专利名称：一种改善用户前端设备警告信号音频误检测的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改善CAS音频误检测的方法及装置，主要是在电话机检测到一小段CAS(CPE Alert Signal(CPE警告信号)，以下简称CAS，其中CPE为Customer Premises Equjpment(用户前端设备)的缩写)音频(Tone)信号后，可先对近端(Near End)用户的语音信号进行遮蔽(Mute)，再对剩下的CAS音频信号的时序进行检测判断，并对远端(Far End)用户的语音信号进行监控，以确定在没有近端及远端用户的语音信号干扰的情况下，精确地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，判断该CAS音频信号的真伪。
按，现今所使用的各式电话机中，除了具备传统的语音通讯功能外，某些较新设计的电话机尚具有数据通讯的能力，该数据通讯功能中比较典型且较常用的为呼叫方身份/呼叫等候(Caller ID Call Waiting，简称CIDCW)的识别功能，该功能主要是通过电信公司的局线将呼叫方的电话号码、姓名及其他信息等资讯，传送到被呼叫方的电话机上，并通过被呼叫方电话机上的显示器(如液晶显示屏)显示出来，使被呼叫方在接听电话时，可通过被呼叫方电话机上的显示器，得知呼叫方的身份。
技术上而言，一具备CIDCW识别功能的电话机，在接收到电信公司的局线所传来的CIDCW数据前，先接收到一CAS音频信号，该信号主要用以通知被呼叫方的电话机，紧跟在该信号后将有一笔CIDCW数据，因此，如何在电话机检测CAS音频信号时，能避免近端及远端用户的语音信号干扰，以令被呼叫方的电话机能准确无误地接收到CAS音频信号，即成为是否能顺利完成接收该CIDCW数据的前提。毕竟，能准确无误地接收到CAS音频信号，始能保证其后的数据被可靠的接收，此即一般电话机在技术上无法有效克服的困难点所在。
根据英国关于CIDCW规格中编号SIN242和SIN227的规定，CAS音频信号具有
图1中附表所示的参数特性。由该附表可知，CAS音频信号的频率落在音频范围之内，因此电话机的近端及远端用户的语音信号及其外界的各种噪声均极可能被误检测成CAS音频信号，致真正的CAS音频信号可能因用户的语音信号及外界的各种噪声的干扰，而无法被准确地检测出来，例如若因语音信号及外界噪声的干扰，造成CAS音频信号不连续，致电话机判定该音频信号并非一有效的CAS音频信号，而不接收呼叫方传来的CIDCW数据，此即CAS音频信号检测中所谓的过敏(Talk-down)性能；又，若呼叫方的电话机并未传送一CAS音频信号，欲因语音信号及外界噪声的干扰，致电话机误判接收到一CAS音频信号，造成电话机的错误动作；此即CAS音频信号检测中所谓的过钝(Talk-off)性能。
按，一般具备CIDCW识别功能的电话机，参阅图2所示，主要包括检测CAS音频信号的专用晶片11(可为一编号Mitel 8843的专用晶片)、通话电路12、中央处理单元13、话筒14、听筒15、桥接电路(Bridge)16、选放电路17及液晶显示屏18等元件，其中选放电路17通过A、B信号端接收局线传来的数据信号，并将其传送至专用晶片11，藉由专用晶片11检测是否接收到一CAS音频信号，若是，则触发该中央处理单元13接收紧跟在该信号后的一笔CIDCW数据，并将该CIDCW数据所包含的呼叫方电话号码、姓名及其他信息等，传送到液晶显示屏18上，而呼叫方及被呼叫方的语音信号则通过桥接电路16、通话电路12及话筒14或听筒15，完成彼此沟通的工作。
此种利用专用晶片11进行检测的方法，其优点是价格便宜，实施简单。但由于这些专用晶片本身均不具备抗语音干扰的能力，故外界语音干扰的因素仍然存在，导致对CAS音频信号检测的过敏及过钝性能很差，不可能达到美国Bellcore的SR-TSV-002476与英国BT的规格要求。反观，另一种利用数字信号处理器(Digital Signal Process，简称DSP)进行检测的方法，虽能获得较理想的过敏及过钝性能，但实现该方法的难度极大，且相对成为亦极高。
本发明为有效改善前述传统CAS音频检测方法的缺失，主要是在电话机检测CAS音频信号时，利用价格低廉的专用晶片，在检测到一小段CAS音频信号后，立即利用一般电话机的遮蔽电路，对该近端用户的语音信号进行遮蔽，使该专用晶片再针对剩下的CAS音频信号的时序进行检测判断，同时利用语音检测电路对远端用户的语音信号进行监控，如此，电话机即可在确定无近端及远端用户的语音信号干扰的情况下，准确地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，判定该CAS音频信号的真伪，令电话机在检测CAS音频信号的过敏及过钝性能上，均能达到Bellcore与BT的规格要求。
