(57)【要約】  ブルートゥースオーディオソースからコンピュータデバイス（オーディオシンク）へブルートゥースプロトコルに基づいてオーディオ信号を無線送信するための方法が提供される。オーディオ信号は、ブルートゥースオーディオソースでオーディオデータパケットに変換される。オーディオデータパケットは、例えば無線周波数通信プロトコル（RFCOMM）のようなL2CAP層へのアクセスを有するプロトコルに基づいて、ブルートゥースオーディオソースにおいて、L2CAPデータパケットに変換され、無線送信される。ブルートゥースオーディオソースは、誤っていたか、またはシンクによって受信されなかったL2CAPデータパケットの更新された伝送を抑制するか、または最大許容レイテンシによって制限された所定の程度まで更新を減少させる。このようにして、オーディオストリームまたはオーディオ信号のリアルタイムの送信または再生を行うことができる。さらに、本発明は、誤ったデータパケットに関して低減された反復率でL2CAP層上のオーディオストリームまたはオーディオ信号の伝送を提供する。本発明による方法は、L2CAP層へのアクセスを伴うRFCOMMまたは別のデータ転送プロトコルへのアクセスが、アプリケーション層から提供され得ることを提供する。
2018507567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブルートゥースプロトコルに基づいて少なくとも１つのオーディオストリームをストリーミングイニシエータ（１０１）からストリーミングアクセプタ（２０１）に無線送信する方法であって、
前記少なくとも１つの連続オーディオストリームを、前記イニシエータ（１０１）のアプリケーション層（１０）において、オーディオデータパケットに変換するステップと、
前記オーディオデータパケットを、L2CAP層へのアクセスを有するプロトコル、特に前記イニシエータ（１０１）のRFCOMMプロトコルに従って、データパケットに変換するステップと、
ストリーミングイニシエータ（１０１）によって、L2CAPプロトコル（１３）に基づいてデータパケットを無線送信するステップと、
を備え、
ストリーミングイニシエータ（１０１）は、誤っているかまたは前記ストリーミングアクセプタ（２０１）によって確認されていないデータパケットの更新された伝送を抑制する、または、更新された伝送を前記最大許容レイテンシによって制限された所定の程度まで減少させる方法。
【請求項２】
ストリーミングイニシエータ（１０１）のアプリケーション層（１０）においてオーディオ信号の符号化が行われ、送信されたオーディオ信号の復号化がストリーミングアクセプタ（２０１）のアプリケーション層（２０）において行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ストリーミングアクセプタ（２０１）のアプリケーション層（２０）において、受信されたオーディオデータのオーディオ復号化を実行するステップと、
ストリーミングアクセプタ（２０１）のアプリケーション層（２０）において、受信オーディオデータにエラー隠蔽を実行するステップ、及び／又は、ストリーミングイニシエータ（１０１）のサンプルレートがストリーミングアクセプタ（２０１）のサンプルレートと異なる場合、オーディオデータのサンプルレートを適応させるステップと、
専用レイテンシでデコードされたオーディオ信号をリアルタイム再生するステップと、
を備える請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
無線マイクユニットであって、
少なくとも１つのオーディオストリームをワイヤレス送信する、ブルートゥースプロトコルに基づくストリーミングイニシエータとしてのワイヤレス送信機を備え、
連続オーディオストリームがオーディオデータパケットに変換され、オーディオデータパケットは、L2CAP層へのアクセスを有するプロトコル、特にRFCOMMまたは同等のプロトコルに従ってデータパケットに変換され、L2CAP層（１３）を介して送信され、
