Устройство для обнаружения сигналов обмена средств документальной связи

 

Изобретение относится к области электросвязи и, в частности, к средствам автоматического контроля за техническим состоянием проводных каналов связи. Данное изобретение может использоваться, например, в телекоммуникационных системах для сбора статистики по видам загрузки абонентских участков телефонных сетей. Техническим результатом является повышение точности при определении вида информации, передаваемой по проводным каналам связи. Устройство для обнаружения сигналов обмена средств документальной связи содержит блок согласования с каналом связи, первый, второй и третий блоки вычисления абсолютного значения, первое, второе и третье интегрирующие звенья, блок вычисления отношения, резонансный фильтр, полосовой фильтр, первый, второй и третий пороговые элементы, логический элемент И, блок принятия решения и управляющий таймер. Работа заявляемого устройства основана на оценивании трех информационных статистик, которые используются в процессе идентификации и выделения сигналов обмена средств документальной связи. В качестве информационных статистик используются оценки мощности сигнала в полосе частот тоновых посылок, отношение мощности сигналов во всей полосе частот канала связи к мощности сигналов в полосе тоновых посылок и мощность сигнала в полосе обмена низкоскоростной настроечной информации. 1 ил.

Изобретение относится к области электросвязи и, в частности, к сервисным средствам автоматического контроля технического состояния телефонных систем. Данное изобретение может использоваться, например, в телекоммуникационных системах для сбора статистики по видам загрузки абонентских участков телефонных сетей.

В реальных условиях выделение факсимильных передач необходимо проводить при наличии значительных канальных шумов и искажений, а также в присутствии маскирующих паразитных речевых сигналов. Кроме того, следует учитывать существующий значительный разброс в параметрах сигналов настройки факсимильных аппаратов.

Для выделения факсимильных сигналов в каналах связи используется достаточно широкий спектр устройств. Например, в ряде устройств, таких как [1], различение речевых сигналов с сигналами факсимильных передач осуществляется на основе известного различия в спектрах этих сигналов. В состав устройства входит блок согласования с каналом связи, аналого-цифровой преобразователь, два полосовых фильтра: один настроенный на низкочастотный диапазон канала связи (порядка 300-900 Гц), а другой на среднюю часть частотного диапазона, два пороговых элемента, логический элемент И и блок принятия решения. К сожалению, данное устройство не обеспечивает высокую точность различения сигналов из-за нестабильности в статистических свойствах речевого сигнала.

Известно также устройство [2], называемое дискриминатором сигналов речи и документальной связи, в основу работы которого положено отличие значения нормализованной автокорреляционной функции и нормированного момента второго порядка для речи и факсимильного сигнала. Данное устройство наиболее близко по своей технической сущности к заявляемому. Дискриминатор сигналов речи и данных содержит блок согласования с каналом связи, восемь сумматоров, три умножителя, три блока вычисления отношения, блок вычисления абсолютного значения, два квадратора, два пороговых элемента, логический элемент И, вычитатель, управляющий таймер и блок принятия решения.

Однако данное устройство не может обеспечить устойчивое выделение сигналов обмена средств документальной связи, особенно при наличии в нем паразитных речевых сигналов.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является устройство обнаружения факсимильных передач [3]. В этом устройстве процедура обнаружения осуществляется по начальной фазе установления соединения и основана на обнаружении начальной тоновой посылки вызывающего факсимильного аппарата. Устройство содержит блок согласования с каналом связи, первый и второй блоки вычисления абсолютного значения, первое и второе интегрирующие звенья, блок вычисления отношения, первый и второй пороговые элементы, резонансный фильтр, логический элемент И, блок принятия решения и управляющий таймер. Для обнаружения тонового сигнала в этом устройстве оценивается уровень сигнала на выходе резонансного фильтра, а также отношение мощности сигнала на выходе резонансного фильтра и в полосе частот канала связи. Однако и для данного устройства характерна невысокая точность выделения сигналов факсимильных передач, особенно в условиях наличия паразитных речевых сигналов.

