专利名称：语音与数字兼容的全自动无线寻呼系统的制作方法
技术领域：
本发明属无线电通信领域，涉及无线电寻呼系统。
公知的无线电寻呼系统已从仅仅发出简单的几种单音来传递信息发展到采用数字、字母、汉字来传递更多的信息，该系统，由一个寻呼中心通过有线电话网获得需要传播的寻呼信息，然后通过专用编码器编码并通过一条无线电链路将信息顺序播发出去，一组各自有各自独立地址编码的数字式寻呼机同时工作，各自收取与各自地址编码有关的信息，然后发出告警信号通知用户，当用户按下查询键时，寻呼机以数字(或汉字)方式显示信息。通常，数字式寻呼机都设有存贮器，用来存贮收到的寻呼信息，供用户随时查看。
然而，上述数字式寻呼机有一定的局限性，采用数字、字母显示方式的寻呼机在非字母拼写文字(方块字)的区域使用时，需借助代码手册查看信息，使用不太方便;采用汉字显示方式的寻呼机(方块字)仅适用于某种特定文字，且字库较大，造价较高，在无线电寻呼中心必须由人工介入才能从有线电话信息中产生出无线电寻呼代码，很难实现自动化，这些都为大规模生产和应用带来一定的困难。
因此，本发明的目的是提供这样一种系统由系统自动从电话网上获取数字(寻呼机编码、传呼代码、电话号码等)和语音信息，自动生成无线寻呼信息队列，并通过发射机将语音和数字寻呼信息直接播发给指定的寻呼机并将语音和数据存贮在寻呼机中，使用户在寻呼机上可以反复听取语音信息和查看数字信息;系统还可以播发单纯数字、单纯语音或语音数字混合的寻呼信息;允许系统以广播方式向语音寻呼机播发较长的语音广播，本系统还允许使用纯数字式寻呼机，寻呼中心可将语音信息保存在留言信息库中，用户可以利用有线电话通过留言信箱系统自动查询语音信息。
本发明的一个实施实例中，提出了一种语音数字混合的自动化无线寻呼系统，其中包括一个能自动地从电话网上收集语音、数字寻呼信息，建立寻呼信息库，并能自动地通过发射机播发给若干台远地语音、数字两用寻呼机或单纯数字显示型寻呼机的无线寻呼中心站;寻呼中心站包括与电话网连接的电话线路接口装置100;包括能与电话呼入者进行对话并自动收集寻呼机号码、寻呼代码、语音信息等并生成寻呼队列再通过发射机播发寻呼信息的语音数字处理器200，语言数字处理器还能响应电话呼入者建立留言库，查询留言库、查询寻呼信息库的请求，自动完成处理任务，寻呼中心站还包括能够在语音数字处理器控制下交替发送数字编码信号与模拟语音信号的发射机300。
本发明语音与数字兼容的全自动寻呼系统包括一群N个寻呼机，该群中N个寻呼机被分配到M组(M是＜N的整数)中去编址，每部寻呼机中都有标志自己是属于M组中某一组的标识码，并能够通过接收并识别发射机发出的“前置码”及“字同步码”与发射机保持同步，并接收属于自己所在组对应的“地址码”，如收到的“地址码”与自己的“地址码”相匹配，就接收地址码之后的数字码。数字码是利用一个特定位(bit)与“地址码”不同来识别的，数字码的结束也有特定的标记。“地址码”中有2位(bit)用来标志是数字寻呼还是语音数字寻呼，对语音寻呼而言，“地址码”后是数字信息，然后是语音信息，语音信息之后是前置码，用以标志语音信息的结束，语音寻呼机收到与自己地址码匹配的“地址码”后，判别是否有语音信息，如有语音信息，在收完数字信息后开始接收语音信息，并利用语音合成器将语音信息转换成数字信号存到专用存贮器中，当再收到“前置码”时标志语音信息结束，重新回到数字接收状态。特别要指出的是在寻呼中心站开始播发语音信息的过程中，除“地址码”匹配的一台寻呼机外，均因收不到字同步码而转入收寻“前置码”状态，不接收任何数字信息，只有语音信息结束，再出现“前置码”时才会回到同步状态;对正在接收语音信息的寻呼机而言，其数字接收部分也失去了同步，进入收寻“前置码”状态，语音信息结束，该机收到“前置码”时，一方面恢复了数据接收的同步，另一方面结束语音信息的接收，这一点很好地实现了语音与数字的混合播发;对数字寻呼机而言，可以与语音寻呼机在同一个群中工作，只是因数字寻呼机没有语音接收功能而无法直接接收语音信息，本系统采用在寻呼中心站建立“留言库”的方法为每部数字寻呼机设立了一个独立的留言信箱，将语音信息存在“留言库”中，并发出有留言的数字寻呼信息，用户可利用电话和编码查询留言。语音寻呼机包括用来显示数字信息的显示器和数据存贮器，还包括用来接收记录或重放语音的语音合成器及存贮器，还包括重放录下语音的功率放大器和扬声器，使用户可以反复听取语音信息。具体细节，下面还会进一步阐述。
图1是本发明实施实例的语音与数字兼容的全自动无线寻呼系统的框图;
图2是本发明实施实例的自动应答用户呼叫的寻呼中心站的框图;
图3A是本发明实施实例之一的寻呼中心站发送过程的时序图;
图3B是用于本发明寻呼编码协议中信息码组的组成时序图;
图3C是本发明寻呼中心站发出的由一个纯数字寻呼、一个数字、语音混合寻呼和一个纯语音寻呼组成的寻呼序列时序图;
图3D是一个寻呼机收到一个纯数字寻呼信息的时间图;
图3E是一个语音寻呼机接收数字语音混合寻呼信息的时间图;
图3F是一个语音寻呼机接收一个纯语音寻呼信息的时间图;
图4是说明本发明实施实例之一的寻呼中心站工作过程的流程图;
图5是本发明中实施实例之一的语音寻呼机的框图;
图6是说明本发明实施实例之一的语音寻呼机工作过程的流程图;