前記ワイヤレス送信機は、誤って送信されたか、または前記１つのブルートゥースストリーミングアクセプタ（２０１）によって確認されなかったL2CAPデータパケットの更新された伝送を抑制する、または、更新された伝送を最大許容レイテンシによって制限された所定の程度まで低減させ得る無線マイクユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルートゥース（登録商標）規格に基づくオーディオ信号をワイヤレスで送信する方法および無線マイクユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブルートゥースプロトコルは、近距離のデバイス間でのデータの無線伝送のIEEE802.15.1規格に対応している。ブルートゥースプロトコルには、高度なオーディオ配信プロファイルA2DPに基づいた専用オーディオストリーミングのオプションがある。A2DPに基づくオーディオコンテンツのストリーミングは、ブルートゥース規格の特定のアプリケーションを表し、オーディオストリーミングの要件に適合する。その点で、オーディオデータは、例えばスマートフォンのようなイニシエータからアクセプタ、例えば無線ラウドスピーカに送信される。A2DPは、ブルートゥースを介して任意のイニシエータからオーディオコンテンツを受信する可能性のあるオプションを、従来のコンピュータデバイス（スマートデバイス、タブレット、ＰＣなど）に提供していない。図１は、ブルートゥース規格のプロトコル層の概略図を示す。図１は、イニシエータまたはオーディオソース１０１のプロトコル層と、アクセプタまたはオーディオシンク２０１のプロトコル層を示す。このように、イニシエータ１０１は、ベースバンド層、論理リンク制御および適応プロトコルL2CAP、およびリンクマネージャプロトコルLMPを有する。１つ上の層は、オーディオ／ビデオ配信トランスポートプロトコルAVDTP、サービスディスカバリプロトコルSDPおよび無線周波数通信プロトコルRFCOMMである。対応する状況は、アクセプタ２０１に当てはまる。オーディオ／ビデオ配信トランスポートプロトコルAVDTPは、オーディオストリーミングアプリケーションのために提供される。リンクマネージャプロトコルLMPは、リンク確立およびリンク制御に役立つ。サービスディスカバリプロトコルSDPは、デバイスでサポートされているブルートゥースサービス、及び、同接続をどのように形成できるかを表示する機能を果たす。無線周波数通信プロトコルRFCOMMは、信頼性のあるコネクション型のデータ接続のためのトランスポートプロトコルとして機能する。プロトコル層の最上層は、それぞれ、イニシエータ１０１としてのオーディオソースのアプリケーション層またはアクセプタ２０１としてのオーディオシンクを表す。一般に、高度なオーディオ配信プロファイルA2DPは、オーディオストリーミングアプリケーションに使用される。その場合、予め定義されたオーディオコーデックまたは特定のコーデックの製造業者を使用することができる。オーディオ／ビデオ配信トランスポートプロトコルAVDTPは、ポイントツーポイント接続は許可するが、マルチキャスト接続は許可しない。
【０００３】
優先権を主張するドイツ特許出願において、ドイツ特許商標庁は以下の文書を検索した。：US2013/0089080 A1; US2005/0037708A1およびCN101841552A.
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、特に、アクセプタ（オーディオシンク）において、確立された同じプロファイルが提供されていない場合であっても、専用のレイテンシ及び高いオーディオ品質を有するオーディオ信号のリアルタイム伝送を可能にするオーディオ信号の無線伝送のための方法を提供することである。
【０００５】
この目的は、請求項１に記載のブルートゥースプロトコルに基づいてオーディオ信号を無線送信する方法によって達成される。
【０００６】
したがって、ブルートゥースオーディオソースからコンピュータデバイス（オーディオシンク）に、ブルートゥースプロトコルに基づいてオーディオ信号を無線送信する方法が提供される。オーディオ信号は、ブルートゥースオーディオソースでオーディオデータパケットに変換される。オーディオデータパケットは、例えば無線周波数通信プロトコル（RFCOMM）のようなL2CAP層へのアクセスを有するプロトコルに基づいて、ブルートゥースオーディオソースにおいてL2CAPデータパケットに変換され、無線送信される。ブルートゥースオーディオソースは、誤っていたか、またはシンクによって受信されなかったL2CAPデータパケットの更新された伝送を抑制するか、または、更新された伝送を最大許容レイテンシによって制限された所定の程度まで減少させる。このようにして、オーディオストリームまたはオーディオ信号のリアルタイムの送信または再生が達成され得る。さらに、本発明は、誤ったデータパケットに関して低減された反復率でL2CAP層上のオーディオストリームまたはオーディオ信号の伝送を提供する。本発明による方法は、L2CAP層へのアクセスを伴うRFCOMMまたは別のデータ転送プロトコルへのアクセスが、アプリケーション層から提供され得る。
