CN101060569A - 具有高级特性的电话适配器 - Google Patents

Abstract

通信装置包括电话适配器，其包括：电话连接器，用于与电话连接；线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；计算机接口。电话模拟前端(AFE)，与所述电话连接器耦合，并且用于将由所述电话产生的音频输入信号转换成数字输出取样以通过所述计算机接口传送。线路AFE，与所述线路连接器耦合，并且用于将从所述计算机接口接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以在所述电话线路上传输。计算机通过所述计算机接口与所述电话适配器耦合，并被安排来处理所述数字输出取样和产生所述数字输入取样。

Description

具有高级特性的电话适配器

技术领域

本发明通常涉及计算机集成的电话，尤其涉及用于集成分组交换和电路交换的电话设备和服务的方法和装置。

背景技术

模拟电话适配器是将来自传统电话的模拟信号转换成对于在因特网连接上的传输而言可接受格式的装置，在接收端反之。这个种类的许多产品正在出售。示例包含由Grandstream Networks生产的HandyTone系列；由Sipura Technology，Inc(前不久被Cisco Systems收购)生产的Sipura电话适配器；由EpygiTechnologies，Ltd.生产的Quadro语音路由器；由Micronet生产的FXS VoIP网关；由BAFOInc.生产的Messenger Call Box；由Actiontec Electronics，Inc.生产的ActiontecInternet Phone Wizard；以及由Motorola，Inc.生产的M3MotorolaMessenger Modem。

在专利文献中描述了模拟电话适配器的各种类型和特性。例如，美国专利6,700,956描述了用于选择性地把电话连接到电话网上或者连接到因特网上的器件，将该专利引入于此以供参考。该器件包括硬件模块和用于耦合个人计算机或者因特网设备和标准模拟电话的相关软件。通过输入预定的双音多频(DTMF)数字序列，该器件允许模拟电话在基于因特网的电话模式和公共交换电话网(PSTN)模式之间触发。

美国专利6,731,751描述了插入在无线电话基础单元和个人计算机声卡之间的接口器件，将该专利引入于此以供参考。该接口仿真关于电话和麦克风的中心局连接，以及关于计算机声卡的扬声器连接。

美国专利6,711,160描述了电话和分组网之间的接口单元，将该专利引入于此以供参考。该单元还在分组网和公共交换电话网(PSTN)之间起网关的作用。当不向该单元提供电源时，回退开关(fallbackswitch)自动地直接将电话设施链接到PSTN，而旁路单元中的电路。该单元还包含LCD驱动器和用于显示信息，诸如呼叫者标识的显示器。

发明内容

在本发明公开的实施例中，电话适配器耦合计算机到模拟电话，和到电路交换电话网线路，诸如PSTN线路。用户可以以通常方式使用模拟电话向外拨出到交换电话网的呼叫，或者可选地可以通过计算机把向外的呼叫指向分组网，诸如因特网。首先检查模拟电话挂机后，计算机把分组网上的进入的呼叫指向模拟电话。

在本发明的一些实施例中，电话适配器包括两个模拟前端(AFE)：一个连接到模拟电话，另一个连接到电路交换电话网。两个AFE都发送数字取样到计算机和从计算机接收数字取样。通过许可计算机与模拟电话相互作用以及控制用户接口功能(诸如振铃和内置的显示)，这个方案有利于新用户接口功能。例如，计算机可以检测电话网线路上的振铃和呼叫者ID信号，即使当电话正在VOIP呼叫上使用时，然后可以通知用户进入的PSTN呼叫。此外，计算机可以对交换电话网和分组网之间的不同种类的呼叫者ID信号进行代码转换，并且可以使代码转换的信息在电话显示器上显示，以及在计算机屏幕上显示。在下文描述附加功能。

虽然在此具体参考双AFE适配器设计来描述本发明的特性，但是这些特性的某些也可以使用具有单个AFE的电话适配器来实现，诸如如上所述的相关的美国专利申请“Multi-Function TelephoneAdapter”，或者使用现有技术中公知的其他适配器。相反地，在这个相关申请下描述的电话适配器的特性同样地可以使用在此描述的双AFE设计来实现。

因此，根据本发明的实施例，提供了通信设备，包含：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；

电话模拟前端(AFE)，与所述电话连接器耦合，并且用于将由所述电话产生的音频输入信号转换成数字输出取样以通过所述计算机接口传送；以及

线路AFE，与所述线路连接器耦合，并且用于将从所述计算机接口接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以在所述电话线路上传输；以及

计算机，其通过所述计算机接口与所述电话适配器耦合，并被安排来处理所述数字输出取样以译码由用户向所述电话输入的目的地电话号码的指示，并且还被安排来响应于所述译码的指示产生所述数字输入取样，以使所述线路AFE通过所述电话线路发送与所述目的地电话号码相对应的双音多频(DTMF)信号的序列。

在一个实施例中，所述音频输入信号包括由所述电话响应于用户的键击而产生的第一系列DTMF音，并且由所述计算机产生的所述数字输入取样使所述线路AFE传送不同于所述第一系列DTMF音的第二系列DTMF音。

在另一个实施例中，所述音频输入信号包括由所述用户口述到所述电话的语音信号，并且采用所述计算机来译码所述语音信号以识别所述目的地电话号码。

可选择地，所述设备包括所述电话AFE和所述线路AFE之间的数字回退链路，用于传送所述数字输出取样到所述线路AFE。

在一些实施例中，所述计算机还与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以使所述电话在所述分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)设备。典型的，所述计算机用于处理所述数字输出取样，以确定由所述用户对所述电话的输入所指示的分组网上的目的地地址，并且将所述VoIP呼叫发出到所述目的地地址。

