CN1795695A

CN1795695A - 语音通信设备

Info

Publication number: CN1795695A
Application number: CNA2004800088411A
Authority: CN
Inventors: 秋江一良; 高田真资; 青柳弘美
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: GB0518962D0; CN100584106C; WO2004091181A3; GB2414893A; KR20060002929A; US20060029086A1; JP4507504B2; WO2004091181A2; US7848495B2; JP2004312125A; GB2414893B

Abstract

本发明涉及语音通信设备。所述语音通信设备被插入在电话机和公共交换电话网(PSTN)或者能够提供比公共交换电话网频带宽度宽的频带宽度的宽带网之间。该设备选择从中输入语音信号的PSTN和宽带网中的一个。该设备考虑选定的网络、选定网络以及电话机的频率特性，并借助于发送机和接收机带通滤波器单元适当地调整在电话机和选定网络之间发射的语音信号的频率特性。结果，电话机和相对通信终端可以接收更好传输质量的语音信号。

Description

语音通信设备

技术领域

本发明涉及一种语音通信设备，更具体地说涉及包括电话机或者包括在电话机中的这样一种设备。

背景技术

当今，在诸如互联网之类的IP(互联网协议)网络上的语音通信已经普及。IP网没有如利用公共交换电话网(PSTN)那样诸如带宽为4kHz或更大的语音信号不能在其中被发射的这种限制。IP网因此使语音通信能够包括带宽为4kHz或更大的宽带语音信号。因此，宽带语音信号的高质量语音通信能够通过IP网上的语音通信来实现。

语音通信系统通常可以被划分成IP网上的不同的语音通信系统以及现有PSTN上的其他语音通信系统。这些系统彼此连接以便成为一个合并的语音通信系统。

高质量语音通信需要电话用户或终端机适于所使用的语音通信系统。可是，当用一个如上所述的合并语音通信系统与一个通信网上的别人通信时，语音通信的质量可能会由于包含在该合并系统中的不同语音通信系统而被恶化。

例如，一个不适于IP网通信的现有普通电话机，具有这样的发射机频率特性：即，被电话机的麦克风获得的语音信号例如被一个窄带通滤波器频带限制为4kHz或更小。该电话机还具有这样的接收机频率特性：即，从网络中输入的语音信号例如被一个窄带通滤波器频带限制为4kHz或更小，以及然后从扬声器上的耳机发出。因此，即使诸如IP网之类的网络可以发射带宽不小于4kHz的宽带语音信号，则将达到的语音通信的质量也将只是与PSTN的相同。

此外，如果适于IP网通信的IP电话被使用但是IP电话之间的网络是PSTN或者是一个只发射窄带语音信号的IP网时，则由IP电话的麦克风获取的(带宽不小于4kHz的)宽带语音信号将不会被输入到上述频带受限的网络，因为即使把这样一个宽带语音信号输入到网络则语音通信的质量也可能被恶化。

由于这个原因，通过考虑在这些电话机和网络之间发射的语音信号的不同频带宽度，对于即使在一个包括不同电话机和不同网络的合并系统中也将达到高质量语音通信的语音通信设备有着一个不断增加的需求。

本发明的一个目的是提供一种甚至在不同电话机和不同网络之间发射不同频带宽度的语音信号的条件下用于高质量语音通信的语音通信设备。

发明内容

为了达到上述目的，插入在电话机和公共交换电话网(PSTN)或者能够提供比公共交换电话网频带宽度更宽的宽带网之间的根据本发明的语音通信设备，包括：PSTN通信电路，用于在电话机和公共交换电话网之间传送语音信号；宽带通信电路，用于在电话机和宽带网之间传送语音信号；和通信切换单元，当从公共交换电话网中输入语音信号时，用于经由PSTN通信电路把电话机连接到公共交换电话网，并且当从宽带网中输入语音信号时，用于经由宽带通信电路把电话机连接到宽带网。

为了达到上述目的，插入在电话机和公共交换电话网(PSTN)或者能够提供比公共交换电话网频带宽度更宽的宽带网之间的根据本发明的语音通信设备，包括：PSTN通信电路，用于在电话机和公共交换电话网之间传送语音信号；宽带通信电路，用于在电话机和宽带网之间传送语音信号；网络选择单元，用于选择从中输入语音信号的公共交换电话网或者宽带网；编解码器判定单元，用于测量由宽带网提供的频带宽度以便判定宽带网的频率特性是宽带还是窄带；和综合判定单元，用于考虑选定的网络并且分别从所述网络选择单元和所述编解码器判定单元中获得的宽带网的频率特性，并且经由所述PSTN通信电路把电话机连接到公共交换电话网或者经由所述宽带通信电路连接到宽带网。

