在自組織網絡和對應系統中在用戶之間提供聽力輔助的方法與流程
2023-10-04 21:30:44 3
本發明涉及聽力輔助系統，其包括：至少一個音頻傳輸設備，用於從人的聲音捕捉音頻信號；以及至少一個聽力輔助設備，用於從這樣的音頻傳輸設備接收音頻信號，每個設備包括用於建立無線局域聲學網(LAAN)的無線網絡接口。
背景技術：
一般而言，LAAN用於在彼此通信的不同人所使用的音頻設備之間交換音頻信號。當形成LAAN時，各自的音頻設備必須經由無線鏈路彼此配對和連接，並且必須提供關於哪個音頻設備被允許在何時將哪個音頻信號傳輸到哪個設備的規定。
由助聽器和無線麥克風形成的LAAN的例子在WO 2011/098142 A1中進行了描述，其中設置中繼設備以通過向來自各種無線麥克風的音頻信號應用不同權重來混合這些信號。由助聽器和無線麥克風形成的LAAN的另一例子在WO 2010/078435 A2中進行了描述。EP 1 657 958 B1涉及由助聽器形成的無線LAAN的例子。
US 2012/0189140 A1涉及由多個個人電子設備(例如，智慧型電話和助聽器)形成的LAAN，其中兩個設備可以通過空間鄰近性而配對，其中音頻接收設備可以靜音或者選擇性地加強或淡化個體的輸入音頻流，並且其中音頻傳輸設備可以取決於其用戶的處置(例如，當放在口袋中時)或取決於採樣音頻信號的種類來靜音其音頻傳輸。
US 2012/0321112 A1涉及從提供給可攜式音頻設備的多個音頻流中選擇音頻流的方法，其中可以基於無線連接的信號強度、設備指向的方向以及從攝像機獲得的圖像來選擇音頻流；音頻接收設備可以是智慧型電話，其將接收到的選定音頻流傳輸到助聽器。
US 6,687,187 B2涉及取決於角位置來定位電磁信號源或聲學信號源的方法。
WO 2011/015675 A2涉及雙耳助聽器系統以及無線麥克風，其中估計無線麥克風的角位置，以便以下面的方式將接收到的音頻信號供應給助聽器：模擬與無線麥克風的估計的角位置相對應的角位置印象(impression)。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種聽力輔助方法和系統，其中多個音頻信號傳輸設備和音頻系統收發器設備形成無線LAAN，並且其中所述設備能夠以特定的方便方式使用。
根據本發明，通過權利要求1所定義的方法和權利要求31所定義的系統來分別實現這一目的。
本發明的益處在於，自動配對設備，並且在自組織網絡中連接配對的設備，以及基於準入規則準許設備進入LAAN，所述準入規則包括設備相對另一設備的用戶的觀看位置的估計的角方向，所述設備不要求用於形成和管理網絡的用戶輸入，由此使用所述設備尤其方便，同時無論如何確保能夠向各個用戶僅提供他感興趣的那些音頻信號，同時可以最小化數據流量，並且因而最小化功率消耗和網絡擁塞。
優選地，實現一種自動傳輸使能模式，其中僅在實現特定傳輸條件的情況下才傳輸音頻信號，所述條件例如是在傳輸設備用戶和至少一個接收器設備用戶之間的相互觀看角度、由傳輸設備捕捉到的音頻信號的水平和/或質量、傳輸設備和接收器設備之間的距離、和/或來自傳輸設備或接收器設備的RF鏈路的質量。由此，傳輸設備的用戶可以被保證他的麥克風信號僅被傳輸到附近期望的接收器。因此，他知道誰在以這一輔助方式收聽他的聲音，並且所傳輸的音頻信號的可理解性能夠得到確認。在從屬權利要求中定義了本發明的其它優選實施例。
附圖說明
下面通過參考附圖來說明本發明的例子，其中：
圖1是根據本發明的聽力輔助系統的例子的示意圖；
圖2是應用根據本發明的聽力輔助系統的情形的例子的示意圖；
圖3是將與本發明一起使用的音頻傳輸設備的框圖的示意性例子；
圖4是將與本發明一起使用的音頻接收器設備的示意性例子；
圖5是基於耳間無線電信號強度差來確定雙耳音頻接收布置的用戶的觀看方向的原理的圖示；
圖6是在本發明的聽力輔助系統中無線信號交換的示意性圖示；
圖7是本發明的聽力輔助系統的網絡狀態的示意性圖示；以及
圖8是涉及觀看條件領域的LAAN準入規則的示意性圖示。
