同時進行模擬和數字通信的應用的製作方法
2023-06-11 08:24:46
專利名稱：同時進行模擬和數字通信的應用的製作方法
本申請涉及題目為「同時進行模擬和數字通信」的專利申請，它與本申請具有相同的申請日。
本發明涉及模擬和數位訊號的同時傳輸，具體涉及以非多路復用方式和在通常的在共同擴張的頻帶內使用模擬和數位訊號的同時傳輸的應用。
在現有技術中，當話音和數據經一信道同時傳輸時，典型地，通過頻分復用或時分復用進行傳送。在頻分復用中，數據信道和話音信道被設置在信道帶寬的不同子頻帶上。這樣的例子是美國專利4，757，495，4，672，602和美國專利4，546，212。在時分復用的方案中，話音信號被取樣、被數位化並與數字數據交錯，以形成經有效信道通信的單一信息流。實際上，每種數字載波系統(例如T1載波系統)就是這樣的例子。
1985年4月16日公開的美國專利4，512，013提出了一種令人感興趣的方法，它接近於同時進行話音和數據傳輸的頻分復用方法。該方法對話音信號進行濾波並把它加到一個已調製窄帶信號上，以形成被發送信號。該窄帶已調信號由一個用一載波調製的窄帶數字輸入信號產生，由此把頻率中的窄頻帶移到頻譜中幾乎沒有話音能量的位置上。在接收機處，根據在由已調數位訊號佔據的窄頻帶中話音能量是低的事實，通過適當的解調使該數位訊號得到恢復。此後，已恢復的數位訊號被再調製、自適應濾波並從接收的信號中減去。再調製的目的在於重複發信機的操作，而被自適應濾波以表明信道特徵。結果為所接收的話音。如上所述，該方法的一個突出特徵(如第2欄第13-18行所述)在於「一個完整的模擬話音信號和一個已調數據信號能夠在正常模擬話音信號頻帶的部分內通過該數據信號的復用經一正常模擬信道被發送，在所述頻帶中話音信號是存在的，並且其功率密度特徵是低的」。美國專利4，517，013的方法是半雙工的。
在數據機領域，通過把數字信息轉換成模擬形式再經一信道傳送。在最基本的形式中，數據機對數位訊號進行濾波(即使它在頻率中移動)以形成一個頻帶受限信號，並調製該信號以保留在通信信道的通帶內。在電話學中，例如該通帶可以是在300Hz與3500Hz之間。為了增加已調信號的攜帶信息的容量，更加先進的數據機採用了正交調製。正交調製經常被描述成二維信號空間。為發送話音信息的這種信號空間的使用在1992年1月14日公開的美國專利5，981，647中進行了披露。
描述過這種信號空間的使用以發送數據和話音的文章是Ajashi等人的「經單一電話信道的高速數字和模擬並聯傳輸技術」(見IEEETransactionsonCommunications，Vol.30，No.5，May，1992，pp.1213-1218)。不同於已有技術，這裡模擬和數據信號被分解成不同的時隙(TDM)或不同的頻帶(FDM)，它們描述了把模擬和數據信號分成兩個不同的QAM系統的信道。這就是說，Ajashi等人建議用模擬信號調製同相(in-phase)信道，用數據信號調製正交信道。基於這種描述和對信道均衡的關心，Lim等人在「用於同時進行模擬/數字數據傳輸的自適應均衡和相位跟蹤」(見BSTJ，Vol.60，No.9，Nov.1981，pp2039-2063)一文中對均衡器性能進行了分析(1981年BSTJ論文引述了作為「未發表的」1982年IEEE論文的信息)。
目前還沒有人能夠實現通過QAM系統的兩個信道同時發送數據和話音，並且也還沒有人能夠實現以全雙工方式、經一個單一雙向頻帶有限通信信道同時利用數據和模擬信號進行通信。
當使用本發明的原理時，能同時進行模擬信息和數字信息通信。一般來說，當通信信道被作為一個多維空間考慮時，數位訊號被分成多個碼元，並且這些碼元被映象到在它們之間具有一預置距離的信號空間。模擬信號(通常在幅度上被限於小於分離碼元距離的一半)被轉換成分量信號並且被加(即矢量加)到各碼元上。和信號然後被發送給接收機，在那裡各碼元被檢測並從已接收的信號中減去，以產生模擬信號分量。
在一個示例性實施例中，進入發送機部分的數字流被分成多個字，每個字被映象到一對碼元分量上。進入發送機部分的模擬信號被取樣，並由每對連續的取樣構成一組模擬矢量分量。各模擬矢量分量分別與各碼元分量相加，各分量之和被QAM調製，以形成輸出信號。各模擬取樣對能夠通過僅延遲模擬信號和對已延遲的和未延遲的型式取樣來產生。
在接收機處，信號首先被解調，並且根據標準調製技術檢測該數位訊號。然後，被檢測的數位訊號從已接收的信號中減去，以形成多個模擬取樣對，它們被組合以重新構成模擬信號。
線性均衡、回聲消除、預加重，以及其它在數據機領域公知的改善措施均可應用在使用本發明原理的各實施例中。
圖1表示現有技術的數據機的基本結構;
圖2示出用於圖1系統的信號空間和一個示例性的信號星座圖;
圖3示出一個QAM模擬系統的信號空間;
圖4示出一個交變的數字和模擬系統的信號空間;
圖5示出一個組合式數字和模擬系統的信號空間;
圖6表示用於組合式數字和模擬系統的發送機部分的一個實施例;
圖7示出形成圖5的信號空間的矢量相加;
圖8表示一種正交調製方案;
圖9示出允許一個以上的模擬信號源被同時發送的裝置;
圖10示出響應圖5所示的信號空間的接收機的主要部件;
圖11示出包括自適應均衡器的接收機的方框圖;
圖12示出一個完整的數據機的方框圖;
圖13示出一個與圖12所示的數據機稍有不同的實施例;
圖14示出量化模擬取樣的一種結構;
圖15示出利用模擬取樣的偽隨機乘法的加密擾頻器的方框圖;
圖16示出被設置在數據機的模擬輸入端與模擬埠之間的處理器75，該處理器被用於執行各種信號預處理功能，例如線性預測編碼;
圖17示出示例性線性預測編碼的方框圖;
圖18示出示例性交替使用不同信號空間的方框圖;
圖19示出與軟體支持有關的被公開的數據機的使用情況;
圖20示出與設備診斷和維護有關的被公開的數據機的使用情況;
圖21示出具有與設備診斷和維護有關的被公開的數據機和與無線基站耦合的數據機一起使用的情況;
圖22示出與一呼叫中心有關的被公開的數據機的使用情況;
圖23示出被公開的數據機在交互式遊戲環境中的使用情況;
圖24示出了被公開的數據機以交互公式與電視顯示器一起使用情況的方框圖;
圖25示出了在PCMCIA配置情況下被公開的數據機，適於包含在無線設備例如無線計算機中;
