專利名稱：語(yǔ)音，數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸中語(yǔ)音啟動(dòng)改變數(shù)據(jù)率的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與數(shù)據(jù)通信設(shè)備有關(guān)，具體地說(shuō)，與在語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)通信系統(tǒng)中的語(yǔ)音信號(hào)檢測(cè)有關(guān)。
在1993年6月14日提交的仍在審查中的、且共同轉(zhuǎn)讓的Gor-don Bremer and Kenneth D.Ko的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/076505“模擬、數(shù)字同時(shí)通信”(“Simultaneous Analog and Digital Com-munication”)中揭示了一種將語(yǔ)音語(yǔ)號(hào)疊加在數(shù)據(jù)信號(hào)上通過(guò)通信信道傳輸給接收端的調(diào)制解調(diào)設(shè)備的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)通信系統(tǒng)。
在這種模擬、數(shù)字同時(shí)通信系統(tǒng)中，要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)由一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)序列表示，其中的每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)分別與取自一個(gè)信號(hào)空間的一個(gè)相應(yīng)的N維信號(hào)點(diǎn)的值對(duì)應(yīng)。類似，對(duì)由語(yǔ)音信號(hào)所表示的模擬信號(hào)的處理是將它映射到這個(gè)N維信號(hào)空間內(nèi)，得到一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)點(diǎn)。這個(gè)語(yǔ)音信號(hào)點(diǎn)規(guī)定了一個(gè)相對(duì)于這個(gè)信號(hào)空間原點(diǎn)的語(yǔ)音信號(hào)向量的幅度和角度。數(shù)據(jù)符號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)向量疊加在一起，以選擇一個(gè)合成的N維信號(hào)點(diǎn)，發(fā)送給遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)設(shè)備。
收到所發(fā)送的N維信號(hào)點(diǎn)時(shí)，遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)設(shè)備的接收機(jī)檢測(cè)出所埋入的數(shù)據(jù)符號(hào)，再?gòu)慕邮盏降腘維信號(hào)點(diǎn)中減去這數(shù)據(jù)符號(hào)，就得出了語(yǔ)音信號(hào)向量。然后用這語(yǔ)音信號(hào)向量來(lái)恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)。
利用上述技術(shù)同時(shí)發(fā)送語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，語(yǔ)音信號(hào)的質(zhì)量要受到基本數(shù)據(jù)速率影響，正如在1993年6月14日提交的仍在審查中的、且共同轉(zhuǎn)讓的Gordon Bremer，Kenneth D.Ko，and Luke J.Smith-wick的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/076530“在語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸系統(tǒng)中的成形信號(hào)空間”(″Shaped Signal Spaces in Simultaneous Voiceand Data System”)中所說(shuō)明的那樣。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)加語(yǔ)音時(shí)，數(shù)據(jù)率越高，語(yǔ)音傳輸質(zhì)量越低。這是因?yàn)樵谳^高傳輸率時(shí)，數(shù)據(jù)符號(hào)離得很近，從而使語(yǔ)音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較小。因此，在發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，最好減少數(shù)據(jù)信號(hào)空間內(nèi)的符號(hào)數(shù)，以便增加可允許的語(yǔ)音信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，這樣就能改善語(yǔ)音傳輸?shù)馁|(zhì)量。
有一種語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備可以使“語(yǔ)音啟動(dòng)的”數(shù)據(jù)速率按語(yǔ)音信號(hào)(即模擬信號(hào))存在的函數(shù)而改變，通過(guò)將信號(hào)空間改變?yōu)橐粋€(gè)允許語(yǔ)音信號(hào)有較大動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)空間，改善了語(yǔ)音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備檢測(cè)到一個(gè)本地電話機(jī)已經(jīng)“摘機(jī)”時(shí)，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備選取一個(gè)符號(hào)密度較低的信號(hào)空間，這樣雖然每個(gè)符號(hào)的位數(shù)較少，但可以提供較高質(zhì)量的語(yǔ)音傳輸。因此，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備從一個(gè)“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一個(gè)“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)。語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備將有關(guān)狀態(tài)的信息通過(guò)一個(gè)副信道(sidechannel)發(fā)送給兼容的遠(yuǎn)端對(duì)方的調(diào)制解調(diào)設(shè)備。
在本說(shuō)明的附圖中

圖1為體現(xiàn)本發(fā)明原理的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)通信系統(tǒng)的方框圖；圖2示出了一個(gè)示例性的符號(hào)塊；圖3示出了符號(hào)塊控制段的控制位在“僅數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)和模擬”這兩種狀態(tài)下的分配情況；圖4示出了一些具有不同位率的信號(hào)空間；圖5為說(shuō)明體現(xiàn)本發(fā)明原理的“語(yǔ)音啟動(dòng)的”數(shù)據(jù)率改變方法的流程圖；圖6示出了在數(shù)據(jù)率高于每秒4800位時(shí)控制段冗余位的利用情況；圖7為體現(xiàn)本發(fā)明原理的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的發(fā)射機(jī)部分的方框圖；圖8為體現(xiàn)本發(fā)明原理的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的接收機(jī)部分的方框圖；圖9為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的發(fā)射機(jī)部分的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖；以及圖10為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的接收機(jī)部分的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖1示出了一個(gè)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)通信系統(tǒng)的方框圖。在以下的說(shuō)明中，假設(shè)在圖1的用戶1和用戶2之間已經(jīng)建立了一個(gè)通信通路。用戶1的通信設(shè)備包括數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)10、代表語(yǔ)音設(shè)備的電話機(jī)20以及語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)(SVD)調(diào)制解調(diào)設(shè)備100。SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100接收要傳輸給SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300的兩種形式的信號(hào)，一種是來(lái)自DTE10的數(shù)據(jù)信號(hào)，另一種是來(lái)自電話機(jī)20的語(yǔ)音信號(hào)。SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100將數(shù)據(jù)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)加以編碼，得到一個(gè)組合的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)本地回路101、公用電話交換網(wǎng)(PSTN)200和本地回路301傳輸給SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300。除了本發(fā)明的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)外，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的基本工作情況在以上提到的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/076505“模擬、數(shù)字同時(shí)通信”中有所說(shuō)明，該專利在此列作參考專利。SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300接收到SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100發(fā)送的組合的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)后，將數(shù)據(jù)信號(hào)送至DTE30，將語(yǔ)音信號(hào)送至電話機(jī)40。數(shù)據(jù)和語(yǔ)音反向傳輸(即從SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300至SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100)的情況與上述相同。因此在以下的說(shuō)明中只對(duì)SVD調(diào)制解調(diào)調(diào)設(shè)備100加以說(shuō)明，當(dāng)然，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300也是一樣采用了本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想的。
圖2示出了在SVD信號(hào)內(nèi)含有一個(gè)副信道的傳輸格式。這個(gè)SVD副信道不僅可以在圖1所示的SVD遠(yuǎn)端之間傳輸輔助信息，還可以使語(yǔ)音信號(hào)能在SVD數(shù)據(jù)連接的整個(gè)帶寬上進(jìn)行發(fā)送。由圖2可見(jiàn)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)送的信息以一個(gè)幀，或是“符號(hào)塊”的形式提供，例如包含在符號(hào)塊405內(nèi)。作為這個(gè)例子來(lái)說(shuō)，一個(gè)符號(hào)塊有70個(gè)符號(hào)，在每個(gè)符號(hào)塊內(nèi)相繼的各符號(hào)分別標(biāo)為S1，S2，S3，…，S70。
每個(gè)符號(hào)塊再劃分為一個(gè)數(shù)據(jù)段(如數(shù)據(jù)段406)和一個(gè)控制段(如控制段407)。作為例子，假設(shè)數(shù)據(jù)段內(nèi)的符號(hào)組為S1至S56。這些符號(hào)是“數(shù)據(jù)符號(hào)”，始終都是傳送DTE數(shù)據(jù)的。就下面進(jìn)行的討論來(lái)說(shuō)，符號(hào)率定為3000符號(hào)/秒，當(dāng)然也可以采用其他符號(hào)率，如2800符號(hào)/秒。在符號(hào)率為3000符號(hào)/秒的情況下，一個(gè)符號(hào)塊的平均數(shù)據(jù)符號(hào)率為(56/70)×3000＝2400符號(hào)/秒。因此，如果每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)有6個(gè)數(shù)據(jù)位，則總的數(shù)據(jù)率為14400位/秒。假設(shè)這個(gè)數(shù)據(jù)率高到足以滿足用戶要求，這樣余下的SVD數(shù)據(jù)連接帶寬可以分配給提供副信道的控制段。
作為控制段的那些剩下的符號(hào)，即S57至S70，是“控制符號(hào)”。通常，這些控制符號(hào)不傳送DTE數(shù)據(jù)，而傳送控制信息。每個(gè)控制符號(hào)表示了幾個(gè)“控制位”。控制符號(hào)的編碼、量化與DTE數(shù)據(jù)符號(hào)相同，例如使用同一個(gè)信號(hào)空間?？刂品?hào)提供了在SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間傳送輔助信息的副通道。雖然數(shù)據(jù)符號(hào)表示用戶數(shù)據(jù)而控制符號(hào)表示控制信息，但數(shù)據(jù)符號(hào)和控制符號(hào)都可以也傳送模擬數(shù)據(jù)，在本例中，模擬數(shù)據(jù)為電話機(jī)20加到SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100上的語(yǔ)音信號(hào)，這在下面還要進(jìn)行說(shuō)明。結(jié)果，副信道就是語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸?shù)囊徊糠帧?br> 值得注意的是，如果使用的符號(hào)率較低，例如為2800符號(hào)/秒，那么數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度和控制段的長(zhǎng)度都要改變。例如，如果在每個(gè)符號(hào)塊長(zhǎng)度固定為70個(gè)符號(hào)的情況下要保持平均符號(hào)率為2400符號(hào)/秒，則一個(gè)以2800符號(hào)/秒傳輸?shù)姆?hào)塊的數(shù)據(jù)段有60個(gè)符號(hào)，而控制段有10個(gè)符號(hào)。
雖然控制段的符號(hào)可以表示各種信息，但在這個(gè)實(shí)例中控制信息再劃分成如圖3所示，表示模擬參數(shù)信息、一個(gè)狀態(tài)標(biāo)識(shí)符、二級(jí)數(shù)據(jù)和一個(gè)總體字段?？捎脕?lái)表示模擬參數(shù)信息的位數(shù)取決于符號(hào)塊的“狀態(tài)”和每個(gè)控制符號(hào)的位數(shù)(下面將進(jìn)行說(shuō)明)。
一個(gè)符號(hào)塊的“狀態(tài)”由前一個(gè)符號(hào)塊的“狀態(tài)標(biāo)識(shí)字段”的值表示。例如，圖2符號(hào)塊410的狀態(tài)由它的前一個(gè)符號(hào)塊405的狀態(tài)標(biāo)識(shí)字段的值確定。本例中各符號(hào)塊的狀態(tài)限制為兩個(gè)，“僅數(shù)據(jù)”或“數(shù)據(jù)和模擬”。因此，狀態(tài)標(biāo)識(shí)字段就很方便地用一位來(lái)表示，在圖3中示為控制位14。值為“1”表示“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，而值為“0”則表示“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。
SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100默認(rèn)“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)例如在一開(kāi)機(jī)就將狀態(tài)預(yù)置為“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，在以后與SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300建立的各數(shù)據(jù)連接中都將狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位初置為表示“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。圖4例示了多個(gè)在SVD調(diào)制解調(diào)終端之間發(fā)送信息的信號(hào)空間。雖然數(shù)據(jù)符號(hào)表示用戶數(shù)據(jù)而控制符號(hào)表示控制信息，然而無(wú)論數(shù)據(jù)符號(hào)還是控制符號(hào)都是從同一個(gè)信號(hào)空間選取的。在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，所示的這5個(gè)信號(hào)空間都能用于在SVD終端之間發(fā)送信息。圖4的點(diǎn)陣(constellation)“A”示出了一個(gè)每個(gè)符號(hào)表示兩個(gè)信息位的信號(hào)空間。類似，點(diǎn)陣“E”示出了一個(gè)每個(gè)符號(hào)表示6個(gè)信息位的信號(hào)空間。如果條件許可，最好用圖4的點(diǎn)陣E，因?yàn)檫@樣可以在SVD終端之間以最高的傳輸位率進(jìn)行傳輸。