具體實施方式
本發明涉及聽力輔助系統，其包括至少一個音頻傳輸設備，能夠從人的聲音捕捉音頻信號；以及至少一個聽力輔助設備，由用戶佩戴以從音頻傳輸設備接收音頻信號，每個設備包括用於建立無線LAAN的無線網絡接口。無線網絡可以使用標準協議，例如藍牙協議，尤其是藍牙低能量，或者其可以使用適當的協議；典型地，使用例如在2.4GHz ISM帶中操作的跳頻算法。
如在下面使用的，聽力輔助設備包括所有種類的耳朵級別音頻設備，例如不同形狀因子的助聽器、人工耳蝸、無線耳塞、頭戴式受話器或其它這樣的設備。優選地，音頻傳輸設備也是這樣的聽力輔助設備之一。特別地，音頻傳輸設備可以成對設置，每對形成雙耳系統。
這樣的設備可以為其正常功能併入至少一個麥克風、揚聲器、用戶接口、用於例如聽力損失補償的放大、聲級限制器、噪聲消除、反饋消除、波束成型、頻率壓縮、環境和/或用戶控制數據的記錄、環境聲音場景的分類、聲音生成器、雙耳同步和/或其它這樣的功能，其可能受到這裡描述的本發明功能的影響或者可能影響本發明功能。
要在這樣的網絡中使用的傳輸設備可以包括移動手持設備或身體佩戴設備；特別地，雖然傳輸設備優選地是聽力輔助設備，但是在一些情況下，音頻傳輸設備可以是無線麥克風、音頻流送器設備或音頻通信設備，例如行動電話或其它移動商業電子設備，如「智能手錶」或「智能眼鏡」。傳輸設備可以包括至少一個集成麥克風或經由電纜連接器連接到設備的至少一個麥克風。
音頻接收器設備可以適於佩戴在用戶的耳朵處或至少部分地在耳朵中；尤其是，接收器設備可以成對設置，每對形成雙耳系統，設備之一被佩戴在一個耳朵處，而另一設備被佩戴在另一耳朵處。特別地，接收器設備可以是助聽器、聽覺假體、頭戴式受話器或耳機。為了形成局域聲學網(LAAN)，音頻設備必須通過自動配對和與範圍內的其它設備在服務級別連接而形成一組設備或設備的子組，以便交換網絡和其它信息來形成自組織網絡，其中僅當滿足預定義的準入規則時，設備隨後被準許進入LAAN網絡，其中所述準入規則包括各個設備的用戶的相互觀看方向。
根據LAAN準入規則，僅當(新)設備在已經存在於LAAN內的設備之一的用戶的視場內時，該設備才被準入，並且反之亦然，即，可能的新網絡參與者正在觀看相同的已經參與的用戶，視場被定義為以用戶的觀看方向為中心的角扇區。設備用戶的視場表示用戶對其它音頻設備的用戶(即，可能的談話者/傾聽者)感興趣，從而僅準許位於已經被準入的設備之一的用戶的視場內的那些設備進入網絡是合理的，其中這樣的設備獲得對網絡可能有用的設備的資格。
例如，可以基於由(新)設備發射並且由佩戴在用戶(其設備已經被準許進入網絡)的一隻耳朵處的第一音頻接收器設備和佩戴在用戶的另一隻耳朵處的第二音頻接收器設備接收到的RF信號的信號強度參數(例如，RSSI值)的差別，來估計設備的相對取向，即，角方向。小的差別表示新設備在用戶的前方或後方，而大差別表示新設備在用戶的一側，同側設備接收較強的RSSI。根據另一例子，可以基於由佩戴在用戶(其設備已經被準許進入網絡)的一隻耳朵處的第一音頻接收器設備的第一麥克風和第一音頻接收器設備或佩戴在用戶的另一隻耳朵處的第二音頻接收器設備的第二麥克風接收到的(新)設備的用戶的聲學語音信號的相位差，來估計設備的相對取向。取決於這些麥克風的取向，根據單耳麥克風陣列的麥克風的物理距離或雙耳麥克風陣列的小的相位延遲(基本為零)的特定相位差來表示來自前方的音頻信號。
根據另一實施例，通過RF鏈路的天線特性來確定相對取向，其中例如天線基本上僅在一個方向上靈敏。因此，僅檢測從優選方向進入並且超過RSSI閾值的信號。
根據另一實施例，通過使用光學單元來確定設備的相對取向。根據一個例子，與設備之一相關聯的攝像機(例如，這樣的攝像機可以以攝像機「看到」用戶的觀看方向的方式佩戴在設備之一的用戶的頭部)可以用於通過利用適當的圖像識別技術來確定另一設備(即，「新設備」)的角位置。根據另一例子，「新」設備可以設置有光發射器，例如，紅外二極體，其基本上向前方發出(紅外)光；也可以設置有光檢測器，例如，紅外檢測器，其與另一設備相關聯(例如，這樣的檢測器可以以檢測器「看到」用戶的觀看方向的(即，基本上對前方敏感)方式佩戴在所述設備的用戶的頭部)，以便檢測(紅外)光。可以對紅外光進行適當地調製以使能相對其它紅外源的識別。
