专利名称：程控集中器载波电话系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及其中继媒介为载波、无线、实线或数字中继线路的程控集中器型电话系统。
由《双工无中心频分多址载波电话系统》(ZL91104689.5)所公开的发明内容，充分阐述了集传输与交换于一体，实现无交换中心自动程控电话通讯系统的技术概念。为提高载波电话系统(尤其是明线载波电话系统)的频谱利用率，实现(基本网内的)任意两部话机之间的直接双工通讯以及改进扩容组网方式，提供了一条可行的技术途径。
在程控公众网高度发达的现实下，如何实现简便的自动直拨入网则更加具有实际意义。本发明说明书中介绍的三种程控集中器电话系统一单端用户集中器电话系统和双端用户集中器电话系统以及由这两种系统综合而成的单双端混合用户集中器电话系统，是对《双工无中心频分多址载波电话系统》的进一步发展和外延，是实现自动直拨入网的较为简便直接的方式。
本发明的目的是在仍然保持较高的信道(载波或无线信道)利用率(进一步，也包括较高的实线中继或数字中继线路利用率。)的前提下，较简便的实现自动直拨并入公众网，而且不必额外设置任何计费系统，也不必对上端程控交换机的系统控制程序做任何变动。另外对用户端的载波话机的电气结构施行新的组合，成为载波环路设备，向用户提供一个标准的环路接口，从而突破原系统只能提供话音传送功能的局限性，使得用户端的各种符合环路电话接口标准要求的设备均可接入本系统。
单端用户集中器电话系统和双端用户集中器电话系统以及由这两种系统综合而成的单双端混合用户集中器电话系统，在技术上的主要区别是单端系统在话务接续方面仍然保留了多址载波系统无中心交换的特点，另由局端设备中的系统控制器承担信道的调度管理。即，信道管理是有中心的，话务交换却是无中心的，系统内部通话时，仍然只占用一个单信道。在单端系统中，远端用户设备，在本质上属于单话路单用户独享的通信机设备。有关无中心多址载波系统方面的内容请参阅文献ZL91104689.5。双端用户集中器电话系统适用于，用户数量较多，分布相对较为密集，要求处理话务量较大的情况。为进一步提高信道利用率以适应处理大话务量的需要，在双端系统中，内部话务不再占用中继信道，通过系统内部交换网络实现内部接续。单双端混合用户集中器电话系统，则是这两种系统的进一步综合，可兼顾这两种系统的灵活性和话务处理能力。本发明涉及到的有关交换方面的技术，均为现代流行的程控交换技术，因此，本说明书不对传统的机电式用户线路集中器进行对比。
图1是描述单端用户集中器载波电话系统组成原理框图；图2是局端线路集中器原理框图；图3(a)～图3(b)是局端载波接口原理框图；图4(a)～图4(c)是载波用户环路接口原理框图；图5(a)～图5(b)是集中系统信令方式及序列结构示意图例；图6A，图6A.1～图6A.5，图6B，图6B.1～图6B.3是单端用户集中器载波电话系统工作过程及步骤的简化流图。
图7是双端用户集中器载波电话系统电气原理框图。
单端用户集中器载波电话系统是《双工元中心频分多址载波电话系统》技术思想的直接发展，双端用户集中器电话系统则是单端用户集中器电话系统技术构思的进一步外延，而单双端混合用户集中器电话系统则是前两种系统的综合，因此，首先参照附图对单端用户集中器载波电话系统的结构原理和工作方法及步骤进行描述。
参见图1，单端用户集中器载波电话系统由局端线路集中器102通过一组1，2，……n条局端用户环路107与上端交换机101相连并入公用网，局端集中器102与局端载波接口103之间通过m条中继线106进行话路连接，一条用于控制信息传递的线路108连接到局端线路集中器102和局端载波接口103，n个与用户话机104相连的用户载波环路接口109通过一条载波传输线路105与局端载波接口103连接组成。
参见图2，局端线路集中器有n个局端环路接口110，每个接口具有连接到交换网络矩阵111的话路转接线L1，L2，……，Ln和连接到兼做集中器控制的系统控制器112的接续控制线K1，K2，……，Kn及铃流检测线R1，R2，……，Rn；交换网络矩阵111的另一组端线B1，B2，……，Bm通过中继线106连接到局端载波接口103的信道单元130(见图3(a))，Li-Bj表示一条交换线路或交换路径；接口110和交换网络矩阵111的电气结构，可采用现代程控交换系统中常见的那些类似接口和设备的结构，这里不加赘述。系统控制器112含有一个记录装置112R，用于记录至少三种数据用户话机104编号、用户载波接口109物理地址码、局端环线107物理编号以及这三者相互之间关联关系的数据表LTAB。记录装置112R可以是各种基于磁介质的存储设备(如计算机上的磁盘设备)，或适合该用途的其它设备，也可以是半导体数字存储芯片(如各种ROM芯片)，在不会发生数据修改及系统容量不是很大的情况下，甚至可以是一段控制程序中的数据结构。
