DE60030572T2

DE60030572T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von nicht-sprachlichen Signalen wie Faxsignalen und komprimierten Sprachsignalen über eine drahtlose Digitalverbindung

Info

Publication number: DE60030572T2
Application number: DE60030572T
Authority: DE
Inventors: Kumar Plainsboro RAMASWAMY; Gothard Paul Lawrenceville KNUTSON; Edward Blaine Indianapolis RAMEY
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: DE60030572D1; EP1221231B1; EP1221231A1; BR0012745A; CN1375144A; AU6238500A; MXPA02000953A; CA2391329C; CN1163033C; KR100656767B1; KR20020029434A; BR0012745B1; WO2001024464A1; CA2391329A1; JP2003529969A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Datenübertragungsanlagen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Senden von Nicht-Sprachdaten, wie beispielsweise Telefaxdaten sowie komprimierten Sprachsignalen, über eine drahtlose Digitalverbindung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Für die Übertragung von Telefax-, Ton-, Bild- und Datensignalen gibt es in diesem Fachgebiet viele Arten von Datenkommunikationsanlagen. Zudem haben schnurlose Telefonanlagen in großem Maße an Beliebtheit gewonnen, da sie eine Flexibilität und Bequemlichkeit bieten, die die von herkömmlichen Telefonen mit Schnur bei Weitem übertreffen.
In schnurlosen Telefonanlagen wird für die Verarbeitung von Sprachsignalen vor der Übertragung eine digitale Signalverarbeitung genutzt. Sobald das Sprachsignal digitalisiert ist, komprimiert eine schnurlose Telefonanlage das digitalisierte Sprachsignal mit Hilfe eines auf einem Sprachmodell basierenden Sprachkomprimieralgorithmus oder -verfahrens. Um die Bandbreite über die schnurlose Digitalverbindung (oder HF-Verbindung) zu bewahren und eine angemessene Sprechqualität aufrechtzuerhalten, arbeitet der Komprimierungsalgorithmus mit Komprimierungsverhältnissen zwischen zwei und zehn.
Da schnurlose Telefonanlagen überaus beliebt sind, ist es wünschenswert, zusätzliche Merkmale in diesen Anlagen zu integrieren, wie beispielsweise die Kopplung von Telefaxgeräten an ein schnurloses Handgerät oder die Fertigung eines schnurlosen Telefaxgerätes. Telefaxgeräte verarbeiten jedoch Daten nicht mit Hilfe eines Sprachmodells, wie dies bei schnurlosen Telefonanlagen der Fall ist. Würde ein Sprachmodell, wie es für den in bestehenden schnurlosen Telefonanlagen verwendeten Sprachkomprimierungsalgorithmus eingesetzt wird, auch für Telefaxdaten eingesetzt, würde dies die Telefaxdaten verzerren.
Datenkommunikationsanlagen, die Sprache und Daten, wie Telefaxdaten, miteinander kombinieren, sind in diesem Fachgebiet bekannt. Solche Anlagen werden zum Beispiel von Davis et al. in Patent Nr. US 5,764,628 und von Davis et al. in Patent Nr. US 5,812,534 beschrieben. Jedoch benötigen diese Anlagen dedizierte Leitungen oder Kanäle, um Sprach- und Telefaxdaten getrennt zu übertragen, und sind nicht auf schnurlose Telefonanlagen anwendbar.
In US 5 768 350 A wird die Übermittlung von Sprache und Daten von einem Ort zum anderen über eine einzelne Telefonleitung offenbart. Daten- und Sprachframes werden über einen einzelnen Kanal mit unterschiedlichen Headern übertragen, um den Signalfluss zu ermöglichen.
US 5 463 626 A beschäftigt sich mit der Verschachtelung von Non-Paging-Daten mit einem Paging-Signal in einem gleichen Datenstrom.
