专利名称：数字程控用户交换机局外来电显示的系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信领域中的信息交换技术，更具体地说，涉及一种实现数字程控用户交换机内部用户来电显示的系统和方法。
本发明通过改进环路中继的结构，并结合一种主叫号码信息的检测方法，实现数字程控用户交换机局外来电显示。
本发明所述的数字程控用户交换机局外来电显示的系统，包括用户单元处理器、交换网、交换机主处理器、模拟用户电路，其特征在于，还包括可检测用户AB线上来电显示信息的环路中继、主叫号码显示资源；本地网交换机通过AB线与所述环路中继相连，所述模拟用户电路、所述环路中继通过HW线连接到所述用户单元处理器上，所述用户单元处理器、所述主叫号码显示资源通过HW线连接到所述交换网上，所述交换机主处理器通过命令通道控制协调所述用户单元处理器、所述主叫号码显示资源和所述交换网。
所述环路中继包括主处理器、主叫号码检测器、交换芯片、编解码器、环路中继接口电路；所述环路中继接口电路一端通过AB线与本地网交换机相连，一端与所述编解码器相连，所述编解码器、所述主叫号码检测器通过HW线接到所述交换芯片，所述交换芯片与所述用户单元处理器通过HW线相连，所述主处理器控制所述主叫号码检测器、所述交换芯片、所述编解码器、所述环路中继接口电路。
本发明所述方法包括以下步骤一、来电显示系统中的环路中继检测上级局的第一声铃流，环路中继中的主处理器控制主叫号码检测器检测来电显示信息；二、环路中继中的主叫号码检测器检测和解码主叫号码信息，并上报给主处理器，再由主处理器报告给用户单元处理器；三、用户单元处理器分析判断步骤二得到的主叫号码信息，并传送到交换机主处理器；四、交换机主处理器按不同情况处理主叫号码信息如果没有主叫号码信息或收到的主叫号码信息有误，则仅在呼叫记录中进行记录；如果收到正确的主叫号码信息，则启动主叫号码显示资源，将主叫号码信息发送给被叫分机用户。
来电显示作为目前受到用户欢迎的一种新业务在公众电信网中发展很快，但在数字程控用户交换机PABX中，由于目前技术无法得到局外来电的主叫信息，不仅使得其内部分机用户无法使用来电显示功能，而且内部语音信箱等新业务的开通也受到阻碍。现在，PABX在通信网中具有相当的应用规模，实现PABX的来电显示，对于专网和大用户网来说，具有较好的应用前景。
图1是不具备局外来电显示功能的数字程控用户交换机系统的示意图。
图2是本发明所述数字程控用户交换机局外来电显示系统的结构示意图。
图3是图2中具备主叫号码信息检测功能的环路中继21的结构示意图。
图4a是第一类主叫号码信息检测的时序示意图。
图4b是第二类主叫号码信息检测的时序示意图。
图5是本发明所述数字程控用户交换机局外来电显示方法的总体流程图。
图6是实现局外来电显示时环路中继的业务处理流程图。
图7是实现局外来电显示时交换机主处理器的总体业务处理流程图。
图8是一个具体的来电显示系统的结构示意图。
如图2所示的本发明所述来电显示系统，包括具备检测用户AB线上来电显示信息功能的环路中继21、用户单元处理器12、交换网13、主叫号码显示资源22、交换机主控处理器14、模拟用户电路15。对比图1，本发明新增了主叫号码显示资源22，并对原来的环路中继11做了改进，使其具有检测来电信息的功能。环路中继21在系统中的位置不变，主叫号码显示资源22通过HW线与交换网相连，交换机主控处理器控制协调各部分的工作。具有主叫号码信息检测功能的环路中继21对于数字程控用户交换机而言，可以提供与上级局用户AB线对接的环路中继接口，完成环路中继接口的驱动和上级局用户AB线上的主叫号码信息的检测；用户单元处理器12控制和检测环路中继21的工作状态，同时还要处理环路中继21检测到的主叫号码信息，并给交换机主控处理器14发送信息；而交换机主控处理器14则完成呼叫接续和控制整个来电显示的业务流程。