图1示出了本发明实施实例之一的语音与数字兼容的全自动无线寻呼系统的构成框图。电话线路接口100、语音数字处理器200及发射机300构成了本发明的寻呼中心站，若干台语音数字寻呼机1000构成本发明的语音数字寻呼用户，若干台数字寻呼机2000构成本发明的数字寻呼用户，这两种用户构成了本发明的寻呼用户群N。(N为整数)从电话线路接口100呼入的电话用户，由语音数字处理器200采用对话方式收集语音、数字等寻呼信息，或纯数字寻呼信息，然后通过发射机300将寻呼信息发给语言数字寻呼机1000和数字寻呼机2000，与寻呼信息“地址码”匹配的寻呼机将收下与本机有关的寻呼信息。
图2示出了本发明实施实例中寻呼中心站的更详细的框图。图中电话接口110将电话线路120、121等传来的信息变换成语音数字接口板241可以接收的等价信号，例如把电话线路上的脉冲拔号信号或DTMF拔号信号转换成等价的数字信号，把呼入振铃信号、挂机信号转换成数字信号，并通过连线110A送给语音数字接口板241。图2中中央处理器(CPU)211通过总线接口211A与总线218相连;存贮器(RAM)212通过接口212A与总线218相连，为微机数据处理提供存贮空间;键盘213和显示器214分别通过接口213A与214A与总线218相连，用以允许操作员以交互形式向微机输入数字寻呼信息;磁盘215通过接口215A与总线218相连，用来存放寻呼信息，留言库以及系统支持软件;I/O接口216是微机通用I/O接口，通过接口216A与总线相连，用来接通用外部设备(如MODEM、打印机等);网络接口221通过接口221A与总线218相连，通过电缆221B可以与其它微机相连，以提高系统的处理能力，也可以通过电缆221B与其它同类寻呼中心站连网，扩大寻呼范围;只读存贮器(ROM)217通过接口217A与总线218相连，ROM217中包含一个控制微机中央处理器(CPU)211及与其相连的所有电路操作的程序，控制整个系统的动作。语音数字接口板241通过接口110A与电话线路接口110相连，与电话用户以对话方式获取来自电话线路的数字和语音信息，语音数字接口板241把数字信息通过接口241A送给微机总线218，把收到的语音信息转换成数字信号后经接口241A送给总线218，由微机建立寻呼信息队列，存入磁盘215中，语音数字接口板241通过连线241B与扬声器242相连，微机通过语音数字接口板241再通过扬声器242向操作员发话，麦克风243通过连线241C与语音数字接口板241连接，操作员可以在微机引导下借助麦克风243向微机输入语音信息，操作员再利用键盘213输入数字信息便可建立语音数字寻呼信息，也允许操作员利用麦克风243与键盘213配合，发布语音广播信息。编码器261通过接口261A与总线218相连，在ROM217中程序的控制下，磁盘中寻呼信息的数字部分(包括地址码)通过接口261A送入编码器261，对切换器262的控制信息也同时送给编码器261，编码器261一方面通过261C控制切换器262，将传输线261B与262A接通，另一方面将收到的数字信号转换成串行寻呼编码序列经传输线261B至262A送给发射机310再经发射天线320发射出去;数字信号之后有语音信息时，CPU211在ROM217中程序控制下，将磁盘215中的语音数据经总线218，再经接口251A送到语音合成器板251，语音合成器板251将语音数据还原成模拟语音信号，经传输线251B经切换器262再经传输线262A送给发射机310再经天线320发射出去。切换器262是在CPU控制下在数字信号发送完毕的一个恰当时刻切断传输线262A与261B的连接将262A与251B接通的，关于这一点下面还会详细描述。
图3A示出了本发明中语音数字混合寻呼信息的编码协议，具体地说是本发明实施实例之一的寻呼中心站发出寻呼编码的简化定时图。本实施实例一次寻呼呼叫由一个前置码(T1)270引导，后面接若干个数字信息帧(T2)280与若干个语音信息帧(T3)290，数字信息帧280由帧同步码SC引导，语音信息帧290由出现在帧同步码SC时刻的空闲码NL引导，之后可以出现连续若干个语音信息帧，在最后一个语音信息帧之后要紧接一个前置码，用来标识一次语音信息的结束，在这个前置码270A之后可以结束一次寻呼呼叫，如还有信息要发出时，可以直接发出又一次寻呼呼叫的信息帧。
图3B是本发明实施实例编码协议的更详细的定时图。做为本发明编码协议的一个编码实例做如下假设图3B中前置码270由若干1010…10交替变化的二进制编码序列组成，其持续时间为1秒，当然也可定得更长或更短一些;数字信息帧280由9个码字281，282…289组成，当然每一帧可以由多于或少于9个码字组成;每个码字由32位(bit)二进制编码组成，当然也可以多于或少于32位;进一步将码字分为帧同步码字、地址码字、数字码字和空闲码字，从由32位组成的编码序列中取最高位为1的全部编码确定为地址码字，取最高为0的编码确定为数字码字，再从地址码字中取出两个编码分别定义为帧同步码字SC和空闲码字NL;(这两个码不能再做地址码分配使用)进一步将地址码的次高位第30位及第29位定义为功能位，用来指明在该地址码后面数据的特性，做为本编码的一个例子假定为第30位第29位00纯数字码数字寻呼01CCITT5号码数字寻呼10纯数字码数字+语音寻呼11纯语音广播当然可以根据应用需求重新定义。
