CN1172570A - 数字无绳电话***,无线基站,以及无线基站和无绳手机的结合 - Google Patents
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Abstract
已知的是包括一个无线基站和多个便携无线站的数字无绳电话***。在这样的***中,无线基站包括实现标准基站功能的数字信号处理器。提供了简单并且低成本的多功能无线基站,其特征在于单一数字信号处理器支持不同方,例如便携方、网络方和本地基站方之间的各种连接。为此,每方的文档在数字信号处理器中定义,并且通过一个指针机制和参数更新,使各方被配置为任何希望的连接结构。
Description
本发明涉及包括一个无线基站和多个与无线基站通信的便携无线站的数字无绳电话***,在这个***中,无线基站被设计为连接到一个交换电话网并且包括多信道无线前端、信道控制器、用于缓冲接收的和发送的数据的缓冲存储器、以及用于变换接收的和发送的数据的数据格式的数字信号处理器,缓冲器连接到信道控制器和数字信号处理器。这样的***可以是FD/TDMA***、FDMA***、CDMA***或任意其它数字无绳电话***。
本发明还涉及在这样***中使用的无线基站,以及无线基站和无绳手机的结合。
上面类型的数字无绳电话***可以从用户手册“ABC DSPPCD5097 FP Release 2.0”,Philips Semiconductors,pp.1-51,31July1995中得知。所描述的是DECT(欧洲数字无绳电信)FD/TDMA(频分/时分多址)无绳电话基站中的DSP(数字信号处理器)语音流程。在这个手册第9页图1中所示的基站框图表示了从天线到交换电话网的A/B线的连接的接收路径和发送路径,包括作为用于控制到/来自空中接口上的时隙的数据突发的FD/TDMA信道控制器的所谓的突发模式逻辑、用于缓冲接收和发送数据的缓冲存储器、数字信号处理器和将模拟信号编码为32kHz 16比特线性PCM(脉码调制)数据并将32kHz16比特线性PCM数据解码为模拟信号的编码解码器。在该手册第10页图2中,更详细地表示了DSP和编码解码器的功能。DSP将接收的并存储在缓冲存储器中的速率为每10毫秒80个抽样的ADPCM抽样(一个DECT帧)变换为16比特的线性PCM数据,并且执行其它功能,如接收音量控制、接收滤波、回声抑制、侧音控制、DTMF音产生、发送滤波等等。这样的基站适于实现标准DECT基站功能,即适于将多个便携无线站中的一个连接到模拟A/B线,但不支持其它功能。
本发明的一个目的是提供一个包括简单并且低成本多功能基站的数字无绳电话***,支持便携呼叫、呼叫到本地基站设备以及会议呼叫等。
为此,根据本发明的数字无绳电话***,其特征在于,无线基站被设计为工作在不同连接模式,用于将不同方彼此相连,包括从以下各连接中选择,这些连接包括作为第一方的便携无线站到作为第二方的电话网络的连接、第一方到作为第三方的有线电话装置的连接以及至少三方在一个会议呼叫中的连接,同时数字信号处理器被编程为在外部激励信号下从一种连接模式切换到另一种连接模式,该数字信号处理器还被编程为支持各方的数字信号处理功能。由此,可以获得功能的大集成。信道控制器、DSP、编码解码器、控制逻辑可以集成在一个单一芯片中,同时还获得非常灵活的***。与昂贵的并且从硬件和软件上看复杂的具有诸如支持会议呼叫的功能的传统PABX(专用自动小交换机)相比,根据本发明的无线基站可以认为是成本非常低并且非常简单的小规模PABX,特别适用于小型商业或家庭应用。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,无线***是一个频分和时分多址***,其中在空中接口,便携无线站被设计为以无线载波的时隙与无线基站通信,而信道控制器被设计为以时隙交换去往/来自缓冲存储器的数据突发。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,在网络侧,数字信号处理器被设计为根据标准ISDN接***换数据以支持至少两条出线,该数字信号处理器还被设计为将任意内部数据信道交换到线上。由此,很容易将无线基站直接通过标准S0控制器,或者通过支持回声抵消和数字信号到模拟信号变换的外部DSP,连接到如ISDN(综合业务数字网)这样的数字网络或模拟网络的至少两条出线上,反之亦然。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,第一方的功能包括ADPCM解码和ADPCM编码装置,用于分别将从空中接口接收的4比特ADPCM数据解码为16比特线性PCM数据,以及将16比特线性PCM数据编码为要通过空中接口被发送的4比特ADPCM数据。