圖26示出被公開的數據機在包括可視功能的電話設備中的使用情況;
圖27示出被公開的數據機在傳真機中使用的情況;
圖28示出被公開的數據機在個人計算機的使用情況;
圖29示出被公開的數據機在「老式」電話中的使用情況;
圖30示出包括被公開的數據機和當其不工作時將該數據機旁路的裝置的方框圖;
圖31示出供這裡被公開的數據機的圖文/話音應用的一種裝置;
圖32示出一種可用於的與聽力受損的人相關情況的裝置;
圖33示出多媒體應答機的總體方框圖。
為了把本公開物放在上下文中，圖1示出數據機的最基本的方框圖，該數據機利用正交調製技術傳送數字數據。虛線部分100是該數據機的發射機部分，虛線部分200是該數據機的接收機部分。具體地說，在圖1的發射機部分中，數字數據被施加到一個「1對2」映象器110，而映象器110產生兩個輸出，它們典型地被稱作同相和正交的取樣值。同相取樣值經低通濾波器150被提供給調製器120，調製器120把所施加的信號與一個載波即圖1中的Sinwt相乘。正交取樣值經低通濾波器160被施加到調製器130，調製器130把所施加的信號與另一個載波相乘。第二個載波與第一個載波正交，亦即coswt。濾波器150和160必須被頻帶受限在小於w，以便避免摺疊，並且被頻帶限在至少為映象器110的輸出取樣速率倒數的一半。調製器120和130的輸出信號在部件140中相加，以產生該數據機的發射機部分的模擬信號。
在工作中，被施加到圖1所示裝置的數字數據是一個比特流。部件110把輸入信號看作一個碼元流，並把每個碼元映像成一個同相模擬取樣值的一個正交模擬取樣值，所述的每個碼元都包括預選數量的連續比特。
本領域的專業人員經常通過信號空間圖來描述圖1所示裝置所執行的操作，如圖2中所示。X軸對應一個載波信號(例如coswt)，Y軸對應另一個載波信號(sinwt)。由部件110傳遞的同相和正交取樣值實際上在圖2的信號空間中確定了一個位置。因此，部件110能夠產生的這組可能的取樣值對應著圖2的信號空間描述中的一組取樣點(即點的星座)。在圖2中通過圖示示出了一個4點信號星座。然而，眾所周知，人們能夠生成具有大量信號點的信號點星座。
按照圖2所示的特定的點的星座，為了接收由圖1所示裝置調製的信號，只必須確認被接收信號是在信號空間的第一、第二、第三或第四象限中。這意味著在被接收的信號中存在著很大的活動餘度，並且任何仍處在正確象限中的被接收信號被映象到該象限中的正確星座信號點。擴展到其他(並且也許更大)的星座，信號空間能被分成多個區域，相應於被接收信號定位的區域執行接收機的判決。我們稱這些區域為「鄰近」區域。
返回到圖1並說明數據機的接收機部分，已調信號被施加到解調器210。該解調器210恢復同相正交分量，並把它們施加給限幅器220。限幅器220把同相正交分量轉換成碼元，並且把這些碼元提供給「解映像」器230。「解映象」器230把這些碼元映象成比特流，以形成被恢復的數字數據流。
如果沒有任何信號衰減(諸如由於信道中加入噪聲引起的)，則由解調器210接收的信號完全與由加法器140發送的信號相同，並且(由限幅器)發現該信號的各鄰近區域的判定是相對簡單和無錯誤的。然而，加到被發送信號上的噪聲使被接收信號在信號空間中移動，並修改送到限幅器220的輸入。換句話說，加到經該通信信道流動的信號上的噪聲信號與圖2信號空間中的一個矢量信號相對應，它被加到一個被發送的取樣點上。該被加矢量具有未知的幅度和未知的相位。隨後，被加噪聲把一個與信號空間中一個點相對應的被發送信號轉變成該信號空間中的一個區域。這種現象在圖2中用圓環11來描述。有人把這種圓環稱作「噪聲雲」環繞被發送信號的信號空間。
根據以上描述很清楚，為了無差錯地檢測被發送信號，鄰近區域必須是足夠的大，以環繞該噪聲雲。因為被發送信號的平均能量典型地受到其他條件的限制，所以向信號星座覆蓋的由X和Y軸代表的無限空間的擴展也受到限制。這一點在圖2中用圓環12表示。由圓環12強加的、與由噪聲條件強加的對鄰近區域大小的限制相關聯的限制，限制了在星座中被發送信號點的數量。
如上所述，可以看出在典型的數據機設計中，允許的信號能量和所期望的信道合併的逼真度控制著星座的大小。噪聲較小的信道可允許較大的星座，而較大的星座允許較高的數字數據通過量。這導致了一個全新的觀念，即，利用所有的或基本上所有的可用信號空間來進行信息的傳輸。按照這種全新的觀念，在圖3中示出了一個發射機信號空間，在該信號空間內隨意地示出了多個信號點。這些點是用來說明發射機被允許發出的各種矢量的。不再有「點的星座」，其中在各星座點之間必須作出判決;這裡僅具有完整的信號空間。換句話說，而不具有被映象到一信號空間內的一固定星座上的數位訊號，圖3描繪了被映象到一信號空間的模擬信號。當構成同相分量的模擬信號與構成正交分量的模擬信號無關時，圖3中可行的信號空間可以是矩形的。
在認識到按照圖3的信號空間發送模擬信號的優點之後，另一項革新就是在圖2和圖3的信號空間之間交替。即，該項革新是，當需要發生時發送用戶模擬信號或者用戶數據信號。這些在圖4中示出。
另外，在認識到按照圖4的信號空間既可以發送模擬也可以發送數位訊號的優點以後，會發現可以採用完全不同的通信手段，使模擬和數位訊號的傳送能同時表示在一個組合信號空間中，這些在圖5中示出，為了便於說明，用虛線21和22標記的邊界標示出了4個相鄰的區域。
如圖5所示，形成圍繞每個數字星座點(例如點31)的「信號雲」的模擬信號應被限制在它們的動態範圍內，以便被完全包含在相鄰區域內。因此，這裡恰好是在星座大小(它直接影響數字的通量)和被發送模擬信號的動態範圍(在某些情況下它譯成「解析度」)之間的一個折衷。
圖6示出了最基本地說明了本發明所公開的原理的一種配置。它包括一個「1對2」映象器60，它響應施加在線路61上的數位訊號。映象器60在線路62和63上產生兩個輸出信號，其中每一個輸出信號都具有與到達線路61上的數位訊號相關的量化幅度的脈衝。圖6還包括一個「1對2」映象器50，它響應在線路51上施加的一個模擬信號，並在線路52和53上產生兩個輸出信號，每一個輸出信號都具有與線路51上模擬信號相關的連續幅度的脈衝。輸出52和62在加法器70中被合併，輸出53和63在加法器80中被合併。加法器70和80的輸出構成由圖5的信號空間表示的信號的各個分量。如圖1中所示，加法器70和80的輸出經低通濾波器150和160施加給調製器120和130，並在加法器140中求和，以構成如在數據機領域被典型公知的已調信號。
