CN100456759C

CN100456759C - 一种实现双音多频信号闭音的方法

Info

Publication number: CN100456759C
Application number: CNB031533485A
Authority: CN
Inventors: 吴建新
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-08-11
Also published as: CN1581906A

Abstract

本发明公开了一种实现双音多频信号闭音的方法，该方法包括：判断交换设备接收的信号是否相似于双音多频信号，如果相似，则替代该接收的信号；否则，对该接收的信号不做任何处理。该方法不仅减少了对通讯系统资源的占用，减少了重复收号的可能，而且对语音信号的影响小。

Description

一种实现双音多频信号闭音的方法

技术领域

本发明涉及了通信系统中的双音多频信号(DTMF)闭音技术，特别涉及一种实现双音多频信号闭音的方法。

背景技术

在通信系统中，需要通过信号进行信息的交互，DTMF信号就是一种用于进行信息交互的信号，其是一种用户线信令或局间信令，不仅可以由双音频电话机发送给交换机用以提供呼叫业务，而且可以由交换机发给双音频话机用以提供主叫识别(CID)业务。

DTMF信号每一个号码由两个频率组成，在双音频话机上，按下一个键，双音频话机就会发出包含两个频率的信号，如表一所示，表一为DTMF信号的组成表：

频率(Hz)	1,209	1,336	1,477	1,633
频率(Hz)	1,209	1,336	1,477	1,633	697	1	2	3	A
770	4	5	6	B	697	1	2	3	A
770	4	5	6	B	852	7	8	9	C
941	*	0	#	D	852	7	8	9	C

表一

该表的纵向第一列和横向第一行分别表示了双音频话机上相应的按键所具有的两个频率值。通常，将纵向第一列的四个频率值，即697Hz、770Hz、852Hz和941Hz称为低频群；而将横向第一行的四个频率值，即1209Hz、1336Hz、1477Hz和1663Hz称为高频群。例如：当按下双音频话机的号码按键1时，双音频话机发出具有697Hz和1209Hz频率值的DTMF信号。由于DTMF信号是由双音频话机向交换机传送的，或由交换机向双音频话机传送的，因此，DTMF信号和语音信号使用同一个通道进行传送。

当使用DTMF信号进行信息交互时，存在着一个问题，如图1所示，图1为DTMF信号传输的示意图。当一台双音频话机或者其他的DTMF信号发送设备与另一台双音频话机或者其他的DTMF信号发送设备通过两个交换设备进行交互时：

假设要调小DTMF信号发送设备1的声量，则DTMF信号发送设备1发出一个DTMF信号，这个DTMF信号被交换设备1接收到之后进行处理，得到一个号码并对交换设备1附近相应号码的DTMF信号发送设备1进行声量调小操作；但是，该DTMF信号还可以再和语音信号一起传送到较远的交换设备2，如交换机，该交换设备2认为该DTMF信号是DTMF信号发送设备2发送的，该交换设备2对该DTMF信号进行处理得到一个号码并根据该交换设备2附近相应号码的DTMF信号发送设备2进行预先定义的操作，该操作有可能不是声量调小操作，这样会产生误操作，从而干扰业务的正常进行。

因此，需要对这种情况进行适当的处理，即在交换设备1将该DTMF信号进行屏蔽，使交换设备2不能收到该DTMF信号，这种处理称之为DTMF信号闭音。

目前，实现DTMF信号闭音通常采用滤波的方式：在图1中的交换设备1设置多个带阻滤波器，对多个带阻滤波器频点附近的DTMF信号频率分量分别进行衰减，以实现DTMF信号的屏蔽。

但是，这种实现DTMF信号闭音的方式存在着缺点：

缺点一，由于需要多个带阻滤波器对其频点附近的DTMF信号频率分量分别进行衰减，因此占用的通讯系统资源较多，不利于通讯系统的高密度集成；

缺点二，带阻滤波器具有一定的带宽宽度，并且滤波是随时进行的，因此也会对语音信号产生不小的影响，也就是说，即使在一段通话中没有DTMF信号，全是语音信号，语音信号中在DTMF信号的频点附近的频率分量也会被进行衰减，影响通信语音的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现双音多频信号闭音的方法，该方法不仅减少对通讯系统资源的占用，而且避免对语音信号的影响。

