通信系统的制作方法

专利名称：通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统。本发明特别与(但不是唯一的)通信系统有关，所述系统 中的电话装置，例如蜂窝电话，配备有第二数据信道。
背景技术：
在现有的蜂窝电话中，通过经由红外链路、例如按照IrDA协议发送数据来形成第 二数据信道。使用红外链路的缺点在于，蜂窝电话必须与另一个红外端口相当精确地对准。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种通信系统，在所述通信系统中，利用声数据信道 通过电信装置接收数据和/或将数据发送给电信装置。通过使用声数据信道，就不需要精 确的对准。在日常生活中，可以遇到各种不同形式的声信号。许多声信号是通过将电信号输 入到电声换能器来产生的、例如电视/无线电节目的声道和有线广播。根据本发明的一个 方面，数据在电信号中编码，然后，由电声换能器输出。声信号由电信装置检测，所述电信装 置恢复数据并且以某种方式对恢复的数据作出反应。在一些应用中，数据传递信息，电信装置通过向用户提供信息来作出回应。在其它一些应用中，数据触发电信装置，启动存储的应用，例如，向预定的电话号 码发送消息。所述触发器可以与某事件同步，例如，电视节目中的特定时刻。在再一些应用中，数据用于配置电信装置。例如，数据可以为蜂窝电话传送振铃音。数据最好标识一个允许利用电信网络访问的数据源，并且电信装置最好通过从数 据源下载信息来对所述声数据信号作出反应。例如，数据源可以是Web站点。这样，声信号 只发送少量的数据，这是有利的，因为传送数据信号对听众的伤害较小(例如，甚至在音频 范围内发送也不会干扰太大)。根据本发明的另一方面，电信装置具有电声换能器并且被配置成产生数据信号， 所述数据信号由电声换能器输出以形成声数据信号。然后，可以通过远程装置来检测所述 声数据信号。 根据本发明的又一个方面，提供一种通信系统，在所述系统中，数据在电信号中编 码，然后，所述电信号由电声换能器输出。声信号由电信装置检测，所述电信装置将声信号 转换成对应的电信号。所述电信装置连接到电信网络，并且在电信装置或其它与电信网络 连接的装置中，设置用于将与声信号对应的电信号恢复为数据的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种通信系统，在所述通信系统中，数据信号发生器产生数据信号，并将产生的数据信号通过电信网络发送给电信装置。所述数据由电信装置转换成对应的声信号，所述声信号由声电变换器检测并被转换成对应的电信号。然后，与 声电变换器连接的接收装置对电信号进行处理，以便恢复所述数据信号。数据信号最好使用扩展频谱编码方法编码，所述编码方法将数据信号的能量在宽 的音频范围上扩展。这就将发送给听众的声道中的数据信号的干扰部分作了压缩。使用扩 展频谱编码方法也可以使窃听通过声数据信道发送的数据更加困难。根据本发明的又一个方面，提供一种声定位检测系统，在所述声定位检测系统中， 可以通过处理声信号来确定蜂窝通信装置的位置，所述声信号或者由所述蜂窝通信装置接 收或者从蜂窝通信装置发送。


下面将参照附图，说明本发明的典型实施例，附图中图1示意地示出一种用于将数据信号通过电视信号的声道传送给蜂窝电话并根 据数据信号、从互连网下载信息给蜂窝电话的信令系统；图2示意地示出一种编码器，所述编码器构成图1所说明的信令系统的一部分；图3是将电视信号的典型的声道功率谱与带和不带扩展频谱编码的已调数据信 号的功率谱相比较的曲线图；图4示意地示出一种构成图2所说明的编码器的一部分的整形装置；图5是与人眼的灵敏度对应的带或不带窄频带音调的功率谱曲线；图6示意地示出一种构成图1所说明的信令系统的一部分的蜂窝电话；图7A是示意的方框图，它表示在接收和处理数据信号时构成图6所说明的蜂窝电 话的一部分的处理器的功能配置；图7B是说明图6所示蜂窝电话在接收和处理数据信号时所执行的步骤的流程 图；图8示意地示出图2所说明的编码器的第一替代编码器；图9是示出在对由图8所说明的第一替代编码器编码的编码信号解码时、图6所 说明的蜂窝电话的第一替代蜂窝电话的处理器的功能配置的示意的方框图；图10示意地示出图2所说明的编码器的第二替代编码器的声频混频器；图11A是说明典型的声道的时序图；图11B是说明图11A所示声道的可预测部分的时序图；图11C是表示图11A所示声道不可预测部分的时序图；图11D是表示扩展频谱数据信号的时序图；图11E是表示扩展频谱数据信号被整形以便逼近图11C所述声道的不可预测部分 后，图11D所说明的扩展频谱数据信号的时序图；图11F是表示通过将图11B所示声道的可预测部分与图11E所示的整形后的扩展 频谱信号组合而得到的修改的声道的时序图；图12示意地示出图2所说明的编码器的第三替代编码器的声频混频器；图13示意地示出图2所说明的编码器的第四替代编码器的声频混频器；图14示意地示出第一替代信令系统，在所述系统中，通过声信号在两个蜂窝电话之间传送数据；图15是更详细地表示图14所说明的第一替代信令系统的蜂窝电话的方框图；图16示意地示出第二替代信令系统，在所述系统中，蜂窝电话把随呼叫者的电话 号码变化的控制信号编码到振振铃信号中，并且一种装置检测振振铃信号并根据所述控制 信号作出反应；图17示意地示出构成图16所说明的第二替代信令系统的一部分的蜂窝电话；图18是表示当接收呼入时图17所说明的蜂窝电话处理器的功能配置的示意的方 框图；图19示意地示出构成图16所说明的第二替代信令系统的一部分的装置；图20示意地示出第三替代信令系统，在所述系统中，通过由蜂窝电话发送的声信 号在计算机和装置之间传送数据信号；图21是表示当处理接收的控制信号时图20所说明的第三替代信令系统的蜂窝电 话处理器的功能配置的示意的方框图；图22示意地示出图1所说明的信令系统的第一替代服务器；图23是表示构成定位系统部的一分的蜂窝电话处理器的功能配置的示意的方框 图；图24是表示由图23所说明的处理器执行的定位处理器模块的功能配置的示意的 方框图；图25是第一替代定位检测系统的示意图；图26示意地示出图25所说明的第一替代定位检测系统中的主信标的电路图；图27是表示构成图25所说明的第一替代定位检测系统的一部分的蜂窝电话处理 器的功能配置的示意的方框图；以及图28是表示由图27所说明的处理器执行的相关器装置的功能配置的示意的方框 图。
具体实施例方式图1示意地图解说明本发明的第一实施例，在所述实施例中，将由数据源1产生的 数据信号F (t)由编码器5编码到来自声频信号源3的声道中、以便形成电视节目的修改后 的声道。在所述实施例中，数据信号F(t)传送标识网页(Web page)的、可通过互连网访问 的、与电视节目相关的统一资源定位器(URL)。然后，编码器5输出的修改后的声道与来自 视频信号源7的对应的视频道、通过信号发生器9组合，形成传送电视节目的电视信号。在 所述实施例中，数据源1、声频源3、视频信号源7和编码器5都被安排在电视演播室中，电 视信号通过通常使用的无线电频率(RF)信号13的广播网络11播出。RF信号13由电视天线15接收，所述天线15将电视信号引导到传统的电视机17。 电视机17具有显示视频信道的显示器(未示出)和输出作为声信号19的修改后的声道的 扬声器(未示出)。在所述实施例中，蜂窝电话21 (有时称为移动电话)使用麦克风23检测电视机17 发送的声信号19，麦克风将检测到的声信号转换成对应的电信号。然后，蜂窝电话21将电 信号解码，恢复数据信号F(t)。蜂窝电话21还具有传统的部件，例如扬声器25、用于与蜂窝电信网络通信的天线27、显示器29、输入数字和字母的键盘31和访问菜单选项的菜单键 33。在所述实施例中，蜂窝电话21能够利用无线应用协议(WAP)访问互连网。在数据 信号F(t)已被蜂窝电话21恢复后，为了响应用户利用菜单按钮33通过选择菜单选项对用 电视机17显示的关于电视节目的其它信息的请求，蜂窝电话21通过RF信号37向基站35 发送下载与由数据信号F(t)传送的URL对应的网页的请求。基站35通过电信网络39，将 请求转送给在数据信号F(t)传送的URL中标识的服务器41。服务器41从数据库43恢复 请求的网页，并将请求的网页通过电信网络39和基站35发送给蜂窝电话21。然后，用户就 能在显示器29上阅读网页，并且例如访问在所请求的网页中作为参考资料给出的其他网 页、或者进行购买与所述电视节目有关的产品的交易事务。正如本专业的技术人员将明白的那样，上述信令系统的优良特征在于，虽然需要 全新的编码器5和全新的蜂窝电话21，但是，能够应用传统的电视广播网络，电视机，蜂窝 通信网络和网页。图2更详细地示出第一实施例中编码器5的主要部件。数据信号F(t)输入到前 向误差校正(FEC)装置51，后者将数据信号F(t)分隔成7个数据位的块，并使用(15，7)块 码、具体地说BCH(博斯-乔赫里-霍昆汉姆码)对每一个7个数据位的块进行编码，形成 15个数据位的块。本专业的技术人员将明白，由BCH码加上的额外数据位允许在传输过程 中被检测和校正。在本实施例中，FEC装置51也在每一个15个数据位块的开始位置，加上 一个值为“0”的同步位(下面成作为SYNC位)，以便产生由数据的16位帧构成的修改后的 数据信号M(t)。在本实施例中，修改后的数据信号M(t)是以每秒近似7. 8位的速率产生的 逻辑信号。第一实施例的有利的特征在于，利用扩展频谱编码技术把修改后的数据信号M(t) 的能量扩展在宽的频率范围上。这具有使数据信号在电视机17发送的声信号19中比较不 引人注目的效果。详细地说，如果修改后的数据信号M(t)直接与不这样编码的声道组合， 那么，就更有可能被电视机17的观众听到。在本实施例中，利用直接序列扩展频谱(DSSS)编码把数据信号的能量扩展在宽 的频带上。为了实现DSSS编码，第一伪噪声代码发生器53a用来产生伪噪声代码PN0，第二 伪噪声代码发生器53b用来产生伪噪声代码pm。正如电信技术专业的技术人员将明白的， 伪噪声代码是二进制代码，所述代码表现为完全是自然随机的，但是，所述代码具有可以重 现的确定事实。详细地说，这些代码是通过反向“异”运算(XOR feedback)从同步时钟寄 存器产生的。通过连续对寄存器计时，周期性地重现伪噪声代码。寄存器的数目、在反馈路 径中使用的寄存器和寄存器的初始化状态确定了代码的长度和产生的特定代码。在本实施例中，伪噪声代码发生器53具有12个寄存器，并在没有在4095个片码 中重复的不超过12个片码的序列的流中产生4095位的伪噪声代码(下文中将使用本专业 中标准技术术语称它作为片码，以便将伪噪声代码的位与扩展的数据信号的位区别)。在 用于产生12位代码的寄存器数目的后面，这样的伪噪声代码通常称为12位代码。在每一 个4095个片码流的未端，添加一个二进制0，使得片码流的总长度为4096个片码。在本实 施例中，伪噪声代码PN0和pm是相互正交的，因此，如果它们按顺序逐个片码输入到“异” 门的各个输入端，那么，“异”门将输出另一个伪噪声序列。
