專利名稱：用于數(shù)字無線通信網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信的帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及語音信道上的數(shù)據(jù)發(fā)射。更具體地說，本發(fā)明涉及在通信網(wǎng)絡(luò) 中經(jīng)由語音編解碼器(帶內(nèi))發(fā)射非語音信息。
背景技術(shù)：
由于固定線電話和無線無線電(wireless radio)的出現(xiàn)，語音的發(fā)射已成為通信 系統(tǒng)中的支柱。通信系統(tǒng)研究和設(shè)計上的進一步已使產(chǎn)業(yè)走向基于數(shù)字的系統(tǒng)。數(shù)字通信 系統(tǒng)的一個益處是通過對待傳送的數(shù)據(jù)實施壓縮來減小所需的發(fā)射帶寬的能力。因此，大 部分研究和開發(fā)已進入壓縮技術(shù)，尤其是在語音編碼領(lǐng)域中。常見的語音壓縮設(shè)備是“聲碼 器”，且也可互換地稱為“語音編解碼器”或“語音編碼器”。聲碼器接收經(jīng)數(shù)字化的語音樣 本，且產(chǎn)出數(shù)據(jù)位的集合(稱為“語音包”)。存在若干標準化聲音編碼算法以支持需要語音 通信的不同數(shù)字通信系統(tǒng)，且事實上，語音支持是當今大多數(shù)通信系統(tǒng)中的最小且基本的 要求。第3代合作伙伴計劃2 (3GPP2)為實例標準化組織，其指定IS-95、CDMA2000 IxRTT (lx 無線電發(fā)射技術(shù))、CDMA2000 EV-DO (演進數(shù)據(jù)優(yōu)化)和CDMA2000 EV-DV (演進數(shù)據(jù)/話 音)通信系統(tǒng)。第3代合作伙伴計劃是另一實例標準化組織，其指定GSM(全球移動通信系 統(tǒng))、UMTS (通用移動電信系統(tǒng))、HSDPA (高速下行鏈路包接入)、HSUPA (高速上行鏈路包接 入)、HSPA+(高速包接入演進)和LTE(長期演進)。VoIP(因特網(wǎng)協(xié)議話音)是用于3GPP 和3GPP2中所界定的通信系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)中的實例協(xié)議。此些通信系統(tǒng)和協(xié)議中所使用 的聲碼器的實例包括ITU-T G. 729(國際電信聯(lián)盟)、AMR(自適應多速率語音編解碼器)和 EVRC (增強型可變速率編解碼器語音服務(wù)選項3、68、70)。信息共享是當今的通信系統(tǒng)的主要目標以支持對瞬時和遍存連接性的需求。當今 的通信系統(tǒng)的用戶傳送語音、視頻、文本消息和其它數(shù)據(jù)以保持連接。正在開發(fā)中的新應用 趨向于在速度上超過網(wǎng)絡(luò)的演進，且可能需要對通信系統(tǒng)調(diào)制方案和協(xié)議進行升級。在一 些遠程地理區(qū)域中，由于缺乏對系統(tǒng)中的高級數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支持，所以僅語音服務(wù) 可能可用?；蛘撸捎诮?jīng)濟原因，用戶可能選擇僅啟用其通信裝置上的語音服務(wù)。在一些國 家中，在通信網(wǎng)絡(luò)中托管公共服務(wù)支持，例如緊急911 (E911)或車載緊急呼叫(e呼叫)。在6這些緊急應用實例中，快速數(shù)據(jù)傳送是優(yōu)先的，但不一定是現(xiàn)實的，尤其是在高級數(shù)據(jù)服務(wù) 在用戶終端處不可用時?，F(xiàn)有技術(shù)已提供了對經(jīng)由語音編解碼器來發(fā)射數(shù)據(jù)的解決方案， 但由于在嘗試用聲碼器編碼非語音信號時引起的編碼低效率，這些方案僅能夠支持低數(shù)據(jù) 速率傳送。大多數(shù)聲碼器所實施的語音壓縮算法利用“合成式分析”技術(shù)來用參數(shù)集模擬人 類聲道。所述參數(shù)集通常包括數(shù)字濾波器系數(shù)、增益和稱為碼簿的所存儲信號(僅舉幾個 例子)的函數(shù)。在聲碼器的編碼器處執(zhí)行對與輸入語音信號特性最接近匹配的參數(shù)的搜 索。接著在聲碼器的解碼器處使用所述參數(shù)來合成對輸入語音的估計。將可供聲碼器編碼 信號的參數(shù)集調(diào)諧到以有聲周期區(qū)段以及具有類噪聲特性的無聲區(qū)段表征的最佳模型語 音。不含有周期或類噪聲特性的信號未由聲碼器有效地編碼，且在一些情況下可能導致經(jīng) 解碼輸出處的嚴重失真。不展現(xiàn)語音特性的信號的實例包括迅速改變的單頻“音調(diào)”信號 或雙音多頻“DTMF”信號。大多數(shù)聲碼器不能高效地且有效地編碼此些信號。經(jīng)由語音編解碼器發(fā)射數(shù)據(jù)通常被稱為“帶內(nèi)”發(fā)射數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)并入到從 語音編解碼器輸出的一個或一個以上語音包中。若干技術(shù)使用在語音頻帶內(nèi)的預定頻率 下的音調(diào)來表示所述數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)中所使用的聲碼器，使用預定頻率音調(diào)來經(jīng)由語音編 解碼器傳送數(shù)據(jù)(尤其是在較高數(shù)據(jù)速率下)是不可靠的。聲碼器經(jīng)設(shè)計以使用有限數(shù)目 個參數(shù)來模擬語音信號。所述有限參數(shù)不足以有效地模擬音調(diào)信號。聲碼器模擬音調(diào)的能 力在試圖通過快速改變音調(diào)而增加發(fā)射數(shù)據(jù)速率時進一步降級。這影響檢測準確性且導致 需要添加復雜的方案來使數(shù)據(jù)誤差減到最小(這又一進一步降低通信系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)速 率)。因此，出現(xiàn)了對在通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)由語音編解碼器高效地且有效地發(fā)射數(shù)據(jù)的需要。