[发明专利]时钟偏移补偿方法及相关系统

说明书

本公开涉及时钟偏移补偿方法及相关系统。一种设备包括收发器，在操作中，收发器在由确定的连接间隔分开的连接事件期间通过无线通信链路与远程设备交换数据分组。该设备包括数据处理电路，在操作中数据处理电路测量与远程设备相关联的至少两个连续连接事件之间的持续时间的指示，并且基于所测量的持续时间的指示和确定的连接间隔来调整比特速率。

技术领域

本公开涉及音频数据流式传输期间的时钟偏移补偿。

背景技术

在分布式音频应用中，发送器和接收器硬件可能不同步，并且因此可能具有不同的时钟：因为时钟以稍微不同的速率计数，所以不同步的时钟在一些时间之后将有所不同。两个自由运行时钟的频率差通常被称为时钟偏移。这种频率差会随时间累积并引起不一致：考虑仅由两个节点(发送器节点和接收器节点)构成的系统，取决于两个时钟中的哪一个更快，发送器节点将产生比接收器所预期消耗的更多或更少的数据。在所考虑的场景中，数据由发送器节点以写频率f_write发送、被存储在接收器节点中的临时缓冲区中、然后以读频率f_read被消耗。

可能出现两种不同的情况：

-如果读频率f_read小于写频率f_write，则接收器节点的缓冲区达到其上限，导致缓冲区溢出；

-如果读频率f_read大于写频率f_write，则接收器节点的缓冲区达到其下限，导致缓冲区欠载。

在这两种情况下，音频信号可能没有被正确再现，并且可能在音频流中引入可听的伪像。

补偿这种效应的基本方法是接收器插入或移除帧，以避免缓冲区欠载或溢出状况：单个帧被简单地丢弃或重复，以便将缓冲区保持在期望值处。

其他解决方案基于更复杂的方法，在不引起强烈的不连续的情况下，试图复制或丢弃数据分组。类似的方法是简单地监测缓冲区队列长度并改变回放速度，以便保持队列接近于限定的值。如果队列太短，则回放速度会变慢，以从接收器缓冲区中去除更少的样本。如果队列太长，则回放必须加速，以从缓冲区中获得更多的样本。

在文献中还存在更复杂的解决方案来解决时钟偏移：一个想法是尝试估计发送器与接收器时钟之间的时钟差，并且因此校正流式传输以补偿时钟差。为了估计时钟偏差，一些解决方案依赖于加时间戳的网络分组：每个音频分组被标记有包含发送器本地时间的发送器时间戳，而接收器在每个分组到达时获得其时间戳。这两个测量之间的差别用于计算时钟偏移，因此计算发送器与接收器之间的采样率之差。然后将所估计的时钟偏移用作针对采样率转换器的转换速率，采样率转换器从流缓冲区获取其输入并向音频硬件发送其输出。采样率转换器将防止缓冲区上溢和下溢，并且采样率转换器从缓冲区中读取的帧数将等于通过网络接收的帧数。只要采样率变化足够低，由采样率转换产生的音高(pitch)变化就将不是可听的，并且利用使用了足够好的算法的采样率转换器，将不会存在可听的混叠。

发明内容

在一个实施例中，在发送器设备与至少一个远程接收器设备之间的音频数据流式传输期间执行时钟偏移补偿的方法，根据低功耗蓝牙(BLE)通信协议来执行上述音频数据流式传输，上述音频数据流式传输包括：在发送器设备与以远程时钟操作的至少一个远程接收器设备之间交换上述数据分组，上述数据分组在由确定的连接间隔分开的连接事件期间以分组群组通过上述无线链路而被交换，上述发送器设备和至少一个远程接收器设备由相应的系统时钟进行钟控，上述方法包括：在上述发送器设备处以采集频率从音频数据源采集音频数据；以第一供应频率或比特速率向上述发送器设备中的收发器模块供应上述所采集的数据；以及通过无线链路以数据分组发射上述采集的数据，方法包括：在上述一个远程接收器设备处，以数据分组接收上述采集的数据；以第二供应频率向回放设备供应上述接收的音频数据。