图3是图2中具备主叫号码信息检测功能的环路中继21的结构示意图，它主要包括主处理器31、主叫号码信息检测器32、交换芯片33、编解码器34、环路中继接口电路35。主处理器31负责控制整个环路中继21的运行；主叫号码信息检测器32主要承担检测主叫号码信息的功能；编解码器34和环路中继接口电路35主要完成D/A、A/D转换、接口等功能；交换芯片33负责将环路接续到交换机的交换网13，同时将来话方向的时隙并行接续到主叫号码信息检测器32上以便其进行来电显示信息的检测。
在数字程控用户交换机的一次入局呼叫过程中，交换机主控处理器14协调相关部分，由环路中继21中的主叫号码信息检测器32检测局外来电显示信息，并通过用户单元处理器12上报给交换机主控处理器14，然后由交换机主控处理器14控制相关处理流程，将来电显示信息发送给局内的分机用户。
中国国标规定主叫号码显示有两类第一类，挂机传输，即主叫号码信息在被叫用户终端第一声振铃和第二声振铃之间向被叫用户终端发送，其时序图如图4a所示；第二类，摘机传输，即主叫号码信息在用户处于通话状态时向被叫用户终端发送，主要用于呼叫等待等新业务中，其时序图见图4b。
本发明的实现方法包含以下处理步骤，如图5所示。在一次数字程控用户交换机入局呼叫过程中，当环路中继检测到上级局AB线上的第一声铃流后，由具有来电显示信息检测功能的环路中继中的主处理器决定何时开始检测来电显示信息并通知主叫号码检测器。主叫号码检测器对来电信息进行检测和解码，其检测结果可能有三种情况收到正确的来电信息、没有收到来电信息、收到错误的来电显示信息。然后主叫号码检测器将检测结果通知环路中继中的主处理器，主处理器负责控制、管理整个环路中继的各个硬件组成部分，并负责主叫号码检测器的启动。主处理器将主叫号码检测器对来电显示信息的检测结果再报告给用户单元处理器，由用户单元处理器对收到的主叫号码信息进行分析判断，并传送到交换机主处理器。交换机主处理器对用户单元处理器上报的本次入局呼叫的主叫号码信息按照不同的情况进行处理如果没有主叫号码信息或收到的主叫号码信息有错误，则仅在呼叫记录中进行记录；如果收到正确的主叫号码信息，则启动系统中的主叫号码显示资源，将主叫号码信息发送给局内的被叫分机用户。
如上所述，交换系统向被叫电话用户发送主叫号码信息有两类，而本发明对于上述两类来电显示信息都可以进行检测。
结合图6说明实现本发明所述系统中的环路中继上的具体业务处理流程1)当程控用户交换机的上级局呼入时，是以发送铃流给用户交换机的方式通知有新的呼叫进入的，当环路中继检测到线路上第一声振铃后(6-102)，可以说明上级局有新的呼叫来临，则发消息给主叫号码检测器，使其启动检测主叫号码信息进程，同时环路中继还要记录这一电路已经开始检测主叫号码信息，并发消息通知用户单元处理器有新的入局呼叫。
2)由于第一类主叫号码信息是在第一声振铃和第二声振铃之间向被叫用户终端送出的，因此环路中继在向主叫号码检测器发出命令之后，设置定时器，并进入等待检测结果的状态(6-200)。
3)主叫号码检测器在收到命令后周期性地检测线路上的主叫号码信息，在检测到主叫号码信息数据时，按照技术规范对信息进行解码，并将数据发送给环路中继中的主处理器(6-103)。
4)环路中继对返回结果按不同情况有以下处理若收到主叫号码检测器返回结果消息，则判断返回结果是否正确，如果正确则将主叫号码信息打包发送给用户单元处理器，再由其上报给交换机主处理器，如果不正确则发送无主叫号码信息消息给交换机主处理器(6-201)；若收到超时消息，则说明主叫号码检测器未检测到主叫号码信息，则发送无主叫号码消息给交换机主处理器(6-202)。
