用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本文公開了用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，所述方法可以包括以這樣的方式調(diào)制模擬信號的幅值或頻率，所述方式包括如果調(diào)制模擬信號的幅值，則將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字位表示為低、中和高水平幅值的周期波形的組合，或者如果調(diào)制模擬信號的頻率，則將數(shù)據(jù)的數(shù)字位表示為低、中和高水平頻率的周期波形的組合。
【專利說明】
用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)據(jù)傳輸。更具體地，本發(fā)明設(shè)及用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 編碼是一種來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)被編碼器轉(zhuǎn)換成被發(fā)送的信號的過程。當(dāng)被發(fā)送的 信號被接收時(shí)，解碼器用來對信號解碼并獲得原始數(shù)據(jù)。
[0003] 有=種類型的編碼(和相應(yīng)的解碼)技術(shù):將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成模擬信號（例如調(diào)制 解調(diào)器），將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成數(shù)字信號（例如有線局域網(wǎng)-LAN) W及將模擬數(shù)據(jù)編碼成數(shù)字 信號(例如編碼譯碼器）。
[0004] 在歷史上，通信系統(tǒng)一開始是基于模擬信號的。模擬信號非常適合發(fā)送語音(例如 電話）。然而，隨著基于數(shù)字信號的計(jì)算機(jī)的使用的增加，在遠(yuǎn)程裝置之間進(jìn)行通信的需要 W及模擬通信基礎(chǔ)設(shè)施（電話網(wǎng)絡(luò))數(shù)字到模擬編碼的可用性被引入W促進(jìn)在模擬網(wǎng)絡(luò)上 傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。為此目的，開發(fā)出在數(shù)字裝置(計(jì)算機(jī))和模擬系統(tǒng)（電話系統(tǒng))之間調(diào)解的 裝置，其被命名為調(diào)制器/解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器）。調(diào)制解調(diào)器接收數(shù)字信號，并將數(shù)字信號 調(diào)制成可W在模擬通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送到目的地的模擬信號，在目的地，另一調(diào)制解調(diào)器將模 擬信號解調(diào)回其原始數(shù)字形式。
[0005] 在模擬傳輸中，發(fā)射器使用載波信號(通常是高頻信號）用作編碼信號的載波。模 擬編碼通常設(shè)及:幅值調(diào)制(M)，其中，載波信號的幅值W特定方式調(diào)制;頻率調(diào)制(FM),其 中，載波信號的頻率W特定方式調(diào)制;相位調(diào)制，其中，載波信號的相位被調(diào)制；W及正交調(diào) 審IJ，其使用兩個(gè)載波信號，將幅值和相位合并，W提高發(fā)射數(shù)據(jù)的容量，而不會增加帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了用于在模擬信號上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法。 所述方法可W包括W W下的方式調(diào)制模擬信號的幅值或頻率，所述方式包括如果調(diào)制模擬 信號的幅值，則將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字位表示為低、中和高水平幅值的周期波形的組合。所述方 法可W包括如果調(diào)制模擬信號的頻率，則將數(shù)據(jù)的數(shù)字位表示為低、中和高水平頻率的周 期波形的組合。
[0007] 根據(jù)一些實(shí)施例，"r可W表示在第一方向上幅值或頻率水平的變化，而"0"可W 表示在與第一方向相反的第二方向上幅值或頻率水平的變化。
[000引在一些實(shí)施例中，所述方法還可W包括轉(zhuǎn)碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，運(yùn)包括將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的每一 位轉(zhuǎn)換成兩位。轉(zhuǎn)碼可W包括將"0"轉(zhuǎn)換成"or，將"r轉(zhuǎn)換成"10"。
[0009] 所述方法還可W包括將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)排列成包，每個(gè)包包括有效載荷和FEC信息。在一 些實(shí)施例中，所述方法還可W包括將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)排列成包，并將同步前同步碼添加到每一包 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0010] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述方法可W包括W唯一不同的調(diào)制模式表示前同步 碼。在一些實(shí)施例中，唯一不同的調(diào)制模式可W包括與低、中和高水平的幅值明顯不同幅值 或者與低、中和高水平的頻率明顯不同的頻率的表示符號。在一些實(shí)施例中，唯一不同的調(diào) 制模式可W包括不可能出現(xiàn)在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的表示中的位序列。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法還可W包括將調(diào)制的模擬信號解調(diào)制W提取 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，還提供了一種用于恢復(fù)在模擬信號上傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 的方法，模擬信號的頻率或幅值是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例調(diào)制的。所述恢復(fù)方法可W包括將 調(diào)制的模擬信號解調(diào)制，W提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0013] 在一些實(shí)施例中，所述恢復(fù)方法還可W包括分析并修復(fù)提取數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在一 些實(shí)施例中，所述恢復(fù)方法可W包括使用前向觀察窗函數(shù)識別并對錯(cuò)誤分類。在一些實(shí)施 例中，所述恢復(fù)方法還可W包括推測提取數(shù)據(jù)包中丟失或出錯(cuò)的位內(nèi)容，相應(yīng)地修復(fù)包，并 執(zhí)行修復(fù)包的有效性檢查。在一些實(shí)施例中，有效性檢查是基于FEC信息的。
[0014] 根據(jù)一些實(shí)施例，所述恢復(fù)方法可W包括估計(jì)信道隨時(shí)間變化對接收信號的不同 頻率的響應(yīng)，并基于估計(jì)的信道響應(yīng)使用濾波器過濾調(diào)制的模擬信號W補(bǔ)償崎變。
[0015] 在一些實(shí)施例中，所述方法可W包括接收調(diào)制的已知參考序列，生成已知的參考 序列的預(yù)測調(diào)制，進(jìn)行接收的調(diào)制已知參考序列與預(yù)測調(diào)制的比較，并基于比較結(jié)果更新 濾波器的特征。
[0016] 在一些實(shí)施例中，所述方法可W包括確定成功接收調(diào)制數(shù)據(jù)的恢復(fù)包或其一部 分，重新調(diào)制恢復(fù)包或其一部分，執(zhí)行恢復(fù)包與重新調(diào)制的恢復(fù)包的比較，并基于比較結(jié)果 更新濾波器的特征。
[0017] 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供調(diào)制器、解調(diào)器和調(diào)制解調(diào)器-他們都被配置成執(zhí)行根 據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方法。
[0018] 根據(jù)一些實(shí)施例，還提供一種用于執(zhí)行第一裝置和第二裝置之間的安全交易的交 易方法，第一裝置和第二裝置中的至少一個(gè)是移動通信裝置。所述方法可W包括在第一裝 置和第二裝置之間或第一或第二裝置中的任一個(gè)和服務(wù)器之間傳送與交易有關(guān)的認(rèn)證信 息。交易方法可W包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信方法。