根据本发明的实施例，还提供了通信设备，包含：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；

线路模拟前端(AFE)，与所述线路连接器耦合，并且用于将从所述电话线路接收的电话输入信号转换成数字输出取样以通过所述计算机接口传送；以及

电话AFE，与所述电话连接器耦合，并且用于将从所述计算机接口接收的数字输入转换为模拟输出信号以输出到所述电话；以及

计算机，其通过所述计算机接口与所述电话适配器耦合，并被安排来处理所述数字输出取样以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号，并且响应于所述振铃信号产生所述数字输入，以便所述模拟输出信号使所述电话向用户提供所述进入的呼叫的指示。

在公开的实施例中，采用所述计算机来改变所述数字输入，以便所述模拟输出信号使所述电话以多个不同振铃型式振铃，所述多个不同振铃型式由所述计算机响应于所述进入的呼叫的特性进行选择。

在一些实施例中，所述计算机还与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以使所述电话在所述分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)设备，从而当接收到来自所述分组网的进入的VoIP呼叫时使得所述电话向所述用户提供所述指示。

根据本发明的实施例，还提供了通信设备，包含：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；以及

处理电路，耦合在所述电话连接器、所述线路连接器和所述计算机接口之间，用于将从所述计算机接口接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以输出到所述电话连接器和所述线路连接器，以及

用于将来自所述电话连接器和所述线路连接器的模拟输入信号转换为数字输出信号以通过所述计算机接口传送；以及

计算机，其与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以便所述电话在所述分组网上发出到所述计算机的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)装置，并且所述计算机还用于产生所述数字输入取样，以使得所述电话响应于在所述分组网和所述电路交换电话网上接收的进入的呼叫来显示呼叫者标识(CID)。

典型的所述计算机用于产生所述数字输入取样，以使由所述处理电路产生的所述模拟输出信号被调制，以将类型1CID信号和类型2CID信号中的至少一种传送到所述电话。在一个实施例中，采用所述处理电路以向所述计算机提供所述电话的摘挂机状态的指示，并且其中所述计算机用于产生所述数字输入取样，以使得当所述电话是挂机时，所述模拟输出信号传送所述类型1CID信号，当所述电话是摘机时，所述模拟输出信号传送所述类型2CID信号。另外或者可选地，采用所述计算机来译码从在分组网上发起VoIP呼叫的终端那里接收的分组，以确定与所述终端相关联的用户标识，并且产生所述数字输入取样，以使所述类型1CID信号和所述类型2CID信号中的所述至少一种表示所述用户标识。

在公开的实施例中，采用所述计算机来处理所述数字输出取样，以当所述电话用于VoIP呼叫时响应于所述电话线路上接收到的进入的电话呼叫来检测具有类型1CID信号的振铃信号，译码所述类型1CID信号以提取所述进入的电话呼叫的标识，并且产生所述数字输入取样以使由所述处理电路产生的所述模拟输出信号被调制，以向所述电话传送表示所述标识的类型2CID信号。

另外或者可选地，采用所述计算机来处理所述数字输出取样，以响应于在所述电话线路上收到的来自发起的电话的进入的电话呼叫，来检测具有CID信号的振铃信号，译码所述CID信号以确定与所述发起的电话相关联的用户标识，响应于所述进入的电话呼叫在所述分组网上发送一个或多个分组，以便在所述计算机和所述分组网上的目的地终端之间设置向外的VoIP呼叫以便所述分组的至少一个包括所述用户标识，并且通过所述电话适配器将所述进入的电话呼叫与所述向外的VoIP呼叫连接以使所述发起的电话与所述目的地终端进行通信。

根据本发明的实施例，还提供了一种用于通信的方法，包括：

将包括电话模拟前端(AFE)和线路AFE的电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以使所述电话AFE将由所述电话产生的音频输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机，并且所述线路AFE将从所述计算机接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以在所述电话线路上传输；

使用所述计算机处理所述数字输出取样，以译码由用户输入到所述电话的目的地电话号码的指示；以及

使用所述计算机响应于所述译码的指示产生所述数字输入取样，以使所述线路AFE在所述电话线路上发送与所述目的地电话号码相对应的双音多频(DTMF)信号序列。

此外根据本发明的实施例，还提供了一种用于通信的方法，包括：

将包括电话模拟前端(AFE)和线路AFE的电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以使所述线路AFE将从所述电话线路接收的电话输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机，并且所述电话AFE将从所述计算机接收的数字输入转换成模拟输出信号以输出到所述电话；

使用所述计算机处理所述数字输出取样，以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号；以及

响应于所述振铃信号使用所述计算机产生所述数字输入，以使所述模拟输出信号使所述电话向用户提供所述进入的呼叫的指示。

根据本发明的实施例，还提供了一种用于通信的方法，包括：

将电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以便将从所述计算机接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以输出到所述电话和所述电话线路，并且将来自所述电话和所述电话线路的模拟输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机；以及

使用所述计算机控制所述电话适配器，以使所述电话在分组网上对所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)装置；以及

使用所述计算机产生所述数字输入取样，以使所述电话响应于在所述分组网和所述电路交换电话网上接收的进入的呼叫来显示呼叫者标识(CID)。

通过如下实施例以及附图的详细描述可更好地理解本发明。

附图说明

图1是依据本发明实施例的电话通信系统的示意性图示说明；

图2是依据本发明的实施例示意性表示电话适配器的细节的方框图；以及

图3是依据本发明的实施例示意地说明呼叫者ID代码转换的流程图。

具体实施方式

系统概述

图1是依据本发明实施例的电话通信系统20的示意性图示说明。系统20使用电话适配器(TA)22将传统模拟和分组交换电话网络部件结合起来，以提供在下文描述的一组新的特性和功能。