Daher besteht auf diesem Fachgebiet eine Nachfrage nach der Möglichkeit, die drahtlose Übertragung von Nicht-Sprachdaten, wie Telefaxsignalen, mit der drahtlosen Übertragung von komprimierten Sprachsignalen in schnurlosen Telefonanlagen zu kombinieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung überwindet die Nachteile, die mit dem bisherigen Stand der Technik verbunden sind, indem sie ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Übertragung von Nicht-Sprachdaten, wie Telefaxsignalen, über die gleiche für die Übertragung von komprimierten Sprachsignalen verwendete drahtlose Verbindung oder Hochfrequenzverbindung (HF-Verbindung) bereitstellt. Die Erfindung segmentiert ein Telefaxsignal in ein Format, das einem komprimierten Sprachsignal ähnlich ist. Die segmentierten Abschnitte des Telefaxsignals werden über die drahtlose Verbindung getrennt übertragen. Als solche kann die Erfindung Telefax- und/oder komprimierte Sprachsignale über eine drahtlose Verbindung ohne Verzerrung übertragen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst insbesondere eine Basisstation und eine entfernte Station. Die Basisstation umfasst einen Signalwandler zum Umwandeln der Telefax- und der komprimierten Sprachsignale aus einem Telefonnetz in ein umgewandeltes Telefaxsignal beziehungsweise ein umgewandeltes Sprachsignal, einen an den Signalwandler gekoppelten Sprachprozessor zum Komprimieren des umgewandelten Sprachsignals, einen an den Signalwandler gekoppelten Datensplitter zum Segmentieren des umgewandelten Telefaxsignals und ein an den Sprachkompressor und den Datensplitter gekoppeltes Modem zum Übertragen der umgewandelten Sprach- und Telefaxsignale zu der entfernten Station über eine drahtlose Verbindung. Die entfernte Station empfängt diese Signale von der Basisstation und wandelt die Sprach- und Telefaxsignale auf eine umgekehrte Weise wie die Basisstation um, d.h. die segmentierten Telefaxsignale werden zu einem digitalen Telefaxsignal zusammengefasst, und das digitale Telefaxsignal und das komprimierte Sprachsignal werden so verarbeitet, dass sie analoge Sprach- und Telefaxsignale bilden. Als solche kann die entfernte Station ein drahtloses Telefaxgerät und/oder ein schnurloses Telefonhandgerät mit einem an die sem angeschlossenen Telefaxgerät sein oder ein drahtloses Telefaxgerät und/oder ein schnurloses Telefonhandgerät mit einem an diesem angeschlossenen Telefaxgerät enthalten. Die Basisstation und die entfernte Station enthalten komplementäre Schaltungen, die eine Vollduplex-Telefax- und -Sprachkommunikation über die drahtlose Verbindung bereitstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Lehren der vorliegenden Erfindung sind durch eine Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen leicht zu verstehen. Es zeigen:
1 zeigt ein Blockdiagramm einer eine Basisstation und eine Empfangsstation umfassenden durchgehenden Anlage auf Anlagenebene.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Kommunikation mit einem analogen Telefonnetz geeigneten Basisstation auf einer höheren Ebene.
3 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Kommunikation mit einem digitalen Telefonnetz geeigneten Basisstation auf einer höheren Ebene.
4 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Verwendung mit jeder der beiden Basisstationen von 2 und 3 geeigneten entfernten Station auf einer höheren Ebene.
5 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Kommunikation mit einem digitalen Telefonnetz mit Hilfe einer einzelnen Sprachkomprimierungs-/Sprachdekomprimierungstechnik geeigneten Basisstation auf einer höheren Ebene.
Für ein leichteres Verständnis der Erfindung wurden, wenn möglich, identische Bezugszeichen für die Bezeichnung identischer Merkmale benutzt, die den Figuren gemeinsam sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Blockdiagramm einer durchgehenden Anlage 100 auf Anlagenebene, die eine Telefaxübertragung und komprimierte Sprachübertragungen über eine drahtlose Verbindung vorsieht. Die durchgehende Anlage 100 umfasst eine Basisstation 200 und die entfernte Station 400, die auf Vollduplexweise miteinander kommunizieren. Die Basisstation 200 empfängt Telefax- oder Sprachsignale von beispielsweise einem analogen Telefondienst (POTS) 50 und verarbeitet das Telefax- oder Sprachsignal für die Übertragung zu der drahtlosen Verbindung über eine Antenne 201. Die entfernte Station 400 empfängt das übertragene Telefax- oder Sprachsignal über eine Antenne 401. Um die Telefaxausgabe an der entfernten Station 400 zu empfangen, ist eine Telefaxvorrichtung 102 oder ein Telefaxgerät an die entfernte Station 400 gekoppelt. Zusätzlich ist für den Empfang einer Sprachübertragung an der entfernten Station 400 ein Telefonhandgerät 104 vorgesehen.
Weitere Varianten der durchgehenden Anlage 100 umfassen eine Telefaxvorrichtung 102, die in der entfernten Station 400 eingebettet ist. Auch kann das Handgerät 104 an die entfernte Station 400 angeschlossen sein. Weitere Basisstationen 200 und 400 für den Empfang von Telefax- und Sprachdaten aus einem digitalen Netz sind möglich. Fachleute werden erkennen, dass weitere Varianten der durchgehenden Station 100 möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
2 zeigt ein Blockdiagramm der Basisstation 200 auf einer höheren Ebene, die für die Kommunikation mit einem analogen Telefonnetz, wie dem allgegenwärtigen POTS-Netz 50, geeignet ist. Die Basisstation 200 kann als Sender und/oder als Empfänger arbeiten. Im Sendemodus empfängt die Basisstation 200 Sprach- und/oder Telefaxdaten aus dem POTS-Netz 50, verarbeitet die empfangenen POTS-Daten und überträgt die verarbeiteten POTS-Daten über eine drahtlose Verbindung an eine entfernte Station 400. Alternativ empfängt die Basisstation 200 im Empfangsmodus über die drahtlose Verbindung Sprach- und/oder Telefaxdaten von der entfernten Station 400, verarbeitet die empfangenen Telefax- und Sprachdaten und koppelt die verarbeiteten Daten an das POTS-Netz 50. Der Betrieb der entfernten Station 400 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 näher beschrieben.
