SE519130C2 - Expansionssystem för personlig telefon - Google Patents

Description

519 130 2. hushållet. Vidare måste varje familjemedlem lyssna till alla meddelanden för att få reda på om något meddelande var avsett för dem.

Telefonföretag och andra har tagit fram röstpost- system, där meddelanden kan lämnas i enskilda brevlådor.

Dessa brevlådor kan nås individuellt och kräver ofta en åtkomstkod. Under det att detta löser några av problemen som är förknippade med telefonsvarare tar företagen ut en månatlig avgift som ökar med tiden.

En högtalartelefon är en annan anordning som en kon- sument kan lägga till för att förbättra sin telefonser- vice. Högtalartelefoner gör det möjligt att använda tele- ("hands free"), ket kan vara till hjälp när man går igenom och diskuterar fonen utan att man använder händerna vil- dokument eller för telefonkonferensändamål. Högtalartele- foner är utsatta för återkoppling från högtalaren till mikrofonen, till skillnad från konventionella mikrotele- foner. Detta har lösts genom anordnande av en signalakti- verad omkopplare, som endast tillåter antingen högtalaren eller mikrofonen att arbeta vid varje tidpunkt. Detta är känt som ett halvduplexsystem. Även om omkopplaren arbe- tar automatiskt medger den inte en standardtelefons fri- flytande konversation.

Följaktligen finns det ett behov av ett system som kan lösa dessa och andra problem som finns i hemtelefon- system.

Kort beskrivning av ritningarna Fig l är ett blockschema över ett expansionssystem för personlig telefon, vilket är uppbyggt i enhet med uppfinningen.

Fig 2 är ett blockschema över en personlig bassta- tion i expansionssystemet för personlig telefon som visas i fig l, vilken basstation är uppbyggd i enlighet med uppfinningen.

Fig 3 är ett blockschema över ett i enlighet med uppfinningen uppbyggt röstmeddelandesystem för den per- sonliga basstationen som visas i fig 2. 519 130 3 Fig 4 är ett blockschema över den i fig 2 visade, personliga basstationens trådlösa gränssnitt, som är uppbyggt i enlighet med uppfinningen.

Fig 5 är ett blockschema över en alternativ utfö- ringsform av den personliga basstationen i fig 2, vilken alternativa utföringsform är uppbyggd i enlighet med upp- finningen.

Fig 6 är ett blockschema över en i enlighet med upp- finningen uppbyggd, portabel enhet i expansionssystemet för personlig telefon.

Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform Ett expansionssystem 10 för personlig telefon, som visas i fig 1, består av en personlig basstation 12, som (TELCO) (eller gränssnitt Detta TELCO 14 ger åt- (PSTN). Ett flertal bärbara enheter 18 eller mikrotelefoner är försedda med är ansluten till ett företag för publik telefoni 14 via ett telefonledningsgränssnitt 16 till det allmänna telefonnätet). komst till ett allmänt telefonnät systemet. De bärbara enheterna 18 används av en person för att kommunicera tal eller data från en av de bärbara enheterna 18 till en användare, som är ansluten till PSTN eller till någon annan av de bärbara enheterna 18 eller till den personliga basstationen 12. För att åstadkomma detta kommunicerar den bärbara enheten 18 med den person- liga basstationen 12 med användning av radiosignaler. De bärbara enheterna 18 kan vara så uppbyggda att de funge- rar som cellulära telefoner av standardtyp när de befin- ner sig utanför den personliga basstationens 12 område.