[0019] 在一些實(shí)施例中，所述交易方法可W包括使用雙向通信，其中，對于每個(gè)通信方 向，使用唯一密鑰。在一些實(shí)施例中，雙向通信是全雙工通信。
【附圖說明】
[0020] 為了更好地理解本發(fā)明并認(rèn)識到其實(shí)際應(yīng)用，在下文中提供并引用W下圖。應(yīng)當(dāng) 注意，圖只作為示例繪出，決不限制本發(fā)明的范圍。相同的組件通過相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注。
[0021] 圖IA圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例輸入到數(shù)據(jù)塊中的原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的分段。
[0022] 圖IB圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將FEC信息加入到分段數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入。
[0023] 圖IC圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例交織有效載荷和FEC信息。
[0024] 圖ID圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例交織的和填充的有效載荷和FEC信息的數(shù)據(jù) 塊。
[0025] 圖IE圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例給每個(gè)數(shù)據(jù)塊增加前同步碼的交織的和填充 的有效載荷和FEC信息的數(shù)據(jù)塊。
[0026] 圖2A圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用作位的模擬表示符號的周期正弦波形。
[0027] 圖2B圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用作位的模擬表示符號的另一周期波形。
[0028] 圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的AM載波信號。
[0029] 圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的FM載波信號。
[0030] 圖5圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的AM載波信號，同步信號作 為前同步碼。
[0031] 圖6示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例調(diào)制器的功能形式。
[0032] 圖7A示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例解調(diào)器的功能形式。
[0033] 圖7B示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例解調(diào)器的功能形式。
[0034] 圖8圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，包括移動通信裝置。
[0035] 圖9圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，包括智能電話或平 板電腦。
[0036] 圖IOA圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制 解調(diào)器。
[0037] 圖IOB圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制 解調(diào)器。
[0038] 圖11圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，其中交易各方分別 使用移動通信裝置，每方與專用服務(wù)器通信。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 在W下詳細(xì)描述中，列出許多特定細(xì)節(jié)W提供對方法和設(shè)備的徹底理解。然而，本 領(lǐng)域技術(shù)人員會理解沒有運(yùn)些具體細(xì)節(jié)也可W實(shí)施本方法和設(shè)備。在其它實(shí)例中，眾所周 知的方法、過程和組件沒有詳細(xì)描述，W便不混淆本方法和設(shè)備。
[0040] 盡管在本文中公開和討論的示例在運(yùn)點(diǎn)上不受限制，但本文中使用的詞語"多數(shù)" 和"多個(gè)"可W包括例如"多個(gè)"或"兩個(gè)或更多"。詞語"多數(shù)"和"多個(gè)'可W在整個(gè)說明書中 使用W描述兩個(gè)或更多組件、裝置、元件、單元、參數(shù)等等。除非明確指出，否則本文中描述 的方法示例不局限于特定次序或順序。此外，所描述的方法示例中的一些或其元件可W在 相同的時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)或被執(zhí)行。
[0041] 除非另有特別說明，否則如從W下討論中顯然認(rèn)識到在整個(gè)說明書中，使用諸如 "增加"、"關(guān)聯(lián)"、"選擇"、"評估"、"處理"、"計(jì)算"、"估算"、"確定"、"設(shè)計(jì)"、"分配"等的詞語 的討論指計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)處理器或計(jì)算系統(tǒng)、或類似的電子計(jì)算裝置的動作和/或過程，上 述的運(yùn)些裝置操作、執(zhí)行和/或?qū)⒈硎境捎?jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器中的物理(諸如電 子)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成類似地表示為計(jì)算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其它運(yùn)種信息存儲、傳輸或 顯示裝置內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸方法包括在發(fā)射端的調(diào)制方面和在接收端的解 調(diào)方面。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的傳輸方法和系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成傳送被轉(zhuǎn)換成由模擬信號 攜帶的模擬符號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，模擬信號是音頻信道，在更具體的 實(shí)施例中是語音信道。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方法和系統(tǒng)可W適用于任何語音信道或 語音接口（包括但不限于陸上線路、公共交換電話網(wǎng)-PSTN、全球移動通信系統(tǒng)-GSM、碼分多 址-CDMA、藍(lán)牙、IP語音-VoIP、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器）。盡管一些語音信道離理想的數(shù)據(jù)傳輸相差 很遠(yuǎn)，但本發(fā)明的一些實(shí)施例提供一種實(shí)際上利用任何語音信道用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)莫?dú)特 方法。GSM語音信道例如是窄帶(300-3400HZ)信道，實(shí)際上限制其可獲得的數(shù)據(jù)速率。用來 壓縮語音的GSM語音編碼譯碼器包括W前處理樣本的存儲器。此存儲器用來計(jì)算其當(dāng)前樣 本輸出-此特征提高編碼譯碼器的壓縮速率，代價(jià)是引起崎變。運(yùn)些編碼譯碼器是適應(yīng)性 的，在呼叫過程中一直改變其參數(shù)，運(yùn)使得難W預(yù)測其行為。諸如語音活動檢測-VAD、不連 續(xù)傳輸-DTX、緊湊噪聲生成-CNG、自動增益控制-AGC、回聲消除-EC和有源噪聲消除-ANC的 附加 GSM語音優(yōu)化還引入崎變。端對端語音呼叫路徑可W穿越不同種類組的網(wǎng)絡(luò)鏈路，從而 使語音信道不可預(yù)測。通常GSM語音信道遭遇的錯(cuò)誤包括:翻轉(zhuǎn)、插入、刪除。運(yùn)些和其它崎 變源在由傳統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)解決時(shí)，有時(shí)使發(fā)送數(shù)據(jù)不可恢復(fù)，因此是不可用的。
[0044] 本發(fā)明的一些實(shí)施例使用用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼Z音信道或任何語音接口-可選地是被 加密的，可能在已經(jīng)存在的語音通信信道上增加更多功能。根據(jù)一些實(shí)施例的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳 輸相對語音信道的典型用戶是"透明的"，不會強(qiáng)加附加的基礎(chǔ)設(shè)施需求。
