專利名稱：在話音上的數(shù)據(jù)疊加的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在兩個或多個通信中的通信裝置之間的音頻信道內(nèi)將數(shù)據(jù)疊加在話音上的方法；本發(fā)明又涉及實現(xiàn)這種方法的裝置；本發(fā)明還涉及帶有計算機可讀軟件的計算機可讀介質(zhì)，該軟件使得加裝有該軟件的通信裝置可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法；最后，本發(fā)明涉及一種下載計算機可讀軟件的方法，該軟件使得加裝有該軟件的通信裝置可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。
本發(fā)明的技術(shù)背景US-A-4,425,611公布了一種能在單個信道內(nèi)同時傳輸話音和數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)。其中傳輸數(shù)據(jù)信息的頻率比傳輸話音的頻率低。數(shù)字信號的傳輸使用了擴頻技術(shù)。為此，在一個實施例中使用四個不同頻率的信號。當(dāng)傳輸邏輯1時，便生成一個信號，該信號在較低的兩個頻率之間跳變，而當(dāng)傳輸邏輯0時也生成一個信號，該信號在該四個頻率的兩個較高頻率之間跳變。這四個頻率均低于音頻頻帶。這樣，它們的諧波將通過音頻頻帶擴散，由此而產(chǎn)生的噪聲在該音頻頻帶上散去。US-A-4,425,661只限于利用低于音頻頻帶的模擬信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。而且，由于用來傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的頻率很低，所以傳輸速率低。只有二進制值能夠被傳輸，不能對大多數(shù)值編碼。
在其它一些現(xiàn)有技術(shù)文獻中，涉及使用擴頻技術(shù)以同時傳輸數(shù)據(jù)和話音。如US-A-5,073,899涉及使用擴頻技術(shù)在單個信道上同時傳輸數(shù)據(jù)和話音。
US-A-4,313,197公布使用擴頻復(fù)用技術(shù)在一條信道上進行話音與非話音的綜合傳輸。非話音信號在音頻頻帶中的某部分傳輸，這部分的話音傳輸很少，因而減少了對傳輸話音的影響。US-A-4,512,013及US-A-4,523,311公開了類似的方法。
US-A-4,672,605涉及一種在單一通信信道中同時傳輸數(shù)據(jù)和話音的技術(shù)，其中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息通過時間壓縮復(fù)用技術(shù)和擴頻技術(shù)進行處理。
一些在先技術(shù)的文獻涉及使用加密技術(shù)(steganography)(即把信息隱蔽起來，看到的是其它方式)同時傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和話音。US-A-5,613,004就是一例，它把加密技術(shù)與密碼系統(tǒng)(cryptography)相結(jié)合，以便能夠?qū)Ω郊有畔⑦M行編碼和解碼，成為數(shù)字化數(shù)據(jù)流。
另一個實例是US-A-5745604。它所公布的方法是在待識別的載波上加一數(shù)字識別信號，如與音樂或圖片有關(guān)的電子信號。通過增加一個具有純噪聲形式和特性的幅度很低的編碼信號，就能在整個(模擬)信號上嵌入一個N位值數(shù)字信號。為此，信號中已有的噪聲增加了一個預(yù)定可接受的噪聲電平，例如增加1dB是可接受的。當(dāng)懷疑另一載波未經(jīng)允許被復(fù)制，可將其他載波的內(nèi)容與原始值相比較。使用統(tǒng)計鑒定技術(shù)便可鑒別出其他載波是否包含該數(shù)字識別信號，從而確認未經(jīng)允許的復(fù)制。在US-A-5,745,604中，人們知道要尋找的數(shù)字信號。而傳輸任意數(shù)據(jù)的方法尚未見公布。
在US-A-5748763(其發(fā)明人與US-A-5745604相同)所公開了一種方法中，在整個信源信號中嵌入一個察覺不到的識別碼，這是通過使用一個編碼方式的小噪聲信號來調(diào)制信源信號而完成的。可用二進制識別碼比特來控制噪聲信號對信源信號的調(diào)制。該文獻也涉及識別信號的使用，該識別信號具有噪聲范圍中的幅度。
US-A-4477848提出了一個音頻信息記錄系統(tǒng)，該音頻信息與一個指示該音頻信息的數(shù)據(jù)信號組合，以便在該音頻信息回放過程中能夠證實該回放是否真實有效。該數(shù)據(jù)信號包含數(shù)字信息，如記錄的日期與時間，但也包含音頻信息本身。在一實施例中，其中使用兩個明顯不同的頻率來代表邏輯0或邏輯1，參見傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器中使用的頻移調(diào)制技術(shù)。
該發(fā)明詳盡描述當(dāng)今電信技術(shù)中廣泛使用的雙音多頻(DTMF)概念。DTMF概念的基本特征將根據(jù)圖1作說明。
圖1用圓圈表示電話機的12個鍵。其中10個鍵用作數(shù)字鍵0-9，另外兩個鍵用作功能鍵，分別表示為＊和#。如圖所示的每一個鍵均處于兩條線相交之處。如“1”鍵位于線f1和f5相交點。每條線f1,……,f8均表示一導(dǎo)線或類似物，它與適當(dāng)?shù)恼袷幤餮b置連接，以頻率f1,……,f8生成一個模擬信號。頻率f1,……,f8均不相同。當(dāng)用戶按電話機上的一個鍵，如按“1”鍵，隨即生成一個模擬信號，其中包含兩個模擬信號，帶有兩個頻率如f1和f5。這樣便產(chǎn)生了一個帶有兩個不同頻率特定組合信號。同樣，按電話機上其他各鍵也將生成一個帶有兩個不同頻率的特定組合信號。
