CN1155367A - 通信服务节点中的开关转换 - Google Patents

Abstract

一种用于构成一通讯网络部分的服务节点(18)的转换开关(25)，具有一开关矩阵(32)和多个线路接口电路(37)。每个线路接口电路(37)包含有一交叉开关(47)，多个第一类型处理装置，例如数字信号处理器(52)，和第二类型处理装置，例如微处理器(38)。数字信号处理器通过适宜于接收数字语言信号的串行接口(56)连接到交叉开关(47)，微处理器经由并行总线(57)连接到交叉开关，而此交叉包含有促成数字信号处理器与交叉开关之间的通信的装置。

Description

通信服务节点中的开关转换

本发明关于一能连接到电话网络的服务节点，其中设置有多个外设装置，以及为在控制处理装置的控制下将所述外设装置连接到外部通信装置的开关转换手段。

多年来，电话网络日益复杂，除使第一用户能被连接到第二用户这种基本功能外，已可能提供越来越多的服务。

这种型式的电话系统通常被称做智能网络，提供诸如呼叫自动分配、存储转发、传真语言、呼叫排队、语音菜单系统、呼叫变换、继承和话音提示等的服务。

服务节点是网络中的集中这些智能服务并使它们能对那些通过网络内提供的转换机构连接到网络的用户实现的单元。在节点自身设置有一很大的开关转换装置，在中央控制处理装置，如微型或主计算机、的控制下使用户呼叫能连接到外设装置。在已知的系统中，控制计算机必须对呼叫方用户产生的信号进行分析，以便能连接、和在需要时分接外装置，等等。从而一旦建立了一特定的服务，它通常就由一特定的外设装置控制推动。但中央控制计算机必须监视外设装置与外部线路之间的连接操作状态，以便能保证维持整个网络的完整性。

已知的服务节点的问题在于，为能最大限度地利用很大数量的共享服务，节点中需要很大的转换开关。但是，在共享服务的数量增加，以及因之使连接开关的大小增加时，控制计算机的大小和功率，随因计算机与开关间的通信链路的带宽，也均必须增大。

按照本发明的第一个方面，提供一种在一服务节点中用于选择信道的服务节点转换设备，包括一开关转换矩阵和多个线路接口装置，其特点在于每一所述线路接口装置包含：一交叉开关，多个第一类型处理装置和第二类型处理装置；其中，所述第一类型处理装置由第一类型接口装置连接到所述交叉开关，所述第二类型处理装置由第二类型接口装置连接到所述交叉开关，而所述交叉开关则包含促成所述第一类型接口装置与所述第二类型接口装置间的通信的装置。

在一优选实施例中，交叉开关可由所说的分布成处理装置来进行配置，这可以是所述第二类型处理装置，经由所述第二接口装置来实现所述的组态配置。最好，所述第一类型处理装置可由所述第二类型处理装置加以编程。在一优选实施例中，第一类型处理装置被安排得由所述第二类型处理装置直接接收程序，以此来避开所述交叉开关。

按照本发明的第二个方面，提供一种用于一服务节点开关的线路接口卡中处理信号的方法，其特点是：由一第二类型处理装置经由第一类型接口向第一类型处理装置提供程序指令，和通过一交叉开关在所述第一类型处理装置与所述第二类型处理装置之间作数据通信；其中所述第一处理装置通过第二接口与所述交叉开关通信，而所述第二处理装置通过所述第一接口与所述交叉开关通信。

现在参照附图仅此举例来说明本发明，所列附图为：

图1表示一公共转换电话网络，包含多个用户终端设备，地区交换机，中继交换机和服务节点；

图2表示图1中所指的服务节点，包含一控制计算机，外围设备和用于将外部线路连接到所述外围设备的开关；

图3表明图2中所示开关的细节，包含一开关矩阵和多个线路接口插件；

图4表明图3中所示线路接口插件的细节，包含线路接口电路，数字信号处理器，微处理器和用于将线路接口电路连接到数字信号处理器的交叉开关。

图5详细说明图4所示线路接口插件上执行的操作；

图6详细说明对服务节点的控制操作；和

图7详细说明图4中所示数字信号处理器与微处理器间的连接。

图1中说明一电话网络，包含有多个包括电话和传真机等的用户终端设备11。各用户终端设备11经由地区线路12连接到地区交换机14，由此提供终端设备与地区交换机间的双向通信。

地区交换机14被连接到中继交换机15并通过中继电缆16实现所述交换机之间的双向通信。同样，中继交换机由中继线路17作双向连接，被再次安排来传送经过多路转换的信号。

在此优选网络中，在地区交换机14中进行模拟信号与数字信号间的转换，整个中继网络的通信均在数字范畴内进行。这样，各中继线路16包含物理通信链路，其中各自被安排来通过一2Mbit/sec多路转换传输30个语音信道。此外，采用光链路可达到更高水平的多路传输，这特别适用于连接中继交换机15。

