专利名称：一种无线发射设备及音频发射系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种无线发射设备及音频发射系统。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高，数码产品在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。]\^3、]\^4、]\^5、液晶电视、手机、投影仪、？冊( 0汁31316 Navigation Devices，便携式自动导航系统)等具有播放音视频功能的设备逐渐得以普及，极大地丰富了人们的业余生活。然而，现有播放设备往往是有线的，无法将音视频信息(如音乐等)以无线方式进行发射和传输。因此，也就不能将语音以无线方式通过音箱或耳机等设备播放出来。如果要以有线方式传输并对其进行播放，则需要将有线播放设备通过电线与音箱等设备连接起来。此种方式操作繁琐且占用空间，距离也很有限。有线播放设备及有线播放方式将逐渐无法满足人们对高品质生活的追求。然而， 当前有线播放设备数量庞大，完全丢弃所有有线播放设备而重新选择无线播放设备则过于浪费，也很不现实。而且并非所有现有播放设备都具有无线播放功能，并且无线播放设备价格相对较高。此外，目前绝大多数音频数据以数字方式进行传输，一般采用2. 4G无线技术。然而，此种传输方式不具有穿透性，也就是说，无线音频播放设备与音箱等接收设备之间不能存在屏障。举例，如果无线播放设备与接收设备不在同一房间内，则该接收设备无法接收到该播放设备发射的音频信息。也就是说，此种情况下，该无线播放设备、无线接收设备无法得以正常使用。并且采用2. 4G无线技术的音频播放设备、接收设备的功耗也非常大，不适用于便携式产品中。
实用新型内容本实用新型提供了一种能够解决以上问题的无线发射设备及音频发射系统。在第一方面，本实用新型提供了一种无线发射设备，包括接口，连接该无线发射设备与现有播放设备，以便接收来自该现有播放设备的音频信息；发射机，与该接口相连，以便接收所述音频信息，并在主信道中发射该音频信息， 在信道边带上发射控制信息，以得到相应射频信号；天线，与该发射机相连，以便将携带该音频信息、控制信息的射频信号通过该天线辐射出去。进一步地，所述接口为3. 5毫米耳机接口、2. 5毫米耳机接口、USB接口、Mini-USB 接口、MIDI接口、6. 25毫米/3. 5毫米/2. 5毫米三芯或者二芯TRS接头、RCA接头、XLR卡农接头中的一个公头接口。[0013]进一步地，所述天线为内置天线或者复用音频线为发射天线。进一步地，所述无线发射设备还包括未占用信道扫描单元，且该未占用信道扫描单元与该天线相连，以便该未占用信道扫描单元将其识别出的未被占用信道提供给该天线，该天线基于该信道将所述射频信号辐射出去。进一步地，所述发射机还包括音频加密模块、RDS和加密密钥模块、多路选择器。该 RDS和加密密钥模块一端与该音频加密模块相连，另一端与该多路选择器相连，以便该RDS 和加密密钥模块向该音频加密模块提供加密密钥，及向该多路选择器提供RDS信息。该音频加密模块输入端与所述接口相连，输出端与该RDS和加密密钥模块相连，以便通过该加密密钥对来自该接口的音频和/或视频信息做加密处理。该多路选择器输入端与该音频加密模块、该RDS和加密密钥模块相连，以便将该加密后的音频信息与该RDS信息进行合并， 从而得到复合信号。该多路选择器输出端与调制器相连，以便该调制器对该复合信号进行调制。进一步地，所述发射机包括调制器。该调制器与所述多路选择器相连，以便对所述复用信号进行调制，使该加密后的音频信息在主信道中发射，该RDS信息在信道边带上发射，以得到相应射频信号。进一步地，所述发射机还包括音频输入端。且所述音频加密模块通过该音频输入端与所述接口相连，以便将来自该接口的音频信息通过该音频输入端传输至该音频加密模块。进一步地，所述调制器为调频器。在第二方面，本实用新型提供了一种音频发射系统，包括第一方面所述的一种无线发射设备，并包括一现有播放设备。且该无线发射设备通过其接口与该现有播放设备相连。本实用新型在不改变现有播放设备功能基础上，使现有播放设备具有无线发射信号功能。并且由于本实用新型能够用在任意(或绝大多数)现有播放设备中。因此，用户只需要拥有一个本实用新型的无线发射设备，就能够使其所拥有的所有或多数播放设备具有无线播放功能，大大节约了成本。此外，本实用新型的无线发射设备由于使用调频方式， 因此使该无线发射设备具有穿透性，给用户带来了方便，同时使该无线发射设备功耗相对较低。