本编码实例将数字信息帧280假定包括9个码字，其中第一个码字为帧同步码字SC，剩录下的8个码字被定义为用来发送8个地址码字或用来发送数字码字;当用来发送地址码字时，第二个地址码字282与一组寻呼机相对应，这一组寻呼机被设计成只选择接收地址码字282并对其译码，当地址码字282的地址码与本机“地址码”匹配时则接收随后的信息，直到遇到另外的地址码字或空闲码字时停止接收，同理，第三个地址码字283相应地与第二组寻呼机相对应，由此有8组寻呼机分别与282、283…289、8个地址码字相对应;熟悉本专业技术的人都明了，这种编址方法将便于实现寻呼机的节电设计;语音信息帧290确定为与数字信息帧有同样的时间长度，并确定第一个语音信息帧的开头由一个空闲码字NL引导，其后接语音信息，以后的语音信息帧中不再出现帧同步码SC，在最后一个语音信息帧结束时刻，紧接着一个前置码270;本编码实例还确定，一次寻呼呼叫可以包括若干个数字信息帧分别发给若干个不同的寻呼机或将若干个数字信息帧发给某一个寻呼机，同时还可以发出一个包括若干个语音信息帧的一个语音寻呼;本编码实例实现了将数字信息与(模拟)语音信息混合发送的目的，并能保证数字与语音两种寻呼机都正确接收各自的信息，其信息长度是可变长的。利用数字化语音信息来传递语音信息实际上是数字寻呼，本实施实例可利用数字信息帧280来传递。
图3C示出了采用本编码实例由寻呼中心站发出的两次寻呼呼叫的简化时间图，第一次寻呼呼叫以前置码270为引导，在第一个数字信息帧中发出了第三组寻呼机中某一寻呼机O地址码字284，然后是9个数字码字;接着发出了第5组寻呼机中某一寻呼机P的地址码字286A，接着发出了8个数字码字和4个空闲码字NL，紧接着发出了给寻呼机P的语音信息290…，在语音信息结束时刻，发出了前置码270A，标志着一次语音信息发送的结束，也引导了第二次寻呼呼叫的开始，第二次寻呼呼叫在数字信息帧中给第8组中某一寻呼机Q发出了地址码字289C，然后是由空闲码字NL引导的语音信息帧290A…，在语音信息帧结束时刻发出了标志本次语音寻呼呼叫结束的前置码270B，然后停止发送。下面将分别描述寻呼机O、P、Q分别接收各自寻呼信息的过程。
图3D示出了属于第3组寻呼机的某一部寻呼机O经历各种事件的时间图。寻呼机O在收到前置码270和第一个帧同步码字SC后，在预定时间开始接收地址码字284，因收到的地址码字与本机地址码匹配，紧接着接收数字码字，当接收到第二个地址码字286A时停止接收数字码字，进入节电状态，此后按时接收帧同步码字SC和第3组地址码字，但都因地址码字与本机地址码不匹配而转入节电状态，在发送语音信息帧290期间，因收不到帧同步码字而转入收寻前置码状态，当收到前置码270A后，再开始接收帧同步码字SC和第3组地址码字，在寻呼中心站发送第二次语音寻呼290A…时再次转入前置码收寻状态，待收到前置码270B后因收不到帧同步码字SC而转入前置码收寻状态(睡眠)。本例中寻呼机O可以是数字寻呼机也可以是语音数字混合寻呼机。
图3E示出了属于第5组寻呼机的某一部寻呼机P经历各种事件的时间图。寻呼机P在收到前置码270后，接收帧同步码字SC和第5组地址码字286A，当收到地址码字286A时，经译码确认该地址码字与本机地址码匹配，且标志有语音寻呼信息(由地址码中的功能位来标识)，寻呼机P接收数字信息，当在帧同步码字SC时刻收到空闲码字NL时，转入接收语音信息290…，在接收语音信息(模拟信号)期间，寻呼机P的数字接收器转入收寻前置码状态，收到前置码270A时，结束语音信息接收，转入接收帧同步码SC和地址码状态，在寻呼中心站发第二次语音寻呼信息290A…时寻呼机P进入收寻前置码状态，当收到前置码270B后因收不到帧同步码SC而进入收寻前置码状态(睡眠)。寻呼机P是一部语音数字混合寻呼机。
图3F示出了属于第8组的某一部寻呼机Q经历各种事件的时间图。寻呼机Q在收寻到第一个前置码270后就进入节电接收字同步码SC和第8组地址码状态，对收到的地址码289、289A、289B经译码都不能与本机地址码匹配，在收到地址码字289B后接收帧同步码SC时，收不到帧同步码SC转入前置码收寻状态，当收到前置码270A后，收到了地址码字289C，经译码与本机地址码匹配并标志有语音信息，寻呼机在帧同步码SC时刻收到寻呼中心站发出的空间码字NL标志接下来是语音信息，转入语音接收，直到收到前置码270B才停止语音接收并转入前置码收寻状态(睡眠)。由于寻呼中心站在发出地址码字289C后没有发出数字码字，故寻呼机Q只收到了语音寻呼信息。熟悉本专业技术的人都会认识到，只要寻呼中心站对某组寻呼机限定仅仅发出语音寻呼信息，就可以有一组单纯语音寻呼机在该网中工作。当然对本例的寻呼机Q而言仍然是一个语音数字混合型寻呼机，只是收到了一个纯语音寻呼的特例。由此可见图3F也给出了向寻呼机发纯语音寻呼的时间图。
本发明中还能够向寻呼机播发较长时间(超过寻呼机存贮语音信息时间)的语音信息即纯语音广播方式，前面在编码实例中提到，假定地址码字中第30、29位功能码为11时是纯语音广播方式，那么当语音寻呼机收到功能码为11且与本机地址码匹配的地址码字时，就控制寻呼机把收到的语音信息直接通过功放播发给用户，这种纯语音广播方式与图3F所示出的接收语音信息的时间图是相同的，不同的只是寻呼机硬件采取的动作略有差别。这一点下面还会进一步说明。
以上图3D、图3E、图3F时间图表明了本发明专利实施实例中分属三个不同组别的O、P、Q三部寻呼机分别接收纯数字寻呼、数字语音混合寻呼、纯语音寻呼三种情形的时间图，熟悉本专业技术的人员可以由此了解到被分配到8组中的N部寻呼机的工作时间图，(N是小于等于编址能力的整数)以及接收数字、数字语音混合、纯语音三种情形的时间图。