根据上述目的，本发明的具体实施方式如下：

一种实现双音多频信号闭音的方法，该方法包括：

判断交换设备接收的信号是否能量分布相似于双音多频信号，如果相似，则替代该接收的信号中的当前帧数据或该接收的信号中的下一帧数据；否则，对该接收的信号不做任何处理；

所述判断交换设备接收的信号是否能量分布相似于双音多频信号包括：

a、将所接收的信号分成一定帧长的帧数据，将该接收信号中的当前帧数据进行双音多频信号频带内带通滤波和频带内带阻滤波，得到该当前帧数据的双音多频信号频带内的能量分布和频带外的能量分布；

b、如果该当前帧数据的双音多频信号频带内的能量分布大于或等于预定的双音多频信号频带内能量分布，并且该当前帧数据的双音多频信号频带外的能量分布小于或等于预定的双音多频信号频带外能量分布，则判定该接收的信号能量分布相似于双音多频信号；否则，判定该接收的信号能量分布不相似于双音多频信号。

步骤a所述的帧数据为5ms固定帧长。

步骤a所述的频带内带通滤波和频带内带阻滤波范围分别为600Hz～1700Hz。

步骤b所述预定的双音多频信号频带内能量分布的值达到当前帧数据总能量的80％。步骤b所述预定的双音多频信号频带外能量分布的值达到当前帧数据总能量的5％。

所述替代该接收的信号中的当前帧数据或该接收的信号中的下一帧数据进一步包括，用静音信号、单音信号或舒适噪音信号替代该接收的信号中的当前帧数据或该接收的信号中的下一帧数据。

本发明提供的方法将发送到交换设备的信号进行DTMF信号的相似性判断，当发送来的信号具有DTMF信号频带内部的能量分布较大并且DTMF信号频带外部的能量分布较小的特点时，则该发送来的信号相似于DTMF信号，对其进行屏蔽处理；否则，不做任何处理。由于本发明首先判断发送来的信号是否相似于DTMF信号，从而排除了对语音信号进行屏蔽的可能，避免了对语音信号的影响；本发明不需要多个带阻滤波器对发送来的信号进行滤波，而只需要一个带阻滤波器区分发送来的信号的DTMF信号频带内部的能量和DTMF信号频带外部的能量，从而减小了对通讯系统资源的占用。

附图说明

图1为DTMF信号传输的示意图。

图2为本发明实现DTMF信号闭音的实施例流程图。

图3为本发明中没有经过闭音处理的DTMF信号仿真图。

图4为利用本发明提供的方法对DTMF信号进行闭音处理后的信号仿真图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的方法首先判断发送到交换设备的信号是否相似于DTMF信号，如果该信号相似于DTMF信号，就用其他的信号，例如：静音信号、舒适噪音信号或者单音信号替代该信号；如果该信号不相似于DTMF信号，就不做任何处理。该方法有效的防止了DTMF信号的二次接收，实现了对DTMF信号的闭音。

由于通讯系统中对DTMF信号的检测是必须的，即现有的通讯系统中的交换机设备就可以对DTMF信号进行检测，本发明提供的方法不需要在通讯系统中额外添加DTMF信号检测模块，只需利用现有的检测系统对DTMF信号做相似性检测，因此，不会占用通讯系统的资源。

如图2所示，图2为本发明实现DTMF信号闭音的实施例流程图，其具体步骤为：

步骤200，当信号传送到交换设备时，对传送的信号进行预处理：将该信号分成若干个帧数据，如可以设置5ms帧长的数据为一帧数据；

步骤201、202，对步骤200所述信号中的当前帧数据进行DTMF信号频带内带通滤波和DTMF信号带内带阻滤波，由于DTMF信号的能量分布集中在600Hz～1700Hz的通频带上，所以进行DTMF信号频带内带通滤波的通频带可以选取600Hz～1700Hz，DTMF信号频带内带阻滤波的阻带范围也就是600Hz～1700Hz；

步骤203，经过DTMF信号频带内带通滤波和DTMF信号带阻滤波处理后，步骤201、202所述的当前帧数据可以区分出通频带内的能量分布和通频带外的能量分布，根据该区分出通频带内的能量分布和通频带外的能量分布判断步骤200所述的传送来的信号是否相似于DTMF信号，如果相似，转入步骤204；如果不相似，转入步骤205；

