用于操作助听器的装置和方法

专利名称：用于操作助听器的装置和方法
用于操作助听器的^g和方法5技术领域0001本发明涉及助听器以及操作助听器的方法。更具体地讲，本发明涉及包括助听器、无线收发器和遥控器的助听器系统。
技术背景io0002助听器^M^器进行操作，这是已知的。遥控器已主要用于在助听器内所存储的不同监听程序中进行选择，并用于各自调节 助听器的输出等级。在用于助听器的现有遥控系统中可用的通信信道 的数据带宽相当小，并主要用于如同"将输出等级上调一级"或"改 变至程序2"的简单命令中，这些命令类型只占用小量的信息位/比特。15目前用于遥控助听器的现有无线通信信道通常是单向信道，即通过通 信信道从助听器发送信息是不可能的。0003助听器信号处理器的最新进展包括在助听器的非易失存 储器电路中所存储的许多不同参数和设置，每种设置都与助听器的性 能(如在不同频带的增益和压縮等级)有特定关联。这些参数和设置20值是在与用户及调配者的调配期间确定的并存储在助听器中。改变助 听器中的一个或多个参数的效果可能在某种程度上由调配者通过计算 机软件模拟进行监控，并且在一些系统中，通过实时地从助听器中读 出参数加以监控，如下文所述的。0004工业标准编程接口是由丹麦Taastrup的Madsen Electronics25 制造的NOAH-Link⑧接口。这种编程接口包括发射应答器单元，其用 绳子戴在助听器用户的脖子上，并且在使用中其通过电线或连接器连 接到一个或两个助听器。发射应答器单元能够从个人计算机中发射或 接收数字编程信号，该个人计算机配有类似发射应答器并运行适当软 件用以编程助听器。300005编程装置和个人计算机中的发射应答器优选采用工业标准的Bluetooth (蓝牙)无线网络通信接口，并且个人计算机运行工
业标准的Compass⑧助听器调配软件版本。使用过程中，助听器的调配 者可以使用该编程接口来把规定的频率响应编程到基于听力测试并根 据用户喜好而确定的用户助听器中。有关待编程的助听器的条件、编 程、类型和序列号等等的数据也可以由系统读出，用以显示在计算机 5上。尽管发射应答器和个人计算机之间的连接是无线的，但系统要求 在编程设备的发射应答器和助听器电路之间电连接。0006然而，助听器中的连接器插槽在设计和制造中是复杂的， 是潜在的错误源，并大大增加了助听器的体积。助听器与电线的调配 对于调配者来说是相当复杂的。 io0007US 5 615 229描述了一种磁耦合的短程通信系统，其用于在助听器中的磁发送元件和磁接收元件之间发送音频信号。该音频信 号以时变调制的脉冲编码数据流进行发送。这是一个单工系统，助听 器中的磁接收元件看来像是功率密集的，因而使助听器电池经受很大 考验。10008WO 98 48526设计了一种磁感应时间复用的双向短程通信系统，其用于在电话主机和与其紧密相邻的便携式耳机之间发送和 接收信号。它具有双工能力和足够的带宽，但此系统中的接收器和发 送器的尺寸限制了其在助听器系统中的使用。0009US 2004/0037442描述了一种无线双耳助听器系统，其采20用直接序列扩频技术来同步个别听力修补物之间的操作。该系统能够 使两个助听器彼此进行无线通信，以便同步由助听器扩音器所挑选的 声音的采样。遥控器没有包含于该系统中。0010US 5 390 254公开了一种助听器，其适于由手持式无线电 控制音量和音调控制器进行控制，并利用无线电链路使得通过远程处25理器来增强输入声音的实时信号处理。在该助听器中所用的无线系统基本上是基于模拟处理的，而尽管这种系统可以在实际中制造使用， 但由于所涉及部件的尺寸和功率消耗，使用会很不方便。然而，关于这种无线系统如何在实际中加以实施的实际性建议在US 5 3卯254中 并没有设计，而且也没有引用这方面的任何支持性文献。 300011EP 1 445 982 Al描述了一种用于一个或两个助听器和一个遥控器单元之间的相互无线通信的设备和方法，所述遥控器单元用
来控制程序选择并调节输出音量。该通信是通过对助听器和遥控器单 元分配不同的优选权并使每个单元根据所分配的优选权在其自己的时 隙内发送而控制的。显然，没有提供与遥控器单元进行通信的装置， 除了与助听器通信所提供的那些装置以外。0012EP 1 460 769 Al公开了一种电子模块和一种包括几个接收器和一个无线电发送器的移动收发器，所述接收器用来接收携带音 频信号的电子或电磁信号，所述无线发送器用来发送携带音频信号的 无线电信号。移动收发器包括一个优先顺序模块和一个发送器，该发 送器将其中一个接收器所接收的音频发送至包括接收器的助听器。移io动收发器所用的实际发送方案并没有公开，而且没有公开从助听器向 移动收发器发送信号的装置。发明内容0013本发明的一个目标是提供一种在一个或两个助听器和便 15携式设备之间进行无线通信的助听器系统，其具有足够的带宽用于将 数字音频发送至助听器。0014本发明的再一个目标是提供一种具有从助听器向其它外 部设备传送信息能力的助听器系统。