CN1260095A - 用于监督衍生通道通讯的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一用于衍生通道数据报告系统的监督信号(18)实现为一音调,其频率可用电话信号通讯网络(31)、包括含有数字设备的网络在衰减电平上传输。最好音调的频率介于200Hz至300Hz之间,且可与两相位调制(BPSK),频移键控(FSK)及多音调调制(MLT)轮询系统一起操作。尽管频率范围有限,此频率可有效地为传统数字回路载波系统传输,且其值足以为衍生通道数据报告系统所检测。

Description

用于监督衍生通道通讯的装置及方法

发明背景

本发明涉及数据报告系统，尤其涉及和这类系统相关的衍生通道通讯。

多种数据报告系统可用于保护和/或监视住宅及商业区。传统上将适当的检测器(包含接触开关，移动检测器，烟雾检测器，防火检测器，参数监视装置等等)放置在将监视的地点的所需位址(“用户指示位址”)上，并将一事件通讯板与所使用的检测器相耦合。事件通讯板被组构来监视所使用的检测器，以确定在用户指示位址处的状态开始或改变(响应于一个检测器状态的改变)。

依此方法，所制造的事件通讯板可监视用户指示位址的状态，且可提供响应于从所使用检测器中接收的信号的局部信号(如警报)。在大部分的情况中，还需要向远处的设备报告状态的改变。例如，检测到的接触传感器中的中断或检测到的与移动检测器有关的移动可能意味着有人企图闯入用户指示位址，因此呼叫警方介入。同样地，在烟雾检测器或防火检测器中检测到的状态改变意味着可能发生火灾，因此可呼叫消防队帮忙。而在参数监视装置中检测到的改变意味着需要向一位于用户指示位址处的装置提供服务。

通过在用户指示位址处的事件通讯板与远处监视设备间建立一通讯连结而实现上述目的。由于以电话为基础的系统在远程报告所监督的状态方面的可用性与适应性，最好此通讯连结由电话建立。

完成此结果的基本系统建立单方向(所谓的“未被监督”)连结，其介于事件通讯板与中心监视设备之间，以向监视设备通知(报告)任何检测到的状态改变。然后，监视设备负责分配适当的响应(警方，消防局，服务等)。但是，实际上，已发现此基本系统易于产生误警报，且容易因破坏电话连结(能由入侵者蓄意造成，或对电话系统的损害)而失效。

这引起了所谓“被监督”系统的发展，它能提供状态检测的更高的安全性，且因此可对此状态产生更可靠的响应。一种工业上广泛使用的此类系统为“VerSus”系统，其现在由宾夕法尼亚州的Willow Grove的DCX Systems.Inc.销售。该“VerSuS”系统亦可见于U.S.Patent No.4,442,320中(由James等人所申请)，此申请案列为本申请的参考案。

简言之，VerSuS系统通过将一“用户终端单元”(STU)与位于用户指示位址处的事件通讯板及其相关检测器耦合，并将一“扫描器”与一位于电话公司中心局的电话交换机设备相耦合而产生一衍生通道。扫描器与远处监视设备相通讯，其中也使用电话网络。在中心局的扫描器与将被监视的用户指示位址处所使用的用户终端单元相结合以监督表示状态改变的检测信号，监督的方式为使误报告及对此系统的损害的潜在可能性最小。

为此，扫描器运行以周期性地轮询(通过电话连结)每一用户终端单元，后者位于将监督的每一用户指示位址处。虽然可使用不同类型的信号来实现此目的，在U.S.Patent No.4,442,320中公开了使用频移键控(FSK)信号。此轮询信号被导向用户终端单元，此用户终端单元监视在用户指示位址处的事件通讯板，以确定用户指示位址处的检测器的状态。亦操作此周期性的轮询，以验证电话连结的有效性，其中该电话连结将用户终端单元及其相关的事件通讯板与扫描器相耦合。另外所制造的用户终端单元可与扫描器相通讯(即双向通讯)以马上告知在用户指示位址检测的状态改变。

虽然此被监督的通讯大大地改进有效监视指示位址及有效报告状态改变的可靠性，在一频率上产生FSK信令(及其他的信令)，这使得一声频信号被置于电话线上。当在用户指示位址处的电话不使用时(即所谓的“挂机”状态)，这不会产生问题。但是，当用户指示位址处的电话在使用时(即所谓的“摘机”状态)，在电话线上置入声频信号是官方规定不允许的。为了满足这一规定而仍维持数据报告系统的监督功能，在电话处于摘机状态且使用时，采用一替换的操作模式。

