TWI423642B - 用於數位無線通信網路上之資料通信之頻帶內數據機之系統及方法 - Google Patents

用於數位無線通信網路上之資料通信之頻帶內數據機之系統及方法 Download PDF

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Description

用於數位無線通信網路上之資料通信之頻帶內數據機之系統及方法
本揭示案大體而言係關於話音頻道上之資料傳輸。更特定言之，本揭示案係關於在通信網路中經由話音編碼解碼器(頻帶內)傳輸非話音資訊。
本發明主張以下美國臨時申請案之優先權：2008年6月5日申請之題為「ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS」的美國臨時申請案第61/059,179號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中；及2008年8月11日申請之題為「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS(OR CELLULAR)COMMUNICATION NETWORKS」的美國臨時申請案第61/087,923號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中；及2008年9月2日申請之題為「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS(OR CELLULAR)COMMUNICATION NETWORKS」的美國臨時申請案第61/093,657號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中；及2008年12月16日申請之題為「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS(OR CELLULAR)COMMUNICATION NETWORKS」的美國臨時申請案第61/122,997號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中；及2009年2月10日申請之題為「SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BI-DIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY」的美國臨時申請案第61/151,457號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中；及2009年4月6日申請之題為「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS(OR CELLULAR)COMMUNICATION NETWORKS」的美國臨時申請案第61/166,904號，且該案已讓與給本發明之受讓人且特此以引用的方式明確地併入本文中。
相關的同在申請中之美國專利申請案包括：與本發明同時申請之具有代理人檔案號碼081226U1 的「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS」，該案已讓與給本發明之受讓人且以引用的方式明確地併入本文中；與本發明同時申請之具有代理人檔案號碼081226U2 的「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS」，該案已讓與給本發明之受讓人且以引用的方式明確地併入本文中；與本發明同時申請之具有代理人檔案號碼081226U3 的「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS」，該案已讓與給本發明之受讓人且以引用的方式明確地併入本文中。
與本發明同時申請之具有代理人檔案號碼081226U4 的「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS」，該案已讓與給本發明之受讓人且以引用的方式明確地併入本文中。
與本發明同時申請之具有代理人檔案號碼081226U6 的「SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS」，該案已讓與給本發明之受讓人且以引用的方式明確地併入本文中。
由於固定線電話及無線電(wireless radio)之出現，話音之傳輸已成為通信系統中之支柱。通信系統研究及設計上之進步已使該產業走向基於數位之系統。數位通信系統的一個益處為藉由對待傳送之資料實施壓縮而減小所需的傳輸頻寬之能力。結果，大部分研究及開發已進入壓縮技術、尤其是話音寫碼之領域中。普通話音壓縮裝置為「聲碼器」且亦可互換地稱為「話音編碼解碼器」或「話音寫碼器」。聲碼器接收經數位化之話音樣本且產出資料位元之集合(稱為「話音封包」)。若干標準化聲碼編碼演算法存在以支援需要話音通信之不同數位通信系統，且事實上，話音支援為當今大部分通信系統中之最小且基本之要求。第三代合作夥伴計劃2(3GPP2)為一實例標準化組織，其指定IS-95、CDMA2000 1xRTT(1x無線電傳輸技術)、CDMA2000 EV-DO(演進資料最佳化)及CDMA2000 EV-DV(演進資料/語音)通信系統。第三代合作夥伴計劃為另一實例標準化組織，其指定GSM(全球行動通信系統)、UMTS(通用行動電信系統)、HSDPA(高速下行鏈路封包存取)、HSUPA(高速上行鏈路封包存取)、HSPA+(高速封包存取演進)及LTE(長期演進)。VoIP(網際網路協定語音)為用於3GPP及3GPP2中所界定之通信系統以及其他中的實例協定。此等通信系統及協定中所使用的聲碼器之實例包括ITU-T G.729(國際電信聯盟)、AMR(適應性多速率話音編碼解碼器)及EVRC(增強型可變速率編碼解碼器話音服務選項3、68、70)。
資訊共用為當今之通信系統的主要目標以支援對於瞬時及遍存連接性之需求。當今之通信系統的使用者傳送話音、視訊、文字訊息及其他資料以保持連接。正在開發中之新應用傾向於在速度上超過網路之演進且可能需要對通信系統調變方案及協定之升級。在一些遠端地理區域中，歸因於對系統中之高級資料服務之基礎架構支援的缺乏，僅話音服務可為可用的。或者，歸因於經濟原因，使用者可選擇僅啟用其通信器件上之話音服務。在一些國家中，在通信網路中委託公眾服務支援，諸如緊急911(E911)或車載緊急呼叫(eCall)。在此等緊急應用實例中，快速資料傳送為優先的，但不一定現實，尤其當在使用者終端機處不能獲得高級資料服務時。先前技術已提供了對經由話音編碼解碼器傳輸資料之解決方案，但歸因於在試圖以聲碼器編碼非話音信號時招致的寫碼低效率，此等方案僅能夠支援低資料速率傳送。
藉由大部分聲碼器實施的話音壓縮演算法利用「合成式分析」技術來以參數之集合建模人類聲道。該等參數集合通常包括數位濾波器係數、增益及稱為碼簿之所儲存信號(僅舉幾個例子)的函數。在聲碼器之編碼器處執行對最緊密匹配輸入話音信號特性之參數的搜尋。接著在聲碼器之解碼器處使用該等參數以合成對輸入話音之估計。將聲碼器可用於編碼信號之參數集合調諧至以有聲週期區段以及具有似雜訊特性之無聲區段為特徵的最佳模型話音。不含有週期或似雜訊特性之信號未由聲碼器有效地編碼且在一些情況下可能導致解碼輸出處之嚴重失真。不展現話音特性之信號的實例包括迅速改變的單頻「載頻調」信號或雙音多頻「DTMF」信號。大部分聲碼器不能有效率地且有效地編碼此等信號。
經由話音編碼解碼器傳輸資料通常被稱為「頻帶內」傳輸資料，其中資料併入至自話音編碼解碼器輸出之一或多個話音封包中。若干技術使用在話音頻帶內之預定頻率下的音調來表示資料。歸因於系統中所使用之聲碼器，使用預定頻率載頻調來經由話音編碼解碼器傳送資料(尤其在較高資料速率下)係不可靠的。聲碼器經設計以使用有限數目個參數建模話音信號。該等有限參數不足以有效地建模載頻調信號。聲碼器建模載頻調之能力在試圖藉由快速改變載頻調而增加傳輸資料速率時進一步降級。此影響偵測準確性且導致必須添加複雜方案以最小化資料誤差(此又進一步降低通信系統之整體資料速率)。因此，對在通信網路中經由話音編碼解碼器有效率地且有效地傳輸資料之需要上升。
因此，提供一種用於在通信網路中經由話音編碼解碼器傳輸及接收資訊之經改良系統可為有利的。
本文中所揭示之實施例藉由使用一頻帶內數據機來經由一話音編碼解碼器可靠地傳輸且接收非話音資訊而解決上述需要。
在一實施例中，一種經由一話音編碼解碼器發送非話音資訊之方法包含：處理複數個輸入資料符號以產出複數個第一脈衝信號；整形該複數個第一脈衝信號以產出複數個經整形第一脈衝信號；及用一話音編碼解碼器編碼該複數個經整形第一脈衝信號。
在另一實施例中，一種裝置包含：一處理器，其經組態以處理複數個輸入資料符號以產出複數個第一脈衝信號；一整形器，其經組態以整形該複數個第一脈衝信號以產出複數個經整形第一脈衝信號；及一話音編碼解碼器，其經組態以編碼該複數個經整形第一脈衝信號以產出一話音封包。
在另一實施例中，一種裝置包含：用於處理複數個輸入資料符號以產出複數個第一脈衝信號之構件；用於整形該複數個第一脈衝信號以產出複數個經整形第一脈衝信號之構件；及用於用一話音編碼解碼器編碼該等經整形第一脈衝信號之構件。
在另一實施例中，一種經由一話音編碼解碼器同步非話音訊框之方法包含：產生具有似雜訊特性且對於話音訊框錯誤穩健之一預定序列；及經由一話音編碼解碼器發送該預定序列。
在另一實施例中，一種裝置包含：一產生器，其經組態以產生具有似雜訊特性且對於話音訊框錯誤穩健之一預定序列；及一話音編碼解碼器，其經組態以處理該預定序列以產出一話音封包。
在另一實施例中，一種裝置包含：用於產生具有似雜訊特性且對於話音訊框錯誤穩健之一預定序列之構件；及用於經由一話音編碼解碼器發送該預定序列之構件。
在另一實施例中，一種獲得嵌入於一聲碼器封包中之非話音資料之方法包含：接收且解碼該聲碼器封包；對該經解碼之聲碼器封包濾波直至偵測到一同步信號為止；基於該同步信號計算一時序偏移；及基於該時序偏移提取嵌入於該經解碼之聲碼器封包中之非話音資料。
在另一實施例中，一種裝置包含：一接收器，其經組態以接收且解碼一聲碼器封包；一濾波器，其經組態以對該經解碼之聲碼器封包濾波，直至偵測到一同步信號為止；一計算器，其經組態以基於該同步信號計算一時序偏移；及一提取器，其經組態以基於該時序偏移提取嵌入於該經解碼之聲碼器封包中之非話音資料。
在另一實施例中，一種裝置包含：用於接收且解碼一聲碼器封包之構件；用於對該經解碼之聲碼器封包濾波直至偵測到一同步信號為止之構件；用於基於該同步信號計算一時序偏移之構件；及用於基於該時序偏移提取嵌入於該經解碼之聲碼器封包中之非話音資料之構件。
在另一實施例中，一種在一頻帶內通信系統中控制自一目的地終端機之源終端機傳輸的方法包含：自一目的地終端機傳輸一開始信號；在偵測到一第一接收信號後即中斷開始信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一NACK信號；在偵測到一成功接收之源終端機資料訊息後即中斷NACK信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一ACK信號；及在已傳輸預定數目個ACK信號之後中斷ACK信號之傳輸。