图1是根据英国关于CIDCW规格中编号SIN 242和SIN 227的规定，CAS音频信号具有的参数特性；
图2为一种习用可检测CAS音频信号的电话机的硬件结构示意图；图3为本发明的该实施例的检测CAS音频信号的电话机的硬件结构示意图；图4为本发明的检测电路的硬件结构示意图；图5为本发明的系统流程示意图；图6为本发明图1所示的实施例中A点处的CAS音频信号的波形示意图。
本发明针对一般用以检测CAS音频信号的专用晶片，在测量CAS音频信号时，由捕捉到有效信号至确认为CAS音频信号，均需要一段时间，在这段时间中，外界语音信号的干扰一直存在，故若能在该专用晶片确认CAS音频信号的时段内，将近端语音信号的干扰先予以遮蔽，同时对远端用户的语音信号进行监控，以在确保无近端及远端用户的语音信号干扰的情况下，准确地测量出该CAS音频信号的长度，并进行CAS音频信号的真伪判断，以有效提高检测CAS音频信号的准确性。
为能更清楚地表达本发明的设计理念及技术特征，特列举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下在本发明的电话机中，是专用晶片21(可为一编号Mitel 8843的专用晶片)来检测CAS音频信号，其硬件方块图如图3所示，主要包括检测CAS音频信号的专用晶片21、通话电路22、中央处理单元23、话筒24、听筒25、桥接电路26、选放电路27及液晶显示屏28等元件，这些元件与前述习用可检测CAS音频信号的电话机的组成元件基本上并无不同。但，本发明在于选放电路27及专用晶片21间加设交换电路31(Switch)，以切换数据信号和语音信号，使电话机处于挂机(On Hook)状态时，该中央处理单元23可令交换电路31上的接点311及312接通，形成一数据通道，使该专用晶片21可通过选放电路27，接收由A、B信号端传来的数据信号，当电话机处于摘机(Off Hook)状态时，该中央处理单元23则令交换电路31上的接点311及313接通，形成一语音通道，使专用晶片21可通过高通滤波器33，接收由通话电路22及听筒25间传来的语音信号，高通滤波器33主要用以滤除某一频率(如2000Hz)以下的语音信号，以提高CAS音频信号的信噪比。
本发明中，还设有一检测电路32，该检测电路32用以检测桥接电路26及通话电路22间的信号，以判断是否有语音信号存在，若有，则检测电路32将输出一高电平信号至中央处理单元23，令该中央处理单元23得知有语音信号存在。在本发明的实施例中，该检测电路32可由带通滤波电路321、整流电路322及电平比较电路323等所组成。参阅图4所示，其中该带通滤波电路321用以自桥接电路26及通话电路22间取出某一频率范围(如300～3400Hz)的音频信号，整流电路322用以将该音频信号予以整流，以输出一直流电平，电平比较电路323则用以将该直流电平与一预设的基准电平比较，若该直流电平大于该基准电平，即判断存在有语音信号，反之，则不存在。
本发明的电话机在实际使用时，参阅图5所示，图5为本发明的系统流程示意图，当电话机处于挂机状态，中央处理单元23将接通交换电路31上接点311及312，使专用晶片21通过该选放电路27，接收由A、B信号端传来的数据信号，当电话机处于摘机状态时，该中央处理单元23则令交换电路31上的接点311及313接通，以开启语音通道，使专用晶片21通过高通滤波器33，接收由通话电路22及听筒25间传来的语音信号，并藉高通滤波器33滤除某一频率(如2000Hz)以下的语音信号，以检测是否传来CAS音频信号，且该音频信号是否有效。
当该专用晶片21检测到CAS音频信号时，即触发一中断讯号，令中央处理单元23产生一屏蔽信号，对通话电路22进行语音屏蔽动作，以屏蔽呼叫方经由话筒24传入的近端语音信号，排除近端语音的干扰。然后，中央处理单元23再对去除干扰后的有效CAS音频信号的时序进行判断，若CAS音频信号继续有效，该检测电路32即对桥接电路26及电话电路22间的信号进行检测，以监控并判断远端是否有语音信号。
若检测电路32检测到有远端的误音信号，则判定所接收的CAS音频信号为假的CAS音频信号，此时，检测电路32将输出一高电平信号至该中央处理单元23，令中央处理单元23得知有语音信号存在，且发出信号至该通话电路22，以开启话筒24。