在该替换模式中，中断声频范围内的轮询信号及响应，且监视一次声音调以确定远址事件通讯板的状态。该次声音调由用户终端单元产生，并由扫描器监视。次声音调的出现指示状态没有变动。但状态变化发生时，次声音调由用户终端单元加以中断。当检测到一特定的用户指示位址的次声音调中断时，则扫描器启动一轮询序列，询问指示位址的状态。此询问通过使用相同的(声频)信号来实现，一般此信号用于挂机期间(当电话不使用时)。但是，当一潜在的严重事件发生时(例如一警报事件发生)，则依据官方的规定，此时可将声频信号置于电话线路中，即使其在使用中，且所得到的轮询响应可加以操作，以对状态变动的有效报告提供可靠的保证。在正常使用电话时，次声音调的出现可验证电话连结的完整性，因为次声音调中断(响应于线路中断)本身将构成状态改变，而呼叫由远处监视设备采取适当的动作。结果是在所有的电话使用模式中，对变动状态产生可靠监视。

在为U.S.Patent No.4,442320所建议的次声音调为25HZ音调。实际上，已发现36HZ的音调可提供最好的结果。在任一情况中，音调为次声，且由传统方式的模拟交换机设备所发射。但是为满足现行技术的需求，已趋向由数字传输设备(所谓的“数字回路载波系统”)取代模拟传输设备。在其一部分的操作中，数字回路载波系统将由传统电话设备所产生的模拟信号(该传统电话设备包含数据报告设备)转换成数字形式，此形式较适用于用传统电话设备的较有限的可用带宽(通常为300至3200HZ)传输更大量的信息。但是，在此模数转换过程中，模拟信号必须经带通滤波。实际上，已发现此项滤波功能倾向于消除次声(36HZ)信号，而此信号用于如前所述监视数据报告设备。因此在电话摘机状态期间，妨害了次声音调的监督功能。所以对于数字电话网络设备，必须对次声音调发展替代物，以监督衍生通道数据报告系统。

发明概述

因此本发明的主要目的是提供一监督信号，对于可在数字回路载波系统下操作的衍生通道数据报告系统来说，此信号极具用处。

本发明的另一目的为提供一监督信号，对于可在数字回路载波系统下操作的衍生通道数据报告系统来说，此信号极具用处，并且不会干扰正常使用电话，即使是在摘机电话状态下。

本发明的另一目的为提供一监督信号，对于可在数字回路载波系统下操作的衍生通道数据报告系统来说，此信号极具用处，并且不会干扰辅助电话设备，如调制解调器等。

本发明的另一目的为提供一监督信号，对于可在数字回路载波系统下操作的衍生通道数据报告系统来说，此信号极具用处，并且可保证先前用于模拟回路载波系统的次声音调的可靠性。

本发明的另一目的为提供一监督信号，对于可在数字回路载波系统下操作的衍生通道数据报告系统来说，此信号极具用处，并且可增加此类系统的安全度。

本发明中提供一监督信号来实现上列及其他目的，该监督信号实现为一音调，该音调的频率可为现有的电话网络设备所传输，但是是在衰减的电平上传输的，该衰减足以使得对正常电话使用(包含电话的摘机状况)的干扰最小，如果没有实际消除该干扰的话。最好此一监督信号的频率位于一数字回路载波系统的传统通带之外，且可在双相调制(BPSK)，频移键控(FSK)及多音调调制(MLT)轮询系统下使用。这将包含频率从200HZ到300HZ的监督信号，对此用途而言，接近200HZ的频率特别有用。

一般传统方式的数字载波系统其通过频率范围在300至3200HZ间。依据本发明，虽然是在衰减电平下，由此系统甚至可有效地在200HZ至300HZ的频率之下通讯。此衰减足以防止对电话的使用和电话公司信令的不想要的干扰，但是所产生的信号其大小足以为被监督的衍生通道数据报告系统的扫描器所检测。

而且依据本发明，先前结合数据报告系统使用的基本监督音调最好由一可发射有用数据的监督信号取代。

由于实际数据的传输，可增加可靠报告的保证度，这与先前的监督音调所提供的较有限的基本二进制的状态指示(即指示音调出现与否)不同。如果需要的话，可将数据编密码，以更进一步增加此系统所提供的安全性。

可由下文中的详细说明及附图更进一步地了解本发明监督信号，及为实现其所配备的系统。

附图简述

图1为一被监督的衍生通道警报报告系统的示意图，该系统适于实现本发明的改进。

图2为图1系统的修改的示意图，用于实现本发明的改进。

图3A的方块图示出图2系统的发射部分，用于双相调制传输。

图3B的方块图示出图2系统的接收部分，用于双相调制传输。

图4A的方块图示出图2的系统的发射部分，用于频移键控调制传输。

图4B的方块图示出图2的系统的接收部分，用于频移键控调制传输。

优选实施例的详细说明

本发明的改进可使用于多种数据报告(如警报报告和/或信号监视)系统，使用不同的事件通讯板、数据报告设备，及不同的接口装置。但是，为了说明本发明的改进，可参考U.S.Patent No.4,442,320中的监视衍生通道系统。对于该系统更详尽的说明可参见U.S.PatentNo.4,442,230。在下文中将对该系统中与本发明警报报告系统有关的部分加以概略性描述。在上下文中以警报报告系统对本发明的系统进行讨论仅是为了说明上方便起见，且须知对应的改进对于其他型式的数据报告系统也可类似地达到。

