CH620560A5 - Arrangement for monitoring tones in an exchange operated using pulse code modulation - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kontrolle von Tönen in einem in Puls-Code-Modulation betriebenen Amt, welches verschiedene Töne in Digitalform aus einem eine einzige Niederfrequenz und einen Pegel aufweisen-5 den Signal erzeugt, wobei jeder Ton aus einer Folge von identischen Zyklen einer bestimmten ersten Dauer besteht, welche Zyklen je eine Übertragungsphase einer bestimmten zweiten Dauer und eine Unterbruchsphase einer bestimmten dritten Dauer enthalten, wobei die Übertragungsphase aus einer io wiederholten Übertragung von N codierten Abtastwerten, deren Umhüllungskurve eine Sinuslinie des Signals der erwähnten einzigen Niederfrequenz ist, besteht und wobei die Unterbruchsphase aus der Übertragung von codierten Abtastwerten des Analogwertes Null besteht.

15 In einem Fernsprechvermittlungsamt muss eine bestimmte Anzäfil von Tönen erzeugt werden, um den Teilnehmer über den Stand des Anrufs zu informieren. So z.B. erhält ein anrufender Teilnehmer einige Augenblicke nach Abheben seines Hörers einen Wählton vom Amt, der ihn dahingehend infor-2o miert, dass das Amt zum Empfang seiner Wahl vorbereitet ist. Der anrufende Teilnehmer kann auch einen Besetztton vom Amt erhalten, der angibt, dass die angerufene Teilnehmerleitung besetzt ist.

Um die Betriebssicherheit im Amt zu erhöhen, ist es ange-25 zeigt, die dort erzeugten Töne zu kontrollieren, indem eine Anordnung zur Kontrolle dieser Töne an die Tongeneration angeschlossen wird.

Aus dem Artikel von J.M. Kasson: «System self test, administration and maintenance in the ROLM CBX (Computerized 3o Branche Exchange, rechnergesteuertes Zweigamt der ROLM-Corporation), I.E.E.E. National Télécommunication Conference, 2.-3. Dez. 1975,1. Bd., New York, ist bereits eine Kontroll-einrichtung in einem digitalen Teilnehmeramt zum permanenten Testen verschiedener Funktionen in unbeschützten Ï5 Zustand bekannt. Insbesondere wird im erwähnten Artikel der Prüfvorgang für die DTMF (Double Tone Multi Frequency, Tontastwahl)-Signalisierausrüstung unter Verwendung eines sogenannten Tongenerators des Teilnehmeramtes beschrieben. Dieser Tongenerator sendet eine bestimmte Ziffer aus, die 4o von einem DTMF-Register des Amtes empfangen wird. Der richtige Empfang dieser Ziffer wird in Analogform kontrolliert. Bei einem derartigen Testen werden bereits im Amt vorhandene, für die Herstellung von Verbindungen bestimmte Ausrüstungen verwendet. Auf diese Weise können jedoch auf keinen 45 Fall für den Teilnehmer bestimmte Töne kontrolliert werden, da sie vom Amt selbst nicht erkannt werden müssen, so dass dieses keine Tonempfänger enthält. Zusätzlich erzeugt ein PCM-Amt Töne in Digitalform; es ist also höchst vorteilhaft, diese Töne auch in Digitalform zu kontrollieren.

5o Zweck der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Anordnung zur Kontrolle von für die Teilnehmer bestimmten Tönen anzugeben, welche Anordnung auf rein digitaler Basis funktioniert. Hierbei sind die einzelnen Merkmale der erfin-dungsgemässen Anordnung dem kennzeichnenden Teil des 55 Patentanspruchs 1 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei Beispiele von Tönen,

Fig. 3 eine Sinuskurve des Tonsignals,

bo Fig. 4 ein Blockschema der erfindungsgemässen Anordnung,

Fig. 5 ein Flussdiagramm, welches die Kontrolle der in den Fig. 1 und 2 angegebenen Töne ermöglicht, und Fig. 6 ein weiteres Beispiel eines Tons.

b5 Fig. 1 zeigt einen Ton, welcher durch den Teilnehmer empfangen werden soll. Dieser Ton besteht aus einer Folge von

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identischen Zyklen der Dauer Tcy. Jeder Zyklus enthält eine Übertragungsphase der Dauer Te und eine Unterbruchsphase der Dauer Tc. Ein Niederfrequenzsignal der Frequenz Fv (der Periode Tv) und eines Pegels V wird während jeder Übertragungsphase übermittelt Ein Signal der Amplitude Null wird während der Unterbruchsphase übertragen.

