CN1136715C - 可记录/重放语音信号的移动式无线电话机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

能够记录和重放所接收的语音信道帧数据的移动式无线电话机包括：按照控制操作储存和输出数据的存储器；响应通信方式的记录命令顺序地储存包括在以预定周期输入的语音信道帧中的格式字节和数据分组的记录控制器；响应空闲方式的重放命令分析顺序地存储在存储器中的语音信道帧的格式字节，并以帧为单位访问数据速率信息和分组数据，以此把所访问的数据提供给解码器的重放控制器；及把解码器输出的语音样值数据转换成模拟信号的数模转换器。

Description

可记录/重放语音信号的移动式无线电话机 及其控制方法
技术领域
本发明一般地涉及移动式无线电话机，具体地说，涉及可以记录和重放所接收的其数据速率根据单位时间的语音话务量而变化的语音信道帧数据的移动式无线电话机。
背景技术
一般，数字式移动通信系统与模拟式系统相比，在所用频率的效率和语音质量之优异方面有许多优点。例如，数字式移动通信系统可以分成GSM系统(全球移动通信系统)和CDMA(码分多址制)系统。尤其是，IS-95(临时标准-95)DS/CDMA系统在韩国和美国均已采用，并应用于PCS(个人通信系统)以及数字式移动无线电通信系统。
在采用IS-95CDMA系统的移动式无线电通信系统中，发射机利用声码器(即，语音编码解码器)对语音数据进行编码，然后将编码后的数据转换为具有多种数据速率的帧格式。在IS-95标准中规定的数据发射段将语音编码解码器输出的语音数据编码并转换成具有多种数据速率的帧格式。例如，IS-95DS/CDMA系统发射段的语音编码解码器根据单位时间的语音话务量把语音信号的数据速率变成下列数据速率之一：全速率，1/2速率，1/4速率和1/8速率。这里，无论数据速率如何变化，语音数据的帧格式一律具有20ms(毫秒)的长度。发射方的语音编码解码器根据语音信号的迁移率选择数据速率。在前向话务信道中，基站采用以可变的数据速率转发数据的方法来发射帧数据。
采用IS-95DS/CDMA系统的移动式无线电话机由诸如QUALCOMM和MOTOROLA、三星等多个通信设备制造商制造和销售。采用IS-95DS/CDMA制的移动式无线电话机在接收前向话务信道的数据时，需要通过检测当前语音信道帧数据中的格式字节来检测该语音信道的帧数据速率。另外，具有前述功能的移动式无线电话机根据所检测到的格式字节中包括的数据速率信息对编码的语音数据进行解码。这里，语音数据的编码和解码是由移动式无线电话机的语音编码解码器完成的，而该语音编码解码器按照QCELP(QUALCOMM密码本激励线性预测)算法把所接收的帧数据内的数据分组的信息位解码成为PCM(脉冲编码调制)语音样值。由语音编码解码器解码成为PCM语音样值的语音数据由PCM编解码器以模拟语音的形式重放，并由扬声器转换成音频信号。
但是，包括用来对语音信号进行数字处理的蜂窝式电话机的一般移动式无线电话机，用来或者对前向话务信道的语音信号或者对反向话务信道的语音信号进行数字处理。就是说，传统的移动式无线电话机具有与另一方进行通信的功能，但不具备记录对方发送来的语音信息的备忘录功能。例如，在对方通知电话机号码的情况下，用户必须将其写在纸上，不方便。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用来记录、必要时重放对方通过前向话务信道发送来的语音信息的移动式无线电话机。
本发明的另一个目的是提供一种用来记录和重放前向话务信道的语音信号的移动式无线电话机及其控制方法。
本发明的再一个目的是提供一种用来记录和重放所接收的其数据速率随着单位时间语音业务量而改变的语音信道帧数据的移动式无线电话机及其控制方法。
按照本发明的一个方面，具有用来根据预定的解码方式把输入的数据分组解码成语音样值数据的解码器的移动式无线电话机(其中，所述解码方式是根据数据速率设定的)包括：存储器，用来按照控制操作储存和输出数据；记录控制器，用来响应通信方式中的记录命令顺序地储存包括在预定周期中输入的语音信道帧中的格式字节和数据分组；重放控制器，用来响应空闲方式中的重放命令分析顺序地储存在存储器中的语音信道帧的格式字节，并以帧为单位访问数据速率信息和数据分组，以此把所访问的数据提供给解码器；以及数模转换器，用来把解码器输出的语音样值数据转换成模拟信号。
