无线设备及无线设备中的方法技术

本发明专利技术涉及无线设备和该无线设备中的方法，公开了发射器和接收器及其中的方法。本发明专利技术的发射器包括模数转换器、音频信号压缩器、成帧器、扰码器、调制器以及发送单元。模数转换器将模拟音频信号转化为脉冲编码调制格式音频信号。音频信号压缩器采用改进的自适应差分脉冲编码调制算法将脉冲编码调制格式音频信号压缩为编码位流。成帧器通过在编码位流中添加前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将编码位流打包为1.125ms帧数据。通过标识号对帧数据进行扰码处理。采用预定调制方案对扰码的帧数据进行调制以生成调制信号。发送单元发射调制信号。本发明专利技术的无线设备可以实现极低延迟的高保真音频无线传送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线设备和该无线设备中的方法，更具体地但不限于涉及一种实现超低延时数字音频传输的无线设备。
技术介绍
市场上常见的传统产品使用通用的2.4GHz高斯频移键控(GFSK)收发器来传输压缩的音频数据。然而，这些传统产品占用带宽宽，并不适合多用户应用程序。此外，传统产品的延时为几十毫秒，并不适合采用无线音响的视频显示，例如卡拉OK应用中的无线话筒。因此，市面大部分的无线麦克风要么是模拟方式失真较大，要么是2.4GHz数字方式延迟很大。
技术实现思路
本专利技术公开一种无线设备及无线设备中的方法，可实现极低延迟的高保真音频无线传送。在本专利技术的一实施例中，发射器包括模数转换器、音频信号压缩器、成帧器、扰码器、调制器以及发送单元。模数转换器将模拟音频信号转化为数字脉冲编码调制(PCM)格式的音频信号。音频信号压缩器采用改进的自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)算法将脉冲编码调制格式的音频信号压缩为编码位流。成帧器通过在编码位流中添加前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将编码位流打包为1.125ms的帧数据。扰码器对具有标识号的帧数据进行扰码处理。该标识号为发射器的标识符。不同的发射器具有唯一的标识号。调制器通过采用预定调制方案对扰码后的帧数据进行调制，以生成调制信号。发送单元发送调制信号。在本专利技术的另一实施例中，接收器包括接收单元、解调器、解扰器、解帧器、音频信号解压缩器、数模转换器。接收单元接收信号。解调制器通过采用预定解调方案对信号进行解调制，以生成解调信号。解扰器采用标识号对解调信号进行解扰码处理。解帧器通过从解扰码的信号中移除前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将解扰码后的信号解包为编码位流。音频信号解压缩器采用改进的自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)算法将编码位流解压缩为脉冲编码调制格式音频信号。数模转换器将脉冲编码调制(PCM)格式的音频信号转化为模拟音频信号。在本专利技术的另一实施例中，一种发射器中的方法，包括以下步骤：转化模拟音频信号为脉冲编码调制格式的音频信号；采用改进的自适应差分脉冲编码调制算法将脉冲编码调制格式的音频信号压缩为编码位流；通过在编码位流中添加前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将编码位流打包为1.125ms的帧数据；采用标识号对帧数据进行扰码处理；通过采用预定调制方案对扰码后的帧数据进行调制，以生成调制信号；以及发送调制信号。在本专利技术的另一实施例中，一种接收器中的方法，包括以下步骤：接收信号；通过采用预定解调方案对所述信号进行解调制，以生成解调信号；采用标识号对解调信号进行解扰码处理；通过从解扰码的信号中移除前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将解扰码后的信号解包为编码位流；采用改进的自适应差分脉冲编码调制算法将编码位流解压缩为脉冲编码调制格式的音频信号；将脉冲编码调制格式的音频信号转化为模拟音频信号。本专利技术实施例与现有技术相比，主要区别及其效果在于：可实现超低延迟的数字音频无线传送，并且通讯距离远，成本低。附图说明本专利技术的非限制性和非详尽的各实施方式将参照下列附图进行说明，其中类似附图标记除详细说明外在各种视图中指示类似部件。图1示出了一种发射器的实施例的框图；图2示出了一种接收器的实施例的框图；图3示出了一种帧结构的实施例的示意图；图4示出了一种帧处理的实施例的示意图；图5示出了一种传输方法的实施例的流程示意图；图6示出了一种接收方法的实施例的流程示意图。具体实施方式现将对本专利技术的各方面和实例进行描述。以下的描述为了全面理解和说明这些实例而提供了特定的细节。但是，本领域的技术人员可以理解，即使没有这些细节，也可以实施本专利技术。此外，一些公知的结构或功能可能没有被示出或详细说明，以避免不必要的模糊相关说明。图1示出了一种发射器的实施例的框图。该发射器100包括模数转换器(ADC)110、音频信号压缩器120、成帧器130、扰码器140、调制器150以及发送单元160。模数转换器(ADC)110被配置为将模拟音频信号转化为数字脉冲编码调制(PCM)格式的音频信号。在一实施例中，数字PCM格式的音频信号的采样频率变化范围为28kHz到48kHz。数字PCM格式音频信号的有效位数(ENOB)大于16位。音频信号压缩器120可以通过一个音频编码器来实现，并被配置为采用改进的自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)算法，将PCM格式音频信号压缩为编码位流。在一实施例中，编码位流具有336千比特每秒(kbps)的比特率。成帧器130被配置为通过在编码位流中添加前导码、同步字、信令(S)、数据域(数据)、以及循环冗余校验(CRC)字段，将编码位流打包为1.125ms的帧。成帧器130可以通过扰码和留空处理打包编码位流。将对应扰码器140对扰码程序进行更详细的描述。扰码器140被配置为对包含音频数据的数据包或还被称为具有标识(ID)号的编码位流进行扰码处理。