无线通信系统中的双音多频数字检测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般涉及电信系统中的信令，并且更具体地，涉及无线通信系统中的双音 多频（DTMF)数字检测。
【背景技术】
[0002] 双音多频（DTMF)数字检测用在电信系统中的诸如拨号和自动应答平台中的应答 条目（entry)的应用。在传统的无线系统中，DTMF数字起源于通信设备，并且在被编码之 前经历预处理。DTMF数字被无线发送到基站，该基站将包含DTMF信息的编码分组路由到另 一通信设备，在另一通信设备中接收分组被解码并经历后处理。然而，DTMF数字在通过话 音信号路由路径的传输期间可能经历严重的恶化，从而使得对于在接收端的应用来说更难 以区分DTMF数字。
【发明内容】
[0003] 简短地说来，其它实施例当中的一个实施例是用于执行双音多频（DTMF)数字检 测的系统。该系统包括被配置用于接收到来的携载至少一个音调样本的帧的自动增益控制 器，自动增益控制器还被配置为响应于能级超过帧能量阈值而调整所述至少一个音调样本 的能级。该系统还包括被配置用于确定到来的帧中的所述至少一个音调样本的至少一个频 率的单音检测器。该系统还包括双音检测器，该双音检测器被配置为响应于第一确定的频 率对应于频率的第一组中的频率并且第二确定的频率对应于频率的第二组中的频率，识别 每个所确定的频率的能级和生成到来的帧中是否存在DTMF数字的指示。该系统还包括用 于基于所述指示来确定DTMF数字的DTMF数字确定器。
[0004] 另一实施例是在通信设备中实施的、用于执行双音多频（DTMF)数字检测的方法。 该方法包括：由通信设备接收到来的携载至少一个音调样本的帧；响应于能级超过帧能量 阈值而调整所述至少一个音调样本的能级；以及确定到来的帧中的所述至少一个音调样本 的至少一个频率。该方法还包括响应于第一确定的频率对应于频率的第一组中的频率并且 第二确定的频率对应于频率的第二组中的频率，识别每个所确定的频率的能级，并生成对 于到来的帧中是否存在DTMF数字的指示。该方法还包括基于所述指示来确定DTMF数字。
[0005] 另一实施例是用于执行双音多频（DTMF)数字检测的系统。该系统包括被配置用 于接收到来的携载至少一个音调样本的帧的自动增益控制器，该自动增益控制器还被配置 用于生成能量受限的至少一个音调样本。该系统还包括单音检测器，该单音检测器被配置 用于接收能量受限的至少一个音调样本，并且用于确定到来的帧中的两个最高能量峰值的 频率。该系统还包括双音检测器，该双音检测器被配置为响应于第一确定的频率对应于频 率的第一组中的频率并且第二确定的频率对应于频率的第二组中的频率，识别每个所确定 的频率的能级，并生成对于到来的帧中是否存在DTMF数字的指示。该系统还包括用于基于 所述指示来确定DTMF数字的DTMF数字确定器。
[0006] 在查看附图和详细描述时，本公开的其它系统、方法、特征和优点将对于本领域一 位技术人员变得明显。意图所有这样的另外的系统、方法、特征和优点被包括在此描述中、 在本公开的范围之内、并且被所附权利要求保护。
【附图说明】
[0007] 参照附图可以更好地理解本公开的各个方面。图中的组件不必按比例，而是强调 清楚地示出本公开的原理。此外，在图中，贯穿若干视图，相似的参考数字指定相应的部分。
[0008] 图1是根据本公开的各种实施例的其中可以实施DTMF检测器的无线通信环境的 框图。
[0009] 图2提供了根据本公开的各种实施例的图1中的DTMF解码器的详细示图。
[0010] 图3示出根据本公开的各种实施例的图1中所示的通信设备的实施例。
[0011] 图4示出根据本公开的各种实施例的由图2的自动增益控制器执行的用于限制关 于每个到来的帧的总能级的算法。
[0012] 图5示出根据本公开的各种实施例的由图2的单音检测器执行的算法。
[0013] 图6示出根据本公开的各种实施例的由图2的双音检测器执行的算法。
[0014] 图7A和7B示出根据本公开的各种实施例的由图2的DTMF数字确定器执行的算 法。
