專利名稱：數(shù)字麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種麥克風(fēng)，尤其是涉及一種數(shù)字麥克風(fēng)，換句話說，在這樣的麥克風(fēng)中，來自麥克風(fēng)傳感器的信號已經(jīng)在麥克風(fēng)中被數(shù)字化，并且相應(yīng)的麥克風(fēng)信號由麥克風(fēng)通過電纜或者通過無線的方式以數(shù)字的方式發(fā)送，例如在麥克風(fēng)接收機中、預(yù)放大器等等。
背景技術(shù)：
高質(zhì)量的音頻數(shù)據(jù)在A/D轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。如果通常例如在演播室技術(shù)中，處理方法包括以48kHz、例如16比特的字寬度采樣音頻信號，結(jié)果是每個信道 768000bit/s的數(shù)據(jù)流，其在立體聲信道的情況下意味著超過1. 5Mbit/s。為了保護(hù)以這種方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不會有傳輸誤差，以附加比特的方式添加冗余， 該附加比特用在用于誤差識別和誤差校正的接收端。結(jié)果，基于各自所需的校正容量，要發(fā)送的數(shù)據(jù)量再次大大增加。為了減少要發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)的數(shù)量，經(jīng)常使用壓縮處理，例如根據(jù)MPEG標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)它們根據(jù)多種處理方式來處理較長的音頻數(shù)據(jù)塊時，它們減少了包含在音頻信號范圍中的冗余。隨著數(shù)據(jù)塊大小的增長，能夠達(dá)到的壓縮率增大了，而數(shù)據(jù)量降低了。經(jīng)歷有損和無損處理的處理過程是公知的，前者達(dá)到了更高的壓縮率。由于只有在數(shù)據(jù)塊完全到達(dá)的時候才會對其進(jìn)行處理，因此，塊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在傳輸系統(tǒng)中產(chǎn)生延遲。這種應(yīng)用不僅要考慮發(fā)送端還要考慮接收端。在一些應(yīng)用中其效果是不需要的，尤其在演播室應(yīng)用中，其中特別使用現(xiàn)有種類的麥克風(fēng)。如果傳輸路徑是在音頻產(chǎn)生鏈的開始，則音頻信號中冗余的減少是不利的。接下來的處理步驟可能會以這種方式影響音頻信號，即，其質(zhì)量明顯受損。另外，聲音混頻器的自由產(chǎn)生選項將會受到限制。因此，在高質(zhì)量的傳輸情況下，不希望進(jìn)行壓縮處理，也就是說，例如在演播室中，在從麥克風(fēng)到前置放大器、混頻器、記錄單元等的路徑上不希望進(jìn)行壓縮處理。壓縮的音頻信號對傳輸誤差更加敏感。在壓縮的數(shù)據(jù)塊中擾亂幾個比特會導(dǎo)致整個塊的無用。因此，對于誤差校正需要采取進(jìn)一步的預(yù)防措施，借此，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量再次增加。對于某些誤差的情況，數(shù)據(jù)量的減少可以通過必要的誤差保護(hù)完全抵消 (nullify)，并且甚至變得恰恰相反。上述各個方面使得音頻數(shù)據(jù)壓縮處理的使用基本上都存在問題，從而致使有可能應(yīng)全部作廢對其的使用，至少對于演播室中的記錄音頻而言應(yīng)該這樣。用于音頻數(shù)據(jù)的數(shù)字無線電傳輸?shù)默F(xiàn)代系統(tǒng)在允許高占用帶寬的頻率范圍內(nèi)操作，該系統(tǒng)必須不用壓縮處理進(jìn)行管理，或者只用低壓縮因素來管理。一般是在900MHZ和 MOOMHz的ISM帶寬。占用的帶寬可以是幾MHz。然而應(yīng)該注意到，那些頻率范圍還可以用于許多其他的無線電系統(tǒng)。給定使用的優(yōu)先(prioritisation)在那些頻率范圍內(nèi)通過授權(quán)規(guī)則的效力是不可能的。因此，從麥克風(fēng)到接收機的音頻數(shù)據(jù)的傳輸在任何時刻都有被不希望的方式擾亂的危險，這是因為其他的發(fā)射機可能在相同頻帶的接近位置上傳輸。在ISM基帶外的沒有常規(guī)間隙(clearance)的頻率范圍對于專業(yè)使用是可用的。 沒有干擾的傳輸在這里是有可能的。從歷史觀點看應(yīng)該注意到，由于模擬無線傳輸，需要低占用帶寬的授權(quán)規(guī)則被應(yīng)用到這些頻率范圍。因此，例如對UHF范圍內(nèi)的無線麥克規(guī)定了最大為200kHz的占用帶寬(在歐洲)。不過，在這種窄帶寬中，具有微小傳輸延遲的高質(zhì)量和高數(shù)據(jù)率數(shù)字傳輸系統(tǒng)是不可用的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種數(shù)字傳輸方法，尤其是用于麥克風(fēng)或無線路徑，可以使用該系統(tǒng)來傳輸音頻數(shù)據(jù)的高數(shù)據(jù)流，不必使用并非必要的音頻數(shù)據(jù)壓縮處理，即使是對于誤差校正處理，也提供足夠的傳輸率，其具有非常低的延遲，并且允許用于發(fā)射機和接收機兩者的電池工作模式，而其在無線信道中具有低的占用帶寬。