例如，電話交換機用于在主叫電話機和被叫電話機之間建立通信信道，設(shè)置在電話交換機中的接收單元接收電話用戶產(chǎn)生的一系列信號，并配備了適當(dāng)?shù)臑V波裝置，用于在每個接收信號中檢測兩個不同頻率特定組合信號。因此，這種電話接收器能夠識別被叫電話的電話號碼。
當(dāng)然，由用戶以此種方式產(chǎn)生的信號也可有其他用途，例如，向正在接收的電信裝置傳輸編碼指令，例如，指示它將主叫電話轉(zhuǎn)接至與該指令相關(guān)的辦公室的某個特定部門等。
在圖1所示的裝置中有8個頻率f1,……,f8。在很多電話裝置中，其中有一個頻率不使用(如f4)。
發(fā)明概述本發(fā)明總的目的在于提供一種方法和裝置，本發(fā)明的方法和裝置用于在電信裝置之間建立了通信信道時傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，不需要為傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)建立獨立的信道。
為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種傳輸方法，在至少一個第一通信裝置和至少一個第二通信裝置之間，通過一個至少允許話音信息在所述第一和第二通信裝置之間傳輸?shù)耐ㄐ判诺?，傳輸至少一條信息，該至少一條信息包括被細分為一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，本方法包括如下步驟a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號，每一基本信號具有一特定的固定頻率；b．在一固定時間周期序列期間，在該第一和第二通信裝置之間傳輸一特定信號序列，該特定信號序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期；c．接收該特定信號序列，并將其譯碼為基本數(shù)據(jù)單元序列；其中，至少在一個周期中，該數(shù)據(jù)在通信信道中被傳輸，該通信信道也可用于傳輸話音信號。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，一個基本數(shù)據(jù)單元對應(yīng)一個如“5”、“#”或一個字符如“A”。這種基本數(shù)據(jù)單元用一個或多個特定信號表示，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號。這些基本信號中的每一個信號可以是模擬信號，并具有特定的固定頻率。因此，每一基本數(shù)據(jù)單元被編碼為一組或多組基本信號，隨后這些基本信號可由一正在接收的通信裝置接收和譯碼。在固定時間周期序列期間內(nèi)，該特定信號按順序從一個通信裝置傳輸?shù)搅硪煌ㄐ叛b置。在第一實施例中，每一特定信號是在一個固定時間周期中傳輸?shù)?。根?jù)本發(fā)明，該固定時間周期序列與通信信道在通信裝置之間傳輸話音的周期至少部分相重疊。
在一優(yōu)選的實施例中，基本信號具有一預(yù)定的幅度，每一基本信號的每個幅度是特定的。這樣，檢測每一基本信號可以根據(jù)兩個獨立參數(shù)，即該信號的頻率和幅度。這樣提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 各通信信道有一定的噪聲電平。采用公知技術(shù)的手段能夠檢測噪聲電平。每一預(yù)定幅度在高于噪聲電平10％的范圍內(nèi)。只要具有這種幅度的基本信號保證電信裝置收方用戶在接聽該信息的話音部分時，只聽見很微弱的、與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)的峰值信號。實際上，該幅度可以選擇為正好高于背景噪聲，這樣接聽用戶幾乎不可能從背景噪聲中分辨出所傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。只有通過對接收信息進行統(tǒng)計分析后才能顯示出各個基本信號的存在。該分析將作為信息譯碼的基礎(chǔ)。
為進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，每一特定信號可以持續(xù)多個固定時間周期。
通過向每一特定信號提供一組冗余基本信號，也可以進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。于是，?dāng)收端電信裝置不能檢測出屬于一組基本信號中的一個基本信號時，該組基本信號定義一特定信號，而該電信裝置仍能從剩余被檢基本信號中獲得該特定信號。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)端電信裝置在傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)本身之前，可對收端電信裝置發(fā)送一個帶有數(shù)據(jù)元素的信息識別信息。因而，為實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明之方法，這種數(shù)據(jù)元素至少限定電信裝置之間所使用的部分協(xié)議。這種數(shù)據(jù)元素可以是．第一標(biāo)識符，用于標(biāo)記一組頻率，每一特定固定頻率從該組頻率中選出；．第二標(biāo)識符，用于標(biāo)記第一通信裝置使用的頻率和第二通信裝置所使用的頻率；．每一固定時間周期的持續(xù)時間；以及．改變第一和第二通信裝置之間傳輸特性的請求。
如果基本信號具有預(yù)定幅度，該信息識別信息亦可包含這些預(yù)定幅度值。
在另一實施例中，一通信裝置可以發(fā)送一個第一信息，其中包含一個改變通信裝置之間傳輸特性的請求，然后，另一通信裝置可以發(fā)送一個第二信息作為應(yīng)答，以確認或拒絕該改變請求。如果另一通信裝置拒絕該改變請求，那么第二信息可包含關(guān)于另一個改變傳輸特性的申請。
為使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和話音之間引入的干擾盡可能少，基本信號的預(yù)定幅度可以與人耳的音頻特性相符合。這種音頻特性可以是國際標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)定義的。
