(57)【要約】本発明は、無線通信分野に関し、より具体的には高品質低消費電力のワイヤレスオーディオシステムに関する。より具体的には、本発明は、第１の外部装置（例えばＭＰ３プレーヤ）からオーディオ信号（例えば音楽）及びオーディオステータス情報（例えば歌のタイトル）を受信し、無線接続でオーディオ信号及びオーディオステータス情報を送信する音声源と、音声源からオーディオ信号およびオーディオステータス情報を受信し、第２の外部装置（例えばヘッドホン）へオーディオ信号及びオーディオステータス情報を伝達する少なくとも１つのオーディオシンクとを含み、少なくとも１つのオーディオシンクのうち特定の１つは、第２の外部装置からオーディオ制御情報（例えばポーズ）を受信し、前記無線接続を介してオーディオ制御情報を音声源に送信する。いくつかある特徴の中で特に、本発明のワイヤレスオーディオシステムは、可能な限り低い電力を使用して、向上されたオーディオ品質を確保するためにダイナミックなチャネル選択及び送信間隔のダイナミックな調整を組込む。【選択図】図２
2008532363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の外部装置からオーディオ信号とオーディオステータス情報を受信し、前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を無線接続で送信する音声源と、
（ｂ）前記音声源から前記オーディオ信号および前記オーディオステータス情報を受信し、第２の外部装置へ前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を伝達する少なくとも１つのオーディオシンクと、を備え、
前記少なくとも１つのオーディオシンクのうち、特定の１つが、前記第２の外部装置からオーディオ制御情報を受信し、前記無線接続を介して前記オーディオ制御情報を前記音声源に送信するワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２】
前記オーディオ信号が、デジタル及びアナログを含むグループから得られる請求項１に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３】
前記第１の外部装置が、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ、ＭＰ３プレーヤ及びミニディスクプレーヤを含むグループから得られる請求項２のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４】
前記第２の外部装置が、ヘッドホン及びリモートコントロールを含むグループから得られる請求項２のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項５】
前記オーディオステータス情報が、歌のタイトル、歌手及び歌の番号を含むグループから得られる請求項１のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項６】
前記オーディオ制御情報が、再生、停止、巻戻し、早送り、スキップ、及びポーズを含むグループから得られるコマンドを含む請求項１のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項７】
前記無線接続が、ラジオ周波数接続であり、
前記無線接続が、複数の利用可能なチャンネルのうち特定の１つを使用する請求項１のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項８】
前記無線接続が、赤外線接続である請求項１のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項９】
前記ラジオ周波数接続が、時分割二重ラジオ周波数接続である請求項７のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１０】
前記音声源が、
（ａ）前記第１の外部装置と通信する、それぞれ前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を含有する複数のソース送信パケットを作成し、前記オーディオシンクへの送信の前に複数の前記ソース送信パケットを格納するソースパケットフォーマッタ及びソースバッファ、
（ｂ）前記ソースパケットフォーマッタ及び前記ソースバッファと通信する、前記ソースバッファから複数の前記ソース送信パケットを受信し、定義された単位時間毎に前記オーディオシンクへ複数の前記ソース送信パケットを送信するソース送信器、
（ｃ）前記ソース送信器と通信し、前記ソース送信器のために前記単位時間を定義するソースオーディオ同期装置、
（ｄ）前記オーディオシンクから、複数のシンク送信パケットの形式を成す前記オーディオ制御情報を受信し、定義された各前記単位時間内の受信及び送信を調整するために前記ソース送信器と通信するソース受信器、
（ｅ）前記ソース受信器と通信して、複数の前記シンク送信パケットを受信し、前記オーディオ制御情報を抽出するソースパケットデフォーマッタ、及び、
（ｆ）前記ソースパケットデフォーマッタ及び前記ソース送信器と通信し、複数の前記利用可能なチャンネルのうち、特定の１つのチャンネルをモニタリングするソースチャンネル品質モニタを備える請求項９のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１１】
前記オーディオシンクが、
（ａ）定義された単位時間毎に前記音声源から、複数の前記ソース送信パケットを受信するシンク受信器、
（ｂ）前記シンク受信器と通信する、それぞれ、前記ソース送信パケットから前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を抽出し、抽出された前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を格納するシンクパケットデフォーマッタ及びシンクバッファ、
（ｃ）前記シンク受信器と通信し、前記シンク受信器のために前記単位時間を定義するシンクオーディオ同期装置、
（ｄ）前記第２の外部装置と通信し、前記オーディオ制御情報を含有する複数の前記シンク送信パケットを作成するシンクパケットフォーマッタ、
（ｅ）前記シンクパケットフォーマッタと通信して複数の前記シンク送信パケットを送信するシンク送信器、及び、
（ｆ）前記シンクパケットデフォーマッタ及び前記シンクバッファ、また前記シンク受信器と通信し、複数の前記利用可能なチャンネルのうち、特定の使用中の１つをモニタリングするシンクチャンネル品質モニタを備え、
前記シンク受信器が前記シンク送信器と通信して、定義された前記単位時間のうち特定の単位時間内の前記受信及び前記送信を協調させる請求項１０に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１２】
アナログオーディオ信号が前記第１の外部装置から提供される場合、前記ワイヤレスオーディオシステムが、前記第１の外部装置と通信するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）をさらに備え、
前記ソースオーディオ同期装置によって生成されたソースオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＡＤＣに与えられる請求項１１に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１３】
アナログオーディオ信号が前記第２の外部装置によって要求される場合、前記ワイヤレスオーディオシステムが、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）をさらに備え、
前記シンクオーディオ同期装置によって生成されたシンクオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＤＡＣに与えられる請求項１２に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１４】
前記ＡＤＣと通信し、前記ＡＤＣによって出力されたデジタルオーディオ信号を圧縮する圧縮モジュールをさらに備える請求項１３のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１５】
前記シンクパケットデフォーマッタ及び前記シンクバッファと通信し、前記シンクバッファから受信された前記デジタルオーディオ信号を復元する復元モジュールをさらに備える請求項１４に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１６】
