CN104753841B - 移动终端及利用语音信道传输非语音数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端及利用语音信道传输非语音数据的方法，移动终端包括：调制单元，将非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉；复接单元，对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成混合音频数据；空口数据生成单元，对所述混合音频数据进行语音压缩，并编码调制为空口数据；发送单元，用于通过语音信道发送空口数据。本发明能够利用移动终端的语音信道同时传输非语音数据和语音数据，从而使得用户能够在通话的同时传输非语音数据，并且不产生额外的通信费用，大大降低了用户的通信成本，丰富了现有移动终端的通信方式。

Description

移动终端及利用语音信道传输非语音数据的方法

技术领域

本发明涉及一种移动终端及利用语音信道传输非语音数据的方法，特别是涉及一种能够利用语音信道对非语音数据进行收发的移动终端以及一种能够利用所述移动终端的语音信道传输非语音数据的方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，手机等移动终端的使用非常普遍，已经成为人们日常生活中必不可少的工具，而手机最基本的功能就是进行通话。现实生活中，用户在通过手机进行通话的同时，往往需要再发送数据给对方，例如发送电话号码或者图片等非语音数据，此时用户希望不中断通话并且能够发送非语音数据。随着3G（第三代移动通信技术，指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术）网络技术和智能手机的普及，实现上述要求并不是难事，智能手机用户可以在通话的同时，通过3G网络利用短信或彩信的方式向对方发送非语音数据。但是，这种方式会产生额外的短信或数据流量资费，这无疑会增加用户的通信成本，并且，在很多地区运营商网络覆盖仍以2G（第二代手机通信技术）网络为主，导致很多地方无法为用户提供在语音通话的同时还能利用网络进行非语音数据传输的业务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在手机通话的同时利用3G网络传输非语音数据会产生额外的数据流量资费，导致增加用户的通信成本的缺陷，提供一种能够利用语音信道对非语音数据进行收发的移动终端以及一种能够利用移动终端的语音信道传输非语音数据的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种移动终端，其特点在于，其包括：

一调制单元，用于将所述移动终端中的非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉；

一复接单元，用于对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据；

一空口数据生成单元，用于对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述移动终端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据；

一发送单元，用于通过所述移动终端的语音信道发送所述空口数据。

其中，所述调制信号数据处于语音频域即意味着其频率位于语音数据的频率范围，从而使得所述调制信号数据能够通过移动终端的语音信道进行发送，并且所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉，从而保证在通过语音信道发送所述调制信号数据以及所述语音信号数据时二者不会相互干扰。

较佳地，所述复接单元包括一高斯滤波单元、一低通滤波单元以及一音频混合单元；

所述高斯滤波单元用于对所述调制信号数据进行高斯滤波，所述高斯滤波单元的带宽为大于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

所述低通滤波单元用于对所述语音信号数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率；

所述音频混合单元用于将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据混合为所述混合音频数据。

利用所述高斯滤波单元能够降低所述调制信号数据的频谱宽度，以减少对频率小于或等于所述第一频率的语音信号数据的干扰，同时也有效地消除了频率在所述第二频率以上的频谱分量。

通过所述高斯滤波单元和所述低通滤波单元的作用就能够消除所述调制信号数据和所述语音信号数据之间的相互干扰，为二者同时在同一个语音信道中传输做好准备。

较佳地，所述调制单元的调制方式为ASK（幅移键控）调制、FSK（频移键控）调制、PSK（相移键控）调制、MSK（最小频移键控）调制或OFDM（正交频分复用技术）调制。

较佳地，所述空口数据生成单元的压缩方式为RPE-LTP（规则脉冲激励-长期预测，一种使用激励帧固定间隔脉冲的语言编码）压缩、AMR（自适应多速率音频压缩）压缩或EVRC（增强型变速率语音编解码）压缩，所述移动终端的制式为GSM（全球移动通讯系统）制式或CDMA（码分多址）制式。

较佳地，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz，所述高斯滤波单元的中心频率的取值范围为7200-7600Hz。

本发明的目的在于还提供了一种移动终端，其特点在于，其包括：

一接收单元，用于通过语音信道接收由上述的移动终端的发送单元发送的所述空口数据；

一混合音频数据获取单元，用于对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据；

一解复接单元，用于对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据及所述语音信号数据；

一解调单元，用于将所述调制信号数据解调为所述非语音数据。

较佳地，所述解复接单元包括一高通滤波单元以及一低通滤波单元；

所述高通滤波单元用于对所述混合音频数据进行高通滤波，所述高通滤波单元的截止频率大于或等于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

所述低通滤波单元用于对所述混合音频数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率。

较佳地，所述解调单元的解调方式为ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

较佳地，所述空口数据的解压缩方式为RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩，所述移动终端的制式为GSM制式或CDMA制式。

