CN1115161A - 个人电话扩展系统 - Google Patents

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Abstract

个人电话扩展系统(10)包括一个个人基站(12)和多个便携单元(18)。该个人基站连接到电话线(16)，和在电话线(16)、便携单元(18)、全双工扬声器电话(24)以及话音消息系统(26)之间进行连接和确定路由。话音消息系统(26)包含在个人基站中提供全话音邮件功能。该个人基站通过无线接口(32)利用无线信号与各便携单元(18)通信。当处于个人基站范围以外时，便携单元(18)可作为标准蜂窝电话。

Description

个人电话扩展系统
本发明涉及电话系统领域，具体涉及专用电话系统。
为了提高家中或办公室电话系统的性能，用户面临多种多样的选择。如果用户不希望受到电话塞绳长度的限制，他可以购买无绳电话。这将向用户提供大约50英尺的漫游范围。如果这样不理想，用户可以购买提供实际上不受限制的漫游范围的蜂窝电话。然而，由于蜂窝电话空中时间的额外开销致使多数用户决定在他们家中使用无绳电话，而当他们离开家时使用蜂窝电话。
用户可以通过进入其家中的附加电话线路来进一步提高其电话服务。以这种方式，他可以同时接收或发送两个电话呼叫。这还允许该用户向他家中的第二个电话发出呼叫。遗憾的是，附加第二条电话线的花费并非无关紧要的。另外一种可替换的方案是，该用户可以拥有连接到同一电话线上的多部电话机。这种解决办法不允许用户从比如说地下室电话向二楼电话发送呼叫。
用户可以购买应答设备，该设备当用户不在家时或不想被干扰的时候对该电话自动地应答。应答设备在这样的情况下受到限制，即一个人想为家庭的一个成员留下一个商业消息时，不能保证不让该家庭的另外一个家庭成员听到。此外，家庭的每个成员不得不听到了所有的消息才能弄清楚是否有与他们有关的任何消息。
电话公司和其他公司提供录音邮件系统，消息可以被保存在个别的邮箱中。这些邮箱可被个别地存取和经常要求一个存取码。虽然这解决了在应答设备中固有的某些问题，但公司按月累积收费。
扬声器电话是用户能够提高其电话服务的另一种装置。扬声器电话允许电话免提操作，当查阅和讨论文件或用于会议呼叫能力时，扬声器电话是有益的。不同于普通电话，扬声器电话会受到从扬声器到麦克风的反馈。这已经由一种信号启动开关解决了，这种开关在任何时候仅允许扬声器或麦克风进行工作。这被称作半双工系统。即使该开关自动地工作，也不允许像标准电话那样自由无阻地交谈。
据此，现在需要一种系统，该系统能够解决在家庭电话系统中所遇到的这些和其它问题。
图1示出按照本发明配置的个人电话扩展系统的方框图。
图2示出按照本发明配置的图1所示个人电话扩展系统的个人基站占的方框图。
图3示出按照本发明配置的图2所示个人基站的话音消息系统的方框图。
图4示出按照本发明配置的图2所示个人基站的无线接口方框图。
图5示出按照本发明配置的图2所示个人基站的另外一个实施例的方框图。
图6示出按照本发明配置的图1所示个人电话扩展系统的便携单元的方框图。
如图1所示，个人电话扩展系统10包括通过电话线16接口(或公用电话交换网络接口)连接到公用电话公司(TELCO)14的个人基站12。TELC014提供到一个公用交换电话网络(PSTN)的接入。该系统设置有多个便携单元18或手机。便携单元18由某一个人用来从一个便携单元18向连接到PSTN的一个用户，或向另一个便携单元18，或向个人基站12进行话音或数据通信。为了实现这一目的，便携单元18利用无线信号与个人基站12通信。便携单元18可以这样配置，以便当在个人基站12的范围以外时，它们起到标准蜂窝电话的作用。
个人基站12具有多个编译码器22(见图2)，数字化来自电话线16或扬声器电话24的模拟信号和变换到达电话线16或扬声器电话24的数字信号为模拟信号。每个模拟输入，即模拟电话线或扬声器电话要求一个编译码器。如果电话线16传送数字信号，则该电话线将不需要编译码器22。
编译码器22连接到回声抵消和双工电路23。回声抵消和双工电路23能够执行电的和声的回声抵消。声学的回声抵消是由扬声器电话要求的，这是由于包括来自墙壁的回声的各种环境条件的缘故。电的回声抵消用于消除返回回声，该回声是由电话线16上的不连续引起的。一般不连续是由于二线线路向四线线路转换造成的。
回声抵消和双工电路23还为扬声器电话24提供全双工能力。通常，扬声器电话是半双工的，它每次仅允许一个人讲话。这是为了防止扬声器电话24的扬声器与麦克风之间反馈的需要。回声抵消和双工电路23检测任何反馈和在被另一方接收之前将其去除。这允许象由标准电话手机提供的类似的全双工能力。
路由选择和转换电路25连接到回声抵消电路23，该电路可以交叉连接来自电话线16、扬声器电话24、便携单元18或话音消息系统26的呼叫。DTMF发生和检测电路28，在一个实施例中提供拨号音和振铃信号的产生。这使得一个便携单元18当呼叫第二个便携单元18时有拨号音和还为第二个便携单元18提供振铃信号。在另外一个实施例中，拨号音和振铃信号产生不是由DTMF发生和检测电路28提供的，便携单元18之间的呼叫是类似于标准蜂窝电话呼叫发出的。
话音消息系统26可以执行所有通常的话音邮件系统的功能，诸如应答电话，记录话音消息，重放话音消息，和提供多个具有存取码的话音邮箱。存取码由电话键盘或便携单元18的键盘输入。按压键盘上的键产生一个双音多频(DTMF)信号，该信号由DTMF发生和检测电路28检测。DTMF发生和检测电路28还为通过电话线16发送的电话呼叫产生DTMF信号，PSTN利用该信号呼叫对应方选择路由。另外一种情况下，一个话音识别电路30可以用于限制对话音邮箱的存取。话音识别电路30还可以用于由你希望呼叫的刚讲的号码发出呼叫。对使用个人基站12的授权可以利用话音识别电路30检验。