参见图3(a)～图3(b)，局端载波接口由m个局端载波信道单元130、宽带载频发送放大器131、宽带载频接收放大器133、收发双工器132等部分组成；各信道单元130的输出连接到载频发送放大器131；载频接收放大器133的输出连接到各信道单元130的输入端；收发双工器132的输出端和输入端分别连接到宽带载频接收放大器133的输入端和载频发送放大器131的输出端，可指定一个信道单元130，做为系统的信令信道单元，该单元既可工作于双工方式，也可工作于单工方式。各单元通过串口线108与系统控制器112连接完成信令信号及控制信号的双向传送；图3(a)是载波信道单元130的电气结构简化框图113是话路2-4线变换器连接到载频发信器114和载频收信器122；载频发信器输出端是120；载频收信器122输入端为121；116是DTMF编码器、117是数字信令编码器分别连接到信道单元控制器115和载频发信器114；118为DTMF解码器、119是数字信令解码器分别连接到信道单元控制器115和载频收信器122；信道单元控制器115通过串口线108与系统控制器112连接。在系统配置较大时，内部通信线路也可采用并行结构来加快传送速度；该接口的硬件结构是为保证较快的接续速度的配置。
参见图4(a)～图4(c)用户载波环路接口109载频部分的结构，可采用与文献ZL91104689.5公布的<双工无中心频分多址载波电话机>载频部分基本相同的结构同样由载频收发双工差分器201连接到程控收信滤波器203和程控发信滤波器202构成程控收发双工器，其RI和TO端分别连接到含有信道状态指示器和信令解码器等部件的收信机204和含有发信控制开关和信令编码器及话音信号开关等部件的发信机205，收信机204和发信机205连接到程控频率合成器212，收信机204和发信机205及频率合成器212的各控制端及状态输出端连接到程序控制器208等部分组成；如果，收发信频段不超过一个倍频程；并且，收发信频段滤波器是采用输入输出可逆的双向滤波器，可采用如图4(b)所示出的低成本双工器结构219表示一个切换收信机输入端RI和发信机输出端TO的连接于双向滤波器221或222的切换开关，可以是机电式开关，也可以是电子开关；221和222分别表示两个不同工作频段的双向滤波器，可以是两个带通滤波器或两个带阻滤波器或一个高通滤波器和一个低通滤波器；220是一个双向差分器，如果，从220看向221和222，是纯电抗性或接近于纯电抗性负载的话，或者系统对收发信指标要求不高的话，220也可以是个简单的兼有阻抗变换的均衡非均衡隔离器网络；该结构的可切换的双工器，同样具有配合程控频率合成器212切换收发工作频段的功能。用户载波接口109与原载波电话机主要不同之处在于不含键盘、送话器、受话器等部件，而另设置用户环路部件207；参见图4(C)环路部件207包含铃流发生器218、用于回铃音及忙音等提示音操作的蜂音发生器213、用于接收用户话机拨号的DTMF信号接收解码器214、用于用户摘挂机检测的环流检测器217、线路切换开关216、用于话音信号收发2-4线转换的差分器215等部分。210是收信机204解调后的话音信号输出线、211是发信机205的话音信号调制输入线，接口通过用户线209与用户话机104相连接。顺便指出，环路部件207可以采用普通用户交换机中的用户接口部件，只要增加铃流发生器即可。用户载波接口109，向用户提供一个标准的用户环路接口，从而突破原系统只能直接传输话音的限制。当然，原方式的载波电话机，同样能在集中系统中很好的工作，也许对于一些专业网来说是更方便更合适的选择。本说明中描述的有关用户载波接口109的工作方法或步骤，在操作实质上也同样适用于原结构方式的载波电话机；自然，用户载波接口109也能很好的工作于原无中心多址系统。本说明主要以用户载波接口109为例进行陈述。
单端集中系统收发工作频段约定处于守候或被呼状态的用户载波接口109的收信机使用高频段，发信机使用低频段；主呼状态的(先摘机)的用户载波接口109在与内部其他用户接口接续时收信机使用低频段，发信机使用高频段，在与局端接续时收信机使用高频段，发信机使用低频段；局端的信道单元，收信机固定使用低频段，发信机固定使用高频段；也可以做与上述规定相反的约定。
单端集中系统信令方式及帧结构参见图5(A)，该图是以单工信令信道工作方式为例，描述的最佳实施例的简化信令序列结构图中140表示系统的信令序列结构，141描述局端控制器112从信令信道发出的某一帧信令的结构，142是某用户载波接口109从信令信道发出的一帧信令的结构，144表示可由用户载波接口109从信令信道发出的信令随机插入的N个时隙，143表示从A-A处插入一帧用户载波接口109的信令后的序列结构。如果系统采用双工信令信道工作方式，可采用更加简单的序列结构，如图5(B)所示信令序列147为系统控制器112发出；信令序列148为用户载波接口109发出；这里112STP的含义为空闲帧，以保持序列148的同步。显然，双工方式具有较快的接续速度。信令109Si的信息码段应具有一定的相关性结构，以便于系统控制器112对信令信道发生争用的判别，一旦发生争用，相关性被破坏，再相关运算时，便会发现错误。这种相关性结构，可通过简单的相关算法实现，如计算机中常用的CRC校验或简单的奇偶校验等算法。另外一种方法是利用各用户载波接口109离局端设备距离长度不同，信号衰减程度不同，在发生争用时两条信令发生错误的程度也不同的特性，(由于存在同频抑制效应，调频通信系统中该特性更加明显。)采用能够纠正一定长度交发错误并能检测出更长错码的前向纠错编码，系统控制器112纠错解码时，在发生争用的多数情况下可恢复出其中一条正确的信令，并能判决绝大多数争用的发生。这两种方法也可以结合使用，外码采用前向纠错编码，内码采用校验码，或更加复杂的结构码算法。