在另一實施例中，一種裝置包含一處理器、與該處理器電子通信之記憶體、儲存於該記憶體中之指令，該等指令能夠執行以下步驟：自一目的地終端機傳輸一開始信號；在偵測到一第一接收信號後即中斷開始信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一NACK信號；在偵測到一成功接收之源終端機資料訊息後即中斷NACK信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一ACK信號；及在已傳輸預定數目個ACK信號之後中斷ACK信號之傳輸。
在另一實施例中，一種用於在一頻帶內通信系統中控制自一目的地終端機之源終端機傳輸的裝置包含：用於自一目的地終端機傳輸一開始信號之構件；用於在偵測到一第一接收信號後即中斷開始信號之傳輸之構件；用於自該目的地終端機傳輸一NACK信號之構件；用於在偵測到一成功接收之源終端機資料訊息後即中斷NACK信號之傳輸之構件；用於自該目的地終端機傳輸一ACK信號之構件；及用於在已傳輸預定數目個ACK信號之後中斷ACK信號之傳輸之構件。
在另一實施例中，一種在一頻帶內通信系統中控制自一源終端機之源終端機傳輸的方法包含：偵測該源終端機處之一請求信號；在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段；及在偵測到一第一接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸。
在另一實施例中，一種裝置包含一處理器、與該處理器電子通信之記憶體、儲存於該記憶體中之指令，該等指令能夠執行以下步驟：偵測一源終端機處之一請求信號；在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段；及在偵測到一第一接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸。
在另一實施例中，一種用於在一頻帶內通信系統中控制自一源終端機之源終端機傳輸的裝置包含：用於偵測該源終端機處之一請求信號之構件；用於在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號之構件；用於使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段之構件；及用於在偵測到一第一接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸之構件。
在另一實施例中，一種在一頻帶內通信系統中控制自一目的地終端機之雙向資料傳輸的方法包含：自該目的地終端機傳輸一發送信號；在偵測到一第一接收信號後即中斷發送信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該目的地終端機傳輸一使用者資料區段；及在偵測到一第二接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸。
在另一實施例中，一種裝置包含一處理器、與該處理器電子通信之記憶體、儲存於該記憶體中之指令，該等指令能夠執行以下步驟：自該目的地終端機傳輸一發送信號；在偵測到一第一接收信號後即中斷發送信號之傳輸；自該目的地終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該目的地終端機傳輸一使用者資料區段；及在偵測到一第二接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸。
在另一實施例中，一種用於在一頻帶內通信系統中控制自一目的地終端機之雙向資料傳輸的裝置包含：用於自該目的地終端機傳輸一發送信號之構件；用於在偵測到一第一接收信號後即中斷發送信號之傳輸之構件；用於自該目的地終端機傳輸一同步信號之構件；用於使用一第一調變方案自該目的地終端機傳輸一使用者資料區段之構件；及用於在偵測到一第二接收信號後即中斷使用者資料區段之傳輸之構件。
在另一實施例中，一種用於在一頻帶內通信系統上將資料自含有一車載系統(IVS)之一車輛傳達至一公眾安全回答點(PSAP)的系統包含：位於該IVS中之一或多個感測器，其用於提供IVS感測器資料；位於該IVS中之一IVS傳輸器，其用於傳輸該IVS感測器資料；位於該PSAP中之一PSAP接收器，其用於接收該IVS感測器資料；位於該PSAP中之一PSAP傳輸器，其用於傳輸PSAP命令資料；位於該IVS中之一IVS接收器，其用於接收該PSAP命令資料；其中該IVS傳輸器包含：一IVS訊息格式化器，其用於格式化該IVS感測器資料且產出一IVS訊息；一IVS處理器，其用於處理該IVS訊息且產出複數個IVS經整形脈衝信號；一IVS話音編碼器，其用於編碼該等IVS經整形脈衝信號且產出一IVS經編碼信號；一IVS同步產生器，其用於產生一IVS同步信號；及一IVS傳輸控制器，其用於傳輸IVS同步信號及IVS訊息之一序列；其中該PSAP接收器包含：一PSAP偵測器，其用於偵測該IVS同步信號及產出一PSAP同步旗標；一PSAP解調變器，其用於解調變該IVS訊息及產出一所接收之IVS訊息；其中該PSAP傳輸器包含：一PSAP訊息格式化器，其用於格式化該PSAP命令資料及產出一PSAP命令訊息；一PSAP處理器，其用於處理該PSAP命令訊息及產出複數個PSAP經整形脈衝信號；一PSAP話音編碼器，其用於編碼該等PSAP經整形脈衝信號及產出一PSAP經編碼信號；一PSAP同步產生器，其用於產生一PSAP同步信號；及一PSAP傳輸控制器，其用於傳輸PSAP同步信號及PSAP命令訊息之一序列；其中該IVS接收器包含：一IVS偵測器，其用於偵測該PSAP同步信號及產出一IVS同步旗標；及一IVS解調變器，其用於解調變該等PSAP訊息及產出一所接收之PSAP訊息。
當結合隨附圖式考慮時，本文中所描述之實施例的態樣及伴隨優點將藉由參考以下實施方式而變得更容易顯而易見。
圖1展示如可實施於一無線源終端機100內的頻帶內資料通信系統之一實施例。源終端機100經由通信頻道501及502、網路500及通信頻道503與目的地終端機600通信。合適無線通信系統之實例包括根據全球行動通信系統(GSM)、第三代合作夥伴計劃通用行動電信系統(3GPP UMTS)、第三代合作夥伴計劃2分碼多重存取(3GPP2 CDMA)、分時同步分碼多重存取(TD-SCDMA)及微波存取全球互通(WiMAX)標準操作之蜂巢式電話系統。熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之技術可同樣應用於不涉及無線頻道之頻帶內資料通信系統。通信網路500包括投送及/或切換設備、通信鏈路及適於建立介於源終端機100與目的地終端機600之間之通信鏈路的其他基礎架構之任何組合。舉例而言，通信頻道503可不為無線鏈路。源終端機100通常充當語音通信器件。
傳輸器
傳輸基頻200通常經由一聲碼器投送使用者話音，但其亦能夠回應於一發源於源終端機或通信網路之請求而經由該聲碼器投送非話音資料。經由聲碼器投送非話音資料係有利的，因為其消除對源終端機在單獨通信頻道上請求且傳輸資料之需要。將非話音資料格式化成訊息。將訊息資料(仍為數位形式)轉換成包含經整形脈衝之一似雜訊信號。將訊息資料資訊建置至該似雜訊信號之脈衝位置中。藉由聲碼器編碼該似雜訊信號。聲碼器並不取決於輸入為使用者話音還是非話音資料而不同地組態，因此將訊息資料轉換成可由分配給聲碼器之傳輸參數集合有效地編碼之信號為有利的。在通信鏈路上在頻帶內傳輸經編碼之似雜訊信號。因為所傳輸之資訊經建置於似雜訊信號之脈衝位置中，所以可靠偵測取決於脈衝相對於話音編碼解碼器訊框邊界之時序的恢復。為了輔助接收器偵測頻帶內傳輸，在訊息資料之傳輸之前由聲碼器產生且編碼一預定同步信號。傳輸同步、控制及訊息之一協定序列以確保非話音資料在接收器處的可靠偵測及解調變。
參考傳輸基頻200，信號輸入音訊S210經輸入至麥克風及音訊輸入處理器215且經由多工器220傳送至聲碼器編碼器270中(在其中產生經壓縮的有聲封包)。合適之音訊輸入處理器通常包括用於將輸入信號轉換成一數位信號之電路及用於整形該數位信號之一信號調節器(諸如，低通濾波器)。合適聲碼器之實例包括藉由以下參考標準描述之彼等聲碼器：GSM-FR、GSM-HR、GSM-EFR、EVRC、EVRC-B、SMV、QCELP13K、IS-54、AMR、G.723.1、G.728、G.729、G.729.1、G.729a、G.718、G.722.1、AMR-WB、EVRC-WB、VMR-WB。聲碼器編碼器270將語音封包供應至傳輸器295及天線296，且該等語音封包係在通信頻道501上傳輸。
可由源終端機起始對資料傳輸之請求，或經由通信網路起始對資料傳輸之請求。資料傳輸請求S215經由多工器220停用語音路徑且啟用傳輸資料路徑。輸入資料S200由資料訊息格式化器210預處理且作為Tx訊息S220輸出至Tx資料數據機230。輸入資料S200可包括使用者介面(UI)資訊、使用者位置/定位資訊、時間戳記、設備感測器資訊，或其他合適資料。合適資料訊息格式化器210之實例包括用於計算循環冗餘檢查(CRC)位元且將循環冗餘檢查(CRC)位元附加至輸入資料、提供重新傳輸緩衝記憶體、實施諸如混合式自動重複請求(HARQ)之錯誤控制寫碼及交錯輸入資料的電路。Tx資料數據機230將Tx訊息S220轉換成經由多工器220投送至聲碼器編碼器270之資料信號Tx資料S230。一旦資料傳輸完成，便可經由多工器220再啟用語音路徑。
圖2為圖1中所示之Tx資料數據機230之合適實例方塊圖。三個信號：同步輸出S245、靜音輸出S240及Tx調變器輸出S235可經由多工器259在時間上多工至Tx資料S230輸出信號上。應認識到，信號同步輸出S245、靜音輸出S240及Tx調變器輸出S235之不同次序及組合可輸出至Tx資料S230上。舉例而言，可先於每一Tx調變器輸出S235資料區段發送同步輸出S245。或者，可先於一完整的Tx調變器輸出S235發送同步輸出S245一次，在每一Tx調變器輸出S235資料區段之間發送靜音輸出S240。
同步輸出S245為用於建立接收終端機處之時序的同步信號。由於資料資訊經建置於似雜訊信號之脈衝位置中，所以需要同步信號來建立時序以用於所傳輸之頻帶內資料。圖3A展示圖2中所示之同步產生器240之合適實例方塊圖。三個信號：同步叢發S241、喚醒輸出S236及同步前置項輸出S242可經由多工器247在時間上多工至同步輸出S245信號上。應認識到，同步叢發S241、喚醒輸出S236及同步前置項輸出S242之不同次序及組合可輸出至同步輸出S245上。舉例而言，圖3B展示一包含喚醒輸出S236及同步前置項輸出S242之同步產生器240，其中可先於每一同步前置項輸出S242發送喚醒輸出S236。或者，圖3C展示一包含同步叢發S241及同步前置項輸出S242之同步產生器240，其中可先於每一同步前置項輸出S242發送同步叢發S241。