在另一实施例中，扰码器104还被配置为通过在数据包和ID号的多个拷贝上以逐位的方式执行异或(XOR)操作，将包含编码位流、数据域以及信令字段的数据包和ID号的多个拷贝对齐。ID号可以是随机数，从而使多个ID号的重复呈现随机序列。现参考图4，图4示出了一种帧处理的实施例的示意图。在框410中，基于数据包计算循环冗余校验码CRC，该数据包包括378个比特(或189个符号)的编码位流、2个比特(或1个符号)的信令字段以及8个比特(或4个符号)的数据域。该编码位流在图4中表示为音频。注意，前导码和同步字并不是为CRC计算的，因为他们被用于物理层传输，并不携带数据有效荷载。进一步地，不同的发射器共享相同的前导码和同步字。接着，在框图420中，计算完CRC后，将CRC添加给编码位流的最低有效位(LSB)。接着，在框图430中，通过在数据包和ID号的多个拷贝上以逐位的方式执行XOR操作，将包含音频数据、数据域和信令字段的数据包与ID号的多个拷贝对齐。假定ID号的长度为32位。为了将ID号和数据包对齐，ID号的完整副本需要被拷贝12次，而ID号最高的4位，即ID号的第31位至28位被添加到该ID号的12个拷贝的末尾。因此，ID号的12个拷贝和最高的4位总共388位，与388位数据包的长度相等，该数据包包括378位编码位流、2位信令字段和8位数据域。本领域技术人员应当理解，ID号的长度可以改变，因此ID号的拷贝数目可以相应地改变，以满足条件：ID号拷贝长度和数目的乘积始终与包含音频数据的数据包的长度相等。接着，在框440中，XOR的结果被留空以便随机化数据，从而减轻或避免串扰，其中，XOR的结果被表示为具有388位的X。留空处理使信号的频谱更均匀，更容易满足美国联邦通信委员会的安全需求。在框450中，留空后最终的结果表示为Y，其也包括388个比特。值得注意的是，框410计算的CRC结果在框420至框450的过程中保持不变。调制器150被配置为采用预定调制方案对扰码后的帧数据进行调制。例如，调制器150可以采用具有204.8kHz的符号率的aπ/4-DPSK(差分相移键控)或QPSK(正交相移键控)的调制方案，对被扰码的信号进行调制。发送单元160被配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射器，其特征在于，包括：模数转换器，被配置为将模拟音频信号转化为脉冲编码调制格式的音频信号；音频信号压缩器，被配置为采用改进的自适应差分脉冲编码调制算法将脉冲编码调制格式的音频信号压缩为编码位流；成帧器，被配置为通过在所述编码位流中添加前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将编码位流打包为1.125ms的帧数据；扰码器，被配置为对具有标识号的帧数据进行扰码处理；调制器，被配置为通过采用预定调制方案对扰码后的帧数据进行调制，以生成调制信号；以及发送单元，被配置为发送所述调制信号。

【技术特征摘要】
1.一种发射器，其特征在于，包括：模数转换器，被配置为将模拟音频信号转化为脉冲编码调制格式的音频信号；音频信号压缩器，被配置为采用改进的自适应差分脉冲编码调制算法将脉冲编码调制格式的音频信号压缩为编码位流；成帧器，被配置为通过在所述编码位流中添加前导码、同步字、信令字段、数据域和循环冗余校验字段，将编码位流打包为1.125ms的帧数据；扰码器，被配置为对具有标识号的帧数据进行扰码处理；调制器，被配置为通过采用预定调制方案对扰码后的帧数据进行调制，以生成调制信号；以及发送单元，被配置为发送所述调制信号。2.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，还包括：控制器，被配置为以至少189符号每帧的速度发送数字自适应差分脉冲编码调制格式的音频信号。3.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述前导码具有至少8个符号的长度，且该前导码表示为所述信号执行频率估计。4.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述成帧器还被配置为添加至少8个符号的同步字到编码位流中，所述同步字表示协助接收器与发射器保持同步。5.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述信令字段具有1个符号的长度，且该信令字段表示偶数或奇数时隙。6.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述数据域具有4个符号的
\t长度，且该数据域表示所述编码位流的数据信息。7.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述扰码器还被配置为通过在数据包和标识号的多个拷贝上以逐位的方式执行异或操作，将包含编码位流、数据域和信令字段的数据包与标识号的多个拷贝对齐。8.如权利要求7所述的发射器，其特征在于，所述控制器还被配置为通过在对齐的数据中添加循环冗余校验字段，生成校验数据。9.如权利要求8所述的发射器，其特征在于，所述控制器还被配置为对所述校验数据进行留空处理。10.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述预定调制方案包括具有204.8kHz符号率的π/4-差分相移键控或正交相移键控。11.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述脉冲编码调制格式的音频信号的采样率变化范围为28kHz到48kHz，所述脉冲编码调制格式的音频信号的有效位数大于16位，且所述编码位流具有336千比特每秒的比特率。12.一种接收器，其特征在于，包括：接收单元，被配置为接收信号；解调制器，被配置为通过采用预定解调制方案对所述信号进行解调制，以生成解调信号；解扰器，被配置为采用标识...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：博通集成电路上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31