【０００７】
本発明の一態様によれば、ブルートゥースオーディオソースでのオーディオ信号の符号化と、送信されたオーディオ信号のブルートゥースオーディオシンクでの復号化は、それぞれアプリケーション層において行われる。したがって、これは、オーディオ伝送のパラメータおよび品質が、コンピュータデバイス上のアプリケーション層の修正またはソフトウェア更新によって後で変更され得るシステムを提供する。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、例えば無線周波数通信プロトコルによって受信されたオーディオデータのオーディオデコードの実施は、ブルートゥースオーディオシンクにおいて行われる。さらに、ブルートゥースオーディオシンクでは、受信されたオーディオデータ内でエラー隠蔽が実行される。さらに、シンクのサンプルレートがソースのサンプルレートと異なる場合、オーディオデータのサンプルレートの適合を行うことができる。
【０００９】
本発明はまた、ブルートゥースプロトコルに基づくオーディオ信号の無線送信のための無線送信機を有する無線マイクユニットに関する。オーディオ信号はオーディオデータパケットに変換され、オーディオデータパケットはL2CAPデータパケットに変換される。無線送信機は、L2CAPに基づく適切なプロトコル、すなわちL2CAP層へのアクセスを有するプロトコル、例えば無線周波数通信プロトコルRFCOMMを使用する。無線送信機は、誤っているかまたはシンクによって受信されていないL2CAPデータパケットの更新された伝送を防止するか、または最大許容レイテンシによって制限または決定された所定の程度まで更新された伝送を制限する。
【００１０】
本発明は、ブルートゥース規格の既に存在する特定のオーディオ伝送プロトコルによるオーディオ信号のストリーミングではなく、むしろブルートゥースオーディオソースとブルートゥース機能を有するコンピュータデバイスとの間のデータの形でリアルタイムなオーディオ信号の送信という概念に関する。ブルートゥース規格は、２つのブルートゥース装置間の双方向データ交換を可能にするので、例えばスマートフォンなどのようなモバイル装置は、本来、オーディオソースとして機能するが、本発明によれば、例えば無線マイクのようなブルートゥースオーディオソースからのオーディオ信号をデータ信号として受信することができるブルートゥースオーディオシンクとして使用することができる。
【００１１】
本発明は、ブルートゥースプロトコルを手段として、オペレーティングソフトウェアのレベルでブルートゥースプロトコルを変更することのないモバイルユニットまたはコンピュータデバイスと共に、例えば、無線マイクを提供するという概念に関する。その場合、無線マイクは、ブルートゥース規格によって受信機（スマートデバイス、タブレット、ＰＣなど）に無線でオーディオ信号を送信することができる。したがって、無線マイクはストリーミングイニシエータとして機能し、コンピュータデバイス、スマートデバイス、タブレットなどはストリーミングアクセプタとして機能する。
【００１２】
本発明によれば、オーディオ信号の無線伝送は、例えば、無線マイクから、モバイルコンピューティングデバイスへ、その場合、デバイスのオペレーティングソフトウェアへの介入を伴わずに行われるべきである。本発明によれば、オーディオ信号の無線伝送は、例えば高度なオーディオ信号分配プロトコルA2DPのようなブルートゥースプロトコルによって提供される特定のオーディオプロトコルの１つの上で行われず、オーディオ信号はデータ接続によって送信される。それゆえ、本発明によれば、オーディオソースの一部に、伝送の欠落に起因するデータパケットの更新された伝送を回避するために、論理リンク制御および適応プロトコルL2CAPによる独自のプロトコルが提供される。さらに、伝送されるオーディオ信号は、データパケットで一緒に合成され、当該オーディオ信号がデータパケットとしてブルートゥース受信機によって受信される。受信されたデータパケットは、アプリケーション層で再び抽出され、オーディオ信号に変換されることができる。本発明によれば、受信されないか、または誤って受信されたL2CAPパケットが、コネクションの切断につながることはない。
【００１３】
