用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于经由例如在无线通信网络中发现的语音编解码器（带内）来发射信息的系统。调制器基于经整形脉冲向调制帧内的预定位置的映射而将数据变换成频谱类噪声信号，且通过语音编解码器来高效地编码所述信号。同步序列提供接收器处的调制帧时序，且基于对相关峰模式的分析而检测所述同步序列。请求／响应协议依据通信信道条件而使用消息冗余、重发和／或稳健调制模式来提供数据的可靠传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及语音信道上的数据发射。更具体地说，本专利技术涉及在通信网络 中经由语音编解码器(带内)发射非语音信息。
技术介绍
由于固定线电话和无线无线电(wireless radio)的出现，语音的发射已成为通信 系统中的支柱。通信系统研究和设计上的进一步已使产业走向基于数字的系统。数字通信 系统的一个益处是通过对待传送的数据实施压缩来减小所需的发射带宽的能力。因此，大 部分研究和开发已进入压缩技术，尤其是在语音编码领域中。常见的语音压缩设备是“声码 器”，且也可互换地称为“语音编解码器”或“语音编码器”。声码器接收经数字化的语音样 本，且产出数据位的集合(称为“语音包”)。存在若干标准化声音编码算法以支持需要语音 通信的不同数字通信系统，且事实上，语音支持是当今大多数通信系统中的最小且基本的 要求。第3代合作伙伴计划2 (3GPP2)为实例标准化组织，其指定IS-95、CDMA2000 IxRTT (lx 无线电发射技术)、CDMA2000 EV-DO (演进数据优化)和CDMA2000 EV-DV (演进数据/话 音)通信系统。第3代合作伙伴计划是另一实例标准化组织，其指定GSM(全球移动通信系 统)、UMTS (通用移动电信系统)、HSDPA (高速下行链路包接入)、HSUPA (高速上行链路包接 入)、HSPA+(高速包接入演进)和LTE(长期演进)。VoIP(因特网协议话音)是用于3GPP 和3GPP2中所界定的通信系统以及其它系统中的实例协议。此些通信系统和协议中所使用 的声码器的实例包括ITU-T G. 729(国际电信联盟)、AMR(自适应多速率语音编解码器)和 EVRC (增强型可变速率编解码器语音服务选项3、68、70)。信息共享是当今的通信系统的主要目标以支持对瞬时和遍存连接性的需求。当今 的通信系统的用户传送语音、视频、文本消息和其它数据以保持连接。正在开发中的新应用 趋向于在速度上超过网络的演进，且可能需要对通信系统调制方案和协议进行升级。在一 些远程地理区域中，由于缺乏对系统中的高级数据服务的基础结构支持，所以仅语音服务 可能可用。或者，由于经济原因，用户可能选择仅启用其通信装置上的语音服务。在一些国 家中，在通信网络中托管公共服务支持，例如紧急911 (E911)或车载紧急呼叫(e呼叫)。在这些紧急应用实例中，快速数据传送是优先的，但不一定是现实的，尤其是在高级数据服务 在用户终端处不可用时。现有技术已提供了对经由语音编解码器来发射数据的解决方案， 但由于在尝试用声码器编码非语音信号时引起的编码低效率，这些方案仅能够支持低数据 速率传送。大多数声码器所实施的语音压缩算法利用“合成式分析”技术来用参数集模拟人 类声道。所述参数集通常包括数字滤波器系数、增益和称为码簿的所存储信号(仅举几个 例子)的函数。在声码器的编码器处执行对与输入语音信号特性最接近匹配的参数的搜 索。接着在声码器的解码器处使用所述参数来合成对输入语音的估计。将可供声码器编码 信号的参数集调谐到以有声周期区段以及具有类噪声特性的无声区段表征的最佳模型语 音。不含有周期或类噪声特性的信号未由声码器有效地编码，且在一些情况下可能导致经 解码输出处的严重失真。不展现语音特性的信号的实例包括迅速改变的单频“音调”信号 或双音多频“DTMF”信号。大多数声码器不能高效地且有效地编码此些信号。经由语音编解码器发射数据通常被称为“带内”发射数据，其中所述数据并入到从 语音编解码器输出的一个或一个以上语音包中。若干技术使用在语音频带内的预定频率 下的音调来表示所述数据。由于系统中所使用的声码器，使用预定频率音调来经由语音编 解码器传送数据(尤其是在较高数据速率下)是不可靠的。声码器经设计以使用有限数目 个参数来模拟语音信号。所述有限参数不足以有效地模拟音调信号。声码器模拟音调的能 力在试图通过快速改变音调而增加发射数据速率时进一步降级。这影响检测准确性且导致 需要添加复杂的方案来使数据误差减到最小(这又一进一步降低通信系统的整体数据速 率)。因此，出现了对在通信网络中经由语音编解码器高效地且有效地发射数据的需要。因此，提供一种用于在通信网络中经由语音编解码器发射和接收信息的经改进系 统将是有利的。
技术实现思路
本文中所揭示的实施例通过使用带内调制解调器来经由语音编解码器可靠地发 射和接收非语音信息而解决上述需要。在一个实施例中，一种经由语音编解码器发送非语音信息的方法包含处理多个 输入数据符号以产出多个第一脉冲信号；整形所述多个第一脉冲信号以产出多个经整形第 一脉冲信号；以及用语音编解码器来编码所述多个经整形第一脉冲信号。在另一实施例中，一种设备包含处理器，其经配置以处理多个输入数据符号以产 出多个第一脉冲信号；整形器，其经配置以整形所述多个第一脉冲信号以产出多个经整形 第一脉冲信号；以及语音编解码器，其经配置以编码所述多个经整形第一脉冲信号以产出 语音包。在另一实施例中，一种设备包含用于处理多个输入数据符号以产出多个第一脉 冲信号的装置；用于整形所述多个第一脉冲信号以产出多个经整形第一脉冲信号的装置； 以及用于用语音编解码器来编码所述经整形第一脉冲信号的装置。在另一实施例中，一种经由语音编解码器来使非语音帧同步的方法包含产生具 有类噪声特性且对于语音帧错误稳健的预定序列；以及经由语音编解码器发送所述预定序 列。7在另一实施例中，一种设备包含产生器，其经配置以产生具有类噪声特性且对于 语音帧错误稳健的预定序列；以及语音编解码器，其经配置以处理所述预定序列以产出语 音包。在另一实施例中，一种设备包含用于产生具有类噪声特性且对于语音帧错误稳 健的预定序列的装置；以及用于经由语音编解码器发送所述预定序列的装置。在另一实施例中，一种获得嵌入于声码器包中的非语音数据的方法包含接收且 解码所述声码器包；对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止；基于 所述同步信号计算时序偏移；以及基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中 的非语音数据。在另一实施例中，一种设备包含接收器，其经配置以接收且解码声码器包；滤波 器，其经配置以对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止；计算器，其 经配置以基于所述同步信号计算时序偏移；以及提取器，其经配置以基于所述时序偏移提 取嵌入于所述经解码的声码器包中的非语音数据。