專利名稱：一種無線音頻設備、相關的手機及手機會議系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線音頻設備，特別涉及一種可與相關手機通過FM信道進行無線音頻傳輸的設備及其應用。
背景技術：
申請號為CN200910147158. 0、名稱為“無線耳機和發射機之間的信道協調”的中國發明專利申請，以及申請號為200910147159. 5、名稱為“調頻未占用信道掃描系統及使用方法”的中國發明專利申請，均作為本申請所涉及技術方案的參考內容。手機、便攜式媒體播放器(PMP)等便攜設備的應用越來越廣泛，成為了現代人必備的工具，人們對其功能的要求日益提高，以手機為例，從簡單的雙方對話發展到需要第三方參加的多方會談，甚至是手機電話會議的功能需求。現有技術中，多數型號的手機具備免提功能，人們可以使用手機的免提功能進行多方會談。但是，因為手機內置的揚聲器功率有限，發出的聲音音量較低，且各種干擾信號都會被手機內置麥克風所接收，進而干擾聲音的傳輸，故當會談人數三人以上時，無論是音頻信號的接收還是發送，音效均較差，甚至無法聽清，中國專利局2010年5月沈日授權公告的申請號為20092017^07. 0的實用新型專利中，公開了“一種手機”，使用該項專利技術，手機在免提模式下時，可將麥克風收集的信號中對方的聲音濾除，使得通話對方不會聽到回聲，從而可用于召開免提電話會議。但該方案局限于對手機自帶麥克風的改進，且僅針對對話方的回聲所帶來的干擾問題，改善效果不明顯，無法真正滿足手機電話會議的需求。另一現有技術的解決方案是利用外置揚聲器和麥克風，圖1所示系統即為采用此方案的手機電話會議系統。該方案的前提是手機101的耳機接口 102為3. 5mm的標準音頻接口，但現在的手機市場中僅有Nokia、Samsung等個別廠家的部分型號使用了此種接口， 多數手機是無法與外置揚聲器103相連接的，而且此解決方案中，手機與外置揚聲器等設備之間的連接是有線連接，其距離限制在50cm之內，否則無法保證正常通話效果，故利用現有技術中的外置揚聲器尚無法提高手機的多方會話性能。另一方面，許多國家允許個人使用FM調頻廣播信道中的低功率調頻，申請號為 200910147159. 5的中國發明專利申請中，披露了一種“調頻未占用信道掃描系統及使用方法”，使用該項技術方案，信號收發器可以自動選擇一個最優效果的收發信號的FM調頻信道，并且能夠確保該信道沒有被他人占用進而避免發生互擾問題，然后通過所選定的FM信道進行信號的無線傳輸，該項技術可用于音頻信號的短距離無線傳輸。
實用新型內容本實用新型針對現有技術中存在的上述問題，利用低功率FM信道搭建手機等便攜設備與外部音頻處理設備之間的信號通道，提供了下述解決方案。根據本實用新型的第一方面，提供了一種無線音頻設備，包括喇叭和天線，該無線音頻設備還包括音頻處理器，該音頻處理器包括接收單元和控制單元，接收單元與天線連接，通過選定的第一 FM信道接收信號，其中該信號由信道的音頻信號和副載波的數據信號組成，接收單元基于數據信號對音頻信號進行處理；上述接收單元還與喇叭連接，將處理后的音頻信號傳送給喇叭；控制單元與接收單元連接，識別并選定第一 FM信道。進一步地，上述無線音頻設備還包括麥克風，上述音頻處理設備還包括發送單元， 該發送單元與麥克風連接，接收該麥克風所采集的音頻信號，并且利用數據信號處理音頻信號；控制單元與發送單元連接，識別并選定第二 FM信道；而且，發送單元與天線連接，將經過處理的音頻信號與所述數據信號分別調制在選定的第二 FM信道及其副載波中發送。根據本實用新型的第二方面，提供了一種手機，該手機包括天線、控制單元和發送單元，其中，天線用于通過FM信道收發信號；該控制單元與發送單元連接，識別并選定第一 FM信道；發送單元與天線連接，利用數據信號處理來自移動通信網絡的音頻信號；通過選定的第一 FM信道發送信號，其中信道為經過處理的音頻信號，副載波為所述數據信號。 進一步地，上述手機還包括接收單元，該接收單元與天線連接，接收選定的第二 FM 信道的信號，該信號由信道的音頻信號和副載波的數據信號組成，基于數據信號對音頻信號進行處理，并將其中的音頻信號經移動通訊網絡傳送；接收單元與控制單元連接，該控制單元識別并選定第二 FM信道，并通過手機將該信號傳送至通訊網絡。