专利名称：一种基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动电话，特别涉及到一种基于现有移动电话语音编解码体系，能同时适用于移动通讯网和无线局域网的移动电话。
背景技术：
语音编解码是IP语音通讯的重要基础，当前主要的编解码方式有G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.729、G.726、CDMA QCELP、长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)、增强全速率(EFR)、自适应多速率(AMR)等语音编解码方式。它们有不同的编码效率，并且习惯地用于不同设备的语音编解码，如G.711、G.728、G.723、G.726、G.729常用于网络电话的语音编解码，CDMA QCELP用于以IS-95为基础的CDMA系统中，EFR用于GSM规范06.60中，AMR定义于GSM06.90系统中，同时它也是许多第三代无线通讯系统的语音编解码方式。
当前实现的各种通讯设备只是固定支持其中的一种或几种编解码方式，或可以固定完成语音编解码的转换。这样就对终端的网络接入以及设备之间的互操作产生了很大的影响，在当今各种通讯设备相互融合、相互渗透的情况下，这种影响尤为重要；比如说移动电话只能通过GSM、GPRS、CDMA或其他3G移动通讯网络接收话音服务，支持CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR语音编解码方式；当前IP网络主要为固定的终端提供话音服务，如通常意义上的VoIP电话或宽带电话，或通过无线局域网络的AP(Access Point)为少量移动终端提供话音服务，如WLAN手机或蓝牙手机提供IP语音服务，但它们只支持G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.726、G.729语音编解码方式，不能为移动通讯网络中的移动终端提供语音服务；许多公司开始了将移动通讯网和普通无线网络的语音服务在移动终端上作融合，尽管工作的思路和方向都有不同，但他们仍旧把移动通讯网络的语音编解码和现有VoIP的语音编解码看作为两套独立的语音服务体系，只是将两套话音服务物理地整合起来，移动终端上同时支持两种语音编解码体制，造成移动终端的体积、功耗和成本的提高。循此路径，许多IC公司将两套体系整合在高集成度的专用集成电路(ASIC)中，本质上依旧是两套语音体系，专用的ASIC系统必然伴有昂贵的软硬件License费用，并且此类ASIC还要一段研发时间才能面世，所有这些给本发明留下了思考的空间。
发明内容
本发明的目的在于克服将两套话音服务物理整合在一起的现有技术所带来的移动电话体积大，功耗和成本高的缺点，从而提供一种移动电话，该移动电话基于现有移动电话的语音编解码体系，实现了在不增加现有移动电话的运算能力的条件下，对移动通讯网和无线局域网的双重适用性。
本发明提供的一种基于现有移动电话的语音编解码体系的移动电话，实现了对移动通讯网和无线局域网的双重接入方式，包括移动通讯网射频模块，中央处理器，人机接口模块，存储器模块，语音信号处理器，电源模块，语音编解码器，麦克和耳机；其特征在于，还包括无线局域网芯片组和协议处理器；所述的无线局域网芯片组的功能是实现无线局域网的接入，VoIP协议处理器的功能是实现语音数据在IP网上传输的相关协议；其中移动通讯网射频模块一端与射频天线相连，另一端与中央处理器实现双向数据连接，中央处理器分别与人机接口模块，存储器模块，语音信号处理器和协议处理器数据连接；语音信号处理器与中央处理器、语音编解码器相连接，语音编解码器分别连接到麦克，耳机；协议处理器与中央处理器、人机接口模块、存储器模块、无线局域网芯片组连接；无线局域网芯片组还要连接到射频天线上；电源模块为其他各个功能模块供电。
所述的无线局域网芯片组包括网络接口控制器(NIC)、基带信号处理器、中频处理单元和射频单元；其中，网络接口控制器实现无线局域网协议中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器之间的接口；射频单元、中频处理单元和基带信号处理器等三个单元组成无线收发设备，实现无线局域网数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密的物理层功能，并与网络接口控制器进行信息交互。
所述的移动电话的两种接入方式的选择方法有两种，一种是手动设置，一种是智能选择。
所述的移动通讯网射频模块是CDMA射频模块，GSM射频模块和GPRS射频模块中的一种。 6无线局域网芯片组包括802.11a芯片组、802.11b芯片组或802.11g芯片组。