在圖6中，部件60被描述為一個「1對2」映象器。然而，應該清楚部件60可以是一個「M對N」映象器。這就是說，部件60能夠響應多個(M)數位訊號。並且它能產生不同的多個(N)輸出信號。類似地，部件50可以是一個「J對K」編碼器，它響應多個模擬信號。同樣地，由跟在部件50和60後面的一批部件(即部件70、80、120、130、140、150和160)構成正交調製器90，所構成的正交調製器90可以響應部件50和60預定產生的任何多個輸出(例如，三維空間、四維空間，等等)。更準確地說，這些部件必須考慮所有被施加的輸入信號，並且這意味著它們必須能夠處理K或N(隨便哪個大)個信號。然而，在這樣一種情況中，用戶可以假設兩個中較大的(K或N)是該系統的維數，並且某些維即沒有數字數據，也沒有模擬數據(隨便哪個被施加)。當然，如果具有沒有數字或模擬數據的「維」，則其他信息能夠經這些維發送，例如均衡「副(side)」信息。
在信號空間這方面，部件50和60的N個輸出信號(假設N＞K)對應於多維空間例如N維空間中的矢量的分量集。該多維空間的座標對應於正交調製器90內的正交調製信號。在圖6中，兩個正交調製信號是coswt和sinwt，但其他調製信號也是可能的，諸如碼分多址(CDMA)模板(template)。為了說明的目的，正交調製信號是產生包括共存的各部件信號的被發送信號的調製信號，並且還允許接收機把接收的信號分離成其組成部件信號，這些信號是響應每一調製信號產生的信號。相應於圖5還可以看出，正交調製器90執行由各分量代表的碼元矢量的矢量求和，所述各分量是由部件60利用由部件50產生的各分量表示的模擬信息矢量產生的。在圖7中對這些將作進一步描述。
參考圖1，可能會注意到，即使當加法器70和80的輸出信號被直接通信(例如被發送)，沒利用在正交調製器90中組合它們時，本文公開的原理也可以使用，而不一定要把它們合併到正交調製器90中。而且，正交調製器90可以只是一個帶移裝置。就加法器70(例如)的輸出是頻帶受限的來說，加法器80的輸出能被移動超過加法器70的頻帶受限輸出信號，並與加法器70的輸出信號相合併。這些在圖8中示出。可以理解，本文所公開的原理可以加以運用在沒有數字流存在的那些場合而無需使用部件60。
在立即公開這一點上，一直隱含的是施加到圖6的部件50的輸入信號是模擬的。然而，這並不必須是嚴格的情況。按照傳統技術，頻帶受限的模擬信號能夠被取樣(在合適的耐奎斯特界限內)。因此，可以理解，施加給部件50的輸入信號可以是一系列模擬取樣。此外，被取樣的模擬信號能夠被量化並以數字形式表示。確實，已被取樣和轉換或數字形式的模擬信號然後被轉換成調幅格式的幅度量化脈衝，例如通常的PCM。所有這些表示是模擬信號的表示。例如，幅度量化的PAM脈衝集與量化誤差界限內的原始模擬信號是等同的，所述量化誤差是由取樣和量化(A/D轉換後跟著D/A轉換)過程引入的。
在部件50的輸入端允許模擬信號的取樣和幅度量化這一事實提供了許多益處。其一，它允許將呈現的信號以數字格式施加給部件50。其二，它允許不同信息源的簡單復用。於是，例如部件50、60和90能夠按照目前數據機的現實來實現，即利用一個或多個微處理器在存貯程序控制下執行。
圖9示出了一個輸入信號復用的例子，它給出了一個包括A/D轉換器組30及其後跟著一個多路復用器40的實施例。轉換器組30把多個模擬信號，例如線路33和34上的信號轉換成數字格式，多路復用器40對它的輸入信號多路復用，並把它們施加給部件50。部件30和40分別是通常的A/D和多路復用器。
部件30和40的組合允許提供若干窄帶模擬信號給正交調製器90。基本的限制是載波頻率和信道的可允許傳輸帶寬。當然，窄帶信號可以來自任何信號源。例如，安裝在救護車上的系統可以犧牲一些話音帶寬，以便允許血壓和心臟脈動速率的窄帶遙測數據與話音同時被發送。
據此，可以包括一個話音信號能量檢測器，例如美國專利5，081，647中所公開的，它可檢測靜寂周期，並在這些靜寂周期期間發送不急迫的遙測數據。靜寂周期可以是自然出現的周期，或者為了通信遙測信息(例如有關剛剛被發送或將要被發送的模擬信息)的強制無信音周期。這些將利用圖9中的部件31和32來說明。
施加到部件50的輸入是數字的(在部件50、60和90的數字裝置中)這一事實與施加到部件60的輸入也是數字的事實是不應該混淆的。施加給部件60的數字輸入是一個其中每一個數字同等重要的數字流。因此，這些數字被轉換成碼元，該碼元被轉換成星座點，並且各星座點位於由設在數據機的接收機部分中的限幅器(例如圖1中的限幅器220)識別的相鄰近區域內。反之，施加給部件50的數位訊號相應於表示幅度的數字字，並且該數字字的相鄰比特間的特定相互關係被保持。如上所述，作為一種基本區域，在星座內圍繞一信號點的信號雲不代表必須區別的多個信號點。
圖10示出了與本文公開的原理相一致的數據機的接收機部分的基本方框圖。從信道接收的已調輸入信號被施加到解調器210，它產生同相和正交分量。這些分量被施加給鑑別碼元的限幅器200，所述碼元被提供給解映象器230。所有這些均與普通的數據機作法一致，如相應於圖1的描述。此外，圖10包括一個映象器240，響應限幅器220產生的碼元，映象器240的輸出是同相和正交分量(在圖1設置中被施加給部件150和160)集合的一個精確估計值。映象器240的輸出在減法器250和260中被從解調器210的輸出中減去。減法器250和260的輸出被施加到「2對1」解映象器270，它重新組合各模擬取樣值，以形成原始模擬信號的一個估計值。解映象器270執行映象器50的相反的功能。
可以注意到，限幅器220能被設計成直接供應映象器240產生的輸出信號;尚且，解映象器230能響應上述信號。從限幅器220和映象器240可合併構成一個單一元件以及解映象器230與加法器250和260響應這個合併元件作出的意義上說，可對圖10進行修改。
