用于建立无线音频网络的配对方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于建立用于辅助收听设备之间的音频数据传输的无线网络的方法和系统；尤其是，本发明涉及建立这种网络所需的配对过程。
【背景技术】
[0002]辅助收听设备是用于经由无线链路(例如RF链路)发送音频信号的音频信号发送单元，或用于经由这种无线链路接收来自另一辅助收听设备的音频信号的音频信号接收器单元。
[0003]用于辅助收听设备(例如听力仪器)的一种类型的无线网络使用电磁(即远场)链路，以用于将远程附属设备(例如无线话筒)连接到耳级接收器设备。
[0004]通常，这种远程无线话筒由教师用于在教室中教导听力受损的人(其中，所述教师的无线话筒所捕获的音频信号被发送给收听所述教师的、听力受损的人所佩戴的多个接收器单元)，或在若干人正在向听力受损的人讲话的情况(例如，在专业会议中，其中，每个扬声器被提供有无线话筒，并且听力受损的人的接收器单元从所有的无线话筒接收音频信号)。另一个例子是音频游览导游，其中，导游使用无线话筒。
[0005]辅助收听设备的另一典型的应用是在以下情况，其中，所述发送单元包括用于捕获环境声音(特别是从靠近用户的讲话者)的无线话筒，和/或到外部音频设备的网关，例如移动电话；此处，所述发送单元通常仅用于向由用户佩戴的接收器单元提供无线音频信号。
[0006]US 2005/0195996 Al涉及助听系统，所述助听系统包括由不同的讲话者佩戴的多个无线话筒，以及环绕收听者的颈部的接收器单元，其中声音由连接到接收器单元的耳机生成，其中通过使用扩频数字信号从话筒向接收器单元发送所述音频信号。接收器单元控制数据的传输，并且其还通过经由无线链路发送相应的控制信号来控制施加于每个发送单元的预放大增益电平。
[0007]WO 2008/098590 Al涉及助听系统，所述助听系统包括具有至少两个间隔开的话筒的发送单元，其中，单独的音频信号信道专用于每个话筒，并且其中，由用户在两个耳朵处佩戴的两个接收单元中的至少一个能够接收两个通道，并通过考虑两个信道在耳级(earlevel)执行音频信号处理，例如声学波束形成。
[0008]实现用于听力仪器的无线网络的一个选项是使用时分多址(TDMA)方案与集中式或分布式网络管理，其中，所述设备中的一个充当主(master)设备并确定时隙，在所述时隙期间，每个网络设备可以发送数据并将该发送安排传输给参与的设备。进入网络的设备必须首先利用网络主设备进行注册，并且可以随后请求预约时隙，以将其数据发送给接收方设备，g卩，一旦设备与网络同步，仅允许其发送一次。在所述网络使用跳频方案的情况下，主设备将必要的信息发送给同步的设备。
[0009]用于听力设备的无线网络的例子在US 2010/0166209 Al中描述，其中，经由无线网络从各个讲话者所佩戴的多个无线话筒向收听者佩戴的接收器单元发送音频信号。所述发送设备中的每个具有TDMA方案中的某些专用时隙，以向接收器单元发送由话筒所捕获的音频信号。
[0010]适于音频信号传输的无线网络的另一个例子是蓝牙标准。
[0011]US 2010/0158292 Al涉及一种无线网络，所述无线网络包括双耳助听器和其他组件(如移动电话)，其中，TDMA结构用于跳频方案，并且其中，在获取/同步期间，跳频方案具有降低数量的频率信道，并且新设备以不同于所述网络的帧速率的速率激活其接收器，直到从主设备接收到同步数据，于是，该新设备的帧时序被同步至网络的帧时序。
[0012]一般，建立私人通信网络需要两个步骤:首先，必须将设备配对，以及随后，必须将设备同步。配对过程通常涉及网络ID和网络规则(关于哪些设备允许以哪些方式与谁通信的规则)的交换；同步过程涉及关于网络协议和时序(即，以便同步到“网络时钟”)、跳频序列等信息的交换。
[0013]一般，配对可能需要用户动作，其可以自动地发生，或者可以在制造商处已经完成。例如，蓝牙耳机和移动电话之间的配对可能需要用户动作，而计算机鼠标和无线软件保护器(dongle)之间的配对通常在制造商处就已经完成了。关于配对过程的典型问题是可靠性(即，以确保与目标设备的配对是成功的)、选择性(即，避免无意地与不想要的设备配对)、入侵避免(以避免不想要的人能够对其设备之一进行配对)和隐私性(以避免不想要的人嗅探配对并成为网络的一部分)。
[0014]然而，可以通过使用正确预算的感应或RF链路来相对容易地实现可靠性，用于促进选择性、入侵避免和隐私性的各种方法在本领域中是已知的:可以通过仅在给定的时间窗期间启用配对来在时间中限制配对；这种时间窗可以例如通过按下按钮或在设备上电之后开始。较短的时间窗增强了保护，但使系统更加难以处理。可以在空间中限制配对，从而仅当两个设备处于给定的范围之内时配对是可能的；例如，感应链路的使用固有地导致严重的范围限制。可以通过要求用于确认和允许配对的某些用户动作来限制配对，例如，通过在两个设备上输入PIN码、读取和验证PIN码，按下OK按钮等。