根据本发明的语音通信设备，即使在既包括PSTN又包括宽带网的网络中提供高质量语音通信。

附图说明

本发明的目的和特性从考虑结合附图理解的如下详细说明中变成更显而易见，其中：

图1是示出根据本发明语音通信设备的第一实施例的示意框图；

图2A-2D绘制了分别由根据本发明的语音通信设备中的第一类型到第四类型的滤波器调整的语音信号的频率特性；

图3是示出根据本发明语音通信设备的第二实施例的示意框图；

图4说明了如图2所示的综合判定单元的切换运算表；

图5A是示出根据本发明语音通信设备的第三实施例的示意框图；

图5B是图5A中说明的发射机带通滤波器单元的示意框图；

图6说明了如图5A所示的综合判定单元和带通滤波器单元分别的开关操作和滤波器切换表；

图7是示出根据本发明语音通信设备的第四实施例的示意框图；

图8说明了如图7所示的综合判定单元和输出/接收机带通滤波器单元分别的开关操作和滤波器切换表；

图9A是示出根据本发明语音通信设备的第五实施例的示意框图；

图9B是图9A中说明的接收机带通滤波器单元的示意框图；和

图10说明了如图9A所示的综合判定单元和输出/接收机带通滤波器单元分别的开关操作和滤波器切换表。

具体实施方式

(A)第一实施例

参见附图，将详细描述本发明的语音通信设备的第一实施例。

(A-1)第一实施例的结构

图1是示出根据本发明语音通信设备的第一实施例的示意框图。

图1的语音通信设备10能够连接到发射窄带语音信号(其被频带限制为4kHz或更小)的公共交换电话网(PSTN)60，以及连接到不仅发射窄带语音信号而且发射4kHz或更大带宽的宽带语音信号的IP网70。按照用于与网络上的别人进行语音通信的网络的通信系统，设备10处理从通信网PSTN 60或IP网70输入的语音信号。

虽然图1的语音通信设备10被示出好像它只是连接到一个电话机11，但是当然可以是多个电话机连接到设备10。单词″语音通信″在上下文中不但是指标准的语音信号而且也指其它类型的信号，比如传真信号。

如图1所示，语音通信设备10包括通信切换单元101、编解码器判定单元102、数字模拟(D/A)转换器103、模拟数字(A/D)转换器104、发射机带通滤波器单元105、语音解码器106、语音编码器107以及如所示互连的开关10A和10B。

在上下文中，排列在PSTN 60和电话机11形成的一个环路上的组成元件被划分成PSTN通信电路。PSTN通信电路包括开关10A、电话机11的耳机112和麦克风111、发射机带通滤波器单元105并且相应地包括开关10B。排列在由IP网70和电话机11形成的另一环路上的元件被划分成宽带通信电路。宽带通信电路包括语音解码器106、D/A转换器103、开关10A、电话机11的耳机112和麦克风111、发射机带通滤波器单元105、并且相应地包括开关10B、模数转换器104和语音编码器107。

PSTN通信电路适于在电话机11和PSTN 60之间传送语音信号。宽带通信电路适于在电话机11和IP网70之间传送语音信号。

通信切换单元101适于检测来自PSTN 60的语音信号，并且取决于检测结果操作开关10A和10B。

开关10A适于根据来自通信切换单元101的命令把来自PSTN 60或者来自IP网70的语音信号传递给电话机11的耳机112。当单元101没有检测到来自PSTN 60的语音信号时，开关10A被操作来选择它的端子10A1把耳机112连接到D/A转换器103用于对来自IP网70的语音信号的数字模拟转换。然后D/A转换后的语音信号被发射给耳机112。当单元101检测到来自PSTN 60的语音信号时，开关10A被操作来选择它的端子10A2以便把耳机112直接连接到PSTN 60。然后从PSTN 60输入的语音信号被直接发射到耳机112。

按照来自通信切换单元的命令，另一个开关10B适于传递从电话机11发射的语音信号并且由发射机带通滤波器单元105滤波到PSTN60或者到IP网70。当开关10A选择它的端子10A1时，开关10B被操作来选择它的端子10B1来发射由麦克风111获取并被滤波器单元105滤波的模拟语音信号到A/D转换器104。然后被A/D转换器104进行A/D转换后的语音信号被发射给IP网70。当开关10A选择它的端子10A2时，开关10B被操作来选择它的端子10B2来把由麦克风111获取并被滤波器单元105直接滤波的模拟语音信号发射到PSTN 60。

通信切换单元101适于操作开关10A和10B来在检测到来自PSTN60的语音信号时分别选择端子10A2和10B2，或者在没有检测到来自PSTN 60的语音信号时分别选择端子10A1和10B1。用这种方式，通信切换单元101经由PSTN通信电路把电话机11连接到PSTN 60，或者经由宽带通信电路把电话机11连接到IP网70。

编解码器判定单元102适于判定可以从IP网70输入的编码语音信号中获得的编解码器类型(编码方案)。编解码器判定单元102把编解码器类型通知给D/A转换器103和A/D转换器104。基于编解码器的类型，编解码器判定单元102还适于测量IP网70提供的频带宽度以判定IP网的频率特性是宽带还是窄带。

对于编解码器判定单元102，任何种类的方法都适用于获得有关使用于语音通信中的编解码器类型的信息，远至该方法能够获得来自IP网70输入的语音信号的信息。例如，有一种在开始通信时从与相对通信终端(比如另一电话机)协商的结果中获得编解码器类型信息的方法。有另外一种从IP网70中接收到的IP分组(语音信号)的RTP报头中获得编解码器类型信息的方法。