定義された前記単位時間が、伝送スーパーフレーム間隔（ＴＳＦ＿間隔）である請求項１１に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１７】
複数の前記ソース及び前記シンク送信パケットのうち特定のパケットが、特定のＴＳＦ＿間隔内に含まれ、
前記ＴＳＦ＿間隔が、アイドル期間をさらに含む請求項１６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１８】
複数の前記シンク送信パケットのうち特定のシンク送信パケットが、複数の前記ソース送信パケットのうち特定の１つが前記シンク受信器によって既に受信されたという確認応答をさらに含み、
前記確認応答が、データシーケンス番号（ＤＳＮ）を含み、
前記ＤＳＮが、複数の前記シンク送信パケット内の、前記特定のシンク送信パケットに関連するオーバヘッド部分に含まれる請求項１１に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項１９】
連続するＤＳＮ番号が前記ソース受信器によって受信された場合、前記ソースパケットフォーマッタ及び前記ソースバッファが、複数の前記ソース送信パケットのうち次の１つのパケットを送信する請求項１８に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２０】
複数の前記ソース送信パケットのうち特定の１つが前記シンク受信器によって受信されなかった場合、連続しないＤＳＮが前記ソース受信器によって受信され次第、複数の前記ソース送信パケットのうち前記特定の１つが再送信される請求項１９に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２１】
前記ＴＳＦ＿間隔が、４ｍ／秒であり、
複数の前記ソース及び前記シンク送信パケットが、２．４Ｍｂ／ｓのビットレートで受信され、
前記オーディオサンプリングクロック信号が、４４．１ＫＨｚである請求項１６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２２】
複数の前記利用可能なチャンネルのうち特定の使用中の１つが悪化しているという指示を前記ソースチャンネル品質モニタから受信し次第、前記ソースオーディオ同期装置が、前記ＴＳＦ＿間隔を短くするよう前記ソースチャンネル品質モニタによって指示され、
短くされた前記ＴＳＦ＿間隔が、複数の前記ソース送信パケットのうち特定のパケットに関連するオーバヘッド部分に含まれて前記オーディオシンクへ伝達される請求項１６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２３】
前記ソースオーディオサンプリングクロック信号に同期する基準周波数が、複数の前記ソース送信パケットのうち、特定の１つの中に含まれ、
複数の前記ソース送信パケットのうち、前記特定の１つが前記シンク受信器によって受信され次第、前記基準周波数が、前記シンクオーディオサンプリングクロック信号を生成する前記シンクオーディオ同期装置へ転送される請求項１３に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２４】
前記音声源に関連する前記圧縮モジュール、及び前記シンクに関連する復元モジュールが、不可逆圧縮モジュールである請求項１５に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２５】
前記音声源に関連する前記圧縮モジュール、及び前記シンクに関連する復元モジュールが、可逆圧縮モジュールである請求項１５に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２６】
前記ソースチャンネル品質モニタが、複数の前記利用可能なチャンネルのリストを含む好ましいチャンネルシーケンス（ＰＣＳ）を維持し、
複数の前記利用可能なチャンネルのうち前記特定の使用中の１つに関連する品質測定値が所定のしきい値以下に落ちた場合、前記ソースチャンネル品質モニタが、前記ＰＣＳの中の次のチャンネルへ切り替える請求項２２に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２７】
前記品質測定値が、複数の前記利用可能なチャンネルのうち前記特定の使用中の１つに関連する所定の信号エネルギーレベルである請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２８】
前記品質測定値が、前記ソースバッファに関連する所定のレベルである請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項２９】
複数の前記シンク送信パケットのうち特定のシンク送信パケットが、複数の前記ソース送信パケットのうち特定の１つが前記シンク受信器によって既に受信されたという確認応答をさらに含み、
前記品質測定値が、紛失した前記確認応答の所定の数である請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３０】
前記音声源から前記オーディオシンクまでの無線接続を確立するに先立って、前記ソースチャンネル品質モニタが、前記ＰＣＳをスキャンし、複数の前記利用可能なチャンネルより好ましい１つのチャンネルを決定する請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３１】
一旦前記音声源から前記オーディオシンクまでの無線接続が確立されれば、前記音声源が、複数の前記利用可能なチャンネルの前記リストを周期的に再スキャンして、最新のリストが必要かどうかを決定する請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３２】
前記品質測定値が、複数の前記利用可能なチャンネルのうち前記特定の使用中の１つに関連する所定の信号エネルギーレベル及び前記ソースバッファに関連する所定のレベルの組合せである請求項２６に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３３】
所定の前記信号エネルギーレベルが高く、所定の前記ソースバッファレベルが悪化している場合、前記ＴＳＦ＿間隔が短くされ、
複数の前記利用可能なチャンネルのうち前記特定の使用中の１つが悪化し続ける場合、前記ＰＣＳ中の前記次のチャンネルが選択される請求項３２に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３４】
複数の前記利用可能なチャンネルのうち前記特定の使用中の１つに関連する品質測定値が所定のしきい値以上である場合、前記ソース送信器に関連する電力出力が低減される請求項１１に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３５】
音声源が、
（ａ）第１の外部装置と通信する、それぞれ、オーディオ信号及びオーディオステータス情報を含有する複数のソース送信パケットを作成し、オーディオシンクへの送信の前に複数の前記ソース送信パケットを格納するソースパケットフォーマッタ及びソースバッファ、
（ｂ）前記ソースパケットフォーマッタ及び前記ソースバッファと通信する、前記ソースバッファから複数の前記ソース送信パケットを受信し、定義された単位時間毎に前記オーディオシンクへ複数の前記ソース送信パケットを送信するソース送信器、
（ｃ）前記ソース送信器と通信する、前記ソース送信器のために前記単位時間を定義するソースオーディオ同期装置、
（ｄ）前記オーディオシンクから、複数のシンク送信パケットの形式を成すオーディオ制御情報を受信し、前記ソース送信器と通信して、定義された各前記単位時間内の受信及び送信を協調させるソース受信器、
（ｅ）前記ソース受信器と通信して、複数の前記シンク送信パケットを受信し、前記オーディオ制御情報を抽出するソースパケットデフォーマッタ、及び、
（ｆ）前記ソースパケットデフォーマッタ及び前記ソース送信器と通信し、複数の利用可能なチャンネルのうち、特定の１つのチャンネルをモニタリングするソースチャンネル品質モニタを備えるワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３６】
オーディオシンクが、
（ａ）定義された単位時間毎に音声源からオーディオ信号及びオーディオステータス情報を含む複数のソース送信パケットを受信するシンク受信器、