只是在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)才在SVD終端之間有語(yǔ)音傳輸。如上所述，在同時(shí)發(fā)送語(yǔ)音和數(shù)據(jù)時(shí)，在語(yǔ)音傳輸質(zhì)量與符號(hào)點(diǎn)陣大小之間就要進(jìn)行折衷。例如，如果在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)采用圖4的點(diǎn)陣E，則這種頗高的符號(hào)密度降低了疊加在從這個(gè)點(diǎn)陣選取的各符號(hào)上的語(yǔ)音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，結(jié)果損害了語(yǔ)音的質(zhì)量。因此，在語(yǔ)音傳輸期間希望選用點(diǎn)陣A，因?yàn)辄c(diǎn)陣A的符號(hào)較少。這樣可以使語(yǔ)音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較大，從而改善了語(yǔ)音信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
圖5例示了一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的用于SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的“語(yǔ)音啟動(dòng)的”改變數(shù)據(jù)率的方法。在開(kāi)機(jī)或每次數(shù)據(jù)連接開(kāi)始時(shí)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100在步610進(jìn)入“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。在步615，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100與“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信號(hào)空間，也就是在SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間商定的最高數(shù)據(jù)率。SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100在步620監(jiān)視電話機(jī)20，檢查電話機(jī)20是否已經(jīng)“摘機(jī)”而處于有效狀態(tài)。如果用戶1還沒(méi)有“摘機(jī)”，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100就返回步610，保持在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。然而，當(dāng)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100檢測(cè)到用戶1已經(jīng)取起電話機(jī)20而摘機(jī)時(shí)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100假定需要進(jìn)行語(yǔ)音通信，從而轉(zhuǎn)換到“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)。利用副信道就能將這個(gè)信息按現(xiàn)行數(shù)據(jù)信號(hào)空間傳送給遠(yuǎn)端的SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300。在步630，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100改變現(xiàn)行符號(hào)塊(如圖2中的塊405)中的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位，向SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300指示下一個(gè)符號(hào)塊(即塊410)將是處在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)。符號(hào)塊405發(fā)送一結(jié)束，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100就在步640轉(zhuǎn)換到用圖4的點(diǎn)陣A來(lái)傳輸符號(hào)塊410。因此，當(dāng)用戶1取起電話機(jī)20時(shí)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100就自動(dòng)改變位率，以適應(yīng)有語(yǔ)音信號(hào)的狀況。所以，一收到塊405，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300不僅就知道要用哪個(gè)信號(hào)空間對(duì)從塊410進(jìn)入的符號(hào)流進(jìn)行解碼，而且還能推斷電話機(jī)20鉤鍵開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。
切換到“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)后，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100在步650監(jiān)視電話機(jī)20，檢測(cè)用戶1是否已經(jīng)“掛機(jī)”。當(dāng)用戶1“掛機(jī)”放下電話機(jī)20時(shí)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100返回到步610，將下一個(gè)符號(hào)塊的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符設(shè)置回“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，再切換數(shù)據(jù)率，回到在SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間商定的前數(shù)據(jù)率。
由圖3可見(jiàn)，所示的控制段中的控制位數(shù)被固定為28位。然而，一般說(shuō)來(lái)，如果符號(hào)率不變，那么控制段可用的控制位數(shù)就要隨著每個(gè)控制符號(hào)的位數(shù)而改變。例如，在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，可以采用圖4的各種點(diǎn)陣。如果用的是點(diǎn)陣E，則每個(gè)符號(hào)有6位。因此，在任何一個(gè)控制段內(nèi)都有84位可用來(lái)在SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間傳送控制信息。然而，在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100轉(zhuǎn)換到用點(diǎn)陣A，每個(gè)符號(hào)只有2位，也就是說(shuō)具有14個(gè)控制符號(hào)S57至S70的控制段只有28位。因此，在一個(gè)控制段中的位數(shù)實(shí)際上會(huì)隨所選取的信號(hào)空間改變的情況下，在本實(shí)施例中，控制段的位數(shù)由在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)下可利用的控制位數(shù)限定，即為28位。
在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，控制位N1至N13、N15至N22以及N28用來(lái)表示“模擬參數(shù)”信息。與狀態(tài)標(biāo)識(shí)字段類似，這些模擬參數(shù)傳送的是有關(guān)下個(gè)數(shù)據(jù)塊的信息，如在位15至22以及28中的“自適應(yīng)增益”信息。在本例中，在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)的模擬參數(shù)位1至13留作備用。應(yīng)該注意的是，控制段所傳送的信息不必局限于有關(guān)“下一個(gè)”符號(hào)塊的信息。
在一個(gè)“僅數(shù)據(jù)”符號(hào)塊中，“模擬參數(shù)”的傳輸是可任選的。事實(shí)上，在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)減少用來(lái)傳送模擬參數(shù)信息的控制位數(shù)，這樣就可以用控制位N6至N13傳輸二級(jí)數(shù)據(jù)。即使在一個(gè)“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)沒(méi)有“模擬參數(shù)”信息要發(fā)送，也不使用全部控制位來(lái)傳輸二級(jí)數(shù)據(jù)。在上述這種控制位分配情況下，如果符號(hào)率為3000符號(hào)/秒，二級(jí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率為342位/秒。
