专利名称：用于向机械话机用户提供寻呼业务的拨号脉冲检波器及检波方法
技术领域：
本发明涉及一种用于向机械电话用户提供寻呼业务的系统，更具体而言，涉及一种用于对拨号脉冲检波以检验寻呼号码的拨号脉冲检波器及其方法。
本发明基于韩国专利申请第40637/1995号，在此引入作为参考。
向机械话机用户提供寻呼业务的系统如
图1所示，其中机械话机14连到交换机10。交换机10经通信线路与寻呼系统12相连。
向用户提供的寻呼业务按下列步骤进行。如果用户使用的机械话机14与交换机10相连，首先，用户拨打测试号码，通常此时使用的数字是0。话机的拨号动作产生的拨号脉冲经交换机10送往寻呼系统12的一个T1/E1接口16。这里产生的拨号脉冲是有一系列周期的模拟信号。拨号脉冲被转换为数字信号(PCM信号)后，经寻呼系统12的T1/E1接口16，最终被送往数字信号处理器(DSP)电路板18上的拨号脉冲检波器20。于是拨号脉冲检波器20检测到一个输入拨号信号。此时，寻呼系统12内发生的所有控制操作都是由微处理器22完成的。
在向机械式电话用户提供寻呼业务的系统中，用户拨打测试号码是一种方便检测拨号脉冲的方法。通常使用的测试号码是0。测试号码使对当前用户送来的拨号脉冲的时间间隔及信号幅值特性能被简便地抽样。这些特性被抽样后，使用抽样值能更方便地检测出来随后传送的拨号脉冲。这就增强了检测拨号脉冲的可靠性。
下面描述用于检测拨号脉冲的拨号脉冲检波器20的一般方法。在监测用户拨打测试号码产生的拨号脉冲时，拨号脉冲检波器20查找第一个峰值，记下相应的检测时刻，然后等待下一第二个峰值。如果产生了第二个峰值，就将其检测时刻与第一个峰值的检测时刻进行比较，以检查时间间隔是否合法。一般时间间隔是60毫秒，允许有细微误差。如果产生的间隔满足这个条件，保存拨号脉冲的幅值。在等待第二个峰值之后的第三个峰值的同时检查产生间隔和信号幅值。这次时间间隔大约是33毫秒。在66毫秒和33毫秒的时间间隔内产生的两个拨号脉冲组成一个周期。拨打任一号码产生的拨号脉冲个数都是该号码的两倍。这样，检测出一系列峰值后，对其次数计数以检查计数值是否与预设的数目相等。此时，如果预设的数目是9，产生的脉冲个数就是18。但如果预设的数目是0，产生的脉冲个数则是20。
但是，上述拨号脉冲检波技术存在几个问题。
首先，由于该技术对语音信号和背景噪声非常敏感，它只在理想条件下适用。这是由于它采用信号幅值来鉴别拨号脉冲。
其次，与距交换机近的用户不同，距交换机较远的用户不能得到优质的寻呼业务。这是由于随着用户与交换机之间距离的增加，拨号脉冲的信号幅值将大为下降。
第三，与电子话机不同，由于机械话机随着使用周期而磨损，拨号脉冲信号的特性将发生很大的变化。同时，为了向大量的用户提供业务，应预计会有各种各样的错误发生。这些因素降低了从测试号码抽样得到拨号脉冲的特性值的可靠性。同样，如果使用特性值，低可靠性的拨号脉冲将被检测到。
因此，本发明的一个目的是提供一种拨号脉冲检波器，它在检测拨号脉冲时具有高可靠性，用于向机械话机用户提供优质的寻呼业务，及其检波方法。
本发明的另一个目的是提供一种最优的拨号脉冲检波器，它在有语音信号和背景噪声情况下仍具有高性能，及其检波方法。
本发明的方向是用一个延时相关器从测试拨号号码抽样得到一个拨号脉冲的参考信号，并用参考信号对后续的拨号脉冲使用一个能量相关器和拨号脉冲检验器实现一个稳定的拨号脉冲检波器。
附图简述附图1是向机械话机用户提供寻呼业务的寻呼系统的概要图。
附图2是本发明中拨号脉冲检波器的方框图。