還可以通過組合上述實施例來確定相對取向。
第一設備(或第一設備的集合)的用戶的視場是以用戶的觀看方向為中心的角扇區，在其中通過第一設備分別看到或檢測到第二設備，其中與第二設備相關聯的信號(聲學、電磁、用戶的聲音)滿足通過例子在以上描述的一些技術標準。
例如，可以將定義視場的角扇區設置為相對估計/確定出的觀看方向±45度，優選為±30度，如圖8所示，圖8是涉及視場條件的LAAN準入規則的示意性圖示，其中佩戴第一對聽力設備14A的第一用戶11A和佩戴第二對聽力設備14B的第二用戶11B觀看彼此，從而第一對設備14A在第二用戶11B的視場15B內，並且第二對設備14B在第一用戶11A的視場15B內(用戶的各自觀看方向由虛線表示)。佩戴第三對聽力設備14C的第三用戶11C以第一對設備14A和第二對設備14B均在第三用戶11C的視場15C內的方式從側面觀看第一用戶11A和第二用戶11B，同時第三對設備14C既不在第一用戶14A的視場15A內也不在第二用戶11B的視場15B內。佩戴第四對聽力設備14D的第四用戶11D被定向，以使得他在其它用戶11A、11B、11C的任意視場外部，並且所有其他用戶都不在他的視場15D內。
根據上述LAAN準入規則，用戶11A、11B和11C的設備將被準許進入LAAN，而用戶11D的用戶將不被準許。
優選地，LAAN準入規則還包括鄰近性要求，即，僅當設備到網絡中的至少一個設備的距離低於鄰近性閾值時，該設備才被準許進入LAAN。優選地，鄰近性閾值根據設備周圍的估計的環境聲音級別而變化，所述估計的環境聲音級別是根據由各個設備捕捉到的音頻信號進行估計的。優選地，鄰近性閾值隨著估計的環境聲音級別的增加而降低。例如，鄰近性閾值可以在非常大聲音環境的1m和非常安靜環境的10m之間變化。可以在各個設備的話音活動檢測器(VAD)不活動的時間期間，即，在設備附近不存在講話者期間，測量環境聲音級別。
可以根據如通過常見位置確定方法確定出的各個用戶的個體位置，即，其個人設備的位置，來估計或計算在設備之間的相互距離，所述位置確定方法例如是GPS、基於藍牙的內部定位(例如，已知Apple,Inc.的「iBeacon」技術)、慣性導航(航位推測法)、聲學上接收到的音頻信號(和/或其包絡線，至少在特定頻帶中)與經由無線(例如，射頻(RF))鏈路接收到的音頻信號的相關性以確定聲學上接收到的信號的渡越時間或識別聲學上接收到的信號並將其映射到經由RF鏈路接收到的音頻信號，或者這些方法的任意適當組合。替代地，設備的相互距離還可以根據信號強度進行估計，所述信號強度例如是RSSI(接收到的信號強度表示)級別(例如，通過使用統計測量來評估來自兩隻耳朵的較高RSSI級別)、RF鏈路的分組或比特錯誤率、和/或接收到的信號的聲學屬性及其任意適當組合。通常，大約0.5m到1m的位置精確度足以確定相互距離。
可選地，作為另一準入規則，僅當到LAAN的設備之一的RF鏈路的質量測度高於質量水平閾值時，設備才可以被準許進入無線LAAN。
通常，到網絡的準入規則用於確保只有可能相互感興趣的(即，可能用於交換期望音頻信號的)那些設備被準許進入網絡，結合設備的空間鄰近性和代表指示這樣的潛在興趣的主要貢獻者的設備的用戶的觀看方向/視場，即，「新」設備應該在已經被準許進入LAAN的設備的用戶的視場內，並且優選地應該位於足夠靠近已經被準許進入LAAN的設備。
優選地，網絡被形成在主從拓撲中，其中在配對之前，即在網絡建立之前，每個設備設置有其自己的網絡ID和相關聯的跳頻序列，設備之一隨後扮演網絡主機的角色，而其它設備利用從扮演主機角色的設備處接收到的網絡ID和跳頻序列來扮演網絡從機的角色。完全自動的配對涉及在利用「只是工作」配對方法的「可發現模式」中的網絡協議，例如，藍牙鏈路。在廣播信道上收聽的任意設備可以通過藍牙鏈路典型可達到的距離(例如，10m)來將其自身連接到這樣的自組織網絡。在例如雲環境中限制傳輸功率會進一步限制可發現設備的數量，因為它們由於鄰近性要求而不被準許進入。