如上所述，在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)可以使用較高密度的信號(hào)空間，從而在上述控制段中就有比實(shí)際使用的更多的可傳送控制信息的位。然而在圖1所示的SVD通信系統(tǒng)中總有一種利用這些額外的數(shù)據(jù)位的方式，來(lái)減少在檢測(cè)所接收的SVD符號(hào)塊的正確狀態(tài)時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。
如果SVD接收機(jī)在檢測(cè)所接收的符號(hào)塊的正確狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤對(duì)于不同的正確狀態(tài)會(huì)對(duì)用戶有不同的影響。例如，如果所接收的符號(hào)塊的狀態(tài)是“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，而接收機(jī)卻誤認(rèn)為是“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，于是接收機(jī)將以所設(shè)想的錯(cuò)誤判決區(qū)域?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并啟動(dòng)模擬輸出，對(duì)收聽(tīng)者造成一陣數(shù)據(jù)噪音。相反，如果狀態(tài)是“數(shù)據(jù)和模擬”，而接收機(jī)卻誤認(rèn)為是“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，于是接收機(jī)將由于疏忽而沒(méi)有模擬輸出。在這兩種可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況中，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)似乎將符號(hào)塊誤判為處在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)較為可接受一些，因?yàn)橛脩糁皇桥级?tīng)不到聲音而已。然而將符號(hào)塊誤判為處在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)可能會(huì)使用戶更為煩惱，因?yàn)橛脩魰?huì)聽(tīng)到一陣數(shù)據(jù)噪音。因此，看來(lái)使后一種錯(cuò)誤出現(xiàn)的可能性最小會(huì)更好一些。特別是這種錯(cuò)誤出現(xiàn)的可能性隨著數(shù)據(jù)率的增大而增大。
為了減小將“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)錯(cuò)誤地檢測(cè)為“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)的可能性，在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)，每個(gè)控制符號(hào)中以前尚未利用的額外一些位現(xiàn)在用作“冗余的”狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位。具體地說(shuō)，在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)，利用每個(gè)控制符號(hào)中的一個(gè)額外位。這為SVD接收機(jī)提供了額外14個(gè)冗余信息位。圖6簡(jiǎn)明地示出了這種技術(shù)的情況。在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，可以用如圖4所示相應(yīng)信號(hào)空間提供的從4800位/秒至14400位/秒的數(shù)據(jù)率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)控制符號(hào)表示了幾個(gè)位，位數(shù)取決于現(xiàn)行選用的信號(hào)空間。這些位是從b0至b5，如圖6所示。在數(shù)據(jù)率為4800位/秒時(shí)，每個(gè)符號(hào)的位數(shù)最少，只有b0和b1。隨著數(shù)據(jù)率的增大，就有一些額外位可利用。例如在數(shù)據(jù)率為7200位/秒時(shí)，有一位，b2；在數(shù)據(jù)率為14400位/秒時(shí)，增至四位，b2至b5。在例示的這個(gè)實(shí)例中，只利用了一個(gè)額外位，如b2，而在更高數(shù)據(jù)率時(shí)的其他額外位就未加利用。
這14位是在現(xiàn)行符號(hào)塊控制段中發(fā)送的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位的簡(jiǎn)單拷貝。SVD接收機(jī)根據(jù)這14個(gè)冗余位和控制段的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位的服從多數(shù)的表決原則確定下一個(gè)符號(hào)塊的適當(dāng)狀態(tài)。
雖然在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)各控制符號(hào)中都有一個(gè)額外冗余位用來(lái)防止SVD接收機(jī)對(duì)下一個(gè)符號(hào)塊狀態(tài)的錯(cuò)誤判定，但在數(shù)據(jù)率為較低的4800位/秒時(shí)，利用控制段的總體字段，結(jié)合在4800位/秒的空間點(diǎn)陣中所提供的空間分離，為狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位提供充分保護(hù)。
由圖3可見(jiàn)，五個(gè)控制位規(guī)定了總體字段。在本例中，總體字段表示為五個(gè)其他預(yù)定控制位的逆。這些總體性位用來(lái)支持SVD接收機(jī)對(duì)控制段的解碼。五個(gè)控制位14至18由總體字段保護(hù)。這五個(gè)控制位是狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位，用下一個(gè)符號(hào)塊的均衡器鎖定位，以及三個(gè)表示自適應(yīng)增益三個(gè)最高位的位。SVD接收機(jī)通過(guò)有偏表決評(píng)價(jià)這些總體位。例如，如果接收到的自適應(yīng)增益位與相應(yīng)的總體位不一致，則接收機(jī)選用使揚(yáng)聲器音量較小的那個(gè)增益值，因?yàn)閷?duì)于收聽(tīng)者來(lái)說(shuō)音量暫時(shí)減小總要比突然增大容易接受一些。
如圖3所示，總體字體配置在控制段內(nèi)而不是配置在靠控制段的任何一端，這樣可以增大由于定時(shí)偏差而使總體字段出錯(cuò)的概率。SVD接收機(jī)還始終監(jiān)視著多個(gè)符號(hào)塊的總體性錯(cuò)誤的情況，作為信道條件低劣或符號(hào)計(jì)數(shù)器同步喪失(以下將加以說(shuō)明)的指示。無(wú)論出現(xiàn)上述哪一種情況都會(huì)使SVD接收機(jī)與對(duì)方SVD終端進(jìn)行重新訓(xùn)練。
如上所述，防止可能出現(xiàn)錯(cuò)誤地從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)是十分有利的。在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，模擬參數(shù)信息字段中具有語(yǔ)音信號(hào)的增益信息。然而，在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)就不必提供增益信息，因?yàn)楦揪蜎](méi)有語(yǔ)音信號(hào)。因此，可以通過(guò)提供虛增益信息為防止錯(cuò)誤地從“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)轉(zhuǎn)換到“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)提供額外保護(hù)，這樣即使SVD接收機(jī)錯(cuò)誤地轉(zhuǎn)換到“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，而對(duì)用戶造成噪音的數(shù)據(jù)信號(hào)所受到的放大也是非常小的。
下面參照?qǐng)D7說(shuō)明體現(xiàn)本發(fā)明原理的SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的發(fā)射機(jī)102的情況。除了本發(fā)明的創(chuàng)見(jiàn)外，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的各個(gè)組成部分是眾所周知的，這里不再詳述。例如，CPU105是一個(gè)以中心處理單元及存儲(chǔ)程序數(shù)據(jù)的有關(guān)存儲(chǔ)器為基礎(chǔ)構(gòu)成的微處理器。此外，假設(shè)操作數(shù)據(jù)符號(hào)率和在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)的每個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)位數(shù)在初始訓(xùn)練和數(shù)據(jù)率商定過(guò)程期間確定，也由在SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間進(jìn)行的重新訓(xùn)練確定。雖然假設(shè)在通信期內(nèi)符號(hào)率不變，但每個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)位數(shù)還可按各種眾所周知的自動(dòng)數(shù)據(jù)率調(diào)整技術(shù)改變。
