CN1430843A - 检查具有预定频率的信号是否被接收的设备与方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种设备与方法，通常复杂而困难的频率检测，通过简单配置与操纵的措施，即利用大于，小于和/或等于比较以及对特定事件的计数而得以实现。本发明还涉及用以降低噪声信号电平或其对将被执行的检查的影响的装置。

Description

检查具有预定频率的信号是否被接收的设备与方法

技术领域

本发明涉及检查具有预定频率的信号是否被接收的设备与方法。

背景技术

这样的设备与方法是需要的，比如说，在所谓“无分离器的集成语音与数据传输线卡”上。

无分离器的集成语音与数据传输线卡是在电信交换中心(以下称为总局)使用的电路板。这些电路板的作用是：

接收从电信用户(以下称为客户机)获得的语音数据，把这些数据标识为语音数据，转换成PCM编码的数据，并进行转发，

接收通过同一传输线获得的作为语音数据并来自存在于客户机处的XDSL调制解调器(以下称为客户机调制解调器)的数据，把这些数据标识为来自客户机调制解调器的数据，将其转换成ATM编码的数据并进行转发。

无分离器的集成语音与数据传输线卡可以用不同方式构成。现在所论述的无分离器的集成语音与数据传输线卡是按照ITU G.Lite(国际电信联盟的一种标准)标准化的Lite版本。ITU G.Lite允许无分离器的集成语音与数据传输线卡的部件被置入节能模式，在节能模式中这些部件所需的能量远小于在常规模式中所需的能量。为唤醒无分离器的集成语音与数据传输线卡(以便在必要时能使无分离器的集成语音与数据传输线卡返回常规模式)，ITU G.Lite定义了一个所谓唤醒程序。据此，当无分离器的集成语音与数据传输线卡从客户机的调制解调器接收具有确定的最大功率和三个预定频率中的一个频率的信号时，必须将该无分离器的集成语音与数据传输线卡从节能模式调回到常规模式中来。

人们发现无分离器的集成语音与数据传输线卡的部件可被置入节能模式这一事实是很有优势的，因为在总局会需要数量巨大的无分离器的集成语音与数据传输线卡并且可观的节能也因此而成为可能。

利用把无分离器的集成语音与数据传输线卡的部件置入节能模式的可能性的先决条件是，能够可靠地将其调回到常规的模式功能中来。

这里主要的问题是检查有关具有其中一个频率而在此频率下该无分离器的集成语音与数据传输线卡必须调回常规模式的信号是否被接收。

而这些发现是困难的：

因为，由之传送唤醒信号的客户机调制解调器与总局之间的传输线的长度可以是任意的，因此，就可能有非常大的衰减(例如，一条长度近4km的传输线已经能有近-60dB的衰减)，

唤醒信号的传输有可能受到噪音与串话的干扰，

因为可能出现唤醒信号必须经由无分离器的集成语音与数据传输线卡的处于节能状态的部件的情况，结果，该唤醒信号就不能全功率地抵达必须对唤醒信号是否被接收进行检查的设备。

无疑，即使在这样的情况下，也存在着能够可靠地检测唤醒信号是否被接收的可能性。然而，人们还不知道能以简单，小型而经济的方式实现，除此而外，还能可靠运行的可能性。但是，常规设备与方法中所缺少的性能正是非常重要的依据，尤其是因为必须提供的数量巨大的无分离器的集成语音与数据传输线卡。