[0045] 在發(fā)射端，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例由調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，并包括數(shù)據(jù)形成步驟和 數(shù)據(jù)表示步驟。
[0046] 在數(shù)據(jù)形成步驟中，在將原始數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形符號之前，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過 一些操作，運(yùn)可W包括分割-將原始數(shù)據(jù)輸入流分成預(yù)定大小的塊W用作發(fā)送數(shù)據(jù)包的有 效載荷1〇〇(參見圖1A)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，預(yù)定大小的數(shù)據(jù)塊可W是8的倍數(shù)的許 多位，使得有效載荷表示整數(shù)量的字節(jié)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，標(biāo)題可W添加到每個(gè)數(shù) 據(jù)包的開始處。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可W使用可變大小的有效載荷。
[0047] 附加操作可W包括增加錯(cuò)誤校正信息。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，前向錯(cuò)誤校正 可W被應(yīng)用?？蒞計(jì)算每個(gè)有效載荷的前向錯(cuò)誤校正(FEC)，F(xiàn)EC信息102(參見圖1B)可W增 加到每個(gè)包。
[0048] 可W在接收器端使用FEC信息W識別錯(cuò)誤，如果可W校正錯(cuò)誤，因此最小化數(shù)據(jù)丟 失。FEC的類型和每個(gè)有效載荷使用的位數(shù)確定可修復(fù)錯(cuò)誤的最大量。通常，越多位包括于 與有效載荷關(guān)聯(lián)的FEC信息中，包驗(yàn)證中的錯(cuò)誤可能性越少，因此更多的錯(cuò)誤可W被檢測和 修復(fù)。然而，運(yùn)W帶寬為代價(jià)，因此較少的吞吐量是可能的。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，此步驟向前的處理在交織的有效載荷和FEC位上執(zhí)行， 形成單個(gè)數(shù)據(jù)包1〇4(參見圖1C)。交織的目的是保護(hù)數(shù)據(jù)不受在傳輸過程中可能出現(xiàn)的突 發(fā)錯(cuò)誤的影響。假設(shè)在單次突發(fā)中出現(xiàn)幾個(gè)錯(cuò)誤，如果運(yùn)發(fā)生在錯(cuò)誤校正信息上，則重構(gòu)原 始數(shù)據(jù)會非常難。W預(yù)定方式打亂調(diào)制器和解調(diào)器之間的數(shù)據(jù)位和錯(cuò)誤校正確保運(yùn)些突發(fā) 錯(cuò)誤會實(shí)際上W均勻分布的方式影響整個(gè)包。實(shí)際上，通過向交織施加反向動作-去交織， 在解調(diào)器中，突發(fā)錯(cuò)誤會是跨位置的，會在整個(gè)包上均勻分布。交織的另一種選擇是將來自 相鄰包的位W已知次序打亂;運(yùn)還可W在某些包不可恢復(fù)的情況下，有助于數(shù)據(jù)傳輸魯棒 性。在使用后一種交織的情況下，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在向有效載荷增加 FEC信息之前進(jìn)行。
[0050] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，交織的有效載荷和FEC信息會經(jīng)過打亂。打亂目的在于 通過識別交織的有效載荷和FEC數(shù)據(jù)流中的那些模式，并在原始交織的有效載荷和FEC位之 間插入"模式中斷"控制位來中斷運(yùn)些不期望的模式，從而防止某些序列的數(shù)據(jù)模式。例如， 長串的連續(xù)O和連續(xù)I是不期望的，原因是運(yùn)些串使解調(diào)器更難在運(yùn)些錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)解決刪除 或插入錯(cuò)誤，所W打亂規(guī)則可W規(guī)定掃描預(yù)定最大長度(例如5)的一連串連續(xù)1或O的數(shù)據(jù) 流，并在運(yùn)連串的1之后插入O位(或在一連串的O之后插入1位）。允許的連續(xù)O或1的最大數(shù) 目一般由確定的最大數(shù)量的修復(fù)錯(cuò)誤確定。圖ID圖解說明交織的和填充的有效載荷和FEC 信息的數(shù)據(jù)塊106。
[0051] 接著，同步信息加入到每個(gè)包作為該包的前同步碼108(參見圖1E)。同步信息被設(shè) 計(jì)成是明顯不同的，容易在數(shù)據(jù)流中識別。例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，不可能出現(xiàn)在 發(fā)送的調(diào)制數(shù)據(jù)中的唯一不同的調(diào)制模式可W用作同步信號。例如，根據(jù)填充過程(參見上 文解釋），其通過插入具有相反值的一位，"中斷"全部具有0值或全部具有1值的長序列的數(shù) 據(jù)位，多個(gè)連續(xù)1之后或之前是多個(gè)〇(例如與連續(xù)1或其它多個(gè)0的數(shù)目一樣)可W用作同步 信號，而運(yùn)些多個(gè)0和1中的至少一個(gè)數(shù)目比預(yù)定最大長度(例如在本文上面給出的示例中， 在填充過程中，如果多個(gè)中的一個(gè)具有6個(gè)或更多的連續(xù)0或1)，因?yàn)椴豢赡苓\(yùn)種0或1的組 合曾出現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過填充的發(fā)射的數(shù)據(jù)流中。在本發(fā)明的一些其它實(shí)施例中，前同步碼可 W包括明顯不同的（高或低）水平的幅值(頻率），而不是只會用作同步信號的特殊數(shù)據(jù)模 式。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，數(shù)據(jù)塊-每個(gè)塊包括前同步碼之后是交織的和填充的 有效載荷和FEC信息-通過應(yīng)用W下轉(zhuǎn)碼規(guī)則來轉(zhuǎn)碼：
[0053] 目P，每個(gè)0(0)被轉(zhuǎn)碼成0之后是1的兩位序列（Ol)，每個(gè)1(1)轉(zhuǎn)碼成1之后是0的兩 位序列（10)。
[0054] 轉(zhuǎn)碼盡管會降低吞吐量，但向易于有各個(gè)錯(cuò)誤的發(fā)射數(shù)據(jù)增加魯棒性和同質(zhì)性。 轉(zhuǎn)碼在識別插入/刪除和翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤中還扮演重要角色。如果使用明顯不同的幅值水平作為 用于引入前同步碼位的同步信號，另一規(guī)則可W被應(yīng)用：P^20,其中，P表示前同步碼位， "20"中的2表示實(shí)質(zhì)上不同的幅值(在此示例中更高）。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在數(shù)據(jù)表示階段，從數(shù)據(jù)形成階段出現(xiàn)的數(shù)據(jù)的每一 位被轉(zhuǎn)換成表示該位的正弦波形符號。此類的轉(zhuǎn)換并不需要強(qiáng)的計(jì)算能力，可W被容易地 計(jì)算。特定的載波頻率被預(yù)先或在通信過程中從頻率范圍中選擇。當(dāng)選擇該范圍時(shí)，使用的 通信系統(tǒng)的特征會被考慮。選擇特定頻率的載波信號(運(yùn)適用于AM實(shí)施例）。在本發(fā)明的一 些實(shí)施例中，每一位W載波信號的頻率的全周期(全相，后文周期"）正弦波形的形式表示 (200,圖2A)。
[0056] 如果調(diào)制器和解調(diào)器W人的語音頻率操作(例如在模擬電話線上的調(diào)制解調(diào)器技 術(shù)），則選擇的載波信號的頻率優(yōu)選在語音信道內(nèi)（對于GSM語音信道，在300Hz到3400化之 間）。此頻率范圍選擇為匹配語音信道，旨在與設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)所針對的人的語音類似。人的 語音通常具有長持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)頻率。