根據(jù)本發(fā)明，這些目的通過傳輸方法來獲得，該方法具有獨立權(quán)利要求中提到的特征，以及通過實現(xiàn)該傳輸方法的麥克風(fēng)系統(tǒng)/無線路徑來獲得。在所附權(quán)利要求書、說明書和附圖中公開了這種有利的開發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的傳輸方法和根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)的特殊特性在于，同時在小帶寬上進(jìn)行實時高數(shù)據(jù)率傳輸是有可能的。因此，例如利用2-8 bit/symbol，優(yōu)選為4 bit/ symbol，提供麥克風(fēng)音頻信號的高質(zhì)量傳輸是有可能的。就這一點來說，不只無線音頻麥克風(fēng)傳輸具有前景，有線音頻麥克風(fēng)傳輸也有前景。


本發(fā)明的特定優(yōu)點和本質(zhì)在下文的說明書中將詳細(xì)描述。
關(guān)于附圖
圖1示出了發(fā)送設(shè)備的組件，
圖2示出了接收設(shè)備的組件，
圖3示出了音頻源的電路框圖，
圖4示出了特殊的非線性特性，
圖5示出了 A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)備的異步時鐘，
圖6至圖9示出了用于無線發(fā)射麥克風(fēng)的觸敏分集式天線，
圖10示出了用于沒有自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，
圖11示出了用于具有自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，
圖12示出了具有自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼和可變指示的傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，
圖13示出了頻譜屏蔽，以及
圖14示出了后誤差隱藏的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
在如圖1所示的發(fā)送設(shè)備中，音頻源10發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，其用于數(shù)據(jù)傳輸。該音頻源可以包括非線性特性，其對較短的字長執(zhí)行信號的預(yù)編碼。幀產(chǎn)生裝置20以規(guī)則間距把附加數(shù)據(jù)22引入到數(shù)據(jù)流中。其用作在接收端同步數(shù)據(jù)流，和/或用于發(fā)送發(fā)射機的數(shù)據(jù)狀態(tài)，和/或用于發(fā)送分別用于控制或管理發(fā)射機或接收機的檢測總和(check sum)或其他數(shù)據(jù)。幀產(chǎn)生裝置能夠輸出根據(jù)數(shù)據(jù)的相關(guān)性被存儲的數(shù)據(jù)流。這樣，高重要性的位和低重要性的位可以存儲在幀中的給定位置。在信道編碼器30中，給有用的數(shù)據(jù)添加冗余，以便在接收端進(jìn)行誤差校正。為了這個目的，輸入的數(shù)據(jù)以長度N的短分組進(jìn)行分組。從中形成長度M>N的碼字。長度為 N的分組包含多種相關(guān)程度的數(shù)據(jù)，其可以提供給自動誤差校正系統(tǒng)。因此，該相關(guān)程度保持在長度為M的分組中。碼字經(jīng)過隨后的信號產(chǎn)生器35形成復(fù)雜的調(diào)制符號。在這一點上，其利用2M的符號量(symbol supply of the amount)。在這一點上，單個的調(diào)制符號就振幅和/或相位來說是不同的。每一個符號表示包含冗余的M比特數(shù)據(jù)流。在這種情況下，多種相關(guān)程度可能歸因于符號內(nèi)的相應(yīng)比特位置。具有高相關(guān)的數(shù)據(jù)與更安全的位置相關(guān)，反之亦然?？蛇x擇的，符號產(chǎn)生器可以設(shè)計成在每種情況下，有關(guān)先前的碼字的差 (difference)被轉(zhuǎn)換，以提供調(diào)制符號。隨后的信道濾波器40限制符號流的頻譜，并因此形成發(fā)射頻譜。在HF發(fā)射機45中，過濾的符號數(shù)據(jù)流被轉(zhuǎn)換成模擬信號，并且被調(diào)制到HF載波上，被放大、并且由天線陣列(arrangement)46輻射出去。就這方面而言，有可能使用單個的天線以及天線陣列，該天線陣列包括很多段，優(yōu)選地，其自動激勵包含更適宜發(fā)射的段。在相應(yīng)于圖2的接收設(shè)備中，單信道或多信道天線陣列86接收HF信號。它在單信道或在多信道的HF接收機85中進(jìn)行放大，經(jīng)過粗略的預(yù)濾波，從HF載波中分離出來，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號。在每種情況下，在轉(zhuǎn)換器設(shè)備中實現(xiàn)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換器設(shè)備利用自動和固定的時鐘工作，固定的時鐘相對于發(fā)射機為異步。這使時鐘抖動最小化。在每種情況下，后續(xù)數(shù)字信號處理的有些部分也以相對于發(fā)射機為異步進(jìn)行工作，并且最終只在音頻接收器(sink) 50中被同步。單信道或多信道濾波器80選擇發(fā)射頻譜，并且各自重新構(gòu)建發(fā)射的符號流。