Целью изобретения является повышение точности идентификации вида передаваемых сигналов.

Для достижения поставленной цели в устройство для обнаружения сигналов обмена средств документальной связи, содержащее блок согласования с каналом связи, первый и второй блоки вычисления абсолютного значения, блок вычисления отношения, первый и второй пороговые элементы, первое и второе интегрирующие звенья, резонансный фильтр, логический элемент И, блок принятия решения и управляющий таймер, согласно изобретению дополнительно введены полосовой фильтр, третий блок вычисления абсолютного значения, третье интегрирующее звено и третий пороговый элемент, причем выход блока согласования с каналом связи через последовательно включенные первый блок вычисления абсолютного значения и первое интегрирующее звено подключен ко второму входу блока вычисления отношения, одновременно выход блока согласования с каналом связи через последовательно включенный резонансный фильтр и второй блок вычисления абсолютных значений связан с входом второго, интегрирующего звена, выход которого подключен к первому входу блока вычисления отношения, а также через второй пороговый элемент ко второму входу логического элемента И, в свою очередь выход блока вычисления отношения через первый пороговый элемент подсоединен к первому входу логического элемента И, кроме того, выход блока согласования с каналом связи через последовательно соединенные полосовой фильтр, третий блок вычисления абсолютных значений, третье интегрирующее звено и третий пороговый элемент связан с третьим входом логического элемента И, выход которого соединен с блоком принятия решения, тогда как управляющие интерфейсы логического элемента И и блока принятия решения связаны с управляющим таймером.

При изучении известных технических решений в данной области совокупность признаков, отличающих заявляемый объект, не была выявлена. Данное решение существенно отличается от остальных.

Заявляемое решение явным образом не следует из уровня развития техники и имеет изобретательский уровень.

Заявляемый объект может быть построен с использованием существующих электронных средств и компонентов аппаратуры связи либо реализован на базе компьютерной техники, либо с помощью сигнальных процессоров. Данное устройство может найти применение в составе аппаратно-программных средств телефонной станции для проведения статистических замеров трафика на абонентских участках телефонной сети общего пользования.

Устройство для обнаружения сигналов обмена средств документальной связи (см. чертеж) содержит блок 1 согласования с каналом связи, первый блок 2 вычисления абсолютного значения, первое интегрирующее звено 3, блок 4 вычисления отношения, первый пороговый элемент 5, резонансный фильтр 6, второй блок 7 вычисления абсолютного значения, второе интегрирующее звено 8, второй пороговый элемент 9, полосовой фильтр 10, третий блок 11 вычисления абсолютного значения, третье интегрирующее звено 12, третий пороговый элемент 13, логический элемент И 14, блок 15 принятия решения и управляющий таймер 16.

Работа заявляемого устройства основана на оценивании трех информационных статистик, которые используются в процессе идентификации и выделения сигналов обмена средств документальной связи.

В качестве информационных статистик используются оценки мощности сигнала в полосе частот тоновых посылок, отношение мощности сигналов во всей полосе частот канала связи к мощности сигналов в полосе тоновых посылок и мощность сигнала в полосе обмена низкоскоростной настроечной информации.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Анализируемый сигнал с выхода канала связи, пройдя через блок 1 согласования с каналом связи, поступает одновременно на вход первого блока 2 вычисления абсолютного значения и вход резонансного фильтра 6. При этом последовательность элементов 2 и 3 обеспечивает получение приближенной оценки уровня сигнала в канале связи. Получаемая оценка подается на второй вход блока 4 вычисления отношения, на первый вход которого подается оценка уровня сигнала на выходе резонансного фильтра 6, формируемая с помощью второго блока 7 вычисления абсолютного значения и второго интегрирующего звена 8.