否则，若检测电路32未检测到远端的语音信号，中央处理单元23即对由专用晶片21所检测到的有效CAS音频信号的时序进行判断，并计算CAS音频信号的时间Tm。
参阅图6所示，图6为本实施例所检测到的CAS音频信号时序示意图，其中输入专用晶片21前的CAS音频信号时序总长为T4，根据前述Bellcore的规格定义，T4值在75ms到85ms的范围内，而在专用晶片21输出的CAS音频信号时序中，T1为专用晶片21的前端确认时间，即确认CAS音频信号开始的时间，该时间由硬件电路决定，在本实施例中假设为10ms，T3为该专用晶片21的后端确认时间，即确认CAS音频信号结束的时间，该时间也由硬件电路决定，本实施例中假设为5ms，T2为软件确认时间，由图中可以得知，T2＝T4-T1，应为76ms到75ms的范围内。
在本发明中，该中央处理单元23计算专用晶片21所检测到的CAS音频信号长度实际上应为Tm＝T2+T3，因对该中央处理单元23而言，在该T3时间范围内，CAS音频信号仍为有效的输出，因此，该CAS音频信号长度应在70ms到80ms的时间范围内，亦即在该时间范围内所测量到的CAS单频信号，均可被认为是真实的CAS音频信号。
因此，若该中央处理单元23计算Tm值大于80ms时，判定CAS音频信号为假的，此时，中央处理单元23发出信号至该通话电路22，以开启话筒24。
否则，若中央处理单元23计算Tm值小于80ms时，将继续计算专用晶片21所检测到的CAS音频信号，直到所检测到的CAS信号属无效时，再计算Tm值是否大于70ms，若小于70ms，判定CAS音频信号为假的；若大于70ms，则判定CAS音频信号为真的，此时，中央处理单元23将接通该交换电路31上的接点311及312，以关闭语音通道，藉由中央处理单元23接收紧跟在CAS信号后的一笔CIDCW数据信号，并将该CIDCW数据信号所包含的呼叫方电话号码、姓名及其他信息等，传送到液晶显示屏28上，并于完成接收呼叫方的数据信息后，再接通交换电路31上的接点311及312，以开启语音通道及话筒24。
由此可知，在本发明的实施例中，专用晶片21在对CAS音频信号进行检测时，仅在T1(10ms)时间内同时检测到CAS音频信号及语音信号，而在后续的检测时间内，则完全没有近端及远端语音信号的干扰，因此，对于CAS音频信号的检测应可获得极佳的过敏及过钝性能。
以上所述，均为本发明的较佳实施例。但，本发明所主张的范围，并不局限于此。但凡熟悉该项技艺人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，如配合本发明的方法，采用其他专用晶片或采用DSP的方法，均应属不脱离本发明的保护范畴。
权利要求
1.一种改善CAS音频误检测的方法，其特征在于，该方法藉电话机上所设的专用晶片在检测到一小段CAS音频信号时，对该电话机的话筒进行遮蔽，以遮蔽近端用户的语音信号，然后再对剩下的CAS音频信号的时序进行检测判断，同时对远端用户的语音信号检测，以监控并判断远端是否有语音信号，使电话机可在无近端及远端用户的语音信号干扰的情况下，准确地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，判定该CAS音频信号的真伪。
2.如权利要求1所述的改善CAS音频误检测的方法，其特征在于，在检测到有远端的语音信号时，该电话机判定所接收的CAS音频信号为假的，并开启话筒。
3.如权利要求1所述的改善CAS音频误检测的方法，其特征在于，在未检测到远端的语音信号时，该电话机即对该专用晶片所检测到的有效CAS音频信号的时序进行判断，并计算CAS音频信号的持续时间Tm。
4.如权利要求3所述的改善CAS音频检测的方法，其特征在于，输入该专用晶片前的CAS音频信号时序总长为T4，自该专用晶片输出的CAS音频信号时序中，确认CAS音频信号开始的时间为T1，该时间由硬件电路决定，确认CAS音频信号结束的时间为T3，该时间亦由硬件电路决定，其软件确认时间则为T2，其中T2＝T4-T1，该电话机计算CAS音频信号的持续时间Tm在T2+T3的时间范围内，均可被认为是真实的CAS音频信号。
5.如权利要求3或4所述的改善CAS音频误检测的方法，其特征在于，若Tm在T2+T3的范围内，则该电话机判定所测量的CAS音频信号为真的，此时，关闭语音通道，以接收紧跟在该CAS信号后的一笔数据信号，并将该数据信号所包含的呼叫电话号码、姓名及其他信息等，予以显示，且于完成接收该数据信号后，再开启语音通道及话筒。