附图3是附图2中预处理器的详细方框图。
附图4是附图2中延时相关器的详细方框图。
附图5是附图2中能量相关器和拨号脉冲检验器的详细方框图。
附图6是一个拨号脉冲的波形图。
优选实施方案详述下面将参考附图详细介绍本发明的一个优选实施方案。应该注意到所附各图中相同的参考数字都标识着相同的元件，即使出现在不同的附图中。
本发明中用于向机械话机用户提供寻呼业务的寻呼系统与附图1所示相同。但是，实现本发明的目标的拨号脉冲检波器的结构和操作都与传统的大不相同。
所有对寻呼系统12送到拨号脉冲检波器20的PCM信号的处理都是由一个RISC处理器，如TMS320C31的内部程序来完成的。
附图2是本发明中拨号脉冲检波器的方框图，该拨号脉冲检波器包括预处理器30，延时相关器32，能量相关器34和拨号脉冲检验器36。预处理器30用在一拨号脉冲频带内将由机械话机用户拨打的预定的测试号码产生的拨号脉冲进行滤波，并在滤波后的拨号脉冲的每个预定周期只对拨号脉冲抽样。延时相关器32计算从预处理器30输出的拨号脉冲与将拨号脉冲延时预定周期后得到的拨号脉冲之间的相关性，从而抽样拨号脉冲的一个参考信号。能量相关器34计算从延时相关器32抽样得到的参考信号与预处理器30依次给出的拨号脉冲之间的能量相关性，以检查参考信号的合法性。拨号脉冲检验器36根据能量相关器对延时信号合法性的识别来操作，并检查拨号脉冲的输入次数和输入时间，这样来检验作为预测号码的拨号脉冲是否合法。
附图3是附图2中延时相关器32详细方框图，该延时相关器包括一个滤波器50过滤拨号脉冲信号的频带，一个抽样器60仅对滤波后的拨号脉冲的第K个拨号脉冲进行抽样。
附图6是一个拨号脉冲的波形图。在附图6中，一条点划线代表寻呼系统(附图1中的12)收到的模拟信号，而离散数值则代表了附图3中的抽样器60输出的信号，这将随后描述。附图6上部的波形说明了拨号脉冲在时间间隔66毫秒(TB)和33毫秒(TM)内。
作用到拨号脉冲检波器20的拨号脉冲经过附图3所示的滤波器50和抽样器60的预处理。滤波器50是一个有限冲激响应滤波器，用于去除拨号脉冲中的噪声。例如，滤波系数54用于一截止频带为0.9KHz的低通滤波器。
作用到滤波器50的拨号脉冲被存放到一个先进先出(FIFO)类型的缓冲器51中，并在被存储到缓冲器51中时被加权器52和56用滤波系数54做加权和。滤波器50输出的输出值y[m]成为低通滤波过的拨号脉冲。输出值y[m]经过抽样器60，但只有其中的第K个抽样值通过。抽样器60输出的信号用Z[p]表示。
如果拨号信号在预处理器30中经过了上述预处理，预处理过的拨号信号输出到延时相关器32，对拨号脉冲的参考信号S[]抽样。附图4是附图2中延时相关器的详细方框图。
经预处理器30预处理过的拨号脉冲Z[P]送往附图4所示的延时相关器32。首先，拨号脉冲Z[P]经过延时相关器32中的一个先进先出缓冲器100。从缓冲器100传送拨号脉冲Z[P]的一个样值所需的平均时间间隔是K/8毫秒。这样传送抽样值时，宽度为K＋1的样值序列S[]112就成为第二计算器108的输入源。同样，样值序列S[]和r[]也是第三计算器109的输入源。
第一计算器104接收样值序列r[]，并按公式(1)计算和输出一结果γ1。γ1=Σk=0k′r(k)2---------(1)]]>第二计算器108接收样值序列S[]，并按公式(2)计算和输出一结果γ2。γ2=Σk=0k′s(k)2--------(2)]]>第一和第二计算器104和108对样值的平方求和，得到的结果γ1和γ2代表了相应信号的能量。
