Brevet FR2722048A1 — publié le 19960105

SYSTEME d'EXTENSION de TELEPHONE PERSONNEL La présente invention concerne, de façon globale, le domaine des systèmes de téléphone et, plus particulièrement, les systèmes de téléphone privés. Le consommateur reçoit une grande variété de choix pour améliorer son système de téléphone domestique ou de bureau. Si le consommateur ne désire pas être limité par la longueur d'un cordon téléphonique, il peut acheter un téléphone sans fil. Cela confère au consommateur une liberté de déplacement d'environ 50 pieds. Si cela n'est pas adapté, le consommateur peut acheter un téléphone cellulaire pour obtenir une liberté de déplacement virtuellement illimitée. Cependant, le coût additionnel pour une communication cellulaire aérienne impose que la15 plupart des consommateurs aient un téléphone sans fil pour leur domicile et un téléphone cellulaire lorsqu'ils sont éloignés du domicile. Le consommateur peut améliorer de plus son service téléphonique en possédant des lignes téléphoniques additionnelles entrant dans son domicile. De cette façon, il peut recevoir ou émettre deux appels téléphoniques en même temps. Cela permet, de même, au consommateur d'effectuer un appel vers un second téléphone de son domicile. Malheureusement, le coût d'addition d'une seconde25 ligne téléphonique n'est pas insignifiant. En option, le consommateur peut posséder plusieurs téléphones raccordés à la même ligne téléphonique. Cette solution ne permet pas au consommateur d'effectuer un appel disons du téléphone de base vers le téléphone du second étage. Le consommateur peut acheter un répondeur qui répondra automatiquement au téléphone lorsque le consommateur n'est pas à son domicile ou ne désire pas être dérangé. Les répondeurs sont limités par le fait qu'une personne désirant laisser un message de travail pour un membre du personnel de maison ne peut s'assurer qu'il ne sera pas entendu par un autre membre du personnel de maison. De plus, chaque membre de la famille doit écouter tous les messages pour trouver si un quelconque des messages était prévu pour eux. Les compagnies téléphoniques ainsi que d'autres fournissent des systèmes de messagerie de voix o des messages peuvent être laissés dans des boites à lettre individuelles. On peut accéder, de façon individuelle, à ces boites à lettre et elles nécessitent souvent un code d'accès. Tandis que cela résout certains des problèmes inhérents aux répondeurs, les compagnies appliquent une taxe mensuelle qui augmente dans le temps. Un téléphone à haut-parleur est un autre dispositif que le consommateur peut ajouter pour améliorer son service téléphonique. Les téléphones à haut-parleur permettent un fonctionnement en mains libres du téléphone, ce qui peut être utile lors de la lecture ou de la description de document ou pour des capacités d'appel en conférence. Les téléphones à haut-parleur subissent une rétroaction du haut-parleur sur le microphone à l'inverse des combinés à main usuels. Cela a été résolu à l'aide d'un commutateur activé par signal qui ne permet le fonctionnement, à un25 instant quelconque, que du haut-parleur ou du microphone. Cela est connu comme un système semi-duplex. Même si le commutateur fonctionne de façon automatique, il ne permet pas une conversation libre d'un téléphone standard. Alors, il existe un besoin pour un système pouvant résoudre ces problèmes ainsi que d'autres rencontrés dans les systèmes de téléphone de maison. La Figure 1 est un synoptique d'un système d'extension de téléphone personnel configuré selon l'invention; la Figure 2 est un synoptique d'un poste personnel de base du système d'extension de téléphone personnel illustré sur la Figure 1, configuré selon l'invention; la Figure 3 est un synoptique du système de messagerie vocale du poste personnel de base illustré sur la Figure 2, configuré selon l'invention; la Figure 4 est un synoptique de l'interface sans fil du poste personnel de base illustré sur la Figure 2, configuré selon l'invention; la Figure 5 est un synoptique d'un mode de mise en oeuvre en option du poste personnel de base de la Figure 2, configuré selon l'invention; et la Figure 6 est un synoptique d'une