專利名稱：高速數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)與其他媒體之間的高速數(shù)據(jù)通信。較具體地，本發(fā)明涉及利用一些聲頻音調(diào)在現(xiàn)有電話線或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專用通信線路上的高速數(shù)據(jù)傳輸，在一些實(shí)施例中，這些音調(diào)可能有不同的振幅，可以用啁啾信號(hào)同步，也可以用其他方法構(gòu)形。
本發(fā)明的背景包括調(diào)制解調(diào)器在內(nèi)的已有數(shù)據(jù)傳輸裝置能在普通的雙絞電話線路上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。然而這些普通裝置在電話線路上的數(shù)據(jù)傳送速度受到限制。這一限制至少部分地是因采用正交調(diào)幅(“QAM”)作為編碼方案所造成的。傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)利用了采用基于鎖相環(huán)的解碼器在電話線路上實(shí)現(xiàn)QAM通信。這種解碼器使用一系列的迭代處理把一個(gè)參考信號(hào)逐步地修改得接近輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)鎖相環(huán)探測(cè)器輸出零相差時(shí)，參考信號(hào)便被鎖定在輸入數(shù)據(jù)信號(hào)上。這種處理是耗時(shí)的，對(duì)每個(gè)字符的發(fā)送要造成超過40毫秒的處理滯后(或延時(shí))。
通過電話語(yǔ)音信道傳送數(shù)據(jù)的傳送裝置受到相位失真的限制。在典型的電話語(yǔ)音信道中，并不是所有的輸入信號(hào)頻率分量都精確地同時(shí)傳送到接收端，從而造成相位失真。為了處理這一問題，已有的裝置典型選擇一個(gè)呈現(xiàn)最小相位失真的頻率作為QAM的基本頻率。也可以通過改善帶寬效率來處理這一問題。改善QAM中的帶寬效率可以通過采用更高級(jí)次的調(diào)制來完成。然而，為了保持一個(gè)可接受的比特誤碼率，調(diào)制的級(jí)次愈高，需要的信噪比愈大。這意味著為了保持可接受的比特誤碼率需要更多的功率。然而，F(xiàn)CC規(guī)則和其他一些因素限制了可提供給電話線路的功率。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳送裝置還存在一些其他缺點(diǎn)。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳送裝置和方法的這些缺點(diǎn)和其他缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高速數(shù)據(jù)傳送的方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過現(xiàn)有電話線路的高速數(shù)據(jù)傳送方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過歐姆連接器的高速數(shù)據(jù)傳送方法和裝置，其中二進(jìn)制信息的傳送與連續(xù)傳送或載波傳送是分開的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用多音調(diào)輸入的通過歐姆連接器的高速數(shù)據(jù)傳送方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過現(xiàn)有電話線路的高速數(shù)據(jù)傳送方法和裝置，其使用了例如音調(diào)對(duì)等音調(diào)組，每個(gè)音調(diào)分量都可以分離符、啁啾信號(hào)、或不同振幅等其他構(gòu)形方法進(jìn)行同步。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種采用不帶有通常的正交調(diào)幅的遠(yuǎn)地模數(shù)轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳送裝置。該裝置把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為成對(duì)的、三個(gè)一組的、或其他成組的聲頻信號(hào)，并且較以往系統(tǒng)更有效地傳送數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用了24個(gè)音調(diào)，每次兩個(gè)音調(diào)地傳送多達(dá)276個(gè)ASCII字符。該傳送開始于把ASCII字符作為輸入接收。這種字符由8個(gè)數(shù)據(jù)比特代表，用來產(chǎn)生一個(gè)低頻音調(diào)和一個(gè)高頻音調(diào)。
采用與電話撥號(hào)中通常使用的7個(gè)DTMF音調(diào)相同的方式，這兩個(gè)高低頻音調(diào)被混合在一起并通過電話或其他通信信道發(fā)送。接收過程包括從電話線路接收混合音調(diào)并利用模擬濾波器把它分解成高頻和低頻分量。濾波之后，兩個(gè)音調(diào)被傳送給一個(gè)過零芯片。兩個(gè)音調(diào)的波形通常是在零點(diǎn)附近振蕩，每當(dāng)波形過零時(shí)過零芯片將產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該脈沖被用來重新生成8比特的ASCII字符。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種使用31個(gè)音調(diào)并每次兩個(gè)地傳送多達(dá)276個(gè)ASCII字符的實(shí)施例。音調(diào)信號(hào)可以被構(gòu)形成具有不同的振幅，能夠在少于1/2全波周期的時(shí)間內(nèi)被探測(cè)到并被啁啾信號(hào)或以其他方法分開。
通過下面對(duì)一些優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些目的和其他目的及優(yōu)點(diǎn)將為得明顯。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送的流程圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)的接收的流程圖。
圖3示出一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳送裝置的示意圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高速傳送裝置的發(fā)送電路的方框圖。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的接收電路和的方框圖。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有兩個(gè)正弦分量的混合信號(hào)的波形圖。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)送電路原理圖。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的接收電路原理圖。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的分配表。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的總線驅(qū)動(dòng)器。
圖12A—C示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的兩個(gè)相混合信號(hào)的零點(diǎn)交跡圖。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的音調(diào)發(fā)生器和維恩(wein)橋式振蕩器。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的計(jì)時(shí)器。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的丟失脈沖探測(cè)器。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收流程圖。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送電路原理圖，其中利用了兩個(gè)固定時(shí)間串行模式的音調(diào)，并帶有音調(diào)分離符。
圖18示出分配電路原理圖。
圖19示出快速數(shù)字解碼器和音調(diào)估測(cè)器的原理圖。
圖20示出ASCII字符確定電路的原理圖。
圖21示出利用兩個(gè)不帶有分離符的固定時(shí)間串行格式的音調(diào)的發(fā)送電路的原理圖。
圖22示出利用兩個(gè)并行混合音調(diào)的發(fā)送電路原理圖，其中音調(diào)2的振幅小于音調(diào)1的振幅。