附图说明
通过参照附图对本发明最佳实施例进行详细描述，将更加明白本发明的上述目的和优点。附图中：
图1是举例说明按照本发明实施例的移动式无线电话机的结构的方框图；
图2举例说明移动通信系统中通信信道的帧结构；
图3是表示按照本发明实施例记录所占用的通信信道的帧数据的过程的流程图；
图4是表示按照本发明实施例把通信信道帧数据内的数据分组解码成语音信号的过程的流程图；
图5表示图1中举例说明的微处理器的内部存储器36的表；以及
图6表示图1的闪速存储器表18的表。
具体实施方式
下面将参照附图详细解释本发明的最佳实施例。在以下的解释中，作为一个实例，将给出一种采用CDMA通信系统的移动式无线电话机。
图1是表示按照本发明实施例的移动式无线电话机的方框图，其中在接收操作过程中，响应于记录命令来将前向话务信道的数据记录为接收语音信号，而在空闲方式下，响应于重放命令来把所记录的语音信号重放出来。按照图1构造的移动式无线电话机与从基站发送的同步信道和寻呼信道的数据同步并以此分页，然后接收前向话务信道的帧数据。
参照图1，若通过天线接收根据CDMA系统调制的射频信号，则正如先有技术已知的，射频装置12把调制后的射频信号，亦即下变频后的中间信号(下文中称作中频信号)输入给处于BBA(基带模拟)电路14中的ADC(模数转换器)24。这里，BBA电路内的ADC24把模拟信号转换成数字信号，以便把转换后的数字信号输出，而DAC(数模转换器)22把数字信号转换成模拟信号。另外，BBA电路14可以利用美国QUALCOMM制造的芯片BBA2.X(Q5312 CDMA)实现。
如图1所示，从ADC24输出的数字信号输入到MSM(移动站MODEM)16内的MODEM(调制解调器)26。MODEM26按照CDMA系统进行解调，并对输入的数字数据进行符号组合，以便把数据提供给去交错及解码器28。去交错及解码器28对进行了符号组合的数据进行去交错和解码，以此输出纠错后的信息位。
这里，图1的MSM16中的微处理器34读出由去交错及解码器28以20ms为单位获得的纠错后的信息位，并检测帧格式。然后，微处理器34访问数据速率信息，并把数据速率信息和数据分组发送到语音编码解码器32。这里，微处理器16之所以访问以20ms为单位去交错和解码后的信息位，是因为采用CDMA系统的前向话务信道的语音信道帧是以20ms的周期发送的。语音信道的帧数据格式示于图2。
图2举例说明移动通信系统中通信信道的帧结构，更具体地说，CDMA通信系统中的前向话务信道的语音帧数据格式。帧格式由具有一个字节的格式字节和数据分组组成，数据分组的数据大小是根据单位时间的语音话务量而变化的。下面给出帧格式的数据位映图。
[表1]
位 名称 描述
7 13K_PACKET_DATA 该位指出输入给语音编码解码器的数据分组的数据速率。1＝13千位/秒
6 RESERVED 该位是0
5 LOAD_FIR
4 VOC_DEC_BAD_RX_DATA
3 VOC_DEC_ERASURE 该位表示删除帧
2 VOC_DEC_BLANK 该位表示空帧
1∶0 VOC_DEC_RATE 语音编码解码器速率(数据速率)00＝全速率  01＝1/2速率10＝1/4速率  11＝1/8速率
(*上表中，”VOC”一词指“语音编码解码器”，而“DEC”指“解码器”)
参照图2，语音信道帧格式的总周期为20ms。其中，格式字节固定为1个字节，而涉及发送方语音编码解码器的数据解码速率的数据分组具有按照单位时间语音话务量而改变的长度。
如图2中举例说明的，微处理器34以20ms为单位检测语音信道的帧数据格式，并把包括在格式字节中低2位(位＝1∶0)的数据速率和顺序地跟在上述格式字节后面的数据分组发送给语音编码解码器32。这里，数据速率信息(低2位)表示从发送方发送来的数据分组的编码后的位速率，并在微处理器34的控制下记录在位于语音编码解码器32内侧的语音编码解码器解码器分组寄存器(VOC_DEC_PACKET)上。语音编码解码器32对按照语音编码解码器解码器分组寄存器(VOC_DEC_PACKET)的上述数据速率信息输入的数据分组进行解码，以便把解码后的数据以PCM(脉冲编码调制)语音数据样值形式输出。