图4示出了本发明实施实例中寻呼中心站在只读存贮器ROM217中程序控制下工作的流程图，图4也描述了上面讨论的寻呼中心站发出各种寻呼信息的工作流程。图4中框410是语音数字处理器200加电复位的入口，对系统参数进行初始化，然后即转入框411，判别是否有电话呼叫，如没有则转入框412判别是否有人工输入申请，人工输入申请来自键盘213，如果没有人工输入申请则转入框413查看是否在寻呼队列中有寻呼呼叫排队，如无寻呼呼叫排队，再经413A转到框411，重复上述过程;框411、412、413组成了本流程图的调度程序，根据系统中电话呼叫、人工输入申请和发送寻呼呼叫排队的有无安排三种任务协调动作。收集寻呼呼叫的来源有两种，一种来自电话网，一种来自寻呼中心站的操作员，当有电话呼叫时，电话线路接口板110将呼叫信号以数字信号形式经语音数据接口板241再经接口241A送给微机，程序执行到框411时，判定有电话呼叫，然后转到420，框420发出控制信号将有呼叫的电话线路经电话线路接口110与语音数字接口板241接通，再由框421控制语音数字接口板241向电话用户发出“这里是××寻呼中心，请拔号码”的语音指令，然后通过框422控制收集用户拔出的号码。根据本发明自动收集电话呼叫的特点，对电话呼叫拔号协议定义如下1.语音、数字寻呼机统一编号，号码为6位10进制数码。当然也可以定义为更多位或更少位，要视系统规模确定;
2.寻呼代码可以由0至30位十进制号码组成，直接跟在寻呼机编码之后，当然也可以确定更多或更少，当拔入0位即不拔寻呼代码时，表明是纯语音寻呼。
3.以“＊”号代表寻呼呼叫拔号的结束。
4.系统为每部寻呼机开设一个留言信箱，号码为寻呼号码前加1位(或更多位)十进制数码。
5.以“＃”号代表留言信箱呼叫拔号结束。
框422收完号码后。转入框423判别是否是寻呼电话呼叫，现假定收到的是寻呼电话呼叫，流程转入框440，将收到寻呼码及数字代码存入存贮器RAM中，然后进入框441，由框441控制系统向电话用户送出“请留语音寻呼信息，无信息请挂机”语音指令，然后转入框442，框442控制语音数字接口板241将电话线路上的语音信息转换成数字信息并存贮到RAM中，即开始录音，然后由框443起动计时器TIMER1计时，本发明实施实例假定限定每次寻呼的语音信息要小于等于20秒，当然也可以确定为更长或更短。图4中框444判断计时器TIMER1是否超时，不超时转入框445判用户是否挂机，在TIMER1超时前用户挂机有两种可能，一种是语音寻呼信息完毕挂机，一种是没有语音寻呼信息挂机;框450根据挂机时TIMER1是否大于2秒来判定是否有语音，如小于2秒判定为没有语音信息，由框451清除已经录下存在RAM中的语音信息，流程流入框452控制拆线然后根据RAM中已保存的寻呼机号码和数字寻呼代码并按上面描述的编码协议由框453完成从寻呼机码到寻呼机地址码的转换，生成纯数字寻呼呼叫信息，并插入到寻呼呼叫队列中去等侍发送，寻呼队列被存贮到磁盘215中;若在收到挂机信号时，框450判断TIMER1计时大于2秒，则判定为有语音信息;若在TIMER1超时前收不到挂机信号，则也说明有语音信息且较长，由框446向电话用户送“超时，请用留言信箱功能”，然后转入框447，这里可以看出只要有语音信息，不管超时与否，都转入框447，由框447停止录音，对超时的语音寻呼信息只录制前20秒，然后由框448拆线，切断电话线路与语音数字接口板的连接;然后由框449根据RAM中的寻呼机号码、数字寻呼代码和录制的语音代码，并按上面描述的编码协议产生寻呼呼叫信息，送入寻呼呼叫队列，准备发出，至此，一次建立寻呼的电话呼叫处理完毕，程序流程又回到441框的入口，进入调度程序;上面描述的电话呼叫处理流程包括了电话呼叫者建立纯数字寻呼呼叫的流程、建立数字语音混合呼叫的流程，如果电话呼叫在拔出寻呼机号码后，不拔出寻呼代码，然后输入语音信息，就能建立起一个纯语音寻呼呼叫，其工作流程与建立语音数字混合寻呼呼叫工作流程是相同的。
对超过限定时向长度(20秒)的语音信息不能以语音寻呼信息方式发给寻呼机，纯数字寻呼机不能接收语音，本发明实施实例通过允许建立留言信箱的方法来解决。下面结合图4对建立留言电话呼叫处理流程描述如下当有一个留言电话呼叫时，框411判断有电话呼叫，经框420接通电话线路，由框421控制系统向电话用户送出“这里是××中心站，请拔号”的语音信息，电话用户按电话呼叫拔号协议拔出留言信箱号码(7位数)和拔号结束标志“＃”，框422控制系统接收这些号码，框423根据“＃”号判别不是寻呼呼叫，故转入框430，框430通过提示电话用户拔出一个功能代码来确定是建立留言信箱还是查询留言信箱，对建立留言信箱的呼叫转到框431，由框431控制系统与电话用户对话建立留言信箱，留言信箱建在磁盘215中;对查询呼叫由框432与电话用户对话把用户要查询的语言信息送给电话用户。查询留言信箱过程中还要有一定的密码手段，这在框432中实现。框433完成拆线控制，然后程序转入框411，进入调度程序。