Die übrigen Töne weisen dieselbe Frequenz Fv und densel-oen Pegel V auf, jedoch verschiedene Übertragungsdauern Te and Unterbruchsdauern Tc auf, so dass verschiedene Geschwindigkeiten vorliegen. Der Wählton kann durch die ununterbrochene Übertragung eines Signals der Frequenz Fv und des Pegels V (siehe Fig.-2) gebildet werden. In einem Raum-Vermittlungsamt werden die verschiedenen Töne in Analogform erzeugt In einem PCM-Vermittiungsamt können sie vor-•eilhafterweise direkt in der Form von codierten Abtastwerten hergestellt werden.

Ein PCM-Vermitlungsamt verarbeitet codierte Abtastwerte von Niederfrequehz-Analogsignalen, die von den Teilnehmern empfangen werden. Jeder der Abtastwerte des A.nrufs besetzt einen bestimmten Zeitkanal in einer Wiederholperiode oder einem Rahmen T. Diese Periode T entspricht der \btastperiode der Analogsignale. Beispielsweise kann der Rah-■nen T 256 Zeitkanäle aufweisen. Um die Übertragungsqualität '.u verbessern, sind die Abtastwerte nicht linear codiert, wobei die Codier-Kennlinie ungefähr einen logarithmischen Verlauf ìat. Die Codes enthalten b Bits, wobei das erste Bit das Zeichen des Abtastwertes angibt Die Codierung ist symmetrisch, was ioviel bedeutet, dass die Codes zweier entgegengesetzter Werte identisch sind, mit Ausnahme der Zeichenbits.

Fig. 3 zeigt eine Sinuskurve des analogen Tonsignals der Frequenz Fv mit den entsprechenden im PCM-Vermittlungsamt erzeugten, codierten Abtastwerten. Die Sinuskurve enthält ^ codierte Abtastwerte in Zeitabschnitten T. Die Periode Tv st so gewählt, dass sie ein Vielfaches von T bildet. Die Sinuskurr /en-Abtastzeitpunkte sind wiederum so gewählt, um die \btastwerte von lediglich einem Viertel der Sinuskurve zu -•rhalten. Die Punkte A und B mit einer Nullamplitude bilden \btastwerte.

Es können beispielsweise folgende numerischen Werte verwendet werden:

Fv = 444,44 Hz

Tv = 2,25 ms

T = 125 ns

N = 18 Abtastwerte b = 8 Bits

V = 345 mV

Da die Codierung symmetrisch ist, werden die einem Null-\nalogwert entsprechenden Punkte A und B aus Fig. 3 entweder den Code 00000000 oder 10000000 aufweisen. Um diese Punkte unterscheiden zu können, soll einer von ihnen den Code i 0000000 und der andere den Code 00000000 aufweisen.

Die Kontrollfunktion der erfindungsgemässen Anordnung •vird in drei Hauptschritten durchgeführt:

- Erkennung der Übertragungsphase;

- Erkennung der Unterbruchsphase;

- Kontrolle des Andauerns der Erscheinung über einige Ton-Zyklen hinweg.

Wird der Ton durch eine kontinuierliche Übertragung eines ■signais der Frequenz Fv gebildet, enthält die Kontrolle ledig-ich einen Schritt:

- Erkennung des Tonsignals für eine gegebene Zeit TO.

Fig. 4 zeigt ein Blockschema der Anordnung zur Kontrolle ■on Tönen in einem PCM-Vermittlungsamt. Die Anordnung •nthält einen ersten Komparator Cl, welcher einerseits die Todes von b Bits des zu kontrollierenden Tonsignals und ndererseits einen fixen Code von b Bits, der eine Nullamplitude darstellt, d.h. den Code OOOOOOOO^empfängt. Die empfangenen Codes werden mit RCVD und der Nullamplitudencode mit VF0 bezeichnet Dieser erste Komparator wird insbesondere zur Erkennung der Unterbruchsphase verwendet Ein 5 zweiter Komparator C2 empfängt einerseits die Codes RCVD und andererseits einen fixen Einleitungscode VFI aus b Bits. Der Code VFI entspricht einem der den Ton bildenden Abtastwerte und sollte nur einzeln in einer Periode Tv vorhanden sein. Im Falle der in Fig. 3 gezeigten Codes wird es sich folglich io um den Code 10000000 (Punkt A) handeln. Die Funktion dieses zweiten Komparators wird später beschrieben. Ein dritter Komparator C3 erhält sowohl die Codes RCVD als auch die b-Bit-Codes, welche durch einen Festwertspeicher ME mit N Zeilen geliefert werden. Jede Zeile enthält einen Abtastwert i5 des durch das Amt übertragenen Tonsignals; die verschiedenen AbjaStwerte werden in derselben Ordnung gruppiert wie jene de% übertragenen Tonsignals. Die erste Zeile des Speichers ME enthält den Einleitungscode VFI. Der Speicher ME wird durch einen Zähler K adressiert, welcher durch Taktimpulse Hl mit 20 einer Periode T weitergeschaltet wird. Der Komparator C3 wird für die Erkennung der Übertragungsphase verwendet Die Impulse H1 werden durch einen Taktgeber CL geliefert.