（ｂ）前記シンク受信器と通信する、それぞれ、前記ソース送信パケットから前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を抽出し、抽出された前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を格納するシンクパケットデフォーマッタ及びシンクバッファ、
（ｃ）前記シンク受信器と通信する、前記シンク受信器のために前記単位時間を定義するシンクオーディオ同期装置、
（ｄ）第２の外部装置と通信し、オーディオ制御情報を含む複数のシンク送信パケットを作成するシンクパケットフォーマッタ、
（ｅ）前記シンクパケットフォーマッタと通信して複数の前記シンク送信パケットを送信するシンク送信器、及び、
（ｆ）前記シンクパケットデフォーマッタ及び前記シンクバッファ、また前記シンク受信器と通信し、複数の利用可能なチャンネルのうち、特定の１つをモニタリングするシンクチャンネル品質モニタを備え、
前記シンク受信器が前記シンク送信器と通信して、定義された前記単位時間のうち特定の単位時間内の前記受信及び前記送信を協調させるワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３７】
前記第１の外部装置が、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ、ＭＰ３プレーヤ及びミニディスクプレーヤを含むグループから得られる請求項３５のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３８】
前記第２の外部装置が、ヘッドホン及びリモートコントロールを含むグループから得られる請求項３６のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項３９】
アナログオーディオ信号が前記第１の外部装置から提供される場合、前記ワイヤレスオーディオシステムが、前記第１の外部装置と通信するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）をさらに備え、
前記ソースオーディオ同期装置によって生成されたソースオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＡＤＣに与えられる請求項３７に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４０】
アナログオーディオ信号が前記第２の外部装置によって要求される場合、前記ワイヤレスオーディオシステムが、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）をさらに備え、
前記シンクオーディオ同期装置によって生成されたシンクオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＤＡＣに与えられる請求項３８に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４１】
前記ＡＤＣと通信し、前記ＡＤＣによって出力されたデジタルオーディオ信号を圧縮する圧縮モジュールをさらに備える請求項３９のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４２】
前記シンクパケットデフォーマッタ及び前記シンクバッファと通信し、前記シンクバッファから受信された前記デジタルオーディオ信号を復元する復元モジュールをさらに備える請求項４０に記載のワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４３】
（ａ）外部装置と通信する、それぞれ、送信オーディオ信号及びオーディオステータス情報を含有する複数の送信パケットを作成し、送信の前に複数の前記ソース送信パケットを格納するパケットフォーマッタ及びバッファ、
（ｂ）前記パケットフォーマッタ及び前記バッファと通信する、前記バッファから複数の前記送信パケットを受信し、定義された単位時間毎に複数の前記送信パケットを送信する送信器、
（ｃ）前記送信器と通信する、前記送信器のために前記単位時間を定義するオーディオ同期装置、
（ｄ）複数の受信パケットの形式を成す受信オーディオ信号及びオーディオ制御情報を受信し、前記送信器と通信して、定義された各前記単位時間内の前記受信及び送信を協調させる受信器、
（ｅ）前記受信器及び前記外部の装置と通信して、複数の前記受信パケットを受信し、前記受信オーディオ信号及び前記オーディオ制御情報を抽出するパケットデフォーマッタ及びバッファ、並びに、
（ｆ）前記パケットデフォーマッタ及び前記バッファ、また前記送信器と通信し、複数の利用可能なチャンネルのうち、特定の１つのチャンネルをモニタリングするチャンネル品質モニタを備え、
アナログオーディオ信号が前記外部装置から提供される場合、前記外部装置と通信するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）をさらに備え、前記オーディオ同期装置によって生成されたオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＡＤＣに与えられ、
アナログオーディオ信号が前記外部装置によって要求される場合、前記パケットデフォーマッタ及び前記バッファと通信するデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）をさらに備え、前記オーディオサンプリングクロック信号が、前記ＤＡＣに与えられる双方向ワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４４】
前記外部装置が携帯電話である請求項４３に記載の双方向ワイヤレスオーディオシステム。
【請求項４５】
前記外部装置がワイヤレスヘッドセットである請求項４３に記載の双方向ワイヤレスオーディオシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＊＊著作権通知＊＊
この特許の文書の開示の一部は、著作権保護に従う内容を含んでいる。著作権者は、この保護内容が特許商標庁の特許のファイル又は記録に示されているように、特許の文書あるいは特許の開示の、何人による複製にも反対しないが、その場合以外は著作権による権利をすべて留保する。
【０００２】
本発明は、無線通信の分野に関し、特に、向上されたワイヤレスオーディオシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１に示されるように、最も単純な形式では、典型的なポータブルデジタルワイヤレスオーディオシステムは２つの装置、即ち、個人ワイヤレスオーディオプレーヤ１００、及びそれと通信する無線リモートコントロール１４０あるいは無線ヘッドホン１２０を含む。オーディオデータは、個人ワイヤレスオーディオプレーヤ１００（音声源）から無線ヘッドホン１２０（オーディオシンク）への一方向のストリームである。無線リモートコントロール１４０の場合、個人ワイヤレスオーディオプレーヤ１００（音声源）が、さらに無線リモートコントロール１４０（オーディオシンク）にＬＣＤディスプレイ情報を送り、そして、オーディオシンクがキー押情報（例えばオーディオトラック選択）を含むパケットを返すことができる。
【０００４】
高品質ステレオオーディオを搬送する能力を有する現在の無線技術が、あまりにも多くの電力を消費するので、個人ワイヤレスオーディオプレーヤ１００と併せた無線ヘッドホン１２０あるいは無線リモートコントロール１４０の使用は市場では成功できない。現在、ＣＤプレーヤ、ミニディスクプレーヤ及びＭＰ３プレーヤのような殆どの個人的なオーディオプレーヤは、ヘッドホンまたはリモートコントロールとは無線ではなく、つまり、配線によってプレーヤに接続されている。そのような個人的なオーディオプレーヤは、移動性があるように（つまり、ユーザによって容易に携帯されるように）意図されており、また、そのような軽便性を可能にするために電池により電力が供給されている。現在、そのような個人的なオーディオ製品の大部分は１つの電池を使用し、また製品の一部であるヘッドホン（及び恐らくリモートコントロール）は、配線によってプレーヤの中の電池から電力を受ける。
【０００５】
リモートコントロール及び／又はヘッドホンにプレーヤを接続する配線は、多くの場合ユーザにとって不便である。例えば、ユーザがポケット、バックパックまたは書類カバンの中にプレーヤを入れたい場合、ヘッドホンあるいはリモートコントロールへの線は、ヘッドホンまたはリモートコントロールに接続するために外に伸びなければならない。さらに、線は、もつれる、あるいはひっかかる傾向がある。
【０００６】