[0057] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，在載波信號的頻率下，符號波形可W是另一周期形狀 (例如不同于正弦波）（202,圖2B)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可W使用優(yōu)選具有連續(xù)和周 期相位的任何符號波形。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，表示的數(shù)據(jù)是幅值調(diào)制-AM(或在相應(yīng)的應(yīng)用中是頻率 調(diào)制-FM)的一種變形。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如果調(diào)制載波信號的幅值，則"r和"0"位 表示為低、中和高水平幅值的周期波形的組合，或者如果調(diào)制載波信號的頻率，則W低、中 和高水平的頻率的周期波形的組合表示屬于數(shù)據(jù)的數(shù)字位。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，為了區(qū)分"r位和"0"位，在AM應(yīng)用中，周期波形"r的 幅值(或在FM應(yīng)用中為頻率)具有比相鄰的前面的周期波形符號的幅值(或頻率)更大(或在 其它實(shí)施例中更?。┑姆?，而"0"周期波形的幅值(或FM應(yīng)用中的頻率)會具有比相鄰的前 面的周期波形符號更小(或在其它實(shí)施例中更大)-通常小很多（或大很多）的幅值(或在FM 應(yīng)用中是頻率）。運(yùn)圖示于圖3中，圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的AM載波 信號。當(dāng)提到傳統(tǒng)幅值調(diào)制（或頻率調(diào)制）時(shí)，每個(gè)水平的幅值(或頻率)限定特定符號。AM (或FM)符號中表示的位數(shù)等于：
[0060] L〇g2(不同符號類型的數(shù)量）
[0061] 盡管符號一位的表示公式暗示將給定的總幅值動態(tài)范圍劃分的水平越多（或使用 的頻率越多），則得到的不同符號的數(shù)量越大，每個(gè)符號有更多的位存在，因此還獲得更多 的吞吐量。必須記住進(jìn)一步劃分總幅值動態(tài)范圍（或進(jìn)一步使用在頻率域中更靠近的越多 的頻率)的折衷在于每個(gè)符號到其鄰居之間的距離，運(yùn)變得更小，所W信號本身變得對噪聲 更敏感。所W在設(shè)計(jì)AM調(diào)制(或FM調(diào)制)時(shí)，必須仔細(xì)選擇使用的水平(頻率)/符號的量。
[0062] 假設(shè)希望使用已經(jīng)選擇的具有固定數(shù)量的水平/符號的AM(FM)調(diào)制來調(diào)制長序列 的位。如果幾個(gè)連續(xù)的位恰巧具有像"00000…"或"11111…"的相同值，則顯然只使用上文 提到的通用AM調(diào)制(FM調(diào)制）規(guī)則，調(diào)制器會快速地達(dá)到最低/最高幅值(頻率），它不可能繼 續(xù)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制接下來的連續(xù)位。運(yùn)是轉(zhuǎn)碼的便利之處。
[0063] 由于在此階段，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)碼，則如上文描述的，數(shù)據(jù)流應(yīng)當(dāng)包含不超過兩個(gè)連續(xù)0 和不超過兩個(gè)連續(xù)1，運(yùn)消除了具有相同值的連續(xù)位太多的問題。還有，對于AM應(yīng)用只限定 S個(gè)幅值水平(或?qū)τ贔M應(yīng)用3個(gè)頻率)是足夠的。運(yùn)賦予調(diào)制信號對噪聲的魯棒性，還限制 每個(gè)符號的位和吞吐量。
[0064] 圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的AM載波信號300。=個(gè)幅值 水平-低幅值水平304、中幅值水平302和高幅值水平306組合成表示轉(zhuǎn)碼數(shù)據(jù)。在此圖中，符 號波形表示信號300被調(diào)制成表示已經(jīng)轉(zhuǎn)碼的序列％10101011010100110"。
[0065] 圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有表示數(shù)據(jù)的FM載波信號400。使用=個(gè) 頻率水平-低頻率水平406、中頻率水平404和高頻率水平402組合成表示轉(zhuǎn)碼數(shù)據(jù)。在此圖 中，符號波形表示信號400被調(diào)制成表示相同的轉(zhuǎn)碼序列"010101011010100110"。
[0066] 圖5圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例具有同步信號作為前同步碼的AM載波信號 500。同步信號502相對攜帶數(shù)據(jù)的剩余部分的信號具有明顯高水平的幅值。前同步碼位由 第四幅值水平表示，第四幅值水平明顯不同于(在此示例中-明顯更高)其它數(shù)據(jù)表示的幅 值水平。
[0067] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，調(diào)制方案開始于提供具有中水平幅值(對應(yīng)于FM應(yīng)用 中的中水平頻率)的基線信號。通常，當(dāng)調(diào)制器遇到新位-根據(jù)本文上面解釋的調(diào)制規(guī)則，如 果位值是"1"，則它將幅值提高到下一水平，從低506到中504,或者從中504到高508(在FM應(yīng) 用中將頻率提高到較高頻率），并生成另一周期正弦波形。例外是使用明顯高或低水平的幅 值作為同步前同步碼的情況(或在FM應(yīng)用中明顯高或低的頻率），其中在遇到"2"值時(shí)，幅值 設(shè)置成明顯更高的幅值水平，當(dāng)"0"在前同步碼之后出現(xiàn)時(shí)，幅值設(shè)置成中水平（不是更高 水平），W便允許W本文上面描述的方式編碼W下數(shù)據(jù)。
[0068] 最后，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，信號被求包絡(luò)。包絡(luò)其名稱暗示包括通過將數(shù)字 波形符號乘W緩慢變化的包絡(luò)(相比使用的載波頻率是緩慢的)來修改數(shù)字波形符號。使用 的包絡(luò)的形狀可W從象正弦波或=角波之類的任何連續(xù)相位形狀或者象鏈銀齒之類的任 何非連續(xù)相位形狀中選擇。執(zhí)行包絡(luò)，例如W便使數(shù)字波形符號類似于實(shí)際語音，并在使用 音頻信號作為載波信號時(shí)，通過此來克服與VAD、DTX、CNG、AGC、EC和ANC相關(guān)的典型的語音 信道崎變。包絡(luò)的輸出是數(shù)字波形符號。
[0069] 在接收端，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，解調(diào)制由解調(diào)器執(zhí)行，包括與由調(diào)制器W相 反次序執(zhí)行的數(shù)字形成步驟和數(shù)字表示步驟相應(yīng)的相反步驟（首先是去表示（de? representation) ，然后是去形成 （de-formation)) 。
[0070] 在去表示步驟，周期正弦波形的數(shù)字符號轉(zhuǎn)換成格式化數(shù)據(jù)位流。通常，轉(zhuǎn)換是通 過將每個(gè)周期波形的幅值(在FM應(yīng)用中是頻率)與其前面的周期波形的幅值(在FM應(yīng)用中是 頻率)比較來進(jìn)行的。如果幅值(或在FM應(yīng)用中是頻率)更小，則"r被寫入到恢復(fù)數(shù)據(jù)的位 流中。如果幅值(或在FM應(yīng)用中是頻率)更大或相同，則"0"被寫入到恢復(fù)數(shù)據(jù)的位流中。
[0071] 在FM應(yīng)用中，在確定與前一波形相比較的特定的周期波形的頻率時(shí)，可W使用"上 采樣"方法，之后是在數(shù)字符號樣本流上的"過零移動窗捜索"，W便識別完整周期的波形， W及將每個(gè)波形分開，根據(jù)過零點(diǎn)之間的樣本量確定其頻率。通過運(yùn)樣的處理，從符號到位 的轉(zhuǎn)換過程只在時(shí)域進(jìn)行，運(yùn)顯著地降低處理器所需的計(jì)算運(yùn)算的量。
[0072] 在前同步碼位使用明顯高(或低)水平的幅值(或頻率)時(shí)，如果周期波形不僅僅比 前一波形更大，還具有非常高的幅值，則"2"會被寫入數(shù)據(jù)位流中。
[0073] 接著，執(zhí)行去轉(zhuǎn)碼(de-trans-coding)，運(yùn)是轉(zhuǎn)碼的相反過程。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，去轉(zhuǎn)碼規(guī)則是
[0075] 應(yīng)用運(yùn)些規(guī)則允許目標(biāo)數(shù)據(jù)流包含0,1，X，F(xiàn)，[P]。
[0076] 盡管前兩個(gè)規(guī)則正好是轉(zhuǎn)碼規(guī)則的相反過程，則第=規(guī)則意味著遇到錯(cuò)誤。如果， 出于一些原因（例如，由于模擬載波信道(諸如語音信道）中的崎變），數(shù)據(jù)流包括不同于Ol 或10對的位序列(例如它可W包含未授權(quán)的序列00或11)，則錯(cuò)誤標(biāo)記X/F代替0或1設(shè)置，目 的是稍后解析錯(cuò)誤。X/F之間的選擇取決于識別此錯(cuò)誤，將其分類為翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤(F)或插入/刪 除錯(cuò)誤(X)。
