通過數字通信網絡的語音信道傳送數字數據的系統的製作方法

2023-10-05 00:51:19 1

專利名稱：通過數字通信網絡的語音信道傳送數字數據的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信，更具體地說涉及通過數字無線網絡"帶內" 的語音信道傳送數字數據的系統。
背景技術：
蜂窩電話機允許用戶與另一用戶交談，而不必束綽於"陸線"。蜂窩 電話機包括從用戶的語音抽取語音信號樣本的電路。利用A-D轉換器， 這些語音信號被轉換成數字形式。數位化的語音信號被語音編碼器編 碼，隨後被調製到栽波頻率上，所述栽波頻率通過蜂窩網絡傳送該語 音信號。語音信號通過無線蜂窩網絡被發送給無線蜂窩網絡中的另一 電話機或者被發送給陸線電話網絡中的另一電話機。在蜂窩和陸線電話網絡中使用不同的編碼器/解碼器(編解碼器)、 調製器、語音編碼器、自動增益控制器(AGC)、模-數轉換器(A/D)、 降噪電路和數-模轉換器(D/A)。這些電話組件可實現用於對語音信 號編碼和解碼的不同編碼方案。通信組件被設計成通過無線和陸線語音通信信道有效傳送語音信 號。例如，數字語音編碼器使用預測編碼技術來表示語音信號。這些 預測編碼器濾出噪聲(非語音信號)，同時在通過語音信道傳送語音 信號之前，壓縮和估計語音信號的頻率分量。當諸如語音編碼器之類的語音通信設備被用於傳送數字數據時會 發生問題。語音編碼器可將代表數字數據的信號解釋為非語音信號。語音編碼器可能完全濾出或者破壞這些數字數據信號。於是，不能通 過用於傳送語音信號的相同數字語音信道可靠地傳送數字數據。
有時用戶必須同時向另 一位置既傳送語音信號又傳送數字數據。例
如，當蜂窩電話機用戶呼叫"911"尋求緊急幫助時，用戶可能需要向呼 叫中心發送數字位置數據，同時口頭向操作人員說明緊急情況。最好 通過蜂窩電話機傳送該數字數據，而不必使用單獨的模擬無線調製解 調器。
因此存在通過數字無線通信網絡的語音信道傳送數字數據的需要。

發明內容
本發明公開了帶內信令數據機通過數字無線通信網絡中的語 音信道傳送數字數據。輸入端接收數字數據。編碼器將數字數據轉換 成合成人類語音的頻率特徵的音頻音調。數字數據還被編碼，以防止 通信網絡中的語音編碼電路破壞代表數字數據的合成音頻音調。輸出 端隨後將合成的音頻音調輸出給數字無線通信網絡的語音信道。
根據本發明，提供了 一種通過數字通信網絡的語音信道傳送數字數 據的系統，包括
接收數字數據的輸入端；
將所述數字數據轉換成音頻音調的處理器；和
將所述音頻音調輸出給數字傳輸電路的輸出端，其中所述數字傳輸 電路按照對語音信號編碼的相同方式對所述音頻音調編碼，並且通過 所述數字通信網絡中與用於傳送語音信號相同的語音信道，傳送所述 編碼後的音頻音調。


參考附圖，根據本發明的優選實施例的下述詳細說明，本發明的前 .述及其它特徵和優點將變得更加顯而易見。
圖l表示根據本發明提供帶內信令(IBS)的無線通信網絡。
圖2詳細說明與根據本發明的一個實施例的IBS數據機耦接的蜂窩電話機。
圖3是根據本發明的IBS數據機的另一實施例。 圖4詳細說明IBS數據機編碼器。 圖5是IBS分組的示意圖。
圖6是從IBS調製器輸出的數字數據音調的示意圖。 圖7表示了自動增益控制器如何破壞數字數據。 圖8表示了數字無線網絡如何能夠濾除數字數據音調。 圖9詳細表示與IBS數據機解碼器耦接的接收電路。 圖IO是圖9中所示的IBS解碼器的狀態圖。 圖11是表示IBS解碼器中的搜索狀態的方框圖。 圖12是表示IBS解碼器中的激活狀態的方框圖。 圖13是表示IBS解碼器中的時鐘恢復狀態的方框圖。 圖14是當IBS數據機位於可拆卸的電池組中時的蜂窩電話機 的示意圖。
圖15是表示通過IBS數據機與蜂窩電話機耦接的不同數據源 的示意圖。
圖16是表示使用音效卡的IBS數據機的實現的示意圖。
圖17和18是表示釁16中的音效卡如何工作的方框圖。
圖19是IBS數據機的同步電路的方框圖。
圖20是圖19中的同步電路的詳細圖。
圖21是表示圖19中的同步電路如何工作的計時圖。
圖22表示了同步電路如何確定最佳同步開始時間。
圖23是同步電路的一種備選實現。
圖24是多信道IBS數據機的編碼器圖。
圖25是多信道IBS數據機的解碼器圖。
圖26和27表示圖24和25中所示的多信道IBS數據機的不 同信道配置。
圖28是多載波IBS數據機的編碼器圖。 圖29是多栽波IBS數據機的解碼器圖。
具體實施例方式
參見圖1,無線通信網絡12包括從用戶23接收語音信號22的蜂 窩電話機14。蜂窩電話機14中的語音編碼器18將語音信號22編碼 成通過無線數字語音信道34傳送的編碼數字語音信號31 (小區呼叫 (cell call))。蜂窩電話機14將編碼語音信號31傳送給蜂窩通信站 點(小區站點)36，所述蜂窩通信站點將小區呼叫轉播給蜂窩通信交 換系統(CTSS) 38。
CTSS 38或者將小區呼叫連接到無線蜂窩網絡12中的另一蜂窩電 話機，或者作為線路交換呼叫連接到PSTN網絡42上的陸線電話機， 或者作為IP語音(VoIP)呼叫通過分組交換網際協i義(IP)網絡46 發送該小區呼叫。該小區呼叫也可從PSTN網絡42回送給蜂窩網絡 12或者從PSTN網絡42發送給IP網絡46，或者反之亦然。小區呼叫 最後到達和最初在蜂窩電話機14上輸入的目的地電話號碼對應的電 話機44。
在蜂窩網絡12中的任意點，例如在PSTN網絡42和IP網絡46 中可插入額外的數據，並且該信號被重新調製，以便通過有線或蜂窩 網絡傳輸。這種數據可以是和系統相關的數據，例如路由信息、長途 或價目表信息等。
帶內信令(IBS)數據機28使蜂窩電話機14能夠通過蜂窩網 絡12的無線電信道34，送來自於數據源30的數字數據29。 IBS調製 解調器28將數字數據29調製成合成的數字數據音調26。數字數據音 調26防止蜂窩網絡12和陸線網絡42中的編碼組件，例如語音編碼器 18破壞數字數據。IBS數據機28中使用的編碼和調製方案允許通 過蜂窩電話機14中使用的對語音信號22編碼的相同語音編碼器18傳 送數字數據29。利用這種技術，可增強諸如自動售貨機之類的器具。
