專利名稱：在音頻頻帶聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)和方法及其應(yīng)用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信，更具體地，涉及在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)和方法及其應(yīng)用設(shè)備，當(dāng)在可聽頻率范圍內(nèi)執(zhí)行聲通信時，其通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定的信號來減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤。
背景技術(shù)：
在音頻信號傳輸中，已經(jīng)使用了模擬型音頻傳輸方案，該方案根據(jù)模擬音頻信號對紅外光執(zhí)行頻率調(diào)制來產(chǎn)生傳輸信號且空間地發(fā)射所產(chǎn)生的傳輸信號。模擬型音頻信號傳輸方案可以用于例如CD播放器和揚(yáng)聲器之間的音頻信號傳輸。然而，模擬型音頻信號傳輸方案根據(jù)模擬音頻信號來對紅外光進(jìn)行頻率調(diào)制，因 此，可能存在這種缺點聲音質(zhì)量在傳輸過程中可能劣化。而且，模擬型音頻信號傳輸方案可能難以包括數(shù)字格式的控制信號以針對音頻信號和裝置調(diào)整聲音質(zhì)量等。因而，可能需要分開發(fā)送控制信號和音頻信號。因此，由于所描述的問題，已經(jīng)開發(fā)了可以光學(xué)地發(fā)射數(shù)字格式的音頻信號的音頻信號發(fā)射裝置，其使聲音質(zhì)量在傳輸線上劣化小。并且，已經(jīng)進(jìn)行了對音頻信號有效發(fā)射方面的研究，以克服音頻信號的聲音劣化等。作為研究和發(fā)展的一部分，已經(jīng)開發(fā)了使用數(shù)字濾波器截斷預(yù)定頻帶的音頻信號，并且針對該預(yù)定頻帶插入常用于無線通信的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號，或通過用于聲通信的復(fù)數(shù)調(diào)制重疊變換(MCLT :modified complex lapped transform)改變頻率維度中的相位。上述措施向音頻信號中植入不能被人類識別的信號，從而維持音頻信號的效用且實現(xiàn)聲通信。然而，常規(guī)的聲通信可能由于環(huán)境噪聲或與經(jīng)由空氣傳播相關(guān)的特性而使性能劣化，因而，常規(guī)的聲通信方案難以執(zhí)行可靠的信息傳輸。具體地，當(dāng)單個子載波用于在嘈雜的并且明顯受周圍環(huán)境的變化影響的聲通信方案中發(fā)射單個數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的誤碼率(BER)增加且可能無法確保通信性能。公開技術(shù)問題因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的一個方面是提供一種在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)和方法及其應(yīng)用設(shè)備，當(dāng)通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定的信號而在可聽頻率范圍內(nèi)執(zhí)行聲通信時，該方法考慮聲音信號是嘈雜的以及明顯受周圍環(huán)境變化的影響，而減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤。本發(fā)明的另一方面是提供一種在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)和方法及其應(yīng)用設(shè)備，當(dāng)接收器在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中從音頻信號提取數(shù)據(jù)信號時，該方法應(yīng)用適用于該聲通信的比特確定方案，因而可以減少數(shù)據(jù)比特錯誤且可以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在可聽頻率范圍內(nèi)減少聲通信中的數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射器，所述發(fā)射器被配置為基于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信發(fā)射音頻信號；以及接收器，所述接收器被配置為接收所述音頻信號；根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換將所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；檢測包括在所述頻域信號中的同步信號；根據(jù)所檢測到的同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的數(shù)據(jù)信號并且在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號；根據(jù)預(yù)定的范圍形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群(cluster);并且確定各所述音群中的比特，以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特。接收器可以使用復(fù)數(shù)調(diào)制重疊變換(MCLT)檢測數(shù)據(jù)信號并且檢測同步信號。