6.如权利要求3或4所述的改善CAS音频误检测的方法，其特征在于，若Tm在T2+T3的范围外，该电话机即判定所测量的CAS音频信号为假的，并开启话筒。
7.一种改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，该装置包括中央处理单元，用以控制电话机中各元件的运作；专用晶片，用以检测由局线传送至该电话机的CAS音频信号；检测电路，用以检测由局线传送至该电话机的语音信号；该专用晶片在检测到一小段CAS音频信号时，可令该中央处理单元对该电话机的话筒进行遮蔽，以遮蔽近端用户的语音信号，然后该专用晶片再对剩下的CAS音频信号的时序进行检测判断，同时利用该检测电路对远端用户的语音信号进行检测，以监控并判断远端是否有语音信号，使电话机可在无近端及远端用户的语音信号干扰的情况下，准确地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，判定该CAS音频信号的真伪。
8.如权利要求7所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，该检测电路包括带通滤波电路，用以自远端用户的语音信号中取出某一频率范围的音频信号；整流电路，用以将该单频信号予以整流，以输出直流电平；电平比较电路，用以将该直流电平与一预设的基准电平比较，若该直流电平大于该基准电平，即判断存在有语音信号，反之，则不存在。
9.如权利要求7或8所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，还包括交换电路，该交换电路用以切换传入该专用晶片的数据信号或语音信号，使电话机处于挂机状态时，该中央处理单元可令该交换电路形成一数据通道，使该专用晶片可接收由局线传来的数据信号，当电话机处于摘机状态时，该中央处理单元可令该交换电路形成一语音通道，使该专用晶片可接收由局线传来的误音信号。
10.如权利要求9所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，还包括高通滤波器，该高通滤波器用以接收由局线传送至该专用晶片的语音信号，以滤除某一频率以下的语音信号。
11.如权利要求7或8所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，该检测电路未检测到远端的语音信号时，该中央处理单元即对由该专用晶片所检测到的有效CAS音频信号的时序进行判断，并计算CAS音频信号的持续时间Tm。
12.如权利要求11所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，输入该专用晶片前的CAS音频信号时序总长为T4，自该专用晶片输出的CAS音频信号时序中，确认CAS音频信号开始的时间为T1，该时间由硬件电路决定，确认CAS音频信号结束的时间为T3，该时间亦由硬件电路决定，其软件确认时间则为T2，其中T2＝T-T1；该中央处理单元计算CAS音频信号的持续时间Tm在T2+T3的时间范围内，均可被认为是真实的CAS音频信号。
13.如权利要求12所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，若Tm在T2+T3的范围内，该中央处理单元判定所测量的CAS音频信号为真的，此时，该中央处理单元藉该交换电路关闭误音通道，使该中央处理单元接收紧跟在该CAS信号后的一笔数据信号，并将该数据信号所包含的呼叫方电话号码、姓名及其他信号等，传送到一液晶显示屏上，并于完成接收该数据信号后，再藉该交换电路及该中央处理单元分别开启语音通道及话筒。
14.如权利要求12所述的改善CAS音频误检测的装置，其特征在于，当Tm在T2+T3的范围外，该中央处理单元即判定CAS音频信号认为假的，并发出信号开启话筒。
全文摘要
本发明为一种改善CAS音频误检测的方法及装置,利用电话机中所设的价格低廉的专用晶片,在检测到一小段CAS音频信号时,触发一中央处理单元产生中断信号,令电话机的遮蔽电路对近端用户的语音信号进行遮蔽,再对剩下的CAS音频信号的时序进行检测判断,同时利用一语音检测电路对远端用户的语音信号进行监控,如此,电话机即可在确定无近端及远端用户的语音信号干扰的情况下,准确地测量出该CAS音频信号的长度,并根据规格所定义的长度,判定该CAS音频信号的真伪。
文档编号G01H1/00GK1208173SQ9811611
公开日1999年2月17日 申请日期1998年7月16日 优先权日1998年7月16日
发明者赖振兴, 茆帮华, 韩加国, 高建中 申请人:英业达股份有限公司