電話機(jī)20向語(yǔ)音編碼器130提供語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音編碼器130以每秒1/T個(gè)符號(hào)的預(yù)定符號(hào)率將一個(gè)兩維信號(hào)點(diǎn)的序列加到線131上。每個(gè)兩維信號(hào)點(diǎn)表示一個(gè)相對(duì)一個(gè)信號(hào)空間(未示出)的原點(diǎn)的“語(yǔ)音信號(hào)向量”。此外，通過(guò)線104將具有有關(guān)電話機(jī)20“摘機(jī)”狀況的信息和要傳輸給遠(yuǎn)端SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300的模擬增益信息的信令傳送給CPU105。如前所述，當(dāng)電話機(jī)20的用戶1摘機(jī)或掛機(jī)時(shí)，“摘機(jī)”信號(hào)就通知CPU105，使得SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100能選取相應(yīng)的“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)或“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)。CPU105通過(guò)在線124上發(fā)出的信號(hào)控制量化器和編碼器180選擇適當(dāng)?shù)男盘?hào)空間。
DTE10向數(shù)據(jù)緩沖器125提供數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)緩沖器125將DTE10提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，用于稍后傳送給多路調(diào)制器(MUX)140?？刂凭彌_器120接收在線107和118上的兩個(gè)信號(hào)。線118上的信號(hào)由任何二級(jí)數(shù)據(jù)源60提供。事實(shí)上，二級(jí)數(shù)據(jù)源60就體現(xiàn)了SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100可以在“僅數(shù)據(jù)”模式工作期間在控制段內(nèi)提供額外數(shù)據(jù)帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的能力。雖然為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，二級(jí)數(shù)據(jù)源60示為一個(gè)獨(dú)立的源，但可以就是DTE10。例如，可以將控制緩沖器120接到數(shù)據(jù)緩沖器125上，將這個(gè)額外的數(shù)據(jù)帶寬分配給DTE10。相反，在線107上的信號(hào)表示如圖3中所規(guī)定的模擬參數(shù)信息?？梢杂^察到，雖然本實(shí)施例發(fā)送各種不同的控制信息，但并沒(méi)有要求在控制段發(fā)送對(duì)SVD通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是特殊的任何信息。
SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的狀態(tài)由CPU105通過(guò)線119提供給控制緩沖器120。它表示控制緩沖器120為控制段的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位所用的值。如果SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100處在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，則控制緩沖器120就將模擬參數(shù)信息(如果有的話)與二級(jí)數(shù)據(jù)復(fù)用，提供如圖3所示的“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)的控制段。另一方面，如果SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100處于“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，則控制緩沖器120提供只包含由CPU105通過(guò)線107提供的模擬參數(shù)信息的“數(shù)據(jù)和模擬”控制段?？刂凭彌_器120還產(chǎn)生總體字段，以及對(duì)于適合它的信號(hào)空間在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)產(chǎn)生狀態(tài)標(biāo)識(shí)符拷貝位，以提供前面所述的冗余度。
發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制MUX140向量化器和編碼器180提供數(shù)據(jù)或控制信息。量化器和編碼器180可以采用任何眾所周知的編碼技術(shù)，如量化、格子編碼等，以1/T的符號(hào)率將符號(hào)序列加到線181上。這些符號(hào)是從圖4所示的其中一個(gè)信號(hào)空間選取的。信號(hào)空間的選擇由CPU105通過(guò)線124控制。
CPU105根據(jù)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間的一個(gè)訓(xùn)練或重新訓(xùn)練的結(jié)果使發(fā)送計(jì)數(shù)器110同步。如在該技術(shù)領(lǐng)域所周知的那樣，數(shù)據(jù)連接的兩個(gè)調(diào)制解調(diào)設(shè)備通常要執(zhí)行一個(gè)信號(hào)交換程序，其中包括一個(gè)使每個(gè)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的均衡器和回波抵消器初始化的訓(xùn)練序列(未示出)。如果失去同步，就需要執(zhí)行重新訓(xùn)練序列。當(dāng)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的接收機(jī)(將在稍后說(shuō)明)指示在一些接連接收到的符號(hào)塊中已經(jīng)出現(xiàn)了過(guò)多的總體字段錯(cuò)誤時(shí)，CPU105就確定同步已經(jīng)喪失。
發(fā)送計(jì)數(shù)器110必需得到同步是因?yàn)榘l(fā)送計(jì)數(shù)器110通過(guò)對(duì)符號(hào)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)成幀一個(gè)個(gè)符號(hào)塊的。如上述和圖2所示，每個(gè)符號(hào)塊包括70個(gè)符號(hào)。因此，發(fā)送計(jì)數(shù)器110進(jìn)行“模70”計(jì)數(shù)。在前56個(gè)符號(hào)周期期間，亦即在數(shù)據(jù)段期間，發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制MUX140向量化器和編碼器180提供數(shù)據(jù)段信息。在后14個(gè)符號(hào)周期期間，亦即在控制段期間，發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制MUX140向量化器和編碼器180提供控制段信息。
加法器135將線131上的各語(yǔ)音信號(hào)向量(如有的話)分別與量化器和編碼器180提供的相應(yīng)符號(hào)相加，向調(diào)制器145提供一個(gè)信號(hào)點(diǎn)流。調(diào)制器145按照眾所周知的正交振幅調(diào)制(QAM)進(jìn)行工作，通過(guò)線146向混合(hybrid)電路115提供一個(gè)發(fā)送信號(hào)，以便通過(guò)PSTN200傳輸給SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300。
SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的接收機(jī)103實(shí)現(xiàn)與上述發(fā)射機(jī)102互補(bǔ)的各種功能，其方框圖如圖8所示。接收機(jī)103和發(fā)射機(jī)102中的共用器件具有相同的標(biāo)號(hào)，如CPU105，混合電路115等?；旌想娐?15通過(guò)PSTN200接收由SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300發(fā)來(lái)的發(fā)送信號(hào)，將接收到的這個(gè)信號(hào)加到解調(diào)器150上。解調(diào)器150向解碼器190提供一個(gè)接收到的信號(hào)點(diǎn)序列。解碼器190執(zhí)行發(fā)射機(jī)102的量化器和編碼器180的逆功能，每個(gè)符號(hào)周期向多路分離器(DEMUX)155提供一個(gè)攜有信息的信號(hào)。接收計(jì)數(shù)器175通過(guò)線177控制DEMUX155。在進(jìn)行了上述的訓(xùn)練或重新訓(xùn)練后，CPU105使接收計(jì)數(shù)器175復(fù)位，開(kāi)始模70計(jì)數(shù)。接收計(jì)數(shù)器175控制DEMUX155將前56個(gè)符號(hào)周期的信息通過(guò)線11送給DTE10，而將后14個(gè)符號(hào)周期的信息通過(guò)線157送給控制器165。接收機(jī)計(jì)數(shù)器175不斷重復(fù)地這樣對(duì)接收到的信息流進(jìn)行分離操作，直至被CPU105復(fù)位。