因此，提供一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)由語音編解碼器發(fā)射和接收信息的經(jīng)改進系 統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本文中所揭示的實施例通過使用帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器來經(jīng)由語音編解碼器可靠地發(fā) 射和接收非語音信息而解決上述需要。在一個實施例中，一種經(jīng)由語音編解碼器發(fā)送非語音信息的方法包含處理多個 輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈沖信號；整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第 一脈沖信號；以及用語音編解碼器來編碼所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號。在另一實施例中，一種設(shè)備包含處理器，其經(jīng)配置以處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn) 出多個第一脈沖信號；整形器，其經(jīng)配置以整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形 第一脈沖信號；以及語音編解碼器，其經(jīng)配置以編碼所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號以產(chǎn)出 語音包。在另一實施例中，一種設(shè)備包含用于處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈 沖信號的裝置；用于整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第一脈沖信號的裝置； 以及用于用語音編解碼器來編碼所述經(jīng)整形第一脈沖信號的裝置。在另一實施例中，一種經(jīng)由語音編解碼器來使非語音幀同步的方法包含產(chǎn)生具 有類噪聲特性且對于語音幀錯誤穩(wěn)健的預定序列；以及經(jīng)由語音編解碼器發(fā)送所述預定序 列。
在另一實施例中，一種設(shè)備包含產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以產(chǎn)生具有類噪聲特性且對于 語音幀錯誤穩(wěn)健的預定序列；以及語音編解碼器，其經(jīng)配置以處理所述預定序列以產(chǎn)出語 音包。在另一實施例中，一種設(shè)備包含用于產(chǎn)生具有類噪聲特性且對于語音幀錯誤穩(wěn) 健的預定序列的裝置；以及用于經(jīng)由語音編解碼器發(fā)送所述預定序列的裝置。在另一實施例中，一種獲得嵌入于聲碼器包中的非語音數(shù)據(jù)的方法包含接收且 解碼所述聲碼器包；對所述經(jīng)解碼的聲碼器包進行濾波，直到檢測到同步信號為止；基于 所述同步信號計算時序偏移；以及基于所述時序偏移提取嵌入于所述經(jīng)解碼的聲碼器包中 的非語音數(shù)據(jù)。在另一實施例中，一種設(shè)備包含接收器，其經(jīng)配置以接收且解碼聲碼器包；濾波 器，其經(jīng)配置以對所述經(jīng)解碼的聲碼器包進行濾波，直到檢測到同步信號為止；計算器，其 經(jīng)配置以基于所述同步信號計算時序偏移；以及提取器，其經(jīng)配置以基于所述時序偏移提 取嵌入于所述經(jīng)解碼的聲碼器包中的非語音數(shù)據(jù)。在另一實施例中，一種設(shè)備包含用于接收且解碼聲碼器包的裝置；用于對所述 經(jīng)解碼的聲碼器包進行濾波直到檢測到同步信號為止的裝置；用于基于所述同步信號計算 時序偏移的裝置；以及用于基于所述時序偏移提取嵌入于所述經(jīng)解碼的聲碼器包中的非語 音數(shù)據(jù)的裝置。在另一實施例中，一種在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從目的地終端控制源終端發(fā)射的方法包 含從目的地終端發(fā)射開始信號；在檢測到第一所接收信號后即中斷開始信號的發(fā)射；從 所述目的地終端發(fā)射NACK信號；在檢測到成功接收的源終端數(shù)據(jù)消息后即中斷NACK信號 的發(fā)射；從所述目的地終端發(fā)射ACK信號；以及在已發(fā)射預定數(shù)目個ACK信號之后中斷ACK 信號的發(fā)射。在另一實施例中，一種設(shè)備包含處理器、與所述處理器電子通信的存儲器、存儲在 所述存儲器中的指令，所述指令能夠執(zhí)行以下步驟從目的地終端發(fā)射開始信號；在檢測 到第一所接收信號后即中斷開始信號的發(fā)射；從所述目的地終端發(fā)射NACK信號；在檢測到 成功接收的源終端數(shù)據(jù)消息后即中斷NACK信號的發(fā)射；從所述目的地終端發(fā)射ACK信號； 以及在已發(fā)射預定數(shù)目個ACK信號之后中斷ACK信號的發(fā)射。在另一實施例中，一種用于在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從目的地終端控制源終端發(fā)射的設(shè) 備包含用于從目的地終端發(fā)射開始信號的裝置；用于在檢測到第一所接收信號后即中斷 開始信號的發(fā)射的裝置；用于從所述目的地終端發(fā)射NACK信號的裝置；用于在檢測到成功 接收的源終端數(shù)據(jù)消息后即中斷NACK信號的發(fā)射的裝置；用于從所述目的地終端發(fā)射ACK 信號的裝置；以及用于在已發(fā)射預定數(shù)目個ACK信號之后中斷ACK信號的發(fā)射的裝置。在另一實施例中，一種在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從源終端控制源終端發(fā)射的方法包含 檢測所述源終端處的請求信號；在檢測到所述請求信號后即從所述源終端發(fā)射同步信號； 使用第一調(diào)制方案從所述源終端發(fā)射用戶數(shù)據(jù)區(qū)段；以及在檢測到第一所接收信號后即中 斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射。