无线接口32连接便携单元18到个人基站12。无线接口32格式化和调制/解调去到和来自便携单元18的信号。无线接口32连接到路由选择和转换电路25上，电路25在基站12中执行音频转换和路由选择。
见图3，话音消息系统26具有一个任务调度器40，它起到对于由话音消息系统26提供的多个话音消息操作42的控制器作用。该话音消息操作42通常要求存储或播放一个话音消息，它要求从存储器44中存储或重新呼叫话音消息。为了精确存储话音消息要求大容量的存储器。为了减小话音消息系统26的所需存储器的容量，利用了音频压缩/去压缩电路46。音频压缩/去压缩电路46实施一种编码算法，最好是VSELP(矢量和激励线性预测器)算法。
在图4中更详细地示出了无线接口32。如前所述编译码器22数字化所有输入的话音与数据信号。数字化的信号是以称为线性PCM(脉冲编码调制)的格式。为了减小带宽要求，线性PCM由ADPCM编码/译码电路50编码为自适应PCM(ADPCM)。AD-PCM仅要求32kb的带宽或用于半速率ADPCM的16kb带宽，ADPCM减小了三倍或更多倍的带宽要求。话音信号的数据然后被由个人电话扩展系统10所利用的时分多址(TDMA)复用方案格式化。这是由空中接口定时与同步电路52实现的。来自这里的数据然后由QPSK收发机54调制，该收发机在天线56上发出已调信号，以便传输到便携单元18。
图5表示按照本发明配置的个人基站12的另一种实施例的硬件框图。该个人基站12的核心是一个数字信号处理器(DSP)的集成电路60。DSP60是一个专用处理集成电路，该电路设计为极其有效地执行波形处理功能。个人基站12可能包括一个控制集成电路62，该电路配合与控制DSP60和个人基站12中的其他硬件的操作。如果利用更强有力的DSP60，由控制器62执行的功能可以由DSP60去做。DSP60和控制器62具有一个指令装置63，该装置使DSP60和控制器62执行由个人电话扩展系统10要求的各种功能。这些功能包括除了存储器44和ADPCM码变换50以外的编译码器22、回声抵消和双工23、路由选择和转换25，IDTMF发生和检测、话音识别30，话音消息26。
电话线16表示为连接到DSP60。内装的扬声器电话64也连接到DSP60。用于话音消息的存储器由ROM(只读存储器)66和RAM(随机存取存储器)68提供。RAM68用于存储保存在话音邮件箱中的消息。RAM66用于存储语音的音素、基本单元，这些音素、基本单元由DSP60用来产生用户消息。个人基站12可以包括ADPCM码变换设备70，但是，如果DSP60在满足其他系统要求以后仍具有足够的能力，这个功能可以由DSP60执行。一个来自集成电路(ASIC)72用于对由个人基站12所利用的TDMA复用方案的数据格式化。一旦该数据被格式化，该数据就由QPSK收发机54进行调制和被发送到天线56，以便传输到便携单元18。
便携单元18的框图如图6所示。便携单元18具有麦克风80和扬声器82，该两者连接到音频处理器84。音频处理器84进行模拟到数字和数字到模拟的变换。它还将输出的话音信号数据编码为ADPCM和适合TDMA复用方案的数据格式。微处理器86控制综合器88的频率，综合器88产生用于接收机90的本机振荡器频率L0或用于发送机92的载波。发送机92和接收机90连接到天线94。因为便携单元18利用时分双工，所以不需要双工器，这样便携单元只有一个给定时隙发送只在一个不同时隙接收。
利用这个系统，用户能够显著地扩展它的家庭电话服务。利用一条电话线16，用户可以拥有多达四部便携单元18。所有四个便携单元18可以通过电话线16看与一个单独的电话呼叫。或者该单一的电话线16仅可以为各便携单元18之一所利用，同时一个第二便携单元18可以用于检查或留下话音邮箱消息。而第三便携单元18可能发送一个呼叫到扬声器电话24或到第四便携单元18。如果该用户想带着各便携单元18中的一个离开他的个人基站12的范围，则这些便携单元装备上通过蜂窝电话系统通信的能力。结果用户仅需要一个单个的电话就能够达到任何地方。
在一个实施例中，个人基站12可以支持两个便携单元18。当增加第三个便携单元18时，要将一个ADPCM IC70加到该个人基站12中。如果希望要第四个便携单元18，则要增加第二个ADPCMIC70到个人基站12中。对于增加便携单元18来讲，这使该系统容易扩容。
除了起到一种个人PBX作用外，该个人电话扩展系统10利用话音消息系统26提供给用户以全话音邮箱能力。系统10还可以有选择地装备话音识别能力装置30。所有这些都包含在一个基站12中和相应的便携单元18中。
已经描述了一种扩展数个可用手机，起到扬声器电话和提供话音邮件能力的电话扩展系统。该系统取代了用户的应答设备、便携电话和壁式电话，和提供了在这些设备所没有的能力。
对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神的情况下，对本发明做出许多改变是显而易见的。例如，个人基站12可能适合于两条电话线。或者DSP60可以由简化的指令装置码集成电路(RISC)代替。任何这种改变都视为本发明人的专有发明权利的一部分。为了全面理解本发明的范围，应当参照后附的权利要求书。