另一種方法是，基本信號的預(yù)定幅度可與通信信道的音頻特性相符合。每一通信信道均有自己特有的音頻特性，采用公知的技術(shù)手段即可確定。
本發(fā)明還涉及一種發(fā)射機，用于通過一通信信道對至少一臺接收機發(fā)送至少一條信息，該通信信道至少允許傳輸話音信息，該至少一條信息包括被細分為一個基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，該發(fā)射機包括電話裝置、振蕩器裝置和處理裝置，振蕩器裝置用于產(chǎn)生多個基本信號，每一基本信號有一特定的固定頻率，該處理裝置被連接到電話裝置和振蕩器裝置，該發(fā)射機用于a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號；b．在一固定時間周期序列期間，發(fā)送一特定信號序列給接收機，該特定信號序列中每一信號至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，該數(shù)據(jù)在該通信信道中被發(fā)送，該通信信道也可用于傳輸話音信號。
本發(fā)明還涉及一種接收機，用于與上述的發(fā)射機通信，該接收機包括電話裝置及連接該電話裝置的處理裝置，并用于a．在一固定時間周期序列期間，接收發(fā)射機發(fā)來的一特定信號序列，該特定信號序列中的任一信號至少持續(xù)一個時間周期，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號，每一基本信號具有一特定的固定頻率；b．將該特定信號序列譯碼為一基本數(shù)據(jù)單元序列；其中，至少一個周期中，所述特定信號(usj)在一通信信道中被發(fā)送，該通信信道也可用于傳輸話音信號。
本發(fā)明還涉及一種收發(fā)信機，通過一個至少可傳輸話音信息的信道，該收發(fā)信機發(fā)送至少一個第一信息給至少一臺接收機，該至少一個第一信息包括被細分為一個第一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，發(fā)射機包括電話裝置、振蕩器裝置和處理裝置，振蕩器裝置用于產(chǎn)生多個基本信號，每一基本信號具有一特定固定頻率，處理裝置連接到該電話裝置和振蕩器裝置，并用于a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號；b．在第一固定時間周期序列期間，發(fā)送第一特定信號序列給接收機，該第一特定信號序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，該數(shù)據(jù)在該通信信道中被發(fā)送，該通信信道也可用于傳輸話音信號，該處理裝置也用于c．在一個第二固定時間周期序列中，接收至少一個第二特定信號序列，該至少一個第二特定信號序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期，并包括特定的、預(yù)定數(shù)量的基本信號，每一基本信號具有一特定的固定頻率；d．將該至少一個第二特定信號序列譯碼為一個第二基本數(shù)據(jù)單元序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可以在一智能電話裝置上加裝適當(dāng)軟件，以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。該軟件可存儲于計算機可讀介質(zhì)上。因此，本發(fā)明也涉及一種計算機可讀介質(zhì)，它包括計算機可讀軟件，該軟件使得一個加裝有該軟件的通信裝置經(jīng)一個至少可發(fā)送話音信息的通信信道，對至少一臺接收機發(fā)送至少一條第一信息，該至少一條第一信息包括被細分為一個第一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，并使得該通信裝置a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號，每一特定信號包括特定的、預(yù)定數(shù)量的基本信號，每一基本信號具有一特定的固定頻率；b．在一個第一固定時間周期序列期間，給接收機發(fā)送一個第一特定信號序列，該第一特定信號序列的任一信號至少持續(xù)一個時間周期；
其中，至少在一個周期中，該數(shù)據(jù)在該通信信道中被發(fā)送，該通信信道也可用于傳輸話音信號。
然而，通過經(jīng)電信信道的下載，這種軟件也可以被加裝到智能電話裝置中。因此，本發(fā)明還涉及一種包含在載波中的計算機數(shù)據(jù)信號，它包括計算機可讀軟件，一通信裝置加裝該軟件后，該軟件使得通信裝置通過一個至少允許發(fā)送話音信息的信道，對至少一臺接收機發(fā)送至少一條第一信息，該至少一條第一信息包括被細分為一個第一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，并使得該通信裝置a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號，每一特定信號包括預(yù)定數(shù)量的基本信號，每一基本信號具有一特定的固定頻率；b．在一個第一固定時間周期序列期間，給接收機發(fā)送一個第一特定信號序列，該第一特定信號序列的任一信號至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，該數(shù)據(jù)在該通信信道中被發(fā)送，該通信信道也可用于傳輸話音信號。
附圖簡要說明以下將根據(jù)


本發(fā)明，這些附圖用于描述本發(fā)明，而非限制其范圍。
圖1為說明現(xiàn)有技術(shù)之雙音多頻概念的示意圖；圖2為能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法的電信系統(tǒng)配置示意圖；圖3、圖4、圖5和圖6進一步說明本發(fā)明所使用的信號。