当获得的编解码器类型示出8kHz抽样的编解码器(例如G.711或G.729a编解码器)时，编解码器判定单元102判定IP网70具有限定频带宽度为4kHz或更小的窄带特性。另一方面，当获得的编解码器类型指示16kHz抽样的编解码器(例如G.722编解码器(抽样频率高于8kHz的编解码器))时，编解码器判定单元102判定IP网70具有4kHz或更大带宽的宽带特性。

语音解码器106适于对从IP网70输入的IP分组进行解编配以便恢复数字语音信号。解码器106然后把恢复的数字语音信号发给D/A转换器103。

D/A转换器103适于按照来自编解码器判定单元102的判定把来自语音解码器106的数字语音信号转换成为相应的模拟语音信号。D/A转换器103然后经由开关10A把转换后的模拟语音信号发给电话机11的耳机112。

D/A转换器103例如可以包括分别8kHz和16kHz抽样频率的两个数字模拟转换单元并且根据编解码器判定单元102的判定选择这两个单元之一。可替代地，D/A转换器103可以以8kHz或者16kHz抽样频率操作并且包括图中未示出的控制器，该控制器用于根据编解码器判定单元102的判定选择抽样频率之一。总之，D/A转换器103可以具有实现期望数字模拟转换的任何种类的结构。

当编解码器判定单元102判定IP网70具有窄带特性时，D/A转换器103用8kHz抽样频率执行数字模拟转换。当编解码器判定单元102判定IP网70具有G.722编解码器的宽带特性时，D/A转换器103用16kHz抽样频率执行数字模拟转换。在本实施例中，IP网70具有16kHz抽样频率的G.722编解码器，但是IP网70可以是能够用适于所使用的编解码器类型的抽样频率对来自IP网70的数字语音信号进行D/A转换的任何其它类型的编解码器。

发射机带通滤波器单元105包括未示出的带限滤波器，它对来自电话机11的麦克风111中的模拟语音信号进行频带限制以便输出。

一个用于普通电话机的现有带限滤波器能够被应用到发射机带通滤波器单元105中的带限滤波器。图2A示出了带限滤波器的频率特性。作为此滤波器的滤波结果，语音信号在其不高于300Hz的低频分量处以及在不低于3.4kHz的高频分量处被衰减并且如此衰减的语音信号被输出。可是，上述带宽可以被限制为如此例示的具体频率。

用这种方式，发射机带通滤波器单元105对模拟语音信号进行频带限制以便输出窄带语音信号。因此防止宽带语音信号输出到只发射窄带语音信号的网络是可能的。

A/D转换器104适于按照来自编解码器判定单元102的判定把来自滤波单元105的模拟语音信号转换成为相应的数字语音信号。A/D转换器104然后把转换后的数字语音信号发给语音编码器107。A/D转换器104相应地可以被操作为或者8kHz或者16kHz抽样频率的D/A转换器103。

当编解码器判定单元102判定IP网70具有窄带特性，A/D转换器104通过8kHz的抽样频率把来自滤波器单元105的模拟语音信号转换成为数字语音信号。另一方面，当编解码器判定单元102判定IP网70具有G.722编解码器的宽带特性时，上述模拟数字转换通过16kHz的抽样频率执行。

语音编码器107适于把来自A/D转换器104的数字语音信号编码成为一个IP分组并且把该IP分组输出给IP网70。

正如旱先描述的那样，在本实施例中，发射机带通滤波器单元105适于对模拟语音信号进行频带限制。可是，发射机带通滤波器单元105可以适于在数字信号处理中对数字语音信号进行频带限制。

(A-2)第一实施例的操作

本发明的第一实施例--语音通信设备10的操作将被描述。应该注意：开关10A和10B最初分别选择它们的端子10A1和10B1，直到通信切换单元101检测到从PSTN 60输入的语音信号。

现在，语音通信将通过IP网70在语音通信设备10和一个未示出的相对通信终端之间开始。当从IP网70中接收IP分组时，编解码器判定单元102获得用于与相对通信终端进行语音通信的编解码器的类型。编解码器类型信息可以在开始通信时从与相对通信终端的协商结果中或者从接收到的IP分组的RTP报头中获得。

编解码器判定单元102然后基于获得的编解码器类型判定IP网70具有宽带还是窄带特性。编解码器判定单元102把来自上述判定的结果通知给D/A转换器103和A/D转换器104。

来自IP网70的IP分组被传递到语音解码器106。语音解码器106然后对IP分组进行解编配以便形成数字语音信号。因此形成的数字语音信号被传递到D/A转换器103继而又被转换成模拟语音信号。转换后的模拟语音信号被发射到电话机11的耳机112。

根据来自编解码器判定单元102的判定，用适于IP网70频率特性的8kHz或者16kHz的抽样频率执行上述数字模拟转换。

与从IP网70输入的语音信号相反，用户发出的语音被电话机11的麦克风111获取、转换成为模拟语音信号、然后传递到发射机带通滤波器单元105。模拟语音信号被带通滤波器单元105频带限制成为窄带语音信号。

正如早先描述的那样，开关10B被通信切换单元101操作来最初选择端子10B1以使来自发射机带通滤波器单元105的窄带语音信号被传递到A/D转换器104并从而转换成数字语音信号。