Insbesondere umfasst die Basisstation 200 von 2 einen linearen Codec 202, einen Sprachkompressor/-dekompressor 204, einen Telefaxkompander/-expander 206, einen Telefaxdatensplitter/-kombinierer 208, ein Hochfrequenz-(HF)-Mehrkanal-Modem 210 und eine Antenne 201. Da die Basisstation 200 Telefax- und komprimierte Sprachsignale an die drahtlose Digitalverbindung senden und von dieser empfangen kann, sind die Signalwege zwischen den Komponenten der Basisstation 200 mit Doppelpfeilen gekennzeichnet, die komplementäre Funktionen verdeutlichen sollen. Beispielsweise moduliert das Modem 210 durch den Sprachkompressor/-dekompressor 204 und den Datensplitter/-kombinierer 208 erzeugte Signale zur HF-Übertragung über die Antenne 201. Außerdem demoduliert das Modem 210 ein von der Antenne 201 empfangenes HF-Signal. Weitere Komponenten in der Basisstation 200 sind ebenso in der Lage, im Empfangs- und Sendemodus zu arbeiten, wie jetzt erläutert werden wird.
Unter Bezugnahme auf 2 empfängt der lineare Codec oder lineare Coder-Decoder 202 entweder Telefax- oder Sprachsignale aus einem POTS-Netz 50. Sofern das POTS-Netz 50 nicht speziell für die gleichzeitige Übertragung von Telefax- und komprimierten Sprachsignalen auf einer einzelnen Telefonleitung zu dem Codec 202 programmiert ist, befördert das POTS-Netz 50 im Allgemeinen zu einer gegebenen Zeit nur einen Signaltyp. Der lineare Codec 202 tastet entweder die empfangenen Telefax- oder komprimierten Sprachsignale bei einer Abtastrate von beispielsweise 8 kHz mit Hilfe eines 14-Bit-Analog-Digital-Wandlers (ADC) ab. Der lineare Codec 202 arbeitet als Signalwandler, der die empfangenen Signale in digitale Form umwandelt. Die umgewandelten Signale werden über den Signalweg S1 an den Sprachkompressor/-dekompressor 204 und über den Signalweg S5 an den Kompander/Expander 206 gekoppelt. Die Signalwege S1 und S5 leiten digitale Datenströme beispielsweise mit 112 Kilobits pro Sekunde (kBit/s) weiter.
Der Sprachkompressor/-dekompressor 204 komprimiert die umgewandelten Sprachdaten beispielsweise auf den Standard G.727 (Empfehlung der „International Telecommunications Union" G.727), um ein komprimiertes Sprachsignal zu erzeugen, beispielsweise einen Datenstrom von 32 kBit/s, der über den Signalweg S2 an das Modem 210 gekoppelt ist. Der Sprachkompressor/-dekompressor 204 arbeitet als Sprachsignalprozessor.
Der Kompander 206 kompandiert die umgewandelten Telefaxdaten beispielsweise auf den Standard G.711 (Empfehlung der „International Telecommunications Union" G.711), um einen Datenstrom von 64 kBit/s zu erzeugen, der über den Signalweg S4 an den Datensplitter 208 gekoppelt ist.
Der Datensplitter 208 oder Signalsegmentierer spaltet oder segmentiert den kompandierten 64-kBit/s-Telefax-Datenstrom auf zwei 32-kBit/s-Datenströme oder Segmente auf, die über den Signalweg S3 an das HF-Mehrkanal-Modem 210 gekoppelt sind. Da die kompandierten Telefaxdaten mit einer Datenübertragungsrate übertragen werden, die doppelt so groß ist wie die der komprimierten Sprachdaten und so die doppelte Bandbreite der komprimierten Sprachdaten benötigt, segmentiert der Datensplitter 208 die kompandierten Telefaxdaten in ein Format, das für die Übertragung von komprimierten Sprachdaten geeignet ist. Insbesondere segmentiert der Signalsegmentierer ein Telefaxsignal in eine Vielzahl von segmentierten Telefaxsignalen, wobei jedes segmentierte Telefaxsignal eine Bandbreite belegt, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist. Obwohl die Segmentierung auf Bit-Ebene (z.B. jedes zweite Bit), Byte-Ebene oder Paketebene stattfinden kann, sind weitere Implementierungen im Rahmen der Erfindung denkbar.