返回參看圖3A，同步叢發S241用於建立接收器處之粗時序且包含具有一預定取樣率、序列及持續時間的至少一個正弦頻率信號且由圖4中所示之同步叢發250予以產生。正弦頻率1251表示二進位資料+1，且頻率2 252表示二進位資料-1。合適信號之實例包括語音頻帶中之恆定頻率正弦曲線，諸如用於一個正弦信號之395Hz、540Hz及512Hz，及用於另一正弦信號之558Hz、1035Hz及724Hz。同步叢發序列253判定哪個頻率信號經由多工器254而多工。調變至同步叢發上之資訊序列應為具有良好自相關性質之資訊序列。合適同步叢發序列253之實例為圖5中所示之長度為7的巴克碼(Barker code)。針對每一「+」符號，在同步叢發S241上輸出頻率1正弦曲線，且針對每一「-」符號，輸出頻率2正弦曲線。
返回參看圖3A，同步前置項輸出S242用於建立接收器處之精細(基於樣本之)時序且包含一在接收器處已知之預定資料樣式。同步前置項輸出S242預定資料樣式之合適實例為圖6A中所示之同步前置項序列241。藉由串連一偽隨機雜訊(PN)序列242之若干週期與PN序列242之經重疊及添加之結果及PN序列之反相版本244而產生複合前置項序列245。複合前置項序列245中之「+」符號表示二進位資料+1，且「-」符號表示二進位資料-1。另一合適實例將值為零之樣本插入於PN序列之資料位元之間。此在資料位元之間提供時間距離以說明由傾向於在若干位元時間間隔上擴展資料位元之能量的頻道之帶通濾波器特性引起的「拖尾(smearing)」影響。
使用PN序列與PN序列之反相版本的重疊區段之串連週期的同步前置項之先前所描述之構造提供在減少的傳輸時間、經改良之相關性質及經改良之偵測特性方面之優點。該等優點產生一對於話音訊框傳輸錯誤穩健之前置項。
藉由重疊該等PN區段，所得之複合同步前置項由序列中之少量位元組成(相比於非重疊版本而言)，藉此減少傳輸複合前置項序列245所需的總時間。
為了說明在重疊之同步前置項之相關性質上的改良，圖7A及圖7B展示下列兩者之間的比較：PN序列242與非重疊之複合前置項序列245b之相關(於圖6B中展示)；與PN序列242與重疊之複合同步前置項序列245之相關(於圖6A中展示)。圖7A展示非重疊之複合同步前置項序列245b之主要相關峰(正峰及負峰兩者)，以及位於該等主要峰之間的次要相關峰。負峰1010由PN序列242與非重疊之複合前置項序列245b之第一反相區段的相關予以產生。正相關峰1011、1012、1013由PN序列242與PN序列242之構成非重疊之複合前置項序列245b之中間部分的三個串連區段之相關予以產生。負峰1014由PN序列242與非重疊之複合前置項序列245b之第二反相區段的相關予以產生。在圖7A中，次要相關峰1015(對應於與第一正相關峰1011的3個樣本之偏移)展示一大約5的量值(主要峰之量值的1/3)。圖7B展示重疊之複合同步前置項序列245之若干主要相關峰(正峰及負峰兩者)，以及在該等主要峰之間的次要相關峰。在圖7B中，次要相關峰1016(對應於與第一正相關峰1011的3個PN樣本之偏移)展示一大約3的量值(主要峰之量值的1/5)。當與圖7A中所示的非重疊之次要峰1015實例相比時，圖7B中所示的重疊之前置項的次要相關峰1016之較小量值引起前置項主要相關峰之較少假偵測。
如圖7B中所示，當使PN序列242與複合同步前置項序列245相關時，產生五個主要峰。所示樣式(1個負峰，3個正峰，及1個負峰)允許基於任何3個偵測到的峰及該等峰之間的對應時間距離來判定訊框時序。3個偵測到的峰與對應時間距離之組合始終為獨特的。表1中展示相關峰樣式之類似描繪，其中針對負峰藉由「-」且針對正峰藉由「+」來提及相關峰。使用獨特相關峰樣式之技術對於頻帶內系統為有利的，因為該獨特樣式補償可能的話音訊框損失(例如，歸因於不良頻道條件)。遺失話音訊框亦可導致遺失相關峰。藉由使相關峰之獨特樣式隔開預定時間距離，接收器可可靠地偵測同步前置項，即使具有導致遺失之相關峰的遺失話音訊框亦如此。表2中展示樣式中的3個偵測到的峰之組合之若干實例(每一實例中遺失2個峰)。表2中之每一輸入項表示峰之獨特樣式及該等峰之間的時間距離。表2中之實例1展示偵測到的峰3、4及5(峰1及2遺失)，從而產生在每一峰之間具有一個預定距離的樣式「++-」。表2中之實例2及3亦展示樣式「++-」，然而距離不同。實例2在偵測到的峰2與4之間具有兩個預定距離，而實例3在偵測到的峰3與5之間具有兩個預定距離。因此，實例1、2及3各自表示一可導出訊框時序之獨特樣式。應認識到，該等偵測到的峰可延伸跨越訊框邊界，但該等獨特樣式及預定距離仍適用。
熟習此項技術者將認識到，可使用一產生一不同於圖7B及表1中所示之相關峰樣式的相關峰樣式之不同前置項序列。熟習此項技術者亦將認識到，多個相關峰樣式可用於識別不同操作模式或傳輸資訊位元。表3中展示一替代相關峰樣式之一實例。如先前所描述，表3中所示之相關峰樣式維持一可導出訊框時序之獨特樣式。具有多個相關峰樣式對於識別接收器處之不同傳輸器組態如訊息格式或調變方案係有利的。
再次參看圖3A，喚醒輸出S236用於觸發聲碼器編碼器270自一睡眠狀態、低傳輸速率狀態或不連續傳輸狀態喚醒。喚醒輸出S236亦可用於阻止聲碼器編碼器270進入睡眠、低傳輸或不連續傳輸狀態。由喚醒產生器256產生喚醒輸出S236。喚醒信號在經由聲碼器傳輸頻帶內資料時為有利的，聲碼器實施睡眠、不連續傳輸功能(DTX)，或在非作用中語音區段期間以較低傳輸速率操作以最小化可能在自語音非作用中狀態轉變至語音作用中狀態時出現之起動延遲。喚醒信號亦可用於識別傳輸模式之特性；例如，所使用的調變方案之類型。合適喚醒輸出S236信號之第一實例為具語音頻帶中之恆定頻率(諸如，395Hz)之單一正弦信號。在此第一實例中，喚醒信號阻止聲碼器編碼器270進入睡眠、DTX或低速率狀態。在此第一實例中，接收器忽視所傳輸的喚醒輸出信號S236。合適喚醒輸出S236之第二實例為一包含多個正弦信號之信號，每一信號識別一特定資料調變方案，例如，500Hz用於調變方案1且800Hz用於調變方案2。在此第二實例中，喚醒信號阻止聲碼器編碼器270進入睡眠、DTX或低速率狀態。在此第二實例中，接收器使用所傳輸的喚醒輸出信號S236識別資料調變方案。
複合同步輸出S245信號之實例為包含經多工的同步叢發S241及同步前置項輸出S242之信號，如圖8A中所示。Tsb 701及Tsp 702表示傳輸每一信號所用之持續時間。Tsb之合適範圍之一實例為120毫秒至140毫秒，且Tsp之合適範圍之一實例為40毫秒至200毫秒。複合同步輸出S245信號之另一實例為包含經多工的喚醒輸出S236及同步前置項輸出S242之信號，如圖8B中所示。Twu 711及Tsp 702表示傳輸每一信號所用之持續時間。Twu之合適範圍之一實例為10毫秒至60毫秒，且Tsp之合適範圍之一實例為40毫秒至200毫秒。複合同步輸出S245信號之另一實例為包含經多工的喚醒輸出S236、同步叢發S241及同步前置項輸出S242之信號，如圖8C中所示。Twu 711、Tsp1 721、Tsb 701、Tsp2 722表示傳輸每一信號所用之持續時間。Twu之合適範圍之一實例為20毫秒至80毫秒，Tsp1之合適範圍之一實例為40毫秒至200毫秒，Tsb之合適範圍之一實例為120毫秒至140毫秒，且Tsp2之合適範圍之一實例為40毫秒至200毫秒。
返回參看圖2，Tx調變器輸出S235之合適實例為由調變器235使用脈衝位置調變(PPM)產生之具有特殊調變脈衝形狀之信號。此調變技術在藉由不同類型之聲碼器編碼及解碼時引起低失真。另外，此技術產生良好的自相關性質且可容易地由匹配於波形之一接收器所偵測。此外，經整形脈衝並不具有一載頻調結構(tonal structure)；實情為，該等信號在頻譜域中表現為似雜訊，而且保持一似雜訊之可聽見特性。圖11A中展示一基於經整形脈衝之信號的功率譜密度之實例。如圖11A中可見，功率譜密度顯示在頻帶內頻率範圍上的一似雜訊特性(在頻率範圍上的恆定能量)。相反地，圖11B中展示具載頻調結構之信號的功率譜密度之實例，其中資料由在大約400Hz、600Hz及1000Hz之頻率下的載頻調表示。如圖11B中可見，功率譜密度顯示在頻帶內頻率範圍上於載頻調頻率(tone frequency)及其諧波處之有效能量的「尖峰」。
圖12為圖2中所示之調變器235之實例方塊圖。稀疏脈衝產生器238使用脈衝位置調變產出對應於輸入Tx訊息S220之脈衝，且接著，為了聲碼器編碼器中之更好寫碼品質，脈衝整形器239整形該等脈衝以產生信號。圖13中展示稀疏脈衝之合適實例。將時間軸劃分為持續時間為T MF 之多個調變訊框。在每一此調變訊框內，相對於調變訊框邊界界定多個時間點t 0 、t 1 、…、t m-1 ，該等時間點識別一基本脈衝p(t) 之潛在位置。舉例而言，位置t 3 處之脈衝237經表示為p(t-t 3 ) 。根據一映射表將輸入至調變器235之Tx訊息S220資訊位元映射至具有至脈衝位置之對應平移的符號。亦可使用極性變換±p(t) 來整形該脈衝。該等符號因此可由調變訊框內的2m 個相異信號中之一者表示，其中m 表示針對調變訊框界定的時間點之數目，且倍增因數2表示正及負極性。
表4中展示合適脈衝位置映射之實例。在此實例中，調變器針對每一調變訊框映射一4位元符號。每一符號依據脈衝形狀p(n-k)之位置k及該脈衝之正負號來表示。在此實例中，T MF 為4毫秒，從而產生8KHz取樣率的32個可能位置。該等脈衝藉由4個時間點隔開，從而引起16個不同脈衝位置及極性組合之指派。在此實例中，有效資料速率為在4毫秒週期中每符號4個位元/秒或1000個位元/秒。
表5中展示合適脈衝位置映射之另一實例。在此實例中，調變器針對每一調變訊框映射一3位元符號。每一符號依據脈衝形狀p(n-k)之位置k及該脈衝之正負號來表示。在此實例中，T MF 為2毫秒，從而產生8KHz取樣率的16個可能位置。該等脈衝藉由4個時間點隔開，從而引起8個不同脈衝位置及極性組合之指派。在此實例中，有效資料速率為在2毫秒週期中每符號3個位元/秒或1500個位元/秒。
為了增加不良頻道條件下之穩健性，調變器235可在維持恆定數目個時間點t 0 、t 1 、...、t m-1 之同時增加調變訊框之持續時間T MF 。此技術用以將更多時間距離置放於脈衝之間，從而引起更可靠之偵測。合適脈衝位置映射之實例包括4毫秒之T MF ，從而產生8KHz取樣率之32個可能位置。如在先前實例中，若該等脈衝藉由4個時間點隔開，則該映射引起16個不同脈衝位置及極性組合之指派。然而，在此實例中，時間點之間的間隔增加了先前實例的2倍，從而產生8個不同脈衝位置及極性組合。在一合適實例中，調變器235可取決於指示頻道條件或傳輸成功之一反饋信號而在不同脈衝位置圖或調變訊框持續時間之間切換。舉例而言，調變器235可使用2毫秒之T MF 開始傳輸，接著在判定頻道條件為差之情況下切換至4毫秒之T MF 。
為了增加特定聲碼器之穩健性，調變器235可改變脈衝位置圖中之初始時間偏移。表6中展示合適脈衝位置映射之實例。在此實例中，調變器每調變訊框映射一3位元符號。每一符號依據脈衝形狀p(n-k)之位置k及該脈衝之正負號來表示。在此實例中，T MF 為2毫秒，從而產生8KHz取樣率的16個可能位置。將初始偏移設定為1個時間點，且將該等脈衝用4個時間點隔開，從而引起8個不同脈衝位置及極性組合之指派，如該表中所示。