[0015]US 2010/0255782 Al涉及用于音频信号发送/接收设备的自动配对过程，所述音频信号发送/接收设备诸如无线话筒、音乐播放器、PC或电视机的音频扩展设备，其中，通过控制发送功率，配对的范围是可调节的；要提到的是，最大允许配对距离可以被设置为从0.05m 到 0.5 米。
[0016]US 2009/0296967 Al涉及听力系统和电话装置之间的感应数字链路，其中，同一链路不仅用于配对，还用于音频数据传输。配对自动地发生。
[0017]WO 2010/1084921 Al涉及移动电话和助听器之间的感应近场音频数据链路，其中，所述近场链路还用于配对，其中配对自动地发生。
[0018]US 2011/0119491 Al涉及蓝牙设备之间的自动配对过程。
[0019]US 7，813，762 B2和US 8，027, 638 B2涉及耳级音频接收器与远程蓝牙设备的配对过程，其中，所述接收器可被提供具有一个或多个按钮，通过所述按钮，可以促进配对。
[0020]WO 2012/056298 A2涉及一种耳蜗植入系统的外部部分到远程设备的配对，其中，RF远场链路和近场链路并行参与。RF链路用于与远程设备的所期望的通信，而近场和RF链路二者都用于配对。“发起配对”命令和“确认配对”命令经由近场链路发送，而“配对”命令和“接受”命令经由RF链路发送。要提到的是，该设备可以被配置为使得通过按下单个按钮，所述设备中的任一个设备或二者都可以请求配对。
【发明内容】
[0021]本发明的目的是提供用于建立用于辅助收听设备之间的音频数据传输的无线网络，其中，该配对过程是简单的、直观的(从用户的角度)、快速的、可靠的和选择性的。
[0022]根据本发明，分别通过如权利要求1或28中所定义的方法以及如权利要求44或45中所定义的系统，实现了该目的。
[0023]在以下方面，本发明是有益的:通过设计该系统，使得用户在所述第一设备的操作期间的任意时间操作所述第一设备处的开关来发起配对，以及所述第一设备的第一收发器和所述第二设备的第二收发器以以下这种方式被控制:如果这两个设备之间的距离小于
0.1米，则由所述第二设备接受来自所述第一设备的配对信息消息(或者，在权利要求28和45的情况下，配对请求消息)具有超过90%的可能性，而如果第一音频设备和第二音频设备之间的距离超过I米，则具有小于10%的可能性，其中，在配对期间所使用的公共频率信道和音频数据传输信道位于相同的2.400到2.483GHz频率范围内，该系统可以由用户以非常简单和直观的方式来处理。“操作”第一设备意味着“操作”不包括所述第一设备的启动、斜升或建立阶段，即，配对仅在设备的“正常”操作期间被发起。
[0024]选择性和一定程度的私密性由相对小的最大配对距离提供，并且，在音频信号传输和配对二者仅必需单个射频范围的情况下，系统设计可以保持相对简单。
[0025]本发明的优选实施例在从属权利要求中限定。
【附图说明】
[0026]以下，将通过参考所附附图来示出本发明的例子，其中:
[0027]图1是可以与根据本发明的系统一起使用的音频组件的示意图；
[0028]图2至4是对根据本发明的系统的各种例子的使用的示意图；
[0029]图5是要与本发明一起使用的发送单元的例子的框图；
[0030]图6是要与本发明一起使用的接收单元的例子的框图；
[0031]图7示出了配对期间两个音频设备之间的信号交换方案的例子；
[0032]图8是对在图7的配对过程期间目标设备的扫描方案的说明；
[0033]图9是类似于图7的视图，其中示出了可替代例子；
[0034]图10示出了要在无线音频数据网络中使用的TDMA方案的例子；
[0035]图11示出了本发明的“传染性(contag1us)配对”特征的示意说明；以及
[0036]图12和13分别是类似于图7和8的视图，其中，示出了进一步的可替代例子。
【具体实施方式】
[0037]本发明涉及用于建立用于至少第一音频设备和第二音频设备之间的音频数据传输的无线网络的方法和系统，其中，所述第一和第二音频设备是辅助收听设备，并且可以被设计为用于经由无线RF链路发送音频信号的音频信号发送单元，或作为经由无线RF链路接收音频信号的音频信号接收器单元。第一音频设备可以是音频信号发送单元。第二音频设备通常是音频信号接收器单元，从其向用于刺激用户的收听的单元供给音频信号，其通常是扩音器，但包括任何其它类型的刺激，例如耦合到听小骨或直接耦合到耳蜗的耳蜗植入电极或可植入式机电制动器。第二音频设备可以是连接到或集成到听力仪器内的耳级接收器单元，或者其可以连接到安装到或安装在室内的扩音器系统。
[0038]图1示出了可以形成这种无线音频网络的一部分的音频设备的例子。在发送侧所使用的设备可以是例如:由室内的讲话者针对观众所使用的无线话筒；具有集成的或电缆连接的话筒的音频发送器，其由教师在教室中针对听力障碍的小学生/学生使用；声音报警系统，如门铃、火灾报警或婴儿监视器；音频或视频播放器；电视设备；电话设备；对音频源(像移动电话、音乐播放器)的网关，等等。发送设备包括移动(例如，身体佩戴的)设备以及固定的设备。在接收器侧的设备包括耳机、各种助听器、耳件，其例如用于在演播室应用提示设备或用于转换通信系统和扬声器系统。所述接收器设备可以用于听障人士或听力正常的人。在接收器侧还可以使用网关，其将接收到的音频信号