Der Taktgeber CL erzeugt auch Impulse H2 mit einer Periode T2 (wobei T2 das Vielfache von T ist z.B. 4 ms), welche zwei Zeitzähler TKR und TKL über einen Frequenzteiler D weiterschalten. DieserTeiler liefert dem Zähler TKR Impulse H3 mit einer Periode T3 (wobei T3 das Vielfache von T2 ist, z.B. 32 ms) und dem Zähler TKL Impulse H4 mit einer Periode T4 (wobei T4 das Vielfache von T2 ist, z.B. 192 ms).

Der Zähler TKR wird zur Bestätigung der Erkennung der Übertragungs- und Unterbruchs-Phase verwendet. Er liefert mittels èines Decodierers DTKR ein Signal STe des logischen Pegels «1» am Ende der ZeitTe, welche der Übertragungszeit entspricht, und ein Signal STc mit dem logischen Pegel «1» am '*• Ende der ZeitTe, die der Unterbruchszeit entspricht. Der Übergang auf den Pegel «1» der Signale STe und STc muss in Abhängigkeit des Wertes der Übertragungs- und Unterbruchs- • zeit und der Lage der Kontrollimpulse H3 des Zählers TKR nicht genau am Ende der Zeiten Te und Tc, sondern vor oder 4,1 nach diesen Zeiten, stattfinden. Der Decodierer DTKR wird folglich für zwei aufeinanderfolgende Codes, die am Ausgang des Zähler TKR anstehen, ein Signal STe = 1 oder ein Signal STc = 1 liefern, wobei die erwähnten Codes den die Rahmen für die Zeiten Te und Tc bildenden Zeiten entsprechen. Die « erfindungsgemässe Anordnung muss verschiedene Töne mit unterschiedlichen Übertragungs- und Unterbruchszeiten kontrollieren, so dass der Decodierer DTKR gleichfalls weitere Signale,"wie z.B. STe' und STc' liefert, welche verschiedenen Zeiten entsprechen. Es wird auch ein Signal STO des Pegels «1» •!> am Ende der Zeit TO geliefert, welches Signal dem Empfang eines kontinuierlichen Tons (z.B. eines Wähltons) entspricht

Der Zähler TKL wird auch als Zeitbegrenzer verwendet um die Tonkontrolloperation am Ende einer Zeit T1 zu stoppen, wenn ein Tonzyklus (Übertragungs- und Unter-bruchsphase) bis zu der Zeit nicht erkannt wurde. Er liefert über einen Decodierer DTKL ein Signal STI des Pegels 1 am Ende der Zeit Tl.

Ein die Dauer der Tonzyklen registrierender Zähler TPRS wird jeweils beim Erkennen eines Tonzyklus um einen Schritt weitergeschaltet Er liefert über einen Decodierer DTPRS ein Signal STp des Pegels 1, wenn er um p Schritte, die der Erkennung von p Tonzyklen entsprechen, weitergeschaltet wurde.

Die Ausgangssignale aus den Komparatoren Cl, C2 und C3 und aus den Decodierern DTKR, DTKL und DTPRS werden -> einer Folgelogikschaltung US zugeführt, welche die verschiedenen Tonkontrolloperationen sequentiell ordnet. Diese Schaltung empfängt einen Code ASP, der die zu kontrollierende Tonart angibt. Die Schaltung arbeitet aufgrund einer gewissen

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Anzahl von Phasen S W und wird durch Taktimpulse H5 der Periode T gesteuert Sie wird durch einen Impuls GO in der Startphase eingestellt wobei dieser Impuls bei Anforderung von Arbeit empfangen wird. Der Impuls GO stellt auch die Zähler TKR, TKL und TPRS zurück. Der Zähler TKR wird auch durch einen Impuls CHSW, welchen die Folgelogikschaltung bei jeder Phasenâiîderung liefert rückgestellt Der Zähler TKL wird zusätzlich zum Impuls GO auch durch das Anstehen eines Impulses PSW4 rückgestellt welcher durch die Folgelogikschaltung dann geliefert wird, wenn ein Tonzyklus erkannt wurde.