0015本发明的再一个目标是提供一种在助听器和外部单元之 20间进行无线通信的助听器系统，其操作于非常低的功率消耗。0016本发明的另一个目标是提供一种在两个助听器之间以高 容量而低功耗进行无线通信的助听器系统。0017本发明的另一个目标是提供宽带、双向、无线数字通信 信道以用于编程期间遥控器和一个或两个助听器之间的通信。 20018本发明的另外一个目标是提供一种具有无线发送容量高但操作功耗极低的性能的助听器。0019根据本发明，在第一方面，该目标由根据权利要求1所 述的助听器系统来实现。0020该助听器系统使用数字无线发送器电路。这种发送器电 30路优选为物理上尺寸很小，小到适合深耳道式(CIC)的助听器。当这 种发送器用于助听器时，其功率消耗必须非常小。这种发送器的最大 功率消耗与标准助听器输出转换器的最大功率消耗相当。0021这种系统应该具有至少1米的空间范围、高可靠性、优 选带误差校正、足够避免死锁情形或由于同步发送或来自附近类似系 统的干扰所致的信息损失、足够度的带宽以在助听器和便携式装置之 5间发送(压缩的)音频信号和其它实时信号、以及可接受的低功率消 耗，尤其对于助听器中的收发器而言。0022利用发送器电路使得无线、数字通信信道从一个或多个助听器至便携式模块是可用的，全部包括用于一个或多个以下目的的发送器电路的一个实施例从助听器至便携式模块传送音频信号用以 10监控助听器中的信号处理，从助听器至便携式模块传送实时参数用于 记录日志，或者从助听器至便携式模块发送数字实时信号处理参数用 以监控使用期间助听器中的信号处理器。然后，便携式模块可以从助 听器向例如计算机或类似装置传递数字信号，以挑选所传递的信号来 分析和进一步处理。10023这种发送器可以优选被制造成可嵌入的单片电子模块，用以在助听器中建立充当发送器的主机系统。这种扩频发送器相对于 技术领域内已知的类似设备具有几点益处。它们物理上可以做得很小， 因而能很好地装入耳背或耳内助听器壳的有限空间内，它们具有类噪声(noise-like)的频谱覆盖区，从而很少或基本不会造成干扰问题， 20并且它们消耗很少的功率，使该发送技术极其适合于非常重视功率消 耗和电池寿命的助听器应用中。0024扩频发送器的特征在于它不是在单一载波频率上而是在 一组频率范围上发送信号。跳频扩频发送器在此范围内的一组离散频 率上进行发送，而直接序列扩频发送器在此范围内的实际每个频率上 25进行发送，具有类噪声的频谱覆盖区。这考虑到对噪声很好的免疫力， 因而使得用于期望发送范围的功率要求显著变小。0025根据本发明，在第二方面，助听器系统的优选实施例包 括如权利要求6所述的特征。0026该优选实施例使得任意来源的信号可以从便携式模块发 30送到一个或多个助听器。例如，此特征可以用来控制具有便携式模块 的助听器、通过便携式模块对助听器进行编程、从便携式模块将数字
音频信号传送到助听器、从便携式模块将编程数据传送到助听器、或 者通过便携式模块将数据从外部源无线发送到助听器，所述外部源诸 如个人计算机或类似器械。0027存在于助听器和便携式模块中的发送器/接收器组合使得5 助听器系统能够在助听器和外部设备之间进行相互双向通信。这种发 送器/接收器组合可以优选地集成到单独的单片单元上，该单元可嵌入 到助听器或便携式模块中。在此申请中，这种组合在本说明书以后部 分称作收发器。0028收发器可以置于三种操作状态或模式中的一种，分别表 io示为"休眠"模式、"接收"模式和"发送"模式。在"休眠"模式中， 收发器是空闲的，即什么也不做只是等待来自主机系统的信号，命令 其改变状态。在此状态下，收发器电路从将主机系统中汲取微量电流。 在"接收"模式中，收发器的接收器被激活一段预定周期，并"监听" 来自另一个收发器的发送。每当检测到发送时，接收器在接收到消息15时就对其进行解码，并将解码的、接收的消息以二进制比特流送至主机系统。在"发送"模式中，每当消息准备好发送时，收发器的发送 器由主机系统激活。0029由主机系统以二进制比特流所传送的、待发送的消息被 馈送至收发器的信号输入并由收发器的发送器进行发送，以便由位于 20发送范围内的接收器接收并能够辨认所发送的消息。在一个优选实施 例中，收发器的发送器具有约为1米的有效范围。0030"接收"模式可以通过例如预先编有预定监听周期或间隔 的看门狗定时器进行起动，或者由发送的结束进行触发。如果一个消 息或一部分消息在"接收"周期中被接收，则接收器保持为开，直到25来自主机的应答信号被送回到第一收发器或者直到预定的时间周期过去。在此周期中，由附近第二收发器所发送的消息可以被第一收发器 的接收器挑选、检测并解码，并以二进制比特流传送到助听器处理器。 然而，如果在预定的时间周期中没有发送任何消息，则收发器重新进 入"休眠"模式，直到另一 "接收"模式信号由助听器处理器产生。300031通过在"接收"周期中从便携式模块的收发器发送一个专用发送请求消息，可以启动发送来自助听器的消息。当助听器接收