下面将参照附图对本实用新型的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中图1是本实用新型一个实施例的无线发射设备示意图；图2是本实用新型一个实施例的无线发射设备电路结构示意图；图3是本实用新型一个实施例的图2中发射机的电路结构图；图4是本实用新型一个实施例的无线发射音频数据的方法流程图。
具体实施方式
本实用新型利用现有播放设备，通过将一个独立设备——无线发射设备插入到该现有播放设备上，从而使现有播放设备具有无线发射信号功能，进而使得现有播放设备能够通过音箱、耳机等设备将音乐等语音信息播放出来。其中，现有播放设备可以是MP3、MP4、 MP5、液晶电视、手机、麦克风等任意一种音频和/或视频播放设备。图1是本实用新型一个实施例的无线发射设备示意图。该无线发射设备从外观上看，包括发射设备主体110、连接线120、接口 130。其中该发射设备主体110包括充电接口 111和开关112。图1中，该发射设备主体110内置电路板，该电路板用于将该无线发射设备中的所有电学器件固定并连接起来，以实现该无线发射设备的无线发射信号功能。该充电接口 111是为该无线发射设备提供充电功能的接口。用户可通过将该充电接口 111插入到电脑等设备中，从而为该无线发射设备充电。需要说明的是，该充电接口 111不限于仅采用图1所示USB接口，其也可以采用其他任意接口，或者采用两项(或三项)插头。此外，该无线发射设备也可以不采用充电方式， 而是通过纽扣电池等方式为该无线发射设备提供电能。该开关112为用户提供开启及关闭该无线发射设备的功能。该连接线120—端连接至该发射设备主体110，另一端连接至该接口 130，其基本功能是传输音视频数据。此外，由于该连接线120是金属的，因此还可以将该连接线120作为该无线发射设备的发射天线。该接口 130可以是任意一种类型的公头接口，其用于将本实施例的无线发射设备与具有相应接口类型的现有设备连接起来。该接口 130不限于图1所示的耳机接口，即不限定在3. 5毫米或2. 5毫米耳机公头接口，其还可以是6. 25毫米/3. 5毫米/2. 5毫米三芯或者二芯TRS接头、RCA接头、XLR 卡农接头、USB接口、Mini-USB接口、MIDI接口等任意一种类型公头接口。需要说明的是，本实用新型的无线发射设备外形结构不限于图1所示。举例，该无线发射设备外形还可以是内置天线，且接口是USB接口，此时该无线发射设备外形类似于现有优盘设备。图2是本实用新型一个实施例的无线发射设备电路结构示意图。该无线发射设备200包括接口 130、发射机210、控制器220、天线240 ；较佳地，该无线发射设备200还包括未占用信道扫描单元230。该无线发射设备200通过其接口 130接入到现有的任意一种播放设备中，如接入到手机中。此时，该无线发射设备200就能够接收到来自该现有播放设备的音频信号。其中，该接口 130可以是任意一种类型的接口，如3. 5毫米耳机接口、2. 5毫米耳机接口、USB 接口、Mini-USB 接口、MIDI 接口等。该发射机210通过该接口 130接收来自该现有播放设备的音频信号、控制信号，并在主信道中发射该音频信息，同时在信道边带中发射该控制信息，以得到相应的调制信号。 其中，该控制信号为RDS信息或标示符(ID)。较佳地，该发射机210为FM(调频)发射机，其使用FM广播波段。进而该发射机 210是具有RDS (无线电数据系统)和音频加密能力的调频发射机。该发射机210的具体工作原理参见图3及其相应说明部分。该未占用信道扫描单元230用于快速识别一个未被占用的信道，即其用于发现空闲信道，并将其识别出的一个未被占用信道作为发射信道。该天线240将来自该发射机210的射频信号以电磁波形式向其周边辐射出去。较佳地，该天线240根据由该未占用信道扫描单元230所识别出的一个未被占用信道并利用该信道，将来自该发射机210的射频信号以电磁波形式向其周边辐射出去。该控制器220用于控制该无线发射设备200中所有模块的各项操作(包括控制发射机210中各个子模块的操作)，使该无线发射设备200能够统一协调地工作。图3是本实用新型一个实施例的图2中发射机的电路结构图。该发射机210包括音频输入端311、音频加密模块312、多路选择器313、调频器314、功率放大器315，以及RDS 和加密密钥模块316。