置14的位置處。在其它具體實施例中，如在其它地方參照圖17描述的一樣，可以設(shè)置紅外發(fā)射中繼器來長距離或繞過障礙物(否則該障礙物會阻擋從發(fā)射器20到耳機接收裝置14的任一個或多個的視線)中繼傳遞由單個發(fā)射器20發(fā)射的數(shù)字比特流。
在許多應(yīng)用中，紅外接收器70的輸出可以方便地被紅外接收信號處理器72處理。任何情況下，在接收后，將紅外信號16施加給解碼器74上，該解碼器74包括時鐘、多路分接器和控制器，用于處理以提供用于立體聲信道1-4的單獨的數(shù)字信號，以便加到DSP 76上進行處理。方便的是，DSP 76可以是多路復(fù)用的DSP，從而只需要單個DSP裝置?？蛇x擇地，可以設(shè)置多個DSP裝置或子裝置。
每個立體聲音頻信道1-4可以作為單獨的左右信道方便地進行處理，從而形成所示的信道1L、2R、2L、2R、3L、3R、4L和4R。應(yīng)當指出，如上面討論的那樣，這些音頻信道的每個都可用作單個單聲音頻或數(shù)據(jù)信道，或如這里所示，組合起來形成多個子立體聲信道。然后，使所形成的音頻信道可為開關(guān)選擇器78所用，以便有選擇地應(yīng)用于戴在頭上的無線耳機，通常用耳機80表示。
一般而言，收聽者可以方便地使用開關(guān)選擇器78來選擇將應(yīng)用到耳機80上的立體聲信道1-4中的一個?？蛇x地，一個或多個立體聲信道可用來提供一個或兩個單聲信道，該信道可由收聽者選擇，或者在特定的環(huán)境中，基于特殊事件進行自動選擇。如果裝備耳機80以接收四個(或任何其它數(shù)量)立體聲音頻信道，當然，較少數(shù)量的信道通過音頻裝置34進行傳輸，則正在傳輸?shù)膶嶋H信道的數(shù)目可被并入信號16的數(shù)字比特流中，然后該耳機可允許使用者僅選擇那些可供使用的信道(例如，如果僅有兩個信道正在被傳輸，則該使用者只能在這兩個信道之間轉(zhuǎn)換，而不需通過兩個或更多“死”信道)。
例如，可以將開關(guān)選擇器78配置為使收聽者能在三個立體聲信道(例如信道1-3)中選擇一個，而立體聲信道4L可以用來提供單聲電話信道，信道4R可以用來提供音頻信號(例如前門監(jiān)視器或嬰兒監(jiān)視器)。在用作嬰兒監(jiān)視器的情況下，例如，可以將開關(guān)選擇器78配置為，只要該嬰兒監(jiān)視器上的音頻等級超過預(yù)置等級，就自動跳過該受聽者對任一個該立體聲信道的選擇而選擇嬰兒監(jiān)視器音頻。另外，在該嬰兒監(jiān)視器信道上的音頻等級不再超過該預(yù)置等級之后的一固定或可調(diào)整的時間段，可以將開關(guān)選擇器78設(shè)置為自動返回收聽者先前選擇的立體聲信道。
可選地，立體聲信道1-3可用來提供音頻格式，例如用于家庭影院和專業(yè)影院的5.1格式。在這種格式中，第一立體聲信道用來提供設(shè)置在正在顯示的錄像機的左方和右方的前立體聲源。與此相似，第二立體聲信道可用來提供設(shè)置在收聽者后的左方和右方的后立體聲源。所謂的第五信道可以是單聲信道，其提供設(shè)置在左右前方立體聲源之間的中部的非立體聲源。另外的單聲信道(代表所謂的“.1”信道)可以便利地成為低音揚聲器或子低音揚聲器信道，由于正在呈現(xiàn)的低音頻頻率(的存在)，其實際位置可以不是非常苛求。與此相似，立體聲信道1-4可用來提供所謂7.1音頻格式的音頻。
便利的是，耳機80可以是一對耳機揚聲器，安裝在收聽者耳朵附近適合的位置，尤其用于與設(shè)置為允許使用者自動或跳過選擇多個立體聲或單聲信道的無線耳機系統(tǒng)10一起使用。耳機80可以用在這種結(jié)構(gòu)中，以便通過合成以諸如5.1格式的格式提供音頻給收聽者。例如，5.1格式的中央信道可以通過合并前部左右信道的部分合成。
可選地，正如下面參照圖5描述的那樣，通過提供多對安裝在收聽者耳朵旁合適位置的耳機揚聲器，可選擇的耳機80結(jié)構(gòu)可用于提供更理想的特殊格式的演唱(播放)。例如，第一對揚聲器可以位于前部以再現(xiàn)該前部左右信道并合成該中央信道，第二對揚聲器可以位于后部以再現(xiàn)該后部左右信道，安裝在支撐揚聲器的耳機連接帶上的共振室用于提供子低音揚聲器(.1)信道。
解碼器74也可以用來產(chǎn)生用于提供附加功能的控制信號。例如，控制信號可以被合并進通過音頻裝置34傳輸?shù)臄?shù)字比特流內(nèi)，用于檢測錯誤、節(jié)約電能、自動選擇信道和在本文中其它部分描述的其它特征。除提供給DSP 76的音頻信號之外，解碼器74也可用于提供電能控制信號82，以應(yīng)用到電池系統(tǒng)84。特別是，響應(yīng)其它地方討論的包含在專有格式中的編碼的解碼，解碼器74可以提供維持從電池系統(tǒng)84到無線耳機系統(tǒng)10的電池能量的應(yīng)用的信號。其后，當在適當?shù)臅r間段內(nèi)已經(jīng)不接收該編碼信號時，會停止對系統(tǒng)10供電上，提供了自動關(guān)閉的特征，當音頻信號源或至少格式化信號不再存在時，關(guān)閉系統(tǒng)10，節(jié)約電池電量。這個特征可以方便地應(yīng)用在使用系統(tǒng)10的汽車上。當汽車熄火時，停止電池系統(tǒng)84對耳機接收裝置14的供電，能夠延長電池的壽命。如在其它地方討論的，當錯誤檢測特征檢測到預(yù)定數(shù)量的錯誤時，也可以調(diào)用該自動關(guān)閉特征。
現(xiàn)在參照圖2，在一可選擇的具體實施例中，發(fā)射子系統(tǒng)13可以設(shè)置有單獨的DSP，用于將被編程以提供信號合成和格式控制功能的音頻信號數(shù)字化。特別是，由適當設(shè)置的作為其輸入接收的DSP解碼器和控制器24可以直接提供到紅外發(fā)射部分18的輸入，由立體聲集成電路或IC 42、52、60和68分別從立體聲信道1、2、3和4提供模擬音頻信號對。本發(fā)明不限于DSP的使用，也可以應(yīng)用執(zhí)行此處所述功能的任何可用裝置，包括諸如門陣列或ASIC(專用集成電路)等任何其它電子電路，并且這些裝置都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。但是，為便于理解，在本說明書中始終使用術(shù)語DSP。
便利的是，用于音頻級36內(nèi)的立體聲信道電路42的立體聲輸入源可以是線路1數(shù)據(jù)源38和音頻級36。用于MP3播放器44內(nèi)的立體聲信道電路52的立體聲輸入源可以是由音頻級46提供的線路3數(shù)據(jù)源48和線路4數(shù)據(jù)源50。與此相似，用于添加在裝置54和傳統(tǒng)適配器62中的新裝置內(nèi)的立體聲信道電路60和68的立體聲輸入源可以分別是線路5數(shù)據(jù)源56和線路6數(shù)據(jù)源58以及線路7模擬音頻輸入64和線路8模擬音頻輸入66。重要的是注意到全部的四個立體聲源可以合并，以便為諸如5.1的復(fù)雜格式提供想要的音頻信號，或者一個或多個這種立體聲信道可用作多個音頻信道。
現(xiàn)在參照圖3，詳細展示了紅外信號16的格式或結(jié)構(gòu)。紅外信號16形成數(shù)字數(shù)據(jù)以及各種校準和控制數(shù)據(jù)的比特流，該比特流數(shù)字數(shù)據(jù)包括用于四個立體聲信道的數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)。在一具體實施例中，紅外信號16是頻率或速率至少是10.4MHz的未壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)流。優(yōu)選使用脈沖位置調(diào)制(PPM)編碼。通過使用該脈沖位按時間或順序來傳輸信息或數(shù)據(jù)，這種編碼增加了實際傳輸?shù)拿}沖的能量等級，而基本上不用增加傳輸信號的平均能量等級。因為在PPM編碼中，以未編碼的數(shù)字比特流中的第一能量等級承載在雙比特中的相同數(shù)量的信息可以由使用在四個可能的比特位(在四個脈沖位調(diào)制、或PPM-4編碼中)中的一個的單比特位來傳輸。這樣，當平均能量等級保持相同時，以脈沖位編碼中的單比特傳輸?shù)哪芰康燃壙梢允敲總€未編碼比特流形式的雙比特的能量等級的兩倍。
如圖3所示，紅外信號16包括多個通過間隙(時隙)100彼此分開的傳輸信號(或數(shù)據(jù)包，如在本文中其它地方所述)86，很便利的，該間隙可以僅僅是16比特的全部由零形成的字。間隙100有利于傳輸使接收器的解碼與發(fā)射器的時鐘速率同步的同步信息，如下面參照圖4詳細描述的那樣。
有利地是，傳輸?shù)男盘柣驍?shù)據(jù)包86可被分成兩部分，報頭部分87和數(shù)據(jù)部分88，如所示出的。很便利的，數(shù)據(jù)部分88可包括25個樣本，這些樣本為包括在四個正被處理的立體聲信號內(nèi)的8個音頻數(shù)據(jù)流中的每一個的樣本。例如，數(shù)據(jù)部分88可以包括字103，其表示被取樣的數(shù)字輸出或左邊的立體聲信道1，而字104表示被取樣的右邊的立體聲信道1的數(shù)字輸出，接著是表示另外3個立體聲信道的字。這個最先描述的8位數(shù)字字組表示一單個樣本，接著是另外24組所有8個音頻信號的順序樣本。在這個例子中，每個數(shù)據(jù)部分88都包括400個數(shù)字字，以提供該25個音頻數(shù)據(jù)樣本。如果包括在圖1所示DSP編碼器和控制器24中從模擬到數(shù)字即A/D的轉(zhuǎn)換功能的數(shù)據(jù)速率是16比特，則每個信道的第一8比特字可因此表示每個樣本的高比特部分，而第二8比特字可以表示該樣本的低比特部分。
現(xiàn)也在參照圖1，如果操縱開關(guān)選擇器78以選擇特定的單聲或立體聲信道(例如左邊信道3)，則可以用已知的樣本順序來減少耳機接收裝置14的電量預(yù)算。特別是，僅在所選擇的音頻或立體聲信道(例如左邊的信道3)需要時才可在每個數(shù)據(jù)部分88期間執(zhí)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換。照這樣，因為并不為所有8個單聲或4個立體聲信道而執(zhí)行該D/A轉(zhuǎn)換，所以該D/A轉(zhuǎn)換消耗的能量(該轉(zhuǎn)換通常是能量或電池系統(tǒng)預(yù)算的主要部分)可以大量地減少，從而延長了電池和/或充電器的壽命。
本文中描述的數(shù)據(jù)塊92的構(gòu)造可以按照其它已知的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)容易地改變，例如交叉或塊傳輸。特別參照圖3，在一具體實施例中，每個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包86可以包括位于數(shù)據(jù)部分88前面的報頭部分87。每個報頭部分87可以包括一個或多個校準部分101和控制碼部分102。通常，校準部分101可以提供定時數(shù)據(jù)、信號幅度數(shù)據(jù)、音量和/或頻率數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)(例如涉及音頻格式或其它聲音信息)。控制碼部分102可以包括用于錯誤檢測和/或修正、自動信道選擇、自動關(guān)閉、和系統(tǒng)10的其它特征的信息。將參照圖12在本文中其它地方描述另一優(yōu)選具體實施例。
在特定的結(jié)構(gòu)中，可以為收聽者合成或考慮發(fā)射子系統(tǒng)12的安裝位置上的想要的聲音特征或?qū)嶋H的聲音特征。例如，在特定的音樂廳或其它場所，包括多個聲源或揚聲器與收聽者之間的方位和距離在內(nèi)的相對位置可表示為校準數(shù)據(jù)，以便通過調(diào)整信道間的相對延遲，可以為使用耳機接收裝置14的收聽者合成與此音樂廳有關(guān)的合適的聲音體驗。這種技術(shù)與那些用于建立特定音頻格式(例如5.1格式)的技術(shù)相似。
可選地，通過正確使用校準數(shù)據(jù)，可以減少或消除可以穿透耳機80的聲音屏障的不想要的聲音特征(例如高音調(diào)的機車轟鳴聲或低音調(diào)的道路的隆隆聲)。如圖1所示，可以通過在校準部分或紅外信號16(例如校準部分101)內(nèi)的信息控制或調(diào)整這種合成或聲音改變，和/或通過收聽者正確操縱開關(guān)選擇器78來控制或調(diào)整這種合成或聲音改變。
與此相似，耳機80的不同類型或風格的聲音體驗可以被增強或補償。傳統(tǒng)的耳機裝置通常包括一對單獨的揚聲器，例如圖1所示的左右耳揚聲器81和83。通過包含在校準部分98內(nèi)的校準數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)耳機80的更復(fù)雜的樣式(例如下面參照圖5詳細描述的多信道耳機118)。
校準部分101內(nèi)的數(shù)據(jù)，和/或如上所述，開關(guān)選擇器78的操縱有助于調(diào)整收聽者聲音體驗的技術(shù)，也可以通過包含在控制碼部分102內(nèi)的數(shù)據(jù)來控制、調(diào)整、或影響用于調(diào)整收聽者聲音體驗的技術(shù)?？刂拼a數(shù)據(jù)102也可以用于控制系統(tǒng)10的其它操作，例如電池系統(tǒng)84的自動關(guān)閉功能、錯誤檢測和/或修正、電量節(jié)省、和自動的可用信道選擇。
現(xiàn)在參照圖4和圖1，便利地是，經(jīng)過處理的紅外數(shù)據(jù)包86中的紅外數(shù)據(jù)(例如數(shù)據(jù)部分88)可以經(jīng)由解碼器74轉(zhuǎn)換成模擬音頻數(shù)據(jù)施加給DSP 76。便利的是，為了不同目的，可以用包括在解碼器74內(nèi)或與解碼器關(guān)聯(lián)的其它電路對報頭部分87內(nèi)的紅外數(shù)據(jù)進一步處理。
為了在自動關(guān)閉功能中使用，被包含控制碼部分102的紅外接收信號處理器72處理的紅外數(shù)據(jù)部分可以應(yīng)用于編碼檢測器106，來檢測預(yù)定編碼或其它唯一標識符的存在。在檢測適當?shù)木幋a后，可以將延遲計數(shù)器108設(shè)置為預(yù)定延遲，例如30秒鐘。收到對所選編碼的另一檢測后，然后可以將延遲計數(shù)器108重置為預(yù)定延遲。預(yù)定延遲終止后，也就是，預(yù)定延遲由于識別預(yù)選的自動關(guān)閉控制字而終止后，信號可以被發(fā)送到關(guān)閉開關(guān)110，然后該關(guān)閉開關(guān)將電能控制信號82發(fā)送到電池系統(tǒng)84來關(guān)閉耳機裝置14。