在模擬形式下(如圖6)，映像器50響應模擬信號。為了建立起多個輸出(在圖示的元件50情況下為兩個輸出)，可以採用各種方式。例如，通過對選定的子頻帶簡單地進行濾波和調製，就可以把一個頻帶受限模擬信號分割成多個基帶信號，反之，元件50也可接受多個頻帶受限模擬信號，並把這多個限帶模擬信號分別分配給元件50的不同輸出。
在時間抽樣的方式(具有模擬電路或數字電路的連續形式)，元件50可以簡單地把單個模擬信號抽樣的路由變換到元件50的不同輸出，或是對多個模擬信號進行多路傳輸，並且按任一慣用方法分配這些信號的抽樣。
為了能採用非線性技術來提高通信質量，重要的問題是要實現通路的均衡，以使得碼元間的交擾減至最小。可以引用慣用的調製解調技術來承擔這一需求。
圖11表示一種組合均衡裝置框圖。具體地說，圖11代表一個後接均衡器硬體的調製器(二者合起來可以被視為一個超級解調器)。均衡上硬體包括設在解調器210與限幅器220之間的自適應濾波器280。濾波器280的操作特性由以可修改的方式存儲在抽頭變更方框290中的濾波器係數來控制。抽頭變更方框290響應於減法器250和260的輸出信號。濾波器280按照慣用的調製解調技術執行自適應功能。減法器250和260的輸出同時加到去復用器275上，而去復用器275的輸出則被加到解映像器276。解映像器276包括一系列圖10所示的解映像器270。元件275和276的用途是為了說明一個對多個模擬輸入進行多路復用的接收機。當然，在沒有多路復用的應用條件下，解映像器270可以被取代。
在某些修改的方案中，最容易在模擬信號的功率很小時執行自適應和相應的係數變更。為了把處理過程限制在這一範圍，在圖11中響應減法器250和260的控制元件295中包括一個功率檢測器。方框295也是慣用技術，它包括對包含在減法器250和260的信號中的功率進行計算的一個功率檢測電路，並且向方框290傳送一控制信號以便啟動(或停止)係數變更程序。當然，在控制信號不是由模擬信號獲得的情況下，例如是從發射機的邊帶信息獲得時，方框295也可以更一般化。
圖11表示了在發送數據機的發射機部分與接收數據機的接收部分之間、也就是在接收機前端的解調器之後的傳輸通道上實現均衡的一種布置方式。然而，眾所周知的是這種均衡可以在沿著通道的任意點上實現，甚至可以達到數據機的發射部分之內。
圖12表示按照圖9和11所述的整個全雙工數據機結構。更具體地說，發送機部分(圖9)通過混合器300和減法器310與接收機部分(圖11)耦合。減法器310以慣用方式與回聲消除器320協作，從加到解調器210上的信號中減去不應有的信號。為了簡化，圖示的回消除器被表示為連接在正交調製器90的輸出端，並且對於元件320的模擬實施例來說這是一種非常好的方式。然而，對於數字實施例來說，由於信號率大大降低，眾所周知的方式是可以通過使回聲消除器響應映像器60的輸出來獲得係數。
體現本發明所述原理的一種改進如圖13所示。讀者可以看到在圖13中的某些元件是用不同的名稱表示的;例如與調製器對應的「Hilbert帶通濾波器」等等。這些都是通過不同的計算來獲得所需結果的電路，並且對熟悉調製解調技術的人員是公知的。
與所有調製解調的方式一樣，回聲消除的功能是在運行周期期間，即在遠端信號源靜止時執行的，並且用回聲消除器能使減法器310的輸出減至最小。
在結合圖6的描述中已指出了元件50的輸入可以是抽樣模擬信號，也可以是非抽樣的模擬信號。在上文中同樣描述了在元件50為一個1至2映像器(與1至N映像器相比)並且元件50的理想輸出是一對抽樣模擬信號的情況下，可以簡單地通過使輸入模擬信號延遲1/B，並且以速率B為延遲和非延遲的模型進行抽樣的方式獲得模擬抽樣對。由此而提供與按照1/2B秒的速率抽樣的原始模擬信號的相鄰抽樣相對應的抽樣對。實際上，如果抽樣不是相鄰的，通信的保密性就得以增強，而圖14表示出了從非相鄰的抽樣獲得抽樣對的一種方式。它基本上包括一個用於存儲以速率2B到達的K個模擬抽樣的輸入寄存器55，對寄存器55的輸出進行擾頻並且建立K個輸出的擾頻網絡56，以及與網絡56的輸出相對應的寄存器57和58。寄存器57和58每隔K/2B秒存儲K/2個模擬抽樣，並且按1/2B的速率輸出所存儲的抽樣。擾頻網絡56可以被簡化成一個交叉連接場。
用於增強保密性的另一種方式是需要修改被傳送的模擬信號的增益和相位。這種方式類似於對構成加入了構象碼元的信號矢量的信號成分所進行的操作或轉換。這種轉換可以是按照信號的特性，或是僅追加一個偽隨機序列的形式。後者如圖15所示，其中寄存器72接收模擬信號抽樣對並且把一個抽樣對中的兩部分指定給不同的乘法器(73和74)。乘法器73和74根據從偽隨機發生器71收到的相應係數修改外加的信號抽樣，形成加到映像器50上的一對修改的信號抽樣。這種技術方案的其他細節可參見1990年5月8日授予G.Bremer和W.Betts的美國專利US4，124，516號。
當然，接收機中應該包括與發生器71同步的偽隨機發生器，以便對模擬信號進行相應的解碼。圖15的電路可以被設置在接收機(例如圖11的接收機)中，設在建立模擬信號的解映像器之內。設在接收機中的圖15所示電路的同步是通過由發送機作為「邊帶信息」(sideinformation)傳送的同步信息來實現的。
為了更進一步說明保密性的增強，本文中提出了根據輸入信號的特性來修改輸入信號的實施例。例如可以動態地修改信號的振幅，以便得到高的信噪比。信號的動態比例可以從數字信道或模擬信道上(例如通過與圖9實施例連接的一個通信)以「邊帶信息」的形式傳送給接收機。這一方式如圖16所示，其中信號處理器75在開關32之前。處理器75修改加到開關32上的信號，並且還提供加到A/D轉換器系列30上的上述邊帶信息。
需要注意的是某些附帶的邊帶信息也可以包括在模擬通道中，即採用從模擬信號流中「偷去」某些抽樣的方式。當然，在某些情況下可能會在接收機中造成抽樣的丟失，但是若在接收機中採用內插技術就可以產生丟失抽樣的近似估計值。
修改信號的另一種方式是通過自動增益控制(AGC)控制其動態範圍，這可以通過慣用的方式來實現。
再一種修改信號的方式就是對其編碼，並且這種編碼包括諸如整個場的預測編碼。