根據本實用新型的第三方面，提供了一種手機會議系統，包括上述的無線音頻設備和相應的手機，所述無線音頻設備與所述手機通過天線實現無線連接，在選定的第一 FM 信道，所述手機將其接收的來自通訊網絡的信號進行發送，所述無線音頻設備接收該信號， 并將該信號傳送至所述無線音頻設備的喇叭；同時，在選定的第二 FM信道，所述無線音頻設備將其接收的麥克風采集的聲音信號進行發送，所述手機接收該音頻信號，并將該音頻信號傳送至通訊網絡。根據本實用新型的第四方面，提供了一種媒體播放器，該媒體播放器包括天線、控制單元和發送單元，該天線用于通過FM信道收發信號；該控制單元與發送單元連接，識別并選定FM信道；該發送單元與天線連接，基于數據信號對待播放的音頻信號進行處理，通過選定的FM信道發送信號，其中信道為待播放的音頻信號，副載波為所述數據信號。本實用新型利用低功率FM技術進行音頻信號的傳輸，將外置揚聲器、外置麥克風的功能復合于一種無線音頻設備，通過該設備實現包括手機、媒體播放機等便攜設備的單向、雙向音頻信號傳輸和播放，以及滿足手機電話會議的需求。雖然利用上述低功率FM信道進行信號傳輸局限于短距離，一般以不超過20m為宜，但該距離已覆蓋了一般會議室的面積，可以滿足常規電話會議的要求。另外，本實用新型的成本低，設備及系統搭建簡單，并能從根本改善音效，解決了現實問題，具有很好的市場前景。
下面參照附圖對本實用新型的具體實施方案進行詳細的說明，附圖中圖1是現有技術中手機電話會議系統示意圖；圖2是本實用新型的無線音頻設備的實施例結構圖；圖3是圖2實施例的接收單元結構圖；圖4是圖2實施例的發送單元結構圖；圖5是本實用新型的無線音頻設備的另一實施例結構圖；[0021]圖6是本實用新型的手機的實施例結構圖；圖7是本實用新型的手機電話會議系統的實施例示意圖；圖8是圖7實施例的握手過程工作原理圖；以及，圖9是圖7實施例的配對過程工作原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。圖2是本實用新型的無線音頻設備的實施例結構圖，如圖所示，本實施例的無線音頻設備包括音頻處理器201、天線202、喇叭203和麥克風204。—方面，本實施例的無線音頻設備可以接收外部設備的音頻信號并播放。天線202 用于接收來自手機、PMP等外部便攜設備的調頻信號，此調頻信號包括調制在信道的音頻信號和調制在該信道副載波中的數據信號。數據信號可以用于處理該信道中的音頻信號。所述處理可以是加密等常規處理。解調并且處理后的音頻信號傳送給與天線202相連接的音頻處理器201，然后傳輸至與音頻處理器201連接的喇叭203，轉換為聲音信號播放。另一方面，本實施例還可以將無線音頻設備側的聲音信號采集并轉換為調頻信號，進而發送給手機等外部便攜設備。本實施例的麥克風204與音頻處理器201連接，采集遠端聲音信號，該聲音信號轉換為音頻信號并傳送給音頻處理器201。需要說明的是，在聲源數量較多或各聲源彼此有一定距離的情況下，也可以使用兩個或兩個以上的麥克風，分置于不同位置或方向，采集不同位置的聲音信號，各麥克風還可設置開關，獨立控制該麥克風的開啟與關閉，兩個或兩個以上的麥克風經過混合器連接到音頻處理器201。經過控制信號處理后的音頻信號調制到選定的信道上，而控制信號則調制到該信道的副載波中。然后， 通過天線202將接收到的音頻信號進行無線FM傳輸，發送給手機等便攜設備，實現了音頻信號的雙向收發。本實用新型的無線音頻設備設有電池接點或外接電源接口，可以使用電池或外接電源驅動。本實施例中，如圖2所示，音頻處理器201包括接收單元2011、控制單元2012和發送單元2013。