合成音調被定義成代表也具有信令特性的數字數據的信號，所述信 令特性使得所述信號能夠由語音編碼器進行編碼和解碼，而不會失去 信號中的數字數據信息。在一個例子中，頻移鍵控(FSK)信號被用於產生人類語音的語音範圍內不同頻率下的合成音調。
IBS數據機28使得能夠利用相同的蜂窩電話機電路，通過相 同的數字語音信道傳送語音信號22和數字數據29。這可避免用戶不 得不利用單獨的無線數據機傳送數字數據，並且允許蜂窩電話機 用戶在相同的數字無線呼叫內進行交談和發送數據。
本發明將數字數據29調製成合成的語音音調。這可防止蜂窩電話 機語音編碼器18過濾或破壞與數字數據29有關的二進位數值。相同 的蜂窩電話機收發器和編碼電路被用於傳送和接收語音信號和數字數 據。這使得IBS數據機28能夠比獨立的無線數據機小得多， 更簡單並且能量效率更高。在一些實施例中，僅僅利用蜂窩電話機"
中的現有硬體組件，完全以軟體的形式實現ISB數據機28。
一個或多個伺服器40位於無線網絡12、 PSTN網絡42或IP網絡 46中的任意不同位置。每個伺服器40包括一個或多個對通過數字語 音信道34傳送和接收的數字數據29編碼、檢測和解碼的IBS調製解 調器28。解碼後的數字數據或者在伺服器40被處理，或者被發送給 另一計算機，例如計算機50。
參見圖2， IBS數據機28的第一傳送部分包括IBS編碼器52 和數模轉換器(D/A) 54。 一般利用數位訊號處理器(DSP)實現IBS 編碼器52。數據源30代表需要數字數據的無線傳送或接收的任意裝 置。例如，數據源30可以是膝上型計算機、掌上型計算機或者全球定 位系統(GPS)(參見圖15)。
數據源30將數字位流29輸出給IBS編碼器52。 IBS編碼器52將 數字數據29轉換成專門格式化的IBS分組，以便通過數字無線語音信 道傳送。IBS編碼器52隨後將二進位位從IBS分組轉換成數字數據音 調，所述數字數據音調隨後被送入D/A轉換器54。
IBS數據機28輸出均代表音頻音調的幅度和相位分量的二進 制數值。D/A轉換器54將這些數字數值轉換成模擬音頻音調26，所 述模擬音頻音調26隨後被輸出給蜂窩電話機14上的輔助音頻埠 15。 蜂窩電話機14隨後處理模擬音頻音調26。蜂窩電話機14中的模數(A/D)轉換器16將合成的模擬音頻音調26編碼成數字數值。語音 編碼器18將合成音調26的數字表現編碼成編碼數字數據32，並且將 編碼數據輸出給收發器19，收發器19通過數字語音信道34傳送編碼 數字數據32。
從D/A轉換器26輸出的合成音頻音調26的優選電壓約為25毫伏 (正負峰間幅值)。該電壓水平可防止音頻音調26使蜂窩電話機14 中的語音信道電路飽和。
由於數字數據29通過蜂窩電話機14中的現有輔助免手音頻埠 15被輸入，因此IBS數據機28可被安裝成可使任意數據源30與 蜂窩電話機14相連的售後裝置。數據源30可以任意數字格式傳送數 字數據29。例如，可通過RS-232接口、通用串行總線(USB)接口 或者任意其它串行或並行接口發送數字數據29。
圖3表示IBS數據機28的備選實施例。圖3中的IBS調製解 調器28位於蜂窩電話機14內，並且通過利用現有的蜂窩電話機處理 器或者利用其自身組件和現有蜂窩電話機組件的某些組合，以軟體的 形式實現。本實施例中，蜂窩電話機14可包括從外部數據源30接收 數字數據29的數據埠 56。在備選實施例中，數字數據源30在蜂窩 電話機14內部。例如，數據源30可以是包括用於從GPS衛星(圖 14)接收全球定位數據的GPS接收器(未示出)的全球定位系統(GPS) 晶片。
一般通過利用DSP以軟體的形式實現上述圖3中的IBS編碼器52, 並且可使用用於實現語音編碼器18的相同DSP。 D/A轉換器54將代 表數字數據29的合成音頻音調輸出給蜂窩電話機14的內部A/D轉換 器16。備選實施例中的IBS編碼器52不僅將數字數據29合成為音頻 音調，而且還量化數字頻率值。IBS編碼器52隨後直接將量化數據55 輸入語音編碼器18。在本發明的又一個實施例中，在實現語音編碼器 18的相同DSP內，完全以軟體的形式實現IBS編碼器52。
語音編碼器18使用與無線通信網絡12 (圖1)相關的特定編碼方 案。例如，語音編碼器18可以是將語音信號轉換成數字CDMA信號的VCELP編碼器。A/D轉換器16、 D/A轉換器54和收發器19是本 領域的技術人員已知的現有蜂窩電話機組件。
重要的是注意ISB編碼器52能夠利用傳送語音信號的相同蜂窩電 話機電路傳送數字數據29。 IBS編碼器52防止A/D轉換器16、語音 編碼器18或者收發器19進行的任意信號近似、量化、編碼、調製等 破壞或濾除數字數據29的任意二進位位。
圖4詳細說明了圖2和圖3中所示的IBS編碼器52。數據緩衝器 58保存來自於數據源30的二進位位流29。分組器60將緩衝器58中 的二進位位分割成包含IBS分組有效負載的字節。分組格式化器62 添加幫助防止IBS分組有效負載的破壞的分組前置碼和後同步碼。隨 後IBS調製器64利用兩個或多個不同頻率66和68調製IBS分組中 的二進位位，以便產生數字數據音調69。
防止語音信道中數字數據的破壞
蜂窩電話機語音編碼器通過利用試圖在不必發送與人類語音相關 的所有信息的情況下，描述語音信號的預測編碼技術，增大語音信道 中的帶寬。如果在語音信道中產生任何非自然的頻率或音調(即代表 數字數據的頻率)，這些頻率可能被語音編碼器18 (圖2)否決。例 如，如果數字數據音調的幅度大於正常語音信號的幅度，或者在過長 的一段時間內產生相同的數字數據音調，則語音編碼器18會濾出該高 幅值或者延長的頻率信號。根據數字數據音調的編碼方式，由這些非 自然音頻音調代表的數字位可能部分或者整個地從語音信道中被除 去。
IBS編碼器52以語音編碼器不會濾出或破壞代表數字數據的音調 的方式對數字數據29編碼。IBS編碼器52通過控制用於表示二進位 位值的合成音頻音調的幅度、時間周期和模式來完成這一點。
參見圖5，分組格式化器62 (圖4 )將分組前置碼73和報頭75添 加到IBS分組70之前。分組前置碼73包括前置碼模式72和sync模 式74。檢查和78和分組後同步碼79被附到IBS分組70的後端。