unité portable du système d'extension de téléphone personnel illustré sur la Figure 1, configuré selon l'invention. Un système d'extension de téléphone personnel 10, illustré sur la Figure 1, comprend un poste personnel de base 12 raccordé à une compagnie de téléphone public (TELCO) 14 par une interface de ligne téléphonique 16 (ou une interface de réseau téléphonique public commuté). La compagnie de téléphone public (TELCO) 14 fournit un accès25 au réseau téléphonique public commuté (PSTN). Une pluralité d'unités portables 18 ou de combinés à main sont prévues dans le système. Les unités portables 18 sont utilisées par une personne pour communiquer de la voix ou des données de l'une des unités portables 18 à un utilisateur raccordé au30 réseau téléphonique public commuté (PSTN) ou à une autre des unités portables 18 ou au poste personnel de base 12. De façon à effectuer selon, l'unité portable 18 communique avec le poste personnel de base 12 à l'aide de signaux radio. Les unités portables 18 peuvent être configurées de façon à agir comme des téléphones cellulaires standards à l'extérieur de la portée du poste personnel de base 12. Le poste personnel de base 12 possède une pluralité de codeurs-décodeurs codecs 22 (voir la Figure 2) pour numériser des signaux analogiques à partir de la ligne téléphonique 16 ou d'un téléphone à haut-parleur 24 et pour convertir les signaux numériques sur la ligne téléphonique 16 ou le téléphone à haut-parleur 24 en analogiques. Un codec est requis pour chaque entrée analogique, c'est-à- dire pour chaque ligne téléphonique ou téléphone à haut- parleur analogique. Si la ligne téléphonique 16 transporte des signaux numériques, le codec 22 ne sera alors pas requis pour cette ligne téléphonique. Les codecs 22 sont raccordés à un circuit d'annulation d'écho et de duplex 23. Le circuit d'annulation d'écho et de duplex 23 peut effectuer une annulation d'écho, à la fois, électrique et acoustique.20 L'annulation d'échos acoustique est requise par le téléphone à haut-parleur 24 à cause des conditions de l'environnement comprenant des échos venant des murs. L'annulation d'échos électrique est utilisée pour éliminer l'échos en retour survenant d'une discontinuité constatée25 sur la ligne téléphonique 16. En général, une discontinuité est le résultat de la commutation d'une ligne à deux fils sur une ligne à quatre fils. Le circuit d'annulation d'écho et de duplex 23 présente, de même, une capacité de duplex intégral pour le téléphone à haut-parleur 24. Normalement, les téléphones à haut-parleur sont en semi-duplex qui ne permet qu'à une seule personne de parler à un instant donné. Cela est requis pour empêcher une rétroaction entre le haut-parleur et le microphone du téléphone à haut-parleur 24. Le circuit d'annulation d'écho et de duplex 23 détecte toute rétroaction et l'enlève avant qu'elle soit reçue par l'autre correspondant. Cela permet une capacité de duplex intégral comme celle fournie par un combiné téléphonique standard. Un circuit d'acheminement et de commutation 25 est raccordé au circuit d'annulation d'écho et de duplex 23 qui peut interconnecter un appel à partir de la ligne téléphonique 16, du téléphone à haut-parleur 24, des unités portables 18 ou d'un système de messagerie vocale 26. Un circuit de génération et de détection DTMF 28, dans un mode de mise en oeuvre, assure la génération d'une tonalité de composition et d'un signal de sonnerie. Cela permet à une unité portable 18 d'avoir une tonalité de composition lors de l'appel d'une seconde unité portable 18 et fournit, de même, le signal de sonnerie à la seconde unité portable 18. Dans un autre mode de mise en oeuvre, la génération de tonalité de composition et du signal de sonnerie n'est pas assurée par le circuit de génération et de détection DTMF20 28 et un appel entre les unités portables 18 est placé comme un appel standard de téléphone cellulaire. Le système de messagerie vocale 26 peut effectuer toutes les fonctions normales d'un système de messagerie vocale comme les répondeurs, en enregistrant des messages25 vocaux, en relisant des messages vocaux et en constituant une pluralité de boites à lettre vocales