控制單元2012通過不同接口分別與接收單元2011、發送單元2013連接， 用于識別并選定第一 FM信道和第二 FM信道，并且進而控制音頻收發器的信號接收和發送； 接收單元2011與天線202連接，接收來自外部便攜設備的信號，經過常規技術的處理，包括解調、數模轉換、信號放大和音頻輸出接口等，最后驅動與接收單元2011連接的喇叭203， 將來自外部便攜設備的聲音發出；發送單元2013與麥克風204連接，遠端聲音信號被麥克風204采集，經過常規技術處理，包括音頻輸入接口、信號調制、模數轉換等，最后傳送至發送單元2013，經過天線202發送給外部便攜設備。在一些僅需單向信號傳輸的場景，例如外部便攜設備為媒體播放器等，則本實施例中的麥克風204、發送單元2013可以省去，本實施例中的無線音頻設備即成為一個外置無線揚聲器。圖3是圖2實施例中的接收單元2011結構圖，如圖所示，接收單元2011包括接收調諧器301、數據輸出接口 302和音頻輸出接口 303。接收調諧器301與天線202連接，負責放大在選定的第一 FM信道接收到的調頻信號，進行信號變換，反向解調制并獲得第一 FM 信道中的音頻信號及其副載波的數據信號，然后，將音頻信號通過音頻輸出接口傳送給喇叭203，將數據信號傳送給控制單元2012。圖4是圖2實施例中的發送單元2013結構圖，如圖所示，發送單元2011包括發送調諧器401、數據輸出接口 402和音頻輸出接口 403。數據輸入接口 402與控制單元2012連接，接收來自控制單元的記錄信道參數等控制信息的數據信號，并傳送至發送調諧器401， 音頻輸入接口與麥克風204連接，將其采集的音頻信號傳送至發送調諧器401，發送調諧器401與天線202連接，負責將上述音頻信號與數據信號調制、變換及放大，并在控制單元 2012選定的第二 FM信道發送該調制后的信號，將其中的音頻信號置于第二 FM信道，數據信號置于信道的副載波中，一并發送給遠端便攜設備。為進一步提高聲音的傳輸效果，擴大覆蓋范圍，可以對上述實施例中的天線202 進行改進。圖5是本實用新型的無線音頻設備的另一實施例結構圖，如圖所示，本實施例中的天線為兩根，分別用于信號的接收和發送，其中天線2021與接收單元2011連接，通過選定的第一 FM信道接收外部便攜設備的信號，天線2022與發送單元2013連接，通過選定的第二 FM信道向外部便攜設備發送麥克風204采集的聲音信號。上述天線2021和2022可以設置在無線音頻設備的內部，也可以為了提高信號傳輸效果，滿足更大范圍的聲音收發，將上述天線2021和/或2022置于無線音頻設備之外的位置。另一方面，若為了節省空間，以使本實用新型的無線音頻設備更加小巧便攜，也可以使用集成度更高的印刷電路板(PCB) 天線。為了能夠使用本實用新型的無線音頻設備，現有的外部便攜設備也需進行改進， 增加相適應的部件。圖6是本實用新型的手機的實施例結構圖，如圖所示，本實用新型的手機比較現有的手機增加了發送單元603、控制單元604、接收單元605、發送天線6061、接收天線6062。其中，發送單元603、控制單元604和接收單元605的內部結構與本實用新型前述的無線音頻設備的相應單元相同，本實施例不再贅述。控制單元604通過不同的接口分別連接發送單元603和接收單元605，控制單元負責識別并選定第一 FM信道和第二 FM信道，并將這些信道信息記載成數據信號。發送單元 603與發送天線6061連接，將通過手機天線602接收的來自通訊網絡601蜂窩基站的音頻信號在第一 FM信道發送，同時在其副載波中發送上述關于FM信道的數據信號。遠端的無線音頻設備則接收該調頻信號，利用數據信號處理音頻信號并通過其喇叭播放經過處理的音頻信號。接收單元605與接收天線6062連接，接收來自遠端無線音頻設備的信號，并通過手機天線602發送到通訊網絡601。現有技術中的手機通過手機天線602接收來自通訊網絡601蜂窩基站的信號，然后傳送給手機內置的揚聲器，無法實現有距離的聲音播放與采集，采用本實施例的手機后， 可以利用低功率的FM技術將接收到的來自通訊網絡的信號發送至遠端的無線音頻設備； 同時，接收遠端無限音頻設備的信號，并通過手機天線602發送到通訊網絡。考慮到手機的便攜屬性，為滿足有限空間的高集成度要求，本實施例中的接收天線6061和6062可以合并為一根，同時完成對遠端無線音頻設備的信號接收和發送；或者， 使用如今較廣泛的印刷電路板(PCB)天線。