适配器22与计算机24，典型的是个人计算机(PC)，一起使用，该计算机包括用户接口，该用户接口包括显示器26和一个或多个输入设备28，诸如键盘或者鼠标。(可选地，计算机24可以包括具有CPU的任何其他种类的合适的计算装置；并且计算机24在下文仅仅示例地而非限制性地称为PC。)适配器22可以通过合适的数字输入/输出(I/O)端口连接到PC，该数字输入/输出(I/O)端口诸如通用串行总线(USB)端口或者高清晰度音频(HD-音频)端口，或者通过局域网(LAN)。可选地，适配器可以配置为可以位于计算机24里面的插卡或者芯片集。

适配器22还与模拟电话30通信，并且与电路交换电话网38通信。典型的，网络38是PSTN，并且适配器22通过合适的电缆连接到PSTN和电话30。可选地，电话30可以在空中通过无线连接与适配器22通信。进一步可选地，电话30和适配器22可以集成为单个装置。进一步可选地或者另外的，网络38可以包括另一类型的电路交换电话网，诸如蜂窝网络。如下文描述，适配器22被配置为允许用户使用电话30通过网络38发出电话呼叫到其他模拟电话40以及从其他模拟电话40接收电话呼叫。下面为了清晰的描述，这样的呼叫被称为“PSTN呼叫”，但是可以理解在其他种类的电路交换网络上的呼叫可以以类似方式处理。

电话30包括用户接口组件，该用户接口组件具有小键盘31和用于生成振铃音的扬声器(未示出)，并且其选择性地可以包括显示器33。电话可以被配置为接收并在显示器33上显示呼叫者标识(CID)信息。CID传输和检测是电话通信技术领域公知的。在“类型1”CID传输中，在从中心局发送到要接收呼叫的电话的振铃信号的振铃之间编码启动呼叫的电话的CID。如果接收电话被配置来进行CID检测，则译码并在例如显示器33上显示启动CID(或者相应的文本串)。在“类型2”CID传输中，启动电话的CID与“呼叫等待”信号一起被编码，其中该“呼叫等待”信号当接收电话是摘机状态时被传输。类型1和类型2CID协议例如在由Telecommunications IndustryAssociation(2003年5月)颁布的TIA标准TIA-777-A中被详细定义，将其合并在此以供参考。

计算机24还通过合适的调制解调器(未示出)连接到分组交换网32上，诸如因特网。典型的，为了使得能够有高质量语音IP(VoIP)服务，到网络32的连接是宽带连接，诸如DSL、电缆调制解调器或者ISDN连接。可选地，模拟调制解调器连接，诸如V.90或者V.92调制解调器连接，对于一些VoIP应用也是合适的。计算机24的用户然后能够通过适配器22使用电话30作为I/O装置，用于通过网络32将VoIP呼叫发出到其他VoIP使能的终端和从其他VoIP使能的终端接收VoIP呼叫，所述其他VoIP使能的终端诸如装配有合适的VoIP软件和音频接口设备36，或者配置有电话适配器，诸如适配器22，以及具有非PC VoIP装置的计算机34。

图2是依据本发明的实施例示例性地表示电话适配器22的细节的方框图。为了在下面的说明中概念清楚起见，将适配器22表示为包括某些功能块。从说明中将会发现，不是所有这些块对于适配器操作的所有方面都必不可少。此外，在实际的实现中，这些块中的某些可以组合为单个物理元件，诸如集成电路芯片。可选地或者另外，某些块可以由多个离散的组件组成。适配器22中电路的各种可选择的实现对于本领域技术人员是显而易见的；所有这样的实现都认为在本发明的范围之内。

适配器22包括耳机插孔50，用于连接到电话30，和线路插孔52，用于连接到网络38。典型的，插孔50和52包括标准的电缆连接器，诸如RJ-11插座。

在PC端，适配器22包括PC连接器54，其通过PC接口56连接到适配器的其他元件。如同在上面指出的，连接器54可以包括USB连接器，在这种情况下，PC接口56包括接口硬件和I/O逻辑，用于在USB链路上将数字输入多路传输到适配器22的元件和从适配器22的元件多路输出数据。可选地，连接器54可以包括LAN连接器，在这种情况下，PC接口56包括适当的LAN接口电路。进一步可选地，对于适配器22位于计算机24里面的实施例，连接器54可以包括在PC接口56中具有合适的总线接口逻辑的PC总线连接器，诸如外围组件接口(PCI)总线连接器或者Intel高清晰度(HD)音频连接。进一步另外或者可选地，适配器22可以包括二个或更多个分离的PC接口电路和连接器，每个服务于不同功能和/或者把适配器的不同部分连接到PC上。如果计算机被配置为通过连接器54提供电力，则适配器22中的电路可以从计算机24吸取电力，或者所述电路可选地可以由适配器22中的电池或者其他的电源(未示出)提供电力。

适配器22包括开关58和60，其通过接口56由计算机24控制以确定适配器的操作模式。在图2所示的设置中，开关58和60通过插孔50和52将电话30直接耦合到网络38，以便用户能够以通常方式发出和接收普通的模拟电话呼叫，而无需计算机的介入。只要电话处于挂机状态，并且开关在这个位置，则从网络38进入的呼叫将会使电话正常振铃。

由于插孔50和52可能是外部相同的，所以适配器22的用户有可能偶然地会把电话和线路连接弄反。这样的颠倒可能损坏适配器22的组件并且可能违反安全要求。因此，适配器22包括插孔交换检测器70，用于检测和提醒用户可能的连接颠倒。在插孔交换检测器的操作期间，计算机24翻转开关58到图2表示的较低的位置。在如上所述的专利申请“Multi-Function Telephone”中进一步详细描述了插孔交换检测功能。