到该专用发送请求时，助听器处理器准备用于发送的消息，并在"接 收"周期结束之后立即使用助听器中的收发器的"发送"模式发送该 消息。所发送的消息可以包括但不限于应答消息、识别消息、参数读 出消息、信号处理状态消息、日志消息和音频流块信息。然后，这些 5消息可以由便携式模块进行挑选和传递，所述便携式模块例如个人计 算机、调配系统或相关的遥控器单元。0032在一个优选的实施例中，本发明的扩频发送器是米勒编 码的收发器。与具有多个圆端的频谱分布覆盖区的常规扩频收发器相 比，米勒编码的扩频收发器具有几乎矩形的频谱分布覆盖区。这确保 10 了在所采用的收发器频率范围的末端处的频率具有与所采用的频率范 围的中心附近频率相当的功率电平。米勒编码的收发器可以易于实现 在现有的硅芯片技术中。0033表示例如编程数据、遥控信号、实时音频信号、条件读 出请求或者身份请求的信号可以从便携式模块被发送到助听器，并且15表示例如应答信号、条件读出、实时信号处理读出或者身份信号的信号可以从助听器被发送到便携式模块。0034根据助听器系统的一个优选的实施例，发送器包括主部 分，其包括输出级、频率基准晶体以及由所述基准晶体所控制的振荡 器，所述主部分与所述发送器电路电学上是可分离的。在此实施例中，20发送器优选位于便携式模块内。0035发送器还包括从属部分，其包括可选择的输出级。发送 器利用锁相环，用以把其接收频率锁定在充当主部分的收发器内的振 荡器的发送频率上，并用来在主发送中止之后监控该频率，所述接收 频率用作发送频率，在该发送频率下充当从部分的收发器接着来自充25当主部分的收发器的发送，发出应答信号。以此方式，充当从部分的 收发器不需要基准晶体振荡器。因为晶体基准会占用空间并消耗功率， 所以如果收发器要嵌入并用于甚至最小助听器(如深耳道式助听器) 中，则无需晶体将是很大的优势。0036在另一方面，本发明提供了一种助听器系统，其包括第30—助听器，其具有用来处理发送的输入数据的装置，和发送器，该发 送器用来发送基于输入数据和根据DSSS方案所调制的电磁信号；第 二助听器，其具有用来处理发送的输入数据的装置，和发送器，该发 送器用来发送基于输入数据和根据DSSS方案所调制的电磁信号；以及外部单元，其具有用来接收根据DSSS方案所调制的电磁信号的接收器，和解码器，该解码器用于解码所接收的信号并基于所解码的信5号产生输出数据；其中第一助听器的发送器和第二助听器的发送器适于协调它们各自的发送以避免发送冲突。0037包括几个发送器的助听器中的一个发送器开始时处于"休 眠"模式，并通过构成助听器处理器的一部分的看门狗定时器，定期 在两个助听器中激活"接收"模式，所述助听器处理器充当发送器的 10主机系统。在接收之后立即由助听器处理器激活"发送"模式，然后 数据独立于接收的、解码的消息内容从助听器被发送到便携式模块。 助听器处理器能够通过便携式模块从助听器向计算机发送设置、实时 参数或音频。如果不需要这些数据中的任何一个，则助听器处理器发 送短的应答信号。10038本发明还提供了一种对助听器系统进行编程的方法，所述助听器系统包括具有第一扩频发送器的便携式模块，含有第二扩频 发送器的至少一个助听器，以及具有与便携式模块进行通信并运行适 于对助听器编程的软件的计算机，所述方法包括以下步骤确定由助 听器补偿的听力损失；使用计算机软件产成助听器适于补偿所述听力20损失的程序；通过与便携式模块通信的装置，从所述计算机向便携式 模块发送表示所述程序的二进制信息；使用第一扩频发送器从所述便 携式模块向助听器发送程序信息；在所述助听器中接收所述程序信息； 使用第二扩频发送器从所述助听器向所述便携式模块发送信息；在便 携式模块中从所述助听器接收信息；从所述便携式模块向所述计算机25发送信息；以及在所述计算机中接收所述信息。0039以这种方式，助听器可以在没有电连接到任何外部硬件 的情况下进行编程，从而不需要电线和连接器一因而消除了与这种连 接相关的配戴和腐蚀的问题。0040在又一个方面讲，本发明还提供了一种操作助听器系统30 的方法，所述方法包括选择助听器，该助听器具有用来接收发送的输 入数据的输入装置；从所述助听器发送基于输入数据和根据DSSS方 案所调制的电磁信号；在外部单元中接收根据DSSS方案所调制的电 磁信号，和用来解码所接收的信号的解码器；以及基于所解码的信号， 产生外部单元的输出数据。0041这使助听器能从例如与便携式模块相关的遥控器进行操 5作，并具有装置来调用在助听器中所存储的程序、调节助听器中的音 量或者将音频信号发送到助听器。音频信号可以例如来源于磁感应线 圈环路系统和位于便携式模块中而不是位于助听器中的磁感应线圈。 如果收发器电路占据少于平均磁感应线圈的空间，则磁感应线圈的功 能性可以嵌入到深耳道式的助听器中，其中空间考虑迄今仍是令人望 io 而却步的因素。0042通过从相关权利要求，根据本发明的助听器系统的进一 步特征和优势将显现出来。