プレーヤから伸びる線が省かれる場合、ヘッドホン／リモートコントロールは、自分の電力を要求し、電池が供給しないといけないであろうコンポーネントのうちの１つが、無線インタフェースである。個人的なオーディオの製造業者は、ワイヤレスヘッドホン及びリモートコントロールが小さく、軽量でなければならず、また電池を交換する必要が生じる前に１００時間作動しなければならないと既に言明した。４５０ｍＡＨｒ  ３ｖの供給（２つのＣＲ２０３２  Ｌｉボタン電池）による１００時間の作動は、２ｖの供給から平均して約６ｍＡ（その内、約４ｍＡはラジオから利用可能である）以上は消費しないことをリモートコントロール及び／又はヘッドホンに要求する。現在の無線技術は約２０ｍＡオーダー以上の電力を消費し、したがって、製造業者によって示唆された基準を満たさない。
【０００７】
電力消費は個人的なオーディオアプリケーションの無線（つまりラジオ）解決策が直面する主なハードルである一方、そのような解決策はさらに高品質オーディオを提供し、ありあまるほどの他の電波源からの干渉に対処し、且つ、小さく、安くなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先行技術を改善するために、種々の補強を組込んだ高品質低電力の個人的なワイヤレスオーディオシステムが提供される。この種々の補強は、ユーザの全面的なオーディオ体験を改善する役目をする。再送信を伴う確認応答パケット送信、音声源及びオーディオシンク間の送信間隔のダイナミックな調整、改善されたオーディオ同期、可逆圧縮、ダイナミックなチャネル選択及び切り替え、並びに送信電力のダイナミックな調整のようなこれらの機能は、ワイヤレスオーディオシステムが特定の無線干渉を速く克服し、強度が周囲の伝送媒体に従って調節される信号を送信することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によれば、提供されるワイヤレスオーディオシステムは、（ａ）第１の外部装置からオーディオ信号及びオーディオステータス情報を受信し、無線接続を通じて前記オーディオ信号及びオーディオステータス情報を送信する音声源と、（ｂ）前記音声源から前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を受信し、第２の外部装置へ前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を伝達する少なくとも１つのオーディオシンクとを備え、少なくとも１つの前記オーディオシンクのうち特定の１つが、前記第２の外部装置からオーディオ制御情報を受信し、無線接続を介して前記音声源に前記オーディオ制御情報を送信する。
【００１０】
本発明の第２の側面によれば、提供される音声源は、（ａ）第１の外部装置と通信する、それぞれオーディオ信号及びオーディオステータス情報を含有する複数のソース送信パケットを作成し、オーディオシンクへの送信の前に複数の前記ソース送信パケットを格納するソースパケットフォーマッタ及びソースバッファ、（ｂ）前記ソースパケットフォーマッタ及び前記ソースバッファと通信する、前記ソースバッファから複数の前記ソース送信パケットを受信し、定義された単位時間毎に前記オーディオシンクへ複数の前記ソース送信パケットを送信するソース送信器、（ｃ）前記ソース送信器と通信し、前記ソース送信器のための前記単位時間を定義するソースオーディオ同期装置、（ｄ）前記オーディオシンクから、複数のシンク送信パケットの形式を成すオーディオ制御情報を受信し、定義された各前記単位時間内の受信及び送信を調整するために、前記ソース送信器と通信するソース受信器、（ｅ）前記ソース受信器と通信する、複数の前記シンク送信パケットを受信し、前記オーディオ制御情報を抽出するソースパケットデフォーマッタ、及び（ｆ）前記ソースパケットデフォーマッタ及び前記ソース送信器と通信する、複数の利用可能なチャンネルのうち、特定の１つのチャンネルをモニタリングするソースチャンネル品質モニタを備える。
【００１１】
好ましくは、アナログオーディオ信号が前記第１の外部装置から伝えられる場合、前記ワイヤレスオーディオシステムが、前記第１の外部装置と通信するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）をさらに備え、前記オーディオ同期装置によって生成されたソースオーディオサンプリングクロック信号が、ＡＤＣに入力される。
【００１２】
より好ましくは、上記ワイヤレスオーディオシステムは、前記ＡＤＣと通信し、前記ＡＤＣによって出力されたデジタルオーディオ信号を圧縮する圧縮モジュールをさらに備える。
【００１３】
本発明の第３の側面によれば、提供されるオーディオシンクは、（ａ）定義された単位時間毎に音声源から、オーディオ信号及びオーディオステータス情報を含む複数のソース送信パケットを受信するシンク受信器、（ｂ）前記シンク受信器と通信する、それぞれ、前記ソース送信パケットから前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を抽出し、抽出された前記オーディオ信号及び前記オーディオステータス情報を格納するシンクパケットデフォーマッタ及びシンクバッファ、（ｃ）前記シンク受信器と通信し、前記シンク受信器のために前記単位時間を定義するシンクオーディオ同期装置、（ｄ）第２の外部装置と通信し、オーディオ制御情報を含有する複数のシンク送信パケットを作成するシンクパケットフォーマッタ、（ｅ）前記シンクパケットフォーマッタと通信し、複数の前記シンク送信パケットを送信するシンク送信器、及び（ｆ）前記シンクパケットデフォーマッタ、前記シンクバッファ、及び前記シンク受信器と通信し、複数の利用可能なチャンネルのうち特定の１つのチャンネルをモニタリングするシンクチャンネル品質モニタを備え、前記シンク受信器が、前記シンク送信器と通信し、定義された単位時間のうち特定の単位時間内の受信及び送信を協調させる。
【００１４】
好ましくは、アナログオーディオ信号が第２の外部装置によって要求される場合、ワイヤレスオーディオシステムは、デジタルアナログコンバーター（ＤＡＣ）をさらに備え、前記シンクオーディオ同期装置によって生成されたシンクオーディオサンプリングクロック信号が、前記ＤＡＣに入力される。
【００１５】
より好ましくは、前記ワイヤレスオーディオシステムは、前記シンクパケットデフォーマッタ及び前記シンクバッファと通信し、前記シンクバッファから受信された前記デジタルオーディオ信号を復元する復元モジュール(Decompression Module)をさらに備える。
【００１６】
本発明の利点は今は容易に分かるであろう。向上されたワイヤレスオーディオシステムは、様々な統合された機能を通じ、できるだけ低い電力を使用して、中断されないオーディオ再生を提供する。そのような様々な統合された機能は、シームレスに作動してユーザに優れた無線のオーディオ体験を提供する。
【００１７】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面並びに後続の詳細な記述から明白になる。
【００１８】
本発明についてのよりよい理解は、添付の図面を参照し、以下の詳細な説明を考慮することにより得られるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図２に示すように、本システムのワイヤレスオーディオシステムは概略的に音声源２００、オーディオシンク２１０、及び無線接続（２２０で概略的に示されている）を含む。
（ａ）音声源２００は外部装置（例えばオーディオプレーヤ、図示せず）からアナログあるいはデジタルオーディオ及びオーディオステータス情報を受信し、それを無線接続２２０でオーディオシンク２１０へ送信し、また無線接続２２０を介してオーディオシンク２１０からオーディオ制御情報を受信し、それを外部装置に送信する。オーディオステータスは、例えば歌のタイトル、芸術家など…、送信されているオーディオに関する情報を含む。オーディオステータスはさらに、例えば、再生、停止、巻戻しなど…オーディオプレーヤに関する情報を含みうる。オーディオ制御は、音声源１００を制御する情報、例えば、再生、停止、巻戻し、早送り、スキップ、ポーズなどを含む。
（ｂ）オーディオシンク２１０は無線接続２２０を介して音声源２００からオーディオデータ及びオーディオステータス情報を受信し、それを外部装置（例えばヘッドホン）へ送信し、また外部装置からオーディオ制御情報を受信し、無線接続２２０を介してそれを音声源２００へ送信する。
（ｃ）音声源２００とオーディオシンク２１０との間の無線接続２２０は、ラジオのような共有の無線媒体のうちの１つのチャンネルを使用すると仮定する。共有の無線媒体は多重チャネルを含む。
【００２０】
図３に示すように、音声源２００は、以下の（ａ）〜（ｈ）を備える。