本发明的优点在于1、既能够用于移动通讯网，又能够用于无线局域网，增加了移动电话的使用范围。
2、通过与无线局域网的连接，实现了基于因特网的IP语音服务，与现有移动电话相比，降低了通讯费用。
3、基于现有移动电话的语音编解码体系，利用现有移动电话的数字信号处理器，只在现有移动电话的基础上增加必要的功能模块，减小了移动电话的体积，降低了移动电话的功耗和成本。
图1为本实用新型的移动电话组成示意2为本实用新型的一种具体实施方式
的结构面说明1移动通讯网射频模块2中央处理器3人机接口模块4存储器模块5语音信号处理器6电源模块7语音编解码8麦克 9耳机10无线局域网芯片组 11协议处理器具体实施方式
下面结合附图，对本发明的内容做详细介绍。
为了方便对本发明的理解，先介绍本发明的应用场景。
本发明的一种基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话可以像现有的普通移动电话一样在移动通讯网络中获得语音服务，这种语音服务接入方式可以称之为移动通讯网接入方式；也可以像WLAN手机或蓝牙手机一样通过IP网络获取VoIP语音服务，这种语音服务接入方式可以称之为无线局域网接入方式。移动通讯网接入方式具有覆盖范围广的优点，但通讯时的费用较高；而无线局域网接入方式的覆盖范围受到限制，但通讯费用低，而且可以提供高质量的语音服务或Internet服务。若能够将两种通讯方式结合起来，发挥各自的长处，会有广泛的应用前景。
本实施例的移动电话是基于现有移动电话的语音编解码体系，不增加现有移动电话的运算能力，只要在现有移动电话的基础上增加必要的功能模块，就能够实现对移动通讯网和无线局域网的双重适用。
参照图1，制作一款基于GSM制式的现有移动电话语音编解码体系的移动电话。在图中虚线框内为GSM制式的现有移动电话的结构，包括移动通讯网射频模块1采用GSM射频模块，中央处理器2，人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5，电源模块6，语音编解码器7，麦克8，耳机9。本实施例的移动电话增加了无线局域网芯片组10，该芯片组10采用市场上购买的802.11b芯片组(802.11a芯片组、802.11b芯片组或802.11g芯片组中的任意一种都可以)，和增加了协议处理器11，这两个新增功能模块实现了无线局域网的接入。各个功能模块间的连接关系为GSM射频模块1一端与射频天线相连，另一端与中央处理器2实现双向数据连接，中央处理器2分别与人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5和协议处理器11数据连接；语音信号处理器5与中央处理器2、语音编解码器7相连，语音编解码器7还要分别连接到麦克8，耳机9；协议处理器11与中央处理器2、人机接口模块3、存储器模块4、802.11b芯片组10连接；802.11b芯片组10则还要连接到射频天线上；电源模块6为其他各个功能模块供电。
下面就上述模块分别加以说明。
GSM射频模块1为本实施例移动电话的射频部分，主要完成TDMA帧调制到射频及相反的解调过程。GSM射频模块1是一项成熟的现有技术，很容易从市场上得到相应的部件，在此不再详细描述。
中央处理器2的功能根据本实施例移动电话的通讯方式的不同而改变。当本实施例移动电话采用移动通讯网接入方式时，中央处理器2的功能是实现信道编码，当本实施例移动电话采用无线局域网接入方式时，中央处理器2的功能是直接将数据传送到VoIP协议处理器11中。此外，中央处理器2还有对通讯方式进行选择的功能。
人机接口模块3是人与移动电话间交流的一个平台，通过该平台，移动电话向人传递信息，人向移动电话发出指令。常见的人机接口有键盘、显示器。本实施例移动电话的人机接口模块3与现有移动电话的人机接口没有本质性的区别，故在此不再详述。
存储器模块4用来存储相关的程序，以及在通讯时用来缓存数据。
语音信号处理器5的功能是实现长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)和解码，语音信号处理器5是对通用的数字信号处理器(DSP)进行编程来完成上述功能的。与现有移动电话相比，语音信号处理器5没有做任何的改进，本实施例移动电话基于现有移动电话的语音信号处理器就能够实现信号的处理，这就降低了成本，提高了本实施例移动电话的可实现性，是本发明的最主要的创新。
电源模块6的功能是存储电能，为本实施例移动电话的各个模块提供电能。电源模块6与现有的移动电话中的电源装置是一样的。
语音编解码器7的功能包括对语音信号进行模/数转换，对语音信号进行采样、量化和编码等，实现PCM信号与模拟信号之间的相互转换。