10043将参考附图对本发明进行进一步详细的描述，其中-图1示出了助听器和便携式模块的优选实施例， 图2是用于根据本发明的助听器系统中的直接序列扩频收发器的 方框示意图，图3是显示调相的扩频(PM)收发器的频谱的图， 20 图4是显示扩频(FSK)收发器的频谱的图，图5是显示根据本发明的平方米勒编码的直接序列扩频收发器 (FSK-DSSS)的频谱的图，图6是显示主收发器和从收发器之间通信的时序图， 图7是一种现有技术的助听器系统，其具有用于连接两个助听器 25和计算机的无线编程器件，以及图8是具有用作两个助听器和计算机之间的连接器件的便携式模 块的优选实施例。
具体实施方式
300044图1示出了根据本发明的一个实施例、邻近便携式模块7的助听器l。助听器1包括助听器处理器2，其连接到扩音器4和第一
收发器6。助听器处理器2还连接到输出转换器3。第一收发器6连接 到第一天线5。便携式模块7包括第二处理器8，其连接到第二收发器 9、辅助接口 10、第二扩音器ll、输入/输出接口 12、磁感应线圈(telecoil) 13以及第二天线14。 0045便携式模块7中的第二处理器8能够与助听器1通过第二收发器9进行无线通信，并且能够与计算机或类似物(未示出)通 过也可能是无线的辅助接口 IO进行无线通信。
0046当助听器1在使用时，助听器1的第一天线5和第一收 发器6可以接收数字数据信号，这些数字数据信号代表有关例如程序io或音量控制变化的信息。为了经由输出转换器3的声音再现，第一收 发器6的接收器的可用带宽是足够宽的，以便向助听器1的助听器处 理器2传送数字表示的音频信号。
0047便携式模块7的第二处理器8能够产成数字数据信号， 用以向助听器1发送关于例如程序变化或音量控制信息。第二收发器915和第二天线14向助听器1发送数字数据信号。音频信号可以来源于辅 助接口 10、扩音器11或者磁感应线圈13。外部音频信号可以通过辅 助接口 10无线或由连接到辅助接口 10的外部音频源(未示出)输入 到便携式模块7。
0048图2示出了根据本发明的一个实施例、用于图1所示的20助听器1及便携式模块7的扩频数字收发器39。为了简便起见，类似 的收发器电路39可以用在便携式模块7和助听器1中。收发器39包 括两个分别用于接收和发送信号的主要分支。收发器39能够输入接收 模式或发送模式。输入天线72被提供用以接收无线信号，而输出天线 70被提供用以发送无线信号。输入天线72连接到低噪声输入放大器2541的输入，而输出天线70连接到功率输出放大器对68、 69的输出。0049收发器39的接收分支包括放大器和整形器部分41、 42、 43、 44、 45、 46，解调和限幅部分47、 48、 49、 50、 51、 52、 53以及 数据输入部分54、 55、 56。放大器和整形器部分包括低噪声输入放大 器41、第一前置放大器42、第一带通滤波器43、第二前置放大器44，30 第二带通滤波器45和第一限幅器46。解调和限幅部分包括FM解调器 47、第一低通滤波器48、第二限幅器49、相位比较器50、第二低通滤
波器51、第三限幅器52和第一多路复用器53。数字输入部分包括时 钟数据恢复块54、米勒解码器55以及第一相关器56。数字输入部分 54、 55、 56的输出连接到CPU接口 61的输入。0050发送分支包括数字输出部分62、 63、 64，振荡器和锁相 5 部分57、 58、 59、 60、 65，晶体控制主振荡器部分66、 67，以及功率 放大输出部分68、 69、 70。数字输出部分包括相关器62、米勒解码器 63和电压控制振荡器(VCO)波形接口块64。 CPU接口 61的输出连 接到相关器62的输入。振荡器和锁相部分包括电压控制振荡器(VCO) 60、第三低通滤波器59、电荷泵58、第二多路复用器65以及相位/频io率检测器57。晶体控制主振荡器部分包括主振荡器66和频率控制的晶 体基准67。功率放大器输出部分包括主功率放大器(MA) 68、从功率 放大器(SL) 69以及第二天线70。0051当收发器39处于接收模式时，无线扩频信号可以被天线 72选出并送至低噪声放大器41的输入。该信号被低噪声放大器41放15大，并且放大的信号然后被送至第一前置放大器42的输入，用以进一 步放大和阻抗匹配。来自第一前置放大器42的信号由第一带通滤波器 43进行带宽限制，再由第二前置放大器44进行放大，并进一步由第二 带通滤波器45进行带宽限制。然后，被放大的、带宽被限制的信号在 被送至解调和限幅部分47、 48、 49、 50、 51、 52、 53之前由第一限幅20 器46加以限制。0052来自限幅器46的信号分别作为FM解调器47、相位比较 器50和第二多路复用器65的输入信号。在所示的实施例中，收发器 39能够发送、接收并处理米勒编码的FM信号和BPSK信号，从而提 供两种不同的解调器装置。所接收的、米勒编码的FM-信号由FM解25 调器47进行解调，由第一低通滤波器48进行滤波，并且在送至第一 多路复用器53之前由第二限幅器49进行限制。另一方面，所接收的 BPSK信号，由相位比较器50进行解调，由第二低通滤波器51进行滤 波，并由第三限幅器52进行限制，然后送至第一多路复用器53的输 入，用以转换成数字比特流。300053当该信号离开多路复用器53时，认为它是数字信号或比特流。该数字比特流进入收发器39的数字输入部分中的时钟数据恢复