預測編碼的目的是根據以往的信號預測當前的信號，並且僅傳送誤差或殘留信號;也就是代表真實信號與預測信號之差的信號。當然可以預見到，良好的預測能使殘留信號變得很小。僅僅產生很小殘留信號的一種方案是對殘留信號進行放大(以固定或動態的方式)，由此獲得良好的信號解析度和很高的抗噪聲度。
殘留信號抽樣e(n)通常是根據輸入信號抽樣x(n)，x(n-1)，x(n-2)和預先選定的係數a1，a2，a3……通過以下的計算而得的，即e(n)＝x(n)-a1x(n-1)-a2x(n-2)-a3x(n-3)……值得注意的是係數的編號是由設計者選定的，並且係數的編號也可以是信號特性的函數。對某些信號特性來說，係數的編號可以是2，而對其他信號則可能是3，等等。另外，係數值可以是固定的(並且根據以往的判定來設定)或是可變的，取決於諸如信號的短期歷史，碼元在星座中的當前號碼等等條件。
圖16中的處理器75可以被用於執行選擇編碼。更具體地說，處理器75可以執行對輸入信號的特性敏感的線性預測係數發生器的功能，並且同時執行增信濾波器的功能。由處理器75的線性預測係數發生器部分所得的係數作為邊帶信息被傳送給A/D轉換器方框，然後被發送給接收機，並在接收機中按照以下計算結果來使用y(n)＝e(n)+a1y(n-1)+a2y(n-2)+a3y(n-3)……圖17表示處理線性預測編碼的發射機和接收機部分的方框圖(元件65-60)。標有「svd系統」的方框代表上述(即圖13)調製解調實施例(svd調製解調)的接收機和發射機部分。
增強操作的其他方案還有採用預加重的方式。例如進入正交調製器90的「模擬」信號可以被濾波以便對高頻成分預加重，而減法器250和260的相應「模擬」輸出則可以被濾波，從而去加重。預加重可以在例如A/D轉換器30之內進行，或是甚至在其之前進行，例如圖12所示的預加重濾波器20。濾波可以在「模擬」信號是真正的模擬量的情況下進行，或是也可在「模擬」信號被表示成數位化形式時，例如當發送機和接收機部分是由數字式硬體實現的情況下進行。
對加到映像器50上的模擬信號採用抽樣處理的上述實施例的一個方面是按照奈奎斯特極限對可能包括在該信號中的最高頻率進行限制。換句話說，不考慮由通信網絡所提供的帶寬，以映像器60的比特速率所決定的輸入信號抽樣對抽樣信號的高頻設置了一個限制。在某些應用場合，例如在講話時，即使是需要放棄某些低頻信號，也希望能傳送較高頻率的信號。
這種性能是通過頻移來實現的。也就是對講話的信號限制帶寬，把低頻帶的預定部分刪除，所得的帶寬受限信號被下移，並對移頻信號抽樣。
這些操作可以由慣用的濾波和調製電路來實現，或是改用Hilbert濾波器來實現。當然，在接收機處的處理過程是相反的。
上述的各種方案中需要向接收機傳輸「邊帶信息」。此外，如上所述，這一信息可以在模擬信道或數字信道上傳送。
如果在數字數據通道上傳送邊帶信息，則是採用DLE(數據線)屏蔽來嵌入邊帶信息。具體地說就是在通道信息被暫停時把邊帶信息插入數據通道的比特流中。按照DLE屏蔽方式，在邊帶信息之前有一個被稱為「指令序列」的專用比特序列，並且可以由兩個固定長度的比特流構成，或是由後接一個終止序列的一個可變長度的比特流構成。指令序列指示此隨後的數據是邊帶信息而不是主要的通道數據。
由於任何被選做指令序列的比特序列都可能會出現在用戶的數據比特流中，採用了一種保護方法，以確保出現在用戶數據中的指令序列樣品不會被解釋成真空的指令序列。在發射機中，在系統中把邊帶信息嵌入數據流的同一點處監控輸入比特流，以便查出用戶數據中的指令序列樣品。在該比特流中被測出指令序列樣品的各個點上，發射機緊接在原文之後插入一個複製序列。
在接收機處再次在輸入比特流中監控指令序列的樣品。如果檢測到一個指令序列，就檢查緊隨其後的比特流是否為同一序列的複製樣品。如果檢測到一個複製序列，就表示該原文序列屬於用戶數據而不是真實的指令標記，接收機就從數據流中刪除該複製序列並連續監控。然而，如果未檢測到複製序列，該序列就是一個真實的控制標記。接機從主信道數據流中除去指令序列和承後的邊帶信息，並且把邊帶信息發送到相應的目的地。
無論在用戶比特流中有多少連續重複的指令序列樣品，上述方法都可以使用。對每個樣品分別處理，把一個複製樣品插入原文之後。在接收機處對各對樣品分別處理，把一對樣品中的後者除去。其結果是，如果在接收機中檢測到相互跟隨的指令序列樣品的相同號碼，則輸出將包含用戶數據流的樣品的一半號碼，並且沒有邊帶信息。如果檢測到樣品的不同號碼n，在輸出的輸出數據流中將包含(n-1)/2個樣品，並且在由最後的(非複製的)指令序列指定的接收機中傳送邊帶信息。在描述了多種對基本實施例的增強方案之後，顯然從中可以產生各種新的組合來實現各種應用。例如圖18中示出了一種在不同時間採用不同信號空間的方式。在預選的時間可以使用不同的信號空間，或是可以獨立地使用。圖18的發送機部分包括一發送機信號空間開關410，一數據專用信號空間編碼器411，一模擬專用信號空間編碼器412，一模擬及數位訊號空間編碼器413，以及一兩用信號空間編碼器414。相應地，接收機部分包括一接收信號空間選擇開關420，一數據專用信號空間解碼器421，一模擬專用信號空間解碼器422，一模擬及數位訊號空間解碼器423，以及一兩用信號空間解碼器424。
數據專用編碼器411對應圖6中在線51上沒有輸入時的編碼器。模擬專用編碼器412對應圖6中在線61上沒有輸入時的編碼器。模擬及數字編碼器413對應圖6中的上述編碼器，而兩用編碼器414是在圖6中線61的碼元僅被加到一個正交調製器上，並且圖6中線51上的信號僅被加到另一個正交調製器上的條件下所構成的編碼器。
如上文所指出的，可以事先設計出信號的空間變化，例如按照預定的碼元時間(即使用碼元計數器415和選擇器416)來設計。用戶可能希望交替地單獨傳送數據和模擬信號，而計時速率則完全由用戶隨意選擇。反之，用戶也可以發送特定信號空間模式的標題，並且在模式發生變化時再次發送標題。信號空間在兩個通信方向上不一定相同。所有這些發送過程都是通過在通信的兩個數據機之間的「信號交換」協議來實現的;這種方式在圖16所示實例中只不過就是TX碼元計數器416與RX碼元計數器426之間的同步。
在上文中已經概括地討論了邊帶信息的傳送問題，然而也可能需要向某地發送特定形式的「邊帶信息」接通及拆除連接。