因此,在空中接口侧,***满足DECT标准。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,第二方的功能包括A律或μ律解码和A律或μ律编码装置,用于分别将来自网络的8比特A律或μ律PCM数据解码为16比特线性PCM数据,以及将16比特线性PCM数据编码为要被发送到网络的8比特A律或μ律PCM数据。因此,使用象所谓的IOMTM-ISDN接口这样的工业接口可以获得64 kbit/s信号。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,数字信号处理器被编程为在指向适当的数据缓冲区的缓冲区指针的基础上连接各方以便在各方之间交换数据。由此,提供了一种用于灵活连接各方的简单机制。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,无线基站包括用于控制数字信号处理器和用于将模式控制参数装入数字信号处理器中的微控制器。由此,DSP被设定为所需的模式。原则上,当更先进的DSP出现时,微控制器的功能可以和DSP的功能集成。那时,就不需要单独的微控制器。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个实施例中,网络是一个模拟网络,并且无线基站包括另外一个数字信号处理器,它被编程为支持至少两条网络线上的回声抵消并且分别支持将A律PCM数据解码为要被发送到网络的模拟信号,以及将从网络接收的模拟信号编码为A律PCM数据。由此,该无线基站完全适合模拟网络的要求,同时仍然用最少的硬件支持一条以上的出线。
在根据本发明的数字无绳电话***的一个非常简单的实施例中,数字信号处理器支持两个第一方或便携站、两条出线和一个本地设备,例如连接到DSP的麦克风和扬声器形式的免提装置。由此,可以获得非常简单并且廉价的家用PABX。另外,数字应答装置或任何其它适当的装置都可以连接到IOMTM接口。由此,任意方都可以与数字应答装置或其它装置通信。数字应答装置的功能可以很方便地集成在数字信号处理器中。
现在将参考附图,用举例的方法描述本发明,其中
图1示意性地表示根据本发明的数字无绳电话***的框图,
图2表示根据本发明的无线基站,
图3表示根据本发明的无线基站中的模式切换,
图4表示根据本发明的无线基站中的数字信号处理器的第一方的功能图,
图5表示根据本发明的无线基站中的数字信号处理器的第二方的功能图,
图6表示根据本发明的无线基站中的数字信号处理器的第三方的功能图,
图7表示根据本发明的数字信号处理器中用于建立会议呼叫的功能图,
图8表示会议呼叫中两个便携无线站和一个交换网络电话站在根据本发明的数字信号处理器中的连接的例子,
图9表示根据本发明的无线基站中使用在本地模式下的编码解码器,
图10表示无线基站到数字电话网(如ISDN网)的两条出线的连接,
图11表示无线基站到模拟电话网的两条出线的连接,以及
图12表示根据本发明的无线基站中数字信号处理器的参数表。
所有图中相同特性使用相同的参考号。
图1示意性地表示根据本发明的数字无绳电话***1的框图。DECT(欧洲数字无绳电信)***将作为例子加以描述,但是该***可以是任意其它的数字无绳电话***。对DECT更详细的描述可参考手册“欧洲无绳电信(Cordless Telecommunications in Europe)”H.W.Tuttlebee,Springer Verlag,1990,附录3,pp.273-284。在这本手册的第278页表示了一个多载波TDMA(时分多址)TDD(时分双工)DECT的空中接口上下行链路方向中十二个时隙的帧结构,这样的一个帧结构在本领域中是熟知的。***1包括一个DECT无线基站2,以及多个与无线基站2通信的便携DECT无线站3、4和5,一个便携无线站是根据本发明的连接的第一方。无线基站2通过至少两条出线7和8连接到一个交换电话网6。网络6可以是公用或专用网。网络6可以是模拟或数字电话网。固定网络用户的有线电话9和10被连接到交换网络6。无线基站2在本地被连接到有线电话装置11,该装置可以简单地是一个电话接收机或一个免提装置。