图1示出一全部为传统型式的电话网络10。此一电话网络10是所需的，因为警报报告系统，及将在下文说明的监视衍生通道系统必须与各类型的电话系统相容，且不会干扰到此电话系统的使用。

此网络10包含多个用户电话机(或等效的终端设备)，分别以标示数字11，12及13指示。每一电话11，12，13连接到其对应的指定区域电话线路，或电话回路，其分别以标示数字14、15及16指示出来。这些电话回路14，15，16与电话网络交换机17相通讯，此交换机通常位于电话公司所在的中心局(可能的话，应用地区交换机调整电话回路14，15，16与中心局交换机17之间的通讯)。至此，所有前述组件为已知的，及多种传统装置中任一装置可用于其实现。与本发明的改进特别相关的是网络10设计为一模拟装置。

其他组件与电话网络10相匹配，以有效地将电话11，12，13的用户指定位址处的警报系统与一中心监视设备相接口，此设备远离用户指示位址，且负责对指示位址监视警报状态。

为此，在一方便位置处提供一扫描器18，用于连结(连结器19，20，21)各用户电话回路14，15，16。扫描器18也位在距用户指示位址相当远之处，以防止干扰扫描器18。一般扫描器18位在电话公司的中心局，其为电话网络交换机17所在之处。

另外，用户终端单元22，23，24位在每一用户指示位址处，且与相对应的电话回路14，15，16相耦合。用户终端单元22，23，24中的每一单元又与警报盘25，26，27相通讯(接口)，该警报盘可为现在使用的多种警报系统中的一种警报系统。每一警报盘25，26及27再与用户指示位址处所需要的传感器相通讯，以监视不同状况，包含关于安全，烟雾及防火检测，及监视用户指示位址处的设备和其他任何参数的监视，对其的控制为对这些服务的用户所需要。

每一前述的组件为公知的，其规格及与其它组件的交互作用皆为公知的，因此，在本文中不再详述这些组件。但是了解这些组件之间的交互作用有助于适当地了解本发明。须知在下列说明中仅显示三个电话回路14，15，16及三个对应电话、用户终端单元及警报盘系列。但是，这样做仅是为了便于说明。实际上，与电话网络交换机17及扫描器18相通讯的系统数可改变，而且在数目上可大得多。

操作时，完全以传统方式使用电话11，12，13。电话11，12及13将保持在静止态，即所谓的“挂机”模式，直到电话11，12及13中有一电话必需使用时。此时，听筒将从电话中移开而将电话置于所谓的“摘机”态。则在相应电话回路14，15，16上开始进行通讯，且依传统方式由电话网络交换机17适当地指向。

当对应电话为挂机，且未以其他方式使用时(例如调制解调器等)，则给予扫描器18一个自由机会以与用户终端单元22，23及24相通讯。为此，该扫描器包含一发射及接收(T/R)部分18a，其可依据由扫描器18所控制的操作序列传输轮询信号并接收轮询响应。用户终端单元22，23及24设有相应的调制及解调(MOD/DEMOD)部分22a，23a，24a，其操作以对从扫描器18的T/R部分18a接收的信号加以解调，且应用一调制(编码)回复来响应这些信号，该回复包含和与被轮询的用户终端单元耦合的警报盘相关的各种检测器的状况的指示。

扫描器18的T/R部分18a被配置成从用户终端单元22，23及24的MOD/DEMOD部分22a，23a，24a独立地接收调制的响应信号，完成所需的询问。这种轮询响应周期性地进行，且最好为顺序方式。依此方法，扫描器18运行以确定用户终端单元22，23及24的状态，及与其相关的警报盘25，26，27的状态。随后扫描器18与中心监视设备28相通讯，该设备的功用为根据所获得的轮询响应监视警报盘25，26，27。

可使用多种不同的调制技术以完成前述的询问(轮询响应)。这包含现使用的系统，如双相调制系统(BPSK)，频移键控(FSK)系统，及多音调调制(MLT)系统，及多种现在使用中或将发展的系统。但是，这些系统特性为，送出的起动一轮询响应的信号及所接收的响应可在传统电话设备上检测到(声频)。当电话11，12及13挂机时，这并不产生问题，因为电话并不在使用中，且声频调制信号并没有干扰应用。但是，当电话11，12及13为摘机状态，且在使用中时，则这些声频调制扫描器将产生正常电话使用中不允许的干扰(即电话线上不想要的声音)。