在操作中，上面描述的程序用來關(guān)閉用于耳機裝置14的電池電源，除非已經(jīng)在先前的60秒內(nèi)識別到正確的編碼信號。因此，可以將該自動關(guān)閉功能設(shè)置為在通過發(fā)射子系統(tǒng)12停止準確的紅外數(shù)據(jù)傳輸后60秒(或任何其它預(yù)定時間)關(guān)閉電池能量。如在別處描述的那樣，系統(tǒng)10可以整合錯誤檢測方法。在這樣一具體實施例中，也可以將該自動關(guān)閉功能設(shè)置為在已檢測到預(yù)定數(shù)量和/或類型的錯誤后關(guān)閉電池能量。這種方法提供有利的自動關(guān)閉功能，通過在汽車內(nèi)的無線電或其它發(fā)射裝置關(guān)閉后的預(yù)先確定的時間關(guān)閉該耳機，或許通過關(guān)閉該車的點火裝置，或可選地/另外，當太多傳輸/接收錯誤已經(jīng)使音頻性能降級到無法接收的程度時，該自動關(guān)閉功能可以用來節(jié)約耳機電池能量。也可以將耳機裝置14設(shè)置為僅在檢測到太多錯誤后斷電，其中所有的處理(進程)都停止，并且在預(yù)定時間間隔(例如30秒)后重新恢復(fù)，以接收預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)包86，并檢測所接收這些數(shù)據(jù)包中的錯誤。在接收預(yù)先選擇數(shù)量的數(shù)據(jù)包86后，耳機裝置14還可被設(shè)置為在接收預(yù)選量的沒有或低于預(yù)選量的錯誤的數(shù)據(jù)包后恢復(fù)完全不變的操作。
在一有利的實施例中，通過維持應(yīng)用于紅外接收信號處理器72、延遲計數(shù)器108和編碼檢測器106上的能量(如果由此需要的能量是可接受的最小值)，關(guān)閉開關(guān)110也可用來以同樣的方式提供自動打開功能。激活作為發(fā)射子系統(tǒng)12的部分的適當信號源后，預(yù)定的編碼信號可以被檢測，電能控制信號82發(fā)送到電池系統(tǒng)84，以打開耳機接收裝置14內(nèi)的維持無動力系統(tǒng)。
再參照圖1和圖4，維持系統(tǒng)10的正確操作的一個主要任務(wù)是保持操作之間(尤其是發(fā)射子系統(tǒng)12的取樣和/或A/D操作與耳機接收裝置14的解碼和相關(guān)操作之間)的同步。盡管可以通過幾種不同的方法保持同步，但是發(fā)現(xiàn)，在包括可能的多個由電池供給能量的遠程或接收裝置(例如耳機裝置14)的系統(tǒng)(例如系統(tǒng)10)中，使耳機接收裝置14的操作的定時與由發(fā)射子系統(tǒng)12提供并包含在紅外信號16內(nèi)的定時信息同步，使耳機接收裝置14的時間選擇操作與時間選擇信息同步特別有利于使用在系統(tǒng)中(例如系統(tǒng)10)，該系統(tǒng)包括可能存在的多個由電池供給能量的遠程或接收裝置(例如耳機裝置14)，該時間選擇信息由發(fā)射子系統(tǒng)12提供并包括在紅外信號16內(nèi)，以保證正確地完成同步操作，用于多路復(fù)用接收裝置，該多路接收裝置可以被代替或有時在汽車間移動。
如圖4所示，從紅外接收信號處理器72將紅外數(shù)據(jù)應(yīng)用到同步檢測器112，通過例如檢測在特定的傳輸數(shù)據(jù)包86內(nèi)的數(shù)據(jù)部分88的后沿很便利地檢測間隙100，并且在適當?shù)念A(yù)選延遲或間隙之后，檢測隨后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包86中的報頭部分87的前沿?？蛇x擇地，可以通過合并關(guān)于后沿、間隙長度和/或期望的數(shù)據(jù)內(nèi)容(例如全部為1或全部為0等)和實際或期望的間隙長度和/或前沿的信息，由同步檢測器112執(zhí)行這種同步信號檢測的簡單改變。
在檢測適當?shù)耐綌?shù)據(jù)后，通過調(diào)整時鐘或優(yōu)選保持升級相位鎖定例如PLL 114等回路電路(或PLL)的同步，同步檢測器112可以保持用于耳機接收裝置14的適當同步信息。然后，舉例來說通過控制DSP 76的D/A轉(zhuǎn)換功能的時鐘速率，PLL 114的輸出可以應(yīng)用到DSP 76，用于使紅外數(shù)據(jù)的解碼和/或取樣同步。然后，合成的同步信號通過開關(guān)選擇器78應(yīng)用到耳機80。申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果沒有這種同步功能，則耳機80產(chǎn)生的聲音的音頻質(zhì)量可能會嚴重降低。
解碼器74可提供的另一項功能包括更新耳機接收裝置14的操作。特別是，通過編碼檢測器106識別適當?shù)母戮幋a后，來自一個或多個隨后傳輸?shù)男盘柣驍?shù)據(jù)包86的數(shù)據(jù)部分88內(nèi)的數(shù)據(jù)可以通過編碼檢測器106應(yīng)用到耳機接收裝置14內(nèi)適當?shù)拇鎯ζ?，例如可重寫存儲?16等。然后，舉例來說通過解碼器74，儲存在存儲器116內(nèi)的數(shù)據(jù)可用于控制耳機接收裝置14隨后的操作。
上面參照圖4描述的更新功能可用于修改或更新耳機接收裝置14，以便運行一種能改變多信道格式的數(shù)據(jù)處理的模式，例如在5.1或7.1音頻格式下的改變。該更新格式的其它用途可以是自動選擇在不同音頻信道上使用的適當?shù)恼Z言或年齡格式，以控制提供給特定收聽者的內(nèi)容。
例如，系統(tǒng)10可以使用在博物館內(nèi)，以音頻格式提供一個或多個展覽的信息。在特定的耳機接收裝置14被提供給博物館參觀者或被博物館參觀者租用之前，通過使用更新格式對那個耳機裝置編程來為正在使用該耳機裝置的收聽者提供適當?shù)哪挲g音頻。
可選擇地，在租用耳機裝置時可以執(zhí)行相應(yīng)于所提供服務(wù)的更新。特定的耳機可以被編程，以在收到足夠幅度的音頻信號時自動激活，表示接近將被描述的展覽。可以將一耳機編程為僅為特定收藏品的展覽提供音頻，而將其它耳機編程為接收所有相關(guān)的音頻。在租用或用其它方法分配每個耳機時可以很容易地被執(zhí)行這種編程或更新。
另一種更新或編程功能的用途是同時允許對許多耳機重新編程。例如，繼續(xù)以博物館為例，用升級功能可以操縱尋呼系統(tǒng)、緊急情況或其它通報系統(tǒng)，以便耳機中具有選擇的編碼的博物館顧客或所有顧客被選擇性地呼叫或通告特定信息，例如博物館關(guān)閉時間或宣布例如火災(zāi)等緊急情況后遵循的程序。這樣，通過可控制地轉(zhuǎn)換在所選的一個或多個耳機中產(chǎn)生的音頻，而不是通過改變正常產(chǎn)生的音頻，可以從簡單的電話或?qū)ず艚缑鎸崟r地提供這種信息。
使用升級功能的另一個例子可以是改變準許操作耳機或相關(guān)裝置的編碼，以預(yù)防盜竊該耳機或篡改該耳機。對于收聽者或其他人，被錯誤地挪離收聽室(例如交通工具)的耳機可以被編程，在經(jīng)過一出口時向收聽者或其他人發(fā)出警告。為了預(yù)防篡改耳機來阻止這種操作，可以隨機地或頻繁地改變編碼。
升級功能的另一用途是準許耳機裝置在一個使用等級上被銷售或提供，并且以后可升級到更高等級的操作。如一簡單的例子，沒有執(zhí)行多信號操作所需要的編碼，就可分發(fā)多信道耳機。盡管這種耳機對單信道操作是理想的，但交納適當?shù)馁M用后，這種耳機就可以臨時地或永久地升級以進行更高級的操作。
現(xiàn)在參照圖5，示出了與系統(tǒng)10一起使用的多信道耳機118的頂視圖和前視圖，其中左耳機系統(tǒng)120和右耳機系統(tǒng)122安裝在耳機連接帶124上，其中耳機連接帶124用來定位收聽者頭上的耳機。每個耳機系統(tǒng)包括都多個揚聲器，例如在帶有有效口徑(effectiveaperture)132和有效音頻路徑134的右耳機系統(tǒng)122上標明的前揚聲器126、中揚聲器128、和后揚聲器130。
在每個耳機中，從揚聲器126、128和130沿著有效音頻路徑134到有效口徑132的外觀距離被控制以提供想要的音頻體驗，以便作為音源的每個揚聲器和收聽者之間的外觀方位角方向以及距離與想要的體驗是協(xié)調(diào)一致的。例如，可以在有細微差別的時間使由揚聲器126和128提供的音頻具有對聲音前沿和后沿的不同強調(diào)，從而該音源之間的外觀空間關(guān)系可以被合成來使家庭影院的格式化效果加倍。盡管某些類型的聲音的空間關(guān)系(像高頻單擊)可能比其它類型的聲音更容易合成，但是甚至耳機上的空間聲音關(guān)系部分合成的效果也令人吃驚，并提供了增強的音頻體驗。
除了上述使用立體聲和多信道立體聲格式的揚聲器之外，低頻無方向的單聲道數(shù)據(jù)源(例如子低音揚聲器134)有利地安裝到耳機連接帶124上，以增強使用者的音頻體驗。
現(xiàn)在參照圖6，在根據(jù)本發(fā)明的音頻傳輸裝置的可選結(jié)構(gòu)中，包括單個DSP 600的傳輸裝置500可接收四個數(shù)字化的音頻輸入流602、603、604、605，該輸入流被多路器606、608多路復(fù)用成兩個信號610、612，輸入連接到DSP 600上的串行端口613、615的存儲器直接訪問(DMA)緩沖器DMA0 614和DMA1 616。音頻流602-605可以被設(shè)置在例如圖7所示音頻模塊622、623、624、625內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)618、619、620、621數(shù)字化。圖1中的音頻裝置34和MP3播放器44是這種音頻模塊的典型例子。如上面參照圖1所述的，利用提供給單個ADC的多個模擬輸入以及直接提供給多路器(例如多路器606、608)的多個數(shù)字輸入的音頻裝置可以被使用。
參照圖7，音頻傳輸裝置500的數(shù)據(jù)多路復(fù)用電路分別將兩個包含數(shù)字化數(shù)據(jù)602、603和604、605的信道合并成一個串行數(shù)據(jù)流610、612。兩個不同定相的數(shù)字音頻立體聲偶(兩個立體聲偶)610、612的數(shù)據(jù)流間隙被合并以生成一恒定的數(shù)字數(shù)據(jù)流633。用于該音頻模塊的左/右時鐘方案(大綱)(如在本文中其它地方詳細描述的)被設(shè)置，以便兩個立體聲信道(四條模擬音頻輸入線)共用一條數(shù)據(jù)線。同相ADC 618、620、和619、621的輸出602、603和604、605與90度相移的數(shù)據(jù)多路復(fù)用。更高級的信道(信道3和4)與較低信道(信道1和2)以異相位計時90度。這允許兩個信道偶(左右信道1與左右信道3)共用一條單獨的數(shù)據(jù)線。兩組串行的數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)被輸入DSP 600。兩條奇數(shù)信道在同一條串行線路上，兩條偶數(shù)信道也在同一條串行線路上。時鐘和時鐘定相電路628提供了多路器606、608的輸入數(shù)據(jù)線選擇。
繼續(xù)參照圖7，DSP 600以及多路器606、608可以被設(shè)置在發(fā)射器500內(nèi)的編碼器626上。編碼器626接收來自音頻模塊622、623、624、625的四個數(shù)字化音頻輸入602、603、604、605，并使用線路激勵器631來發(fā)送數(shù)字化串行數(shù)據(jù)流633到紅外發(fā)射器模塊634，以傳輸?shù)蕉鷻C80。
基板626也包括時鐘和時鐘定相電路628，導入/程序存儲器630和電源632。DSP 600用于編碼器626電路的中央控制，包括音頻傳輸裝置500的所有輸入和輸出的控制。設(shè)置在時鐘電路628內(nèi)的時鐘分配器被DSP 600激活，以提供信號來驅(qū)動用于任何音頻模塊(例如ADC)的時鐘并提供數(shù)據(jù)輸入到DSP。DSP 600合并來自兩個串行數(shù)據(jù)源(多路器606、608)的音頻數(shù)據(jù)610、612，并將該音頻數(shù)據(jù)格式成數(shù)據(jù)包的單個串行數(shù)據(jù)流633，該數(shù)據(jù)包被提供給線路激勵器631，以傳輸?shù)郊t外發(fā)射器634。在一具體實施例中，線路激勵器631可以是帶有RS 485收發(fā)器的差分線路激勵器，換流器可以用來轉(zhuǎn)換和緩沖來自DSP 600的數(shù)據(jù)。DSP 600使用時鐘電路628的基極10.24MHz時鐘，該時鐘電路被該DSP內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL)倍增。在一具體實施例中，該DSP時鐘速度是8XMHz，但這可以減少，以便減少音頻傳輸裝置500的功率總消耗。
繼續(xù)參照圖7，在關(guān)閉期間，導入存儲器630儲存用于DSP 600的程序記憶(其包括控制該DSP的軟件)。8比特串行EEPROM可用作導入存儲器630。在通電后，該DSP可以被編程來搜尋外部存儲器電路，用于它的導入程序加載和開始執(zhí)行。導入存儲器630附加到DSP 600的多信道緩沖串行端口615(McBSP 1)上。在可選擇的具體實施例中，該DSP軟件可以設(shè)置在DSP只讀存儲器(ROM)內(nèi)。
現(xiàn)在參照圖8，時鐘和時鐘定相電路628產(chǎn)生編碼器626和音頻模塊622、623、624、625要求的所有時鐘。用于DSP、音頻數(shù)據(jù)傳輸和音頻數(shù)字化需要四個獨立的時鐘。這些是主時鐘660、串行時鐘661、左/右時鐘662和多路器時鐘663。多路器606、608也需要時鐘定相來多路復(fù)用數(shù)字化的音頻輸入流602、603、604，如先前參照圖6中描述的那樣。主時鐘660用來驅(qū)動用于該音頻數(shù)字化模塊和該DSP的主同步時鐘信號。主時鐘信號660從獨立的晶體振蕩器電路660產(chǎn)生并具有緩沖的輸出661。主時鐘頻率是10.24MHz，其允許串行時鐘和左/右時鐘從主時鐘產(chǎn)生。該串行時鐘用于為從音頻模塊622、623、624、625輸入到DSP 600的數(shù)字化音頻輸入流602、603、604、605每個單獨的比特計時。串行時鐘信號661由使用四分之一時鐘分配器667的主時鐘產(chǎn)生，以產(chǎn)生頻率為2.56MHz的計時信號。
左/右時鐘用于計時由多路器606、608產(chǎn)生用于輸入到DSP 600的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流610、612中的左右數(shù)據(jù)字，并用于形成該DSP的幀同步。左/右時鐘信號662由使用時鐘分配器667的主時鐘產(chǎn)生，以生成比該主時鐘頻率小256倍的信號。通過為左/右時鐘之一提供90度相移，時鐘定相電路668將該左/右時鐘分為兩個相位。這允許該四個音頻模塊622、623、624、625中的兩個產(chǎn)生90度的相移輸出。用一條線上的90度相移數(shù)據(jù)來多路復(fù)用同相左/右計時音頻模塊輸出的輸出。每個左/右時鐘相位用作用于從音頻模塊622、623、624、625輸出的數(shù)字化音頻輸入流602、603、604、605的獨立的幀同步。
多路器時鐘663被用于輪換選擇的輸入數(shù)據(jù)線的多路器邏輯電路使用以合并在從音頻模塊622、623、624、625輸出的數(shù)字化音頻輸入流602、603、604、605中的數(shù)字音頻包。多路器時鐘信號663也由時鐘分配器667生成。DSP時鐘信號664用來驅(qū)動DSP 600，而且通過用緩沖/電壓轉(zhuǎn)換器669將主時鐘信號660轉(zhuǎn)換到低壓(例如從1.8伏到3.3伏)(如該DSP所要求的那樣)生成該DSP時鐘信號。通過改變基準晶體振蕩器頻率(也就是說，用于40KHz左/右時鐘的9.216MHz基準時鐘可以改變成用于44.1KHz左/右時鐘的11.2896MHz基準時鐘)可以使用其它計時設(shè)計。