在另一實施例中，一種設(shè)備包含處理器、與所述處理器電子通信的存儲器、存儲在 所述存儲器中的指令，所述指令能夠執(zhí)行以下步驟檢測源終端處的請求信號；在檢測到 所述請求信號后即從所述源終端發(fā)射同步信號；使用第一調(diào)制方案從所述源終端發(fā)射用戶8數(shù)據(jù)區(qū)段；以及在檢測到第一所接收信號后即中斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射。在另一實施例中，一種用于在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從源終端控制源終端發(fā)射的設(shè)備包 含用于檢測所述源終端處的請求信號的裝置；用于在檢測到所述請求信號后即從所述源 終端發(fā)射同步信號的裝置；用于使用第一調(diào)制方案從所述源終端發(fā)射用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的裝 置；以及用于在檢測到第一所接收信號后即中斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射的裝置。在另一實施例中，一種在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從目的地終端控制雙向數(shù)據(jù)發(fā)射的方法 包含從所述目的地終端發(fā)射發(fā)送信號；在檢測到第一所接收信號后即中斷發(fā)送信號的發(fā) 射；從所述目的地終端發(fā)射同步信號；使用第一調(diào)制方案從所述目的地終端發(fā)射用戶數(shù)據(jù) 區(qū)段；以及在檢測到第二所接收信號后即中斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射。在另一實施例中，一種設(shè)備包含處理器、與所述處理器電子通信的存儲器、存儲在 所述存儲器中的指令，所述指令能夠執(zhí)行以下步驟從所述目的地終端發(fā)射發(fā)送信號；在 檢測到第一所接收信號后即中斷發(fā)送信號的發(fā)射；從所述目的地終端發(fā)射同步信號；使用 第一調(diào)制方案從所述目的地終端發(fā)射用戶數(shù)據(jù)區(qū)段；以及在檢測到第二所接收信號后即中 斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射。在另一實施例中，一種用于在帶內(nèi)通信系統(tǒng)中從目的地終端控制雙向數(shù)據(jù)發(fā)射的 設(shè)備包含用于從所述目的地終端發(fā)射發(fā)送信號的裝置；用于在檢測到第一所接收信號后 即中斷發(fā)送信號的發(fā)射的裝置；用于從所述目的地終端發(fā)射同步信號的裝置；用于使用第 一調(diào)制方案從所述目的地終端發(fā)射用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的裝置；以及用于在檢測到第二所接收信 號后即中斷用戶數(shù)據(jù)區(qū)段的發(fā)射的裝置。在另一實施例中，一種用于經(jīng)由帶內(nèi)通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從含有車載系統(tǒng)(IVS)的交 通工具傳達到公共安全應答點(PSAP)的系統(tǒng)包含位于所述IVS中的一個或一個以上傳感 器，其用于提供IVS傳感器數(shù)據(jù)；位于所述IVS中的IVS發(fā)射器，其用于發(fā)射所述IVS傳感 器數(shù)據(jù)；位于所述PSAP中的PSAP接收器，其用于接收所述IVS傳感器數(shù)據(jù)；位于所述PSAP 中的PSAP發(fā)射器，其用于發(fā)射PSAP命令數(shù)據(jù)；位于所述IVS中的IVS接收器，其用于接收 所述PSAP命令數(shù)據(jù)；其中所述IVS發(fā)射器包含IVS消息格式化器，其用于格式化所述IVS 傳感器數(shù)據(jù)且產(chǎn)出IVS消息；IVS處理器，其用于處理所述IVS消息且產(chǎn)出多個IVS經(jīng)整形 脈沖信號；IVS語音編碼器，其用于編碼所述IVS經(jīng)整形脈沖信號且產(chǎn)出IVS經(jīng)編碼信號； IVS同步產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生IVS同步信號；以及IVS發(fā)射控制器，其用于發(fā)射IVS同步信 號和IVS消息的序列；其中所述PSAP接收器包含PSAP檢測器，其用于檢測所述IVS同步 信號和產(chǎn)出PSAP同步旗標；PSAP解調(diào)器，其用于解調(diào)所述IVS消息和產(chǎn)出所接收的IVS消 息；其中所述PSAP發(fā)射器包含PSAP消息格式化器，其用于格式化所述PSAP命令數(shù)據(jù)和產(chǎn) 出PSAP命令消息；PSAP處理器，其用于處理所述PSAP命令消息和產(chǎn)出多個PSAP經(jīng)整形脈 沖信號；PSAP語音編碼器，其用于編碼所述PSAP經(jīng)整形脈沖信號和產(chǎn)出PSAP經(jīng)編碼信號； PSAP同步產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生PSAP同步信號；以及PSAP發(fā)射控制器，其用于發(fā)射PSAP同步 信號和PSAP命令消息的序列；其中所述IVS接收器包含IVS檢測器，其用于檢測所述PSAP 同步信號和產(chǎn)出IVS同步旗標；以及IVS解調(diào)器，其用于解調(diào)所述PSAP消息和產(chǎn)出所接收 的PSAP消息。