因此，当用户电话使用时(摘机时)，可用另一操作模式来监视用户指示位址。为此，使用户终端单元22，23及24中的每一单元发出一次声音调，这是一摘机电话的使用者检测不到的，且扫描器18的T/R部分18a的操作被中断(禁止)，以致不产生轮询信号。而是操作T/R部分18a来接收次声音调，其为用户终端单元22，23及24所产生。

当一电话摘机，且扫描器18从对应的用户终端单元接收一次声音调期间，并不启始一轮询信号且不提供一轮询响应。而是推定警报盘在操作中，用户环正常运行，而且没有警报状况需要报告。结果，不会干扰到正常的摘机电话使用。当扫描器18不再从一特定的用户终端单元中检测到一次声音调时，则假设电话回路14，15，16已被损坏(例如剪断线路)，或者已发生警报状况(这使得用户终端单元中断次声音调以响应所检测的警报事件)。在此情况下，扫描器18启动T/R部分18a，且询问(轮询)响应状态改变(失去次声音调)的用户终端单元的状况。确定一警报事件已存在(或者是电话线断或者是实际警报事件发生)并适当地告知中心监视设备28。与此轮询响应相关的操作很有可能被随后摘机的电话的用户听到。但是，由于警报状况的出现，此为官方规定所允许，且因为用户实质上被告知一潜在的警报事件，这事实上被认为是有益的行为。

在U.S.Patent No.4,442,320中公开的系统需要使用次声音调，其频率约为25HZ。在实际实现该系统时，最好使用一约36HZ的频率。在结合使用中的主要模拟回路载波系统时执行其想要的功能方面，此信号的效果相当良好。这是因为该频率易为此系统所传输。

但是，在电话技术中的发展导致数字回路载波系统使用上的增加。此数字回路载波系统的例子如D4及SLC数字回路载波系统，其现在为许多电话公司所使用。但是，作为在将与多种电话设备有关的模拟信号转换成数字形式期间执行滤波(带通滤波)的结果，此数字系统的特征为，比之于公知的模拟系统而言，数字系统通过的频带较窄。具体地说，一般此数字系统用于通过300至3200HZ的频率。在300HZ之下的频率已大大地衰减，而低于200的频率一般无法有效检测。结果36HZ左右的传统次声音调将无法由数字回路载波系统有效地通讯。

依据本发明，用于模拟系统中的次声音调为能由数字回路载波系统所传输，且能由衍生通道设备、如前述的用户终端单元22，23及24(并加以适当地修改)检测到的音调所取代。为此，信号频率最好介于200HZ至300HZ之间。连续信号，或频率接近200HZ的信号最有利于此目的，因为对一给定的信号电平而言，已发现此信号所占频宽为一最小可能频宽，且可闻度最低。实际上，此频率所产生的信号，不会实质上与正常(摘机)电话的使用相干扰，且其振幅足够大，因此可为远程扫描器18所检测。结果，一监督警报报告系统的上述功能在数字回路载波系统的情况下可加以保持。

本发明的改进可通过对图1所示公知系统的最少修改来实现。参考图2，扫描器18仍维持一T/R部分18a，但该T/R部分18a如下文中将更完整说明的，是从公知技术中的型态修改而来。提供一用户终端单元30，其基本上与图1的用户终端单元22，23及24相同，只是MOD/DEMOD部分22a，23a，24a被发射及接收T/R部分30a取代。扫描器18及用户终端单元30经一电话网络31通讯(其可为模拟或数字操作)，其通讯型式与结合图1中公知技术中实施例讨论的通讯型式相似。此通讯由T/R部分18a，30a以下列形式实现。

图3A示出一使用双相调制通讯(BPSK)的发射机35。发射机35将形成扫描器18的T/R部分18a的一部分及用户终端单元30的T/R部分30a的一部分，其允许在这两组件之间的双向通讯。要执行的BPSK功能最好用可执行数字信号处理(DSP)的微处理器实现。虽然使用其他的技术、包括数字及模拟电路设计可实现类似的功能，目前使用DSP微处理器被认为是最佳的，这是由于其通用性(使得所产生的系统对硬件的依赖性极低)。为此，使用已公知的技术，BPSK发射机35实现下文中将说明的功能。须注意，提供与下列电路相关的特定参数(包含电压电平、频率及取样率)在于说明之用，且可加以改变以适应特殊的应用(以响应DSP微处理器的编程)。

