专利名称：一种改善客户前端设备报警信号音频检测的方法
技术领域：
本发明涉及一种在电话机中检测CAS(客户前端设备报警信号)音频的新方法，主要是在电话机检测到一小段CAS音频信号后，对该近端(Near End)用户的语音信号进行遮蔽(mute)，以在没有近端用户的语音干扰的情况下，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，以确定该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是呼叫方身份/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、姓名及其他讯息等信息，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，以便被呼叫方在接听电话时，即可通过被呼叫方电话机上的显示器，得知呼叫方的身份。
该呼叫方身份的识别功能依被呼叫方的电话机所处状态，又可细分为下列二子功能(一)在被呼叫方的电话机处于挂机(on hook)的状态下，可接收呼叫方的电话号码等信息的功能，称之为呼叫方身份(Caller ID)识别功能，由于这种状态下，被呼叫方的电话机并未使用，故该电话机不致遭受外界的杂讯干扰，故顺利完成接收数据的功能，并无困难。
(二)在被呼叫方的电话机被摘机(offhook)的状态下，可接收呼叫方的电话号等信息的功能，称之为呼叫等候(Call Wating)识别功能，由于这种状态下，被呼叫方的电话机处于摘机状态，即正在被使用中，因此，外界的各种噪声及用户的语音信号均将通过麦克风进入被呼叫方的电话机，而严重影响到该电话机对信号的接收能力，故被呼叫方的电话机欲在此一状态下，有效且顺利地完成接收数据的功能，似乎存在许多技术上尚需克服的困难。
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呼叫等候数据前，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呼叫等候数据，因此，如何在电话机接收到CAS音频信号时，电话机先藉由进行某些控制动作，以暂时遮蔽掉由被呼叫方的电话机麦克风进来的语音信号，令被呼叫方的电话机准确无误地接收CAS音频信号，即成为是否能顺利完成接收该呼叫等候数据的前提。毕竟，能准确无误地接收到CAS音频信号，即能保证其后的数据被可靠地接收。此即有效完成呼叫等候的关键存在，也是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规格编号SIN 242和SIN 227的规定，CAS音频信号具有下表所列的参数特性<
由上表可知，CAS音频信号的频率落在音频范围之内，因此外界的语音信号极可能被误检测成CAS音频信号，致真正的CAS音频信号可能因被外界的语音信号干扰，而无法准确地被检测出来，此即CAS音频信号检测中所谓的过敏(Talk-down)及过钝(Talk-off)性能。
当电话机处于摘机状态下，这种外界的语音信号源主要有二，其一为远端用户传来的语音信号，另一为近端用户的语音信号；其中由于近端用户的语音信号未经过传输线路的衰减，而直接作用在CAS音频检测电路的输入端，故这种近端语音信号源对于CAS音频信号检测的过敏及过钝性能所造成的影响，尤其显著。
按，一般对CAS音频信号的检测采用两种方法，其一为利用某些专用晶片，例如Mitel 8843等，另一为利用数字讯号处理器(Digital Signal Processor，以下简称DSP)；其中利用这些专用晶片进行检测的方法，其优点为价格便宜，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达钝性能很差，不可能达到美国Bellcore的SR-TSV-002476与英国BT的规格要求；反观，利用数字讯号处理器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，且相对成本亦极高。
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或数字讯号处理器(DSP)，在有近端用户的语音信号干扰的情况下，检测一小段CAS音频信号，并在检测到一小段CAS音频信号后，立即利用一般电话机都有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音频信号进行检测；如此，在没有近端用户的语音信号干扰的情况下，电话机可精准地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，确定该CAS音频信号的真伪，令电话机检测CAS音频信号的过敏及过钝性能，基本上均能过到Bellcoregn BT的规格要求。
图1为本发明为实现改善CAS音频信号检测的实施例的硬件结构示意图；图2为本发明在该实施例中检测CAS音频信号的时序示意图；图3为本发明的系统流程示意图；图4为本发明图1所示的该实施例中A点处的CAS音频信号的波形示意图；图5为本发明图1所示的实施例中B点处的外界语音干扰信号的波形示意图。
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音频信号的时段时，将近端语音信号的干扰予在遮蔽，以进行CAS音频信号真伪的确认，则在排除近端语音干扰的情况下，应可有效提高检测CAS音频信号的准确性。
按，在一般的电话机中，均设有一语音遮蔽电路，以在DTMF(双音多频信号)拨号及接收FSK(键控频移)信号等的情况下，将近端的语音信号予以遮蔽，以避免对电话机中远端的语音信号造成干扰。
本发明的方法即利用该语音遮蔽电路，在专用晶片确认CAS音频信号的时间内，遮蔽掉近端的语音信号，以排除近端语音信号的干扰，至于远端语音信号的干扰，由于相对较小，引起CAS音频信号检测过敏和过钝的机会也较小。由于，本发明在根本上消除了近端语音信号的干扰现象，不仅对不具有抗语音干扰能力的专用晶片有效，对本身即具有抗语音干扰能力的数字讯号处理器(DSP)亦存在有一定程度的效用，故本发明的方法确可有效提高检测CAS音频的过敏及过钝性能。
兹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实施例中，是以一专用晶片(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1所示，其中一语音遮蔽电路103主要用来遮蔽掉由麦克风105进入该专用晶片102的语音信号。该专用晶片102的CAS音频信号输出端(CAS out)接到主控单元(Main Control Unit，以下简称MCU)101的外部中断上，一旦专用晶片102的CAS音频信号输入端(CAS in)检测到CAS音频信号时，便会触发该MCU 101适时产生一中断信号，并藉该中断信号控制该语音遮蔽电路103进行遮蔽动作，以遮蔽掉由麦克风105进入的近端的语音信号，排除近端语音信号的干扰，然后，该MCU101再对去除干扰后的有效CAS音频信号的时序进行判断。