适配器22包括用于数字业务目的和与计算机24相互作用的处理电路。在图2所示的具体实施例中，处理电路包括双模拟前端(AFE)62和64，其通过接口56分别将电话30和线路插孔52耦合到计算机24。AFE 62和64典型的包括模拟/数字(A/D)和数字/模拟(D/A)转换器。AFE 62还包括用户线路接口电路(SLIC)，用于连接到电话30，并且从而执行振铃生成、摘机检测，以及向电话30提供DC电力的附加功能。AFE 64包括数据访问排列(DAA)，其是计算机24到电话网38的连接所需要的。这些标准AFE组件是现有技术中公知的，为简单起见从图中删除。

在一个实施例中，线路插孔52、AFE 64和用于适配器22的某些相关电路是现有语音频带调制解调器的部分，其可以预先安装在计算机24中。在这种情况下，适配器22的功能通过增加附件以及在PC上运行的合适的软件来实现，所述附件包括耳机插孔50、AFE 62，和其他相关组件。这个实施例中的适配器有在此描述的集成适配器的几乎所有特性，可能的例外是由开关60和数字回退链路(digitalfallback link)74提供的模拟链路，其将在下文描述。因为这个实施例利用现有的调制解调器，所以与集成适配器相比减少了增加的组件成本和适配器的大小。参考本申请的说明书和权力要求中的电话适配器应该被理解为包括了以这种方式利用分离的语音频带调制解调器的实施例，除非另外指定。

在图2所示的开关58的位置下，AFE 62取样并且数字化来自电话30的模拟音频信号，用于输出到计算机24，并将来自计算机24的数字音频取样转换成模拟音频信号，用于输入到电话30。AFE 62的功能允许电话30用作通过网络32来自或到计算机24的VoIP呼叫的音频输入/输出装置。此外，AFE 62使得计算机24能够确定电话30的摘挂机状态和接收由电话30产生的音频控制信号，诸如当用户按下电话键时产生的DTMF音，以及来自用户的语音输入。在反向下，AFE 62可以由计算机操作以传送信号到电话30，诸如振铃、呼叫等待和呼叫者ID信号。在下文描述这些功能的一些示例。

通常，对于适配器22的计算机受控操作，计算机24移动开关60到图2表示的右边位置。在这个位置下，电话与电话线路断开，并且到电话的所有信号和来自电话的所有信号都经过AFE 62。然后电话可以用于将VoIP呼叫发出到网络32上或者从网络32上接收。此外，当计算机24关闭线路开关68时，到PSTN 38的信号和来自PSTN 38的信号都经过AFE 64。这个配置中，通过计算机24在AFE62和AFE 64之间交换数字取样，电话可以与PSTN进行通信。

典型的，取样经由PC接口56经过计算机24，并且计算机因此能执行各种呼叫控制和增强功能，其中的一些在下文描述。

可选择地，AFE 62可以由辅助数字链路74连接到AFE 64上，由此数字取样在AFE之间直接通过而无需经过计算机。此种链路对于下面的情况特别有用：在开关60不可用于直接连接插孔50和52的实施例中，当计算机24关闭或者待机时，用于保持电话服务。这个辅助数字链路的使用需要适配器22从计算机24或者从另一个源接收电力，即使当计算机不完全操作时。

AFE 64可以由计算机24操作以执行在现有技术下的系统中需要使用专用电子硬件元件的线路传感功能。例如，当开关68闭合时，AFE 64数字化电话线路上接收的振铃信号、呼叫等待信号和CID(类型1和类型2)信号。计算机24分析来自AFE 64的数字化的取样以检测进入的呼叫并译码主叫方的CID。然后计算机向用户提供通报，或者执行其他功能诸如向前自动呼叫(automatic call forwarding)，进一步在下文描述。适配器22的配置允许计算机执行这些功能，而不管电话30是挂机还是摘机(例如，在PSTN呼叫或者VoIP呼叫期间)。

计算机还可以分析由来自AFE 64的数字化的取样所指示的电压电平，以确定电话线路是否连接到线路插孔上。如果未检测到任何线路连接，则计算机通知用户出现错误并且可以禁止适配器22的线路相关功能。电话30在这种情况下仍然可以用于发出和接收VoIP呼叫。

为了有利于实现计算机24的高级控制功能，适配器22可以包括线路使用检测器66。当存在通过适配器22或通过任何其他连接到网络38上的相同线路的电话的PSTN呼叫时，线路使用检测器感知电话线路上的DC电压电平，从而对计算机进行指示。(当线路上不存在任何电压时，检测器66没有感知到电压并可以对计算机24指示没有活动电话线路连接到线路插孔52。)

当开关68是打开时，可选的CID旁路电路69可以用于将电话线路上产生的诸如振铃和类型1CID信号的AC耦合的信号从电话线路传递到AFE 64，用于转换成数字取样。

此外，当开关60在右边位置并且开关68闭合时，DC保持电路72经过线路插孔52切换，以便适配器22从网络38的中心局不依赖于电话30而汲取电流。这个特性允许计算机24使网络38上的呼叫保持打开，而不管电话30正在用于呼叫还是用于其它目的，诸如用户想要保持电话40上的呼叫，同时使用电话30发出或者接收VoIP呼叫时。可选地，计算机24可以在计算机上运行的“软调制解调”软件的控制下，使用AFE 64用于通过PSTN 38的调制解调服务(诸如传真或者数据调制解调服务)，如上所述的相关专利申请所描述的。甚至当电话30和计算机的高速调制解调器在VoIP呼叫上使用时，这个调制解调器服务也能够保持。