實施例詳細說明圖2表示出經(jīng)一通信信道進行相互通信的兩個通信裝置，例如該通信信道是通過公共交換電話網(wǎng)(PSTN)22建立的。
第一通信裝置包括一計算機系統(tǒng)2，它連接一臺監(jiān)視器4(或其他類型的顯示裝置)、一組振蕩器6，一部電話機8和一個鍵盤10。顯然，作為本技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員知道，可以配置其他裝置來提高第一通信裝置之用戶與其他通信裝置通信的能力。例如，給計算機2配置鼠標(biāo)或類似部件，以便向計算機2提供適當(dāng)?shù)闹噶?。而且，?yīng)該注意的是，圖中所示電話機8是一個獨立單元。然而，該電話機8只是表示所設(shè)該設(shè)備用于實現(xiàn)常規(guī)電話機的功能。它可以是計算機系統(tǒng)2的全部或部分。
圖中的振蕩器組6與計算機系統(tǒng)2是分離的。然而，該振蕩器組6是可以被包含在計算機系統(tǒng)2之中。
另一通信裝置配置有一計算機系統(tǒng)12，該計算機系統(tǒng)連接一監(jiān)視器14、一組振蕩器16、一電話機18和一個鍵盤20。上述有關(guān)第一通信裝置之描述同樣適用于該第二通信裝置12-20。
根據(jù)本發(fā)明，圖2所示的裝置的配置，使之能夠在模擬電話線路上、在用于人們通話的同時傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這就使得在例如智能電話機、機頂盒(set top box)或其他類似裝置和中心計算設(shè)備、因特網(wǎng)等之間能夠進行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交流。這種被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以包括例如在通話期間通信業(yè)務(wù)的數(shù)字支付或所購產(chǎn)品的數(shù)字支付、為通話用戶之密碼認證的數(shù)字支付、或是在智能電話機中加裝(應(yīng)用)軟件的數(shù)字支付。
根據(jù)本發(fā)明的方法，采用了多音多頻概念。例如振蕩器組6、16包括8個振蕩器。當(dāng)然，采用任何其它數(shù)量的振蕩器都沒有離開本發(fā)明范圍，甚至還可能使用一個振蕩器和多個分頻器產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的、具有不同頻率的信號。然而，這種實施例導(dǎo)致的缺陷是，所有的諧波會相互放大。反之，采用不同的振蕩器，具有不會相互倍增的不同頻率，可以抹去頻帶內(nèi)的諧波，從而減少噪聲。
當(dāng)一條信息以數(shù)字方式從一個通信裝置被發(fā)送到另一個通信裝置時，該信息被分解為基本數(shù)據(jù)單元。例如，該信息可以包括6個基本數(shù)據(jù)單元，如一個6字符的處理器指令。
計算機系統(tǒng)2、12的配置用于把每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為一個或多個特定信號，優(yōu)選的是，把每一相同的基本數(shù)據(jù)單元編碼成相同的特定信號usj(或相同的特定信號組)。例如，如圖3所示，該信息包括6個特定信號usj，但特定信號us1和us2出現(xiàn)兩次。然而，另一方面，不同的通信裝置可以使用不同的特定信號組，用于識別相同的基本數(shù)據(jù)單元。
信息的傳輸可以采用例如半雙工方式或全雙工方式。
任何特定信號usj包括預(yù)定數(shù)量的基本信號bj。每一基本信號bj具有一特定固定頻率fi，這些基本信號bj是由振蕩器組6、16生成。計算機系統(tǒng)2接收基本信號bj并將各特定信號組合起來，形成一個基本信號的預(yù)定組合。因此，如圖3所示，特定信號usj中包含兩個頻率分別為f1和f3的基本信號b1和b3。例如，特定信號us1可以與字符“A”相關(guān)聯(lián)。
特定信號us2也可包含兩個基本信號。如圖3所示，這些基本信號是b2和b4，其頻率分別為f2和f4。
可是，特定信號usj可以包含另一數(shù)量的基本信號b1。如圖所示，特定信號us3包含三個基本信號b5,b7,b8，其頻率分別為f5,f7,f8。以此類推，特定信號us4包含4個基本信號b2,b4,b6,b8，其頻率分別為f2,f4,f6,f8。
根據(jù)本發(fā)明，如圖3所示，例如，該信息包含6個特定信號，在固定時間周期序列期間t1,t2,t3……中，信息從發(fā)端通信裝置被發(fā)送到收端通信裝置。
優(yōu)選的是，每一特定信號usj精確地持續(xù)一個固定時間周期，這樣，在已知固定時間周期和頻率f1,f2……,f8之值的收端通信裝置，采用已知技術(shù)手段，就能夠檢測出各固定時間周期t1,t2,t3……之內(nèi)出現(xiàn)的各基本信號bi。然后，該收端通信裝置才能夠?qū)⒁呀邮盏奶囟ㄐ盘杣sj譯碼，將其還原成原始的基本數(shù)據(jù)單元。
圖4把本發(fā)明一種可能的實施例中基本信號b1,b2……b8幅度表示為頻率的函數(shù)。如圖所示，基本信號b1,b2……b8的幅度之間有一固定關(guān)系，該固定關(guān)系為Ai=A1+(fi-f1).ΔA式中i=1,……,8Ai為基本信號bi的幅度ΔA為預(yù)定的幅差值然而，假設(shè)在不同基本信號b1,b2,……b8幅度之間可能存在另一種固定關(guān)系。例如，各個幅度Ai是特定的，那么各基本信號bi的特征在于兩個不同的特定參數(shù)，即其頻率fi和幅度Ai。這就為搜索這兩個不同、獨立的參數(shù)以檢測出基本信號bi提供了可能，從而提高檢測的可靠性。