图2详细描述了根据本发明的无线基站2。无线基站2包括一端连接到天线21而另一端连接到信道控制器22的多信道无线前端20,在给出的例子中所谓DECT突发模式控制器如在1995年7月31日的所述的PCD5093 FP用户手册“突发模式逻辑”(BML)第9页的图1中所揭示。这样的信道控制器在本领域中原本是已知的。信道控制器22的一个功能是在无线前端的信道资源(即给定载波上的时隙)和缓冲存储器23之间交换32kbit/s的ADPCM(自适应差分脉码调制)数据突发。为此,信道控制器22和缓冲存储器23都连接到总线24。无线基站2还包括数字信号处理器25,它通过总线接口26连接到总线24。数字信号处理器25包括连接到总线接口26以及数字信号处理器25内的处理单元28和存储器29的内部总线27。根据本发明,可以是RAM存储器和/或ROM存储器的存储器29可通过所谓下载方式或者通过所谓硬布线软件的方式装入软件。在后一种情况下,用于制造DSP25的制造过程可以是SACMOS(自校准CMOS,即Self Aligned CMOS),或者任意其它适当的过程。内部总线27还连接到PCM数据输入/输出接口30,用于提供32kHz的16比特线性PCM输入/输出数据,即在DSP25之外的512kbit/s的比特率数据。无线基站2还包括用于控制总线24的总线控制器31,以及带有RAM、ROM和I/O端口的恰当编程的微控制器32,它通过微控制器接口33连接到总线24。微控制器,可以是8051类型的微控制器等,它被设计来控制数字信号处理器(DSP)25以及将模式控制参数下载到数字信号处理器25中,以便将DSP25置于所希望的连接或编程模式。无线基站2还包括连接到外部总线24的语音接口34。语音接口24提供所谓IOMTM-2A律PCM信号,即符合IOMTM-2工业标准,并提供时分模式的64kbit/sPCM输入和输出信号DO和DI,以及多个控制信号(未加详细表示)。这样的IOMTM-2接口在Siemens说明书“面向ISDN的模块化接口规范(ISDN OrientedModular Interface Specification)”,Rev.2.2,IOMTM 2ndGeneration,Siemens AG,9/88,par.1到par.6,39页,中被描述。
图3表示根据本发明无线基站2中对于三方的模式切换,第一方Pa和Pb是便携方,第二方Ba和Bb是数据信道方,第三方Loc是本地方。本地方可以是包括麦克风40和扬声器41的电话接收机或类似的免提装置。编码解码器和滤波器装置42被提供来将PCM数据解码并滤波为模拟信号或将模拟信号编码并滤波为PCM数据。DSP25被编程来连接任意所希望的连接方,例如便携无线站3、4和5中的两个站到两个任意信道的连接,固定有线用户和便携用户的会议呼叫连接,或无线基站的本地用户与固定有线用户的会议呼叫连接,以及各方之间的任意其它合适的或所希望的连接。对于Pa和Pb方到任意便携无线站的任意连接,在缓冲存储器23中为Pa和Pb方提供语音缓冲区对43。通过使用在信道控制器22中的射频时隙控制表44,可将Pa和Pb方的语音缓冲区对43连接到任意的无线信道资源并因此而连接到任意的便携站。对于数据信道方Ba和Bb到任意数据信道的任意连接,在缓冲存储器23中提供语音缓冲区对45。通过使用语音时隙控制表46,Ba和Bb方的数据信道缓冲区对45可以连接到任意恰当的数据信道。这样的数据信道可以是网络数据信道,或者也可以是应答装置(图上未示出)的数据信道等。语音时隙控制表46可以被看作是通过指针指向所需源的DSP25。各方通过模式可编程连接装置47彼此连接。
图4表示根据本发明无线基站2中的数字信号处理器25的第一方Pa或Pb的功能图F-PP。DSP25被恰当编程以实现所示的功能。图F-PP表示了一个ADPCM到线性PCM的解码器50,用于将来自便携无线站的8kHz 4比特ADPCM信号,即32kbit/s比特率的ADPCM信号解码为将要由数字信号处理器25处理的8kHz 16比特线性PCM信号。ADPCM解码器50连接到软静音模块51。为了将8kHz的16比特线性PCM信号编码为将要被发送到便携无线站的4比特ADPCM信号,图F-PP表示了一个线性PCM到ADPCM的编码器52。也表示了对便携数据进行操作的音调音量控制模块53,通过运算节点54被功能性地表示。
图5表示根据本发明无线基站2中的数字信号处理器25的第二方Ba和Bb的功能图F-BB。DSP25被恰当编程以实现所示的功能。图F-BB表示了从缓冲区45到连接装置47方向上工作在8kHz的一个8比特A律PCM到16比特线性PCM的解码器60,以及在相反方向上的一个16比特线性PCM到A律PCM的编码器61。解码器分支还包括接收音量模块62和网络回声抑制器63。编码器分支还包括发送音量控制模块64。发送音调音量控制模块65对于在数据信道上被发送的信号进行操作。借助于人工回声模块66从接收数据信道形成人工回声。人工回声模块66对要被发送的信号进行操作以便添加所希望的回声信号。音调音量控制以及人工回声在各自的运算节点67和68上工作。