以单工信令信道工作方式为例系统处理多个用户同时摘机争用信令信道的方法是系统规定局端系统控制器112拥有信令信道控制优先权，在系统控制器112发出的每帧信令141的结尾都含有一个后续帧状态标识码ST1，用以通知用户载波接口109，下一帧是否仍为系统控制器112发出的信令141；若不是141，则表示在随后的含有N个时隙的时间段内，允许用户载波接口109随机选择某个时隙插入信令142；若该用户载波接口109选择的是第一时隙TC1，则立即插入信令142，否则，必须判别在此之前的各个时隙均为空闲状态，并无其它用户载波接口109占用的情况下才可插入信令142，一旦发现其它用户接口占用了任一时隙TCi，该次选择放弃，等候下一个插入时隙段144出现后，再重新选择插入时隙；在信令142的结尾也含有一个标识码ST2用以表示该信令是某用户载波接口109所发出的信令在系统控制器112识别到ST2后，若没有新的信令发出，则立即发112STP信令，其结尾的ST1通知其它用户载波接口109，可以插入信令；如果在144时间段内系统控制器112未检测到有用户载波接口109发出的信令，在144结束时，系统控制器122或者发出自己的信令141，或者发出112STP标识信令。标识码ST1或ST2，可以是一个特殊码字，也可以是一个特殊码位，甚至可以是一个信息码元的某种特定结构，这里不加限制。至于时隙TCi及144的长度的确定，要考虑接续速度和信令波特率等因素在优选实施例中，为保证较快的接续速度，确定时隙TCi的长度等于或略大于[位同步码BSi＋帧同步码FRAMi]，144的长度等于或略大于一帧信令141的长度，自然，141与142可具有同样的长度和结构。如果波特率与接续速度不是问题，TCi的长度也可以是一个完整信令帧的长度，用户载波接口109也不必检测所选择的时隙之前是否被占用。对于双工信令信道工作方式，不必考虑插入时隙的占用判别，为保证随机插入109Si信令的时刻相对准确，每个112Si帧或112STP帧的结束标识码STi，均可作为用户载波接口109随机插入时隙的同步开始点，在系统控制器112识别出发生争用时，立即发出时隙争用标识帧或在发生争用的紧接发出的112Si帧内设置专用标识码STi，用户载波接口109收到该帧后再重新计算插入随机数j，延迟j-1帧再次发出信令。该争用标识方法，在单工信令信道工作方式中也可采用，但会延长平均接续时间。单工方式中可采用的较简单的有效方法是在用户载波接口109发出摘机信令109Si后，在一定时间内收到系统控制器112的应答信令112i时，判为无争用发生；否则重新计算插入随机数j，等候下一144时段再次插入；系统控制器112发现争用时该帧废弃，不发送争用标识帧或专用标识码，也不进行接续操作。无论在那种工作方式，用户载波接口109未收到预期的应答信令，均可重新插入。为简化说明，在后面的陈述中不再赘述有关信令信道争用的内容。
在集中电话系统中，局端集中器是必有的设备。因此，由集中器的系统控制器112承担信道的管理是自然合理的。用户载波接口109不进行信道的检索操作，避免判别信道空闲的时延，加快接续速度。
参见图6A，图6A.1～图6A.5，图6B，图6B.1～图6B.3单端集中系统的工作方法和步骤，分两个简要过程说明如下过程1--系统内用户主呼(摘机)接续操作过程；图6A是对应本过程的主要操作的简化示意流图。分几个主要步骤加以说明步骤1.用户载波接口109检测到用户摘机后，发出摘机申请接续信令109Si，定时等候局端系统控制器112发出的应答信令112Si；步骤1.的主要操作及操作顺序，对应分过程151
步骤2.系统控制器112收到109Si后，按145中的用户载波接口109地址码ADDRi，检索记录装置112R中存储的对应数据表LTABi，检到LTABi后，将一个空闲信道号CHNi和用户载波接口109地址码ADDRi及允许接续的信息标志FLAGi置入信息码段146；在信令信道发出信令141；局端的列应环路部件110闭合环线Ai，标记107-Ai为内部摘机状态；选择一条交换线路Li-Bj；操作交换矩阵111接通Li-Bj；令所选空闲CHNi号信道单元130进入接续状态；分过程152实现步骤2.的主要操作及操作顺序；步骤3.用户载波接口109收到局端发出的接续信令141后，设置频率合成器212的输出频率为CHNi号空闲信道的收发工作频率；切换收和发的滤波器202和203的工作频段，发出话务接续信令142；接通送话器和受话器，等候用户话机拨号后局端的话务指示信令141；分过程153列出完成步骤3.的主要操作内容及操作顺序；步骤4.