通过数字通信网络的语音信道传送数字数据的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通过数字通信网络的语音信道传送数字数据的系统，包括：接收数字数据的输入端；将所述数字数据转换成音频音调的处理器；和将所述音频音调输出给数字传输电路的输出端，其中所述数字传输电路按照对语音信号编码的相同方式对所述音频音调编码，并且通过所述数字通信网络中与用于传送语音信号相同的语音信道，传送所述编码后的音频音调。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信，更具体地说涉及通过数字无线网络“带内”的语音信道传送数字数据的系统。
技术介绍
蜂窝电话机允许用户与另一用户交谈，而不必束缚于“陆线”。蜂窝电话机包括从 数字化的语音信号被语音编码器编码，随后被调制到载波频率上，所述载波频率通过蜂窝网络传送该语音信号。语音信号通过无线蜂窝网络被发送给无线蜂窝网络中的另一电话机或者被发送给陆线电话网络中的另一电话机。在蜂窝和陆线电话网络中使用不同的编码器/解码器(编译码器)、调制器、语音编码器、自动增益控制器(AGC)、模-数转换器(A/D)、降噪电路和数-模转换器(D/A)。这些电话组件可实现用于对语音信号编码和解码的不同编码方案。通信组件被设计成通过无线和陆线语音通信信道有效传送语音信号。例如，数字语音编码器使用预测编码技术来表示语音信号。这些预测编码器滤出噪声(非语音信号)，同时在通过语音信道传送语音信号之前，压缩和估计语音信号的频率分量。当诸如语音编码器之类的语音通信设备被用于传送数字数据时会发生问题。语音编码器可将代表数字数据的信号解释为非语音信号。语音编码器可能完全滤出或者破坏这些数字数据信号。于是，不能通过用于传送语音信号的相同数字语音信道可靠地传送数字数据。有时用户必须同时向另一位置既传送语音信号又传送数字数据。例如，当蜂窝电话机用户呼叫“911”寻求紧急帮助时，用户可能需要向呼叫中心发送数字位置数据，同时口头向操作人员说明紧急情况。最好通过蜂窝电话机传送该数字数据，而不必使用单独的模拟无线调制解调器。因此存在通过数字无线通信网络的语音信道传送数字数据的需要。
技术实现思路
本专利技术公开了带内信令调制解调器通过数字无线通信网络中的语音信道传送数字数据。输入端接收数字数据。编码器将数字数据转换成合成人类语音的频率特征的音频音调。数字数据还被编码，以防止通信网络中的语音编码电路破坏代表数字数据的合成音频音调。输出端随后将合成的音频音调输出给数字无线通信网络的语音信道。根据本专利技术，提供了一种通过数字通信网络的语音信道传送数字数据的系统，包括接收数字数据的输入端；将所述数字数据转换成音频音调的处理器；和将所述音频音调输出给数字传输电路的输出端，其中所述数字传输电路按照对语音信号编码的相同方式对所述音频音调编码，并且通过所述数字通信网络中与用于传送语音信号相同的语音信道，传送所述编码后的音频音调。附图说明参考附图，根据本专利技术的优选实施例的下述详细说明，本专利技术的前述及其它特征和优点将变得更加显而易见。图I表示根据本专利技术提供带内信令(IBS)的无线通信网络。图2详细说明与根据本专利技术的一个实施例的IBS调制解调器耦接的蜂窝电话机。 图3是根据本专利技术的IBS调制解调器的另一实施例。图4详细说明IBS调制解调器编码器。图5是IBS分组的示意图。图6是从IBS调制器输出的数字数据音调的示意图。图7表示了自动增益控制器如何破坏数字数据。图8表示了数字无线网络如何能够滤除数字数据音调。图9详细表示与IBS调制解调器解码器耦接的接收电路。图10是图9中所示的IBS解码器的状态图。图11是表示IBS解码器中的搜索状态的方框图。图12是表示IBS解码器中的激活状态的方框图。图13是表示IBS解码器中的时钟恢复状态的方框图。图14是当IBS调制解调器位于可拆卸的电池组中时的蜂窝电话机的示意图。图15是表示通过IBS调制解调器与蜂窝电话机耦接的不同数据源的示意图。图16是表示使用声卡的IBS调制解调器的实现的示意图。图17和18是表示衅16中的声卡如何工作的方框图。图19是IBS调制解调器的同步电路的方框图。图20是图19中的同步电路的详细图。图21是表示图19中的同步电路如何工作的计时图。图22表不了同步电路如何确定最佳同步开始时间。图23是同步电路的一种备选实现。图24是多信道IBS调制解调器的编码器图。图25是多信道IBS调制解调器的解码器图。图26和27表示图24和25中所示的多信道IBS调制解调器的不同信道配置。