第一伪噪声代码发生器53a的输出端与第一“与”门55a的不倒相输入端连接，而 FEC装置51的输出端与第一“与”门55a的倒相输入端连接。FEC装置51的输出端也与第 二“与”门55b的不倒相输入端连接，第二伪噪声代码发生器53b的输出端与第二“与”门 55b的不倒相输入端连接。第一和第二“与”门55的输出端连接在一起，产生扩展的数据信 号I (t)，当修改后的数据信号M(t)的值为0时，所述数据信号与PN0对应，当修改后的数据 信号M(t)的值为1时，所述数据信号与伪噪声代码pm对应。在本实施例中，每一个伪噪声代码都是以每秒2000片码的速率产生的、使得每一 个数据位都乘以一个256片码系列，每一个数据帧乘以4096片码。由于每一个数据帧都与 伪噪声代码PN0和pm的一个完整周期对应，所以数据值为“0”的SYNC位总是用伪噪声代 码PN0的同一个256片码序列表示。这就使得解码器本身更容易与接收的片码序列同步。逻辑信号I (t)输入到调制器57，所述调制器使用相移键控，根据逻辑信号I (t)的 值，对本地振荡器(未示出)产生的载波信号进行2kHz的调制。详细地说，载波信号是采 样速率为8kHz的数字信号，每个样值为16位。因此，逻辑信号I(t)的每一个片码调制载 波信号的4个样值的序列。在本实施例中，调制器57包括重采样电路(未示出)，重采样电 路以声道的采样速率(在本实施例中为22. 05kHz)对已调信号进行重采样，以便产生已调 信号G(t)，。图3说明扩展频谱编码的作用，所述图示出频率范围在0至6kHz的典型的声信号 71，正如通常情况下那样，功率主要集中在低频。图3还示出已调数据信号73，即使不进行 扩频也将得到所述已调数据信号，并且由调制器57直接调制修改后的数据信号M(t)。如图 所示，所述已调数据信号73是中心近似在2kHz的窄频带信号，其峰值功率明显地高于同一 频率的声信号71的功率电平。但是，如果进行扩展和调制，就得到扩频信号75，所述扩频信 号具有扩展在0和4kHz之间的主频带的扩展功率谱以及更高频率的谐波频带。由于扩频 信号75的功率分布在比已调信号73更宽的频率范围，所以峰值功率电平被显著压缩。对 许多应用来说，扩频信号75很难被听众听到，或者听到的仅仅是背景白噪声。而且，主频带 的大多数能量处在最一般的电视机扬声器满意工作的频率范围内。因此，应用本发明就不 需要用户购买新的电视机。返回图2，已调信号G(t)和声道被输入到声频混频器59，声频混频器将它们组合 形成修改后的声道。详细地说，在声频混频器59中，已调信号G(t)和声道被输入到整形装 置61，所述整形装置对声道的功率谱进行分析，并根据声道功率谱修改已调信号G(t)的功 率谱，以便产生整形信号S(t)，所述整形信号S(t)在与声道组合比较不突出。图4更详细 地示出整形装置61的主要部件。在本实施例中，以每秒22050个样值(每一个样值具有16 位值)产生声道，所述声道输入到第一快速傅立叶变换(FFT)装置81，后者应用传统的迭加 和窗口技术，将声道分割成具有2048个样值的一些块。对于每一块，FFT装置81测量2048 个子频带的的能量，以产生2048个系数并将所述系数输出到比例变换装置83所述比例变换装置83应用音质算法为2048个子频带产生比例因子。详细地说， 比例变换装置包括音质滤波器，音质滤波器根据所述样值块以及前一个和后一个邻域样值 块的所述子频带和邻近子频带中的能量，为每一个样值块的每一个子频带输出一个比例因 子。使用音质算法允许使用比样值比例变换算法更高的信号电平，因为它考虑了人耳灵敏 度在存在声音时的动态变化。这还将参照图5进行说明，所述图示出一般人耳在不同频率(换句话说，就是一般人耳可以听到不同频率的最小声音电平)、没有任何背景噪声(参考 曲线101)并且存在窄频带信号103 (参考虚线105)情况下的灵敏度。正如从图5可以看 到的，在窄频带信号103和在窄频带信号103的上下频率范围，人耳辨别声音的能力明显降 低。因此，在出现窄频带信号103时存在人耳不能听到的声信号，即使所述声信号在窄频带 信号103没有出现时能够被听到。在本实施例中，当为所述2048个子频带中的每一个确定 比例因子时，音质算法使用存放在存储器85中的信道描述符来近似说明声道将怎样被广 播网络11和电视机17修改。以前，对音质算法的数据压缩已经进行了研究，可以从声数据流中消除不能被听 众辨认的声音。更详细的音质编码情况可以从论文“使用感知噪声判据的声信号的变换编 石马，，，James D. Johnston, IEEE, Journal on Selected Areas in communication, Vol. 6, No. 2，1988年2月，其内容被包括在本文中作为参考。已调信号G(t)输入到第二 FFT装置87，后者使用与FFT装置81相同方法，将已调 信号G(t)分割成具有2048个样值的一些块，并产生与每一块的2048个子频带的能量对应 的2048个系数。在所述实施例中，第二个FFT装置87的2048个子频带与第一个FFT装置 81的2048个子频带匹配。由第二个FFT装置87输出的2048个系数和由比例变换装置83 输出的2048个比例因子都被输入到乘法器89，在乘法器89中，已调信号G(t)的每一个子 频带系数乘以对应的由声道确定的子频带的比例因子。然后，将乘法器89输出的经比例变 换的系数输入到快速傅立叶逆变换(IFFT)装置91，产生考虑了窗口和重迭的经比例变换 的系数的整形信号S(t)。返回到图2，还把声道输入到时间延迟装置63，后者按照与整形装置61利用所述 声道产生整形信号S(t)所需的时间对应的时段将声道延迟。从时间延迟装置63输出的声 道和整形信号S(t)都输入到加法器65，所述加法器执行简单的线性加法，将它们合并形成 修改后的声道。时间延迟装置63的目的就是保证在加法器65中将声道的每一部分与根据 声道的那部分功率谱整形过的整形信号S(t)的那部分组合在一起。如上所述，修改后的声道与视频信道组合形成电视信号，然后，所述电视信号在传 统的电视网络11上广播。天线15检测广播电视信号13，并将相应的电信号送到电视机17， 电视机使用扬声器(未示出)输出与修改后的声道对应的声信号19。然后，输出的声信号 19由蜂窝电话21的麦克风23检测。图6更详细地示出第一实施例的蜂窝电话21的主要部件。如图所示，蜂窝电话21 的麦克风23将检测到的声信号19转换成对应的电信号H(t)，再输入到抗混淆滤波器111。 由抗混淆滤波器111输出的滤波信号输入到模数转换器(ADC)113，后者使用8kHz的采样速 率，将滤波信号转换成相应的数字信号D(t)。ADC 113的输出端连接到处理器115的输入 端 AUDI0_IN。通过处理器115的输出端AUDI0_0UT输出的数字信号输入到数模转换器 (DAC) 117，后者将数字信号转换成对应的模拟信号，然后，所述模拟信号在作为声波由扬声 器25输出之前，由放大器119放大。处理器115的输出端DISP_0UT与显示器29连接，而 处理器115的输入端KEY_IN与键盘31连接。处理器115的输出端RF_0UT与射频(RF)处 理器装置121连接，射频处理器装置处理由处理器115输出的基带数字信号，形成通过天线 27广播的射频信号。射频处理器装置121还处理通过天线27接收到的输入射频信号，形成输入到处理器115的输入端RF_IN的基带信号。 随机访问存储器(RAM) 123，非易失随机访问存储器(NVRAM) 125和只读存储器 (ROM) 127也连接到处理器115。NVRAM 125存放与蜂窝电话21用户相关连的数据，例如，列 出姓名和通常呼叫人的相关电话号码的电话簿，RAM 123提供处理器115运行期间的使用 的工作空间。ROM 127存放控制处理器115运行的程序。详细地说，ROM 127存放使处理器能以3种不同方式运行的程序。在呼叫方式(它 是当在电话呼叫期间使用蜂窝电话21时被激励的)中，由麦克风23接收的声信号被处理 器115转换成输出给RF处理器装置121的基带信号，来自RF处理器装置121的输入基带信 号被转换成由扬声器25输出的声信号。在备用方式(当没有电话呼叫时，所述方式为缺省 方式)中，处理器115或者等待由天线27检测到的开始呼叫的RF信号或者等待键盘31的 被按下的一个键。在备用方式中，处理器115不处理麦克风23检测到的声信号。呼叫方式 和备用方式都是蜂窝电话传统的运行方式。在下文中称为呼叫监控方式的第三种方式中， 除了执行备用方式的操作外，处理器115处理麦克风23接收到的声信号19，恢复嵌入在声 信号19中的任何数据。现在，将参照图7A和7B，详细说明处理器115在监控方式中的操作。图7A是表示 处理器115在监控方式期间的功能配置的示意的方框图，图7B示出说明处理器115在监控 方式中执行的主要步骤流程图。在步骤S1中，用户使用菜单键33选择菜单选项，启动监控 方式。一旦监控方式已被启动，在步骤S3中，处理器115通过它的输入端AUDI0_IN接收麦 克风23的传送声数据的数字信号D(t)。然后，在步骤S5，数字信号D(t)由解调器130处理，解调器使用一般的数字信号处 理技术，对数字信号D(t)进行解调。然后，在步骤S7，解调后的数字信号D(t)由去扩展模 块131处理，去扩展模块对声信号进行去扩展。这种去扩展包括对与SYNC位对应的片码序 列的监控，当检测到所述片码序列时，对所述片码序列进行处理，以便确定接收的片码序列 的时序以及在接收的片码序列的片码速率和在蜂窝电话21中产生的伪噪声代码的片码速 率之间的频率的细微偏差。一般地说，将存在细微的频率偏移，所述细微频率偏移的上升由 三个主要原因引起。第一个原因是，许多传输介质会轻微地改变声道的传输速率、因而改变 由声道传送的片码序列的片码速率。第二个原因是，例如由于蜂窝电话21的移动的缘故会 发生多普勒效应，后者对检测到的信号的片码速率会产生影响。最后，第三个主要原因是， 在编码器5中，用于产生伪代码的时钟频率和蜂窝电话之间总是存在微小差别。这样，去扩 展模块131能够根据接收到的片码序列，确定伪噪声代码PN0和pm之间的平移，从而恢复 修改后的数据信号。然后，在步骤S9，恢复的修改后的数据信号由数据信号再生器132处理，再生器通 过消除同步位和对保持(15，7)801代码进行解码恢复原始数据信号？(0，因而，恢复了与 电视节目相关的URL。在URL恢复后，在步骤S11，数据信号再生器132将信号输出给信号 发生器133，它将一个控制信号发送给显示驱动器134，所述驱动器又将驱动信号输出给显 示器29，使显示器29显示消息接收标志。所述消息接收标志使蜂窝电话21的用户能够明 白从互连网可以得到关于所述电视节目的另外的信息。数据信号再生器132还将URL存 放在RAM 123中。于是，在步骤S13，处理器115等待用户请求其它信息。如果用户在预定时间内没有请求其它信息，则程序返回步骤S3。但是，如果用户为请求其它信息选择了菜单选项，那 么，在步骤S15，所述选择被输入到键盘接口 135，键盘接口将信号发送给浏览器136，使浏 览器136访问由原始数据信号F(t)传送的与URL对应的网页。详细地说，浏览器从RAM 123 恢复URL，并通过输出端RF_0UT输出基带信号，基带信号由RF处理器装置121转换成RF信 号，并由天线27广播。随后，按IP地址传送网页数据的RF信号被天线27检测，并由RF处理器装置121 转换成基带信号，所述基带信号被输入到处理器115的输入端RF_IN。在处理器115中，网 页数据由浏览器136处理，所述浏览器将网页数据发送给显示驱动器134，在步骤S17，显示 驱动器依次输出驱动信号，使显示器29显示接收到的网页。本专业的技术人员将明白，一般用于数字蜂窝电话中的处理器都是非常适合编 程，以便执行监控方式下所需的数字信号处理。如上所述，在第一实施例中，蜂窝电话21从与电视节目的声道对应的声信号19检 索与所述节目相关连的网页的IP地址、使得蜂窝电话用户可以下载有关电视节目的其它 信息。通过使用扩展频谱编码技术产生扩频信号，并根据声道功率谱的扩频信号进行整形， 就可以使听众听不见嵌入在声道中的数据。对声信号中的数据信号进行编码的优点在于 在数据信号编码之后用电子学方法发送声道所需的带宽不会比单独发送所述声道所需的 带宽更宽。在第一实施例中，利用相移键控、按照逻辑信号I(t)调制2kHz载波信号、以便产 生其功率谱具有扩展在0和4kHz之间的主频带的扩频信号G(t)。但是，声道的能量谱可能 集中远离2kHz的频率范围内，在这种情况下，如果数据信号没有被听众注意到，那么，整形 信号的功率电平(因而信噪比)必须是低的。现在，将参照图8和图9说明第二实施例，在 所述实施例中，第一实施例的编码器由替换编码器代替，在替换编码器中，载波的频率随声 道的频谱而变化，存放在蜂窝电话ROM中的软件被修改，以便计及编码期间频率的这种变 化。第二实施例的信令系统的其它部件与第一实施例的相同，因此，不再进行说明。图8示出第二实施例的编码器163的主要部件。在图8中，与第一实施例的编码 器对应的部件相同的部件用相同的数字标明，将不再说明。如图所示，声道输入到监控声 道频谱的频谱分析仪164。详细地说，频谱分析仪164监控2048个子频带(每一个对应于 10Hz)的能量并确定具有最大能量的200个相邻子频带集。然后，频谱分析仪164将控制信 号输出给调制器165，调整本地振荡器的频率，使得载波信号处于与所述标识的子频带集对 应的频率范围的中心。由调制器165输出的已调信号G(t)被整形，并与声道组合，用第一 实施例说明的相同方法形成修改后的声道。在所述实施例中，除了当处理器被配置为监控方式时，图7所示的解调器130实际 由图9所示的解调模块166代替外，蜂窝电话实质上与第一实施例说明的一样。如图所示， 在输入端AUDI0_IN上接收的数字信号D (t)由频谱分析仪167处理，它用与频谱分析仪164 相同方法确定数字信号D(t)的频谱，并输出标识所述中心频率的信号。数字信号D(t)也 被时间延迟模块168延迟、然后由解调器169处理，其载波频率受控于由频谱分析仪167输 出的信号、以便与中心频率匹配。时间延迟装置168的目的是保证数字信号的每一部分都 用为所述部分计算的中心频率来解调。解调器169输出的解调后的信号由去扩展模块131 处理，所述过程象参照图7A和7B说明的那样继续。
