CN1805474A - 一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，当无线鼠标工作时，其中鼠标触发器感应到触发信号后经编码器编码处理后，经混频、调制后送入射频放大电路，通过发射通道由天线发送出去；当网络电话工作时，一方面由天线接收射频信号，将射频信号通过射频放大、混频、滤波，解调出音频数字信号，经解码后转换成模拟音频信号，送入扬声器发出声音；另一方面，话筒信号经前置放大器、A/D转换器、编码电路后将音频数字信号送至选择电路，经混频、调制后送入射频放大电路，由天线发送出去；本发明不仅可以实现网络电话功能，降低了国际电话资费，还有无线鼠标的功能，使之和电脑之间不但能通过网络传输数据，更方便地实现手机与电脑的互联功能。

Description

一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置

技术领域

本发明涉及一种基于目前网络通讯设施和WAP、Wi-Fi技术提供的移动多媒体业务，可通过个人电脑、无线接入点(ACCESS POINT)或无线路由器接入互联网，及相互之间可多个互通的集网络电话(VoIP)与无线鼠标为一体的装置。

背景技术

由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。

进一步来说，VoIP大致透过5道程序来互传语音讯号，首先是将发话端的模拟语音讯号进行编码的动作，目前主要是采用ITU-T G.711语音编码标准来转换；第二道程序则是将语音封包加以压缩，同时并添加地址及控制信息，如此便可以在第三阶段中，也就是传输IP封包阶段，在浩瀚的IP网络中寻找到传送的目的端。到了目的端，IP封包会进行译码还原的作业，最后并转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟语音讯号。

在一个基本的VoIP架构之中，大致包含4个基本元素：

(1)媒体网关器(Media Gateway)：主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。

(2)媒体网关控制器(Media Gateway Controller)：又称为Gate Keeper或Call Server，主要负责管理讯号传输与转换的工作。

(3)语音服务器：主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。

(4)信号网关器(Signaling Gateway)：主要工作是在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的增值服务。

其运作原理是，媒体网关器先将语音转换为IP封包，然后交由媒体网关控制器加以控制管理，并决定IP封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。

目前网络电话若要走向营运标准，存在以下几个基本问题：

1.服务品质(QoS)之保证问题：所谓QoS就是要保证达到语音传输的最低延迟率(400毫秒)及封包遗失率(5-8％)，如此通话品质才能达到现今PSTN的基本要求及水准。

2. 99.9999％的高可用性(High Available；HA)：虽然网络电话已成今后的必然趋势，但与发展已久的PSTN相较，其成熟度、稳定度、可用性、可管理性，乃至可扩充性等方面，仍有待加强。尤其在电信业的高可用性上，VoIP必须像现今PSTN一样，达到6个9(99.9999％)的基本标准。目前VoIP是以负载平衡、路由备份等技术来解决这方面的要求及问题，总而言之，高可用性是VoIP必须面临的问题。

3.可管理性与安全性问题：电信服务包罗万象，包括用户管理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等，所以管理上非常复杂，VoIP营运商必须要有良好的管理工具及设备才能因应。同时IP网络架构技术完全不同于过去的PSTN电路网，而且长久以来具开放性的IP网络一直有着极其严重的安全性问题，所以这也形成网络电话今后发展上的重大障碍与首要解决的问题。

4.多媒体应用：与传统PSTN相比，网络电话今后发展上的最大特色及区别，恐怕就在多媒体的应用上。在可预见的未来，VoIP将可提供交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智能代理等应用及服务。过去，VoIP因为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是VoIP今后蓬勃发展的最大促因，也是商业营运者积极参与的最大动力。

发明内容

本发明意在针对上述技术背景中提出的克服当前手机和网络面临的问题提出自己的解决办法。本发明提供了一种基于目前网络通讯设施Wi-Fi技术和WAP技术提供的移动多媒体业务而研发的集网络电话与无线鼠标为一体的装置。

本发明涉及一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，包括网络电话电路和无线鼠标电路，当无线鼠标电路工作时，其中鼠标触发器感应到触发信号后经编码器编码处理后送入选择电路，经混频器混频、调制后送入射频放大电路，通过发射通道和双工器由天线发送出去；当网络电话电路工作时，一方面由天线接收射频信号，通过双工器进入接收通道，经接收射频放大电路、混频器、滤波器、放大器、解码器和音频放大输出电路，将射频信号通过射频放大、混频、滤波，解调出音频数字信号，该音频数字信号经解码后转换成模拟音频信号，送入扬声器发出声音；另一方面，通过话筒输入话筒信号经前置放大器、A/D转换器、编码电路后将音频数字信号送至选择电路，经混频、调制后送入射频放大电路，由天线发送出去。