被A/D转换器104A/D转换的数字语音信号被传递到语音编码器107使得被编码成为一个IP分组然后输出到IP网70。

现在将关于这样一种情况进行描述，其中：通过PSTN 60在语音通信设备10和一个相对通信终端之间进行语音通信。当通信切换单元101检测到从PSTN 60输入的语音信号时，开关10A和10B被单元101操作来分别选择端子10A2和10B2。来自PSTN的语音信号因此经由开关10A被传递到电话机11的耳机112。

与从PSTN 60输入的语音信号相反，用户发出的语音被电话机11的麦克风111获取、转换成模拟语音信号、然后传递到发射机带通滤波器单元105。模拟语音信号被发射机带通滤波器单元105频带限制成为窄带语音信号。窄带语音信号因此经由开关10B被输出到PSTN 60。

(A-3)第一实施例的效果

根据上述第一实施例，因为多个语音通信电路可被通信切换单元101选择，所以可以为连接到设备10的每个语音通信网络而适当地执行语音通信。

此外，根据第一实施例，由于语音信号被发射机带通滤波器单元105频带限制然后输出到网络60或70，所以因此防止宽带语音信号被输出到只发射窄带语音信号的网络是可能的。因此可以保持较好的语音传输质量。

(B)第二实施例

参见附图，将详细描述本发明的语音通信设备的第二实施例。

(B-1)第二实施例的结构和操作

图3是示出根据本发明语音通信设备的第二实施例的示意框图。

如图3所示，语音通信设备20包括代替通信切换单元101的网络选择单元201、编解码器判定单元102、D/A转换器103、A/D转换器104、发射机带通滤波器单元105、语音解码器106、语音编码器107、综合判定单元206、以及如所示互连的开关20A、20B、20C以及20D。

语音通信设备20即本发明的第二实施例除了如下几点之外与语音通信设备10即本发明的第一实施例相同。设备20包括综合判定单元206。此外，设备20的网络选择单元201和编解码器判定单元202的功能不同于设备10的相应元件101和102的功能。

在下面，将只详细描述第二实施例与第一实施例不同的上述几点。第一和第二实施例共同的元件的功能描述将被省略。两个实施例共同的结构元件将用相同的附图标记表示。

网络选择单元201适于检测从PSTN 60输入的语音信号，从而选择从中输入语音信号的PSTN 60或者IP网70，正如第一实施例的单元101那样。可是，在单元201发送选定网络的信息给综合判定单元206的这一点上单元201不同于单元101。

正如第一实施例那样，编解码器判定单元202适于基于用于与相对通信终端语音通信的编解码器类型判定IP网70具有宽带特性还是窄带特性。编解码器判定单元202不仅对D/A转换器103和A/D转换器104给出上面的判定而且对综合判定单元206给出上面的判定。

综合判定单元206适于从网络选择单元201接收选定的网络：PSTN 60或IP网70，并且适于从编解码器判定单元202中接收关于IP网70的频率特性的判定。综合判定单元206还适于考虑到上述选定的网络和频率特性而操作开关20A、20B、20C和20D用于经由PSTN通信电路把电话机11连接到PSTN 60或者经由宽带通信电路把电话机11连接到IP网70。综合判定单元206还适于判断从电话机11中发射的语音信号在被输出到PSTN 60或输出到IP网70之前是否被传导到发射机带通滤波器单元105。

开关20C和20D被综合判定单元206操作以便把语音信号从麦克风111传导到或者不传导到发射机带通滤波器单元105。当开关20C和20D分别被操作来选择端子20C1和20D1时，来自麦克风111的语音信号被直接传递到开关20B而不必被传导到发射机带通滤波器单元105。当开关20C和20D分别被操作来选择端子20C2和20D2时，来自麦克风111的语音信号被传导到发射机带通滤波器单元105。

发射机带通滤波器单元105包括在其低和高频分量处衰减模拟语音信号的带限滤波器，如图2A所示。

图4说明了一个有益于理解综合判定单元206完成的切换操作的表格。在图4中，当开关20A被操作来例如选择端子20A2时，这意味着传输将在PSTN 60上的窄带上进行，开关20A的状态只由开关20A的列中的数字′2′指示。

当检测到从PSTN 60输入的语音信号时，开关20A、20B、20C和20D被综合判定单元206操作来分别选择端子20A2、20B2、20C2和20D2。因此，来自麦克风111的语音信号被频带限制并因此以窄带语音信号的形式输出到PSTN 60。如此，防止宽带语音信号输出到PSTN60是可能的。

当从IP网70输入宽带语音信号时，开关20A、20B、20C和20D被综合判定单元206操作来分别选择端子20A1、20B1、20C1和20D1。在这种情况下，如果电话机11具有宽带特性，则来自电话机11的宽带语音信号可以被直接输出到IP网70而不必受到带宽限制。因此，可以保持较好的语音传输质量。

当从IP网70输入窄带语音信号时，开关20A、20B、20C和20D被综合判定单元206操作来分别选择端子20A1、20B1、20C2和20D2。在这种情况下，来自麦克风111的语音信号被频带限制成为窄带语音信号。窄带语音信号然后被传递到语音编码器107，在其中，信号被编码成为窄带IP分组。换句话说，可防止宽带语音信号被传递到将只传递上述窄带语音信号到那的语音编码器107。