在所述实施例中，载波频率是变化的、使得已调信号G(t)的主频带移动到这样的 频率范围，在所述频率范围中，声道能量相当大。这具有以下效果由整形装置61确定的比 例变换因子通常比载波频率保持为常数时的大。这样，整形信号S(t)的功率被增大。在第一和第二实施例中，已调信号G(t)与按比例变换后的声道组合，以便减小其 在修改后的声道中引起注意的可能性。现在，将参照图10和11说明第三实施例，在所述实 施例中，第一实施例的编码器由替换编码器代替，替换编码器消除所述声道的一部分，对已 调信号G(t)整形，使其逼近所述声道的被消除的部分，然后，将整形后的信号加到所述声 道的剩余的部分。第三实施例的信令系统的其它部件与第一实施例的相同，因此，将不再说 明。
图10示出第三实施例的声混频器171的主要部件。如图所示，声道被输入到线性 预测编码(LPC)装置173，后者使用传统的线性预测编码方法分析声道。线性预测编码利用 各种声音在任何瞬间的功率都紧密依赖于前一瞬间的功率这样的事实，以便产生小数目的 线性预测(LP)系数，有时叫做预测因子，从这些预测因子可以重现原来的声音。详细地说， 分析样值块以便确定LP系数al，a2…an，当将它们用于以下方程时s(k) = als(k-l)+a2s(k-2)+—ans(k-n) + l (k) (1)其中，s(k)是第k个样值，对于所述块，给出误差值χ (k)的最小集。在所述实施例中，LPC装置173将声道分割为2048个样值的块，并使用最大似然 算法为每个样值块确定10个LP系数的集。这10个LP系数模拟(通过上述方程式(1)) 待重现的声道的音调成分。确定的LP系数由LPC装置173输出，并输入到传统的合成装置 175，该合成装置使用LP系数和上述方程式(1)对每一个样值合成与s (k)_ ξ (k)对应的预 计的样值。由合成装置175输出的预计值序列构成声道的音调部分P (t)。声道也输入到时间延迟装置177，引入与分析LPC装置173中声道所需的处理时间 对应的时间延迟，并在合成装置175中合成音调部分P (t)。时间延迟装置177的输出和合 成装置175的输出都输入到减法器179，在减法器中，逐个样值地从实际声道中减去音调P 部分(t)、使得减法器179输出与误差值ξ (k)对应的噪声部分N(t)，换句话说，就是声道 的随机部分(有时称为冗余、冗余部分或不成调部分)。将噪声部分N(t)输入到第一 FFT装置181，并使用传统的窗口和重迭方法将噪声 部分N(t)分割成具有2048个样值的块，并且对于每一块，输出与2048个子频带的能量对 应的2048个频率相关系数。类似地，已调信号G (t)输入到第二 FFT装置183，所述装置用 第一FFT装置181相同的方法，将已调信号G(t)分割成2048个样值的块，并且对于每一块， 产生与2048个子频带中的能量对应的2048个系数。由第二 FFT装置183输出的2048个系 数输入到乘法器185。由第一 FFT装置181输出的2048个系数输入到比例变换装置187， 后者计算并输出2048个比例变换因子，这些因子输入到乘法器185，将已调信号G(t)的每 一个子频带的系数乘以根据噪声部分N(t)确定的所述子频带的对应的比例变换因子。比 例变换装置187应用比例变换算法计算比例变换因子、使得当把由乘法器189输出的经比 例变换的系数输入到IFFT装置189、利用经比例变换的系数产生整形信号S(t)时，整形信 号S (t)逼近所述噪声部分N (t)。由合成装置175输出的音调部分P (t)也输入到时间延迟装置191，它将音调部分 P(t)延迟与产生和处理噪声部分N(t)所需要时间对应的时间，并使用噪声部分N(t)对已调信号G(t)进行比例变换，以便产生整形信号S(t)。然后，时间延迟装置191的输出和整 形信号S(t)都输入到加法器193，执行线性相加，产生修改的声道。这样，声道的噪声部分 N(t)由已被整形逼近声道噪声部分N(t)的已调信号G(t)的版本代替，以便形成修改后的声道。图IlA和IlB是说明在声混频器171中不同点的信号曲线。图IlA示出一个输入到声混频器171的声道。图IlB示出由合成装置175输出的音调部分P(t)，而图IlC示出 从声道减去音调部分P(t)得到的噪声部分N(t)。图IlD示出输入到声混频器171的已调 信号G(t)，而图IlE示出由IFFT装置191输出的整形信号S (t)。图IlF示出图IlB所示的 音调部分P(t)和图IlE所示的整形信号S(t)相加形成的修改后的声道。图IlA和图IlF 的比较表明，修改后的声道的分布与原始的声道的分布近似相同。在第三实施例中，声道中特别与丝丝声相关连的声道的噪声部分从声道中消除 了，并由整形信号S(t)代替。现在，将参照图12说明本发明的第四实施例，在所述实施例 中，第一实施例的编码器由这样的编码器代替所述编码器根据声道的音调电平修改声道 和整形信号的相对振幅。第四实施例的其它部件与第一实施例的相同，因此，将不再说明。图12示出第四实施例的声混频器195的主要部件。如图所示，声道输入到第一 FFT装置197，并使用传统的重迭和窗口技术将声道分割成2048个样值的块，并且对于每一 块，确定2048个子频带的能量，产生输出给比例变换装置199和频谱分析仪201的2048个 系数。比例变换装置199应用第三实施例中使用的相同的比例变换算法，产生2048个输出 到乘法器203的比例变换因子。已调信号G (t)输入到第二 FFT装置205，第二 FFT装置使用与第一 FFT装置197 相同方法将已调信号G (t)分割成2048个样值的块，并且，对于每一块，产生与2048个子频 带的能量对应的2048个系数，这些系数与第一 FFT装置的子频带匹配。由第二 FFT装置 205输出的2048个系数输入到乘法器203，在那里，每一个系数乘以由比例变换装置199输 出的、其相应的子频带的比例变换因子。由乘法器203输出的2048个经比例变换的系数输 入到IFFT装置207，并根据经比例变换的系数产生整形信号S (t)。频谱分析仪201确定声道的每一块的音调电平，所述电平是由第一 FFT装置197 输出的2048个系数形成的。详细地说，这是通过对2048个系数进行统计分析、以便确定音 调信号是否出现来实现的，所述音调信号将由少数子频带的峰值来表示，或者，如果没有音 调信号出现，那么，在这种情况下，子频带的频率系数将更加随机变化。然后，频谱分析仪 201输出表示音调电平的信号，在本实施例中，所述信号是4位的二进制数，它从声道几乎 纯粹是噪声的0000变化到声道几乎纯粹是音调的1111。声道也输入到时间延迟装置209，它将声道延迟与分析声道的一部分所需的时间 对应的时间，并产生所述部分的整形信号S(t)。时间延迟装置209的输出、整形信号S(t) 和频谱分析仪201输出的4位二进制数都输入到变量组合器211的相应的输入端口。在变 量组合器211中，延迟的声道输入到变量放大器213a，在那里，它乘以增益因子G，所述增益 因子由频谱分析仪201输出的4位数确定，整形信号S (t)输入到第二变量放大器213b，在 那里，它乘以(I-G)的增益因子。然后，第一和第二变量放大器213的输出由加法器215相 加在一起，产生修改后的声道。在第四实施例中，声道和整形信号S(t)根据声道的音调电平被加权、然后被相加在一起构成修改后的声道。详细地说，噪声状的声道愈大，由整形信号S(t)构成的修改后的声道的比例就愈大。而且，在第三实施例中，声道的噪声状部分被消除，并用整形信号 S(t)代替。但是，第三和第四实施例的问题在于，如果声道完全是音调的，那么，噪声状部 分很小，并且整形信号s(t)不能以足够高的信号电平相加，以便在解码器中获得可靠的解 码。因此，如果声道完全是音调的，就可以执行第一实施例中所说明的音质整形方法。现在，将参照图13说明第五实施例，在所述实施例中，第一实施例中的编码器由 替换编码器代替，替换编码器将第一实施例中说明的音质整形方法，第三实施例中说明的 线性预测编码方法和在第四实施例中说明的加权方法组合。在第五实施例的编码器中，用 户能够设置确定编码器性能的参数。由于声道的屏蔽能力是主观的，因此，如果用户能够设 置编码参数，而不是自动设置编码的参数，那么，一般就能获得较好的屏蔽。第五实施例的 其它部件与第一实施例的相同，因此，将不再说明。图13示出第五实施例的声混频器217的主要部件。与第三实施例的声混频器中 对应的部件相同的部件用相同的数字标明，将不再说明。如图所示，声道输入到LPC装置 173，所述装置确定并输出与2048个样值的各顺序的块的音调部分P(t)对应的LP系数。在 所述实施例中，设置用户接口 218，通过该接口，用户可以设置用于LPC装置173中的LP系 数的数目。为了响应用户设置的LP系数的数目，用户接口 218将控制信号输出给LPC装置 173，使LPC装置173能够应用选择的LP系数的数目。与第三实施例中的情况一样，噪声N(t)是通过将LPC装置173输出的LP系数输 入到合成装置175，以便产生音调部分P (t)，然后，使用减法器179从声道中减去音调部分 P(t)而获得的。在所述实施例中，噪声部分N(t)通过时间延迟装置219输入到变量组合器 220的第一输入端口，以及第一 FFT装置181。第一 FFT装置181输出的系数输入到比例变换装置221，比例变换装置221使用来 自信道描述符存储器222的信道描述符，将音质算法用于产生2048个比例变换因子，这些 因子输入到乘法器185，乘以由第二 FFT装置183输出的2048个系数中相应的系数，产生构 成整形信号S(t)的经比例变换的系数。在所述实施例中，用户可以通过用户接口 218，设置 音质编码电平。详细地说，为了响应用户设置的音质编码电平，比例变换装置应用音质滤波 器和用户接口输出控制信号，所述控制信号确定音质滤波器的带宽(即相邻子频带和在确 定比例变换因子时，要考虑其能量的数据样值块的数目)。如果需要音质编码的最高电平 时，那么，这样设置带宽、使得比例变换装置221以与第一实施例相同的方式有效地起第一 实施例的比例变换装置的作用。但是，如果需要音质编码的最低电平时，那么，这样设置带 宽、使得比例变换装置221以与第三实施例相同的方式有效地起第三实施例的比例变换装 置的作用。由IFFT装置189输出的整形信号S(t)输入到变量组合器220的第二输入端口。 在所述实施例中，用户可以使用用户接口 218选择在变量组合器220中应用的增益因子G， 为了响应它，用户接口 218将一个信号输出到变量组合器220的第三输入端口。在变量组 合器220中，延迟噪声部分N (t)输入到变量放大器223a，在那里，它乘以增益因子G，整形 信号S(t)输入到第二变量放大器223b，在那里，它乘以增益因子(I-G)。然后，第一和第二 变量放大器223的输出由加法器224相加在一起，形成修改的噪声部分N’(t)。时间延迟 装置219的目的，是保证噪声部分N (t)的每一部分都在变量组合器220中与使用噪声部分N(t)的所述部分整形的整形信号S(t)部分组合。合成装置175输出的音调部分P (t)，通过时间延迟装置225，与变量组合器220的输出一起输入到加法器195。加法器195执行简单的线性相加，产生修改后的声道。时间延 迟装置225的目的，是保证音调P(t)与修改的噪声部分N’ (t)同步。在所述实施例中，声混频器217允许用户根据声道的音调调整编码，以便改进声 道对数据的屏蔽。例如，如果声道只有一小部分不成调，那么，用户可以减少LPC装置173 使用的LP系数的数目，以便增加噪声部分N(t)的能量，因为较少的声道被LPC装置173模 拟。减少LP系数的数目也具有增加噪声部分N(t)中音调特征的效果。在极端的情况下， LP系数的数目可以设置为0，使得噪声部分N(t)与声道相同。随着噪声部分N(t)中的音 调特征的增加，用户可以将比例变换装置221设置成应用更宽频带的音质滤波器、以便利 用这些音调特征的屏蔽能力。接着，用户可以将变量组合器的增益因子G设置为0. 9，使得 修改的噪声部分N’ (t)的90%都是由噪声部分N(t)构成，修改的噪声部分N’ (t)的10% 是由整形信号S(t)构成。但是，如果声道是不成调占主要的，那么，用户可以增加LPC装置 173使用的系数的数目，减小比例变换装置221应用的音质滤波器的带宽，并将变量组合器 220的增益因子G的值设置为0，使得修改的噪声部分N’ (t)与整形信号S(t) —样。在所述实施例中，用户可以随意调整LPC装置173的系数的数目，音质滤波器的带 宽和增加因子。对于所需的信噪比，这就允许用户按用户的意见确定修改后的声道的构造， 使它与原始的声道十分相似。