时钟偏移补偿设备和时钟偏移补偿系统技术方案

本公开涉及时钟偏移补偿设备和时钟偏移补偿系统。一种设备包括收发器，在操作中，收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间通过无线通信链路与远程设备交换数据分组。该设备包括数据处理电路，在操作中数据处理电路测量与远程设备相关联的至少两个连续连接事件之间的持续时间的指示，并且基于所测量的持续时间的指示和确定的连接间隔来调整比特速率。本实用新型专利技术的设备和系统减少了时钟偏移，从而减少了音频流式传输期间音频发射的延时。

【技术实现步骤摘要】
时钟偏移补偿设备和时钟偏移补偿系统
本公开涉及音频数据流式传输期间的时钟偏移补偿。
技术介绍
在分布式音频应用中，发送器和接收器硬件可能不同步，并且因此可能具有不同的时钟：因为时钟以稍微不同的速率计数，所以不同步的时钟在一些时间之后将有所不同。两个自由运行时钟的频率差通常被称为时钟偏移。这种频率差会随时间累积并引起不一致：考虑仅由两个节点(发送器节点和接收器节点)构成的系统，取决于两个时钟中的哪一个更快，发送器节点将产生比接收器所预期消耗的更多或更少的数据。在所考虑的场景中，数据由发送器节点以写频率fwrite发送、被存储在接收器节点中的临时缓冲区中、然后以读频率fread被消耗。可能出现两种不同的情况：-如果读频率fread小于写频率fwrite，则接收器节点的缓冲区达到其上限，导致缓冲区溢出；-如果读频率fread大于写频率fwrite，则接收器节点的缓冲区达到其下限，导致缓冲区欠载。在这两种情况下，音频信号可能没有被正确再现，并且可能在音频流中引入可听的伪像。补偿这种效应的基本方法是接收器插入或移除帧，以避免缓冲区欠载或溢出状况：单个帧被简单地丢弃或重复，以便将缓冲区保持在期望值处。其他解决方案基于更复杂的方法，在不引起强烈的不连续的情况下，试图复制或丢弃数据分组。类似的方法是简单地监测缓冲区队列长度并改变回放速度，以便保持队列接近于限定的值。如果队列太短，则回放速度会变慢，以从接收器缓冲区中去除更少的样本。如果队列太长，则回放必须加速，以从缓冲区中获得更多的样本。在文献中还存在更复杂的解决方案来解决时钟偏移：一个想法是尝试估计发送器与接收器时钟之间的时钟差，并且因此校正流式传输以补偿时钟差。为了估计时钟偏差，一些解决方案依赖于加时间戳的网络分组：每个音频分组被标记有包含发送器本地时间的发送器时间戳，而接收器在每个分组到达时获得其时间戳。这两个测量之间的差别用于计算时钟偏移，因此计算发送器与接收器之间的采样率之差。然后将所估计的时钟偏移用作针对采样率转换器的转换速率，采样率转换器从流缓冲区获取其输入并向音频硬件发送其输出。采样率转换器将防止缓冲区上溢和下溢，并且采样率转换器从缓冲区中读取的帧数将等于通过网络接收的帧数。只要采样率变化足够低，由采样率转换产生的音高(pitch)变化就将不是可听的，并且利用使用了足够好的算法的采样率转换器，将不会存在可听的混叠。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了时钟偏移补偿设备和时钟偏移补偿系统。在一个实施例中，设备包括：收发器，在操作中，收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间，通过无线通信链路与远程设备交换数据分组；以及数据处理电路，在操作中，数据处理电路测量与远程设备相关联的至少两个连续的连接事件之间的持续时间的指示，并且基于所测量的持续时间指示和确定的连接间隔来调整比特速率。在一个实施例中，交换数据分组包括根据低功耗蓝牙(BLE)通信协议进行音频数据流式传输。在一个实施例中，设备包括：系统时钟，其中调整比特速率包括调整系统时钟的时钟速率。在一个实施例中，设备包括：系统时钟以及数据采集时钟，其中调整比特速率包括调整数据采集时钟的时钟速率。在一个实施例中，其中测量持续时间的指示是使用数据采集时钟来执行的。在一个实施例中，设备包括：系统时钟以及解码器时钟，其中调整比特速率包括调整解码器时钟的时钟速率。在一个实施例中，测量持续时间的指示是使用解码器时钟来执行的。在一个实施例中，调整比特速率包括重新采样或丢弃数据分组。在一个实施例中，调整比特速率包括：确定所测量的持续时间指示与阈值持续时间之间的差，并且基于所确定的差生成补偿信号。在一个实施例中，设备包括以下中的至少一个：编码器，在操作中编码器将音频数据编码成数据分组；以及解码器，在操作中解码器将数据分组解码成音频数据。在一个实施例中，在操作中，收发器在相应的连接事件期间，向多个远程设备发射数据分组，与多个远程设备中的远程设备相关联的连接事件由确定的连接间隔分开；在操作中，数据处理电路测量与多个接收设备的连接事件相关联的相应相位延迟；并且在操作中，收发器向多个远程设备中的每一个发射相应相位延迟的指示。在一个实施例中，在操作中，收发器接收与连接事件相关联的相位延迟的指示；并且在操作中，数据处理电路基于与连接事件相关联的相位延迟的所接收的指示，来调整与在连接事件期间接收的数据分组相关联的回放相位。在一个实施例中，系统包括：收发器，在操作中，收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间，通过无线通信链路与远程设备交换数据分组；测量电路，在操作中，测量电路测量与远程设备相关联的至少两个连续的连接事件之间的持续时间的指示；音频信号处理电路；以及控制电路，在操作中，控制电路基于所测量的持续时间指示和确定的连接间隔来调整音频信号处理电路的比特速率。在一个实施例中，系统包括：集成电路，集成电路包括测量电路、音频信号处理电路和控制电路中的至少一个以及收发器。在一个实施例中，系统包括：系统时钟；以及音频信号处理时钟，其中在操作中控制电路通过调整音频信号处理时钟的时钟速率来调整音频信号处理电路的比特速率；并且在操作中测量电路基于音频信号处理时钟的时钟信号来测量持续时间的指示。本技术的实施例减少了时钟偏移，从而减少了音频流式传输期间音频发射的延时。附图说明现在将参考附图来描述本公开的实施例，附图纯粹作为非限制性示例而提供，并且在附图中：图1示出了低功耗蓝牙(BLE)系统架构的一个实施例；图2示出了一个实施例的示例分组交换的时序图；图3示出时钟偏移补偿方法的第一实施例；图4示出时钟偏移补偿方法的第二实施例；图5示出时钟偏移补偿方法的第三实施例；图6示出了用于实现时钟偏移补偿方法的电路的一个实施例；以及图7示出了时钟偏移补偿方法的一个实施例的多节点实现方式的一个实施例。具体实施方式在以下描述中，给出了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等来实践实施例。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊实施例的方面。贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的参考意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。本文所提供的标题仅是为了便利性，并不说明实施例的范围或含义。低功耗蓝牙(BLE)是一种旨在使低数据率无线通信中的功耗最小化的新兴技术。在图1中示出了BLE架构的框图，其中可以例如由麦克风或由多个麦克风来实施的、或者也可以是在发送器侧一些类型的存储器设备(闪存、USB存储棒等)上存储的音频信号的音频源20向作为主设备或服务器设备操作的发送器设备11发送音频输入信号AI(例如，以1MHz的1比特脉冲密度调制信号)，发送器设备11包括音频处理模块或电路11a，音频处理模块或电路11a以例如16KHz的采集频率CKA采集音频输入信号AI并对其进行处理以例如执行音频增强操作或波束形成操作，并且产生经预处理的音频信号APP。音频处理模块11a可以是将音频信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时钟偏移补偿设备，其特征在于，包括：收发器，在操作中，所述收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间，通过无线通信链路与远程设备交换数据分组；以及数据处理电路，在操作中，所述数据处理电路测量与所述远程设备相关联的至少两个连续的连接事件之间的持续时间的指示；以及基于所测量的所述持续时间的指示和所述确定的连接间隔来调整比特速率。