除能作通常的电话连接外，图1中所示的网络还包含多个附加的有价值的服务，使用户能通过话音菜单进行交互作用，由中央资源接收所记录的信息，记录消息和接收所记录的消息，以及建立复杂的呼叫转向过程，其中在一天内，呼叫可能被转换到多个号码，反映实际用户的地址而不是终端设备。这些附加的有价值的服务被设置在一作为服务节点18形式的中央位置上。此服务节点18经由多个2Mbit/sec链路连接到网络其余部分，从而使连接到网络的任一用户均能依靠建立通过此交换机网络的适当的连接通过中央服务节点得到服务。

此服务节点18在图2中作详细表示，包括有多个外设装置，其中的三个以标号21、22和23指明。各外设装置被配置来执行一特定任务。从而可由一语言应用程序平台提供话音菜单服务，使得能作采用被记录的话音消息、话音识别和DTMF音频识别的双路通信。

另一外设装置可被安排来将所记录的信息提供给呼叫方用户。消息被集中记录到此外设并被置到可作随机存取的存储器装置。

这样，同一消息可对多个呼叫用户起作用，而由对每一呼叫单独地寻址存储器装置，消息就可从该消息的起头为各呼叫用户使用，而产生对该呼叫已记录有专门的消息的印象。

一第三外设装置可安排来记录用户留下的消息以使它们在以后可为一已建立服务的特定用户加以收集，来对该用户有效地提供虚拟呼叫应答机的服务。从而，在由用户接收到指令后，所有所述用户均将被导向该服务节点以使得在控制计算机24的控制下，声音数据将被送往例如说外设23，然后按照此用户作出的呼叫即可重现所述被记录的信息。

服务节点提供的另一种服务是改变呼叫的方向。这样，所有对一特定用户的呼叫均可导引至服务节点，而在控制计算机24的控制下将呼叫重新定向输出至经预先编排定的目标。从而每天一用户可发出编程命令，以使得在这一天的预定时刻将呼叫导引至不同的号码，由此来由一个地点到一个地点地跟随用户。

开关25设置256条多路传输线路。每一所述线路包含为作双向通信同的二个同轴电缆，每一所述同轴电缆能传输32个以2Mbit/sec传送的信道。这样，对此公共转换电话网络就提供有多个以总体标号26指明的同轴通信，而另外的2Mbit链路则提供给各自的外设的每一个。如在图2所示例中，2Mbit链路27连接到外设21，同样的链路28连接外设22，而链路29连接外设23。而各个外设21至23号被安排来接收2Mbit多路传输连接形式的声音信道。另外，外设还被安排来由控制计算机24接收控制命令。

最好采用共同信道信令，例如符合CCITT C7推荐的信令，而一为识别并产生C7信令信息的接口在图2中以标号30指明。

C7接口30、中央开关25、外设装置21、22和23均通过以太网连接与控制计算机24通信，能以高达10Mbit/sec的猝发速率传送数据。

呼叫随用户产生的DTMF音频开始。为在此服务节点建立一呼叫，信令命令通过共用信道发送，此信道作为以标号26总体指明的，在开关25中被导引至信令接口30的信道部分之一。信令接口30通过以太网络20向控制计算机24指明一呼叫方用户请求服务。此信令信息将对控制计算机24鉴别该实际呼叫用户的身份标识，并在一定程度上由所述用户呼叫的号码的标识。这样，根据这种信息，控制计算机24指示开关25将呼叫连接到被连接到所需外设装置的指定信道。此外，控制计算机24还向相关的外设指明有关所需服务的性质。

在一用户利用一服务期间，通常做的是用户产生该系统能辩认的信号。这些信号可由外设装置作为正常的服务操作的部分进行解释。而另外也可能需要用户所产生的信号要为控制计算机24辩识，特别是在如果它们是关于用户的实际上结束一服务的指令，此时需要使控制计算机向开关25和有关的外设指示现在服务已经结束，并在需要时还能使用户另外利用该节点可行的服务。

在图1和2中所述的电话网络中，服务节点除用于将外设装置连接到外部通信信道26的开关25外还包含多个外设装置。为了在呼叫进行期间建立通话和监视信令，节点内需要有相当高的处理能力。由此服务节点被设置有一以层次结构方式对系统作全面控制的控制计算机24。但除此之外，开关25本身还包含有分布式处理装置，这些装置自己则响应来自外部的信号，例如当通话进行中用户所产生的DTMF信号。这样，此分布式处理装置就被安排来将由所述信号推演得的信息提供给控制计算机24。因而就无需控制计算机24为检测用户产生的信令来对输入的呼叫加以扫描。此信令命令的检测和识别在开关25中就地进行，而在检测到来自用户的信号对仅仅是通过以太网20将数据提供给控制计算机24。这样，开关25包含响应外部信号的本地处理装置，以便将由所述信号推演得的信息而不是该信号自己送往控制计算机24。从而计算机24就免除了对用户发出的呼叫进行扫描的操作，这是有二个重要的好处。首先，对于一给定的开关容量，对控制计算机24部分所要求的处理能力较小。换言之，对于该控制计算机所具有的给定处理能力有可能利用大得多的开关。其优点就在于：对于一给定容量的控制计算机24，在此节点中可包含有更多的中央的附加的有价值的服务，由此与实际上得到较大程度的经济上的利益。其次，如果无须由控制计算机24来实现扫描，也就极大地减少开关25与控制计算机24之间的通信量。结果，以连接控制计算机24与开关25的通信信道部分所需带宽大大减小，在此例中这是由以太网网实现的。这样，如可很容易理解的，以太网上能提供的带宽水平要远低于用于实现经由开关25的PSTN与外设装置之间的通信的带宽水平。