图6表示根据本发明无线基站2中的数字信号处理器25的第三方Loc的功能图F-LOC。DSP25被恰当编程以实现所示的功能。在连接装置47一侧,提供了被连接到麦克风通道MF和扬声器通道SP的双向对话检测器70。麦克风通道MF包括用于对于32kHz的16比特线性PCM数据进行分样滤波的发送滤波器71,以及发送音量控制模块72。扬声器通道SP包括对于8kHz的线性PCM数据进行内插滤波的接收滤波器73,以及运算节点74和75。音调音量控制模块76和来自侧音模块77的侧音信号在各自节点74和75上工作。侧音是从麦克风通道MF得到的。
图7表示在根据本发明的数字信号处理器25中用于建立会议呼叫的功能图F-CON。所显示的是恰当地互联的运算节点80、81和82,以便连接会议呼叫中的任意三方。图F-CON有三个输入端Ci1,Ci2和Ci3,以及三个输出端Co1,Co2和Co3。
图8表示会议呼叫中的两个便携无线站和交换网电话站在根据本发明的数字信号处理器25中连接的例子。所显示的是连接便携方图F-Pa,F-Pb和F-Ba的连接图F-CON。F-Pa,F-Pb方图与图F-PP相同,F-Ba方图与F-BB方图相同。同样,任意其它会议呼叫可以在微控制器32控制下通过DSP25配置。
图9表示根据本发明的无线基站2中使用在本地模式下的编码解码器90。编码解码器90是在麦克风和扬声器通道MF和SP以及麦克风和扬声器40和41之间连接的设备。在麦克风通道MF中,编码解码器90包括模拟放大器91、模拟发送滤波器92、模拟数字转换器93、以及用于将来自A/D转换器93的864kbit/s比特流进行数字滤波的数字分样滤波器94。在扬声器通道SP中,编码解码器包括数字噪声成形滤波器95、数字模拟转换器96、模拟接收滤波器97、以及模拟接收放大器98。
图10表示无线基站2到诸如ISDN网这样的数字电话网的两条出线7和8的连接。为此,IOMTM-2语音接口34被连接到所谓ISDN S0总线控制器100。
图11表示无线基站2到模拟电话网的两条出线7和8的连接。为此,外部数字信号处理器DSP配有恰当的***存储器(未详细表示),给出了它相应的功能图F-DSP1和F-DSP2。图F-DSP1和图F-DSP2是相同的。在图F-DSP1中,接收通道RX被连接到语音接口34的输出端DO,发送通道TX被连接到语音接口34的输入端DI。接收通道RX包括被连接到A律PCM到线性PCM解码器111的A律PCM缓冲器110,以及接收控制模块112和通过开关114连接到A/B模拟线7的接收滤波器113。发送通道TX包括被连接到A/B模拟线7的发送滤波器115,还包括本地回声抵消器116,网络回声抑制器117,发送音量控制模块118,线性PCM到A律PCM编码器119,以及A律PCM缓冲器120。回声抵销器116以及回声抑制器117也被连接到接收通道RX。侧音模块121被连接在工作在32kHz上的DTMF产生器122和在发送通道TX中的A律编码器119的输入端处的运算节点123之间。微控制器32是无线基站2中的主控制器,而外部数字信号处理器DSP是从属的。因此,微控制器32控制并编程外部数字信号处理器DSP,以便实现对时分IOMTM-信号的正确操作,即功能块F-DSP1和F-DSP2在接连的IOMTM-2时隙上轮流操作。
图12表示根据本发明的无线基站2中相对于数字信号处理器25的参数表PAR。参数表PAR存储在缓冲存储器23中。微控制器32在外部激励信号下更新并下载参数表PAR,即微控制器从外部信号得知所需的连接,然后开始一次更新周期。表PAR包括在给定地址位置ADDR处的DSP参数DSP-PAR,并包括例如对于Pa,Pb,Ba和Bb方的指针,这样可为给定连接进行正确的数据连接。其它参数确定侧音控制、发送音量、等等,这里就不详细表示了。所示是指针Pa-ADPCM,Pb-ADPCM,Ba-A律,和Bb-A律,以及参数程序模式PROG。利用参数PROG,DSP25可以配置所需连接。指针Pa-ADPCM,Pb-ADPCM,Ba-A律,和Bb-A律指向缓冲存储器23中的所需缓冲器位置,以便在信道控制器22和DSP25之间进行数据交换,以及在DSP25和网络线7和8之间进行数据交换。
Claims (13)