本发明实施实例是一个自动的寻呼系统，但也允许操作员通过键盘213及麦克风243输入寻呼信息，也就是说也能适应人工寻呼台的需要。图4中框412不断检测有没有来自键盘213的人工输入申请，如果有则转到框470，由框470控制提示操作员在键盘213上输入寻呼机号码、寻呼代码和寻呼类别选择等数据，框470接收这些数据并保存在RAM212中，如果是建立纯数字寻呼，则通过框453完成数据格式转换，生成附合上面所述寻呼代码协议的寻呼呼叫，并插入到寻呼队列中去等待发送;如果是建立语言数字混合寻呼信息，则由框474控制系统提示用户利用麦克风输入语音信息，语音信息经语音数据接口板241转换成数字形式，记录在RAM中，由框475判明录音结束则转入框449，由框449控制完成数据格式转换，建立一个数字语音混合寻呼呼叫加入到寻呼队列中去等待发送;操作员还可以在键盘上选择建立纯语音寻呼，这时，操作员从键盘213上仅输入寻呼机号码并选择建立纯语音寻呼方式，框470只收到了寻呼机号码，这样，框449就会生成一个纯语音寻呼呼叫放到寻呼队列中去等待发送;系统还允许操作员建立纯语音广播方式的寻呼信息，这时操作员输入寻呼机号码(可以输入一个、一组或一群寻呼机号码)然后选择语音广播寻呼方式，框472识别出广播方式的寻呼时，在地址码功能码位上建立广播标志“11”，然后由框474控制录制语音信息，框475检查到语音结束标志就转到框449，由框449控制建立一个纯语音广播寻呼方式的寻呼呼叫，送入寻呼队列准备发送。此后，程序又转入框411，重新进入调度程序。
结合图4来看一下寻呼中心站发出寻呼信息的工作流程。当中心站已经建立了一个寻呼队列，程序执行到框413时会发现目前有寻呼信息等待发送，观察图4可以看到，框460将控制按照先进先出的原则从队列(磁盘215)中取出一个寻呼信息存放到RAM212中，程序框461根据寻呼地址码中的功能位判定是否有语音寻呼，如果有语音寻呼则转到框462，由框462控制系统先将寻呼地址码和寻呼代码(如果有的话、对纯语音寻呼是没有的)经接口261A送入编码器261，并控制切换器262将261B线与262A线接通，编码器261按图3C的时间序列发出寻呼地址码字、数字码字，当发完最后一个数字码字后，编码器在下一帧开始前的时间里播发空闲码字，然后在下一帧开始时刻发出一个空闲码字，然后在框462的控制下使切换器462切换，将251B线与262A线接通，然后由框463控制系统将语音寻呼信息(数字形式的)经接口251A送入语音合成器板251将数字形式的语音信息还原成模拟语音信号经线251B到262A经发射机310再经天线320发射出去;框463控制语音发送的时间占用L个帧的时间，不足一帧的语音信息用无声语音充填，最后一帧语音信息发完时，框463控制切换器切换到261B与262A连通状态，同时控制编码器261发出一个前置码，标志一次语音寻呼正常结束。框465是在发完一个寻呼后对队列进行整理、记录该寻呼信息被发出的次数，调整寻呼在队列中的次序，然后程序又回到框411，进入调度程序。上面描述了语音数字语音混合寻呼的流程，观察图4可以看出，发出纯数字寻呼只是省去了发送语音程序框463，通过框464发送数字寻呼，框464与框462在功能上是相同的;对纯语音寻呼的发送区别仅仅在于执行到框462时因寻呼信息中无数据，则直接转入框463，其余均与发送语音数字混合寻呼是相同的。
图5是本发明中语音数字混合寻呼机1000之1的组成框图。在本发明的一个实施实例中，语音数字混合寻呼机1001…R都与寻呼中心站发射机300工作在一个频道上，采用调频方式，数字信号采用移频键控(FSK)方式，不过这些并不是本系统所必须的，采用其它调制技术也是可行的。
语音寻呼机1001被设计成即能接收某一频率上的调频语音信号(模拟信号)又能接收调频数字信号;即能接收、存贮、显示收到的数字信号，又能接收、存贮、重放语音信号，也能接收语音广播信息，现结合图5具体描述如下语音数字混合寻呼机1001包括一个天线500，天线500具有适当的几何形状和尺寸以能更好地接收寻呼中心站发射机发出的射频信号;高频放大器510将天线500收到的射频信号F1放大并经512A耦合到混频器512;本机振荡器511产生本机振荡信号F2经512B被耦合到混频器512，混频器512对F1与F2信号进行混频，产生差频信号F3(F3＝F1-F2)称为中频信号，中频信号F3经带通滤波器513滤除临近频道的干扰信号，然后经中频放大器514放大并耦合到线性鉴频器515去鉴频，鉴频器输出经低通滤波器516滤波再经音频缓冲放大器517放大得到音频模拟信号;此信号经517A耦合到语音合成器530的语音合成电路532，当发射机发出的是移频键控(FSK)数字信号时，放大器517输出近似方波的信号，再经门限鉴别器518产生方波数字信号，数字信号经518A送给单片机520的一个I/O接口520A;以上电路组成了一个调频接收电路，它能够接收调频语音信号和调频数字信号，它是一个简单的一次变频调频接收电路，因此不是唯一的，采用二次变频技术将提高接收灵敏度并会降低误码率。