系统控制器112收到用户话机104拨号后，检查记录装置112R的记录如果是系统内部用户的话机编号，将被呼用户地址码ADDRi及信道号CHNi置入信令141的信息码段146，标志码FLAGi为内部话务标志，从本信道发出话务指示信令141并令该信道单元130定时等候内部被呼用户应答，随后将该标志码FLAGi改为内部被呼标志，从信令信道发出内部被呼信令，对被呼对应的110-Ai进行标记，表示该用户处于内部被呼状态；在信道单元130收到内部被呼用户应答信令后，再定时等候被呼用户摘机信令；收到被呼用户摘机信令，则闭合被呼对应110的环线；如果在记录装置112R记录的数据表中未查到主呼用户发出的拨号，则按外部话务处理，保持话路有关部件的接续状态，也可发出话务指示信令以通知主呼用户载波接口109；步骤4.的主要操作及操作顺序由分过程154实现；步骤5.如主呼用户载波接口109收到的话务指示信令141的标志码FLAGi为外部话务标志(或者未收到话务指示信令)，则继续保持信道和话路；如为内部话务标志，则用户载波接口109切换收发工作频段，定时等候被呼用户应答及摘机信令步骤5.的主要操作及操作顺序由分过程155完成；过程2--上端局呼入系统内部用户应答接续操作过程图15(B)是对应本过程的主要操作的简化示意流程图。本过程的主要内容是步骤6.集中器检查各局端环路接口110，如有上端局振铃信号，检查本接口标记是否处于内部被呼待接续状态，是内部被呼状态，本过程不做处理；否则，检索记录装置112R数据表中与该110-Ai对应的用户载波接口109的地址码ADDRi，再查找交换矩阵111的空闲路径Li-Bj及空闲信道号CHNi；装配信息码段146，设置FLAGi为外部呼入标志；从信令信道发出信令141，令CHNi号信道单元130等候被呼用户载波接口109的应答信令142；标记110-Ai为外部呼入状态；设置交换矩阵111的开关参数；步骤6.的主要操作由子过程156完成；步骤7.被呼用户载波接口109的初始状态为信令信道守候状态；收到呼叫信令141以后，识别ADDRi地址码是否本接口地址码；是呼叫本接口则按所收信令141的信息码段146的信道号CHNi设置收发信机的工作频段和信道频率；开启发信机发出应答信令142(从话务信道发出)；周期向用户话机104发出铃流信号；检测到用户摘机后从话务信道发出被呼摘机信令142；闭合用户环线209；实现步骤7.的主要操作由分过程157完成；步骤8.局端设备在收到应答信令后，令信道单元130继续等候用户载波接口109发出的摘机信令；在等候摘机信令时，继续检查局端环路部件110的振铃指示信号，若超过一个振铃周期未有新的振铃，则进行复位操作；如收到用户载波接口109发出的摘机信令，则进行话路接续操作；子过程158实现本步骤的操作和操作顺序。
若系统中使用<双工无中心频分多址载波电话机>，其相关的操作除将用户载波接口109有关对用户话机环路的操作，改为载波话机的相应操作外，其余操作内容完全相同，不再重复陈述。为使说明简单明了，以上陈述省略了不影响主题说明的操作及过程内容。由以上的叙述，不难得出结论仅就内部通讯而言，单端系统实质上是无中心多址系统和信道调度管理中心的综合系统。即，信道管理是有中心的，话务交换却是无中心的。
通过记录装置112R，对用户话机104的编号和用户载波接口109的物理地址码及用户对应的局端环线107的物理编号等，具有对应关系的数据进行登记；进一步，在接续操作过程中对环路部件110-Ai或环线107-Ai进行标记；使得系统能够判别话务接续的状态处于内部主呼摘机状态，还是处于内部被呼状态，或者处于外部呼入状态。系统对于不同状态的话务进行不同的接续操作；无论处于何种状态，只有在被呼用户摘机时，才闭合其对应的局端环线；若是内部接续话务，系统通知主呼用户载波接口109切换其工作频段(或由被呼接口切换工作频段，效果也一样；但不如主呼切换方便。)；同时，局端设备也监视被呼用户接口发出的摘机信令，并进行相应的接续操作；对上端交换机来说，各环线的状态变化与分别直接连接到独立的用户话机是一样的。因此，能够实现系统内任两用户载波接口109之间直接通讯仍只占用单信道而又不必另加计费系统的目的。
既然，在单端集中系统中，可以做到系统内用户端，任两用户载波接口109之间直接通讯，只占用一个信道，具有较高的信道利用率。是否可以通过较简单的技术措施，进一步提高载波集中系统的信道利用率？答案是肯定的，而且在实际系统中也确有实施的价值。尤其是在用户数较多或平均话务量(特别是内部话务量)较大，而又相对比较集中(比如，分布在几公里范围内)，距离交换局又较远的情况下(很多集团用户便具有这些特点)，更具有较高的经济价值。在单端集中系统的结构基础上，可以进一步提高载波集中系统的信道利用率，或增加用户容量或用，户平均话务量的较直接的方法，是采用具有双端结构的双端用户集中器电话系统。在双端集中系统中，将单端集中系统中的，原本由载频信道承载的内部话务，改为用户端集中器的内部交换绳路承载，内部用户之间通话时不再占用载波信道资源，载频信道的作用则更类似于一条多路中继线的功能。而全系统的功能，在很多方面也更接近一个自动中继终端电话交换系统。但是，实质上这两者之间仍存在本质的不同自动中继系统，通过中继接口连接到上端局，本质上属于局端设备，需上端交换机的系统软件及专用接口(如E1)的支持，才能工作而双端集中系统，则通过用户环路接口连接到上端局，基本功能仍然是连接用户与交换机的线路功能，本质上属于用户设备，不需要上端交换机的系统软件及专用接口的支持，便可正常工作。这也正反映出双端系统最有趣的功能特点所在，从局端看，大量用户接口通过双端集中系统延伸到用户端，就象直接连在用户话机上；而从用户端看，双端集中系统则更象是一部具有自动接续(DOD＋DID)功能的程控用户交换机。采用与单端集中系统中的类似工作方法，双端集中系统同样不必另加额外的计费系统或改造上端交换机的系统软件及硬件结构。
