(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル通信チャネルで音声及びファックスデータの両者を送信する、下記を具備する装置：
（ａ）ファックス・データ又は音声データを含む信号を受信するように構成され、音声データからファックスデータを区別できるファックス検出器、
（ｂ）受信された音声データを処理するための実行可能なコード源およびファックス検出器によるファックス・データの検出に応答して受信したファックスデータを処理するための実行可能なコード源との間で選択できる、ファックス検出器に接続されたマルチプレクサ；及び
（ｃ）マルチプレクサにより選択された実行可能なコードを実行することによって受信したファックス・データ或いは受信した音声データを処理する、マルチプレクサに接続されたプロセッサであって、
該ファックス検出器が、
（ｄ）第１サブバンドエネルギー値を計算する第１のサブバンド・エネルギー計算機、
（ｅ）第２のサブバンド・エネルギー計算機は、第２のサブバンド・エネルギー値を計算する；そして
（ｆ）前記第１のサブバンド・エネルギー値と前記第２のサブバンド・エネルギー値を受信して、前記第１のサブバンド・エネルギー値と前記第２のサブバンド・エネルギー値の統計値に基づいて、前記信号がファックス信号であるかどうかを決定するプロセッサ、
を具備する、上記装置。
【発明の詳細な説明】
Ｉ．発明の技術分野
本発明は、通信システムに関する。特に、本発明は、自動的にファクシミリ（ファックス）伝送を検出し、その検出に基づいて正しいサービス・オプションを提供するための新しく改良された方法に関する。
II．関連技術の説明
情報は、アナログ無線電話システム内よりもデジタル無線電話システムにおいて、より効率的に交換される。増加された効率によって、より多数の電話または他の通信が所与の両の無線周波数（RF）バンド幅（bandwidth）を使用するデジタル無線電話システムを通じて実施されることができる。アナログ無線電話システムの顕著な例は、広く米国の全体にわたって使用されるAMPSセルラー電話システムである。
いくつかの事例において、デジタル無線電話システムにより提供される効率の増加は、デジタル無線電話サービスが経済的に従来のアナログ有線電話サービスと競争できるほどである。アナログ有線電話サービスは、従来の有線ベースの電話システム、しばしば公衆電話交換ネットワーク（PSTN）と称されるシステムを使用して提供される電話サービスである。アナログ有線電話システムは、典型的に、アナログ・フォーマット（analog format）で直接に、またはパルスモード変調（ＰＣＭ）フォーマットと称されるアナログ・データで、データを処理する。アナログ有線電話サービスは、伝統的に無線電話サービスよりもはるかに高価でなかった。従来のアナログ有線電話サービスとの完全な置き換えを提供するために、無線デジタル電話システムは、最近アナログ有線電話サービスにより支援された全てのサービスと機能に適応できなければならない。一つのこの種のサービスは、ファックス伝送である。
デジタル無線電話システムは典型的にファックス伝送サービスを提供するが、ファックス・サービスへのインタフェースは、アナログ電話システムのそれとは一般に異なる。特に、デジタル無線電話システムは、むしろトーン形式の中よりも、アナログ通信システムのための実践として、デジタル・データを直接に処理する。
異なるインタフェース方法の故に、いくつかのアナログ電気通信設備はデジタル無線電話システムとともに使われることができない。特に、アナログ電話システムとともに使用されるように設計されているファックス装置は、デジタル無線電話システムとともに使われることができない。したがって、アナログ有線ベースの電話サービスからデジタル無線電話サービスへ変更するユーザは、コストをデジタル無線電話サービスへの変更の際の利点と比較するときに、デジタル無線サービスに適している設備提供の追加のコストを考慮しなければならない。したがって、有線ベースの電話サービスからデジタル無線電話サービスへ変更するためのコストを減少するために、アナログ・ベースの有線電話通信設備で作動するデジタル無線電話システムへのインタフェースを提供することが望ましい。特に、標準の電話およびファックス装置で作動するデジタル無線電話システムへのインタフェースを提供することが望ましい。