较佳地，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz。

本发明的目的在于还提供了一种利用语音信道传输非语音数据的方法，其特点在于，将上述的带有发送单元的移动终端作为发送端，将上述的带有接收单元的移动终端作为接收端，包括以下步骤：

S₁、所述发送端将非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述发送端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉；

S₂、所述发送端对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据；

S₃、所述发送端对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述发送端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据；

S₄、所述发送端通过语音信道发送所述空口数据；

S₅、所述接收端通过语音信道接收所述空口数据；

S₆、所述接收端对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据；

S₇、所述接收端对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据及所述语音信号数据；

S₈、所述接收端将所述调制信号数据解调为所述非语音数据。

较佳地，步骤S₂包括：

S₂₁、对所述调制信号数据进行高斯滤波，所述高斯滤波的带宽为大于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

S₂₂、对所述语音信号数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率；

S₂₃、将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据混合为所述混合音频数据；

步骤S₇包括：

S₇₁、对所述混合音频数据进行高通滤波，所述高通滤波单元的截止频率大于或等于所述第一频率且小于所述第二频率；

S₇₂、对所述混合音频数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率。

较佳地，步骤S₁中的调制方式为ASK调制、FSK调制、PSK调制、MSK调制或OFDM调制，步骤S₈中的解调方式为与所述调制方式相对应的ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

较佳地，步骤S₃中的压缩方式为RPE-LTP压缩、AMR压缩或EVRC压缩，步骤S₆中的解压缩方式为与所述压缩方式相对应的RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩，所述发送端与所述接收端的制式为GSM制式或CDMA制式。

较佳地，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz，步骤S₂₁中所述高斯滤波的中心频率的取值范围为7200-7600Hz。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够利用移动终端的语音信道同时传输非语音数据和语音数据，从而使得用户能够在通话的同时传输非语音数据，并且不需要额外的3G网络或额外的通信信道就能够实现数据的传输，从而不产生额外的通信费用，大大降低了用户的通信成本，丰富了现有移动终端的通信方式。

附图说明

图1为本发明的实施例1的移动终端的结构示意图。

图2为本发明的实施例2的移动终端的结构示意图。

图3为本发明的实施例3的利用语音信道传输非语音数据的方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例的移动终端包括一调制单元1、一复接单元2、一空口数据生成单元3以及一发送单元4。

所述调制单元1将移动终端中用户想要发送的非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，并且调制成的所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉。

众所周知，一般窄带语音的频率范围为300-3400Hz，根据奈奎斯特抽样定理，只要保证传输带宽达到2倍于3400Hz（即6800Hz）即可基本无损失的传输窄带语音。而移动终端的窄带语音的处理带宽都是8000Hz，即移动终端的语音频域为0-8000Hz，并且其中的0-6800Hz是用于传输正常的语音信号数据。

在本实施例中，为了保证所述调制信号数据处于语音频域且频带与语音信号数据的频带没有交叉，在调制时采用的载波频率的取值范围为大于6800Hz且小于8000Hz，优选地，本实施例中采用频率为7400Hz的正弦波，可以调制速率小于600bit/s（比特每秒）的数据，并且载波频率选取为7400Hz，能够在调制的同时保证最大的频率带宽，调制后获得的所述调制信号数据的带宽最大。

所述调制信号数据处于语音频域即意味着其频率位于语音数据的频率范围（即0-8000Hz），使得所述调制信号数据能够通过移动终端的语音信道进行发送，并且所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉，从而保证在通过语音信道发送所述调制信号数据以及所述语音信号数据时二者不会相互干扰。

所述调制单元1的具体调制方式可以为ASK调制、FSK调制、PSK调制、MSK调制或OFDM调制。

所述复接单元2会将所述调制信号数据与所述语音信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据，如图1所示，所述复接单元2具体包括一高斯滤波单元21、一低通滤波单元22以及一音频混合单元23。

在所述调制单元1调制成的所述调制信号数据进入所述高斯滤波单元21后，所述高斯滤波单元21会对所述调制信号数据进行高斯滤波，其带宽具体位于6800Hz至8000Hz之间，所述高斯滤波单元21的中心频率也可以位于6800Hz至8000Hz之间，比较优选地，可以为7200Hz至7600Hz之间，最佳地，在本实施例中，选取为7400Hz。

所述高斯滤波单元21可以降低所述调制信号数据的频谱宽度，以减少对频率小于或等于6800Hz的语音信号数据的干扰，同时也有效地消除了频率在8000Hz以上的频谱分量。