下面对双端用户集中器电话系统的结构原理及工作方法进行简单介绍。
参见图7双端系统中，局端设备的电气结构，与单端系统中的局端设备的电气结构，在原理上完全相同。在电气指标相同的情况下，除系统软件外，可直接互换。区别较大的是用户端设备。在单端系统中的用户端载波接口109，一般情况下是单信道单话路单用户独享的设备；在双端系统中，用户端载波接口103B一般情况下是多用户共享的多信道多话路公用设备，各个用户话机104通过用户端线路集中器的用户环路接口接入系统。载波接口103B和用户端集中器102B可采用与局端设备类似的结构。在本实施例中，103B与103具有完全相同的结构，不同之处在于，局端与用户端的工作频段的设置是相反的；102B和102也是同样结构，区别是用户端集中器102B的用户环路接口(BAi)与局端集中器102的不同，采用用户载波接口109中的用户环路接口207，功能也相同；另外102B的交换矩阵的处理容量要适当大一些，以满足其内部话务交换的需要。实际上，从硬件结构的角度来看，各种具有足够处理话务量的用户程控交换机，在结构上大多均可用来做用户端集中器102B，所需改动之处是用载波接口103B，替代交换机中的中继部件，接入交换矩阵并建立与控制器的通信联系(例如一条串口线。)，用于控制信息的传递；重要的是，系统控制器同样应具备与单端系统中的记录装置112R同等用途的用户数据记录装置(定其代号为112RA)，用于识别被呼用户是否系统内部话机。
显然，在双端系统中，不存在信令信道的争用问题。因此，双端用户集中器载波电话系统的信令序列结构，相对单端系统的信令序列结构要简单一些，可不设置随机插入时隙段144。
双端用户集中器电话系统的工作方法，与单端系统的工作方法的原理基本相同。区别是在话务接续的过程中，增加用户端交换矩阵的操作步骤；这里，仅以系统内部用户主呼(先摘机)话务接续的主要操作过程为例加以简要描述过程3--双端系统内部用户之间的话务接续；步骤9.用户端集中器检测到主呼用户话机104B摘机后，从信令信道发出请求接续信令，信令信息包含104B的用户线号(相当于单端系统中用户载波接口109的编号)、用户主呼摘机标志等内容；步骤10.局端集中器收到主呼请求接续信令后，从记录装置112RA中记录的用户数据表中，提取其对应的局端环线号，指定一条空闲信道号，发出允许接续信令，信令信息包含104B的用户线号、空闲信道号、允许主呼接续标志等内容；令局端载波接口被指定的信道单元定时接收用户DTMF拨号；选择一条空闲交换线AAi-ABj，操作交换矩阵接通AAi-ABj；闭合主呼用户话机104B对应的局端环线；步骤11.用户端集中器收到允许接续信令后，按信令中指定的信道号、交换线号AAi-ABj，设置信道单元启动收发信机及交换矩阵接通与AAi-ABj对应的BAi-BBj号交换线；至此用户可听到局端的拨号音，完成用户主呼话机摘机入局接续；步骤12.用户听到局端的拨号音后，进行呼叫拨号；局端集中器收到主呼话机的拨号后，检索记录装置112RA中的用户数据表，判别被呼用户是否系统内部用户；是则步骤13.；否则步骤18.；步骤13.(内部用户接续)选择一条空闲内部交换线IN-BAi-IN-BAj，将交换线号、及主被呼用户对应的局端线号AAj、内部接续标志，置入信令信息码段，向用户端集中器发出内部接续信令；局端用户线AAi、AAj标识为内部接续状态；主呼AAi保持环路闭合；释放交换线AAi-ABj和信道单元；步骤14.用户端集中器收到内部接续信令后，向主呼用户和被呼用户发出回铃音和振铃信号；检测到被摘机后，向局端发内部接续被呼摘机信令；步骤15.局端集中器收到内部被呼摘机信令后，闭合被呼对应环路；步骤16.用户端检测到主被呼任一方的挂机信号，向局端发出内部接续挂机信令；步骤17.局端收到内部接续挂机信令，释放主被呼环路；步骤18.呼出接续操作略。
至此，结束内部话务接续的主要操作。虽然，内部话务接续在步骤13.后不再占用话务信道，但是，主被呼任一方的接续状态均反映在局端用户接口上；因此，与单端系统一样，双端集中系统也不必另加额外的计费系统或改造上端交换机的系统软件及硬件结构。
如果，这两种系统的信令方式采用兼容结构(例如采用双工信令方式，增加用户载波接口109信令发送争用时隙段。)，通过不同的标志码FLAGi，区别不同的信令类型，则可实现这两种系统的综合，即单双端混合用户集中器载波电话系统。对于混合载波电话系统，主要问题在于信道的分配和使用规则，较为简单也较为实用的分配办法是将全部信道划分成A、B两组，分配给单端用户和双端用户使用规则是内部单端用户之间、单端用户与双端用户之间、单端用户与局端通话时使用A组；双端用户与局端通话时使用B组。较为复杂的规则，可采用动态分配的方式将全部信道连续编号为0～N；内部单端用户之间、单端用户与双端用户之间、单端用户与局端通话时从(0、1、2…)号信道开始接续；双端用户与局端通话时从(N、N-1、N-2…)号信道开始接续，动态分配要求双端载波设备具备多频装置(如在信道单元部件130中，需设置频率合成器。)，结构要复杂一些，相应的控制系统成本也较高，但可获得较高信道利用率及承担较大的平均话务量或较多的用户容量，用户适用性也更加灵活；混合系统的工作方法及操作步骤，除更加复杂的信道管理方法外，与单端系统及双端系统没有本质的不同，基本也是两种系统工作方法及操作步骤的综合；这些已不影响本发明的基本精神，不再赘述。