块54进行预处理，并且经预处理的比特流输出至米勒解码器55以进 行解码。米勒解码的比特流接着在第一相关器56中被解扩，并且所解 码的、被解扩的比特流被馈送到CPU接口 61，以便由连接到CPU接 口 61的CPU (未示出)解释为数字信息。 0054当收发器39处于发送模式时，由CPU (未示出)准备的数字信息由CPU接口 61进行处理，并作为数字比特流进入第二相关 器62。在第二相关器62中，对比特流进行扩展，然后所扩展的比特流 离开第二相关器62并进入米勒编码器63。在米勒编码器63中，比特 流被转换成扩频米勒编码的比特流，其被馈送至VCO波形接口块64 io的输入端，用以基于来自米勒编码器63的比特流，提供用于调制VCO 60的控制电压。0055VCO 60与第三低通滤波器59、电荷泵58和相位/频率检 测器57—起形成锁相环，该锁相环起两个目的的作用。它将收发器39 的接收分支的频率锁定至发送器的载波频率，用以适当接收无线信号，15并且它确定收发器39的发送分支的发送频率。VCO 60的输出被馈送 至功率放大器输出部分中的主功率放大器68和从功率放大器69，用于 在由第二天线70进行无线发送之前的最后放大。0056收发器39中的发送分支能够使用两种不同的发送调制方 案中的一种，即平方米勒编码的频率调制(MFM)或者二进制相移键20控(BPSK)。这两种调制根据待发送的信息类型的带宽需求进行使用， 并相应地分别由便携式模块中的CPU (未示出)或助听器加以选择。 BPSK调制用于具有适度带宽需求的信息，诸如程序变化信息、音量变 化信息和识别消息。MFM用于要求较高带宽的信息，诸如流音频、编 程信息或者来自助听器的实时参数读出。20057为了縮减制造成本并保持简便，根据本发明的助听器系统采用类似的收发器39，用于如图1所示放置在便携式模块7中的主 收发器9和放置在的助听器1中的从收发器6，但并不是收发器39中 的所有块都用于主收发器和从收发器中。当便携式模块7 (在下文中表 示为主部分)发送消息时，利用如前面所述的两种可用的调制方案中30的一种对消息进行编码并调制成无线信号，晶体基准67和主振荡器66 与第二多路复用器65 —起被用作基准频率，以控制收发器39的锁相
环部分57、 58、 59、 60,进而利用主功率放大器68和第二天线70进 行发送。0058为了节省功率，助听器(在下文中表示为从属部分)中 的收发器39不依赖本地基准晶体67或本地主振荡器66进行频率控制， 5而代替的是将VCO 60用作本地振荡器来产生发送器载波频率，并且当 切断各自的本地振荡器66、 67时锁定在所接收的载波频率上。这是在 制造时就确定的，其中主振荡器66和主输出放大器68与收发器电路 的其余部分是电断开的，并且没有给该单元提供任何晶体基准67。如 前面讨论的，从收发器39将其大部分操作时间用在"休眠"模式上，io其中收发器39不进行任何发送或接收。从收发器39定期通过看门狗 电路或通过类似装置使其进入"接收"模式一段预定周期，以便监听 来自主收发器39的发送。0059当消息由从收发器接收并解码，同时从收发器处于"接 收"模式时，所接收的信号本身以前面描述的方式被解调并解码。当15被解调解码的消息由从系统中的CPU识别时，则执行包含在消息中的 任何所需行动并由CPU准备应答消息。0060在准备过程中，锁相环65、 57、 58、 59、 60仍被锁定在 接收来自主部分的发送时所用的频率。当发送中止时，锁相环57、 58、 59、 60被打开，从而使VCO 60在大致相同频率下自由运行。该频率20目前由从收发器39用来发送应答消息。这就消除了在从属部分中对笨 重且耗电的晶体基准67的需求。然后，从功率放大器69通过第二天 线发送应答消息。当应答消息被成功发送时，从收发器39返回到"休 眠"模式。0061如前面所述，"休眠"模式中的功率消耗是很适度的，在 25 "接收"模式中功率消耗一般大约是"休眠"模式所消耗的功率的十 倍，并且在"发送"模式中功率消耗大约是"接收"模式中的两倍。 来自从属部分的发送一般持续时间相对较短，因而不会对供给从收发 器39的助听器电池带来过大的负担。0062当主部分接收来自从属部分的信号时，该接收遵循与前 30面所述的相同原则。主部分和从属部分中的收发器39能用两种不同调 制方案中的一种进行相互通信，调制方案由任一单元中的CPU基于通