présentant des codes d'accès. Les codes d'accès sont entrés à l'aide d'un clavier de téléphone ou d'un clavier d'une unité portable 18. L'appui sur une touche du clavier crée un signal multi- fréquence à double tonalité (DTMF) qui est détecté par un circuit de génération et de détection DTMF 28. Le circuit de génération et de détection DTMF 28 génère, de même, des signaux DTMF pour des appels téléphoniques effectués sur la ligne téléphonique 16, signaux qu'utilise le réseau35 téléphonique public commuté (PSTN) pour l'acheminement de l'appel vers le correspondant approprié. En option, un circuit de reconnaissance vocale 30 peut être utilisé pour limiter l'accès aux boites à lettre vocales. Le circuit de reconnaissance vocale 30 pourrait être utilisé, de même, pour effectuer des appels en donnant seulement le numéro que vous désirez appeler. L'autorisation d'utilisation du poste personnel de base 12 pourrait être vérifiée à l'aide du circuit de reconnaissance vocale 30. Une interface sans fil 32 raccorde les unités portables 18 au poste personnel de base 12. L'interface sans fil 32 formate et module/démodule des signaux entrant et sortant des unités portables 18. L'interface sans fil 32 est raccordée au circuit d'acheminement et de commutation qui effectue la commutation et l'acheminement audio dans le poste personnel de base 12. Le système de messagerie vocale 26 (voir la Figure 3) possède un planificateur de tâche 40 qui sert de commande pour une pluralité de fonctions de messagerie vocale 42 effectuées par le système de messagerie vocale 26. La20 fonction de messagerie vocale 42 nécessite, de façon usuelle, le stockage ou la lecture d'un message vocal, ce qui nécessite un stockage ou un rappel du message vocal à partir d'une mémoire 44. Pour un stockage précis, un message vocal nécessite de grandes quantités de mémoire.25 Afin de réduire la quantité de mémoire requise par le système de messagerie vocale 26, on utilise un circuit de compression/décompression audio 46. Le circuit de compression/décompression audio 46 met en oeuvre un algorithme de codage, de préférence l'algorithme VSELP30 (prédicteur linéaire par excitation à somme vectorielle). L'interface sans fil 32 est illustrée, de façon plus détaillée, sur la Figure 4. Les codecs 22, comme établi précédemment, numérisent tous les signaux entrants de voix et de données. Les signaux numérisés possèdent un format dit PCM linéaire (modulation codée par impulsion). De façon à réduire les conditions de largeur de bande, le PCM linéaire est codé en un PCM adaptatif (ADPCM) par un circuit de codage/décodage ADPCM 50. L'ADPCM ne nécessite que 32 Kbits de largeur de bande ou 16 Kbits pour un ADPCM à demi-taux, ce qui réduit les conditions de largeur de bande d'un tiers ou plus. Les données de signal vocal sont alors formatées pour le schéma de multiplexage d'accès multiple à division dans le temps (TDMA) utilisé par le système d'extension de téléphone personnel 10. Cela est effectué par le circuit de synchronisation et d'horloge d'interface aérienne 52. De là, les données sont alors modulées par un émetteur/récepteur QPSK 54 qui place le signal modulé sur l'antenne 56 pour une émission vers les unités portables 18. La Figure 5 illustre un synoptique du matériel dans un autre mode de mise en oeuvre du poste personnel de base 12 configuré selon l'invention. Le coeur du poste personnel de base 12 est un circuit intégré (C.I.) de processeur de signal numérique (DSP) 60. Le processeur de signal numérique (DSP) 60 est un C.I. spécialisé de traitement qui est conçu pour effectuer des fonctions de traitement de forme d'onde très efficaces. Le poste personnel de base 12 peut comprendre un C.I. de commande 62 qui coordonne et25 commande les activités du processeur de signal numérique (DSP) 60 et de l'autre matériel dans le poste personnel de base 12. Si on utilise un processeur de signal numérique (DSP) 60 plus puissant, la fonction remplie par le C.I. de commande 62 peut être effectuée par le processeur de signal numérique (DSP) 60. Le processeur de signal numérique (DSP) et le C.I. de commande 62 possèdent un jeu d'instructions 63 qui amène le processeur de signal numérique (DSP) 60 et le C.I. de commande 62 à effectuer les fonctions requises par le système d'extension de35 téléphone personnel 10. Ces fonctions comprennent les codecs 22, l'annulation d'échos et le duplex 23, l'acheminement et la commutation 25, la génération et la détection DTMF 28, la reconnaissance vocale 30, la messagerie vocale 26 excepté pour la mémoire 44 et le codage ADPCM 50. Une ligne téléphonique 16 est illustrée raccordée au processeur de signal numérique (DSP) 60. Un téléphone à haut-parleur intégré 64 est raccordé, de même, au processeur de signal numérique (DSP) 60. La mémoire pour les messages vocaux est constituée par une mémoire morte (ROM) 66 et une mémoire vive (RAM) 68. La mémoire vive (RAM) 68 est utilisée pour le stockage des messages laissés dans les boites à lettre vocales. La mémoire morte (ROM) 66 est utilisée pour le stockage de phonèmes, des unités élémentaires de la parole, qui sont utilisées par le processeur de signal numérique (DSP) 60 pour générer les messages d'utilisateur. Le poste personnel de base 12 peut comprendre un transcodeur ADPCM 70; cependant, cette fonction peut être effectuée par le processeur de signal20 numérique (DSP) 60 si le processeur de signal numérique (DSP) 60 possède assez de puissance après avoir rempli les autres demandes du système. Un circuit intégré d'application spécifique (ASIC) 72 est utilisé pour formater les données pour le schéma de multiplexage TDMA utilisé par le poste personnel de base 12. Une fois que les données sont formatées, elles sont modulées par l'émetteur/récepteur QPSK 54 et sont placées sur l'antenne pour une émission vers les unités portables 18. Un synoptique de l'unité portable 18 est illustré sur la Figure 6. L'unité portable 18 possède un microphone 80 et un haut-parleur 82 qui sont tous deux raccordés à un processeur audio 84. Le processeur audio 84 effectue les conversions analogique/digitale et digitale/analogique. Il code, de même, les données du signal vocal sortant en ADPCM35 et formate les données pour le schéma de multiplexage TDMA. Un microprocesseur 86 commande un synthétiseur de fréquence 88 qui génère l'oscillateur local LO pour un récepteur 90 ou la porteuse pour un émetteur 92. L'émetteur 92 et le récepteur 90 sont raccordés à une antenne 94. Un duplexeur n'est pas nécessaire car l'unité portable 18 utilise le duplexage à division dans le temps de telle façon qu'elle n'émet que sur un intervalle de temps donné et ne reçoit que sur un intervalle de temps différent. A l'aide de ce système, un utilisateur peut étendre de façon significative son service de téléphone de maison. A l'aide d'une seule ligne téléphonique 16, l'utilisateur peut avoir jusqu'à quatre unités portables 18. Toutes les quatre unités portables 18 peuvent participer à un seul appel téléphonique sur la ligne téléphonique 16 ou la seule ligne téléphonique 16 peut être seulement utilisée par une des unités portables 18 tandis qu'une seconde unité portable 18 peut être utilisée pour vérifier ou laisser des messages vocaux. Encore une troisième unité portable 18 pourrait effectuer un appel vers le téléphone à haut- parleur 24 ou vers la quatrième unité portable 18. Si l'utilisateur désire sortir de la portée de son poste personnel de base 12 avec une des unités portables 18, elles sont équipées pour communiquer sur le système de téléphone cellulaire. Par conséquent, l'utilisateur n'a besoin que d'un seul téléphone pour pouvoir être contacté en un endroit quelconque. Dans un mode de mise en oeuvre, le poste personnel de base 12 peut supporter deux unités portables 18. Lorsqu'une troisième unité portable 18 est ajoutée, un transcodeur30 ADPCM 70 est ajouté au poste personnel de base 12. Si une quatrième unité portable 18 est désirée, un second transcodeur ADPCM 70 est ajouté au poste personnel de base 12. Cela permet au système d'extension de téléphone personnel 10 d'être facilement mis au niveau d'unités portables 18 additionnelles. Parallèlement qu'il agit comme une sorte de PBX personnel, le système d'extension de téléphone personnel 10 fournit à l'utilisateur des capacités de messagerie vocale complète à l'aide du système de messagerie vocale 