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的接收器，該接收器包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元被配置為根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案 將使用可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；第一檢測單元，所述第一檢測單元被配置為執(zhí)行相關(guān)操作，用以檢測包括在所述頻域信號中的同步信號；第二檢測單元，所述第二檢測單元被配置為根據(jù)所述同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的所述數(shù)據(jù)信號；比特確定單元，所述比特確定單元被配置為在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號，在預(yù)定的范圍內(nèi)形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群，并且確定針對各所述音群的比特，用以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特；以及提取單元，所述提取單元被配置為提取與所述數(shù)據(jù)信號相關(guān)的數(shù)據(jù)。第一檢測單元可以針對所述音頻信號的各采樣幀執(zhí)行MCLT，執(zhí)行所述相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且根據(jù)所述相關(guān)值的峰值位置確定所述同步信號的位置。第一檢測單元可以針對彼此具有預(yù)定的間隔的所述音頻信號的采樣幀執(zhí)行MCLT，執(zhí)行所述相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且根據(jù)所述相關(guān)值的峰值位置確定所述同步信號的位置。比特確定單元可以從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且識別所述數(shù)據(jù)信號的相位延遲以產(chǎn)生映射參考值。比特確定單元可以使用所述映射參考值對所述數(shù)據(jù)信號進(jìn)行映射。比特確定單元可以在所述映射參考值上反映所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果，用以更新所述映射參考值。比特確定單元可以使用所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果調(diào)整所述音群的范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的方法，該方法包括根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將使用在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；執(zhí)行相關(guān)操作，用以檢測包括在所述頻域信號中的同步信號；根據(jù)所述同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的數(shù)據(jù)信號；在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號，在預(yù)定的范圍內(nèi)形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群，并且確定針對各所述音群的比特以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特；以及提取與所述數(shù)據(jù)信號相關(guān)的數(shù)據(jù)。確定所述比特的步驟可以包括從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且識別所述數(shù)據(jù)信號的相位延遲，以產(chǎn)生映射參考值。
確定所述比特的步驟可以包括使用所述映射參考值對所述數(shù)據(jù)信號執(zhí)行映射。確定所述比特的步驟可以包括在所述映射參考值上反映所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果，用以更新所述映射參考值。確定所述比特的步驟可以包括使用所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果來調(diào)整所述音群的范圍。有益效果因此，本發(fā)明在接收器從可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中的音頻信號中提取數(shù)據(jù)信號時應(yīng)用適用于聲通信的比特確定方案，因而，在通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定信號而在可聽頻率范圍內(nèi)執(zhí)行聲通信時，即使在聲音信號是嘈雜的以及明顯受周圍環(huán)境中的變化影響的環(huán)境中也可以減少數(shù)據(jù)接收錯誤且可以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。附圖
的簡要描述 本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將根據(jù)以下結(jié)合附圖的具體描述變得更加明顯，在附圖中圖I是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)的配置的圖；圖2是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的接收器的配置的圖；圖3是例示在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的接收器中的比特確定處理的流程圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式在接收器確定比特時使用的復(fù)平面的圖；并且圖5和圖6是例示在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中的減少數(shù)據(jù)接收錯誤的方法的流程圖。