第三计算器109由一个计算对应的抽样值r[]和S[]的乘积的乘法器102和一个对乘法器102输出结果求平方和求和的计算器106组成。第三计算器109接收样值序列r[]和S[]，按公式(3)计算和输出一结果C0。C0=|Σk=0k′r(r)s(k)|2------(3)]]>第一、第二和第三计算器104，108和109的输出结果γ1，γ2和C0输出到延时相关性判决器110。如果上述结果值γ1，γ2和C0满足下列关系式(4)，延时相关性判决器110输出一个TRUE1信号，C0≥αγ1γ2 (4)
∴α≤C0/γ1γ2这里比例因数α大约是0.7。同样，如果两个信号S[]和r[]的波形相同，C0/γ1γ2将接近于1。而对于两者波形不同的信号C0/γ1γ2将接近于0。因此，如果两个信号S[]和r[]的波形大致相同，延时相关判决器110将输出一个TRUE1信号。此时，为使延时相关器32能检查出具有不同值的拨号脉冲的周期值，延时部分116的值就需要调整。
延时相关器32的这些操作能够非常成功地发现一个延时后的信号和未延时的信号的波形是相同的。
如果延时相关器32的输出是TRUE1，信号S[]112就成为拨号脉冲的参考信号。参考信号的特性就在于它代表了两个纯拨号脉冲(一个周期)。这样，如果参考信号是两个纯拨号脉冲，随后到来的拨号脉冲将与参考信号具有大致相同的波形。参考信号S[]被输出到能量相关器34。
能量相关器34从延时相关器32接收抽样后的参考信号S[]，并接收预处理器30依次输出的拨号脉冲Z[P]。然后，计算拨号脉冲Z[P]和参考信号S[]之间的能量相关性，以衡量参考信号作为拨号脉冲的合法性。
能量相关器34在附图5中表示。它与附图4中的延时相关器具有类似的结构。换句话说，能量相关器34由第一缓冲区150，第二缓冲区162，第一计算器154，第二计算器158，第三计算器159和一个能量相关性判决器160组成。
第一缓冲区150临时存放拨号脉冲Z[P]，并将其输出给第一计算器154。因此，第一计算器154接收第一缓冲区150的抽样值r′[]，并按公式(5)计算和输出一结果γa。γa=Σk=0k′r′(k)2----------(5)]]>第二缓冲区162存储延时相关器32给出的参考信号S[]的样值，并将其输出给第二计算器158。因此，第二计算器158接收第二缓冲区162给出的参考信号S[]的样值，并按公式(6)计算和输出一结果γb。γb=Σk=0k′s(k)2------(6)]]>第三计算器109由一个计算对应的样值r[]和S[]的乘积的乘法器152和一个对乘法器152输出结果求平方和求和的计算器156组成。第三计算器109，按公式(7)计算和输出一结果C1。C1=|Σk=0k′r′(k)s(k)|2------(7)]]>第一、第二和第三计算器154，158和159的结果γa，γb和C1输出给能量相关性判决器160。如果上述结果值γa，γb和C1满足下列关系式(8)，能量相关性判决器160将输出一个TRUE2信号。但是，如果不满足关系式(8)，将不输出TRUE2信号。
C1≥βγaγb(8)
这里比例因数β大约是0.7。同样，如果两个信号S[]和r[]的波形相同，C1/γaγb将接近于1。而对于两者波形不同的信号C1/γaγb将接近于0。因此，如果两个信号S[]和r[]的波形大致相同，能量相关判决器160将输出一个TRUE2信号。换句话说，能量相关器34输出一个TRUE2信号意味着当前拨号脉冲信号r′[]和参考信号S[]的波形是相同的。