當(dāng)該幅度Ai遠高于通信裝置之間所建立的通信信道的噪聲電平時，那么，在人們通話期間，每次傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)將會導(dǎo)致在電話機8、18的聽筒中可聽見“啾啾”雜音。為避免此種干擾，在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明規(guī)定幅度Aj被選擇為只是稍高于通信信道的噪聲電平。例如，該幅度可以是在高于該通信信道噪聲電平10％的范圍之內(nèi)。如果是這樣，那么通過已知的統(tǒng)計分析方法，便可能檢測出每一基本信號的存在，并從背景噪聲中分辨出每一基本信號。這種統(tǒng)計分析可以基于相關(guān)測量，該相關(guān)測量從噪聲中分辨基本信號的存在，因為本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員都知道，噪聲是一種非相關(guān)信號。
圖5表示本發(fā)明的另一實施例。由圖5可知，每一特定信號usj的基本信號組是在若干個固定時間周期內(nèi)進行傳輸。在圖5所示的實施例中，構(gòu)成一個特定信號usj的每組基本信號在隨后的三個固定時間周期內(nèi)傳輸，這就提高了檢測的可靠性。
另一種方法是，可以采用更復(fù)雜的編碼。圖6所示為這種復(fù)雜編碼的一個示例。由圖可知，為提高傳輸?shù)目煽啃?，圖6的方案中包含了冗余。在圖6的示例中，假定字符“A”用二進制序列01100表示，每一個0用兩個隨后的特定信號us1和us2表示，而1用兩個隨后的特定信號us3和us4表示。us1、us2、us3和us4分別由以下基本信號組表示b1/b3,b2/b4,b5/b7以及b6/b8。
這樣，在每一固定時間周期t1,t2……內(nèi)均有冗余，這就意味著，當(dāng)出現(xiàn)在相關(guān)時間周期內(nèi)的兩個基本信號之一被檢測出時，就得知相關(guān)的特定信號usj，而且，在兩個隨后的時間周期中，當(dāng)只檢測出4個基本信號中的一個時，即可確定被發(fā)送的是0或是1。因此，該0和1信號能被傳輸，且被收端通信裝置檢測出的概率極大。當(dāng)然，檢測出字符“A”的概率也相當(dāng)高。
可以看出，圖3、圖5和圖6只是提供編碼方案的示例，可以設(shè)想，其他編碼方案也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的是，有一組預(yù)定的基本信號bj，該組基本信號對于每一通信裝置是已知的。此外，優(yōu)選的是，其編碼機制是固定的。
在一實施例中，每一特定信號usj有相同的、固定數(shù)量的基本信號bi。
有一種選擇是，讓各通信裝置預(yù)先知道每一傳輸特性。這種特性可存儲在該通信裝置可用的適當(dāng)存儲器中。然而，另一方法是，例如，部分或全部傳輸特性被加裝到與另一通信裝置建立通信的一通信裝置中。為此目的，被發(fā)送到收端通信裝置的信息可以是始于一個信息識別信息，其中含有一組定義傳輸特性的數(shù)據(jù)元素。例如，在傳輸信息內(nèi)容前，可先給收端通信裝置傳輸一個標(biāo)識符，它用來標(biāo)識一組頻率f1,f2……，每一特定的固定頻率是從中選定的。也可傳輸一個第二標(biāo)識符，用來標(biāo)識第一通信裝置所使用的頻率和第二通信裝置所使用的頻率。而且，可首先發(fā)送每一固定時間周期t1,t2……的持續(xù)時間。也有這種可能，首先傳輸?shù)氖且粋€改變兩個或多個通信裝置之間傳輸特性的請求。根據(jù)本發(fā)明，例如，通信開始是采用預(yù)定的傳輸特性，但它們在傳輸中也可以被變更。
當(dāng)通信裝置接收到這樣一個改變特性的請求時，其響應(yīng)可以是發(fā)送一個信息來確認或拒絕該改變請求。當(dāng)它拒絕了該改變請求時，它可以向請求該改變的通信裝置申請另一個特性改變。
同樣，當(dāng)采用預(yù)定的幅度Ai時，如圖4所示，基本信號bi的預(yù)定幅度Ai可以在信息內(nèi)容之前傳輸，在傳輸信息內(nèi)容之前，也可以傳輸一組有效的基本信號bi。
當(dāng)采用預(yù)定幅度Ai時，基本信號bi的幅度Ai可以是與人耳的音頻特性相關(guān)聯(lián)的(dB(A))。這種人耳的音頻特性是由國際標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)制定的，相關(guān)專業(yè)人員是知道的。于是，人耳所接收的基本信號b1的感覺對于每一頻率f1大體上都是一樣的。其結(jié)果是可用帶寬受干擾最小并可得到最佳利用。
另一方法是，可通過該技術(shù)領(lǐng)域已知手段來建立通信信道的頻率特性，幅度Ai可與這些通信信道的頻率特性相關(guān)聯(lián)。這將增強可靠性并提高有效的數(shù)據(jù)傳輸速率。
當(dāng)電話通話建立時，系統(tǒng)在一段時間被撥號或振鈴信號占用。在本發(fā)明的一實施例中，在傳輸這種撥號和振鈴信號時，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可能已經(jīng)從一個通信裝置傳輸?shù)搅肆硪粋€通信裝置。在話音通信開始之際，由于通信信道處于空閑狀態(tài)，因此高頻寬通信成為可能。而且，這樣就允許給發(fā)射中和接收中的智能電話裝置加載如應(yīng)用程序碼(例如Java類文件)。在這一撥號信號期間，例如，可以傳輸識別該正在撥號的通信裝置的數(shù)據(jù)。
為進一步減少由于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)致的干擾，可對收到的信息在接收時進行濾波，以使該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不抵達電話機8、18的電話聽筒。這種方法是可行的，因為通信裝置已知基本信號bi的頻率fi，采用窄帶寬濾波器轉(zhuǎn)到相關(guān)頻率fi，通信裝置就能過濾基本信號bi。