圖23示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的解碼處理流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)傳送裝置10一般包括一個(gè)發(fā)送電路12和一個(gè)接收電路14。數(shù)據(jù)傳送裝置10可以用于通過例如雙絞銅線、光纖光纜、同軸電纜和無線傳送等任何傳送媒體來傳送數(shù)據(jù)，不過這里將參照現(xiàn)有的雙絞銅線電話線路來說明。數(shù)據(jù)傳送裝置10可以安裝在第一位置16處，并與另一個(gè)安裝在通過普通的雙絞銅線電話線路20相連接的第二位置18處的數(shù)據(jù)傳送裝置10相通信。
數(shù)據(jù)傳送裝置10可以利用典型地隨電話機(jī)提供的標(biāo)準(zhǔn)電話線塞繩或者調(diào)制解調(diào)器連接到電話線路20上，其中電話線或者調(diào)制解調(diào)器的一端借助于一個(gè)RJ—11插頭連接在傳送裝置10上，另一端則連接在現(xiàn)有電話線路的出口端。利用本發(fā)明所采用的新形式數(shù)據(jù)調(diào)制，數(shù)據(jù)傳送裝置10可以通過現(xiàn)有電話線路20與另一個(gè)類似的傳送裝置10進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。這種新形式的調(diào)制是模擬波形與由某種形式的脈沖模數(shù)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的數(shù)字波形之間的一種優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，數(shù)據(jù)傳送裝置10把二進(jìn)制信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來傳送，而不采用普通數(shù)據(jù)傳送處理器或調(diào)制解調(diào)器所典型使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器或正交調(diào)幅。數(shù)據(jù)傳送是通過把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為成為兩個(gè)或三個(gè)一組的或其他成組的聲頻音調(diào)來實(shí)現(xiàn)的。這種音調(diào)信號(hào)較普通正交調(diào)幅系統(tǒng)信號(hào)能更有效地傳送。這種處理是一個(gè)完全復(fù)用的技術(shù)，其中從一個(gè)模擬觸發(fā)頻率到數(shù)字字符的最終轉(zhuǎn)換發(fā)生在安裝于一個(gè)接收方的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)或其他媒體內(nèi)的接收電路14中。
通過電話語(yǔ)音信道的數(shù)據(jù)傳送受到傳送波形相位失真的限制。波長(zhǎng)愈短或者頻率愈高，則相位失真將愈嚴(yán)重。本發(fā)明通過同時(shí)傳送兩個(gè)不同頻率的波形消除了這種相位困難。兩個(gè)波形被結(jié)合成一個(gè)組合信號(hào)，它帶有能穩(wěn)定整個(gè)波的群速度的抵消作用。
相位失真也叫作包絡(luò)滯后失真，在普通傳送方法中，傳送的比特長(zhǎng)度大于或等于包絡(luò)滯后失真。在本發(fā)明的實(shí)踐中，通過利用脈沖模數(shù)轉(zhuǎn)換而避免了滯后失真與比特寬度或比特?cái)?shù)之間的直接聯(lián)系。這里所用的脈沖轉(zhuǎn)換是指，利用模擬觸發(fā)脈沖來在一個(gè)輸出門處瞬時(shí)地產(chǎn)生一個(gè)任意希望長(zhǎng)度的比特串。由于持續(xù)時(shí)間是確定的，而且可以設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器來使失真效應(yīng)趨于零，所以這種轉(zhuǎn)換幾乎是無噪聲的。
兩個(gè)方向的傳送過程(上傳和下傳)都發(fā)生在現(xiàn)有的電話線路20上。本發(fā)明能達(dá)到的最小通信速度是每秒8兆字節(jié)，并且在應(yīng)用中不受距離的限制。傳送速度由一個(gè)觸發(fā)脈沖被送入一個(gè)六鎖存器(Hexlatch)，例如六鎖存器96和98的速度所確定。每個(gè)觸發(fā)脈沖確定了一個(gè)符號(hào)的值。如步驟42所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例每0.875μs把一個(gè)觸發(fā)脈沖送入一個(gè)六鎖存器。系統(tǒng)速度可以這樣算得將每次傳送的比特?cái)?shù)(例如8比特)乘上每個(gè)比特的脈沖率(每秒1142857個(gè)脈沖)。
圖1示出數(shù)據(jù)傳送裝置10的典型傳送步驟的一個(gè)例子。該處理開始于步驟22，其中發(fā)送器選擇一個(gè)ASCII字符。ASCII字符由8比特的二時(shí)制數(shù)代表。在步驟24中，把一個(gè)字符的二進(jìn)制ASCII表示分解成高位4比特和低位4比特兩個(gè)段。在步驟26中，利用低位段的4個(gè)比特產(chǎn)生一個(gè)低頻音調(diào)25。在步驟28中，利用高位段的4個(gè)比特產(chǎn)生一個(gè)高頻音調(diào)29。這兩個(gè)音調(diào)代表了所選的字符，并在步驟30中被混合。混合之后，在步驟32中兩個(gè)音調(diào)被通過現(xiàn)有電話線路20發(fā)送。
圖2示出數(shù)據(jù)傳送裝置10的典型接收處理的一個(gè)例子。處理開始于步驟34，其中接收通過現(xiàn)有電話線路20發(fā)送來的在步驟32發(fā)出的編碼音調(diào)。在步驟36，用模擬濾波器76把接收到的音調(diào)分解成其高、低頻分量25和29。在步驟38，把二進(jìn)制計(jì)數(shù)值定標(biāo)成代表在一個(gè)編碼ASCII字符組的矩陣空間中的坐標(biāo)值。然后在步驟40中使用對(duì)噪聲/錯(cuò)誤恢復(fù)的優(yōu)先權(quán)編碼。步驟42則涉及到為傳送來的字符的各8個(gè)比特向六鎖存器96或98發(fā)送一個(gè)875μs的脈沖。
圖4較詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送電路12。發(fā)送電路12含有一個(gè)二進(jìn)制輸入分解器44，它把對(duì)應(yīng)于被選ASCII字符的8比特二進(jìn)制數(shù)輸入給傳送裝置10。二進(jìn)制輸入分解器44的8比特二進(jìn)制數(shù)被分解成2個(gè)4比特二進(jìn)制數(shù)。第一個(gè)4比特二進(jìn)制數(shù)被輸送給一個(gè)第一解碼器46，第二個(gè)4比特二進(jìn)制數(shù)被輸送給一個(gè)第二解碼器48。
解碼器46和48各自接收作為其輸入的一個(gè)4比特二進(jìn)制數(shù)，后者將使解碼器46和48的16個(gè)輸出針腳中的一個(gè)針腳變?yōu)檎妷?。解碼器46和48各自都連接到或門50、52、54和56上?；蜷T50、52、54和56各自的輸出分別連接到相應(yīng)開關(guān)58、60、62和64的斷/通針腳上。第一開關(guān)58、第二開關(guān)60、第三開關(guān)62和第四開關(guān)64各自的接觸臂都連接到一個(gè)維恩橋式振蕩電路66上。
第一開關(guān)58、第二開關(guān)60、第三開關(guān)62和第四開關(guān)64的接觸針腳連接在一個(gè)晶體管陣列68中的一個(gè)輸出晶體管的基極上。解碼器46和48各自通過經(jīng)過或門50、52、54和56與維恩橋式振蕩電路66的相互作用而產(chǎn)生一個(gè)音調(diào)。然后兩個(gè)音調(diào)25和29在晶體管陣列68中被混合?；旌系囊粽{(diào)25和29被從晶體管陣列68傳輸?shù)揭粋€(gè)電話連接端70上。電話連接端70提供了把傳送裝置10連接到一個(gè)現(xiàn)有電話線路20上的接口，使組合音調(diào)能被發(fā)送。
現(xiàn)在將參照字符“E”的ASCII字符碼來說明發(fā)送電路操作的一個(gè)例子。“E”的二進(jìn)制表示是01000101(ASCII編碼實(shí)際上只使用一個(gè)8比特字中的后7個(gè)比特，第一個(gè)比特總為零)。當(dāng)該二進(jìn)制數(shù)被接收到后，它將被二進(jìn)制輸入分解器44分解成4個(gè)低位比特和4個(gè)高位比特。4個(gè)高位比特被二進(jìn)制輸入分解器44輸送給第一解碼器46，4個(gè)低位比特被二進(jìn)制輸入分解器44輸送給第二解碼器48。第一和第二解碼器分別把兩個(gè)4比特二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成各自芯片針腳位置上的一個(gè)正電壓。