综合判定单元206如上所述操作。第二实施例的剩余操作与第一实施例的相同。可是，单元105的带通滤波器可以另外包括放大语音信号中沿着电话机11的频率特性已被衰减的那些频率分量的功能。

(B-2)第二实施例的效果

上述本发明的第二实施例具有与第一实施例相同的效果。

另外，第二实施例装备有综合判定单元206，用于考虑被用来进行语音通信并由网络选择单元201选择的选定网络(即PSTN 60或IP网70)和从编解码器判定单元202中获得的IP网70的频率特性。因此，当选定的网络是具有宽带特性的IP网70时，来自宽带类型的电话机11的语音信号可以不必进行频带限制就以原始宽带语音信号的形式被发射到一个相对通信终端。结果，相对通信终端能够接收高质量的语音信号。

(C)第三实施例

将详细描述根据本发明的语音通信设备的第三实施例。

(C-1)第三实施例的结构和操作

图5A是示出根据本发明语音通信设备的第三实施例的示意框图。

如图5A所示，语音通信设备30包括电话机类型判定单元307和与图3对应的如所示互连的结构元件。

语音通信设备30即本发明第三实施例除了如下几点之外与前述的语音通信设备10和20即本发明的第一和第二实施例相同。设备30包括电话机类型判定单元307。此外，设备30的综合判定单元306和发射机带通滤波器单元305的功能不同于设备20的相应结构元件的功能。

在下面，将只详细描述第三实施例与第一和第二实施例不同的几点。第一、第二以及第三实施例共同的元件的功能描述将被省略。三个实施例共同的结构元件将用相同的附图标记表示。

电话机类型判定单元307适于基于其参数来测量电话机11提供的频带宽度从而判定电话机11具有宽带还是窄带的频率特性。单元307发送上述判定的频率特性信息给综合判定单元306。

例如，如果来自电话机11的麦克风111的语音信号包括大体上分布在4kHz或更高范围中的频率分量，则电话机类型判定单元307判定电话机11具有宽带特性。如果语音信号没有频率分量分布在上述范围中，则电话机类型判定单元307判定电话机11具有窄带特性。

电话机类型判定单元307能够使用除了上述方法之外的任何种类的方法来判定电话机11的频率特性。

图5B是图5A中说明的发射机带通滤波器单元305的示意框图。如图5B所示，单元305通常包括带通滤波器(BPF)305A和305B。单元305根据来自综合判定单元306的命令306A选择两个滤波器305A和305B中的一个。被选定的滤波器被用来对来自端子30C2的模拟语音信号进行滤波并把滤波后的语音信号输出到端子30D2。

一个滤波器305A具有如图2A所示这样的频率特性，因此来自麦克风111的语音信号被频带限制为窄带语音信号。滤波器305A被有效使用于窄带特性的网络和宽带特性的电话机11之间的通信中。

另外一个滤波器305B具有如图2B所示这样的频率特性，因此语音信号中沿着电话机11的窄带特性已经被衰减了的低频和高频分量被放大一个增益用于获得所希望的更好语音信号质量的宽带语音信号。滤波器305B被有效使用于宽带特性的网络和窄带特性的电话机11之间的通信中。

在本实施例中，发射机带通滤波器单元305具有特性如图2A和2B所示的滤波器。可是，代替上面的两个滤波器305A和305B，滤波器单元305可以具有不同频率特性的其他滤波器。在图5A中，开关30C和30D把语音信号传导到滤波器单元305或者使语音信号绕过单元305。

除了从网络选择单元301以及编解码器判定单元302中获得的信息之外，综合判定单元306适于接收来自电话机类型判定单元307的电话机类型(即电话机11的频率特性)。考虑上述接收到的信息，综合判定单元306还适于发出一个命令306A来设置发射机带通滤波器单元305中的滤波器305A和305B中的一个。综合判定单元306还适于操作开关30A、30B、30C和30D用于经由PSTN通信电路把电话机11连接到PSTN 60或者经由宽带通信电路把电话机11连接到IP网70。

参见图6，在下面将描述综合判定单元306的操作。当从PSTN 60输入语音信号并且电话机11具有宽带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A2、30B2、30C2和30D2。另外，在发射机带通滤波器单元305中，按照来自综合判定单元306的命令306A选择图2A的带限滤波器305A。用这种方式，来自电话机11的语音信号被滤波成为一个窄带语音信号以使无宽带语音信号被输出到PSTN 60。

当从PSTN 60输入语音信号并且电话机11具有窄带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A2、30B2、30C1和30D1。用这种方式，来自电话机11的窄带语音信号不被传导到发射机带通滤波器单元305而是直接传导到PSTN 60。

在上述情况下，发射机带通滤波器单元305被绕过。可是，如果在同一情况下在滤波器单元305中选择图2A的滤波器305A并且开关30C和30D被操作来选择端子30C2和30D2，则来自电话机11的语音信号在被输出到PSTN 60之前会被发射机带通滤波器单元305滤波。

当从IP网70输入宽带语音信号并且电话机11具有宽带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A1、30B1、30C1和30D1。用这种方式，来自电话机11的宽带语音信号不被传导到发射机带通滤波器单元305而是直接传导到IP网70。