开关25被安置在一EMC19″屏蔽机柜内，它高2m总共包含7个机架。机架中的一个用于安放以太网收发信机的供电单元，基余6个机架用于开关本身的组成插件。

在此开关25内设有二类机架，即被作为线路接口的机架和作为转换开关矩阵的机架。在此优选实施例中，转换开关矩阵机架和接口线路机架均被作成双份的以提高可靠性，而且最好将一本身具有复式机架的增加控制计算机连接到此系统进一步提高整个的可靠性，以使得系统操作不依靠一单个的插件。任一个所述插件均可被取消但使系统仍能维持完整的功能。

开关25的核心为一可由市场得到的MITEC SMX/PAC芯片组配置成的非分块化的数字转换开关矩阵。转换开关矩阵32接收符合ST-BUS建议的256个2Mbit/sec同轴电缆对。这样，每一对就由一为将信息提供给开关矩阵32的32信道多路传输和一为由所述开关矩阵32接收信息的同样的32信道多路传输组成。此开关矩阵32被安排得使所述多路传输线路中任一个上的任一信道能被转接到任一其他所述作多路传输线路上的任何其他信道。总的说，所述通信均是双向的，以使是所述的第一对被安排为由地点A传输数据至地点B，而另一对则以反方向提供通信，由地点B至地点A。而且，在此32信道2Mbit/sec多路传输中，30个信道被用来传送音频数据，而其余2主道中，一个用于传送有关此30个音频信道的信令数据，余下的信道则用来提供帧同步以使此时多路复用中的每一信道的位置可由信道转换电路来决定。

转换开关矩阵32由以标号33总体指明的基于Intel 80286微处理器的系统进行控制。这一基于微处理器的系统33被配置成按照通过以太网线路20接收的命令对开关矩阵32进行控制。

通过开关矩阵33传输的信号符合ST-BUS建议，可认为是5伏的TTL兼容信号。经由线路26传送到PSTN和其他连接到外设装置的信号不符合这一建议，如果在许多情况下要求经过相当大的距离传输的话，可作为类似模拟的信号。这样，在信号能被供给开关矩阵32之前和在由所述开关矩阵发出的信号可被送往网络外部之前，就必须进行由线路接口电路实现的变换过程。

此机柜含有四个在图3中以标号34指明的线路接口机架。每一线路接口机架可具有总共16个线路接口插件37和在每一线路接口插件上设置有驻留Intel 80286微处理器系统38和四个双向线路接口电路。这样，在此四个线路接口机架内具有256个双向接口电路的容量。

在这一示例中，在呼叫被连接期间作出的源自用户的信令取DTMF编码形式。每一DTMF代码(双音频多频带)由二同声音频组成，各选自四个可能音频的不同组。这样就有4×4个双音频置换，提供系统可识别总共16种不同的代码。但也可以采用其他信令模式，由可为系统检测的某种形式的可闻信号组成。

DTMF的检测在驻留286计算机系统38的控制下于各线路接口插件中进行。

一特点的DTMF检测的性质将取决于在一特定的呼叫连接期间所进行的实际的应用程序。特定应用程序所要求的DTMF性质由控制计算机保持并能为系统操作人员加以访问。除专门的DTMF代码外，还可能对控制计算机24加以编程来仅仅检测逻辑组合，例如后跟数字1、2或3等的##，如随后将详述的。当一特定连接要求这种型式的检测序列时，就必须将检测命令装载到各自的线路接口插件。这通过以太网20来实现，而最开始，高电平检测代码被由控制计算机24提供给驻留在开关机架内的286微处理器系统33。开关机架微处理器系统33的职责是辩识一特定的线路接口电路并在通过以太网20由控制计算机24接收到这样的信息后，将此信息传递给驻留在各自的线路接口插件上的各自的286微处理器系统38。这样，由控制器计算机24至一线路接口插件37的DTMF检测编程的传送以二步进行，首先由控制计算机24至开关机架微处理器系统33和其次由机架单元处理器33至各自的线路接口插件微处理器系统38。这样，虽然控制计算机24可能直接与线路接口机架通信，但实施中并不这样进行，因为存在着分层次的软件结构，由此控制计算机24与开关机架微处理器系统33进行通信，而开关机架微处理器系统33与线路接口插件微处理器系统38进行通信。因为就控制计算机24而言，所有对开关25的传送均可被看作是对开关机架微处理器系统33的传送，由此使控制计算机24与开关25的通信简化。