符號解碼器75把一個或多個符號流重新構(gòu)造成復(fù)雜的包括2"符號量的調(diào)制符號。為了組合多個符號流，有可能求助于來自各自接收級的邊(side)信息、來自理想位置的符號的各自間距，和/或傳輸信道的失真的這些項(item)。用這種方式確定的長度M的碼字在信道解碼器70中被用于誤差檢測，并且可能被校正。添加在發(fā)射機中的冗余被移除，并且長度為N的分組被組裝(assemble)，以提供完整的幀。在拆幀器(frame disassembler) 60中，在發(fā)射端添加的附加數(shù)據(jù)62被分離、有可能被估計、并且傳輸?shù)妮敵龅囊纛l數(shù)據(jù)流。先前基于相關(guān)而存儲的比特被返回到它們最初的位置。音頻接收器50包含對殘留誤差的檢測和掩蓋(masking)的處理，其不包含來自數(shù)據(jù)流的次要信息項(item)。只有校驗和檢測數(shù)據(jù)流，用于殘留誤差的存在。僅當(dāng)接收的幀已經(jīng)被確定為錯誤的時候才使用由該處理方法確定的校正值。
一些描述的部件，它們的功能和/或它們的組合在多種技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)是公知的。然而，根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了已在上面描述的目的，在于，獲得該目的的部分新方式在于組件，所需的參數(shù)可以這樣來選擇，即，提供更有利的解決方案、或結(jié)合新的功能性，其對于用戶尤其有利。圖3示出了音頻源，尤其是用于數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的傳輸?shù)囊纛l源。其中的功能用來提供將被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。因此，該裝置包括用來接收模擬輸入信號的裝置和數(shù)字化設(shè)備。為了饋給模擬輸入信號，該裝置包括用于麥克風(fēng)的插頭連接102，和/或直接連接的麥克風(fēng)101，和/或常規(guī)的模擬高電平輸入103。通過調(diào)整放大器105把輸入信號適配到A/D轉(zhuǎn)換器107的激勵范圍。限定設(shè)備 106用來阻止驅(qū)使過度。A/D轉(zhuǎn)換器107提供寬度K的采樣值。在演播室技術(shù)中，其通常是M比特。連接下游的非線性特性109把采樣值的字寬減少到寬度L。在這種情況下，更壞的信噪比被故意接收。應(yīng)該注意到，電信領(lǐng)域中公知的段特性(segment characteristic)在這兒是不適合的。其段特性導(dǎo)致信噪比的階躍變化。在標(biāo)準(zhǔn)的演播室技術(shù)中是可以聽到的，并且因此要被避免。根據(jù)在圖4中所示的本發(fā)明的特性避免了上述的缺陷。在輸入和輸出信號之間的線性關(guān)系用于小的輸入信號120。對于大的輸入信號 121，在輸入和輸出信號之間存在非線性關(guān)系。其例如可能是對數(shù)關(guān)系。在段120和121之間的交叉點A處，段121被計算成以持續(xù)的方式與段120相接，也就是說，沒有結(jié)(kink)。 至于交叉點A，段120與段121相切。通過選擇交叉點A、段120的梯度和段121的曲率的優(yōu)點，在寬度限制范圍內(nèi)可以改變特性的屬性。以對稱的關(guān)系相應(yīng)地提供具有交叉點A’的段122和123，用來對輸入值求反，如圖4所示。對于段121或者123來說，還有可能分別再細(xì)分成不同曲率的子段，其中，這些曲率被選擇成保證固定的轉(zhuǎn)變(transition)?？蛇x地，字寬可以通過切掉不太重要的位來減少，在這種情況下，優(yōu)選使用一種抖動算法來形成白噪聲。另外或者可選地，音頻源可以具有數(shù)字輸入104。在這種情況下，已經(jīng)是數(shù)字的信號直接傳給非線性特性109?？赡苄枰耆淖?change-over)開關(guān)108，以便在不同的輸入之間完全切換，不管是模擬還是數(shù)字狀態(tài)。關(guān)于幀產(chǎn)生裝置、信道編碼器和符號產(chǎn)生器的參數(shù)設(shè)計，該裝置基本上涉及以下方面的自由度，即，幀長度的選擇、用于誤差校正的冗余位的數(shù)量，和每符號要被發(fā)射的比特數(shù)。這兒，基本的限制是HF傳輸中的低帶寬。因此，必須被傳輸?shù)谋忍氐臄?shù)量必須保持盡可能低。因此，不可能添加大量的冗余比特。另外，需要傳輸每符號的多個比特。用于組織或與接收端同步數(shù)據(jù)流所需的比特數(shù)也會有明顯的影響。
另一個限制是可允許的延遲時間。長的幀長度在發(fā)射和接收端可能需要大量的輸入和輸出緩沖器，因此增加延遲時間。同樣的情況也會應(yīng)用到大的塊長度的信道碼上。為了能夠在更少占用帶寬的情況下傳輸所需的數(shù)據(jù)量，在調(diào)制符號中同步傳輸M 比特。 根據(jù)本發(fā)明，選擇信道編碼器30，以便從長度為N的數(shù)據(jù)塊開始處理相同長度M的輸出字作為調(diào)制符號。另外，把幀長度選擇為采樣值的字長度L的整數(shù)倍，并且同時是長度N的整數(shù)倍。如果在幀中需要例如用于同步的附加數(shù)據(jù)，那么它們利用采樣值的冗長 (omission)將被嵌入到幀中。根據(jù)上面指示的規(guī)則，通過參數(shù)設(shè)計最小化用于數(shù)據(jù)同步的復(fù)雜性和花費。