本说明书阐述的集中载波电话系统的电气结构和工作方法的基本要素，同样也适用于实线中继集中电话系统用以提高其中继线路利用率。当然，这只能是双端系统，只要将局端和用户端的载波接口用一组实线中继接口替换便可得出实线系统的电气结构；其工作方法也可由双端系统的工作方法得出，这只要将双端系统的操作步骤中有关信道单元的操作替换成中继单元的操作既可。再有，将载波频率搬移到射频RF频段，便成为单端或双端集中无线电话系统；将载波集中电话系统的工作方法和步骤的说明陈述中的“载波”、“载波信道”等词替换成“无线”、“无线信道”等词，无须其他任何改动既可适用无线集中电话系统。本发明的优选实施例采用了载波电话系统的特例，但是所阐述的提高信道利用率的方法，适用于包括使用数字中继线路在内的任何其它集中器型电话系统；只须将本文特例中的信道概念引伸为适用其它集中器型电话系统的广义话务信道概念，这里陈述的有关电气结构的装置要点及工作方法和操作步骤的基本内容，便可用于改善任何其它集中器型电话系统的信道利用率。
至此，已完整的介绍了满足发明主题的所有条件，该发明适用于各种局域自动电话网。实施本发明所需的各种技术手段，是通讯专业和计算机专业的技术人员所熟悉的。因此，只要不离开权利要求中所规定的范围和精神实质，可以作各种变化和替换。
权利要求
1.一种单端用户集中器载波电话系统，包括系统控制器连接到交换网络矩阵和环路接口及局端载波信道单元，局端线路集中器通过一组局端用户环路连接到上端交换机，一组与系统内载波信道数相等的中继线连接到局端线路集中器和局端载波接口，一条载波传输线路连接局端载波接口和载波用户环路接口，载波用户环路接口连接到用户话机。
2.根据权利要求1所述的单端用户集中器载波电话系统其特征在于系统控制器含有一个记录装置，用于记录至少三种数据用户话机编号、载波用户环路接口物理地址码、局端环线物理编号以及这三者相互之间关连关系的数据表。
3.根据权利要求1所述的单端用户集中器载波电话系统其特征在于所述的载波用户环路接口装置，包括程序控制器连接到载频收发双工器和程控频率合成器和发信机和收信机及用户环路部件；用于配合程控频率合成器切换收发信机工作频段的载频收发双工差分器连接到收信滤波器和发信滤波器，收信滤波器连接到含有信道状态指示器和信令解码器部件的收信机，发信滤波器连接到含有发信控制开关和信令编码器及话音信号开关部件的发信机；程控频率合成器连接到收信机和发信机。
4.根据权利要求3所述的载波用户环路接口装置用于切换收发信机工作频段的双工器，其特征在于包括不同工作频段的两个双向滤波器连接到一个双向差分器，一个切换收信机输入端和发信机输出端的连接于两个双向滤波器的切换开关。
5.根据权利要求4所述的双工器其特征在于两个不同工作频段的双向滤波器，是两个带通滤波器或两个带阻滤波器或一个高通滤波器和一个低通滤波器。
6.根据权利要求5所述的双工器其特征在于双向滤波器的输入输出端是可逆的。
7.根据权利要求4所述的双工器其特征在于双工器连接于收信机输入端及发信机输出端的切换开关，是机电式开关或电子模拟开关。
8.根据权利要求4所述的双工器其特征在于在滤波器的输入输出端的阻抗是纯电抗或接近于纯电抗性的阻抗时，双向差分器是一个简单的兼有阻抗变换的均衡非均衡隔离网络。
9.一种单端用户集中器载波电话系统的工作方法，其步骤如下步骤1，通过记录装置，对用户话机的编号和载波用户环路接口的或物理地址码及用户对应的局端环线的物理编号，具有对应关系的数据进行登记；步骤2，在接续操作过程中对局端环路部件或局端环线进行标记；使得系统能够判别话务接续的状态，是处于内部主呼摘机状态，还是处于内部被呼状态，或者处于外部呼入状态；步骤3，系统对于不同状态的话务进行不同的接续操作，只有在被呼用户摘机时，才闭合其对应的局端环线，若是内部接续话务，系统通知主呼接口或载波话机切换其工作频段或由被呼接口切换工作频段，同时，局端设备也监视被呼用户接口或载波话机发出的摘机信令，并进行相应的接续操作。
10.根据权利要求9所述系统的工作方法，还包括以下步骤步骤1，用户接口检测到用户摘机后或载波话机摘机后，发出摘机申请接续信令，定时等候局端设备发出的应答信令；步骤2，系统控制器收到摘机申请接续信令后，按信令中用户接口地址码或载波话机地址码，检索记录装置中存储的对应数据表，检到该地址码后，将一个空闲信道号和该地址码及允许接续的信息标志置入信令的信息码段，在信令信道发出该信令，局端的与用户接口地址码或载波话机地址码对应的环路部件闭合环线，并标记为内部主呼摘机状态，选择一条连接环路部件和所选空闲信道单元的交换路径，操作交换矩阵接通该条交换线路，令所选信道单元进入接续状态；步骤3，用户接口或载波话机收到局端发出的允许接续信令后，设置频率合成器的输出频率为局端指定信道的收发工作频率，切换收