專利名稱：具有數(shù)字語音存儲(chǔ)能力的移動(dòng)電話的制作方法
背景本發(fā)明主要涉及無線通信系統(tǒng)，特別涉及在移動(dòng)單元中提供數(shù)字語音存儲(chǔ)能力的無線通信系統(tǒng)。
無線通信業(yè)，尤其是蜂窩電話業(yè)在美國以及世界各地的商用業(yè)務(wù)中取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在大都市里，增長的勢頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)想并且超過了系統(tǒng)容量。如果這種趨勢繼續(xù)下去，迅速增長的影響將抵達(dá)哪怕是最小的市場。需要有革新性的解決方法來適應(yīng)這些不斷增長的容量需求，同時(shí)還要保持高的服務(wù)質(zhì)量，以及避免價(jià)格的上漲。
在全世界，蜂窩系統(tǒng)中的一個(gè)重要步驟是從模擬到數(shù)字傳輸?shù)母淖儭Ｍ瑯又匾氖菫閷?shí)現(xiàn)下一代蜂窩技術(shù)選擇一種有效的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu)。更進(jìn)一步的是，普遍認(rèn)為第一代個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)(PCNs)應(yīng)用了低價(jià)、袖珍的無繩電話，可以方便地?cái)y帶并可在家庭、辦公室、街道、汽車等各種環(huán)境中發(fā)送或接收呼叫，而它將由使用下一代數(shù)字蜂窩系統(tǒng)架構(gòu)的蜂窩載體來提供。
當(dāng)用戶習(xí)慣于使用便攜或手持設(shè)備通信時(shí)，他們會(huì)希望這些設(shè)備能夠提供他們?cè)谑褂酶鼈鹘y(tǒng)的有線電話系統(tǒng)時(shí)所喜愛的所有附加特性。于是，諸如呼叫轉(zhuǎn)移和會(huì)議電話呼叫等功能被用在無線通信系統(tǒng)中。
用戶還習(xí)慣于在他們的電話系統(tǒng)中有消息存儲(chǔ)和查詢能力。在有線系統(tǒng)中，該功能是由應(yīng)答機(jī)和語音信箱系統(tǒng)來提供的。應(yīng)答機(jī)一般使用電子機(jī)械的存儲(chǔ)設(shè)備，笨重復(fù)雜，對(duì)于手持通信設(shè)備也不是很實(shí)用。語音信箱類型的系統(tǒng)在尋呼系統(tǒng)中使用，核心是用于存儲(chǔ)消息的中央存儲(chǔ)設(shè)備，但它對(duì)于并非一直與系統(tǒng)相連的無線通信設(shè)備并不是最佳的。
鑒于有關(guān)無線通信系統(tǒng)的傳統(tǒng)的消息存儲(chǔ)和查詢系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)，當(dāng)前許多蜂窩系統(tǒng)便沒有消息存儲(chǔ)能力。這些系統(tǒng)只是簡單地發(fā)標(biāo)準(zhǔn)消息，通知呼叫者他所呼叫的人此時(shí)無法叫通。這將給用戶帶來不便，他必須繼續(xù)重?fù)芩肼?lián)絡(luò)的人。
在當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域中，有一些這方面的努力，用以在無線通信系統(tǒng)中提供消息存儲(chǔ)和查詢能力。例如，美國專利NO.4,495,647 to Burke et al.闡述了一種數(shù)字語音存儲(chǔ)移動(dòng)單元站，其中一個(gè)移動(dòng)單元具有達(dá)8個(gè)64K動(dòng)態(tài)RAM，可以存儲(chǔ)達(dá)42秒的語聲。消息通過CVSD電路來數(shù)字化。不過這種方法有問題，Burke et al只是簡單地?cái)?shù)字化了來和去的消息，卻沒有作數(shù)據(jù)壓縮。缺少了數(shù)據(jù)壓縮，該系統(tǒng)必須提供更多的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)所需的語音數(shù)據(jù)量，或接受較少的語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
美國專利No.5,003,576 to Helferich公開了一種模擬/數(shù)字語音存儲(chǔ)蜂窩電話，在其中消息可以用較高的速率發(fā)送到移動(dòng)單元，并由用戶在以后用較慢的速度重放。和Burke系統(tǒng)很相似，Helferich的系統(tǒng)只是簡單地?cái)?shù)字化了來的消息，將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而沒有作數(shù)據(jù)壓縮，因此帶來了與上文所述專利相同的缺陷。