如上所述，每個(gè)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備開(kāi)始都是處在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。因此，接收機(jī)103假設(shè)接收到的第一個(gè)符號(hào)塊是處在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)。然后根據(jù)這一第一個(gè)符號(hào)塊的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符字段確定下一個(gè)符號(hào)塊的狀態(tài)，反復(fù)如此。
控制器165向CPU105通過(guò)線167提供狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位的值、通過(guò)線169提供模擬參數(shù)信息和通過(guò)線159提供總體字段是否有錯(cuò)誤的指示符?？刂平獯a器165在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)對(duì)所有的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符拷貝位執(zhí)行服從多數(shù)的表決，如前面所述。此外，控制解碼器165還對(duì)總體字段各位進(jìn)行處理(如前所述)和通過(guò)線168提供二級(jí)數(shù)據(jù)。
根據(jù)控制解碼器165提供的信息，CPU105執(zhí)行一系列操作。首先，根據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)符信息的值，CPU105通過(guò)線109向解碼器190指示對(duì)下一個(gè)符號(hào)塊解碼所用的信號(hào)空間。這使接收機(jī)103可以正確地對(duì)接收到的信號(hào)點(diǎn)序列進(jìn)行分離和解碼。其次，CPU105根據(jù)模擬參數(shù)信息通過(guò)線172調(diào)整各模擬設(shè)置。在本實(shí)施例中，模擬參數(shù)信息僅提供給語(yǔ)音解碼器170使用。這使接收機(jī)103可以很方便地修改語(yǔ)音信號(hào)的增益設(shè)置和其他參數(shù)(如有的話)。最后，CPU105根據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)積累的總體字段錯(cuò)誤數(shù)的統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生重新訓(xùn)練序列。當(dāng)發(fā)生重新訓(xùn)練時(shí)，CPU105將接收計(jì)數(shù)器175復(fù)位。應(yīng)該注意的是，CPU105如果接收到解調(diào)器150通過(guò)線152發(fā)來(lái)的檢測(cè)到遠(yuǎn)端SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)出的一個(gè)訓(xùn)練或重新訓(xùn)練序列的信息，也將接收計(jì)數(shù)器175復(fù)位。
語(yǔ)音解碼器170在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)期間向電話機(jī)20提供語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音解碼器170由CPU105通過(guò)線171啟動(dòng)，在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)期間被啟動(dòng)。線171上的信號(hào)還啟動(dòng)振鈴195，警告用戶有一個(gè)入站呼叫。雖然器件195在這里所示的是一個(gè)振鈴，當(dāng)然也可以用其他提醒用戶語(yǔ)音呼叫已經(jīng)到達(dá)的警報(bào)裝置，如發(fā)出聲音的揚(yáng)聲器(未示出)等。接收計(jì)數(shù)器175通過(guò)線176向語(yǔ)音解碼器170提供同步信號(hào)，以便從通過(guò)線151傳來(lái)的接收到的信號(hào)點(diǎn)序列中準(zhǔn)確減去接收到的符號(hào)。接收到的符號(hào)序列由解碼器190通過(guò)線191提供。語(yǔ)音解碼器170具有緩沖功能，以適應(yīng)由于解碼器190在對(duì)接收到的信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行解碼的過(guò)程中所引起的各種延遲。
因此，上述創(chuàng)造性設(shè)計(jì)提供了語(yǔ)音啟動(dòng)的改變數(shù)據(jù)率的方法，數(shù)據(jù)率改變情況可以通過(guò)一個(gè)其中的數(shù)據(jù)符號(hào)和控制符號(hào)都可用來(lái)承載語(yǔ)音信號(hào)的SVD副信道傳達(dá)。圖9和10分別示出了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例。圖9是SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)射機(jī)部分的方框圖，除了數(shù)據(jù)段和控制段分別采用不同的信號(hào)空間外，其他與圖7類似。
DTE10向數(shù)據(jù)編碼器525提供一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)編碼器525提供一個(gè)符號(hào)率為1/T的兩維信號(hào)點(diǎn)的序列。這些兩維信號(hào)點(diǎn)是從圖4所示其中一個(gè)信號(hào)空間(該空間由CPU105通過(guò)線524選擇)選取的。每個(gè)信號(hào)點(diǎn)與一個(gè)相應(yīng)的兩維數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)編碼器525可以采用任何眾所周知的編碼技術(shù)，如量化、格子編碼等，以提供數(shù)據(jù)符號(hào)序列。
控制編碼器520接收在線107和118上的兩個(gè)信號(hào)(如上所述)，向線521提供一個(gè)符號(hào)率為1/T的控制符號(hào)序列?？刂凭幋a器520的工作方式與數(shù)據(jù)編碼器525相同，可以采用任何眾所周知的編碼技術(shù)，如量化、格子編碼等，以提供控制符號(hào)序列。與上述數(shù)據(jù)編碼器525相同，這些兩維符號(hào)是從圖4所示其中一個(gè)信號(hào)空間選取的。這些控制符號(hào)表示了一個(gè)控制段。SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的狀態(tài)由CPU105通過(guò)線119提供。如果SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100處于“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)，則控制編碼器520將模擬參數(shù)信息(如有的話)與二級(jí)數(shù)據(jù)復(fù)用，提供如圖3所示的“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)的控制段。另一方面，如果SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100處于“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)，則控制編碼器520就提供只包括CPU105通過(guò)線107提供的模擬參數(shù)信息的“數(shù)據(jù)和模擬”控制段?？刂凭幋a器520還產(chǎn)生總體字段，和在“僅數(shù)據(jù)”狀態(tài)當(dāng)數(shù)據(jù)率高于4800位秒時(shí)產(chǎn)生狀態(tài)標(biāo)識(shí)符拷貝位，以提供上述冗余度。
進(jìn)行模70計(jì)數(shù)的發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制多路復(fù)用器(MUX)540，使它向線541提供上面提到過(guò)的符號(hào)塊。CPU105根據(jù)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100和300之間的訓(xùn)練或重新訓(xùn)練結(jié)果對(duì)發(fā)送計(jì)數(shù)器110進(jìn)行同步。在前56個(gè)符號(hào)周期(數(shù)據(jù)段)期間，發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制MUX540向加法器135提供來(lái)自數(shù)據(jù)編碼器525的數(shù)據(jù)符號(hào)。在后14個(gè)符號(hào)周期(控制段)期間，發(fā)送計(jì)數(shù)器110控制MUX540向加法器135提供來(lái)自控制編碼器520的控制符號(hào)。由于發(fā)送計(jì)數(shù)器110使MUX540來(lái)回轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù)編碼器525和控制編碼器520，因此這兩個(gè)編碼器都必需包括緩沖器，以便為在另一個(gè)編碼器向MUX540提供符號(hào)期間所積累的各數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)。