Da Telefaxdaten ungefähr die doppelte Bandbreite wie Sprachdaten benötigen, muss die Basisstation 200 zusätzliche Bandbreite für die Übertragung der Telefaxdaten über die drahtlose Verbindung zuweisen. Die Bandbreitenzuweisung hängt davon ab, ob die Basisstation 200 für die Übertragung der Telefax- und Sprachdaten über die drahtlose Verbindung nach dem Zeitmultiplexverfahren (TDM) oder dem Frequenzmultiplexverfahren (FDM) arbeitet. Nutzt die Basisstation 200 das TDM-Verfahren, weist die Basisstation 200 den Telefaxdaten eine größere Anzahl von Zeitschlitzen zu (z.B. doppelt so viele wie für Sprachdaten). Nutzt die Basisstation 200 dagegen das FDM-Verfahren, weist die Basisstation 200 eine größere Anzahl von Frequenzbändern oder Frequenzcodes für Telefaxdaten zu (z.B. doppelt so viele wie für Sprachdaten). Um für Telefaxdaten die Zuweisung von doppelt so vielen Zeitschlitzen oder Frequenzbändern wie für Sprachdaten zu ermög lichen, werden die Telefaxdaten in zwei Datenströme aufgespalten. Durch die Zuweisung der gleichen Anzahl von Zeitschlitzen oder Frequenzbändern für jeden der Sprachdatenströme, den ersten Telefaxdatenstrom und den zweiten Telefaxdatenstrom, erhalten die Telefaxdaten somit inhärent die doppelte Zeitschlitz- oder Frequenzbandzuweisung.
Für Fachleute ist es nennenswert, dass andere Datenaufteilungen (z.B. mit einem Faktor von drei oder vier) vorgenommen werden können, um die den Telefaxdaten zugewiesene Bandbreite weiter zu erhöhen. Zudem kann die Basisstation 200 für die Übertragung von Telefax- und Sprachdatenströmen andere Multiplexverfahren anwenden, beispielsweise das Codemultiplexverfahren (CDM).
Das Modem 210 moduliert das komprimierte Sprachsignal sowie das zuvor aufgespaltete oder segmentierte Telefaxsignal für die Übertragung über die drahtlose Verbindung. Das Modem 210 kann diese Signale mit dem FDM-, TDM- oder CDM-Verfahren modulieren. Die modulierten Sprach- und Telefaxsignale werden über die Antenne 201 zu der drahtlosen Verbindung übertragen.
Die Basisstation 200 in 2 kann ebenfalls modulierte Telefax- und schnurlose Sprachsignale von der entfernten Station über die drahtlose Verbindung empfangen. Im Empfangsmodus empfängt das Modem 210 die HF-modulierten Telefax- und/oder Sprachsignale von der entfernten Station und demoduliert diese Signale. Die demodulierten Signale werden über den Signalweg S2 an den Sprachdekompressor 204 und über den Signalweg S3 an den Datenkombinierer 208 gekoppelt.
Der Dekompressor 204 dekomprimiert das demodulierte Sprachsignal, während der Datenkombinierer 208 die demodulierten Telefaxsignale kombiniert. Diese Funktionen sind umgekehrt zu den oben erläuterten Funktionen, wenn sich die Basisstation 200 im Sendemodus befindet. Das dekomprimierte Sprachsignal wird über den Signalweg S1 an den linearen Codec 202 gekoppelt, während die kombinierten Telefaxdaten über den Signalweg S4 an den Expander 206 gekoppelt werden. Der Expander 206 expandiert das kombinierte Signal, welches ebenfalls über den Signalweg S5 an den linearen Codec 202 gekoppelt wird. Der Codec 202 arbeitet im Empfangsmodus als 14-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAC), um das dekomprimierte Sprachsignal und das expandierte Telefaxsignal in analoge Eingänge in das POTS-Netz 50 umzuwandeln.
3 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Kommunikation mit einem digitalen Telefonnetz 60 geeigneten Basisstation 300 auf einer höheren Ebene. Anders als das POTS-Netz 50 kann das digitale Telefonnetz 60 gleichzeitig Telefax- und komprimierte Sprachsignale übertragen. Als solche kann die Basisstation 300 auch gleichzeitig Telefax- und komprimierte Sprachsignale empfangen und/oder übertragen. Wie die Basisstation von 2 arbeitet auch die Basisstation 300 als kombiniertes Sende-Empfangs-Gerät, welches über einen Sendemodus und einen Empfangsmodus verfügt.
Die Basisstation 300 von 3 umfasst ein Kabelmodem oder DSL-Modem mit digitaler Teilnehmeranschlussleitung 302, einen Encoder/Decoder 304, einen Sprachkompressor 306, einen Datensplitter/-kombinierer 308, ein HF-Mehrkanal-Modem 310 und eine Antenne 301. Auch diese Komponenten arbeiten auf bidirektionale Vollduplexweise, wie sie oben in Bezug auf die Komponenten der Basisstation 200 von 2 beschrieben worden sind.
Laut Abbildung empfängt das Kabelmodem oder DSL-Modem 302 Telefax- und Sprachsignale aus dem digitalen Telefonnetz 60 über ein Koaxialkabel oder Twisted-Pair-Medium. Das Modem oder der Signalwandler 302 decodiert die empfangenen Signale und koppelt die decodierten Signale über den Signalweg S6 an den Encoder/Decoder 304 und über den Signalweg S10 an den Datensplitter 308.