图28是多载波IBS调制解调器的编码器图。图29是多载波IBS调制解调器的解码器图。具体实施例方式参见图1，无线通信网络12包括从用户23接收语音信号22的蜂窝电话机14。蜂窝电话机14中的语音编码器18将语音信号22编码成通过无线数字语音信道34传送的编码数字语音信号31(小区呼叫(cell call))。蜂窝电话机14将编码语音信号31传送给蜂窝通信站点(小区站点)36，所述蜂窝通信站点将小区呼叫转播给蜂窝通信交换系统(CTSS)38。CTSS 38或者将小区呼叫连接到无线蜂窝网络12中的另一蜂窝电话机，或者作为线路交换呼叫连接到PSTN网络42上的陆线电话机，或者作为IP语音(VoIP)呼叫通过分组交换网际协议(IP)网络46发送该小区呼叫。该小区呼叫也可从PSTN网络42回送给蜂窝网络12或者从PSTN网络42发送给IP网络46，或者反之亦然。小区呼叫最后到达和最初在蜂窝电话机14上输入的目的地电话号码对应的 电话机44。在蜂窝网络12中的任意点，例如在PSTN网络42和IP网络46中可插入额外的数据，并且该信号被重新调制，以便通过有线或蜂窝网络传输。这种数据可以是和系统相关的数据，例如路由信息、长途或价目表信息等。带内信令(IBS)调制解调器28使蜂窝电话机14能够通过蜂窝网络12的无线电信道34，送来自于数据源30的数字数据29。IBS调制解调器28将数字数据29调制成合成的数字数据音调26。数字数据音调26防止蜂窝网络12和陆线网络42中的编码组件，例如语音编码器18破坏数字数据。IBS调制解调器28中使用的编码和调制方案允许通过蜂窝电话机14中使用的对语音信号22编码的相同语音编码器18传送数字数据29。利用这种技术，可增强诸如自动售货机之类的器具。合成音调被定义成代表也具有信令特性的数字数据的信号，所述信令特性使得所述信号能够由语音编码器进行编码和解码，而不会失去信号中的数字数据信息。在一个例子中，频移键控(FSK)信号被用于产生人类语音的语音范围内不同频率下的合成音调。IBS调制解调器28使得能够利用相同的蜂窝电话机电路，通过相同的数字语音信道传送语音信号22和数字数据29。这可避免用户不得不利用单独的无线调制解调器传送数字数据，并且允许蜂窝电话机用户在相同的数字无线呼叫内进行交谈和发送数据。本专利技术将数字数据29调制成合成的语音音调。这可防止蜂窝电话机语音编码器18过滤或破坏与数字数据29有关的二进制数值。相同的蜂窝电话机收发器和编码电路被用于传送和接收语音信号和数字数据。这使得IBS调制解调器28能够比独立的无线调制解调器小得多，更简单并且能量效率更高。在一些实施例中，仅仅利用蜂窝电话机14中的现有硬件组件，完全以软件的形式实现ISB调制解调器28。一个或多个服务器40位于无线网络12、PSTN网络42或IP网络46中的任意不同位置。每个服务器40包括一个或多个对通过数字语音信道34传送和接收的数字数据29编码、检测和解码的IBS调制解调器28。解码后的数字数据或者在服务器40被处理，或者被发送给另一计算机，例如计算机50。参见图2，IBS调制解调器28的第一传送部分包括IBS编码器52和数模转换器(D/A)54。一般利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2000.06.22 US 09/602,5931.一种通过电信网络的语音信道传送数字数据的多信道带内信令调制解调器，包括 接收数字数据的输入端； 把数字数据的第一部分中的第一ニ进制位值转换成具有第一频率的第一音频音调，把数字数据的第一部分中的第二ニ进制位值转换成具有第二频率的第二音频音调的第一调制器； 把数字数据的第二部分中的第一ニ进制位值转换成具有第三频率的第三音频音调，把数字数据的第二部分中的第二ニ进制位值转换成具有第四频率的第四音频音调的第二调制器；和 通过数字无线电信网络的语音信道输出音频音调的输出端。2.按照权利要求I所述的调制解调器，包括 监视第一和第二音频音调，并且把检测到的任意第一音频音调转换回第一ニ进制位值，把检测到的任意第二音频音调转换回第二ニ进制位值的第一解码器；和 监视第三和第四音频音调，并且把检测到的任意第三音频音调转换回第一ニ进制位值，把检测到的任意第四音频音调转换回第二ニ进制位值的第二解码器。3.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹·A·普雷斯顿，约瑟夫·D·普雷斯顿，罗伯特·莱叶德克，韦恩·伊瑟利，罗德·L·普洛克特，飞利浦·R·史密斯，
申请(专利权)人：爱尔比奎特公司，
类型：发明
国别省市：