提供一数值控制振荡器36(NCO)以产生所需要的载波频率。目前实现该载波信号最佳的频率包含210HZ，230HZ，250HZ及270HZ。使用一“正弦表”查阅方法以控制载波信号的相位。提供一输入数据定时器37，此定时器包含一极性转换器并作为数据38的输入，此数据将通过电话网络31传输。目前适用于此目的的最佳数据率为每秒10位(10BPS)。输入数据定时器37运行以产生接收数据的变化，以响应信号38中所检测到的迁移(0至1，1至0)，最好产生一双极摆动(+1至-1)与单极迁移相对，在39处的输出被施加到“上升余弦”脉冲成形滤波器40。为此，双极数据信号39最好经过一有限脉冲响应(FIR)线性相位滤波器，以使在接收机(将于下文中说明)处的符号间干扰(ISI)达到最小。滤波器40最好在125HZ的采样率实现。NCO36及FIR滤波器40的输出在41处的调制器中结合。为此，滤波的数据信号乘上载波信号以在42处产生一调制发射载波信号。

图3B示一接收机45，其与图3A中的BPSK发射机35一起使用，以滤波及解调发射信号。接收机45亦形成扫描器18的T/R部分18a的一部分及用户终端单元30的T/R部分30a的一部分，补充相对发射机(分别为用户终端单元30及扫描器18的发射机)的操作。接收机45最好用一DSP微处理器实现，且执行下文将说明的功能。为了说明的目的，再度提供与下列电路有关的特定参数，且可视需要加以改变以符合特定的应用。

一数值控制振荡器46(NCO)为整合及冗余滤波器(integrate and dumpfilter)47的输出所控制，其与阈值检测电路48一起操作。所产生的信号与接收到的(输入)信号50相乘(应用乘法器49)，产生一同相(I)及正交相(Q)分量。此操作维持输入信号50与内驻振荡器46间的同步。

所产生信号的相位构象包含两点。但是，只有一相位分量被处理以取出数据。为此，将Q信号导入第二个整合及冗余滤波器47’，导入一低通滤波器51。该s及冗余滤波器47’与阈值检测电路48相通讯，且加以操作以有助于去除在信号中所呈现的波段内(例如声音)能量的效应(比使用单一回路系统所产生的移除效应更多)。在此较佳实施例中，滤波器51为一85HZ的低通、无限脉冲响应(IIR)滤波器，其主取样率为8KHZ。再将滤波信号导入低通滤波器52，其在一较低速率下操作，以从输入信号50中取出原始数据(10BPS，5HZ)。为此，最好使用一在250HZ的取样率下操作的5HZ低通无限脉冲响应(IIR)滤波器。然后，相对一阈值(阈值检测器53)测试所产生的信号，且由一位同步定时器54加以处理(内部同步寻找有限1-0迁移)以产生一输出位流55。输出位流55随后在56处由一已知的数据恢复功能加以组合(如需要的话，其可包含适当的数据错误检测)，在57处产生所需的数据输出。

图4A示出应用频移键控(FSK)通讯的发射机60。发射机60形成扫描器18的T/R部分18a的一部分及用户终端单元30的T/R部分30a的一部分，允许两组件之间的双向通讯。最好要执行的FSK功能用一能进行数字信号处理(DSP)的微处理器来实现。虽然可使用其他技术、包括数字及模拟电路设计来实现类似的功能，目前认为使用DSP微处理器是最佳的，这是由于其通用性(而使所产生的系统与硬件无关)。为此，再使用已知的技术，而使FSK发射机60实现下列功能。须知与下列电路有关的特定参数(包含电压电平，频率及取样率)是为了说明目的再次提供的，而且如果需要的话可加以改变以适应特定的应用(响应于DSP微处理器的编程)。

提供两数值控制振荡器61，62(NCO)以输出两频率，用于调制输出信号。目前较适用此一目的的优选频率包含190HZ及215HZ。可再使用一“正弦表”查阅方法以控制每一载波信号的相位。一输入数据定时器63与一相位相关载波交换机64结合。当检测到在65处所接收的数据中的迁移时，载波频率从有标示(为1，即215HZ)切换为空白(为0，即190HZ)，以响应相位相关载波交换机64的操作。相位必需相关以使所产生的载波频率中的瞬时改变所致的谐振达到最小。在66处将切换信号加总，在67处发展为一输出发射载波信号。如果需要的话，载波信号67可以数字方式滤波以使谐振传输达到最小。

图4B示出一与图4A的FSK发射机60共用的接收机70，以对发射信号加以滤波及解调。接收机70亦形成扫描器18的T/R部分18a的一部分及用户终端单元30的T/R部分30a的一部分，且与相对发射机(分别为用户终端单元30及扫描器18的发射机)的操作互补。最好接收机70也由一DSP微处理器实现，且执行下文中的功能。为了说明之用，在下文中再次提供与下列电路有关的特定参数，如果需要的话，该参数可加以改变以适应特别的应用。