在第一至第五实施例中，传送标识与电视节目相关的Web地址的URL的数据信号 被输入到编码器，在所述编码器中，数据信号被扩展，并与在传统的电视网络上广播之前的 电视节目的声道混合。然后，蜂窝电话恢复对电视节目进行调谐的电视机输出的声信号的 URL，使得需要的蜂窝电话用户可以将网页下载给蜂窝电话。第一至第五实施例说明了对声 道中的数据信号进行编码的不同方法。现在将说明另一个实施例，在所述实施例中，编码器被组合在蜂窝电话中、使得可 以将数据流编码到由蜂窝电话发送的声信号中。图14说明本发明的第六个实施例，在所述实施例中，第一蜂窝电话401_1发送声 信号403，对与来自扬声器25_1的第一蜂窝电话401_1的用户相关连的用户数据进行编码。 在所述实施例中，用户数据包括第一蜂窝电话401_1的用户名称和电话号码。发送的声信 号403由第二蜂窝电话402_2用麦克风23_2检测，然后，第二蜂窝电话401_2对用户数据译 码和存储。详细地说，第一蜂窝电话401_1的用户名称与在第二蜂窝电话401_2中存放的 “电话号码簿”中的第一蜂窝电话401_1的电话号码一起保存。类似地，第二蜂窝电话401_2 发送声信号，所述声信号传送与来自扬声器25_2的第二蜂窝电话401_2的用户相关联的用 户数据，用户数据由第一蜂窝电话401_1检测和译码。应当指出，用这种方法发送的用户数据不需要通过蜂窝电话401的键盘31输入用 户名和电话号码，由于键盘31的键小，输入通常是缓慢和困难的过程。图15示意地说明第六实施例的蜂窝电话401的主要部件。在图15中，与第一实 施例的蜂窝电话对应部件相同的部件用相同的数字标明，将不再说明。如图所示，在所述实施例中，蜂窝电话401的处理器411具有输出端AUDI0_0UT和 DATA_0UT，它们与编码器413的相应的输入端连接。在所述实施例中，由于通过处理器411的输出端AUDIO_OUT的数字信号具有8kHz的采样速率，因此，编码器413和第一实施例的 编码器之间的差别，仅仅是编码器413的调制器没有包括重采样电路。编码器413的输出 端与DAC 117的输入端连接。这样，通过处理器411的输出端DATA_OUT输出的用户数据被 编码到由输出端AUDIO_OUT输出的声道中，以便形成修改后的声道。在本实施例的蜂窝电话401中，由ADC113输出的数字信号D(t)输入到编码器415 和处理器411的输入端AUDU0_IN。在所述实施例中，编码器415基本上与国际专利公开WO 01/10065中说明的一样，所述专利公开的内容被包括在本文中作为参考。编码器415恢 复被编码在数字信号D(t)中的用户数据并将恢复的用户数据输出给处理器411的输入端 DATA_IN。这样，由另一个蜂窝电话401的声信号传送的用户数据可以由处理器411处理译 码。在所述实施例中，与蜂窝电话401的用户相关的用户数据存放在NVRAM 125中， ROM 127存放例行程序，为了响应用户使用菜单键33选择的菜单项，所述例行程序使处理 器411通过输出端DATA_0UT输出用户数据，通过输出端AUDI0_0UT输出预定的声频序列。 预置的声频序列的目的在于，给用户提供正在进行数据传送的音响指示。在编码器413中， 用户数据在加到预置的声频序列以构成修改的声频序列之前，象在第一实施例中说明那 样，被扩展、调制和整形。由编码器413输出的修改的声频序列输入到DAC 117，然后，被转 换成模拟信号，由放大器119放大，并作为声波被扬声器25输出。当蜂窝电话401使用麦克风23检测到传送用户数据的声波时，用户数据由译码器 415对用户数据译码并通过输入端DATA_IN输入到处理器411。为了响应被输入的用户数 据，处理器411运行存放在R0M127中的例行程序，从用户数据中提取用户名称和电话号码， 并将提取的用户名和电话号码作为数据项，存放在NVRAM 125里的查找表中。在所述实施 例中，NVRAM 125可以存放多达100个数据项，它们构成电子电话簿。在第六实施例中，数据是在两个蜂窝电话401之间通过声通信链路传送的。但是， 蜂窝电话也可以使用声通信链路将数据信号发送给其它电子装置。现在，将参照图16至图 19说明第七实施例，在所述实施例中，蜂窝电话将控制信号编码到发送的声信号中；一个 装置检测声信号，将控制信号恢复，并按照控制信号，用人们可辨认的方式作出反应。如图16所示，呼叫者423使用电话手机427与电信网络429连接，与蜂窝电话421 用户(未示出)通话。电信网络为所述呼叫选择到达基站431的路由，所述基站覆盖蜂窝 电话421当前位于其中的区域，基站431输出由蜂窝电话421的天线检测的RF信号433。 包括在RF信号433中的是标识手机427电话号码的识别数据。本专业的技术人员将明白， 这样的识别数据可在许多传统的电话系统中传送。在所述实施例中，蜂窝电话421从输入 的RF信号433确定手机427的电话号码，从查找表中检索与所述确定的电话号码相关的控 制信号的标识符，并把与作为声信号435输出的控制信号标识符对应的控制信号编码到振 铃音中。在所述实施例中，声信号435由电子装置425中的麦克风437检测。如图16所示，电子装置425包括两个臂439a，439b和由鼻441 ；两只眼睛443a，443b ；活动连接的嘴445 ； 以及两个活动连接的眉毛447a，447b组成的脸。电子装置425还包括扬声器449。所述装 置425对蜂窝电话421发送的振铃音中的控制信号进行译码，并通过以下方法作出反应根 据恢复的控制信号，通过扬声器449输出声音，并且移动嘴445和眉毛447形成一种表情。
图17示出第七实施例的蜂窝电话421的主要部件。在图17中，与第一实施例的蜂窝电话的对应部件相同的部件用相同的标号表示，将不再说明。如图所示，处理器461具 有输出端DATA_0UT，它与编码器463的第一输入端连接，处理器461的输出端AUDI0_0UT 与编码器463的第二输入连接。在所述实施例中，编码器463与第六实施例的编码器相同。 编码器463把通过处理器461的输出端DATA_0UT输出的数据信号、编码在通过处理器461 的输出端AUDI0_0UT输出的声信号中，形成修改的声信号，并由DAC 117转换成模拟信号， 然后，模拟信号在被扬声器25转换成声信号之前由放大器119放大。图18示出当首先经由天线27接收启动电话呼叫的信号时处理器461的功能配 置。如图所示，接收的信号被输入到振铃信号发生器471，产生振铃信号，并通过处理器461 的输出端AUDI0_0UT输出。接收的信号还输入到电话号码提取器473，从接收的信号中确定 呼叫者的电话号码。确定的电话号码由响应恢复器475处理，所述响应恢复器475从NVRAM 125的响应存储区477存取与所述确定的电话号码对应的响应标识符。如图所示，响应存储 区477为查找表形式，存放多个与对应的响应标识符一起的电话号码。在所述实施例中，有 三种可能的响应，分别为响应标识符A，B和C。当响应恢复器475从响应存储区477恢复一 种响应标识符时，被恢复的响应标识符由数据信号发生器479处理，产生对应的控制信号， 并通过处理器461的输出端DATA_0UT输出。 如上所述，声信号435由电子装置425的麦克风437检测，并将声信号转换成电信 号。图19示意地示出电子装置425的整机电路的主要部件。如图所示，由麦克风437输出 的电信号在被DAC 493转换成数字信号之前输入到抗混淆滤波器491。由DAC 493输出的 数字信号输入到译码器495，恢复成控制信号。在所述实施例中，译码器495与第六实施例 的译码器相同。恢复的控制信号输入到处理器497，后者连接到提供工作存储器的RAM 499和存 放为响应控制信号而执行的例行程序的ROM 501。处理器497的第一输出端与第一电动机 驱动电路503连接，所述驱动电路将驱动信号输出给眉毛电动机505，使活动连接的眉毛 447产生移动。处理器497的第二输出端与第二电动机驱动电路507连接，它将驱动信号输 出给嘴电动机509，使活动连接的嘴445产生移动。处理器497的第三输出端通过DAC 511 和放大器513及扬声器515连接。工作时，对控制信号的接收启动存放在ROM 501中、与控制信号相关联的对应的 例行程序，它使处理器497输出信号给电动机驱动电路503，使电动机驱动电路503驱动眉 毛电动机505，移动活动连接的眉毛447，并且输出信号给第二电动机驱动电路507，使第二 电动机驱动电路507输出驱动信号给嘴电动机509，移动活动连接的嘴445。这样，就形成 与控制信号对应的所需的表情。而且，与控制信号相关的声信号由处理器497输出给DAC 511，转换成模拟信号，然后，在被扬声器449作为声信号输出之前，由放大器513放大。正 如图16所示，与用户423相关联的控制信号使装置425的脸部表情变成皱眉，与用户423 相关联的声信号就是呻呤声。在第七实施例中，蜂窝电话确定与呼叫者的电话号码相关联的控制信号，并将控 制信号与装置425检测到的振铃音组合在一起。但是，控制信号也能通过电信网络，由蜂窝 电话作为电子装置的后续检测和处理的声信号传送给蜂窝电话。现在，将参照图20和21说 明第八实施例，在所述实施例中，由第七实施例的装置425输出的脸部表情和声音可随控制信号而变化，这种变化可使用全球移动通信系统(GSM)说明书确定的短信息服务(SMS)，通过电信网络429传送给蜂窝电话。在图20中，与图16对应的部件相同的部件用相同数 字标明，将不再说明。正如图20所述，计算机系统521与调制解调器523连接，计算机521通过调制解 调器在电信网络429上传送信号。为了响应表明控制信号已发送给蜂窝电话525的计算机 系统521的用户，应使用调制解调器523，以SMS消息形式，将对应的控制信号标识符输出给 电信网络429，电信网络将SMS消息发送给覆盖蜂窝电话525位置的基站431。然后，基站 431发送传送SMS消息的RF信号433，由蜂窝电话525检测。在所述实施例中，蜂窝电话525的硬件与参照第七实施例的图17说明的蜂窝电话 的硬件相同。但是，在所述实施例中，蜂窝电话525的ROM包括例行程序，所述例行程序为 响应传送控制信号标识符的SMS消息，将从SMS消息中检索控制信号的标识符，并将对应的 控制信号和预置的声信号分别通过处理器的输出端DATA_0UT和AUDI0_0UT输出。图21示出对接收到传送控制信号标识符的SMS消息处理时，蜂窝电话处理器的功 能配置。SMS消息由SMS消息分析器531处理，消息分析器检索控制信号的标识符。然后， SMS消息分析器使声信号发生器535，通过处理器的输出端AUDI0_0UT，输出预置的声信号， 并使数据信号发生器533，通过输出DATA_0UT，输出与处理器的控制信号标识符对应的控 制信号。然后，编码器将控制信号与预置的声信号组合在一起，形成修改的声信号，并作为 声信号435输出。在所述实施例中，预置的声信号只用于修改发送控制信号的蜂窝电话用 户。在所述实施例中，装置425检测声信号435，并以第七实施例中所述相同方法作出 反应。在第一至第八实施例中，声数据信道用于给蜂窝电话输入数据或从蜂窝电话输出 数据。声数据信道附加给蜂窝电话有许多优点，例如1、蜂窝电话已经配置有麦克风和扬声器，可以用于声数据信道。因此，蜂窝电话的 重量不会明显增加。2、一般地说，用于极大多数数字蜂窝电话的处理器，完全适用于编程，用软件实现 在声数据信道中对数据编码和/或译码。3、声通信技术完全适用于短距离通信，特别是因为它们不以象RF通信技术那样 的受规章限制的要求为条件。4、已经建立用于分配声信号的网络，例如，电视和无线电网络。5、许多人随身携带蜂窝电话。因此，提供了一种理想的数据通信线路，这种通信线 路取决于个人的位置。6、使用声链路与蜂窝电话连接，使得能够将数据对准处在特定位置范围内的个 人，例如，通过建筑物内的公用地址系统的具体建筑物，或对于具体声频信号源的听众，例 如具体的无线电网络。这对数据提供者和移动用户双方都是有利的，因为对数据提供者，能 有效地提供数据，对于蜂窝电话用户，接收的很可能是有用的数据。7、由于键盘通常很小，因此，使用声通信技术将数据输入到蜂窝电话，比使用蜂窝 电话的键盘输入数据更方便。正如本专业的技术人员将明白，上述一些优点也会随其它便携式电话的出现而增力口，例如，与直接与公共交换网(PSTM)连接的基站通信的无绳电话，或者直接与PSTM连接 的标准电话。本专业的技术人员也将明白，电话可以作为其它装置的部件组合在一起，例 如，个人数字助理(PDA)。正如在第一至第五实施例中说明的，本发明特别适用于所谓“灵巧”电话，这种电 话除了语音呼叫处理能力外，由于可以应用声通信技术，例如，控制数据的访问，或根据接 收的数据输出信号。