在上述情况下，发射机带通滤波器单元305被绕过。可是，如果在同一情况下，图2C的滤波器(因此遍及频率范围或者在低于8kHz的范围处获得平坦的频率特性)在滤波器单元305中被准备并且开关30C和30D被操作来选择端子30C2和30D2，则来自电话机11的语音信号在被输出到IP网70之前会被发射机带通滤波器单元305滤波成为所希望的宽带语音信号。

当从IP网70输入宽带语音信号并且电话机11具有窄带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A1、30B1、30C2和30D2。另外，在发射机带通滤波器单元305中，按照来自综合判定单元306的命令306A选择图2B的频带扩展滤波器305B。用这种方式，即使连接到设备30的电话机11是一个普通电话机(即窄带类型)，相对通信终端也能够接收到更好语音传输质量的宽带语音信号。

当从IP网70输入窄带语音信号并且电话机11具有宽带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A1、30B1、30C2和30D2。另外，在发射机带通滤波器单元305中，按照来自综合判定单元306的命令选择图2A的带限滤波器305A。用这种方式，可防止宽带语音信号被传递到将只传递窄带语音信号到那的语音编码器107。

当从IP网70输入窄带语音信号并且电话机11具有窄带特性时，开关30A、30B、30C和30D被综合判定单元306操作来分别选择端子30A1、30B1、30C1和30D1。用这种方式，来自电话机11的窄带语音信号不被传导到发射机带通滤波器单元305而是直接传导到IP网70。

在上述情况下，发射机带通滤波器单元305被绕过。可是，如果在同一情况下在滤波器单元305中选择图2A的滤波器305A并且开关30C和30D被操作来选择端子30C2和30D2，则来自电话机11的语音信号在被输出到IP网70之前会被发射机带通滤波器单元305滤波成为所希望的窄带语音信号。

(C-3)第三实施例的效果

上述本发明的第三实施例具有与第一和第二实施例相同的效果。

另外，第三实施例装备有电话机类型判定单元307，用于判定连接到语音通信设备30的电话机11的类型。因此，除了选定网络的频率特性之外，综合判定单元306可以考虑电话机11的频率特性，以便在发射机带通滤波器单元305中选择理想的带通滤波器305A或305B。

结果，在发射来自电话机的语音信号的阶段中，相对通信终端能够接收到更好传输质量的语音信号。

(D)第四实施例

在下文中将描述根据本发明的语音通信设备的第四实施例。

(D-1)第四实施例的结构和操作

图7是示出根据本发明语音通信设备的第四实施例的示意框图。如图7所示，除了与图5中对应的结构元件之外，语音通信设备40包括接收机带通滤波器单元408和如所示互连的开关40E与40F。

语音通信设备40即本发明的第四实施例除了如下几点之外与本发明的第三实施例相同。设备40包括接收机带通滤波器单元408。此外，综合判定单元406操作开关40E和40F，用于选择或绕过接收机带通滤波器单元408。

在下面，将只详细描述第四实施例与第三实施例不同的几点。第三和第四实施例共同的元件的功能描述将被省略。两个实施例共同的元件将用相同的附图标记指示。

在具有宽带特性的网络70和窄带特性的电话机11的呼叫连接中，接收机带通滤波器单元408适于调整从PSTN 60或从IP网70输入的语音信号的频率特性。单元408包括未示出的一个带通滤波器。带通滤波器具有如图2B所示这样的频率特性，因此语音信号的低频和高频分量被放大一个增益用于获得更好语音信号质量的期望宽带语音信号。

综合判定单元406的功能通常与图5A的单元306的相同。可是，单元406还适于操作开关40E和40F以便判定输入的语音信号在被电话机11接收之前是否被传导到接收机带通滤波器单元408。

参见图8，在下面将描述综合判定单元406的操作。综合判定单元406的操作通常与图5A的单元306的相同。开关40E和40F几乎始终被操作来分别选择端子40E1和40F1，以便绕过接收机带通滤波器单元408。

可是，只有当从IP网70输入宽带语音信号并且电话机11具有窄带特性时，单元406把语音信号传导到接收机带通滤波器单元408。在这种情况下，开关40A、40B、40C、40D、40E和40F按照来自综合判定单元406的命令406A操作来分别选择端子40A1、40B1、40C2、40D2、40E2和40F2。

用这种方式，即使连接到设备40的电话机11是一个具有窄带特性的普通电话机，电话机11也可以接收更好语音传输质量的宽带语音信号。

(D-2)第四实施例的效果

上述本发明的第四实施例具有与第一、第二和第三实施例相同的效果。即，在从电话机发射语音信号的阶段中达到更好的语音信号质量。

另外，第四实施例包括接收机带通滤波器单元408，因此即使在从宽带网络中由窄带特性的电话机接收语音信号的阶段中它也达到较好的语音信号质量。

(E)第五实施例

在下文中将描述根据本发明的语音通信设备的第五实施例。

(E-1)第五实施例的结构和操作

图9A是示出根据本发明语音通信设备的第五实施例的示意框图。如图9A所示，语音通信设备50包括与图7那些对应的元件。可是，接收机带通滤波器单元508的结构和综合判定单元506的功能不同于图7的。