電源632為編碼器626提供了編碼器626所要求的所有電壓。在一具體實施例中，編碼器電源632可以接收從+10VDC到+18VDC范圍的輸入電壓。四個獨立的電壓，即輸入電壓(典型地，+12VDC)，+5VDC，+3.3VDC和+1.8VDC，可以用在發(fā)射器基板上。瞬間保護可用來防止輸入電源線上的任何振蕩或瞬時現(xiàn)象。也可以用電壓監(jiān)控裝置來保持與DSP 600的穩(wěn)定。未調(diào)制的輸入電壓用作+5VDC的源電壓。已調(diào)制的+5VDC用來供應(yīng)紅外發(fā)射器模塊634。音頻模塊622、623、624、625將+5VDC用于輸入音頻保護和輸入音頻電平偏壓。紅外發(fā)射器634將+5VDC用于偏壓控制和紅外驅(qū)動器電路650。已調(diào)節(jié)的+3.3VDC電壓用來供應(yīng)DSP600和編碼器626的邏輯電路，也供給用于其ADC的音頻模塊。+3.3VDC由已調(diào)制的+5VDC電源電壓產(chǎn)生，且被電壓監(jiān)控器所監(jiān)控。如果電平下降到+3.3VDC電源的10％以下，則該電壓監(jiān)控器可以保持DSP 600重置，直到電壓升到+3.0V以上后經(jīng)過一段時間(例如200ms)。已調(diào)制的電壓+1.8VDC用來供應(yīng)編碼器626的DSP核并由已調(diào)制的+3.3VDC電源電壓產(chǎn)生。
現(xiàn)在參照圖9，在一具體實施例中，音頻模塊622、623、624、625可被用來提供數(shù)字化音頻輸入流602、603、604、605到DSP 600。該音頻模塊可以是編碼器626的外部或內(nèi)部插入模塊，或者可以整合到該編碼器中。在一提供四個音頻信道的具體實施例中，四個音頻模塊可與晶體管基板一起使用。每個音頻模塊(例如圖9所示的音頻模塊622)接收輸入638、639的一立體聲音頻偶(左和右)。電源和主時鐘、串行時鐘、和左/右時鐘全部由編碼器626供應(yīng)。信號調(diào)節(jié)和輸入保護電路可用來在被數(shù)字化之前準備信號638、639并保護該輸入電路，防止瞬時現(xiàn)象的發(fā)生。
信號638、639分別進行調(diào)節(jié)(condition)。直流電偏壓電路640將信號638、639設(shè)定到5伏電源的中頻段，使得該輸入信號在直流偏壓上是對稱的。照這樣，發(fā)生的任何削波將在每個正負頂點相等地發(fā)生。輸入振蕩保護電路641可用來保護該輸入電路，防止瞬時現(xiàn)象和超出電壓條件。通過在信號調(diào)節(jié)和輸入保護電路640上的兩個背靠背的二極管分流任何接電源和接地的高電壓，可以提供瞬時現(xiàn)象保護。線路水平輸入可以限制在兩伏，或一些其它可行的值，頂點到頂點?？梢栽O(shè)置低通濾波器642用作預(yù)濾器來增加D/A內(nèi)部濾波器的衰減帶衰減。在一具體實施例中，每個模擬輸入音頻信道頻率是20Hz到18KHz，而且低通濾波器642角頻率超過140KHz，因此它能最小限度地影響該音頻輸入的通頻帶(band pass)。
繼續(xù)參照圖9，用ADC 634來數(shù)字化左右模擬輸入638、639。包含左右信道的信號串行數(shù)字數(shù)據(jù)流602通過ADC 643輸出到編碼器626。用10.24MHz主時鐘來形成用于ADC 643的時間選擇，并用2.56MHz的串行數(shù)據(jù)時鐘來計時從該ADC傳輸來的數(shù)據(jù)。用40KHz左/右時鐘將該數(shù)據(jù)制定成清楚的音頻樣本。每個左和右模擬樣本可以是16比特值。
現(xiàn)在參照圖10，紅外反射器或模塊634將數(shù)字數(shù)據(jù)流633轉(zhuǎn)換成紅外傳輸信號16。通過使用一比特位值，用PPM(脈沖位置調(diào)制)編碼來增加發(fā)射器能量。紅外發(fā)射器634包括線路接收機650，該線路接收機用來從線路激勵器631接收微分RS 485信號633，并將它傳輸?shù)揭粏味藬?shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流然后被緩沖和傳送到用于驅(qū)動發(fā)射器652的光發(fā)二極管(LED)和控制被傳輸?shù)哪芰康臄?shù)量紅外偏壓和控制電路650。在本發(fā)明的一具體實施例中，紅外發(fā)射器634包括四個紅外偏壓和控制電路650和四個獨立的發(fā)射器652，每個發(fā)射器652的占空度為25％。當在數(shù)據(jù)流633中傳感零比特時，偏壓控制保持該紅外發(fā)射器在非常低的通電狀態(tài)，使得當正脈沖(1比特)被傳感時，二極管驅(qū)動立即供應(yīng)全功率到IR發(fā)射器二極管。傳感電阻器用于監(jiān)控供給二極管的電流量，使得當該發(fā)射器二極管驅(qū)動器受脈沖作用時，該偏壓控制保持通過該二極管的恒定電流。使用紅外發(fā)射器二極管的任何可行的數(shù)量(例如，每個紅外發(fā)射器4個)，紅外發(fā)射器652將數(shù)字數(shù)據(jù)流633轉(zhuǎn)換成紅外能量脈沖。由于該二極管的物理特征，電數(shù)據(jù)脈沖的帶寬主要由用于該紅外發(fā)射器二極管的方波脈沖的基本頻率限制。在一具體實施例中，紅外能量可能聚集在870nM的中心波長上。編碼器626供應(yīng)所有的能量到紅外發(fā)射器模塊634。+5VDC用于驅(qū)動器和偏壓控制電路650。在一具體實施例中，編碼器626將PPM編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)流633以11.52Mb/s的速率供給紅外發(fā)射器634。
現(xiàn)在參照圖11，使用MCBSP 613，615和DMA 614，616來獨立集合四個立體聲(八個單聲道)信道的數(shù)據(jù)。當任一McBSP已經(jīng)接收到完全的16比特數(shù)據(jù)字時，對于總共四個保持緩沖器，相應(yīng)的DMA傳輸該數(shù)據(jù)字到兩個保持緩沖器670、671(用于DMA1616)或672、673(用于DMA0 614)中的一個。每個McBSP 613，615使用其自身的DMA 614，616和緩沖器偶672/673、670/671來移動和存儲該數(shù)字化數(shù)據(jù)。當正在填充一緩沖器時，DSP 600正在處理該補充的緩沖器。每個緩沖器從兩個不同的ADC存儲二十五個左和二十五個右數(shù)據(jù)樣本(對于總共100個16比特樣本)。由每個McBSP增量接收的每個字都增加了各自的DMA的存儲地址。當每個緩沖器都裝滿時，從各自的DMA發(fā)送中斷信號到DSP 600。DSP 600重新安排DMA地址，且另一緩沖器再次用一組新數(shù)據(jù)填充。這個過程被不斷地重復(fù)。
DSP 600生成兩個傳輸緩沖區(qū)，該兩個傳輸緩沖區(qū)的大小和填滿的傳輸數(shù)據(jù)包86相同。在一具體實施例中，在每一個數(shù)據(jù)包中使用450(16比特)字(這將在下面進行更充分的討論)。當數(shù)據(jù)包86第一次被初始化的時候，靜態(tài)頭部/尾部值被插入該數(shù)據(jù)包。對于最初的數(shù)據(jù)包和隨后的數(shù)據(jù)包，控制塊96的使用者身份/特定選項/信道狀態(tài)(USC)值、數(shù)據(jù)偏移量、動態(tài)報頭值、和信道音頻數(shù)據(jù)被添加到每個數(shù)據(jù)包。優(yōu)選使用從以前的數(shù)據(jù)包音頻數(shù)據(jù)計算出的USC值。該音頻數(shù)據(jù)被PPM(脈沖位置調(diào)制)編碼并被放在數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)包內(nèi)。一旦已處理了來自每個信道的預(yù)定數(shù)量(例如25)的樣本，則數(shù)據(jù)包86就完整了。
當DSP 600完全填充輸出緩沖器的其中一個時，傳輸DMA(DMA2)被激活。然后DMA2傳輸被填充的輸出緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)到傳輸裝置500的串行端口(McBSP0)。McBSP0又傳輸串行數(shù)據(jù)633到線路激勵器631，以便傳輸?shù)郊t外發(fā)射器634。一旦該輸出DMA和McBSP被啟動，它們就連續(xù)運轉(zhuǎn)。當DSP 600填充到該緩沖器中的其中一個時，另一緩沖器被DMA2清空，并被傳輸?shù)組cBSP0。通過該輸入數(shù)據(jù)保持同步。
DSP 600處理從DMAs 614、616發(fā)出的中斷信號，監(jiān)控特定選項和信道狀態(tài)(如在本文中其它地方所述的)，構(gòu)造每個單獨的信號(或傳輸數(shù)據(jù)包)86，并合并和調(diào)制音頻數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包信息。DMA中斷信號用于通知DSP 600，該輸入音頻緩沖器已滿，此時，DSP重新設(shè)置各個DMA，以便開始填充可選的保持緩沖器，然后開始處理“充滿的”保持緩沖器。沒有中斷信號在該輸出DMA上使用。一旦該輸出緩沖器充滿時，啟動該輸出DMA來填充另一緩沖器。
如在本文中其它地方更充分描述的那樣，特定選項信息可用于指示音頻傳輸裝置500是否正使用在唯一的結(jié)構(gòu)中，并可以通過硬件開關(guān)被設(shè)置或在固件內(nèi)被硬編碼。特定選項可以包括但不限于5.1和7.1環(huán)繞聲處理。在一具體實施例中，可用四比特來指示該特定選項的狀態(tài)。四比特將為多達四個使用者可選開關(guān)或多達十五個硬編碼特定選項而設(shè)置。耳機正常操作可以是用0000h表示的保留選項。
當使用開關(guān)選項時，附加選項將不可得到十五個特定選項中的一個或多個選項的最小值(也就是說，如果使用兩個開關(guān)，則僅有四個附加特定選項是可用的。如果使用四個開關(guān)，則沒有附加特定選項是可用的。)。例如，為利用5.1或7.1環(huán)繞聲選項，可以用硬件開關(guān)來固定在DSP 600的HPI(主機端口接口)上的一比特等級。HPI上的1(高)可以指示選項被使用。HPI上的0(低)可以指示通常的四信道操作。DSP 600可以讀取HPI接口并在特定選項值中設(shè)置適當?shù)谋忍亍?br> 可以用信道狀態(tài)信息來指示哪個立體聲信道(左右信道)包括活動的音頻數(shù)據(jù)。該數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的振幅可以確定是否一立體聲信道在起作用或未起作用。如果在立體聲信道上未檢測到活動的音頻，則該信道狀態(tài)在輸出的數(shù)據(jù)包中被標記為OFF(0)。如果活動的音頻在立體聲信道上被傳感，該信道狀態(tài)在輸出的數(shù)據(jù)包中被標記為ON(1)。
在一具體實施例中，為確定是否一立體聲信道起作用，每組四個立體聲信道數(shù)據(jù)樣本的絕對值被累加。每個左信道和每個右信道的二十五個樣本(在一數(shù)據(jù)包中的單個信道數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量)被合并和累加。如果該立體聲信道樣本的總和超過該音頻閾值，則該信道狀態(tài)可以被標記為活動的。如果該立體聲信道樣本的總數(shù)沒有超過該音頻閾值，則該信道狀態(tài)可以被標記為不活動?？梢杂盟谋忍?每個立體聲信道一比特)來指示該立體聲信道狀態(tài)，并優(yōu)選在每次生成數(shù)據(jù)包時更新。
參照圖12，顯示根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例，用于將四個信道編碼成單獨的信號或傳輸數(shù)據(jù)包86，以將每個信號86分成報頭部分87和數(shù)據(jù)部分88。報頭部分87包含接收器700的所有信息(在這下面詳細描述)，以傳感、同步和檢驗有效的傳輸數(shù)據(jù)包86的開始。在一可能的具體實施例如中，報頭部分包括前同步碼、終結(jié)器、和沒有被PPM編碼的間隙值，還包括產(chǎn)品標識符和被PPM編碼的數(shù)據(jù)偏移值。
間隙值90可以是被接收器700用來傳感報頭部分87并與傳輸數(shù)據(jù)包86同步的32比特(雙字)值。間隙90可以由傳感間隙、觸發(fā)間隙和同步間隙組成。該間隙優(yōu)選不被PPM編碼，并且是從未改變的靜態(tài)值。間隙90的第一部分是包括7個前導零的傳感間隙。接收器700用這些比特來確認該間隙期的開始。間隙90的第二部分是包括交替的一和零比特的觸發(fā)間隙。這些比特通過接收器700來在該間隙期間穩(wěn)定時鐘恢復(fù)電路。該間隙的第三部分是包括三個零比特的同步間隙。接收器700用這些比特來標記每個傳輸數(shù)據(jù)包86的開始。
前同步碼PRE可由預(yù)先確定的等值(例如AAAA十六進制)數(shù)組成，以進一步促使接收器700與發(fā)射器500同步。前同步碼由兩個獨立的16比特(雙字)值89、91組成，并被接收器700用來識別每個數(shù)據(jù)包86的開始。也可用該前同步碼來幫助穩(wěn)化處理該時鐘恢復(fù)電路。該前同步碼沒有被PPM編碼，并可以是從未改變的靜態(tài)值。前同步碼字89優(yōu)選設(shè)置在數(shù)據(jù)包86的開始處，且其余的前同步碼字90優(yōu)選跟隨間隙90。該前同步碼字由交替的一和零(AAAAh)組成。該第二前同步碼字91的第一“一”比特可以用信號通知特定數(shù)據(jù)包86的開始。
下面的第二前同步碼字90是預(yù)定的編碼或唯一的身份標識符(PID)92，其可以被選擇來將發(fā)射器500識別給接收器700。PID92優(yōu)選被PPM編碼并且是不改變的靜態(tài)值。這個特征舉例來說用來根據(jù)本發(fā)明來制備耳機，其可能僅使用在交通工具內(nèi)、或在特殊樣式的汽車內(nèi)、或帶有特殊樣式的發(fā)射器的汽車內(nèi)。這樣，對于在博物館(其中參觀者租用耳機)中使用的耳機，耳機內(nèi)的接收器可以被編程，以僅在檢測唯一的身份標識符ID后開始工作，該標識符僅通過安裝在該博物館內(nèi)的發(fā)射器500來傳輸。這個特征可防止參觀者盜用該耳機，因為該耳機在該博物館之外完全不能工作。這個特征還可以用來通過OEM控制銷售后市場附件的質(zhì)量。例如，汽車制造商或汽車音頻系統(tǒng)制造商可以在其設(shè)備中安裝根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射器，但控制其設(shè)備傳輸?shù)奈ㄒ籌D許可/分配給那些能滿足OEM特殊要求的零件(耳機、揚聲器等)制造商。