Claims (7)

1.一种电话扩展系统，其特征在于，包括：与公共交换电话网络(RSTN)接口通信的基站；和与该基站通信的多个便携单元；
其中该基站对从PSTN接口接收的信号和从多个便携单元的每一个接收的信号进行连接和确定路由；
从而多个便携单元经由基站能够向PSTN接口发送和从PSTN接收信号，和多个便携单元经由基站可以彼此发送和接收信号。
2.按照权利要求1的电话扩展系统，其特征在于，基站包括一个话音消息系统和进一步对从话音消息系统接收的信号进行连接与确定路由，从而该话音消息系统能够发送信号到PSTN接口和多个便携单元的每个单元，和从所述接口和单元接收信号。
3.按照权利要求1的电话扩展系统，其特征在于，基站包括一个扬声器电话，和对从该扬声器电话接收的信号进一步进行连接的确定路由，从而该扬声器电话可以发送信号到PSTN接口和多个便携单元的每个单元，和从所述接口和单元接收信号。
4.按照权利要求1的电话扩展系统，其特征在于，该基站包括一个转换和确定路由电路，用于对从PSTN接口和多个便携单元的每个单元接收的信号进行连接和确定路由。
5.按照权利要求1的电话扩展系统，其特征在于，该基站包括一个数字信号处理器集成电路，用于对从PSTN接口和多个便携单元的每一个单元接收的信号进行连接和确定路由。
6.按照权利要求5的电话扩展系统，其特征在于，还包括：
耦合到数字信号处理器集成电路的随机存取存储器，用于存储来自PSTN接口和多个便携单元和每个单元的信号；
其中该数字信号处理器集成电路还提供话音消息功能和对从随机存取存储器接收的信号进行连接和确定路由。
7.按照权利要求1的电话扩展系统，其特征在于，该基站包括一个用于与多个便携单元的每个单元进行无线通信的无线接口，其中该无线接口利用时分多址复用方案实现向多个便携单元发送信号和从其接收信号。
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