在第一至第五实施例中，使用无线应用协议，蜂窝电话能够从互连网下 载数据。其它类型的“灵巧”电话包括使用i_方式系统的电话，” JAVA电话”，这种电话可 将JAVA 2平台微编辑(J 2ME)和未来的第三代(3G)蜂窝电话组合进来。 在第一至第五实施例中，用户使用蜂窝电话可以从互连网下载关于电视节目的网 页。详细地说，可以将网页的URL编码到电视节目的声道中。这样，就可以使用声数据信道 在蜂窝电话和网页之间建立链路。被编码在电视节目中的URL，可以与作为其它信息来源的电视节目中具体涉及的 网页有关。另外，URL可能是“隐式”网页，它的存在一般不会被广播，因此，只能被合适的 允许的蜂窝电话访问。例如，故事片可以把具有预定节目(cast interview)的网页的URL 编码到它的声道中。本专业的技术人员将明白，可以把网页标识符的另一种形式编码到声道中，代替 URL。例如，可以使用存放网页的服务器的IP地址和识别服务器所需的网页的索引数据的组合。在另一个实施例中，可以把专用的网页标识符编码到声道中，并根据接收的传送 专用网页标识符的声信号，蜂窝电话可访问存放查找表的数据库，查找表与多个与IP地址 和/或URL相关联的专用网页标识符有关。这样，就确定了与接收专用网页标识符相关联 的网页的数据位置。数据库可以位于蜂窝电话中或远程服务器上，蜂窝电话可以使用蜂窝 通信网络访问它。如果数据库存放在蜂窝电话中，数据库就可以定期更新，例如，应用SMS 消息发送新的数据。如果专用数据库位于远程服务器，远程服务器可以根据接收的专用网页标识符， 或者将对应的IP地址/URL发送回到蜂窝电话、或者转发给与IP地址/URL对应的服务器， 请求直接将数据下载给蜂窝电话。使用远程服务器存放专用网页标识符和相关的IP地址 的数据库，其优点在于，蜂窝电话用户访问服务器的次数可以被监控。这使电视节目制造商 能够访问被编码在电视节目中的网页的有用数据。而且，通过监控蜂窝电话用户访问服务 器的次数，可以建立一个确实的方案，在此方案中，用户经常使用接收转发，例如，免费高尔 夫球赛。详细地说，如果用户预先确定访问数据库的次数，那么，就要给出一个应答。这就 鼓励蜂窝电话用户使用服务器。对于第一至第五实施例，电视信号不需要使用发射机广播，但是，可以沿着电缆线 网络，或通过卫星发送给电视机。也将会明白，本发明也可以适用于无线电信号，使用发射 机广播或沿电缆线网络发送天气预报。这些技术还可以适用于点对点通信系统，以及广播 系统。此外，也可以使用传统的加密技术，使得电视或无线电信号只能在经过解密电路处理 后才能重现。在一个实施例中，加到广播声道中的数据信号包括源标识符和时间戳。源标识符 标识声道源，例如，节目是从哪一个无线电台，电视台，或电影片的声道来的。时间戳标识广播期间的时间点，例如，一天的实际时间或声道的编号。然后，蜂窝电话用户能够通过蜂窝通信网络，将源标识符和时间戳发送给远程服务器，所述服务器存放识别被播放的每一个 乐曲标题的源标识符和时间戳组合的数据库。然后，远程服务器将与接收的源标识符和时 间戳相关联的标题发送给蜂窝电话，蜂窝电话为蜂窝电话用户显示标题。作为另一种选择，电视信号可以存放在录象机，数字通用光盘(DVD)，硬盘或其它 类似装置中。这样，除了电视信号存放在记录介质上，供用户以后在用户的电视机上播放 夕卜，没有信号通过大气或通过电缆网络传送。类似地，声信号可以存放在录音机，光盘(CD) 或其它类似装置上。而且，声道能够作为计算机文件，例如，MP3文件，存放在硬盘或类似装 置中。在第一至第五实施例中，监控方式由蜂窝电话用户激励。在其它实施例中，监控方 式为响应外部刺激而激励，不是由蜂窝电话用户激励。例如，监控方式可以由接收SMS消息 激励。另外，可以对蜂窝电话进行配置，使得监控方式的功能可以连续激励。正如上面说明的，在监控方式中，蜂窝电话监控被麦克风检测的、由声信号传送的 任何数据信号。在一个实施例中，为了在没有数据被检测到的周期中节约能源，蜂窝电话可 以在“节能方式”下运行，在所述方式中，蜂窝电话只定期检查数据信号，而不是连续检查数 据信号。例如，蜂窝电话可以以三秒为周期检查数据信号，并且，如果没有数据被检测到，那 么，蜂窝电话在下一次检测前等待10秒钟。如果在一个预定的时间周期内没有接收数据信 号，节能方式自动由蜂窝电话激励。另外，节能方式可以由用户或由外部刺激激励。在第一至第五实施例中，在电视节目的声道中，检测到其URL的网页，可以由蜂窝 电话用户使用菜单键，选择菜单项进行访问。网页的访问也可以通过外部刺激启动，例如， 使用声数据信道发送一条命令。在一些应用中，网页可以不需要用户或外部刺激输入任何 数据，由蜂窝电话自动访问，在这种情况下，蜂窝电话不需要存储URL或其它网页标识符。 例如，在一个实施例中，网页标识符序列被编码在电视节目的声道中，蜂窝电话检测网页标 识符序列，并自动下载对应的网页。这样，蜂窝电话可以显示与电视节目内容同步变化的网 页。这种自动访问可以通过对用户的指令或外部刺激的响应激励，或者，蜂窝电话可以预先 配置成自动访问。如果用户认为正在下载的数据是无关的，则用户可以禁止所述自动访问。在另一个实施例中，蜂窝电话用户将接收到的网页标识符存放在蜂窝电话的 NVRAM中，为将来通过选择合适的菜单选项访问。在所述实施例中，用户通过访问菜单项，将一条指令输入到蜂窝电话。用户指令的 样值激励监控方式或节能方式，访问一个与接收的网页标识符对应的网页，或者命令蜂窝 电话自动访问与接收的网页标识符对应的网页。代替或者除了输入指令的这种“软键”安 排外，蜂窝电话可以包括一个或多个与声数据信道相关联的“硬键”，即蜂窝电话提供的专 用键，这些键与每一条对应的指令相关联。这些“硬键”可以在蜂窝电话的生产过程中预先 配置，或者由蜂窝电话用户编程设置。在另一个实施例中，蜂窝电话包括语音识别软件、使 得用户可以通过与词或短语相关联的语言把指令输入到蜂窝电话的麦克风。在第一至第五实施例中，被编码在电视节目的声道中的数据与网页有关。另外，被 编码在电视节目的声道中的数据可以与例如电视播放的音乐声道的标题有关。因此，所述 标题可以由蜂窝电话显示。另外，可以将电话号码编码在电视节目的声道中，例如，可以将 “有奖”电话号码编码在电视节目的声道中，使人们在广播期间能够自动拨号进入竞争。
声数据信道也可以用于将游戏信息发送给蜂窝电话。例如，对于在蜂窝电话上玩 有多层结构的计算机游戏，其每一层都可以用口令访问，所述口令可以被编码在声道中，使 得蜂窝电话用户可以通过声数据信道下载到蜂窝电话上，允许访问各游戏层。声道可以是 例如与计算机游戏相关的电影片的声道，使得看过所述电影的人们可以访问计算机游戏的 一层或多层。另外，可以将与计算机游戏有关的情节或提示编码到声道中。在另一种供可选择的应用中，被编码在电视节目声道中的数据信号F(t)或者无 线电节目可以传送观众的评论数据，由蜂窝电话用户对观看过和/或收听过的节目进行评 选。使用蜂窝电话进行观众调查主要有三条理由。第一，蜂窝电话用户随身携带他们的蜂 窝电话。因此，收集到的观众调查数据与作为极大多数自动观众调查系统中的用户有关，而 不是与电视机或收音机有关。第二，蜂窝电话能够使用蜂窝通信网络，为用户自动将观众的 评论数据发送给远程数据库，在那里，对来自许多用户的观众调查数据进行整理和分析。这 就提供了一种不需要用户卷入的，简单收集观众调查数据的机制。第三，通过组合在蜂窝电 话中的观众调查操作，用户一般是他们自己或周围的人，如果用户必须随身携带专用观众 调查装置，即使用户知道蜂窝电话正收集观众调查数据，相比之下，用户很难知道参加的观 众调查情况。这就使评论中常见的问题，用户在看到其它观众的评论结果后，修改他们对观 看和/或收听节目后看法，得到减缓。
在观众调查应用的最佳实施例中，当每一项观众调查数据由蜂窝电话接收时，它 通过蜂窝电信网络立即下载给观众服务站，存放在观众服务数据库中。在所述实施例中，数 据信号只是一个被收听的或被观看的电视信道的无线台站的信道标识符，而不是具体节目 的标识符。图22示出所述最佳实施例的观众调查站551的主要部件。观众调查站551通过 电信网络，接收传送蜂窝电话的电话号码和信道标识符的观众调查信号。接收的观众调查 信号输入到控制器553，后者检索信道标识符，并利用时间信号发生器555的时间信号，根 据节目数据库，确定当前蜂窝电话用户正在观看的节目。详细地说，节目数据库存放每个时 间、每个信道标识符的节目，因此，可以根据时间信号和信道标识符来确定被观看的节目。 然后，控制器553将与蜂窝电话的电话号码表示的用户对应的数据以及用户观看的电视节 目存放在观众调查数据库559中。这样，就产生了观众调查的瞬时结果。声数据信道也可以用于意见轮询。例如，可以把有关一个主题的电视节目编码到 关于该主题的其声道问题栏(questions)中，所述问题栏显示在蜂窝电话上。然后，用户可 以输入答案给蜂窝电话，并自动将答案转发给远程站点，并与其它蜂窝电话的答案一起整 理。这种意见轮询的优点在于，蜂窝电话用户只需要按键回答问题，因此，它要求用户做的 事情比其它电话意见轮询的少，在其它意见轮询中，用户必须拨电话号码，等待连接，然后 给出响应。这将鼓励更多的人参与意见轮询。对于上述例子，其中，意见轮询与电视节目有 关，结果可以在电视节目播放期间公布。这是一个声数据信道怎样能够用于从广播电台到 观众/听众(通过媒体广播)和从观众/听众返回广播电台(通过电信网络)的“闭环回 路”的实例。在另一种应用中，利用声数据信道将智力竞赛数据发送给蜂窝电话。例如，将问题 进行广播，并由多个蜂窝电话检测。各个蜂窝电话用户输入他们的答案，并通过蜂窝通信网 络发送给提问者。然后，奖品可以授给最快回答正确的用户。
本专业的技术人员将明白，可以确定其位置的蜂窝电话已是众所周知。例如，可以 通过识别正在与蜂窝电话进行RF通信的蜂窝通信网络的基站来确定蜂窝电话的位置，其 精度在5公里内。大家也知道还有更精确的技术，例如，在美国专利No. 6094168中说明的 增强观测时间差(EOTD)技术(其内容被包括在本文中作为参考)，并可以确定蜂窝电话的 位置精度达100米左右。另外，蜂窝电话可以使用全球定位系统(GPS)或其它基于卫星的 系统、通过分析接收的RF卫星信号，确定它的位置，精度在10米左右。但是，当前，这种基 于卫星定位检测系统的接收机相当昂贵。下面将说明几种声定位检测系统，他们将声信号用于确定蜂窝电话的位置。这些 声定位检测系统特别适合于蜂窝电话，因为，蜂窝电话已经带有麦克风和扬声器。而且，数 字蜂窝电话中使用的处理器通常可以被编程来实现所需的定位计算。现在，将参照图23和24，说明本发明的第一声定位检测系统，在所述系统中，蜂窝 电话根据接收的邻近蜂窝电话的扬声器的声信号确定它的位置。在第一声定位检测系统 中，在购物中心的每一个扬声器定期发送各自不同的伪噪声代码。在进入购物中心后，蜂窝 电话用户通过蜂窝通信网络，将每一个扬声器的标识位置的扬声器位置数据和伪代码下载 到蜂窝电话。然后，通过他们各自的伪代码，识别被蜂窝电话检测到的是哪一个扬声器，就 能确定它的位置。在第一声定位检测系统中，蜂窝电话的硬部件与第一实施例参照图6说明的蜂窝 电话的硬部件相同。但是，在所述实施例中，蜂窝电话的ROM包括根据接收的声信号计算蜂 窝电话位置的程序。图23是表示第一声定位检测系统的蜂窝电话处理器601的功能配置的示意的方 框图，所述处理器处理从ADC 113接收的、与由麦克风23接收的声信号对应的数字信号。如 图所示，来自ADC 113的数字信号由声频处理器模块603、数据处理器模块605和位置处理 器模块607处理。声频处理器模块603是蜂窝语音编码译码器，它用于电话呼叫期间，以传 统的方式将接收的声信号转换成对应的数据流，通过蜂窝电信网络传输给远程电话。数据 处理器模块605用于对在第一至第五实施例说明的，嵌入在接收声信号中的数据信号进行 恢复。位置确定模块607用于从接收的声信号恢复位置数据，利用恢复的位置数据计算蜂 窝电话的位置。声频处理器模块603，数据处理器模块605和位置处理器模块607中的每一个的 输出端连接到多路复用器装置609，后者将从处理器模块接收的信号在传输给RF处理装置 121之前多路复用，并且将从RF处理器装置121接收的信号多路分解，将多路分解后的信号 传送给相应的处理器模块。在图23中，为了便于说明，只示出从处理器模块到ADC 113和 RF处理装置121的连接。应当指出，该处理器模块也连接到显示器29、键盘31、扬声器25 和存储器。下面将参照图24更详细地说明位置处理器模块607的操作，图24示意地示出位 置处理器模块607的功能配置。在进入购物中心后，蜂窝电话用户选择一个菜单项，下载扬声器的位置数据。为了 响应用户通过键盘接口 611进行的选择，扬声器位置标识符613将一个信号输出给多路复 用器609，请求扬声器位置数据。多路复用器609将请求通过RF处理器装置121和蜂窝通 信网络转发给远程服务器，作为响应，服务器将购物中心里的扬声器的蜂窝电话的位置数据发送给蜂窝电话。根据通过RF处理器装置121和多路复用器609接收到的扬声器的位 置数据，扬声器位置标识符613将每一个扬声器的相关位置和伪噪声代码存入RAM 123，并 将伪噪声代码转发给扬声器标识符617。接着，来自ADC 113的与接收的声信号对应的数字信号，由解调器615使用传统的 数字信号处理技术解调，然后由扬声器标识符617处理、以便检测出与扬声器位置数据一 起接收的任何伪噪声代码。详细地说，扬声器标识符617使解调后的信号与每一个扬声器 位置数据的伪噪声代码相关，以便确定存在哪一种伪噪声代码。然后，检测到的伪噪声由位置计算器619处理，位置计算器询问扬声器位置标识 符613、以便从RAM 123检索与检测到的伪噪声代码对应的扬声器的位置。然后，位置计算 器619根据检索到的扬声器位置，确定蜂窝电话的位置。详细地说，如果只检测到一个扬声 器，那么，位置计算器619就假设，蜂窝电话位于检测到的扬声器的位置上。如果检测到两 个扬声器，那么，位置计算器619就假设，蜂窝电话位于两个检测到的扬声器位置之间的中 间位置。类似地，如果检测到三个或更多个扬声器，那么，位置计算器就假设，蜂窝电话位于 检测到的各扬声器位置的形心(centroid)，即，检测到的各扬声器位置的平均坐标位置上。