當結(jié)合附圖考慮時，本文中所描述的實施例的方面和伴隨優(yōu)點將通過參考以下詳 細描述而變得更顯而易見，其中圖1是在無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由語音編解碼器發(fā)射數(shù)據(jù)的源 終端和目的地終端的實施例的圖。圖2是用于帶內(nèi)通信系統(tǒng)中的發(fā)射數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的實施例的圖。圖3A是同步信號產(chǎn)生器的實施例的圖。圖;3B是同步信號產(chǎn)生器的另一實施例的圖。圖3C是同步信號產(chǎn)生器的又一實施例的圖。圖4是同步突發(fā)產(chǎn)生器的實施例的圖。圖5是同步突發(fā)序列的實施例的圖。圖6A是同步報頭序列的實施例的圖。圖6B是具非重疊的參考序列的同步報頭序列的實施例的圖。圖7A是同步報頭相關(guān)輸出的圖表，其中報頭由非重疊的參考序列組成。圖7B是同步報頭相關(guān)輸出的圖表，其中報頭由重疊的參考序列組成。圖8A是同步消息格式的實施例的圖。圖8B是同步消息格式的另一實施例的圖。圖8C是同步消息格式的又一實施例的圖。圖9是發(fā)射數(shù)據(jù)消息格式的實施例的圖。圖10是復合同步與發(fā)射數(shù)據(jù)消息格式的實施例的圖。圖IlA是基于帶內(nèi)脈沖的信號對頻率的功率譜密度的圖表。圖IlB是基于帶內(nèi)音調(diào)的信號對頻率的功率譜密度的圖表。圖12是使用稀疏脈沖的數(shù)據(jù)調(diào)制器的實施例的圖。圖13是稀疏脈沖數(shù)據(jù)符號表示的實施例的圖。圖14A是使用環(huán)繞式技術(shù)的調(diào)制幀內(nèi)的經(jīng)整形脈沖放置的實施例的圖。圖14B是用于此項技術(shù)中的典型實例的調(diào)制幀內(nèi)的經(jīng)整形脈沖放置的實施例的圖。圖15A是同步信號檢測器和接收器控制器的實施例的圖。圖15B是同步信號檢測器和接收器控制器的另一實施例的圖。圖16是同步突發(fā)檢測器的實施例的圖。圖17A是同步報頭檢測器的實施例的圖。圖17B是同步報頭檢測器的另一實施例的圖。圖18a是同步檢測器控制器的實施例的圖。圖18b是同步檢測器控制器的另一實施例的圖。圖19是接收時序調(diào)整器的實施例的圖。圖20是用于帶內(nèi)通信系統(tǒng)中的接收數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的實施例的圖。圖21是車載緊急呼叫系統(tǒng)的實施例的圖。圖22是目的地通信終端中在下行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)請求序列與源通信終端中在 上行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)響應序列的交互的實施例的圖，其中所述交互由所述目的地終端起 始。
圖23A是目的地通信終端中在下行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)請求序列與源通信終端中 在上行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)響應序列的交互的實施例的圖，其中所述交互由所述源終端起 始。圖2 是目的地通信終端中在下行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)請求序列與源通信終端中 在上行鏈路上發(fā)射的數(shù)據(jù)響應序列的交互的另一實施例的圖，其中所述交互由所述源終端 起始。圖24A是在下行鏈路和上行鏈路兩者上發(fā)射的雙向數(shù)據(jù)請求序列與數(shù)據(jù)響應序 列的交互的實施例的圖。圖24B是在下行鏈路和上行鏈路兩者上發(fā)射的雙向數(shù)據(jù)請求序列與數(shù)據(jù)響應序 列的交互的另一實施例的圖。圖25是用戶數(shù)據(jù)包格式的實施例的圖，其中用戶數(shù)據(jù)長度的長度小于發(fā)射包大 小。圖沈是用戶數(shù)據(jù)包格式的實施例的圖，其中用戶數(shù)據(jù)長度的長度大于發(fā)射包大 小。圖27A是發(fā)射數(shù)據(jù)請求序列與發(fā)射數(shù)據(jù)響應序列的交互的實施例的圖，其中用戶 數(shù)據(jù)長度大于發(fā)射包大小。圖27B是發(fā)射數(shù)據(jù)請求序列與發(fā)射數(shù)據(jù)響應序列的交互的另一實施例的圖，其中 用戶數(shù)據(jù)長度大于發(fā)射包大小。圖27C是發(fā)射數(shù)據(jù)請求序列與發(fā)射數(shù)據(jù)響應序列的交互的又一實施例的圖，其中 用戶數(shù)據(jù)長度大于發(fā)射包大小。圖27D是發(fā)射數(shù)據(jù)請求序列與發(fā)射數(shù)據(jù)響應序列的交互的再一實施例的圖，其中 用戶數(shù)據(jù)長度大于發(fā)射包大小。
具體實施例方式圖1展示如可在無線源終端100內(nèi)實施的帶內(nèi)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的實施例。源終端 100經(jīng)由通信信道501和502、網(wǎng)絡(luò)500和通信信道503與目的地終端600通信。合適的 無線通信系統(tǒng)的實例包括根據(jù)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、第三代合作伙伴計劃通用移動電 信系統(tǒng)(3GPP UMTS)、第三代合作伙伴計劃2碼分多址(3GPP2 CDMA)、時分同步碼分多址 (TD-SOTMA)和微波接入全球互通(WiMAX)標準而操作的蜂窩式電話系統(tǒng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員將認識到，本文中所描述的技術(shù)可同樣應用于不涉及無線信道的帶內(nèi)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 通信網(wǎng)絡(luò)500包括路由和/或切換設(shè)備、通信鏈路和適合建立源終端100與目的地終端600 之間的通信鏈路的其它基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的任一組合。舉例來說，通信信道503可不為無線鏈路。