加法器135將線131上的各語(yǔ)音信號(hào)向量(如有的話)與MUX540提供的相應(yīng)符號(hào)相加，從而向調(diào)制器145提供一個(gè)信號(hào)點(diǎn)流。調(diào)制器145按照眾所周知的正交振幅調(diào)制(QAM)進(jìn)行工作，通過(guò)線146向混合電路115提供一個(gè)發(fā)送信號(hào)，通過(guò)PSTN200傳輸給SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300。
圖10所示的接收機(jī)503實(shí)現(xiàn)與圖9所示的發(fā)射機(jī)502互補(bǔ)的各種功能?；旌想娐?15接收到由SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300通過(guò)PSTN200發(fā)送的一個(gè)信號(hào)后，將接收到的這個(gè)信號(hào)加到解調(diào)器150上。解調(diào)器150向由接收計(jì)數(shù)器175通過(guò)線177控制的多路分離器(DEMUX)555提供一個(gè)接收到的信號(hào)點(diǎn)序列。在如上所述的訓(xùn)練或重新訓(xùn)練后，CPU105將接收計(jì)數(shù)器175復(fù)位，使它開(kāi)始模70計(jì)數(shù)。接收計(jì)數(shù)器175控制DEMUX555，使得接收到的符號(hào)塊的前56個(gè)接收到的信號(hào)點(diǎn)加到數(shù)據(jù)解碼器560，而后14個(gè)接收到的信號(hào)點(diǎn)加到控制解碼器565。接收計(jì)數(shù)器175不斷重復(fù)地這樣對(duì)接收到的信號(hào)點(diǎn)流進(jìn)行分離操作，直至被CPU105復(fù)位。
控制解碼器565向CPU105通過(guò)線167提供狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位的值、通過(guò)線169提供模擬參數(shù)信息和通過(guò)線159提供總體字段是否有錯(cuò)誤的指示符?？刂平獯a器565在數(shù)據(jù)率高于4800位/秒時(shí)對(duì)所有的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符拷貝位執(zhí)行服從多數(shù)的表決，如前面所述。此外，控制解碼器565還對(duì)總體字段各位進(jìn)行處理(如前所述)，最后通過(guò)線168提供二級(jí)數(shù)據(jù)。
根據(jù)控制解碼器565提供的信息，CPU105執(zhí)行一系列操作。首先，根據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)符信息的值，CPU105通過(guò)線509向數(shù)據(jù)解碼器560和控制解碼器565指示對(duì)下一個(gè)符號(hào)塊解碼所用的信號(hào)空間。這使接收機(jī)503可以正確地對(duì)接收到的信號(hào)點(diǎn)序列進(jìn)行分離和解碼。其次，CPU105根據(jù)模擬參數(shù)信息通過(guò)線172調(diào)整各模擬設(shè)置。最后，CPU105響應(yīng)訓(xùn)練和重新訓(xùn)練事件，將接收計(jì)數(shù)器175復(fù)位。
數(shù)據(jù)解碼器560和控制解碼器565分別執(zhí)行數(shù)據(jù)編碼器525和控制編碼器520的編碼功能的逆功能。語(yǔ)音解碼570在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)期間向電話機(jī)20提供語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音解碼器570由CPU105通過(guò)線171控制，在“數(shù)據(jù)和模擬”狀態(tài)期間被啟動(dòng)。接收計(jì)數(shù)器175通過(guò)線176向語(yǔ)音解碼器570提供同步信號(hào)，以便從通過(guò)線151傳來(lái)的接收到的信號(hào)點(diǎn)序列中準(zhǔn)確減去接收到的符號(hào)。語(yǔ)音解碼器570具有緩沖功能，以適應(yīng)由于數(shù)據(jù)解碼器560和控制解碼器565在對(duì)接收到的符號(hào)進(jìn)行解碼的過(guò)程中所引起的各種延遲。
SVD符號(hào)塊可以傳送同步數(shù)據(jù)流，也可以傳送異步數(shù)據(jù)流。然而，使用SVD符號(hào)塊還能發(fā)送“原始”異步數(shù)據(jù)(下面將予定義)而不需發(fā)送數(shù)據(jù)的起始位和終止位。在從DTE接收到一個(gè)字符后，除去起始位和終止位，在將這個(gè)字符送到DTE前在通信線路的另一端加以恢復(fù)。SVD塊編碼提供的幀結(jié)構(gòu)維護(hù)了字符界限，使得這些界限能在鏈路的接收端正確恢復(fù)。這種能發(fā)送不帶起始位和終止位的異步格式化數(shù)據(jù)的性能顯著地改善了總的系統(tǒng)響應(yīng)，有效地將可用數(shù)據(jù)帶寬增加了25％。
術(shù)語(yǔ)“原始”異步數(shù)據(jù)是指調(diào)制解調(diào)設(shè)備配置成不利用本身所具有的誤差控制和數(shù)據(jù)壓縮形能的形式。在這種通常稱為“緩沖模式”的模式，從DTE接收到的字符逐位發(fā)送給另一個(gè)調(diào)制解調(diào)設(shè)備。由于信息流的控制機(jī)制仍然可用，雖然在DTE和調(diào)制解調(diào)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)率可以與PSTN線上所采用的數(shù)據(jù)率不同，但這兩上數(shù)據(jù)流的內(nèi)容是相同的。
在本實(shí)施例中，這種原始數(shù)據(jù)模式由CPU105響應(yīng)DTE10提供“緩沖模式”命令而啟動(dòng)。如在該技術(shù)領(lǐng)域中所知的那樣，象DFTE10這樣的數(shù)據(jù)終端設(shè)備能在一個(gè)調(diào)制解調(diào)設(shè)備(如SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100)中通過(guò)使這個(gè)調(diào)制解調(diào)設(shè)備處于“命令模式”構(gòu)成或控制各種可選形式。在命令工作模式期間，調(diào)制解調(diào)設(shè)備將數(shù)據(jù)終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)解釋成給它的指令。調(diào)制解調(diào)設(shè)備的用戶可以有幾種方式進(jìn)入命令模式，例如調(diào)制解調(diào)設(shè)備一開(kāi)機(jī)就進(jìn)入命令模式，或者通過(guò)向調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)送諸如在“AT命令集”中規(guī)定的“＋＋＋”那樣的一個(gè)預(yù)定符號(hào)序列進(jìn)入命令模式。作為本說(shuō)明而言，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100提供了一種與“AT命令集”類似的命令模式。
回到圖7，在接收到緩沖制解調(diào)命令后，SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備100的CPU105不僅向數(shù)據(jù)緩沖器125提供現(xiàn)行的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符，還通過(guò)線123向數(shù)據(jù)緩沖器125提供一個(gè)信號(hào)，命令從DTE10提供的所有數(shù)據(jù)中除去各起始位和終止位。然后，利用模擬參數(shù)字段中的一位來(lái)標(biāo)識(shí)這個(gè)原始數(shù)據(jù)模式，明確下一個(gè)數(shù)據(jù)段所包含的是原始數(shù)據(jù)。這樣，接收SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備300在檢測(cè)到模擬參數(shù)字段中的這個(gè)信息后，控制DEMUX155，使它在將數(shù)據(jù)送到DTE10前通過(guò)加上起始位和終止位恢復(fù)各數(shù)據(jù)字節(jié)。
對(duì)于使用來(lái)說(shuō)，這種數(shù)據(jù)傳送方式可以用專為在PSTN線路上高效率傳輸文字信息設(shè)計(jì)的PC應(yīng)用“電報(bào)”程序?qū)崿F(xiàn)。這些程序與調(diào)制解調(diào)設(shè)備必需用異步數(shù)據(jù)格式通信，因?yàn)閭€(gè)人計(jì)算機(jī)并沒(méi)有裝備帶寬效率較高的同步傳輸所要求的接口硬件。