Anders als die Basisstation 200 von 2 komprimiert oder dekomprimiert der Sprachsignalprozessor in dieser Ausgestaltung der Basisstation 300 die decodierten Sprachdaten in zwei unterschiedlichen Stufen. Zunächst decodiert der Encoder/Decoder 304 das von dem digitalen Netz 60 empfangene Sprachsignal. Danach komprimiert der Sprachkompressor/-dekompressor 306 die decodierten Sprachdaten und koppelt die dekomprimierten und decodierten Sprachdaten an das Modem 310. Die Kombination aus Encoder/Decoder 304 und Kompressor/Dekompressor 306 arbeitet als Sprachprozessor.
Der Encoder/Decoder 304 arbeitet entweder als Kompressor/Dekompressor oder als Kompander/Expander. Wurden die empfangenen Sprachdaten komprimiert, arbeitet der Encoder/Decoder 304 so, dass er die empfangenen Sprachdaten dekomprimiert. Wurden die empfangenen Sprachdaten kompandiert, arbeitet der Encoder/Decoder 304 entsprechend so, dass er die empfangenen Sprachdaten expandiert. Das resultierende dekomprimierte oder expandierte Sprachsignal wird über den Signalweg S7 an den Sprachkompressor 306 gekoppelt.
Der Kompressor 306 komprimiert die zuvor dekomprimierten oder expandierten Sprachdaten und koppelt die komprimierten Sprachdaten über den Signalweg S8 an das HF-Mehrkanal-Modem 310.
Der Datensplitter 308 oder Signalsegmentierer empfängt von dem Modem 302 den decodierten Telefaxdatenstrom, beispielsweise von 64 kBit/s, und spaltet oder segmentiert den decodierten Telefaxdatenstrom in zwei 32-kBit/s-Datenströme für den nachfolgenden Transport über die drahtlose Verbindung. Jeder der segmentierten Telefaxströme belegt eine Bandbreite, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist. Die resultierenden „gespalteten" oder segmentierten Telefaxsignale werden über den Signalweg S9 an das HF-Mehrkanal-Modem 310 gekoppelt. Es ist anzumerken, dass diese Ausgestaltung der Basisstation 300 keinen Kompander/Expander umfasst, da die Telefaxdaten im Allgemeinen in einem kompandierten Zustand aus dem digitalen Netz 60 empfangen werden.
Das Modem 310 moduliert das über den Signalweg S8 empfangene komprimierte Sprachsignal und das über den Signalweg S9 empfangene gespaltete oder segmentierte Telefaxsignal im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie die in Bezug auf das Modem 210 von 2 beschriebene Weise. Die Antenne 301 überträgt die modulierten Sprach- und Telefaxsignale über die drahtlose Verbindung.
4 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Verwendung mit der in 2 und 3 gezeigten Basisstation 200 beziehungsweise 300 geeigneten entfernten Station 400 auf einer höheren Ebene. Als solche kann die entfernte Station 400 zuvor durch die Basisstation 200 oder 300 über die drahtlose Verbindung übertragene Telefax- und Sprachsignale empfangen. Das Blockdiagramm für die entfernte Station 400 umfasst im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie das Blockdiagramm für die in 2 gezeigte Basisstation 200.
Wie die Basisstationen 200 und 300 arbeitet auch die entfernte Station 400 als kombiniertes Sende-Empfangs-Gerät, das über einen Empfangsmodus und einen Sendemodus verfügt. Im Empfangsmodus empfängt die entfernte Station 400 von einer Basisstation 200 oder 300 Sprach- und/oder Telefaxdaten, verarbeitet die empfangenen Daten und stellt die verarbeite ten Daten an einem analogen Eingangs-/Ausgangsport zur nachfolgenden Verwendung durch ein Telefaxgerät, einen Anrufbeantworter oder eine Person zur Verfügung. Im Sendemodus empfängt die entfernte Station 400 das Sprach- und/oder Telefaxsignal über den Eingangs-/Ausgangsport, verarbeitet das empfangene Signal und koppelt das verarbeitete Signal durch HF-Übertragung an die Basisstation 200 oder 300.
Insbesondere umfasst die entfernte Station 400 einen linearen Codec 402, einen Sprachdekompressor/-kompressor 404, einen Expander/Kompander 406, einen Datenkombinierer/-splitter 408, ein HF-Mehrkanal-Modem 410 und eine Antenne 401. Diese Komponenten sind ebenfalls bidirektionale Vollduplexkomponenten, da die entfernte Station 400 die Daten in umgekehrter Richtung umwandeln wird, wenn sie für die Übertragung von Telefax- und komprimierten Sprachsignalen über die drahtlose Verbindung eingesetzt wird.
Das Modem 410 empfängt die übertragenen Telefax- und Sprachdatensignale über die Antenne 401. Das Modem 410 demoduliert die empfangenen Telefax- und Sprachsignale beispielsweise in 32-kBit/s-Signale. Das Modem 410 koppelt die demodulierten Signale über den Signalweg S11 an den Sprachdekompressor/-kompressor 404 und über den Signalweg S15 an den Datenkombinierer/-expander 408.