Den personliga basstationen 12 har ett flertal koda- re/avkodare 22 (se fig 2) för digitalisering av analoga signaler från telefonledningen 16 eller en högtalartele- fon 20 och för att omvandla de digitala signalerna till telefonledningen 16 eller högtalartelefonen 24 till ana- loga. En kodare/avkodare erfordras för varje analog in- gång, dvs analog telefonledning eller högtalartelefon. Om telefonledningen 16 bär digitala signaler så skulle koda- ren/avkodaren 22 inte behövas för den telefonledningen. 519 130 1/ Dessa kodare/avkodare 22 är anslutna till en eko- undertrycknings- och duplexkrets 23. Ekoundertrycknings- och duplexkretsen 23 kan utföra såväl elektrisk som akus- tisk ekoundertryckning. Akustisk ekoundertryckning er- fordras av högtalartelefonen 24, på grund av miljömässiga förhållanden innefattande ekon från väggen. Den elekt- riska ekoundertryckningen används för att eliminera returekot som uppkommer från en diskontinuitet som pà- träffas på telefonledningen 16. Vanligtvis är en diskon- tinuitet resultatet av omkoppling från en tvåtrådsledning till en flertrådsledning.

Ekoundertrycknings- och duplexeringskretsen 23 ger också full duplexeringskapacitet för högtalartelefonen 24. Normalt är högtalartelefoner halvduplex, vilket endast gör det möjligt för en person att tala åt gången.

Detta är nödvändigt för att förhindra återkoppling mellan högtalaren och mikrofonen i högtalartelefonen 24. Eko- undertrycknings- och duplexeringskretsen 23 detekterar varje återkoppling och avlägsnar den innan den tas emot av den andra parten. Detta möjliggör full duplexkapacitet i likhet med det som àstadkoms av en standardtelefon.

En krets 25 för dirigering och omkoppling är anslu- ten till ekoundertryckningskretsen 23, och kan korskoppla ett samtal från telefonledningen 16, högtalartelefonen 24, de bärbara enheterna 18 eller ett röstmeddelande- system 26. En krets 28 för DTMF-alstring och detektering åstadkommer i en utföringsform alstring av nummertag- ningston och ringsignal. Detta gör det möjligt för en bärbar enhet 18 att ha nummertagningston när den anropar en andra bärbar enhet 18 och åstadkommer också ringsig- nalen till den andra bärbara enheten 18. I en annan ut- föringsform åstadkommes alstringen av ringsignalen och nummertagningstonen inte av DTMF-alstrings- och detek- och ett samtal mellan bärbara enheter teringskretsen 28, 18 genomförs som ett cellulärt telefonsamtal av standard- typ. 519 1130 s Röstmeddelandesystemet 26 kan utföra alla normala funktioner för ett röstpostsystem, såsom telefonsvarande, registrering av röstmeddelanden, återgivning av röstmed- delanden och àstadkommande av ett flertal röstbrevlådor som har åtkomstkoder. Ãtkomstkoderna matas in via en telefonknappsats eller en bärbar enhets 18 knappsats.

Nertryckning av en tangent på knappsatsen skapar en två- tonig flerfrekvenssignal (DTMF-signal), som detekteras av en krets 28 för DTMF-alstring och -detektering. Kretsen 28 för DTMF-alstring och -detektering alstrar även DTMF- signaler för telefonsamtal som rings via telefonledningen 16, vilka signaler nämnda PSTN utnyttjar vid dirigering av samtalet till rätt part. Såsom ett alternativ kan en röstigenkänningskrets 30 användas för att begränsa åt- komsten till röstbrevlâdor. Röstigenkänningskretsen 30 skulle också kunna användas för att ringa samtal genom att man enbart säger numret som man önskar ringa. Full- makt att använda den personliga 12 skulle kunna verifie- ras med hjälp av röstigenkänningskretsen 30.

Ett trådlöst gränssnitt 32 kopplar den bärbara en- Det trådlösa gränssnittet 32 formaterar och modulerar/demodulerar sig- heten 18 till den personliga basen 12. nalen som är på väg till och kommer från de bärbara en- heterna 18. Det trådlösa gränssnittet 32 är anslutet till dirigerings- och omkopplingskretsen 25, som utför audio- omkoppling och -dirigering i basen 12.