图5中以单片机520为核心，构成了一个接收数字信号、译码并完成各种控制的解码器电路。单片机520中有只读存贮器ROM和随机存贮器RAM，ROM中存放着控制寻呼机1001完成各种工作的控制程序，下面还会进一步介绍程序的工作流程;RAM用来存放收到的数字信号;单片机520经I/O接口520B与液晶显示器521相连，显示器521用来显示工作状态和收到的数字寻呼代码;电可擦可编程存贮器EEPROM522通过接口520C与单片机520相连，EEPROM522中存放代表寻呼机1001唯一性的地址码，标志寻呼机1001是属于1、2…M(本例M定为8)中哪一组的标志信息、前置码编码、帧同步码编码、空闲码编码、地址码中功能码的定义以及数字通信速率、告警方式等信息;操作开关523通过I/O接口520D与单片机520相连，用来向单片机520发出停止告警、显示数字信息、重放录音、开机、关机、改变告警方式等操作指令;告警器524通过520E与单片机520相连，在单片机520控制下发出声音告警、光告警或振动告警;晶体525决定单片机520工作时钟的频率;单片机520的接口电路520F与语音合成器530的接口电路531相连，进行双向数据传输，控制语音合成器的动作。
图5中接口电路531，语音合成电路532，存贮器533，功放534组成一个可录音放音的语音合成器530，扬声器535与功放534相连用来播放语音。单片机520根据收到的数字信号及编码协议，控制语音合成器530进行录音、放音或直播收到的语音信息，下面会进一步描述。
图5中电源电路540负责向寻呼机供电，具有升压、稳压功能。电源电路在单片机520通过520E的控制下还要配合整机的节电操作，电源输出540A、540B用来给寻呼机的不同电路供电，这是公知技术。
图5只是本发明中语音数字混合寻呼机的一个实例，熟悉本技术的人都会认识到可以采用任何一种接收电路及其它相似的单片机及语音合成器构成语音数字混合寻呼机，也可以在图5所示的语音数字混合寻呼机基础上去掉显示器组成纯语音式寻呼机;当语音数字化技术实现了语音数字化后的信息量小于1200BPS时可以直接以数字信号方式传输语音信息，这时图5所示的寻呼机能够从接口520接收数字式语音信息，通过520A送给语音合成器接口电路531，然后直接记录到存贮器533中，也就是说，本发明也允许使用数字编码方式来传输语音信息。这些是本发明实例之中一些功能模块的再组合，均属本发明之列。
图5所示的语音数字混合寻呼机去掉语音合成器530就构成了本发明实施实例中一部数字式寻呼机2001，了解本专业技术的人员不难看出关于数字式寻呼机中2001的构成原理都包括在图5所示的语音数字混合寻呼机中了。
图6是语音数字寻呼机1001的ROM中控制程序的工作流程图。框600是加电复位和初始化程序，使各变量设置为初始状态，把EEPROM中的地址码、本寻呼机所属组别等信息读到RAM中，并向用户发出特定告警音表示本机进入工作状态;框610的程序将定时器TIMER1设为定时时间常数C1(C1被确定为每隔C1时间去接收一次前置码T1可以保证收到前置码T1)，然后允许TIMER1中断，TIMER1开始减计数;然后流程进入框680，检查查询键是否按下，如按下经681，682框响应查询后进入框683，如查询键没有按下则直接进入框683进入睡眠状态。框620是TIMER1中断的入口，当TIMER1为0时发生中断，将寻呼机从睡眠状态唤醒，程序转入框611去接收前置码T1，接着进入框612判断是否收到了前置码T1，如果收不到就进入框617重置TIMER1＝C1，开始定时，然后经框680再次进入框683进入睡眠，如此往复，每隔一定时间就控制寻呼机1001去接收一次前置码，直到收到为止;由框611，612，617，620，680，683组成的这段流程，是寻呼机收寻前置码流程，每隔TIMER1定时时间从睡眠中唤醒一次，看是否能收到前置码，如收到了前置码就从睡眠中醒来，进入接收数字信息状态;框613是接收数字信息状态的入口，框613首先将定时器TIMER1定时为C2，(C2＜C1但大于一帧时间)然后转入框614接收帧同步码字SC，由前面描述的寻呼编码协议可知，如有寻呼呼叫，前置码后必然是信息帧，信息帧开头必然是一个帧同步码字SC，现假设框614收到了帧同步码字SC，流程转入框640去接收属于本寻呼机的地址码字，本实例已假定寻呼机1001属于第3组，故框640要计算地址码字与帧同步码之间的距离，按时去接收对应的地址码字。利用帧同步码字实现同步及接收二进制数字信号及定时技术，这对本专业技术人员而言是公知技术。现假定框640控制单片机520收到了相应的地址码字，框640控制单片机将它存在520的RAM中，然后转入框641去译码，判断是否与本寻呼机地址编码相匹配，如果不匹配，流程转入642，将定时器TIMER2设定为时间间隔正好与本地址码字结束到下一个帧同步码开始的时间，即TIMER2＝C4，然后流程经框680进入框683进入睡眠，当定时器TIMER2发生中断时接收流程被唤醒正好使流程再进入框614，去接收下一个帧同步码，接下来再去收下一帧中对应的地址码字，直到收到与本机匹配的地址码字时，流程才会转到框643。从在除帧同步码字与相应地址码字时间外，流程最后都要经框680到达框683进入睡眠状态。唤醒接收流程的是两个定时器TIMER1和TIMER2，由TIMER1唤醒后去收寻前置码，只有收到了前置码才会允许TIMER2定时中断，去收寻帧同步码;观察这段流程还会发现，在进入接收帧同步码SC之前，由框613将定时器TIMER1定时为C2，(C3＜C2＜C1)，这样，在C2时间内如果没有收到帧同步码，则TIMER1发出定时中断，使流程又进入框611重新开始收寻前置码。