发信机的工作频段，发出话务接续信令，接通送话器和受话器，等候用户拨号后局端的话务指示信令；步骤4，局端收到用户拨号后，检查记录装置中记录的用户数据表，如果是系统内部用户的话机编号，将被呼用户地址码及信道号置入信令的信息码段，标志码为内部话务标志，从原信道发出话务指示信令并令该信道单元定时等候内部被呼用户应答，随后将该标志码改为内部被呼标志，从信令信道发出内部被呼信令，对被呼对应的局端环线或环路部件进行标记，表示该用户处于内部被呼状态，在信道单元收到内部被呼用户应答信令后，再定时等候被呼用户摘机信令，收到被呼用户摘机信令，则闭合被呼对应的局端环线；如果在记录装置中的数据表中未查到主呼用户发出的拨号，则按外部话务处理，保持话路有关部件的接续状态，或发出话务指示信令以通知主呼接口或载波话机；步骤5，如主呼用户接口或载波话机收到的话务指示信令的标志码为外部话务标志或者未收到话务指示信令，则继续保持信道和话路，如为内部话务标志，则主呼用户接口或载波话机切换收发工作频段，定时等候被呼用户应答及摘机信令；步骤6，系统控制器检查各局端环路接口，如有上端局振铃信号，检查本接口标记是否处于内部被呼待接续状态，是内部被呼状态，是不做处理，否则，检索记录装置中记录的用户数据表，数据表中与该局端环路接口对应的用户接口或载波话机的地址码，再查找交换矩阵的空闲路径及局端载波接口的空闲信道号，装配信息码段，设置外部呼入标志，从信令信道发出外部呼入信令，令所选信道单元等候被呼用户接口或载波话机的应答信令，标记所选交换线及该局端环路接口为外部呼入待应答状态；步骤7，被呼用户接口或载波话机的初始状态为信令信道守候状态收到呼叫信令以后，识别信令中地址码是否本接口地址码，是呼叫本接口则按所收信令的信道号设置收发信机的工作频段和信道频率，开启发信机发出被呼应答信令，用户接口周期向用户话机发出铃流信号或载波话机发出振铃，检测到用户摘机后从话务信道发出被呼摘机信令，用户接口闭合用户环线或载波话机开通送受话器；步骤8，局端设备在收到应答信令后，令信道单元继续等候用户接口或载波话机发出的摘机信令，在等候摘机信令时，继续检查局端环路部件的振铃指示信号，若超过一个振铃周期未有新的振铃，则进行复位操作，如收到接口或载波话机发出的摘机信令，则进行话路接续操作。
11.一种双端用户集中器载波电话系统，包括局端系统控制器连接到交换网络矩阵和环路接口及局端载波信道单元，局端线路集中器通过一组局端用户环路连接到上端交换机、一组中继线连接到局端线路集中器和局端载波接口、一条载波传输线路连接局端载波接口和用户端载波接口、用户端载波接口通过一组中继线连接到用户端线路集中器、用户端线路集中器的用户环路连接到用户话机，用户端控制器连接到用户端集中器交换网络矩阵和环路接口及用户端载波信道单元。
12.根据权利要求11所述的双端用户集中器载波电话系统其特征在于系统控制器含有一个记录装置，用于记录至少三种数据用户话机编号、用户端环路接口地址物理编号、局端环线物理编号以及这三者相互之间关连关系的数据表。
13.一种双端用户集中器载波电话系统的工作方法，其步骤在于步骤1，通过记录装置，对用户话机的编号和用户端环路接口地址编号及用户对应的局端环线的物理编号，具有对应关系的数据进行登记；步骤2，在接续操作过程中对局端环路部件或局端环线进行标记，使得系统能够判别话务接续的状态，是处于内部主呼摘机状态，还是处于内部被呼状态，或者处于外部呼入状态；步骤3，系统对于不同状态的话务进行不同的接续操作，只有在被呼用户摘机时，才闭合其对应的局端环线，若是内部接续话务，用户端线路集中器通过内部交换线进行话务接续，监视被呼用户话机的摘机信号，并进行相应的接续操作，在被呼用户话机摘机后通知局端集中器闭合其对应的局端环线。
14.根据权利要求13所述系统的工作方法，其特征在于处理内部话务接续还包含以下步骤步骤1，用户端集中器检测到主呼用户话机摘机后，发出请求接续信令，信令信息包含主呼用户话机的用户线号和用户主呼摘机标志；步骤2，局端集中器收到主呼请求接续信令后，从记录装置中记录的用户数据表中，提取其对应的主呼用户话机局端环线号，指定一条空闲信道号，发出允许接续信令，信令信息包含主呼用户话机的用户线号、空闲信道号、允许主呼接续标志，令局端载波接口被指定的信道单元定时接收用户拨号，选择一条空闲交换线，操作交换矩阵接通被指定的信道单元和主呼用户话机对应的局端环线，闭合主呼用户话机对应的局端环线；步骤3，用户端集中器收到允许接续信令后，按信令中指定的信道号、交换线号，设置信道单元启动收发信机及操作交换矩阵接通信道单元与主呼用户环线；步骤4，用户听到局端的拨号音后，进行呼叫拨号，局端集中器收到主呼话机的拨号后，检索记录装置中的用户数据表，判别被呼用户是否系统内部用户，是则执行步骤5，否则执行步骤10；步骤5，选择一条空闲内部交换线，将交换线号、及主被呼用户对应的局端线号、内部接续标志，置入信令信息码段，向用户端集中器发出内部接续信令，局端主呼用户线与被呼用户线标识为内部接续状态，主呼用户线保持环路闭合，释放在步骤2所指定的交换线和信道单元；步骤6，用户端集中器收到内部接续信令后，向主呼用户和被呼用户发出回铃音和振铃信号，检测到被摘机后，向局端发内部接续被呼摘机信令，接通步骤5所选内部交换线；步骤7，局端集中器收到内部被呼摘机信令后，闭合被呼用户对应环路；步骤8，用户端检测到主呼或被呼的挂机信号，向局端发出内部接续挂机信令；步骤9，局端收到内部接续挂机信令，释放主呼和被呼环路；步骤10，呼出接续操作。