高级用户接口特性

在适配器22中使用AFE 62和64允许计算机24控制电话30的各种用户接口功能，并且从而提供统一的、用于PSTN和VoIP呼叫的数字受控接口。用户接口功能在某些情况下通过计算机的显示器26和输入设备28可以加强。在下文描述示例性功能：

计算机裁决的拨号

当开关60(图2)在右边位置并且用户按压小键盘31上的按键时，由电话30产生的DTMF音不直接到达PSTN 38，而是由AFE 62数字化。计算机24接收和处理由AFE产生的数字取样，并且从而译码用户所拨的号码。计算机分析号码串以确定是通过PSTN 38还是通过分组网32发出呼叫。网络的选择可以是用户选择的(例如通过拨号适当码以调用VoIP连接)或者可以由计算机基于预编程的选择规则自动地选择。

当确定给定的呼叫要通过PSTN 38发出时，计算机24指示适配器22关闭开关68，并且与为了拨希望的电话号码所必须产生的DTMF音相应地把一个数字取样序列发送到AFE 64。计算机可以等待产生DTMF拨号序列直到用户完成了按压全部键盘序列。这个特性允许用户拨完整的号码，检查该号码是否正确(例如通过观察显示器33)，并且只有那时才指示计算机应该拨的号码，典型的通过输入另一个键击，例如“#”键。计算机辅助快速拨号也可以以这个方式提供。

作为另一个选择，用户可以对电话30讲话以使计算机拨号呼叫。在这种情况下，AFE 62使用户的语音信号数字化，并且计算机分析该数字化的语音信号以译码电话号码或者被呼叫人的名称。

软件控制的振铃检测和生成

如同在上面指出的，通过处理由AFE 64输出的数字取样(基于由CID电路69传送的模拟信号)，计算机24检测从PSTN 38进入到适配器22的振铃信号。通过处理由AFE 62输出的信号，计算机还确定电话30是挂机还是摘机。在检测到线路插孔52上的振铃电压同时电话是挂机时，计算机24产生振铃输出到AFE 62，其使AFE生产模拟振铃输入到电话30。以这种方式产生的振铃信号不依赖于电话线路上的振铃电压。当接收到进入的VoIP呼叫时，计算机同样地可以产生到电话适配器的振铃输出。

由计算机产生的用于进入PSTN和VoIP呼叫的振铃型式可以是相同的，或者可选地它们可以是不同的，以给用户关于进入的呼叫类型的听觉提示。同样地，计算机可以根据发起呼叫方的标识产生不同的振铃型式。为此目的，计算机译码在进入的PSTN呼叫中编码的CID，或者启动VoIP呼叫的分组中的可比较的用户ID字段(诸如由会话启动协议分组(Session Initiation Protocol Packet)指定的呼叫ID的主机名称或者IP地址)。计算机把译码值与查找表或者表示在每种情况下要产生的振铃的类型的其他逻辑进行比较。

计算机24还可以在一个呼叫期间输出到AFE 62的数字音频取样上叠加短促音，以对用户指示另一个呼叫正在等待。只要电话摘机，不管用户当前是在PSTN呼叫还是VoIP呼叫中，这个功能(在用户的选择下)都可以被调用。它可以用于对用户指示PSTN或者VoIP呼叫正在等待。计算机可以根据呼叫类型和主叫方的标识使呼叫等待音改变，正如可以产生不同振铃类型一样，如上所述。计算机还可以产生CID信号以便电话在显示器33上呈现呼叫等待指示和主叫方的标识，如在下文描述的。另外或者可选地，计算机可以在显示器26上与呼叫等待音和/或者通过电话30发送的其他指示一起(或者无需这样的呼叫等待音或者指示)呈现呼叫等待消息。

分组电话网关

计算机24可以与适配器22一起作为在PSTN 38和分组网32之间发出电话呼叫的网关。例如，VoIP用户，诸如计算机34的用户，可以通过发送适当的分组消息到计算机24，指示电话40的电话号码，来发出到电话40的呼叫。计算机24建立到计算机34的VoIP呼叫，发出到电话40的PSTN呼叫，然后通过适配器22将两个呼叫连接在一起。类似方法可以用于把来自分组网络的呼叫发出到专用分组交换机(PBX)或者其他电路交换电话网。例如，当VoIP用户旅行时，他们因此可以避免或者减少长距离电话费。

通过类似方式，PSTN电话诸如电话40的用户，可以通过向计算机24拨号来发出VoIP呼叫，然后按压适当的键序列向计算机指示希望的VoIP呼叫的目的地。

系统20的网关功能也可以用于电视会议和前向呼叫。在电视会议模式下，系统的用户可以同时发出或者接收PSTN和VoIP呼叫。计算机24混合来自两个呼叫的数字音频取样并输出混合的取样流到AFE 62和AFE 64，以及在网络32上发送的VoIP分组中。在前向呼叫模式下，系统20的用户可以命令计算机24自动地拾取并转发PSTN呼叫到指定的VoIP地址，或者拾取并转发VoIP呼叫到指定的PSTN电话号码。

系统20的网关功能通常不要求任何用户在计算机24的站点存在或者包括在计算机的本地操作中。尽管这种自动操作非常便利，然而，这使得系统对于黑客的滥用是开放的，黑客可以试图由(不在的)计算机用户付费而通过计算机24发出电话呼叫。为了防止非授权使用，在实际发出呼叫之前，计算机24可以检测和验证请求呼叫的远程方的标识。例如，计算机可以检测从PSTN 38接收的呼叫中编码的CID或者从网络32接收的分组中的等效ID字段。计算机对照授权ID的列表检查ID值，并且只有ID在授权列表上出现时才发出呼叫。