Röstmeddelandesystemet 26, se fig 3, har en upp- dragstidsfördelare 40, som fungerar som en styrenhet för ett flertal röstmeddelandefunktioner 42, som tillhanda- hålls av röstmeddelandesystemet 26. Röstmeddelandefunk- tionen 42 erfordrar vanligtvis registrering eller upp- spelning av ett röstmeddelande, vilket erfordrar lagring av röstmeddelandet i eller hämtning av röstmeddelandet från ett minne 44. Att lagra ett röstmeddelande kräver ett stort minnesutrymme. För att reducera röstmeddelande- systemets 26 minnesbehov används en audiokompressions-/ audiodekompressionskrets 46, som implementerar en kod- l5 519 130 6 ningsalgoritm, företrädesvis VSELP-algoritmen (vektor- summeexciterad, linjär prediktor).

Det trådlösa gränssnittet 32 visas mera detaljerat i fig 4. Kodarna/avkodarna 22 digitaliserar, såsom har nämnts ovan, alla inkommande röst- och datasignaler. De digitaliserade signalerna är i ett format som benämnes linjär PCM (pulskodad modulation). I avsikt att reducera bandbreddsbehoven kodas denna linjära PCM till en adaptiv PCM (ADPCM) med hjälp av en krets 50 för ADPCM-kodning/- -avkodning. ADPCM erfordrar endast 32 kbit bandbredd eller 16 kbit för ADPCM med halv hastighet, cerar bandbreddsbehoven med en tredjedel eller mer. vilket redu- Röst- signaldata formateras därefter för multiplexeringsschemat (TDMA), Detta åstadkommes av en krets 52 med tiddelad fleranvändarátkomst som används av expansionssystemet 10. för luftgränssnittstidanpassning och synkronisering. Där- ifrån moduleras sedan data med hjälp av en QPSK-sändtaga- re 54, som skickar den modulerade signalen till antennen 56 för sändning till de bärbara enheterna 18.

Fig 5 visar ett blockschema över maskinvaran i en annan utföringsform av den personliga basstationen 12, som är uppbyggd i enlighet med uppfinningen. Hjärtat i den personliga basstationen 12 är en integrerad krets (IC) (DSP). Denna DSP 60 är en IC med en specialiserad behandling som är utfor- 6O med en digital signalprocessor mad att utföra vågformsbehandlingsfunktioner extremt effektivt. Den personliga basstationen 12 kan innefatta en styrenhet-IC 62, som koordinerar och styr aktiviteter- na hos DSP:n 60 och hos den andra maskinvaran i den per- sonliga basen 12. Om en mer kraftfull DSP 60 används kan den funktion som utförs av styrenheten 62 utföras av den- na DSP 60. DSP:n 60 och styrenheten 62 har en instruk- tionsuppsättning 63, som bringar DSP:n 60 och styrenheten 62 att utföra de funktioner som erfordras av expansions- systemet 10. Dessa funktioner innefattar kodning/avkod- ning 22, ekoundertryckning och duplex 23, delegering och DTMF och alstringsdetektering 28, omkoppling 25, röst- 519 130 ¥ igenkänning 30, net 44, röstmeddelandehantering 26, förutom min- och ADPCM-kodomvandling 50.

En telefonledning 16 visas ansluten till nämnda DSP 60. En inbyggd högtalartelefon 64 är också ansluten till denna DSP 60. Minnet för röstmeddelanden utgörs av ett ROM 66 och ett RAM 68. Nämnda RAM 68 används för lagring av meddelandena som lämnas i (läsminne) (direktminne) röstbrevlådorna. Nämnda ROM 66 används för lagring av fonem, elementära enheter av talet, som används av DSP:n 60 för att alstra användarmeddelanden. Den personliga basstationen 12 kan innefatta en ADPCM-kodomvandlare 70, men denna funktion kan utföras av DSP:n 60 om denna DSP 60 har tillräcklig kraft efter att ha mött de andra sys- tembehoven. En tillämpningsspecifik, (ASIC) för att formatera data för TDMA-multi- plexeringsschemat som används av den personliga basen 12. integrerad krets 72 används När dessa data är formaterade moduleras de av en QPSK- sändtagare 54 och skickas till antennen 56 för sändning till de bärbara enheterna 18.