在所述实施例中，位置计算器619将标识计算出来的蜂窝电话位置的信号发送给 显示驱动器621，显示驱动器使计算的位置显示在蜂窝电话用户上或显示器29上。位置标 识符619也将计算的位置发送给最近的蜂窝通信网络基站，基站将计算的位置转发给购物 中心的商店。这就使商店马上能够辨认出商店附近的人，甚至商店里的人，然后，将通知数 据发送给被辨认的人。用这种方法通知是有优点的，因为人们不会到很远的地方去购物，因 此，如果他们被广告所吸引，就很可能不管路程远而去那个商店。在第一声定位检测系统中，如果只检测到一个扬声器，那么，蜂窝电话的定位精度 可达到10米左右，将来对扬声器的检测可达到更高精度。可以根据用于计算蜂窝电话位置 的几个不同扬声器的数目来计算估算误差范围。然后，可以将所述误差范围与计算出来的 位置一起发送或显示。在第一声定位检测系统中，位置计算器619假设，蜂窝电话位于检测到的各扬声 器位置的形心。但是，可以通过以下方法得到更精确的位置确定计算依赖于从每一个扬声 器接收到的信号的强度的加权因子，然后对所有检测到的扬声器的坐标位置执行加权后的 加法。可以根据扬声器标识符617中检测到的每一个扬声器的相关峰值的振幅来确定所述 加权因子。下面将参照图25至28说明第二声定位检测系统，在所述系统中，在国际专利申请 WO 01/34264中(其内容被包括在本文中作为参考)说明的定位技术用于确定蜂窝电话的位置。图25示出在主信标633附近的蜂窝电话631，所述主信标通过各自的电缆线637a 至637c与三个从属信标635a至635c连接。在所述实施例中，主信标633和从属信标635 只专用于位置检测系统。主信标633和从属信标635发送各自的声信号639a至639d，所述 声信号639a至639d被蜂窝电话631的麦克风检测到并由蜂窝电话631处理，以便确定蜂 窝电话631的位置。在图25给出的示范性配置中，蜂窝电话631基本上与主信标633和从属信标635 处在同一个平面上。正如图25所示，原点(即位置(0，0))由主信标633的位置确定，所述平面中相对于原点的其它位置由它们在垂直的X和y方向上离开原点的距离确定。蜂窝电 话631处于相对于原点的位置(XP，YP)上，从属信标635a至635c分别处于相对于原点的位 置(XijY1), (X2, Y2)和(X3, Y3) ο正如本专业的技术人员将明白的，蜂窝电话631和主信标 633之间的距离为r1 蜂窝电话631和从属信标635a，635b和635c之间的距离r2，r3和r4 分别由以下表达式给出Xp2+Y2p = T12(2)(X1-Xp)^(Y1-Yp)2 = r22(3)(X2-Xp)2+(Y2-Yp)2 = r32(4)(X3-Xp)2+(Y3-Yp)2 = r42(5)在所述第二声定位检测系统中，采用飞行测量系统的差分时间，其中，测量声信号 639a从主信标633传送到蜂窝电话631所需时间和声信号639b至639d中的每一个从对应 的从属信标635传送到蜂窝电话631所需时间之间的差。将这些差分时间中的每一个乘以 声信号639的速度，就得到表示声信号639在所述距离上传送得到的差值。这样，得到C12 值，它等于从蜂窝电话631至主信标633的距离和从蜂窝电话631到从属信标635a的距离 之间的差值(即m)；得到C13值，它等于从蜂窝电话631到主信标633的距离和从蜂窝 电话631到从属信标635b的距离之间的差值(即rfig ；以及得到C14值，它等于从蜂窝 电话631到主信标633的距离和从蜂窝电话631到从属信标635c的距离之间的差值(即 r「r4) ο通过将C12，C13和C14插入方程3至5，并用Xp2+Yp2代替巧2 (见上述方程2)，就可以 导出以下方程2C12rr2Xp X1-ZYpY1 = C212-X21-Y2I (6)2C13r1-2Xp X2"2YpY2 = C213-X22-Y22 (7)2C14rr2Xp X3"2YpY3 = C214-X23-Y23 (8)应用Cramer规则(参见Penquin数学词典举例)可对这些方程进行求解，得到Xp 和Yp的以下表达式(空14行，扫描原文p59方程(9)(10))因此，本专业的技术人员将明白，如果相对于主信标633的从属信标635的位置和 声信号639的速度已知的话，声信号639从每一个从属信标635传送到蜂窝电话631所需 时间和声信号从主信标633传送到蜂窝电话631所需时间之间的时间差可测量，那么，蜂窝 电话631相对于主信标605的位置就可以确定。现在，将参照图26至28，更详细地说明图25所示的第二声定位检测系统的部件。图26示出主信标633的电子电路，所述电路用于产生与声信号639对应的声数据 信号。正如图26所示，主信标633中的控制装置651将控制信号输出给4个伪噪声代码发 生器653a至653d中的每一个，它们分别产生不同的正交伪噪声代码。详细地说，伪噪声代 码发生器653a产生称为PNA的代码序列，伪噪声代码发生器653b产生称为PNB的代码序 列，伪噪声代码发生器653c产生称为PNC的代码序列，而伪噪声代码发生器653d产生称为 PND的代码序列。使所述各伪噪声代码正交、使得如果所述各伪噪声代码中任何两个逐个片 码地相乘的话，就会产生另一个伪噪声序列。为了响应控制装置651的信号，每一个伪噪声代码发生器发送它自己的伪噪声代码序列。控制装置651以某速率向伪噪声代码发生器653发送信号，使它们发送各自的伪噪声代码，所述速率依赖于定位检测系统的操作环境。详细地说，各伪噪声代码发送之间的 时间最好大大长于声信号639传送到蜂窝电话631的最大可能飞行时间差，以便避免不同 发送集之间任何可能的重迭。在所述例子中，最大可能飞行时间差为90毫秒(对应于大约 30米的距离差)，控制装置651向伪噪声代码发生器653发信号，使它们一秒钟发送一次各 自的伪噪声序列。每一个伪噪声代码发生器653的输出，都输入到调制器655a至655d中相应的一 个，用于调制本地振荡器657产生的载波信号。由调制器655的每一个输出的扩展频谱信 号由4个声频放大器659a至659d的相应的一个放大，产生声数据信号S1 (t)，S2 (t)，S3 (t) 和、(0。声数据信号S1 (t)输入到扬声器661，形成主信标633的一部分，并产生对应的声 信号639a。声数据信号S2 (t)，S3 (t)和S4 (t)，通过电缆637分别传送给从属信标635中相 应的一个。每一个从属信标635都有一个将输入的声数据信号S (t)转换成对应的声信号 639的扬声器。除了定位处理器模块外，第二声定位检测系统的蜂窝电话631的部件与第一声定 位检测系统的蜂窝电话的部件相同。图27示意地示出第二声定位检测系统的蜂窝电话的 定位处理器模块669的功能配置。在图25中，与第一声定位检测系统对应的功能元件相同 的功能元件，用相同的标号标明。与第一声定位检测系统中的情况一样，用户选择蜂窝电话631的一个菜单项，下 载扬声器位置数据，即伪随机噪声代码PNA至PND和每一个信标位置数据。根据键盘接 口 611检测到的用户选择，信标位置标识符613将扬声器的位置数据下载，并将它存入RAM 123。信标位置标识符613还把伪噪声代码PNA至PND通知相关器装置671。如图27中所示，由ADC 113输出的数字信号，被解调器615解调，然后，解调后的 信号由相关器装置671处理，使解调后的信号与存储的、与伪噪声代码PNA至PND对应的序 列相关。在所述实施例中，相关器装置671标识主信标633和从属信标635的伪噪声代码 序列的时序，测量所述标识的时序和对应于上文中确定的C12，C13和C14的输出信号之间的 时间间隔。下面将参照图28更详细地说明相关器装置671。如图28所示，解调后的信号输入 到4个相关器681a至681d，后者使解调后的信号与伪噪声代码PNA至PND中相应的一个建 立相关，所述伪噪声代码PNA至PND是由第一至第四伪噪声代码发生器683a至683d，分别 根据接收到的信标位置标识符613的数据产生的。在已调信号中，无论何时出现与相关器 681相关联的伪噪声代码，相关器681检测到的相关值就将出现峰值。如图28所示，相关器681的输出由相关器装置处理器685处理。相关器装置处理 器685测量在接收到的第一相关器681a的峰值和接收到的第二相关器681b的峰值之间的 时间差，将所述时间的差值乘以声信号速度，计算C12，并将与C12对应的信号输出。类似地， 根据在接收到的第一相关器681a的峰值和接收到的第三相关器681c的峰值之间的时间 差，相关器装置处理器685计算C13，以及根据在接收到的第一相关器681a的峰值和接收到 的第四相关器681d的峰值之间的时间差，计算C14，并输出与C13和C14对应的信号。返回图27，由相关器装置671输出的信号由联立方程解算器673处理。联立方程 解算器673询问信标位置标识符613，从RAM 123检索主信标和从属信标635的位置(即(0,0), (XijY1), (X2, Y2)和(X3，Y3))。然后，联立方程解算器673利用上述方程9和10，以 及接收到的相关装置671的C12，C13和C14的值，计算蜂窝电话631的位置(Xp，Yp)，确定蜂 窝电话631的位置。因此，位置信号发生器产生用于将确定的位置传送给蜂窝通信网络，或在显示器29上显示确定的位置。在第一声定位检测系统中，被确定的蜂窝电话的位置与主信标633有关。本专业 的技术人员将明白，如果扬声器的位置数据包括主信标633的绝对位置，那么，蜂窝电话 631的绝对位置就可以计算。在第二声定位检测系统中，主信标和从属信标都是专用于位置确定系统。但是，构 成公用地址系统部分的扬声器，例如，也可以用于这种情况，每一个扬声器都可能包括它自 己的伪噪声代码发生器。但是，这就要求所有扬声器都以预定的时序发送它们自己的伪噪 声代码。在第二声定位检测系统中，可以应用四个以上的扬声器，并且如果接收的信号来 自不在同一平面上的4个以上的扬声器，那么，蜂窝电话的位置就要用三维形式计算。在第一和第二声定位检测系统中，扬声器的位置数据通过蜂窝通信网络下载。另 外，声数据信道可以用于将扬声器的位置数据发送给蜂窝电话。所有扬声器的坐标可以通 过声数据信道同时下载，或者每一个扬声器替换地将它自己的坐标，通过声数据信道发送 给蜂窝电话。在第一和第二声定位检测系统中，所有扬声器分别输出各自不同的伪噪声代码。 这就要求蜂窝电话检查大量的伪噪声代码。另外，相同伪噪声代码可以用于不同的扬声器， 假设有一些扬声器，它们与唯一的、不能由任何其它扬声器使用的伪噪声代码相关联。那 么，每一个具有唯一的伪噪声代码的扬声器都有相关区域，根据检测到的唯一的伪噪声代 码的区域，蜂窝电话就可以确定它处于哪一个区域。因此，只要不存在蜂窝电话可以检测到 由两个不同扬声器输出的相同伪噪声代码的位置，就可以使用具有相同伪噪声代码的扬声