发明内容

因此，本发明的目的就是找到一种设备与方法，能以低费用而可靠地检查具有预定频率的信号是否被接收。

本发明方法与设备的特征在于：

使所接收的信号或者以所接收的信号为基准的信号与一个或几个阈值比较，

对在该比较的结果中选择的变化或全部的变化进行计数，

使在该比较的结果中所确定的变化的数量与一个或几个预定的值比较，

根据这次比较的结果，该设备对具有预定频率的信号是否被接收作出判断，

该设备反复判断具有预定频率的信号是否已被接收，

提供用于对判断结果的序列进行比较的设备，在使反复判断期间获得的判断结果的序列与一个判断的结果的一个或几个预定的序列进行比较，

根据这一比较的结果，该设备对一个具有预定频率的信号是否被接收作出判断，

在具远离于预定频率的一个频率的信号显然被接收的情况下，提供一个控制设备，使设备中产生变化，借此，使噪声信号的电平以及/或者它对将被执行的检查的影响降低，

所接收的信号或者以所接收的信号为基准的信号与一个或几个阈值比较，

对在该比较的结果中选择的变化或全部变化进行计数，

使在该比较的结果中所确定的变化的数量与一个或几个预定的值进行比较，

根据这一比较的结果，作出具有预定频率的一个信号是否被接收的判断，

对具有预定频率的一个信号是否被接收进行反复判断，

在反复判断期间获得的判断结果的序列与一个判断结果的一个或几个预定的序列进行比较，

根据该比较的结果，对具有预定频率的信号是否被接收作出判断，

在具有远高于预定频率的一个频率的一个信号显然被接收的情况下，使执行检查的该设备中产生变化，借此，使噪声信号的电平以及/或者它对将要执行的检查的影响降低。

本发明的设备以方法可以利用数字技术大批量生产，因而，就能够实现相对较小而且简单的方式。

另外，使错误判断的风险降至最底。

因此，通过本身以及它们之间的相互组合，能够可靠地以低成本对一个具有预定频率的信号是否被接收进行检查。

附图说明

在下面的描述中，将利用说明性的实施例并参照附图对本发明作更为详细的解释，在附图中：

图1示出了检查具有预定频率的信号是否被接收的第一设备；

图2示出了检查具有预定频率的信号是否被接收的第二设备；

图3示出了检查具有预定频率的信号是否被接收的第三设备。

具体实施方式

在下面的正文中所描述的设备，以及在下面的正文中所描述的方法，均为在一开始已经提到的“无分离器的集成语音与数据传输线卡”中的应用而进行了优化；在所论述的范例中，该设备是无分离器的集成语音与数据传输线卡的一部分。但是，对此并无限制。该设备与方法也可用于有必要对具有预定频率的信号的接收进行检测的任何其他系统中。

在图1中，示出了一个设备的说明性的第一实施例，借之，可以检查具有预定频率的信号当前是否被接收。

具有预定频率的信号就是唤醒信号，如果必要，由客户机调制解调器输出，以便把无分离器的集成语音与数据传输线卡的最低限度的部件从节能模式调回到常规模式。

将被检测的唤醒信号由参阅符WUS指定。在所论述的范例中，唤醒信号可以有三个不同的频率。图1中所示的设备首先检查具有第一唤醒频率的唤醒信号是否被接收，接着检查具有第二唤醒频率的唤醒信号是否被接收并且最后检查具有第三唤醒频率的唤醒信号是否被接收；这些检查被持续反复地进行。

唤醒信号WUS首先进入带通滤波器BPF。带通滤波器BPF，或者更确切地说是唤醒信号通过的频带的位置，可以通过控制端子fo选择来调整。在所论述的范例中，可以设置三个互不相同的频带。选择不同的频带所采用的方式导致或者是具有第一唤醒频率的唤醒信号，或者是具有第二唤醒频率的唤醒信号，或者具有第三唤醒频带的唤醒信号被通过。

带通滤波器BPF的输出信号被送至一个放大器AMP。该放大器对提供的信号进行放大。

放大器AMP的输出信号被送至高通滤波器HPF。该高通滤波器是为滤除在放大器AMP中生成的噪声，具体讲就是所谓的闪烁噪声分量。所述的闪烁噪声分量被高通滤波器HPF衰减到不会对信号的进一步处理造成多大影响的程度。此外，高通滤波器HPF还会消除可能存在的任何偏移。