信期望类型以及所需带宽加以选择。主部分和从属部分之间要交换的 通信类型可以包括但不限于身份握手、短指令、应答信号、编程信息、 设置、数字表示的实时音频信号、信号处理参数的实时读出等等。0063当发送实时数字音频时，通常使用某种信号数字压縮。5音频信号的数字表示被收集在足够容量的缓冲器(未示出)中，然后主收发器39取得以适于用接口 61来发送的大小的数据包表示的音频 信号的数字数据。从收发器39具有类似的缓冲器(未示出)，用以收 集所接收的数据包以对其进行解码和解压縮。假定收发器在彼此的范 围内，则这种缓冲器配置确保有足够的带宽开销以发送音频而无信号io漏失或数据丢失。可以在主部分和从属部分中的CPU内都提供用于处 理不完全接收的或其它错误发送的数据包的重新发送的装置。0064图3示出了扩频信号的功率分布的频率图。主载波频率 在图3显示为在包含涉及频率的区域上方延伸的垂直线。图3所示的 频谱在主载波频率附近具有特定功率，并且在发送器的频谱末端成尖15状消失。扩频发送相比采用固定频率的发送技术具有几个优势。它相 对不受其它信号的干扰，具有类噪声的频谱覆盖区，这样降低了该发 送干扰其它形式通信的风险，并且所用的每个频率可以使用比固定频 率系统少许多的功率进行发送，因为所期望的频率是预先已知的。0065更优选的扩频技术是使用频移键控(FSK)。它采用两个20载波来发送，并且其频谱类似于图4所示的频谱。与图3所示的扩频 技术相比，FSK功率频谱的形状更接近矩形。与图3所示的PM扩频 调制技术的载波相比，两个载波频率一载波1和载波2—在功率上低 20dB，从而扩频发送器的总带宽可以被更有效地利用，且每瓦特的有 效发送范围可以更大。20066在本申请中，米勒编码理解为一种对串行数字数据(如用于无线发送目的的数据)进行编码的优选方法。比特周期，即分别 为"1"或"0"的一个比特的持续时间，必须提前确定。此信息被编 码到数字比特流中成为在不考虑极性的信号转换之间的间隔。在米勒 编码中，各转换之间的允许间隔是l、 1.5及2个比特周期。输入"l"30 是在比特周期结束时进行转换，即一个比特周期；输入"0"是在比特 周期的中间进行转换，即1.5个比特周期；除非转换是在相同比特周期
开始时发生的，在那种情况下，不进行任何操作，即两个比特周期。"1" 后面是"0"因而绝不会在一个比特周期中产生转换。所接收的最后比 特的历史记录用于编码中，从而所接收的最后比特是以传统方式保存 的。0067
一旦接收到对应于比特组合"01"的两个比特周期间隔，解码开始。如果最后比特是"0"，则一个比特周期间隔对应于位"0"， 如果最后比特是"1"，则一个比特周期间隔对应于位"1"。如果最后 比特是"0"，则1.5比特周期对应于"1"，如果最后比特是"1"，则 1.5比特周期对应于比特组合为"00"。io0068
一种更优选的发送技术是使用米勒编码技术与FSK直接序列扩频(FSK-DSSS)，并且其频谱示于图5。这种调制方案不是照样 采用载波频率，而是主要由其带宽及其编码序列限定的。米勒编码的 FSK-DSSS技术的优势与那些所提到的FSK-DSSS —样，但米勒编码的 FSK-DSSS发送更加有效。因此，它成为数字发送系统的近乎理想选择，15在数字发送系统中，低功率消耗、不受噪声和干扰的影响以及每瓦特 的长范围都是基本要求。0069图6是在主收发器和一个或两个从收发器之间的通信过 程中所涉及的相对定时的时序图。三个时间线示出了表示为主Tx的主 发送定时、表示为Slave监听的从监听定时、以及表示为从Tx的从发20送定时。各定时表示如下Tl:主发送周期；T2:两个独立的主发送 之间的定时间隙周期，其允许主部分监听来自从属部分的信号；T3: 从属部分唤醒和监听周期；T4:两个连续的从监听周期的起始时间之 间所经过的时间周期；T5:从发送周期；以及T6:主发送开始和从发送应答信号的末端之间所经过的时间。20070注意T5被分成两部分，分别表示为R和L，每个部分都允许从各自从单元发送。这是一种允许右助听器和左助听器中的从单元有足够的时间以响应来自主部分的消息的方式。实际中，这是通过 向从单元中的一个一在这种情况下是左单元一的响应时间添加延迟周期来实现并利用该延迟周期实现的，所述延迟周期取决于助听器30 EPROM存储器中的专用位的读数，该存储器将助听器编码为右或左助听器。0071注意根据发送消息的类型，Tl可以是可变长度的。T2总 是大于T5，以便允许主部分接收并解码来自两个从属部分的应答。T4 减去T3等于"冬眠"周期，此时从属部分中的收发器被无效，并总是 小于T6，以便确保从属部分中的监听周期重叠来自主部分的全部发送 5周期。0072当来自主部分的发送开始时，它在周期T1的持续时间内 定期发出一系列启动序列。然后，在T2的持续时间里主部分暂停，以 便接收来自从属部分的响应。从属部分在周期性始于间隔T4的定期 T3上进行监听。每当从属部分在监听时识别来自主部分的一部分启动io序列，从属部分就准备解码启动序列，以便验证其实际上是由主部分 寻址的特定单元。