[0077] 錯(cuò)誤類型的識別和分類可W由前向觀察窗函數(shù)(具有參數(shù)大小)執(zhí)行。前向觀察窗 函數(shù)接收位流，它檢查位流相對預(yù)期序列（即Ol或10)的對齊，產(chǎn)生該位流的分?jǐn)?shù)，作為其對 齊的度量。前向觀察窗函數(shù)被調(diào)用兩次，一次對在未授權(quán)序列的第一位開始的位流的一部 分，再一次對從未授權(quán)序列的第二位開始的位流的一部分。將兩個(gè)調(diào)用的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較。如 果第一次調(diào)用產(chǎn)生相對第二次調(diào)用的分?jǐn)?shù)更大或相同的分?jǐn)?shù)，則它意味著失去對齊，錯(cuò)誤 被分類為翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，因此，的受置在目標(biāo)流中，但如果第二次調(diào)用產(chǎn)生更大的分?jǐn)?shù)，則它暗示 錯(cuò)誤已經(jīng)引起對齊移動，運(yùn)是由于插入位或刪除位造成，因此X被設(shè)置在目標(biāo)流中。
[0078] 最后的去轉(zhuǎn)碼規(guī)則設(shè)及使用明顯高水平的幅值的同步前同步碼的情況，其中，該 規(guī)則用來識別前同步碼。當(dāng)檢測到位對"20"時(shí)，它被去轉(zhuǎn)碼成P，P表示前同步碼位（"2"指非 常高的幅值表示）。在使用明顯高頻率的同步前同步碼時(shí)，前同步碼被類似地識別。
[0079] 接著，同步信息從數(shù)據(jù)流中剝離。如本文上面提到的，同步信息可W包括特殊模 式，在運(yùn)種情況下，找到同步序列是在數(shù)據(jù)流中簡單捜索模式。在本示例中，同步信號包括 明顯高水平的幅值，因此在數(shù)據(jù)流中捜索P被執(zhí)行，W便找到同步信息。一旦找到，同步信息 在接著的處理步驟中被忽視。
[0080] 由此步驟向前的處理在從包中提取的有效載荷和FEC位上執(zhí)行，因此剩余數(shù)據(jù)W 此方式被格式化(如圖1D所示）。
[0081] 剩余數(shù)據(jù)包中的錯(cuò)誤量被計(jì)數(shù)，如果錯(cuò)誤計(jì)數(shù)比每個(gè)包中的可修復(fù)錯(cuò)誤的最大數(shù) 大(運(yùn)設(shè)及使用的FEC的性質(zhì)），或比錯(cuò)誤的預(yù)定數(shù)大，則包被認(rèn)為是"不可恢復(fù)的"并被丟 棄，否則執(zhí)行兩相迭代過程：（1)推測丟失或出錯(cuò)的位內(nèi)容，并相應(yīng)修復(fù)包，和(2)檢查修復(fù) 包的有效性。"推測"階段僅包括用匹配該錯(cuò)誤（即X或F位)的識別類型的新位選擇替代每個(gè) 錯(cuò)誤。"檢查"階段包括去填充(de-stuffing)(去掉在每個(gè)包的填充過程中設(shè)置的"模式中 斷"控制位，參照圖ID和本文上面的相應(yīng)描述），去交織(交織的相反動作，參照圖IC和本文 上面的相應(yīng)描述），檢查FEC信息。
[0082] 只要在有效性檢查中檢查的FEC信息返回"錯(cuò)誤"值，則迭代過程繼續(xù)，在遇到W下 當(dāng)中的一個(gè)條件時(shí)停止:a)在有效性檢查中檢查的FEC信息返回"真"值-在該情況下，認(rèn)為 包是被成功提取的，或b)所有的位選擇組合被試驗(yàn)是無用的-在該情況下，認(rèn)為包是"不可 恢復(fù)的"，被丟棄。
[0083] 有效性檢查通常包括計(jì)算提取包的前向錯(cuò)誤校正，并將其與接收的該包的FEC信 息比較。如果兩者相等，則有效性檢查返回TR肥(真），否則返回FALSE(假）。
[0084] 最后一步設(shè)及將包有效載荷的數(shù)據(jù)聚合到單個(gè)數(shù)據(jù)流中。
[0085] 圖6示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例調(diào)制器600的功能形式。調(diào)制器600 基本上被設(shè)計(jì)成根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例執(zhí)行數(shù)據(jù)形成和數(shù)據(jù)表示。在調(diào)制器上對輸入數(shù) 據(jù)流603的位執(zhí)行數(shù)據(jù)形成，產(chǎn)生格式化數(shù)據(jù)流位。在調(diào)制器上對格式化數(shù)據(jù)流的位執(zhí)行數(shù) 據(jù)表示，產(chǎn)生數(shù)字符號。
[0086] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例調(diào)制器600被配置成將進(jìn)入的數(shù)據(jù)流603分割602成數(shù)據(jù) 的有效載荷，將FEC信息604加入到有效載荷，將每個(gè)有效載荷與其相應(yīng)的FEC信息交織606， 填充608交織的有效載荷和FEC數(shù)據(jù)，加入前同步碼610作為同步信號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼612， 對轉(zhuǎn)碼數(shù)據(jù)的每個(gè)數(shù)據(jù)位形成614與該位對應(yīng)的周期波形。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，調(diào)制 器被配置成產(chǎn)生特定采樣速率的數(shù)字正弦波形符號，如果使用語音信道，則優(yōu)選比語音信 道采樣頻率(8化)要高。選擇特定的采樣速率連同載波頻率被設(shè)置成恒定值，運(yùn)允許對符號 表示使用查詢表-(預(yù)計(jì)算值的陣列)來代替在線計(jì)算，因此可W實(shí)質(zhì)上降低計(jì)算。
[0087] 根據(jù)本文上面描述的調(diào)制方式，調(diào)制器600還被配置成向流出信號605增加包絡(luò) 616。
[0088] 圖7示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的解調(diào)器700的功能形式。
[0089] 解調(diào)器700被配置成將接收的進(jìn)入信號701去表示702成數(shù)字流，將數(shù)字流進(jìn)行去 轉(zhuǎn)碼704，基于檢測的同步位提取706數(shù)據(jù)包，通過推測708分析錯(cuò)誤，去填充710每個(gè)包，去 交織712包，W提取該包的有效載荷，并檢查714FEC，W驗(yàn)證該有效載荷的有效性。如果有效 載荷被驗(yàn)證，則它與其它之前驗(yàn)證的有效載荷聚合716成流出的連續(xù)數(shù)據(jù)流717。如果有效 載荷不被驗(yàn)證，則執(zhí)行另一推測，W修復(fù)可疑錯(cuò)誤，新修復(fù)的包經(jīng)過去填充710,去交織712 并進(jìn)行驗(yàn)證(通過檢查FEC 714-計(jì)算該包的FEC，并將其與接收的FEC信息比較）。如果發(fā)現(xiàn) 包是有效的，則它被聚合716到流出的連續(xù)數(shù)據(jù)流717，處理下一包。如果包的內(nèi)容的所有推 測可能性未能通過有效性檢查，則包被丟棄，處理下一包。
[0090] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一旦接收進(jìn)入信號701，解調(diào)器700被配置成上采樣波 形，然后將樣本轉(zhuǎn)換成位。
[0091] 與對延遲敏感但對包丟棄較不敏感的語音內(nèi)容(在使用語音信道時(shí))相反(因此不 能使用重新傳輸W提高可靠性），數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸通常對包丟棄非常敏感，對延遲較不敏感。 當(dāng)傳輸非語音數(shù)據(jù)內(nèi)容時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可W使用后向錯(cuò)誤校正機(jī)制(例如自 動重復(fù)請求-ARQ)，所W由于語音信道中的崎變造成的任何包丟失被重新傳輸克服。ARQ所 需的額外信息在每個(gè)包的標(biāo)題中提供。
[0092] 圖7B示意性圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例解調(diào)器750的功能形式。在本發(fā)明 的一些實(shí)施例中，在上采樣時(shí)，濾波器可W被解調(diào)器750施加，之后將所接收的信號轉(zhuǎn)換成 數(shù)字位。濾波器的目的是解決(盡可能補(bǔ)償和抵消）由模擬（例如語音)信道引起的任何崎 變。濾波器可W是自適應(yīng)濾波器，其濾波特征(例如系數(shù))被不斷地重新計(jì)算722并W W下方 式被重復(fù)更新：已知數(shù)據(jù)序列被調(diào)制器調(diào)制和發(fā)送。解調(diào)器生成該已知數(shù)據(jù)序列的理想調(diào) 制預(yù)期波形符號724的預(yù)測，用作參考。參考與解調(diào)器上實(shí)際接收的已知數(shù)據(jù)的波形符號進(jìn) 行比較。新濾波器系數(shù)-表示信道崎變-被計(jì)算722,并基于比較進(jìn)行更新。運(yùn)種已知的數(shù)據(jù) 可W是例如每個(gè)包的表示，在運(yùn)種情況下，比較會在每次成功同步包的前同步碼之后被觸 發(fā)。此外，一旦包的數(shù)據(jù)被成功恢復(fù)（FEC有效性結(jié)果是TRUE),則包的位可W被重新調(diào)制 726, W便提取該包的理想波形符號。包的理想波形符號可W與該包的接收的波形符號進(jìn)行 比較，通過此比較，新濾波器系數(shù)會被計(jì)算722,然后被更新。在后一種方式中，濾波器系數(shù) 會被連續(xù)地更新。上面提到的濾波功能和濾波器系數(shù)更新是W解調(diào)器復(fù)雜性和處理時(shí)間為 代價(jià)的。