（ａ）オーディオ同期装置３１０によって提供されたサンプリングクロックを使用して、オーディオプレーヤのような外部装置から受信したアナログデータをデジタルデータへ変換するオーディオアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３００。デジタルデータが直接（例えば、デジタル出力を有するコンパクトディスクプレーヤから）提供される場合、オーディオＡＤＣ３００は省略することができる。
（ｂ）既知の関係によって一方が他方から導き出され得るように、オーディオサンプリングクロック及び伝送スーパーフレーム間隔（Transport Superframe Interval、ＴＳＦ＿間隔）を生成するオーディオ同期装置３１０。
（ｃ）冗長情報を検知して除去することにより、通常の状態でオリジナルのデジタル信号を完全に復元できるように、デジタルオーディオデータの平均ビットレートを低減する可逆圧縮モジュール３２０。
（ｄ）圧縮されたオーディオデータ、オーディオステータスデータ、並びにパケット記述、エラー検出、無線リンク管理などをサポートするのに必要な任意のオーバヘッドを含むパケットを作成するパケットフォーマッタ(Packet Formatter)＆バッファ３３０。パケットはバッファされて、無線による送信を待つのである。一旦前のパケットがオーディオシンク２１０によって確認応答されたならば、パケットフォーマッタ＆バッファ３３０は新しいパケットを送信器３４０に提示する。
（ｅ）各ＴＳＦ＿間隔の単位時間毎に、パケットフォーマッタ＆バッファ３３０によって提示されたパケットを送信する送信器３４０。音声源２００が共有の無線媒体上で同時に受信及び送信を決してしないため、送信器３４０及び受信器３５０間に共有される回路が存在し得ることに注意すべきである。
（ｆ）送信器３４０によってパケットをオーディオシンク２１０に送信した後に、オーディオシンク２１０からパケットを受信する受信器３５０。受信器３５０はそのパケットに対してエラー検出を実行し、また、パケットが破損されていない場合は、パケットはパケットデフォーマッタ(Packet De-formatter)３６０に渡される。音声源２００が共有の無線媒体上で同時に受信及び送信を決してしないため、送信器３４０及び受信器３５０間に共有される回路が存在し得る。
（ｇ）受信パケットからオーディオ制御データ及び確認応答を抽出するパケットデフォーマッタ３６０。確認応答は、送信器３４０へ新しいパケットを提示すべきかどうかを決めるためにこの情報を使用するパケットフォーマッタ＆バッファ３３０へ転送される。
（ｈ）現在のチャネルの品質を連続的にモニタし、ダイナミックなＴＳＦ＿間隔の切り替えを制御し、好まれるチャンネルシーケンスを維持し、またダイナミックなチャンネル切り替えを制御するチャンネル品質モニタ３７０。
【００２１】
図４に示すように、オーディオシンク２１０は、以下の（ａ）〜（ｈ）を備える。
（ａ）各ＴＳＦ＿間隔毎にパケットを受信する受信器４００。受信器４００はパケットに対してエラー検出を実行し、もしパケットが破損されていない場合、パケットはパケットバッファ＆デフォーマッタ４１０に渡される。オーディオシンク２１０が共有の無線媒体上で同時に受信及び送信を決してしないため、送信器４２０及び受信器４００間に共有回路が存在し得る。
（ｂ）オーディオデータ及びオーディオステータスデータを抽出し、滑らかなオーディオプレイバックを維持するためにオーディオデータをバッファするパケットデフォーマッタ＆バッファ４１０。
（ｃ）ＴＳＦ＿間隔毎に音声源２００からパケットを受信した直後に、パケットを音声源２００へ送信する送信器４２０。オーディオシンク２１０が共有の無線媒体上で同時に受信及び送信を決してしないため、送信器４２０及び受信器４００間に共有回路が存在し得る。
（ｄ）受信されたパケット中の圧縮データからオリジナルのデジタルオーディオデータを再構成する可逆復元モジュール４３０。
（ｅ）オーディオ同期装置４５０によって提供されたサンプリングクロックを使用して、デジタルオーディオデータをアナログオーディオに変換するオーディオＤＡ変換器（ＤＡＣ）４４０。
（ｆ）受信器４００から受信されたパケット検出信号より、ＴＳＦ＿間隔およびオーディオサンプリングクロックを生成するオーディオ同期装置４５０。
（ｇ）オーディオ制御データ及び確認応答を含むパケットを作成するパケットフォーマッタ４６０。
（ｈ）現在のチャネルの品質を連続的にモニタし、ダイナミックなＴＳＦ＿間隔の切り替えを制御し、好ましいチャンネルシーケンスを維持し、またダイナミックなチャンネルの切り替えを制御するチャンネル品質モニタ４７０。
【００２２】
共有の無線媒体接続
図５は共有の無線媒体のデューティサイクルを示す図である。本発明の解決策では、共有の無線媒体へのアクセスを制御するために、時分割二重伝送スキームが使用されている。これは、同時にではないが同一の共有無線媒体を使用して、音声源２００からオーディオシンク２１０へ、及びオーディオシンク２１０から音声源２００へパケットを送信することを意味する。したがって、パケットは、両端の間で「ピンポン」往復する。
【００２３】
伝送スーパーフレーム間隔（Transport SuperFrame Interval、ＴＳＦ＿間隔）（以下「ＴＳＦ５００」と記す）は、音声源２００がオーディオシンク２１０に接続されている間に連続的に繰り返される、定義された長さのある期間である。その期間において、共有の無線媒体にアクセスしてオーディオシンク２１０へ音声源パケット５１０を送る音声源２００に割当てられる時間、及び、共有の無線媒体にアクセスして音声源２００へオーディオシンクパケット５２０を送るオーディオシンク２１０に割当てられる時間がある。これらの２つの期間の間では送信方向が変化するので、無線が送信モードと受信モード、及びその逆の間で切り替わることを可能にするために割当てられる時間もある。さらに、ＴＳＦ５００がすべてのデータの送信に必要な時間以上の時間を含みうるので、無線伝送がないアイドル期間５３０も割当てられうる。
【００２４】
音声源パケット５１０のスタートはＴＳＦ５００のスタートによってトリガされる。このパケットは、オーディオデータがその中にあるか否かにかかわらず、常に送信される。また、それは最大サイズが定義された可変長のパケットでもある。オーディオシンク２１０は、音声源パケット５１０の終了直後（無線が方向を切替える時間を見越しておいた後）に、オーディオシンクパケット５２０を送信し始める。オーディオシンクパケット５２０は常に送信され、且つ、最大サイズが定義された可変長のパケットである。但し、典型的には音声源パケット５１０よりはるかに小さい。
【００２５】
音声源２００中のオーディオ同期装置３１０によって実行されたオーディオ同期機能は、ＴＳＦ５００の長さを制御する。この情報は、音声源パケット５１０のオーバヘッドに含まれてオーディオシンク２１０に伝えられる。ＴＳＦ５００の長さは、次の表にリストされるような多くの競合する要因を考慮しなければならない。
その目的は、可逆圧縮を使用してオーディオレートを最小にしながら、オーディオに利用可能な容量を最大にすることである。
【００２６】
【表１】
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本発明の解決策では、約２．４Ｍｂ／ｓのビットレートで送受信する無線インタフェースが使用される。ＴＳＦ５００は４ｍｓｅｃである。これは、オーディオサンプリングクロック（４４．１ＫＨｚ）を１７６で割ることにより得られる。２．４Ｍｂ／ｓでは、およそ１１８３バイトは４ｍｓｅｃ間で送信することができる。しかしながら、この４ｍｓｅｃの内には、ｌ００μｓｅｃはＴＳＦ５００のスタート時点で無線のターンオンを可能にするために保留され、また、ｌ００μｓｅｃは無線の方向の切替え（Ｒｘ＜−＞Ｔｘ）を可能にするために保留される。これは、指定されたＴＳＦ５００の間に送信できるバイト数を約５９バイト、即ち１１２４バイトに、低減してしまう。オーディオシンクパケット５２０は、約２７バイトを使用して、音声源パケット５１０のために１０９７バイトを残す。送信される最大のパケット長は１０００バイトである。したがって、すべてのＴＳＦ５００においてアイドルタイムがある。ＴＳＦ毎に送信される１０００バイトのパケットは、約２Ｍｂ／ｓの圧縮されたオーディオ容量を表す。１．４Ｍｂ／ｓオーディオストリームは、０．７の平均比率で圧縮されると、約１Ｍｂ／ｓしか要求しない。したがって、圧縮されたオーディオに利用可能な、要求される容量の２倍分の容量がある。余分の１Ｍｂ／ｓは損傷したパケットの再送信に利用可能である。実質的に、すべての音声源パケットを２度送信するのに十分な容量がある。
【００２７】