【技术特征摘要】
2016.12.22 IT 1020160001301031.一种时钟偏移补偿设备，其特征在于，包括：收发器，在操作中，所述收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间，通过无线通信链路与远程设备交换数据分组；以及数据处理电路，在操作中，所述数据处理电路测量与所述远程设备相关联的至少两个连续的连接事件之间的持续时间的指示；以及基于所测量的所述持续时间的指示和所述确定的连接间隔来调整比特速率。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，交换数据分组包括：根据低功耗蓝牙通信协议来进行音频数据流式传输。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括：系统时钟，其中调整所述比特速率包括调整所述系统时钟的时钟速率。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括：系统时钟；以及数据采集时钟，其中调整比特速率包括调整所述数据采集时钟的时钟速率。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，测量所述持续时间的指示是使用所述数据采集时钟来执行的。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括：系统时钟；以及解码器时钟，其中调整所述比特速率包括调整所述解码器时钟的时钟速率。7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，测量所述持续时间的指示是使用所述解码器时钟来执行的。8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，调整所述比特速率包括：重新采样或丢弃数据分组。9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，调整所述比特速率包括：确定所测量的所述持续时间的指示与阈值持续时间之间的差，并且基于所确定的差生成补偿信号。10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括以下中的至少一个：编码器，在操作中，所述编码器将音频数据编码成数据分组；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·根蒂利，R·圣尼诺，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利,IT