在電話通話期間，上述系統(tǒng)提供了交流數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的可行性?？山涣鞯臄?shù)據(jù)包括在通話期間通信業(yè)務(wù)的數(shù)字支付或所購產(chǎn)品的數(shù)字支付、為通話用戶之密碼認證的數(shù)字支付、或是在智能電話機中加裝(應(yīng)用)軟件的數(shù)字支付。在很多情形中，這種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從一通信裝置傳輸?shù)搅硪煌ㄐ叛b置只需很短時間。因此，如果根據(jù)本發(fā)明而將這種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)疊加在話音上，在大多數(shù)情況下，任何可能的干擾都是有限的，即使不采取專門的手段來減少這種干擾。而且，應(yīng)用本發(fā)明避免了使用專用的調(diào)制解調(diào)器。
權(quán)利要求
1.信息傳輸方法，用于在至少一個第一通信裝置(2,4,6,8,10)和至少一個第二通信裝置(12,14,16,18,20)之間，通過一個通信信道(22)傳輸至少一條信息，該通信信道(22)至少允許話音信息在所述第一和第二通信裝置之間傳輸，所述的至少一條信息包括被細分為一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，所述方法包括如下步驟a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號(usj)，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；b．在一固定時間周期序列(t1,t2,t3,……)期間，在所述第一和所述第二通信裝置之間傳輸一特定信號序列，所述特定信號(usj)序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期；c．接收所述特定信號(usj)序列，并將其譯碼為所述基本數(shù)據(jù)單元序列；其中，至少在一個周期中，所述數(shù)據(jù)在所述通信信道中被傳輸，所述通信信道也可用于傳輸話音信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述每一基本信號(bi)具有預(yù)定的幅度(Ai)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，每一個所述的預(yù)定幅度(Ai)為特定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述通信信道具有一噪聲電平，且每一個所述預(yù)定幅度是在高于所述噪聲電平10％的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，每一個所述特定信號(usj)持續(xù)多個所述的固定時間周期。
6.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述特定信號序列(usj)包括用于識別第一通信裝置的數(shù)據(jù)，該第一通信裝置傳輸所述至少一條信息。
7.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述每一特定信號(usj)具有相同的、固定數(shù)量的基本信號(bi)，該基本信號是從一預(yù)定基本信號(bi)組中得到的。
8.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述每一特定信號(usj)包括一組冗余基本信號(bi)。
9.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述的信息是一個信息識別信息，且至少包括以下數(shù)據(jù)元素組中之一．一個第一標(biāo)識符，用于標(biāo)記一組頻率(f1,f2,f3,…)，每一特定的固定頻率從該組頻率中選出；．一個第二標(biāo)識符，用于標(biāo)記第一通信裝置使用的頻率和第二通信裝置所使用的頻率；．每一固定時間周期的持續(xù)時間；以及．改變所述第一和第二通信裝置之間傳輸特性的請求。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的信息至少包括以下數(shù)據(jù)元素基本信號(bi)的預(yù)定幅度(Ai)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述的信息包括至少以下數(shù)據(jù)元素預(yù)定基本信號(bi)組。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的第一通信裝置發(fā)送一個第一信息，該信息包括一個改變所述第一和第二通信裝置之間的傳輸特性的請求，且所述第二通信裝置的應(yīng)答是發(fā)送一個第二信息，該信息確認或拒絕所述的改變請求。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，如果所述請求已被拒絕，所述第二信息則包括另一個改變傳輸特性的申請。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的方法，其中，基本信號(bi)的每一預(yù)定幅度與人耳的音頻特性相符合。
15.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的方法，其中，基本信號(bi)的每一預(yù)定幅度與所述通信信道的音頻特性相符合。
16.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，步驟b包括發(fā)送一個撥號信號，且所述數(shù)據(jù)至少有一部分已隨所述撥號信號一起被發(fā)送。
17.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第二通信裝置包括一電話聽筒，且所述信息在接收時被濾波，以使所述數(shù)據(jù)不抵達所述電話聽筒。