後に議論されるように、これらのパラメータ値の選択を駆り立てる他の要因もある。提案された方法は、音声源２００およびオーディオシンク２１０が無線で同時に送信しようとしないことを保証する。この同時送信は、コンフリクトとデータの損失を引き起こすものである。さらに、提案された方法は、一方が送信モードにある間、他方が受信モードにあることを保証するタイミング調整を提供する。また、提案された方法は、どれだけの干渉が存在するかに依存してＴＳＦ５００の長さを調整することにより、干渉耐性と電力消費との間のリアルタイムのトレードオフを可能にする。最後に、提案された方法は、ＴＳＦ５００のスタートが、音声源２００からオーディオシンク２１０に送られてきた基準周波数として使用されることを可能にする。これはオーディオシンク２１０でタイミングを同期させるために使用されることができる。
【００２８】
再送信を伴う確認応答パケット伝送
当業者が理解しているように、確認応答パケット伝送(Acknowledged Packet Transmission)法は、送信器が自ら送ったパケットがそれぞれ受信器によって正確に受信されたという明示的な確認応答を得ることを可能にする。確認応答が受信されない（オリジナルのパケットあるいは確認応答のいずれかが損失した又は破損された）場合、送信器はそのパケットを再送信する。したがって、損失した又は破損された情報は交換される。この方法は時々、送信者ベース回復と呼ばれている。従来の確認応答パケット伝送法では、よいパケットの受信器は、受信パケットの識別子を含む確認応答パケットをもって送信器に応答する。識別子は、典型的にはデータシーケンス番号（ＤＳＮ）である。このＤＳＮは、送信器が、次のパケットを送信する前に各パケットの確認応答を待たずに、いくつかのパケットをデータ送信中におくことを可能にする。いくつかのパケットを同時に送信状態におく能力が合理的なスループットの達成のために重要である多重ノードネットワーキング解決案にとっては、これは好都合である。
【００２９】
本発明の解決策では、明示的な確認応答パケットのタイプはない。パケットが“ピン−ポン”往復するという事実は、データを送るための媒体及び最後のよい受信パケットの確認応答の両方として各パケットを役立たせることにより利用されることができる。図６に示すように、パケットはそれぞれパケットオーバヘッドにＤＳＮを含んでいる。一方がＤＳＮ＝Ｘを有するパケットを送信する場合、その一方は、他方から受信した次のパケットがＤＳＮ＝ｘ＋ｌを有することを予想する。もしそうであった場合、その一方はＤＳＮ＝ｘ＋２を有する新しいパケットを送信することになる。もしオリジナルの送信パケットが損失し又は損傷した場合、他方から受信した次のパケットは、もしあれば、ＤＳＮ＝Ｘ−１を有するであろう。その場合には、ＤＳＮ＝Ｘのパケットが再送信されることになる。もし他方からのパケットが損失し又は損傷した場合、再び、ＤＳＮ＝Ｘのパケットが再送信されることになる。これは、ＤＳＮ＝ｘ＋ｌのパケットが受信される、あるいは、無線リンクの不良を宣言するタイムアウトが現れるまで継続するであろう。これは、別の無線チャンネルへの切り替えを引き起こすことがある。
【００３０】
再送信を伴う確認応答パケット伝送の実施は、送信されたパケットを保持するバッファを要求する。これによって、確認応答がない場合にはそのパケットを再送信することができる。さらに、連続的なストリームのオーディオが存在する無線のオーディオアプリケーションは、現在パケットが送信されている間に、そのオーディオをバッファしなければならない。共有の無線媒体が頻繁な再送信が必要となるほど不良な場合、オーディオデータは、バッファに蓄積されて、送信されることができるように共有の無線媒体が改善される時を待つことができる。
【００３１】
図７に示すように、圧縮されたデジタルオーディオは、音声源２００中のオーディオバッファ３３０Ａに格納される。音声源２００が次のＴＳＦ５００で送信されるパケットを準備する場合、音声源２００はオーディオバッファ３３０Ａからオーディオデータを抽出し、パケットフォーマッタ３３０Ｂ中でオーディオステータスデータ及び他のパケットオーバヘッドと組合せて、送信器３４０に渡す。音声源２００は最大の許容パケット長を超過せずに、オーディオバッファ３３０Ａからできるだけ多くのオーディオデータを抽出する。
【００３２】
オーディオシンク２１０が音声源２００からパケットを受信すると、オーディオシンク２１０はパケットデフォーマッタ４１０Ａでオーディオデータを抽出し、オーディオバッファ４１０Ｂに格納する。圧縮されたオーディオデータは、オーディオバッファ４１０Ｂから抽出され復元される。オーディオデータが初めてこのシステムを流れる場合、オーディオシンク２１０はオーディオバッファ４１０Ｂがほぼ満杯となるまで、バッファからデータを抽出しない。一旦オーディオバッファ４１０Ｂからデータを抽出し始めれば、もう停止することができない。さもないと、オーディオの滑らかな流れが中断されることになる。
【００３３】
共有の無線媒体が良好な場合、オーディオバッファ３３０Ａは比較的空いているし、また、オーディオバッファ４１０Ｂは比較的満杯となっているであろう。共有の無線媒体が不良な場合、送信器のオーディオバッファ３３０Ａは満杯になり始める。また、受信器のオーディオバッファ４１０Ｂは、外部装置（例えばヘッドホン）へのオーディオの流れが継続するにつれ、空になり始める。
【００３４】
ダイナミックなＴＳＦ間隔
ＴＳＦ５００は実質的に無線のデューティサイクル（即ち、無線が送信する時間対受信する時間対オフの時間）を制御し、したがって、音声源２００及びオーディオシンク２１０の平均電力消費量にも影響する。瞬時電力消費量は受信、送信、及びアイドル時のラジオのピーク消費量によって定義される。平均電力消費量は、ＴＳＦ５００の期間にわたる、無線が受信モード、送信モード及びアイドルモードにある時間によって定義される。バッテリ寿命を影響する主な要因であるので、平均電力消費量は重要である。
【００３５】
音声源パケット５１０が常にＴＳＦ５００の初めに送信されるので、より短いＴＳＦ５００は、音声源パケット５１０がより頻繁に送信されるが、パケット長がＴＳＦ５００のサイズによって制限されるかもしれないことを意味する。反対に、より長いＴＳＦ５００は、音声源パケット５１０がそれほど頻繁に送信されないが、定義された最大までのより長いパケットでありえることを意味する。したがって、オーディオを搬送するのに利用可能な総容量は、最大のパケット長に到達するまで、ＴＳＦ５００のサイズが増大するとともに増大し、最大のパケット長に到達する時点より、総容量は、ＴＳＦ５００のサイズが増大し続けるとともに減少し始める。図８に示すように、圧縮されたオーディオデータレートが比較的固定されているので、再送信に利用可能な空き容量は、最大のパケット長に到達するまでＴＳＦ５００のサイズが増大すると共に増大し、最大のパケット長に到達する時点より減少し始める。
【００３６】
パケット（音声源パケット５１０あるいはオーディオシンクパケット５２０）がそれぞれ、パケット長にかかわらず比較的固定量のオーバヘッドを含んでいるので、より長いパケットは、より少ない容量がオーバヘッドの送信によって使い果たされていることにつながり、また、電力消費も低減される。したがって、電力消費はより長いＴＳＦ５００に調節することにより低減される。これは共有の無線媒体が良好で再送信帯域幅が必要でない場合に、電力消費を低減するために使用される。これは、さらに、オーディオプレイバックが不活性な場合に（容量がオーディオには必要ではないので）、無線リンクを維持しながら電力消費を絶対最小に低減するために使用される。
【００３７】
共有の無線媒体が完璧ではなく、また、データ誤差が様々な原因により生じうる。無線通信において、送信器と受信器との間の距離が長すぎれば、エラーフリーの受信にとっては不十分な電力が受信器に到着する。マルチパス効果は、複数の信号のコピーがわずかに異なる伝播遅延をもって受信器に到着することを引起し、破壊的な干渉及びビット又はバースト誤りをもたらしうる。同じ周波数スペクトルで作動する別の無線（例えばＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、コードレスホン、電子レンジ）が範囲内にあれば、それらからの干渉もビット及びバースト誤りを引起すことになる。
【００３８】
