专利名称：用于车辆的无线电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于车辆或其它免提环境的无线电话机和涉及一个通信系统，以及该系统的远程和固定单元，该系统具有用于连接到一个电话网络的全双工电话互连装置和在远程单元与固定单元之间的半双工通信信道。
移动无线系统中半双工和全双工的电话互连操作是很普通的，并分为如下的多种一般类型。
公知的半双工无线通信是通过按键讲话(PTT)而启动送话器。在这些无线通信中，用户接入一个集群或普通无线系统中的一条电话互连话音信道，并拨一个电话号码。当相应的陆地用户应答时，该移动用户将经通过一个扬声器去接收他的声音，并使用具有PTT手持送话器去开始谈话。一个具有PTT键的手机(如具有送话器和听筒)也可以被使用。这种通信在一个时间仅在一个方向上进行，并且移动用户具有全控制。在PTT未被启动的时候，该无线通信自动转换为接收。
公知的全双工无线通信不需要手持操作，其中的用户接入一个集群或普通无线系统中的一条电话互连话普信道，并拨一个电话号码。当陆地用户应答时，该移动用户通过一个扬声器接收他的声音，并使用一个非手持车载扬声电话(VSP)的送话器进行送话。由于在车箱中接收和发送声音通路间有限的声音隔离，所以VSP的送话器不得不在陆地用户经扬声器讲话时部分地或全部地被静噪，否则声音的再生将会出现。复杂的回声抵消器可以利用数字信号处理器来实现，以提供非手持的全双工操作。不幸的是，所包括的电路是非常昂贵的。由于这个原因，具有适当逻辑的话音检测电路被用于检测“谁在讲话”和“谁得到了优先权”。通常陆地用户将得到优先权，以防止振荡状态(经过扬声器的陆基用户声音可以起动移动发射通路的话音检测器)。这种安排实际产生了一条半双工链路，每个用户在他开始讲话之前要等着另一方讲完。普通的莫托罗拉移动蜂窝电话使用这种方法。陆地用户具有优先权，并且能在任何时间打断全部音量。该移动用户可以仅用一个衰减电平(20-30db下降至正常)去引起陆地用户的衰减而打断该陆地用户的传输。有时该低电平话音不是以停止陆地用户的传送，而移动用户则不得不拿起手机以切断全部音量(实际的全双工)。当用户拿起手机时，如任何正规的家庭型电话那样，一条真正的全双工键路被建立起来。
除了为在接收和发送通路间隔的目的而在全双工无线通信和全双工免提电话中使用话音检测电路之外，在数字蜂窝无线系统中(在双工通信信道的两端)为节电和频谱效率而转换到切断模式传输的话音活动检测器也是众所周知的。切断模式传输是用于全双工数字链路的一种技术，当信道上没有话音的时候，它可以防止载波的传输。
话音检测器在高频单边带的无线通信中也是普通的。这些是普通的半双工无线通信，在一个元线对无线的通信中，话音操作的转换使用了一个PTT。各方在发送之前必须等待另一方讲完话。
在一个电话互连系统中全双工无线通信的缺点(当与半双工无线通信相比较时)如下全双工滤波器对于分离接收和发送信号以及把接收机的性能保持在一个可接受的水平是很必要的，它是昂贵的和笨重的;接收和发送频率必须完好地分离，以使所需的双工滤波器能够实现，并且它还有频谱分配问题;在VHF，UHF和下面的频段，目前其双工器比在800MHZ和以上的双工器更加笨重的昂贵，而且需要调谐到用户频率上，在VHF和UHF集群通信频率上，除非对站中继器分配了良好的分离频率，否则双工器是不可行的，全双工无线通信将不得不以全部功率去处理连续的操作(电话通话常要占用30分钟或更长的时间)，以致于需要巨大的热消耗容量(例如在800MHZ的25W输出功率，当通话在进行时将不得不连续地消耗120W);并且一个双综合器环或梯级(SideStep)振荡器还要提供给接收/发送振荡。
与上述相反，用于电话互连系统的半双工无线通信所具有的一些优点包括用无线转换的宽带操作和不需要双工器;发送和接收频率的分离不成问题;功率放大器的射频(RF)功率以很小的损耗被很好地耦合到天线;操作可以用小的尺寸和低的成本在最大频带中实现;具有较低的热消耗(对于同样的输出功率，与全双工相比约30%的热被消耗，这是由于电池的效率和平均50%的发送/接收持续期);以及单个的综合器环就能处理接收和发送的需求。