Der Sprachdekompressor/-kompressor 404 dekomprimiert das demodulierte Sprachsignal beispielsweise in einen 112-kBit/s-Datenstrom. Diese Dekomprimierung ist komplementär zu der durch den Sprachkompressor 204 vorgenommenen Komprimierung. Der als Sprachprozessor arbeitende Sprachdekompressor/-kompressor 404 koppelt das dekomprimierte Sprachsignal über den Signalweg S12 an den linearen Codec 402.
Der Datenkombinierer/-splitter 408 kombiniert wenigstens zwei demodulierte und zuvor segmentierte 32-kBit/s-Telefaxsignale zu einem 64-kBit/s-Signal. Der Datenkombinierer/-splitter 408 koppelt das kombinierte Telefaxsignal über den Signalweg S14 an den Expander/Kompander 406. Der Expander/Kompander 406 expandiert die kombinierten Signale beispielsweise in einen 112-kBit/s-Datenstrom und koppelt das expandierte Telefaxsignal über den Signalweg S13 an den linearen Codec 402. Die Kombination aus Datenkombinierer/-splitter 408 und Expander/Kompander 406 arbeitet wie im Falle der Basisstation 200 als Telefaxprozessor.
Der lineare Codec 402 arbeitet beispielsweise als 14-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAC) bei 8 kHz. In diesem Modus wandelt der Codec 402 das komprimierte Sprachsignal und das expandierte Telefaxsignal in analoge Signaleingänge um. Als solche können eine oder mehrere entfernte Telefaxgeräte 102 oder Telefonhörer 104 an den Ausgang der entfernten Station 400 gekoppelt werden.
Die entfernte Station 400 kann ebenso Telefax- und digitale schnurlose Sprachdatensignale in der umgekehrten ausgehenden Richtung an die drahtlose Verbindung übertragen. In diesem Sendemodus arbeiten die Komponenten der entfernten Station 400 auf umgekehrte Weise wie die entfernte Station 400 im Empfangsmodus. Der Betrieb der entfernten Station 400 im Sendemodus entspricht im Wesentlichen dem der Basisstation 200 von 2 im Sendemodus, da Sprachdaten komprimiert und Telefaxdaten kompandiert werden. Insbesondere komprimiert die entfernte Station 400 das Sprachdatensignal beispielsweise mit 32 kBit/s an die drahtlose Verbindung. Im Falle der Telefaxdaten kompandiert die entfernte Station 400, beispielsweise mit 64 kBit/s, an die drahtlose Verbindung, da das Telefaxsignal die doppelte Bandbreite des Sprachsignals nutzt.
5 zeigt ein Blockdiagramm einer für die Kommunikation mit einer digitalen Telefonanlage oder einem digitalen Netz 60 geeigneten Basisstation 500 auf einer höheren Ebene, wobei die Basisstation 500 sowohl für die drahtlose Verbindung als auch das digitale Netz 60 nach einem einzelnen Sprachkomprimierungs-/dekomprimierungsverfahren arbeitet. Anders als die in 3 gezeigte Basisstation 300 sind die Sprachkomprimierungsverfahren für die Übertragung an die drahtlose Verbindung und das digitale Netz 60 identisch. Als solches befindet sich das an der Basisstation 500 ankommende Sprachsignal in einem komprimierten Zustand, der für die Übertragung über die drahtlose Verbindung geeignet ist. Der Sprachsignalkompressor für diese Basisstation 500 ist im Wesentlichen eine Kompressoreinheit, da keine separaten Komprimierungsmodule für das digitale Netz 60 oder die drahtlose Verbindung vorhanden sind.
Insbesondere umfasst die Basisstation 500 ein Kabelmodem oder DSL-Modem mit digitaler Teilnehmeranschlussleitung 502, einen Datensplitter/-kombinierer 504, ein HF-Mehrkanal-Modem 506 und eine Antenne 501. Wie bei den anderen Basisstationen 200 und 300 sind die Komponenten dieser Basisstation 500 bidirektional, abhängig davon, ob die Basisstation 500 als Sender oder Empfänger arbeitet. Die Basisstation 500 kann ebenso gleichzeitig Telefax- und komprimierte Sprachdaten übertragen.
Im Empfangsmodus decodiert das als Signalwandler arbeitende Kabelmodem oder DSL-Modem 502 die Telefax- und komprimierten Sprachsignale aus dem digitalen Netz 60. Das Kabelmodem oder DSL-Modem 502 koppelt das decodierte Sprachsignal über den Signalweg S16 an das HF-Mehrkanal-Modem 506 und das decodierte Telefaxsignal über den Signalweg S18 an den Datensplitter.