源 終端100通常充當話音通信裝置。發(fā)射器發(fā)射基帶200通常經(jīng)由聲碼器路由用戶語音，但也能夠響應于發(fā)源于源終端或通 信網(wǎng)絡(luò)的請求而經(jīng)由所述聲碼器路由非語音數(shù)據(jù)。經(jīng)由聲碼器路由非語音數(shù)據(jù)是有利的， 因為其消除了對源終端在單獨的通信信道上請求和發(fā)射所述數(shù)據(jù)的需要。將非語音數(shù)據(jù)格 式化成消息。將消息數(shù)據(jù)(仍為數(shù)字形式)轉(zhuǎn)換成由經(jīng)整形脈沖組成的類噪聲信號。將消 息數(shù)據(jù)信息建置到所述類噪聲信號的脈沖位置中。通過聲碼器來編碼所述類噪聲信號。聲11碼器并不取決于輸入為用戶語音還是非語音數(shù)據(jù)而不同地配置，因此將消息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可 由分配給聲碼器的發(fā)射參數(shù)集有效地編碼的信號是有利的。在通信鏈路上在帶內(nèi)發(fā)射經(jīng)編 碼的類噪聲信號。因為所發(fā)射的信息被建置在類噪聲信號的脈沖位置中，所以可靠檢測取 決于脈沖相對于語音編解碼器幀邊界的時序的恢復。為了輔助接收器檢測帶內(nèi)發(fā)射，在消 息數(shù)據(jù)的發(fā)射之前，聲碼器產(chǎn)生且編碼預定同步信號。發(fā)射同步、控制和消息的協(xié)議序列， 以確保非語音數(shù)據(jù)在接收器處的可靠檢測和解調(diào)。參考發(fā)射基帶200，信號輸入音頻S210被輸入到麥克風和音頻輸入處理器215，且 經(jīng)由多路復用器220傳送到聲碼器編碼器270中(在其中產(chǎn)生經(jīng)壓縮的有聲包)。合適的 音頻輸入處理器通常包括用以將輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路；以及用以整形所述數(shù) 字信號的信號調(diào)節(jié)器(例如，低通濾波器)。合適聲碼器的實例包括由以下參考標準描述 的聲碼器GSM-FR、GSM-HR、GSM-EFR、EVRC, EVRC-B, SMV, QCELP13K、IS-54、AMR、G. 723. 1、 G. 728、G. 729、G. 729. 1、G. 729a、G. 718、G. 722. 1、AMR-WB、EVRC_WB、VMR-WB。聲碼器編碼器 270將話音包供應到發(fā)射器295和天線四6，且所述話音包是在通信信道501上發(fā)射。可由源終端起始對數(shù)據(jù)發(fā)射的請求，或經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)起始對數(shù)據(jù)發(fā)射的請求。數(shù) 據(jù)發(fā)射請求S215停用經(jīng)由多路復用器220的話音路徑且啟用發(fā)射數(shù)據(jù)路徑。輸入數(shù)據(jù)S200 由數(shù)據(jù)消息格式化器210預處理，且作為Tx消息S220輸出到Tx數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器230。輸 入數(shù)據(jù)S200可包括用戶接口(UI)信息、用戶位置/定位信息、時戳、設(shè)備傳感器信息或其 它合適數(shù)據(jù)。合適的數(shù)據(jù)消息格式化器210的實例包括用以計算循環(huán)冗余校驗(CRC)位 且將循環(huán)冗余校驗(CRC)位附加到輸入數(shù)據(jù)、提供重發(fā)緩沖存儲器、實施例如混合自動重 傳請求(HARQ)等錯誤控制編碼且使輸入數(shù)據(jù)交錯的電路。Tx數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器230將Tx消 息S220轉(zhuǎn)換為經(jīng)由多路復用器220路由到聲碼器編碼器270的數(shù)據(jù)信號Tx數(shù)據(jù)S230。一 旦數(shù)據(jù)發(fā)射完成，就可經(jīng)由多路復用器220再啟用話音路徑。圖2是圖1中所示的Tx數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器230的合適實例框圖。三個信號同步輸 出S245、靜音輸出S240和Tx調(diào)制器輸出S235可經(jīng)由多路復用器259在時間上多路復用到 Tx數(shù)據(jù)S230輸出信號上。應認識到，可將信號同步輸出SM5、靜音輸出S240和Tx調(diào)制器 輸出S235的不同次序和組合輸出到Tx數(shù)據(jù)S230上。舉例來說，可先于每一 Tx調(diào)制器輸 出S235數(shù)據(jù)區(qū)段而發(fā)送同步輸出S245?；蛘?，可先于完整的Tx調(diào)制器輸出S235而發(fā)送同 步輸出S245 —次，其中在每一 Tx調(diào)制器輸出S235數(shù)據(jù)區(qū)段之間發(fā)送靜音輸出S240。同步輸出S245是用于建立接收終端處的時序的同步信號。由于數(shù)據(jù)信息被建置 在類噪聲信號的脈沖位置中，所以需要同步信號來為所發(fā)射的帶內(nèi)數(shù)據(jù)建立時序。圖3A展 示圖2中所示的同步產(chǎn)生器240的合適實例框圖。三個信號同步突發(fā)S241、喚醒輸出S236 和同步報頭輸出S242可經(jīng)由多路復用器247在時間上多路復用到同步輸出S245信號上。 應認識到，可將同步突發(fā)S241、喚醒輸出S236和同步報頭輸出S242的不同次序和組合輸出 到同步輸出S245上。舉例來說，圖:3B展示由喚醒輸出S236和同步報頭輸出S242組成的 同步產(chǎn)生器對0，其中可先于每一同步報頭輸出S242而發(fā)送喚醒輸出S236?；蛘撸瑘D3C展 示由同步突發(fā)S241和同步報頭輸出S242組成的同步產(chǎn)生器M0，其中可先于每一同步報頭 輸出S242而發(fā)送同步突發(fā)S241。返回參看圖3A，同步突發(fā)S241用于建立接收器處的粗略時序，且由具有預定取樣 率、序列和持續(xù)時間的至少一個正弦頻率信號組成，且由圖4中所示的同步突發(fā)250產(chǎn)生。