能量相关器32输出的TRUE2信号被送往拨号脉冲检验器(附图2中的36)。拨号脉冲检验器36是一个不包括附图5中的能量相关器34的模块。拨号脉冲检验器36检验参考信号S[]是否是合法的拨号脉冲。这种检验是根据能量相关器34输出TRUE2信号的输入次数和输入时间进行的。TRUE2信号的输入次数和输入时间都与测试号码有关。在本实施方案中，假设测试号码是0，经检验TRUE2信号的输入次数和输入时间合适。此测试拨号也作用于附图4的延时相关器32。此时，检查过的参考信号S[]是测试拨号的首部。能量相关器34和拨号脉冲检验器36用检查过的参考信号检查测试拨号的尾部，从而对测试拨号进行检查。其结果是，如果检查的数字是0，则参考信号是一个合法的拨号脉冲。
参照附图5，下面描述拨号脉冲检验器36的操作。
只要能量相关器34的第一缓冲区150输出一个样值，第一和第二计数器168和170就递增一。只要能量相关器34输出TRUE2信号，计数器的控制器就向第一和第二计数器168和170给出一个清除标志。而只要收到清除标志，第一和第二计数器168和170就被清除，并从此时重新开始计数。
此时，假设第一计数器168输出的计数值是L1，第二计数器170输出的计数值是L2，计数值L1输出到第一超时单元169，计数值L2输出到第二超时单元173。第一超时单元169检查参考信号未被检查的历时，第二超时单元173给出一个后继拨号脉冲被断开连接的时间点。第一超时单元169包括第一比较器172，如果第一计数器168的计数值L1超过历时的门限值T1，它产生第一超时。第二超时单元173包括第二比较器174，如果计数值L2超过后继拨号脉冲未继续时长的门限值T2，它产生第二超时。第一和第二超时的产生意味着拨号脉冲不符合测试拨号。第一和第二超时被输出到DSP板的控制器(附图1的28)。DSP板的控制器检查第一和第二超时并说明拨号脉冲不是测试拨号。
只要能量相关器34输出了TRUE2信号，计时器控制器180控制计时器182。然后，计时器182记下拨号脉冲在检查时间存储缓存器184中被检查的时间点。DSP板的控制器读取检查时间缓存器184记录的数据。DSP板的控制器判断在检查时间缓存器184记录的数据中两个相继被检查的拨号脉冲的时间在哪个特定的范围内。如果时间不在特定的范围内，说明有一个检查错误。
如上所述，本发明利用信号预处理，延时相关性计算，能量相关性计算和拨号脉冲检验，检查了前面的测试拨号，从而对机械话机用户送来的拨号脉冲的特性值进行了抽样。因此，如果用抽样后的拨号脉冲的特性值来检查顺序寻呼的数字，就可以准确地检查出这些数字。
如上所述，本发明的拨号脉冲检波器可根据用户使用的话机的种类及其距离而改变，并不易受话音和背景噪声的影响。另外，拨号脉冲检波器允许拨号脉冲的特性值有较大的变化。因此，该拨号脉冲检波器可向机械话机用户提供优质的寻呼业务。
因此，必须认识到本发明并不限于这里公开的具体实施方案，尽管它被认为是实施本发明的最佳模式。本发明也不限于本文在权利要求定义之外的特定实施方案。
权利要求
1．一种用在向机械话机用户提供寻呼业务的寻呼系统中的拨号脉冲检波器，包括延时相关性计算装置，用于接收用户拨打的预定的测试号码产生的拨号脉冲，计算延时后的拨号脉冲和未延时的拨号脉冲之间的相关性，用来抽样该拨号脉冲的一个参考信号。能量相关性计算方法，计算上述抽样后的参考信号与随后收到的拨号脉冲之间的能量相关性，用来检查上述参考信号的合法性。拨号脉冲检验装置，根据所述能量相关性计算装置对参考信号的合法性的识别操作，并检查所述拨号脉冲的输入次数和输入时间，从而检验拨号脉冲是否符合所述预测试拨号号码。