這些針腳連接在第一或門50、第二或門52、第三或門54和第四或門56的輸入端。每個(gè)或門都連接在一個(gè)相應(yīng)的開關(guān)58、60、62或64上。如果第一解碼器46和第二解碼器48中任何一個(gè)解碼器對(duì)應(yīng)于或門50、52、54和56的針腳輸出為正電壓，則對(duì)應(yīng)于或門50、52、54、56的開關(guān)58、60、62、64將閉合。開關(guān)58、60、62或64中某個(gè)開關(guān)的閉合將把振蕩器66的輸出輸送給晶體管陣列68的基極上。
這樣，晶體管陣列68的輸入將是一個(gè)正弦波形。這個(gè)施加到晶體管陣列68上的波形將通過電話接口70向電話線路20發(fā)送一個(gè)波形。這一處理也對(duì)4個(gè)低位比特進(jìn)行，并且低位比特的波形與高位比特的波形同時(shí)出現(xiàn)在陣列68上。
于是兩個(gè)信號(hào)被混合并通過電話線路發(fā)送，在接收方兩個(gè)信號(hào)又被分解成一個(gè)低頻波25和一個(gè)高頻波29。這一分解是由模擬濾波器76執(zhí)行的，見圖5。一旦合適的高通和低通模擬濾波器76通過了兩個(gè)波25和29，它們將被輸出給一個(gè)過零芯片，例如市場(chǎng)上可購(gòu)得的NTE995芯片。當(dāng)一個(gè)正弦波通過了一個(gè)例如位于過零芯片內(nèi)的電容器后，它將在零點(diǎn)附近振蕩，如圖6所示。每當(dāng)波形過零時(shí)，過零芯片就產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖。
現(xiàn)在將參考圖5進(jìn)一步討論根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接收處理。圖5示出一個(gè)用于接收聲頻波并將其變換成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的接收電路14。變換處理從把組合波分解成低頻和高頻分量開始。組合波通過現(xiàn)有電話線路20被傳送并通過電話連接端72輸入給接收電路14。兩個(gè)輸入波被傳送給一個(gè)運(yùn)算放大器組件74。運(yùn)算放大器組件74包括一個(gè)與一個(gè)運(yùn)算放大器相串連的電容器，使該組件能模擬一個(gè)電感器。
通過適當(dāng)?shù)囟?biāo)各個(gè)電容器和電阻器的值，可以構(gòu)成一個(gè)帶通或高頻濾波器。組合信號(hào)在74上被接收，由濾波器76分解。濾波器76使高頻波與低頻波分離。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，濾波器76包含一個(gè)稱之為電荷泵的內(nèi)部芯片電路，后者又含有一個(gè)電容器和電阻器，用于對(duì)濾波器76的輸出微分。特別是在耦合于一個(gè)反向偏置二極管和一個(gè)起著射極跟隨器作用的輸出晶體管時(shí)，濾波器76還可以含有一個(gè)電池和一個(gè)電壓泄漏電路，以減小微分波形中的負(fù)毛刺。
微分的高頻波被輸入給一個(gè)第一雙穩(wěn)電路78，微分的低頻波被輸入給一個(gè)第二雙穩(wěn)電路80。當(dāng)?shù)皖l或高頻波過零時(shí)，濾波器將產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖，該脈沖將被輸入給相應(yīng)的雙穩(wěn)電路78或80。當(dāng)對(duì)應(yīng)于雙穩(wěn)電路78或80的波形過零時(shí)，相應(yīng)的雙穩(wěn)電路將響應(yīng)于來自濾波器76的觸發(fā)脈沖而在通/斷位置之間轉(zhuǎn)變。雙穩(wěn)電路78通過一個(gè)第一開關(guān)84耦合于一個(gè)計(jì)時(shí)器82。雙穩(wěn)電路80通過一個(gè)第二開關(guān)86耦合于計(jì)時(shí)器82。
開關(guān)84的輸出被輸入給一個(gè)第一計(jì)數(shù)器88，開關(guān)86的輸出被輸入給一個(gè)第二計(jì)數(shù)器90。雙穩(wěn)電路80還耦合于一個(gè)第一邊緣探測(cè)器92，雙穩(wěn)電路78還耦合于一個(gè)第二邊緣探測(cè)器94。邊緣探測(cè)器92使計(jì)數(shù)器88請(qǐng)零并把其計(jì)數(shù)值傳送給一個(gè)第一六鎖存器96。類似地，第二邊緣探測(cè)器94使計(jì)數(shù)器90清零并把其計(jì)數(shù)值傳送給第二六鎖存器98。寄存在第一和第二六鎖存器96和98中的二進(jìn)制數(shù)被傳送給一個(gè)二進(jìn)制輸出器100。二進(jìn)制輸出器100通過結(jié)合兩個(gè)二進(jìn)制輸入值來產(chǎn)生一個(gè)接收到的ASCII字符。
為了產(chǎn)生接收到的字符，把低頻和高頻波分量的二進(jìn)制計(jì)數(shù)值傳送給一個(gè)EEROM(可電擦除只讀存儲(chǔ)器)。高、低頻波的二進(jìn)制表示被分別傳送給一個(gè)分開的EEROM且然后給一個(gè)分開的解碼器。各解碼器在一個(gè)代表ASCII字符空間的柵格的某一位置上產(chǎn)生一個(gè)電壓。低頻波的二進(jìn)制表示在x坐標(biāo)的某一位置上產(chǎn)生電壓，高頻波的二進(jìn)制表示在y坐標(biāo)的某一位置上產(chǎn)生電壓。x、y這對(duì)坐標(biāo)的位置確定了將在ASCII字符陣列中產(chǎn)生哪一個(gè)字符。
根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的一種高速數(shù)據(jù)傳送裝置10示于圖7至15。數(shù)據(jù)傳送裝置110一般包括一個(gè)如圖8所示的發(fā)送電路112和如圖9所示的接收電路114。裝置110可以與例如雙絞銅線、光纖光纜、同軸電纜和無線傳送等任何一種傳送媒體結(jié)合使用，但這里仍參照現(xiàn)有的雙絞銅線電話線路來說明。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中可以使用一個(gè)如圖11所示的八路(octal)總線緩沖器115來實(shí)現(xiàn)脈沖轉(zhuǎn)換?？偩€緩沖器115連接兩個(gè)總線117和119。一個(gè)使能接口(enable interface)121連接在緩沖器115的輸入腳201和219中，用于控制緩沖器的操作。一個(gè)具有確定脈寬的觸發(fā)脈沖被輸入給使能接口121，使它在高電壓狀態(tài)與低電壓狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)給使能接口121施加一個(gè)高電壓時(shí)，緩沖器115的輸入腳203、205、207、209、212、214、216和218都被置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，使總線117與總線119隔離。
輸入腳202、204、206、208、211、213、215和217在其中是一個(gè)編碼的永久性的ASCII字符編碼庫(kù)。當(dāng)使能接口121被從高電壓變?yōu)榈碗妷簳r(shí)，ASCII字符將在觸發(fā)脈沖寬度內(nèi)被從總線117傳送到總線119上。這將產(chǎn)生一個(gè)每ΔT8比特的發(fā)送率，其中T是觸發(fā)脈沖的脈寬。
圖8示出數(shù)據(jù)傳送裝置110的發(fā)送電路112。一些8比特的數(shù)據(jù)字節(jié)116被從總線117輸入給緩沖器115。緩沖器115的輸出被總線119連接到EEROM118和120。EEROM118和120開始每個(gè)相繼的數(shù)據(jù)字節(jié)116到一對(duì)聲頻音調(diào)的變換過程。EEROM118接收輸入并向一個(gè)解碼器輸出8個(gè)比特。類似地，EEROM120接收輸入的數(shù)據(jù)字節(jié)116并向解碼器124輸出8個(gè)比特。
解碼器122和124通過根據(jù)其輸入選擇兩個(gè)聲頻振蕩器頻率把來自EEROM118和120的8比特輸入轉(zhuǎn)換成音調(diào)。解碼器122選擇一個(gè)低頻而解碼器124選擇一個(gè)高頻。圖10示出ASCII字符的頻率分配表的一個(gè)例子。
低頻音調(diào)被轉(zhuǎn)成一個(gè)零點(diǎn)段(null pointintercept，NPI)。一個(gè)NPI由一個(gè)低頻波和一個(gè)高頻波組成，其時(shí)間長(zhǎng)度相當(dāng)于最低頻波的兩個(gè)波長(zhǎng)。NPI是一個(gè)傳送單元，與一個(gè)有限頻率提取濾波器結(jié)合使用。
變換開始于把低頻音調(diào)輸入給一個(gè)過零芯片124。一個(gè)整形電路130把低頻輸入脈沖整形成一個(gè)J—K觸發(fā)器128的觸發(fā)脈沖。整形電路130根據(jù)低頻音調(diào)來形成J—K觸發(fā)器128的觸發(fā)脈沖。所示的J—K觸發(fā)器128被構(gòu)筑成為除以5的。