圖6表示從IBS調製器64 (圖4)輸出的合成數字數據音調69。
iiIBS調製器64(圖4)將IBS分組70中的數字位轉換成兩種不同音調 之一。第一種音調產生於fl頻率下，並代表二進位"l"值，第二種音 調產生於f2頻率下，並代表二進位"0"值。在一個實施例中，fl頻率 為600Hz， f2頻率為500Hz。
已確定產生代表二進位位值的音調的最有效頻率範圍在400Hz和 1000Hz之間的某處。IBS調製器64包括用於產生代表fl和f2頻率下 的不同幅度和相位值的數字數值的正弦和餘弦表格。
在本發明的一個實施例中，在語音信道34上以100位/秒的波特率 輸出數字數據。已發現該波特率可有效防止各種各樣不同蜂窩電話機 語音編碼器破壞數字音頻數據。各個f 1和f2音調的正弦波開始並終 止於零幅度點，並且持續10毫秒。對於每個數字數據音調，產生80 個樣本。
參見圖7,自動增益控制器(AGC) 80是蜂窩電話機14中使用的 一種編碼功能元件。AGC 80可以是位於實現語音編碼器18的相同 DSP中的軟體。AGC 80按比例放大語音信號中的瞬時能量變化。存 在一段時間沒有向AGC 80輸入任何語音信號時，之後跟隨包含IBS 分組70的始點的一系列音頻音調82的情況。AGC 80按比例放大位 於IBS分組70始點的第一組音調82。在IBS分組70的終點之後， AGC 80還超前檢查零信號水平84，並將按比例方文大位於IBS分組70 終點的音調83，作為其預測縮放方案的一部分。這種縮放防止當在語
音信道中發生瞬時能量變化時信號或噪聲的過分放大。
如前面圖6中所示，IBS分組70的"l"和"0"位分別由音調fl和f2 代表。如果這些音調被AGC 80放大，則在編碼中可能丟棄由這些頻 率代表的數字位。例如，語音編碼器18可將放大後的音調看作噪聲， 並將它們從語音信道中濾除。為了防止無意濾除代表數字數據的音調， 圖5中的IBS分組70包括前置碼位72和後同步碼位79。前置碼位72 和後同步碼位79不包含來自數據源的任意數字數據位29，但是包括 一定數目的犧牲位，所述犧牲位不是檢測或對IBS分組70編碼所必需 的。從而，為前置碼和後同步碼中的這些犧牲位產生的音調可被AGC80按比例縮放或者過濾，而不會影響包含在IBS分組有效負載76中 的任意數字數據。
前置碼72和sync模式74中的位模式被專門格式化，以進一步防 止破壞分組有效負栽76。隨機序列和/或交替的二進位位"l"-"0"序列 被用在前置碼72和/或sync模式74中。這些交替或者隨機位模式防 止蜂窩電話機語音編碼器18中的自適應過濾器(圖2)濾除代表IBS 分組70中剩餘二進位位的音調。
參見圖8，自適應過濾器圍繞當前通過無線網絡傳送的頻率作出適 應。例如如果當前正在傳送長周期的相同fl音調，則蜂窩電話機中使 用的自適應過濾器可圍繞如過濾器86所示的fl頻鐠作出適應。
另一頻率f2下的另一短音調可緊隨長周期的fl音調之後。如果過 濾器86太慢以致不能作出適應，則會從語音信道濾除頭幾個f2音調。 如果濾除的f2音調代表IBS位流中的二進位位，則這些二進位位被丟 失。
為了防止蜂窩電話機中的自適應過濾器丟棄二進位位，前置碼73 的一些部分包括隨機的或者交替的"l"-"O"位模式。這使由過濾器88 所示的自適應過濾器預先作好準備。前置碼73 (圖5)試圖包括可能 或者確實產生於分組有效負載76中的一部分相同位序列。例如，IBS 編碼器52可超前檢查有效負載76中的位模式。隨後編碼器52可將二 進位位的子集放入一部分前置碼中，以代表分組有效負載中的位序列。
這使自適應過濾器為相同持續時間，並且以可能遵循IBS分組有 效負載76中類似序列的相同fl和f2頻率做好準備。從而，自適應過 濾器不太可能濾出實際代表正在傳送的數字數據的音調。
圖9是接收無線電信道34中的語音和數據信號的接收電路91的方 框圖。IBS數據機28還包括檢測並對在語音信道34中傳送的數 字數據音調解碼的IBS解碼器98。接收電路91位於從小區站點36(圖 1)接收無線傳輸的CTSS 38 (圖1)處。同樣的接收電路91還位於 蜂窩電話機14中。
如同前面在圖2和圖3中所述那樣，IBS數據機28的解碼器部分可位於蜂窩電話機14外面或者可位於蜂窩電話機14之內。虛線 104表示位於蜂窩電話機之外的IBS數據機28，虛線106表示位 於蜂窩電話機之內的內置IBS數據機28。 IBS數據機14可 位於PSTN網絡42或者IP網絡46 (圖1)中的任意電話機位置。當 IBS數據機28與陸線耦接時，接收電路91可不同。但是，通過 經電話線的語音信道上傳送和接收合成音調，IBS數據機28按照 相同的原理工作。
無線電信道34中的信號由收發器卯接收。語音編碼器92譯解接 收的信號。例如，語音編碼器92可譯解在TDMA、 CDMA、 AMPS 等中傳送的信號。D/A轉換器94將數字語音信號轉換成模擬信號。模 擬語音信號隨後從音頻揚聲器17輸出。
如果IBS數據機28在接收電路91之外，則A/D轉換器96將 模擬信號重新轉換成數位訊號。IBS解碼器98將代表數字數據的任意 音調重新解調成數字IBS分組。分組分解器100從IBS分組70分解 分組有效負載，並且將解碼後的數字數據保存在數據緩衝器102中。
圖IO是說明圖9中的IBS解碼器98如何工作的狀態圖。IBS解碼 器98反覆對從無線電信道34接收的語音信號採樣並解碼。狀態110 搜索語音信號中代表數字數據的音調。如果數字數據音調的頻率範圍 內音調的信噪比(SNR)大於預定值，則IBS解碼器98進入激活狀態 112。激活狀態112收集音調樣本。如果在激活狀態112內的任意時間， SNR低於激活閾值，或者在收集到足夠的音調樣本之前超時，則IBS 解碼器98返回搜索狀態110,並且再次開始搜索數字數據音調。
在收集許多樣本之後，IBS解碼器98查找識別IBS分組70中的前 置碼73 (圖5 )的二進位位。如果檢測到前置碼73，則IBS解碼器98 前進到時鐘恢復狀態114。時鐘恢復狀態114與IBS分組70中的同步 模式74(圖5)同步。IBS解碼器98隨後在狀態116下對分組有效負 載76解調。如果沒有找到前置碼73，則IBS解碼器98返回搜索狀態 110，開始再次搜索IBS分組70的起點。