图4中详细说明一线路接口插件37。此插件包含四个接口电路41、42、43和44，每一个连接到一输入2Mbit/sec中继线45和一输出2Mbit/sec中继线46。此线路接口电路的作用是在传输兼容信号与32信道的2Mbit/sec ST-BUS信号之间进行变换，后者是经过2Mbit/sec输入线48和2Mbit/sec输出线49供给和由一交叉开关47接收的。

交叉开关47由一Mitel SMX/PAC开关组成的，类似于主转换开关矩阵32中所采用的转换开关芯片。但应当理解成交叉开关47并不逐个呼叫地进行开关转换。此交叉开关47在正常操作期间作持久的结构，虽然考虑到更新和重新组构等可对所述组态加以修改。

如图3中所示，线路接口板37包含一连接到以太网链路20的基于286微处理器的系统38。此微处理器系统38的地址和数据总线被连接到交叉开关的组态接口39，以使得所述交叉开关47根据由基于微处理器的系统38所提供的组态数据进行组构，这是现有技术中公知的。这样，根据这种组态，各ST-BUS输出和输入线(48，49)被连接到交叉开关47的开关机架侧上的同样的线路51。这样在正常操作期间，由交叉开关的线路接口电路在输出线48上提供的各信道将被转接到交叉开关的转换开关矩阵侧的一特定多路传输ST-BUS上的一特定信道。同样，还将通过交叉开关提供一并行返回通路，由此使所有呼叫被导向通过线路接口电路，经由驻留在线路接口插件上的交叉开关，输出到主转换开关矩阵32和随后经由一另一基于所述接口插件的交叉开关返回到任一被选择的线路接口插件，并由一预定的线路接口电路输出主开关25。

除为交叉开关47提供组态编码外，此基于286微处理器的系统38还能依靠给连接到接口50的地址总线提供合适的地址码来观测通过交叉开关47的任一通信信道。

除连接接口电路侧信道连接到开关机架侧信道外，此交叉开关47还可将各输入线48由线路接口电路41～44连接到各自的数字信号处理器52、53、54和55。这样，交叉开关47可被组构来使得由线路接口电路41的输入多路传输48被连接到一被提供给数字信号处理器52的输出多路传输56，并对其他三个信号处理器作同样的连接。

各数字信号处理器51至55为Texas Instruments生产的TMS320C31装置，并可加以编程来使之能检测该32信道输入多路传输56上提供的30个音频信道中每一个上的DTMF编码。

将会理解，通过交叉开关47传送的信号以及通过主转换开关矩阵32传送的信号均以数字方式传送。此2Mbit/sec ST-BUS被配置以传送32个时分多路信道。这样，每一信道在每一帧中均具有一可识别的时隙，而在此时隙期间可传送8位的数据。在传输通常的语言信号时，这些8位的字中的每一个传送一声频采样的数字表述。

数字信号处理器52至55以ST-BUS格式接收信息和产生同样格式的输出。但每一DSP的输出并不代表一声频信号而是代表一声频信号中所含信息的指示，特别是DTMF音频的存在和辩识。这样，在前面提出的结构中，DSP52检验30个经由线路接口电路41接收的话音信道，同时所述信道通过开关侧的通信总线51被供给转换开关矩阵32。数字信号处理器52被编程来将所接收的时域信号有效地变换成频域信号，然后提供一这些频域信号适应于所识别的DTMF音频的指示。从而此数字信号处理器即产生指明存在DTMF编码的输出。

一DTMF信号可取16状态之一，因此为识别一特定的检测得的DTMF代码对每一音频声道由DSP产生4个输出位。除此之外，还利用一另外的位来得到一有效代码检测得信号，而微处理器38被配置来检验经过各DSP检验过的30个信道的每一个上的由各DSP提供的这5位的数据。

从而，在通信期间，一利用被提供给线路接口电路41的信道的用户可按压一个键产生DTMF信号经过该信道提供。此音频信号可除DTMF代码外还传送音频信息，只不过要对提供到每一DSP的32个音频信道的每一个执行福里哀变换，就可能检测可辩识的DTMF音频的存在并成功地将这一信息返回到微处理器系统38。这样，在生成DTMF音频代码时，DSP52检测这一DTMF音频的存在并将相应的4位表述在与正通过线路接口电路41提供的特定信息相联系的各自信道上返回到交叉开关47。DSP在DTMF音频被识别的整个时间生成5位DTMF识别信号。

总的说，DTMF音频必须在其被系统认作有效之前一段时间周期内出现，以使得乱真噪声信号或语音无法错误地触发DTMF代码的识别。从而DSP52在识别-DTMF音频组合之后将暂停足够长的时间以保证其经过仔细的策定。此后DSP52一次为每一对应的音频采样产生该5位的识别码，并将其送到交叉开关47。而在当DSP正确地识别一音调后，将有一个继续生成识别信号的时间周期。在此时间周期内微处理器38必须查询交叉开关俘获DTMF识别信号如它们是实时发生的那样。