判断传送来的信号是否相似于DTMF信号的依据为：当该传送来的信号中的当前帧数据通频带内的能量分布量集中，例如该通频带内的能量分布达到其总能量的80％或80％以上，且该传送来的信号中的当前帧数据通频带外的能量分布量少，例如该通频带外的能量分布小于或等于其总能量的5％时，则传送来的信号相似于DTMF信号；否则，传送来的信号不相似于DTMF信号；

步骤204，对该传送来信号中的下一帧数据进行闭音处理，即用其他的单音信号或舒适噪音信号替代该传送来信号中的下一帧数据；

步骤205，对该传送来信号中的下一帧数据不做闭音处理，即该传送来信号中的下一帧数据是什么就传送什么。

这种监测传送来信号的当前帧数据随时进行，当前帧数据检测的结果只影响下一帧数据的传送方式。

如果通讯系统允许少量的时延，即允许5ms，那么，所述的步骤204则对该传送来信号中的当前帧数据进行闭音处理，即用其他的单音信号或舒适噪音信号替代该传送来信号中的当前帧数据；所述的步骤205则对该传送来信号中的当前帧数据不做闭音处理，即该传送来信号中的当前帧数据是什么就传送什么。因此，这种监测传送来信号的当前帧数据随时进行，当前帧数据监测的结果只影响当前帧数据的传送方式。

当DTMF信号和语音信号使用同一个通道传送时，由于语音信号的频谱能量分布很广，特别是在低频段600HZ以下是语音信号的频谱能量分布相对集中的地方，能够达到该语音信号总能量的40％～50％，因此，本发明提供的方法可以有效地区分DTMF信号和语音信号。

在本发明提供的方法中，选择了5ms作为帧数据的帧长，这是因为：如果选择比5ms短的时间作为帧数据的帧长，则进行DTMF信号相似性的判断时误差会比较大；当选择比5ms长的时间作为帧数据的帧长，则会使时延变长或者透传过去的信号帧变长。

当采用5ms作为帧数据的帧长时，如果采用延时发送的方法，也就是利用当前帧数据的判断结果处理当前帧数据，那么，对通讯系统只会造成5ms的时延，同时最多透传过交换设备的为5ms帧长的DTMF信号；如果采用当前帧数据的判断结果处理下一帧数据，那么，本处理过程不会对通讯系统带来附加的时延，最多透传过交换设备的为10ms帧长的DTMF信号。10ms帧长的DTMF信号不会对通讯系统产生什么影响，由于对于通讯系统中的DTMF接收器来说小于20ms帧长的DTMF信号不接收。

本发明提供的方法可以通过仿真进行验证，如图3所示，图3为本发明中没有经过闭音处理的DTMF信号仿真图，可以清楚的看到该通讯系统传输通道中存在的具有一定宽度的DTMF信号，该DTMF信号利用本发明提供的方法进行闭音处理后，如图4所示，图4为利用本发明提供的方法对DTMF信号进行闭音处理后的信号仿真图，可以清楚的看到该通讯系统传输通道中的DTMF信号被其他的信号替代了，已经不存在一定宽度的DTMF信号。

本发明提供的方法不需要采用复杂的多个带阻滤波的方式进行滤波，减少对于通讯系统资源的需求；由于闭音处理是在检测出发送到交换设备的信号相似于DTMF信号之后才进行闭音处理，因此，对于语音信号的影响和用滤波的方式相比要小得多。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种实现双音多频信号闭音的方法，其特征在于，该方法包括：

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述的帧数据为5ms固定帧长。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述的频带内带通滤波和频带内带阻滤波范围分别为600Hz～1700Hz。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述预定的双音多频信号频带内能量分布的值达到当前帧数据总能量的80％。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述预定的双音多频信号频带外能量分布的值达到当前帧数据总能量的5％。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代该接收的信号中的当前帧数据或该接收的信号中的下一帧数据进一步包括，用静音信号、单音信号或舒适噪音信号替代该接收的信号中的当前帧数据或该接收的信号中的下一帧数据。