下面的PID 92是數(shù)據(jù)偏移量值(DO)93，其后跟隨著偏移部分94、報頭部分87的末尾部分。偏移值93顯示偏移部分94和數(shù)據(jù)裝填部分97的長度(也就是其中字的數(shù)量)，并可以是固定值，其是恒定的并且在每個被傳輸信號或數(shù)據(jù)包86中是相等的，或可選地，該偏移值可以是動態(tài)、或隨意地、或者根據(jù)預(yù)定方案改變的。從信號到信號的偏移部分的長度可有助于避免固定頻率傳輸和/或接收錯誤和減少脈沖噪聲的影響。偏移部分94和數(shù)據(jù)裝填部分97共同優(yōu)選包括相同數(shù)量的字(例如30)，從而允許在特定數(shù)據(jù)包86內(nèi)任意放置數(shù)據(jù)部分，同時保持所有數(shù)據(jù)包的恒定全長。偏移部分94用于將唯一的PID 92與數(shù)據(jù)部分88隔開，并可以包括不同的數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)可能未使用，因而全部由任意值或全部由零值組成，以便被接收器700拋棄或忽略?？蛇x地，偏移部分94可以包括用于錯誤檢測和/或錯誤修正的數(shù)據(jù)，例如表示音頻數(shù)據(jù)或包括在數(shù)據(jù)部分88內(nèi)的音頻數(shù)據(jù)的特性的值。
通過使數(shù)據(jù)塊95與控制塊96交替形成數(shù)據(jù)部分88。在一具體實施例中，對于總數(shù)為80的被PPM編碼的字，數(shù)據(jù)塊95由音頻信息的左和右編碼16比特值(1個字)的4個信道的5個樣本組成。數(shù)據(jù)塊95可以由任何其它數(shù)量的字組成。此外，在每個由發(fā)射器500傳輸?shù)男盘?6中的數(shù)據(jù)塊不但不必包括相等數(shù)量的字，反而可以每個包括許多從信號到信號、或隨意地，或按照預(yù)先確定的方案改變的字。在單個數(shù)據(jù)包86內(nèi)的串行數(shù)據(jù)塊95也可以改變長度。而且，串行數(shù)據(jù)包86可以包括其數(shù)據(jù)部分88中不同數(shù)量的數(shù)據(jù)塊95。舉例來說顯示數(shù)據(jù)塊數(shù)量和包括在每個數(shù)據(jù)塊中的字的數(shù)量的指示符可以包括在每個數(shù)據(jù)包86的報頭塊87中，例如在偏移部分94中，使得發(fā)射器700能夠正確處理包括在每個數(shù)據(jù)包86中的數(shù)據(jù)。
控制塊96跟隨每個數(shù)據(jù)塊95，并在一具體實施例中包括前面討論的特定選項和信道狀態(tài)信息，以及預(yù)定編碼或唯一標識符使用者ID。如在本文中其它地方描述的，使用者ID可以是例如通過將包含在報頭87內(nèi)的使用者ID值與在隨后的控制塊96中遇到的每個連續(xù)的使用者ID值進行比較而進行錯誤檢測的值。如果整個數(shù)據(jù)包86的使用者ID值不是相同的，則該數(shù)據(jù)包可以作為壞的數(shù)據(jù)包被拋棄，并且在收到預(yù)定數(shù)量的串行的壞數(shù)據(jù)包后，耳機的音頻輸出可能中止(disable)。使用者ID還可以用來區(qū)分不同的傳輸裝置500，使得，例如，編程為與安裝在特定廠商的汽車內(nèi)的傳輸裝置一起使用的接收器700將不用與在任何其它廠商的汽車內(nèi)或在諸如博物館或私人住宅的建筑物內(nèi)的傳輸裝置一起使用(如在本文中其它地方進一步詳細描述的)。信道狀態(tài)信息可用于控制在接收器700上的信道選擇開關(guān)，以僅允許選擇活動的信道，并通過減低接收器DSP的動力消耗而使能量消耗最小，以避免處理每個數(shù)據(jù)包86中與不活動的信道關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)字，這將在說明書的其它地方進行更全面的描述。
在數(shù)據(jù)部分87的末端是末端塊或終端塊(TRM)98。TRM 98優(yōu)選是16比特(單字)值，并且可被接收器700用來在短時間重新設(shè)置McBSP參數(shù)并準備新數(shù)據(jù)包86。TRM 98也可用于在GAP 90期間內(nèi)穩(wěn)定接收器700的硬件時鐘恢復(fù)，也可以包括用于錯誤檢測和/或修正的數(shù)據(jù)，如在別處討論的。TRM 98優(yōu)選不被PPM編碼，并且是優(yōu)選由交替的一和零(AAAAh)組成的靜態(tài)值。
現(xiàn)在參照圖13，接收設(shè)備或耳機裝置700有兩個獨立部分來實現(xiàn)(enable)全方位的接收，并且更平均地分配遍及耳機80外殼的接收器電路。接收器的主要部分是一級接收器702。二級模塊是二級接收器704。一級接收器702和二級接收器704包括紅外接收前置放大器。在一具體實施例中，一級接收器702可以包括接收器電路的大部分，且當由于戴著耳機80的收聽者的方向和位置，一級接收紅外接收器不在該被傳輸?shù)募t外信號的視線內(nèi)時，二級接收器702可以用作用于紅外信號16的輔助前置放大器。
參照圖14，一級接收器702包括接收器DSP 710、紅外接收器/AGC 714、數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路716、D/A轉(zhuǎn)換(DAC)和音頻放大器電路722、使用者可選開關(guān)和指示器控制電路718、導入/程序存儲器730、以及電源和電壓監(jiān)控器電路740。DSP 710用作用于接收器700電路的中央控制，并控制該接收器的全部輸入和輸出。在從紅外接收器714輸出的單個串行流712中的DSP 710接收紅外數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包。紅外數(shù)據(jù)流712的開始生成用于輸入的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的幀同步。時鐘恢復(fù)電路716生成紅外數(shù)據(jù)時鐘來取樣紅外數(shù)據(jù)。DSP串行端口完成用于16比特DAC的計時。用于16比特D/A的主時鐘從附加的串行端口產(chǎn)生。
外部開關(guān)裝置和指示器719可以包括轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器使收聽者可以使用這樣的功能，如選擇想要的信道和調(diào)整音頻音量。可以設(shè)置LED指示器，被DSP 710驅(qū)動來指示能量是否供給接收器和被選擇的信道?？刂齐娐?18使外部開關(guān)裝置和指示器719與DSP710連接。從該轉(zhuǎn)換器提供輸入到該DSP，并按該DSP的指示控制該指示器。
用于DSP 710的基礎(chǔ)計時從時鐘恢復(fù)電路716產(chǎn)生。到DSP 710的輸入時鐘被DSP內(nèi)部的PLL倍增(muiltiply)。該DSP時鐘速率為8XMHz，并可使其減少以使接收器700的總功率消耗減至最小。DSP 710也可以通過晶體管和觸發(fā)器使在第二級接收器704上的轉(zhuǎn)換能量供應(yīng)不能進行。如果軟件沒有在規(guī)定的時間內(nèi)檢測到有效的信號，則該DSP可以使該轉(zhuǎn)換能量供應(yīng)不能進行并將能量從該接收器移除，如在本文中其它地方詳細描述的那樣。
現(xiàn)在參照圖15，紅外接收器/AGC 714用來轉(zhuǎn)換和放大包括在被接收信號16內(nèi)的紅外數(shù)據(jù)。紅外接收器/AGC 714也控制放大并生成用于DSP 710和數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路716的數(shù)字數(shù)據(jù)流712。紅外接收器的可用距離取決于諸如發(fā)射器500的能量和周圍環(huán)境的照明條件等變量。在一具體實施例中，紅外接收器/AGC 714的全部增益可以約為70dB。
繼續(xù)參照圖15，紅外接收器/AGC電路714包括前置放大器770、末端放大器771、數(shù)據(jù)平方級(或數(shù)據(jù)分割器)772、和AGC(Automatic Gain Control，自動增益控制)電路773。紅外前置放大器770將光學信號16轉(zhuǎn)換成電子信號并提供第一級放大。該紅外前置放大器由三個獨立的放大器組成。第一放大器由四個紅外光電檢測二極管和轉(zhuǎn)移阻抗放大器組成。在一具體實施例中，組合的寬視角光電二極管可以產(chǎn)生高于120度的水平軸線接收和180度的垂直軸線接收。日光濾波器可以整合在該光電檢測二極管內(nèi)，其與傳感的轉(zhuǎn)移阻抗放大器反饋一起將周圍環(huán)境的光的DC偏壓影響降至最低。當傳輸紅外信號16時，與該紅外信號強度成比例的電流脈沖在該光電檢測二極管中產(chǎn)生。被接收的紅外信號的強度依賴于到被傳輸?shù)募t外數(shù)據(jù)源的距離。
從該光電二極管輸出的電流脈沖直接應(yīng)用于轉(zhuǎn)移阻抗放大器。該轉(zhuǎn)移阻抗放大器傳感從該光電檢測二極管輸出的電流脈沖的上升邊和下降邊，并將每個脈沖轉(zhuǎn)換成電壓“循環(huán)”。第二放大器是基礎(chǔ)電壓放大器。第二級的輸出由AGC電路773控制。第三放大器也是基礎(chǔ)電壓放大器。前置放大器770的第三級輸出被反饋給終端放大器級771和AGC 773的輸入。
終端放大器級771用來進一步增加被接收的紅外信號16的增益，也用作耳機的組合器-左右耳機-右前置放大器750、770。終端放大器771由兩個基礎(chǔ)電壓放大器組成。放大器兩級中的每一個都增加被接收的紅外信號的增益。輸入到終端放大器的輸入信號也由AGC 773的第二級控制，如下面描述的。終端放大器級的輸出被反饋到AGC 773和數(shù)據(jù)平方級772。
AGC 773控制被放大的紅外信號等級。AGC電路由一個放大器和三個獨立的控制晶體管組成。這三個獨立的控制晶體管包括兩級AGC控制。第一級AGC控制使用兩個AGC控制晶體管(每級一個)，并且在耳機-左右耳機-右前置放大器級750、770內(nèi)的第一電壓放大器后運行。第二級AGC控制發(fā)生在前置放大器750、770輸出級和輸入到終端放大器級771的輸入的連接處。為擴展AGCDC偏壓，來源于該終端放大器級輸出的紅外信號的正頂點被調(diào)整和濾波。該DC信號通過操作放大器被放大。放大的DC電壓值取決于接收信號的強度(也就是與離傳輸裝置500上的紅外發(fā)射器652的距離成比例)。該AGC晶體管阻抗由該直流電偏壓控制并取決于該被接收信號的強度。當該信號強度增加時，AGC晶體管上的偏壓增加，而且該信號被進一步削弱。AGC 773因而產(chǎn)生用于數(shù)據(jù)平方級772的穩(wěn)定模擬信號。
數(shù)據(jù)平方級772從模擬紅外信號生成數(shù)字化雙級-方波(也就是說由1和0組成)。從終端放大器級771的輸出接收到來自該數(shù)據(jù)平方級的輸入。該數(shù)據(jù)平方級將終端放大器771輸出電壓“循環(huán)”與正負閾值等級進行比較。當該終端放大器輸出的正頂點超過該正閾值等級時，產(chǎn)生高脈沖(零比特)。當負頂點超過該負閾值等級時，產(chǎn)生低脈沖(零比特)?？紤]了滯后現(xiàn)象，以防止噪聲不規(guī)律地改變該輸出等級。數(shù)據(jù)平方級772的輸出被傳輸?shù)綍r鐘恢復(fù)電路716，并作為紅外數(shù)據(jù)輸入720傳輸?shù)紻SP 710。
數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路716用來復(fù)制發(fā)射器500使用的數(shù)據(jù)時鐘。在一關(guān)于本發(fā)明的接收器700的具體實施例中，數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路包括邊緣檢測器和PLL(Phase Lock Loop，鎖相環(huán))。數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路716使用該PLL來產(chǎn)生并將該數(shù)據(jù)時鐘與輸入紅外數(shù)據(jù)720同步。該邊緣檢測器用于產(chǎn)生帶有每個升或降比特邊的脈沖，以便生成用于該PLL的附加數(shù)據(jù)樣本的雙脈沖。當升或降脈沖邊被傳感時，從該邊緣檢測器輸出短脈沖。來自該邊緣檢測器的輸出被反饋到該PLL。
該PLL用于產(chǎn)生同步時鐘，DSP 710使用該同步時鐘來取樣紅外數(shù)據(jù)信號712。在該PLL中的頻率和相位電荷泵比較電路將該邊緣檢測器信號與來自該PLL的VCO(Voltage Controller Oscillator，電壓控制振蕩器)時鐘輸出進行比較。將該比較器的輸出傳輸?shù)降屯V波器。該低通濾波器也整合有脈沖存儲器。因為該數(shù)據(jù)是PPM(脈沖位置調(diào)制)，并且不提供恒定輸入到該PLL比較器，所以需要該脈沖存儲器。該低通濾波器產(chǎn)生用于PLL的VCO的直流電壓。該VCO產(chǎn)生與該低通濾波器產(chǎn)生的直流電壓成比例的輸出頻率。當來自該環(huán)路濾波器的電壓升高時，該VCO頻率也升高，反之亦然。當該VCO的時鐘輸出與邊緣檢測器輸出同步時，該低通濾波器電壓和VCO頻率是穩(wěn)定的。該VCO頻率保持與該邊緣檢測器同步的鎖定，直到相差或頻差在該VCO頻率和該邊緣檢測器信號之間產(chǎn)生。該VCO的輸出被用作用于DSP 710的串行端口711的數(shù)據(jù)樣本時鐘，也用作該DSP的基礎(chǔ)時鐘頻率。接收器DSP 710使用恢復(fù)的數(shù)據(jù)時鐘來與發(fā)射器DSP 600同步，以便通過發(fā)射器500編碼并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被接收器500以同樣的速率接收并解碼。該PLL也包括鎖定檢測，其可用于在該PLL被鎖定(與該輸入數(shù)據(jù)同步時)時發(fā)信號到DSP 710。這樣，通過本發(fā)明的方法，當輸入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包被處理時，而不只在每個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的報頭被處理時，通過接收器500不斷恢復(fù)該輸入數(shù)據(jù)時鐘。
參照圖16，在一可選擇的具體實施例中，本發(fā)明的接收器700包括數(shù)據(jù)時鐘接收電路716，其不是使用PLL，而采用邊緣檢測器775；晶體振蕩器776，與音頻傳輸裝置500主時鐘調(diào)諧；以及緩沖器777、778，將數(shù)據(jù)時鐘與輸入紅外數(shù)據(jù)712同步。邊緣檢測器775用于產(chǎn)生帶有每個上升比特邊的脈沖。使用四個NOR門(異或門)的組合用于產(chǎn)生短脈沖，當傳感上升邊時該短脈沖通過該邊緣檢測器輸出。這提供了用于晶體振蕩器776的同步邊沿。該邊緣檢測器的第一NOR門向該數(shù)據(jù)流提供精確反轉(zhuǎn)(true inversion)。來自第一NOR門的輸出被傳輸?shù)紻SP 710的串行端口。第二DSP710提供緩沖/延遲。來自第二NOR門的輸出被饋給RC時間恒定(延遲)。第三NOR門從該RC時間恒定(延遲)觸發(fā)。第四NOR門收集第一和第三門的輸出。這為晶體振蕩器776提供了短同步脈沖。
晶體振蕩器776和緩沖器級777、778提供用于取樣紅外數(shù)據(jù)712的雙級時鐘。該晶體振蕩器利用與出口傳輸裝置500數(shù)據(jù)時鐘頻率相匹配的晶體頻率。帶有逆變器的平行晶體用于提供自由運動振蕩器。從該邊緣檢測器產(chǎn)生的脈沖與被接收的數(shù)據(jù)流712同步。兩個逆變器/緩沖器777、778用于隔離晶體振蕩器776。被緩沖的輸出被傳送到DSP串行端口數(shù)據(jù)時鐘輸入和電壓轉(zhuǎn)換緩沖器。該電壓轉(zhuǎn)換緩沖器將該時鐘頂點水平減少到1.8伏用于DSP核心時鐘輸入。