應認識到，減少間隔時間點之數目可引起每符號之位元數增加且由此引起較高資料速率。舉例而言，若T MF 為4毫秒，則8KHz取樣率之所得可能位置數目為32，每一位置具有正或負極性，從而在不包括間隔之情況下產生64個不同信號。對於64位置圖，每符號所支援的位元數目為6，且所得有效資料速率為每秒1500個位元。亦應認識到，T MF 與取樣率之不同組合可用於達成所要的有效位元率。
合適脈衝整形器239之實例為具以下形式之根升餘弦變換：
其中β為滾降因數(roll-off factor)，1/Ts 為最大符號率，且t為取樣時間點。
對於具有32個可能脈衝位置(時間點)之先前實例，以下變換產生根升餘弦脈衝形狀，其中在該脈衝之第一個非零元素之前的零之數目判定該脈衝在訊框內之精確位置。
應認識到，該變換可針對調變訊框大小之不同變體而縮短或加長。
圖14A為用於產生調變字母表中之一特定輸入項的脈衝在調變訊框內之置放的實例。在圖14A中，一脈衝由展示為P0至P12之13個樣本表示，其中每一樣本表示先前實例中所示之r(n)之非零元素。圖14B為此項技術中之典型實施之實例。在圖14B中，一脈衝定位於調變訊框TMF (n)1003內之偏移7處，且該脈衝之「尾部」部分延伸至下一個調變訊框TMF (n+1)1004中4個樣本(P9至P12)。若訊框TMF (n+1)之脈衝樣本定位於訊框TMF (n+1)之前4個樣本中的任一者中，則如圖14B中所示，來自調變訊框TMF (n)1003之延伸至下一個調變訊框TMF (n+1)1004中的樣本將導致符號間干擾，因為樣本之重疊將發生。或者，在圖14A中所示之「迴繞(wraparound)」技術中，將已延伸至下一個調變訊框TMF (n+1)1004中之尾部樣本置放於當前調變訊框TMF (n)1003之開頭。樣本(P9至P12)在樣本0至3處迴繞至TMF (n)之開頭。使用迴繞技術來產生調變字母表消除經整形脈衝樣本延伸至下一個調變訊框中之情況。迴繞技術為有利的，因為其引起減少的符號間干擾，符號間干擾將在當前訊框中之經整形脈衝樣本延伸至下一個訊框中且與下一個訊框中之經整形脈衝樣本重疊之情況下發生。熟習此項技術者將認識到，迴繞技術可用於調變訊框中之可能產生在下一個調變訊框中延伸之樣本的任何脈衝位置。舉例而言，定位於調變訊框TMF (n)1003內之偏移8處之一脈衝將迴繞樣本(P8至P12)。
合適脈衝整形器239之另一實例為具以下形式之振幅變換信號：
r(n)‧p(n-t)
32樣本振幅變換信號之實例具以下形式：
合適脈衝整形器239之另一實例為一線性預測合成濾波器。一實例遞歸LPC合成濾波器之回應由其脈衝回應
及係數：a(i) =(-6312,5677,-2377,1234,-2418,3519,-2839,1927,-629,96}/4096,i =1,...,10來界定。線性預測濾波器為此項技術中所熟知的。首先由輸入符號根據以上之脈衝映射表產生殘餘信號r(n) 。接著由用h(n) 對經調變信號r(n) 濾波而產生實際調變脈衝形狀。
熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之技術可同樣應用於不同脈衝形狀及變換。波形之長度及應用於此等波形之調變方案亦可變化。此外，脈衝形狀可使用完全不相關(或正交)之波形來表示不同符號。除經整形脈衝之極性之外，經整形脈衝之振幅亦可用於載運資訊。
再次參看圖2，靜音輸出S240為用於分離Tx訊息傳輸之信號且由靜音產生器255予以產生。圖9中展示包含經多工的Tx調變器輸出S235及靜音輸出S240之合適複合Tx資料S230信號的實例。Tmu1 731、Td1 732、Tmu2 733、Td2 734、Tmu3 735、Td3 736及Tmu4 737表示傳輸每一信號所用之持續時間。Tmu1、Tmu2、Tmu3及Tmu4之合適範圍之一實例為10毫秒至60毫秒，且Td1、Td2及Td3之合適範圍之一實例對於正常操作為300毫秒至320毫秒且對於穩健操作為600毫秒至640毫秒。合適靜音產生器序列之實例可為全零序列信號或正弦頻率信號。圖10中展示用於分離Tx訊息傳輸之信號之另一合適實例。在此實例中，喚醒輸出S236信號及同步前置項輸出S242在Tx調變器輸出S235之每一傳輸前面。熟習此項技術者將認識到，可同樣地應用同步前置項輸出S242、靜音輸出S240及Tx調變器輸出S235之不同組合。舉例而言，圖10中之Tx調變器輸出S235可在前面且後續接著靜音輸出S240。
接收器
參看圖1，接收基頻400通常將經解碼之語音封包自聲碼器投送至一音訊處理器，但亦能夠經由一資料解調變器來投送經解碼之封包。因為非話音資料經轉換成一似雜訊信號且在傳輸器處由聲碼器編碼，所以接收器之聲碼器能夠以最小失真有效地解碼該資料。繼續針對頻帶內同步信號監控該等經解碼之封包。若發現一同步信號，則恢復訊框時序且將經解碼之封包資料投送至一資料解調變器。將經解碼之封包資料解調變成訊息。解格式化且輸出該等訊息。包含同步、控制及訊息之協定序列確保非話音資料之可靠偵測及解調變。
在接收器495中於通信頻道502上接收語音封包且將該等語音封包輸入至聲碼器解碼器390，經解碼語音係在聲碼器解碼器390中產生，接著經由解多工器320投送至音訊輸出處理器及揚聲器315從而產生輸出音訊S310。
一旦同步偵測器350在聲碼器解碼器輸出S370中偵測到一同步信號，Rx解多工器控制S360信號便在Rx解多工器320中切換至Rx資料路徑。聲碼器封包由聲碼器解碼器390解碼且由Rx解多工器320投送至Rx時序380，接著投送至Rx資料數據機330。Rx資料由Rx資料數據機330解調變且轉發至資料訊息解格式化器301，其中使輸出資料S300可用於使用者或經介面連接設備。
合適資料訊息解格式化器301之實例包括用於解交錯Rx訊息S320資料、實施諸如混合式自動重複請求(HARQ)之錯誤控制解碼，且計算並檢查循環冗餘檢查(CRC)位元之電路。合適輸出資料S300可包括使用者介面(UI)資訊、使用者位置/定位資訊、時間戳記、設備感測器資訊，或其他合適資料。
圖15A為圖1中所示之同步偵測器及接收器控制器350之合適實例方塊圖。將信號聲碼器解碼器輸出S370輸入至同步叢發偵測器360及同步前置項偵測器351。同步叢發偵測器360偵測聲碼器解碼器輸出S370中之所傳輸之同步叢發信號且產生叢發同步索引S351。同步前置項偵測器351偵測聲碼器解碼器輸出S370中之所傳輸之同步前置項輸出信號且產生前置項同步索引S353。將信號叢發同步索引S351及前置項同步索引S353輸入至同步偵測器控制器370。同步偵測器控制器370產生輸出信號：Rx解多工器控制S360，其將聲碼器解碼器輸出S370投送至資料路徑S326或音訊路徑S325；音訊靜音控制S365，其啟用或停用輸出音訊信號S310；及時序偏移S350，其提供位元時序資訊至Rx時序380以對準Rx資料S326以用於解調變。
圖15B中展示合適同步偵測器350之另一實例。將信號聲碼器解碼器輸出S370輸入至記憶體352及同步前置項偵測器351。記憶體352用於儲存最新的聲碼器解碼器輸出S370樣本，其包括所接收之喚醒輸出信號。記憶體352之合適實例為先進先出(FIFO)或隨機存取記憶體(RAM)。同步前置項偵測器351偵測聲碼器解碼器輸出S370中之所傳輸之同步前置項輸出信號且輸出同步旗標S305信號。將信號調變類型S306及同步旗標S305輸入至同步偵測器控制器370。同步偵測器控制器370產生調變搜尋S307信號，該信號用於存取記憶體352、基於時序偏移S350找出所接收之喚醒輸出信號且評估該喚醒輸出信號以判定傳輸中所使用的調變之類型。自記憶體352輸出所得的所偵測之調變類型作為調變類型S306。同步偵測器控制器370亦產生輸出信號：Rx解多工器控制S360，其將聲碼器解碼器輸出S370投送至資料路徑或音訊路徑；音訊靜音控制S365，其啟用或停用輸出音訊信號S310；及時序偏移S350，其提供位元時序資訊至Rx時序380以對準Rx資料S326以用於解調變。
圖16中展示合適同步叢發偵測器360之實例。將信號聲碼器解碼器輸出S370輸入至功率計算器361。合適功率計算器361之實例包括對輸入信號進行計算之輸入乘方函數(squaring function)或絕對值函數。亦將聲碼器解碼器輸出S370信號輸入至混頻器功能362，其中將該信號乘以參考頻率正弦曲線1 363及頻率正弦曲線2 364之同相及正交分量以產生在頻率0Hz下之降頻轉換信號分量。混頻器362輸出由LPF 365低通濾波以消除混合輸出中之高頻率倍增器乘積。合適LPF 365之實例轉移函數具有以下形式：
其中c =0.0554，a 1 =2，a 2 =1，b 1 =-1.9742，b 2 =0.9744。LPF 365之同相及正交輸出之量值由量值366計算且在加法器367中求和。將加法器367之輸出輸入至匹配於所傳輸之同步叢發序列之匹配濾波器368。匹配濾波器係此項技術中所熟知的。在最大搜尋369中針對最大峰搜尋匹配濾波器368之輸出。一旦在最大搜尋369中發現最大值，便在信號叢發同步索引S351中輸出對應於該最大值之時間偏移的索引。
圖17A中展示合適同步前置項偵測器351之實例。信號聲碼器解碼器輸出S370由匹配於同步前置項序列之匹配濾波器368處理。接著將匹配濾波器368輸出輸入至搜尋最大峰之最大搜尋369。一旦在最大搜尋369中發現最大值，便在前置項同步索引S353中輸出對應於該最大值之時間偏移的索引。
圖17B中展示合適同步前置項偵測器351之另一實例。在步驟452中由濾波器處理信號聲碼器解碼器輸出S370。步驟452中之濾波器之合適實例為具有基於同步前置項序列之帶通濾波脈衝回應之係數的稀疏濾波器。稀疏濾波器具有一有限脈衝回應結構，該等係數中之一些經設定為零且基於歸因於零係數之較少所需乘法器而引起計算複雜性之降低。稀疏濾波器係此項技術中所熟知的。在步驟453中，針對最大正及負相關峰搜尋濾波器輸出，該等相關峰匹配一基於負及正相關峰距離之期望樣式。舉例而言，基於同步前置項序列245在步驟453中應發現5個峰：對應於與偽隨機雜訊(PN)序列243相關的3個正峰及對應於與PN序列之反相版本244相關的2個負峰。在一合適實例中，同步偵測器應發現至少2個峰，以便宣告偵測到同步前置項。在步驟461中，對偵測到的峰之數目計數，且若偵測到大部分峰，則在步驟460中將一同步指示符旗標設定為真，從而指示已偵測到前置項同步。大部分之偵測到峰之合適實例為匹配期望樣式之5個峰中的4個。若未偵測到大部分峰，則控制轉至步驟454，在該步驟中比較在步驟453中發現的正峰之間的時間距離與期望距離PeakDistT1。將PeakDistT1設定為PN序列242之週期的函數，因為針對PN序列242濾波所接收之前置項應得出該等相關峰之間的一時間距離，其等於週期之某一倍數。若發現該等正峰之間的時間距離在PeakDiStT1之一範圍內，則在步驟455中針對一臨限PeakAmpT1檢查正峰振幅。PeakDiStT1之合適範圍為加上或減去2個樣本。PeakAmpT1為所發現的先前峰之振幅之函數。在一合適實例中，設定PeakAmpT1以使得在步驟453中發現的峰在振幅上相差不多於3倍，且平均峰值振幅不超過觀測到的達到該點之最大峰值振幅的一半。若步驟454中之正峰時間距離檢查或步驟455中之振幅檢查失敗，則在步驟456中檢查負峰時間距離。若負峰時間距離在PeakDistT2之一範圍內，則在步驟457中針對一臨限PeakAmpT2檢查負峰振幅。PeakDistT2之合適範圍為加上或減去2個樣本。將PeakDistT2設定為PN序列242之週期的函數，且將PeakAmpT2設定為所發現的先前峰之振幅之函數。若步驟454中之正峰時間距離檢查及步驟455中之正峰振幅檢查或步驟456中之負峰時間距離檢查及步驟457中之負峰振幅檢查通過，則在步驟460中將一同步指示符旗標設定為真，從而指示已偵測到前置項同步。若步驟456中之負峰時間距離檢查或步驟457中之負峰振幅檢查失敗，則在步驟458中將同步指示符旗標設定為假，從而指示尚未偵測到前置項同步。應認識到，該等步驟之不同次序及組合將達成相同結果。舉例而言，步驟461中之偵測主要峰可在步驟454及455之正峰檢查之後進行。