正弦頻率1251表示二進制數(shù)據(jù)+1，且頻率2252表示二進制數(shù)據(jù)_1。合適信號的實例包括 話音帶中的恒定頻率正弦曲線，例如用于一個正弦信號的395Hz J40Hz和512Hz，以及用于 另一正弦信號的558Hz、1035Hz和724Hz。同步突發(fā)序列253確定哪一頻率信號經(jīng)由多路 復用器2M而多路復用。調(diào)制到同步突發(fā)上的信息序列應為具有良好自相關(guān)性質(zhì)的信息序 列。合適的同步突發(fā)序列253的實例為圖5中所示的長度為7的巴克碼(Barker code)。 針對每一“ + ”符號，在同步突發(fā)S241上輸出頻率1正弦曲線，且針對每一“_”符號，輸出頻 率2正弦曲線。返回參看圖3A，同步報頭輸出S242用于建立接收器處的精細(基于樣本的)時 序，且由接收器處已知的預定數(shù)據(jù)模式組成。同步報頭輸出S242預定數(shù)據(jù)模式的合適實例 為圖6A中所示的同步報頭序列Ml。通過級聯(lián)偽隨機噪聲(PN)序列M2的若干周期與PN 序列M2的經(jīng)重疊和添加的結(jié)果和PN序列的反相版本244而產(chǎn)生復合報頭序列M5。復 合報頭序列245中的“ + ”符號表示二進制數(shù)據(jù)+1，且“_”符號表示二進制數(shù)據(jù)-1。另一合 適實例將值為零的樣本插入PN序列的數(shù)據(jù)位之間。這在數(shù)據(jù)位之間提供時間距離，以解決 由趨向于使數(shù)據(jù)位的能量在若干位時間間隔上擴展的信道的帶通濾波器特性引起的“拖尾 (smearing) ” 影口向。使用經(jīng)級聯(lián)的PN序列的周期與PN序列的反相版本的重疊區(qū)段的同步報頭的先前 所描述的構(gòu)造提供在減少的發(fā)射時間、改進的相關(guān)性質(zhì)和改進的檢測特性方面的優(yōu)點。所 述優(yōu)點產(chǎn)生對于語音幀發(fā)射錯誤穩(wěn)健的報頭。通過重疊所述PN區(qū)段，所得的復合同步報頭由序列中的較小(與非重疊版本相 比)數(shù)目的位組成，借此減少發(fā)射復合報頭序列245所需的總時間。為了說明重疊的同步報頭的相關(guān)性質(zhì)的改進，圖7A和圖7B展示以下兩者之間的 比較PN序列242與非重疊的復合報頭序列對恥的相關(guān)(圖6B中展示)；以及PN序列242 與重疊的復合同步報頭序列M5的相關(guān)(圖6A中展示)。圖7A展示非重疊的復合同步報 頭序列對恥的主要相關(guān)峰(正峰和負峰兩者)，以及位于所述主要峰之間的次要相關(guān)峰。 負峰1010由PN序列242與非重疊的復合報頭序列對恥的第一反相區(qū)段的相關(guān)產(chǎn)生。正 相關(guān)峰1011、1012、1013由PN序列242與PN序列242的組成非重疊的復合報頭序列245b 的中間部分的三個級聯(lián)區(qū)段的相關(guān)產(chǎn)生。負峰1014由PN序列242與非重疊的復合報頭序 列對恥的第二反相區(qū)段的相關(guān)產(chǎn)生。在圖7A中，次要相關(guān)峰1015(對應于與第一正相關(guān) 峰1011的3個樣本的偏移)展示大約為5的量值(主要峰的量值的1/3)。圖7B展示重疊 的復合同步報頭序列245的若干主要相關(guān)峰(正峰和負峰兩者)，以及在所述主要峰之間的 次要相關(guān)峰。在圖7B中，次要相關(guān)峰1016(對應于與第一正相關(guān)峰1011的3個PN樣本的 偏移)展示大約為3的量值(主要峰的量值的1/5)。當與圖7A中所示的非重疊的次要峰 1015實例相比時，圖7B中所示的重疊的報頭的次要相關(guān)峰1016的較小量值引起報頭主要 相關(guān)峰的較少假檢測。如圖7B中所示，當使PN序列242與復合同步報頭序列245相關(guān)時，產(chǎn)生五個主要 峰。所示模式(1個負峰，3個正峰以及1個負峰)允許基于任何3個檢測到的峰和所述峰 之間的對應時間距離來確定幀時序。3個檢測到的峰與對應時間距離的組合總是唯一的。 表1中展示相關(guān)峰模式的類似描繪，其中針對負峰通過“_”且針對正峰通過“ + ”來參考相 關(guān)峰。使用唯一相關(guān)峰模式的技術(shù)對于帶內(nèi)系統(tǒng)是有利的，因為所述唯一模式補償可能的語音幀損失(例如，由于不良信道條件而導致)。遺失語音幀也可導致遺失相關(guān)峰。通過使 唯一模式的相關(guān)峰隔開預定時間距離，接收器可以可靠地檢測同步報頭，即使具有導致遺 失的相關(guān)峰的遺失語音幀也如此。表2中展示所述模式中的3個檢測到的峰的組合的若干 實例(每實例中遺失2個峰)。表2中的每一條目表示峰的唯一模式和所述峰之間的時間 距離。表2中的實例1展示檢測到的峰3、4和5(峰1和2遺失)，從而產(chǎn)生在每峰之間具 有一個預定距離的模式“++_”。表2中的實例2和3也展示模式“++_”，然而距離不同。實 例2在檢測到的峰2與4之間具有兩個預定距離，而實例3在檢測到的峰3與5之間具有 兩個預定距離。因此，實例1、2和3各表示可從中得出幀時序的唯一模式。應認識到，所述 檢測到的峰可延伸越過幀邊界，但所述唯一模式和預定距離仍適用。
表 權(quán)利要求
1.一種經(jīng)由語音編解碼器發(fā)送非語音信息的方法，其包含 處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈沖信號；整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第一脈沖信號，其中所述多個經(jīng)整形第 一脈沖信號具有頻譜類噪聲特性；以及用語音編解碼器來編碼所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理包含使用脈沖位置調(diào)制來調(diào)制所述多個 輸入數(shù)據(jù)符號，其中所述脈沖位置調(diào)制包含所述多個輸入數(shù)據(jù)符號向調(diào)制幀內(nèi)的多個預定 位置中的一者的第一映射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述整形包含變換所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出 