高通滤波器HPF的输出信号被送至比较器COMP。比较器COMP的运行具有滞后作用，即：

如果为其提供的信号的电位超过第一(高)阈值，则比较器COMP输出具有第一电平的输出信号，并维持这一状态直至为其提供的信号的电位降至第二(低)阈值以下为止，

如果为其提供的信号的电位降至第二(低)阈值以下，则比较器COMP输出具有第二电平的输出信号，并维持这一状态直至为其提供的信号的电位超过第一(高)阈值为止。

以这种方式设置阈值，以至仍然存在于为比较器COMP提供的信号中的噪声无法使比较器COMP的输出信号产生任何转变，也就是说，这些阈值是高于或者低于噪声信号的电平。如果图1中所示的设备接收到表示唤醒频率之一的信号WUS，并且带通滤波器BPF允许该信号通过，则可在比较器COMP的输出端获得表示相关的唤醒频率的方波信号；如果该设备接收到其频率不能通过带通滤波器BPF的信号，或者如果设备未接收到信号，则比较器COMP的输出信号长久保持在0电平或1电平。

比较器COMP的输出信号经过开关S被送至计数器COUNT并对其触发。于是计数器COUNT对比较器COMP的输出信号中的从低电平向高电平变化的数量(或者比较器COMP的输出信号中的从高电平向低电平变化的数量)进行计数。因此，计数频率是与唤醒信号WUS的频率对应的。

仅当开关S处于闭合状态时计数器COUNT才能进行计数；当COUNT处于断开状态时，计数器收不到使其增值的触发信号。开关S是常开开关，并且在各种情况下只在特定的时间才处于闭合状态。在开关S闭合之前，利用与复位计数器的复位端子对应的信号对计数器进行复位。如果在特定时间开关S闭合，则在此期间计数器以与唤醒信号WUS的频率对应的计数频率进行计数。当开关S断开时，计数停止。

开关S断开之后获得的计数值被送至比较单元CU，与置于该比较单元中的或其他某处的查寻表中储存的一个或几个值进行比较。

以这种方式选择查寻表中所存的值，当计数器COUNT的计数值与这些值中的一个对应时，就可以认为具有唤醒频率的唤醒信号被接收。

计数器COUNT的值不仅与一个值比较，而且也与多个值比较，这一情况使判断具有一个唤醒频率的信号被接收成为可能，即使在以下情况下：

所接收的信号的频率未准确地与唤醒频率中一个频率对应，以及/或者

传输期间或者测值期间的干扰已经导致计数器的计数值与在无干扰的情况下应获得的计数值有或大或小的差别。

作为一种替换的方法，能够在查寻表中定义一个或几个值域，计数器COUNT的计数值必须包括在内，以便认为具有一个唤醒频率的唤醒信号被接收。

比较单元CU和/或查寻表有一个控制端子，图1中未予示出，通过该端子可以设置计数器COUNT的值可以与之比较的一个或几个值。这些值因唤醒频率的不同而不同。作为一种替换的方法，可以根据用以对所接收的信号进行检测的唤醒频率来闭合开关S，这样，在一段时间内的各种情况下，就能获得有关所有唤醒频率的相同的计数值。

比较单元CU输出表示比较结果的信号。同时，该信号告知具有唤醒频率之一的一唤醒信号现在是否被接收以及是否能作为使无分离器的集成语音与数据传输线卡的处于节能模式的部件被调回到常规模式的唤醒位WUB来使用。

利用上述设备就能够以令人意想不到的简单方式检查具有唤醒频率之一的唤醒信号是否被接收。详细讲，已经能够利用能以比较简单的方式获得与执行的措施来实现通常是非常昂贵与复杂的频率测定，即通过大于，小于和/或等于的比较并通过对特定事件的计数；最后，“只对”零过渡的接收信号进行检测，计数并与标称值或标称值域进行比较的方式。尽管图1中所示的设备的配置简单，但是其运行非常可靠。具体讲，通过计数器COUNT的计数值与一些标称值或标称值的一个值域进行比较，就能保证唤醒信号的传输与测值中的干扰不会对有关具有唤醒频率的唤醒信号当前是否被接收产生负面的影响。此外还有，所计数的事件，即在每个单位时间中所接收的信号的零过渡的数量不会象所接收的信号的其他性能(例如幅值变量)那样在转输期间受到干扰，而且/或者，所存在的干扰能予以消除，例如，通过运行具有滞后作用的零过渡检测器(比较器COMP)以及/或者通过成本相当低的其他方式。