圖18A中展示合適同步偵測器控制器370之實例。步驟407為控制器中之進入點，其初始化記憶體緩衝器且組態接收器之初始狀態。在步驟406中，檢查同步搜尋類型，從而指示是在Rx資料還是在Rx音訊路徑中搜尋同步信號。若針對同步正在搜尋Rx音訊路徑，則進入步驟372。使用叢發同步索引S351，在步驟372中在多個(N1個)處理訊框上搜尋最大同步叢發及索引。步驟373判定在步驟372中搜尋之最大同步叢發及索引是否通過一成功搜尋準則。步驟373中之合適搜尋決策準則之實例具有以下形式：
其中s max max 為在N1個處理訊框上發現的同步叢發中之最大者，Th SB 為同步叢發偵測臨限值，i smax 為最大同步叢發索引，N sync 為所搜尋的處理訊框之數目，且N guard 為處理訊框中之潛時週期。若未發現同步叢發，則控制轉回至步驟406且重新開始搜尋。若發現同步叢發，則控制轉至步驟374，在該步驟中產生信號音訊靜音控制S365以防止音訊路徑在揚聲器上輸出。在步驟375中，使用前置項同步索引S353，在多個(N2個)處理訊框上搜尋最大同步前置項及索引。步驟376判定在步驟375中搜尋之最大同步前置項及索引是否通過一成功搜尋準則。步驟376中之合適搜尋決策準則之實例具有以下形式：
其中s max max 為在N1個處理訊框上發現的同步叢發中之最大者，c 1 及c 2 為定標因數，z max max 為同步前置項偵測器351中之匹配濾波器368之輸出的最大值，P (i smax )為在最大同步叢發索引i smax 處輸入至同步叢發偵測器360中之最大搜尋369的最大功率。若在步驟376中未發現同步前置項，則控制轉回至步驟406且重新開始搜尋。若發現同步前置項，則在步驟378中產生信號Rx解多工器控制S360以在解多工器320中切換至Rx資料路徑。控制接著轉至步驟377，在該步驟中計算信號時序偏移S350。合適時序偏移計算之實例具有以下形式：
時序偏移 =((i zmax -N sync -1)‧N samp )+(k max ‧i zmax )
其中i zmax 為同步前置項偵測器351中之匹配濾波器368在一個訊框上的輸出之最大值處的索引，N sync 為所搜尋的處理訊框之數目，N samp 為一個訊框中的樣本之數目，且k max 為同步前置項偵測器351中之匹配濾波器368在一個訊框上的輸出之最大值之相位。控制接著轉至步驟418，在該步驟中經由信號Rx數據機啟用S354來啟用Rx數據機330，接著最終轉回至步驟406且重新開始搜尋。若針對同步正在搜尋Rx資料路徑，則進入步驟372a。步驟372a、373a、375a及376a分別與步驟372、373、375及376作用相同；主要不同之處在於，音訊路徑未靜音，且當在步驟406中檢查的同步搜尋類型為Rx資料時，解多工器不自Rx音訊切換至Rx資料。
圖18B中展示合適同步偵測器控制器370之另一實例。步驟407為控制器中之進入點，其初始化記憶體緩衝器且組態接收器之初始狀態。在步驟406中，檢查同步搜尋類型，從而指示是在Rx資料還是在Rx音訊路徑中搜尋同步信號。控制接著轉至步驟411，在該步驟中啟用前置項偵測器351。步驟412檢查信號同步旗標S305，從而指示已發現一同步前置項，接著藉由對同步旗標S305重複檢查總共N次來確認該信號。N之合適值對於目的地終端機600為1(亦即，僅1個偵測到的前置項未經確認)且對於源終端機100為3。若發現同步前置項，則產生信號音訊靜音控制S365以防止音訊路徑輸出至揚聲器。接著在步驟378中產生信號Rx解多工器控制S360以在解多工器320中自Rx音訊路徑切換至Rx資料路徑。控制接著轉至步驟377，在該步驟中計算信號時序偏移S350。合適時序偏移計算之實例具有以下形式：
時序偏移 =脈衝位置 +峰距離
脈衝位置 為自正相關峰至一第一參考時間點的時間距離，且可為一正或負值。峰距離 為正相關峰與負相關峰之間的時間距離。合適第一參考時間點之實例可為一相對於當前所接收之話音訊框之特定樣本位置。合適時序偏移計算之另一實例具有以下形式：
時序偏移 =脈衝位置
脈衝位置 為自負相關峰至一第二參考時間點的時間距離，且可為一正或負值。合適第二參考時間點之實例可為一相對於當前所接收之話音訊框之特定樣本位置。控制接著轉至步驟414，在該步驟中藉由搜尋在記憶體352中應儲存所接收之喚醒輸出信號的預定位置處而經由信號調變搜尋S307來判定調變類型。控制接著轉至步驟418，在該步驟中經由信號Rx數據機啟用S354來啟用Rx數據機330。在步驟418中藉由調變類型S306輸入信號來判定Rx數據機啟用S354中所使用之解調變方案。控制最終轉回至步驟406且重新開始搜尋。若針對同步正在搜尋Rx資料路徑，則進入步驟411a。步驟411a及412a分別與步驟411及412作用相同；主要不同之處在於，音訊路徑未靜音，且當在步驟406中檢查的同步搜尋類型為Rx資料時，解多工器不自Rx音訊切換至Rx資料。應認識到，該等步驟之不同次序及組合將達成相同結果。舉例而言，步驟靜音音訊路徑374與路徑切換步驟378可調換而不影響總體同步偵測。
圖19為圖1中所示之Rx時序380之合適實例方塊圖。Rx時序380用於對準自聲碼器解碼器390輸出之資料中的調變訊框邊界，使得Rx資料數據機330中之解調變可發生。將信號Rx資料S326輸入至儲存有若干樣本之緩衝器381。緩衝器381之合適實例包括先進先出(FIFO)記憶體或隨機存取記憶體(RAM)。將來自緩衝器381之樣本輸入至可變延遲382，其中施加一時間延遲以對準對應於時序偏移S350控制信號之調變訊框邊界。可變延遲382中所施加之合適延遲可為任何數目個自零至訊框大小-1之樣本。將經延遲信號作為經調整Rx資料S330輸出。
圖20為圖1中所示之Rx資料數據機330之合適實例方塊圖。經由Rx資料數據機解多工器331在時間上解多工來自經調整Rx資料S330輸入信號的兩個信號：解多工器靜音S332及解多工器Rx資料S333。解多工器靜音S332為一間隔或靜音週期，其可存在於連續接收之訊息之間且在間隔或靜音信號已於傳輸器處施加之情況下自經調整Rx資料S330信號去除。解多工器Rx資料S333為輸入至解調變器335之所接收的經調變訊息信號。解調變器335解調變來自經調整Rx資料S330的所接收之訊息資訊位元。Rx資料數據機330使用藉由Rx時序380判定之解調變訊框邊界及藉由同步偵測器控制器370判定之解調變類型指示符判定一資料信號脈衝位置且基於該資料信號脈衝位置計算一輸出資料符號。合適解調變器之實例為匹配於藉由傳輸資料調變器施加的調變脈衝形狀之所有所允許循環移位的匹配濾波器相關器。合適解調變器之另一實例為匹配於藉由傳輸資料調變器施加的脈衝之帶通濾波版本的匹配濾波器相關器，其中帶通濾波器表示頻道之傳輸特性。
系統
圖21為本文中所揭示之系統及方法之實例使用情況。該圖表示車載緊急呼叫(eCall)系統之典型實例。將車輛事件950展示為兩個車輛之間的意外事故。車輛事件950之其他合適實例包括多車輛意外事故、單一車輛意外事故、單一車輛輪胎洩氣(flat tire)、單一車輛引擎故障，或車輛故障或使用者需要輔助的其他情形。車載系統(IVS)951位於車輛事件950中所涉及的車輛中之一或多者中或可位於使用者自身上。車載系統951可包含本文中所描述之源終端機100。車載系統951在一可包含上行鏈路通信頻道501及下行鏈路通信頻道502之無線頻道上通信。可由車載系統經由通信頻道接收對資料傳輸之請求，或可在車載系統處自動或人工產生對資料傳輸之請求。無線塔955接收來自車載系統951之傳輸且介面連接至包含纜線上行鏈路962及纜線下行鏈路961之一纜線網路。無線塔955之合適實例為蜂巢式電話通信塔，其包含用於介面連接至無線上行鏈路501及下行鏈路502之天線、收發器及回程設備，其全部係此項技術中所熟知的。該纜線網路介面連接至一公眾安全回答點(PSAP)960，其中可接收由車載系統951傳輸之緊急資訊且對該緊急資訊加以控制及資料傳輸。公眾安全回答點960可包含本文中所描述之目的地終端機600。使用在以下部分中描述之互動圖來實現介於車載系統951與公眾安全回答點960之間的通信。
圖22為介於源終端機100與目的地終端機600之間的同步及資料傳輸序列之實例互動圖。在此實例中，由目的地終端機600起始上行鏈路傳輸序列810。下行鏈路傳輸序列800為同步及資料訊息自目的地終端機600至源終端機100之傳輸，且上行鏈路傳輸序列810為同步及資料訊息自源終端機100至目的地終端機600之傳輸。由目的地終端機600在時間t0 850以同步序列801起始下行鏈路傳輸序列800。同步序列801之合適實例為圖8A、圖8B及圖8C中所描述之彼等序列。在同步序列801之後，目的地終端機600傳輸一「開始」訊息802以命令源終端機100開始傳輸其上行鏈路傳輸810序列。目的地終端機600繼續傳輸交替的同步801及「開始」訊息802且等待一來自源終端機100之回應。在時間t1 851，源終端機100在自目的地終端機600接收「開始」訊息802後開始傳輸其自己的同步序列811。同步序列811之合適實例為圖8A、圖8B及圖8C中所描述之彼等序列。在同步序列811之後，源終端機100將資料或「MSD」訊息812之一最小集合傳輸至目的地終端機600。包含MSD訊息812之資料之合適實例包括由資料訊息格式化器210格式化之感測器或使用者資料。在時間t2 852，目的地終端機600在自源終端機100接收同步訊息811後開始傳輸一負確認或「NACK」訊息803至源終端機100。目的地終端機600繼續傳輸交替的同步801及「NACK」訊息803，直至其自源終端機100成功接收MSD訊息812為止。成功接收MSD訊息812之合適實例包括驗證對MSD訊息812執行之循環冗餘檢查。在時間t3 853，目的地終端機600在成功接收MSD訊息後開始傳輸交替的同步801及確認或「ACK」訊息804。源終端機100可試圖發送MSD訊息812多次(813、814)，直至其接收「ACK」訊息804為止。在一合適實例中，若源終端機100試圖發送MSD訊息8次以上(其中每一次嘗試為一不同的冗餘版本)，則其切換至一藉由喚醒信號S236識別之更穩健調變方案。更穩健調變方案之合適實例包括在維持恆定數目個時間點之同時增加調變訊框之持續時間T MF ，如先前所描述。在時間t4 854，源終端機100在自目的地終端機600接收「ACK」訊息804後中斷MSD訊息814之傳輸。在一合適實例中，藉由目的地終端機600經由在目的地終端機600已發送預定數目個「ACK」訊息804之後再次傳輸開始訊息802來請求重新傳輸。