ο在上述定位检测系统中，每一个扬声器都有相关的伪噪声代码，它由蜂窝电话用 于检测蜂窝电话的位置。所述伪噪声代码也可以用于声数据信道。对于声数据信道，每一个 扬声器可以具有各自不同的伪噪声代码对，伪噪声代码对用于对二进制数据值进行编码， 蜂窝电话可以通过识别哪一个伪噪声代码用于声数据信道，确定它自己的位置。一个二进 制数据值的伪噪声代码最好对于所有扬声器都是相同的，使得只有其它二进制数据值的伪 噪声代码在变化。这就压缩了蜂窝电话所要处理的数据量。在以上说明的所有位置检测系统中，蜂窝电话执行确定位置的计算。但是，本专业 的技术人员将明白，蜂窝电话能够将原始数据，例如，标识的伪噪声代码，发送给远程位置， 进行确定实际位置的计算。另外，蜂窝电话能够将由一个或多个麦克风检测到的信号发送 出去，而且，计算蜂窝电话位置取决于哪一个麦克风检测到所述蜂窝电话的信号以及麦克 风接收信号选择的时序。如果计算出的蜂窝电话的位置远离蜂窝电话，那么，计算出来的位 置可以发送给蜂窝电话显示给用户看。在第一和第二声定位检测系统中，蜂窝电话还包括通过声数据信道通信的数据处 理器模块。但是，对于声定位检测系统来说，这不是主要的。
如上所说，在第一声定位检测系统中，知道蜂窝电话的定位能够实现广告效应。另 一种情况是，知道蜂窝电话的定位，在机场很有利。特别是，根据航空旅客的蜂窝电话可以 确定他们的位置，使得如果他们登机迟到了，能够很快找到。在声定位检测系统的一种实施例中，一张电子登机卡通过声数据信道发送给航空旅客的蜂窝电话，蜂窝电话发送它的电话号码作为响应。这样，使用定位检测系统，可以监 控蜂窝电话的位置。自然，如果航空旅客迟到了，他可以用它的蜂窝电话呼叫，通知即将起 飞的飞机。这样，为了登机，航空旅客可以通过声数据信道发送电子登机卡。由于蜂窝电话相当便宜，在另一个实施例中，当航空旅客要检票时，把包括电子登 记卡的蜂窝电话给他们。通过蜂窝电话监控经过的航空旅客，然后，在登机时，将航空旅客 的蜂窝电话收回。在一个实施例中，代替用户的简档数据或者除了用户的简档数据之外，利用由蜂 窝电话计算出来的位置数据来增强由蜂窝电话发送的数据。这样，例如，观众调查站就能够 确定电视/无线电节目观众的地理分布情况。位置数据可以或者由蜂窝电话本身或者根据 由蜂窝电话从所述蜂窝电话以外的位置确定电路接收到的信号进行计算。本专业的技术人员将明白，上述参照机场所描述的实施例也可以应用于铁路或公 共汽车站。在最佳实施例中，利用存储在蜂窝电话中的附加的用户简档数据来增强由蜂窝电 话发送的数据。这对上面说明的观众调查和意见轮询的应用特别有用，因为收集的数据可 以根据包含在用户简档数据中的用户特性进行分析。例如，如果用户的简档数据规定了用 户的年龄，那么，观众调查站就可以确定电视/无线电节目观众的年龄分布。发送包含存储在蜂窝电话中的增强数据，例如，用户的简档数据，或者由蜂窝电话 计算出来的数据，例如，位置数据的优点在于，不需要用户附加工作。在又一个应用中，编码器被包括在公用地址系统中，例如，在机场或火车站，经公 用地址系统进行的广播的文本被编码在传送广播的声信号中。因此，如果用户没有听到广 播，那么，广播内容就可以在用户的蜂窝电话上显示给用户看。在又一个应用中，加到广播声道的数据信号包括源标识符和时间戳。这样，为了对 数据信号译码，包含译码器的蜂窝电话用户就能够通过蜂窝通信网络，将源标识符和时间 戳发送给远程服务器，所述远程服务器存放一种数据库，后者对于源标识符和时间戳的每 一个组合标识正在播放的乐曲的标题。然后，远程服务器将与接收的源标识符和时间戳相 关联的标题发送给蜂窝电话，蜂窝电话将标题显示给蜂窝电话的用户看。例如，如果无线电 台正在播放歌曲，所述歌曲的编码数据信号包括用标识播放歌曲的无线电台的源标识符和 标识被播放的歌曲的声道编号(例如，当日所述无线电台播放的第十首歌曲)的时间戳， 那么，用户就可以从远程服务器上下载歌曲的标题。另外，声道可以是一部电影中的一首歌 曲，源标识符标识所述电影片，时间戳标识正在播放所述电影歌曲的位置。在第一至第五实施例中，将数据信号编码到电视摄影棚中的电视节目声道中。但 是，所述编码不需要在广播所述电视信号之前出现。例如，数据信号可以被承载在视频信道 的垂直消隐时间间隔中，这样，电视机或“机顶盒”可以从视频信道中提取数据信号，并将它 编码到声道中。因此，编码器不需要在电视摄影棚中，而也可以在例如电视机或机顶盒中。声数据信道还可以用于将消息(它或者是广播或者是选择性寻址)发送给具体的蜂窝电话。在一个实施例中，蜂窝电话包括只声学(acoustic-only)方式，在所述方 式中，禁止RF输出xnhk，但电话仍然能够检测并分析声信号以便恢复数据。在为了安全 的原因，蜂窝电话由于其RF发射的缘故而不能正常地用于发送消息的区域，所述只声学 (acoustic-only)方式特别有用。这种区域的例子包括机场，加油站和医院。传送消息的声数据信道可以由任何现有的公用无线电源构成。例如，可以使用电 视/无线电节目的声道，或者公用地址系统的输出。在一种特殊的应用中，例如，商店里的 公用系统可用于发送关于，例如特别提供给商店使用的消息数据。对特定地理区域专用的数据进行编码的能力是有用的。例如，电视节目可能由几 个覆盖不同地区的不同的电视公司广播。因此，被编码在电视节目中的数据可能从一个区 域到一个区域而变化。这样，如果数据与联系地址相关联，那么，被编码在每一个电视台的 电视节目中的数据可以仅仅与由所述电视台覆盖的地理区域中的联系地址相关。这是有利 的，因为它通过自动消除不相关的数据而压缩了发送给用户的数据量。被编码到声道中的数据也可以用于控制蜂窝电话的操作。例如，在电影院、飞机和 加油站这样一些不能使用蜂窝电话的地方，可以向蜂窝电话广播数据信号，所述数据信号 或者关闭所述蜂窝电话或者在合适的情况下使它进入静音方式。
在一种应用中，被编码在声道中的数据用于蜂窝电话的振铃音，它通过将振铃音 存放在蜂窝电话的NVRAM(或其它类型的非易失存储器)中而作出反应。因此，蜂窝电话的 振铃音发生器可以产生与存储的振铃音数据对应的振铃音。在一个实施例中，记录的歌曲 具有编码在其中的振铃音数据，所述振铃音象所述歌曲的一段那样发声，然后，蜂窝电话对 振铃音译码，使得蜂窝电话的振铃音可以设置成象歌曲一样的声音。 在另一种应用中，图标数据被编码在由蜂窝电话译码的声道中。然后，图标可以由 蜂窝电话显示，或者包括在发送给其它蜂窝电话的数据消息中。声数据信道可以用于为蜂窝电话传送小的应用文件。例如，对于“Java电话”，一 般称为APPlets (有时称为MIDlets)的小应用文件，可以由蜂窝电话通过声数据信道接收。 声数据信道也可以用于触发已下载到蜂窝电话中的应用文件。例如，Java电话可以存储用 于显示动画序列的APPets，随着通过声数据信道接收到的触发信号，APPlets可以被激励 并显示动画序列。应用文件也可以下载到与计算机角色对应的蜂窝电话中，所述计算机角色的行为 随用户的动作而变化。详细地说，应用文件中的“行为”算法确定基于蜂窝电话用户输入的 计算机角色的活动。因此，用户能够培育计算机角色的行为。大家都知道，这样的计算机角 色，例如，Tamagochi0因此，声数据信道可以用于传送修改计算机角色行为算法的控制数 据，使得计算机角色的行为对蜂窝电话用户周围出现的事件产生反应。例如，恐怖电影片可 以控制编码在它声道中的数据，这使计算机角色表现某种程度的焦虑不安和惊吓。这样，计 算机角色就能够对外部事件产生反应。在上述所有应用和实施例中，提供给蜂窝电话的是单个声数据信道。但是，能够提 供一个以上的声数据信道。例如，如果使用扩展频谱编码，那么，可以把不同的伪噪声代码 分配给每一个声数据信道(即，码分多址(CDMA)方案)。还可以把包含用于建立声数据信道的伪噪声代码和用于响应通过声数据信道接 收的数据的配置指令的应用文件下载到蜂窝电话中。例如，与应用文件对应的声数据信道，可以与具体公司相关联，所述公司通过声数据信道发送相应的网页标识符，蜂窝电话通过 将相应的网页标识符转发给公司管理的服务器来作出反应。蜂窝电话可以存放一个以上这 样的应用文件，用户能够利用菜单选择其中的一个，因此选择了用于对检测到的声信号译 码的伪噪声代码。在一个实施例中，提供了使用生产期间在蜂窝电话中编程的伪噪声代码的声控信道。然后，通过所述声控信道发送包含用于建立附加的声数据信道的伪噪声代码和用于响 应通过所述附加的声数据信道接收的数据的配置指令的应用文件。在另一个实施例中，通 过蜂窝通信网络下载应用文件。用声学方法发送数据的问题在于，数据传送速率通常很慢，特别是如果要求使声 数据信号对听众的干扰最小时，更是如此。对于任何需要下载大量数据的应用来说，例如， APPlets文件，对于数据可以下载的网页，使用例如无线应用协议，通过蜂窝通信网络，发送 所要求数据大大减少的网页地址，就可使所述问题至少部分解决。另外，使用e-mail可以 下载数据。而且，由于数据可以通过蜂窝通信网络，从任何可访问的信息源下载，因此，从网 页下载数据就不是主要问题。由于发送传送通过将数据信号编码到其中而修改过的原始声道的电信号所需的 带宽，不会比发送传送原始声道的电信号所需的带宽更宽，所以，在呼叫蜂窝电话期间，就 可以对发送RF信号的数据信号编码，所述数据信号传送由另一个蜂窝电话接收的声音数 据，所述蜂窝电话从接收到的声音数据检索数据信号。数据信号例如可以对应于商务卡。在以上说明的所有应用和实施例中，蜂窝电话或其它电话装置包括将数据信号编 码到声道中的编码器，或者对与检测到的声信号对应的电信号中的数据信号译码的译码 器，或者编码器和译码器。但是，由于传统的电话装置可以用于通过电信网络接收带编码器 的远程装置的声道，所述声道已经具有由电话装置作为声信号输出的、被编码的数据信号， 或者能够通过电信网络将与检测到的声信号对应的电信号发送给带译码器的远程装置，所 以，这不是主要的。第六、第七和第八实施例说明各个系统，在这些系统中，蜂窝电话把数据信号编码 在由所述蜂窝电话发送的、由电子装置检测的声信号中。在第六和第八实施例中，数据信号 编码到预置的声序列中，其目的仅仅是更改进行数据发送的用户。因此，所述预置的声序列 不是主要的，可以直接输出扩展数据信号。在第六实施例中，利用声数据信道在两个蜂窝电话之间传送用户数据。或者，声数 据信道可以用于使两个蜂窝电话能够彼此交互。在一个实施例中，提供了 一种互动游戏，它 使两个玩家可以利用他们各自的蜂窝电话、借助于利用声数据信道在蜂窝电话之间发送的 数据、进行互相对抗。例如，互动游戏可以下棋，其优点是在两个蜂窝电话之间只需传送少 量的数据。在第七和第八实施例中，控制信号用于激励电子装置中对应的例行程序。但是，本 专业的技术人员将明白，控制信号本身能够传送由电子装置运行的例行程序。例如，控制信 号可以传送启动设置在电子装置中的语音合成器的信息，以便产生所需的声音，例如，词或短语。在第七和第八实施例中，由蜂窝电话发送的控制信号用于控制玩具。本专业的技 术人员将明白，控制信号可以控制其它装置，不是玩具。例如，蜂窝电话可以用作为远程控制装置，通过将指令输入到蜂窝电话，使输出的控制信号去控制电视，家庭娱乐系统，空调器或其它家用电器。蜂窝电话也可以用于存储信誉等级，在这种情况下，或者RAM或者NVRAM的一部分 专用于存放蜂窝电话用户保持的信誉等级。这些信誉等级可以通过传统的蜂窝通信网络， 或通过声数据信道下载到蜂窝电话中。然后，蜂窝电话可以通过声数据信道，将控制信号输 出给销售商，以便订购货物。存放在蜂窝电话中的信誉等级可以在诚信的基础上增长。例 如，蜂窝电话用户每一次去看一部具体的电影，电影院的一个装置通过声数据信道发送信 誉等级给他，作为响应，所述信誉等级将存放的信誉等级加1。当存放在蜂窝电话中的信誉 等级的数目达到预定数时，可以通过声数据信道发送控制信号，降低电影票的价格。如前所述，蜂窝电话可以用于存放飞机的电子登机卡。另外，通过声数据信道，蜂 窝电话可以接收其它公共运输系统，例如，铁路或公路的电子票。当蜂窝电话存放有一张电 子票时，它也可以通过声数据信道发送信号，控制公共运输系统中的检票口。蜂窝电话也可以通过声数据信道与连接到除蜂窝通信网络以外的网络(例如，蓝 齿网络)的网络装置彼此交互。这样，蜂窝电话能够通过除蜂窝通信网络以外的网络与远 程装置通信。在上述一些实施例中，SMS消息用于将数据传送给蜂窝电话，或者传送来自蜂窝电 话的数据。其它的RF数据传输技术可以用于例如EMS消息发送和MMS消息发送。在所述实施例中虽然使用了硬件编码器，本专业的技术人员将明白，这些硬件编 码器的功能也可以由运行在合适的软件的计算机装置执行。类似地，第一至第五实施例中 的软件译码器功能可以在硬件译码器中实现，第六至第八实施例中的硬件译码器功能可以 由软件译码器实现。而且，上述声定位检测系统的定位检测程序可以用硬件实现。因此，本发明也可以扩展到计算机程序，特别是在适合于将本发明付诸实现的载 体上或载体中的计算机程序。所述程序可以是源代码，目标代码，代码中间的源和目标代码 形式，例如，实际编译过的形式，或者适合用于实现本发明的过程的任何其它形式。