[發明專利]基于發射機時間戳信息的用于同步通信的低抖動端到端延遲控制方案

有效

• 申請號: 201010621685.3
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102118243A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 諾伯特·菲利普;馬克·簡森斯;斯蒂芬·馬克·特內
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;H04B7/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及對部分由于可能引入延遲的不同路徑或不同組件，由數據的不同到達時間導致的抖動進行控制的方式。更具體的，本發明涉及針對同步數據流的延遲控制，以減小在到達最終目的地之前需要通過多個中間節點的路徑的應用中的抖動。

背景技術

在無線應用中，尤其在無線音頻應用中，對發射機輸入處的音頻信號與接收機輸出處的音頻信號之間的延遲的管理對于避免聲音失真而言十分重要。

對于每個接收節點，輸入處的音頻信號與輸出處的音頻信號之間的延遲應當相同。例如，在向兩個獨立接收機發送立體聲信號時，其中一個接收機接收左側音頻，另一個接收機接收右側音頻，當兩個信號路徑的延遲不同時，聲音方向信息將明顯失真。在例如無線助聽器應用中，對聲源位置的精確指示是要考慮的重要參數。在上述示例中，左右音頻信號之間的時間延遲差典型地應當小于5至10us。

傳統上，延遲控制機制通常包括一系列緩沖器，用于根據典型網絡延遲來存儲特定預定量的數據，使得在接收數據中存在延遲的情況下，提供給接收機的數據可以來自緩沖器。

如在Philips等人的WO?2005/013639中所公開的，利用恒定的端到端延遲，在揚聲器的情況下，每個揚聲器輸出大致相同的采樣。在兩個揚聲器之一輸出具有可變延遲的采樣的情況下，虛擬聲源位置或立體聲圖像不再穩定，因為對于每個揚聲器產生的聲音，聲音到達人耳的延遲造成了虛擬聲源幻覺。上述WO公開提出，通過測量如輸入時間測量之類的項目，緩沖器填充量可以補償端到端延遲。輸入時間?測量單元產生測量，延遲控制單元通過基于緩沖器的填充管理和輸入時間管理來控制數據速率轉換，從而控制延遲。此外，讀取時刻測量組件被配置為測量讀取時刻，并產生第一數據單元的讀取時刻測量，在所述第一數據單元中，延遲控制單元被配置為基于讀取時刻測量來控制數據速率轉換。

此外，在醫學植入的情況下，包括但不限于植入音頻刺激設備，許多這種設備是通過靠近頭部安裝的外部處理單元來驅動的，植入設備與外部設備之間的數據和音頻通信是通過無線鏈路，例如基于磁感應來建立的。電池容量和功率消耗都是重要的考慮因素，為了保證充分長的電池壽命，這種設備的功耗需要非常低。其結果是有較低的傳輸范圍，可能需要多跳來到達給定設備。對于左側設備和右側設備，跳數可能不同，可能存在不同的延遲值。

圖1示出了助聽器應用的示例，其中植入設備IM1被配置在左耳，植入設備IM2被配置在右耳。

在標準使用情況下，左耳和右耳的助聽器互相獨立地工作。對于左耳，處理器PR1從麥克風MIC1捕捉聲音，并將該音頻流經由流a1發送至植入設備IM1。類似地，右耳處理器PR2從麥克風MIC2捕捉聲音，并將該特定音頻流經由流a2發送至植入設備IM2。在該獨立模式下，音頻流a1應當具有與音頻流a2相同的延遲。

在增強使用模式中，將麥克風MIC1和MIC2的信號組合以進行音頻波束成形，以得到更好的收聽體驗。在該模式下，需要附加流a3和a4，使得每個處理器可以組合兩個麥克風信號并將處理后的信號a1和a2發送至相應植入設備。這些流潛在地經由不同物理層來傳輸，例如針對a1和a2使用磁感應，針對a3和a4使用RF。此外，對于該使用情況，處理后的MIC1和MIC2的信號以相同的延遲到達植入設備IM1和IM2。

處理器PR1將以與MIC1的信號相比特定的延遲來接收MIC2的信號，因為MIC2的信號必須經由信道a4由PR2發送。因此，MIC1的信號也必須被延遲，以與MIC2的信號對齊。處理后的信號將經由a1發送至IM1，這將引入附加延遲。類似地，處理器PR2以特定延遲?經由a3接收MIC1的信號，PR2必須在將MIC2的信號與MIC1的信號進行組合并經由a2將處理后的信號發送至設備IM2之前延遲MIC2的信號。

為了避免波束模式的失真，所有源和目的地設備之間的端到端延遲應當相同：

delay(IM1，MIC1)＝delay(IM1，MIC2)＝delay(IM2，MIC1)＝delay(IM2，MIC2)

優選地，該端到端延遲是恒定而且可控的。此外還應當具有較低的時間抖動，否則目的地側的音頻信號將明顯失真。

相應地，本領域需要一種延遲控制系統，可以用于獲得音頻源與一個或多個目的地之間已知恒定的端到端延遲，即使使用不同路徑到達終端節點。

發明內容