本发明基于Wi-Fi技术向服务端传输数据。

在所述的选择电路之前设置数据通道，直接将接收到的数据信号传输至解码器，在数据通道中设置加密装置。

所述的加密装置包括线性反馈移位寄存器、握手电路、FLASH FPGA序列密码接收器、SRAM FPGA序列加密器、FLASH FPGA序列加密器和SRAM比较器，系统初始化后，线性反馈移位寄存器工作，产生随机序列密码，一方面通过握手电路建立通讯，将随机序列密码送入FLASH FPGA序列密码接收器中，FLASH FPGA序列加密器将随机序列生成不可逆的加密序列，将加密序列通过传输电路送入SRAM比较器；另一方面，该随机序列密码送入SRAMFPGA序列加密器中，生成不可逆的加密序列并送入SRAM比较器中，比较该两加密序列是否一致，若不一致则重新生成随机序列开始上述步骤直至该两加密序列一致，则配置SRAM电路，产生启动信号，将剩余逻辑用于实现系统功能中的部分低速逻辑。

在网络高速发展的今天，采用上述技术方案，本发明可以使网络电话与无线鼠标融为一体，它将语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等通过Wi-Fi技术交换处理，在IP网或互联网上实现语音、数据通信，促进了网络资源利用，降低语音业务成本。本发明在使用上更加方便，可以实现手机与手机之间、或者手机与电脑之间的连通，从而实现电脑对电脑的功能，拥有强大个人信息管理系统，提供通过手机屏幕进行可视通话的功能，使国际通话资费标准降低至国内资费标准的水平，从而大大降低通话费用；也可组合成集团网实现全免费电话，在待机的状态下，功耗更小，更节约电量；同时还具有无线鼠标的功能，可以在需要的时候开启无线鼠标功能，和用户的电脑连用，而且拥有USB接口，可以当U盘以及MP3来使用。

附图说明

图1为本发明的连接关系图；

图2为本发明中加密装置的原理方框图；

图3为本发明中加密装置的工作流程图。

具体实施方法

本发明将语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等通过Wi-Fi技术交换处理，在IP网或互联网上实现语音、数据通信。

如图1所示，默认情况下，无线鼠标功能起作用，鼠标触发器1感应到触发信号后经编码器2编码处理后送入选择电路3，经混频器4混频、调制后送入射频放大电路5，通过发射通道6和双工器7由天线8发送出去；当用作电话时，一方面由天线7接收射频信号，通过双工器7进入接收通道9，经接收射频放大电路10、混频器11、滤波器12、放大器13、解码器14和音频放大输出电路15，将射频信号通过射频放大、混频、滤波，解调出音频数字信号，该音频数字信号经解码后转换成模拟音频信号，送入扬声器16发出声音；另一方面，通过话筒17输入话筒信号经前置放大器18、A/D转换器19、编码电路20后将音频数字信号送至选择电路3，经混频、调制后送入射频放大电路5，由天线8发送出去。

本发明基于龙芯处理器核把定点运算、浮点运算、操作队列的功能集成到单芯片内部，能快速执行寄存器重命名、译码、取指等一系列复杂的操作，并通过DCR总线和APB接口扩展到PCI接口、I/O接口、DRAM控制器，集成有ADC转换电路及RF收发控制电路等实现多功能于一块单芯片。由于龙芯处理器核的片内延迟可以小于2ns，相当于500MHz主频以上。因此，可以从处理器核内部加快执行速度达到提高上网速度目的。

本发明在基于Wi-Fi技术向服务端传输数据时，如图1所示，在选择电路3之前设置数据通道21，直接将数据信号直接传输至解码器14，并通过加密装置30对该数据信号进行加密，以实现保密功能，提高了系统的安全性能。本发明中的加密装置30包括线性反馈移位寄存器301、握手电路302、FLASH FPGA序列密码接收器303、SRAM FPGA序列加密器304、FLASHFPGA序列加密器305和SRAM比较器306。如图2、3所示，系统初始化后，线性反馈移位寄存器301工作，产生随机序列密码，一方面通过握手电路302建立通讯，将随机序列密码送入FLASH FPGA序列密码接收器303中，FLASH FPGA序列加密器305将随机序列生成不可逆的加密序列，将加密序列通过传输电路送入SRAM比较器306；另一方面，该随机序列密码送入SRAMFPGA序列加密器304中，生成不可逆的加密序列并送入SRAM比较器306中，比较该两加密序列是否一致，若不一致则重新生成随机序列开始上述步骤直至该两加密序列一致，则配置SRAM电路，产生启动信号，将剩余逻辑用于实现系统功能中的部分低速逻辑，以进一步提高系统的安全性。本发明通过在SRAM FPGA和FLASH FPGA之间的握手电路302设计，降低了基于静态随机存储器的可编程门阵列芯片的加密成本，易于工程实现。同时，通过可更换的加密器，对于用户不同的安全需求有很好的支持，提高了灵活度。