DSP成功的识别一DTMF音谐将使得生成至少32msec时间周期的5位的信号。从而为保证成功的俘获全部被识别的DTMF代码，微处理器必须每16msec采样一次DSP输出信道。为了能成功地对连接到一DSP的30个信道中任一个俘获DTMF识别，在此16msec的时间帧之内必须对此30个全部加以采样。这样，为保证在线路接口插件内可靠地俘获全部的DTMF识别，微处理机38必须在每一16msec的时间帧之内对全部120个音频信道进行采样，而这表明对微处理器38相当高的计算需求。

在此优选实施例中，一DSP的每一输出信道采样均按照图5所示流程图中确定的规则被置入一环行缓冲器中。这样，尽管要以要求的速率进行有音频信道的采样这样强度的操作，最终的数据则可以一较长的时间周期由较复杂的软件来进行处理。图5中的流程图详细说明了在微处理器38上运行的，以16msec的时间间隔调用的一中断子程序的操作。这样，不管微处理机其他要执行怎样的功能，均将每隔16mscc调用这一子程序。

步骤151指明此16msec周期的中断的产生，这将迫使微处理器38暂停其他操作的执行而进行此中断程序。在步骤152将信道指针N复位为0。此信道指针随后被用于确定对被用来传送由一DSP输出的信道的数据的交叉开关47中的一特定信道的访问。此信道指针还被用于访问与一特定音频信道相关的该286微处理系统38中的环形缓冲器和其他存储器单元。

在步骤153，信道(N)的位5，有效位，与其早先记录的值相比较以验看它有没有变化。如位5未改变，则DTMF识别码的其余4位或者有效或者无效。在此二种情况下，对当前信道均无需进行任何操作。但如果位5改变了，步骤154就确定位5是指示一有效的还是无效的信号。如位5指明为一无效信号，一有效的被识别的DTMF音频则刚刚结束，步骤155可将前面有效的4位DTMF识别码置入当前信道的环形缓冲器。换句话说，有效DTMF音频仅仅在它们在延缓时期的末尾才由微处理器38加以记录。一环形缓冲器是一个这样的缓冲器，其存储器的存储单元号，例如64，由一计数器指定，而此计数器在每次将一数据项里写进由它指定的存储单位时即自动增1。此计数器具有这样的特点，即仅一予定的位数被用作指针，以使此计数器的增加能在63之内。这样能节省计算开销和存储器。其缺点是必须利用另外的计数器在其被缓冲输入计数器超越之前由缓冲器中的数据存储单元读出值。可为此环形缓冲器确定恰当的大小，即在一组合理的操作下很不可能发生的大小。

在步骤154确定位5表示存在有效音调的情况下，无重要的动作需采取。

步骤156增量信道指针N，使得步骤153、154和155可对与下一信道相关的数据作同样的操作。但在如此进行前，步骤157保证仍然有音频信道要加处理。如余留有一些(N小于120)，控制即返回到步骤153。如全部120个音频信道均已被采样，控制返回到在调用此中断时执行中的过程。

图5中所示的中断子程序表明利用微处理器38实时地采样、质询和存储很大数量信道的DTMF识别码的高效率方法。

一旦DTMF编码已被存进环形缓冲器中，微处理器38对所存储的代码进行分析以确定代码格式是否符合一扫描模式的确定的条件。线路接口插件上的微处理器38能记录和将DTMF模式与已接收到一扫描模式和控制计算机24发出的有关控制指令的开关机架中的微处理器33所提供给它的该扫描模式相匹配。而且，此扫描模式可指定一系列可能的条件，以使得微处理器38可在符合所需条件时识别各种输入的DTMF代码模式，而不是简单地在一模式与输入的DTMF代码之间搜索等同的匹配。从而由此线路接口插件处理器38可进行有限形式的模式识别。

图6中所示过程概括为设定和响应-DTMF扫描模式，该服务节点不同部分中所进行的操作。在步骤161，控制计算机为一特定的用户呼叫生成一命令流。此命令流包含一嵌入式字符器的扫描模式。这些字符规定在一由用户输入的DTMF序列被认为与一特定模式相匹配之前所述序列必须满足的一组条件。此扫描模式的规格后面说明。此命令流通过以太网接口传送至开关机架微处理器33。在步骤162，开关机架微处理器33，再次通过以太网将命令流引向一线路接口插件。

在步骤163，线路接口插件微处理器38对命令进行解释，由命令流推演出信令信息，例如信道号。

在步骤163，微处理机38还将扫描串转换成一不同的规格以便能提供在步骤164中进行的为匹配-DTMF代码序列的过程期间的最大速度效果。在步骤164，被存放在与用户信道相关的环形缓冲器中的DTMF代码与此速度效率扫描模式相比较，以确定是否附合条件。如果不满足这些条件，步骤164再循环回到其起头。

当此环形缓冲器件的-DTMF序列与一扫描模式相匹配时，控制转向到步骤165，在此，线路插件微处理器38产生一包含匹配DTMF序列的应答流。此应答流被通过以太网20送至开关机架微处理器33，后者在步骤166中将此应答流通过以太网导引至控制计算机24。在步骤167，控制计算机利用此应答流中包含的信息来指导为完成用户服务所属的再一个操作。