美國專利No.5,105,197 to Clagett公開了一個(gè)系統(tǒng)，其中消息是存儲(chǔ)在使用數(shù)據(jù)壓縮保存資源的靜態(tài)站點(diǎn)中，并發(fā)送到移動(dòng)單元，資源即頻譜和存儲(chǔ)器。由于消息沒有存儲(chǔ)在移動(dòng)單元，用戶必須等待，直到他或她處在保存有他或她的消息的靜態(tài)站點(diǎn)的范圍之內(nèi)，這對(duì)于那些不在適當(dāng)?shù)撵o態(tài)站點(diǎn)范圍之內(nèi)而想得到他們的消息的人來講是非常不便的。
如上可見，需要有使用數(shù)據(jù)壓縮來提供本地的語音存儲(chǔ)的移動(dòng)單元存在，但不增加額外的昂貴電路或改變現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)。
簡述在傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)和移動(dòng)單元中發(fā)現(xiàn)的這些和其它的缺陷和困難，依據(jù)本發(fā)明可以克服。依據(jù)本發(fā)明所舉實(shí)施方案的移動(dòng)單元，使用現(xiàn)有移動(dòng)單元中已有的數(shù)據(jù)壓縮電路和算法以及存儲(chǔ)器設(shè)備來保存和查詢用戶或呼叫者所留的消息。用這種方法，語音存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)壓縮的優(yōu)越性可以不必明顯增加花費(fèi)和移動(dòng)單元的規(guī)模就能實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明所舉的示例實(shí)施方案，由于語音存儲(chǔ)更經(jīng)濟(jì)可行，移動(dòng)單元用戶接口可以調(diào)整而獲得利用語音能力的好處。例如，通過用預(yù)存的語音消息取代顯示的消息和蜂鳴聲，業(yè)務(wù)安全性可以加強(qiáng)，這樣可以將移動(dòng)單元用戶從其它動(dòng)作中解放出來。
附圖簡述本發(fā)明的這些和其它的目標(biāo)、特性和優(yōu)越性可以通過閱讀下面帶有附圖的詳細(xì)闡述而更容易理解，其中

圖1所示框圖是依據(jù)本發(fā)明所舉實(shí)施方案的移動(dòng)單元；圖2所示框圖是圖1框圖的一部分。
詳細(xì)闡述圖1所示是依據(jù)本發(fā)明所舉實(shí)施方案的移動(dòng)單元。該框圖顯示了移動(dòng)單元的非常概略的形式，因?yàn)樵S多信號(hào)處理細(xì)節(jié)是傳統(tǒng)的并且超出了本發(fā)明的范圍。那些對(duì)列舉的移動(dòng)單元更多背景信息感興趣的人可以參照美國專利No.5,199,031，該專利在此處引入以作參考。雖然該列舉的實(shí)施方案參照時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)和GSM系統(tǒng)而討論，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易看出，本發(fā)明可以用不同的接入技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如碼分多址(CDMA)和頻分多址(FDMA)，且可在不同的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，例如AMPS和IS-54B。
在圖1中，移動(dòng)單元10具有天線12和與天線12相連的發(fā)射器14，它被發(fā)射控制單元16控制。發(fā)射器還連接到信號(hào)處理單元18。接收器20和發(fā)射器14以時(shí)分復(fù)用方式共享天線12。接收器20也與信號(hào)處理單元18相連。用以調(diào)制、解調(diào)、均衡的無線電路包括在框圖14和20中。信號(hào)處理單元18包括，例如，用來數(shù)字化入信號(hào)，信道編碼，信道解碼和交織來去語聲的電路。信號(hào)處理單元18還連接到編碼器/解碼器(編解碼器)22，它從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24和微處理器26接收語聲數(shù)據(jù)或往該處發(fā)送語聲數(shù)據(jù)。而微處理器26連接到發(fā)射器控制單元16和I/O模塊28，它處理從鍵盤32而來I/O信號(hào)到顯示器30。