IBS解碼器98解調所有的分組有效負載76，隨後進行檢查和78，作為已成功解調有效IBS分組70的最終確認。控制隨後返回到搜索狀 態110,開始搜索下一IBS分組70。
圖11是IBS解碼器98的搜索狀態110的詳細圖。搜索狀態110 使用帶內和帶外過濾。下述說明中使用的"帶內"指的是代表數字數據 二進位"l"值的音調(500Hz)和代表數字數據二進位"O"值的音調 (600Hz)的頻率範圍內的音調。
第一帶通濾波器118 (帶內)測量語音信道中在約400Hz-700Hz 頻率範圍內的信號的能量。第二帶通濾波器120 (帶外)測量語音信 道中在400Hz-700Hz範圍外的信號的能量。在方框122中計算帶內能 量和帶外能量之間的信噪比(SNR)。如果在語音信道中存在代表數 字數據的音調，則帶內濾波器118測得的能量將遠大於帶外濾波器120 測得的能量。
如果在比較器124中SNR低於選擇的閾值，則確定語音信道中的 信號是實際的語音信號或者是噪聲。如果SNR高於閾值，則IBS解碼 器98確定音調代表帶內數字數據。當檢測到數字數據時，IBS解碼98 前進到激活狀態112 (圖10 ),開始搜索IBS分組70的起點。
圖12表示IBS解碼器98的激活狀態。當在語音信道中檢測到帶 內音調時，搜索狀態110通知方框130。在方框132中利用與單個二 進位位相關的許多樣本對音頻音調的樣本開窗。在一個實施例中，獲 取數字數據音調的80個樣本，並用零填充，隨後使之與離散傅立葉變 換(DFT)發生聯繫。
第一DFT具有代表500Hz音調的係數，並在方框134中被應用於 開窗數據。如果樣本包含500Hz音調("O"二進位位值)，則第一 DFT 產生高相關值。第二 DFT代表600Hz音調，並且在方框136中被應 用於開窗數據。如果開窗樣本包含600Hz音調("l"二進位位值)， 則第二 DFT產生高相關值。方框138根據500Hz DFT或600Hz DFT 中哪個產生最大的相關值，為開窗數據選擇二進位"0"或二進位"1"位 值。
在判定方框140中，IBS解碼器98繼續對音調解調，直到檢測到
15IBS分組70的前置碼為止。IBS解碼器98隨後前進到時鐘恢復狀態 114 (圖13 )，以便與IBS分組70中的sync模式74 (圖5 )同步。 如果在能夠驗證前置碼73之前，需要解調更多的二進位位，則判定方 框140返回方框132,並對數字數據音調的下80個樣本開窗和解調。
圖13描述IBS解碼器98的時鐘恢復狀態114。在激活狀態112中 檢測到IBS分組70中的前置碼73之後，時鐘恢復狀態114對與sync 模式74 (圖5)相關的下一串二進位位解調。時鐘恢復狀態114使音 調樣本和在激活狀態112中描述的相關過濾器的中心對準。這提高了 對IBS分組有效負載76解調時解碼器的精度。
判定方框142查找IBS分組70中的sync模式74。如果在解調下 一音調之後，沒有找到sync模式74，則判定方框142在方框148中使 用於對sync模式74採樣的窗口偏移一個樣本。隨後判定方框150重 新檢查sync模式74。如果找到sync模式74，則判定方框144確定檢 測到的sync模式的功率比。該功率比代表解調器與sync模式有多同 步的置信度。將該功率比與對於不同的窗口移位採樣位置得到的功率 比進行比較。如果該功率比大於前一採樣位置的功率比，則在方框146 中將該功率比保存為新的最大功率比。
如果sync模式74的功率比小於先前測量的功率比，則在方框148 中，解碼器使採樣窗口偏移一個樣本位置。隨後確定移位窗口的功率 比，並在判定方框144中將其與當前的最大功率比進行比較。移動窗 口直到找到sync;漠式74的最大功率比為止。最大功率比處的窗口偏 移值被用於使解調器相關過濾器和IBS分組報頭75中的第一位77(圖 5)的中心樣本對準。
IBS解碼器89隨後跳到解調狀態116 (圖10)，在解調狀態下， 確定的窗口偏移被用於解調代表分組有效負載位76和檢查和位78的 剩餘500Hz和600Hz音調。解調狀態116按照和激活狀態(圖12 ) 中相同的方式， -使fl和f2音調和DFT相關。檢查和位78隨後,皮用 作驗證已接收並準確譯解有效IBS分組的最終檢驗。
圖14表示了位於與蜂窩電話機14相連的電池組中的IBS數據機28。免手語音信道引線200使IBS數據機28與蜂窩電話機 14中的語音信道202耦接。開關204使來自麥克風17的語音信號或 者來自IBS數據機28的數字數據音調與語音信道202耦接。
通過蜂窩電話機14中屏幕上的菜單(圖中未示出)，或者藉助伸 出電池組208後端的按鈕206控制開關204。開關204也可由蜂窩電 話機14的鍵盤上的按鍵之一控制。
按鈕206也可用於起動通過IBS數據機28提供的其它功能。 例如，全球定位系統(GPS)包括位於電池組208中的GPS接收器210。 GPS接收器210從GPS衛星212接收GPS數據。在緊急情況下，蜂 窩電話機操作者只需按壓按鈕206。按壓按鈕206自動使GPS接收器 210收集來自於GPS衛星212的GPS數據。同時，開關204將IBS 數據機28連接到蜂窩電話機14的語音信道202上。從而激活IBS 數據機28。 一旦在IBS數據機28中收集GPS數據，則該數 據就被IBS數據機28格式化、編碼並輸出給蜂窩電話機14的語 音信道202。
用戶23可在手動呼叫某一電話號碼之後的任意時刻按壓按鈕206。 在建立與另一端點的語音信道之後，用戶23按壓按鈕206。開關204 連接到IBS數據機28 ， IBS數據機28被激活。隨後GPS數 據(或者其它數字源)經IBS數據機28,以數字數據音調的形式 通過建立的語音信道發送給端點。在數據被成功傳送之後，用戶再次 按下按鈕206，使開關204重新與音頻接收器17相連。