在普通電話被連接到模擬埠的應用場合，問題在於如何接通及拆除連接。圖30示出了實現這一任務的方式，其中有一個控制器610被連接到數據機600。
如上所述，大多數現有的數據機都是在一個處理器中依靠存儲程序的控制作用來實現所需的功能。也就是說，其功能是通過程序對代表信號的號碼進行操作，並最終產生呼叫信號的方式來實現的。為了實現這一過程，控制器610被設計成在出現適當狀態時使數據機600中的正常程序流程中斷。
這樣，當電話機620「摘機」時，控制器610就測出這一狀態並且向數據機600中的微處理器發出一個中斷信號。數據機600隨之進入一種「控制模式」，讀入由控制器610提供給數據機600的指令。當控制器給出「摘機」狀態時，數據機600就做出改變，使到達模擬埠的信號能直接傳到電話網絡。在數據機600中可以通過啟動一個獨立的信號通路來實現這一功能，或是通過對信號通路中的各個元件進行調整來達到相同的結果。當電話機620被如此連接時，撥號音就能傳到電話中心局並實現連接。
當一個連接被接通到遠端用戶時，數據機600就傳送一個單音，確定其本身為a)數據機，以及b)為svd數據機。一旦當一個連接被接通到遠端設備時，並且當該遠端設備確定了其本身是一個svd數據機時，數據機600就分析其svd數據機的結構。如果遠端設備識別出基本身是一個非svd數據機，數據機600就按照普通數據機的連接方式把其數字埠連接到遠端設備。最後，如果遠端設備識別出其本身是一個普通電話機，數據機600就保持其「短路」模式。
要拆除一個連接是非常容易的。由控制器610檢測一個「掛機」狀態，並且在數據側沒有「通話」被接通時，控制器610就向數據機600發出信號使其關斷。
上述的「摘機」和「掛機」信號僅是為了用於說明，當然也可以使用其他信號，例如在模擬側，控制器600可以響應包括「＃」和「＊」單音的按鈕音序列。而在數字側則可採用DLE屏蔽信號。按照這種方法，在僅僅維持數字通路時，數位訊號源可以實現「斷路」。
圖30同樣表示用於數據機故障模式的一種改進。這種改進可以有利地結合到所述數據機的所有應用中，用於在局部功率短缺時實現電話連接功能。具體地說，圖30中包括一對從數據機的模擬側到一對繼電器觸點630的導線。繼電器觸點630在數據機600進行操作時把電話網絡導線送接到數據機600的電話網絡埠，或是連接到數據機600的模擬埠。操作觸點630(未示出)的繼電器線圈可以直接響應於向數據機600供電的導線，或是響應於數據機輸出導線的「狀態OK」。
除了依照上述原理可以由數據機實現的無數種組合及變換之外，還可以實現許多新的應用，下文所述僅是一些例子。
遠程軟體支持一個軟體包的購買者經常需要從軟體提供者處獲得幫助。對軟體提供者來說，經常希望能準確地了解到用戶計算機終端處的當前情況，在軟體提供者一方提供支地的人所能做到的就是試圖複製出用戶計算機的工作情況。這種工作並非總是成功的。用一臺採用上述原理的調製解調上，軟體提供者就有可能在用戶與軟體提供者一方提供支持的人進行通話的同一通信信道中直接從用戶計算機接收數據。這種情況如圖19所示。
遠程系統支持除了上述與軟體支持者建立連接的能力之外，某人還可能需要提供硬體的支持。市場上已經有了許多可以通過電子埠進行診斷的系統。這方面的實例有PBX診斷系統，計算機診斷系統，汽車診斷系統等等。在不久的將來會發展出更多的此類系統。使用一臺採用本發明原理的數據機，產品的廠家有可能與設在用戶房間中的故障設備實現連接，並對該設備進行選程測試。在某些情況下，例如使用計算機和計算機外圍設備，甚至可以通過完全裝入新軟體的方式實現遠程「維修」。這種應用如圖20所示。
在家庭環境中，在使用者與廠家的支持者通話的同時很可能還需要由使用者查看需要進行遠程診斷的設備。由於可以預料到這類裝置並非總是靠近電話機的，用戶必定希望使用他們的無繩電話。為此，如果把採用本發明原理的數據機設在無繩電話的基地臺中，那將是有益的。這種應用可參見圖21。
家庭服務隨著人們對上下班交通所造成的環境汙染日益重視，可以預見到更多的人將會在家裡工作。在通過自動呼叫分配器(ACD)進行呼叫的用戶與一臺計算機之間相互配合的服務對於「在家工作」的方式是一種理想的選擇。這種服務的一個典型實例就是航空公司的預定服務。圖22表示採用上述數據機的這樣一種方案。一個用戶向呼叫中心發出呼叫，並且通過模擬信道由呼叫中心被連接到家庭服務部門。家庭服務部門經由數據通道被連接到呼叫中心中的計算機。家庭服務部門同時與用戶和呼叫中心的計算機相互配合。
當然，此處不必把話音信道連接到呼叫中心外側的用戶。採用上述的數據機就可以實現從家庭服務部門到其家庭所在位置(通過呼叫中心或任何其他商業場所)的話音和數據連接。
備用接口
如果不是不同的應用場合，採用基本相同的硬體設計，採用一個作為備份接口兩信道能力，只是上述實例的一種變型。
可以聯繫信貸的擴展，即提供實際進入建築物的一個例子，用戶可通常使用一個信用卡與中心設施相互通信。如果有某種事情出現異常，並且與該信用卡通信的控制系統拒絕擴展信貸(例如拒付一個購物付款)或拒絕進入一建築的存取，則該模擬信道能夠自動地被啟動，以允許用戶與一個能夠否決該系統的行為的個人相互通信。
此外，保密系統可以自動地與數字及模擬信道相聯繫，以使得該數字及模擬信息都可以被用於確定被請求的行動是否應予響應。由此獲得模擬數據可被用來確定對於一序列的問題(例如，「請說出你母親的少女時的姓名」)是否給出正確應答，或分析其語音特徵，以甚至是更有保證地確定該用戶的真實性。
家庭娛樂當今，若干希望玩電子遊戲機的年輕人必須坐在同一間屋內並與同一遊戲裝置相互作用，利用上面公開的數據機就不必是如此方式。利用專供在兩個遊戲機間進行通信的信道以及專供在兩個遊戲者談話的路經的話音通道，可以在兩個屋子間建立聯繫。用於數據通道的帶寬要求無需很大，因為需要的只是源於遊戲者的、並加到遊戲裝置的通信控制信息(例如起動/停止和運動信息)。
當與無繩電話基站相聯繫時，在此公開的數據機與遊戲機連繫在一起。其裝置見圖23所示。
電視接口當今，電視機是從它們天線或同軸電纜接收其輸入信號的。在電纜連接的情況下，電視機可以從帶寬大為增加的光纜以及從帶寬大為減小的傳統電話塞尖-塞鈴繩接收其輸入信號。不論連接電纜的性質如何，接到電纜的電視變得富於交互性。因此，電纜業務的提供者提供一種雙向信道路徑，通過該雙向信道路徑，用戶可以有效地與電纜業務方提供者相互作用。