本发明采用半导体代替平时手机按键时的负载开关，用触发信号来实现开关功能，稳态触发电路保证了数据在传输时减少误差从而保证数据的完整性。因为该触发电路有两个稳定的状态，即0和1，所以该触发电路也称为双稳态电路。当没有触发信号时电路工作在稳态，输出低电平，即0状态；当手指触摸按键时，人体感应信号输入至单稳态电路的输入端，经整形输出高电平，即1状态，也叫暂稳态阶段；随着电容不断充电使电路由暂稳态自动返回到稳态，输出低电平；中央处理器MCU通过检测I/O口的电平变化来判断是否有按键输入，从而执行相应动作。

本发明可以当作无线鼠标来使用，使之和电脑之间不但能通过网络传输数据，而且可以使两者之间有更紧密的联系，真正实现手机对电脑的互动，从而更方便的实现手机与电脑的互联功能。默认情况下，鼠标功能起作用，话机处于待机省电模式，当有Voip电话信号来电时，话机会发出特色响铃音，当用户按下接听键时，单稳态电路将产生一个脉冲信号，中央处理器MCU通过I/O口侦测到此脉冲信号后，运行模式转换程序，通过取指寄存器读取指令及指令译码器实现其相应动作，进入通话阶段。当通话完毕按挂机键时，其过程相当上述的逆过程，话机又进入待机模式，恢复鼠标功能。

所有CMOS方案中的芯片均可根据当前工作温度和环境自动调整传输性能，芯片内嵌有半导体温度感应器，其阻值随芯片的温度变化而变化，从而使电压也随之变化。实现步骤如下：变化的电压信号输入至A/D转换电路，经A/D转换器19采样、量化处理后，将模拟的温度信号转换为数字信号，并储存于寄存器中；通过相应指令读取寄存器数据，并转换成温度值控制功率器件，使传输性能始终处于最佳状态，从而使通话的质量、保密性以及通用性得到了很大的改善。

将本发明用在大屏幕的手机上，在网络上就可实现可视手机通话的功能，能保证图像的清晰程度以及通话质量，完全可以实现网络电话会议的功能

以下是本发明在具体应用中的说明：

1、本发明在实现网络电话的同时还能够实现无线鼠标功能，两种功能都支持802.11b标准—工作在2.4GHz的11Mbit/s速率无线以太网协议，802.11a标准--工作在5GHz频带的54Mbit/s速率无线以太网协议；无线鼠标采用802.11a/802.11b标准来控制电脑。802.11b标准通讯范围能够达到300米；802.11a在支持多点通讯时有着极大的优势，其工作在较为宽松的5GHz频段，拥有24条非重叠信道，邻近的接入点将有更多信道可供选择，从而有效降低干扰；支持CSMA/CD，以及Direct Sequence SpreadSpectrum；话机本身可以实现符合802.11a/802.11b标准的中继作用，初步实现了网中网的功能，大大扩展了WLAN的覆盖范围，并且通过了Wi-FiAlliance认证，与不同Wi-Fi设备的互通提供了保证。

2、本发明在实现网络电话功能时采用国际上流行的sip 2.0协议标准，支持主要的G.711u/A-Law，G.729A语音编解码算法，支持分包丢失自动修复功能，动态语音检测，舒适噪声生成，动态语音缓冲技术，符合G.16516ms回声抵消，符合ITU-T标准信令音和DTMF生成与检测，支持基于E.164编码的拨号规则。

3、本发明在实现网络电话功能的同时支持IPV4/IPV6网络，IPV6网络的发展是个大的趋势，将为点对点通讯起到极大的促进作用；允许TCP/IP：Internet传输与控制协议RTP：实时传输协议，RTCP：实时控制协议，VAD/CNG可节省带宽，DHCP：动态主机配置协议，DNS：域名服务协议，FTP：文件传输协议，TFTP：小文件传输协议，NAT Transversal：NAT穿透，Static NAT，uPnP能够很轻松的穿透防火墙和NAT。