已将一命令流送到开关机架的控制计算机24可转到其他任务直至远地处理器送回一肯定的应答流。这样，就得到复杂的DTMF模式匹配，而不致于因多个呼叫方同时要求同一服务的巧合而造成计算资源过载的危险。

如前面所述，控制计算机发送包含确定有效匹配的条件的扫描模式的命令流。这一扫描模式是一有助于服务软件编写和纠错的相对易读的规格的字符串。此规格包含说明符，并按下列方式定义：

一常数说明符可被用来确定特殊的匹配字符。一常数说明符可以是0～9，A～D，#或*。其一例是“##22”，这要求一用户生成的DTMF序列“##2”达到肯定的匹配-必须相同。

一等同的说明符规定DTMF输入字符必须与其前面的一个相同，例如“#＝2＝”要求“##22”。

一变量说明符遵循形式％{n·{m}}P·。其中，P为“a”，“n”，“m”，或“[数字]”中的一个。

“a”指明任一DTMF数。

“n”指明任一数码DTMF数0-9。

“m”指明任一以#结束的数码数。

“[数字]”指明“数字”串形式的任一DTMF数，除非在第一字符为∧时，在这种情况下它指明除该“数字”串中其余部分外的任一DTMF数。

任选值n(如％{n·{m }}P·)可用来指明对一固定的数字的数量的检测。如果仅仅n被指明作为模型串，总是对呼叫方输入的第n个DTMF数进行匹配。任选值m(如在％{n·{m }}P·)可被用来指定要被用户输入的DTMF数的最大数量。

例如，如果检测到一以“#”作结束的5个数量数字的输入，则“％5m”即为匹配。

如检测得一以“#”结束的3至5的数码DTMF数的输入，则“％3.5m”为匹配。

如检测得一单个的DTMF数“1”、“2”或“3”，则“％1[123]”为匹配。

“#＝％1[123]＝”则由模式“##11”、“##22”或“##33”匹配。

除以上指明的方法外，一逻辑“或”字符(|)可被用来指明多个匹配条件，使得在字符串所含的条件中仅需一个符号即达到肯定的匹配。这一字符在某些计算机中被表示为一单根水平线(无通常与字母I或数1的装饰)，这里表示为“|”，在ASCII码中为124。

这样采用此逻辑“或”字符，就可这样来构成一模型定义：

“#＝％1[123]＝|*％1[12345]|％10.20m|1％[∧0]”，这使用户能生成四种不同的可能应答类型中之一。用户生成的不管那种应答将在应答流中被送回到控制计算机，这样，控制计算机24就可对用户的DTMF序列启动四种不同的可能应答之一。据此即能建立与呼叫方的智能对话，从而使呼叫方能通过菜单驱动的服务来导航。

在由控制计算机所产生的命令中设置有变量和标志用来确定DTMF模式识别过程的各个方面。二个称做“first-dig-to”和“inter-dig-to”的变量分别定义接收第一数字前的最大时间和相继数字之间的最大时间。当超过inter-dig-to时，此DTMF代码可以成功地与规定“#”作为最后一数字的扫描模式相匹配，即使呼叫方对此未加设定。当first-dig-to被超过时，操作即由下面定义的标志CONTI NUOUS-SCAN确定。命令串中包含的标志为：

CLEAR-BUFFER-使得启动追加的模式识别中废弃任一前面检测得但未经检验的DTMF数。

FIRST-DIGIT-NOTIFY-使得在已启动一格式识别后接收到第一DTMF数时线路插件接口微处理机38生成应答流。

CONTI NUOUS SCAN-使得在一成功的模式匹配或者在经过由已超过“first-dig-to”时所确定的时间之后自动重新开始操作。

这样，一为启动-DTMF模式识别的命令流包含一模型说明串、变量和标志、和相关的信道，及服务标识数据。由被分配该任务的线路接口插件微处理器38作出的应答流将包含与扫描串匹配的实际DTMF代码和相关的信道及服务标识数据，从而使控制处理机能将此应答流与原始命令串和一特定的被连接的呼叫方的特定服务相关连。

像图4中所示这样的一个线路接口插件的设计需要仔细注意为实现所有所列功能所需的电路的总数。特别是为使电路各种元件相互连接所需的独立集成电路的数量必须最少而不牺性功能作用，以便使线路接口插件可能装在一单个电路板上。

在电路元件数次重复的场所，例如线路接口电路41，或与四个数字信号处理器52～54相关的电路，特别有利的是减少了复杂性，因为节省的开支，将通过此电路在一线路接口插件上被多次利用而成倍。

如前面所说的，每一数字信号处理器52-55为Texas Instruments生产的TMS320c31，另外应注意的是在此线路接口插件中所应用的特定的TMS320c31芯片以33MHerts的时钟速度运行，这是为保证可由各DSP同时对30个信道进行DTMF识别功能所需要的。

每一TMS320c31数字信号处理器均包含有在与主要数字信令处理部件同一芯片座上的程序存储器和数据存储器。这样就可能得到一DSP，它能实现例如DTMF识别那样有用的功能而同时可省却掉一DSP电路的如附加的RAM和/或ROM集成电路那样的通常的元件。这样，线路接口插件中所用的每一DSP为进行有用的处理操作只需很少的附加逻辑电路。