<對附圖主要部分符號的說明>100 :發(fā)射器200 :接收器210 :轉(zhuǎn)換單元220 :第一檢測單元230 :第二檢測單元240 比特確定單元250 :提取單元本發(fā)明的最佳實施方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式。圖I例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)的配置。如圖I所示，該系統(tǒng)可以包括發(fā)射器100，其基于可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信發(fā)射音頻信號；以及接收器200，其從發(fā)射器100接收音頻信號，提取包括在所接收的音頻信號中的數(shù)據(jù)信號，并且讀取所提取的數(shù)據(jù)。在本文中，可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信是指在對音頻信號進(jìn)行調(diào)制或向音頻信號增加預(yù)定的信號之后發(fā)射音頻信號、并且使接收器200接收該音頻信號以提取包括在該音頻信號中的數(shù)據(jù)的通信。另外，在該聲通信中，可以將諸如揚(yáng)聲器等的回放音頻信號的裝置定義為發(fā)射器100，并且可以將諸如麥克風(fēng)等的將空間中的聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置定義為接收器200。作為參考，在聲通信系統(tǒng)中，通信信號可以由發(fā)射器100發(fā)射并且可以被接收器200接收。然而，考慮到聲音信號的特性，聲音信號是嘈雜的并且明顯受周圍環(huán)境的變化所影響，因而基于常規(guī)方案的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e率會增大。在基于電磁波的通信中，由于通信信道所導(dǎo)致的影響，可能會出現(xiàn)接收錯誤。因此，通常可以采用信道均衡器來抵消信道影響并確定數(shù)據(jù)，從而防止接收錯誤。然而，在聲通信中，通過空間所發(fā)射的聲波的特性隨周圍環(huán)境而改變，因而可能難以采用信道均衡器。因此，通過使用均衡器執(zhí)行信道補(bǔ)償且基于實數(shù)的符號將比特確定為“O”或“ I ”的常規(guī)的檢測方案對于聲通信來說可能是不適用的。因此，本發(fā)明可以應(yīng)用減少在聲通信中的數(shù)據(jù)接收錯誤的新的比特確定方案。為了幫助理解該比特確定方案，將描述聲碼系統(tǒng)(sound code system)。聲碼系統(tǒng)可以通過使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)向模擬音頻信號插入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。然而，因為傳輸性能根據(jù)周圍環(huán)境中的噪聲強(qiáng)度或揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)的性能等而明顯地變化，所以聲碼系統(tǒng)可能無法確保通信的可靠性。而且，除非發(fā)射器100和接收器200的位置彼此靠近且彼此面對，否則插入到音頻信號中的數(shù)據(jù)可能常常由于聲音信號的相位的變化損壞。因此，由接收器200接收且解碼的信號可能與最初發(fā)射的信號明顯不同。另外，確定由接收器200所接收的信號的數(shù)字比特的處理也會難以原樣采用常規(guī)的數(shù)字比特確定方案。在常規(guī)的通信系統(tǒng)中，可以通過使用均衡器執(zhí)行與信道的延遲時間的差異相關(guān)的補(bǔ)償，并且可以接著執(zhí)行同步處理。而且，對于非整數(shù)延遲，常規(guī)的通信方案可以在I-Q圖上表示識別的信號，并且可以基于相移 鍵控(PSK)方案通過調(diào)整相應(yīng)的相位來執(zhí)行同步。通過所述處理，BPSK信號可以表示為在I-Q圖上的“O”或“ π ”處的點，并且可以根據(jù)“O”或“ π ”確定比特位“O”或“I”。然而，因為相位根據(jù)發(fā)射器100和接收器200的位置、方向或狀態(tài)而改變，所以聲通信系統(tǒng)難以采用通常的比特確定算法。具體而言，當(dāng)發(fā)射器100和接收器200之間的距離大于預(yù)定的范圍或者當(dāng)聲音信號在經(jīng)過障礙物之后被接收器200接收時，會出現(xiàn)大于π/2的相位延遲，因而會常常難以確定比特。為了克服這些缺點，接收器200可以根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將基于可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并且可以執(zhí)行相關(guān)操作以從包括在頻域信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號中檢測同步信號。具體而言，接收器200可以針對轉(zhuǎn)換為頻域信號的音頻信號的各采樣幀執(zhí)行復(fù)數(shù)調(diào)制重疊變換(MCLT)，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以基于相關(guān)值的峰值位置確定同步位置。而且，接收器200可以基于檢測到的同步信號的位置檢測數(shù)據(jù)信號，可以在復(fù)平面表示檢測到的數(shù)據(jù)信號，可以根據(jù)預(yù)定的范圍形成針對數(shù)據(jù)信號的音群，并且可以確定針對各音群的比特，以確定與各音群相關(guān)的數(shù)據(jù)信號的比特。具體而言，接收器200可以提前從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且可以執(zhí)行與數(shù)據(jù)信號的相位延遲相關(guān)的計算以產(chǎn)生映射參考值。接收器200可以基于該映射參考值對數(shù)據(jù)信號執(zhí)行映射，并且可以通過在映射參考值上反映數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果來更新映射參考值。