通過調(diào)制符號自動同步信道碼字。短的比特模式(pettern)足夠用于整個幀的同步。當(dāng)整個幀經(jīng)過信道編碼器時，包括所有附加比特的所有比特被保護(hù)，以防止傳輸誤差。附加比特的數(shù)量需求被最小化。可選地，一些位可以被排除在保護(hù)之外，如果它們被認(rèn)為是不太重要的或者是不值得保護(hù)的話。如果每個調(diào)制符號的比特數(shù)量被選擇為信道編碼器的輸出字寬度的整數(shù)倍，則提供特別有利的特性。如果基本上考慮的不止是一個幀而是多個幀進(jìn)行組合以提供組，并且如果這個組接著被看作是前述所理解的幀，那么上述的規(guī)則還可以應(yīng)用。通常，在用于音頻信號的數(shù)字接收機中，所有的組件利用時鐘進(jìn)行工作，該時鐘通過除法從公共主時鐘獲得。它尤其還包括用于A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)備的時鐘，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備對來自HF部分的模擬信號進(jìn)行數(shù)字化。主時鐘通過時鐘恢復(fù)電路來調(diào)整，以便其被準(zhǔn)確調(diào)整到傳輸信號。該裝置總是涉及某些時鐘抖動，其作用在A/D轉(zhuǎn)換器上，導(dǎo)致次最佳結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明，通過圖5所示的裝置避免了上述缺點。表示過濾的符號數(shù)據(jù)流的輸入模擬信號被提供給A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)備210。采樣時鐘215獨立操作系統(tǒng)的所有保留時鐘。其被固定設(shè)置到一個頻率，該頻率是所需的基帶采樣速率的倍數(shù)。數(shù)字符號經(jīng)過插值設(shè)備240和符號時鐘恢復(fù)設(shè)備220。符號時鐘恢復(fù)設(shè)備基于數(shù)字化的符號流計算實際的符號，并且把其傳送給插值設(shè)備 240。在插值設(shè)備MO中，符號再次以實際的符號速率被采樣，并且因而減少到實際的符號速率。以這種方式獲得的符號接著經(jīng)過進(jìn)一步的接收電路250，即，信道解碼器和拆幀裝置，然后傳送給短FIFO存儲器沈0。用于FIFO存儲器的讀出時鐘是基于實際的符號時鐘， 該實際的符號時鐘通過時鐘乘法器和/或時鐘除法器225和抖動抑制裝置230而獲得。對上述傳輸方法的補充或者可選的，本發(fā)明的應(yīng)用還涉及用于無線傳輸麥克風(fēng)的觸敏分集式天線(antenna diversity) 0該分集式天線可以和數(shù)字麥克風(fēng)(在上文中描述的)一起構(gòu)造，或者也可以單獨構(gòu)造。這種具有連接天線的無線麥克風(fēng)發(fā)射經(jīng)過調(diào)制的HF 信號。
如果接下來目的是增加傳輸?shù)腍F信號的傳輸可靠性，并且因而獲得高質(zhì)量的信號傳輸，那么必須在上下文中指出，分集式天線在麥克風(fēng)接收機的情況下是慣用的，以便最小化由多徑傳播導(dǎo)致的場強衰減。通常，無線麥克風(fēng)包括麥克風(fēng)、具有內(nèi)置發(fā)射單元和發(fā)射天線的外殼。這些功能單元通常被組裝成使得發(fā)射天線的精確位置不需要是可識別的。通過其優(yōu)點，通常手持麥克風(fēng)不僅把持在其外殼上，而且還可以把持在天線或者在麥克風(fēng)支架上。把持在麥克風(fēng)的發(fā)射天線處意味著天線被屏蔽，并且其基阻抗被改變。同時，手將會吸收不能忽略不計的部分發(fā)射能量。這些影響會顯著減少發(fā)射的傳輸功率，并且導(dǎo)致范圍的顯著減小。這里，本發(fā)明提出配備具有兩個天線的麥克風(fēng)手持發(fā)射機，兩個天線可選擇地或者有利地連接到發(fā)射機單元。這些天線放置在麥克風(fēng)的不同位置上，相互之間盡可能遠(yuǎn)，例如一個在麥克風(fēng)支架(cage)上，而另一個在麥克風(fēng)的把手端。為了這個目的，天線必須與麥克風(fēng)外殼電隔離，并且電地(galvanically)或電容地連接到完全改變開關(guān)單元。在發(fā)射機和天線之間配置的該完全改變開關(guān)單元可以包括HF開關(guān)或者連接到分集式天線上的循環(huán)器(circulator)。當(dāng)使用完全改變開關(guān)時，檢測器中的開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)從耦合器檢測的發(fā)射功率中獲得。 由于兩個天線之間的大間距，同時對兩個分集式天線的完全屏蔽是不太可能的。如果發(fā)生這種情況，可以假設(shè)兩個天線中的一個由于其較大的幾何尺寸而比另一個天線可能具有較少的屏蔽。開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還可以從觸摸傳感器獲得，該觸摸傳感器估計傳感器相對于外殼或傳感器中增加的交流聲(hum)電壓的阻抗改變，并且觸發(fā)該開關(guān)操作。還可用于無線發(fā)射麥克風(fēng)的觸敏分集式天線本身的上述的解決方案在圖6、7、8 和9中進(jìn)一步顯示。在這些圖中，各參數(shù)如下表示1-麥克風(fēng)2-在麥克風(fēng)后端的分集式天線3-在前端(殼)上的分集式天線4-完全改變開關(guān)單元5-發(fā)射機6-用于改變阻抗或交流聲電壓的外殼傳感器11-循環(huán)器12-放大器21-HF 開關(guān)22-放大器25-線耦合器26-檢測器。