英国公开的专利第2，021，902号描述了一个安装于头盔的半双工无线对无线的系统，该系统具有一个用非全双工电话连接控制发送/接收操作模式的话音驱动电路。美国专利第4，524，461号还描述了一个安装于头盔的无线收发信机，它具有一个控制发送/接收操作模式的话音驱动电路。尽管所描述的全双工模式需要两个无线信道，但这种安排一般为半双工。在后面的安排中，进入送话器的语音仅使无线接收机不进行工作。
所以可以用在一个陆线方和一个移动无线方之间改进的通话管理而设计出一个具有半双工无线通信信道优点的通信系统。
按照本发明的第一个方案，所提供的一个通信系统的远程单元包括一个远程单元，一个固定单元，它具有用于连接到电话网络和他们之间通信信道的全双工电话连接装置，该远程单元包括一个送话器和一个用于检测送话器话音的近端话音检测器;一个用于在信道上接收信号的无线接收机;一个用于在信道上发送话音载波无线信号的发射机，和响应于该检测器的装置，它用于把远程单元转换到接收模式，并在近端话音检测器没检测到话音(“手机”方式A或B)和无条件的把远程单元转换到发送模式(“手机”模式C)时，以接收信道上的信号，而当近端检测器检到近端话音时，则在该信道上发送信号。
在这种方式中，自动的半双工操作可以在远程单元的控制下在远程单元和电话网络之间发生。
因此在本发明的这种方案中，远程单元的用户可以使通话从陆地用户讲话转变为无线用户讲话。这种特性在该无线设备在链路中通常是较贵的(并且确实无线信道的使用是常常是昂贵的和账单常常送给用户)的地方是特别重要的。
按照本发明的第二个方案，所提供的通信系统的远程单元包括一个远程单元，一个固定单元，它具有用于连接到电话网络和他们之间通信信道的全双工电话连接装置，该远程单元包括;用于在免提模式和手机模式间进行转换装置;至少一个送话器和一个用于在至少一个送话器检测话音的近端话音检测器;一个用于在信道上接收信号的电线接收机;一个用于在信道上检测由所接收信号载有的话音的无端话音检测器;一个用于在信道上发送无线信号的发射机;在免提模式时响应于检测器的装置，用于把远程单元转换到缺席接收模式，当话音检测器没有检测话音(模式A)时，在信道上接收信号，把远程单元转换到主动接收模式(VSP模式B)，在缺席接收模式和在远端检测器检测远端话音并保持在那种模式，而不管由近端话音检测器的话音检测和把远程单元转换到发送模式(VSP模式C)时在信道上接收信号，当在缺席接收模式和在近端话音检测器检测近端话音时，在信道上发送信号;以及在手机模式时响应于检测器的装置，用于把远程单元转换为接收模式，当近端话音检测器没检测话音(“手机”模式A或B)和把远程单元转换到发送模式(“手机”模式C)时，则在信道上接收信号，当近端检测器检测近端的话音时，则在信道上发送信号。
在这种方式中，自动的半双工操作可以在远程单元与电话网络具有同等权利的远程单元和电话网络之间发生。
在本发明提供的一个最佳方案中，以无线用户的控制，可以在第一方案和第二方案之间进行转换。
因此，所提供的车载无线电话具有在手机模式和免提模式之间转换的装置，和响应于所述转换装置的控制装置，所述的控制装置控制在免提模式中的电话，在给定时间，讲话方具有在通话中的优先权，而在手提模式中，使用方或持手机方在给定时间具有优先权。该转换装置最好是一个装有叉簧手机的挂机开关。
因此，在移动用户认为陆线用谈话很多(在免提模式)的场合，他可以拿起手机，并且然后他转变为一种模式，在这种模式中，讲话进入到手机的送话器中，移动无线电在半双工链路上进行发送，并且实际上该无线用户已经采取了通话控制。
延时装置可以用于响应远端话音检测器，以便在远端话音检测器检出话音休止后，延迟转换为发送模式至少一个预定的时间。