在图2中示出了一个运行更可靠的设备。

与图1中的设备相比，图2中所示的设备突出之外在于，判断具有一个唤醒频率的信号是否被接收是根据就象与在图1中所示的设备中差不多的，关于具有一个唤醒频率的信号是否被接收所进行的反复判定期间所获得的事件的较大或较小长度的一个序列而进行的。

在所论述的范例中，图2中所示的设备整个地包括图1中所示的设备，并参照其进行描述，但是此外还有一个数字式测值逻辑部件(设置于比较单元CU之后)；在所论述的范例中，该数字测值逻辑部件由移位寄存器SR和第二比较单元(用于判断结果序列的比较单元)CU2构成。

这样，与图1的设备不同，用作该设备输出信号的不是比较单元CU的输出信号。取而代之，有关具有一个唤醒频率的信号是否被接收的判断是根据比较单元CU的输出信号的变量而进行的(通过移位寄存器SR与第二比较单元CU2)。

比较单元CU的输出信号被送至移位寄存器SR并由时钟脉冲“时钟”传送到移位寄存器SR中进行整体移位。时钟脉冲“时钟”最好具有与用于控制开关S的信号相同的频率。这样，就在移位寄存器SR中用比较单元CU的输出信号的时间储存了该变量。

移位寄存器SR的内容被送至第二比较单元CU2并在CU2中与也被送至第二比较单元CU2的一个或多个参考位模refpat进行比较。第二比较单元CU2具有控制端子，通过该端子就能够设置一个或多个参考位模以便与移位寄存器的内容进行比较。控制带通滤波器BPF的信号foselect能被送至该控制端子。这是必要的，因为移位寄存器SR中所含有的数据是依次进行的不同检查的结果；使用与当前将被第二比较单元CU2检查的数据的接收频率相关的不同参考位模refpat就是必要的。

比较单元CU2输出表示比较结果的信号。同时，该信号报告具有唤醒频率的唤醒信号当前是否被接收，因此，该信号可被用作唤醒位WUB以开始把处于节能模式的无分离器的集成语音与数据传输线卡的部件重新置入常规模式。

以这种方式选择参考位模，在对具有一个唤醒频率的信号正在被接收的判断只有在这已被比较单元CU连续地按照预定次数以及/或者在预定的时间段内按照预定的次数预以测定的情况下才会作出。

这样就能防止根据干扰而作出具有一个唤醒频率的信号当前在被接收的判断，而干扰具有使比较单元CU的输出信号错误地报告接收了具有一个唤醒频率的信号的随机后果。

因此，在图2中所示的并且参照图2而描述的用于检查具有一个预定频率的信号是否被接收的设备比在图1中示出的并参照图1而描述的设备运行更为可靠。

关于具有一个预定频率的信号是否已被接收的更可靠的检查能够借助于图3中所示的设备来实现。

图3中所示的设备包括在图2中示出的并参照图1和图2而描述的设备，此外还有一个数字适配逻辑部件，考虑到给定的条件，该数字适配逻辑部件对放大器AMP的调整方式使有关一个唤醒信号是否被接收的检查在任何情况下不会受到噪声或其他干扰因素的干扰；在所论述的范例中，该数字适配逻辑部件包括储存设备，在本例中由一个触发器FF组成，和一个放大调整设备AMPCTL。

放大调整设备AMPCTL根据触发器FF为其提供的信号的值来改变放大器AMP的增益；当触发器FF为其提供的信号表明计数器溢出时，它减小这一增益，并且/或者触发器FF为其提供的信号不指明计数器溢出时，它增大这一增益。