在RF鏈路範圍內並彼此配對的設備在服務級別自動連接到彼此以形成自組織網絡，即，它們必須還沒有(尚未)交換音頻數據，但是它們知道彼此，並且可以準備交換參與這樣的LAAN所需的其它信息。這樣的網絡參數/設備的使用參數可以包括關於設備的相互位置、設備的相對取向、音頻信噪比(SNR)、可理解性索引或由音頻傳輸設備捕捉到的音頻信號的其它適當的質量測度、在由傳輸設備捕捉到的音頻信號中存在聲音和/或由傳輸設備捕捉到的音頻信號中的語音水平的信息。為了避免無意識的收聽者的竊聽，這樣的信息可以用於評估獲得通過的附加準許規則，如上述準許規則所建立的，以便允許特定設備進入LAAN。換句話說，在LAAN的物理範圍內的設備首先形成自組織網絡來交換決定準許設備進入LAAN所要求的數據。
一旦設備已經被準許進入LAAN，則進一步監視該設備與準許規則的兼容性，並且在已經經過特定超時間隔之後可以從LAAN移除該設備，在所述超時間隔期間該設備未能滿足準許規則；這些超時間隔可以對於不同規則而不同。例如，如果從上次設備到網絡的至少一個設備的距離已經高於鄰近性閾值起已經經過多於給定的鄰近性超時間隔，則可以將設備從網絡移除；並且如果從上次網絡的至少一個其他設備已經在各個設備的用戶的視場內起已經經過多於給定的視場超時間隔，則也可以將設備從網絡移除(當人們站在討論圈內時，他們的組合視場大約為360°；因此，特定的設備可能在其它設備的至少一個用戶的視場內；然而，當特定設備的用戶離開時，其它設備不再在他的視場內，從而標準是喪失與其他用戶談話興趣的更可靠的指示符)。此外，如果在設備和LAAN的所有或一些設備之間的鏈路的質量測度在比鏈路質量超時閾值長的時間間隔內沒有超過鏈路質量閾值，則可以將設備從LAAN移除(實際上，可能存在對若干設備的鏈路質量的一些合理組合，例如考慮對一些設備的頭影效應)。
可以根據之前各個設備已經被準許進入網絡的累積時間來給出鄰近性超時間隔和/或視場超時間隔。例如，鄰近性超時間隔和/或視場超時間隔可以隨著之前各個設備已經被準許進入網絡的累積時間的增加而增加。例如，經過網絡中一組設備的人可能僅具有幾秒的超時，而該組的較長持續成員可能具有幾十秒的超時。通常，超時間隔可以在1s到60s的範圍內。
尚未被準許進入LAAN或已經被從LAAN移除的設備可以在發現(再次)滿足準許規則時被(重新)準許進入。
一旦設備由於太多信道錯誤而已經被從自組織網絡移除，其可以返回到可發現模式，以便能夠加入另一現有的自組織網絡或者開始新的自組織網絡或者重新加入先前的網絡。在藍牙協議的可發現模式中，設備廣播常規信標；而另一設備被配置為收聽這樣的廣播，並因此針對所述信標掃描所分配的頻率信道。由於這樣的掃描是相對消耗功率的，所以優選的是設備只在範圍之外後保持鏈路密鑰，以使得該設備保持配對並且僅必須發現它們自己以進行再次連接。
圖7是聽力輔助系統的網絡狀態的示意性圖示，設備根據該網絡狀態可以具有三個不同狀態之一：(1)其可能在「範圍之外」，即，不連接到形成LAAN或具有足夠鏈路質量(其中鏈路具有低數量的信道錯誤)的自組織網絡的一部分的任意設備上；(2)其可以作為「自組織網絡」的一部分連接到其它設備上；以及(3)其可以作為「無線LAAN」的一部分連接(該狀態包括如下活動，例如與其它設備交換LAAN準許參數以便確定準許進入LAAN或從LAAN移除；以及傳輸/接收音頻數據(例如，取決於實現傳輸使能條件))。所有狀態包括如下活動，例如，廣告/掃描其它設備；自動配對和在服務級別連接，包括交換各自的網絡信息；以及與其它設備交換LAAN準許參數，以便確定準許進入LAAN或從LAAN移除，從而新設備能夠進入網絡而獨立於另一設備所處的狀態(即，可以形成新網絡，或者可以加入現有網絡)。