圖23A為介於源終端機100與目的地終端機600之間的同步及資料傳輸序列之另一實例互動圖。在此情況下，由源終端機100起始上行鏈路傳輸序列810。藉由將源終端機100傳輸基頻200組態至Tx音訊路徑S225，由源終端機100在時間t0 850a以語音資料815起始上行鏈路傳輸序列810。在時間t1 851a，源終端機100將傳輸基頻200組態至Tx資料路徑S230且開始傳輸其後續接著MSD訊息812之同步序列811。在時間t2 852a，目的地終端機600在自源終端機100接收同步訊息811後開始將交替的同步801及「NACK」訊息803傳輸至源終端機100。目的地終端機600繼續傳輸交替的同步801及「NACK」訊息803，直至其自源終端機100成功接收MSD訊息為止。在時間t3 853，目的地終端機600在成功接收MSD訊息813後開始傳輸交替的同步801及確認或「ACK」訊息804。源終端機100可試圖發送MSD訊息812多次，直至其接收「ACK」訊息804為止，其中每一次嘗試為一不同的冗餘版本。在時間t4 854，源終端機100在自目的地終端機600接收「ACK」訊息804後中斷MSD訊息814之傳輸。
圖23B為介於源終端機100與目的地終端機600之間的同步及資料傳輸序列之另一實例互動圖。在此情況下，由源終端機100起始上行鏈路傳輸序列810。替代在上行鏈路上傳輸語音資料以起始傳輸，源終端機100在時間t0 850b傳輸交替的同步811及「發送」訊息805。在時間t1 851b，目的地終端機600在自源終端機100接收發送訊息805後傳輸交替的同步801及「開始」訊息802。在時間t2 852b，源終端機100在自目的地終端機600接收「開始」訊息802後將後續接著MSD訊息812之一同步序列811傳輸至目的地終端機600。在時間t3 853b，目的地終端機600在自源終端機100接收同步訊息811後將交替的同步801及「NACK」訊息803傳輸至源終端機100。在時間t4 854b，目的地終端機600在成功接收MSD訊息後傳輸交替的同步801及「ACK」訊息804。在自目的地終端機600接收「ACK」訊息804後，源終端機100即中斷MSD訊息之傳輸。
圖24A為介於源終端機100與目的地終端機600之間的同步及資料傳輸序列之實例互動圖。在此情況下，資料由源終端機100及目的地終端機600兩者分別在上行鏈路及下行鏈路上請求且傳輸以支援雙向資料傳輸。由目的地終端機600在時間t0 850以交替的同步序列801及「開始」訊息802起始下行鏈路傳輸序列800。在時間t1 851，源終端機100在自目的地終端機600接收「開始」訊息802後開始傳輸其同步序列811且後續接著資料812。在時間t2 852，目的地終端機600傳輸交替的同步801及「NACK」訊息803，直至其自源終端機100成功接收資料812為止，此後，目的地終端機600接著發送交替的同步序列801及「ACK」訊息804。在時間t4 854，源終端機100在自目的地終端機600接收「ACK」訊息804後中斷其資料傳輸。在時間t5 855，目的地終端機600傳輸交替的同步序列801及「發送」訊息805，該訊息指示在下行鏈路上傳輸資料之一請求。在時間t6 856，源終端機100在偵測到「發送」訊息805後即以交替的同步序列811及「開始」訊息816回應。在時間t7 857，目的地終端機600在偵測到「開始」訊息816後即以後續接著資料806之一同步序列801回應。在時間t8 858，源終端機100傳輸交替的同步序列811及「NACK」訊息817，直至其自目的地終端機600成功接收資料806為止，此後，在時間t9 859，源終端機100發送交替的同步序列811及「ACK」訊息818。在時間t10 860，目的地終端機600在自源終端機100接收「ACK」訊息818後中斷其資料806之傳輸。熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之互動為對稱的且可由源終端機100起始。熟習此項技術者亦將認識到，同步序列、開始訊息、NACK訊息及ACK訊息可各自為在下行鏈路及上行鏈路上傳輸的彼等序列、訊息之間的相同或不同序列。
圖24B為介於源終端機100與目的地終端機600之間的同步及資料傳輸序列之另一實例互動圖，其中資料由源終端機100及目的地終端機600兩者分別在上行鏈路及下行鏈路上請求且傳輸。圖24B與圖24A之互動之間的差異在t3 853處發生。在此實例中，目的地終端機600傳輸交替的同步801及「發送」訊息805，而非交替的同步及「ACK」訊息。在此實例中，「發送」訊息805用以指示目的地終端機600已成功接收源終端機100資料812，且導致源終端機100在t4 854中斷其資料傳輸。「發送」訊息亦指示一來自目的地終端機600的對在下行鏈路上發送資料之請求。
圖25為傳輸資料封包之組成之實例圖，藉此使用者資料之長度小於傳輸資料封包長度。將使用者資料區段900連同一在前面的長度指示符910及填補位元911之一隨後序列一起組譯成傳輸資料封包806或812，該等填補位元用以將資料填滿至傳輸資料封包的末尾。長度指示符910之合適實例為1至3位元組值，其指示使用者資料區段900之長度。傳輸資料封包長度806或812之合適實例可為100位元組至200個位元組。填補位元911之合適實例包括二進位「0」值。熟習此項技術者將認識到，填補位元911可包含二進位「1」值，或可包含二進位「1」值及「0」值之樣式。
圖26為傳輸資料封包之組成之實例圖，藉此使用者資料之長度大於傳輸資料封包長度。將使用者資料900分成多個區段，以使得第一區段加上長度指示符等於傳輸資料封包長度，且後續區段等於傳輸資料封包長度。若使用者資料不為傳輸資料封包長度之整數倍，則最後一個區段含有一填補(pad)。在圖26之實例中，將使用者資料分成兩個區段。將第一使用者資料區段901連同一在前面的長度指示符910一起組譯成傳輸資料封包806或812。將第二使用者資料區段902組譯成傳輸資料封包806或812，且因為該區段小於傳輸資料封包長度，所以填補911用於將資料填滿至傳輸資料封包的末尾。
圖27A為傳輸資料請求序列及傳輸資料回應序列之實例互動圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小。藉由請求終端機之在下行鏈路傳輸800或上行鏈路傳輸810中之開始訊息起始，在時間t20 870，藉由回應終端機傳輸包含一長度指示符910及第一使用者資料區段901之第一傳輸資料封包806或812。在時間t21 871，因為回應終端機尚未接收到ACK訊息，所以其開始在一第二次嘗試903中再次傳輸使用者資料。在時間t22 872，回應終端機在接收ACK訊息後中斷第一資料封包806或812之傳輸。在時間t23 873，請求終端機在評估長度指示符910以判定期望多少個區段之後藉由傳輸開始訊息至回應終端機而請求下一個傳輸資料封包806或812。在時間t24 874，回應終端機在自請求終端機接收開始訊息後開始傳輸包含下一個使用者資料區段902及填補911之下一個傳輸資料封包806或812(在此實例中，該下一個傳輸資料封包為最後一個資料封包)。在時間t25 875，回應終端機在接收ACK訊息後中斷其資料傳輸。熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之互動為對稱的，藉此請求終端機及回應終端機可為源終端機100或目的地終端機600。熟習此項技術者亦將認識到，使用者資料可橫跨兩個以上傳輸資料封包806或812。
圖27B為傳輸資料請求序列及傳輸資料回應序列之另一實例互動圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小。在此實例中，在經由藉由請求終端機傳輸之開始訊息請求第一傳輸資料封包806或812之後，藉由回應終端機基於自請求終端機接收ACK訊息而自動傳輸後續傳輸資料封包806或812。在此實例中，請求終端機不傳輸用於起始自回應終端機傳輸後續傳輸資料封包806或812的開始訊息。在時間t31 881，回應終端機在接收ACK訊息後中斷第一資料封包之傳輸，接著立即開始傳輸僅由一同步序列隔開的下一個傳輸資料封包806或812。在時間t32 882，請求終端機在接收同步序列後開始傳輸NACK訊息，直至其成功接收傳輸資料封包806或812為止。在時間t33 883，在成功接收傳輸資料封包806或812後，請求終端機開始傳輸ACK訊息。在時間t34 884，回應終端機在接收ACK訊息後中斷傳輸資料封包806或812之傳輸。
圖27C為傳輸資料請求序列及傳輸資料回應序列之又一實例互動圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小。在此實例中，在經由藉由請求終端機傳輸之開始訊息請求第一傳輸資料封包806或812之後，藉由回應終端機基於自請求終端機接收ACK訊息而自動傳輸後續傳輸資料封包806或812。在此實例中，請求終端機不傳輸用於起始傳輸資料封包806或812自回應終端機之傳輸的開始訊息，且請求終端機亦不傳輸NACK訊息。在時間t41 891，回應終端機在接收ACK訊息後中斷第一資料封包之傳輸，接著立即開始傳輸僅由一同步序列隔開的下一個傳輸資料封包806或812。在時間t42 892，在成功接收傳輸資料封包806或812後，請求終端機開始傳輸ACK訊息。一旦回應終端機接收ACK訊息，其便中斷傳輸資料封包806或812之傳輸。
圖27D為傳輸資料請求序列及傳輸資料回應序列之再一實例互動圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小。圖27D為圖27B中所示之實例互動圖之替代。在圖27D之實例中，介於請求終端機之針對第一使用者資料區段903之ACK訊息與針對下一個使用者資料區段902之NACK之間的在t32 882處之時間間隙被消除。此幫助維持回應終端機處之時序，以使得無需再同步於請求終端機同步序列。
熟習此項技術者將認識到，回應終端機可自動傳輸在第一資料封包之後的資料封包而不傳輸同步序列分隔符。在此情況下，同步序列先於第一傳輸資料封包806或812發送一次，接著在接收ACK訊息後，回應終端機即自動地傳輸後續資料封包而不發送同步。熟習此項技術者亦將認識到，除第一資料區段之外，長度指示符910亦可與其他資料區段一起傳輸。
在本文中所揭示之互動圖中，可能存在錯誤條件，應以一預定方式回應及處置錯誤條件。以下部分提供關於對應於本文中所揭示之互動圖之錯誤條件處置的實例。在每一實例中，連同對應回應描述一起陳述錯誤條件。熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之錯誤處置可同樣應用於單向及雙向實施例兩者中之源或目的地終端機。
一實例錯誤條件出現於源終端機未偵測到一所傳輸之同步前置項時。在一實例回應中，源終端機延遲MSD訊息之傳輸，直至已偵測到預定數目個同步前置項為止。
另一實例錯誤條件出現於源終端機不正確地偵測一同步前置項時。在一實例回應中，源終端機延遲MSD訊息之傳輸，直至預定數目個偵測到的同步前置項得出相同樣本偏移為止。