[0093] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，調(diào)制器和解調(diào)器可W被單獨(dú)地(例如用于調(diào)制發(fā)送數(shù) 據(jù)的調(diào)制器和用于解調(diào)接收的調(diào)制數(shù)據(jù)的單獨(dú)的解調(diào)器)或聯(lián)合(例如用于調(diào)制發(fā)送的數(shù) 據(jù)和解調(diào)接收的數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器)實(shí)現(xiàn)。
[0094] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可能具有吸引力，可W用在商業(yè)應(yīng)用中。
[0095] 當(dāng)前的POS(銷售點(diǎn)）終端裝置被開發(fā)，目的是利用移動通信裝置(例如蜂窩電話、 智能手機(jī))作為支付手段。關(guān)于POS終端如何與移動通信裝置相接口 W及消費(fèi)者的帳單信息 如何傳輸?shù)絇OS終端，各種技術(shù)是已知的。運(yùn)些技術(shù)可能造成互操作性問題，原因是一些移 動通信裝置支持一些技術(shù)，而另一些則不支持。一些技術(shù)要求移動通信裝置存儲敏感信息， 在盜竊情況下將消費(fèi)者置于非法使用的潛在風(fēng)險(xiǎn)。用戶體驗(yàn)和操作容易也是并非所有技術(shù) 都能同樣解決的方面。
[0096] 本發(fā)明的各方面設(shè)及引入簡單、安全和低成本的與任何移動通信裝置相接口的方 式，W通過使用移動裝置的音頻接口處理客戶帳單信息。
[0097] 圖8圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，設(shè)及移動通信裝置 804。運(yùn)種系統(tǒng)可W包括專用服務(wù)器810。服務(wù)器810可W與信用提供商、票據(jù)交換所等、銀行 之類的交互語音響應(yīng)(IVR)/呼叫中屯、關(guān)聯(lián)。
[0098] 服務(wù)器810包括調(diào)制器(或充當(dāng)調(diào)制器和解調(diào)器的收發(fā)器)812,調(diào)制器812用于調(diào) 制安全數(shù)據(jù)，比方說例如認(rèn)證信息(例如交易的一方或多方的身份，交易的確認(rèn)）。
[0099] 客戶可W決定在POS 800上購買產(chǎn)品或服務(wù)。為了通過使用客戶擁有的或W其它 方式與客戶關(guān)聯(lián)的移動通信裝置804(例如蜂窩電話)支付來進(jìn)行交易，可W通過移動通信 裝置804使用語音呼叫或VoIP呼叫在服務(wù)器810和POS 800之間建立語音鏈路，在語音鏈路 上，調(diào)制的安全數(shù)據(jù)可WW根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方式W音頻信號的形式通過通信網(wǎng) 絡(luò)802發(fā)送，音頻信號用作攜帶調(diào)制的安全數(shù)據(jù)的載波信號，音頻信號在POS 800上使用移 動通信裝置804的揚(yáng)聲器805播放。
[0100] POS 800設(shè)計(jì)成W根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方式使用調(diào)制解調(diào)器806接收調(diào)制 的安全數(shù)據(jù)，調(diào)制解調(diào)器806包括用于接收具有調(diào)制的安全數(shù)據(jù)的播放語音信號W及解調(diào) 接收的調(diào)制安全數(shù)據(jù)的語音換能器813(例如麥克風(fēng)，在一些實(shí)施例中也是揚(yáng)聲器KPOS 800可W包括輸入接口 803,諸如鍵盤、定向裝置、觸摸屏等或其組合。
[0101] 在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，調(diào)制解調(diào)器806可W W保護(hù)鎖的形式實(shí)現(xiàn)。
[0102] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可W在服務(wù)器810和POS 800之間建立雙向通信。在一 些實(shí)施例中，雙向通信是全雙工通信。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，調(diào)制數(shù)據(jù)可W通過調(diào)制解 調(diào)器806W其調(diào)制器的角色生成，運(yùn)可W通過由揚(yáng)聲器813播放的語音信號執(zhí)行并由顧客的 移動通信裝置804的麥克風(fēng)809拾取。具有調(diào)制數(shù)據(jù)的音頻信號然后可W通過通信網(wǎng)絡(luò)802 傳輸?shù)浇庹{(diào)器812,并在服務(wù)器810上進(jìn)行解碼。
[0103] 圖9圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，設(shè)及智能手機(jī)(或平 板電腦)900。在此示例中，與圖8中描述的示例中的服務(wù)器810關(guān)聯(lián)的調(diào)制器現(xiàn)在在智能手 機(jī)900中實(shí)現(xiàn)，智能手機(jī)900包括安裝在其上的專用應(yīng)用910。應(yīng)用910使用揚(yáng)聲器805和麥克 風(fēng)809來相應(yīng)地接收或發(fā)送調(diào)制音頻信號。應(yīng)用910設(shè)計(jì)成激活智能手機(jī)作為調(diào)制解調(diào)器， 與POS 800的調(diào)制器806通信。
[0104] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，客戶可W被要求在服務(wù)提供商上注冊移動通信裝置 (例如與服務(wù)器810關(guān)聯(lián)）。注冊可W由安裝在智能手機(jī)(參見圖9)上的應(yīng)用910或通過到與 服務(wù)器810(功能電話)關(guān)聯(lián)的IVR/呼叫中屯、的語音信道(例如語音呼叫或VoIP呼叫）管理。
[0105] 當(dāng)需要帳單交易時(shí)，客戶可W呼叫與服務(wù)器810關(guān)聯(lián)的IVR/呼叫中屯、的撥號號碼 (在圖8中描繪的場景)或激活智能手機(jī)應(yīng)用（在圖9中描繪的場景）?？蛻艨蒞被要求在POS 800或移動通信裝置804的輸入接口 803上輸入唯一的身份代碼(例如PIN代碼）?？蛻魟t將移 動通信裝置804或智能手機(jī)900設(shè)置于相對于POS 800的調(diào)制解調(diào)器806的聽力距離內(nèi)。
[0106] POS 800因此可W通過W下方式安全地與服務(wù)器810交互:通過智能手機(jī)900的應(yīng) 用910并由此通過POS 800的調(diào)制解調(diào)器806管理的IP連接或者通過其它通信鏈路，或者通 過語音信道使用移動通信裝置804的音頻接口（麥克風(fēng)809和揚(yáng)聲器805)與POS 800的調(diào)制 解調(diào)器806通信。因此可W成功獲得交易的確認(rèn)，允許客戶在現(xiàn)場完成交易。
[0107] 圖IOA圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)使用的調(diào)制 解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器可W包括W根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方式接收攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的音頻 信號的智能電話249和用于生成攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的運(yùn)種音頻信號的揚(yáng)聲器248。調(diào)制解調(diào)器包 括處理單元，處理單元W根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方式通過解調(diào)所接收的音頻信號并恢 復(fù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來處理接收的音頻信號，W及通過調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并生成在其上攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 音頻信號，處理要被發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0108] 圖IOB圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些個(gè)其它實(shí)施例在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)使用 的調(diào)制解調(diào)器。運(yùn)里，代替麥克風(fēng)和/或揚(yáng)聲器，使用輸入/輸出（I/O)接口 250。當(dāng)調(diào)制和/或 解調(diào)在與接收裝置(例如麥克風(fēng))和/或與發(fā)送裝置(例如揚(yáng)聲器)分開的裝置上執(zhí)行時(shí)，可 W是例如運(yùn)種情況，該裝置被設(shè)計(jì)成接收由麥克風(fēng)拾取的電子信號和/或生成可W用來激 活揚(yáng)聲器W生成音頻信號的電子信號。