最好具有一个音频的扬声器，以及当远程单元处于接收模式和远端话音检测器没检到远端话音时，用于从该扬声器输出安慰噪声的装置。
远端话音检测器最好适于鉴别来自电话线的话音，而近端话音检测器最好适于鉴别来自车箱噪声中的话音。
本发明其它方案的系统包括一个远程单元和一个固定单元及一个固定单元本身，如权利要求中所定义的。
用这种方法，一个半双工的链路能被用于类似全双工通话的安排，并且设计出很方便的通话安排步骤。
现在将通过例子，并参照附图描述本发明的一个最佳实施例，其中
图1示出了按照本发明的一个移动无线电的电路图;
图2和图3示出了说明图1中元件逻辑状态的表。
图4和图5示出了在图1电路操作的不同模式间的变换。
图6示出了按照本发明的一个固定无线单元的电路图。
参见图1，最佳实施例通信系统的移动部分包括一个半双工的移动无线收发信机，它具有一个扬声器1，一个VSP送话器2，一个具有送话器12和耳机13的手机(用虚线表示)，一个手机挂机开关3，逻辑电路4和至少两个话音检测器5和6。
半双工移动无线收发信机包括分别由无线转换器14连接到天线22的接收机电路20和发射机电路21。接收机电路20经音频开关8连接到话音检测器6，而发射机21通过音频开关9和音频开关7及10分别被接至送话器13和12。开关9，10和7连接到A点，话音检测器5经开关11也被连接到该点。开关7和10是一个四掷开关。开关10的公共极被连接到A点，并且开关7的公共极被连接到在接收机20和开关8之间通路上的B点。
图1中还示出了接收信号电路15和发送信号电路16，它们分别地被连接到开关7和10的一个极，并各自连接到逻辑电路4。
开关7、8、9、10、11、和14全都由逻辑电路4控制，这些开关的各种状态在图2和图3中进行了描述。
图2和图3分别表示话音检测器5和6以及在VSP模式和手机模式中各开关的可能的状态。当开关3被闭合时，如手机“挂机”，则VSP模式被选择。当开关3被打开时，如手机被拿离叉簧(未示出)，则手机模式被选择。
参见图2，它示出了被标为A、B和C的三个操作状态。这三个操作状态也被示在图4中。在这种(VSP)模式中，其操作如下所述。当移动方和陆地方都未讲话时，该装置在状态A，在这种状态下，开关14把天线22接至接收机20，并且接收机20在工作中。开关8被闭合，并且接收话音检测器6检测接收机20的无话音。开关9被打开，开关11被闭合，以及开关10把A点连接到送话器2。话音检测器5检测VSP送话器2的无话音，并且该装置维持这种状态直到这个或另一用户开始讲话。万一陆地用户开始讲话，则接收话音检测器6检测这个话音，并且同时这个话音经开关7由扬声器1输出。在这一时刻，开关11被打开，以便使话音检测器5无效和开关10切断VSP送话器2的连接。除非该装置被转换到手机模式，否则它将维持这种状态直到陆地用户讲完话，在这一时刻它通过闭合开关11返回状态A并重新连接VSP送话器2。
如果该装置处于状态A并且移动用户开始讲话，发送话音检测器5检测VSP送话器2的话音，和该装置转换到发送模式，其开关9被闭合，开关14转换到发射机21及开关8被打开。因此，话音检测器6被无效，并且该装置维持这种模式直到移动用户讲完话使该装置返回模式A，或手机被提起和该装置转换到手机模式。无论如何要注意，从模式C转换到手机模式不是立即生效，它与靠开关7的运动把音频从扬声器1转换到耳机13不同。
如图4所示，在VSP模式中，操作可以经由模式A到模式B及返回，或由模式A到模式C及返回，但不能在模式B和C之间。
现在考虑这种情况，陆地用户正以VSP模式讲话，如模式B，而移动用户希望打断这个谈话。当处于VSP模式时移动用户不能打断这个谈话，所以他从叉簧上拿起手机并且开关3打开。这使得进入了手机模式并应用图3的表，该操作在图5中被说明。除了当开关14被转换到接收机时，开关10连接送话器12到A点，开关8被闭合，开关11现在也闭合及话音检测器5能够检测手机送话器12的话音之外，其操作类似于VSP模式。当处于手机模式B(陆地用户讲话)时，如果移动用户打断这个谈话，则进入送话器12的话音由话音检测器5进行检测，并立即引起逻辑电路4通过转向开关14和闭合开关9而把收发信机从接收模式转换到发送模式。开关8被打开，并且操作如VSP的模式C开始进行。