另一實例錯誤條件出現於源終端機不實地偵測一同步前置項時，但不存在同步前置項之實際傳輸。在一實例回應中，源終端機忽視該等不實地偵測之同步前置項。若預定數目個偵測到的同步前置項得出相同的樣本偏移估計，則源終端機將僅觸發MSD傳輸。
另一實例錯誤條件出現於目的地終端機未偵測到一所傳輸之同步前置項時。在一實例回應中，目的地終端機不開始解碼MSD訊息，但繼續傳輸開始訊息，以便觸發源終端機在接收到預定數目個開始訊息之後(包括同步前置項序列)重新起始MSD傳輸。
另一實例錯誤條件出現於目的地終端機不正確地偵測一同步前置項時。在一實例回應中，目的地終端機不正確地解碼所有冗餘版本中的所接收之MSD資料。基於不正確解碼之資料，目的地終端機可藉由將開始訊息發送至源終端機而重新起始MSD傳輸。
另一實例錯誤條件出現於目的地終端機不實地偵測一同步前置項時，但不存在同步前置項之實際傳輸。因為此發生之可能性非常低，所以不存在回應。目的地終端機直至其期望一來自源終端機之同步前置項才開始監控其所接收信號。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將開始訊息誤解譯為NACK訊息時。在一實例回應中，若MSD傳輸尚未開始，則源終端機延遲該MSD傳輸，直至其接收一開始訊息為止。在另一實例回應中，若MSD傳輸在進行中，則源終端機延遲該傳輸之重新初始化。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將一開始訊息誤解譯為一ACK訊息時。在一實例回應中，若MSD傳輸尚未開始，則源終端機忽視任何ACK訊息。在另一實例回應中，若已將先前訊息解譯為一開始訊息，則源終端機忽視ACK。在又一實例回應中，若先前訊息為NACK訊息，則源終端機中斷傳輸且在下一個訊息亦被解譯為ACK之情況下終止該MSD傳輸。在再一實例回應中，若已將先前訊息解譯為ACK，則源終端機錯誤地終止該MSD傳輸。然而，此事件之可能性為低的，若此情況發生，則目的地終端機可藉由發送具開始訊息之一請求而再次重新起始該傳輸。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將一NACK訊息誤解譯為一開始訊息時。在一實例回應中，一經解譯為開始之單一NACK對MSD傳輸不具有任何效應。在另一實例回應中，全部經解譯為開始訊息之一系列NACK訊息可使源終端機傳輸器重新起始MSD。目的地終端機不期望此情況且可能不能成功接收傳入資料、藉由不正確解碼之資料實現此。基於不正確解碼之資料，目的地終端機可藉由發送開始訊息而請求源終端機重新起始該傳輸。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將一NACK訊息誤解譯為一ACK訊息時。在一實例回應中，若已將先前訊息解譯為一開始訊息，則源終端機忽視任何ACK訊息。在另一實例回應中，若已將先前訊息解譯為一NACK訊息，則源終端機等待另一ACK。若以下訊息不為另一ACK，則忽視當前ACK。在又一實例回應中，若亦已將先前訊息錯誤地偵測為一ACK訊息，則源終端機可終止MSD傳輸，但目的地終端機尚未正確地接收MSD。然而，此事件之可能性為低的，若此情況發生，則目的地終端機可藉由發送具開始訊息之一請求而再次重新起始該傳輸。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將一ACK訊息誤解譯為一開始訊息時。在一實例回應中，源終端機可不中止MSD之額外冗餘版本之傳輸，因為常見中止條件為對預定數目個ACK訊息之接收。若更多後續訊息經解譯為開始訊息，則源終端機可重新起始MSD傳輸。最終，目的地終端機將停止傳輸訊息。源終端機將最終判定，目的地終端機不重新傳輸同步訊框且重新設定其，藉此停止進一步傳輸。
另一實例錯誤條件出現於源終端機將一ACK訊息誤解譯為一NACK訊息時。在一實例回應中，源終端機將繼續傳輸冗餘版本，直至正確地偵測到ACK訊息為止。最終，目的地終端機將停止傳輸訊息。源終端機將最終判定，目的地終端機不重新傳輸同步訊框且重新設定其，藉此停止進一步傳輸。
另一實例錯誤條件出現於源終端機判定一所接收之訊息不可靠時。在一實例回應中，若所接收之訊息為開始訊息，則源終端機繼續對該等不可靠但具有一較訊息係以可靠判定接收之情況低的加權因數之訊息計數。相對於訊息係以可靠判定接收之情況，一基於對所接收訊息之計數的事件之後續觸發將需要更大預定數目個所接收之不可靠訊息。在另一實例回應中，若該等不可靠的所接收訊息為NACK訊息或ACK訊息，則源終端機可忽視該等訊息。
另一實例錯誤條件出現於目的地終端機歸因於雜訊或其他頻道失真而不能夠偵測所傳輸之MSD時。在一實例回應中，在試圖解碼預定數目個冗餘版本之後，目的地終端機可藉由發送開始訊息而請求源終端機重新起始傳輸。在重新起始之傳輸中，源終端機可使用穩健調變器，其對於雜訊及其他頻道失真較不敏感。
另一實例錯誤條件出現於目的地終端機不能正確評估喚醒信號時。在一實例回應中，若目的地終端機認為喚醒信號偵測不可靠，則其為解調變MSD資料之第一次試驗選擇快速(或正常)調變模式。對於MSD資料之預定數目個所接收冗餘版本的任何其他集合，目的地終端機可使用穩健調變模式來解調變資料。
因此，本文中揭示一種在一無線通信系統中經由一話音編碼解碼器可靠且有效率地在頻帶內傳輸資料之裝置及方法。熟習此項技術者將理解，可使用多種不同技術及技藝中之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子，或其任何組合來表示可貫穿以上描述引用之資料、指令、命令、資訊、信號、位元及符號。又，儘管主要依據無線通信系統來描述實施例，但所描述之技術可應用於固定(非可攜式)的或不涉及無線頻道之其他頻帶內資料通信系統。
熟習此項技術者將進一步瞭解，結合本文中所揭示之實施例所描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為清楚地說明硬體與軟體之此互換性，已在上文中大體就功能性對各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟加以描述。此功能性實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。熟習此項技術者可針對每一特定應用以不同方式實施所描述之功能性，但此等實施決策不應被解譯為會導致脫離本發明之範疇。
結合本文中所揭示之實施例所描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可藉由下列各者來實施或執行：通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件，或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器，但在替代實施例中，該處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如，一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、結合一DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他此組態。
結合本文中所揭示之實施例所描述之方法或演算法的步驟可直接具體化於硬體中、由處理器執行之軟體模組中或兩者之組合中。軟體模組可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、抽取式碟片、CDROM或此項技術中已知的任何其他形式之儲存媒體中。儲存媒體耦接至處理器，以使得處理器可自儲存媒體讀取資訊及寫入資訊至儲存媒體。在替代實施例中，儲存媒體可與處理器成一體式。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。在替代實施例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件而駐留於使用者終端機中。
提供所揭示實施例之先前描述以使任何熟習此項技術者能夠製造或使用本發明。對此等實施例之各種修改對於熟習此項技術者而言將為易於顯而易見的，且本文中所界定之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施例。因此，本發明不欲限於本文中所示之實施例，而是應符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵相一致的最廣範疇。
100‧‧‧無線源終端機
200‧‧‧傳輸基頻
210‧‧‧資料訊息格式化器
215‧‧‧麥克風及音訊輸入處理器
220‧‧‧多工器
230．．．Tx資料數據機
235．．．調變器
237．．．脈衝
238．．．稀疏脈衝產生器
239．．．脈衝整形器
240．．．同步產生器
241．．．同步前置項序列
242．．．偽隨機雜訊(PN)序列
243．．．偽隨機雜訊(PN)序列
244．．．PN序列之反相版本
245．．．複合前置項序列/同步前置項序列
245b．．．非重疊之複合同步前置項序列
247．．．多工器
250．．．同步叢發
251．．．正弦頻率1
252．．．頻率2
253．．．同步叢發序列
254．．．多工器
255．．．靜音產生器
256．．．喚醒產生器
259．．．多工器
270．．．聲碼器編碼器
295．．．傳輸器
296．．．天線
301．．．資料訊息解格式化器
315．．．音訊輸出處理器及揚聲器
320．．．解多工器/Rx解多工器
330．．．Rx資料數據機
331．．．Rx資料數據機解多工器
335．．．解調變器
350．．．同步偵測器/同步偵測器及接收器控制器
351．．．同步前置項偵測器
352．．．記憶體
360．．．同步叢發偵測器
361．．．功率計算器
362．．．混頻器功能/混頻器
363．．．參考頻率正弦曲線1
364．．．頻率正弦曲線2
365．．．LPF
366．．．量值
367．．．加法器
368．．．匹配濾波器
369．．．最大搜尋
370．．．同步偵測器控制器
380．．．Rx時序
381．．．緩衝器
382．．．可變延遲
390．．．聲碼器解碼器
400．．．接收基頻
495．．．接收器
500．．．通信網路
501．．．通信頻道/上行鏈路通信頻道
502．．．通信頻道/下行鏈路通信頻道
503．．．通信頻道
600．．．目的地終端機
701．．．Tsb
702．．．Tsp
711．．．Twu
721．．．Tsp1
722．．．Tsp2
731．．．Tmu1
732．．．Td1
733．．．Tmu2
734．．．Td2
735．．．Tmu3
736．．．Td3
737．．．Tmu4
800．．．下行鏈路傳輸序列
801．．．同步序列
802．．．「開始」訊息
803．．．負確認或「NACK」訊息
804．．．確認或「ACK」訊息
805．．．「發送」訊息
806．．．資料/傳輸資料封包/傳輸資料封包長度
810．．．上行鏈路傳輸序列
811．．．同步序列/同步訊息
812．．．資料或「MSD」訊息/傳輸資料封包/傳輸資料封包長度
813．．．MSD訊息
814．．．MSD訊息
815．．．語音資料
816．．．「開始」訊息
817．．．「NACK」訊息
818．．．「ACK」訊息
850．．．時間t0
850a．．．時間t0