将一DSP连接到交叉开关47的串行接口56无需另外的接口逻辑电路。将微处理机38连接到交叉开关47和每一DSP52～55的并行接口57还被用于卸载程序数据进每一个DSP。与串行接口不同，此连接到DSP的并行接口需要一定数量的接口电路。

图7中表明所有四个数字信号处理器52至55的接口电路，以使得程序能由微处理器38通过并行接口57卸载到数字信号处理器。

此线路接口插件中所用的TMS320c31数字信号处理器通常在接收到一复位信号后由一外部ROM装载程序。在这一电路中，对每一数字信号处理器设置有一为模拟一对该数字信号处理器提供程序的外部ROM的字符的锁存器。设置有对每一DSP52～55提供程序数据的四个锁存器272～275。为模拟外部ROM的运行，一状态机271由微处理器38提供的控制信号翻译成对每一数字信号处理器的控制信号，以便保证，ROM的字符，包括定时严格的控制序列，能被正确地模拟。状态机为每一数字信号处理器设置有三个控制线。现在来说明卸载程序到一数字信号处理器52的处理序列。

由状态机271提供给数字信号处理器52及其相关的锁存器的三个控制线的每一个按照访问微处理器38的存储区中映射存储器存储单元生成。在要对一DSP下装程序时，此DSP必须由对数字信号处理器52的复位插脚加以0伏逻辑电平进行复位。此复位信号保持为0伏电平数毫秒时间以保证达到全芯片被复位。在这一时间周期以后此复位信号可以回复到其早先的5伏电平，使该数字信号处理器进行引导操作。此引导操作包括运行存储在数字信号处理器芯片座上的ROM中的一短段的引导码。此引导程序含有数字信号处理器以由外存储器取出数据存进数字信号处理芯片上的RAM的指令。由此而下装一数字信号处理器的程序。

在数字信号处理器中运行的引导程序进行对连续的外部存储器存储单元的存取并将由这些存储单元取得的数据传送进DSP的内存。这就需要状态机271和微处理器38配合装置数据来模拟外部ROM的字符。

在锁存器的锁存使能线(LE)被置为0伏期间微处理器38通过其并行接口将数据送到锁存器272。紧接着锁存使能线将回复到5伏而原先出现在锁存器输出处的数将稳定地保持在锁存器的输出端，从而为数字信号处理器提供稳定的8数据字节。在此期间，对数字信号处理器的就绪输入将已保持在+5伏的电平，而该数字信号处理器指明外部存储器不能加以访问，使得引导程序暂停其对它寻址中的当前的存储器单元的访问。一旦建立起锁存数据，状态机即自动释放此就绪线并设置为0伏，以向数字信号处理器指明外部存储器已可加以存取，使得引导程序能继续执行。此后不久状态机再次将就绪线设置到+5伏以使得能将下一字节送到锁存器272。

这就为模拟ROM的字符协调了微处理器38与数字信号处理器52间通过并行接口57的通信，该字符将被用于引导数字信号处理软件。

状态机271为每一数字信号处理器提供协调信号线的存储器映射，以使得数字信号处理器52～55中的任一个均可个别地加以复位和在任何时候装成新的软件。

再来参看图4，可看到这种连接到交叉开关47和微处理器38的四个数字信号处理器52～55的配置为可能用于完成功能而不是DTMF识别中提供极为灵活的布局策略。特别是由于每一数字信号处理器均可独立地加以复位和引导，因而可能将DSP之一安排来进行不同的工作而维持其余三个的运行。一数字信号处理器的其他可能的应用例如可以是会议桥接。

在会议桥接中连接有三个或更多呼叫用户，以使得所有三方能象在同一房间内那样相互对话，应指出的是如不采取某种形式的数字信号处理是不可能实现会议桥接的。

在最小的会议桥接配置中，三个呼叫用户需要相互对话从而生成必须以某种方法加以组合的六个信号。呼叫方A接收一输入的信号RXA，并产生输出的信号TXA；呼叫方B接收输入RXB，和产生输出信号TXB；而呼叫方C接收信号RXC和产生输出信号TXC。在一数字交换机中，音频信号的采样作为8位的数被加以存储。为达到高信号质量，此8位采样被利用一非线性函数，称作A法则的，加以编码。这样，通过交叉开关47的数字音频采样即以非线性规格存储，和在能进行会议桥接之前必须被变换成线性规格。会议桥接中的第一步是将三个输出信号TXA、TXB和TXC的每一个从A法则形式变换成线性形式。这是借助一作为DSP会议桥接程序的部分运行的查找表算法实现的。经线性化后此三个输入信号RXA、RXB和RXC即可按如下计算：

RXA＝TXB-TXC

RXB＝TXA-TXC

RXC＝TXA-TXB

产生会议桥接的最后一步是将三个输入信号RXA、RXB和RXC转换成作为网络标准的非线性形式。这样，三个信号RXA、RXB和RXC的每一个由查找表算法转换成非线性A法则形式。进行上述为会议桥接的所有操作的程序可在一数字信号处理器52上执行，而此时其他的数字信号处理器53至55进行DTMF识别或其他不同操作。