より長いＴＳＦはより長いパケット及びより低い電力消費をもたらすが、同時により長いパケットは共有の無線媒体エラーにより敏感でありえる。恐らく、干渉がより頻繁に送信された小さいパケットをヒットする可能性は、それほど頻繁に送信されない大きなパケットをヒットする可能性とほぼ同じである（これは、より多くのオーバヘッドが小さいパケットと共に送信され、オーバヘッドをヒットするインパクトがデータペイロードをヒットするインパクトと同じであるので、議論の余地がある）。しかしながら、エラーが主にビットエラー、あるいは小さなバースト（パケット長に比べて小さい）である場合、長いパケットの再送信はより多くの「よい」情報の再送信をもたらすのに対して、短いパケットの再送信はより少ない「よい」情報を再送信することになるので、再送信を実行するのに時間及び帯域幅を少なく要求する。したがって、より小さいパケットサイズをもたらすより短いＴＳＦ５００は、より少ない再送信帯域幅を要求することを意味する。しかしながら、より長いＴＳＦ５００は、あるポイントまではより多くの再送信帯域幅が利用可能となることをもたらす。したがって、再送信帯域幅に対するニーズとその可用性を平衡させる最適なＴＳＦ５００の長さがある。
【００３９】
図１０は、干渉耐性（再送信帯域幅に対するニーズ及び再送信帯域幅の可用性間の差）がＴＳＦ５００のサイズに応じてどのように変るかを示す図である。より低い誤り率では、再送信帯域幅のニーズを満たす、広範囲のＴＳＦ５００サイズがある。しかしながら、誤り率が増大するにつれ、より小さな範囲のＴＳＦ５００サイズのみがこのニーズを満たすことになる。さらに、短いパケットを使用する場合、電力消費もより高いことに注目することが重要である。したがって、ＴＳＦ５００の制御は、無線が現在の状況に調節されることを可能にする。即ち、共有の無線媒体が良好なとき（或いはオーディオ帯域幅が必要とされないとき）には、より長いＴＳＦ５００を使用して電力消費を最適化し、また、共有の無線媒体が不良なときには、より短いＴＳＦを使用してエラー訂正を最適化する。
【００４０】
要するに、ダイナミックなＴＳＦ制御は電力消費及び干渉耐性間のトレードオフを扱うために使用される。音声源２００に使用されるチャンネル品質モニタ３７０は、チャンネルの品質が低下していると判断した場合、より短いＴＳＦ５００に切り替えるようにオーディオ同期装置３１０に命じる。新しいＴＳＦ５００は、オーディオシンク２１０にパケットオーバヘッドで伝えられる。新しいＴＳＦ５００を有するパケットを受信次第、オーディオシンク２１０もより短いＴＳＦ５００に切り替える。
【００４１】
ＴＳＦ間隔を用いたオーディオ同期
スピーカを駆動するために増幅器が要求される前に、デジタルオーディオデータはアナログ信号に変換されなければならない。デジタル／アナログ変換は、低いジッタを有し、アナログオーディオをデジタルに変換するために元々使用されたオーディオサンプリングクロックに関して精確に同期でなければならないクロックを必要とする。本発明の解決策では、音声源は、ローカルのオーディオサンプリングクロックへＴＳＦを同期させる。したがって、オーディオシンクでは、各音声源パケットの第１ビットの到着は、このオーディオサンプリングクロックに同期する基準周波数である。オーディオシンクは、位相または周波数同期ループでこの基準を使用してサンプリングクロックを再生成する。
【００４２】
本発明の解決策では、音声源２００は、オーディオ同期装置３１０によって生成されたローカルのオーディオサンプリングクロックへＴＳＦ５００を同期させる。したがって、オーディオシンク２１０では、各音声源パケット５１０の第１ビットの到着は、そのオーディオサンプリングクロックに同期している基準周波数である。オーディオシンク２１０は、位相または周波数同期ループでこの基準を使用してサンプリングクロックを再生成する。
【００４３】
可逆圧縮
一般に、オーディオシンク２１０でデータの誤差または損失がなく受信されたデジタルオーディオデータは、音声源２００で有しているのと同じオーディオ品質を有する。言いかえれば、オーディオ品質は無線伝送によって制限されない。たった１ビットのエラーは聞こえる。オーディオサンプルの最下位ビット（ＬＳＢ）のうちの１ビットのエラーは、最上位ビット（ＭＳＢ）のうちの１ビットのエラーほど聞こえない。ユーザにとって、ＬＳＢエラーは、静かな「クリック」のように聞こえるかもしれないが、ＭＳＢエラーは、大きな「ポップ」のように聞こえる可能性がある。バースト誤りも大きな「ポップ」のように聞こえる。頻繁なビットエラーはラジオの「雑音」のように聞こえうる。
【００４４】
いくつかのオーディオ送信方法は、圧縮を利用して、送信される必要のあるオーディオデータの量を減らし、それにより、伝送媒体によって要求される容量を低減する。データ伝送エラーのインパクトは圧縮の使用によって影響される。当業者が理解しているように、圧縮方法は、２つのグループ（不可逆圧縮及び可逆圧縮）に分けることができる。
（ａ）不可逆圧縮は、人間の聴覚メカニズムの音響心理学モデルに基づく。オーディオ信号は周波数コンポーネントへ分解され、そして、人間の耳にそれほど聞えないコンポーネントは除去される。そのような方法は、２０：１ほどの非常に高い圧縮率を得ることができる。しかしながら、オーディオ情報が失われるので、オーディオ品質は影響される。そして一般に、圧縮率が大きいほど、その影響も大きい。
そのような圧縮方法は、さらに計算上複雑で、かつ実時間で実行するために著しい電力消費を要求する傾向がある。ＭＰ３圧縮は不可逆圧縮法の一例である。
（ｂ）可逆圧縮は、オーディオ情報における固有の冗長性を利用して、ベースサンプル（冗長情報）を頻繁に送信せず、残るサンプルに関してベースとの差分だけを送信する。そのような方法は、３：１までの圧縮率を達成することができる。しかし、この圧縮率は、オーディオのタイプ（いくつかのタイプのオーディオは他のものより多くの冗長性を有する）に依存する。しかしながら、情報は失われない。オリジナルのオーディオデータは、オーディオ品質が影響されないように完全に再構成されることができる。
【００４５】
一般に、圧縮率が高いほどエラーのインパクトが大きい。それは、各ビットにより多くの情報が包含されるからである。不可逆圧縮では、エラーは、「エコー」や「さえずり」を引起す周波数ひずみをもたらす。可逆圧縮では、ベースサンプルは、送信される容量の約２０％を含み、また、残りの８０％は、実質的にオーディオサンプルのＬＳＢを代表する。したがって、可逆的に圧縮されたオーディオのビットエラーは、ほとんど静かな「クリック」のように聞こえる。
【００４６】
本発明の解決策は、必要とされるオーディオ容量を低減しながらオーディオ品質を最大限にするために可逆圧縮を使用する。これは２つの利点を有する。共有の無線媒体が良好な場合、無線のデューティサイクルを低減し、それによって、電力消費を低減する。また、共有の無線媒体が不良な場合、より多くの容量を再送信に利用可能にする。
【００４７】
ダイナミックなチャネル選択及び切り替え
共有の多重チャネル媒体で無線接続を確立するために、音声源２００及びオーディオシンク２１０は同じチャンネルを使用していなければならない。理想的には、このチャンネルは、その品質、あるいはエラーフリーのオーディオ伝送をサポートする能力の点から、最良の利用可能なチャンネルでもある。
【００４８】
音声源２００に設けられたチャンネル品質モニタ３７０は、共有媒体における望ましい順のチャンネルリストである好ましいチャンネルシーケンス（Preferred Channel Sequence、ＰＣＳ）を維持する。このリストは、低い品質を今後経験する可能性が大きそうなチャンネルについての知識によってバイアスされる。例えば、既知の干渉源によって使用されるスペクトルとオーバラップする無線チャンネルは、ＰＣＳ上では低いほうにバイアスされる。接続を確立するに先立って、音声源２００は、利用可能なチャンネルを走査し信号エネルギーを捜す。高エネルギーは占有されているチャンネルであると解釈され、したがって、望ましくなく、また、このチャンネルは、ＰＣＳ上で最後は低い順に行き着く。音声源２００は、ＰＣＳを求めた後、最も好ましいチャンネルで送信し始める。また、送信を始めた後に、音声源２００は、ＰＣＳを最新のものに維持しておくために利用可能なチャンネルを周期的に再走査する。
【００４９】
一旦オーディオシンク２１０との接続が確立されたならば、音声源２００はオーディオシンク２１０にＰＣＳを送る。音声源２００及びオーディオシンク２１０に設けられたチャンネル品質モニタ３７０、４７０は、信号エネルギー、確認応答の紛失レートを連続的にモニタし、そしてオーディオバッファ３３０Ａは、現在のチャネルの品質の評価を求めるために蓄積する。
【００５０】