CID代码转换

图3是依据本发明的实施例示意的说明CID代码转换的方法的流程图。这个方法响应于从PSTN 38进入的模拟电话呼叫和从分组网32进入的VoIP呼叫，产生用于输出到电话30的模拟CID信号。

在呼叫接收步骤80，当计算机24接收到进入的呼叫时，本方法开始。在CID确定步骤82，计算机24确定与呼叫相关的CID值。为此目的，如同先前指出的，当适配器22接收到来自PSTN 38的进入的呼叫时，AFE 64数字化已编码的CID信号(类型1或者类型2)，计算机24分析数字取样以译码CID。对于VoIP呼叫，计算机译码来自进入的VoIP分组的用户ID字段并且选择相应的CID值以通过适配器22输出到电话30。

响应于进入的呼叫确定了要输出到电话30的CID值之后，在摘挂机状态确定步骤84，计算机24弄清楚电话30是挂机还是摘机。计算机然后根据电话摘挂机状态，产生编码CID值的适当的数字取样序列，以输出到适配器22。在类型1生成步骤86，如果电话是挂机的，则计算机24产生取样，以编码并将CID值调制为类型1CID。在这种情况下，计算机通过接口56输出CID取样和振铃指令到AFE62，以使AFE在传给电话30的第一和第二振铃信号之间产生模拟CID信号。响应于这些模拟信号，电话振铃并且在显示器33上显示CID值。

在类型2生成步骤88，如果电话是摘机的，则计算机24产生数字输出取样，以将CID值编码为类型2CID。典型的，在电话呼叫过程中(通过PSTN或者分组网)电话30是摘机的。在呼叫期间，如上所述，来自网络的进入的音频信号由计算机24以数字取样的形式传送到AFE 62，AFE 62将数字取样转换成模拟音频信号以输出到电话30。在步骤88，计算机依据可适用的标准交织数字输出取样，并等待电话30以CID类型2应答音进行响应，其中该数字输出取样将CID类型2警告音编码为对音频信号进行编码的数字取样。如果电话30及时响应，则计算机产生数字取样，该数字取样编码类型2CID值，以使CID值以恰当形式插入到要输出到电话30的模拟信号中。电话30译码类型2CID值并在显示器33上显示该值。

在两个步骤86和88通过适配器22输出的信号是符合PSTN标准的传统模拟信号。因此，系统20的CID代码转换功能可以与任何有CID显示能力的电话结合使用。对电话不需要做任何修改。(当然，如果电话没有CID显示能力，它将仅仅会忽略代码转换的CID值，正如将会忽略任何传统CID信号一样。)类型2CID可以由电话产生和显示，而不管电话对于PSTN呼叫或者VoIP呼叫是否是摘机的。

系统20的CID代码转换功能的示范性使用包括：

●将VoIP用户ID代码转换到PSTN CID。如同先前指出的，当分组网32上的呼叫者(例如，计算机34的用户)发出VoIP呼叫到计算机24时，由计算机34发送的分组包含用户ID字段。基于这个字段中的值，计算机24确定等效PSTN CID值并产生适当的数字输出取样到适配器22。

●将类型1CID代码转换到类型2CID。当电话30对于VoIP呼叫是摘机时，到PSTN 38的电话线路典型的是空闲的，即，它对PSTN中心局来说看起来用户假设设备是挂机的。因此，例如当电话40将呼叫发出到系统20的用户时，中心局在电话线路上产生振铃信号，类型1CID在第一和第二振铃之间交织。计算机24处理由AFE 64输出的数字取样，从而感知和译码振铃信号和CID。然后计算机将类型1CID代码转换到类型2(在步骤88)以通过AFE 62输出到电话30并在显示器33上呈现该CID。然后如果电话的用户发出他或者她想要拿起等待的呼叫的信号时(例如通过瞬时压下电话上的钩状开关，或者通过一些其他的键击)，则计算机把等待的呼叫连接到电话上。

计算机24还可以执行PSTN CID到VoIP用户ID的代码转换。这个特性是有用的，例如当把系统20用作分组电话网关时，如上所述。当电话40的用户拨号到系统20以发出VoIP呼叫时，从电话线路接收的进入的呼叫信号包括电话40的CID。计算机24译码CID然后插入相应值(诸如VoIP用户ID或者名称)到在网络32上传输的VoIP呼叫建立分组中。然后计算机34的用户接收指示有来自这个用户的VoIP呼叫正在进入的消息。

应该意识到的是上面描述的实施例只是作为示例引用的，本发明并不局限于已经在上文具体显示和描述的方案。而是，本发明的范围包括上文描述的各种特性的组合和子组合，以及当本领域技术人员阅读前述描述时对其进行的未在现有技术中公开的各种变化和修改。

Claims (33)

1、通信装置，包括：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；

电话模拟前端(AFE)，与所述电话连接器耦合，并且用于将由所述电话产生的音频输入信号转换成数字输出取样以通过所述计算机接口传送；以及

线路AFE，与所述线路连接器耦合，并且用于将从所述计算机接口接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以在所述电话线路上传输；以及

计算机，其通过所述计算机接口与所述电话适配器耦合，并被安排来处理所述数字输出取样以译码由用户向所述电话输入的目的地电话号码的指示，并且还被安排来响应于所述译码的指示产生所述数字输入取样，以使所述线路AFE通过所述电话线路发送与所述目的地电话号码相对应的双音多频(DTMF)信号的序列。

2、根据权利要求1所述的装置，其中所述音频输入信号包括由所述电话响应于用户的键击而产生的第一系列DTMF音，并且其中由所述计算机产生的所述数字输入取样使所述线路AFE传送不同于所述第一系列DTMF音的第二系列DTMF音。