圖15表示可與IBS數據機28相連的不同類型的數據源。掌 上型計算機212、 GPS接收器214或者計算機216等均可與IBS調製 解調器28耦接。IBS數據機28將來自上述裝置的位輸出轉換成 隨後通過無線網絡中的無線電信道34輸出的數字數據音調。由於可通 過蜂窩電話機14將數據傳送給另一端點，因此裝置212、 214或216 都不需要單獨的無線數據機。
音效卡中帶內信令數據機的實現
可在標準計算機音效卡中實現IBS數據機。參見圖16，諸如Stillwater, Ok 74075; Creative Labs， Inc., 1523 Cimarron Plaza生 產的Sound Blaster卡之類的音效卡包含在計算機250中。音效卡252的揚 聲器輸出端253將音頻音調輸出給蜂窩電話機258上的免手埠 257。 音效卡252上的麥克風輸入端與蜂窩電話機258的揚聲器輸出端相連。
計算機包括將數字數據轉換成音效卡252使用的音頻格式，以便輸出 合成音頻音調的處理器254。蜂窩電話機258對這些音頻音調編碼， 並通過無線通信網絡的語音信道傳送這些音頻音調。小區站點261接 收傳送的音頻音調，並且通過PSTN網絡263轉發音頻音調。計算機 262與電話呼叫的目的地位置處的電話線260相連。計算才幾262中的 另 一音效卡264和處理器266將音頻音調解調成數字數據。在計算機262 上顯示音頻音調代表的數字數據。音效卡可用於數據編碼、解碼或者既 用於數據編碼又用於數據解碼。可在計算機250或計算機262使用聲 卡，或者既在計算機250又在計算機262使用音效卡。
參見圖16和17，在方框270中，數據文件、GPS數據、用戶利用 鍵盤輸入的數據或者其它任意數字數據由計算機250分組並格式化成 IBS分組。圖4和5中描述了分組和分組格式化。在方框272中，IBS 分組中的二進位位值被轉換成音效卡252 (圖16)使用的用於產生合成 音頻音調的數字格式。例如，IBS分組中的二進位'T，位值被轉換成代 表第一 fl頻率音調的數字格式，二進位"0"位值被轉換成第二頻率音 調。類似於圖6中描述的方式產生fl和f2音調。
在方框274中，按照和圖3中描述的IBS編碼器52和數-模轉換器 54相似的方式，音效卡輸出代表二進位位值的模塊音調。在方框276中， 蜂窩電話機276對音頻音調編碼，並在方框278中，在無線通信網絡 中通過語音信道傳送編碼後的音頻音調。
參見圖16和18,建立關於目的地電話號碼的蜂窩電話呼叫。在方 框280中，用戶撿起振鈴電話線，或者位於蜂窩電話呼叫的目的地端 的計算機262 (圖16)被編程，以便從電話線260檢測振鈴信號。如 果檢測到振鈴信號，則在方框282中，用戶或者計算機262在電話線 260上產生"摘機"信號。在方框284中，音效卡264通過將電話線260上的音頻音調轉換成數字數據，起類似於模-數轉換器的作用。類似於
圖9-13中描述的IBS解碼器98，音效卡264和處理器266 (圖16) — 起譯解IBS音頻音調。隨後在方框290中，在計算4幾262的屏幕上顯 示檢測到的IBS音調的數字表現。
在一個例子中，用戶希望找出蜂窩電話機258的位置。用戶指令計 算機262 (圖16)撥打蜂窩電話機258的電話號碼。計算機262使用 音效卡264發送指令蜂窩電話機258回送GPS位置數據的IBS音調。計 算機250可具有GPS接收器，或者蜂窩電話機258可具有單獨的GPS 接收器。如果GPS接收器和IBS數據機在蜂窩電話機258之內， 如圖2-9中所示，則計算機250不需與蜂窩電話機258相連。
GPS數據由音效卡252轉換成IBS音調，如圖17中所示，或者通過 內部IBS數據機被轉換成IBS音調，如圖2-9中所述。代表GPS 數據的IBS音調通過無線通信信道和PSTN網絡263 #>回送給電話線 260。計算機262中的音效卡264關於IBS音頻音調監視電話線260。當 被檢測到時，IBS音調被轉換成數字GPS數據，並由處理器266在計 算機262的屏幕上向用戶顯示。計算機262中的映射程序隨後可將GPS 經度和緯度值轉換成國家、城市和街道地址。
同步
圖19表示了 IBS解碼器300中解調並使IBS數據機同步的備 選技術。在接口 301，通過無線通信網絡的語音信道接收IBS音頻音 調。接收的音調由A/D轉換器302從模擬形式轉換成數字形式。IBS 信號檢測器304按照和圖11中描述的相同方式，檢測IBS音頻音調的 存在。
備選的同步技術開始於解碼器300利用乘法器306和308將IBS 信號調諧到複合基帶。乘法器306有效地將第一和第二 IBS頻率fl和 f2下的任意IBS音調移動到DC。第一基帶信號被稱為SA'，第二基帶 信號被稱為SB'。匹配濾波器組310將匹配濾波器應用於對於代表二進 制"1"和二進位"0"值的兩個音頻音調，具有預期脈衝形狀的基帶信號。 從匹配濾波器組310輸出的Sa信號代表二迸制1值，SB信號代表二進
19制0值。考慮到可能存在於Sa或Sb信號中的無幾通信信道的已知特 性，匹配濾波器組還可增加濾波。
選擇匹配濾波器，以便匹配應用於調製器的脈衝整形。考慮到信令 帶寬、位速率和符號間幹擾之間的最佳權衡，選拔脈衝整形。脈衝整 形濾波器被應用於調製器的數字振蕩器的集分階段。
IBS同步器312使調製器和附加在IBS分組前端的同步模式一致。 來自sa和sb信號的樣本段316和樣本開始時間tb—起被輸入同步解 調器314中。解調器314將指示解調器與同步模式中的起始位有多同 步的功率值320輸出給IBS同步器312。 IBS同步器312使用相對於 各個樣本開始時間TB的功率值320確定對IBS分組中的其餘二進位位 進行解調的最佳開始時間(*TB) 。 IBS分組調製器322隨後使用最佳
開始時間*1^解調來自sa和sb信號的二進位位值。
圖20更詳細地描述了圖19中的sync解調器314和IBS分組解調 器322。第一積分器324對sa信號的第一樣本段積分。積分器開始於 樣本開始時間TB，並對代表一個IBS位的持續時間(波特時間)的N 個樣本積分。檢波器326將積分值的幅值送入加法器332。按照相似 的方式，積分器328對始於樣本開始時間Tb的信號sb的樣本段積分。 檢波器330將sb信號的積分段的幅值送入加法器332。加法器332的 輸出是被送回同步器312的功率信號320。IBS分組解調器322(圖19) 還包括根據Sa和Sb信號的幅植，產生二進位1值或者二進位0值的 比較器334。