為了節約網絡資源和避免擁塞，優選地根據音頻傳輸規則來限制通過被準許進入LAAN的音頻傳輸設備的音頻傳輸，所述音頻傳輸規則用於確保僅發送對網絡的其它參與者潛在感興趣的那些音頻信號。特別地，在自動傳輸使能模式中，只有當滿足以下條件之一時，才經由網絡傳輸音頻信號：由各個傳輸設備捕捉到的音頻信號是具有高於語音/音頻水平閾值的水平的語音/音頻信號，由各個傳輸設備捕捉到的音頻信號的SNR高於SNR閾值，至少一個接收器設備在到各自的傳輸設備的給定最小距離內，RF鏈路質量測度高於閾值，在傳輸設備用戶和至少一個接收器設備用戶之間的相互觀看角度低於閾值。優選地，必須滿足這些條件中的一些或全部以便使能音頻傳輸。
通過應用這樣的傳輸使能規則，可以確保僅將具有足夠高質量(即，具有可接受的SNR)的相關音頻信號(即，來自各個傳輸設備的用戶的語音，例如由VAD檢測)傳輸到其他設備，其中音頻傳輸受限於私有通信(由於鄰近性和觀看角度要求)。例如，私語應該禁止傳輸或者至少限制傳輸到最近的周邊，因為語音級別太低而不能夠滿足音頻傳輸規則，從而打算是私有的短會話不會被傳輸到其它設備。為此，根據音頻信號級別或RSSI級別，優選的是根據環境信號級別，來選擇在設備之間用於音頻傳輸的最大可允許距離是合適的。此外，依賴於環境音量級別，所傳輸的音頻信號的傳輸級別可能受限，以便僅到達在允許的鄰近性範圍內具有足夠RF鏈路質量的設備。這還確保了在具有更獨立但更小的LAAN的大聲環境中，這些LAAN彼此幹擾更少。
估計設備之間的距離可以按照關於鄰近性網絡準許規則描述的相同的方式發生。
傳輸使能規則的語音/音頻級別閾值可以不僅取決於環境噪聲水平，而且取決於其它活動談話者在其本地拾取設備處的音頻水平和/或SNR，從而可以選擇最大聲且最好的信號，而其它音頻信號完全不被發送，至少在一些初始評估時段之後。
根據一個實施例，網絡設備之一可以適於用作調節器設備，其能夠禁止網絡中至少一個傳輸設備傳輸音頻信號，即，傳輸設備可以被網絡調節器遠程靜音。
根據另一實施例，至少一個傳輸設備可以設置有用戶接口，其允許用戶選擇手動傳輸使能模式作為自動傳輸使能模式的替代，在手動傳輸使能模式中，設備被允許經由網絡傳輸其音頻信號，而不管是否滿足關於語音級別、SNR、距離(或RF鏈路質量)和觀看方向的傳輸使能規則。
如果從多於一個傳輸設備中接收到音頻信號，則通過將特定權重分配給每個接收到的音頻信號來在接收器設備中混合接收到的音頻信號，以便產生輸出音頻信號，並且將產生的輸出音頻信號供應到各個接收器設備的用戶，來刺激用戶的聽力。雖然傳輸規則允許存在多個談話者，導致並發傳輸多個音頻信號，但是並不是每個談話者都是傾聽的感興趣源。通過在這種情況下在接收器設備中應用加權混合，可以實現特定輸入選擇。特別地，來自多個談話者的音頻信號可以在時間上至少在一定程度上重疊。在這種情形下，對音頻信號的混合防止了切除講話者的第一或最後音節，由此增強語音可理解性。
優選地，根據在各個傳輸設備和接收各個音頻信號的接收器設備之間的估計距離，選擇分配給每個接收到的音頻信號的特定混合權重。優選地，分配給每個接收到的音頻信號的特定混合權重隨著在接收器設備和各個傳輸設備之間的估計距離的減小而增加；由此對來自更近談話者的音頻信號給出比來自同時發生的更遠談話者的音頻信號更大的權重。優選地，對特定混合權重進行歸一化，從而例如單個遠距離談話者仍然被感受到聲音大且強。歸一化值接著可以基於被混合的談話者的數量而變化，從而整體響度印象保持大致恆定。
雖然這樣的混合調整可以自動發生，但是也可以存在一些手動混合調整。例如，接收器設備可以包括用戶接口，用於使得用戶能夠禁止從所選擇的一個傳輸設備接收音頻信號或者至少減少在輸出信號中來自所選擇的一個傳輸設備的音頻信號的權重。由此，可以在「黑名單」上設置特定談話者，並且禁止接收他的音頻信號；或者可以至少削弱特定的談話者。