2．根据权利要求1的拨号脉冲检波器，其中所述延时相关性计算装置包括拔号脉冲延时装置，以预定的速度延时所给的拨号脉冲。第一计算装置，接收在拨号脉冲中未被延时的预定数目的抽样值r[]，按公式(1)计算并输出一结果值γ1。第二计算装置，接收在拨号脉冲中被延时预定时长的预定数目的抽样值S[]，按公式(2)计算并输出一结果值γ2。第三计算装置，接收上述抽样值r[]和S[]，按公式(3)计算并输出一结果值C0；及延时相关性判决装置，接收上述结果值γ1，γ2和C0，并用关系式(4)判断上述拨号脉冲的延时相关性(1)--γ1=Σk=0k′r′(k)2]]>(2)------γ2=Σk=0k′s(k)2]]>(3)----C0=|Σk=0k′r′(k)s(k)|2]]>(4)C0≤αγ1γ2
3．根据权利要求2的拨号脉冲检波器，其中所述的拨号脉冲延时装置是一个先进先出(FIFO)类型的缓冲区。
4.根据权利要求1的拨号脉冲检波器，其中所述能量相关性计算装置包括第一缓存装置，临时存储相继给出的拨号脉冲中的预定数目的抽样值r′[]；第二缓存装置，临时存储预定数目的上述抽样后的参考信号的抽样值S[]；第一计算装置，接收上述抽样值r′[]，按公式(5)计算并输出一结果值γa；第二计算装置，接收在拨号脉冲中被延时预定时长的预定数目的抽样值S[]，按公式(6)计算并输出一结果值γb。第三计算装置，接收上述抽样值r[]和S[]，按公式(7)计算并输出一结果值C1；及能量相关性判决装置，用于接收上述结果值γa，γb和C1，并用关系式(8)判断能量相关性C1≥βγaγb(8)γa=Σk=0k′r′(k)2----------(5)]]>γb=Σk=0k′s(k)2---------(6)]]>C1=|Σk=0k′r′(k)s(k)|2-------(7)]]>
5.一种用在向机械话机用户提供寻呼业务的寻呼系统中的拨号脉冲检波器，包括预处理装置，对在拨号脉冲频带内对由机械话机用户拨打的预定的测试码而产生的拨号脉冲进行滤波，并在经滤波后的拨号脉冲中预定周期对拨号脉冲抽样；延时相关性计算装置，计算预处理装置输出的拨号脉冲和延时预定时间后的拨号脉冲之间的相关性，用来抽样该拨号脉冲的一个参考信号；能量相关性计算装置，计算抽样后的参考信号和随后收到的拨号脉冲之间的能量相关性，用来检查参考信号的合法性；以及拨号脉冲检验装置，根据上述能量相关性计算装置对参考信号合法性的识别进行操作，检查所述拨号脉冲的输入次数和输入时间，从而检验拨号脉冲是否符合预测试拨号号码。
6.根据权利要求5的拨号脉冲检波器，其中预处理装置包括一个滤波器滤波拨号脉冲信号的一频带；一个抽样器，仅对经过滤波后的拨号脉冲的每第K个拨号脉冲进行采样。
7.根据权利要求6的拨号脉冲检波器，其中所述滤波器是一低通滤波器，用来去除拨号脉冲中的噪声。
8.根据权利要求7的拨号脉冲检波器，其中所述低通滤波器是一有限冲激响应(FIR)滤波器。