傳統(tǒng)的PCM技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸帶寬上要求是64K比特每秒的數(shù)量級(jí)。因?yàn)檫@樣高的帶寬對(duì)于無線通信是不適合的，信道帶寬是非常昂貴的資源，所有的數(shù)字移動(dòng)電話，例如蜂窩電話，包括了用以壓縮/解壓縮語聲的語聲編碼器。為了提供高于模擬無線通信的頻譜效率，數(shù)據(jù)帶寬應(yīng)該在8-12KBPS(每秒千比特)量級(jí)。例如，在D-AMPS里，使用了一種VSELP(向量和受激線性預(yù)測)編碼算法來提供約8.7Kbps的數(shù)據(jù)壓縮率。相似地，GSM使用了一種RPE-LTP(殘留沖擊受激長期預(yù)測)編碼算法來提供約13kbps的數(shù)據(jù)壓縮率、RPE-LTP算法在題為“GSM全速率語聲代碼轉(zhuǎn)換”的GSM建議6.10中有更全面的闡述，這里引入以作參考、圖1的編解碼模塊22概略地標(biāo)出了這些類型的語聲編碼器，它們?cè)谝苿?dòng)無線通信單元中使用，對(duì)于通過天線12的同時(shí)發(fā)生的傳輸，用來壓縮從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24接收的語聲，或解壓縮經(jīng)過天線12通過空中接口接收的從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸出的語聲。編解碼器22可被設(shè)計(jì)或編程，應(yīng)用傳統(tǒng)的壓縮/解壓縮算法，例如上文中所描述的那些算法。
除了這些傳統(tǒng)的對(duì)于編解碼器22的使用，依據(jù)本發(fā)明所舉實(shí)施方案，編解碼器22還可用于壓縮將保存在存儲(chǔ)器34中的消息或解壓縮從存儲(chǔ)器34輸出的語音消息。本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以看到，雖然圖1中存儲(chǔ)器34作為一個(gè)獨(dú)立的模塊表示，但該存儲(chǔ)空間可以由傳統(tǒng)移動(dòng)單元已有電路存儲(chǔ)器設(shè)備中得到，或者如果需要，從另外的存儲(chǔ)器設(shè)備中得到。
使用編解碼器22和存儲(chǔ)器34可以提供基本功能，從中可以設(shè)計(jì)許多更高級(jí)別的處理過程，例如，(1)壓縮從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24接收的消息并將該消息保存在存儲(chǔ)器34中，即一條問候語，(2)從存儲(chǔ)器34取出，在編解碼器22中解壓縮，并用天線12經(jīng)過空中接口輸出該消息，(3)在編解碼器22中壓縮經(jīng)過空中接口接收的消息，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34中，(4)從存儲(chǔ)器34取出消息，在編解碼器22中解壓縮該消息，并從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸出該消息。每一功能將在下面參照?qǐng)D2作更詳細(xì)的描述。
在圖2中，為清楚起見，那些需要多次參照的框圖元素將被從圖1中提取處來，使用了相同的數(shù)字編號(hào)，而其它部分被省略。例如，如果用戶想初始化一個(gè)依據(jù)本發(fā)明的實(shí)例移動(dòng)單元的消息存儲(chǔ)和查詢能力，通過記錄一條在用戶無法回答移動(dòng)電話時(shí)向呼叫者回應(yīng)的問候語，他或她要在鍵盤32上按下一個(gè)預(yù)定義的鍵組，命令微處理器26將用麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸入的語聲數(shù)據(jù)作為問候語來保存。編解碼器22接收該數(shù)據(jù)并象任何從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸入的語聲那樣作壓縮。微處理器26指示編解碼器將壓縮后的語聲送到存儲(chǔ)器34，例如，使用了諸如復(fù)用器(圖中沒有畫出)之類的可交換輸出設(shè)備，而不是將壓縮后的語聲送到天線12。微處理器還提供了適當(dāng)?shù)牡刂沸畔ⅲ@樣壓縮了的問候語保存在存儲(chǔ)器34的一定的位置用于以后的查詢。
當(dāng)用戶無法處理呼叫時(shí)，試圖與該實(shí)例的移動(dòng)單元用戶聯(lián)系的呼叫者便會(huì)激活消息存儲(chǔ)和查詢系統(tǒng)。如果需要，振鈴統(tǒng)計(jì)電路，或在系統(tǒng)信令消息基礎(chǔ)上的預(yù)定義時(shí)間間隔過去之時(shí)的判決電路可以被用來在激活自動(dòng)應(yīng)答之前給用戶應(yīng)答的機(jī)會(huì)。用于統(tǒng)計(jì)振鈴且激活消息存儲(chǔ)和查詢系統(tǒng)的電路在本技術(shù)領(lǐng)域是被周知的，這里就不作進(jìn)一步的闡述。在接收了所需次數(shù)的振鈴，而用戶沒有激活移動(dòng)單元時(shí)，微處理器26將初始化問候語和記錄周期。問候語從它的在存儲(chǔ)器34中保存的位置被查詢出來，由編解碼器22解壓縮，并通過天線12送到呼叫者，就象用戶直接從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸入的語聲數(shù)據(jù)。