根據一個例子，如果在接收器設備的用戶和具有較大距離的傳輸設備的用戶之間的相互觀看角度在超過閾值間隔的時段內被檢測為較小，則分配給來自與接收器設備具有較大距離的傳輸設備的音頻信號的特定混合權重可能比分配給與接收器設備具有較小距離的傳輸設備的音頻信號的特定混合權重增加。對於當一個人與另一人跨桌子對角談話而其它討論正在進行的典型使用情況，這樣的混合控制尤其有用，對角談話的人並不感興趣反覆傾聽其它進行的討論的不同談話者。
這樣的使用情況如圖2所示，其中一組人11A-11F坐在桌子100旁，每個人使用作為無線麥克風的音頻傳輸設備10A-10F。至少一個用戶11A是有聽力缺陷的，並使用一對聽力輔助設備14A、14B用於從傳輸設備10A-10F經由LAAN接收音頻信號，所述LAAN由音頻傳輸設備10A-10F和適於接收音頻信號的音頻接收器設備(可以在聽力輔助設備14A、14B中實現這樣的音頻接收器)形成。同樣，傳輸設備10A可以直接集成到聽力輔助設備14A、14B(一些或所有音頻傳輸設備10B-10F也可以集成到聽力輔助設備中)。在圖2的例子中，聽力輔助用戶11A希望與跨桌子100對角坐的人11D談話，聽力輔助設備用戶11A看著人11D。
圖1是形成無線LAAN的聽力輔助系統的示意圖。該系統包括多個傳輸單元10(其分別標記為10A、10B、10C)、以及由聽力缺陷收聽者11D佩戴的兩個接收器單元14(一個標記為14A，其連接到或集成到右耳助聽器16中；另一個標記為14B，其連接到或集成到左耳助聽器16中)。
如圖3所示，每個傳輸單元10包括用於捕捉來自各個講話者11的聲音的音頻信號的麥克風布置17；用於處理捕捉到的音頻信號的音頻信號處理單元20；用於將處理音頻信號作為音頻流19(其包括音頻數據分組)傳輸到接收器單元14的數字傳輸器28和天線30，(在圖1中，來自傳輸單元10A的音頻流被標記為19A，來自傳輸單元10B的音頻流被標記為19B等)。音頻流19形成數字音頻鏈路12的一部分，該數字音頻鏈路建立在傳輸單元10和接收器單元14A、14B之間。傳輸單元10可以包括額外的部件，例如包括話音活動檢測器(VAD)的單元24。音頻信號處理單元20以及這樣的額外部件可以通過標記為22的數位訊號處理器(DSP)實現。另外，傳輸單元10還可以包括微控制器26，其作用於DSP 22和傳輸器28。在DSP22能夠接管微控制器26的功能的情況下，可以省略微控制器26。優選地，麥克風布置17包括至少兩個間隔開的麥克風17A、17B，其音頻信號可以在音頻信號處理單元20中使用以進行聲學波束成型，以便向麥克風布置17提供方向特性。替代地，還可以使用具有多個聲音埠或其一些適當組合的單個麥克風。
單元24使用來自麥克風布置17的音頻信號作為輸入，以便確定使用各個傳輸單元10的人11何時正在講話，即，單元24確定是否存在具有高於語音級別閾值的級別的語音信號。單元24還可以分析音頻信號，以便確定捕捉到的音頻信號的SNR，從而確定其是否高於SNR閾值。
可以經由無線鏈路12來傳輸單元24的適當輸出信號。為此，可以設置單元32，其用於生成合併來自處理單元20的潛在音頻信號和由單元24生成的數據的數位訊號，所述數位訊號被供應到傳輸器28。
實際上，數字傳輸器28被設計為收發器，從而其不僅能夠從傳輸單元10向接收器單元14A、14B傳輸數據，而且可以接收從網絡中其它設備發送的數據和命令。收發器28和天線30形成無線網絡接口的一部分。
根據一個實施例，傳輸單元10可以適於被各個講話者11佩戴在講話者的耳朵處，例如無線耳塞或頭戴式受話器。根據另一實施例，傳輸單元10可以形成耳朵級別聽力設備(例如助聽器)的一部分。
在圖4中示出了在左耳接收器單元14B中的音頻信號路徑的例子，其中收發器48接收從傳輸單元10經由數字鏈路12傳輸的音頻信號，即，其接收從傳輸單元10A、10B、10C傳輸的音頻信號流19A、19B、19C，並且將其解調為各自輸出信號M1、M2、M3，這些輸出信號被作為分離的信號(即，作為三個音頻流)供應給音頻信號處理單元38。另外，接收到的音頻信號還可以被供應到信號強度分析器單元70，其確定單獨來自傳輸單元10A、10B、10C的每個RF信號的RSSI值，其中單元70的輸出被供應到收發器48，用於經由天線46被傳輸到其它接收器單元，即，被傳輸到右耳接收器單元14A(在圖7中，RF信號強度分析器單元70的輸出被標記為「RSSIL」)。
