專利名稱：控制電話振鈴信號的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及電話振鈴信號。更具體地說，本發明涉及一種用來自動地控制電話振鈴信號的某些特征的裝置。
電話，包括移動或蜂窩電話，通常配備有一些提醒用戶來話的裝置。通常這種裝置包括一個用來產生一個可聞的振鈴信號以指示已經接收到一個呼叫的振鈴器。蜂窩或移動電話有可能用于具有高環境噪聲電平的地方，例如在汽車內，工地，或在公共場所。即使在辦公環境下，環境噪聲電平也因地而異。在這些環境下，有可能難以聽見正常的振鈴信號。于是，電話制造商早已給用戶設置了用來手動調節振鈴信號音量的裝置。
然而，由于許多原因，這種解決方法并不十分滿意。首先，如上所述，電話(特別是蜂窩或移動電話)可能用于一些環境噪聲在響度和音調變化的環境中。例如，在工地的環境噪聲電平與公共場所或股票市場相比更主要集中在低頻范圍。而且，在汽車內的環境噪聲響度和音調取決于其工作的狀況(例如是在城市，或在高速路，是低速還是高速等等)如果振鈴信號頻率是在與環境噪聲一樣的頻率范圍內，則為了可被用戶聽見，必須將其放大到極高的電平。否則，振鈴信號可能被淹沒在噪聲中。
其次，雖然用戶可人為設置振鈴信號音量，他或她可能在離開嘈雜環境重置音量。這可能在一個相對無噪聲的環境下發出一個令人難堪的振鈴聲。
第三，因為音量設定是靜態的，它并不隨環境噪聲電平的改變而改變。于是，用戶需將音量設定在最大可能的環境噪聲電平以避免丟失呼叫。這在采用電池供電的蜂窩或移動電話是不可取的，因為這大聲的振鈴會消耗更多的電流。
于是，需要一種顧及功耗和環境噪聲頻譜來控制電話振鈴器的振鈴信號的改進的裝置和方法。
本發明的目的是為了提供一種用來根據環境噪聲的電平和頻譜控制電話振鈴器的振鈴信號的裝置。
本發明的另一個目的是為了提供一種用來根據環境噪聲的電平和頻譜來控制電話振鈴器的振鈴信號的改進的方法。
上述和其他的目的在一個具有一個接收機，一個發射機，一個控制接口，一個音頻處理器和一個微處理器的電話機中被實現。其中的音頻處理器包括一個數字信號處理器，一個與麥克風相連的輸入音頻單元，一個與揚聲器相連的輸出單元，和一個與一個收發信機/振鈴器相連的振鈴信號控制器。
當接收到輸入呼叫時，音頻處理器取樣含有環境噪聲的麥克風的輸入信號，并對環境噪聲進行頻譜分析。音頻處理器然后根據環境噪聲頻譜和由用戶設定的振鈴音量控制電平調節振鈴頻率和音量。
在結合附圖閱讀了下面詳細描述之后對本發明的這些和其他目的及其特點和優點將會清楚明了，在附圖中類似的部件采用相同的數字。
圖1是一個實施本發明的蜂窩電話的方框圖。
圖2是一個示于圖1的音頻處理器的方框圖。
圖3是一個說明控制電話振鈴器的振鈴信號音量電平的方法的流程圖。
圖4是示于圖3的方法的一個方面的流程圖。
圖5是示例性的環境噪聲功率頻譜圖。
現在參閱附圖來描述本發明。在附圖中示出了本發明的最佳實施例。然而，本發明可用不同的形式來實施，而并不局限于具體的實施例。
現參閱圖1，它示出了蜂窩電話100的方框圖。蜂窩電話包括一個接收機140，發射機145，和音頻處理器150。射頻組合器135將射頻信號耦合到天線和從天線耦合射頻信號。音頻處理器150連接到接收機140發射機145，揚聲器175，麥克風100和傳感器/振鈴器120。
傳感器/振鈴器120給用戶產生一個可聞通知，例如，通知用戶來話。
蜂窩電話個100也有一個與鍵盤165和顯示器170相連的控制接口160。蜂窩電話100的用戶控制是通過控制接口160完成的。
蜂窩電話100的操作由接收機140微處理器110控制，微處理器與接收機140，發射機145，音頻處理器150并通過I/O子系統155與控制接口160相連。如圖2所示，音頻處理器150包括數字信號處理器(DSP)200，輸出音頻單元210，輸入音頻單元220和振鈴信號控制器230。輸出音頻單元210放大從DSP200接收的音頻信號并通過附連的揚聲器175廣播所放大的信號。輸入音頻單元220放大從微處理器180接收的檢測到的信號并向DSP200提供放大的輸入信號用作處理。振鈴信號控制器230根據由DSP200提供的控制信號控制傳感器/振鈴器120的操作。振鈴信號控制器230也可以做成為DSP的一部分。