麦克8的作用是将声波转换为模拟电信号。
耳机9的作用是将模拟电信号转换为声波。
上述部件在现有的移动电话中都能够找到相应的部件，利用现有技术也很容易实现上述的功能。
802.11b芯片组10和协议处理器11是本实施例移动电话和现有移动电话的主要区别，对它们的结构与功能详细描述如下。
802.11b芯片组10主要包括网络接口控制器(NIC)、基带信号处理器(BBP)、中频处理单元(IF)和射频单元(RF)。
其中，NIC主要实现IEEE802.11规范中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器11之间的接口，如PCMCIA接口，在VoIP协议处理器11有数据要发送时，NIC负责接收VoIP协议处理器11发来的数据，按照一定的格式封装成帧，然后根据多址接入协议把数据发送到信道中去。当接收数据时，NIC根据接收帧中的目的地址判断该帧是否是发往本机的数据，如果是，则接收该帧信息，并进行CRC(循环冗余校验)，拆去帧头，把数据送到VoIP协议处理器11。
RF、IF和BBP等三个单元组成无线收发设备，实现了802.11b的物理层功能，包括数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密等，并与NIC进行必要的信息交互。发送数据时，首先由BBP完成扩频调制，IF把扩频调制的信号上变频到中频载波进行放大滤波处理，然后由RF上变频到射频后由天线辐射出去。接收数据时就是一个与发送数据相反的逆过程。
协议处理器11的功能是实现语音数据在IP网上的传输，主要实现了与VoIP实现相关的协议栈(如MGCP、SIP或H.323中的一种信令控制协议)以及语音数据包封装协议RTP等其他相关协议栈。
协议处理器11也是一个从市场上可以得到的标准部件。
在本实施例中已经提到，本实施例移动电话有两种接入方式。在本实施例中，移动通讯网接入方式具体采用GSM模式，无线局域网接入方式具体采用802.11b。下面分别对这两种接入方式中，语音信号的转换过程进行描述。
GSM方式语音信号经过麦克8完成声电转换后，语音信号转换成模拟信号，在语音编解码器7中完成模/数转换，模拟信号转换成数字信号，并在语音编解码器7中完成采样、量化和编码，形成64Kbit/s的PCM信号。PCM语音信号经过语音信号处理器5，完成长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)，然后在中央处理器2中完成信道编码，送入GSM射频模块1完成加密、GSMK调制等处理，最终形成射频信号，经射频天线发送。上述为语音信号的发送过程。语音信号的接收过程则是一个相反的逆过程。射频信号在GSM射频模块1中转换成基带信号后完成GSMK解调、解密及自适应均衡后，将基带数字信号送入到中央处理器2中进行信道解码，提取语音数据后，送数据进入语音信号处理器5进行RPE-LTP解码，形成PCM语音信号，在语音编解码器7中经过数/模转换后，驱动耳机9完成电声转换。
802.11b方式语音信号经过话筒完成声电转换后，语音信号转换成模拟信号，在语音编解码器7中完成模/数转换，模拟信号转换成数字信号，并在语音编解码器7中完成采样、量化和编码，形成64Kbit/s的PCM信号。PCM语音信号经过语音信号处理器5，完成长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)，在经过中央处理器2时，对语音信号不进行GSM的信道编码，直接将数据传到VoIP协议处理器11。在VoIP协议处理器11中，完成对VoIP协议(如MGCP、SIP或H.323)的实现以及语音数据RTP流的转换。然后语音数据进入802.11b芯片组10中，其中的网络接口控制器(NIC)接收主机发来的数据，按照一定的格式封装成帧，然后根据多址接入协议把数据发送到信道中去。RF、IF和基带信号处理器(BBP)等三个单元组成无线收发设备，实现了802.11b的物理层功能，包括数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密等，在发送数据时首先由BBP完成扩频调制，IF把扩频调制的信号上变频到中频载波进行放大滤波处理，然后由RF上变频到射频后由天线辐射出去。上述为语音信号的发送过程。语音信号的接收过程是一个相反的逆过程，在此不再详细描述。