單元70的輸出還被供應到角定位估計單元140。收發器48從其它接收器單元(即，右耳接收器單元14A)接收右耳RF信號測量數據，即，每個傳輸單元10A、10B、10C的RF信號級別RSSIR，並且各個已解調信號被供應到角定位估計單元140。因此，角定位估計單元140設置有左耳RF信號測量數據和右耳RF信號測量數據，即，分別具有其它適當鏈路測度的RSSI值RSSIR和RSSIL，以便通過比較各自的右耳鏈路質量測度和左耳鏈路質量測度來估計每個傳輸單元10A、10B、10C的角定位。這樣的立體音頻信號的補充右耳信號同時由右接收器單元14A以類似方式生成。
在圖6中示意性示出了在音頻傳輸單元10和雙耳音頻接收器設備14A、14B之間的數據交換。
經處理的左耳信道音頻信號audioL被供應到放大器52。經放大的音頻信號可以被供應給助聽器16，其包括麥克風62、音頻信號處理單元64和放大器，以及輸出換能器(通常是揚聲器68)用於刺激用戶的聽力。接收器單元14B可以至少部分地被完全集成到耳朵級別設備中，例如助聽器等。注意，這樣的麥克風62可以用於捕捉接收器單元14B的用戶的聲音，以便使得接收器單元14B能夠用作音頻傳輸設備，用於將這樣的音頻信號經由收發器48和鏈路12傳輸到LAAN的其它耳朵級別聽力設備。
代替將由放大器52放大的音頻信號供應到助聽器16的輸入，接收器單元14可以包括音頻功率放大器56，其可以被手動音量控制58控制，並且將功率放大的音頻信號供應給揚聲器60，揚聲器60可以是集成到或連接到接收器單元14的耳朵佩戴式元件。
雖然在圖4中僅示出了左耳接收器單元14B，但是可以理解的是，對應的右耳接收器單元14A具有類似的設計，其中右耳音頻信號信道audioR被接收、處理和供應到助聽器16或揚聲器60。
角定位估計的原理(其可以被角定位估計單元140使用)在圖5中示出。在取決於水平面中到達角α的級別處，由一個傳輸單元(在圖5中示出傳輸單元10A)傳輸的RF信號12被右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B接收，其中所述水平面形成於用戶的觀看方向72(即，在水平面中且垂直於連接用戶13的兩耳的線的方向)和將傳輸單元10A連接到用戶13的頭部中央的線74之間(通常，傳輸單元10A的垂直位置將靠近用戶頭部的垂直位置，從而觀看方向72和線74可以被認為位於同一水平平面上)。原因在於，一旦角度α偏離零(即，當用戶13看與傳輸單元14A的方向74不同的方向時)，由於用戶頭部吸收RF信號，所以RF信號12將在右耳接收器單元14A和左耳接收器14B處以不同級別被接收；在圖5的例子中，由右耳接收器單元14A接收的RF信號級別將低於在左耳接收器單元14B處接收到的RF信號級別。一般而言，在用戶頭部中相對傳輸單元10A處於「陰影」中的一側的信號將接收較弱的RF信號。
因此，通過比較由右耳接收器單元14A接收到的RF信號強度和在左耳接收器單元14B處接收到的RF信號強度，例如，對於給定的RF信號源，即，對於傳輸單元10中的一個，通過比較各自的RSSI值、分組或比特錯誤率或其它適當的鏈路質量測度，能夠估計角定位，即，每個RF信號源(即，每個傳輸單元10)的到達角α。雖然信號強度和到達角之間的關聯實際上可能非常複雜，但是已經發現可以區分至少一些粗糙的角區域，如「左」、「前中」和「右」。通常，到達角估計的可靠性將由於發生反射的RF信號(例如，這樣的反射可以發生在牆壁處、金屬天花板處或靠近用戶頭部的金屬白板處，或者在RF信號源相對用戶頭部不在視線內的情形中)而惡化。到達角估計還在接收器14A和14B不向給定參考信號提供相同的RSSI讀數輸出時惡化。在實際中，這一問題可以通過在製造接收器期間正確校準RSSI讀數得到解決。