如图5所示，当处于手机模式时，操作可以从模式A开始至模式B并返回，或从模式A到模式C并返回，但这时的操作仅靠移动用户开始讲话也能立即经模式B到模式C。
应注意的是，在模式A是“缺席”或“准备”模式的情况下，各方没有讲话，但该单元正工作于接收状态，以致它正准备检测接收进来的话音和检测送进入送话器的送出去的话音。
接收信号电路15和发送信号电路16由逻辑4进行控制，用于按照适当的通信协议建立起无线通信链路，并在必要时完成其它信令功能。
话音检测器5和6不必相同，最好是远端话音检测器6适于检测电话型话音并能从电话线的背景噪声中区别出它们，而近端话音检测器5适于具有车箱背景噪声的移动环境。这些不同类型的不同话音检测器可广泛地被利用，这些本领域的普通技术是众所周知的。
为了给移动用户一个充分的安慰，当双方用户均未讲话时扬声器1最好不被静噪。扬声器1被开着，并且移动用户听到了陆地用户的背景噪声。这种特性对于陆地用户不能被精确地“照搬”。
在陆地用户停止讲话之后，在该话音完全衰弱之前，在该车箱中会有回声。在这个时刻，理论上这两个用户没有讲话，但存在着车箱中的残余声波将驱动话音检测器5的危险。为避免这种情况，一个延时通过控制逻辑4被执行。在远端用户已完全无声之后，传输被抑制大约20-40ms。
所提供的基站最好是一个标准的全双工集群基站，当陆地用户不讲话时，该基站仅仅发送未调制的载波。由移动用户做出的决定的与基站的传输无关。
另外，如图6所提供的基站，它具有类似于图1的电路和对于一个电话网络的双工电话相互连接100和101，在那，电话的相互连接取代了图1中的扬声器1和送话器2(和耳机13及送话器12)。部件4到11和14到22在图6中被表示为相应的部件104到111和114到122，除了远端话音检测器被替代以外，部件106是一个静噪检测器(除非移动用户正在讲话，否则将不从移动用户传输，因此移动载波的出现总是表示来自移动用户的话音)。当然，没有叉簧开关而仅有图2和图4中VSP型的操作是可能的，例如没有规定陆地用户去接收来自移动用户的讲话。如果需要的话可以提供一个应急装置。为此目地将它放置于基站。
所述的系统可以提供具有半双工无线通信的免提和手机两种操作。当处于VSP模式时，陆地用户和移动用户具有“同等权力”首先开始讲话的一方将不能被中断。如果陆地用户“讲话”太多”而没有停频，则移动用户可以选择拿起手机并实现对通话具有完全优先的控制。这种特性在通常由移动用户付电话费的时候特别有优点。
本方法可以以很低的费用被用于目前的集群和普通的系统，其特性具有节省电源而非常有益于免提电话通话的能力。
权利要求
1.一种通信系统的远程单元，包括一个远程单元，一个连接到一个电话网络的具有全双工电话互连装置的固定单元，和它们之间的一条通信信道，该远程单元包括转换装置，用于在免提模式和手机模式之间进行转换；至少一个送话器和一个用于检测至少一个送话器话音的近端话音检测器；一个无线接收机，用于在该信道上接收信号；一个远端话音检测器，用于在该信道上检测所接收信号载有的话音；一个发射机，用于在该信道上发送无线信号；在免提模式时响应于检测器的装置，用于把远程单元转换到缺席接收模式，当话音检测器没有检测话音(模式A)时，在信道上接收信号，把远程单元转换到主动接收模式(VSP模式B)，在缺席接收模式和在远端检测器检测远端话音并保持在那种模式，而不管由近端话音检测器的话音检测和把远程单元转换到发送模式(VSP模式C)时，在信道上接收信号，当缺席接收模式和在近端话音检测器检测近端话音时，在信道上发送该信号；在手机模式时响应于检测器的装置，用于把远程单元转换为接收模式，当近端话音检测器没检测话音(“手机”模式A或B)和把远程单元转换到发送模式(“手机”模式C)时，则在信道上接收信号，当近端检测器检测近端话音时，则在信道上发送信号。