Ett blockschema över en bärbar enhet 18 visas i fig 6. Den bärbara enheten 18 har en mikrofon 80 och en hög- talare 82, vilka båda är anslutna till en audioprocessor 84. Audioprocessorn utför analog-digital- och digital- analogomvandlingarna. naldata till ADPCM och formaterar datana för TDMA-multi- Den kodar också utgående röstsig- plexeringsschemat. En mikroprocessor 86 styr en frekvens- syntetisator 88, som alstrar lokaloscillatorn LO för en mottagare 90 eller bärvågen för en sändare 92. Sändaren 92 och mottagaren 90 är anslutna till en antenn 94. Det behövs inte någon duplexerare eftersom den bärbara en- heten 18 utnyttjar tiddelad duplexering, varför den en- dast sänder i en given tidlucka och endast tar emot i en annan tidlucka.

Med detta system kan en användare expandera sin hem- telefontjänst väsentligt. Med användning av en enda tele- fonledning 16 kan användaren ha upp till fyra bärbara en- heter 18. Alla fyra bärbara enheterna 18 kan delta i ett 519 130 8' enda telefonsamtal över telefonledningen 16. Alternativt kan den enda telefonledningen 16 användas av en av de bärbara enheterna 18, medan en andra bärbar enhet 18 kan användas för att kontrollera eller lämna röstpostmedde- landen. Ytterligare en tredje bärbar enhet 18 skulle kunna skicka ett samtal till högtalartelefonen 24 eller till den fjärde bärbara enheten 18. Om användaren önskar lämna de områden som täcks av hans personliga basstation 12 med en av de bärbara enheterna 18 så är de utrustade för kommunikation via det cellulära telefonsystemet.

Detta har till följd att användaren endast behöver en enda telefon för att vara nåbar var som helst.

I en utföringsform kan den personliga basen 12 be- tjäna två bärbara enheter 18. När en tredje bärbar enhet 18 läggs till adderas en ADPCM-IC 70 till den personliga basen 12. Om en fjärde bärbar enhet 18 önskas utökas den personliga basstationen 12 med ytterligare en ADPCM-IC 70. Detta gör systemet 10 enkelt att skala för extra bär- bara enheter 18.

Förutom att det fungerar som en sorts personlig PBX förser expansionssystemet 10 användaren med full röst- postkapacitet med användning av röstmeddelandesystemet 26. Systemet 10 kan valbart vara utrustat med röstigen- känningskapacitet 30. Allt detta är inrymt i en enda per- sonlig bas 12 och de tillhörande bärbara enheterna 18.

Ett telefonexpansionssystem har beskrivits vilket expanderar antalet användbara handtelefoner, fungerar som en högtalartelefon och ger röstpostkapacitet. Systemet ersätter en användartelefonsvarare, bärbar telefon och Väggtelefon, och tillhandahåller kapacitet som inte finns i någon av dessa enheter.

För fackmannen är det uppenbart att många modifie- ringar kan göras av uppfinningen utan att man avviker från uppfinningens ram. T ex skulle den personliga bas- stationen 12 kunna anpassas för två telefonlinjer. Alter- nativt skulle nämnda DSP 60 kunna ersättas av en RISC ("reduced instruction set code integrated circuit"). Alla 519 130 9 sådana modifieringar betraktas som en del av uppfinnarens exklusiva rätt i denna uppfinning. För en full förståelse för uppfinningens ram hänvisas till de bifogade patent- kraven.