発明の要約
本発明は、標準のアナログ有線電話及びアナログ有線ファックス装置と互換性を持つデジタル無線電話システムへのインタフェースを提供するための新しくかつ改良された方法と装置である。電話コールの間、ファックス検出器は、ファックス信号のための入って来るデータをモニターする。ファックスが検出されると、データ・プロセッサは音声データとして該データを処理することから、ファックス・データとしてそれを処理することに切り替えをして、遠隔局には音声よりむしろファックスとしてデータを処理するために、それを通知する信号が送られる。
ファックス検出器は、あらゆるファックス・コールの初めに存在する既知のパターンを検出することによって作動する。ファックス・コールの開始の間、一定のパラメータが、送信ファックス装置と受信ファックス装置との間で取り決められる。これらのパラメータは、該パラメータ・データが続く前文から成っているBFSK信号として送信される。前文を、検出できる既知のパターンである。エネルギーが、BFSK信号の両方の周波数において、測定される。決定は、これらのエネルギーを分析して、それ自身を十分な回数繰り返す特定パターンの位置を決めすることによって、なされる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的および効果は、全体を通して対応する個所には同様の参照符号が付された図面と共働して、以下に記述される詳細な説明からより明確になるであろう。
図１は、本発明の一つの実施例により構成されるときの、デジタル無線電気通信システムのブロック図である。
図２は、ファックス検出器の一つの実施例を示すブロック図である。
図３は、本発明の一つの実施例により構成されるときに、ファックス検出器の意思決定素子の作動を例示するフローチャートである。
好ましい実施の形態についての詳細な説明
図１は、加入者および基地局に共通している素子（element）を示す。このように、加入者が基地局に通話を始めるときに、又は該基地局が加入者に通話を始めるときに、本発明は等しく適用可能である。図１において、考慮された素子のために、通話が始められているかまたは受信されているかどうかを知ることのみが必要であり、該装置が基地局であるか又は加入者局であるかを知ることは必要ではない。典型的な実施例において、ファックス検出は通話を受信した局で行われる。
最初に、通話開始を考慮する。メモリ20は、音声23を処理るためのコードとファックス22を処理するためのコードを含む。典型的な実施例において、本発明の譲受人に譲渡された、”可変速度ボコーダ”と名付けられた米国特許第5,414,796に詳細に説明されているように、音声コード23は、可変速度コード励起線形予測（CELP）アルゴリズム（variable rate code excited linear prediction）を実行する。公知技術であるように、メモリ20はランダム・アクセス・メモリ（RAM）であってもまたはリードオンリーメモリ（ROM）または他のメモリ装置であってもよい。典型的な実施例において、デフォルト・データ処理コード（default data processing code）は音声に合わせられる。それゆえに、音声コード23は、データ・プロセッサ12へメモリ マルチプレクサ（mux）21を通してロードされ、そして以下の通話データが音声として処理されなければならないトランシーバ40を経て遠隔局へマイクロプロセッサ30の信号がロードされる。地域の入力装置からのデータ・サンプルは、デジタル信号プロセッサ（DSP）１０により処理される。それらのサンプルは、データ・プロセッサ12により処理されて、またファックス検出器11に与えられる。データ・プロセッサ12の結果は、それらがトランシーバ40を経て遠隔局に送信されるマイクロプロセッサ30に送られる。ファックス検出器11が到来するデータをファックスのそれであると決定する時まで、該データは音声通話として処理される。ファクシミリ・データの検出に関して、ファックス検出器11は、マイクロプロセッサ30に検出を示す信号を出力する。ファックス検出器11からのファックス検出信号の受信に続いて、マイクロプロセッサ30は、以下の通話データがもはや音声ではなく、ファックスとして処理されなければならないトランシーバ40を経由して遠隔局（図示せず）へ信号を送る。それに加えて、マイクロプロセッサ30は、マックス（mux）21を通してデータ・プロセッサ12に提供されるファックス・コード22を生起させるDSP 10及びメモリ20に信号を提供する。現在ファックス・コードをロードされているデータ・プロセッサ12は、またトランシーバ40およびマイクロプロセッサ30を経て遠隔局から受信したデータを処理する。その処理の結果は、地域出力装置に送られる。その装置は、典型的な実施例において、ファックス・データ（図示せず）のための音声データおよび接続されたファックス装置のための通話者である。