2.按照权利要求1的远程单元，进一步包括一个在其上至少安装有一个送话器的手机，一个用于支持手机的手机叉簧和一个靠从该手机叉簧上拿起手机而被操作的叉簧开关，所述的叉簧开关具有一个用于在免提模式和手机模式之间进行转换的转换装置。
3.按照权利要求2的远程单元，包括第一和第二送话器，该第一送话器被安装在手机中，而第二送话器的安装与叉簧有关，以及当处于免提模式时，送话器话音检测器耦合装置用于把第一送话器耦合到话音近端话音检测器。
4.按照权利要求1至3中任何一个远程单元，进一步包括响应于远端话音检测器的延时装置，用于在远端话音检测器检测到一个话音开始之后延迟转换为发射模式至少一个预定的时间。
5.按照权利要求1至4中任何一个远程单元，包括一个音频扬声器和一个在接收模式中远端话音检测器未检测远端话音时从该扬声器输出安慰噪声的装置。
6.按照权利要求1至5中任何一个远程单元，其中远端话音检测器适于鉴别来自电话线噪声中的话音，以及近端话音检测器适于从车箱噪声中鉴别话音。
7.一种用于车辆的无线电话，它具有用于在手机模式和免提模式之间进行转换装置和响应于所述转换装置的控制装置，所述的控制装置控制该电话，以致在免提模式中讲话方在一给定时间具有通话的优先权，而在手机模式中手持手机方在一给定时间具有优先权。
8.一种通信系统，包括一个远程单元;一个连接到一个电话网络的具有全双工电话连接装置的固定单元，和它们之间的一条全双工通信信道;该远程单元包括一个送话器和一个用于检测该送话器话音的近端话音检测器;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个远端话音检测器，用于在该信道上检测所接收信号载有的话音;一个发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于该检测器把远程单元转换到缺席接收模式的装置，当话音检测器没有检测话音(模式A)时，在该信道上接收信号，把远程单元转换到主动接收模式(VSP模式B)，在缺席接收模式和远端检测器检测远端话音并保持在那种模式，而不管由近端话音检测器的话音检测和把远程单元转换到发送模式(VSP模式C)时，在信道上接收信号，当在缺席接收模式和在近端话音检测器检测近端话音时，在该信道上发送信号;和一个固定单元包括一个全双工无线收发信机。
9.一种通信系统，它包括一个远程单元;一个连接到一个电话网络的具有全双工电话互连装置的固定单元和一个它们之间的半双工通信信道;该远程单元包括个送话器和一个用于检测该送话器话音的近端话音检测器;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个远端话音检测器，用于在该信道上检测由所接收信号载有的话音;一个发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于该检测器把远程单元转换到缺席接收模式的装置，当话音检测器没有检测话音(模式A)时，在该信道上接收信号，把远程单元转换到主动接收模式(VSP模式B)，在缺席接收模式和远端检测器检测远端话音并保持在那种模式，而不管由近端话音检测器的话音检测和把远程单元转换到发送模式(VSP模式C)时，在信道上接收信号，当缺席接收模式和在近端话音检测近端话音时，在该信道上发送信号;以及该固定单元包括一个近端话音检测器，它被耦合到一个电话互连装置，用于检测从该电话网络接收到的话音;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个远端信号检测器，用于检测在该信道上接收的信号;一个发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于该检测器把固定装置转换为缺席接收模式的装置，当话音检测器没有检测话音(模式A)时，在该信道上接收信号，把远程单元转换到主动接收模式(VSP模式B)，在缺席接收模式和远端检测器检测远端话音并保持在那种模式，而不管由近端话音检测器的话音检测和把远程单元转换到发送模式(VSP模式C)时，在信道上接收信号，当在缺席接收模式和在近端话音检测器检测近端话音时，在该信道上发送信号;借以自动的半双工操作可以在远程单元和电话网络具有同等权利的该远程单元与该电话网络之间实现。