J—K觸發(fā)器128激勵(lì)一個(gè)方波振蕩器132。圖14示出方波振蕩器132的一個(gè)例子。方波振蕩器向一個(gè)丟失脈沖探測(cè)器134發(fā)送脈沖。圖15示出丟失脈沖探測(cè)器134的一個(gè)例子。每到每5個(gè)脈沖時(shí)探測(cè)器134將使計(jì)數(shù)器復(fù)位從而使其輸出為低。于是解碼器122和124被復(fù)原為零。
這一處理通過使產(chǎn)生的音調(diào)以低頻的兩個(gè)周期進(jìn)行混合來生成一個(gè)NPI。ASCII字符的音調(diào)分配表示于圖10。高、低頻音調(diào)由音調(diào)發(fā)生器136和138產(chǎn)生。發(fā)生器136產(chǎn)生低頻音調(diào)而發(fā)生器138產(chǎn)生高頻音調(diào)。音調(diào)發(fā)生器的一個(gè)例子示于圖13。兩個(gè)音調(diào)信號(hào)在一個(gè)混合電路140中混合，形成一個(gè)組合輸出信號(hào)142。組合輸出信號(hào)142通過電話接口70被發(fā)送，并被接收電路114接收。圖9示出接收電路114的一個(gè)例子。
通過接口70和電話線路20發(fā)送來的組合信號(hào)142通過一個(gè)低通濾波器144和一個(gè)高通濾波器146被輸入給接收電路144。圖12A示出組合信號(hào)142的一個(gè)例子，圖12B和12C分別示出信號(hào)142通過低、高通濾波器144、146之后的情況。
經(jīng)濾波的低頻信號(hào)被采樣和整形成為J—K觸發(fā)器148的觸發(fā)脈沖，使方波振蕩器150得以輸出，該輸出一直持續(xù)到第二個(gè)觸發(fā)脈沖使其斷開為止。振蕩器150的這一動(dòng)作將形成一個(gè)輸出脈沖，使J—K觸發(fā)器148和一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)鐘152復(fù)原。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器152把來自振蕩器150的脈沖轉(zhuǎn)換成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，這個(gè)數(shù)就是存儲(chǔ)在一個(gè)EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)154中的ASCII字符的地址。
當(dāng)經(jīng)濾波的高頻信號(hào)在從濾波器146開始依次通過J—K觸發(fā)器156、方波振蕩器158、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器160直到到達(dá)EPROM162時(shí)也將發(fā)生類似的過程。EPROM162產(chǎn)生一個(gè)ASCII字符。EEROM154和162分別向相應(yīng)的解碼器164和166輸出ASCII信息。
解碼器164和166接收并產(chǎn)生傳送的ASCII字符。解碼器166還產(chǎn)生一個(gè)第二觸發(fā)脈沖，該脈沖將激活一個(gè)振蕩器168，后者的輸出將穿過一個(gè)“棋盤格”或字符空間陣列。由EPROM154、解碼器164和EPROM162、解碼器166產(chǎn)生得到的字符將在一個(gè)與門(AND)開關(guān)169處結(jié)合，該開關(guān)把來自振蕩器168并穿過棋盤格的波形傳送到指定的鎖存器中。一個(gè)第三脈沖與硬連線的ASCII字符指定的鎖存器相結(jié)合，通過控制該第三脈沖的脈寬可達(dá)到適當(dāng)?shù)谋忍芈省?br> 圖7示出根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳送方法。處理開始于步驟170，其中利用維恩橋式振蕩器136和138產(chǎn)生頻率音調(diào)。在步驟172和174中根據(jù)數(shù)據(jù)輸入116用振蕩器分別產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào)和一個(gè)低頻信號(hào)。在步驟176中，產(chǎn)生的高、低頻信號(hào)被混合，形成一個(gè)組合信號(hào)142。在步驟178中利用組合信號(hào)142生成一個(gè)NPI。然后在步驟180中通過傳送媒體發(fā)送NPI。
在步驟182，接收發(fā)送來的NPI，并立即在步驟184中將NPI分解。在步驟186和188中NPI分別被分解成高頻信號(hào)和低頻信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)分別在步驟190和192中被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。在步驟194中高頻信號(hào)二進(jìn)制數(shù)被變換成y坐標(biāo)值，在步驟196中低頻信號(hào)二進(jìn)制數(shù)被變換成一x坐標(biāo)值。在步驟198，通過高頻信號(hào)二進(jìn)制數(shù)還產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖。該觸發(fā)脈沖將控制產(chǎn)生每個(gè)新字符的速率或每個(gè)新字符從字符網(wǎng)陣中釋放的速率。
在步驟199中，由步驟194和196得到的x和y坐標(biāo)值被結(jié)合于與門開關(guān)169，為ASCII編碼棋盤格上的一個(gè)鎖存器產(chǎn)生一個(gè)脈沖。x和y坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)于棋盤格上的一個(gè)鎖存器，而與門開關(guān)169則向?qū)?yīng)于x和y坐標(biāo)值的鎖存器傳送一個(gè)脈沖。每個(gè)鎖存器編碼了一個(gè)特定的ASCII字符。當(dāng)一個(gè)特定的鎖存器被所產(chǎn)生的x和y坐村值隔離出來時(shí)，一個(gè)與門開關(guān)的脈沖便被傳送到這個(gè)鎖存器上，于是在鎖存器接收到觸發(fā)脈沖的時(shí)刻就會(huì)產(chǎn)生或釋放出相應(yīng)的編碼的字符。來自步驟198的脈沖與來自步驟199的脈沖在指定的鎖存器處相結(jié)合，指明了發(fā)送的一個(gè)字符。在步驟200中，通過釋放與指明字符相應(yīng)的那個(gè)鎖存器使系統(tǒng)得到復(fù)原。
這樣，圖3所示的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的高速數(shù)據(jù)傳送裝置10一般包括一個(gè)發(fā)送電路12和一個(gè)接收電路14。數(shù)據(jù)傳送裝置10可以用于通過例如雙絞銅線、光纖光纜、同軸電纜、和無線傳送等任何一種傳送媒體來傳送數(shù)據(jù)，但這里是參照現(xiàn)有雙絞銅線電話線路來說明的。如圖3所示，數(shù)據(jù)傳送裝置10可以安裝在第一位置16處，并與安裝在通過普通雙絞銅線電話線路20相連接的第二位置18處的另一個(gè)數(shù)據(jù)傳送裝置10相通信。在這里所描述的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳送可以通過音調(diào)對(duì)或其他組合的頻帶內(nèi)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)，其中這種信號(hào)的組成波形可以被構(gòu)形成具有不同的振幅或其他特性。
數(shù)據(jù)傳送裝置10可以利用典型地隨電話機(jī)提供的標(biāo)準(zhǔn)電話線或調(diào)制解調(diào)器連接一到電話線路20上，電話線或調(diào)制解調(diào)器的一端用一個(gè)RJ—11插頭連接在傳送裝置10上，另一端連接在一個(gè)現(xiàn)有電話線上的出口上。數(shù)據(jù)傳送裝置10可以利用本發(fā)明提出的新形式的數(shù)據(jù)表示通過現(xiàn)有電話線路20提供與另一個(gè)類似傳送裝置10之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳送裝置10把輸入數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于傳送的模擬信號(hào)，而不采用普通數(shù)據(jù)傳送處理器或調(diào)制解調(diào)器典型使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器或正交調(diào)幅。數(shù)據(jù)傳送是通過把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成可比普通正交調(diào)幅系統(tǒng)更有效地發(fā)送的聲頻音調(diào)來實(shí)現(xiàn)的。這種處理是完全復(fù)用的系統(tǒng)，其中模擬“觸發(fā)”波的最終轉(zhuǎn)換發(fā)生在安裝于接收方計(jì)算機(jī)、打印機(jī)或其他媒體內(nèi)的接收電路14中。