该音频输入端311通过该接口 130接收来自现有播放设备的音频信息并且被耦合向该音频加密模块312提供音频输出。该音频加密模块312从该RDS和加密密钥模块316中接收加密密钥，并向该多路选择器313提供加密后的音频输出。该RDS和加密密钥模块316被示出向该多路选择器313提供RDS输出。较佳地， 该RDS和加密密钥模块316还向该多路选择器313提供备用频率(AF)输出。该多路选择器313将该加密后的音频信息与该RDS信息进行合并，并将该合并后的信息输出至该调频器314。较佳地，该多路选择器313将该加密后的音频信息与该RDS信息、该备用频率(AF) 进行合并，并将该合并后的信息输出至该调频器314。该调频器314接收来自该多路选择器313的该合并后的信息，并对其进行频率调制，使其在主信道中发射音频信息，在信道边带中发射控制信息，从而得到相应的调频信号 (即FM信号)。该功率放大器315将来自该调频器314的FM信号进行放大处理，从而得到放大后的FM信号。该天线240接收来自该功率放大器315的该放大后的FM信号，并将其以电磁波形式辐射出去。下面详细阐述图3中各模块工作原理。该音频输入端313响应音频输入并将其传递给音频加密模块312，该音频加密模块312选择性地用加密密钥加密接收到的该音频信息。这个选择有利地允许接收端用户收听调频信道而不用关心信息的安全性。也就是说，一个不受欢迎的入侵者无法收听到该调频信道中的音频信息。该音频加密模块312可采用已知的加密技术执行加密，比如但非限制于子带扰码。在子带扰码中，音频输入被转换成子带信号，该子带信号在加密密钥的控制下被混洗 (shuffled)，然后该子带信号被转换成时域音频信号。时域音频信号特性通过此加密过程已被改变，因此加密的音频信息不再易读。该RDS和加密密钥模块316向该音频加密模块312提供加密密钥，并向该多路选择器313提供RDS、备用频率(AF)。RDS是一个使用FM无线广播发送少量数字信息的通信协议标准。RDS系统标准化了几种发射信息类型，包括时间、曲目(title)/艺术家(artist)信息以及电台标识符。RDS可使用边带数字数据，也就是说，主频带信号强度相当小的信道的边带被用于发射，该边带数字信号的使用有效地减少或避免了来自其他信道的干扰。替换地，本实施例也可以不使用加密密钥，而使用标识符(ID)来提高系统安全性。该多路选择器313接收该加密后的音频、该RDS和备用频率(AF)，并将其进行合并以形成复用信号。其中，RDS用来携带各种服务信息，包括时间、曲面、艺术家、电台标识符等。一个例子中，该备用频率(AF)为该RDS的子载波，该备用频率可以用来协调频率切换以确保总是可以在移动环境中接收到较佳的信号该调频器314接收来自该多路选择器313的复用信号，并在正在使用的调频频带下，用一个选择的调频载波进行频率调制，以使该发射机210能够在主信道上发射加密的音频信号，在信道边带上发射控制信息，从而得到相应FM信号。一个例子中，该控制信息为加密密钥。另一个例子中，该控制信息为标识符(ID)。该功率放大器315接收来自该调频器314的FM信号，并对该FM信号进行功率放大处理，然后再将该放大后的FM信号通过该天线240向其周围辐射出去。在本实用新型的一个较佳实施例中，当该无线发射设备200未被调谐到一个可用于发射的信道时，通过未被占用信道扫描单元230进行扫描，以找到一个可用信道。进一步地，为了提高扫描的可靠性和性能，在执行无干扰信道扫描时需要考虑已确定为空闲的一个信道的边信道的品质因数(FOM)。具体实现方法可参见12/137，535号美国非临时性专利申请，该专利公开了一项被称为“未占用信道扫描(Clear Channel Scan, 简写CCS)”的技术。图4是本实用新型一个实施例的无线发射音频数据的方法流程图。其中，该无线发射音频数据的设备为一个独立的无线发射设备。在步骤410，该独立的无线发射设备通过其接口与一现有播放设备相连，如与现有 MP3、MP4、MP5或手机相连。其中，该接口为任意一种类型的接口，如耳机接口或USB接口。在步骤420，该独立的无线发射设备通过其接口接收来自该现有播放设备的音频信息和控制信息，且该控制信息为加密密钥或标识符(ID)。在步骤430，该独立的无线发射设备在主信道中发射该音频信息，在信道边带上发射该控制信息，以得到相应调频信号。在步骤440，该独立的无线发射设备将该携带音频信息、控制信息的调频信号通过其天线辐射出去。需要说明的是，由于FM模拟信号的衍射特性决定了 FM信号可绕过较大障碍物 (如可绕墙)。