所述低通滤波单元22会对要发送的所述语音信号数据进行低通滤波，其截止频率小于或等于6800Hz，在本实施例中优选地选取为6800Hz，这样能保证所述滤波后的语音数据具有最大带宽。通过所述高斯滤波单元21和所述低通滤波单元22的作用就能够消除所述调制信号数据和所述语音信号数据之间的相互干扰，为二者同时在同一个语音信道中传输做好准备。

所述音频混合单元23会将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据进行叠加混合，生成所述混合音频数据。

所述空口数据生成单元3会对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述移动终端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据，具体地语音压缩方式可以为RPE-LTP压缩、AMR压缩或EVRC压缩，而语音压缩以及语音信道编码调制是每个对应制式（例如为GSM制式或CDMA制式）的移动终端所必需具备的功能，在此就不再赘述。

最后，所述发送单元4通过所述移动终端的语音信道将所述空口数据发送出去，从而利用本实施例的移动终端就实现了在通话的同时传输非语音数据（例如文本信息、图片文件等），不影响通话双方的正常语音通话，并且不需要额外的3G网络或额外的通信信道就能够实现数据的传输，从而不产生额外的通信费用，大大降低了用户的通信成本，丰富了现有移动终端的通信方式。

实施例2

如图2所示，本实施例的移动终端包括一接收单元5、一混合音频数据获取单元6、一解复接单元7以及一解调单元8。

本实施例的移动终端在技术上与实施例1的移动终端相对应，其中所述接收单元5通过语音信道接收由实施例1的移动终端的发送单元4发送的所述空口数据。

所述混合音频数据获取单元6会对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据，这个过程与实施例1的移动终端的空口数据生成单元3的动作刚好相反，具体的解压缩方式对应的可以为RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩。同样，语音信道解码解调以及语音解压缩也是每个对应制式（例如为GSM制式或CDMA制式）的移动终端所必需具备的功能，在此就不再赘述。

所述解复接单元7会对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据以及所述语音信号数据，在本实施例中，如图2所示，所述解复接单元7具体包括一高通滤波单元71以及一低通滤波单元72。

所述混合音频数据分成两路，分别传输至所述高通滤波单元71与所述低通滤波单元72，所述高通滤波单元71会对所述混合音频数据进行高通滤波，其截止频率的取值可以为大于或等于6800Hz且小于8000Hz，在本实施例中优选地选取为6800Hz，这样，就保证能够完整地得到所述混合音频数据中的所述调制信号数据，并且能够滤除所述语音信号数据。而所述低通滤波单元72则会对所述混合音频数据进行低通滤波，其截止频率可以为小于或等于6800Hz，在本实施例中优选地也选取为6800Hz，这样，就保证能够完整地得到所述混合音频数据中的所述语音信号数据，并且能够滤除所述调制信号数据。

而经过所述高通滤波单元71滤波得到的所述调制信号数据会经过所述解调单元8，所述解调单元8会从中解调出所述非语音数据，即实施例1的移动终端所发送的原始的非语音数据。所述解调单元8执行的动作与实施例1的移动终端的所述调制单元1执行的动作相反，且解调方式对应地可以为ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

这样，利用本实施例的移动终端就能够接收由实施例1的移动终端经过语音信道发送的空口数据，并从中分别得到语音数据以及非语音数据，从而保证了移动终端之间的正常通话，同时还能够接收非语音数据，实现了经过语音信道对非语音数据进行收发。

本发明的混合音频数据仍然具备语音的特性，不受不同移动网络制式中不同语音压缩算法的影响，发送和接收双发可以使用不同移动运营商的不同的移动网络制式。

实施例3

在本实施例中，利用实施例1以及实施例2的移动终端能够实现通过语音信道传输非语音数据，将实施例1的移动终端作为发送端，将实施例2的移动终端作为接收端。

如图3所示，本实施例的利用语音信道传输非语音数据的方法包括以下步骤：

步骤101、所述发送端将非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述发送端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉。

步骤102、所述发送端对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据。

步骤103、所述发送端对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述发送端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据。

步骤104、所述发送端通过语音信道发送所述空口数据。

步骤105、所述接收端通过语音信道接收所述空口数据。

步骤106、所述接收端对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据。

步骤107、所述接收端对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据及所述语音信号数据。

步骤108、所述接收端将所述调制信号数据解调为所述非语音数据。

在本实施例中，步骤102具体还可以包括：

对所述调制信号数据进行高斯滤波，所述高斯滤波的带宽为大于6800Hz且小于8000Hz，中心频率为7400Hz。

对所述语音信号数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率为6800Hz。

将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据混合为所述混合音频数据。

步骤107还可以包括：

对所述混合音频数据进行高通滤波，所述高通滤波单元的截止频率为6800Hz。

对所述混合音频数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率为6800Hz。

并且，步骤101中的调制方式可以为ASK调制、FSK调制、PSK调制、MSK调制或OFDM调制，步骤108中的解调方式为与所述调制方式相对应的ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