現(xiàn)在參照圖17，DAC和音頻放大器電路722從由DSP 710輸出的數(shù)字化數(shù)據(jù)流721產(chǎn)生模擬信號724，并進一步放大和緩沖輸出到耳機揚聲器81、83。DAC和音頻放大器電路722包括DAC 780，其可以是16比特DAC，用于接收從DSP串行端口713(根據(jù)收聽者通過開關(guān)719所作的選擇，從由DSP 710選擇的信道)輸出的串行數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流721，以便從數(shù)字串行數(shù)據(jù)流721產(chǎn)生獨立的左和右模擬信號724。通過在音頻模塊622、623、624、625中的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程，數(shù)字數(shù)據(jù)流721完全以相反的順序被轉(zhuǎn)換。DAC 780的輸出通過低通濾波器781(以去除由該DAC產(chǎn)生的任何高頻)被傳送到音頻放大器782。音頻放大器782放大該音頻信號并在耳機80和DAC 780之間設(shè)置緩沖器。來自音頻放大器782的輸出被耦合到耳機揚聲器81、83。
使用者可選開關(guān)718可以允許收聽者調(diào)整耳機揚聲器81、83的音頻音量和改變音頻信道。LED(發(fā)光二極管)可用來指示被選擇的信道。兩個手動操作的選擇器開關(guān)可用來調(diào)整該音量。按一下增加音量按鈕就傳輸?shù)兔}沖到DSP 710，此時，該DSP將該數(shù)字音頻數(shù)據(jù)音量增加了帶有預(yù)定值的一級。按一下降低音量按鈕就傳輸?shù)兔}沖到該DSP，該DSP將該數(shù)字音頻數(shù)據(jù)音量減少了一級。也可以使用其它類型的開關(guān)，這對本發(fā)明不重要?？傄袅康燃壍念A(yù)選數(shù)量(例如8)可以由該DSP提供。所有按鈕可以將RC(電阻器/電容器)時間常數(shù)用于開關(guān)反跳。
收聽者可以使用手動操縱選擇器開關(guān)來選擇想要的音頻信道。按一下信道選擇器按鈕就傳輸?shù)兔}沖到DSP 710，該DSP增加涉及音頻輸出(通過DSP串行端口713)的信道數(shù)據(jù)。預(yù)定數(shù)量(例如4)的不同信道是可選擇的。當達到最高信道時，該DSP翻轉(zhuǎn)到最低信道(例如信道4翻轉(zhuǎn)成信道1)?？蛇x地，如果信道不能用，則該DSP可以被編程來自動跳過不可用信道到相鄰的可用信道，這樣，收聽者不但不會遇到任何“死”信道，而且永遠在活動信道中(也就是信道當前流動音頻中)選擇。多個LED(例如等于可用信道數(shù)的數(shù)量，例如4)可用來表示所選擇的信道。LED中其中之一的照明也可用來指示能量被供應(yīng)到電路和DSP 710正在起作用?？蛇x地，LCD或其它類型的顯示器可以指示被選擇的信道、音量等級、和任何其它信息。這種信息可以被編碼在每個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi)，并可以包括關(guān)于所選音頻流的附加數(shù)據(jù)(例如藝術(shù)家、歌曲名稱、唱片名稱、編碼速率等)以及任何其它類型的信息，例如在其余可用信道上正在流動的內(nèi)容、可用性(與不可用或“死”信道相對)的識別、環(huán)境變量(速度、溫度、時間、日期)、和消息(例如廣告消息)。該顯示的信息可以包括文本和圖形，還可以是靜態(tài)的或活動的。
再次參照圖14，導入存儲器730在關(guān)閉期間存儲用于DSP 710的程序存儲。連接到DSP 710的串行端口715的8比特串行EEPROM可用來存儲該DSP程序。在加電時，可將該DSP設(shè)置為搜索外部存儲器以找回或加載其操作軟件?？蛇x地，該程序可以設(shè)置在DSP只讀存儲器(ROM)中。
繼續(xù)參照圖14，而且也參照圖18，在第一級接收器702電路板上的電源740從在第二級接收器704上的開關(guān)電源760接收直流電761。電源640從電源759(例如AAA電池或任何其它類型或尺寸的電池、或可選地，通過交通工具或建筑物電力系統(tǒng)中的導線或任何其它可用電源輸出的直流電)接收直流電，并包括+1.8V(或該DSP電路所要求的其它電壓)電源和關(guān)聯(lián)的電壓監(jiān)控器。調(diào)制的+1.8V DC用來供應(yīng)DSP 710的DSP線芯，且從調(diào)制的+3.3V直流電電源電壓產(chǎn)生。電壓監(jiān)控器用于監(jiān)控+3.3V DC。如果該等級下降到低于+3.3V DC電源的10％，則電壓監(jiān)控器可以使該DSP保持重置。如果該等級下降到低于+3.3V DC電源的10％，則該電壓監(jiān)控器可使DSP 710保持重置，直到在電壓已上升到超過+3.0V后經(jīng)過一段時間(例如200ms)。
繼續(xù)參照圖18，當?shù)谝患壗邮掌骷t外接收器714與被傳輸?shù)募t外信號16并不在一條直線上時，第二級接收器704供應(yīng)電力761到接收器系統(tǒng)700，并作為用于紅外信號701的輔助前置放大器。第二級接收器704包括紅外接收器前置放大器750、開關(guān)電源760、和轉(zhuǎn)換器762。當視線對于第一級接收器紅外接收器714不可見時，紅外接收器前置放大器750放大紅外模擬信號16。第二級接收器紅外接收器前置放大器的兩級與第一級接收器702中的一樣，而且將該第二級輸出提供給紅外接收器內(nèi)的AGC 773和第一級接收器702的AGC電路714的輸入。
開關(guān)電源760將電池759電壓轉(zhuǎn)換為接收器700電路使用的等級。第二級接收器和第一級接收器電路的主要部分在3.3V DC(@＜200mA)運轉(zhuǎn)。開關(guān)電源由兩節(jié)AAA電池759生成3.3V DC。利用輸入電磁泵(傳感器缺少)，或者可選擇的導入型轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換式電源760能夠從電池759供應(yīng)降至0.9伏的電壓。低通濾波器可用來除去轉(zhuǎn)換式電源760的高頻部分。
轉(zhuǎn)換器762能夠啟用或禁用轉(zhuǎn)換式電源760。轉(zhuǎn)換器電路762直接由電池759來供電。輸入到轉(zhuǎn)換器電路762的輸入718包括手動操作的開關(guān)和DSP 710。手動操作的SPST(單極單擲)開關(guān)連接到觸發(fā)器的時鐘輸入，其中每按一下該SPST開關(guān)就觸發(fā)該觸發(fā)器。RC(電阻器/電容器)時間常量用來減少該SPST開關(guān)的響鈴和瞬時現(xiàn)象。來自該觸發(fā)器的高輸出能夠使轉(zhuǎn)換式電源760工作。來自該觸發(fā)器的低輸出不能使轉(zhuǎn)換式電源760工作，有效地去除接收器700電路的電力。DSP 710也可以控制該觸發(fā)器的運作。如果軟件不能在設(shè)定的時間內(nèi)檢測到有效信號，則DSP 710以一種類似于手動操作SPST開關(guān)的方式，可以驅(qū)動晶體管觸發(fā)該觸發(fā)器。
再次參照圖14，在運行中，DSP 710激活內(nèi)部DMA緩沖器，將在串行端口(McBSP)711上接收的被PPM4編碼的數(shù)據(jù)移動到兩個接收數(shù)據(jù)緩沖器中的一個上。一旦已經(jīng)收集到數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的所有25個樣本，就設(shè)置標記來觸發(fā)數(shù)據(jù)處理。當設(shè)置接收緩沖器的“充滿”標記時，開始數(shù)據(jù)處理。這包括PPM4解碼所選的數(shù)據(jù)信道、將高比特和低比特合并成16比特字、基于收聽者選擇減少音量、和將用于所有25個樣本的被解碼的左和右數(shù)字化的值放到輸出緩沖器DacBuffer中。當該輸出緩沖器被填滿時，設(shè)置標記，第二DMA不斷地通過該輸出緩沖器循環(huán)，以便將電流數(shù)據(jù)移動到串行端口(McBSP)713，用于傳輸?shù)紻AC電路722。
串行端口711的接收器用來獲得紅外數(shù)據(jù)。接收器時鐘(CLKR)和幀同步(FSR)來源于外部源極。該接收器被設(shè)置為優(yōu)先處理單相、一字、8比特幀、0比特延遲、和數(shù)據(jù)MSB。在第一被接收脈沖后被接收到的幀同步脈沖被忽略。在接收器時鐘的下降邊上取樣該被接收的數(shù)據(jù)。
串行端口713的發(fā)射器用來提供數(shù)據(jù)到DAC電路722，用于音頻輸出到耳機揚聲器81、83。如前所述，在內(nèi)部連續(xù)產(chǎn)生發(fā)射器時鐘(CLKX)和幀同步(FSX)。該發(fā)射器被設(shè)置為優(yōu)先處理單相、4字、16比特幀、0比特延遲、和數(shù)據(jù)MSB。在該發(fā)射器時鐘的上升沿取樣傳輸數(shù)據(jù)。
串行端口711的取樣速率發(fā)生器與DAC電路722和串行端口713的發(fā)射器一起使用。該取樣速率發(fā)生器使用DSP 710時鐘的9分信號(divide by 9)來獲得頻率8.192MHz。該取樣速率發(fā)生器使用64個時鐘循環(huán)的幀周期和32的幀寬度來驅(qū)動傳輸幀同步信號。串行端口711的取樣速率發(fā)生器是主時鐘。該取樣速率發(fā)生器使用DSP 710時鐘的4分信號。該取樣速率發(fā)生器使用16時鐘循環(huán)的幀周期來驅(qū)動傳輸幀同步信號。
通常類似于發(fā)射器500的那些緩沖器的設(shè)置，設(shè)置接收器700的DMA緩沖器。該DMA優(yōu)先權(quán)和控制寄存器也包括兩比特INT0SEL寄存器，用于確定被多路復(fù)用的中斷選擇，其應(yīng)當被設(shè)置到10比特，以便能用于DMA 0和1的中斷。DMA 0用來將使用串行端口711的接收器接收的紅外信號712傳輸?shù)絻蓚€緩沖器中的一個。該數(shù)據(jù)源是串行端口711接收寄存器DRR1_0。目的是在兩個被接收數(shù)據(jù)緩沖器中的一個以及RxBuffer 1和RxBuffer 2之間進行轉(zhuǎn)換。將計數(shù)器設(shè)置成每個緩沖器的尺寸，其可以是408字。同步事件是用于32比特傳輸?shù)碾p字模式的REVT 0。將該傳輸方式控制設(shè)置為多幀方式，在完成信息組傳輸時中斷、和后增加目的。DMA2用來將數(shù)字音頻的單信道傳輸?shù)紻AC電路722。數(shù)據(jù)源是DSP輸出緩沖器DacBuffer。目的是串行端口713傳輸寄存器DXR1_0。將計數(shù)器設(shè)置成DacBuffer的大小，其可以是4字。同步事件是XEVT0。將傳輸方式控制設(shè)置為自動緩沖方式、在產(chǎn)生一半和全部緩沖器時中斷、和后增加數(shù)據(jù)源。
串行端口711接收器ISR用于檢查數(shù)據(jù)流712是否同步。被接收的數(shù)據(jù)狀態(tài)機以暫停模式開始，在其中檢查接收到的數(shù)據(jù)，以便確定何時完成同步。只在同步之后才開始正常操作。串行端口711接收器ISR首先檢查在數(shù)據(jù)流起始塊90中的導言PRE。當檢測到這種同步時，將串行端口711的接收器設(shè)置成雙相幀第一相是每幀128個32比特字，沒有幀忽略，第二相是每幀73個32比特字，沒有幀忽略。這種合并產(chǎn)生402個16比特字的相等物。該狀態(tài)機繼續(xù)檢查隨后接收到的字形成預(yù)定編碼。當檢測到這種同步時，DMA 0被初始化，將其計數(shù)器長度設(shè)置成接收緩沖器、RxBuffer尺寸的一半，即為408/2＝204字。然后設(shè)置目標到電流接收緩沖器、RxBuffer 1或RxBuffer 2。下一個DMA 0被激活，并且串行端口711接收器ISR被關(guān)閉。在下一個同步損失之前，該狀態(tài)機被設(shè)置成暫停模式。如果該數(shù)據(jù)流不再同步，將串行端口711接收器設(shè)置為單相、4字、8比特幀，沒有幀忽略，而且串行端口711接收器ISR被打開。
如果沒有檢測到預(yù)定代碼，則可以假定已經(jīng)發(fā)生了接收錯誤，而且DSP 710內(nèi)的計數(shù)器可以被初始化來計算被接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量，其中沒有檢測到編碼值。在計算到這種事件的預(yù)先選擇的數(shù)量后，該DSP可以減弱輸出到耳機的音頻輸出。根據(jù)檢測到這種事件的預(yù)選數(shù)量進行減弱消除了嗡嗡聲和爆聲、以及在遇到重復(fù)的接收錯誤時可能發(fā)生的斷斷續(xù)續(xù)的聲音切斷。在遇到第一錯誤后，或者在已經(jīng)計算了許多錯誤(例如10、50、100等)后，該DSP可以被編程來減弱音頻輸出。減弱傳輸?shù)皆摱鷻C的音頻輸出后，該DSP等待下一個檢測編碼的數(shù)據(jù)包，然后或者再次提供該音頻輸出到該耳機，或者等待，直到已經(jīng)接收到預(yù)定數(shù)量的沒有錯誤的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包，在此時，可以假定導致先前接收錯誤的原因不再存在，而且該系統(tǒng)能夠再次進行清晰的接收。如果在確定的時間(例如60秒)內(nèi)沒有接收到?jīng)]有錯誤的數(shù)據(jù)包，則該DSP可以啟動自動關(guān)閉功能并關(guān)閉接收器700，在此時，收聽者將不得不使用手動開關(guān)762來再次打開該系統(tǒng)。另外，如果由于音頻裝置34已關(guān)閉或由于噪音(例如，妨礙感光的亮光)，經(jīng)過預(yù)先確定的時間而且根本沒有報頭被處理的話，可以使用自動減弱或自動關(guān)閉功能。
當DMA 0完成其傳輸時，同步程序再次開始。DMA 0被關(guān)閉，串行端口711接收器被打開，而且電流緩沖指數(shù)被轉(zhuǎn)換以指示RxBuffer 1或RxBuffer 2。標志相鄰設(shè)置，指示完成該DMA傳輸。在DSP 710內(nèi)的主線圈等待標志被設(shè)置(在DMA 0 ISR內(nèi))，指示包括4個音頻信道的數(shù)據(jù)包已經(jīng)被接收到并被傳輸?shù)絻蓚€接收緩沖器中的一個。當設(shè)置這個標志時，DSP 710的輸出處理開始。輸出處理包括基于緩沖指數(shù)確定電流緩沖器、然后使用被選擇信道數(shù)據(jù)來找回并譯解被PPM 4編碼的左和右信道數(shù)據(jù)。應(yīng)用被選擇音量等級來減弱該數(shù)字信號，然后用于左右耳機的最終數(shù)字信號被設(shè)置在電流輸出數(shù)據(jù)塊中，用于傳輸?shù)紻AC電路進行轉(zhuǎn)換和放大，如先前參照圖14描述的那樣。
先前描述的具體實施例僅僅是根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的例子，而且可以對這些具體實施例進行大量的修改和增補，以便與本發(fā)明的新穎觀念相一致。這些包括硬件和軟件的修改、附加的特征和功能、并用于不同于或除了音頻流之外的通信方法。