流程中框641对收到的地址码进行译码，如收到的地址码与本机地址码匹配流程流到框643，根据功能码判断是否有语音信息，如有语音信息，流程转入框644，将功能位存入标识变量FLAG1然后转入645接收数字信息。从前面介绍的编码协议可知，如果是纯语音寻呼，在地址码后至少有一个以上的空闲码，所以包括纯语音寻呼在内，都要转入框645去接收数字信息。框646、框647分别判断是否是地址码和空闲码，这两个码都标志数字信息的结束，对纯语音寻呼，框647判断收到了一个空闲码时，转入框650判别(FLAG1＝11)是不是广播信息，如是流程流到框670，框670发出特定的告警音3，提醒用户将有广播信息，由框671控制语音合成电路532将517A送来的音频信号直接送到功放534推动扬声器535播放;如果框650判别不是广播信息则转入框651判别是否有语音寻呼信息，如有则转入框660，由框660程序通过单片机接口520F向语音合成器接口电路531发出开始录音信号，语音合成电路532将517A送来的音频信号转变成数字信号存贮到存贮器533中，这个录音过程一直到单片机发出停止录音信号时为止;启动录音后流程进入框661，框661程序控制单片机520接收前置码T1，由框662判别是否收到了前置码，如收不到转到框661继续接收;由上面描述的编码协议可知，语音信息结束必有一个前置码，因此，在语音信息结束后，框662判断收到了前置码，转到框663，由框663控制单片机520向语音合成器接口531发出停止录音信号，语音合成器530结束录音，然后流程进入框664，发出告警音2，提示用户有语音寻呼到达;如果是一次纯数字寻呼，框645控制单片机收到数字信息后，经框646、647、648判断均为否定，流程进入框649，将数据保存到单片机520的RAM中，如果数字信息长度超过一帧，框648将流程直接转入框645，不保存帧同步码字，当数字信息结束时必有一种结束标志出现(地址码字或空闲码字)，现假定是空闲码字，这时框647检测到一个空闲码字，将流程转入框650，因是纯数字寻呼，框650、651均为否定，流程转到框652发出告警音1，提示用户收到了数字寻呼。此后流程回到框680;框680用来查询用户是否按下了查询键，如果用户按下查询键，流程流到框681，停止告警，然后进入框682控制单片机520将收到的数字信息通过520B送到LCD显示器521显示，同时控制单片机520通过520F向语音合成器接口电路531发出放音控制信号，控制语音合成电路532把存贮在存贮器533中的语音信息取出，经语音合成电路532还原成语音信息，通过功放534送到扬声器535播放，播放完毕流程进入框683，进入睡眠状态。在进入框683框时，框683将置TIMER1＝C1，允许定时器TIMER1中断，然后再进入睡眠。
从图6所示语音数字混合寻呼机中ROM程序的工作流程可以看到，它可以接收纯数字寻呼信息，因此本发明中纯数字寻呼机的ROM中程序工作流程完全包括在图6之中了，只是关于语音录制与重放的程序框不会被启动而已，所以关于本发明中纯数字寻呼机中ROM程序的工作流程图不另描述。
权利要求
1.一种语音与数字兼容的全自动无线寻呼系统，由寻呼中心站和远地寻呼机两部分构成；寻呼中心站由输入与电话线路相连的电话线路接口100、输入与电话线路接口100相连的语音数字处理器200及输入与语音数据处理器200相连的发射机300组成；远地寻呼机由可以接收寻呼中心站发出的语音信息和数字信息的语音数字混合寻呼机1000和只能接收数字信息的纯数字寻呼机2000组成；及电话线路接口100包括用于把来自电话线路的振铃信号、拔号号码、挂机信号转换成等价的数字信号的电路及提供电话线路与语音数字处理器200连接的可通断连接电路；语音数字处理器是以一部微机为基础扩充语音数字接口板241、语音合成器板251、编码器261、切换器262及只读贮存器ROM中固化的控制程序构成，上述设备均与微机总线相连，切换器262输入分别与编码器261的编码信号输出线262B及语音合成器板251的音频输出信号线251B相连，其输出经线262A驱动发射机300，在控制线261C的控制下在两个输入中选择其一送给发射机；语音数字处理器被用于按电话拔号协议通过语音数字接口板241自动从多条电话线路上收集数字和语音信息，其中包括寻呼信息和留言信箱信息，对寻呼信息自动按事先确定的寻呼编码协议生成无线寻呼信息队列，并按先进先出原则通过编码器261发出寻呼数字信息，也可以发出数字化语音信息，经语音合成板251发出语音信息；对留言信箱信息，由语音数字处理器与电话用户对话引导用户建立或查询留言信箱，语音数字处理器允许寻呼中心操作员通过微机键盘和连接在语音数字处理板241上的麦克风243以及扬声器242以对话方式输入语音和数字寻呼信息；语音数字处理板241中的语音处理电路把来自电话线路和麦克风的音频信号转换成数字信号送给微机，反过来把微机输出的数字化语音信号转换成音频信号；发射机用于向远地寻呼用户发出地址码、寻呼数字信息和语音信息；也可以发出数字化语音信息。