步骤103中的压缩方式为RPE-LTP压缩、AMR压缩或EVRC压缩，步骤106中的解压缩方式为与所述压缩方式相对应的RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩，所述发送端与所述接收端的制式为GSM制式或CDMA制式。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种移动终端，其特征在于，其包括：

一调制单元，用于将所述移动终端中的非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述移动终端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉；

一复接单元，用于对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据；

一空口数据生成单元，用于对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述移动终端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据；

一发送单元，用于通过所述移动终端的语音信道发送所述空口数据；

所述复接单元包括一高斯滤波单元、一低通滤波单元以及一音频混合单元；

所述高斯滤波单元用于对所述调制信号数据进行高斯滤波，所述高斯滤波单元的带宽为大于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

所述低通滤波单元用于对所述语音信号数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率；

所述音频混合单元用于将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据混合为所述混合音频数据。

2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述调制单元的调制方式为ASK调制、FSK调制、PSK调制、MSK调制或OFDM调制。

3.如权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述空口数据生成单元的压缩方式为RPE-LTP压缩、AMR压缩或EVRC压缩，所述移动终端的制式为GSM制式或CDMA制式。

4.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz，所述高斯滤波单元的中心频率的取值范围为7200-7600Hz。

5.一种移动终端，其特征在于，其包括：

一接收单元，用于通过语音信道接收由如权利要求1所述的移动终端的发送单元发送的所述空口数据；

一混合音频数据获取单元，用于对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据；

一解复接单元，用于对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据及所述语音信号数据；

一解调单元，用于将所述调制信号数据解调为所述非语音数据；

所述解复接单元包括一高通滤波单元以及一低通滤波单元；

所述高通滤波单元用于对所述混合音频数据进行高通滤波，所述高通滤波单元的截止频率大于或等于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

所述低通滤波单元用于对所述混合音频数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率。

6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述解调单元的解调方式为ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述空口数据的解压缩方式为RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩，所述移动终端的制式为GSM制式或CDMA制式。

8.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz。

9.一种利用语音信道传输非语音数据的方法，其特征在于，将如权利要求1所述的移动终端作为发送端，将如权利要求5所述的移动终端作为接收端，包括以下步骤：

S₁、所述发送端将非语音数据调制为语音频域的调制信号数据，所述调制信号数据的频带与所述发送端中的待发送的语音信号数据的频带没有交叉；

S₂、所述发送端对所述调制信号数据与所述语音信号数据进行数据复接，以生成一混合音频数据；

S₃、所述发送端对所述混合音频数据进行语音压缩，并按照所述发送端中的语音信道编码将语音压缩后的混合音频数据编码调制为一空口数据；

S₄、所述发送端通过语音信道发送所述空口数据；

S₅、所述接收端通过语音信道接收所述空口数据；

S₆、所述接收端对所述空口数据进行解调解码并解压缩，以获取所述混合音频数据；

S₇、所述接收端对所述混合音频数据进行数据解复接，以获得所述调制信号数据及所述语音信号数据；

S₈、所述接收端将所述调制信号数据解调为所述非语音数据；

步骤S₂包括：

S₂₁、对所述调制信号数据进行高斯滤波，所述高斯滤波的带宽为大于一第一频率且小于一第二频率，所述第一频率小于所述第二频率；

S₂₂、对所述语音信号数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率；

S₂₃、将进行高斯滤波后的所述调制信号数据与进行低通滤波后的所述语音信号数据混合为所述混合音频数据；

步骤S₇包括：

S₇₁、对所述混合音频数据进行高通滤波，所述高通滤波单元的截止频率大于或等于所述第一频率且小于所述第二频率；

S₇₂、对所述混合音频数据进行低通滤波，所述低通滤波单元的截止频率小于或等于所述第一频率。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S₁中的调制方式为ASK调制、FSK调制、PSK调制、MSK调制或OFDM调制，步骤S₈中的解调方式为与所述调制方式相对应的ASK解调、FSK解调、PSK解调、MSK解调或OFDM解调。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤S₃中的压缩方式为RPE-LTP压缩、AMR压缩或EVRC压缩，步骤S₆中的解压缩方式为与所述压缩方式相对应的RPE-LTP解压缩、AMR解压缩或EVRC解压缩，所述发送端与所述接收端的制式为GSM制式或CDMA制式。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一频率为6800Hz，所述第二频率为8000Hz，步骤S₂₁中所述高斯滤波的中心频率的取值范围为7200-7600Hz。