参阅图2所示，图2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102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，而在该专用晶片102输出的CAS音频信号时序中，T1为该专用晶片102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，在本实施例中其使用值为10ms,T3为该专用晶片102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，本实施例中其使用值为5ms,T2为软件确认时间，由图中可以得知T2=T4-T1，应为65ms到75ms的范围内。
本发明在该MCU101测量CAS音频信号长度时，所测量到的值实际上应为T2+T3，因对MCU101而言，在T3时间范围内，CAS音频信号仍为有效的输出，因此，MCU101测量值应在70ms到80ms的时间范围内，亦即在该时间范围内所测量到的CAS音频信号，均可被认为是真实的CAS音频信号。
参阅图3所示，图3为本发明的系统流程示意图，其中Tm代表实际测量CAS音频信号的时间，当MCU101接收到专用晶片102输出的CAS音频信号时，即产生一中断信号，并藉该中断信号控制该语音遮蔽电路103，以遮蔽掉由麦克风105进入专用晶片102的语音信号，然后MCU101在没有近端语音信号干扰的情况下，继续检查由专用晶片102输出的CAS音频信号的有效性，并计算CAS音频信号的持续时间Tm，若Tm在70ms到80ms的范围内，则认为所测量的信号为真的CAS音频信号，否则，即认为是假的CAS音频信号，最后，再藉解除该语音遮蔽电路103的遮蔽动作，令用户的近端语音信号得以由麦克风105继续进入专用晶片102。
再参阅图1所示，其中从电话线上接收到的CAS音频信号，其波形图如图4所示，B点处的信号为外界语音干扰信号，其波形图如图5所示，A点处为CAS音频信号和语音信号混合后的信号，但当该语音遮蔽电路103被启动后，A点处的信号亦仅为CAS音频信号，此时，专用晶片102所接收到的信号为无语音干扰且单纯而有效的CAS音频信号，因此，仅需藉由排除掉由B点处传来的语音干扰信号，即可大幅提高专用晶片102的检测正确率。
由此可知，在本发明的这一实施例中，该专用晶片102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，则在完全没有语音信号干扰的情况下检测CAS音频信号，因此，对于CAS音频信号的检测应可获致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，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，但凡熟悉该项技术人士，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音频检测的方法，其特征在于，该方法是在电话机检测CAS音频信号时，利用一专用晶片或数字讯号处理器，在有近端用户的语音信号干扰的情况下，检测一小段CAS音频信号，并在检测到一小段CAS音频信号后，立即利用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音频信号进行检测；如此，在没有近端用户的语音信号干扰的情况下，电话机可准确地测量出该CAS音频信号的长度，并根据规格所定义的长度，确定该CAS音频信号的真伪，令电话机检测CAS音频信号的过敏及过钝性能，基本上均能达到规格要求。
2．如权利要求1所述的改善CAS音频检测的方法，其特征在于，该专用晶片的CAS音频信号输出端接到主控单元的外部中断上，使该专用晶片的CAS音频信号输入端检测到CAS音频信号时，触发该主控单元适时产生一中断信号，并藉该中断信号控制该语音遮蔽电路进行遮蔽动作，以遮蔽掉由麦克风进入近端的语音信号，排除近端语音信号的干扰，然后，该主控单元再对去除干扰后的有效CAS音频信号的时序进行判断。
3．如权利要求1或2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，该专用晶片输出的CAS音频信号时序中，该专用晶片的前端确认时间为T1，即确认CAS音频信号开始的时间，该时间由硬件电路决定，该专用晶片的后端确认时间为T3，即确认CAS音频信号结束的时间，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MCU测量CAS音频信号长度时，所测量到的值实际上应在T2+T3的时间范围内，亦即在该时间范围内所测量到的CAS音频信号，均可被认为是真实CAS音频信号。
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，当MCU接收到该专用晶片输出的CAS音频信号时，即产生一中断信号，并藉该中断信号控制该语音遮蔽电路，以遮蔽掉由麦克风进入该专用晶片的语音信号，然后该主控单元在没有远端语音信号干扰的情况下，继续检查由该专用晶片输出的CAS音频信号的有效性，并计算CAS音频信号的持续时间Tm，若Tm在T2+T3的范围内，则认为所测量的信号为真的CAS音频信号，否则，即认为是假的CAS音频信号，最后，再藉解除该语音遮蔽电路的遮蔽动作，令用户的近端语音信号得以由麦克风继续进入该专用晶片。
5．如权利要求3所述的改善CAS音频检测的方法，其特征在于，该T4值根据Bellcore的规格定义，在75ms到85ms的范围内。
全文摘要
本发明为一种改装CAS音频检测的方法,主要是在电话机检测CAS音频信号时,仅在有近端(Near End)用户的语音信号干扰的情况下,检测一小段CAS音频信号,并在检测到一小段CAS音频信号后,立即对该近端用户的语音信号进行遮蔽(mute),再针对剩下的CAS音频信号进行检测;如此,在没有近端用户的语音信号干扰的情况下,电话机可准确地测量出该CAS音频信号的长度,并根据规格所定义的长度,确定该CAS音频信号的真伪。
文档编号H04M1/24GK1215278SQ9811611
公开日1999年4月28日 申请日期1998年7月16日 优先权日1998年7月16日
发明者顾永前, 孙杰, 赖振兴 申请人:英业达股份有限公司