另外，除了上述的發(fā)射處理或者所描述的麥克風(fēng)是相互分開的之外，還可能使用用于數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼的處理，由此提高音頻數(shù)據(jù)發(fā)射的整體質(zhì)量。其可以用在數(shù)字無線發(fā)射系統(tǒng)(其他地方)中，該系統(tǒng)包括具有不同相關(guān)度的發(fā)射數(shù)據(jù)的高值數(shù)字調(diào)制處理的組合。作為一個例子，16比特PCM-編碼的音頻數(shù)據(jù)還具有 16個相關(guān)度。在每個符號具有4比特的數(shù)字調(diào)制的情況下，基于與調(diào)制系統(tǒng)相關(guān)的各比特， 現(xiàn)在還有最多4個質(zhì)量級別的不同比特誤差率?，F(xiàn)在，具有最高信息內(nèi)容的PCM比特與高質(zhì)量的符號比特相關(guān)，并且反之亦然。自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼處理是基于利用系統(tǒng)中在高值數(shù)字調(diào)制模式的各輸出比特位置之間的未校正的比特誤差率中固有的差(difference inherent) 0通過那些具有自動誤差校正系統(tǒng)的不同的質(zhì)量級的相關(guān)的優(yōu)點，那些差被保留，并且因此允許有用數(shù)據(jù)的自適應(yīng)相關(guān)分配。具有低比特誤差率的高質(zhì)量級別接收具有最高信息內(nèi)容的數(shù)據(jù)，而具有較低信息內(nèi)容的數(shù)據(jù)被分配給較低的質(zhì)量級別。各誤差校正系統(tǒng)上的優(yōu)點首先在于提供明顯改善的具有相同信道比特誤差率的聽覺映像。其作用是提供對參數(shù)的巧妙選擇，雖然在某些環(huán)境下校正后的比特誤差率甚至比在各誤差校正系統(tǒng)的情況還要高。另一個效果是對信道性質(zhì)提供最終品質(zhì)的自動和連續(xù)地適應(yīng)。與連接中突然中斷相比，首先是質(zhì)量上的持續(xù)惡化(“性能下降”)。在背景噪音中聽覺從突然的“中斷(crash)”變到持續(xù)的增加，聽眾感受到更加滿意。在模擬傳輸情況下，高噪音和差的無線連接之間的關(guān)系對應(yīng)于先前習(xí)慣的聽力條件。參考一些其他的例子可以提出多種選項圖10示出了用于沒有自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；和圖11示出了用于具有自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；用于處理的先決條件-數(shù)字解調(diào)之后，有多于k=l的質(zhì)量級別，因為這個原因，當(dāng)非編碼的數(shù)據(jù)中的不同質(zhì)量級別是不希望的(k= 1)時，需要每個符號具有至少三比特的高級別的數(shù)字調(diào)制處理，-要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含大于k=1的相關(guān)級別，因為這個原因，該處理可以應(yīng)用到例如PCM編碼的音頻數(shù)據(jù)中，-提供多個k個質(zhì)量級別，其可以組合成提供希望的數(shù)量m，因為這個原因在下面的應(yīng)用中m彡k，并且-提供多個η相關(guān)級別，其可以組合成提供希望的數(shù)量m，因為這個原因在下面的應(yīng)用中m ( η。如圖11示出的上述自適應(yīng)相關(guān)誤差保護(hù)編碼，除了所描述的優(yōu)點之后，還存在缺點，尤其是，當(dāng)多個編碼器和譯碼器必須以并行方式操作時關(guān)于實施的復(fù)雜化和花費。與單個的編碼相比較，這一方面需要增加硬件的復(fù)雜度和花費，另一方面，在某些情況下數(shù)據(jù)的延遲被增加。更特別是，許多解碼器以固定的延遲(以比特計算)進(jìn)行操作?，F(xiàn)在，如果整個數(shù)據(jù)率被分成多個并行的數(shù)據(jù)流，那么每個編碼器的數(shù)據(jù)率降低，并且整體延遲(以時間測量)會增加。在這種情況下，解碼器由最低數(shù)據(jù)率來確定整體延遲。數(shù)字的例子示出如下如果解碼器以400比特延遲，并且整體數(shù)據(jù)率是IMbit/s，那么在tde。。dCT的解碼器的情況下，延遲是400bit/IMbit/s，也就是說400 μ s。如果第一解碼器中的數(shù)據(jù)率是0. 4Mbit/s,并且解碼器2中的數(shù)據(jù)率是0. 6Mbit/ s(0. 4Mbit/s+0. 6Mbit/s = IMbit/s)，那么在兩個解碼器處給出的延遲為
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和短延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，其中，信道濾波器用來設(shè)計傳輸?shù)母哳l頻譜的形狀，其中，在大約100到300kHz有用帶寬的第一范圍內(nèi)，頻譜沒有衰減，而在第一范圍之外，頻譜特別優(yōu)選地具有超過60dB或者超過SOdB的阻帶衰減(圖13)。