這樣，現(xiàn)在參照圖19，在本發(fā)明的另一個具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明，交通工具800可設(shè)置有通信系統(tǒng)801。示出的交通工具是汽車，也可以是任何其它類型的交通工具，例如公共汽車、火車、海軍艦艇、或飛機。交通工具800通常包括工廠安裝的音頻裝置34，其可以是典型的內(nèi)置式收聽裝置，包括無線調(diào)諧器、CD唱機或盒式錄音機、和放大器。所示出的音頻裝置34通過交通工具800的電力系統(tǒng)802(例如，電池、交流發(fā)電機等)供電。
系統(tǒng)801包括插入式裝置820，其包括發(fā)射器子系統(tǒng)12和紅外發(fā)射器驅(qū)動器22，并且連接到音頻裝置34，以從那里接收至少一信道的立體聲音頻數(shù)據(jù)。其它數(shù)據(jù)源，例如視頻裝置(如DVD機632)和音頻裝置(如MP3播放器834)，可以連接到插入式裝置820。如前所述，該插入式裝置可接收數(shù)字和模擬數(shù)據(jù)，并且優(yōu)選由音頻裝置34供電。通信系統(tǒng)還包括包含紅外發(fā)光二極管(LED)20的發(fā)射器806和用于使插入式裝置820與發(fā)射器806連接的線束804。可選地，整個紅外發(fā)射器裝置18，包括紅外發(fā)射器或發(fā)光二極管20和紅外發(fā)射器驅(qū)動器22，可以包含在發(fā)射器806內(nèi)。
如先前描述的，發(fā)射器系統(tǒng)12接收多信道音頻數(shù)據(jù)并產(chǎn)生單個數(shù)字化音頻信號。將該數(shù)字化音頻信號提供到紅外發(fā)射器驅(qū)動器22，紅外發(fā)射器驅(qū)動器22產(chǎn)生合適的電流來使發(fā)光二極管20運轉(zhuǎn)以便發(fā)射紅外信號16。如果紅外發(fā)射器驅(qū)動器22包括在插入式裝置820內(nèi)，那么這種電流通過線束804被輸送到發(fā)射器806中的LED20?？蛇x地，如果紅外發(fā)射器驅(qū)動器22包括在發(fā)射器806內(nèi)，那么發(fā)射器系統(tǒng)12產(chǎn)生的數(shù)字化音頻信號通過線束804被輸送到紅外發(fā)射器驅(qū)動器。
這部分的設(shè)計包括三個離散的部件(插入式裝置820、線束804、和發(fā)射器806)，可以使得在交通工具離開工廠后系統(tǒng)801作為售后附加物容易地安裝在交通工具800內(nèi)。該插入式裝置被安裝在該交通工具的儀表板內(nèi)，并需要單獨連接到in-dash主機設(shè)備或音頻裝置34，也可隨意地連接到每個附加的音頻數(shù)據(jù)源?？蛇x地，音頻裝置34能夠提供多個并存的音頻信道給插入式裝置820，在其結(jié)構(gòu)中，需要單獨連接到音頻裝置34。
必須將發(fā)射器806安裝在可提供直接看到該交通工具后部的足夠?qū)挼囊曇暗奈恢蒙?。在一?yōu)選的具體實施例中，該發(fā)射器被安裝在交通工具800的圓形燈罩內(nèi)。通過將紅外發(fā)射器驅(qū)動器22整合到插入式裝置820內(nèi)，使這種安裝更加方便，因此使得發(fā)射器806相對較小，因為它只包括發(fā)光二極管20。線束也相對較小，因為它只需要包括較少數(shù)量的線來承載被紅外發(fā)射器驅(qū)動器22放大的或直接操縱發(fā)光二極管20的數(shù)字化信號。在任何情況下，由線束804承載的電流電壓和瓦特數(shù)都非常低，而且線束優(yōu)選形成由小截面，這進一步簡化了在交通工具800內(nèi)的安裝，因為可以容易地沿著曲折的路徑安裝并且只需要有限的空間。
繼續(xù)參照圖19，系統(tǒng)801還包括被安裝以接收信號16的裝置，例如耳機裝置14和揚聲器842。該耳機裝置和揚聲器全配備有紅外接收器70，分別接收來自發(fā)射器806的紅外信號16。該耳機裝置在本文中其它地方被詳細描述。揚聲器842配備有類似電路，包括紅外接收信號處理器72、帶有時鐘的解碼器74、多路信號分離器和控制器、用于數(shù)模轉(zhuǎn)換的DSP 76、以及一個或多個用于放大所選信道的放大器。
在一可選擇的具體實施例中，揚聲器842不但可以不包括信道開關(guān)選擇器78，而且可以被編程來始終使用預(yù)選信道，例如在頭部裝置上選擇的信道。另外，由于需要更高的能量，揚聲器842優(yōu)選由交通工具電力系統(tǒng)802(未在圖16中示出)通過電纜供電?？蛇x地，揚聲器842可以被預(yù)編程來自動插入和播放緊急情況信道，例如嬰兒監(jiān)控器或移動電話信道等，如先前描述的那樣。
參照圖20，在本發(fā)明的另一具體實施例中，交通工具800可設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)801，如上面描述的那樣。如先前描述的那樣，系統(tǒng)801可以包括音頻裝置34，顯示由交通工具800的動力系統(tǒng)802(例如，電池、交流發(fā)電機等)提供動力。音頻裝置34可以通過導線804被硬連線到包括紅外發(fā)射器(例如發(fā)光二極管(LED))和紅外接收器(感光器)的發(fā)射器/接收器806。如先前描述的那樣，音頻裝置34可以提供多個信道的音頻數(shù)據(jù)。在其它具體實施例中，音頻裝置34可以提供其它類型的數(shù)據(jù)，包括視頻數(shù)據(jù)、蜂窩電話語音數(shù)據(jù)、和文本數(shù)據(jù)。這樣，諸如DVD播放器803等的視頻裝置可以被連接到音頻裝置34，其又可以如先前討論的那樣，編碼從該DVD機輸出的視頻信號，并將它提供給紅外發(fā)射器/接收器806，用于通過紅外信號16向交通工具800的后部傳送。交通工具800也可以包括移動電話或可連接到音頻裝置34的其它無線通信裝置805，其可以再次編碼從電話輸出的語音流，以進行紅外傳輸。如下面描述的那樣，裝置可被乘客設(shè)置為兩路通信，以便根據(jù)本發(fā)明通過音頻裝置34和其它紅外裝置來在該電話上進行會話。
系統(tǒng)801還可以包括紅外轉(zhuǎn)發(fā)器810，該轉(zhuǎn)發(fā)器類似于發(fā)射器/接收器806，包括紅外發(fā)射器和紅外接收器。轉(zhuǎn)發(fā)器810接收紅外信號16并將它再次發(fā)送，增加系統(tǒng)801的有效傳輸區(qū)域。轉(zhuǎn)發(fā)器810可被設(shè)計成中繼傳遞從交通工具800的前部、從后部或者從任何其它方向或所有的方向傳輸來的信號16。這樣，取決于這種應(yīng)用，轉(zhuǎn)發(fā)器810可以整合多個面向多個接收方向的接收器和多個面向多個發(fā)射方向的發(fā)射器。轉(zhuǎn)發(fā)器810需要電源(未顯示)，其可以包括電池、用于交通工具電源的硬連線、安裝在交通工具800頂棚上的太陽板電池、或者任何其它可用的或方便的電源。
系統(tǒng)801可以任意地包括通信子系統(tǒng)820，該通信子系統(tǒng)包括通過連接到交通工具800的電源(例如通過剎車燈824)的導線823供電的適配器模塊822。發(fā)射器/接收器826通過導線827連接到模塊822，以便接收紅外信號16并分程傳遞到該模塊，而且接收從模塊222發(fā)送的信號以便通過紅外線向交通工具800的其它區(qū)域傳輸。模塊822包括類似于音頻裝置34的電路(包括DSP)，以便接收數(shù)據(jù)輸入并且如先前描述的那樣編碼該數(shù)據(jù)，用于通過發(fā)射器/接收器826進行紅外傳輸。該輸入數(shù)據(jù)可以是數(shù)字的或模擬的，因而模塊822可以包括一個或多個ADC來接收模擬數(shù)據(jù)并將其數(shù)字化，用于根據(jù)本發(fā)明進行編碼。交通工具800的廠商可以預(yù)安裝子系統(tǒng)820，這樣使得該交通工具的后來的購買者無需在交通工具內(nèi)進行費力而復(fù)雜的附加布線安裝，可根據(jù)需要如下所述安裝定制的紅外裝置。
模塊822可以接收多種數(shù)據(jù)，包括從視頻攝像機830輸出的模擬或數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，用于通過發(fā)射器/接收器826、806和任選的810分程傳遞到音頻裝置34。音頻裝置可以包括或被連接到用于顯示從視頻攝像機830接收的視頻數(shù)據(jù)的視頻顯示器831。視頻攝像機830可以被安裝在該交通工具的后部，以便提供交通工具800后面的汽車的實時顯示，并且實質(zhì)上用作后視鏡和/或近程傳感器，如果另一個交通工具或其它障礙離交通工具800太近，則警告駕駛者。模塊822也可以從諸如麥克風832的音頻裝置接收音頻輸入。麥克風832可用作音頻監(jiān)控器，例如如先前描述的嬰兒監(jiān)控器、或者用于坐在交通工具800后部的病人的醫(yī)療監(jiān)控器。戴著耳機80的人也可以使用麥克風835來訪問連接到音頻裝置34(如先前討論的那樣)的移動電話裝置(或CB無線電、或任何其它類型的無線通信裝置)，以便通過該移動電話或其它通信裝置接收和傳送對話。這樣，麥克風832可以自然地與耳機80分離，或者可選擇地整合在耳機80中。耳機80或麥克風835可以整合特定控制來訪問移動電話或其它通信裝置的功能，例如掛斷、撥號、音量控制、和通信信道選擇。
模塊822可以接收來自監(jiān)控器833的其它數(shù)據(jù)輸入，例如病人監(jiān)控數(shù)據(jù)(例如，心跳、溫度等)，該監(jiān)控器可以自然地應(yīng)用到坐交通工具800內(nèi)需要連續(xù)監(jiān)控的人。監(jiān)控器833可以是任何其它類型的監(jiān)控器，因而可以是用于容器的溫度監(jiān)控器，用來報告該容器的溫度給交通工具800的駕駛者，例如通過食品運輸服務(wù)來運輸?shù)氖称啡萜鳌?br> 系統(tǒng)801還可以包括視頻顯示裝置838，其舉例來說安裝在乘客座位的后部，以便坐在后面座位上的乘客(為了清晰，乘客沒有在圖20中示出)進行觀察。顯示器838包括用于接收紅外信號16的紅外接收器839，該紅外信號包括例如來自DVD播放器803或者視頻攝像機830的視頻數(shù)據(jù)。
任選地，游戲控制裝置836也可以連接到模塊822，用于與連接到音頻裝置34的視頻游戲控制臺837相通信。在這個具體實施例中，乘客可以戴著耳機80來收聽游戲軟件的配樂，由視頻游戲控制臺837運行該游戲軟件，以產(chǎn)生音頻和視頻信號，用于通過音頻裝置34傳輸。該視頻信號可以在顯示裝置838上被顯示給乘客，而且該乘客可以使用游戲控制裝置(例如，操縱桿、觸控板、鼠標等)836進行輸入，與在游戲控制臺上執(zhí)行的游戲軟件進行互動。
模塊822還可以輸出音頻數(shù)據(jù)到音頻揚聲器840，因此消除了為該揚聲器而將導線從交通工具800的前部延伸到其后部的需要。揚聲器840可以由該交通工具的電源供電，在此情況下，它可以包括放大器來放大從模塊822接收到的音頻信號?？蛇x地，模塊822可以包括對于將接收的信號16處理成模擬音頻信號并在將該模擬信號提供給揚聲器840之前放大該模擬信號所必需的所有電路(包括DAC)。通過揚聲器840播放的信道可以通過音頻裝置34(也就是通過交通工具800的駕駛員)或者任何其它輸入裝置來選擇，該其它輸入裝置包括游戲控制裝置836(也就是通過在該交通工具內(nèi)的乘客)，在每個數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi)指示被這樣選擇的信道，該音頻裝置傳輸該數(shù)據(jù)包用于通過在模塊822內(nèi)的DSP解碼在前述編碼方案(例如結(jié)合圖12描述的方案)的其它具體實施例中，數(shù)據(jù)可以以其它各種結(jié)構(gòu)設(shè)置在傳輸緩沖器內(nèi)，以便通過接收器減少功率消耗。作為一個例子，代表一信道的所有數(shù)據(jù)可以順序存儲在緩沖器內(nèi)(而且隨后被傳輸)，接著下一信道等。如果一個信道或多個信道是不可用的，在每個數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi)可以識別那些信道。如此，在不活動的信道數(shù)據(jù)正在被接收期間，接收器DSP可以降低電力。
當一個或多個信道不活動時，例如通過以更高的速率取樣輸入的音頻數(shù)據(jù)，以便提供更高質(zhì)量的數(shù)字流，發(fā)射器可以增加被分配給每個信道的帶寬。可選地，通過增加錯誤檢測和/或修正功能，例如包括冗余的樣本或諸如Reed-Salomon值的高級錯誤修正信息，該發(fā)射器可以利用超額能力。
為將接收錯誤減至最小，也可根據(jù)該接收器經(jīng)歷的錯誤的數(shù)量和類型調(diào)整包括在每個數(shù)據(jù)包內(nèi)的音頻樣本的數(shù)量。這個功能可能需要一些來源于經(jīng)歷這些錯誤的接收器反饋，據(jù)此，發(fā)射器DSP被編程以便每個數(shù)據(jù)包包括更少的音頻樣本。
其它錯誤檢測方案也可以用在本發(fā)明上。作為一例子，編碼可以從數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)包隨機改變，并且不但插入報頭，而且插入在該數(shù)據(jù)塊內(nèi)的一處或多處位置?？蛇x地，可以使用同樣的編碼值。該值的位置也可以從數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)包隨機改變，以便去除固定頻率誤差的影響?？梢栽诿總€數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi)指定該位置，該DSP被編程以讀取該值，然后檢查在該數(shù)據(jù)塊內(nèi)被指定位置處的相同值。如果在這些位置處的這些值與在該報頭內(nèi)的被指定的值不匹配，則該DSP可以將該數(shù)據(jù)包作為含有誤差而丟棄，并且如先前描述的隨意地減弱輸出。
為保存帶寬并提高處理效率，編碼值可以包括附加信息，也就是代替隨機值，該編碼值可以代表例如活動的和不活動的信道。該編碼值將優(yōu)選設(shè)置在至少數(shù)據(jù)塊的一處位置，該數(shù)據(jù)塊被分配給每個活動的信道以確保該值在收聽者選擇的信道中，以便通過DSP處理。在另一個具體實施例中，可以使用多個編碼值，每個代表不同系統(tǒng)變量或其它信息(例如一指示起作用信道的編碼值，另一包括檢查總數(shù)的值、另一包括用于促進誤差修正的Reed-Salomon值等等)。
在諸如系統(tǒng)801的雙向系統(tǒng)中，耳機80可以包括紅外發(fā)射器，從而使接收器DSP能夠傳輸接收誤差值給涉及被接收數(shù)據(jù)的音頻裝置34?；谶@些值，發(fā)射器DSP可以執(zhí)行某些誤差修正動作，包括壞數(shù)據(jù)息包的重新發(fā)送、數(shù)據(jù)包大小的調(diào)整(例如當誤差率在預(yù)定閾值之上時，傳輸包含少量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包，或者動態(tài)調(diào)整作為接收誤差率的函數(shù)的每個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量)，并增加由紅外發(fā)射器18生成的傳輸動力。