5)在6-201、6-202处理结束后，说明检测本次呼叫的第一类主叫号码信息的处理已经完成，下面需要检测第二类主叫号码信息，进入等待主叫号码检测器返回第二类主叫号码信息结果状态(6-300)。
6)环路中继对返回结果按不同情况有以下处理若收到主叫号码检测器返回结果消息，则判断返回结果是否正确，如果正确则将主叫号码信息打包发送给用户单元处理器，再由其上报给交换机主处理器，如果返回不正确则不进行任何处理(6-301)；若收到交换机主处理器发来的释放消息，则说明本次呼叫已结束且过程中线路上没有第二类主叫号码信息，则发命令让主叫号码检测器停止检测主叫号码信息，同时释放呼叫占用的环路中继，环路中继进入空闲状态(6-302)。
上述步骤3)中主叫号码检测器进行主叫号码信息检测的方法，包括以下步骤①对输入信号进行带通滤波主叫号码信息采用相位连续的二进制频移键控调制(FSK)方式，逻辑1的频率为1200±12HZ，逻辑0的频率为2200±22HZ，传输速率为1200bit/s，数据传送方式是二进制异步传送方式，对输入信号进行带通滤波，目的是抑制与FSK信号无关的频率信号；②调整经带通滤波后的信号的自动增益并进行载波检测自动增益调整过程对带通滤波后的输入信号进行增益调整，小信号放大，大信号衰减，同时进行载波检测。在本发明提供的检测方法中，定义了两个增益常数当增益值大于等于高的增益常数时，判定没有载波；当增益值小于低的增益常数时，判定有载波；当增益值在两个常数之间时，延用上次判断结果。数据接收必须在检测到载波后的一定时间内完成，否则放弃对主叫信息的接收；③对经过②处理的信号进行解相滤波输入信号经过带通滤波和自动增益调整后，进行全通解相滤波，实现以中心频率(1700Hz)为基准的π/2的相位旋转；④对经过③处理的信号进行低通滤波信号经解相滤波后进行低通滤波，低通滤波输出的信息即代表了所接收的二进制比特位为0或1；⑤对经过④处理的信号进行异步收发(UART)处理低通滤波输出的有关接收比特为0或1的判断送给UART处理，由于数据传送速率为1200bit/s，当以8k速率采样时，每比特采样点数为6.666...，故UART使用24k的计数频率；主叫信息则是以8位字节方式传送，每个字节前有一个起始位，每个字节后有一个结束位，从低位到高位传送，共计10比特；UART首先完成起始位的同步，然后计算出8比特数据位并等待最后的结束位，提取出来的8位字节即为主叫信息帧的数据；⑥分析经过上述步骤后得到的主叫信息主叫信息分析主要是根据数据链路层的帧格式提取主叫号码信息，并根据帧结构中包含的校验和进行比特错误检测，判断所接收主叫号码信息的正确性；数据链路层的帧格式包括通道捕捉信号、标记信号、信息类型、信息长度、表示层信息、校验和；主叫信息分析剔除通道捕捉信号、标记信号，并比较实际收到的信息长度与帧格式中包含的数据长度是否一致以及实际收到的信息类型、信息长度、表示层信息三部分的数据累加和与帧格式中包含的累加和是否一致，若一致则表明所收结果正确，将信息类型、信息长度、表示层信息等上报环路中继，若不一致则向环路中继报告所收结果错误。
结合图7说明实现本发明数字程控用户交换机主处理器上呼叫业务的具体处理流程1)起始对应的环路中继业务处于空闲状态7-100，交换机主处理器在收到由用户单元处理器转发的入局新呼叫的消息后，将环路中继时隙接续到电脑语音话务台，并对环路中继接续收号器，准备接收被叫的内部分机号码，同时准备接收本次呼叫的主叫号码信息，进入等待状态7-200。