圖24示出了一個將電話、數據通信和用於將傳統電話塞繩連於一電視的視頻控制集中於一體的實施例。當然，由於電話塞繩十分低的帶寬，只能有靜態圖象序列可被傳至電視。在圖24中，單元430是本發明公開的數據機。它經線路431接到電話網絡。調製解解器430的模擬埠和數字埠經混合器432和433接到視頻卡440。數據機430從線路431接收圖象及話音信號，視頻卡440將所收信號組合，形成一個複合信號，並將該複合信號加到電視450上。
當然，一個編碼的話筒或揚聲器電話機可被用於與圖24的裝置連接，但在圖24中所示的是一個無線電話460，經基站電路465與線路431的通信。在圖24的裝置中，考慮將話音信號經混合器432和數據機430加到電話線。送至電纜業務提供者的作為控制信號的按鍵撥號號音信號在方框434中被轉換或數字形式，並經混合器433和數據機送到電話線。混合器432和433隻是保證送到電話線的數據不受送到電視的信息的幹擾。當然，如若可將控制信號含入話音信號中且在遠端由電纜業務提供者經過解密來獲得的話，則可省去方框465與數據機430的數字埠的連接，並使單元433和434被刪去。
圖24所示的裝置可用於各種應用，例如家庭購物、教科書學習等等。在使用中，靜態圖象可被傳至電視機且經音頻通道同時傳送話音。使用者則按需響應模擬或數字通道(例如置一個命令或回答一個問題)。
考慮使用電話電纜的上述裝置可被容易地擴展到寬帶的電纜431。全部所需只是插在電纜及數據機430之間的頻率分割分裂器。以電視為目標的高帶寬信號可被直送到電視機，而低帶寬通信頻道送到數據機430。
上述的裝置可依照下面的描述可更為詳細了解而被擴展應用，對從基站465來的控制信號識別並予反應。這種信號，如「掛機」和「摘機」信號，可以由用於將控制信號加到數據機430的控制器434上來識別，使數據機430按適當的方式對控制信號作出反應。在包括有一已存程序受控微處理器的一個數據機430的實施中，控制器434可以僅將合適的中斷信號送到該控制器。
蜂窩無線通信
蜂窩電話正在擴展到數據。若干個公司正在提供這樣的裝置，其中的計算機經蜂窩網絡接到遠端節點。一些新的計算機甚至小到被稱作「筆記本」計算機。數據由這些計算機經數據機傳送，而數據機的存在是完全被包括在一個PCMCIA標準卡中。
如圖25所示，筆記本計算機500適配接納一個按本發明構造的一個PCMCIA數據機510，並且該數據機包括一個話音埠511。利用圖25的系統，計算機的使用者可以實現一些連接，而這些連接是可由在先描述的系統的用戶所實現的。作為選擇，PCMCIA數據機也包括有傳統的RJ-11插口(512、513)，用於插入一普通電話。該插入電話提供了一個音頻通路，但該通路並不局限於話音。例如，可以是管道傳送圖形信號到遠端計算機。
當然，裝置500不必一定是計算機。它可以只含發送與接收電路，與數據機510相互作用，以提供數據埠，用於用戶所期待的任何目的。例如，一個「無線Svd數據機」可放在一輛將被維護的汽車的衝擊板(dashboard)上，數據埠將被連接到在汽車電子系統上的分析埠，該模擬埠將被接到電話裝置，則該汽車技工可以與服務中心按參照圖19-21所示的連接方式對稱。
增強的硬體當今與網絡相關連的所有種類的硬體可以與在此公開的數據機相聯繫，這可包括有傳真機、計算機、簡單電話及增強電話。例如，圖26-30示出了包含這種數據機的具有視頻能力的電話、包含這種數據機和用於數據接口的一個插口簡單電話、一個含這種數據機40的傳真機、一個含這種數據機的計算機。
圖26的視頻電話可被接到一個牆的插口(如所示)，或它可以是一個蜂窩電話。
和當前所用的一些傳真機一樣，圖28的計算機可以含有實現電話功能的全部電話，只能將手機接在該計算機一側的RJ-11插塞。和ATT7300PC一樣，可以具備免提(handsfree)揚聲器能力。可以注意到，圖28所示的數據機被描繪成在該計算機內的一個方盒子，但更可能是它被構成一個印刷電路板而被插入到在該計算機內的可用標準開槽中。圖中所示的連接器RJ11(依照上述的設計，該連接器將有一個在電話手機上的電話插入其中)可以在數據機的印刷電路板上，或可置於該計算機的外殼(如圖示)，以使用戶方便存取。
圖29中的電話可包括一個觸發開關，或可有一個編程鍵盤，指令該電話機是否用作一個POTS(簡單老式電話業務)電話或是具有SVD能力的電話。此外，圖29的電話可含有一個開關或鍵盤選擇(例如＃s用於加擾)，以便根據圖14和圖15所示的系統加入保密加擾特徵。
多媒體應用圖24示出了採用本發明公開的數據機的用於多媒體的一個裝置。另一個示於圖31的多媒體應用可專用於相互作用的圖文/語言裝置。在圖31的裝置中，使用者經過包含有線路501、SVD系統502、網絡502、SVD系統504及語言識別器506的模擬通路而對計算機501講話。計算機識別對於圖文(或任何其它數字輸出)的請求，並經過線路507單元504、503、502和圖文轉換器509提供輸出。為實現使用者和計算機510之間的「自然語言」的交互作用，圖31中包含有在從計算機到用的模擬通路中的一個圖文-語言轉換器509。單元506和509最好是在該模擬通信通路的計算機端。因為希望一臺計算機能夠滿足許多個用戶有所需。因此，一種更為完善(並且通常是更昂貴)的語言識別器和圖文-語言轉換器可恰如其分地滿足要求。
在另一個圖文/語言使用中，此外公開的數據機被有效地用於與聽覺受損的人的通信，事先不知道被呼叫一方是聽覺受損的，且沒有服務員的幫助。
在此種使用中，一個與聽覺受損的人相關的呼叫者可以遇到圖32所示的一個裝置。除去SVD系統之外，圖32裝置只包括一個簡單和環路檢測電路520，它以用戶所希望的任何方式(例如閃光燈)對聽力受損者提供一個告警信號。在響應中，該聽力受損者與該數據通路相互作用，開始通過交替、數字、和用簡單的列印信息進行交談。該模擬信道及為有效，以使得一個非聽力受損的人能夠加入其談話，即只以普通方式繼續談話。