呼叫者的任何其后的應(yīng)答將處理為用于保存的給用戶的消息。微處理器26將從天線12而來的壓縮語聲數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲(chǔ)器34，用以保存在消息存儲(chǔ)地址上。這樣，語音消息旁路了編解碼器22，在該處通常是被解壓縮并從麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸出。然后，當(dāng)用戶能夠激活他的或她的移動(dòng)單元時(shí)，將有指令提供，告知有消息收到和存儲(chǔ)。用戶可以要求重放該消息，該消息由編解碼器22解壓縮并通過麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器24輸出。消息存儲(chǔ)指示可以是簡單的點(diǎn)亮發(fā)光二級(jí)管，或?qū)τ诟邇r(jià)的單元，可以包括一條保存在存儲(chǔ)器34中的消息，當(dāng)移動(dòng)單元激活時(shí)，被解壓縮并輸出，例如，“你收到4條消息?！比缟衔乃?，本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在無線通信系統(tǒng)中的移動(dòng)單元里壓縮語聲消息以達(dá)到消息存儲(chǔ)和查詢的經(jīng)濟(jì)性，及不增加額外電路而提供這樣的能力。從上文可見，根據(jù)本發(fā)明，該能力可以用傳統(tǒng)移動(dòng)單元中現(xiàn)有的全部或部分語聲壓縮算法提供。使用這些語聲壓縮算法，兩秒鐘的語聲(大約是一個(gè)簡單詞組的時(shí)長)可以被存在約3K字節(jié)的存儲(chǔ)器中，而若不加以壓縮，需要大約16K字節(jié)。所舉實(shí)例的實(shí)施方案的一個(gè)簡化形式可以只給出輸出消息，而沒有存貯來話消息的能力。雖然上述列舉的實(shí)施方案根據(jù)基本的應(yīng)答機(jī)功能闡述了本發(fā)明，但本發(fā)明對(duì)于任何移動(dòng)單元功能都可以實(shí)現(xiàn)，其中輸出到用戶或呼叫者的語聲是理想的，因?yàn)楸景l(fā)明使語聲I/O更經(jīng)濟(jì)。
例如，當(dāng)建立呼叫失敗，移動(dòng)單元可以“告訴”用戶呼叫建立失敗，而不是簡單的響一聲并在顯示器上打印一條消息。用這種方法，用戶不用將收發(fā)器拿離她的或他的耳朵去查找延時(shí)或失敗的原因。移動(dòng)單元還可以用語音消息通知單元操作狀態(tài)下的用戶(例如，“小區(qū)受限”，“搜索基站”，“重試”，“無服務(wù)”，“呼叫終止”，“電池不足”，等等)。例如，呼叫早釋可以通過語音消息對(duì)用戶指示，而不是聲音消失并在顯示器上出現(xiàn)一堆符號(hào)。這些消息可以預(yù)存在固定的存儲(chǔ)器中，交付實(shí)現(xiàn)非常便宜，而提供了增強(qiáng)的安全性和使用的方便性。
同樣，雖然在移動(dòng)單元中的本地消息存儲(chǔ)提供了某些優(yōu)點(diǎn)，其中的一些在上文中闡述，但本發(fā)明還可以應(yīng)用于保存在中央位置的語音消息，即在陸地站/交換機(jī)，解碼功能可以省去，在語音信箱中是以壓縮的形式保存。當(dāng)這些壓縮消息被查詢的時(shí)候，能夠由編解碼器22解壓縮。上文中闡述的列舉的本發(fā)明的實(shí)施方案可以用在在各方面，而不是受限的。因此，本發(fā)明能夠以在具體的實(shí)現(xiàn)上有許多變化，實(shí)現(xiàn)方法可以由本技術(shù)領(lǐng)域的人員從這里的闡述中派生出來。例如，雖然本發(fā)明按照移動(dòng)單元來描述，但熟悉本技術(shù)的人員可以看到，本發(fā)明可以在任何無線通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，例如便攜單元，PCS設(shè)備，個(gè)人數(shù)字輔助設(shè)備或其它不用于通信但包括了用于其它目的的解壓縮/壓縮電路設(shè)備。所有的這些變化和改進(jìn)被認(rèn)為是在本發(fā)明由以下的權(quán)利要求定義的范圍和要點(diǎn)中。
權(quán)利要求