18.發(fā)射機(2、4、6、8、10)，用于通過一個至少允許傳輸話音信息的通信信道(22)，對至少一臺接收機(12,14,16,18,20)發(fā)送至少一條信息，所述至少一條信息包括被細分為一個基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，所述發(fā)射機包括電話裝置(8)、振蕩器裝置(6)和處理裝置(2)，振蕩器裝置用于產(chǎn)生多個基本信號(bi)，每一基本信號具有一個特定的固定頻率(fi)，該處理裝置被連接到所述電話裝置(8)和所述振蕩器裝置(6)，并用于a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號(usj)，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)；b．在一個固定時間周期序列期間(t1,t2,t3……)，發(fā)送一特定信號(usj)序列給所述接收機，所述特定信號(usj)序列之任一信號至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，所述數(shù)據(jù)在所述通信信道中被發(fā)送，所述通信信道也可用于發(fā)送話音信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射機，為每一個所述的基本信號(bi)提供一個預(yù)定幅度(Ai)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)射機，為每一個所述的基本信號(bi)提供一個特定的預(yù)定幅度(Ai)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的發(fā)射機，其中，所述的通信信道有一噪聲電平，且所述的發(fā)射機所提供的所述每一預(yù)定幅度在高于所述噪聲電平10％的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項所述的發(fā)射機，在多個所述時間周期內(nèi)發(fā)送所述每一個特定信號(usj)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項所述的發(fā)射機，為所述特定信號(usj)序列提供識別所述發(fā)射機的數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項所述的發(fā)射機，為所述每一特定信號(usj)提供相同的、固定數(shù)量的基本信號(bi)，該基本信號是從一組預(yù)定基本信號中獲得。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至24中任一項所述的發(fā)射機，為所述每一特定信號(usj)提供一組冗余基本信號(bi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求17至25中任一項所述的發(fā)射機，所述的信息作為一個信息識別信息，為所述信息提供至少一個來自以下數(shù)據(jù)元素組的數(shù)據(jù)元素一個第一標(biāo)識符，用于標(biāo)記一組頻率(f1,f2,f3,…)，每一特定的固定頻率從該組頻率中選出；．一個第二標(biāo)識符，用于標(biāo)記第一通信裝置使用的頻率和第二通信裝置所使用的頻率；．每一固定時間周期的持續(xù)時間；以及．改變所述發(fā)射機和所述接收機之間傳輸特性的請求。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)射機，為所述的信息至少提供以下數(shù)據(jù)元素基本信號(bi)的預(yù)定幅度(Ai)。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)射機，為所述的信息至少提供以下數(shù)據(jù)元素；預(yù)定基本信號(bi)組。
29.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的發(fā)射機，根據(jù)人耳的音頻特性確定基本信號(bi)的每一幅度。
30.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的發(fā)射機，根據(jù)所述通信信道的音頻特性確定基本信號(bi)的每一幅度。
31.根據(jù)權(quán)利要求17至30中任一項所述的發(fā)射機，在步驟b中發(fā)送一個撥號信號，且所述數(shù)據(jù)至少有一部分已隨所述撥號信號一起被發(fā)送。
32.接收機，與根據(jù)權(quán)利要求17至31之任一項所述的發(fā)射機進行通信，所述的接收機包括電話裝置(18)及連接該電話裝置(18)的處理裝置(12)，并用于a．在一固定時間周期(t1,t2,t3……)序列期間，接收所述發(fā)射機發(fā)來的一特定信號(usj)序列，所述特定信號(usj)序列中的任一信號至少持續(xù)一個時間周期，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；b．將所述特定信號(usj)序列譯碼為一基本數(shù)據(jù)單元序列；其中，至少在一個周期中，所述特定信號(usj)在一通信信道中被傳輸，該通信信道也可用來傳輸話音信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的接收機，從所述發(fā)射機接收一個第一信息，其中包括一個改變所述發(fā)射機和所述接收機之間傳輸特性的請求，且所述接收機通過傳輸一個第二信息作為應(yīng)答，以確認或拒絕所述改變請求。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的接收機，如果所述請求被拒絕，該接收機的應(yīng)答是提出另一個改變傳輸特性的申請。
35.根據(jù)權(quán)利要求32至34中任一項所述的接收機，包括一電話聽筒，并對接收到的所述信息進行濾波，以便使所述數(shù)據(jù)不抵達該電話聽筒。