在另一实施例中，一种设备包含用于接收且解码声码器包的装置；用于对所述 经解码的声码器包进行滤波直到检测到同步信号为止的装置；用于基于所述同步信号计算 时序偏移的装置；以及用于基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中的非语 音数据的装置。在另一实施例中，一种在带内通信系统中从目的地终端控制源终端发射的方法包 含从目的地终端发射开始信号；在检测到第一所接收信号后即中断开始信号的发射；从 所述目的地终端发射NACK信号；在检测到成功接收的源终端数据消息后即中断NACK信号 的发射；从所述目的地终端发射ACK信号；以及在已发射预定数目个ACK信号之后中断ACK 信号的发射。在另一实施例中，一种设备包含处理器、与所述处理器电子通信的存储器、存储在 所述存储器中的指令，所述指令能够执行以下步骤从目的地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得嵌入于声码器包中的非语音数据的方法，其包含：　　接收并解码所述声码器包；　　对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止；　　基于所述同步信号计算时序偏移；以及　　基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中的所述非语音数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-6-5 61/059,179;US 2008-8-11 61/087,923;US 1.一种获得嵌入于声码器包中的非语音数据的方法，其包含 接收并解码所述声码器包；对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止； 基于所述同步信号计算时序偏移；以及基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中的所述非语音数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述滤波包含使所述经解码的声码器包与预定序列相关以产生所述同步信号，其中所述预定序列与 所述同步信号有关；以及搜索所述同步信号中的相关峰的模式。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述相关包含应用稀疏滤波器，所述稀疏滤波器 的系数为所述预定序列的脉冲响应。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述搜索包含识别与预期模式匹配的相关峰的数目，其中所述预期模式是基于负相关峰与正相关峰 的组合；计算正相关峰的数目与负相关峰的数目的和；以及 确定所述和是否大于预定值。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预定值为在所述同步信号中找到的满足所述 预期模式的正相关峰和负相关峰的最大数目的80%。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述搜索包含 识别所述同步信号中的正相关峰的数目；确定所述正相关峰之间的时间距离是否在第一预定范围内；以及 确定所述正相关峰的振幅是否大于第一预定阈值。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述搜索包含 识别所述同步信号中的数个负相关峰；确定所述负相关峰之间的时间距离是否在第二预定范围内；以及 确定所述负相关峰的振幅是否大于第二预定阈值。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包含将正相关峰与参考时间例之间的时 间距离与所述正相关峰与负相关峰之间的时间距离相加。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包含加上负相关峰与参考时间例之间的 时间距离。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取包含 基于所述时序偏移确定解调帧边界；基于解调类型指示符确定解调类型；使用所述解调帧边界和所述解调类型来确定数据信号脉冲位置；以及 基于所述数据信号脉冲位置计算输出数据符号。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述解调类型指示符为预定信号。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定信号为正弦信号。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定信号存储在存储器中由所述时序偏移 确定的位置。14.一种存储在执行时致使计算机实施以下动作的计算机程序的存储器 接收并解码声码器包；对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止； 基于所述同步信号计算时序偏移；以及基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中的非语音数据。15.一种设备，其包含接收器，其经配置以接收并解码声码器包；滤波器，其经配置以对所述经解码的声码器包进行滤波，直到检测到同步信号为止； 计算器，其经配置以基于所述同步信号计算时序偏移；以及提取器，其经配置以基于所述时序偏移提取嵌入于所述经解码的声码器包中的非语音 数据。16.根据权利要求15所述的设备，其中所述滤波器包含相关器，其用以使所述经解码的声码器包与预定序列相关以产生所述同步信号，其中 所述预定序列与所述同步信号有关；以及搜索器，其用以搜索所述同步信号中的相关峰的模式。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述相关器为稀疏滤波器，所述稀疏滤波器的 系数为所述预定序列的脉冲响应。18.根据权利要求16所述的设备，其中所述搜索器包含峰识别符，其用于识别与预期模式匹配的相关峰的数目，其中所述预期模式是基于负 相关峰与正相关峰的组合；峰计算器，其用于计算正相关峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫A约藤，克里斯蒂安斯格拉加，格奥尔格弗兰克，黄鹏军，克里斯蒂安皮奇，马克W沃纳，伊桑R杜尼，尤金J鲍伊克，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US