载体可以是任何能够实现所述程序的实体或装置。例如，载体可以包括存储介质， 诸如ROM，例如，⑶-ROM或半导体ROM，或磁记录介质，例如，软磁盘或硬磁盘。而且，载体可 以是一种可传输的载体，诸如电信号或光信号，它们可以通过电缆或光缆，或由无线电或其 它方法传送。当程序嵌入在信号中时，信号就可以直接由电缆或其它装置或方法传送，载体 可以由这样的电缆或其它装置或方法构造。另外，载体可以是集成电路，程序被嵌入在所述 集成电路中，集成电路适合于执行相关的处理，或者适用于相关过程的实施。本专业的技术人员将明白，本发明可以应用于技术规格与GSM不一致的蜂窝电 话。而且，可以利用除无线应用协议以外的协议来检索网页数据。第一至第五实施例说明了五种不同编码器。本专业的技术人员将明白，这五种编 码器中任何一种都可以用在上述实施例和应用中。在一个实施例中，数据信号发生器和编码器实际上是分离的装置，数据信号输入 到编码器装置的输入端口。在另一个实施例中，编码器和译码器可以安装在同一个装置中 (即共享一个公共外壳)。在第二实施例中，调制器使用的载波频率是变化的，使得扩展数据信号的中心频 率处于声道中相当高的能量部分。详细地说，2048个子频带的能量被监控，调制器的载波频率随之变化。在另一个实施例中，子频带的数目可以压缩，例如，压缩为8个，以便压缩所需处理的数据量。在第二实施例的译码器中，接收的声道被分析，确定编码器中的调制器使用的载 波频率。但是，如果编码器使用的子频带数目很少，因此，载波频率的数目就可能很少，那 么，在另一个实施例中，通过一些分离的信道，每一个信道都使用各自的可能的载波频率， 译码器中的解调器通过接收的声道，然后确定哪一个信道提供最强的信号，以便恢复数据 信号。确定接收声道的载波频率的优点是，如果声道被编码器和译码器之间的通信信道改 变时，那么，数据信号仍然能正确恢复。在第三实施例中，线性预测编码(LPC)算法将声道分离成其值可以相互确定的音 调部分和其值显然是随机的噪声部分。另外，其它自回归算法可以用于隔离声道的随机部 分，所述部分至少可以部分地用整形后的扩展频谱信号替代。而且，分析声道的频谱可以识 别音调分量，消除音调分量实质是要将音调部分和噪声部分分离。在第四实施例中，通过分析声道的频谱来确定声道的音调。另外，音调可以通过应 用时间序列方式，例如，LPC方式确定，时间序列方式具有固定数目的系数，并且在与系数对 应的模拟信号中有确定的功率。在第五实施例中，由用户选择在变量组合器中使用的LP系数的数目、音质编码电 平和增益因子G。另外，一种、两种或所有三种变量都可以由编码器自动设置。例如，使用的 LP系数数目可以根据声道的音质确定。在第五实施例中，噪声部分N(t)和整形信号S(t)都输入到变量组合器，变量组合 器的输出加到音调部分p(t)，形成修改后的声道。另外，与第四实施例中的情况一样，原始 声道可以输入到变量组合器，代替噪声部分N(t)，使得变量组合器的输出形成修改后的声 道，LPC的分析只适用于整形已调信号G(t)。换句话说，已调信号G(t)被整形以便逼近声 道的噪声部分N(t)，形成整形信号S(t)，然后，整形信号S(t)直接加到变量组合器中的声 道中。在一个实施例中，自动设置变量组合器中的增益因子G，使得修改后的声道中的数据 信号的信噪比处于预定的范围内，例如，在-10和_15db之间。信噪比可以通过以下方法计 算出来将整形数据信号S(t)输入到第一功率监视器，将声道输入到第二功率监视器，然 后，将整形数据信号中的功率除以通过将声道中的功率和整形数据信号中的功率相加得到 的总功率电平。另外，信噪比可以通过整形数据信号的功率除以声道功率计算得到。本专业的技术人员将明白，对于上述一些应用来说，不需要用于对数据信号进行 整形以便降低在修改后的声道中数据信号的凸出程度的整形技术，因为声道不需要以高质 量进行重现。此外，第五实施例的编码器可以修改，取消变量组合器，在这种情况下，使用音质 算法整形的信号直接加到声道的音调部分。对于不需要用户输入的自动编码器，可以实现实时编码，因此，适合于例如实时附 加给电视广播或有线广播。在所述实施例中，数据信号F(t)连续加到声道中。另外，编码器可以识别声道的 各个部分，这些部分很适合于隐藏数据信号，于是只有那些被识别的部分中的编码数据。在 一个实施例中，声道输入到频谱分析仪，频谱分析仪确定声道的音调(例如，第五实施例的 频谱分析仪201)，仅将数据信号加到音调低于预定电平的声道部分。在另一个实施例中，编码器根据声道的功率，确定哪一部分较适合隐藏数据信号，而在再一个实施例中，编码器根 据功率和音调的组合确定各个部分。如上所说，在一些应用中，把用于使蜂窝电话与例如电视节目或无线电节目的广 播声频信号操作的同步的控制数据编码到声道中，与声频信号对应的声波由蜂窝电话检 测，蜂窝电话对控制数据译码，并用所需的同步作出反应。应用这种同步系统的问题是，有 时，在蜂窝电话作出反应的瞬间，对声道的要求太保密，以至于不能实现对控制数据的有效 的隐藏。所述问题可以通过以下方法来减缓在蜂窝电话应该根据控制数据作出反应时，在 声道的较强声音部分期间，与表示时序的时序数据一起，预先发送控制数据。这样，在声道 的较保密部分，当出现响应时就不需要传送数据。时序数据不需要与控制数据同时发送，可以分别发送。例如，在传送控制数据序列 的数据信号的开始，可以发送时序数据来表明，对控制数据每一项的响应是按预定的时间 周期显示的。虽然时间延迟不会使控制数据的每一项优化，但是，用这种方法发送时序数据 可以压缩需要发送的总数据量。
在第一至第八实施例中，利用DSSS编码，在声频率范围内扩展数据信号。正如本 专业的技术人员将明白的那样，使用DSSS编码的编码信号可以使用两种主要方法译吗。在 一种方法中，编码信号同步地乘以用于对信号编码的相同的伪噪声代码，通常称为相干检 测技术。在另一种方法中，相关器，诸如匹配滤波器，用于使编码信号与用于对信号编码的 伪噪声代码相关，通常称为非相干检测技术。在第一至第五实施例中，数值为“0”的数据位用伪噪声代码PNO表示，数值为“ 1，， 的数据位用伪噪声代码pm表示。本专业的技术人员将明白，如果使用相干编码，那么，伪 噪声代码PNO就是伪噪声代码Pm的逆量(inverse)。在一个实施例中，为了表示数值为“0”的数据位，提供第一多伪噪声代码，为了表 示数值为“1”的数据位，提供第二多伪噪声代码。可以根据哪一个伪噪声代码产生这样的 数据信号当将其加入声道时它是最难觉察到的数据信号，来选择用于对数据位编码的伪 噪声代码。然后，译码器可以分析声道，确定使用的是哪一个伪噪声代码，或者使用所有可 能的伪噪声代码，对接收的声道译码。使用所有可能的伪噪声代码进行译码的优点是，如果 声道被编码器和译码器之间的通信信道修改了，那么，进行的编码就是健全的。但是，如果 存在大量的伪噪声代码，那么，分析声道确定使用的是哪一个伪噪声代码，需要的处理能力 就较小。可以利用除DSSS编码以外的技术，将数据信号的能量扩展在宽的频率范围内。例 如，正交频分调制(OFDM)技术可以用于例如传送相同数据的256个窄频带正交载波。这 256个窄频带载波均勻地分布在频率1至5kHz范围内，因此，可以实现数据信号的能量扩 展。这样，原始数据信号就可以通过对重新复合的每一个窄频带信号进行解调来重构。本专业的技术人员将会明白，仍然还有技术可以用于扩展数据信号的能量。例如， 跳频可以用于已调数据信号的频率以随机方式变化的情况。虽然由于扩展频谱编码减小了听众对声数据信道的注意力使得扩展频谱编码成 为优选的的，但是，它不是本发明的主要特征。声数据信道也可以例如利用专用的窄频带范 围构成。另外，通过系统修改声道中的频率或时间信息，可以把数据信号编码到声道中。例 如，回波调制方案可以用于回波信号与时间延迟迭加的情况，所述时间延迟是随数据信号变化的。另外，临界频带编码技术可以用于每一个数据值都与窄频带的各个频率集相关的情况。在另一个实施例中，声数据信道应用超声链路，所述链路具有蜂窝电话用户不能 听见的优点。在第一至第八实施例中，相移控键用于调制扩频的数据信号。本专业的技术人员 将明白，其它调制方案，例如，频率偏移控键或正交振幅调制，都可以使用。为了便于说明，上述实施例中已经把数据信号编码到单信道声道中。但是，也可以 把数据信号编码到具有两个或多个信道的立体声道中。数据信号可以同步迭加到立体声道 的、或者在信道之间存在时间偏差，例如150ms，的一个以上的信道中。由于背景噪声(即不 是修改后的声道的噪声)引起丢失的数据变化较少，引入时间偏差的优点，就可以使时间 差异的附加电平相加，能够产生更健全的数据信号。另外，可以产生两个不同的宽带信号， 每一个都被加到立体声道的各个信道中。另外，对于多信道声道，不需要把数据信号编码到声道的每一个信道中。例如，对 于电视节目，在所述节目中，声道的一个信道传送声音数据，声道的另一个信道传送背景音 乐数据，数据信号只可以加到传送背景音乐数据的信道中。在一些实施例中，音质算法用于减小数据信号在修改后的声道中的突出。但是，音 质算法不是主要的，而可以用要求处理能力较小的更简单的算法代替。本专业的技术人员将明白，传统的等效方法，例如，使用瑞克接收器，可以用于译 码器，改善存在多路分量中的比特误差率，或提高频率的响应度。而且，自动增益控制电路 可以包括在译码器的输入中。在详细实施例中说明的比特率，片码速率，采样速率及调制频率的精确值都不是 本发明的主要特征，并可以脱离本发明变化。而且，在说明的实施例中，当数据信号为二进 制信号时，数据信号可以是任何窄带信号，例如，已调信号，在所述已调信号中，频率偏移控 键通过第一个频率用于表示“1”数据位，“0”作为第二不同频率的数据位。而且，本专业的 技术人员将明白，在编码器中执行扩展，调制和整形的顺序是可以改变的。虽然数字信号处 理技术被说明为本发明的最佳实现，但是，也可以使用模拟处理技术代替。正如本专业的技术人员将明白的那样，22. 05kHz的采样速率与用于光盘中的一个 信道相匹配，因此，这些实施例说明的编码器和译码器适合在数据信号由记录在光盘中的 声道传送的系统中应用。44. IkHz的采样速率也可以用于光盘记录数据信号，48kHz的采样 速率可以用于DVD中记录数据信号。将要明白，术语声道指的是一种电信号，所述电信号意味着可以作为对应的声信 号，在可听见的频率范围(一般在20Hz至20000Hz之间)内由扬声器再现。声道的持续时 间可以很短，例如，蜂窝电话的振铃音或门铃，或者很长，例如电影中的声道。 本发明也可以应用于其它蜂窝通信装置，诸如寻呼机。
权利要求
一种可操作为与音频传输互动的电信装置，所述装置包括用于向用户显示信息的显示器；可操作为存储在执行时产生用于在所述显示器上向用户显示的角色显示数据的应用的存储器；可操作为接收音频传输的声信号和用于将接收到的声信号转换成对应的电信号的接收机；数据处理器，耦合到所述声信号接收机，并且可操作为处理所述电信号以恢复在所述音频传输的音频中编码的控制数据并且可操作为根据恢复的控制数据执行存储的应用，这样产生的角色显示数据的视觉特征随所述恢复的控制数据变化；音频处理器，耦合到所述声信号接收器，并且可操作为处理所述声信号接收器接收的声信号用于向电信网络的传输；以及显示控制器，可操作为为了在所述显示器上的显示输出产生的角色显示数据。
2.如权利要求1所述的电信装置，其中所述数据处理器可操作为在执行所述存储的应 用时产生角色显示数据的动序列和根据所述恢复的控制数据变化所述动序列。
3.如权利要求2所述的电信装置，其中所述数据处理器可操作为在执行所述存储的应 用时，改变所述动序列从而所述产生的角色的行为随所述控制数据而变化从而与所述音频 传输互动。
4.如权利要求3所述的电信装置，其中所述音频传输形成广播或者记录的无线电或者 电视节目的部分。
5.如权利要求2所述的电信装置，还包括用于接收来自用户的输入的用户输入并且其 中所述处理器可操作为在执行所述存储的应用时根据用户输入改变动序列。
全文摘要
描述一种通信系统，在所述通信系统中，由电信装置利用声数据信道接收数据和/或将数据发送给电信装置。在各个实施例中，将数据编码到媒体广播或其它有线广播的声道中。本发明特别(但不是唯一的)与蜂窝通信系统有关。还描述了用于确定电信装置的位置的声定位检测系统。
文档编号G10L19/018GK101820474SQ20101014287
公开日2010年9月1日 申请日期2001年11月30日 优先权日2000年11月30日
发明者A·M·哈特, A·W·琼斯, D·G·古伊, D·R·E·蒂姆森, D·巴特莱特, I·M·霍斯金, M·R·雷诺, N·瓦斯洛波罗斯, P·J·凯利, R·J·莫兰 申请人:因特拉松尼克斯有限公司