[0109] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，數(shù)據(jù)的傳輸經(jīng)過通信安全性考驗(yàn)，旨在解決和抑制移 動認(rèn)證中設(shè)及的各個(gè)安全威脅，比方說例如交易過程中客戶信息被盜竊，移動電話本身被 盜竊，由惡意商人W及其它人造成的盜竊，保護(hù)中間人的攻擊，重放攻擊，暴力攻擊和其它 威脅。
[0110] 智能電話和服務(wù)器之間的任何通信可W通過安全的數(shù)據(jù)信道(例如安全套接層- SSL)執(zhí)行。在交易過程中，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，用戶的移動通信裝置和服務(wù)器之間的 安全數(shù)據(jù)通信提供用于在服務(wù)器上認(rèn)證用戶的移動電話的魯棒性方法。在移動裝置與另一 移動裝置交易時(shí)或者在移動裝置與服務(wù)器交易時(shí)交換的信息是2個(gè)單獨(dú)的(獨(dú)立的）一次性 密碼(OTP)密鑰。2個(gè)OPT密鑰的交換提供一種用于認(rèn)證交互電話號碼的魯棒和安全方法。
[0111] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過模擬信道(例如語音信道)的傳送可W是 雙向的和/或全雙工的，運(yùn)可W防止或大大地消除重放攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不停地 變化，運(yùn)還提高抵抗重放攻擊的不易攻擊性。使用根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的通信方法，可 W避免在該用戶的移動通信裝置上存儲敏感的用戶信息，因此消除或大大降低由盜竊用戶 的移動通信裝置引起的安全數(shù)據(jù)(例如未授權(quán)交易）的未授權(quán)傳送的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā) 明的一些實(shí)施例的通信方法進(jìn)行交易時(shí)，不需要與POS或另一第S方共享敏感的用戶信息 (例如用戶的PI師馬、銀行帳戶細(xì)節(jié)等），因此實(shí)質(zhì)上降低交易的安全性和其對欺騙行為的不 易攻擊性。
[0112] 本發(fā)明的一些實(shí)施例適于商業(yè)交易，比方說例如收錢或付錢或使用用于商業(yè)交易 的虛擬卡。
[0113] 圖11圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于安全交易的系統(tǒng)，其中，交易的各方 分別使用移動通信裝置900,每一方與專用服務(wù)器通信。
[0114] 交易的每一方使用智能手機(jī)900。調(diào)制解調(diào)器體現(xiàn)在每個(gè)智能手機(jī)900中，智能手 機(jī)包括安裝在它上面的專用應(yīng)用910。應(yīng)用910使用揚(yáng)聲器805和麥克風(fēng)809來相應(yīng)地接收或 發(fā)送調(diào)制音頻信號。應(yīng)用910設(shè)計(jì)成將智能手機(jī)作為調(diào)制解調(diào)器操作。
[0115] W下步驟描述根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的應(yīng)用，其中兩方進(jìn)行交 易。交易各方分別使用他們的移動通信裝置900來與專用服務(wù)器810(例如，銀行、信用提供 商、票據(jù)交換所等)通信。注意，在本描述中在描述由任何一方執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)動作時(shí)，通 常表示該方的移動通信裝置執(zhí)行該一個(gè)或運(yùn)些動作。
[0116] 首先，每一方通過向服務(wù)器發(fā)送身份信息(例如用戶名稱和PIN代碼)來經(jīng)過認(rèn)證， W根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方式(例如，如上面描述的）將此數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器。當(dāng)一方由服 務(wù)器810認(rèn)證時(shí)，該方被通過W執(zhí)行該會話中的交易。
[0117] 每個(gè)用戶可W在各方之間W無特定順序發(fā)起交易（例如通過按其智能手機(jī)屏幕或 其它裝置上的"開始交易"按鈕），意味著它并不關(guān)屯、誰是第一方。各方中的一方或兩方指示 交易量(例如零售商可W在開始交易之前輸入數(shù)額）。
[0118] 服務(wù)器810識別該交易的每一方，并為每一方生成唯一的密碼密鑰(例如128位隨 機(jī)OTP--次性密碼），并存儲它作為該會話中該用戶的密鑰。密碼密鑰僅對單次交易的一方 有效，并且僅對短的預(yù)定時(shí)間周期有效。如果時(shí)間窗口逝去（"交易超時(shí)"出現(xiàn)），但在服務(wù)器 上對于當(dāng)前交易的該方?jīng)]有出現(xiàn)任何肯定的"雙OTP校驗(yàn)"，則密鑰和交易會立即到期。如果 到期，則交易被服務(wù)器810取消，并通知各方(或者其中的一方）。當(dāng)交易取消或失敗時(shí)，生成 的該方的密碼被擦掉，不再有效。
[0119] 在生成密鑰之后，服務(wù)器安全地將其自己生成的唯一密鑰（例如OTP密鑰）傳送到 該用戶。因此，每一方使用僅對該方有效的唯一密鑰。
[0120] 在雙方接收其密鑰之后，他們使用自己的智能手機(jī)作為音頻接口來交換密鑰。每 一方安全地將從另一方接收的密鑰傳送到服務(wù)器810。
[0121] 當(dāng)服務(wù)器810從特定方（"下文稱作-第一方"）接收密鑰時(shí)，密鑰存儲在數(shù)據(jù)庫中作 為該方的"接收"密鑰，然后服務(wù)器810執(zhí)行"雙密鑰檢查"。
[0122] 在"雙OPT檢查"中，服務(wù)器在其存儲的數(shù)據(jù)庫中捜索與第一方的"接收"密鑰匹配 的"生成的"第二方的密鑰。如果沒有發(fā)現(xiàn)運(yùn)樣的一方，則從服務(wù)器810向第一方發(fā)送指示交 易失敗的消息。如果"生成的"第二方的密鑰與"接收的"第一方的密鑰匹配，則服務(wù)器等待 (例如等預(yù)定的時(shí)間周期)從第二方接收其接收的密鑰。此時(shí)，兩種情景可能發(fā)生。在第一種 情況下，第二方向服務(wù)器發(fā)送與"生成的"第一方的密鑰不同的接收密鑰，在運(yùn)種情況下，月良 務(wù)器向第一方發(fā)送指示交易失敗的消息。在第二種情景下，第二方向服務(wù)器發(fā)送接收與第 一方的"生成"密鑰匹配的密鑰，在運(yùn)種情況下，"雙密鑰檢查"結(jié)果是肯定的，服務(wù)器則可W 繼續(xù)執(zhí)行交易（例如由第一方到第二方執(zhí)行支付或反之亦然），并向各方發(fā)送確認(rèn)成功交易 的消息。
[0123] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的系統(tǒng)和方法可W適用于替代物理卡(例如，信用卡、借 貸卡、票、俱樂部會員卡、優(yōu)惠券、停車票、火車票、員工卡、出勤卡、名片等)的使用。
[0124] 使用根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的系統(tǒng)和方法設(shè)及許多優(yōu)點(diǎn)：制造和維修成本基本 降低或消除，大部分公眾擁有移動通信裝置，對交易而言是容易可用的工具，避免了攜帶物 理卡的需要，自定制虛擬卡可W通過集成移動SDK技術(shù)來特別定制。
[0125] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可W W系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式提供。類似地，一 些實(shí)施例可W體現(xiàn)為硬件、軟件或硬件和軟件的組合。一些實(shí)施例可W體現(xiàn)為保存在一個(gè) 或多個(gè)非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（或若干介質(zhì)）上形式為體現(xiàn)在其上的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼 的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。運(yùn)種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可W包括在執(zhí)行時(shí)引起處理器執(zhí)行根據(jù)示 例的方法步驟的指令。在一些示例中，指令存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，可W是安裝應(yīng)用的形 式，W及安裝包的形式。