典型的な実施例において、音声コード23またはファックス・コード22はDSP 10に選択的にロードされる。別の実施例において、ファックス・コード22および音声コード23の両方はDSP 10に同時に属することができる。もう一つの別の実施例は並列プロセッサ、音声のためのもの、ファックスのためのもの、を含むことができる。ここで、1台のプロセッサの出力は処理されている通話のタイプに基づいて選ばれる。これらのそしてまた他の代替は、この発明で規定される原則を使用して当業者にとって自明である
さて、受信された通話を考える。マイクロプロセッサ30は、トランシーバ40を経て遠隔局から通話データを処理する方法を示す指示を受信する。マイクロプロセッサ30は、DSP 10およびメモリ20に信号を出力する。マイクロプロセッサ30からの信号に応答して、データ・プロセッサ12はメモリ マックス（mux）21を経てファックスコード22または音声コード23でロードされる。
典型的な実施例において、加入者局地域サンプルは、インタフェース回路を介して接続されたファックス装置又はファックスモデムのような（加入者ステーションへの）外部アナログ装置から来てそして該装置へ行く。それはアナログ信号をデジタル・サンプルへ及びその逆へ変換する。ベース局地域装置は、一般加入電話網（PSTN）である。
ファックス通話はITU-T勧告T.30に規定された動作に従わなければならない。“ITU-T勧告T.30：一般交換電話網中でドキュメント ファックミル伝送のための手順“。典型的な実施例において、CCITT勧告V.21により規定されたように、ファックス通話の当初でパラメータ交渉は完成している。“CCITT勧告V.21：一般交換電話網（GSTN, General Switched Telephone Network）における使用のための標準化された300 BPSデュープレックス モデム（Duplex Modem）”。
ファックス通話の開始時に、メッセージはV.21に従うファックスの間で交換される。これらのV.21メッセージは、パラメータ（例えばファックス装置の能力および支持される速度）を伝える。V.21メッセージは、BFSK変調信号であり、この信号は1650Hzがバイナリ１そして1850がバイナリ０を表す信号である。各メッセージは、そのメッセージに特有の情報が続く前文から成る。前文は、１５％の許容度内で１秒間に反復されるパターンOx7eのシーケンスから成り立つ。ファックス検出器11は、この前文を検出することによって、通話がファックスであると決定する。典型的な実施例がファックスを検出するためにV.21信号を検出するにもかかわらず、この発明はまた、非ファックスV.21信号を含む他の信号を検出するために用いることができる。そして、わずかな変更態様で、同様に非V.21信号を検出するために用いることができる。
しかし、検出器の簡単さとその信頼性は、V.21信号がファックス通話において、使用されるファックス・プロトコルと性質についての詳細な知識から導く。V.21メッセージのスペクトルの特徴はパターンを示す。そのパターンは、ファックス検出器11により検出されるに充分な時間を超えて反復的であり、静的である。また、パターンは十分にユニークであって、間違った検出は相当にありそうもない。V.21メッセージは、30秒の継続時間の間繰り返される。これは、ファックス検出器11が通話が開始していることを決定すると、V.21メッセージ内の情報を処理するための時間内に、データ・プロセッサ12がファックス・コード22で置き換えられることを許容する。