如在会议桥接方例中指出的，音频的数字电话信号以非线性规格传送。存在有二种不同的非线性规格：在欧洲采用A法则，而在美国则采用Mu法则。这样，当二个采用不同的非线性规格的不同的通信网络间进行通信时，在要求双路变换时就必须将Mu法则变换成A法则和相反变换。这要在一数字信号处理器上采用一直接由A法则变换成Mu法则的查找表和另一直接由Mu法则变换成A法则的查找表来进行。这种过程可非常快的进行。但一数字信号处理器可以方便的方式来完成这一点，特别是在当此数字信号处理器构成一可重组构电路的一部分时，此时数字信号处理器不是专用于进行该任务，而是可被重组构来在无需作Mu法则至A法则变换时进行其他操作

由于在线路接口插件中设置有四个数字信号处理器，所以这些可以考虑动态的用户需要，以使得能在白天某一定的时刻，例如在工作时间，二数字信号处理器可被配置来进行Mu法则到A法则的转换而其他二个被配置来进行DTMF识别，和能如情况所要求的对许多不同任务进行重新组构。

Claims (20)

1、为在一服务节点内确定信道路由的服务节点转换开关设备(25)，包括一转换开关矩阵(32)和多个线路接口装置(34)，其中每一所述线路接口装置中包含：

一交叉开关(47)，第一类型处理装置(52)和第二类型处理装置(38)，其中：

所述第一类型处理装置(52)由第一类型接口装置(56)连接到所述交叉开关(47)；

所述第二类型处理装置(38)由第二类型接口装置(57)连接到所述交叉开关(47)；和

所述交叉开关包含有为促成所述第二类型接口装置(56)与所述第二类型接口装置(57)间的通信的装置(50)。

2、按照权利要求1的转换开关设备，其中所述交叉开关包含有使得所述开关能由所述处理装置之一加以组态的装置。

3、按照权利要求2的转换开关设备，其中所述交叉开关可通过所述第二接口装置(57)由所述第二类型处理装置(38)加以组态。

4、按照权利要求1至3中任一个的转换开关设备，其中所述第一类型处理装置(52)被配置得由所述第二类型处理装置(38)加以编程。

5、按照权利要求4的转换开关设备，其中所述第一类型处理装置(52)被配置得直接由所述第二类型处理装置(38)接收程序，藉此来避免所述交叉开关(47)。

6、按照权利要求5的转换开关设备，其中所述第二类型处理装置(38)被配置得直接利用第一予定寻址信号对所述第一类型处理装置(52)下装程序。

7、按照权利要求6的转换开关设备，其中所述第二类型处理装置(38)经由各自的锁存装置(272)对所述第一类型处理装置(52)下装程序。

8、按照权利要求7的转换开关设备，其中所述锁存装置(272)由连接所述第二类型接口装置(57)与所述锁存装置(272)间的译码装置(271)使能。

9、按照权利要求1至8任一个的转换开关设备，其中所述第二类型处理装置(38)利用第二个予定寻址信号通过所述交叉开关与所述第一类型处理装置通信。

10、按照权利要求1至9中任一个的转换开关设备，其中所述第一类型处理装置为数字信号处理器(52、53、54、55)。

11、按照权利要求1至10中任一个的转换开关设备，其中所述第一类型处理装置被配置来检测外部通信信道中存在的信号，而所述第二类型处理手段被配置来将由所述检测得的信号中推演得的信息提供给一中央控制处理装置。

12、一用于一服务转换开关节点的线路接口插件中的处理信号的方法其中：

由一第二类型处理装置通过一第一类型接口(57)向第一类型处理装置提供程序指令；和

所述第一类型处理装置与所述第二类型处理装置间经由一交叉开关进行数据通信，其中

所述第一类型处理装置通过一第二接口与所述交叉开关通信而所述第二类型处理装置通过所述第一接口与所述交叉开关通信。

13、按照权利要求12的方法，其中所述交叉开关由所述处理装置之一进行组态。

14、按照权利要求13的方法，其中所述交叉开关由所述第二类型处理装置经由所述第二接口装置进行组态。

15、按照权利要求12至14中任一个的方法，其中第一类型处理装置由所述第二类型处理装置编程。

16、按照权利要求15的方法，其中第一类型处理装置直接由第二类型处理装置接收程序，藉此避开交叉开关。

17、按照权利要求16的方法，其中利用第一予定寻址信号直接将程序下装到第一类型处理装置。

18、按照权利要求17的方法，其中第二类型处理装置通过各自的锁存装置向所述第一类型处理装置下装程序。

19、按照权利要求18的方法，其中锁存装置由连接在第二类型接口装置与锁存装置间的译码装置使能。

20、按照权利要求12至19任一个的方法，其中第二类型处理装置利用第二予定寻址信号经交叉开关与第一类型处理装置通信。

Images