[01%]運(yùn)些指令例如可W加入到一個(gè)或多個(gè)處理器中并被執(zhí)行。
[0127] 例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可W是非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存 儲介質(zhì)可W是例如電、光、磁、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或裝置或其任意組合。
[0128] 計(jì)算機(jī)程序代碼可W用任何適當(dāng)?shù)木幊陶Z言書寫。程序代碼可W在單個(gè)計(jì)算機(jī)上 或者在多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。
[0129] 在本文上面參照描述根據(jù)示例的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框 圖描述了示例。
[0130] 本文中討論的各個(gè)示例的特征可W與本文中討論的其它實(shí)施例一起使用。出于圖 示和描述目的，已經(jīng)示出實(shí)施例的前述描述。并非意在為窮盡的或限制到公開的精確形式。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到根據(jù)上述教導(dǎo)許多改進(jìn)、變形、替代、變化和等同是可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于在模擬信號上傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，所述方法包括以以下方式調(diào)制所述模 擬信號的幅值或頻率，所述方式包括在調(diào)制所述模擬信號的幅值時(shí)，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù) 字位表示成低、中和高水平幅值的周期波形的組合，或者在調(diào)制所述模擬信號的頻率時(shí)將 所述數(shù)據(jù)的數(shù)字位表示成低、中和高水平頻率的周期波形的組合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，"Γ表示在第一方向上幅值或頻率水平的變化，而 "0"表示在與所述第一方向相反的第二方向上幅值或頻率水平的變化。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，還包括轉(zhuǎn)碼所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這包括將所述 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的每一位轉(zhuǎn)換成兩位。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)碼包括將"0"轉(zhuǎn)換成"01"，將"Γ轉(zhuǎn)換成 "10"。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)排列成包，每一個(gè) 包包括有效載荷和FEC信息。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，還包括將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)排列成包，以及將 同步前同步碼添加到所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的每一個(gè)包。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括以唯一不同的調(diào)制模式表示所述前同步碼。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述唯一不同的調(diào)制模式包括與所述低、中和高 水平的幅值明顯不同幅值或與所述低、中和高水平的頻率明顯不同的頻率的表示符號。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述唯一不同的調(diào)制模式包括在所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 表示中不可能出現(xiàn)的位序列。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，還包括解調(diào)調(diào)制過的模擬信號以提取所 述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。11. 一種用于恢復(fù)在模擬信號上傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，所述模擬信號的幅值或頻率 是根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法調(diào)制的，所述恢復(fù)方法包括解調(diào)調(diào)制過的模擬信 號以提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括分析并修復(fù)提取數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括使用前向觀察窗函數(shù)識別并對錯(cuò)誤進(jìn)行分類。14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的方法，還包括推測提取的數(shù)據(jù)包中丟失或出 錯(cuò)的位內(nèi)容，相應(yīng)地修復(fù)包，并對修復(fù)包執(zhí)行有效性檢查。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，有效性檢查基于FEC信息。16. 根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 估計(jì)信道隨時(shí)間變化對接收信號的不同頻率的響應(yīng)； 基于估計(jì)的信道響應(yīng)，使用濾波器過濾調(diào)制的模擬信號，以補(bǔ)償畸變。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括： 接收調(diào)制的已知參考序列； 生成所述已知參考序列的預(yù)測調(diào)制； 執(zhí)行接收的調(diào)制已知參考序列與所述預(yù)測調(diào)制的比較；以及 基于比較結(jié)果更新濾波器的特征。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括： 確定成功接收調(diào)制數(shù)據(jù)的恢復(fù)包或其一部分； 重新調(diào)制恢復(fù)包或其一部分； 執(zhí)行恢復(fù)包與重新調(diào)制的恢復(fù)包的比較；以及 基于比較結(jié)果更新濾波器的特征。19. 一種被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法的調(diào)制器。20. -種被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11至18中的任一項(xiàng)所述的方法的解調(diào)器。21. -種被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法的調(diào)制解調(diào)器。22. -種用于執(zhí)行第一裝置和第二裝置之間的安全交易的交易方法，所述第一裝置和 第二裝置中的至少一個(gè)是移動通信裝置，所述方法包括:使用根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng) 所述的方法在所述第一裝置和所述第二裝置之間或所述第一或第二裝置中的任一個(gè)和服 務(wù)器之間傳送與交易有關(guān)的認(rèn)證信息。23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括使用雙向通信，其中，對于每個(gè)通信方向使用 唯一密鑰。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述雙向通信是全雙工通信。25. -種用于在第一裝置和第二裝置之間執(zhí)行安全交易的交易方法，所述第一裝置和 第二裝置中的至少一個(gè)是移動通信裝置，所述方法包括在所述第一裝置和第二裝置之間或 在第一或第二裝置中的任一個(gè)和服務(wù)器之間傳送與交易有關(guān)的認(rèn)證信息。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括使用雙向通信，其中，對于每個(gè)通信方向使用 唯一密鑰。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述雙向通信是全雙工通信。
【文檔編號】H04L27/10GK105940649SQ201380082018
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2013年12月5日
【發(fā)明人】耶胡達(dá)·耶胡代
【申請人】耶胡達(dá)·耶胡代