通過電話語(yǔ)音信道的數(shù)據(jù)傳送受到傳送波相位失真的限制。波長(zhǎng)愈短或頻率愈高，則相位失真將愈加嚴(yán)重。本發(fā)明通過同時(shí)傳送兩個(gè)或多個(gè)不同頻率的波而免除了這種相位困難。這兩個(gè)或多個(gè)波被組合成一個(gè)具有能穩(wěn)定一完整群波的速度的抵消效應(yīng)的組合信號(hào)。
傳送過程可以沿兩個(gè)方向(上傳和下傳)通過現(xiàn)有電話線路20進(jìn)行。傳送速度一方面取決于同時(shí)帶有指明了第二個(gè)字符的小振幅(minority amplitude)的成對(duì)調(diào)制的字節(jié)數(shù)目。傳送速率還受傳送模式是啁啾模式還是連續(xù)模式的影響。啁啾模式利用稱之為啁啾信號(hào)的一些分割頻率(音調(diào)分離符)對(duì)一個(gè)連續(xù)的字符流進(jìn)行分解。連續(xù)模式發(fā)送連續(xù)的字符流并在傳送線路上保持這樣的字符流直到被接收器處理。
圖16示出本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例中的數(shù)據(jù)傳送裝置10的典型傳送步驟的一個(gè)例子。該處理開始于步驟2200，其中由發(fā)送器選擇一個(gè)ASCII字符。ASCII字符由8比特的二進(jìn)制器代表。在步驟2400中，步驟2200中所得到的兩個(gè)字節(jié)(即字節(jié)42和44，共16比特)被安裝到一個(gè)EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)中。EEPROM按預(yù)先編程于其內(nèi)的指令操作。波形混合的三種優(yōu)選模式是a)兩個(gè)固定時(shí)間長(zhǎng)度的的音調(diào)不帶分離符地串連在一起，b)兩個(gè)固定時(shí)間長(zhǎng)度的音調(diào)帶分離符地串連在一起，c)兩個(gè)音調(diào)以并行方式混合，其時(shí)間長(zhǎng)度取決于解碼這兩個(gè)音調(diào)所需的時(shí)間。這三種模式中，b模式優(yōu)勢(shì)較大，下面將對(duì)此討論。
在步驟2400中，根據(jù)編碼于EEPROM中的音調(diào)選擇方法，選出兩個(gè)音調(diào)，這兩個(gè)音調(diào)反映了ASCII或其他數(shù)據(jù)的矩陣表示中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，一個(gè)音調(diào)分量反映一個(gè)坐標(biāo)軸。作為例子，把一個(gè)音調(diào)指定給字節(jié)42，另一個(gè)音調(diào)指定給字節(jié)44。在步驟2600中，可以產(chǎn)生用于字節(jié)操作的5個(gè)操作輔助音調(diào)。這些操作輔助音調(diào)可以在出現(xiàn)有效信息負(fù)載時(shí)用來修改其意義，例如可以調(diào)節(jié)1)大寫文字或字母，2)數(shù)字指示符或數(shù)字，c)數(shù)據(jù)分離符或描述符(delineator)(啁啾)，d)頻率乘10算符，和e)頻率除以2算符。
在步驟2800中，選擇一種音調(diào)傳送模式。一旦選定了傳送模式之后，把對(duì)應(yīng)于字節(jié)42和44的兩個(gè)音調(diào)和音調(diào)分離符(或啁啾信號(hào))一起發(fā)送給接收器。在步驟3000中，發(fā)送的音調(diào)被接收器接收，進(jìn)行解碼處理。
在步驟3200，對(duì)接收到的關(guān)于字節(jié)42和44的音調(diào)進(jìn)行分配，把一個(gè)音調(diào)分配給第一字節(jié)輸入端(byte in)，把另一個(gè)音調(diào)分配給第二字節(jié)輸入端。在步驟3400，把被分配的音調(diào)輸送給一個(gè)快速數(shù)字解碼器，然后輸送給一個(gè)鎖相環(huán)。在步驟3600，把解碼器和鎖相環(huán)所輸出的音調(diào)輸送給一個(gè)鎖存器。
在步驟3800，將解碼的音調(diào)與一個(gè)參考音調(diào)相比較。在步驟4000，如果解碼的音調(diào)不匹配于參考音調(diào)，則可以產(chǎn)生一個(gè)告警。在步驟4200，如果在步驟4000中未得到兩個(gè)成功的估測(cè)，則將產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)消息。
圖17示出采用上述模式(b)(也即采用兩個(gè)帶有分離符的固定時(shí)間長(zhǎng)度音調(diào)串行結(jié)構(gòu))的發(fā)送電路1200的一個(gè)例子。兩個(gè)分別標(biāo)注為“A”(42)和“B”(44)的字節(jié)被裝載到EEPROM4600和4800中。EEPROM4600和4800被編程得能選出與輸入二進(jìn)制數(shù)相對(duì)應(yīng)的音調(diào)。一個(gè)由一個(gè)方波振蕩器5200、2個(gè)D觸發(fā)器5400和5600、以及一些或非門5800、6000、6200和6400組成的序列發(fā)生器5000發(fā)出一個(gè)方波信號(hào)來驅(qū)動(dòng)一個(gè)開關(guān)6600。這將使繼電器(開關(guān))閉合，并釋放數(shù)據(jù)音調(diào)6800通過一個(gè)電容器7000并受到一個(gè)電阻器7200的衰減后傳向運(yùn)算放大器7400。經(jīng)過一個(gè)規(guī)定時(shí)間后，5200又將產(chǎn)生第二個(gè)脈沖，使或非門6000產(chǎn)生一個(gè)高電壓。這將閉合7600并釋放一個(gè)分離符音調(diào)通過7800進(jìn)入通向電話線路20的放大器7400。再經(jīng)過一個(gè)規(guī)定時(shí)間后，5200將發(fā)出另一個(gè)脈沖，使或非門6200變?yōu)楦唠妷?，進(jìn)而使8000閉合，結(jié)果釋放數(shù)據(jù)音調(diào)8200通過電容器8400到達(dá)放大器7400，從而向電話線路20輸出組合音調(diào)。最后，振蕩器5200發(fā)出第四個(gè)脈沖，使與或非門6400變?yōu)楦唠妷海]合開關(guān)8600，傳送分離符音調(diào)8800通過電容器9000傳送到通向電話線路20的放大器7400。
步驟3000由一些輔助音調(diào)的處理組成。這些音調(diào)可以對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得能產(chǎn)生i)大寫文字或字母，2)數(shù)字指示符或數(shù)字，3)數(shù)據(jù)分離符或描述符，4)頻率乘10算符和5)頻率除以2算符，或者其他變化。這5個(gè)輔助音調(diào)使得可以不局限于使用代表26個(gè)字母的26個(gè)小寫文字或字母，或者通過允許對(duì)固定字符表示的修改而可以突破對(duì)上述ASCII子字符組的限制。
在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于通過有噪聲電話線路傳送的兩個(gè)頻率相近音調(diào)的接收，可以先將一個(gè)音調(diào)的頻率除以2然后再解碼該音調(diào)來執(zhí)行。這樣便可以在接收端增強(qiáng)傳送的可靠性。
現(xiàn)在將參考圖18討論根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖16步驟3200中的分配處理。圖18示出一個(gè)由一個(gè)運(yùn)算放大器(“AMP”)9400以及電阻器9600、9800、10000和電容器10200、10400所組成的帶通濾波器9200。
分配處理器還含有一個(gè)包括了AMP10800和AMP11000的比較器10600。輸入電壓被上分壓器11200和下分壓器11400分壓。分壓器11200包括電阻11600和11800，它設(shè)定了電壓上限12000。分壓器11400包括電阻12200和12400，它設(shè)定了電壓下限12600。
輸入音調(diào)被AMP9400和帶通濾波器9200濾波。經(jīng)濾波的頻率由分壓器11200和11400進(jìn)行比較，以根據(jù)參考點(diǎn)12000和12600固定其位置。任何超過電壓上限12000的電壓都被認(rèn)為是過大的，這時(shí)會(huì)激勵(lì)一個(gè)出錯(cuò)告警。位在上、下限12000和12600之間的比較器10600的輸出電壓被指定為第一字節(jié)。任何低于電壓下限12600的電壓被當(dāng)作為第二字節(jié)。這兩個(gè)音調(diào)，即第一和第二字節(jié)，被傳送給估測(cè)階段，即步驟3400。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的步驟3400即音調(diào)估測(cè)階段將參考圖19討論。圖19示出一個(gè)包含了三個(gè)主要部分的數(shù)字解碼器12800。第一個(gè)部分由二極管13000、電阻器13200、13400和電容器13600以及AMP13800組成。