Der Datensplitter 504 oder Signalsegmentierer spaltet oder segmentiert das decodierte Telefaxsignal in kleinere Datenströme und koppelt das HF-Mehrkanal-Modem 506 über den Signalweg S17. Jeder der segmentierten Datenströme belegt eine Bandbreite, die kleiner oder gleich einer Bandbreite für ein komprimiertes Sprachsignal ist. Das Modem 506 moduliert das decodierte komprimierte Sprachsignal und segmentierte Telefaxsignal, wobei die modulierten Signale über die Antenne 501 an die drahtlose Verbindung gekoppelt werden.
Die Basisstation 500 kann Telefax- und komprimierte Sprachsignale von der drahtlosen Verbindung wie die anderen Basisstationen 200 und 300 empfangen. Die Signalumwandlungen erfolgen umgekehrt wie bei der Basisstation 500, wenn diese sich im Empfangsmodus befindet. Außerdem ist die entfernte Station 400 für die Verwendung mit dieser Basisstation 500 geeignet.
Vorteilhafterweise überträgt die Erfindung Telefaxdaten über die gleiche drahtlose Verbindung, die auch für die Übertragung komprimierter Sprachdaten genutzt wird. Es ist insbesondere anzumerken, dass die geschlitzte Übertragungsarchitektur so angepasst werden kann, dass sie eine unterschiedliche Bandbreitenzuweisung der verarbeiteten Telefax- und der komprimierten Sprachsignale vorsieht. Es ist auch anzumerken, dass, während ein einzelner Sprachkanal und ein einzelner Telefaxkanal abgebildet sind, auch mehrfache Sprach- und/oder Telefaxkanäle (oder andere Datenkanäle) im Zusammenhang mit der Erfindung eingesetzt werden können.
Die in diesem Dokument verwendeten Zahlenwerte sind lediglich beispielhaft. Da diese Werte nicht als eingrenzend gelten sollen, sind auch andere Werte und Standards innerhalb des Umfangs der Erfindung denkbar.
Obwohl verschiedene Ausgestaltungen, die die Lehren der vorliegenden Erfindung integrieren, in diesem Dokument detailliert gezeigt und beschrieben worden sind, sind für Fachleute leicht zahlreiche andere Ausgestaltungsvarianten denkbar, die diese Lehren immer noch integrieren.

Claims

Erste Station (200; 300) zur Verwendung in einem System für die schnurlose Kommunikation von Sprach- und Nicht-Sprachsignalen zwischen der ersten Station (290; 300) und einer zweiten Station (400), wobei diese erste Station (200; 300) umfasst: einen Signalwandler (202; 302), der an ein Kommunikationsnetz gekoppelt ist, um empfangene Signale in digitale Form umzuwandeln; einen Sprachsignalprozessor (203; 304, 306), der an den Signalwandler (202) gekoppelt ist, um ein komprimiertes Sprachsignal zu erzeugen; einen Signalsegmentierer (208; 308), der an den Signalwandler (202; 302) gekoppelt ist, um ein Nicht-Sprachsignal zu segmentieren, um wenigstens zwei segmentierte Nicht-Sprachsignale zu erzeugen, von denen jedes eine Bandbreite hat, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist; ein Modem (210; 310), das an den Sprachprozessor (204; 304, 306) und den Signalsegmentierer (208; 308) gekoppelt ist, um das komprimierte Sprachsignal und die wenigstens zwei segmentierten Nicht-Sprachsignale an die zweite Station zu übertragen.
Station nach Anspruch 1, bei der das Nicht-Sprachsignal ein Telefaxsignal umfasst.
Station nach Anspruch 1, bei der das Modem (210; 310) ein komprimiertes Sprachsignal und eine Mehrzahl von segmentierten Nicht-Sprachsignalen von der zweiten Station (400) empfängt, der Sprachsignalprozessor (204; 304, 306) das empfangene komprimierte Sprachsignal dekomprimiert und der Signalsegmentierer (208; 308) die empfangenen segmen tierten Nicht-Sprachsignale kombiniert, um ein empfangenes Nicht-Sprachsignal zu erzeugen.
Station nach Anspruch 1, bei der der Signalwandler (202) ein linearer Codec ist.
Station nach Anspruch 1, bei der der Signalwandler (302) ein digitales Modem ist.
Station nach Anspruch 5, bei der das digitale Modem das komprimierte Sprachsignal und die segmentierten Nicht-Sprachsignale gleichzeitig empfängt und überträgt.
Station nach Anspruch 6, bei der der Sprachsignalprozessor (304, 306) und der Signalsegmentierer (308) gleichzeitig arbeiten.
Station nach Anspruch 1, bei der der Sprachsignalprozessor (204; 304, 306) einen Sprachsignalkompressor (204; 306) umfasst.
Station nach Anspruch 1, ferner mit einem an den Signalwandler (202) und den Signalsegmentierer (208) gekoppelten Kompander (206).
Station nach Anspruch 1, bei der der Signalsegmentierer (208; 308) ein Datensplitter ist.