1.無線通信系統(tǒng)的移動(dòng)單元，該移動(dòng)單元包括用于發(fā)送輸出無線信號(hào)的設(shè)備，用于接收及解調(diào)輸入無線信號(hào)的設(shè)備，用于數(shù)字化上述解調(diào)后的信號(hào)的設(shè)備，用于選擇性地解壓縮上述數(shù)字化信號(hào)的設(shè)備，控制設(shè)備，當(dāng)上述數(shù)字化信號(hào)保持壓縮時(shí)，用于在存儲(chǔ)器設(shè)備中存儲(chǔ)上述數(shù)字化信號(hào)，且當(dāng)上述數(shù)字化信號(hào)被解壓縮時(shí)用于輸出上述數(shù)字化信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的移動(dòng)單元，其中所述存儲(chǔ)器還預(yù)存消息，上述控制設(shè)備通過所述選擇性解壓縮設(shè)備為解壓縮查詢預(yù)存消息，并在與預(yù)存消息有關(guān)的預(yù)定義事件出現(xiàn)后輸出所述預(yù)存消息作為語音數(shù)據(jù)。
3.消息存儲(chǔ)和查詢方法包括以下步驟提供編碼/解碼器，用于壓縮和解壓縮語聲數(shù)據(jù)；用所述編碼器/解碼器壓縮從麥克風(fēng)接收的語聲數(shù)據(jù)，并將壓縮的語聲數(shù)據(jù)存在存儲(chǔ)器設(shè)備中；預(yù)定義事件發(fā)生后，從所述存儲(chǔ)設(shè)備中查詢所述壓縮的語聲數(shù)據(jù)；用所述編碼器/解碼器解壓縮所述壓縮的語聲數(shù)據(jù)；在所述解壓縮步驟后，用天線發(fā)送所述語聲數(shù)據(jù)。
4.一種消息存儲(chǔ)和查詢的方法，包括以下步驟提供編碼/解碼器，用于壓縮和解壓縮語聲數(shù)據(jù)；用天線接收呼叫者的壓縮語音消息；旁路上述編碼/解碼器，并在存儲(chǔ)器中存貯上述經(jīng)壓縮的語音消息。
5.權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括以下步驟從所述存儲(chǔ)器設(shè)備中查詢上述壓縮的語音消息；用所述編碼/解碼器解壓縮上述壓縮的語音消息；且將所述語音消息輸出到揚(yáng)聲器。
6.在無線通信系統(tǒng)中的移動(dòng)單元，包括用于發(fā)送輸出無線信號(hào)的發(fā)送器，用于接收輸入無線信號(hào)的接收器，并選擇性地通過編碼/解碼器作為語音數(shù)據(jù)將所述入無線信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器，或作為壓縮的語音數(shù)據(jù)將所述入無線信號(hào)存貯在存儲(chǔ)器中；用于輸入語音消息的麥克風(fēng)，所述輸入語音消息可選地輸出到所述發(fā)射器或存貯在所述存儲(chǔ)器中；用于選擇性地壓縮和解壓縮上述語音消息和上述語音數(shù)據(jù)的編碼/解碼器；及微處理器，用于將語音消息和語音數(shù)據(jù)定向到存儲(chǔ)器、揚(yáng)聲器和發(fā)射器之一，并用于確定何時(shí)語音消息和語音數(shù)據(jù)要由編碼/解碼器壓縮，由編碼/解碼器解壓縮以及編碼/解碼器取消操作。
7.消息存貯和查詢方法包括以下步驟提供編碼/解碼器，用于壓縮和解壓縮語聲數(shù)據(jù)；用所述編碼器/解碼器壓縮從麥克風(fēng)接收的語聲數(shù)據(jù)，用所述編碼器/解碼器解壓縮從天線接收的語聲數(shù)據(jù)，將消息預(yù)存在存儲(chǔ)器設(shè)備中；當(dāng)與上述預(yù)存消息有關(guān)的預(yù)定義事件發(fā)生后，從所述存儲(chǔ)器設(shè)備中查詢預(yù)存消息；用所述編碼器/解碼器解壓縮所述預(yù)存消息，并將所述預(yù)存消息作為語音數(shù)據(jù)輸出。
8.權(quán)利要求6的移動(dòng)單元，其中所述存儲(chǔ)器還具有預(yù)存消息，而所述微處理器通過所述編碼/解碼器為解壓縮而查詢預(yù)存消息，在與預(yù)存消息有關(guān)的預(yù)定義事件發(fā)生后以語音數(shù)據(jù)的形式輸出所述預(yù)存消息。
全文摘要
用于壓縮和解壓縮以及存儲(chǔ)語音消息的方法和系統(tǒng)。通過使用現(xiàn)有的壓縮硬件和軟件，在極小的花費(fèi)和系統(tǒng)破壞程度的前提下，移動(dòng)無線單元中可以提供額外的語音消息特性。
文檔編號(hào)H04M1/72GK1155954SQ95194485
公開日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1995年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
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