3、根据权利要求1所述的装置，其中所述音频输入信号包括由所述用户口述到所述电话的语音信号，并且其中采用所述计算机来译码所述语音信号以识别所述目的地电话号码。

4、根据权利要求1所述的装置，包括所述电话AFE和所述线路AFE之间的数字回退链路，用于传送所述数字输出取样到所述线路AFE。

5、根据权利要求1所述的装置，其中所述线路AFE还用于将从所述电话线路接收的模拟线路信号转换成数字线路取样以通过所述计算机接口传送，并且所述电话AFE还用于将从所述计算机接口接收的数字电话取样转换成电话输出信号以传输到所述电话，以及

其中所述计算机用于处理所述数字线路取样，以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号和呼叫者标识(CID)信号中的至少一个，并且响应于所述振铃信号和所述CID信号中的所述至少一个产生所述数字电话取样，以便所述电话输出信号使所述电话向所述用户提供所述进入的呼叫的指示。

6、根据权利要求1所述的装置，其中所述计算机还与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以使所述电话在所述分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)设备。

7、根据权利要求6所述的装置，其中所述计算机用于处理所述数字输出取样，以确定由所述用户对所述电话的输入所指示的分组网上的目的地地址，并且将所述VoIP呼叫发出到所述目的地地址。

8、通信装置，包括：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；

线路模拟前端(AFE)，与所述线路连接器耦合，并且用于将从所述电话线路接收的电话输入信号转换成数字输出取样以通过所述计算机接口传送；以及

电话AFE，与所述电话连接器耦合，并且用于将从所述计算机接口接收的数字输入转换为模拟输出信号以输出到所述电话；以及

计算机，其通过所述计算机接口与所述电话适配器耦合，并被安排来处理所述数字输出取样以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号，并且响应于所述振铃信号产生所述数字输入，以便所述模拟输出信号使所述电话向用户提供所述进入的呼叫的指示。

9、根据权利要求8所述的装置，其中采用所述计算机来改变所述数字输入，以便所述模拟输出信号使所述电话以多个不同振铃型式振铃，所述多个不同振铃型式由所述计算机响应于所述进入的呼叫的特性进行选择。

10、根据权利要求8所述的装置，其中所述计算机还与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以使所述电话在所述分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)设备，从而当接收到来自所述分组网的进入的VoIP呼叫时使得所述电话向所述用户提供所述指示。

11、根据权利要求8所述的装置，其中所述计算机用于处理所述数字输出取样，以检测所述进入的呼叫中的呼叫者标识(CID)，并且产生所述数字输入以使所述电话显示所述CID。

12、通信装置，包括：

电话适配器，包括：

电话连接器，用于与电话连接；

线路连接器，用于与电路交换电话网的电话线路连接；

计算机接口；以及

处理电路，耦合在所述电话连接器、所述线路连接器和所述计算机接口之间，用于将从所述计算机接口接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以输出到所述电话连接器和所述线路连接器，以及用于将来自所述电话连接器和所述线路连接器的模拟输入信号转换为数字输出信号以通过所述计算机接口传送；以及

计算机，其与在分组网上的通信耦合，并且用于控制所述电话适配器，以便所述电话在所述分组网上发出到所述计算机的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)装置，并且所述计算机还用于产生所述数字输入取样，以使得所述电话响应于在所述分组网和所述电路交换电话网上接收的进入的呼叫来显示呼叫者标识(CID)。

13、根据权利要求12所述的装置，其中所述计算机用于产生所述数字输入取样，以使由所述处理电路产生的所述模拟输出信号被调制，以将类型1 CID信号和类型2 CID信号中的至少一种传送到所述电话。

14、根据权利要求13所述的装置，其中采用所述处理电路以向所述计算机提供所述电话的摘挂机状态的指示，并且其中所述计算机用于产生所述数字输入取样，以使得当所述电话是挂机时，所述模拟输出信号传送所述类型1 CID信号，当所述电话是摘机时，所述模拟输出信号传送所述类型2 CID信号。

15、根据权利要求13所述的装置，其中采用所述计算机来译码从在分组网上发起VoIP呼叫的终端那里接收的分组，以确定与所述终端相关联的用户标识，并且产生所述数字输入取样，以使所述类型1 CID信号和所述类型2 CID信号中的所述至少一种表示所述用户标识。

16、根据权利要求12所述的装置，其中采用所述计算机来处理所述数字输出取样，以当所述电话用于VoIP呼叫时响应于所述电话线路上接收到的进入的电话呼叫来检测具有类型1 CID信号的振铃信号，译码所述类型1 CID信号以提取所述进入的电话呼叫的标识，并且产生所述数字输入取样以使由所述处理电路产生的所述模拟输出信号被调制，以向所述电话传送表示所述标识的类型2 CID信号。

17、根据权利要求12所述的装置，其中采用所述计算机来处理所述数字输出取样，以响应于在所述电话线路上收到的来自发起的电话的进入的电话呼叫，来检测具有CID信号的振铃信号，译码所述CID信号以确定与所述发起的电话相关联的用户标识，响应于所述进入的电话呼叫在所述分组网上发送一个或多个分组，以便在所述计算机和所述分组网上的目的地终端之间设置向外的VoIP呼叫以便所述分组的至少一个包括所述用户标识，并且通过所述电话适配器将所述进入的电话呼叫与所述向外的VoIP呼叫连接以使所述发起的电话与所述目的地终端进行通信。

18、一种用于通信的方法，包括：

将包括电话模拟前端(AFE)和线路AFE的电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以使所述电话AFE将由所述电话产生的音频输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机，并且所述线路AFE将从所述计算机接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以在所述电话线路上传输；