蜂窩電話100有一個預置的振鈴信號音量電平，也可能是工廠預置的電平，或例如可以是由用戶利用控制接口160在電話機100中手動設置的。
圖3示出了本發明的操作。當入呼叫被蜂窩電話100檢測到時，在圖3所示的處理在步驟300開始進行。接著，在步驟310，通過輸入音頻單元220啟動在麥克風180和DSP200之間地面音頻通路。DSP200然后檢測來自麥克風180輸入信號，該輸入信號相應于背景和環境噪聲。
在步驟320，DSP200接收通過微處理器180檢測到的信號并將該信號轉換到包括多個數字取樣的數字信號。在一個最佳實施例中，取樣是以每秒8000個取樣的取樣率獲取的12比特數字取樣。DSP然后通過如下詳述的分析數字取樣的方式來對背景噪聲進行頻譜分析。
根據在步驟320中進行的頻譜分析，DSP在步驟330確定傳感器/振鈴器230將要工作的音量和頻譜。將這些參數傳送振鈴信號控制器230，從而在340步使傳感器/振鈴器120振鈴。
接著，微處理器110在步驟350檢測是否入呼叫已經被用戶回答。如果呼叫未被回答，則進程返回到步驟320并重新計算環境噪聲功率。如果呼叫已經回答，則微處理器110在步驟360恢復其正常的處理步驟。
圖4是一個圖3所示方法的步驟320和330的具體實施。在步驟410，DSP200產生包含通過麥克風180輸入的1024個環境噪聲信號樣本。在步驟420，DSP通過計算頻譜周期圖分析1024個取樣數據塊。頻譜周期圖被分成多個子帶。例如，分成為4個子帶，每個500Hz的帶寬。具體地說，1024個的取樣數據塊可分成為子帶A，B，C，D，頻率范圍分別是0-500Hz，500-1000Hz，1000-1500Hz和1500-2000Hz。圖5示出了分成為從0到2000Hz的4個子帶的環境噪聲功率頻譜圖的例子。圖5也示出了每個子帶的平均功率電平520。也可計算在每個子帶的總噪聲功率。數字信號的功率頻譜的計算是眾所周知的。例如，見A.Peled和B.Liu的“Digital Signal Procssing”，156-159頁，和L.Couch的“Digital and Analog CommunicationsSystem”，518-520頁。本技術領域的人們將可認識到，有許多方法來表征數字信號的功率譜而并不背離本發明的精神和范圍。例如，離散余弦變換可用于表征噪聲功率頻譜。而且，功率譜測量可用模擬電路實現，例如用一組并聯子帶濾波器接收模擬噪聲信號和產生一組正比于每個子帶中的總噪聲功率的信號。
再回到圖4，DSP200在步驟430再計算在每個子帶中的總噪聲功率。由在每個子帶中的噪聲功率電平，DSP計算總的環境噪聲功率電平。然后根據每個子帶的噪聲功率的計算，在步驟440選擇振鈴信號頻率。例如，振鈴頻率可設于具有最低總噪聲功率的子帶中的頻率(“振鈴子帶”)。另外，可指定一個最佳子帶，將其選擇為振鈴子帶，除非在該最佳子帶中的噪聲功率超出另一個子帶中的噪聲功率一個特定的量。也可以采用其他的振鈴子帶選擇戰略而并不背離本發明的精神和范圍。
在另一個實施例中，DSP200從在所選的振鈴子帶內的多個可能的振鈴頻率中選擇振鈴頻率。
接著，DSP在450步確定振鈴信號音量電平。通過讀取由用戶最初設定的正常振鈴信號音量電平來設定振鈴信號音量電平。然后根據總的環境噪聲功率值向上或向下調節一個預定的電平值。
當用戶最初設定振鈴信號電平時，無線電電話機100取樣環境噪聲電平并計算正常的振鈴信號-噪聲比。在工作時，無線電電話機試圖增加振鈴器的音量來達到如用戶最初設定的一樣的振鈴信號-噪聲比。
然后將所選的振鈴頻率和音量電平送到振鈴信號控制器230，控制器230傳感器/振鈴器120以所選的頻率和音量振鈴。通過根據環境噪聲的頻譜分析和背景噪聲功率電平的分析來選擇振鈴頻率和音量，就有可能設定一個最小所需的振鈴音量。這就可避免電話的振鈴聲響過大或過弱，并可節省電池的消耗而延長電池供電的電話的對話時間。