図２はファックス検出器11のブロック図を示す。入力サンプルは、1650Hzでのノッチ・フィルタ50によって、フィルターをかけられて、二乗手段51により二乗されて、加算器52によって、1650Hz（enel650）でエネルギーを生産するために合計される。同様に、入力サンプルは、1850Hzでのノッチ・フィルタ60によって、フィルターをかけられて、二乗手段61により二乗されて、加算器62によって、1850Hz（enel850）で、エネルギーを形成するために合計される。好適な実施例において、サンプリング・レートは8kHzである。そして、エネルギー測定値は20のサンプルの合計である。コンパレータ70は、enel650をenel850と比較して、二つの出力を形成する。二つの出力：enel650はenel850の一部分（fraction）未満であるかどうか、そして、nel850はenel650の一部分未満であるかどうか。好適な実施例において、両方の比較において使われる一部分は、0.25である。コンパレータ70の出力は決定ボックス（box）80に入る。ここで、検出決定は現在といくつかの過去の比較値に基づいて下される。
決定ボックス80は六つ、７つ又は８つの連続するフレームを探す。このフレームの1650Hzエネルギー測定値は、その条件が真実でない三つまたは四つのフレームにより続けられ、それらの対応する1850Hzエネルギーの四分の一より少ない。そして、ここにおいて、それら三つまたは四つのフレームのうちの少なくとも一つは、対応する1650Hzエネルギー測定値の四分の一より少ない、1850Hzでのエネルギーを有する。このシーケンスは連続的に８回繰り返される場合のみ、意志決定ボックス80は、V.21信号およびそれゆえに、ファックス信号の検出を宣言する。比較閾値に関連した値、連続的なエネルギー測定値の数、サンプリング速度、エネルギー計算毎のサンプルなどは、同じ結果を達成するために当業者により容易に変更されることができる。
決定ボックス80の好のましい実施例により利用されるように、図３のフローチャートは決定プロセスを描写する。81内のスタートは“再開始”と記した。そこで、変数A、
0004611458.tif 000002
BおよびRepを０に初期化して、82に進みなさい。82において、enel650<0.25*enel850（条件Aとして定義される）が真実である場合、83へ進みなさい。他の場合、81に戻り、“再開始”。８３において、１だけAを増加し、次のサンプルを得て、84へ進みなさい。84において、もしも条件Aが正しければ、83まで戻りなさい。他の場合、85へ進みなさい。85において、6＜Ａ＜8であれば、87へ進みなさい。他の場合は、86へ進み、81に戻り、“再開始”。
87において、１だけ
0004611458.tif 000003
を増加し、88へ進みなさい。88において、もしもene1850<0.25*ene1650（条件Bとして定義される）である場合、89へ進みなさい。他の場合、90にジャンプしなさい。89において、1だけBを増加して、90に進みなさい。90において、次のサンプルを得て、91へ進みなさい。91において、条件Aが間違っている場合、92へ進みなさい。92において、もしも
0004611458.tif 000004
である場合、87まで戻りなさい。他の場合、93に進んで、81に戻り、“再開始”。
91において、もしも条件Aが正しい場合、94へ進みなさい。
0004611458.tif 000005
又は4及びＢ＞０の場合、95へ進みなさい。他の場合、97へ進み、そして、81にもどり、“再開始”。
95において、RepZ=8である場合、96に進み、ファックスを検出したことの信号を出す。他の場合、98へ進みなさい。98において、１だけrepを増加し、A、
0004611458.tif 000006
およびBをゼロにリセットし、83に戻りなさい。
好適な実施例の前の説明は、いかなる当業者も現在の本発明を作るかまたは使用することを可能にするために提供される。これらの実施例への多様な変更態様は容易に当業者にとって明らかである。そして、ここで定義される一般的な原理は発明能力を使うことなく、他の実施例に適用されることができる。したがって、本発明は、ここで示された実施の態様に限定する意図はなく、ここに開示された原理と新規な特徴に一致したもっとも広い範囲を与えられる
【図１】
0004611458.tif 000007
【図２】
0004611458.tif 000008
【図３】
0004611458.tif 000009