多個經(jīng)整形脈沖樣本，其中所述多個經(jīng)整形脈沖樣本用于形成所述多個經(jīng)整形第一脈沖信 號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中變換包含施加選自由振幅變換、根升余弦變換和 極性變換組成的群組的變換信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中將延伸超出所述調(diào)制幀的結(jié)尾的所述經(jīng)整形脈沖 樣本的尾部部分再定位到所述調(diào)制幀的開頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進一步包含通過將線性預測合成濾波器應用于所述 多個經(jīng)整形脈沖樣本來對所述多個經(jīng)整形脈沖樣本進行濾波。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述脈沖位置調(diào)制進一步包含所述多個輸入數(shù)據(jù) 符號向調(diào)制幀內(nèi)的多個預定位置中的一者的第二映射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進一步包含 接收指示發(fā)射狀態(tài)的指示信號；在所述指示信號指示第一發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第一映射；以及 在所述指示信號指示第二發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第二映射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中通過在所述第一脈沖信號前加上第一識別符信號 來識別所述第一發(fā)射狀態(tài)，且通過在第二脈沖信號前加上第二識別符信號來識別所述第二 發(fā)射狀態(tài)。
10.一種存儲在執(zhí)行時致使計算機實施以下動作的計算機程序的存儲器 處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈沖信號；整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第一脈沖信號，其中所述多個經(jīng)整形第 一脈沖信號具有頻譜類噪聲特性；以及用語音編解碼器來編碼所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號。
11.一種設(shè)備，其包含處理器，其經(jīng)配置以處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈沖信號； 整形器，其經(jīng)配置以整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第一脈沖信號，其 中所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號具有頻譜類噪聲特性；以及語音編解碼器，其經(jīng)配置以編碼所述多個經(jīng)整形第一脈沖信號以產(chǎn)出語音包。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)配置以使用脈沖位置調(diào)制來調(diào)制 所述多個輸入數(shù)據(jù)符號，其中所述脈沖位置調(diào)制包含所述多個輸入數(shù)據(jù)符號向調(diào)制幀內(nèi)的 多個預定位置中的一者的第一映射。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述整形器經(jīng)配置以變換所述多個第一脈沖信 號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形脈沖樣本，其中所述多個經(jīng)整形脈沖樣本用于形成所述多個經(jīng)整形第 一脈沖信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述整形器進一步經(jīng)配置以將延伸超出所述調(diào) 制幀的結(jié)尾的所述經(jīng)整形脈沖樣本的尾部部分再定位到所述調(diào)制幀的開頭。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述整形器進一步經(jīng)配置以通過將線性預測合 成濾波器應用于所述多個經(jīng)整形脈沖樣本來對所述多個經(jīng)整形脈沖樣本進行濾波。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述脈沖位置調(diào)制進一步包含所述多個輸入數(shù) 據(jù)符號向調(diào)制幀內(nèi)的多個預定位置中的一者的第二映射。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述處理器進一步經(jīng)配置以接收指示發(fā)射狀 態(tài)的指示信號；在所述指示信號指示第一發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第一映射；以及在所述指示信號指示第二發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第二映射。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述處理器進一步經(jīng)配置以通過在所述第一脈 沖信號前加上第一識別符信號來識別所述第一發(fā)射狀態(tài)，且通過在第二脈沖信號前加上第 二識別符信號來識別所述第二發(fā)射狀態(tài)。