本発明によれば、ブルートゥースオーディオソースは、オプションとして、オーディオ信号の符号化またはデータ圧縮のためのオーディオエンコーダを有することができ、ブルートゥースオーディオシンクは、オプションで、オーディオデータを復号するためのオーディオデコーダを有することができる。ブルートゥースオーディオシンクは、オーディオ信号の可聴スキッピングを回避するためにエラー隠蔽手段（誤ったまたは未受信のオーディオデータの隠蔽）をさらに有する。このシステムは、オーディオソースおよびオーディオシンクのサイクルレートの差を補償するサンプルレートコンバータも備えている。さらに、サンプルレートコンバータは、オーディオソースのサンプルレートとは異なるサンプルレートでのオーディオデータの出力を提供することができる。オーディオデータが直接出力されずに、オーディオシンクに保存されているだけの場合、サンプルレートコンバータは省略できる。
【００１４】
本発明によれば、データパケットに結合されたオーディオ信号は、L2CAPベースのプロトコル、例えばRFCOMMプロトコルによって送信される。これは、データ伝送のためのそのようなプロトコルが、ほぼすべてのブルートゥース対応コンピュータ装置によってサポートされるという利点を有する。さらに、本発明によるコンピュータ装置（オーディオシンク）上でオーディオ復号化がアプリケーション層内で完全に行われるので、オーディオ符号化の適応および最適化を柔軟に行える。
【００１５】
本発明のさらなる構成は、添付の特許請求の範囲の主題である。
本発明の一例としての利点および実施形態は、図面を参照して以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、最新技術によるブルートゥース規格のプロトコル層の表現を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態によるブルートゥースプロトコルのプロトコル層の概略図を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態によるブルートゥースオーディオソースおよびブルートゥースオーディオシンクの概略ブロック回路図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明によれば、ストリーミングイニシエータからストリーミングアクセプタへのブルートゥースプロトコルに基づく少なくとも１つのオーディオストリームの無線送信が提供される。本発明によるオーディオストリームの無線送信はリアルタイムで行われる。すなわち、オーディオソースで生成されたオーディオストリームは、連続的に、そして実質的に中間記憶装置なしに送信され、オーディオシンクで処理される。
【００１８】
図２は、第１の実施形態によるブルートゥースプロトコルのプロトコル層の概略図を示す。図２は、ソースまたはストリームイニシエータ１０１のプロトコル層と、シンクまたはストリームアクセプタ２０１のプロトコル層を示す。イニシエータは、ベースバンド層１１と、論理リンク制御および適応プロトコルL2CAP１３と、オーディオ配信トランスポートプロトコルSADTP１７とを有する。イニシエータ１０１はさらに、アプリケーション層を有する。イニシエータ１０１のプロトコル層は、オーディオ／ビデオ配信トランスポートプロトコルAVDTPの代わりにオーディオ配信トランスポートプロトコル１７が使用されるという点で、最新技術に従ったストリームイニシエータのプロトコル層と異なる。このプロトコルSADTPは、論理リンク制御および適応プロトコルL2CAPを経由して実装できる独自のプロトコルを表す。
【００１９】
ストリーミングアクセプタ２０１は、ベースバンド２１、L2CAP層２３、RFCOMM２６およびストリーミングアプリケーションを有し、図１のアプリケーションアクセプタ２０１、すなわち最先端技術に対応する。このようにして、これらのプロトコル層を有する全てのコンピュータ装置が、本発明によるブルートゥースオーディオシンク２０１として使用されることを保証することが可能である。
【００２０】
独自のオーディオ配信トランスポートプロトコルSADTP１７は、特に、コンピュータ装置上でL2CAPを経由して従来のデータ接続として解釈され得るという点で、音声／映像配信トランスポートプロトコルAVDTPとは異なる。受信されなかったまたは誤って受信されたL2CAPパケットの再送信または反復送信を行わず、ある程度しか行わない。これにより、専用のレイテンシを伴う連続的なリアルタイム伝送が可能になる。これは、例えば40msを超えるオーディオ信号の無線送信の待ち時間を回避する。本発明の第１の実施形態によれば、ブルートゥースオーディオソースまたはイニシエータ１０は、L2CAPを介して送信されるデータのためのメモリを有する。L2CAPによって送信されるデータは、例えばオーディオデータパケットを表すことができるデータパケットに配置される。その後、オーディオデータパケットをL2CAPパケットに変換することができる。オーディオデータパケットのサイズは、使用されるオーディオコーデックのためのサイズか、または、必要なデータレートを調整するためのサイズを使用することができる。