10.一种通信系统，它包括一个远程单元;一个连接到一个电话网络的具有用全双工电话互连装的固定单元，和一条它们之间的全双工通信信道;该远程单元包括一个送话器和一个用于检测该送话器话音的近端话音检测器;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个远端话音检测器，用于在该信道上检测由所接收信号载有的话音;一个发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于该检测器把远程单元转换到接收模式的装置，当近端话音检测器没有检测话音(“手机”模式A或B)和远程单元转换到发送模式(“手机”模式C)时，在该信道上接收信号，当近端检测器检测近端话音时，在该信道上发送信号;以及固定单元包括一个全双工无线收发信机。
11.一种通信系统，它包括一个远程单元;一个连接到一个电话网络的具有全双工电话互连装置的固定单元，和它们之间的一条半双工通信信道;该远程单元包括一个送话器和一个用于检测器该送话器话音的近端话音检测器;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个远端话音检测器，用于在该信道上检测由所接收信号载有的话音;一个发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于该检测器用于把该远程单元转换为接收模式的装置(用于通过该信道接收信号，当近端话音检测器没有检测话音(“手机”模式A或B)和把远程单元转换到发送模式(“手机”模式C)时，在该信道上接收信号，当该近端检测器检测近端话音时，在该信道上发送信号;以及该固定单元包括一个近端话音检测器，它被耦合到一个电话互连装置，用于检测从该电话网络接收到的话音;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个无线发射机，用于在该信道上发送载有话音的无线信号;和响应于远程单元当远程单元处于发射模式时用于在该信道上(“手持”模式A或B)接收信号的装置，和响应于近端话音检测器把该固定单元转换为发送模式(“手机”模式C)的装置，当远程单元没有处于发送模式并且近端检测器检测近端话音的时候，在该信道上发送信号，其中自动的半双工操作可以在该单元的控制下在远程单元与该电话网络之间产生。
12.一种通信系统的固定单元，它包括一个远程单元，一个固定单元和一个在它们之间的半双工通信信道，该固定装置包括一个近端话音检测器，它耦合到用于检测由电话网络接收的话音的电话互连装置;一个无线接收机，用于在该信道上接收信号;一个无线发射机，用于在该信道上传送无线信号;响应于远程单元的装置，用于在该远程单元处于发送模式时在该信道上“手机”模式A和B接收信号;和响应于近端话音检测器的装置，用于把该固定单元转换为发送模式(“手机”模式C)，当远程单元不处于发送模式和近端检测器检测近端话音时，在该信道上发送信号。
全文摘要
一种用于车辆的无线电话被提供，它具有在手机模式和免提模式之间转换的装置，和响应于所述转换装置的控制装置，所述的控制装置控制该电话，以便在免提模式中，在给定时间讲话方具有通话的优先权，而在手机模式持手机方在给定时间具有优先权。
文档编号H04B1/46GK1101183SQ93114419
公开日1995年4月5日 申请日期1993年10月5日 优先权日1992年10月5日
发明者扎米·沙兹曼, 阿龙·凯什坦, 克劳德·哈桑 申请人:莫托罗拉以色列有限公司