Die bereits erwähnten drei Hauptschritte zur Kontrolle eines Tones sollen nun eingehender erläutert werden:

Erkennung einer Übertragungsphase

Jeder empfangene Code RCVD wird im Komparator C3 mit den aus dem Festwertspeicher ME ausgelesenen und durch den Zähler K zyklisch adressierten Codes MEC verglichen. Um jedoch vorher noch die empfangenen Codes RCVD mit den ausgelesenen Codes MEC zu synchronisieren, wird die Adressierung des Speichers ME durch Rückstellung des Zählers K durch einen in der Schaltung US erzeugten Impuls INIT eingeleitet wenn RCVD = VFI ist (der Vergleich wird durch den Komparator C2 durchgeführt). Die Übertragungsphase wird erkannt wenn die Codes RCVD mit den Codes MEC identisch sind (der Vergleich wird durch C3 durchgeführt) während einer Zeitspanne Te, wobei diese Zeitspanne durch das Anstehen eines Signals Ste = 1 am Ausgang des Decodierers DTKR bestimmt wird. Der Zähler TKR muss vorher durch einen Impuls CHSW rückgestellt worden sein, welcher Impuls durch die Einheit US:zum Zeitpunkt des Ausleseanfangs des Speichers ME geliefert wurde.

Erkennung der Unterbruchsphase

Jeder empfangene Code RCVD wird im Komparator Cl mit dem einen Nullamplitudenabtastwert darstellenden Code VFO verglichen. Die Unterbruchsphase wird erkannt, wenn die Codes RCVD mit dem Code VFO während einer Zeitspanne Tc identisch sind, welche durch das Anstehen eines Signals Stc = 1 am Ausgang des Decodierers DTKR bestimmt wird. Der Zähler TKR ist bereits vorher durch.den am Anfang des Unter-Druchsphasen-Erkennungsschritts vorhandenen Impuls CHSW zurückgestellt worden.

Kontrolle des Andauerns

Am Ende jedes erkannten Tonzyklus wird der Zähler.TPRS durch den von der Folgelogikschaltung gelieferten Impuls PSW4 um einen Schritt weitergeschaltet DerTon wird erkannt wenn der erwähnte Zähler um p Schritte vorgerückt wurde, d.h. wenn p Tonzyklen erkannt wurden. Der Decodierer DTPRS liefert dann ein Signal STp = 1 an die Folgelogikschaltung.

Wie bereits erwähnt benötigt die Kontrolle eines ununterbrochenen Tones lediglich einen Schritt:

Erkennung des Tonsignales während einer Zeitspannne TO 5 Die empfangenen Codes RCVD sollten mit den Codes MEC vom Speicher ME während einer Zeitspanne TO identisch sein, welche durch das Anstehen eines Signals STO = 1 am Ausgang des Decodierers DTKR definiert ist

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm, welches die Kontrolle eines io zyklischen Tons gemäss Fig. 1 und eines kontinuierlichen Tons gemäss Fig. 2 ermöglicht Die Folgelogikschaltung wird als eine Funktion dieses Flussdiagramms ausgelegt Es sind sechs Betriebsphasen SWO bis SW5 vorhanden:

SWO = Start i5 S W1 = Synchronisierung der Abtastwerte MEC mit den Alptastwerten RCVD;

SW2 = Erkennung einer Übertragungsphase;

71- ~SW3 = Erkennung einer Unterbruchsphase; SW4 = Andauern;

20 SW5 = Resultat

Die Einstellung des Festwertspeichers in der Phase SWO erfolgt durch den Impuls GO. Die weitern Phasen folgen eine nach der andern gemäss dem Flussdiagramm. Der Impuls INIT wird während des Übergangs von Phase S W1 auf Phase S W2 25 abgegeben. Der Impuls CHSW wird bei jedem Phasenübergang abgegeben. Der Impuls PSW4 wird während der Phase SW4 abgegeben.

Die Folgelogikschaltung'US liefert mittels eines Codes RES drei Resultate:

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Ton erkannt Ton nicht erkannt

Dies ist das Resultat wenn die Folgelogikschaltung in einer 35 andern Phase als SWO und STI = 1 ist. Dies bedeutet, dass Codes RCVD, die nicht gleich Null sind, empfangen wurden, jedoch den Toncodes nicht entsprechen.

Kein Ton

40 Dies ist das Resultat wenn die Folgelogikschaltung noch in der Phase SWO und STI = 1 ist Dies bedeutet, dass lediglich Nullcodes empfangen und folglich die Töne wahrscheinlich nicht übertragen wurden.