2.一种实现语音数字兼容的自动化寻呼系统的电话拔号协议、寻呼编码协议和执行该协议并控制寻呼中心站运行的固化在ROM中程序的工作流程;其中包括电话拔号协议系统确定对语音数字混合寻呼机与纯数字寻呼机统一编码，号码为K位十进制数码(K为整数);为每部远地寻呼机设立一个留言信箱，号码为K+L位十进制数(K，L为整数);寻呼代码为R位十进制数码(R为整数);以“＊”代表寻呼呼叫拔号结束;以“＃”代表留言信箱号码拔号结束;寻呼编码协议所有远地寻呼机N被分为M组，被分别编入1，2……M组中，一次寻呼信息以帧的方式被发送，由前置码引导，跟若干数字信息帧及若干语音信息帧组成，由前置码标志语音信息帧结束，数字信息帧由M+1个码字组成，开始由帧同步码字SC引导，之后对应为1，2……M组寻呼机保留一个对应码字用来发送地址码字或数字码字;每个码字被确定为由32位(bit)二进制编码组成，(可以更多或更少)，取最高位第31位为“1”的全部编码为地址码字，取第31位为“0”的编码确定为数字码字，再从地址码中取出两个编码分别定义为帧同步码字SC与空闲码字NL进一步确定地址码的第30位及第29位为功能位，用来指明该地址码后面信息的性质，比如“00”代表纯数字码数字寻呼、“01”代表CCITT5号码数字寻呼、“10”代表纯数字码字+语音寻呼，“11”代表纯语音广播;也可以另做定义;根据上述协议，语音数字处理器的工作流程如下语音数字处理器根据从电话线路上收到的编码及结束标志区分出是寻呼信息还是留言信箱信息，对寻呼信息，保存寻呼地址码和寻呼代码然后向用户送“请留寻呼语音信息，无寻呼信息挂机”语音指令，然后收集语音信息，如收到语音信息，根据编码协议生成语音数字混合寻呼信息，如收到寻呼地址码后没收到寻呼代码而收到了语音信息则生成纯语音寻呼信息，然后送入寻呼队列准备发送;如果收到的是留言信箱号码，向电话用户送“请拔功能代码”然后接收代码并作出建立或查询留言信箱的处理;对来自键盘的人工输入寻呼信息的申请其处理方法与处理电话寻呼呼叫基本相同，只是信息来源是键盘和麦克风，语音输出设备是扬声器;当寻呼信息队列中已有信息时，语音数字处理器按编码协议，取出一次寻呼信息先通过编码器261发出一定时间长度的前置码，紧接着发出以帧同步码开头的一个数字信息帧，接着发送若干个数字信息帧，数字信息帧结束判别是否有语音信息帧，如有通过定时装置在数字信息帧结束，下一帧开始时间即帧同步码SC时间先由编码器261发出一个空闲码，然后控制切换器262切换，由语音合成器板251发出语音信息帧，此后连续若干个语音信息帧中没有帧同步码，语音信息帧结束再由编码器261发出一个前置码，标志语音信息结束;此后流程可以再发下一次寻呼信息;语音数字处理器还可以通过编码器241直接发出数字化语音信息。
3.一种用来接收语音数字信息的语音数字混合寻呼机，它接收、存贮、显示数字寻呼信息，接收、存贮、重放语音寻呼信息，接收语音广播信息，也能接收数字化语音信息;语音数字混合寻呼机包括接收电路一个天线500把收到的射频信号F1经高频放大器510放大，送给混频器512，本机振荡器511产生的本振信号F2经混频器512与射频信号F1混频产生中频信号F3(F3＝F1-F2)，中频信号经滤波器513，经中频放大514放大，耦合到线性鉴频器515鉴频，鉴频输出经低通滤波器516滤波再经517放大得到音频信号，此信号一路送给语音合成器电路532，一路送给门限鉴别器518得到方波数字信号，数字信号送给单片机520，以上电路组成了语音数字寻呼机的接收电路，即接收调频音频信号又接收调频数字信号(FSK);译码电路以单片机520为核心，连接LCD显示器521、EEPROM存贮器522、操作开关523、告警电路524和语音合成器530以及电源电路540构成了语音数字混合寻呼机的译码电路，译码电路用来按上述寻呼编码协议接收寻呼地址码字，在地址码字与本机地址码匹配时接收数字信息码字，如果地址码字中标志有语音信息则控制语音合成器530接收并录下语音信息;当单片机520收到标识语音信息结束的前置码时停止接收语音信息，转入数字接收状态。
4.根据权力要求3所述语音数字混合寻呼机控制程序存贮在单片机520的ROM中，其工作流程如下单片机520中的定时装置1定时去接收前置码，当收到前置码和帧同步码后，利用定时装置2定时去接收与本机对应的地址码字，然后对地址码字进行译码，当地址码字与本机地址码匹配时，单片机520接收地址码字之后的数字码字，直到收到下一个地址码字或空闲码字为止;同时对地址码字中功能码进行译码，如有语音信息，单片机520在收完数字码字后下一帧开始时刻控制语音合成器开始接收并录下语音信息，直到单片机520收到语音结束标志前置码为止;在接收语音信息的过程中，所有寻呼机的数字接收电路都收不到帧同步码字，不接收数字信息，只有语音信息结束，收到前置码字SC后才又回到地址码收寻状态;当有查询键按下时，寻呼机会显示收到的数字信息，并重放录下的语音信息。
5.根据权力要求3所述的语音数字混合寻呼接收机，去掉语音合成器530构成了本发明中的纯数字寻呼机，它与语音数字混合寻呼机同时运行。
全文摘要
描述了语音与数字兼容的全自动无线寻呼系统中自动从电话网上获取数字和语音信息并根据预先确定的编码协议自动生成无线寻呼信息，建立寻呼队列，并通过发射机向远地寻呼接收机发出寻呼信息的寻呼中心站的构成及工作流程；描述了寻呼中心站发出语音数字混合寻呼信息、纯数字寻呼信息及纯语音信息的工作流程，描述了用于接收语音数字混合寻呼信息、纯数字寻呼信息、纯语音寻呼信息并存贮显示收到的数字信息及存贮重放语音信息的语音数字混合寻呼接收机的构成和工作流程；同时也描述了语音数字混合寻呼机与纯数字寻呼机同时运行的工作流程以及寻呼中心发出纯语音广播信息及语音数字混合接收机接收纯语音广播信息的方法。
文档编号H04B5/04GK1091559SQ93115978
公开日1994年8月31日 申请日期1993年12月18日 优先权日1993年12月18日
发明者袁金岩 申请人:袁金岩