19.一種設(shè)備，其包含用于處理多個輸入數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)出多個第一脈沖信號的裝置；用于整形所述多個第一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形第一脈沖信號的裝置，其中所述多 個經(jīng)整形第一脈沖信號具有頻譜類噪聲特性；以及用于用語音編解碼器來編碼所述經(jīng)整形第一脈沖信號的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于處理的裝置經(jīng)配置以使用脈沖位置調(diào) 制來調(diào)制所述多個輸入數(shù)據(jù)符號，其中所述脈沖位置調(diào)制包含所述多個輸入數(shù)據(jù)符號向調(diào) 制幀內(nèi)的多個預定位置中的一者的第一映射。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于整形的裝置經(jīng)配置以變換所述多個第 一脈沖信號以產(chǎn)出多個經(jīng)整形脈沖樣本，其中所述多個經(jīng)整形脈沖樣本用于形成所述多個 經(jīng)整形第一脈沖信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述用于整形的裝置進一步經(jīng)配置以將延伸超 出所述調(diào)制幀的結(jié)尾的所述經(jīng)整形脈沖樣本的尾部部分再定位到所述調(diào)制幀的開頭。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述用于整形的裝置進一步經(jīng)配置以通過將線 性預測合成濾波器應用于所述多個經(jīng)整形脈沖樣本來對所述多個經(jīng)整形脈沖樣本進行濾 波。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述脈沖位置調(diào)制包含所述多個輸入數(shù)據(jù)符號 向調(diào)制幀內(nèi)的多個預定位置中的一者的第二映射。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的設(shè)備，其中所述用于處理的裝置進一步經(jīng)配置以接收指示發(fā)射狀態(tài)的指示信號；在所述指示信號指示第一發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第一映射；以及在所述指示信號指示第二發(fā)射狀態(tài)的情況下選擇所述第二映射。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述用于處理的裝置經(jīng)進一步配置以通過在所述第一脈沖信號前加上第一識別符信號來識別所述第一發(fā)射狀態(tài)，且通過在第二脈沖信號 前加上第二識別符信號來識別所述第二發(fā)射狀態(tài)。
27. 一種用于在帶內(nèi)通信系統(tǒng)上將數(shù)據(jù)從含有車載系統(tǒng)(IVS)的交通工具傳達到公共 安全應答點(PSAP)的系統(tǒng)，其包含位于所述IVS中的一個或一個以上傳感器，其用于提供IVS傳感器數(shù)據(jù)； 位于所述IVS中的IVS發(fā)射器，其用于發(fā)射所述IVS傳感器數(shù)據(jù)； 位于所述PSAP中的PSAP接收器，其用于接收所述IVS傳感器數(shù)據(jù)； 位于所述PSAP中的PSAP發(fā)射器，其用于發(fā)射PSAP命令數(shù)據(jù)；以及 位于所述IVS中的IVS接收器，其用于接收所述PSAP命令數(shù)據(jù)； 其中所述IVS發(fā)射器包含IVS消息格式化器，其用于格式化所述IVS傳感器數(shù)據(jù)和產(chǎn)出IVS消息；IVS處理器，其用于處理所述IVS消息和產(chǎn)出多個IVS經(jīng)整形脈沖信號；IVS語音編碼器，其用于編碼所述IVS經(jīng)整形脈沖信號和產(chǎn)出IVS經(jīng)編碼信號；IVS同步產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生IVS同步信號；以及IVS發(fā)射控制器，其用于發(fā)射IVS同步信號和IVS消息的序列；其中所述PSAP接收器包含PSAP檢測器，其用于檢測所述IVS同步信號；PSAP解調(diào)器，其用于解調(diào)所述IVS消息和產(chǎn)出所接收的IVS消息；其中所述PSAP發(fā)射器包含PSAP消息格式化器，其用于格式化所述PSAP命令數(shù)據(jù)和產(chǎn)出PSAP命令消息；PSAP處理器，其用于處理所述PSAP命令消息和產(chǎn)出多個PSAP經(jīng)整形脈沖信號；PSAP語音編碼器，其用于編碼所述PSAP經(jīng)整形脈沖信號和產(chǎn)出PSAP經(jīng)編碼信號；PSAP同步產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生PSAP同步信號；以及PSAP發(fā)射控制器，其用于發(fā)射PSAP同步信號和PSAP命令消息的序列；其中所述IVS接收器包含IVS檢測器，其用于檢測所述PSAP同步信號；IVS解調(diào)器，其用于解調(diào)所述PSAP消息和產(chǎn)出所接收的PSAP消息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于經(jīng)由例如在無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)的語音編解碼器(帶內(nèi))來發(fā)射信息的系統(tǒng)。調(diào)制器基于經(jīng)整形脈沖向調(diào)制幀內(nèi)的預定位置的映射而將數(shù)據(jù)變換成頻譜類噪聲信號，且通過語音編解碼器來高效地編碼所述信號。同步序列提供接收器處的調(diào)制幀時序，且基于對相關(guān)峰模式的分析而檢測所述同步序列。請求/響應協(xié)議依據(jù)通信信道條件而使用消息冗余、重發(fā)和/或穩(wěn)健調(diào)制模式來提供數(shù)據(jù)的可靠傳送。
文檔編號H04L25/03GK102057639SQ200980120943
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者克里斯托夫·A·約藤, 克里斯蒂安·斯格拉加, 克里斯蒂安·皮奇, 格奧爾格·弗蘭克, 沃爾夫?qū)じ裉m索, 馬克·W·沃納, 黃鵬軍 申請人:高通股份有限公司