使用所述计算机处理所述数字输出取样，以译码由用户输入到所述电话的目的地电话号码的指示；以及

使用所述计算机响应于所述译码的指示产生所述数字输入取样，以使所述线路AFE在所述电话线路上发送与所述目的地电话号码相对应的双音多频(DTMF)信号序列。

19、根据权利要求18所述的方法，其中所述音频输入信号包括由所述电话响应于用户的键击而产生的第一系列DTMF音，并且其中由所述计算机产生的所述数字输入取样使所述线路AFE传送不同于所述第一系列DTMF音的第二系列DTMF音。

20、根据权利要求18所述的方法，其中所述音频输入信号包括由所述用户口述到所述电话的语音信号，并且其中处理所述数字输出取样包括译码所述语音信号以识别所述目的地电话号码。

21、根据权利要求18所述的方法，其中所述线路AFE还用于将从所述电话线路接收的模拟线路信号转换成数字线路取样以传送到所述计算机，并且所述电话AFE还用于将从所述计算机接口接收的数字电话取样转换成电话输出信号以传输到所述电话，以及

其中所述方法包括使用所述计算机处理所述数字线路取样，以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号和呼叫者标识(CID)信号中的至少一个，并且响应于所述振铃信号和所述CID信号中的所述至少一个产生所述数字电话取样，以便所述电话输出信号使所述电话向所述用户提供所述进入的呼叫的指示。

22、根据权利要求18所述的方法，其中所述方法包括使用所述计算机控制所述电话适配器，以使所述电话在分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)设备。

23、根据权利要求22所述的方法，其中处理所述数字输出取样包括确定由所述用户到所述电话的输入所指示的所述分组网上的目的地地址，并且将所述VoIP呼叫发出到所述目的地地址。

24、一种用于通信的方法，包括：

将包括电话模拟前端(AFE)和线路AFE的电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以使所述线路AFE将从所述电话线路接收的电话输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机，并且所述电话AFE将从所述计算机接收的数字输入转换成模拟输出信号以输出到所述电话；

使用所述计算机处理所述数字输出取样，以检测从所述电话线路接收的进入的呼叫的振铃信号；以及

响应于所述振铃信号使用所述计算机产生所述数字输入，以使所述模拟输出信号使所述电话向用户提供所述进入的呼叫的指示。

25、根据权利要求24所述的方法，其中产生所述数字输入包括使所述数字输入改变以使所述模拟输出信号使所述电话以多个不同振铃型式振铃，所述多个不同振铃型式由所述计算机响应于所述进入的呼叫的特性进行选择。

26、根据权利要求24所述的方法，还包括使用所述计算机控制所述电话适配器，以使所述电话在分组网上通过所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)装置，并且产生所述数字输入以便当接收到来自所述分组网的进入的VoIP呼叫时，使所述电话向所述用户提供所述指示。

27、根据权利要求24所述的方法，其中处理所述数字输出取样包括检测所述进入的呼叫中的呼叫者标识(CID)，并且其中产生所述数字输入包括使所述电话显示所述CID。

28、一种用于通信的方法，包括：

将电话适配器连接到电话、电路交换电话网的电话线路和计算机，以便将从所述计算机接收的数字输入取样转换成模拟输出信号以输出到所述电话和所述电话线路，并且将来自所述电话和所述电话线路的模拟输入信号转换成数字输出取样以传送到所述计算机；以及

使用所述计算机控制所述电话适配器，以使所述电话在分组网上对所述计算机发出的基于因特网协议的话音(VoIP)呼叫中作为音频输入/输出(I/O)装置；以及

使用所述计算机产生所述数字输入取样，以使所述电话响应于在所述分组网和所述电路交换电话网上接收的进入的呼叫来显示呼叫者标识(CID)。

29、根据权利要求28所述的方法，其中产生所述数字输入取样包括创建所述数字输入取样，以便由所述电话适配器产生的所述模拟输出信号被调制以向所述电话传送类型1 CID信号和类型2 CID信号中的至少一个。

30、根据权利要求28所述的方法，包括感知所述电话的摘挂机状态，其中产生所述数字输入取样包括创建所述数字输入取样，以便当所述电话挂机时传送所述类型1 CID信号，当所述电话摘机时传送所述类型2 CID信号。

31、根据权利要求30所述的方法，其中创建所述数字输入取样包括译码从在所述分组网上发起所述VoIP呼叫的终端接收的分组，以确定与所述终端相关联的用户标识，并且形成所述数字输入取样以使所述类型1 CID信号和所述类型2 CID信号中的所述至少一个表示所述用户标识。

32、根据权利要求28所述的方法，其中生成所述数字输入取样包括：

处理所述数字输出取样，以便当所述电话用于VoIP呼叫时，响应于在所述电话线路上接收到的进入的电话呼叫来检测具有类型1CID信号的振铃信号；

译码所述类型1 CID信号以提取所述进入的电话呼叫的发起电话号码；以及

创建所述数字输入取样，以便由所述处理电路产生的所述模拟输出信号被调制以向所述电话传送表示所述发起电话号码的类型2 CID信号。

33、根据权利要求28所述的方法，其中生成所述数字输入取样包括：

处理所述数字输出取样，以响应于来自发起电话的在所述电话线路上接收到的进入的电话呼叫，来检测具有CID信号的振铃信号；

译码所述CID信号以确定与所述发起电话相关联的用户标识；

响应于所述进入的电话呼叫，在所述分组网上发送一个或多个分组，以在所述计算机和所述分组网上的目的地终端之间建立向外的VoIP呼叫，使得至少一个所述分组包括所述用户标识；以及

通过所述电话适配器使所述进入的电话与所述向外的VoIP呼叫相连，以便所述发起电话与所述目的地终端进行通信。

Images