在一個實施例中，無線電電話機100可工作在多個不同工作模式之一，包括免提模式，手持模式，其中環境控制的振鈴信號音量的功能只在其中一個工作模式中可工作，例如，在免提模式中才可工作。本發明特別適用于免提模式，此時無線電電話機100是安裝在托架或臺面上，因為外部麥克風總是在同一位置上，這就有助于獲得更可靠和一致的噪聲測量數據。
雖然已經根據最佳實施例描述了本發明，但熟悉本技術領域的人們將認識到，本發明并不局限于所描述和顯示的特定的實施例。除了所描述和說明以外的其他不同的實施例和變型，以及許多變化，修改和等效的裝置將是顯而易見的，或已經被上述說明書和附圖合理地暗示而并不偏離本發明的實質和范圍。
權利要求
1.用來控制由電子裝置所產生的通告信號的裝置，包括用來產生一個說明環境噪聲電平的噪聲信號，所示信號具有一個特征功率頻譜的裝置；用來接收噪聲信號和分析噪聲信號的功率譜的處理裝置；用來產生通告信號的傳感器，和控制裝置，它與所示處理裝置和所示傳感器相連，用來根據噪聲信號的功率譜選擇通告信號頻率和使傳感器以所選的頻率進行振蕩。
2.根據權利要求1的裝置，其中所述的控制裝置包括用來根據噪聲信號的功率譜選擇一個通告信號并使所述傳感器以所述通告信號音量振蕩的裝置。
3.根據權利要求1的裝置，其中所述通告信號是一個振鈴信號。
4.根據權利要求1的裝置，其中所述用來產生噪聲信號的裝置包括一個麥克風。
5.根據權利要求1的裝置，其中所述處理裝置包括一個數字信號處理器。
6.根據權利要求1的裝置，其中所述處理裝置將環境噪聲的功率譜分成為多個頻率子帶，并計算在所述多個子帶的每個子帶中的環境噪聲的功率電平。
7.根據權利要求1，其中所述的控制裝置選擇一個處于所述多個子帶之一內的通告信號頻率。
8.根據權利要求7的裝置，其中所述控制選擇一個處于具有最低環境噪聲功率電平的多個子帶之一內的通告信號頻率。
9.根據權利要求7的裝置，其中所述控制裝置選擇處于在所述多個子帶的優選的一個子帶中的通告信號頻率，除非在所述優選的一個所述子帶的環境噪聲的功率電平超過在第二個子帶中的環境噪聲功率電平一個預定電平值。
10.一種控制一個電子裝置的通告信號的方法，包括步驟產生一個說明環境噪聲電平的噪聲信號，所述噪聲信號具有一個特征功率譜；分析噪聲信號的功率譜；根據噪聲信號的功率譜選擇通告信號頻率。
11.根據權利要求10的方法，其中所述分析環境噪聲信號的功率譜的步驟包括將環境噪聲信號的功率譜分成為多個頻率子帶，并計算在每個所述多個子帶中的環境噪聲的功率電平。
12.根據權利要求11的方法，其中所述選擇通告信號頻率的步驟包括選擇處于所述多個子帶之一內的通告信號頻率。
13.根據權利要求12的方法，其中所述選擇通告信號的步驟包括選擇一個處于具有最低環境噪聲功率電平的多個子帶之一內的通告信號頻率。
14.根據權利要求12的方法，其中所述選擇通告信號頻率的步驟包括選擇一個處于一個優選的子帶內的通告信號頻率，除非在所述優選的子帶中的環境噪聲功率電平超出在第二個所述多個子帶之一的環境噪聲功率電平一個預定電平值。
15.根據權利要求10的方法，還包括根據噪聲信號的功率譜選擇通告信號音量的步驟。
全文摘要
電話機具有一個接收機,一個發射機,一個控制接口,一個音頻處理器和一個微處理器。音頻處理器包括一個數字信號處理器,一個與微處理器相連的輸入音頻單元,一個與揚聲器相連的輸出音頻單元,和一個與傳感器/振鈴器相連的振鈴信號控制器。當收到一個入呼叫時,音頻處理器取樣代表環境噪聲的麥克風的輸入信號,并分析環境噪聲的頻譜。音頻處理器然后根據環境噪聲的頻譜和由用戶設定的振鈴音量控制電平設定振鈴頻率和振鈴音量。
文檔編號G10L11/00GK1270735SQ98809051
公開日2000年10月18日 申請日期1998年6月10日 優先權日1997年7月10日
發明者P·H·利爾雅 申請人:艾利森公司