В результате на выходе блока 4 вычисления отношения имеем величину, характеризующую распределение энергии входного сигнала по частотному диапазону канала связи. Иными словами, оценка, формируемая блоком 4 вычисления отношения, приближенно равна отношению мощности сигнала на выходе резонансного фильтра к мощности сигнала на входе устройства. При этом используется известное свойство гармонического сигнала, состоящее в том, что между мощностью такого сигнала и средним модулем разности существует определенная зависимость. Получаемая таким образом величина сравнивается в первом пороговом элементе 5 с граничным значением. Результат сравнения в виде логического 0 или 1 подается на первый вход логического элемента И 14.

Оценка уровня отфильтрованного резонансным фильтром сигнала, получаемая на выходе второго интегрирующего звена 8, является также самостоятельным информационным признаком присутствия в канале связи тонового сигнала обмена. Поэтому сигнал с выхода второго интегрирующего звена 8 подается на второй пороговый элемент 9, где сравнивается с граничным значением. Результат сравнения поступает на второй вход логического элемента И 14.

Блоки 10-13 обеспечивают оценку третьего информационного признака - усредненный уровень сигнала в полосе обмена низкоскоростной настроечной информации. Данный признак позволяет отслеживать факт начала настройки двух абонентских устройств документальной связи. Обычно такая настройка сопровождается двухсторонним обменом низкоскоростной цифровой информацией (300 бит/с), который осуществляется в соответствии с общепринятыми правилами (способ передачи, протоколы, временные параметры и прочее).

Для оценки данной статистики сигнал с выхода блока 1 согласования с каналом связи подается на полосовой фильтр 10, настроенный на полосу передачи дискретной информации. Далее отфильтрованный сигнал детектируется (берется его модуль) в блоке 11 вычисления абсолютного значения и потом усредняется в третьем интегрирующем звене 12. Получаемая величина сравнивается в третьем пороговом элементе 13 с граничным значением. Результат сравнения в виде логического 0 или 1 подается на третий вход логического элемента И 14.

Длительности различных процедур обработки входного сигнала в данном устройстве задаются посредством управляющего таймера 16, который соединен с логическим элементом И 14 и блоком принятия решений 15.

Окончательное решение о начале процедуры установления соединения между факсимильными аппаратами принимается в том случае, когда на выходе логического элемента И формируется сигнал, эквивалентный логической 1. Как следует из логики работы заявляемого устройства, данное событие происходит, когда все информационные статистики превышают свои граничные значения.

Источники информации 1. Adoul J. P., Prodelles D. On Line Speech/Date Modems Identification For Telephone Network. 1977, IEEE International Conference On ASSP, PI, p. 332-335.

2. Дискриминатор речи и данных. IEEE Trans. Communication 1993, N41, р. 539-544.

3. OKIFAX. Technical Description, p.(2-1)-(2-5); (2-50)-(2-55).

Формула изобретения

Устройство для обнаружения сигналов обмена средств документальной связи, содержащее блок согласования с каналом связи, первый и второй блоки вычисления абсолютного значения, блок вычисления отношения, первый и второй пороговые элементы, первое и второе интегрирующие звенья, резонансный фильтр, логический элемент И, блок принятия решения и управляющий таймер, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены полосовой фильтр, третий блок вычисления абсолютного значения, третье интегрирующее звено и третий пороговый элемент, причем выход блока согласования с каналом связи через последовательно включенные первый блок вычисления абсолютного значения и первое интегрирующее звено подключен ко второму входу блока вычисления отношения, одновременно выход блока согласования с каналом связи через последовательно включенные резонансный фильтр и второй блок вычисления абсолютных значений связан с входом второго интегрирующего звена, выход которого подключен к первому входу блока вычисления отношения, а также через второй пороговый элемент ко второму входу логического элемента И, в свою очередь выход блока вычисления отношения через первый пороговый элемент подсоединен к первому входу логического элемента И, кроме того, выход блока согласования с каналом связи через последовательно соединенные полосовой фильтр, третий блок вычисления абсолютных значений, третье интегрирующее звено и третий пороговый элемент связан с третьим входом логического элемента И, выход которого соединен с блоком принятия решения, тогда как управляющие интерфейсы логического элемента И и блока принятия решения связаны с управляющим таймером.

РИСУНКИ

Рисунок 1