从语音编码解码器32输出的PCM语音数据样值输入给PCM编码解码器20。PCM编码解码器20把从语音编码解码器32输出的PCM语音数据样值转换成模拟语音信号。把模拟语音信号提供给扬声器(图1中标作”SP”)，并变成听得见的声音。
另外，从微音器(指的是图1中的“MIC”)输出的模拟语音信号在位于反向链路话务信道的通路上的PCM编码解码器20中变成PCM语音样值数据，然后，在语音编码解码器32中以适当的数据速率编码。反向链路话务信道的的信号处理顺序，如前所述是以与前向话务信道的顺序相反的方向进行的。就是说，反向链路话务信道的顺序如下：编码解码器20、语音编码解码器32、交错及编码器30、MODEM26、BBA14的DAC22和射频装置12。
图1举例说明的MSM16的微处理器34包括：记录控制器，用来按照外界输入的命令(指的是图1中的COMM)把前向话务信道的语音数据录入存储器18；以及重放控制器，用来访问和重放记录在存储器18中的语音数据。下面详细解释微处理器34中的记录控制器和重放控制器的操作。
图3是说明按照本发明的实施例记录占用的通信信道的帧数据的过程的流程图。换句话说，它说明图1微处理器34中的记录控制器的控制程序。记录控制器的这种控制程序屏蔽在图1的存储器18中。
图4是说明按照本发明的实施例把通信信道帧数据的数据分组解码成语音数据的过程的流程图。换句话说，它说明图1中微处理器34中重放控制器的控制程序。如前所述，重放控制器的这种控制程序也屏蔽在图1的存储器18中。
图5和6表示按照本发明实施例的存储器表。图5是图1微处理器34的内部存储器36的表，而图6是图1闪速存储器18的表。另外，内部存储器36是RAM(随机存取存储器)，而存储器18是闪速存储器。
在下文中，将参照图3，4，5和6详细解释记录和重放前向话务信道的语音帧数据的程序。
现在，在接收前向话务信道语音帧数据、重放模拟语音信号的通信状态过程中，在图3的步骤32，记录控制器检查是否从外界输入了记录命令。
此时，为了让用户记录另一方发来的语音信息，若用户选择位于移动式无线电话机键盘上的记录键，则记录命令(COMM_R)便输入图1的微处理器34。这样，微处理器34的记录控制器把上述状态识别为在图3步骤32输入了记录命令的状态，并进到步骤40。在步骤40，记录控制器按照20ms的周期检测和分析从经过纠错并从去交错及解码器28输出的信息位流输入的格式字节。
在步骤40分析格式字节之后，记录控制器进到步骤42。在步骤42，记录控制器把当前数据分组字节数(CB)和由格式字节的数据速率信息输入的格式字节总数存入数据计数器缓冲区中(DPTN：数据分组总数)中。另外，在图3的步骤44，记录控制器把检测到的格式字节信息和数据分组储存在内部存储器36中。
按照上述操作，如图5所举例说明的，格式字节Fbi(这里，i代表自然数，诸如1，2，3，...n)和数据分组i顺序地储存在微处理器34的内部存储器36中。在步骤44把前向话务信道的语音数据帧储存入内部存储器36之后，记录控制器进到步骤46和48。在步骤46，记录控制器检查是否输入了结束命令，而在步骤48，检查预定的记录时间是否已经过去。这里，当在步骤46和48检查出尚未输入结束命令或预定时间仍未过去时，记录控制器进到步骤50。在步骤50，记录控制器把建立在内部存储器36的帧计数FNO加1，然后返回到步骤40，以此重复地顺序地进行上述操作。
因此，若从外界输入记录命令之后在预定的时间内未输入结束命令(COMM-E)，则按照图3的记录控制器的控制顺序，如图5举例说明的，把按照20ms的周期输入的图2所示的帧数据的格式字节和数据分组的信息位都存入内部存储器36。这里，图5的帧计数器(FNO)储存着帧数目的值，而数据计数器缓冲区(DTPN)储存帧字节总数的值。