操作一低通(最好为250HZ)滤波器以接收一载波输入信号71，其主要的目的在于排除FSK信号范围之外的语音及其他信号。然后将滤波信号导入一自动增益控制(AGC)电路73，以将所接收的电路信号电平设定在一已知的范围内。这用于简化将在后面执行的数据决定处理。然后，将所产生的信号延迟90度，最好是使用一零滤波器(FIR)74结合一多路复用器75。延迟信号76乘上从AGC 73处接收的信号77，基本上可执行一自动相关功能。然后，将产生的(相关的)信号导入低通滤波器78中，以移除高频成份，产生所需的数据。然后，将此产生的数据位流(5BPS)导入数据限幅器及定时控制电路79，以在80处抽出输出数据，且核检输出数据80的定时(如果需要的话，可包含适当的数据错误检测)。

须知，在上文中所叙述的部件的细节、材料及配置，可由娴熟于本技术者在本发明的原理和范围内适当地予以修改，如权利要求中所表示的。如前所述，上述功能的实现，及其特定方法，如果需要的话可加以变更，且可与用于报告警报状况及其他需要遥控的状况，例如用于特定参数的遥控监视的系统相联。对所用的数据通讯功能类型也可加以变动，可能需要对前述操作的适当变更。另外，可提供其他额外功能以得到特殊的结果。

例如，本发明的系统系基于相对低电平的信号(如-35至-40dBm大小)的发射，以使电话线上监督信号(200至300HZ)的可闻度达到最小。但是，该电平的信号当载波上有语音或其他信号出现时，易于产生检测错误。为了减低此类型的错误而且防止对电话使用的不需要的干扰，可向扫描器18的T/R部分18a及用户终端单元30的T/R部分30a提供用于动态调整发射的监督信号的电平的装置，以响应由于电话网络31的操作而引起的线路上其他信号的出现或消失。

现在请参考图3A及4A中的发射机45，70，最好响应于能量检测器85执行此动态调整，该能量检测器85与发射机的输出相通讯，以决定电话线上所出现信号的电平。能量检测器85与一可增加及减小发射信号的电平，以响应在电话线上检测的能量电平的相应增加或减少的电平调整电路86通讯。这种装置本身是已知的，与用于蜂窝电话网络、响应移动位址与通讯单元位址之间的距离的变动动态调整信号电平(即自动增益控制)的动态调整装置并无不同。

自动调整发射信号的优点为，具有增加的(较强的)信号电平的监督信号，在讲话等情况下将不会引起注意，且将提供一增加电平的信号，以为衍生通道系统所检测(改进接收机性能且降低位错误率)。但是，在安静期间应降低监督信号的电平，以防止对正常使用的电话的干扰。应用下述方法可达到同样的优点，即通过单独调整监督信号的频率(在200HZ与300HZ之间)，以响应载波信号的改变或结合信号电平的动态调整，以获得可能的最小可闻度的信号。在通讯中的两用户皆拥有本发明的用户终端单元30的情况下，动态频率控制是有用的，以使对正常使用电话的潜在干扰变得最小(这是由具有相同或相似频率的两载波信号的累加性效应所致)。

用于使本发明的监督信号的可闻度达到最小的相对低电平的信号(一35至-40dBm)对系统确定用户电话是否挂上及决定系统操作模式的能力产生不利影响。因此，最好在本发明的系统中不要象图1中的现有系统那样使用高阻抗源来检测幅值中的改变以指示电话是否挂上。而是，用户电话的挂断状态(hook status condition)最好由用户终端单元(在用户指示位址处)所检测，并作为由用户终端单元所产生的响应讯息的一部分传送给扫描器。亦可使用此轮询/响应协定以辩识与扫描器相通讯的耗损，因此使用户终端单元可响应此状况(以提供一提高的安全度)而建立另一通讯路径(如一蜂窝式备用系统)。

在正常状态下，本发明的系统不会干扰正常话音通讯(包含诸如DTMF，MF及呼叫处理信号的电话公司信令等)，且不会干扰与电话网络相关的其他(如数据)通讯。但是，当本发明的系统干扰一特定仪器时，可向扫描器18的T/R部分18a及用户终端单元30的T/R部分30a提供一机构，其可辩识对应于该仪器的动作，以在本发明的系统的操作期间中断其操作(如轮询和/或发监督信号)。例如，假设本发明的系统以某种方式干扰数据传输功能，可提供适当的装置以检测此一数据传输(如等效于能量检测电路85)，且在这种情况下可提供适当的装置以中断本发明的系统的进一步操作(例如，等效于电平调整电路86，设定为0)。这使得数据传输以不中断方式进行，且本发明的系统的操作只在一有限的期间内中断(而数据传输仍在进行)，使相关警报报告系统的下时(down-time)达到最小。为了增加安全起见，在干扰事件中断后，可马上开始一询问(一轮询响应或确认监督信号出现)。这对于立即确定远处指示位址的状态，而使得丢失数据的任何潜在可能性达到最小是有用的。对于系统功能中断的替换，亦可使用能满足扫描器定时要求的短信号猝发传输，以使系统干扰达到最小。