品質が、予め定義された時間だけ予め定義された閾以下に落ちた場合、チャンネル品質モニタ３７０はダイナミックなチャンネル切り替え（ＤＣＳ）をトリガする。図１２に示すように、音声源２００が１６本の可能なチャンネルのうち、チャンネルＸで作動し、またチャンネルＸが、例えば無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）からの干渉に遭遇する場合、音声源２００は、ＰＣＳの中で次の好ましいチャンネル（「Ｙ」として示される）に移る。また、この次の好ましいチャンネルが良好なチャンネルである場合、音声源２００は、チャンネルＹで送信し始め、オーディオシンク２１０がそれを見つけるのを待つ。オーディオシンク２１０も、ＰＣＳ中の次のチャンネルへ移動し、音声源２００を捜す。これが起っている間、オーディオは、音声源２００のオーディオバッファ３３０Ａに蓄積し続ける。また、オーディオはオーディオバッファ３３０Ａからプレーアウトし続ける。確認応答の紛失の使用は、音声源２００及びオーディオシンク２１０がほぼ同時に現在のチャネルを放棄することを決定することを保証する。新しいチャンネル上で送信を始める時間を音声源２００に与えるためにオーディオシンク２１０が切り替える前に、補足遅延は、適用される。
【００５１】
図１３は、チャンネル品質モニタ３７０が使用する決定行列を提供する。チャンネル品質モニタ３７０は、送信が活性である間に適切な干渉回避アクション、特に、ダイナミックなＴＳＦ間隔あるいはダイナミックなチャネル選択を起動すべきであるかどうかを決定する。選択されたチャンネル（例えばＹ）上のチャンネルエネルギー及びオーディオバッファ３３０Ａの蓄積は、連続的にモニタされる（注：確認応答の紛失レートがオーディオバッファ３３０Ａの蓄積の代りに使用されてもよい）。チャンネルエネルギーは高いが、オーディオバッファ３３０Ａの蓄積が悪化している（つまり、バッファが頻繁な再送信によりいっぱいになって来ている）場合、高いチャンネルエネルギーが干渉の結果であることが推定される。最初に、より短いＴＳＦ間隔が選択されて、悪化しているバッファ条件が解決されるかどうかを確かめる。もし解決されなければ、ダイナミックなチャンネル切替えが引き起こされる。チャンネルエネルギーは低いが、オーディオバッファ３３０Ａの蓄積が悪化している場合、干渉が原因でないことが推定される。そして、より短いＴＳＦ間隔が選択される。もしこれがその問題を解決しない場合、オーディオシンク２１０が音声源２００の範囲外にあると考えられ、ユーザは範囲外の合図で知らされる。最後に、チャンネルエネルギーは低いが、オーディオバッファ３３０Ａの蓄積が安定している場合、オーディオシンク２１０が音声源２００の範囲外に接近していることが推定され、ユーザは範囲外の合図で知らされる。
【００５２】
ダイナミックな伝送パワー
無線のリンクバジェット(Link Budget)に依存して、干渉に対抗するために利用可能な顕著な信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンが存在しうる。しかしながら、共有の無線媒体が良好である場合（つまり、使用チャンネルでの品質測定に基づいて）、送信器３４０の出力電力は低減されることができる。図１４に示すように、オーディオシンク２１０が音声源２００により接近するほど、より少ない出力電力が必要とされる。これは送信器３４０での消費電力を低減する効果がある。さらに、これは、他の無線により引起される干渉を低減する効果もある。したがって、チャンネルを再使用することができる前に個人のオーディオ装置間で要求される距離が短くされ、これにより、他のチャンネルを解放し、ダイナミックなチャンネル切り替えに使用させて、他の干渉のソースに対抗する。
【００５３】
本発明の様々な典型的な実施例が示されたが、当然のことながら、本発明の正確な技術的範囲から逸脱せずに、本発明の利点のうちのいくつかを達成する種々の変更及び修正を行えることは当業者にとって自明であろう。例えば、以下のような修正は本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
（ａ）アナログまたはデジタルオーディオデータを音声源２００に提供することができる。デジタルオーディオデータが提供される場合、オーディオＡＤＣ３００は必要でない。
（ｂ）アナログまたはデジタルオーディオデータがオーディオシンク２１０によって生成されることができる。デジタルオーディオデータが生成される場合、オーディオＤＡＣ４４０は必要でない。
（ｃ）上述のように、オーディオ圧縮の方法は不可逆圧縮又は可逆圧縮の方法であることができる。不可逆圧縮は、はるかに大きな圧縮率を可能にし、よって、オーディオ帯域幅要求を軽減する。しかしながら、不可逆圧縮はオーディオ品質を低減し、また、はるかにより複雑であり、したがって、可逆圧縮より多くの電力を消費する。不可逆圧縮を使用する潜在的な利点は、無線のピーク電力消費量に依存する。それは、圧縮／復元のより高い電力消費と、より低いデータ率のために無線のより低い平均電力消費量との間にトレードオフがあるためである。
（ｄ）オーディオデータレートが、無線接続のピークビットレートに比べて十分に低い場合、圧縮は完全に排除されることができる。
（ｅ）本発明は、すべて同じ音声源に対して同時にリスニングする複数のオーディオシンクをサポートするように適応されることができる。しかしながら、１つのオーディオシンクだけがオーディオ制御データを送信することができる。追加のオーディオシンクは単にオーディオデータ及びオーディオステータスデータを受信することだけができる。
（ｆ）共有の媒体は有線であり得る。
（ｇ）共有の無線媒体はラジオ波、赤外線、或いは等価な物でありえる。
（ｈ）本発明は、携帯電話及びワイヤレスヘッドセット間で使用されるような双方向オーディオ伝送をサポートするように適応され得る。このアプリケーション用のシステム構成は図１５に示されている。この構成では、音声源２００（つまりコンポーネント３００、３２０、３３０及び３４０）の送信パスは、オーディオシンク２１０（つまりコンポーネント４００、４１０、４３０及び４４０）の受信パスと結合して、双方向オーディオ通信を提供している。接続の各終端が同一の構成を有する。しかしながら、オーディオ同期、またダイナミックなチャネル選択及び切り替え機能に関して、１つの終端は、マスターとして割当てられ、もう１つの終端はスレーブとして割当てられる。
一般に、本発明は、音声を含むストリーミング等時性（つまり、タイミング調整に成功することを要求する送信）のデジタルデータのポイント対ポイント無線通信を要求するすべてのアプリケーションに適用されることができる。
【００５４】
当業者が理解されているように、本明細書に説明された機能はハードウェアあるいはハードウェアとソフトウェアの組合せを使用して得られうる。ソフトウェアは、マイクロプロセッサに格納された一連のコンピュータ読取可能な命令として実施されうる。コンピュータ読取可能な命令は、手続的なプログラミング言語（例えば「Ｃ」）あるいはオブジェクト指向言語（例えば「Ｃ＋＋」）でプログラムされうる。好ましくは、音声源２００及びオーディオシンク２１０を含むコンポーネントは、各々の集積回路内に形成される。これらの集積回路は、ここに説明した機能を実行するために、他のオンチップ及びオフチップコンポーネントと結合して使用されることができる。
【００５５】
無線周波数及び集積回路の分野に熟練している人は今、上述したものの代替の構造及び実施の形態、または、変形物を考え出すことができるであろう。それらの全ては、添付の特許請求の範囲によって定められるような本発明の範囲内にあることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】典型的なワイヤレスデジタルオーディオシステムの図的表現である。
【図２】ワイヤレスデジタルオーディオシステムのブロック図である。
【図３】図２の音声源のブロック図である。
【図４】図２のオーディオシンクのブロック図である。
【図５】本発明による無線媒体のデューティサイクルを示す図である。
【図６】本発明によるパケット確認応答スキームを示す図である。
【図７】本発明によるオーディオバッファの動作を説明する図である。
【図８】再送信帯域幅可用性及び伝送スーパーフレームサイズ間の関係を示すグラフである。
【図９】オーバヘッド容量及び伝送スーパーフレームサイズ間の関係を示すグラフである。
【図１０】干渉耐性及び伝送スーパーフレームサイズ間の関係を示すグラフである。
【図１１】共有の無線媒体における干渉を収めるために使用されるＴＳＦの長さを変化させる例を示す図である。
【図１２】ダイナミックなチャネル切替えが開始される閾値を示すチャートである。
【図１３】送信が活性化されている間に、適切な干渉回避アクションを決定するためにチャンネル品質モニタが使用する決定行列を示す図である。
【図１４】本発明のダイナミックな送信電力機能の適用を示す図である。
【図１５】双方向オーディオ送信をサポートする音声源の代替の実施の形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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