為了進一步說明，圖21表示了從匹配濾波器組310輸出的信號SA 和SB的圖形表示。Sa和Sb信號的若干祥本336代表一個IBS音調的 位持續時間。在圖21中所示的例子中，對於每個位持續時間T，獲取 5個樣本。對每次積分，樣本開始時間tb移動一個樣本。第一積分的 起始樣本始於樣本開始時間Tbl。如圖21中所示，樣本開始時間Tbl 並不和代表二進位'T，值的sa信號或者代表二進位"O"值的Sb信號一 致。對於Tw，圖20中的sync解調器314產生為0.0的功率輸出值。
當使用樣本開始時間tb2時，調解器314產生為-2.0的輸出值。樣本開始時間Tb3代表與信號sb中的"O"音調的始點同步最好的樣本。 在同步開始時間183，輸出功率為-3。當樣本開始時間Tb4和Tbs迸一
步遠離最佳同步位置時，輸出功率的幅值降低。圖22表示了對於不同
樣本開始時間的功率分布的量值。最大功率量值位於樣本開始時間
TB3。從而，IBS同步器312使用最佳樣本開始時間Tb3 (圖19)。
參見圖20和21，始於樣本時間Tb3的第一採樣段338從圖20中 的加法器332產生為-3的輸出值。對於小於零的任意加法器數值，圖 20中的比較器334產生二進位"0"。對於第二段的樣本值340,加法器 332的輸出產生+3的輸出值。由於第二樣本段的輸出值大於0，因此 比較器334產生二進位"1"值。IBS分組解調器322 (圖19 )繼續為剩 餘的IBS位流譯解SA和SB信號中的音調。
圖23表示圖19-22中描述的同步方案的變化。在方框341中檢測 IBS音調。對於代表二進位位"1，，值的音頻音調頻率fA和代表二進位位 "O"的音頻音調fB，乘法器342將IBS音調移動到基調。對fA和fB信 號的每個單個樣本T (x)進行基帶移動。
替代對整個波特的樣本求和，改為在方框344中利用新樣本T(x) 獲得最新波特值的運行和。例如，在每位20個樣本的樣本速率的情況 下，從運行和中刪除第21個樣本T (N+l),並將下一樣本T(x)添 加到運行和中。在方框345中分別獲取關於音調A和音調B的兩個運 行和的量值，並且由比較器346比較這兩個量值。根據A音調或B音 調樣本中哪個樣本具有最大量值，從比較器346輸出二進位"l"或二進 制"O"值。在相關性方框347中，使從比較器346輸出的二進位位值與 已知的sync模式相關。選擇的樣本開始時間*1^被確定為產生與同步 模式的最大相關值的最新樣本。隨後根據選擇的樣本開始時間*1^，解 調IBS分組中的剩餘二進位位。
多信道帶內信令數據機
圖24表示了多信道帶內信令(MIBS)數據機的編碼器部分 350。數據源351產生二進位位流。MIBS編碼器350在相同的語音信 道內產生多個帶內信令信道。數據緩沖器352保存來自於數據源351的二進位位流。分組裝配器353將緩沖器352中的二進位位裝配成分 組有效負栽，並對該分組有效負栽添加前置碼和後同步碼，從而形成 如上圖4中所述的IBS分組。
編碼器350包括均產生代表IBS分組中二進位位的不同音頻音調 的兩個調製器356和362。調製器356利用fl頻率360調製二進位"l" 值，利用f2頻率358調製二進位"0"值。調製器362利用O頻率364 調製IBS分組中具有二進位"l"值的其它二進位位，利用f4頻率366 調製二進位"0"值。從調製器356輸出的fl和f2被稱為第一帶內信令 信道，從調製器362輸出的f3和f4音調被稱為第二IBS信道。從這 兩個調製器356和362輸出的音調由加法器368組合在一起，隨後被 輸出給D/A轉換器370和其它蜂窩電話機電路14 (圖2)。蜂窩電話 機電路14對這兩個IBS信道中的音調編碼，並通過蜂窩電話網絡的語 音信道傳送所述音調。
單個調製器356和366在操作上和圖4中所示的IBS調製器64類 似。在IBS調製器24中可產生任意數目的IBS信道。例如，通過將 調製IBS分組的第三部分的二進位位的第三IBS調製器添加到利用頻 率f5和f6的音調中，可提供第三IBS信道。第三IBS信道的輸出可 被送入加法器368。但是，為了簡便起見，圖24中只表示了具有兩個 對應IBS調製器356和362的兩信道IBS數據機。
IBS信道控制器354控制發射和接收IBS數據機如何使用多個 IBS信道。例如，第一IBS信道只可被第一IBS數據機用於IBS 分組，第二 IBS信道只可被第一 IBS數據機用於接收IBS分組。 位於傳輸另一端的第二 IBS數據機則使用第二 IBS信道進行傳 輸，使用第一IBS信道進行接收。IBS信道控制器354將控制位添加 到商議這兩個通信IBS數據機之間多個IBS信道的使用的IBS分 組中。下面在圖26和27中更詳細地說明IBS數據機的不同結構。 控制器354還控制調製器356和362調製IBS分組的哪些部分。例如， 調製器可調製所有其它的IBS分組或者每個調製器可調製相同IBS分 組的不同部分。圖25表示了 MIBS數據機的解碼器375。來自語音信道的音 頻音調由接收電路372解碼，並被送入A/D轉換器374。第一濾波器 376過濾位於第一 IBS信道中兩個音調的頻率範圍之外的信號，第二 濾波器378過濾位於第二 IBS信道中所述兩個音調的頻率範圍之外的 信號。濾波器376的頻率範圍從fl-Af到f2+Af，濾波器378的頻率 範圍從f3-Af到f4+Af。濾波器376和378分別表示在解碼器380和 382之間。但是，但是在解碼過程中，也可在相同DSP中的任意地方 實現濾波器376和378。
第一 IBS信道解碼器380檢測第一 IBS信道中的兩個音調，並將 其解調成二進位位值，第二 IBS信道解碼器382檢測第二 IBS信道中 的兩個音調，並將其解調成二進位位值。解碼器380和382按照前面 關於圖19中的解碼器98或圖19中的解碼器300描述的相同方式，檢 測、同步和解調IBS音調。分組裝配器386將從這兩個解碼器380和 382輸出的二進位位裝配成隨後被輸出給數據緩衝器388的IBS分組。