這第一部分把一個(gè)正弦波的音調(diào)轉(zhuǎn)換成一串方波脈沖14000和14200。實(shí)際上這兩個(gè)脈沖用作計(jì)數(shù)處理中的開始脈沖和結(jié)束脈沖。第二個(gè)部分由一個(gè)J—K觸發(fā)器14400和一個(gè)a穩(wěn)定振動(dòng)器構(gòu)成，后者是利用一個(gè)計(jì)時(shí)器芯片14600構(gòu)成的，用于提供計(jì)數(shù)脈沖以幫助接收音調(diào)編碼數(shù)據(jù)時(shí)的同步。
開始時(shí)觸發(fā)器14400的“Q”輸出處于低(即零)狀態(tài)。當(dāng)脈沖14000敲擊觸發(fā)器14400時(shí)，“Q”輸出變?yōu)楦?即1)狀態(tài)，從而使開關(guān)14800閉合，這使計(jì)時(shí)器14600產(chǎn)生的脈沖能傳送到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器15000上。這將使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值累增，直到脈沖14200敲擊觸發(fā)器14400返回其Q＝0狀態(tài)。通過或非門組件15200，該計(jì)數(shù)值與期望計(jì)數(shù)值比較。如果計(jì)數(shù)值等于期望計(jì)數(shù)值，則把適當(dāng)?shù)淖止?jié)裝載到相應(yīng)的字符位置處，這時(shí)可以認(rèn)為達(dá)到了同步和數(shù)據(jù)有效性。
同時(shí)，同樣的音調(diào)被送到第三部分即鎖相環(huán)15400，對(duì)該音調(diào)估測(cè)。輸出波被與一個(gè)參考波15600比較。如果它們相同，則該數(shù)字字節(jié)或其他編碼數(shù)據(jù)被送至數(shù)據(jù)總線。根據(jù)本發(fā)明，該解碼處理是接收器的一個(gè)重要方面，由于如圖20所示，觸發(fā)或同步化是在小于整個(gè)正弦周期的時(shí)間內(nèi)完成的，所以這種解碼處理部分地允許一個(gè)快速數(shù)字解碼處理。下面將參考圖20來討論數(shù)字解碼的一個(gè)實(shí)施例。
如圖20所示，帶通濾波器15800由電阻器16000、16200、16400和AMP16600組成，它對(duì)輸入信號(hào)16800濾波。然后信號(hào)16800被調(diào)諧并被電路17000放大，再被傳送給相控電路17200。
相控電路17200包括電阻器17400，17600，17800，二極管18000和可控硅整流器18200。電阻17800和二極管18000確定一個(gè)位于輸入波16800的90°與180°相位角之間的電壓點(diǎn)18400。電壓18400所位于的角度代表整流器18200開始導(dǎo)通的點(diǎn)，該導(dǎo)通狀態(tài)將一直持續(xù)到輸入波過零。本實(shí)施例中的解碼處理包括向一個(gè)高頻振蕩器提供開始脈沖以及其后的標(biāo)志著處理結(jié)束的停止脈沖。在開始與結(jié)束之間的時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生的脈沖則由一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。
比較電路18600包括電阻器18800、19000、19200、19400和差分放大器19600、19800。解碼電路18600確定關(guān)于輸入信號(hào)波16800的開始和結(jié)束點(diǎn)，在這兩個(gè)點(diǎn)之間的期間進(jìn)行數(shù)字計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)處理由J—K觸發(fā)器20000、高頻振蕩器20200、開關(guān)20400和二進(jìn)制計(jì)數(shù)器20600執(zhí)行。在初始狀態(tài)下，觸發(fā)器20000的“Q”輸出為零。當(dāng)達(dá)到電壓電平20800的輸入信號(hào)波超過了一個(gè)由比較電路18600中的電阻器18800和19000決定的參考點(diǎn)21000。差分放大器19600將產(chǎn)生一個(gè)輸出波，經(jīng)脈沖整形器21200整形后使觸發(fā)器20000翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而激勵(lì)開關(guān)20400使計(jì)數(shù)開始。輸入波16800移至電壓電平18400并將通過差分放大器19800和整形器21400使觸發(fā)器2000翻轉(zhuǎn)回到Q＝0狀態(tài)，從而使計(jì)數(shù)結(jié)束。得到的計(jì)數(shù)值與期望計(jì)數(shù)值21600相比較。如果兩者相等，則選擇與期望計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的ASCII字符21800。如果沒有得到期望計(jì)數(shù)值，則將激勵(lì)圖23所概示的解碼處理。
如圖23所示，解碼處理開始于步驟30200中的模擬帶通濾波。在步驟30400，根據(jù)FIFO(先進(jìn)先出)基礎(chǔ)檢測(cè)接收音調(diào)信號(hào)的振幅。在步驟30600，例如可以按圖20所示那樣執(zhí)行解碼，其中，可以通過探測(cè)一個(gè)位于接近于峰值預(yù)定音調(diào)的前沿上的點(diǎn)A和一個(gè)位在后沿上的點(diǎn)B來隔離出單個(gè)音調(diào)，當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)都存在時(shí)這將唯一地識(shí)別出一個(gè)音調(diào)組。對(duì)此，音調(diào)對(duì)或其他音調(diào)組的不同分量可以根據(jù)圖22所示的發(fā)生器實(shí)施例用不同的振幅表達(dá)，總的來說這是與這里所討論的其他電路相似的，只是得到的將是具有不同絕對(duì)振幅的音調(diào)。這樣，點(diǎn)A可以與特定的發(fā)送音調(diào)分量相關(guān)聯(lián)。圖21示出本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施例，其中可以根據(jù)固定的時(shí)間長(zhǎng)度來產(chǎn)生兩個(gè)音調(diào)，但不含有內(nèi)設(shè)的分離符。
回到圖23的處理，在步驟30800中，對(duì)(1/4)個(gè)波的或其他快速觸發(fā)解碼的值與期望計(jì)數(shù)值或其他基準(zhǔn)進(jìn)行比較。在步驟31000，如果得到的結(jié)果與期望結(jié)果一致，則在步驟33000選出一個(gè)ASCII字符，其后在步驟33200中把數(shù)據(jù)的一個(gè)相應(yīng)字節(jié)提供給一個(gè)輸出FIFO緩沖器，并在步驟33400中提供給一個(gè)數(shù)據(jù)輸出總線用于傳輸，且在步驟33600結(jié)束。
替代地，在步驟31000，如果快速解碼不是期望的值，在步驟31200，執(zhí)行根據(jù)全波長(zhǎng)間隔的解碼處理。在步驟31400中，對(duì)解碼結(jié)果與計(jì)數(shù)期望值或其他基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果兩者一致則進(jìn)入輸出步驟33000。如果全周期解碼結(jié)果不匹配于預(yù)期值，則將在步驟31800中執(zhí)行鎖相環(huán)解碼，并在步驟32200中將解碼結(jié)果與期望值比較。如果兩者一致，則進(jìn)入輸出處理步驟33000。
如果步驟32200中發(fā)現(xiàn)解碼結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不匹配，則在步驟32400中接收器將進(jìn)行搜索，尋找能代表正確解碼值的可能音調(diào)時(shí)。如果找到了這樣的解碼結(jié)果，則在步驟32600中使接收器復(fù)原，否則接收器將在步驟32800發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)消息，其后也于步驟33600結(jié)束處理。