由于本实施例移动电话有两种语音接入方式，因此，在本实施例中还有如何选择语音接入方式的问题。通常，对语音接入方式进行选择的方法有两种，一种是手动设置，一种是智能选择。无论是哪一种选择方法，对语音接入方式的选择是在中央处理器2中实现的。用户手动设置适合长期驻留在某一网络中的情况，比如用户在家庭或办公室室内，有无线局域网覆盖，用户手动关闭移动通讯网络接入方式，选用无线局域网接入方式，这样用户可以获取低资费、高质量的语音服务或Internet服务。智能选择方式适合于用户大范围网络间移动的情况，由于无线局域网的覆盖区域界限的模糊性，本实施例移动电话周期地监测无线局域网的信号能量，达到接入阈值时，自动切换到无线接入网进入方式，使移动通讯网接入模块进入长时间休眠的状态，获取无线局域网的IP语音服务及其它Internet服务，当本实施例移动电话离开移动无线局域网时，当监测到无线局域网的信号能量低于阈值时，启动移动通讯网络接入模块，获得不间断的语音服务及Internet服务。采用智能选择方式时，接入阈值的设定，无线局域网信号能量的周期性监测以及信号能量与接入阀值的比较与判定是在中央处理器2中实现的。
需要再一次说明的是，在实施例中所例举的GSM移动通讯方式和802.11b无线局域网接入方式只是为了更好地说明实施例，对于其他的移动通讯方式或无线局域网接入方式，本发明所述的移动电话同样适用。
权利要求
1.一种基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，包括移动通讯网射频模块(1)，中央处理器(2)，人机接口模块(3)，存储器模块(4)，语音信号处理器(5)，电源模块(6)，语音编解码器(7)，麦克(8)和耳机(9)；其特征在于，还包括无线局域网芯片组(10)和协议处理器(11)；所述的无线局域网芯片组(10)是实现无线局域网的接入，协议处理器(11)是实现语音数据在IP网上传输的相关协议；其中移动通讯网射频模块(1)一端与射频天线相连，另一端与中央处理器(2)实现双向数据连接，中央处理器(2)分别与人机接口模块(3)、存储器模块(4)、语音信号处理器(5)和协议处理器(11)数据连接；语音信号处理器(5)与中央处理器(2)、语音编解码器(7)相连接，语音编解码器(7)分别连接到麦克(8)、耳机(9)；协议处理器(11)与中央处理器(2)、人机接口模块(3)、存储器模块(4)、无线局域网芯片组(10)连接；无线局域网芯片组(10)还要连接到射频天线上；电源模块(6)为其他各个功能模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，其特征在于，所述的无线局域网芯片组(10)包括网络接口控制器、基带信号处理器、中频处理单元和射频单元；其中，网络接口控制器实现无线局域网规范中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器之间的接口；射频单元、中频处理单元和基带信号处理器三个单元组成无线收发设备，实现无线局域网数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加扰/解扰、加密/解密的物理层功能，并与网络接口控制器进行信息交互。
3.根据权利要求1所述的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，其特征在于，所述的移动电话的两种接入方式包括手动设置，或智能选择。
4.根据权利要求1所述的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，其特征在于，所述的移动通讯网射频模块(1)包括GSM射频模块、GPRS射频模块或CDMA射频模块。
5.根据权利要求1所述的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，其特征在于，所述的无线局域网芯片组(10)是802.11a芯片组、802.11b芯片组或802.11g芯片组。
全文摘要
本发明公开了一种基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，实现了对移动通讯网和无线局域网的双重接入，包括移动通讯网射频模块，中央处理器，人机接口模块，存储器模块，语音信号处理器，电源模块，语音编解码器，麦克，耳机，无线局域网芯片组和协议处理器；移动通讯网射频模块，中央处理器，人机接口模块，存储器模块，语音信号处理器，电源模块，语音编解码器，麦克和耳机实现移动通讯网的接入方式；用无线局域网芯片组和协议处理器替换移动通讯网射频模块可实现无线局域网的接入方式；本发明利用现有移动电话的语音编解码体系，只增加必要的功能模块，就能够实现对移动通讯网和无线局域网的双重适用。
文档编号H04Q7/32GK1783891SQ200410096159
公开日2006年6月7日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者王劲林, 张武, 曾学文, 倪宏, 王玲芳, 李挺屹 申请人:中国科学院声学研究所