9.根据权利要求5的拨号脉冲检波器，其中所述延时相关性计算装置包括拨号脉冲延时装置，以预定的速度延时所给的拨号脉冲。第一计算装置，接收预定数目的在所述拨号脉冲中未被延时的抽样值r[]，按公式(1)计算并输出一结果值γ1。第二计算装置，接收预定数目的在所述拨号脉冲中被延时预定时长的抽样值S[]，按公式(2)计算并输出一结果值γ2。第三计算装置，接收上述抽样值r[]和S[]，按公式(3)计算并输出一结果值C0；及延时相关性判决装置，接收上述结果值γ1，γ2和C0，并用关系式(4)判断所述拨号脉冲的延时相关性γ1=Σk=0k′r(k)2----(1)]]>γ2=Σk=0k′s(k)2--------(2)]]>C0=|Σk=0k′r′(k)s(k)|2--------(3)]]>C0≥αγ1γ2 (4)
10.根据权利要求5的拨号脉冲检波器，其中所述能量相关性计算装置包括第一缓存装置，临时存储相继给出的拨号脉冲中的预定数目的抽样值r′[]；第二缓存装置，临时存储预定数目的上述抽样后的参考信号的抽样值S[]；第一计算装置，接收上述抽样值r′[]，按公式(5)计算并输出一结果值γa；第二计算装置，接收预定数目的在拨号脉冲被延时预定时长的抽样值S[]，按公式(6)计算并输出一结果值γb；第三计算装置，接收上述抽样值r[]和S[]，按公式(7)计算并输出一结果值C1；及能量相关性判决装置，它接收上述结果值γa，γb和C1，并用关系式(8)判断能量相关性γa=Σk=0k′r′(k)2-------(5)]]>γb=Σk=0k′s(k)2-----(6)]]>C1==|Σk=0k′r′(k)s(k)|2------(7)]]>C1≥βγaγb(8)
11.一种拨号脉冲检测方法，用于向机械话机用户提供寻呼业务，包括以下步骤预处理步骤，滤波拨号脉冲频带内由机械话机用户拨打的预定的测试码而产生的拨号脉冲，并且在每个预定周期仅对所述经滤波后的拨号脉冲中的拨号脉冲进行抽样；延时相关性计算步骤，计算所述预处理步骤输出的拨号脉冲和延时预定时间后的拨号脉冲之间的相关性，用来抽样该拨号脉冲的一个参考信号；能量相关性计算步骤，计算抽样后的参考信号和随后收到的拨号脉冲之间的能量相关性，用来检查所述参考信号的合法性；以及拨号脉冲检验步骤，根据能量相关性计算步骤对参考信号的合法性的识别进行操作，检查拨号脉冲的输入次数和输入时间，从而检验拨号脉冲是否符合预测试拨号数字。
12.一种拨号脉冲检测方法，用于向机械话机用户提供寻呼业务，包括以下步骤延时相关性计算步骤，计算机械话机用户所拨的预定预测试拨号数字所产生的拨号脉冲和延时预定时间后的拨号脉冲之间的相关性，用来抽样该拨号脉冲的一个参考信号；能量相关性计算步骤，计算所述抽样后的参考信号和随后收到的拨号脉冲之间的能量相关性，用来检查参考信号的合法性；以及拨号脉冲检验步骤，根据能量相关性计算步骤对参考信号合法性的识别进行操作，检查拨号脉冲的输入次数和输入时间，从而检验拨号脉冲是否符合测试号码。
全文摘要
一种向机械话机用户提供寻呼业务的寻呼系统中的拨号脉冲检波器，它包括一个延时相关性计算器，用来接收用户拨打预定的测试号码产生的拨号脉冲，计算延时后的拨号脉冲和未延时的拨号脉冲的相关性，以抽样该拨号脉冲的一个参考信号。一个能量相关性计算器，用来计算抽样后的参考信号与随后收到的拨号脉冲之间的能量相关性，以检查参考信号的合法性。一个拨号脉冲检验器，它根据能量相关性计算器对参考信号合法性的识别进行操作，检查拨号脉冲的输入次数和输入时间，从而检验拨号脉冲是否符合测试号码。因此，该拨号脉冲检波器能够向机械话机用户提供优质的寻呼业务。
文档编号H04Q1/32GK1157520SQ9611205
公开日1997年8月20日 申请日期1996年11月8日 优先权日1995年11月10日
发明者金永根, 金荣基, 安宰民, 金南善, 尹淳暎 申请人:三星电子株式会社