Die bisherige Beschreibung betraf eine Anordnung, welche kontinuierliche Töne (Fig. 2) und zyklische Töne, in welchen -"jeder Zyklus eine Übertragungs- und eine Unterbruchphase aufweist (Fig. 1), erkennt Sie kann jedoch auch komplexere Töne erkennen, enthaltend z. B. zwei verschiedene Übertragung w phasen Tel und Te2 und zwei verschiedene Überbruchsphasen Tel und Tc2 pro Zyklus (siehe Fig. 6). Die Folgelogikschal-tung muss dann anders ausgelegt werden.

4 Blatt Zeichnunger

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE L Anordnung zur Kontrolle von Tönen in einem in Puls-Code-Modulation betriebenem Amt, welches verschiedene Töne in Digitalform aus einem eine einzige Niederfrequenz (Fv) und einen Pege"l<V) aufweisenden Signal erzeugt, wobei jeder Ton aus einer Folge von identischen Zyklen einer bestimmten ersten Dauer (Tcy) besteht, welche Zyklen je eine Übertragungsphase einer bestimmten zweiten Dauer (Te) und eine Unterbruchsphase einer bestimmten dritten Dauer (Tc) enthalten, wobei die Übertragungsphase aus einer wiederholten Übertragung von N codierten Abtastwerten, deren Umhüllungskurve eine Sinuslinie des Signals der erwähnten einzigen Niederfrequenz (Fv) ist, besteht und wobei die Unterbruchsphase aus der Übertragung von codierten Abtastwerten des Analogwertes Null besteht, gekennzeichnet durch erste Mittel (K, ME, C3, C2, TKR) zur Erkennung der übertragenen Abtastwerte, einer nach dem andern, während der zweiten Dauer (Te), durch zweite Mittel (Cl) zur Erkennung von codierten Abtastwerten, deren Wert je Null ist während der dritten Dauer (Tc), durch dritte Mittel (TPRS) zur Kontrolle des Andauerns der Erscheinung über eine Anzahl p nacheinander folgende Zyklen, und schliesslich durch vierte Mittel (TKL), die die Kontrolloperation einstellen, wenn am Ende einer bestimmten beschränkten Zeitspanne ein Zyklus nicht erkannt wurde.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel folgende Elemente enthalten: einen Festwertspeicher (ME) mit N Zeilen, welcher von einem zyklischen Zähler (K) mit derselben Periode adressiert wird, wie die der zu erkennenden Abtastwerte ist, wobei die N Zeilen des Speichers je N nacheinander folgende Abtastwerte enthalten, deren Umhüllungskurve das sinusförmige Tonsignal ist; einen ersten Komparator (C3), der einerseits die zu erkennenden Abtastwerte (RCVD) und andererseits die aus dem Festwertspeicher ausgelesenen Abtastwerte (MEC) empfängt; einen Synchronisierstromkreis mit einem zweiten Komparator (C2), welcher einerseits die zu erkennenden Abtastwerte und andererseits einen fixen Einleitungs-Abtastwert (VFI), weicher aus den N Abtastwerten ausgewählt wurde und lediglich einzeln in einer Sinuskurve vorhanden ist, empfängt, wobei der zweite Komparator den zyklischen Zähler (K) so einstellt, dass dieser letztere jene Zeile des Festwertspeichers adressiert, die den Einleitungsabtastwert enthält; und einen Zeitzähler (TKR), welcher durch Taktimpulse (H3) weitergeschaltet wird und ein Signal (STe) des logischen Pegels «1» am Ende der zweiten Dauer . (Te) liefert, welche Zeitspanne im Augenblick des Einstelleris des zyklischen Zählers einsetzt
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel einen dritten Komparator (Cl) enthalten, welcher einerseits die zu erkennenden Abtastwerte (RCVD) und andererseits einen fixen Nullamplitudenabtast-wert (VFO) empfängt, und dass der Zeitzähler (TKR) am Ende der dritten Dauer (Tc), welche im Augenblick der Erkennungsphase des Nullamplitudenabtastwertes einsetzt, ein zweites Signal (STc) des logischen Pegels «1» liefert.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Mittel einen die Dauer der Tonzyklen registrierenden Zähler (TPRS) enthalten, welcher beim Erkennen eines Tonzyklus jeweils um einen Schritt weitergeschaltet wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierten Mittel einen Zeitzähler (TKL) enthalten, welcher durch Taktimpulse (H4) weitergeschaltet wird und am Ende der bestimmten, beschränkten Zeitspanne, welche am Anfang der Erkennung eines Tonzyklus einsetzt, ein Signal (STI) des logischen Pegels «1» liefert.