850b．．．時間t0
851．．．時間t1
851a．．．時間t1
851b．．．時間t1
852．．．時間t2
852a．．．時間t2
852b．．．時間t2
853．．．時間t3
853b．．．時間t3
854．．．時間t4
854b．．．時間t4
855．．．時間t5
856．．．時間t6
857．．．時間t7
858．．．時間t8
859．．．時間t9
860．．．時間t10
870．．．時間t20
871．．．時間t21
872．．．時間t22
873．．．時間t23
874．．．時間t24
875．．．時間t25
881．．．時間t31
882．．．時間t32
883．．．時間t33
884．．．時間t34
891．．．時間t41
892．．．時間t42
900．．．使用者資料區段/使用者資料
901．．．第一使用者資料區段
902．．．第二使用者資料區段
903．．．第二次嘗試/第一使用者資料區段
910．．．長度指示符
911．．．填補位元/填補
950．．．車輛事件
951．．．車載系統(IVS)
955．．．無線塔
960．．．公眾安全回答點(PSAP)
961．．．纜線下行鏈路
962．．．纜線上行鏈路
1003．．．調變訊框TMF (n)
1004．．．調變訊框TMF (n+1)
1010．．．負峰
1011．．．正相關峰
1012．．．正相關峰
1013．．．正相關峰
1014．．．負峰
1015．．．次要相關峰
1016．．．次要相關峰
P0~P12．．．樣本
S200．．．輸入資料
S210．．．輸入音訊
S215．．．資料傳輸請求
S220．．．Tx訊息
S225．．．Tx音訊路徑
S230．．．Tx資料/Tx資料路徑
S235．．．Tx調變器輸出
S236．．．喚醒輸出/喚醒信號
S240．．．靜音輸出
S241．．．同步叢發
S242．．．同步前置項輸出
S245．．．同步輸出
S300．．．輸出資料
S305．．．同步旗標
S306．．．調變類型
S307．．．調變搜尋
S310．．．輸出音訊/輸出音訊信號
S320．．．Rx訊息
S325．．．音訊路徑
S326．．．資料路徑/Rx資料
S330．．．經調整Rx資料
S332．．．解多工器靜音
S333．．．解多工器Rx資料
S350．．．時序偏移
S351．．．叢發同步索引
S353．．．前置項同步索引
S354．．．Rx數據機啟用
S360．．．Rx解多工器控制
S365．．．音訊靜音控制
S370．．．聲碼器解碼器輸出
TMF ．．．調變訊框持續時間
圖1為在一無線通信網路中使用一頻帶內數據機經由一話音編碼解碼器傳輸資料之源終端機及目的地終端機之一實施例的圖；
圖2為用於一頻帶內通信系統中之一傳輸資料數據機之一實施例的圖；
圖3A為一同步信號產生器之一實施例之圖；
圖3B為一同步信號產生器之另一實施例之圖；
圖3C為一同步信號產生器之又一實施例之圖；
圖4為一同步叢發產生器之一實施例之圖；
圖5為一同步叢發序列之一實施例之圖；
圖6A為一同步前置項序列之一實施例之圖；
圖6B為具非重疊之參考序列的一同步前置項序列之一實施例之圖；
圖7A為一同步前置項相關輸出之圖表，其中前置項包含非重疊之參考序列；
圖7B為一同步前置項相關輸出之圖表，其中前置項包含重疊之參考序列；
圖8A為一同步訊息格式之一實施例之圖；
圖8B為一同步訊息格式之另一實施例之圖；
圖8C為一同步訊息格式之又一實施例之圖；
圖9為一傳輸資料訊息格式之一實施例之圖；
圖10為一複合同步及傳輸資料訊息格式之一實施例之圖；
圖11A為一基於頻帶內脈衝之信號對頻率之功率譜密度的圖表；
圖11B為一基於頻帶內載頻調之信號對頻率之功率譜密度的圖表；
圖12為一使用稀疏脈衝之資料調變器之一實施例的圖；
圖13為一稀疏脈衝資料符號表示之一實施例之圖；
圖14A為使用一迴繞技術的調變訊框內之經整形脈衝置放之一實施例的圖；
圖14B為用於此項技術中之典型實例的調變訊框內之經整形脈衝置放之一實施例的圖；
圖15A為一同步信號偵測器及接收器控制器之一實施例之圖； 圖15B為一同步信號偵測器及接收器控制器之另一實施例之圖；圖16為一同步叢發偵測器之一實施例之圖；圖17A為一同步前置項偵測器之一實施例之圖；圖17B為一同步前置項偵測器之另一實施例之圖；圖18A為一同步偵測器控制器之一實施例之圖；圖18B為一同步偵測器控制器之另一實施例之圖；圖19為一接收時序調整器之一實施例之圖；圖20為用於一頻帶內通信系統中之一接收資料數據機之一實施例的圖；圖21為一車載緊急呼叫系統之一實施例之圖；圖22為目的地通信終端機中在一下行鏈路上傳輸的資料請求序列與源通信終端機中在一上行鏈路上傳輸的資料回應序列之一互動之一實施例的圖，該互動由該目的地終端機起始；圖23A為目的地通信終端機中在一下行鏈路上傳輸的資料請求序列與源通信終端機中在一上行鏈路上傳輸的資料回應序列之一互動之一實施例的圖，該互動由該源終端機起始；圖23B為目的地通信終端機中在一下行鏈路上傳輸的資料請求序列與源通信終端機中在一上行鏈路上傳輸的資料回應序列之一互動之另一實施例的圖，該互動由該源終端機起始；圖24A為在下行鏈路及上行鏈路兩者上傳輸的雙向資料 請求序列與資料回應序列之一互動之一實施例的圖；圖24B為在下行鏈路及上行鏈路兩者上傳輸的雙向資料請求序列與資料回應序列之一互動之另一實施例的圖；圖25為一使用者資料封包格式之一實施例之圖，其中使用者資料封包之長度小於傳輸封包大小；圖26為一使用者資料封包格式之一實施例之圖，其中使用者資料封包之長度大於傳輸封包大小；圖27A為傳輸資料請求序列與傳輸資料回應序列之一互動之一實施例的圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小；圖27B為傳輸資料請求序列與傳輸資料回應序列之一互動之另一實施例的圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小；圖27C為傳輸資料請求序列與傳輸資料回應序列之一互動之又一實施例的圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小；及圖27D為傳輸資料請求序列與傳輸資料回應序列之一互動之再一實施例的圖，其中使用者資料長度大於傳輸封包大小。
100．．．無線源終端機
200．．．傳輸基頻
210．．．資料訊息格式化器
215．．．麥克風及音訊輸入處理器
220．．．多工器
230．．．Tx資料數據機
270．．．聲碼器編碼器
295．．．傳輸器
296．．．天線
301．．．資料訊息解格式化器
315．．．音訊輸出處理器及揚聲器
320．．．解多工器/Rx解多工器
330．．．Rx資料數據機
350．．．同步偵測器/同步偵測器及接收器控制器
380．．．Rx時序
390．．．聲碼器解碼器
400．．．接收基頻
495．．．接收器
500．．．通信網路
501．．．通信頻道/上行鏈路通信頻道
502．．．通信頻道/下行鏈路通信頻道
503．．．通信頻道
600．．．目的地終端機
S200．．．輸入資料
S210．．．輸入音訊
S215．．．資料傳輸請求
S220．．．Tx訊息
S225．．．Tx音訊路徑
S230．．．Tx資料/Tx資料路徑
S300．．．輸出資料
S310．．．輸出音訊/輸出音訊信號
S320．．．Rx訊息
S325．．．音訊路徑
S326．．．資料路徑/Rx資料
S330．．．經調整Rx資料
S350．．．時序偏移
S354．．．Rx數據機啟用
S360．．．Rx解多工器控制
S365．．．音訊靜音控制
S370．．．聲碼器解碼器輸出

Claims (14)

  1. 一種在一頻帶內通信系統中控制自一源終端機之源終端機傳輸的方法，該方法包含：偵測該源終端機處之一請求信號；在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段；在偵測到一第一接收信號後即中斷該使用者資料區段之傳輸，其中該第一接收信號指示來自一目的地終端機的對該使用者資料區段之一成功接收；及在該源終端機接收預定數目個一第二接收信號之情況下切換至一第二調變方案，其中該第二接收信號指示來自該目的地終端機的對該使用者資料區段之一不成功接收。
  2. 如請求項1之方法，其中該請求信號為在一下行鏈路上偵測到的一開始信號。
  3. 如請求項1之方法，其中該請求信號為在該源終端機處的一使用者起始之動作。
  4. 如請求項1之方法，其中該請求信號為在該源終端機處偵測到的一感測器信號。
  5. 如請求項1之方法，其中該傳輸一同步信號之步驟在傳輸一發送信號及在偵測到一第三接收信號後即中斷該發送信號之傳輸之後，其中該第三接收信號指示來自該目 的地終端機的對該發送信號之一成功接收。
  6. 如請求項5之方法，其中該發送信號包含一繼之以一發送訊息之同步信號。
  7. 一種用於在一頻帶內通信系統中控制自一源終端機之源終端機傳輸的裝置，其包含：一處理器；與該處理器電子通信之記憶體；及儲存於該記憶體中之指令，該等指令能夠執行以下步驟：偵測該源終端機處之一請求信號；在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號；使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段；在偵測到一第一接收信號後即中斷該使用者資料區段之傳輸，其中該第一接收信號指示來自一目的地終端機的對該使用者資料區段之一成功接收；及在該源終端機接收預定數目個一第二接收信號之情況下切換至一第二調變方案，其中該第二接收信號指示來自該目的地終端機的對該使用者資料區段之一不成功接收。
  8. 如請求項7之裝置，其中該請求信號為在一下行鏈路上偵測到的一開始信號。
  9. 如請求項7之裝置，其中該請求信號為在該源終端機處 的一使用者起始之動作。
  10. 如請求項7之裝置，其中該請求信號為在該源終端機處偵測到的一感測器信號。
  11. 如請求項7之裝置，其中該記憶體進一步包含在傳輸一同步信號之該等指令之前的指令，該等指令可執行以傳輸一發送信號及在偵測到一第三接收信號後即中斷該發送信號之傳輸，其中該第三接收信號指示來自該目的地終端機的對該發送信號之一成功接收。
  12. 如請求項11之裝置，其中該發送信號包含一繼之以一發送訊息之同步信號。
  13. 一種用於在一頻帶內通信系統中控制自一源終端機之源終端機傳輸的裝置，其包含：用於偵測該源終端機處之一請求信號之構件；用於在偵測到該請求信號後即自該源終端機傳輸一同步信號之構件；用於使用一第一調變方案自該源終端機傳輸一使用者資料區段之構件；用於在偵測到一第一接收信號後即中斷該使用者資料區段之傳輸之構件，其中該第一接收信號指示來自一目的地終端機的對該使用者資料區段之一成功接收；及用於在該源終端機接收預定數目個一第二接收信號之情況下切換至一第二調變方案之構件，其中該第二接收信號指示來自該目的地終端機的對該使用者資料區段之一不成功接收。
  14. 如請求項13之裝置，其進一步包含用於在該同步信號之前傳輸一發送信號及在偵測到一第三接收信號後即中斷該發送信號之傳輸之構件，其中該第三接收信號指示來自該目的地終端機的對該發送信號之一成功接收。
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