36.一種收發(fā)信機(2,4,6,8,10)，通過一條至少可傳輸話音信息的信道(22)，該收發(fā)信機對至少一臺接收機(12,14,16,18,20)發(fā)送至少一個第一信息，所述至少一個第一信息包括被細分為一個第一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，所述發(fā)射機包括電話裝置(8)、振蕩器裝置(6)和處理裝置(2)，振蕩器裝置用于產(chǎn)生多個基本信號(bi)，每一基本信號(bi)具有一特定固定頻率，處理器裝置連接所述電話裝置和所述振蕩器裝置，并用于a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號(usj)，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)；b．在一個第一固定時間周期序列(t1,t2,t3……)期間，給所述接收機發(fā)送一個第一特定信號(usj)序列，所述第一特定信號(usj)序列至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，所述數(shù)據(jù)在所述通信信道中被傳輸，所述通信信道也可用于傳輸話音信號，所述處理裝置(12)還用于c．在一個第二固定時間周期序列(t1,t2,t3,…)期間，接收至少一個第二特定信號(usj)序列，所述至少一個第二特定信號(usj)序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期，且包含特定的、預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定固定頻率(fi)；d．將所述至少一個第二特定信號(usj)序列譯碼為一個第二基本數(shù)據(jù)單元序列。
37.一種計算機可讀介質(zhì)，包括計算機可讀軟件，通信裝置(2,4,6,8,10)加裝所述軟件后，該軟件使得該通信裝置通過一條至少允許傳輸話音信息的通信信道(22)，對至少一部接收機(12,14,16,18,20)傳輸至少一個第一信息，所述至少一個第一信息包括被細分為一個基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，并使得該通信裝置a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼成為特定信號(usj)，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；b．在一個第一固定時間周期序列(t1,t2,t3……)期間，給所述接收機發(fā)送一個第一特定信號(usj)序列，所述第一特定信號(usj)序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期；其中，至少在一個周期中，所述數(shù)據(jù)在所述通信信道中被傳輸，所述通信信道也可用于傳輸話音信號。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的計算機可讀介質(zhì)，包括計算機可讀軟件，所述通信裝置(2,4,6,8,10)在加裝該軟件后可以實現(xiàn)c．在一個第二固定時間周期(t1,t2,t3……)序列期間，接收至少一個第二特定信號(usj)序列，所述至少一個第二特定信號(usj)序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期，且包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；d．將所述至少一個第二特定信號(usj)序列譯碼為一個第二基本數(shù)據(jù)單元序列。
39.一種被包含在載波中的計算機數(shù)據(jù)信號，包括計算機可讀軟件，一通信裝置(2,4,6,8,10)加裝所述軟件后，該軟件使得該通信裝置通過一個至少允許傳輸話音信息的信道(22)，對至少一臺接收機(12,14,16,18,20)發(fā)送至少一個第一信息，所述至少一個第一信息包括被細分為一個第一基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù)，并使得該通信裝置a．將每一基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號(usj)，每一特定信號(usj)包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；b．在一個第一固定時間周期序列(t1,t2,t3……)期間，給所述接收機發(fā)送一個第一特定信號(usj)序列，所述第一特定信號(usj)序列的任一信號至少持續(xù)一個時間周期。其中，至少在一個周期中，所述數(shù)據(jù)在所述通信信道中被傳輸，所述通信信道也用于傳輸話音信號。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的被包含在載波中的計算機數(shù)據(jù)信號，包括計算機可讀軟件，該軟件允許加裝該軟件后的所述通信裝置(2,4,6,8,10)可以實現(xiàn)c．在一個第二固定時間周期序列(t1,t2,t3……)期間，接收至少一個第二特定信號(usj)序列，所述至少一個第二特定信號(usj)序列中任一信號至少持續(xù)一個時間周期，且包括預(yù)定數(shù)量的基本信號(bi)，每一基本信號具有一特定的固定頻率(fi)；d．將所述至少一個第二特定信號(usj)序列譯碼成為一個第二基本數(shù)據(jù)單元序列。
全文摘要
用于經(jīng)一通信信道在通信裝置間傳輸信息的方法和設(shè)備,該通信信道至少允許傳輸話音信息,所傳輸?shù)男畔ū患毞譃橐粋€基本數(shù)據(jù)單元序列的數(shù)據(jù),該方法包括:a)將該基本數(shù)據(jù)單元編碼為特定信號(us
文檔編號H04M1/253GK1322430SQ98814285
公開日2001年11月14日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者愛德華·卡雷爾·德容 申請人:太陽微系統(tǒng)公司