图9B是图9A中说明的接收机带通滤波器单元508的示意框图。单元508的结构如同如图5B所示的发射机带通滤波器单元305。单元508通常包括带通滤波器508B和508D。单元508适于根据来自综合判定单元506的命令506A来选择两个滤波器508B和508D中的一个。选定的滤波器被用来对来自端子50E2的模拟语音信号进行滤波并把滤波后的语音信号输出到端子50F2。

一个滤波器508B被有效使用于宽带特性的网络和窄带特性的电话机11之间的通信中。滤波器508B具有如图2B所示的频率特性。滤波器508B因此放大语音信号中沿着电话机的窄带特性将被衰减的频率分量。

另外一个滤波器508D被有效使用于窄带特性的网络和宽带特性的电话机11之间的通信中。滤波器508D具有如图2D所示的频率特性。滤波器508D因此放大语音信号中沿着网络的窄带特性已经衰减的频率分量。例如，语音信号中分布在从300Hz到3.4kHz频率范围之外衰减了的频率分量被放大一个增益，用于获得更好语音传输质量的期望宽带语音信号。

在本实施例中，接收机带通滤波器单元508包括具有如图2B和2D所示的特性的滤波器。可是，代替上面的两个滤波器508B和508D，滤波器单元508可以具有不同频率特性的其他滤波器。在图9A中，开关50E和50F把语音信号传导到滤波器单元508或者使语音信号绕过单元508。

综合判定单元506适于接收来自网络选择单元401、编解码器判定单元402和电话机类型判定单元407的信息。考虑上述接收到的信息，综合判定单元506还适于操作开关50A、50B、50C、50D、50E和50F。综合判定单元506还发出命令506A来在发射机带通滤波器单元305中选择滤波器508B和508D中的一个和接收机带通滤波器单元508。

参见图10，在下面将描述综合判定单元506的操作。综合判定单元506的操作通常与图7的单元406的相同。可是，当电话机11和选定网络具有彼此不同的频率特性时，开关50E和50F被操作来分别选择端子50E2和50F2，以便把语音信号传导到接收机带通滤波器单元508。

更具体地说，当电话机11具有窄带特性并且选定的网络是具有宽带特性的IP网70时，综合判定单元506发出一个命令506A来在接收机带通滤波器单元508中设置图2B的带通滤波器508B。当电话机11具有宽带特性并且选定的网络是公共交换电话网60或者具有窄带特性的IP网70时，单元506继而又发出一个命令506A来在接收机带通滤波器单元508中设置图2D的带通滤波器508D。

(E)第五实施例的效果

上述本发明的第五实施例具有与第一到第四实施例相同的效果。

另外，第五实施例的接收机带通滤波器单元508装备有几个滤波器，用于调整从PSTN 60或从IP网70中输入的语音信号的接收机频率特性。因此，在接收阶段，当电话机11和选定的网络60或70具有彼此不同的频率特性时，电话机11能够接收更好质量的语音信号。

(F)其它实施例

(F-1)由上述第一到第五实施例例示的根据本发明的语音通信设备使用在如下的应用中是尤其有利的：在这些应用中，多个电话机互连到设备上来建立可用的各种类型的语音通信；或者在这些应用中，特定频率特性的多个电话机互连到设备上来与不同频率特性的相对通信终端通信。

根据本发明的语音通信设备可以作为一个单元被集成电话机内部。在这种情况下，不需要设备与各种电话机匹配并且因此不需要电话机类型判定单元。它使得设备的尺寸能够较小。

(F-2)上述第二到第五实施例中的综合判定单元的开关操作只是示例。更具体地说，远到考虑网络和电话机的特性在传输质量方面可以改善语音通信，可选择地，综合判定单元的切换操作可以通过调整发射机带通滤波器单元或者接收机带通滤波器单元的频率特性和/或数目来改变。

上述第一到第五实施例中的发射机带通滤波器单元、电话机类型判定单元和接收机带通滤波器单元都由模拟信号处理器实现。可是，它们也可以由数字信号处理器实现。

2003年4月3日申请的日本专利申请No.2003-99942的整个公开内容(此公开内容的说明书、权利要求、附图和摘要)在此通过参考被全面合并。

虽然本发明已经参考特定说明实施例已被描述，但是它不被实施例所限制。应该理解：本领域技术人员不偏离本发明的范围和精神可以更改或修改实施例。

Claims

1.一种插入在电话机和公共交换电话网(PSTN)或者能够提供比公共交换电话网频带宽度宽的频带宽度的宽带网之间的语音通信设备，包括：

PSTN通信电路，用于在电话机和公共交换电话网之间传送语音信号；

宽带通信电路，用于在电话机和宽带网之间传送语音信号；和

通信切换单元，当从公共交换电话网输入语音信号时用于经由所述PSTN通信电路把电话机连接到公共交换电话网，并且当从宽带网输入语音信号时用于经由所述宽带通信电路把电话机连接到宽带网。