另外，接收器200可以通過反映與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的映射的結(jié)果來調(diào)整音群的范圍。 而且，接收器200可以提取與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的數(shù)據(jù)。下面將參照圖2詳細(xì)描述接收器200的配置。也就是說，為了有效地確定聲通信中的比特，接收器200可以包括轉(zhuǎn)換單元210，其將音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；第一檢測單元220，其執(zhí)行相關(guān)操作以檢測同步信號；第二檢測單元230，其檢測數(shù)據(jù)信號；比特確定單元240，其確定與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的比特；以及提取單元250，其提取數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換單元210可以根據(jù)可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信從發(fā)射器100接收音頻信號，并且可以根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。具體而言，為了使包括在音頻信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號的劣化最小化，可以向頻域信號插入同步信號和數(shù)據(jù)信號，因而轉(zhuǎn)換單元210可以將在時域中所接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。第一檢測單元220可以執(zhí)行相關(guān)操作，從而從包括在通過所述轉(zhuǎn)換所得到的頻域信號中的數(shù)據(jù)信號和同步信號中檢測同步信號。具體而言，第一檢測單元220可以對音頻信號的各采樣幀執(zhí)行MCLT，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以根據(jù)相關(guān)值的峰值位置確定同步位置。作為另一示例，第一檢測單元220可以對采樣幀(各采樣幀與相鄰幀具有預(yù)定的間隔)執(zhí)行MCLT，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以根據(jù)相關(guān)值的峰值位置確定同步位置。第二檢測單元230可以根據(jù)檢測到的同步信號的位置檢測數(shù)據(jù)信號。具體而言，第二檢測單元230可以用于檢測數(shù)據(jù)信號，并且可以按照與檢測同步信號的方法相同的方式檢測針對頻域所插入的數(shù)據(jù)信號。在該示例中，可以基于音頻信號的相位確定數(shù)據(jù)信號的值。然而，由第二檢測單元230所檢測到的數(shù)據(jù)信號的相位會隨周圍環(huán)境而變化，因而無 法直接用于確定數(shù)據(jù)的比特位。比特確定單元240可以在復(fù)平面中表示數(shù)據(jù)信號，可以根據(jù)預(yù)定的范圍形成針對數(shù)據(jù)信號的音群，并且可以確定針對各音群的比特，以確定與各音群相關(guān)的數(shù)據(jù)信號的比特。具體而言，如圖3所示，比特確定單元240可以提前從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且可以執(zhí)行與數(shù)據(jù)信號的相位延遲相關(guān)的計算。在該示例中，前導(dǎo)信號可以與同步信號一同被插入，并且可以根據(jù)前導(dǎo)數(shù)據(jù)插入規(guī)則以預(yù)定的比特順序進(jìn)行配置，因而可以通過參考前導(dǎo)信號，具體地通過對所發(fā)射的前導(dǎo)信號和所接收的前導(dǎo)信號進(jìn)行比較來識別相位延遲。而且，通過使用作為與相位延遲相關(guān)的計算的結(jié)果所生成的映射參考值，可以映射從音頻信號提取出的數(shù)據(jù)信號。該處理可涉及基于數(shù)據(jù)集中形成音群范圍，并且不涉及確定數(shù)據(jù)比特位。而且，比特確定單元240可以根據(jù)映射參考值對所提供的數(shù)據(jù)信號執(zhí)行映射，并且可以在復(fù)平面中表示數(shù)據(jù)信號。因此，比特確定單元240可以通過反映數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果來更新映射參考值，并且可以通過反映數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果對基于映射數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集中所形成的音群范圍進(jìn)行重新調(diào)整。圖4例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于在比特確定單元240中確定比特位的復(fù)平面?？梢匀鐖D4所示地示出用于在比特確定單元240中確定比特位的復(fù)平面。由于各信道中的時間延遲的差異不一致，所以聲通信系統(tǒng)會難以采用為建模進(jìn)行補(bǔ)償?shù)木馄?。因此，?dāng)在I-Q圖中表示由接收器200接收的值時，該值會如圖4所示散開而非集中。因此，與基于相位“O”或“ π ”確定比特位相反，本發(fā)明的實施方式可以在基于數(shù)據(jù)集中形成音群之后針對各音群確定I-Q圖上的數(shù)據(jù)的比特位。提取單元250可以從與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的比特提取數(shù)據(jù)。