2.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，其可選地包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征，其中，音頻信息在塊中被處理，并且音頻帶寬HF與符號率fsym成比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，其特征在于，在所述方法中不使用音頻數(shù)據(jù)壓縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，其特征在于，具有大約150到250kHz (或者來自該數(shù)值范圍內(nèi)的值)的帶寬的符號率典型地大約在130和220kHz之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選在150kHz，而脈沖波形衰減因子α典型地在0. 1和0. 5之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選在大約( ，并且根據(jù)以下公式計算帶寬BW= (l+α) .fsym。
5.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，其中，音頻數(shù)據(jù)在塊中被處理，尤其是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，其特征在于，高級別的調(diào)制過程用于傳輸音頻信息，其中，多個比特在調(diào)制符號中被組裝并且被傳輸，其中，帶寬與調(diào)制值M成反比，調(diào)制值M優(yōu)選地在1到8比特的范圍內(nèi)，尤其是在M = 4比特的范圍內(nèi)，并且?guī)捯才c編碼比特率成比例，所述編碼比特率優(yōu)選地在大約1301ibit/s和14801cbit/S的范圍內(nèi)，優(yōu)選是大約 6001Ait/S，并且符號量是2M，并且在1到256的范圍內(nèi)。
6.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，尤其根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，其特征在于，帶寬與編碼率成反比，其中，編碼率優(yōu)選是> 1/2并且< 1，優(yōu)選地編碼率對應(yīng)于0. 75，和/或帶寬也與未編碼的比特率fm。。-成比例，其中，未編碼的比特率優(yōu)選地> 64kbit/s并且< 1480kbit/s，并且尤其是采用值450kbit/s。
7.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，其中，不使用音頻數(shù)據(jù)壓縮，音頻數(shù)據(jù)在塊中被處理，尤其是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，并且?guī)捙c因子k成比例，因子k描述編碼輸出長度C-和調(diào)制值M的商，其中，k優(yōu)選地取值為1，但也可以是范圍1/n ；. . . ； 1/2或者1，2，. . .，η中的值，其中η是自然數(shù)。
8.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，特別是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息，其中，不使用音頻數(shù)據(jù)壓縮，該音頻數(shù)據(jù)在塊中被處理，并且其中，帶寬與音頻數(shù)據(jù)率成比例，音頻數(shù)據(jù)率優(yōu)選在 43kbit/s和14801ibit/S之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選為大約4001ibit/S，并且?guī)捯埠蛶俾食杀壤?，幀速率?yōu)選地大于1并小于1. 5，優(yōu)選取值為1. 125。
9.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，特別是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息，其中，不使用音頻數(shù)據(jù)壓縮，該音頻數(shù)據(jù)在塊中被處理，該音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過PCM分辨率為N的PCM編碼，其中，N優(yōu)選地彡12并彡24，例如為16，而音頻采樣率fs大約彡1. 8kHz并且彡IMkHz,優(yōu)選地大約為 25kHz ο
10.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，其中，不使用音頻數(shù)據(jù)壓縮，該音頻數(shù)據(jù)在塊中被處理，特別是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，其特征在于，編碼后的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過指示，優(yōu)選為可變指示，其適于要被處理的數(shù)據(jù)，并且所述指示在接收到編碼數(shù)據(jù)后，相應(yīng)地先于解碼操作而翻轉(zhuǎn)。