本发明的监督信号可实现为一基本音调，而提供与先前使用的36HZ的监督音调类似的操作。但是，依据本发明最好将监督信号实现为数据载波信号。含有包括识别码、状态、及当前挂断状态的指示的数据的双向通讯特别符合此一目的要求。除了增加可与此系统相交换的信息外，对此产生的系统的干扰可更进一步缩小。例如，已试图用一电路取代用户终端单元，且使该取代电路发射一模拟未出现任何警报状况的信号来干扰此系统。这种取代将被随后产生的相关识别码的改变阻止。更进一步增加安全性的方法是将此传输加密。

可以开发多种协议中的任一种来实现本发明的监督信号，响应于所使用的通讯类型(例如BPSK，FSK，MLT等)。因此，最好数据在扫描器18与用户终端单元30之间在数据包中传输。

除了本发明的监督信号之外，一挂断状态载波信号对于快速检测挂断状态及警报状态的改变是有用的。比如说，在报告系统需要以比数据包传输速率更高的速率检测挂断状态的变化的应用中是有用的。为此，用户终端单元产生一音调(如310HZ)。当用户电话挂机时，则音调持续传输。但是，在摘机状态时，则不发射任何音调。用户终端单元通过监视发射信号电平而检测挂断状态。

Claims (44)

1、一种在中心位置与电话网络用户指示位址处的并非传统电话的设备间提供通讯的系统，该系统包含：

一电话信号通讯网络；

使用电话信号通讯网络从中心位置向不同用户指示位址有选择地发送信号的装置；

位于用户指示位址处的装置，其与电话相连结并响应于发送的信号，以使用电话信号通讯网络从用户指示位址向中心位置再发射声频电话频率范围内的且指示设备状态的信号；

感测一各别用户指示位址中的传统电话的摘机状态的装置；

响应于该感测装置、用于禁止从中心位置向各别用户指示位址发送信号的装置；

当用户指示位址处的设备处于第一预定状态时，以电话信号通讯网络所能传送的频率及衰减的电平从各个用户指示位址向中心位置发射一监督信号的装置；及

响应于呈现第二状态的各别用户指示位址处的一个设备、中断监督信号的发送的装置。

2、如权利要求1所述的系统，其中电话信号通讯网络包含具有与其相连的带通滤波装置的数字传输设备。

3、如权利要求1所述的系统，其中在用户指示位址处的电话的摘机状态期间从用户指示位址处发射该监督信号。

4、如权利要求1所述的系统，其中在用户指示位址处的电话的挂机及摘机状态期间均从用户指示位址发射监督信号。

5、如权利要求1所述的系统，还包含在中心位置处采取事件响应动作的装置，以响应监督信号的中断。

6、如权利要求1所述的系统，其中该监督信号的频率范围介于200HZ到300HZ之间。

7、如权利要求1所述的系统，其中每一用户指示位址独立地与中心位置连结，且还包含一复用装置，可各别地并依预定顺序将发射信号有选择地施加到不同的用户指示位址，并以相同的预定顺序从同一用户指示位址处的设备中接收响应信号。

8、如权利要求1所述的系统，还包含用于在感测到各别用户指示位址处的摘机状态期间感测监督信号中断的装置，及一响应该感测监督信号中断的装置、用于从中心位置向各别用户指示位址发送信号的装置。

9、如权利要求1所述的系统，还包含用于感测各个用户指示位址处的电话摘机状态中断的装置，及一响应该感测摘机状态中断的装置、用于从中心位置向各别用户指示位址发送信号的装置。

10、如权利要求9所述的系统，其中用于感测摘机状态中断的装置与位于用户指示位址处的装置相连。

11、如权利要求1所述的系统，其中位于用户指示位址处的装置包含用于向中心位置通知用户指示位址处的电话的挂断状态的装置。

12、如权利要求11所述的系统，其中通知装置为一载波信号，可与监督信号分开或可加入监督信号中，该载波信号的频率为可在电话信号通讯网络中传输者。

13、如权利要求12所述的系统，其中只有在各别用户指示位址处的电话为挂机，而且该设备呈现第二预定状态时，才发射载波信号。

14、如权利要求1所述的系统，其中发射信号为一双相调制信号。

15、如权利要求1所述的系统，其中发射信号为一频移键控信号。

16、如权利要求1所述的系统，其中发射信号为一多音调调制信号。

17、如权利要求1所述的系统，还包含感测在中心位置与用户指示位址之间通讯的信号电平的装置，及用于调整通讯信号的电平，以响应感测到的信号电平增加及减少的装置。

18、如权利要求1所述的系统，还包含感测在中心位置与用户指示位址之间通讯的信号电平的装置，及用于调整通讯信号的频率，以响应感测到的信号电平增加及减少的装置。

19、如权利要求1所述的系统，还包含感测信号电平，而在中心位置及用户指示位址之间通讯的装置，及用于调整通讯信号的电平及频率，以响应感测到的信号电平增加及减少的装置。