如上所述，減少在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中的數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)可以在接收器從音頻信號中提取數(shù)據(jù)信號時應(yīng)用適用于聲通信的比特確定方案，并因而在通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定的信號而在可聽頻率范圍內(nèi)進(jìn)行聲通信時，即使在聲信號是嘈雜的以及明顯受周圍環(huán)境中的變化影響的環(huán)境中也可以減少數(shù)據(jù)接收錯誤，并且可以增大數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。下面將參照圖5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收的錯誤的方法。參照圖5，將描述對在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)進(jìn)行操作的方法。在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的方法可以基于可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信將音頻信號從發(fā)射器100傳輸?shù)浇邮掌?00 (步驟SI 10)。接收器200可以基于預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號(步驟S120和S130)。理想地，為了針對包括在音頻信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號使聲音質(zhì)量的劣化最小化，可以將同步信號和數(shù)據(jù)信號插入到頻域信號中，因而接收器200可以將從發(fā)射器100接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。隨后，接收器200可以執(zhí)行相關(guān)操作，以從包括在通過轉(zhuǎn)換獲得的頻域信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號中檢測同步信號(步驟S140)。理想地，接收器200可以對音頻信號的各采樣幀執(zhí)行MCLT，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以基于從相關(guān)值檢測出的峰 值位置確定同步位置。接收器200可以基于檢測到的同步信號的位置檢測數(shù)據(jù)信號(步驟S150)。理想地，接收器200可以按照與檢測同步信號的方法相同的方式檢測插入到頻域中的數(shù)據(jù)信號。在該示例中，可以基于音頻信號的相位確定數(shù)據(jù)信號的值。接收器200可以在復(fù)平面中表示檢測到的數(shù)據(jù)信號(步驟S160)。理想地，接收器200可以提前從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且可以基于該初始比特值執(zhí)行與數(shù)據(jù)信號的相位延遲相關(guān)的計算，從而產(chǎn)生映射參考值。接收器200可以基于映射參考值執(zhí)行數(shù)據(jù)信號的映射。當(dāng)復(fù)平面中的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號值形成預(yù)定范圍內(nèi)的音群時，可以基于針對各音群的數(shù)據(jù)集中確定各數(shù)據(jù)信號的比特(步驟S170)。接收器200可以從在步驟S170中確定的比特提取對應(yīng)的數(shù)據(jù)(步驟S180)。下面將參照圖6根據(jù)本發(fā)明的實施方式描述對接收器200進(jìn)行操作以減少在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中的數(shù)據(jù)接收錯誤的方法。接收器200可以基于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信從發(fā)射器100接收音頻信號，并且可以將接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號(步驟S210至S230)。理想地，為了將與包括在音頻信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號相關(guān)的聲音質(zhì)量的劣化最小化，可以將同步信號和數(shù)據(jù)信號插入頻域信號中，因而轉(zhuǎn)換單元210可以將接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。接收器220可以執(zhí)行相關(guān)操作，以從包括在通過轉(zhuǎn)換獲得的頻域信號中的同步信號和數(shù)據(jù)信號中檢測同步信號(步驟S240和S250)。理想地，第一檢測單元220可以對音頻信號的各采樣幀執(zhí)行MCLT，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以基于相關(guān)值的峰值位置確定同步位置。作為另一示例，第一檢測單元220可以針對采樣幀(各采樣幀與相鄰幀具有預(yù)定的間隔)執(zhí)行MCLT，可以執(zhí)行相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且可以基于相關(guān)值的峰值位置確定同步位置。接收器200可以根據(jù)檢測到的同步信號的位置檢測數(shù)據(jù)信號(步驟S260和S270 )。理想地，第二檢測單元230可以按照與檢測同步信號的方法相同的方式檢測插入到頻域中的數(shù)據(jù)信號。在該示例中，可以根據(jù)音頻信號的相位確定數(shù)據(jù)信號的值。然而，因為數(shù)據(jù)信號的相位隨周圍環(huán)境而改變，所以由第二檢測單元230檢測到的數(shù)據(jù)信號可能不能直接用于確定數(shù)據(jù)的比特。