11.一種用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是一種用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法，特別是根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述，用于傳輸具有高質(zhì)量和低延遲的數(shù)字化音頻信息，其中，在發(fā)射端把數(shù)字音頻數(shù)據(jù)拆成幀，其中，每個幀是Rmraded比特長的幀，其中，所述幀包含整數(shù)個比特長度為N 的采樣值(采樣)，其中提供E比特用于誤差識別或者誤差校正，S比特用于同步，而A比特用于其他目的，并且該幀由一個或多個信道編碼器和在0.5和1之間范圍內(nèi)的整體編碼率 C的應(yīng)用擴展到幀長度為R。。ded = Rcoded/C比特，和/或R。。dral是符號長度M的整數(shù)倍，其中， Rmcoded的取值范圍是20和500比特之間，并且R。。ded的取值范圍是20和100比特之間。
12.根據(jù)前述的一個或多個權(quán)利要求所述的一種用于傳輸數(shù)字化音頻信息的裝置，其中，優(yōu)選地，信道濾波器用于設(shè)計作為傳輸路徑使用的HF頻譜的形狀(圖13)，該頻譜相對于載波中心大約在100到300kHz間距處具有超過60dB的阻帶衰減。
13.根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，調(diào)制符號在振幅和/或相位的方面是不同的。
14.根據(jù)前述的任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，在發(fā)射機中幀產(chǎn)生、信道編碼、符號產(chǎn)生器的功能性和在接收機中用于符號解碼、信道解碼和拆幀的功能性被設(shè)計成這樣，即，使得它們能夠根據(jù)不同的相關(guān)度對要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分類，從最低的和/ 或最高的相關(guān)度開始、到各自較高的/或較低相關(guān)度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法和裝置，其特征在于，對不同的相關(guān)度可以進(jìn)行不同的、并且相互獨立的處理。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，在傳輸端的符號產(chǎn)生器中，產(chǎn)生高相關(guān)的數(shù)據(jù)組合，其具有更安全的比特位置，而低相關(guān)具有更不安全的比特位置。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其中，在傳輸端，多個天線或天線段被使用、或被提供用于高頻HF信號的發(fā)射，并且具有最佳自適應(yīng)的那些天線或天線段那時優(yōu)選用于發(fā)射。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，接收的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)備被數(shù)字化，A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)備在恒定頻率的時鐘下進(jìn)行工作，并且其采樣率相應(yīng)于基帶奈奎斯特速率的倍數(shù)，而真實符號率在各獨立設(shè)備中被恢復(fù)，和/或真實的符號在插值電路中被計算，和/或以與傳輸時鐘異步的關(guān)系實現(xiàn)信號處理，并且僅在信號處理鏈的終端實現(xiàn)與精確的傳輸時鐘同步。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，在接收端提供一個或多個接收路徑，并且在符號解碼器中，邊信息項從符號失真和/或每個接收路徑的接收場強中獲得，并且信道解碼器中的輸入信息包括來自所有接收路徑的貢獻(xiàn)。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，優(yōu)選地，不具有有關(guān)誤差位置的任何精確信息的算法用來屏蔽殘留誤差。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法和裝置，其特征在于，來自屏蔽算法的數(shù)據(jù)只在當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀被識別為有缺陷時使用。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，連續(xù)的、非線性特征用作源編碼(圖4)，其包括至少兩個段，其中，第一段是線性的，而第二段(和/或所有其它的) 是非線性的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法和裝置，其特征在于，圖4的翻轉(zhuǎn)特性用在相關(guān)的接收設(shè)備中。
24.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，具有模擬輸入電路，該模擬輸入電路包括可調(diào)整的輸入放大器、用于阻止驅(qū)動過度的限制設(shè)備、具有字寬度K的數(shù)字化設(shè)備和用于計算非線性特性的計算設(shè)備，其中，非線性特性的正數(shù)值包括至少兩個段，用于低輸入值 (120)的段是線性的，而段或多段(121)是非線性的，當(dāng)從兩側(cè)逼近交叉點時，段之間的交叉點被計算成相切于曲線重合處，用于負(fù)輸入值(122，123)的特性是相對于相應(yīng)的正輸入值的對稱結(jié)構(gòu)，而非線性特性的輸出字寬度L小于數(shù)字化設(shè)備的字寬度。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法和裝置，其特征在于，麥克風(fēng)直接連接到輸入電路，或者麥克風(fēng)可以插頭連接到那里，或者可以連接模擬高級別的信號。