對(duì)于一個(gè)其中的數(shù)據(jù)符號(hào)的個(gè)數(shù)為8的整數(shù)倍的SVD符號(hào)塊來(lái)說(shuō)，不需要額外的幀結(jié)構(gòu)信息，因?yàn)闊o(wú)論每個(gè)符號(hào)有幾個(gè)數(shù)據(jù)位，每一塊總是含有整數(shù)個(gè)從異步字符通過(guò)除去起始位和終止位得到的8位字節(jié)。然而，對(duì)于一個(gè)其中的符號(hào)的個(gè)數(shù)不是8的整數(shù)倍的SVD符號(hào)塊來(lái)說(shuō)，就需要一個(gè)“超幀”結(jié)構(gòu)。這要求在可用的“模擬參數(shù)”位中至少保留一位(或保留這些位的某個(gè)獨(dú)特的模式)，周期性地標(biāo)出超幀的起點(diǎn)。
如上所述，通過(guò)本地電話機(jī)的鉤鍵開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)提供語(yǔ)音啟動(dòng)數(shù)據(jù)率改變的信息。這個(gè)狀態(tài)信息接著就通過(guò)控制段的狀態(tài)標(biāo)識(shí)符位傳送給遠(yuǎn)端的SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備。或者，利用副信道將這個(gè)狀態(tài)信息作為訓(xùn)練或重新訓(xùn)練事件的一個(gè)部分進(jìn)行通信。具體地說(shuō)，當(dāng)一個(gè)本地SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備檢測(cè)到從本地電話機(jī)發(fā)來(lái)的摘機(jī)信號(hào)時(shí)，這個(gè)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備就向遠(yuǎn)端的SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)出一個(gè)重新訓(xùn)練信號(hào)。這個(gè)重新訓(xùn)練信號(hào)包括一個(gè)預(yù)定的位模式，向遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)器表示這次重新訓(xùn)練與通常的重新訓(xùn)練不同，只是由于有語(yǔ)音信號(hào)而需要改變數(shù)據(jù)率而已。
以上只是對(duì)本發(fā)明的原理加以說(shuō)明，顯然，對(duì)于熟悉該技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)可以設(shè)計(jì)出各種雖然在此未直接說(shuō)明但仍體現(xiàn)本發(fā)明的原理和屬于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍的其他結(jié)構(gòu)。
例如，雖然在說(shuō)明中本發(fā)明是用各分立功能模塊(如編碼器，解碼器，發(fā)射機(jī)等)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然而這些模塊中任何一個(gè)或幾個(gè)模塊的功能可以用一個(gè)或幾個(gè)適當(dāng)?shù)某绦蚩刂铺幚砥?如數(shù)字信號(hào)處理器)來(lái)執(zhí)行。
此外，模擬信號(hào)不局限于語(yǔ)音信號(hào)，各種模擬信號(hào)都可以，甚至可以是另一個(gè)攜有數(shù)據(jù)的信號(hào)?？刂贫魏蛿?shù)據(jù)段的次序可以互換。本發(fā)明的獨(dú)創(chuàng)性設(shè)計(jì)可以用于任何N維信號(hào)空間。也可以采用其他技術(shù)根據(jù)SVD調(diào)制解調(diào)設(shè)備的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)男盘?hào)空間，例如檢測(cè)電話機(jī)是否有語(yǔ)音能量輸出等。而且，總體字段也不局限于位反相技術(shù)，可以對(duì)部分控制段或整個(gè)控制段進(jìn)行其他方式的錯(cuò)誤檢測(cè)，如奇偶校驗(yàn)等。最后，雖然圖1所示語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備100是通過(guò)本地回路101與DTE10和電話機(jī)20連接的，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)也可應(yīng)用于其他通信環(huán)境，如蜂窩式通信等。
權(quán)利要求
1.一種改變語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備的數(shù)據(jù)率的方法，其特征是所述方法包括下列各步以一個(gè)第一數(shù)據(jù)率發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)；以及響應(yīng)檢測(cè)到語(yǔ)音信號(hào)從第一數(shù)據(jù)率改變?yōu)榈诙?shù)據(jù)率，其中第二數(shù)據(jù)速率低于第一數(shù)據(jù)速率。
2.權(quán)利要求1提出的方法，其特征是所述方法還包括向一個(gè)遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)器發(fā)送表示是否已經(jīng)檢測(cè)到語(yǔ)音信號(hào)的副信道信息。
3.權(quán)利要求1提出的方法，其特征是所述方法還包括向一個(gè)遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)設(shè)備發(fā)送一個(gè)表示是否已經(jīng)檢測(cè)到語(yǔ)音信號(hào)的重新訓(xùn)練(retraining)信號(hào)。
4.權(quán)利要求1提出的方法，其特征是其中所述改變數(shù)據(jù)率這一步包括對(duì)一個(gè)摘機(jī)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
5.權(quán)利要求4提出的方法，其特征是其中所述摘機(jī)信號(hào)由一個(gè)與所述語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備連接的電話機(jī)提供。
6.一種改變數(shù)據(jù)率的設(shè)備，其特征是所述設(shè)備包括以一個(gè)第一數(shù)據(jù)率發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，所述數(shù)據(jù)信號(hào)由從一個(gè)第一信號(hào)空間選取的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流表示，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)有k位；對(duì)一個(gè)摘機(jī)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的裝置；以及選取一個(gè)第二信號(hào)空間的裝置，其中在第二信號(hào)空間內(nèi)每個(gè)符號(hào)有j位，j＜k，使所述數(shù)據(jù)信號(hào)由從第二信號(hào)空間選取的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流表示。
7.權(quán)利要求6提出的設(shè)備，其特征是所述設(shè)備還包括在檢測(cè)到摘機(jī)信號(hào)后對(duì)一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼以提供一個(gè)信號(hào)點(diǎn)流的裝置；以及將信號(hào)點(diǎn)流疊加在從第二信號(hào)空間選取的數(shù)據(jù)符號(hào)流上以提供一個(gè)數(shù)據(jù)加語(yǔ)音信號(hào)點(diǎn)流的裝置，其中所述發(fā)送裝置發(fā)送數(shù)據(jù)加語(yǔ)音信號(hào)點(diǎn)。
全文摘要
語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備通過(guò)執(zhí)行“語(yǔ)音啟動(dòng)”改變數(shù)據(jù)率的操作可以改善語(yǔ)音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。具體地說(shuō)，當(dāng)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制解調(diào)設(shè)備在檢測(cè)到本地電話機(jī)已摘機(jī)時(shí)選用一個(gè)符號(hào)密度較低的信號(hào)空間，這樣雖然每個(gè)符號(hào)的位數(shù)較少，但可以提供質(zhì)量較高的語(yǔ)音傳輸。
文檔編號(hào)H04L27/34GK1117228SQ9411839
公開(kāi)日1996年2月21日 申請(qǐng)日期1994年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月15日
發(fā)明者約瑟夫·Q·查普曼, 庫(kù)爾特·E·霍姆奎斯特 申請(qǐng)人:美國(guó)電報(bào)電話公司