26. Le système d'extension de téléphone personnel 10 peut en option présenter des circuits de reconnaissance vocale 30. Cet ensemble est contenu dans un seul poste personnel de base 12 et les unités portables 18 associées. Un système d'extension de téléphone a été décrit, augmentant le nombre de combinés téléphoniques utilisables, servant de téléphones à haut- parleur et fournissant une capacité de messagerie vocale. Le système remplace un répondeur d'utilisateur, un téléphone portable et un téléphone mural et fournit des capacités que l'on ne15 rencontre pas dans un quelconque de ces dispositifs. Pour l'homme de l'art, il est évident que de nombreuses variantes peuvent être apportées à l'invention sans sortir de l'esprit de l'invention. Par exemple, le poste personnel de base 12 pourrait être adapté à deux20 lignes téléphoniques ou le processeur de signal numérique (DSP) 60 pourrait être remplacé par un circuit intégré de codage à instruction réduite (RISC). Une quelconque telle variante est considérée comme faisant partie des droits exclusifs de l'inventeur de cette invention. Pour une compréhension complète de la portée de l'invention, on fera référence aux revendications annexées. tl REVENDICATIONS 1. Système d'extension téléphonique (10) comprenant: - un poste de base (12) en communication avec une interface (16) de réseau téléphonique public commuté (PSTN); et - une pluralité d'unités portables (18) en communication avec le poste de base (12); système caractérisé en ce que le poste de base connecte et achemine des signaux reçus de l'interface de PSTN (16) et des signaux reçus de chacune de la pluralité d'unités portables (18), la pluralité d'unités portables (18) pouvant ainsi envoyer des signaux et en recevoir de l'interface de PSTN (16) via le poste de base (12) et la pluralité d'unités portables (18) pouvant envoyer des signaux et en recevoir l'une de l'autre via le poste de base (12). 2. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que le poste de base (12) comprend un système de messagerie vocale (26), et connecte et achemine, de plus, des signaux reçus du système de messagerie vocale (26), le système de messagerie vocale (26) pouvant ainsi envoyer des signaux et en recevoir de l'interface de PSTN (16) et de chacune de la pluralité d'unités portables (18). 3. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que le poste de base (12) comprend un téléphone à haut-parleur (24), et connecte et achemine, de plus, des signaux reçus du téléphone à haut-parleur (24), le téléphone à hautparleur (24) pouvant ainsi envoyer des signaux et en recevoir de l'interface de PSTN (16) et de chacune de la pluralité d'unités portables (18). 4. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que le poste de base (12) comprend un circuit de commutation et d'acheminement (25) pour connecter et acheminer des signaux reçus de l'interface de PSTN (16) et de chacune de la pluralité d'unités portables (18). 5. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que le poste de base (12) comprend un circuit intégré de processeur de signal numérique (60) pour connecter et acheminer des signaux reçus de l'interface de PSTN (16) et de chacune de la pluralité d'unités portables (18). 6. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 5, caractérisé, de plus, par une mémoire vive (68) couplée au circuit intégré de processeur de signal numérique (60) pour le stockage de signaux venant de l'interface de PSTN (16) et de chacune de la pluralité d'unités portables (18), système dans lequel le circuit intégré de processeur de signal numérique (60) assume de plus des fonctions de messagerie vocale et de plus, connecte et achemine des signaux reçus de la mémoire vive (68). 7. Système d'extension téléphonique (10) selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que le poste de base (12) comprend une interface sans fil (12) pour une communication sans fil avec chacune de la pluralité d'unités portables (18), l'interface sans fil (32)30 utilisant un schéma de multiplexage à plusieurs accès à division dans le temps pour accepter un envoi de signaux et une réception de signaux de la pluralité d'unités portables (18).