26.根據(jù)權(quán)利要求M和25所述的方法和裝置，其特征在于，輸入電路包括完全轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置(108)，以便可選擇地選擇數(shù)字輸入。
27.根據(jù)權(quán)利要求對、25和沈所述的方法和裝置，其特征在于，第一段(120或122)的斜率不等于1。
28.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，所述限制電路已經(jīng)包括在數(shù)字化設(shè)備中。
29.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其中，幀長度、信道編碼器和調(diào)制符號的字寬相互獨立地進(jìn)行選擇，幀長度是采樣值的字寬的整數(shù)倍，該幀長度是信道編碼器的輸入字寬的整數(shù)倍，和/或每個調(diào)制符號的比特數(shù)等于信道編碼器的輸出字寬，和/或所需的附加數(shù)據(jù)被插入到具有采樣值冗長的幀中。
30.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法和裝置，其特征在于，每個調(diào)制符號或者其翻轉(zhuǎn)的比特數(shù)是信道編碼器的輸出字寬的整數(shù)倍。
31.根據(jù)權(quán)利要求30和31所述的方法和裝置，其特征在于，多個子幀組成一幀。
32.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，嵌入在幀中的是以同步模型和/或校驗和形式的附加數(shù)據(jù)，其中，所述附加數(shù)據(jù)的比特的和是采樣值的字寬的整數(shù)倍。
33.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，舒適的噪音與音頻信息混合，用于誤差屏蔽。
34.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，音頻信號在不止一個輸出端被輸出，其中，每個輸出用它自己的屏蔽算法進(jìn)行處理。
35.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，在不止一個輸出端輸出音頻信號，其中，如果需要的信號信息能夠各自與每個輸出進(jìn)行混合，那么信號信息發(fā)信號通知給定的操作情況。該信號信息可以是任何種類的聲音信息，尤其是聲音、聲音序列或簡單的文本信息。
36.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法和裝置，其特征在于，包含在麥克風(fēng)信號中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流被加密，并且在接收機中提供相應(yīng)的解密，以便對加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解密。
37.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)，尤其是數(shù)字實現(xiàn)的無線麥克風(fēng)，其特征在于，麥克風(fēng)可以切換到檢測模式，其中，在麥克風(fēng)端產(chǎn)生定義的音頻信號(例如正弦音，噪音等)，并且代替麥克風(fēng)信號被發(fā)射。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的麥克風(fēng)接收機，尤其是數(shù)字化實現(xiàn)的無線麥克風(fēng)接收機， 其特征在于，接收機被切換到檢測模式，其中，定義的音頻信號(例如正弦音，噪音等)被產(chǎn)生，并且各自在接收機的輸出端是可用的。
39.根據(jù)權(quán)利要求37和38所述的麥克風(fēng)，尤其是數(shù)字化實現(xiàn)的無線麥克風(fēng)，其特征在于，麥克風(fēng)可切換到檢測模式，其中，在麥克風(fēng)端，定義的調(diào)制信號用已知的調(diào)制符號發(fā)射 (例如，PRBS序列，連續(xù)序列等)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字麥克風(fēng)，還涉及一種用于傳輸高質(zhì)量和短延遲的數(shù)字化音頻信息的方法，尤其是涉及用于在音頻拾取(麥克風(fēng))和/或播放路徑中傳輸數(shù)字化音頻信息的方法。根據(jù)本發(fā)明提出一種信道濾波器，其用于設(shè)計傳輸?shù)母哳l頻譜的形狀，其中，頻譜在大約100到300kHz有用帶寬的第一范圍內(nèi)沒有衰減，并且在第一范圍之外，優(yōu)選地，其特別具有超過60dB或者超過80dB的阻帶衰減。
文檔編號H04H60/04GK102395063SQ20111023420
公開日2012年3月28日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者A·豪普特, F·普拉特, G·布厄, J·瓦特曼 申請人:森海賽爾電子兩合公司