4、本发明在实现网络电话功能与无线鼠标功能时，采用802.11e标准，增加了服务质量(Qos)机制，以此提供对语音和鼠标控制等对延迟敏感应用的支持。它定义了8种数据传输类型及优先级，有效的对数据包从传输遇到冲突到尝试再次传输数据这段等待时间的长度进行调整；同时支持DiffServ/IP Precedence；话机的移动性能要求非常高，在不同网络之间的切换将会非常的频繁，本发明采用网络安全快速认证技术，能够达到无缝连接，此技术将会对服务质量提供有效保障。

5、本发明为对实现网络电话功能与无线鼠标功能时的安全提供保证，采用了802.11i安全标准，此标准可以用于已有的802.1x规范上对基于端口的用户以及设备进行认证，其主要包括wi-Fi保护访问(WPA)以及强健的安全网络(Robust Security Network，RSN)；同时还支持802.1x(MD5/EAP-TLS)安全认证协议，Secure RTP，WEB based UAM。

6、本发明可以方便地对话机进行管理，其方式有SNMP，Sys log，HTTP协议。

7、本发明中的芯片采用智能电源管理方案，在待机的状态下，功耗更小，更节约电量。若采用锂离子电池供电，能连续通话8小时，待机及单使用无线鼠标功能能够达到300小时。

8、开启手机，用户可以自定义各种功能的快捷方式；默认情况下，鼠标功能起作用，本发明处于待机省电模式，当有网络电话信号来临时，话机会发出特色响铃音，用户可以选择接听或者不接听，当用户按下接听键时，会触发中央处理器MCU发出一条指令暂停无线鼠标功能，同时将话机从待机省电模式激活，转为正常通话模式，当用户挂断电话时同样会触发中央处理器MCU发出指令让话机转为待机省电模式，并且恢复无线鼠标功能。当用户选择不接听，依然使用无线鼠标功能。

9、用户可以根据自己的习惯自定义鼠标的左，右键功能。鼠标移动采用两种方案，一种由光电感应来控制鼠标的移动，另一种采用笔记本电脑上通用的触摸技术，来控制光标的移动。

10、本发明将信息数据存储在Flash上，并根据事先的设定来发出相应的提示，话机本身采用了FLASH存储方式，拥有大的存储空间，能存储大量的信息，话机特有的USB接口，可以通过USB数据线与PC机相连，连接成功以后话机自动转换成USB模式，可以同时实现USB电话和有线USB鼠标以及U盘功能，同时话机还具有MP3功能.

11、本发明的中央处理器MCU将对信息进行编码，转换成信号通过有线或无线传输给电脑或手机，实现即时通讯的功能。在接收外来的信息数据的时候也是一样，先把接收的数据信号转换成相应的编码，并针对相应的信息自动触发相应的功能平台来实现数据的接收和解读。

Claims (4)

1、一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，包括网络电话电路和无线鼠标电路，其特征在于：无线鼠标电路工作时，其中鼠标触发器感应到触发信号后经编码器编码处理后送入选择电路，经混频器混频、调制后送入射频放大电路，通过发射通道和双工器由天线发送出去；当网络电话电路工作时，一方面由天线接收射频信号，通过双工器进入接收通道，经接收射频放大电路、混频器、滤波器、放大器、解码器和音频放大输出电路，将射频信号通过射频放大、混频、滤波，解调出音频数字信号，该音频数字信号经解码后转换成模拟音频信号，送入扬声器发出声音；另一方面，通过话筒输入话筒信号经前置放大器、A/D转换器、编码电路后将音频数字信号送至选择电路，经混频、调制后送入射频放大电路，由天线发送出去。

2、根据权利要求1所述的一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，其特征在于：基于Wi-Fi技术向服务端传输数据。

3、根据权利要求2所述的一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，其特征在于：在所述的选择电路之前设置数据通道，直接将数据信号传输至解码器，并在数据通道中设置加密装置。

4、根据权利要求3所述的一种集网络电话与无线鼠标为一体的装置，其特征在于：所述的加密装置包括线性反馈移位寄存器、握手电路、FLASH FPGA序列密码接收器、SRAM FPGA序列加密器、FLASH FPGA序列加密器和SRAM比较器，系统初始化后，线性反馈移位寄存器工作，产生随机序列密码，一方面通过握手电路建立通讯，将随机序列密码送入FLASH FPGA序列密码接收器中，FLASH FPGA序列加密器将随机序列生成不可逆的加密序列，将加密序列通过传输电路送入SRAM比较器；另一方面，该随机序列密码送入SRAM FPGA序列加密器中，生成不可逆的加密序列并送入SRAM比较器中，比较该两加密序列是否一致，若不一致则重新生成随机序列开始上述步骤直至该两加密序列一致，则配置SRAM电路，产生启动信号，将剩余逻辑用于实现系统功能中的部分低速逻辑。

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