對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們來說，通過考慮本說明書本發(fā)明的其他實(shí)施例和應(yīng)用將是明顯的，所以應(yīng)該認(rèn)為說明書中的實(shí)施例和應(yīng)用只是示例性的。例如，雖然本發(fā)明是按照8比特ASSCII字符的傳送來說明的，但也可以采用例如Unicode等其他數(shù)據(jù)格式。又如，雖然本發(fā)明是按照8比特ACSII字符的傳送來說明的，但也可以采用例如Unicode等其他數(shù)據(jù)格式。本發(fā)明的范疇?wèi)?yīng)該僅受后附權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)通信方法，它包括以下步驟a)接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；b)根據(jù)該二進(jìn)制輸入產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)；c)通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及d)發(fā)送組合信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二信號(hào)包括一個(gè)低頻信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，它還包括步驟e)把二進(jìn)制輸入分解成一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中第一部分對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，第二信號(hào)對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中ASCII字符碼的4個(gè)高位比特對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，ASCII字符碼的4個(gè)低位比特對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中的聲頻音調(diào)是通過電話線路發(fā)送的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，它還包括步驟f)接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，它還包括步驟g)把發(fā)送來的組合信號(hào)分解成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，它還包括步驟h)根據(jù)第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中產(chǎn)生二進(jìn)制輸出的步驟h)包括利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列的步驟。
13.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它包括一個(gè)輸入接口，用于接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；一個(gè)發(fā)生器單元，它與輸入接口相通信，該發(fā)生器單元根據(jù)二進(jìn)制輸入來產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)；一個(gè)組合單元，它與發(fā)生器單元相通信，該組合單元通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及一個(gè)輸出接口，它與組合單元相通信，該輸出接口發(fā)送組合信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中的第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二信號(hào)包括一個(gè)低頻信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)分解器單元，該分解器單元把二進(jìn)制輸入分解成一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中的第一部分對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，第二部分對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中的二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中ASCII字符碼的4個(gè)高位比特對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，ASCII字符碼的4個(gè)低位比特對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中的組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中的組合信號(hào)是通過電話線路發(fā)送的。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)接收單元，用于接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)分離單元，用于把發(fā)送來的組合信號(hào)分離成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)輸出發(fā)生器單元，用于根據(jù)第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)來產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中的輸出發(fā)生器單元是通過利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列來產(chǎn)生二進(jìn)制輸出的。
25.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它包括輸入接口裝置，用于接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；發(fā)生器裝置，它與輸入接口裝置相通信，該發(fā)生器裝置根據(jù)二進(jìn)制輸入產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)；組合裝置，它與發(fā)生器裝置相通信，該組合裝置通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及輸出接口裝置，它與組合裝置相通信，該輸出接口裝置發(fā)送組合信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中的第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二信號(hào)包括一個(gè)低頻信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，它還包括分解裝置，該分解裝置把二進(jìn)制輸入分解成一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中的第一部分對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，第二部分對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中的二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中ASCII字符碼的4個(gè)高位比特對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)，ASCII字符碼的4個(gè)低位比特對(duì)應(yīng)于低頻信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中的組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中的聲頻音調(diào)是通過電話線路發(fā)送的。
33.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，它還包括接收裝置，該接收裝置接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的系統(tǒng)，它還包括分離裝置，該分離裝置把發(fā)送來的組合信號(hào)分離成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，它還包括輸出發(fā)生器裝置，該輸出發(fā)生器裝置根據(jù)第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)來產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中的輸出發(fā)生器裝置是通過利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列來產(chǎn)生二進(jìn)制輸出的。