現(xiàn)在參照圖21，在一可選實施例中，根據(jù)本發(fā)明，交通工具900包括通信系統(tǒng)901。如參照其它具體實施例討論的那樣，通信系統(tǒng)901可以包括通過導線804硬連線到光發(fā)射器/接收器806的音頻裝置34。如前所述，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以包括紅外發(fā)射器裝置18，以便接收來自音頻裝置34的編碼數(shù)據(jù)，并控制和提供動力給光發(fā)射器/接收器806，以發(fā)射光脈沖的數(shù)字比特流。如圖18所示，可以將紅外發(fā)射器裝置18與音頻裝置34分開設(shè)置，以便易于安裝、修理、維護、和升級，但也可以將紅外發(fā)射器裝置設(shè)置在音頻裝置34中。
音頻裝置34設(shè)置多個信道的音頻和其它數(shù)據(jù)，如接收來源于DVD播放器803的音頻和視頻數(shù)據(jù)、來源于輔助音頻裝置922(例如MP3播放器、數(shù)字衛(wèi)星無線調(diào)諧器、視頻游戲機等)和移動電話805的音頻和/或視頻數(shù)據(jù)、來源于GPS裝置920的地理位置數(shù)據(jù)、和來源于交通工具中央處理器(CPU)924的各種交通工具數(shù)據(jù)(例如遙感勘測信息)，該中央處理器用于監(jiān)控和控制交通工具900的各種功能。如前所述，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以提供雙向通信，從而，音頻裝置34也可以接收數(shù)據(jù)，發(fā)射器/接收器806從在交通工具900內(nèi)的其它紅外裝置處接收數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)引導到諸如CPU 924和移動電話805的這些裝置上。CPU 924可以從視頻攝像機/近程傳感器830接收諸如近程信息的信息，以便顯示適當?shù)囊曨l圖像或警告給交通工具900的駕駛員。
繼續(xù)參照圖21，通信系統(tǒng)901還可以包括通信子系統(tǒng)921，其包括通過導線827硬連線到通信模塊923的紅外接收器/發(fā)射器926，如在別處參照模塊822(圖17)描述的那樣，該通信模塊可以被硬連線到視頻攝像機/近程傳感器830，以便從該視頻攝像機接收數(shù)據(jù)并通過紅外接收器/發(fā)射器926、806和音頻裝置34將它傳輸?shù)浇煌üぞ逤PU 924。模塊923也可以接收來自音頻裝置34的音頻數(shù)據(jù)并提供該音頻數(shù)據(jù)給亞低音揚聲器942，其可以被安裝在箱體(trunk)內(nèi)或如所顯示的安裝在交通工具900后座下部。另外，模塊923也可以硬接線到安裝在箱體中的CD換碟裝置950，并接收來源于該CD換碟裝置的音頻數(shù)據(jù)，以便傳輸?shù)揭纛l裝置34，在交通工具900內(nèi)播放，以及通過音頻裝置34接收該交通工具駕駛員輸入的控制命令，以便控制CD換碟裝置，例如CD和磁軌選擇、混音、重復(fù)等。
如在別處描述的那樣，模塊923可以包括一個或多個DAC，以解碼從音頻裝置34接收到的音頻數(shù)據(jù)，并將解碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于亞低音揚聲器942的模擬形式?？蛇x擇的，亞低音揚聲器942可以包括DAC，這樣就能夠接收直接來源于模塊923的經(jīng)過解碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。模塊923還可以包括一個或多個ADCs，以便接收來源于視頻攝像機830和CD換碟裝置950的模擬數(shù)據(jù)，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，如本文其它地方所描述的那樣對其進行編碼，并將它傳輸?shù)揭纛l裝置34。如前所述，交通工具CPU 924可以被連接到通信系統(tǒng)901，在本實施例中，系統(tǒng)901可以用來將遙測和涉及該交通工具的信息中繼傳遞給CPU。例如，輪胎氣壓監(jiān)控器952可以被設(shè)置在交通工具900的后部，還可以被硬接線到模塊923，從而將涉及后輪胎氣壓的信息傳輸?shù)浇煌üぞ逤PU 924。如此，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)901的用途可以超越娛樂功能延伸到交通工具操作功能。在另外的具體實施例中，紅外接收器/發(fā)射器926可以并入轉(zhuǎn)發(fā)器，以便接收來源于在交通工具900內(nèi)的任何紅外發(fā)射器的紅外信號，放大接收到的紅外信號，并再次傳輸接收到的信號，以便于通過該交通工具內(nèi)的其它接收器接收。
無線揚聲器940可以安裝在交通工具900的車門中或安裝在任何合適的位置，其包括紅外接收器/發(fā)射器941。揚聲器940優(yōu)選包括DSP，以便解碼來源于紅外接收器/發(fā)射器806、926和DAC的編碼數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，用來將解碼音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬形式，用于交通工具900內(nèi)播放。揚聲器940和亞低音揚聲器942均需要電源，這樣的電源可以通過交通工具900的電源(例如從該電源到該交通工具的后燈)提供。
仍然參照圖21，雙向耳機980包括紅外接收器/發(fā)射器982和麥克風984。如前所述，IR接收器/傳輸器982通過紅外接收器/發(fā)射器806或通過紅外接收器/發(fā)射器926(包括轉(zhuǎn)發(fā)器)經(jīng)由光比特數(shù)據(jù)流與音頻裝置34通信。雙向耳機980可用來通過音頻裝置34來訪問移動電話805，以便設(shè)置電話和傳輸雙向?qū)υ?。雙向耳機980可以包括數(shù)字鍵盤用于撥號，或者可選擇的，音頻裝置34可以具備聲音識別能力，使得使用者933(使用耳機980)僅選擇預(yù)先確定的信道，用來設(shè)置電話，然后通過向麥克風984說出命令，激活和操作移動電話805。雙向耳機980還可以包括連接到麥克風984的ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)，以便將使用者933的聲音數(shù)字化以便編碼并進行紅外傳輸，并且如在本文其它地方描述的那樣。雙向耳機980優(yōu)選提供耳機80所提供的(如先前描述的那樣)其它功能，包括控制音頻音量和選擇多個通信信道中的一個。
繼續(xù)參照圖21，遙控器936包括紅外接收器/發(fā)射器984，用來通過紅外接收器/發(fā)射器806和可選的包括在紅外接收器/發(fā)射器926內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器與音頻裝置34雙向通信。遙控器936可以提供多種控制中的任何一種或多種，包括但不限于鍵盤、操縱桿、按鈕、撥動開關(guān)、和聲音命令控制器，還可以提供諸如音頻或觸覺/震動的傳感反饋器。遙控器936可以用于多種目的，如前所述，包括訪問和控制移動電話805。遙控器936也可以用來訪問和控制視頻游戲機922，從而來玩顯示在視頻顯示器838上的視頻游戲，并通過耳機80、980播放該游戲的音頻。遙控器936還可以用來控制音頻顯示器838并能夠調(diào)整顯示功能和控制，從而控制DVD播放器803以便在視頻顯示器838上顯示電影并控制它的功能(例如暫停、停止、快速前進)，用來控制安裝在箱體中的CD換碟裝置950，用來請求來源于交通工具CPU 924的遙感數(shù)據(jù)，以便在視頻顯示器838上顯示，或者用來控制其它交通工具900的功能，例如鎖上門/打開鎖上的門和打開/關(guān)閉窗戶?？梢栽O(shè)置兩個或更多的遙控器936在交通工具900內(nèi)，以便使兩個或更多的使用者933、935能夠玩視頻游戲，該視頻游戲單獨顯示在多個、各自的視頻顯示器838上。每個遙控器936可以通過獨立的通信信道訪問音頻裝置34和視頻游戲機922，這樣通過各自的視頻顯示器838和耳機980、80，能夠使該游戲機提供不同的、單獨的視頻和音頻流給每個使用者933、935。耳機80、980還可以被編程來接收來源于遙控器936的紅外信號，以便選擇另一個信道，或者根據(jù)功能使用者(例如玩視頻游戲、觀看DVD)的選擇來自動選擇合適的信道。
在本發(fā)明的另一個具體實施例中，耳機80的DSP 76可以被編程以識別不同的音頻裝置34，例如可以設(shè)置在交通工具中和家中。這樣，每個音頻裝置34在每個數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi)可以包括其它信息，以便提供唯一的標識符。DSP 76還可以包括可編程的存儲器，以便存儲各種使用者可選擇的關(guān)于每個音頻裝置34的選項，耳機80的使用者可以希望接收來自該音頻裝置的音頻和其它數(shù)據(jù)。這樣，作為實例，DSP 76可以被編程，以便在接收來源于安裝在交通工具上的音頻裝置34時，接收并對預(yù)先確定數(shù)量的立體聲和/或單聲道音頻信道進行解碼，并且接收并對六個信道的單聲道音頻數(shù)據(jù)進行解碼，以便當接收來源于連接到家庭影院系統(tǒng)的音頻裝置34的數(shù)據(jù)時，提供逼真的5.1音頻體驗。
在另一個具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明運行的耳機80可以設(shè)置有使用者可定制的功能，例如音調(diào)控制(例如低音、高音)，其可以被調(diào)整到不同的值，用于每個可用的信道，并且當使用者選擇相應(yīng)的信道時，其可以被自動檢測和應(yīng)用。另外，也可以設(shè)置定制功能用于單獨的音頻裝置34，如上面描述的車內(nèi)音頻裝置和家庭音頻裝置。因此，耳機80可以設(shè)置有諸如低音和高音控制的附加控制和其它信號處理選項(例如全景攝影(panorama)、音樂廳等)。定制設(shè)置可以被保留為包含在耳機80內(nèi)的存儲器中的耳機概要(profile)?？蛇x擇的，對于雙向耳機980，使用者調(diào)整的定制功能值可以被傳輸?shù)揭纛l裝置34，以便存儲在該音頻裝置內(nèi)的存儲器中，然后，這些定制值可以被插入代表每一信道(例如在數(shù)據(jù)包的報頭內(nèi))的數(shù)據(jù)流，以便被耳機980重新獲得并被應(yīng)用到被選擇信道的信號上。
可選擇的，可以通過音頻裝置34來調(diào)整定制功能，使得即使單向耳機80也可以使用定制設(shè)置。在實施例中，其中定制功能通過音頻裝置34存儲在存儲器中，每一套耳機80和/或980可以設(shè)置有個人身份識別裝置，使用者通過設(shè)置在該耳機上的控制裝置(例如定義耳機為1、2、3等)登陸該裝置。該個人身份識別裝置將使得該音頻裝置能夠嵌入該定制設(shè)置，用于在表示將被每套耳機重新獲得的每個信道的數(shù)據(jù)流中的每套耳機，此后，每套耳機將識別并選擇適合其的那套定制設(shè)置，以便應(yīng)用到特定的那套耳機的使用者所選擇的信道的信號上。
除了定制的耳機概要外，使用者可以指定單個使用者概要，用于指定交通工具900內(nèi)耳機的每個單個使用者的特定設(shè)置的參數(shù)選擇。這種個人概要可以被存儲在音頻裝置34內(nèi)，并被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流中，如上所述。在這個具體實施例中，可以要求每個使用者通過被選擇的耳機80的控制裝置輸入唯一的標識符，以便將其本人識別給耳機上，其可以被編程然后提取帶著耳機并將概要中的定制設(shè)置應(yīng)用到使用者選擇的信道的信號中的使用者的單個使用者概要。這樣的概要可以被嵌入每個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包，或者只在音頻裝置34第一次被打開時進行傳輸，或者可選的，以一固定時間間隔進行傳輸?？蛇x的，能夠通過交通工具900內(nèi)的每套耳機80將所有使用者概要儲存在存儲器中，這些概要可以定時更新或者在每次打開音頻裝置34時更新。
現(xiàn)在參照圖22，在一可選擇的具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)991被設(shè)置在交通工具988中，其中該交通工具包括數(shù)據(jù)總線990。數(shù)據(jù)總線990被連接到交通工具CPU 924并延伸通過整個交通工具988以將在該交通工具內(nèi)的各種裝置(例如視頻攝像機830、CD換碟裝置950)連接到該CPU。數(shù)據(jù)總線990可以通過交通工具988的頂棚(headliner)延伸(如顯示的那樣)，或者可以通過該交通工具有選擇的連接想要的裝置。數(shù)據(jù)總線可以是光纖總線或者是導線總線，并可以不同的傳輸速率和帶寬來工作。在一個具體實施例中，數(shù)據(jù)總線990可以根據(jù)藍牙無線通信標準或者通過用于光纖網(wǎng)絡(luò)的媒介導向系統(tǒng)傳輸(MOST)通信標準來工作。
通信系統(tǒng)991包括紅外模塊992，其安裝在交通工具988內(nèi)的一個或多個位置處，并連接到數(shù)據(jù)總線990。每個紅外模塊992都可以包括紅外接收器(感光器)，并還可以包括紅外發(fā)射器(例如一個或多個發(fā)光二極管)。如先前描述的，轉(zhuǎn)發(fā)器也可以整合進每個紅外模塊992，以再次傳輸被接收的信號。另外，每個紅外模塊992都包括電路(例如網(wǎng)絡(luò)接口卡)，用于與數(shù)據(jù)總線990連接，以便讀取正在通過該總線數(shù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成紅外信號，以便通過發(fā)光二極管(LED)傳輸，也可以將被接收到的紅外信號轉(zhuǎn)換成總線能夠接收的數(shù)據(jù)形式，并通過該總線將這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭纛l裝置34或任何其它連接到總線的裝置。如果紅外接收器和/或發(fā)射器以不同于數(shù)據(jù)總線990的速率運轉(zhuǎn)，該接口電路還可以包括緩沖器或高速緩沖存儲器來緩沖數(shù)據(jù)。