Zweite Station (400) zur Verwendung in einem System für die schnurlose Übertragung von Sprach- und Telefaxsignalen zwischen einer ersten Station (200; 300) und der zweiten Station (400), wobei die zweite Station (400) umfasst: ein Modem (410) für den schnurlosen Empfang eines komprimierten Sprachsignals und von wenigstens zwei segmentierten Telefaxsignalen von der ersten Station; einen Sprachsignalprozessor (404), der an das Modem (410) gekoppelt ist, zum Dekomprimieren des komprimierten Sprachsignals, um ein Sprachsignal zu erzeugen; einen Signalkombinierer (408), der an das Modem (410) gekoppelt ist, zum Kombinieren der wenigstens zwei segmentierten Telefaxsignale, um ein Telefaxsignal zu erzeugen, wobei das Telefaxsignal eine Bandbreite hat, die größer als eine Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist; und einen Codec (402) zum Koppeln des Telefaxsignals und des Sprachsignals an wenigstens eine Benutzervorrichtung.
Station nach Anspruch 11, bei der der Sprachsignalprozessor (404) ein Sprachsignal komprimiert, um ein komprimiertes Sprachsignal zu erzeugen, und der Signalkombinierer (408) ein Telefaxsignal in eine Mehrzahl von segmentierten Telefaxsignalen segmentiert, von denen jedes eine Bandbreite hat, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist.
Station nach Anspruch 1, bei der der Sprachsignalprozessor (404) und der Signalkombinierer gleichzeitig arbeiten.
Station nach Anspruch 11, bei der der Sprachsignalprozessor (404) eine Sprachsignaldekompressor umfasst.
Station nach Anspruch 11, ferner mit einem an den Signalwandler und den Signalkombinierer (408) gekoppelten Kompander (406).
Station nach Anspruch 11, bei der der Signalkombinerer (408) ein Datenkombinierer ist.
Station nach Anspruch 11, bei die Benutzervorrichtungen einen Telefonhörer und ein Telefaxgerät umfassen.
System für die schnurlose Übertragung von Sprach- und Nichtsprachsignalen zwischen einer Basisstation (200; 300) und einer entfernten Station (400), wobei die Basisstation (200; 300) umfasst: einen Signalwandler (202; 302), der an ein Kommunikationsnetz gekoppelt ist, das Sprach- und Nicht-Sprachsignale überträgt; einen Sprachsignalprozessor (204; 304, 306), der an den Signalwandler (202; 302) zum Erzeugen eines komprimierten Sprachsignals gekoppelt ist; einen Signalsegmentierer (208; 308) der an den Signalwandler (202; 302) gekoppelt ist, zum Segmentieren eines Nicht-Sprachsignals, um wenigstens zwei segmentierte Nicht-Sprachsignale zu erzeugen, von denen jedes eine Bandbreite hat, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist; ein Modem (210; 310), das an den Sprachsignalprozessor (204; 304, 306) und den Signalsegmentierer (208, 308) gekoppelt ist, für die schnurlose Übertragung des komprimierten Sprachsignals und der wenigstens zwei segmentierten Nicht-Sprachsignale an die entfernte Station (400); und die entfernte Station (400) umfasst: ein Modem (410) zum Empfangen eines komprimierten Sprachsignals und der wenigstens zwei segmentierten Nicht-Sprachsignale von der Basisstation; einen Sprachsignalprozessor (404), der an das Modem gekoppelt ist, zum Dekomprimieren des komprimierten Sprachsignals, um ein Sprachsignal zu erzeugen; einen Signalkombinierer (408), der an das Modem gekoppelt ist, zum Kombinieren der wenigstens zwei segmentierten Nicht-Sprachsignale, um ein Nicht-Sprachsignal zu erzeugen, wobei das Nicht-Sprachsignal eine Bandbreite hat, die größer als eine Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist; und einen Codec (402) zum Koppeln des Nicht-Sprachsignals und des Sprachsignals an wenigstens eine Benutzervorrichtung.
Verfahren zum Kommunizieren zwischen einer ersten Station und einer zweiten Station, mit den Schritten: Komprimieren eines Sprachsignals, um ein komprimiertes Sprachsignal zu erzeugen; Verarbeiten eines Nicht-Sprachsignals, um das Nicht-Sprachsignal in wenigstens zwei segmentierte Nicht-Sprachsignale zu segmentieren, wobei jedes segmentierte Nicht-Sprachsignal eine Bandbreite hat, die kleiner oder gleich einer Bandbreite des komprimierten Sprachsignals ist; Schnurloses Übertragen des komprimierten Sprachsignals und der wenigstens zwei segmentierten Nicht-Sprachsignale von der ersten Station an die zweite Station innerhalb eines Kanals, der eine Bandbreite im Wesentlichen gleich der Bandbreite des komprimierten Sprachsignals hat.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Verarbeitungsschritt ferner den Schritt des Kompandierens des Nicht-Sprachsignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem Sprach- und Nicht-Sprachsignal von einem Kommunikationsnetz geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem Sprach- und Nicht-Sprachsignal von wenigstens einer Benutzervorrichtung geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Nicht-Sprachsignal ein Telefaxsignal umfasst.