37.一種數(shù)據(jù)通信方法，它包括以下步驟a)接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；b)根據(jù)二進(jìn)制輸入產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)，第一信號(hào)與第二信號(hào)在除了頻率之外的至少一個(gè)特性上有差別；c)通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及d)發(fā)送組合信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中的第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二部分包括一個(gè)低頻信號(hào)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中的二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中的組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中的至少一個(gè)特性包括振幅。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，它還包括步驟e)接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，它還包括步驟f)通過探測(cè)該至少一個(gè)特性把發(fā)送來的組合信號(hào)分離成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中的分解步驟f)還包括步驟g)在小于第一接收信號(hào)或第二接收信號(hào)的1/2周期的時(shí)間內(nèi)探測(cè)振幅。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，它還包括步驟h)通過利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列來產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
46.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它包括一個(gè)輸入接口，用于接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；一個(gè)發(fā)生器單元，它與輸入接口相通信，該發(fā)生器單元根據(jù)二進(jìn)制輸入產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)，第一信號(hào)與第二信號(hào)在除了頻率之外的至少一個(gè)特性上有差別；一個(gè)組合單元，它與發(fā)生器單元相通信，該組合單元通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及一個(gè)輸出接口，它與組合單元相通信，該輸出接口發(fā)送組合信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的系統(tǒng)，其中的第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二信號(hào)包括一個(gè)低頻信號(hào)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中的二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的系統(tǒng)，其中的組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的系統(tǒng)，其中的至少一個(gè)特性包括振幅。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)接收單元，用于接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)分離單元，用于通過探測(cè)該至少一個(gè)特性把發(fā)送來的組合信號(hào)分離成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)輸出發(fā)生器單元，用于根據(jù)在小于第一接收信號(hào)或第二接收信號(hào)的1/2周期的時(shí)間內(nèi)探測(cè)到的振幅來產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的系統(tǒng)，其中輸出發(fā)生器單元是通過利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列來產(chǎn)生二進(jìn)制輸出的。
55.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它包括輸入接口裝置，用于接收一個(gè)待傳送的二進(jìn)制輸入；發(fā)生器裝置，它與輸入接口裝置相通信，該發(fā)生器裝置根據(jù)二進(jìn)制輸入來產(chǎn)生一個(gè)第一信號(hào)和一個(gè)第二信號(hào)，第一信號(hào)與第二信號(hào)在除了頻率之外的至少一個(gè)特性上有差別。組合裝置，它與發(fā)生器裝置相通信，該組合裝置通過組合第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成一個(gè)代表二進(jìn)制輸入的組合信號(hào)；以及輸出接口裝置，它與組合裝置相通信，該輸出接口裝置發(fā)送組合信號(hào)。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中的第一信號(hào)包括一個(gè)高頻信號(hào)，第二信號(hào)包括一個(gè)低頻信號(hào)。
57.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中的二進(jìn)制輸入包括一個(gè)ASCII字符碼。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的系統(tǒng)，其中的組合信號(hào)包括一些聲頻音調(diào)。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的系統(tǒng)，其中的至少一個(gè)特性包括振幅。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的系統(tǒng)，它還包括接收裝置，該接收裝置用于接收發(fā)送來的組合信號(hào)。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的系統(tǒng)，它還包括分離裝置，該分離裝置通過探測(cè)至少一個(gè)特性把發(fā)送來的組合信號(hào)分離成一個(gè)第一接收信號(hào)和一個(gè)第二接收信號(hào)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61的系統(tǒng)，它還包括輸出發(fā)生器裝置，該輸出發(fā)生器裝置通過在小于第一接收信號(hào)或第二接收信號(hào)的1/2周期的時(shí)間內(nèi)探測(cè)振幅來產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的系統(tǒng)，其中的輸出發(fā)生器裝置是通過利用第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)去尋址一個(gè)ASCII字符陣列來產(chǎn)生二進(jìn)制輸出的。
全文摘要
一種傳送裝置和方法能夠利用一些聲頻音調(diào)通過現(xiàn)有電話線線路進(jìn)行高速傳送。通過把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為成對(duì)的、三個(gè)的、或其他數(shù)目的聲頻音調(diào)并發(fā)送組合信號(hào)可以通過電話線路(20)發(fā)送數(shù)據(jù)。例如一個(gè)ASCⅡ字符這樣的數(shù)據(jù)(22)首先被轉(zhuǎn)換成一個(gè)8比特的二進(jìn)制數(shù)(24)。然后利用該二進(jìn)制數(shù)來選擇兩個(gè)音調(diào):一個(gè)高頻音調(diào)(28)和一具低頻音調(diào)(26)。這兩個(gè)音調(diào)(26,28)被混合形成能通過電話線路(20)發(fā)送(32)的組合信號(hào)(30)。這兩個(gè)音調(diào)(26,28)可以被構(gòu)形成具有不同的振幅或者被啁啾音調(diào)分開,并被混合成一個(gè)能通過電話線路(20)發(fā)送的組合信號(hào)。然后在接收裝置中接收到的組合信號(hào)(30)可以被分解成它的一些組成音調(diào)并被解碼,從而產(chǎn)生發(fā)送來的數(shù)據(jù)(22)。
文檔編號(hào)H04L27/30GK1327671SQ00802009
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2000年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者約翰·P·凱恩斯 申請(qǐng)人:數(shù)據(jù)麥格公司