接收IBS數據機中的IBS信道控制器384使這兩個解碼器380 和382同步，並且確定哪個解碼器解調哪些部分或者哪個IBS分組。 控制器384還進行關於發射IBS數據機的通信協議，所述通信協 議商議哪個IBS數據機正在通過哪些IBS信道傳送IBS分組和哪 個IBS數據機正在通過哪些IBS信道接收IBS分組。
可在相同的DSP中以軟體的形式實現用於第一IBS信道的濾波器 376和解碼器380和用於第二 IBS信道的濾波器378和解碼器382。另 一方面， 一個DSP可用於每個MIBS數據機中的每個單獨的信道 編碼器和解碼器。
"MIBS，，數據機中，頻率fl&f2最好遠離頻率f2和O。 MIBS 的優點之一是當性能變壞時，幹擾減輕以及通過動態改變頻率適應橫 跨多個製造商的蜂窩電話機性能方面的變化的能力。當 一個調製解調 器正在檢測錯誤時，可發送穩固的低波特率控制信號選擇新的頻率。
圖26表示了兩個多信道帶內信令(MIBS)數據機390和396 的一種可能結構。兩個IBS信道398和400通過無線通信網絡的語音
23信道從MIBS數據機390發出，隨後可通過陸線電話網絡到達 MIBS數據機396。圖26中所示的兩個MIBS數據機按照半 雙工模式工作，其中兩個IBS數據機之一 同時通過第一 IBS信道 398和第二 IBS信道400傳送IBS分組。
在第一 IBS數據機390通過兩個IBS信道完成IBS分組的傳 輸392之後，允許第二 IBS數據機396通過兩個IBS信道398和 400進行返回數據機3卯的傳輸394。 MIBS數據機390在IBS 分組之一中發送向MIBS數據機396指示傳輸392被完成的信息。
圖27表示了第一 IBS信道398專用於傳送來自於MIBS調製解調 器390的IBS分組，第二 IBS信道400專用於傳送來自於MIBS調製 解調器396的分組的備選結構。從而，MIBS數據機3卯和396 都可同時傳送和接收分組。這種全雙工結構可為某些類型的IBS傳輸 提供更快的通信。
MIBS數據機390可通過兩個IBS信道398和400傳送相同IBS 分組的不同部分，或者可通過兩個IBS信道交替傳送不同的IBS分組。 就其它結構而論， 一個IBS信道可用於傳送IBS分組，第二IBS信道 可專用於兩個MIBS數據機之間的信令和協議通信。就其它備選 結構而論，在兩個IBS信道中交錯來自相同IBS分組的多個部分的二 進位位，或者通過這兩個IBS信道冗餘傳送相同的IBS分組。可根據 與IBS分組數據相關的應用重構這兩個IBS信道中的信息。
重構IBS信道的請求可^f皮編碼到IBS分組^L頭中。例如，MIBS 數據機390中的IBS信道控制器354 (圖24)可向MIBS調製解 調器396發送在IBS分組前置碼73 (圖5 )中包含重構請求的IBS分 組。來自數據機390的重構請求可請求第一 IBS信道398和第二 IBS信道400，隨後請求將波特率較慢的第三IBS信道401分配給MIBS 數據機396，用於向數據機3卯回送確認消息。MIBS調製解 調器390隨後等待來自於數據機396的構造請求的確認。
MIBS數據機396中的IBS信道控制器384 (圖25 )讀取IBS 分組前置碼中的重構請求。控制器384隨後通過MIBS數據機396的編碼器反向輸出確認。編碼器將所述確認格式化到應答IBS分組的 前置碼中，隨後調製所述應答IBS分組，並且通過一條或多條當前分 配的IBS信道向MIBS數據機3卯回送所述應答IBS分組。調製 解調器396中的控制器隨後重新配置編碼器，以便通過第一和第二IBS 信道398和400接收IBS分組，並通過低波特率的第三信道401傳送 分組。
當在數據機390收到來自於數據機396的確認時，控制器 指令數據機390中的編碼器和解碼器通過第一和第二 IBS信道進 行傳送，並通過低波特率的第三信道進行接收。隨後兩個數據機 390和396根據新的信道配置傳送和接收IBS分組。
多載波帶內信令數據機
圖28表示了根據本發明另一方面的多載波帶內信令數據機。 圖24-27中描述的多信道數據機產生兩種不同的音頻音調， 一種 音調代表二進位"l"值，另一種音調代表二進位"0，，值。在按照時間順 序的音調流中產生這兩種音調，以便表現二進位位流。
圖28中的多載波IBS數據機同時產生多個音頻音調，每個音 調代表IBS分組的一個四位部分中的一個不同二進位位位置。與這四 個位位置之一相關的特定音頻音調代表二進位"l"值(或者二進位"0" 值)。如果對於特定的位時間(波特)沒有產生音頻音調，則IBS解 碼器假定與該位位置相關的二進位位值為"O"。
參見圖28,位流被輸入數據緩衝器402，以便通過無線通信網絡的 語音信道傳輸。分組格式化器404將這些位格式化成IBS分組。IBS 分組之一的第一部分包含二進位位"1010"。分組格式化器404將這四 位中的每一位分別輸入四個調製器406、 408、 410和412中。這四位 中的第一位"l，，被稱為位Bl，第二位"O，，被稱為位B2,該四位序列的 第三位"H皮稱為位B3,第四位"O"被稱為位B4。
調製器406接收位B1，調製器408接收位B2，調製器410接收位 B3，調製412接收位B4。由於位B1是二進位"值"，因此調製器406 在第一波特周期內產生頻率fl的音調。由於B2位為二進位"0"值，因此對於第一波特周期，調製器408不產生f2音調。據此，調製器410 在第一波特周期內產生f3音調，調製器412在第一波特周期內不產生 f4音調。除了對於二進位"l"值產生頻率音調，對於二進位"O"值不產 生任何音調之外，這些調製器的工作方式實質上和圖4中的IBS調製 器64相同。
fl和f3由加法器414組合在一起。數-模轉換器416將數位訊號轉 換成送入蜂窩電話機發射電路418中的模擬信號。發射電路418通過 蜂窩電話網絡的語音信道傳送音頻音調。
圖29表示了多栽波IBS數據機的解碼器。接收電路420從蜂 窩通信網絡的語音信道接收IBS音調。A/D轉換器422將音頻音調轉 換成數位訊號。四個帶通濾波器424、 426、 428和430分別以音調fl、 f2、 O和f4的頻率為中心。代表二進位位Bl的音調通過帶通濾波器 424，而其它音調，例如音調f3被帶通濾波器fl過濾。解碼器432按 照和圖11-13中描述的IBS解碼器相似的僅僅對於單個音調的方式確 定音調fl。由於解碼器432檢測到fl音調，因此產生代表四位序列中 的位B1的二進位'T，值。