这一举措基于如果放大器AMP输出的信号展现出太多的噪声或者，更准确地说，噪声信号电平太高，则计数器COUNT只能溢出这一事实。噪声信号电平高的影响使比较器COMP的输出信号的改变远比该比较器接收到未展示出噪声或只有小噪声(低噪声信号电平)的信号时应有的情况频繁得多。噪声信号电平超过比较器的阈值时，该比较器的输出信号就频繁改变，以致于由该信号触发的计数器COUNT在开关S闭合的期间内溢出。自然，对比的先决条件分别是，使用一个计数器，其最大计数值比其当比较器接近到具有一个唤醒频率的无噪声信号时所达到的计数值并不高很多，或者，使用一个计数器，当比较器接收到一个信号噪声电平超过该计数器的阈值的信号时则该计数器溢出；提供这样的计数器对运行以及实现设备的可能性没有任何负面影响，因此它毫无问题地可以被提供。计数器COUNT的溢出是一个明显的标志，意味着送至比较器COMP的信号含有太多的噪声，这样，具有一个唤醒频率的信号的可靠检测就不再可能了。然而，送往比较器COMP的信号的噪声可以通过降低放大器AMP的增益来降低。由于低增益，送往无分离器的集成语音与数据传输线卡的信号中所含的噪声分量就被较小地放大，此外，放大器AMP以低增益进行放大本身生成的噪声也就较小。这样，调整放大器AMP与计数器COUNT的计数值有关的增益是把放大器的增益调至理想值的一个非常简单而又极为有效的可行办法。

如何才能确定与调整最佳增益存在各种可行性。

第一个可行性在于首先把放大器AMP的增益置为最大值。如果噪声信号电平太高，则计数器COUNT出现溢出。这就使放大调整设备AMPCTL降低增益。如果(使用已降低的增益)计数器出现另一次溢也，则放大调整设备AMPCTL再次降低增益。该处理反复进行，直至增益调整已使计数器不再溢出为止。该增益设置或者再经另一个或多个步骤降低的增益设置由于具有安全余地而成为理想的增益设置，最好在有关具有一个预定频率的信号是否被接收的检查期间预以使用，并可提供最可靠的结果。

作为另一个可选方法，可以设想，一开始把放大器AMP的增益置为最小值然后使其增值直至计数器溢出，然后再一步或几步使其降值。

也可以设想，一开始把放大器AMP的增益置为最小值与最大值之间的一个值，从这里开始，逐步降低增益(如果计数器显示出溢出)或者逐步增大增益(如果计数器未显示出溢出)。

应当明白，以上述之外的任何方式进行最佳增益的确定与设置也是可行的。详细讲，除此之外，还可任意定义与/或改变步骤的长度/或数量，借以改变增益因数。

通常，如果放大器AMP分为几级，则它们的增益可以按照不同步长的步骤来改变，可以发现，这是有利的。在所论述的范例中，放大器AMP分为两级，在图3中被指定参阅符AMP1与AMP2。这里，第一级放大器AMP1的增益可用大步长来改变，而第二级放大器AMP2可用比较小的步长来改变。

以所述的方式或其他不同的方式作出的增益调整能够使无分离器的集成语音与数据传输线卡最佳地适合相应的情况，尤其是客户机调制解调器与总局之间传输线的长度(衰减)以及存在的干扰。

应该清楚，把计数器COUNT的溢出作为所述测定的触发信号并不是强制性的。作为一种选择，用达到或超过一个特殊的不同计数值作为触发信号也是可行的。达到或超过特定的计数值可以通过对由计数器输出的计数值或者该计数值的所选定的位(最好是最有特殊意义的位)进行监查来测定。

另外，或者作为一种选择，如果利用计数器所达到的计数值或者利用能提供有关噪声信号电平或其他干扰影响的信息的其他参数对带通滤波器BPF，高通滤波器HPF以及/或者比较器(例如后者所用的阈值)施加影响，也能达到相同的或者相似的结果。