在這個具體實施例中，不要求音頻裝置34是通信系統(tǒng)991的中央控制單元，可以將其替換為分布式系統(tǒng)，其中，紅外模塊992能夠使在交通工具988內(nèi)的任何紅外裝置連接到根據(jù)本發(fā)明工作的任何其它紅外裝置，或者連接到任何其它連接至數(shù)據(jù)總線990的裝置。通過正確地處理和識別通過數(shù)據(jù)總線990(例如通過設(shè)置在每個數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，每個連接到該數(shù)據(jù)總線的裝置可以識別該信道數(shù)據(jù)，其需要解碼和使用，并可以被任意地分配唯一的地址給該數(shù)據(jù)，想要接收的數(shù)據(jù)可以被確定唯一的地址，根據(jù)本發(fā)明在本文中其它部分(例如通過參照圖10描述的唯一的標識符ID)闡明的原理。這個混合網(wǎng)絡(luò)易于擴展，原因在于不需要附加配線將附加裝置連接到該替代的網(wǎng)絡(luò)；每個新裝置均可以設(shè)置紅外發(fā)射器/接收器，該紅外發(fā)射器/接收器能夠使該裝置通過無線接口中的一個連接到該網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)在參照圖23，在另一個具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)1000設(shè)置在建筑物1010內(nèi)，其中，該建筑物包括通信網(wǎng)絡(luò)1020。網(wǎng)絡(luò)1020可是有線連接或者無線連接的局域網(wǎng)(LAN)，例如802.11(WiFi)兼容無線(RF)網(wǎng)絡(luò)。可選擇的，網(wǎng)絡(luò)1020也可以僅僅是連接到例如本地有線電視公司網(wǎng)絡(luò)1022的有線數(shù)據(jù)線路。正如從現(xiàn)有技術(shù)中所知曉的，這樣，網(wǎng)絡(luò)1020可以與有線網(wǎng)絡(luò)1022連接，以便接收諸如電視和音樂頻道的媒介內(nèi)容，并且通過有線調(diào)制解調(diào)器1024進一步連接到互聯(lián)網(wǎng)。
網(wǎng)絡(luò)1020包括硬連接到該網(wǎng)絡(luò)的無線(無線電)射頻(RF)收發(fā)器1030并安裝在建筑物1010的房間1011內(nèi)，以便通過RF信號1032將在該網(wǎng)絡(luò)上流動的數(shù)據(jù)傳播給整個建筑物。為了將整個建筑物1010的來源于多路RF發(fā)射器的RF干擾減至最小，在該建筑物內(nèi)的房間1012可以設(shè)置連接到RF天線1034的接口編碼器/解碼器1040，以便接收來源于RF發(fā)射器1030的RF信號1032，該信號承載著來自網(wǎng)絡(luò)1020的數(shù)據(jù)。然后，編碼器/解碼器1040可以對被接收的網(wǎng)絡(luò)信號進行編碼(如本文中其它部分所述，例如，參考對圖10的討論)，并驅(qū)動紅外發(fā)射器/接收器1050的紅外發(fā)光二極管，來發(fā)射承載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的紅外信號1052。在該房間內(nèi)的諸如PC 1060的裝置可以設(shè)置紅外發(fā)射器/接收器1070，以接收紅外信號1052，而且編碼器/解碼器1080從紅外信號中提取數(shù)據(jù)，以及對來源于該PC的數(shù)據(jù)進行編碼并將其作為紅外信號1062傳輸，接口編碼器/解碼器1040將通過發(fā)射器/接收器1050接收該紅外信號。然后，接口編碼器/解碼器1040解碼或多路分解來自PC 1060的紅外信號1062所承載的數(shù)據(jù)，并將它傳輸?shù)絉F天線1034，其反過來將數(shù)據(jù)作為RF信號1036傳輸，以便被收發(fā)器1030所接收并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)1020。
繼續(xù)參照圖23，建筑物1010內(nèi)的房間1013可以設(shè)置連接到網(wǎng)絡(luò)1020的家庭影院系統(tǒng)1100，以便接收電視和音頻節(jié)目。該家庭影院系統(tǒng)也可以被連接到解碼器1110，以便從該家庭影院系統(tǒng)的前置放大器接收一個或多個信道音頻并驅(qū)動紅外發(fā)射器1120用于傳輸作為紅外信號1122的信道音頻，如本文其它部分所描述的。房間1012內(nèi)的裝置(例如無線耳機14和遠程揚聲器1130)可以每個設(shè)置有紅外接收器70和用于對紅外信號1122進行解碼的解碼器電路，如先前描述的那樣。紅外信號1112可以攜帶音頻信息，例如用于每個揚聲器1130的5信道單聲道音頻形成所謂5.1音頻系統(tǒng)。紅外信號也可以攜帶多信道音頻，這樣戴著耳機14的收聽者1150可以選擇收聽不同于揚聲器1130正在播放的信道的音頻信道。應(yīng)當理解，許多其它類型的裝置可以按照本發(fā)明的方式無線連接到網(wǎng)絡(luò)1020，包括但不限于電話、傳真機、電視、無線電、視頻游戲控制臺、個人數(shù)字助理、各種遠程家用電器、和家庭安全系統(tǒng)。
這樣，混合式系統(tǒng)1000能夠利用RF信號的性能，穿過墻壁傳播，同時將在這種情況下可能發(fā)生的該RF干擾減至最小。系統(tǒng)1000也是高度靈活的，允許將諸如PC 1060的多個附加裝置連接到有線網(wǎng)絡(luò)，例如網(wǎng)絡(luò)1020，而不用實際安裝任何附加電纜或?qū)Ь€在該建筑物內(nèi)。作為替代，單個接口編碼器/解碼器1040需要被安裝在該建筑物的每個房間內(nèi)，然后，通過或者諸如解碼器1110的單向解碼器或者諸如編碼器/解碼器1080的雙向編碼器/解碼器，這樣安裝在任一房間內(nèi)的裝置可以被連接到網(wǎng)絡(luò)1020。這樣，可以方便地并節(jié)約成本地將比較老的建筑物翻新成擁有必要的網(wǎng)絡(luò)/通信能力的現(xiàn)代化辦公室。
現(xiàn)在參照圖24，如這里描述的另一個具體實施例中，交通工具800可設(shè)置有如前所述的通信系統(tǒng)，包括硬接線到紅外接收器/發(fā)射器806上的音頻裝置34。在這個具體實施例中，該通信系統(tǒng)包括兩個紅外接收器/發(fā)射器806L和806R，每一個通過導線807L和807R單獨硬連線到音頻裝置34，以便各自從那里接收數(shù)字信號，如本文其它部分所描述的那樣。紅外接收器/發(fā)射器807L和807R分別安裝在交通工具800的左和右后座位上，以便各自發(fā)射聚焦相對精確的紅外信號16L、16R，用于通過戴在乘客上的耳機接收裝置14(為便于討論，以14L，14R標注在圖24)各自單獨接收，該乘客坐在交通工具800的左和右后座上。這樣，每個耳機14L，14R可以各自接收單個信號16L，16R。信號16L，16R可以與另一個相同，或與另一個不同。這樣，本實施例可以使在多個耳機和如先前描述的那樣設(shè)置的其它無線裝置中進一步的區(qū)別成為可能，以便接收和/或傳輸無線信號(例如信號16L，16R)。
當該無線裝置設(shè)置有無線接收器以及發(fā)射器時，信號16L，16R可以是單向的，也可以是(如顯示的)雙向的。在這個具體實施例中，可以設(shè)置更簡單的、更節(jié)約成本的無線裝置，其將允許每個耳機(或其它無線裝置)使用者與音頻裝置34單獨通信。這樣，可以設(shè)置音頻裝置34以提供多個、單個無線(如紅外線)信號，每個均攜帶多個(如四個)多路復(fù)用信道數(shù)據(jù)(例如音頻和/或視頻數(shù)據(jù))，并且因此提供更多的選擇給無線裝置使用者。可以通過音頻裝置34和/或可選擇的通過每個雙向無線裝置的使用者選擇單個無線信號(例如紅外信號16L，16R等)，該無線裝置能傳輸無線驅(qū)動程序到它各自的紅外接收器/發(fā)射器，該單個無線信號通過每個接收器/發(fā)射器(例如紅外接收器/發(fā)射器806L，806R等)傳輸。
為實現(xiàn)想要的無線信號的精密聚焦，在一個實施例中，該無線信號是紅外信號16，紅外發(fā)光二極管可以設(shè)置在紅外接收器/發(fā)射器內(nèi)，該紅外接收器/發(fā)射器直接向下朝向并對準交通工具800的后座。如下面進一步描述的，使用較小的物理尺寸的發(fā)光二極管是有利的，例如SMD(表面安裝器件)發(fā)光二極管，其可以800μm寬、1,000μm高。有利的是，這樣的實施例簡化了整體設(shè)計，也將不同信號間的由于發(fā)光二極管的精確聚焦而產(chǎn)生的交叉干擾減至最小。
盡管已經(jīng)參照傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)描述了上面的具體實施例，必須理解的是，這里描述的該具體實施例同樣適用于傳輸模擬信號的模擬系統(tǒng)。這樣，這里描述的具體實施例可用來通過選擇被它們各自的無線接收器/發(fā)射器傳輸?shù)男盘柺鼓M無線裝置(例如耳機)的使用者能夠使用多個信道。這樣，這個具體實施例可以消除將多信道數(shù)據(jù)多路復(fù)用成單個信號(用于模擬和數(shù)字系統(tǒng))的需要，無線裝置(例如耳機)的使用者可以選擇單個信道的數(shù)據(jù)(例如立體聲音頻)，以便位于該使用者上面的各自的無線接收器/發(fā)射器傳輸該信道數(shù)據(jù)，該信道數(shù)據(jù)與在同一交通工具內(nèi)的另一個使用者接收的信道數(shù)據(jù)分離，并與其不同。
這里描述的該具體實施例也可以用來提供模擬和數(shù)字信號的混合信號。這樣，可以用一個或多個模擬無線接收器/發(fā)射器裝備或翻新一輛交通工具，以便傳輸來自音頻裝置(例如用來通過模擬無線裝置接收的音頻裝置34)的數(shù)據(jù)信道，該交通工具也可以設(shè)置有一個或多個數(shù)字無線接收器/發(fā)射器，以便傳輸同樣形式的數(shù)字化的數(shù)據(jù)信道，或設(shè)置有附加音頻(或視頻等)裝置，用于通過數(shù)字無線裝置接收。這樣設(shè)置的交通工具允許使用者選擇更多的無線裝置在其中使用。
正如這里所描述并在圖25中示意性說明的一個具體實施例的，紅外接收器/發(fā)射器806(為了清楚起見只示出了一個)被安裝在交通工具800的頂棚(headliner)809內(nèi)。如所示出的那樣，交通工具的頂棚延伸到車頂?shù)南旅娌⒖吭谄渖厦?。頂棚通常由柔韌的材料811(例如泡沫塑料或其它泡沫)制成，并覆蓋有一層裝飾用材料813(例如布、織物、或PVC)。在一個可能的實施例中，在頂棚809內(nèi)可以形成中空空間815，以便于在那里容納紅外接收器/發(fā)射器806。在頂棚809內(nèi)也可以形成細長的空間817并從中空空間815處延伸，以便在那里容納導線807并將該導線引導向該交通工具的前部，音頻裝置34通常設(shè)置在那里。頂棚膜813優(yōu)選由一種能夠被接收器/發(fā)射器(例如紅外接收器/發(fā)射器806發(fā)射的紅外信號)發(fā)射的無線信號穿透的材料制成。可選擇的，可以在頂棚膜813中形成開口，以便于無線信號從那里通過，出于保護和/或美觀方面的原因，可以將第二透明頂棚膜819可選地設(shè)置在該開口內(nèi)，并設(shè)置在無線接收器/發(fā)射器之上。
現(xiàn)在已經(jīng)根據(jù)專利法的要求對本發(fā)明進行了描述，顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種修改和改變，而不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種與交通工具內(nèi)的遠程裝置進行通信的方法，包括將第一電纜連接到數(shù)據(jù)源，以便從那里傳導數(shù)據(jù)信號，所述電纜穿過交通工具的頂棚延伸；以及將所述第一電纜連接到位于所述頂棚內(nèi)的第一發(fā)射器，以便接收來自所述數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信號，并傳輸所述數(shù)據(jù)信號，以便通過位于所述交通工具內(nèi)的一個或多個遠程裝置進行接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一發(fā)射器是紅外發(fā)射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)源是音頻源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一發(fā)射器位于頂棚的覆蓋層的下面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一發(fā)射器是用來通過所述頂棚覆蓋層傳輸紅外信號的紅外發(fā)射器。
6.根據(jù)利要求5所述的方法，其中，所述第一發(fā)射器包括至少一個用來通過所述頂棚的覆蓋層傳輸所述紅外信號的紅外線發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述至少一個紅外線發(fā)光二極管是表面安裝器件(SMD)發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)信號是模擬信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)信號是數(shù)字化的數(shù)據(jù)信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將第二電纜連接到所述數(shù)據(jù)源，以便從那里傳導數(shù)據(jù)信號，所述第二電纜穿過交通工具的頂棚延伸；以及將所述第二電纜連接到位于所述頂棚內(nèi)的第二發(fā)射器，以便接收來自所述數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信號，并傳輸所述數(shù)據(jù)信號，以便通過位于所述交通工具內(nèi)的一個或多個遠程裝置進行接收。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，連接所述第二電纜的步驟包括將所述第二電纜連接到所述數(shù)據(jù)源，以便傳導不同于通過所述第一電纜傳導的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一發(fā)射器和第二發(fā)射器是紅外發(fā)射器，包括至少一個紅外線發(fā)光二極管，被設(shè)置以傳輸僅被一個或多個遠程裝置接收的紅外信號，所述遠程裝置大致位于所述相應(yīng)的紅外發(fā)射器的下面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述紅外線發(fā)光二極管是表面安裝器件(SMD)發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一電纜承載的數(shù)據(jù)信號是模擬信號，而且所述第二電纜承載的數(shù)據(jù)信號是數(shù)字化信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種與交通工具(800、988)內(nèi)的遠程裝置進行通信(圖19)的方法，包括將第一電纜連接到數(shù)據(jù)源，以便從那里傳導數(shù)據(jù)信號，所述電纜穿過交通工具的頂棚(809)延伸；以及將第一電纜連接到設(shè)置在所述頂棚(809)內(nèi)的第一發(fā)射器(806)，接收來自所述數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信號，并傳輸所述數(shù)據(jù)信號，以便通過一個或多個設(shè)置在所述交通工具內(nèi)的遠程裝置進行接收。
文檔編號H04B10/10GK1630986SQ03803543
公開日2005年6月22日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月8日
發(fā)明者勞倫斯·里尚斯坦, 邁克爾·A·達烏克, 羅伯特·J·維特霍夫 申請人:昂瓦爾德技術(shù)有限公司