[0015] 图8是示出根据本公开的各种实施例的作为图1的通信设备的部分来实施的、用 于检测DTMF数字的功能的示例的高级（top-level)流程图。
【具体实施方式】
[0016] 公开了各种实施例用于在通信设备的接收路径中实施健壮的双音多频（DTMF)数 字检测。根据示范性实施例，在通信设备的解码器和后处理器组件之间实施DTMF检测器。 DTMF检测器检测DTMF数字信息，并且经由消息处理器或其它传递机构将DTMF数字信息传 递到带内数据应用，其中带内数据应用在通信设备上或者在分离的计算设备上运行。
[0017] 现在说明用于健壮的DTMF数字检测的系统的描述，然后描述对于系统之内的组 件的操作的讨论。图1是其中DTMF检测器124可以在经由基站107通信地耦合到另一通 信设备103的通信设备102中实施的无线通信环境的框图，其中基站107促进蜂窝网络中 的通信设备102、103之间的业务和信令。
[0018] 每个通信设备102、103可以被具体化为智能手机、平板或其它计算系统，并且可 以包括诸如触摸屏接口和/或键盘的显示和输入设备。每个通信设备102、103的发送（TX) 路径包括麦克风111、模数转换器（ADC) 101、预处理组件104、增益级105、编码器106、发送 器调制解调器108和耦合到天线112的射频（RF)发送器110。每个通信设备102、103的接 收路径（RX)包括耦合到天线112的RF接收器114、接收器调制解调器116、解码器118、后 处理组件120、数模（DAC)转换器122和扬声器113。因为在传统通信设备中一般找得到这 些组件，所以在此为了简便省略对其的进一步讨论。
[0019] 根据示范性实施例，每个通信设备102、103还包括被插入在解码器118和后处理 组件120之间的DTMF检测器124。DTMF检测器124耦合到消息处理器126,消息处理器126 将检测到的DTMF数字路由到带内数据应用128。例如，带内数据应用128可以包括经由用 于生成DTMF输入的菜单驱动的按键与用户交互的上层应用。如所示，近端通信设备103经 由用户对键盘的操纵生成一个或多个DTMF音调。经由基站107将一个或多个DTMF分组 130发送到远端通信设备102,其中DTMF检测器124处理存储在DTMF分组中的数据并且确 定DTMF数字是否存在。
[0020] 现在参照图2,图2提供了根据各种实施例的图1中的DTMF解码器124的详细视 图。操作时，DTMF解码器124大约每20ms对帧201采样，其中每个到来的帧201包括160 比特的PCM(脉冲编码调制）数据。DTMF解码器124包括增益级，增益级包括放大器202和 自动增益控制器203,其中放大器202耦合到单音检测器204。操作时，自动增益控制器203 限制输入数据的总能量以避免单音检测器204中的饱和。具体地，自动增益控制器203计 算在每个到来的帧201中包含的一个或多个音调信号的总能量。
[0021] 如果总帧能量超过预定阈值，则自动增益控制器203计算下幅（down scale)增益 并且相应地调整放大器202的增益，使得单音检测器204接收的样本受到能量限制。可以 用硬件和/或软件来实施自动增益控制器203的功能。当用软件实施时，自动增益控制器 203可以被具体化为低电平驱动器和/或在高应用层中具体化。
[0022] 通过DTMF信令，利用两个音调频率（即，低频音调和高频音调）的组合来传达每 个数字。传统的DTMF键盘以单音频率的4x4矩阵布置，其中每行表示低频分量而每列表示 高频分量，如下表中阐述：
[0023]
[0024] 表 1
[0025] 通过其行和列频率来唯一地识别键盘上的每个键。操作时，单音检测器204对每 个到来的帧201采样，并且计算8个单音频率的每个的能级。对于一些实施例，单音检测器 204可以被配置为以最高能量峰值来识别到来的帧201中的两个音调并且确定与这些峰值 相关联的首调频率。
[0026] DTMF检测器124还包括被配置为确定展示最高能级的频率行的双音检测器206。 同样地，DTMF检测器1