2)由于入局呼叫拨打内部分机号总是在听到程控用户交换机的电脑话务台的语音提示之后，因此，第一类主叫号码信息的提供一般总是在局外用户拨内部被叫分机号之前。于是在状态7-200有以下处理若收到用户单元处理器转发来的主叫号码信息，则将其记录在数据区中(7-201)；若收到收号器发来的被叫号码，则进行分析，如果为合法号码则转7-301处理，如果为非法号码则转7-401处理(7-202)。
3)在7-301处理中，判断局内被叫分机用户有无来电显示业务权限如果有则转7-501处理；否则按正常呼叫对被叫进行振铃，进行正常呼叫业务，在被叫用户摘机后进入通话状态7-600。
4)在7-401的处理中，收到非法的内部分机号码，于是对局外的主叫用户播放空号失败通知音，同时释放收号器、主叫号码检测器等，在播放通知音超时后，释放本次呼叫占用的所有资源。
5)在7-501处理中，被叫用户有来电显示权限，则检查数据区中是否已收到主叫号码，如果收到，则启动主叫号码显示资源，对被叫进行振铃并将主叫号码发送到内部被叫分机用户话机上，按正常呼叫业务流程，在被叫用户摘机后进入通话状态7-600；如果没有收到，则按照正常流程，对被叫进行振铃，在被叫用户摘机后进入通话状态7-600。
6)在通话状态7-600，有以下处理7-601，收到用户单元处理器转发来的主叫号码显示信息消息，由于用户处于通话状态，说明此时收到的主叫号码信息为第二类主叫号码显示信息，用户使用了新业务，则判断局内的被叫用户有无来电显示业务权限，如果有则直接将主叫号码信息，发送到用户终端进行显示，如果无则仅将主叫信息记录在数据区中；7-602，收到用户单元处理器转发的局外主叫用户挂机消息，释放本次呼叫；7-603，收到局内被叫用户释放消息，释放本次呼叫，同时，命令环路中继释放主叫号码信息检测资源。
图8是本发明一个实施例系统的结构示意图。图中的数字程控用户交换机通过带有主叫号码信息检测功能的环路中继板和本地网交换机的模拟用户板连接。本地网交换机上一个普通用户A呼叫程控用户交换机内部分机用户B的呼叫过程和用户B接收主叫用户A的信息的过程简单描述如下1)用户A拨打用户交换机的引示线号码，本地网交换机在接收到用户A的被叫号码后对用户交换机送出铃流，并在第一声和第二声铃流之间通过用户AB线送出主叫用户A的号码信息。
2)用户交换机内的环路中继在检测第一声铃流后，负责检测主叫号码信息，并按照图5所述业务流程，使用程控用户交换机内的各种所需资源向被叫用户B振铃并发送主叫用户A的相关信息。
目前，本发明可以支持频移键控方式即FSK方式来电信息显示，对于双音多频方式即DTMF方式的来电显示信息的显示也可以采用完全类似方法来加以实现。本发明在实现上还有其他的变通方式，如在系统结构上略作修改，采用不同的DSP检测方法，但依然符合这一发明的实质，本发明所提到的系统实现结构只是作为在实际实现中的一个实例而已，凡是采用DSP算法检测从用户交换机局外来主叫信息，随后由整个软件系统，利用这一信息经过相应的处理，再将启动交换机主叫信息资源将主叫信息发送至用户终端的系统和方法都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种数字程控用户交换机局外来电显示的系统，包括用户单元处理器(12)、交换网(13)、交换机主处理器(14)、模拟用户电路(15)，其特征在于，还包括可检测用户AB线上来电显示信息的环路中继(21)、主叫号码显示资源(22)；本地网交换机通过AB线与所述环路中继(21)相连，所述模拟用户电路(15)与所述环路中继(21)通过HW线连接到所述用户单元处理器(12)上，所述用户单元处理器(12)、所述主叫号码显示资源(22)通过HW线连接到所述交换网(13)上，所述交换机主处理器(14)通过命令通道控制协调所述用户单元处理器(12)、所述主叫号码显示资源(22)和所述交换网(13)。