如果是这种情况，则在从属部分在T5期间发送应答 响应之前，其准备应答响应并等待到T1末。在T2期间，主部分接收 并解码由从属部分发出的应答响应，并且如果批准从发送，则主部分 将数据发送给从属部分。10073启动序列通常只是在开始时使用，以便首次或者如果由于发送错误引起通信丢失时建立主部分和从属部分之间的通信。假设 是主部分和从属部分间的首次通信，主部分和从属部分交换独特的识 别标签、装置状态等等，以便在后续发送中能够更容易可靠地辨认彼 此。在使用两个助听器以缓解双耳听力损失的情况下，主部分发送待20由左助听器和右助听器两者所挑选的启动序列。0074在制造过程中，每个助听器都配备有一个比特，以表明 其是想用于右耳朵还是用于左耳。右耳的助听器使其从发送器设置成 如前面所述的，但另一方面，左耳的助听器使其发送器设置成在发送 之前等待内置延迟(其等于来自从属部分的发送持续时间)的期满，25以避免发送与来自右耳助听器的应答发送的冲突。0075现有技术的助听器系统示于图7，图中编程装置30通过 线缆15R和15L连接到两个助听器1R和1L。编程装置30通过无线通 信信道100与计算机31进行无线通信，以便用规定的频率响应分别对 助听器进行编程，从而缓解用户的听力损失。300076使用中，助听器1R和1L通过线缆15R和15L连接到编程装置30。编程装置30通过通信信道100与计算机31进行通信，以
便向助听器1R， 1L传送编程信息。编程装置30可以通过通信信道100 从助听器1R， 1L接收关于编程的信息，例如可由用户获得的各种听力 程序的位置、各个程序的初始声级、磁感应线圈的使用等等。0077图8示出了本发明的助听器的一个实施例，其包括具有 5收发器(未示出)的便携式模块7、计算机31、以及也具有收发器(未 示出)的右助听器1R和左助听器1L。运行助听器适配软件时，便携 式模块7通过第一通信链路100与计算机31进行通信，并通过第二通 信链路103和第三通信链路104分别与助听器1R和1L进行通信。所 有这三个通信链路100、 103、 104都是双向无线通信链路。io0078在一个助听器或一对助听器的调配过程中，调配师在计算机31上运行的助听器调配软件的帮助下准备选配。选配数据通过第 一通信链路100发送到便携式模块7。便携式模块7将接收的选配数据 分别通过第二通信链路103和第三通信链路104发送至助听器1R和 1L。本发明助听器的这个优选实施例完全省去了现有技术的无线编程15装置30，其具有对嵌入在便携式模块7中的助听器1R， 1L加以编程 所需的功能性。本发明的这个优选实施例能够把选配编程到一个助听 器或一对助听器中，而无需在助听器和编程装置之间连接任何电线或 连接器。0079根据本发明，助听器系统的适当发送频率约为12MHz。 20该信号带宽使得用高达约100 kbit/s上行数据率和10 kbit/s下行数据率 进行发送成为可能，因而致使该系统能够实时发送(压縮的)上行音 频信号或者发送连续变化的上行或下行参数。助听器之间的直接通信 在高达100kbit/s的比特率下也是可能的。0080DSSS编码的信号对噪声和干扰天生具有很高的免疫性， 25并且如果例如8个不同的扩展码用于DSSS，则8个类似的系统可以在 约1米的系统可靠范围内同时使用。替代的实施例也可以利用其它的 发送频带，使更大的带宽成为可能，从而可以使用更高的数据吞吐率。
权利要求
1. 一种助听器系统，其包括助听器，其具有产成用于发送的连续数据的装置，和第一发送器， 5所述第一发送器用于发送基于所述连续数据并根据直接序列扩频 DSSS方案所调制的电磁信号；禾口外部单元，其具有第一接收器，用以接收根据DSSS方案所调制 的电磁信号；解调器，用以解调DSSS调制的信号；和解码器，用以 解码所解调的信号；以及用于根据所解码的信号产成输出数据的装置。10
2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一发送器包括第一调 制器，其具有用来产成双极性相移键控BPSK调制的信号的装置。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一发送器包括第二调 15制器，其具有用来产成频移键控FSK调制的信号的装置。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一接收器包括第一解 调器，其具有用来解调BPSK调制的信号的装置。20
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一接收器包括第二解调器，其具有用来解调FSK调制的信号的装置。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中所述助听器包括 第二接收器，其用于接收根据DSSS方案所调制的电磁信号；解25调器，其用于解调DSSS调制的信号；和解码器，其用于解码所解调 的信号；以及用于根据所解码的信号生成输出信号的装置；且所述外部单元包括用来产成连续数据以发送的装置，和第二发送 器，该第二发送器用于基于所述连续数据并根据DSSS方案调制来发 送电磁信号。30