【００２１】
L2CAPパケットに変換されたオーディオパケットの送信において、本発明によるオーディオ配信トランスポートプロトコルSADTP１７は、受信されていないか、誤って受信されたL2CAPパケットがオーディオ送信の故障に至るのを防ぐことができる。
【００２２】
本発明によれば、任意選択で、音声符号化をストリーミングイニシエータ１０１のアプリケーション層１０で実施することができ、音声復号化をストリーミングアクセプタ２０１のアプリケーション層で行うことができる。
【００２３】
図３は、第２の実施形態によるブルートゥースオーディオシンクのブロック回路図を示す。シンクまたはアプリケーション２０１は、例えばRFCOMMプロトコル２６を介してデータを受信する。ストリーミングアプリケーション２０は、オーディオデコーダ２０ａ、エラー隠蔽ユニット２０ｂおよびサンプルレートコンバータ２０ｃを有する。受信されたオーディオデータのデコードは、オーディオデコーダ２０ａにおいて行われる。エラーコン隠蔽ユニット２０ｂは、誤ったオーディオデータや受信していないオーディオデータを隠蔽する。このようにして、オーディオ伝送における可聴スキップを最小にすることが可能である。これは、例えば、誤ったパケットを前のパケットに置き換えることによって行うことができる。エラー隠蔽は、特に無線接続によるオーディオストリーミングにおいて有利である。
【００２４】
サンプルレートコンバータ２０ｃは、オーディオソース（ブルートゥース送信機）とオーディオシンク（ブルートゥース受信機）との間のサイクルレートの差を補償する働きをする。オーディオソースとオーディオシンクとの間のサイクルレートの違いは、ソースとシンクのサンプルサイクルが同じでないか、同期していないことにつながる。しかしながら、サンプルレートコンバータ２０ｃは、オーディオソースのサンプルレートとは異なるサンプルレートでオーディオデータの出力を提供することができる。サンプルレートコンバータの機能は、例えば、オーディオ信号を破棄することによって、または新しいオーディオサンプルを待つことによって可能にすることができる。受信されたオーディオデータがストリーミングアクセプタ２０によって直接には出力されずに保存される場合には、サンプルレートコンバータ２０ｃは直接要求されない。
【００２５】
本発明によれば、RFCOMMまたは別の適切なプロトコルを、L2CAPを介してデータ伝送に使用することができる。しかしながら、オーディオシンクとして関与するほとんどすべてのコンピュータデバイスが本発明によるRFCOMMプロトコルを処理することができるので、例えば無線マイクからブルートゥース規格を介してスマートフォン、タブレット、ノートブックなどに、操作上独立かつ柔軟なオーディオストリーミングが可能となる。
【００２６】
本発明によれば、ブルートゥースプロトコルによって、専用の遅延（専用レイテンシ）および高オーディオ品質で、オペレーティングシステムおよび製造者に依存しないストリーミングを可能にするオーディオ信号の無線伝送方法が提供される。その点で、オーディオ送信は、オーディオソースとしてのマイクから、追加のアダプタなしでオーディオシンクとしてのスマートデバイスまたはＰＣに行われる。
【００２７】
本発明によれば、ストリームを受信するコンピュータ装置が、標準的なオーディオストリーミングプロトコルをサポートしていなくても、専用レイテンシで高品質オーディオ信号を受信することができるように、オーディオソースの一部のプロトコルを変更することが可能であり、それらをリアルタイムで再び出力することができる。
【００２８】
本発明によれば、ブルートゥースオーディオシンクは、アナログ出力において待ち時間のない受信オーディオデータを出力することができる。本発明によれば、ブルートゥースオーディオソースは、オーディオデータをオーディオシンクとしての複数のコンピュータデバイスに無線で送ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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