[发明专利]用于同时传送声音和数据的声音信号的压扩

说明书

本发明涉及例如调制解调器的数据通信设备，特别是涉及在相同的通信设备上同时传送声音和数据信号。

在声音信号具有较大动态幅度范围时，其幅度概率分布加权趋于零，即声音在幅度上通常很小，而偶尔会突然达到最大（满度）。为了改变特性，电信网络，例如公共交换电话网络（PSTN），使有压扩器以放大相对于大的声音信号的弱音信号。这样，通过将平均声音信号电平提高到通讯网络的噪声平台以上来改进其信噪比（SNR）。

G，Bremer和K.D.KO的名为“同步模拟和数字通讯”的尚未决定美国专利08/076505申请日为1993年6月14日，公开了一种同时声音和数据的通讯系统，其中声音信号被加到二维正交调幅调制（QAM）的数据符号上，以便通过通信信道例如PSTN传送到接收调制解调器。特别是，每个数据符号是一个参考信号点值，在其上加上了一个表示一个声音信号的声音信号矢量。将声音信号矢量附加数据符号上，使得被选中信号点是选中的数据符号和声音信号矢量大小的函数。不幸的是，由于声音信号是有效地加到数据信号上，使声音信号对于每个选中的数据符号具有不同的偏差。PSTN不希望声音信号具有一个DC偏差。因此，导致低电平声音信号没有从PSTN压扩器获得增益，所以降低了从PSTN传送声音的质量。

因此，按照本发明，声音信号或模拟信号在加到PSTN前被压扩，其结果是低电平声音信号被放大并且使声音传送的质量没有降低。

在本发明的一个实施例中，代表的声音信号在编码成一序列信号点以前先被扩展，其中每个信号点是从一个二维信号空间中选出的并表示一个声音信号矢量。

在本发明的一个实施例中，扩展发生在声音信号被编码成一序列二维信号点之后，其中每个信号点是从一个二维信号空间中选出的并表示一个声音信号矢量。换句话说，每个声音信号矢量在附加到数据符号之前被扩展。

在本发明的另一个实施例中，选出用于传送的结果信号点被扩展。特别是，声音信号被编码成序列二维信号点，其中每个信号点是从一个二维信号空间选出的并表示了一个声音信号矢量。，同时，将一个数据信号编码成序列二维符号，其中每个符号由一个来自二维信号空间的信号点来表示。随后将每个声音信号矢量加到相应的序列表示数据信号的二维符号上，用以选出结果信号点。每个结果信号点在调制用于通过PSTN传送前按照扩展算法进行变换。

在上面的实施例中，接收机实施相应的接收信号反相压缩。

图1表示了一个用于同时声音和数据通信系统信号点星座（constellation）;

图2表示了一个μ律扩展/压缩函数;

图3表示了一个体现本发明原理的发射机的方框图;

图4表示了一个体现本发明原理的用于接收来自图3发射机的信号的接收机的方框图;

图5表示了另一个体现本发明原理的发射机的方框图;

图6表示体现本发明原理的用于接收来自图5发射机的信号的接收机的方框图;

图7表示了另一个体现本发明原理的发射机的方框图;

图8表示体现本发明原理的用于接收来自图7发射机的信号的接收机的方框图。

上面提到的未决申请×××××，在此做为参考，它公开了一种发射机，其中发射信号表示为N-维序列信号点，每个信号点是一个至少两个分离信号的函数，显然，这些信号之一是音频信号或声音信号，而其它信号是一个数据信号。如上所述，声音信号具有很大的动态幅度范围并且具有一个加权趋零的幅度概率分布，即声音在幅度上通常很小而突然会达到最大。