1.一个数字无绳电话***,包括一个无线基站和多个用于与该无线基站通信的便携无线站,在该***中,无线基站被设计为连接到一个交换电话网并且包括多信道无线前端、信道控制器、用于缓冲接收的和发送的数据的缓冲存储器、以及用于变换接收的和发送的数据的数据格式的数字信号处理器,该缓冲器连接到信道控制器和数字信号处理器,其特征在于,无线基站被设计为工作在不同连接模式,用于将不同方彼此相连,包括从以下各连接中选择,这些连接包括作为第一方的便携无线站到作为第二方的电话网络的连接、第一方到作为第三方的有线电话装置的连接以及至少三方在一个会议呼叫中的连接,同时数字信号处理器被编程为在外部激励信号下从一种连接模式切换到另一种连接模式,该数字信号处理器还被编程为支持各方的数字信号处理功能。
2.根据权利要求1的数字无绳电话***,其特征在于,该无线***是一个频分和时分多址***,其中在空中接口,便携无线站被设计为以无线载波的时隙与无线基站通信,而信道控制器被设计为以时隙交换去往/来自缓冲存储器的数据突发。
3.根据权利要求2的数字无绳电话***,其特征在于,在网络端,数字信号处理器被设计为根据标准ISDN接***换数据以支持至少两条出线,该数字信号处理器还被设计为将任意内部数据信道交换到线上。
4.根据权利要求3的数字无绳电话***,其特征在于,第一方的功能包括ADPCM解码和ADPCM编码装置,用于分别将从空中接口接收的4比特ADPCM数据解码为16比特线性PCM数据,以及将16比特线性PCM数据编码为要通过空中接口被发送的4比特ADPCM数据。
5.根据权利要求4的数字无绳电话***,其特征在于,第二方的功能包括A律或μ律解码和A律或μ律编码装置,用于分别将来自网络的8比特A律或μ律PCM数据解码为16比特线性PCM数据,以及将16比特线性PCM数据编码为要被发送到网络的8比特A律或μ律PCM数据。
6.根据权利要求1-5中任一项的数字无绳电话***,其特征在于,数字信号处理器被编程为在指向适当的数据缓冲区的缓冲区指针的基础上连接各方以便在各方之间交换数据。
7.根据权利要求6的数字无绳电话***,其特征在于,缓冲存储器包括在数字信号处理器外部的第一缓冲存储器和数字信号处理器内部的第二缓冲存储器,缓冲区指针根据所选择的操作模式连接存储器中适当的缓冲区位置。
8.根据权利要求1到7中任一项的数字无绳电话***,其特征在于,无线基站包括用于控制数字信号处理器和用于将模式控制参数装入数字信号处理器中的微控制器。
9.根据权利要求3到5中任一项的数字无绳电话***,其特征在于,该网络是一个ISDN网络。
10.根据权利要求5的数字无绳电话***,其特征在于,该网络是一个模拟网络,并且无线基站包括另外一个数字信号处理器,它被编程为支持至少两条网络线上的回声抵消并且分别支持将A律或μ律PCM数据解码为要被发送到网络的模拟信号,以及将从网络接收的模拟信号编码为A律或μ律PCM数据。
11.根据前述任何一项权利要求的数字无绳电话***,其特征在于,数字信号处理器支持两个第一方、两个第二方和一个第三方。
12.一个无线基站,用于数字无绳电话***中,在该***中,多个便携无线站被设计为与无线基站通信,以及无线基站被设计为连接到一个交换电话网,该无线基站包括多信道无线前端、信道控制器、用于缓冲接收的和发送的数据的缓冲存储器、以及用于变换接收的和发送的数据的数据格式的数字信号处理器,该缓冲器连接到信道控制器和数字信号处理器,其特征在于,无线基站被设计为工作在不同连接模式,用于将不同方彼此相连,包括从以下各连接中选择,这些连接包括作为第一方的便携无线站到作为第二方的电话网络的连接、第一方到作为第三方的有线电话装置的连接以及至少三方在一个会议呼叫中的连接,同时数字信号处理器被编程为在外部激励信号下从一种连接模式切换到另一种连接模式,该数字信号处理器还被编程为支持各方的数字信号处理功能。
13.根据权利要求12的无线基站和无绳手机的结合。
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CB02 | Change of applicant information |
Applicant after: Koninklike Philips Electronics N. V. Applicant before: Philips Electronics N. V. |
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COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: N.V. PHILIPS' OPTICAL LAMP LTD., CO. TO: ROYAL PHILIPS ELECTRONICS CO., LTD. |
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