本實用新型前述實施例中的無線音頻設備和手機均可以實現全雙工的實時音頻信號傳遞，將兩者結合起來，充分利用現有蜂窩通訊網絡廣泛的覆蓋范圍，可以比較便捷地構建一個手機電話會議系統。[0039]圖7是本實用新型的手機電話會議系統的實施例示意圖，如圖所示，本實施例的手機701和無線音頻設備702均帶有前述的天線、接收單元、控制單元和發送單元，無線音頻設備702與手機701通過天線實現無線FM連接，在選定的第一 FM信道，手機701將其接收的來自通訊網絡的信號發送，而無線音頻設備702則接收該信號，并將該信號傳送至無線音頻設備702的喇叭播放，則該喇叭附近的與會者可以聽到來自手機701另一端其他與會者的發言；同時，在選定的第二 FM信道，無線音頻設備702將其接收的麥克風采集的聲音信號進行發送，手機701接收該音頻信號，并將該音頻信號傳送至通訊網絡，則手機701另一端所在處的與會者可以聽到無線音頻設備702側的與會者的發言。在較佳實施例中，為了使用的方便，無線音頻設備的麥克風為可插拔式，在一些僅需接收并播放來自手機側的聲音信號、不需返回無線音頻設備側的聲音信號的用戶端，例如，對于列席會議但沒有發言權的旁聽人員，其面前的無線音頻設備可以拔掉麥克風，將該麥克風插接在正式參會人員面前的無線音頻設備上。在另外的實施例中，在系統中配置部分不設置麥克風和發送單元的無線音頻設備，也可以實現上述系統功能。上述兩種實施例中的系統均為兼容了音頻信號的單工和雙工傳輸的混合網絡，同時，通過硬件的簡化及靈活設計降低了系統的經濟成本。在圖7所示實施例中，手機與無線音頻設備在建立雙工通訊前需要進行握手與配對。圖8是其中的握手過程工作原理圖，如圖所示，在手機與無線音頻設備上電之初， 手機側首先掃描并選定兩個FM信道LC/HC，并在第一 FM信道LC將口令和HC信息發送給無線音頻設備。無線音頻設備尋找LC信道。在找到LC并且接收有關信號后，在第二 FM信道HC回傳口令和LC信道信息。手機同樣掃描并且找到HC ；收到回傳信號后在第一 FM信道LC發送確認信號，完成握手過程。需要說明的是，在握手過程中，也可以采用手機和無線音頻設備分別選定LC和HC的方案，具體細節不復贅述。握手之后，為保證各設備間避免信道上的沖突及信息傳輸的安全性，需要繼續完成配對工作。圖9為配對過程工作原理圖，如圖所示，手機通過第一 FM信道LC發送密鑰KEY，無線音頻設備接收該密鑰后，生成自身的密鑰KEY’，并在第二 FM信道HC回傳手機，手機收到密鑰KEY'后，通過LED指示，并進行手動確認，完成配對過程。有關密鑰的處理可以采用常規的技術，不復贅述。對于更大規模的會議，包括參加人所在地為多處或某處與會人數較多的情況下， 可以設置多個無限音頻設備和多部手機加入本系統，通過設置不同的ID號來彼此區別。本實用新型可以應用于現有的便攜式媒體播放器，在現有播放器基礎上增加天線、控制單元和發送單元。其中，天線用于通過FM信道收發信號；控制單元與發送單元連接，識別并選定FM信道，將該FM信道信息形成數據信號；發送單元與天線連接，通過選定的 FM信道發送信號，其中信道為待播放的音頻信號，信道副載波為數據信號。另外，本實用新型的上述實施例中系以FM信道為例，在其他的具體實施方案中， 也可以視情況采用其他頻段的無線電信道，較佳的是采用低功率無線電信道。顯而易見，在不偏離本實用新型的真實精神和范圍的前提下，在此描述的本實用新型可以有許多變化。因此，所有對于本領域技術人員來說顯而易見的改變，都應包括在
8本權利要求書所涵蓋的范圍之內。本實用新型所要求保護的范圍僅由所述的權利要求書進行限定。
權利要求1.一種無線音頻設備，包括喇叭和天線，其特征在于，所述無線音頻設備還包括音頻處理器，該音頻處理器包括接收單元和控制單元，所述接收單元與所述天線連接，通過選定的第一 FM信道接收信號；接收單元基于數據信號對音頻信號進行處理；所述接收單元還與所述喇叭連接，將所述處理后的音頻信號傳送給所述喇叭； 所述控制單元與所述接收單元連接，識別并選定第一 FM信道。