15.一种单双端混合用户集中器载波电话系统的工作方法其特征在于信道的分配和使用方法是将全部信道固定道划分成A、B两组，分配给单端用户和双端用户，或采用动态分配的方式，将全部信道连续编号为0～N；固定划分信道时内部单端用户之间、单端用户与双端用户之间、单端用户与局端通话时使用A组，双端用户与局端通话时使用B组；动态分配信道时内部单端用户之间、单端用户与双端用户之间、单端用户与局端通话时从(0、1、2…)号信道开始接续，双端用户与局端通话时从(N、N-1、N-2…)号信道开始接续，或者从相反顺序开始接续。
16.一种实线中继双端集中器电话系统其特征在于局端系统控制器连接到交换网络矩阵和环路接口，局端线路集中器通过一组局端用户环路连接到上端交换机、一组中继线连接到局端线路集中器和用户端线路集中器、用户端线路集中器的用户环路连接用户话机，用户端控制器连接到用户端集中器交换网络矩阵和环路接口。
17.根据权利要求16所述的实线中继双端集中器电话系统其特征在于系统控制器含有一个记录装置，用于记录至少三种数据用户话机编号、用户端环路接口地址物理编号、局端环线物理编号以及这三者相互之间关连关系的数据表。
18.一种实线中继双端用户集中器电话系统的工作方法其步骤，如下步骤1，通过记录装置，对用户话机的编号和用户端环路接口地址编号及用户对应的局端环线的物理编号，具有对应关系的数据进行登记；步骤2，在接续操作过程中对局端环路部件或局端环线进行标记，使得系统能够判别话务接续的状态，是处于内部主呼摘机状态，还是处于内部被呼状态，或者处于外部呼入状态；步骤3，系统对于不同状态的话务进行不同的接续操作，只有在被呼用户摘机时，才闭合其对应的局端环线，若是内部接续话务，用户端线路集中器通过内部交换线进行话务接续，监视被呼用户话机的摘机信号，并进行相应的接续操作，在被呼用户话机摘机后通知局端集中器闭合其对应的局端环线。
19.根据权利要求18，所述系统的工作方法，其特征在于处理内部话务接续还包含以下步骤步骤1，用户端集中器检测到主呼用户话机摘机后，发出请求接续信令，信令信息包含主呼用户话机的用户线号和用户主呼摘机标志；步骤2，局端集中器收到主呼请求接续信令后，从记录装置中记录的用户数据表中，提取其对应的主呼用户话机局端环线号，指定一条空闲中继线号，发出允许接续信令，信令信息包含主呼用户话机的用户线号、空闲中继线号、允许主呼接续标志，定时接收用户拨号，选择一条空闲交换线，操作交换矩阵接通被指定的中继线和主呼用户话机对应的局端环线，闭合主呼用户话机对应的局端环线；步骤3，用户端集中器收到允许接续信令后，按信令中指定的中继线号、交换线号，设置操作交换矩阵接通被指定中继线与主呼用户环线；步骤4，用户听到局端的拨号音后，进行呼叫拨号，局端集中器收到主呼话机的拨号后，检索记录装置中的用户数据表，判别被呼用户是否系统内部用户，是则执行步骤5，否则执行步骤10；步骤5，选择一条空闲内部交换线，向用户端集中器发出含有该交换线号、主被呼用户对应的局端线号及内部接续标志的内部接续信令，局端主呼用户线与被呼用户线标识为内部接续状态，主呼用户线保持环路闭合，释放在步骤2所指定的交换线和中继线；步骤6，用户端集中器收到内部接续信令后，向主呼用户和被呼用户发出回铃音和振铃信号，检测到被摘机后，向局端发出内部接续被呼摘机信令，接通步骤5所选内部交换线；步骤7，局端集中器收到内部被呼摘机信令后，闭合被呼用户对应环路；步骤8，用户端检测到主呼或被呼的挂机信号，向局端发出内部接续挂机信令；步骤9，局端收到内部接续挂机信令，释放主呼和被呼环路；步骤10，呼出接续操作。
20.一种提高包括使用数字中继线路在内的一般用户集中器电话系统的广义中继话务信道利用率的方法其步骤在于步骤1.通过记录装置，对用户话机的编号和用户端环路接口地址编号及用户对应的局端环线的物理编号，具有对应关系的数据进行登记；步骤2.在接续操作过程中对局端环路部件或局端环线进行标记；使得系统能够判别话务接续的状态，是处于内部主呼摘机状态，还是处于内部被呼状态，或者处于外部呼入状态；步骤3.系统对于不同状态的话务进行不同的接续操作，只有在被呼用户摘机时，才闭合其对应的局端环线，若是内部接续话务，系统通过内部信道进行话务接续，在被呼用户话机摘机后通知局端集中器闭合其对应的局端环线。
全文摘要
本发明涉及其中继媒介为载波、无线、实线或数字中继线路的程控集中器型电话系统。，所介绍的三种电话系统单端用户集中器和双端用户集中器以及由这两种系统综合而成的单双端混合用户集中器电话系统。在仍保持较高信道利用率的前提下，简便的实现自动直拨并网，不另设任何计费系统。对用户端的载波话机的电气结构施行新的组合，向用户提供一个标准的环路接口，用户端各种符合环路电话接口标准要求的设备均可接入本系统。
文档编号H04J1/08GK1142152SQ96103390
公开日1997年2月5日 申请日期1996年4月10日 优先权日1996年4月10日
发明者李红旗 申请人:李红旗