7. 根据权利要求6所述的系统，其中所述发送器包括主部分，其 包括输出级、频率基准晶体以及由所述频率基准晶体控制的振荡器， 所述主部分与所述发送器在电学上是可分离的。
8. 根据权利要求6所述的系统，其中所述发送器包括从属部分。
9. 根据权利要求1所述的系统，其中所述解码器是米勒解码器。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中所述编码器是米勒编码器。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述助听器包括接收器，该接收器用来接收根据DSSS方案调制的电磁信号；解码器，其用来 解码所接收的信号并用来根据所解码的信号产成输出数据；和模式选 择装置，其用来选择性激活所述助听器的接收器或发送器。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部单元包括数据输入端；发送器，其用以发送基于输入数据并根据DSSS方案所调制的 电磁信号；以及模式选择装置，其用来选择性激活所述外部单元的接 收器或发送器。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一发送器和所述第二接收器包括共用的第一锁相环。
14. 根据权利要求6所述的系统，其中所述第二发送器和所述第 一接收器包括共用的第二锁相环。25
15. 根据权利要求12所述的系统，其中所述外部单元包括磁感应
16. 根据权利要求12所述的系统，其中所述外部单元包括扩音器。30
17. 根据权利要求1所述的系统，其中所述外部单元包括无线接P3。
18.根据权利要求1所述的系统，包括具有用于与所述外部单元通信的接口的计算机。
19. —种助听器系统，其包括第一助听器，其具有用来处理发送的输入数据的装置，和发送器，该发送器用来发送基于所述输入数据并根据DSSS方案所调制的电磁 信号；第二助听器，其具有用来处理发送的输入数据的装置，和发送器， io该发送器用来发送基于所述输入数据并根据DSSS方案所调制的电磁 信号；和外部单元，其具有用来接收根据DSSS方案所调制的电磁信号的 接收器，以及用来解码所接收的信号并基于所解码的信号生成输出信 号的解码器； 其中所述第一助听器的发送器和所述第二助听器的发送器适于协 调它们各自的发送，以避免发送冲突。
20. —种操作助听器系统的方法，包括 选择具有输入装置的助听器，以接收用于发送的输入数据； 从所述助听器发送基于所述输入数据并根据DSSS方案所调制的电磁信号；在外部单元中接收根据DSSS方案所调制的电磁信号，和用来解 码所接收的信号的解码器；基于所解码的信号生成所述外部单元的输出数据。
21. —种编程助听器的方法，包括 确定要由助听器补偿的听力损失；选择助听器，其适于根据存储在所述助听器中的程序设置补偿听 力损失，并适于接收和发送根据DSSS方案所调制的电磁信号； 30 使用计算机来生成适用于补偿所述听力损失的助听器的程序设 置； 从所述计算机向外部单元发送所述程序设置； 通过根据DSSS方案所调制的电磁波传输，从所述外部单元向所 述助听器发送所述程序设置；将所述程序设置存储在所述助听器中；从所述助听器发送基于来自听力的数据并根据DSSS方案所调制 的电磁信号；在所述外部单元中接收并解码根据DSSS方案所调制的电磁信号， 以便产成所解码的输入；和基于所解码的输出，从所述外部单元向所述计算机发送所述数据。
22.根据权利要求21所述的方法，其中来自所述助听器的数据包 含由所述助听器挑选的音频信号。
全文摘要
一种可编程助听器(1)，包括装置(5，6)，其用于从便携式模块(7)无线接收数据并向其发送数据，所述便携式模块(7)与所述助听器(1)相邻。所述便携式模块(7)具有装置(9，14)用以向所述助听器处理器(2)发送音频信号、调配数据或特殊指令，并包括装置(9，14)用以接收从所述助听器(1)发送的数据，包括表示所述助听器(1)中的实时信号处理参数的监控的数据。所述助听器/便携式模块组合的一个优选实例采用米勒编码的直接序列扩频无线电信号发送器和接收器(39)，用以在所述助听器1和所述便携式模块(7)之间发送和接收数据。这样能够远程控制或监控向助听器发送音频或对其进行编程，而无需外部连接器。
文档编号H04R25/00GK101124849SQ200580046722
公开日2008年2月13日 申请日期2005年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者S·基尔斯戈德 申请人:唯听助听器公司