利用所述的设备与方法，无论实际过程的细节如何，均能低代价地，然而却非常可靠地检查具有预定频率的信号是否被接收。

例如，所论述的范例中，如果必须检查所接收的信号是否具有几个不同频率的一个频率，那么，如果所述的设备还提供有关将被检测的频率中的哪一个频率是为所接收的信号所有的频率的信息，则会显得便利。这一信息也能从所述的设备获得：比较单元CU与CU2能根据比较结果(根据所进行的比较中的已知的生成一个相同的比较结果的那个比较)如果必要，可把控制信号foselect的当前值或先前值考虑在内，来测定被检测的频率中的哪个频率为所接收的信号所拥有。

Claims (17)

1.一种用于检查具有预定频率的信号是否被接收的设备，其特征在于：

所接收的信号或基于所接收信号的信号与一个或几个阈值比较；

对比较结果中所选的变化或全部变化进行计数；

确定的比较结果中变化的数量与一个或几个预定值比较；

根据该比较结果，设备判断具有预定频率的信号是否被接收。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，接收的信号或者基于接收信号的信号与一个或多个阈值的比较是由一个比较器作出的；

如果为比较器提供的信号的电位超过高阈值，则该比较器输出具有第一电平的输出信号；

在为比较器提供的信号电位降至低阈值以下之前，比较器一直输出具有第一电平的该输出信号；

如果为比较器提供的信号电位降低至阈值值以下，则比较器输出具有第二电平的输出信号；

在为比较器提供的信号的电位超过高阈值之前，比较器一直输出具有第二电平的信号。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，由比较器的输出信号触发的计数器对比较结果中的变化进行计数。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，比较器的输出信号在各种情况下均只在预定时间被传送到计数器。

5.一种用于检查一个具有预定频率的信号是否被接收的设备，其特征在于：

设备反复检测具有预定频率的信号是否被接收；

提供了用于比较检测结果的序列的设备，使在反复确定期间获得的确定结果的序列与一个或多个确定结果的预定的序列进行比较；

根据比较结果，设备作出具有预定频率的信号是否被接收的判断。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，在关于具有预定频率的信号是否被接收的反复确定中获得的结果被写入移位寄存器。

7.一种用于检测具有预定频率的信号是否被接收的设备，其特征在于，提供控制设备，在其频率远高于预定频率的信号显然在被接收的情况下，该控制设备在该设备中作出变化，借此来降低噪声信号电平和/或它对将被进行的检查的影响。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述变化由干扰放大被检测信号的放大器构成，该放大器包括于设备中。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，放大器的增益被降低。

10.根据权利要求7至9中的任一所述的设备，其特征在于，所述变化由干扰滤波被检测信号的滤波器构成，该滤波器包括于该设备中。

11.根据权利要求7至10中的任一所述的设备，其特征在于，所述变化由干扰比较器构成，比较器被将检测的信号与一个或多个阈值进行比较，比较器包括在该设备中。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，将被检测的信号与之比较的一个或多个阈值被改变。

13.根据权利要求7至12中的任一所述的设备，其特征在于，当用于对所接收的信号的频率进行检测的计数器的计数值超过预定的计数值时要作出变化。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，该变化是在计数器溢出时作出的。

15.一种用于检查具有预定频率的信号是否被接收的方法，其特征在于：

所接收的信号或基于所接收的信号的信号与一个或多个阈值进行比较；

对比较的结果中所选的或全部的变化进行计数；

所测定的比较结果中的变化的数量与一个或多个预定值进行比较；

根据比较的结果，作出具有预定频率的信号是否被接收的判断。

16.一种用于检查具有预定频率的信号是否被接收的方法，其特征在于：

对具有预定频率的信号是否被接收进行反复检测；

在反复检测期间获得的检测结果的序列与一个或多个确定结果的预定的序列进行比较；

根据比较的结果，作出具有预定频率的信号是否被接收的判断。

17.一种用于检查具有预定频率的信号是否被接收的方法，其特征在于：

在频率远高于预定频率的信号显然被接收的情况下，在执行检查的设备中作出变化，借此来降低噪声信号电平以及/或者它对将被进行的检查的影响。

Images