2.根據權利要求1所述的無線音頻設備，其特征在于，所述無線音頻設備還包括麥克風，所述音頻處理設備還包括發送單元，所述發送單元與所述麥克風連接，接收該麥克風所采集的音頻信號，并且利用數據信號處理音頻信號；所述控制單元與所述發送單元連接，識別并選定第二 FM信道； 所述發送單元與所述天線連接，將經過處理的所述音頻信號與所述數據信號分別調制在所述選定的第二 FM信道及其副載波中發送。
3.根據權利要求2所述的無線音頻設備，其特征在于，所述天線為兩根，第一天線與所述接收單元連接，用于信號的接收；第二天線與所述發送單元連接，用于信號的發送。
4.根據權利要求2所述的無線音頻設備，其特征在于，所述麥克風為兩個或兩個以上， 分置于不同位置或方向，并經過混合器連接所述音頻收發器。
5.根據權利要求4所述的無線音頻設備，其特征在于，所述的麥克風包括開關鍵。
6.根據權利要求2所述的無線音頻設備，其特征在于，所述麥克風為可插拔式。
7.根據權利要求1或2所述的無線音頻設備，其特征在于，所述無線音頻設備設有電池接點或外接電源接口。
8.根據權利要求1或2所述的無線音頻設備，其特征在于，所述FM信道由其他低功率無線電信道替換。
9.一種手機，其特征在于，所述手機包括天線，該天線用于通過FM信道收發信號；控制單元，該控制單元與所述發送單元連接，識別并選定第一 FM信道； 發送單元，該發送單元與所述天線連接，利用數據信號處理來自移動通信網絡的音頻信號；通過選定的第一 FM信道發送信號。
10.根據權利要求9所述的手機，其特征在于，所述手機還包括接收單元，所述接收單元與所述天線連接，接收選定的第二 FM信道的信號，該信號由信道的音頻信號和副載波的數據信號組成，基于數據信號對音頻信號進行處理，并將其中的音頻信號經移動通訊網絡傳送；所述接收單元與所述控制單元連接，該控制單元識別并選定第二 FM信道。
11.根據權利要求10所述的手機，其特征在于，所述天線為兩根，第一天線與所述接收單元連接，用于信號的接收；第二天線與所述發送單元連接，用于信號的發送。
12.根據權利要求9或10所述的手機，其特征在于，所述FM信道也可以是其他低功率無線電信道。
13.根據權利要求9、10或11所述的手機，其特征在于，所述天線為印刷電路板天線。
14.一種手機會議系統，包括權利要求2所述的無線音頻設備和權利要求10所述的手機，其特征在于所述無線音頻設備與所述手機通過天線實現無線FM連接，在選定的第一 FM信道，所述手機將其接收的來自移動通訊網絡的信號進行發送，所述無線音頻設備接收該信號，并將該信號傳送至所述無線音頻設備的喇叭；同時，在選定的第二 FM信道，所述無線音頻設備將其接收的麥克風采集的聲音信號進行發送，所述手機接收該音頻信號，并將該音頻信號傳送至移動通訊網絡。
15.根據權利要求14所述的手機會議系統，其特征在于，所述無線音頻設備和/或手機為兩個或兩個以上，各無線音頻設備、手機具有不同的ID號。
16.一種媒體播放器，其特征在于，所述媒體播放器包括天線，該天線用于通過FM信道收發信號；控制單元，該控制單元與所述發送單元連接，識別并選定FM信道；發送單元，該發送單元與所述天線連接，基于數據信號對待播放的音頻信號進行處理， 通過選定的FM信道發送信號，其中信道中為經過處理的音頻信號，副載波中為所述數據信號。
專利摘要本實用新型公開了一種無線音頻設備，包括喇叭和天線，該無線音頻設備還包括音頻處理器，該音頻處理器包括接收單元和控制單元，接收單元與天線連接，通過選定的第一FM信道接收信號，其中該信號由信道的音頻信號和副載波的數據信號組成，接收單元基于數據信號對音頻信號進行處理；上述接收單元還與喇叭連接，將處理后的音頻信號傳送給喇叭；控制單元與接收單元連接，識別并選定第一FM信道。本實用新型利用低功率FM技術進行音頻信號的傳輸，將外置揚聲器、外置麥克風的功能復合于一體，通過該設備實現包括手機、媒體播放機等便攜設備的單向、雙向音頻信號傳輸和播放，以及滿足手機電話會議的需求。
文檔編號H04H40/45GK202085156SQ201020560839
公開日2011年12月21日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者余娜敏, 郭杭偉 申請人:北京昆天科微電子技術有限公司