因此，采用调频(FM)方式对于本实用新型的无线发射设备来说，意义重大。 但本实用新型并未被限定在仅可以采用调频(FM)方式，实际上本实用新型也可以采用调幅(AM)等其他调制方式。并且本实用新型也并未被限定在仅用于发射音频信号，也可以用于发射视频信号，或者音视频信号。显而易见，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下，在此描述的本实用新型可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本实用新型所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。
权利要求1.一种无线发射设备，其特征在于，包括接口，连接该无线发射设备与现有播放设备，以便接收来自该现有播放设备的音频信息；发射机，与该接口相连，以便接收所述音频信息，并在主信道中发射该音频信息，在信道边带上发射控制信息，以得到相应射频信号；天线，与该发射机相连，以便将携带该音频信息、控制信息的射频信号通过该天线辐射出去。
2.如权利要求1所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述接口为3.5毫米耳机接口、2. 5毫米耳机接口、USB接口 ,Mini-USB接口 ,MIDI接口、6. 25毫米/3. 5毫米/2. 5毫米三芯或者二芯TRS接头、RCA接头、XLR卡农接头中的一个公头接口。
3.如权利要求1所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述天线为内置天线或者复用音频线为发射天线。
4.如权利要求1所述的一种无线发射设备，其特征在于，该无线发射设备还包括未占用信道扫描单元，且该未占用信道扫描单元与该天线相连，以便该未占用信道扫描单元将其识别出的未被占用信道提供给该天线，该天线基于该信道将所述射频信号辐射出去。
5.如权利要求1所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述发射机还包括音频加密模块、RDS和加密密钥模块、多路选择器；该RDS和加密密钥模块一端与该音频加密模块相连，另一端与该多路选择器相连，以便该RDS和加密密钥模块向该音频加密模块提供加密密钥，及向该多路选择器提供RDS信息；该音频加密模块输入端与所述接口相连，输出端与该RDS和加密密钥模块相连，以便通过该加密密钥对来自该接口的音频和/或视频信息做加密处理；该多路选择器输入端与该音频加密模块、该RDS和加密密钥模块相连，以便将该加密后的音频信息与该RDS信息进行合并，从而得到复合信号；该多路选择器输出端与调制器相连，以便该调制器对该复合信号进行调制。
6.如权利要求5所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述发射机包括调制器；该调制器与所述多路选择器相连，以便对所述复用信号进行调制，使该加密后的音频信息在主信道中发射，该RDS信息在信道边带上发射，以得到相应射频信号。
7.如权利要求6所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述发射机还包括音频输入端；所述音频加密模块通过该音频输入端与所述接口相连，以便将来自该接口的音频信息通过该音频输入端传输至该音频加密模块。
8.如权利要求5所述的一种无线发射设备，其特征在于，所述调制器为调频器。
9.一种音频发射系统，其特征在于，包括权利要求1所述的一种无线发射设备，并包括一现有播放设备；且该无线发射设备通过其接口与该现有播放设备相连。
专利摘要本实用新型涉及一种无线发射设备及音频发射系统。该无线发射设备包括接口、发射机、天线。该接口连接该无线发射设备与现有播放设备，以便接收来自该现有播放设备的音频信息。该发射机与该接口相连，以便接收所述音频信息，并在主信道中发射该音频信息，在信道边带上发射控制信息。该天线与该发射机相连，以便将携带该音频信息、控制信息的射频信号通过该天线辐射出去。本实用新型能够使现有播放设备具有无线发射功能，其能够应用于所有或绝大多数的现有播放设备中。
文档编号H04B1/04GK202085152SQ20112002527
公开日2011年12月21日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者郭杭伟 申请人:北京昆天科微电子技术有限公司