給定已知的傳輸功率，通過分析RSSI值，還可以以絕對項來估計在傳輸設備10A和接收器設備14A、14B之間的距離。
通常，RF信號的載波頻率高於1GHz。特別地，在高於1GHz的頻率處，通過用戶頭部的衰減/陰影相對較強。優選地，數字音頻鏈路12建立在2.4GHz ISM帶中的載波頻率處。替代地，數字音頻鏈路12可以建立在868MHz或915MHz帶中的載波頻率處，或者在6-10GHz區域的UWB鏈路中。
數字鏈路12優選地使用具有跳頻的TDMA調度，其中以根據跳頻方案選擇的不同頻率來傳輸每個TDMA時隙。特別地，根據跳頻序列在不同頻率處，每個傳輸單元10在TDMA幀的至少一個分配的單獨時隙中傳輸每個音頻數據分組，其中特定時隙被分配給每個傳輸單元10，並且其中，來自單獨的傳輸單元10A、10B、10C的RF信號由接收器單元14A、14B通過它們接收到的時隙進行區分。
根據上述過程，即，通過根據網絡準許規則連接到彼此，傳輸單元10A、10B、10C和接收器單元14A和14B可以自動地形成LAAN，其中根據傳輸使能規則來控制傳輸活動，其中所述設備之一用作主機而其它網絡參與者用作從機。上述的角定位過程用於確定助聽器16的用戶的觀看方向，以便確定哪些傳輸設備10A-10C將被準許進入網絡以及哪些傳輸設備10A-10C將被準許傳輸音頻信號。
要提到的是，作為用於估計RF傳輸單元的角定位的上述方法的替代，在原理上，人們可以在每一個接收器單元14A、14B處測量RF信號到達時間，並且根據通過比較在右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B處的到達時間獲得的時間延遲來估計到達角。然而，在該情況下，有必要提供精確的公共時基來測量RF信號的渡越時間。這樣的精確的公共時基要求在兩個接收器單元14A、14B之間交換查詢/應答信號的複雜機制以及在每個接收器單元14A、14B中非常精確的時鐘，這反過來將導致相對高的功率消耗和尺寸。替代地，公共時基可以從另一設備進行傳輸，該另一設備必須被放置在距離右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B相同的距離處，這一布置在實際中是麻煩的。
作為另一替代，人們可以通過使用混合器來測量在兩個接收器單元14A、14B處相同頻率的RF信號之間的相位差。然而，實際上，這可能是困難的，因為這要求兩個接收器單元14A、14B的相位基準。作為另一替代，例如，傳輸單元可以向接收器設備14A和14B傳輸RF信號猝發，這兩者都以已知的準確時延返回RF信號猝發。然後，傳輸單元可以比較兩個接收到的應答的渡越時間，並且減去接收器設備14A和14B的個體時延，以便確定純粹的往返渡越時間。由此，能夠估計到兩個設備的距離以及兩個接收器設備的角定向，並通過控制信道將所述信息發送回去。
如果接收到的RF信號猝發具有特殊的屬性，例如，增加的頻率(啁啾)，則傳輸設備還可以使其彼此相關和/或與具有相同屬性的傳輸信號相關，以便確定距離和/或角定位。
一般而言，在右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B處測量RF信號的至少一個參數(例如，振幅、相位、時延，即到達時間)，以及經解調的接收到的音頻信號與來自本地麥克風的聲學信號的相關性，以便創建右耳信號測量數據和左耳信號測量數據，然後對其進行比較以用於估計傳輸單元的角定位。
在根據本發明的聽力輔助系統中，在傳輸單元和接收器單元之間的距離通常是從1到20m。
根據一個例子，音頻傳輸設備(或音頻接收器設備)可以依賴於感測到的環境噪聲級別而降低其傳輸功率。這適用於通過音頻傳輸來傳輸音頻數據以及通過傳輸設備和接收器設備二者的通信所要求的其它數據傳輸(例如，用於檢測和準許進入自組織網絡或LAAN)。典型地，隨著增加的噪聲級別，將減少傳輸功率級別，以便不會到達太遠，因為有很多獨立LAAN在周圍。同時，這樣減少的傳輸功率是將「不合作」設備從LAAN移除的簡單且自然的方法。