2.根据权利要求1的语音通信设备，还包括编解码器判定单元，用于判定可以从宽带网输入的编码语音信号中获得的编码方案，

所述宽带通信电路包括：

数字模拟(D/A)转换器，使得可变抽样频率被设置为在由所述编解码器判定单元判定的编码方案中所定义的抽样频率并且对编码语音信号进行D/A转换；和

模拟数字(A/D)转换器，使得可变抽样频率被设置为在由所述编解码器判定单元判定的编码方案中所定义的抽样频率并且对从电话机发射的语音信号进行A/D转换。

3.根据权利要求1的语音通信设备，还包括：发射机带通滤波器单元，它包括带通滤波器，用于由所述带通滤波器对从电话机发射的语音信号进行频带限制。

4.一种插入在电话机和公共交换电话网(PSTN)或者能够提供比公共交换电话网频带宽度宽的频带宽度的宽带网之间的语音通信设备，包括：

宽带通信电路，用于在电话机和宽带网之间传送语音信号；

网络选择单元，用于选择从中输入语音信号的公共交换电话网或者宽带网；

编解码器判定单元，用于测量由宽带网提供的频带宽度以便判定宽带网的频率特性是宽带还是窄带；和

综合判定单元，用于考虑选定的网络并且分别从所述网络选择单元和所述编解码器判定单元获得的宽带网的频率特性，并且经由所述PSTN通信电路把电话机连接到公共交换电话网或者经由所述宽带通信电路把电话机连接到宽带网。

5.根据权利要求4的语音通信设备，其中所述编解码器判定单元还判定可以从宽带网输入的编码语音信号中获得的编码方案，

所述宽带通信电路包括：

6.根据权利要求4的语音通信设备，还包括：发射机带通滤波器单元，它包括带通滤波器，用于由所述带通滤波器对从电话机发射的语音信号进行滤波，并从而调整语音信号的频率特性；

所述综合判定单元判定从电话机发射的语音信号在被输出到公共交换电话网或宽带网之前是否被传导到所述发射机带通滤波器单元。

7.根据权利要求6的语音通信设备，其中：所述带通滤波器是用于对语音信号进行频带限制的滤波器。

8.根据权利要求6的语音通信设备，其中：所述带通滤波器放大语音信号中沿着电话机的频率特性已被衰减的频率分量。

9.根据权利要求6的语音通信设备，其中：电话机具有窄带或宽带的频率特性，

所述设备还包括电话机类型判定单元，用于测量由电话机提供的频带宽度以便判定电话机是具有宽带频率特性还是窄带频率特性；

所述发射机带通滤波器单元包括用于对语音信号进行频带限制的第一带通滤波器和用于放大语音信号中沿着电话机的窄带特性已被衰减的频率分量的第二带通滤波器；

所述综合判定单元还考虑从所述电话机类型判定单元获得的电话机的频率特性，当电话机具有宽带特性并且选定的网络是公共交换电话网或者具有窄带特性的宽带网时设置所述第一带通滤波器，并且当电话机具有窄带特性并且选定的网络是具有宽带特性的宽带网时设置所述第二带通滤波器。

10.根据权利要求9的语音通信设备，还包括：接收机带通滤波器单元，它包括带通滤波器，用于由所述带通滤波器对从公共交换电话网或者从宽带网输入的语音信号进行滤波，并从而调整语音信号的频率特性；

所述综合判定单元还判定输入的语音信号在被电话机接收之前是否被传导到所述接收机带通滤波器单元。

11.根据权利要求10的语音通信设备，其中：所述带通滤波器放大语音信号中沿着电话机的窄带特性将被衰减的频率分量。

12.根据权利要求10的语音通信设备，其中：所述带通滤波器放大语音信号中沿着公共交换电话网或者宽带网的窄带特性已被衰减的频率分量。

13.根据权利要求10的语音通信设备，所述接收机带通滤波器单元包括：

第一带通滤波器，用于放大语音信号中沿着电话机的窄带特性将被衰减的频率分量；和

第二带通滤波器，用于放大语音信号中沿着公共交换电话网或者宽带网的窄带特性已被衰减的频率分量，

所述综合判定单元当电话机具有窄带特性并且选定的网络是具有宽带特性的宽带网时设置所述第一带通滤波器，并且当电话机具有宽带特性并且选定的网络是公共交换电话网或者具有窄带特性的宽带网时设置所述第二带通滤波器。

14.根据权利要求4的语音通信设备，还包括：接收机带通滤波器单元，它包括带通滤波器，用于由所述带通滤波器对从公共交换电话网或者从宽带网输入的语音信号进行滤波，并从而调整语音信号的频率特性；

所述综合判定单元判定输入的语音信号在被电话机接收之前是否被传导到所述接收机带通滤波器单元。

15.根据权利要求14的语音通信设备，其中：所述带通滤波器放大语音信号中沿着电话机的窄带特性将被衰减的频率分量。

16.根据权利要求14的语音通信设备，其中：所述带通滤波器放大语音信号中沿着公共交换电话网或者宽带网的窄带特性已被衰减的频率分量。

17.根据权利要求14的语音通信设备，其中电话机具有窄带或宽带的频率特性，

所述接收机带通滤波器单元包括：

所述综合判定单元还考虑从所述电话机类型判定单元获得的电话机的频率特性，当电话机具有窄带特性并且选定的网络是具有宽带特性的宽带网时设置所述第一带通滤波器，并且当电话机具有宽带特性并且选定的网络是公共交换电话网或者具有窄带特性的宽带网时设置所述第二带通滤波器。