[發明專利]經由無線通信網絡的語音信道進行數據通信的方法

有效

• 申請號: 200810090596.3
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101282197A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: E·切斯努特;J·殷;S·馬哈文;I·敘爾蒂
• 申請（專利權）人: 通用汽車公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;G10L19/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

技術領域

本發明通常涉及電信網絡上的數據通信，并且更具體地涉及使用EVRC聲碼器的電信語音信道(voice?channel)上的數據通信。

背景技術

最初設計有線電話系統來傳送語音使得能夠進行長距離的語音會話。最近，公共交換電話系統已經變為主要媒體，用于不但傳輸語音而且也傳輸非語音數據，例如通過使用在電話線上傳輸圖像信息的傳真機，或者通過在這些相同電話線上交換各種形式(文本、二進制可執行文件、圖像或視頻文件)的數字數據的調制解調器。

今天，更多地使用蜂窩和其他無線通信系統以用于語音和數據通信兩者。當今世界所使用的大多數蜂窩通信采用GSM(包括UMTS)或CDMA(IS-95或CDMA2000)通信系統。這些系統使用已調制的載波在語音通信量信道上傳輸語音數據。例如，2G?GSM使用GMSK調制并且IS-95CDMA使用PSK調制。在調制語音數據以用于無線傳輸之前，使語音輸入穿過語音壓縮電路(例如聲碼器)來將語音輸入壓縮成較小量的數據。這減少了需要經由無線網絡被發送的語音數據的量，因此允許較小比特率的使用以及共享同一通信系統的更大量用戶。

已經提議并且使用了各種聲碼器技術。最普遍的是各種形式的線性預測編碼(LPC)；例如，2G?GSM使用RPE-LPC語音編解碼器，而IS-95CDMA使用可變速率的CELP編解碼器。這些預測壓縮技術被特別設計以用于語音編碼，并且同樣被設計以濾出噪聲和其他非語音分量。因此，數字數據(例如ASCII文本、字節代碼、二進制文件)的傳輸可能是有問題的，因為聲碼器處理可能破壞數字數據，使得其在傳輸的接收端是不可恢復的。例如，最近引進的Qualcomm^TM?4G聲碼器是CDMA2000裝置，該裝置顯出時變的、非線性的傳遞函數，在對于語音編碼為可接受時，當試圖經由聲碼器發送數字數據時，其可能強加重大的失真。

4G聲碼器使用基于3gpp2標準的EVRC-B編解碼器，該EVRC-B編解碼器具有9.6kbps的全速率。可替換地，較新的聲碼器可以使用3gpp2?EVRC-WB或者EVRC-C編解碼器。這些編解碼器也支持較低比特率，包括4.8kbps半速率和1.2kbps八分之一速率。當聲碼器確定不需要全速率來充分地發送其所接收的聲音信號時，可以使用這些較低速率。例如，一般以八分之一速率發送背景噪聲。EVRC-B聲碼器使用這些不同的速率來獲取目標速率，能由無線載波來控制該目標速率。對于經由語音信道的數據傳輸，這可能是有問題的，因為聲碼器可能選擇低于全速率，使得難以通過該聲碼器成功地發送非語音數據。對于調制技術(例如已經被成功地用于現有階段聲碼器(例如EVRC-A)的頻移鍵控(FSK)和幅移鍵控(ASK))，之前已經工作的同樣的頻率和調制比特率組合可能使用較新的(例如EVRC-B)聲碼器不能可靠地提供數據的雙向傳輸。

發明內容

本發明提供使用無線通信網絡進行數據通信的方法，其允許在通信網絡的語音信道上傳輸數字數據。根據一個實施例，該方法包括步驟：

使用載波信號的連續信號調制編碼在車輛與中心設施之間的任一方向上所發送的數據，使得已調制的載波信號包含不多于四個有效頻率分量；以及

使用較新代EVRC聲碼器在車輛與中心設施之間傳遞已調制的載波信號。

優選地，使用頻移鍵控或者幅移鍵控來執行連續信號調制，其中選擇調制比特率和一個或多個頻率，使得在另一端能以小于所選閾值的比特差錯率解碼已調制的載波信號。可接受的閾值可以取決于特定應用，但可以從1％或更小直到10％如此之多進行變化。

根據本發明的另一個方面，提供了通過無線通信系統交換數據的方法，其在每個方向上使用聲碼器來編碼使用聲碼器的所輸入的音頻流，該聲碼器通過確定語音段的近似值、至少部分地基于與近似值和語音段之間的差值有關的誤差計算來在全比特率與一個或多個較低比特率之間進行選擇，以及使用近似值和所選的比特率來產生已編碼的語音段，來編碼語音段。該方法包括以下步驟：

在所選的調制比特率和一個或多個頻率上使用載波信號的連續信號調制編碼在每個方向上發送的數據，使得聲碼器基于誤差計算選擇全比特率；

通過無線通信系統發送已調制的載波信號；

接收已調制的載波信號；以及

將已調制的載波信號解調回所述數據。