20、如权利要求1所述的系统，还包含用于感测除了在用户指示位址处的电话外的电话设备的启动的装置，及响应于该启动感测装置、暂时中断中心位置与用户指示位址间的通讯的装置。

21、如权利要求1所述的系统，其中监督信号为包含位串的数据。

22、如权利要求21所述的系统，其中监督信号为一加密信号。

23、一种用于在中心位置与电话网络用户的指示位址处的并非传统电话的设备间通讯的方法，该方法包含下列步骤：

使用电话信号通讯网络从中心位置向不同用户指示位址有选择地发送信号；

使用电话信号通讯网络并响应于发送的信号从用户指示位址向中心位置再发射信号，其中再发射的信号频率位于声频电话频率范围内并指示设备的状态；

感测一各别用户指示位址中的传统电话的摘机状态；

禁止从中心位置向各别用户指示位址发送信号，以响应感测到摘机状态；

当用户指示位址处的设备处于第一预定状态时，以电话信号通讯网络所能传送的频率及衰减的电平从各个用户指示位址向中心位置发射一监督信号；及

响应呈现第二预定状态的各别用户指示位址处的一个设备中断发射监督信号。

24、如权利要求23的方法，其中电话信号通讯网络包含具有与其相连的带通滤波装置的数字传输设备。

25、如权利要求23所述的方法，其中还包含步骤如下：在用户指示位址处的电话的摘机状态期间，从用户指示位址处发射该监督信号。

26、如权利要求23所述的方法，其中还包含步骤如下：在用户指示位址处的电话的挂机及摘机状态期间均从用户指示位址处发射监督信号。

27、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：在中心位置处采取事件响应动作以响应监督信号的中断。

28、如权利要求23所述的方法，其中该监督信号的频率范围介于200HZ到300HZ之间。

29、如权利要求23所述的方法，其中每一用户指示位址独立地与中心位置连结，且还包含下述步骤：各别地并依预定顺序将发射信号有选择地施加到不同的用户指示位址，并以相同的预定顺序从同一用户指示位址处的设备中接收响应信号。

30、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：在感测到各别用户指示位址处的摘机状态期间感测监督信号的中断，及从中心位置向各别用户指示位址发送信号，以响应监督信号中断的感测。

31、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：感测各个用户指示位址处的电话摘机状态的中断，及从中心位置向各别用户指示位址发送信号，以响应用于感测摘机状态中断的装置。

32、如权利要求31所述的方法，其中对摘机状态中断的感测在用户指示位址处进行，且其中还包含步骤如下：向中心位置传输感测到摘机状态中断的信号。

33、如权利要求23所述的方法，还包含如下步骤：向中心位置通知在用户指示位址处的电话的挂断状态，以响应在用户指示位址处所检测到的信号。

34、如权利要求33所述的方法，其中挂断状态的通知由一载波信号执行，可与监督信号分开或可加入监督信号中，该载波信号的频率为可在电话信号通讯网络中传输者。

35、如权利要求34所述的方法，还包含步骤如下：只有在各别用户指示位址处的电话为挂机，而且该设备呈现第二预定状态时，才发射载波信号。

36、如权利要求23所述的方法，其中发射信号为一双相调制信号。

37、如权利要求23所述的方法，其中发射信号为一频移键控信号。

38、如权利要求23所述的方法，其中发射信号为一多音调调制信号。

39、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：感测在中心位置与用户指示位址之间通讯的信号的电平，及调整通讯信号的电平，以响应感测到的信号电平的增加及减少。

40、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：感测在中心位置与用户指示位址之间通讯的信号电平，及调整通讯信号的频率，以响应感测到的信号电平的增加及减少。

41、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：感测在中心位置与用户指示位址之间通讯的信号电平，及调整通讯信号的电平及频率，以响应感测到的信号电平的增加及减少。

42、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：感测除了在用户指示位址处的电话外的电话设备的启动，及响应于感测到电话设备的启动而暂时中断中心位置与用户指示位址间的通讯。

43、如权利要求23所述的方法，还包含步骤如下：将监督信号生成为包含位串的数据。

44、如权利要求43所述的方法，还包含步骤如下：加密监督信号。

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