反之，在图3的步骤46，若输入了结束命令(COMM-E)，或者若与记录的数据分组有关的字节数超过预定的字节数，亦即当检查出预定的时间已经过去时，则记录控制器进到步骤52，并访问诸如帧数目信息(FNO)、累计数据分组信息(DTPN)、格式字节Fbi和数据分组信息(DATA PACKET i)等储存在内部存储器36内的全部信息，以便以图6形式把该信息存入闪速存储器18。之后，记录控制器结束记录操作。在图6中，DPSIF指的是数据分组大小的信息，更具体地说，指的是与格式字节(FBi)和数据分组(DATA PACKET i)的总和有关的信息。这里，之所以要把前向话务信道所接收的语音数据存入闪速存储器18，是因为它使所记录的语音数据可以被永久地储存起来，即使移动式无线电话机电源关掉。
如上所述，看来按照微处理器34的记录控制器的操作，前向话务信道帧数据的数据速率信息和相应的数据分组顺序地储存在存储器18中，其中数据速率是根据单位时间的语音话务量而改变的。
储存在内部存储器18中的前向话务信道的语音数据，如图4举例说明的，是通过微处理器34的重放控制器的操作而重放的，然后作为音频信号输出。下面将详细地说明由重放控制器重放语音数据的过程。
在空闲方式中，亦即移动式无线电话机处于可被呼叫的状态下，微处理器34的重放控制器进到图4的步骤54，检查是否从外界输入了重放命令(COMM-P播放命令)。此时，为了重放用户所记录的语音信息，若选择了键盘的重放键，则重放控制器访问存储器18中的帧数目信息(FNO)和DPSIF信息，并检查帧数目信息(FNO)是否为“0”。
此时，当检查出帧数目不为“0”时，微处理器34的重放控制器进到步骤58，读出帧计数器(FNO)和数据计数器缓冲区(DPSIF)的值。然后，重放控制器访问与存储器(闪速存储器)18中的帧计数FNO及数据计数器缓冲区(DPSIF)的值对应的格式字节和数据分组，然后把所访问的数据存入内部存储器36。然后，微处理器34的重放控制器进到步骤60，并对图1举例说明的语音编码解码器32进行采集，以此建立语音编码解码器32的解码中断。
接着，重放控制器进到步骤62，并分析语音编码解码器解码中断服务例程(VOC_DEC_ISR)中第一帧格式字节的内容。然后，按照上述，重放控制器判定：数据分组的大小是8K还是13K；语音编码解码器的速率(数据速率)是多少；以及是否空帧或删除帧，然后把适合于该语音编码解码器的速率的数据分组和对应的格式字节提供给语音编码解码器32的vocoder_decoder_packet(语音编码解码器_解码器_分组)寄存器。此时，语音编码解码器32对格式字节和由重放控制器提供的适合于该语音编码解码器速率的格式字节和对应帧的数据分组进行解码，然后把对应帧的PCM语音数据样值提供给编码解码器20。编码解码器20把PCM语音数据样值转换成模拟信号，然后通过与输出端相连的扬声器(SP)作为可听声音输出。
接着，微处理器34的重放控制器进到步骤64，将帧计数器FNO的值减1，以此进到步骤66。在步骤66，重放控制器检查是否输入了任何其他键信号(COMM-OT-COMM其他键)。此时，当检查出输入了其他键信号时，重放控制器进到步骤70，释放语音编码解码器32，并中断语音重放操作，以此跳转到对应键信号的处理例程。
这里，当在步骤66检查出未输入任何其他键信号时，重放控制器进到步骤68，由此检查在内部存储器36建立的帧计数器FNO的值是否为”0”。此时，若帧计数器FNO的值不为”0”，则重放控制器重复步骤62的操作，访问存储器中的下一帧格式字节和对应的数据分组，并将访问到的数据提供给语音编码解码器，由此将帧计数器FNO的值减1。
相应地，重放控制器将内部存储器中所记录的帧值减1，重复地进行重放操作，重复的次数与从存储器读出的帧数目一样。反之，若输入了任何其他键，则重放控制器结束语音编码解码器32的语音编码解码器_解码器_中断服务例程，同时在步骤70释放语音编码解码器32，以此结束重放操作。
因此，多个前向话务信道帧的语音数据通过具有图4重放控制算法的重放控制器的操作而得到重放，其中所述前向话务信道帧的语音编码解码器速率根据语音话务量而改变的。
如前所述，本发明具有这样的优点，即当数字式移动无线电话机接收前向话务信道时，将语音信道帧格式的数据加以记录，并利用语音编码解器重放，以此防止重要的信息在另一方呼叫时丢失，其中所述语音信道帧格式是根据单位时间的语音话务量而改变的。