2.如权利要求1所述的数字程控用户交换机局外来电显示的系统，其特征在于，所述环路中继(21)包括主处理器(31)、主叫号码检测器(32)、交换芯片(33)、编解码器(34)、环路中继接口电路(35)；所述环路中继接口电路一端通过AB线与本地网交换机相连，一端与所述编解码器(34)相连，所述编解码器(34)、所述主叫号码检测器(32)通过HW线接到所述交换芯片(33)，所述交换芯片(33)与所述用户单元处理器(12)通过HW线相连，所述主处理器(31)控制所述主叫号码检测器(32)、所述交换芯片(33)、所述编解码器(34)、所述环路中继接口电路(35)。
3.一种数字程控用户交换机局外来电显示的方法，其特征在于，包括以下步骤一、电显示系统中的环路中继检测上级局的第一声铃流，环路中继中的主处理器控制主叫号码检测器检测来电显示信息；二、环路中继中的主叫号码检测器检测和解码主叫号码信息，并上报给主处理器，再由主处理器报告给用户单元处理器；三、用户单元处理器分析判断步骤二得到的主叫号码信息，并传送到交换机主处理器；四、交换机主处理器按不同情况处理主叫号码信息如果没有主叫号码信息或收到的主叫号码信息有误，则仅在呼叫记录中进行记录；如果收到正确的主叫号码信息，则启动主叫号码显示资源，将主叫号码信息发送给被叫分机用户。
4.如权利要求3所述的数字程控用户交换机局外来电显示的方法，其特征在于，所述步骤二的主叫号码检测器检测和解码主叫信息，进一步包括如下步骤1)对输入信号进行带通滤波；2)调整经带通滤波后的信号的自动增益，并进行载波检测；3)对经过2)处理的信号进行解相滤波；4)对经过3)处理的信号进行低通滤波；5)对经过4)处理的信号进行异步收发(UART)处理；6)分析经过上述步骤后得到的主叫信息。
5.如权利要求4所述的数字程控用户交换机局外来电显示的方法，其特征在于，所述载波检测的步骤是，首先定义两个增益常数，其次，将增益值与两个增益常数比较，若增益值大于等于高的增益常数，则判定没有载波；若增益值小于低的增益常数，则判定有载波；若增益值在两个增益常数之间，则延用上次判断结果。
6.如权利要求4所述的数字程控用户交换机局外来电显示的方法，其特征在于，所述分析主叫信息的步骤包括，首先剔除数据链路层帧格式中的通道捕捉信号、标记信号，其次比较实际收到的信息长度与帧格式中包含的数据长度是否一致以及实际收到的信息类型、信息长度、表示层信息三部分的数据累加和与帧格式中包含的累加和是否一致，若一致则表明所收结果正确，将信息类型、信息长度、表示层信息等上报环路中继，若不一致则向环路中继报告所收结果错误。
全文摘要
一种数字程控用户交换机局外来电显示的系统，涉及通信领域的信息交换，用于解决现有程控用户交换机局内分机用户无法获得外部来电信息的问题，本发明是通过改进环路中继的结构，并结合一种主叫号码信息的检测方法来实现的，该系统包括用户单元处理器、交换网、交换机主处理器、模拟用户电路、可检测用户AB线上来电显示信息的环路中继、主叫号码显示资源；本地网交换机通过AB线与环路中继相连，模拟用户电路、环路中继连接到用户单元处理器上，用户单元处理器、主叫号码显示资源连接到交换网上，而交换机主处理器通过命令通道控制协调上述各部分。本发明既支持频移键控方式来电信息显示，也支持双音多频方式即DTMF方式的来电信息显示。
文档编号H04M3/42GK1409515SQ0112695
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月29日 优先权日2001年9月29日
发明者华新海, 余晓文, 袁明, 吴红文 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所