由於解碼器434不會檢測到任意f2音調，因此產生代表四位序列 中的位B2的二進位"O，，值。解碼器436檢測到f3音調，因此產生代表 位B3的二進位"1"值。解碼器438產生代表位B4的二進位"0"值，因 為多載波解碼器沒有產生任何f4音調。分組裝配器440接收這四個二 進位位Bl-B4，並將它們放入數據緩衝器442中適當的IBS分組位置 中。
上面用本發明的優選實施例描述和舉例說明了本發明的原理，顯然 在不脫離本發明的原理的情況下，可在方案和細節方面對本發明進行 修改。所有這些修改和變化都在下述權利要求的精神和範圍之內。
權利要求
1、一種同步器，包括對第一和第二音頻音調採樣的輸入端；通過比較第一音頻音調的樣本和第二音頻音調的樣本，產生同步值的解調器；和通過移動第一和第二音頻音調的樣本的開始時間，直到解調器產生最佳同步值為止，使解調器同步的同步器。
2、 按照權利要求1所述的同步器，包括與輸入端耦接的、把第一 和第二音頻音調移動到基帶頻率的調諧器。
3、 按照權利要求l所述的同步器，其中解調器包括 對第一音頻音調的樣本求和的第一積分器； 對第二音頻音調的樣本求和的第二積分器；和 通過比較第一積分器的輸出和第二積分器的輸出，產生同步值的加法器o
4、 按照權利要求3所述的同步器，包括 耦接在第一積分器和加法器之間的第一檢波器；和 耦接在第二積分器和加法器之間的第二檢波器。
5、 按照權利要求3所述的同步器，包括與加法器耦接的用於產生 二進位位值的比較器。
6、 按照權利要求l所述的同步器，其中通過數字電信網絡的語音 信道傳送第一和第二音頻音調。
7、 按照權利要求l所述的同步器，其中解調器比較的第一音調的 若干樣本和第二音調的若干樣本代表為一位數字數據產生的第一和第二音調的時間量。
8、 按照權利要求1所述的同步器，其中解調器獲取樣本的運行和， 並且比較第一和第二音調的運行和，從而產生二進位"l"值或者二進位 "0"值。
9、 按照權利要求8所述的同步器，包括通過使二進位"l"值和二進位"o，，值和同步模式相關，確定最佳同步值的同步模式相關器。
10、 一種通過電信網絡的語音信道傳送數字數據的多信道帶內信令 數據機，包括接收數字數據的輸入端；把數字數據的第一部分中的第一二進位位值轉換成具有第一頻率 的第一音頻音調，把數字數據的第一部分中的第二二進位位值轉換成具有第二頻率的第二音頻音調的第一調製器；把數字數據的第二部分中的笫一二進位位值轉換成具有第三頻率 的第三音頻音調，把數字數據的第二部分中的第二二進位位值轉換成具有笫四頻率的第四音頻音調的第二調製器；和通過數字無線電信網絡的語音信道輸出音頻音調的輸出端。
11、 按照權利要求10所述的數據機，包括 監視第一和第二音頻音調，並且把檢測到的任意第一音頻音調轉換回第一二進位位值，把檢測到的任意第二音頻音調轉換回第二二進位 位值的第一解碼器；和監視第三和第四音頻音調，並且把檢測到的任意第三音頻音調轉換 回第一二進位位值，把檢測到的任意第四音頻音調轉換回第二二進位 位值的第二解碼器。
12、 按照權利要求ll所述的數據機，包括控制第一及第二調 制器何時產生音頻音調和笫 一及第二解碼器何時監視音頻音調的控制 器。
13、 按照權利要求12所述的數據機，其中控制器進行與另一 多信道帶內信令數據機的配置對話。
14、 按照權利要求12所述的數據機，其中控制器控制第一和 第二調製器把數字數據中的哪些位轉換成音頻音調。
15、 按照權利要求ll所述的數據機，包括 與第一解碼器耦接的、過濾位於第一和第二音頻音調的頻率範圍之外的信號的第一濾波器；和與第二解碼器耦接的、過濾位於第三和第四音頻音調的頻率範圍之外的信號的第二濾波器。
16、 按照權利要求IO所述的數據機，其中音頻音調被送入蜂 窩電話機中處理人類語音信號的相同模-數轉換器中。
17、 按照權利要求11所述的數據機，其中第一及第二調製器 和第一及第二解碼器都位於蜂窩電話機中。
18、 按照權利要求10所述的數據機，包括把音頻音調轉換成 模擬信號的數-模轉換器，所述模擬信號被輸入電話機的音頻輸入端， 隨後被電話機中的音頻處理電路編碼，並通過電信網絡的語音信道由 所述音頻處理電路傳送。
19、 一種通過電信網絡的語音信道傳送數字數據的多載波帶內信令 數據機，包括接收數字數據的輸入端；分別把數字數據中相關位位置的二進位值轉換成不同音頻音調的 多個調製器；和通過數字電信網絡的語音信道輸出音頻音調的輸出端。
20、 按照權利要求19所述的數據機，其中對於第一二進位值， 所述多個調製器分別產生不同音頻音調，對於第二二進位值，所迷多 個調製器不產生音頻音調。
21、 按照權利要求19所述的數據機，包括與所有多個調製器 的輸出端耦接、同時輸出代表所有相關位位置的所有位值的多音調信 號的加法器。
22、 按照權利要求19所述的數據機，包括分別監視多個音頻 音調中的相關音頻音調，並且當檢測到相關音頻音調時，產生第一二 進位位值，當沒有檢測到相關音頻音調時，產生第二二進位位值的多 個解碼器。
23、 按照權利要求22所述的數據機，包括與所述多個解碼器 中的每一個耦接的、過濾位於音頻音調中相關音頻音調的頻率範圍之 外的信號的帶通濾波器。
全文摘要
本發明公開了一種通過數字通信網絡的語音信道傳送數字數據的系統，包括接收數字數據的輸入端；將所述數字數據轉換成音頻音調的處理器；和將所述音頻音調輸出給數字傳輸電路的輸出端，其中所述數字傳輸電路按照對語音信號編碼的相同方式對所述音頻音調編碼，並且通過所述數字通信網絡中與用於傳送語音信號相同的語音信道，傳送所述編碼後的音頻音調。
文檔編號G10L19/00GK101505160SQ200910005498
公開日2009年8月12日 申請日期2001年6月22日 優先權日2000年6月22日
發明者丹·A·普雷斯頓, 約瑟夫·D·普雷斯頓, 羅伯特·萊葉德克, 羅德·L·普洛克特, 韋恩·伊瑟利, 飛利浦·R·史密斯 申請人:愛爾比奎特公司