在另一種應用中，還可以利用此處公開的數據機對視覺而不是聽覺受損的人提供幫助。例如，ATMS(自動講話機)希望該使用者與一個屏幕相互作用，在該屏上，該ATM提供有信息。通常修正圖20中所示的ATM的a-1a系統，該視覺受損的人可啟動一個音頻通路到一個ATM代理人，它執行一個所希望的變換，使全部動作都以語言體現，提供輸入密碼到ATM中，這一點是通過數字通路來實現的，以保持保密性。
應答機所公開的數據機的另外的應用是與電話應答機相關。
傳統的電話應答機只包括一個模擬埠，並在假設其信號源是模擬的情況下記錄所收的信息。某些應答機包括有多路電話以響應兩個輸入線(例如ATT1501應答機)之一，某些應答機還轉換模擬信號為數字形式，對其壓縮並將該數字結果存儲。然而，還沒有一個應答機是在響應一個模擬信道的同時響應一個數字信道。
圖33所示的應答機有效地對數字和模擬輸入信號同時地響應。更具體地說，它響應多個信息流並將其存儲在一個儲存器中，該信息流是以在此公開的信號格式而出現在線路531上的。它可以包括交替的模擬數位訊號，並且也可以同時包括數字和模擬信號。
在圖33中的線路531被加到SVD系統532，並且由此生成的兩個信號流被加到應答裝置533。當然，裝置533以包含傳統的「模擬」電話應答機響應模擬信號，以及一個傳統的「數字應答機(無A/D轉換器電路)響應數位訊號。但在圖33中，裝置533包括一個存儲器536、一個A/D轉換器535和一個響應出自A/D轉換器535的數位訊號以及出自SVD系統的數位訊號的數位訊號的控制器534。控制器534在存儲器536的頂端位置存儲模擬信息，進而「下向」進入存儲器(從必須不被擦除的先前記錄信息的當前點開始)，而且在該存儲器的底部分存儲數字信息，進而「上向」進入存儲器(從必須不被擦除的先前記錄信息的為前點開始)。
實現上述控制的控制器534完全屬於普通的類型，採用不多的寄存器、多路電話和存儲控制電路。
權利要求
1.一種數據機，其特徵在於包括一個信號映象器，具有在一個數字埠施加到該映象器的數位訊號和在一個模擬埠施加到該映象器的模擬信號；一個調製器，響應該信號映象器，用於在由一個N維信號空間所表示的調製器的一個輸出埠成生一個已調輸出信號，該N維空間含有多個N維值，通過所加的數位訊號，在與加到所說映象器的數字符號相併值的每一個中具有一個預定點，以及在與加到所說信號映象器的模擬信號相關值的每一個中的其它的點，和用於將該調製器耦合到該數據機的輸出埠的裝置。
2.如權利要求1的數據機，其特徵在於包括耦合到模擬埠的控制器裝置，用於檢測加到該模擬埠的控制信號並用於將該控制信號加到該數據機。
3.如權利要求2的數據機，其特徵在於，所說的控制器裝置檢測連接到該模擬埠的一個電話裝置裝的摘機狀況。
4.如權利要求2的數據機，其特徵在於，所說的控制器裝置檢測預定的按鍵撥音信號序列。
5.如權利要求2的數據機，其特徵在於，所說的控制器還被接到的數字埠並被用來檢測在所說數字埠的控制信號。
6.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括在數據機輸出端和調製器輸出端之間的轉換裝置，並響應該數據機的操作狀態，用於當該數據機的操作狀態是處於一個數值時將該數據機的輸出端連接到該調製器的輸出端，並用於當該數據機的操作狀態是在另一值時將數據機輸出端連接到該模擬埠。
7.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括連接到數字埠的一個用戶設備。
8.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括連接到該數據機輸出埠的一個PBX。
9.如權利要求8的數據機，其特徵在於，該數據機的模擬埠被連接到所說的PBX。
10.如權利要求8的數據機，其特徵在於，數據機的數字埠被連接到所說的PBX。
11.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括有耦合到該模擬輸入的一個無線基站。
12.如權利要求11的數據機，其特徵在於，所說的無線基站是一個無繩電話基站，進一步包括連接到該數字埠的數字用戶裝置。
13.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括耦合到該數據機的數字埠的電子遊戲機裝置，帶有用於將一電話裝置連於其上的模擬埠。
14.如權利要求13的數據機，其特徵在於，包括連接到該遊戲機的視頻顯示裝置。
15.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括一個耦合到該模擬埠的一個電視系統。
16.如權利要求15的數據機，其特徵在於，該電視系統還連接到該數字埠。
17.如權利要求15的數據機，其特徵在於，電視系統還被耦合到一個頻帶分裂裝置，該裝置響應加到一個寬帶埠的信號，且其中該數據機輸出埠還響應該頻帶分裂裝置。
18.如權利要求1的數據機，其特徵在於，它組合在一個可插接組件中，符合PCMCIA標準。
19.如權利要求1的數據機，其特徵在於，具有一個可攜式計算機，接到該數字埠。
20.如權利要求19的數據機，其特徵在於，還包括有連接到該輸出埠的無線傳輸及接收電路。
21.如權利要求1的數據機，其特徵在於，包括第一裝置，用於實現電話功能，耦合到該模擬埠以及第二裝置，包括可把顯示裝置，耦合到該數字埠。
22.如權利要求21的數據機，其特徵在於，將其輸出埠用於連接到電話網絡。
全文摘要
模擬信息與數字信息同時通信的裝置及方法。通信信道視為多維空間時，數字信息信號被劃分成碼元，這些碼元利用它們之間預置的距離映象到信號空間。模擬信號幅度受限以低於分離這些碼元的距離被轉變為分量信號並與這些碼元相加。和信號被發送到接收機，該碼元被檢測並從該已收信號中減去以獲得模擬信號分量。該被發送的模擬信號從這些分量中重獲。含數字埠的系統可從模擬通信頻道獲益，含模擬埠的系統可以數字通信頻道獲益。
文檔編號H04L27/34GK1099209SQ9410664
公開日1995年2月22日 申請日期1994年6月13日 優先權日1993年6月14日
發明者斯坦利·博特姆斯, 戈登·布雷默, 約瑟夫·奎因·查普曼, 威廉·羅傑·戴維斯, 肯尼斯·戴維·科, D·蘭迪·羅伯遜, 盧克J·史密斯威克, 理察·肯特·史密斯 申請人:美國電報電話公司