接收器200可以在復(fù)平面中表示數(shù)據(jù)信號，可以在預(yù)定的范圍內(nèi)形成數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號值的音群，并且可以基于音群確定與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的比特(步驟S280至S310)。理想地，如圖3所示，比特確定單元240可以從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且可以基于初始比特值執(zhí)行與數(shù)據(jù)信號的相位延遲相關(guān)的計算。在該示例中，前導(dǎo)信號可以與同步信號一同被插入，并且可以根據(jù)前導(dǎo)數(shù)據(jù)插入規(guī)則以預(yù)定的比特順序進(jìn)行配置，因而可以通過參考前導(dǎo)信號，具體地，通過比較所發(fā)射的前導(dǎo)信號和所接收的前導(dǎo)信號來識別相位延遲。而且，比特確定單元240可以根據(jù)作為與相位延遲相關(guān)的計算結(jié)果所產(chǎn)生的映射參考值對從音頻信號提取的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行映射。然而，該處理涉及根據(jù)數(shù)據(jù)集中形成音群范圍，不涉及確定數(shù)據(jù)的比特。而且，比特確定單元240可以根據(jù)映射參考值來對所提供的數(shù)據(jù)信號執(zhí)行映射。因此，比特確定單元240可以通過反映數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果來更新映射參考值，并且可以通過反映與數(shù)據(jù)信號相關(guān)的映射結(jié)果重新調(diào)整根據(jù)數(shù)據(jù)集中由經(jīng)映射的數(shù)據(jù)所形成的音群范圍。提取單元250可以從數(shù)據(jù)信號提取數(shù)據(jù)(步驟S320)。如上所述，減少在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中的數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)可以在接收 器從音頻信號提取數(shù)據(jù)信號時應(yīng)用適用于聲通信的比特確定方案，因而通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定的信號，在音頻頻帶內(nèi)進(jìn)行聲通信時，即使在聲音信號是嘈雜的且明顯受周圍環(huán)境的變化影響的環(huán)境中也可以減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤，并且可以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。盡管已經(jīng)結(jié)合各個方面描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解可以進(jìn)一步修改本發(fā)明。本申請旨在覆蓋本發(fā)明的(總的來說遵循本發(fā)明的原理、并且包括脫離本公開但落入本發(fā)明所屬于的技術(shù)領(lǐng)域已知并慣用的方法的范圍內(nèi)的)任何變化、應(yīng)用或修改。工業(yè)適用性本發(fā)明用于當(dāng)通過修改音頻信號或向音頻信號增加預(yù)定的信號而在音頻頻帶中進(jìn)行聲通信時考慮聲音信號是嘈雜的且明顯受周圍環(huán)境中的變化的影響而減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤。因此，由于本發(fā)明具有在市場上可用的足夠高的可能性且能夠被充分實現(xiàn)，所以本發(fā)明具有工業(yè)適用性。
權(quán)利要求
1.一種用于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 發(fā)射器，所述發(fā)射器被配置為基于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信發(fā)射音頻信號；以及 接收器，所述接收器被配置為接收所述音頻信號；根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換將所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；檢測包括在所述頻域信號中的同步信號；根據(jù)所檢測到的同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的數(shù)據(jù)信號并且在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號；根據(jù)預(yù)定的范圍形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群；并且確定各所述音群中的比特，以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述接收器使用復(fù)數(shù)調(diào)制重疊變換(MCLT)檢測數(shù)據(jù)信號并且檢測同步信號。
3.一種用于在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的接收器，所述接收器包括 轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元被配置為根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將使用可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號； 第一檢測單元，所述第一檢測單元被配置為執(zhí)行相關(guān)操作，用以檢測包括在所述頻域信號中的同步信號； 第二檢測單元，所述第二檢測單元被配置為根據(jù)所述同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的所述數(shù)據(jù)信號； 