Claims (7)

10 15 20 25 30 519 130 /0 PATENTKRAV

1. Basstation för ett trådlöst telefonsystem vilket är anslutet till ett allmänt telefonnät (14) och innefattar flera bärbara enheter (18), varvid basstationen (12) mottar en analog signal och en av en av de bärbara enheterna (18) utsänd modulerad digitaliserad signal och uppvisar: En kodare/avkodare (22) för mottagning och digitalisering av den analoga signalen för att dirigera denna vidare som en digitaliserad analog signal; ett trådlöst gränssnitt (32) för mottagning och demodulering av den modulerade digitaliserade signalen för att dirigera denna vidare såsom en digitaliserad signal; ett digitalt röstmeddelandesystem (26); och en digital dirigerings- och omkopplingskrets (25) vilken är kopplad med det digitala röstmeddelandesystemet (26), kodaren/avkodaren (22) och det trådlösa gränssnittet (32), för att mottaga den digitaliserade analoga signalen från kodaren/avkodaren (22) och dirigera denna till det digitala röstmeddelandesystemet (26) eller till det trådlösa gränssnittet (32), såväl som att mottaga den digitaliserade signalen från det trådlösa gränssnittet (32) och dirigera denna till det digitala röstmeddelandesystemet (26) eller till kodaren/avkodaren (22); varvid det digitala röstmeddelandesystemet (26) mottar den digitaliserade analoga signalen och den digitaliserade signalen från dirigerings- och omkopplingskretsen (25), lagrar dessa som digitaliserade meddelanden och vid avrop dirigerar dessa till dirigerings- och omkopplingskretsen (25); och dirigerings- och omkopplingskretsen (25) mottar de från det digitala röstmeddelandesystemet (26) dirigerade digitaliserade meddelandena och dirigerar dessa till kodaren/avkodaren (22) ändrade patentkrav 2002-08-27.doc,- 02-08-28 10 15 20 25 30 519 130 n eller till det trådlösa gränssnittet (32), och därutöver àterdirigerar den av det trådlösa gränssnittet (32) mottagna digitaliserade signalen till det trådlösa gränssnittet (32) för en överföring till en annan bärbar enhet (18).

2. Basstation enligt patentkravet 1, varvid det trådlösa gränssnittet (32) uppvisar en kodare/avkodare för adaptiv differentiell pulskodmodulation (50, ADPCM-kodare/avkodare) för var och en av de flera bärbara enheterna (18) och basstationen är utökningsbar genom utökning med en ytterligare ADPCM-kodare/avkodare (50) dock ej en ytterligare kodare/avkodare (22) för varje tillagda bärbara enhet (18).

3. Basstation enligt patentkrav 1 eller 2, varvid den analoga signalen kommer frán en högtalartelefon (24) hos basstationen.

4. Basstation enligt ett av patentkraven 1 till 3, varvid den analoga signalen kommer från det publika telefonnätet (14).

5. Basstation enligt patentkrav 4, varvid den digitala dirigerings- och omkopplingskretsen (25) är lämpad för att koppla det allmänna telefonnätet (14) samtidigt med ett förutbestämt antal bärbara enheter (18) varigenom detta antal av bärbara enheter (18) deltar i ett samtal över det allmänna telefonnätet (14).

6. Basstation enligt patentkrav 4 eller 5, varvid den digitala dirigerings- och omkopplingskretsen (25) är lämpad att koppla det allmänna telefonnätet (14) med en första bärbar enhet (18) och samtidigt att koppla en andra bärbar enhet (18) med det digitala röstmeddelandesystemet (26), varigenom ett första samtal mellan det allmänna telefonnätet (14) och den första bärbara enheten (18) äger rum, medan samtidigt ett ändrade patentkrav 2002-08-27.doc; 02-08-28 10 15 20 25 519 130 /ál andra samtal mellan det digitala röstmeddelandesystemet (26) och den andra bärbara enheten (18) äger rum.

7. Basstation enligt patentkrav 6, varvid den digitala dirigerings- och omkopplingskretsen (25) vidare är lämpad för att koppla en tredje bärbar enhet (18) med en fjärde bärbar enhet (18), varigenom ett tredje samtal mellan den tredje och den fjärde bärbara enheten (18) äger rum, medan samtidigt det första och andra samtalet äger rum. ändrade patentkrav 2002-08-27.doc; 02-08-23