尽管已经参照其特定的实施例对本发明进行了详细的描述，但这些只是示范性的应用而已。因此，应该清楚地明白，任何一个本专业的技术人员都可以在本发明的精神和范围内作出许多改变。

Claims (8)

1.一种移动式无线电话机，其具有根据预定的解码方式把输入的数据分组解码成语音样值数据的解码器，其中所述解码方式是根据数据速率信息设置的，所述移动式无线电话机包括：
存储器，用来根据一个控制操作来存储和输出数据；
记录控制器，用来响应通信方式中的记录命令，顺序地储存包括在以预定的周期输入的语音信道帧中的格式字节和数据分组；
重放控制器，用来响应空闲方式中的重放命令，分析顺序地储存在所述存储器中的语音信道帧的格式字节，并以帧为单位访问数据速率信息和数据分组，以此把所访问的数据提供给所述解码器；以及
数模转换器，用来把所述解码器输出的语音样值数据转换成模拟信号。
2.权利要求1的移动式无线电话机，其特征在于：所述记录控制器使包括在以20毫秒的周期输入的语音信道帧的信息位中的格式字节，以及其大小与包括在所述格式字节中的数据速率信息对应的数据分组可以被存入一个内部存储器中，同时，使与所述语音信道帧的数目和数据分组的字节数目有关的累计信息可以被存入该内部存储器，此外，如果一个结束命令被输入或如果一个预定的记录时间耗尽，则将所有存储于该内部存储器中的所有信息存储在一个闪速存储器中。
3.一种用于记录和重放语音信道帧数据的移动式无线电话机，所述语音信道帧数据的数据速率根据单位时间的语音话务量而改变，所述移动式无线电话机包括：
解调器，用来对调制的前向话务信道的帧数据进行解调和符号组合；
去交错及解码器，用来对所述符号组合后的数据进行去交错和解码，以此输出经过纠错的信息位；
解码器，用来按照解码方式把顺序输入的数据分组解码成语音样值数据，其中所述解码方式是根据数据速率信息设定的；
语音帧信息记录控制器，用来响应记录命令，分析以预定周期包括在所述纠错后的信息位中的格式字节，向语音编码解码器提供数据速率信息和数据分组，使帧数目信息、累计数据分组信息、格式字节信息和数据分组信息  可以被存入闪速存储器中；以及
重放控制器，用来响应重放命令，顺序地访问与存储在所述闪速存储器中的帧数目信息对应的格式字节和数据分组，把所访问的格式字节和数据分组提供给所述解码器。
4.一种在移动式无线电话机中记录和重放语音信号的方法，所述移动式无线电话机具有：解码器，用来根据解码方式对输入的数据分组进行解码，并将解码后的数据分组重放为语音信号；以及存储器，用来响应一个控制操作而存储和输出数据，其中解码方式是根据数据速率信息设定的，所述方法包括以下步骤：
(A)响应通信方式中记录命令的输入，把以预定的周期输入的语音信道帧的格式字节和数据分组顺序地储存在存储器中；以及
(B)响应空闲方式中重放命令的输入，分析顺序地储存在所述存储器中的所述格式字节，以帧为单位访问数据速率信息和数据分组，并提供给所述解码器。
5.权利要求4的方法，其特征在于所述步骤(A)包括下列步骤：
(A)分析包括在以预定的周期输入的语音信道帧中的格式字节中的数据速率信息；
(B)把所述格式字节以及其大小与所分析的数据速率信息对应的所述数据分组存入一个内部存储器；
(C)把与所述帧和所述数据分组有关的信息的总数累计存储到所述内部存储器中；以及
(D)在输入了结束命令或数据分组累计总数超过预定容量的情况下，结束记录操作。
6.权利要求5的方法，其特征在于：在所述步骤(C)中把所述格式字节、所述数据分组和所述累计信息记录在内部存储器中。
7.权利要求6的方法，其特征在于所述方法还包括把所述存储在内部存储器中的数据存入闪速存储器中。
8.权利要求5的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：
响应重放命令，在分析储存在所述存储器的所述帧数目信息中以前输入的帧的所述格式字节的同时，分析所述数据速率信息；
把所述数据分组和其大小与所分析的数据速率信息对应的所述格式字节提供给一个语音编码解码器，并以可听见的声音的形式重放所记录的语音信息；以及
顺序地重复上述两个步骤，重复的次数与累计的帧数目一样。
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