比特確定單元，所述比特確定單元被配置為在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號，在預(yù)定的范圍內(nèi)形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群，并且確定針對各所述音群的比特，用以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特；以及 提取單元，所述提取單元被配置為提取與所述數(shù)據(jù)信號相關(guān)的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述第一檢測單元針對所述音頻信號的各采樣幀執(zhí)行MCLT，執(zhí)行所述相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值,并且根據(jù)所述相關(guān)值的峰值位置確定所述同步信號的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述第一檢測單元針對彼此具有預(yù)定的間隔的所述音頻信號的采樣幀執(zhí)行MCLT，執(zhí)行所述相關(guān)操作以產(chǎn)生相關(guān)值，并且根據(jù)所述相關(guān)值的峰值位置確定所述同步信號的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述比特確定單元從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且識別所述數(shù)據(jù)信號的相位延遲以產(chǎn)生映射參考值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述比特確定單元使用所述映射參考值對所述數(shù)據(jù)信號進(jìn)行映射。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述比特確定單元在所述映射參考值上反映所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果，用以更新所述映射參考值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述比特確定單元使用所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果調(diào)整所述音群的范圍。
10.一種在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的方法，所述方法包括 根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)換方案將使用在可聽頻率范圍內(nèi)的聲通信所接收的音頻信號轉(zhuǎn)換為頻域信號； 執(zhí)行相關(guān)操作，以檢測包括在所述頻域信號中的同步信號；根據(jù)所述同步信號的位置檢測包括在所述頻域信號中的數(shù)據(jù)信號； 在復(fù)平面中表示所述數(shù)據(jù)信號，在預(yù)定的范圍內(nèi)形成針對所述數(shù)據(jù)信號的音群，并且確定針對各所述音群的比特以確定與各所述音群相關(guān)的所述數(shù)據(jù)信號的比特；以及提取與所述數(shù)據(jù)信號相關(guān)的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，確定所述比特的步驟包括 從前導(dǎo)信號獲得初始比特值，并且識別所述數(shù)據(jù)信號的相位延遲，用以產(chǎn)生映射參考值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定所述比特的步驟包括 使用所述映射參考值對所述數(shù)據(jù)信號執(zhí)行映射。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定所述比特的步驟包括 在所述映射參考值上反映所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果，用以更新所述映射參考值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定所述比特的步驟包括 使用所述數(shù)據(jù)信號的映射結(jié)果來調(diào)整所述音群的范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在音頻頻帶聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)和方法及其應(yīng)用設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，在通過向音頻信號增加特定的信號而轉(zhuǎn)換音頻信號或在音頻頻帶中執(zhí)行聲通信時，該在音頻頻帶聲通信中減少數(shù)據(jù)接收錯誤的系統(tǒng)包括考慮到聲音信號由于音頻信號的性質(zhì)具有嚴(yán)重的噪聲并且受周圍環(huán)境變化的很大影響，減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤的特征。因而，當(dāng)通過向音頻信號增加特定的信號而轉(zhuǎn)換音頻信號或在音頻頻帶執(zhí)行聲通信時，即使在聲音信號由于音頻信號的性質(zhì)具有嚴(yán)重的噪聲并且受周圍環(huán)境變化很大的影響的環(huán)境下，本發(fā)明也能夠減少接收器中的數(shù)據(jù)接收錯誤，增大數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 文檔編號G10L21/02GK102782749SQ201080064464
公開日2012年11月14日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者劉載榥, 尹煥植, 崔根煥, 曺基豪, 金東建, 金南秀, 金文基, 金玟錫 申請人:Sk電信有限公司, 首爾大學(xué)校 產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)