DE19934990A1

DE19934990A1 - Verfahren und Kommunikationsendeinrichtung zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung in einer analogen Kommunikationsendeinrichtung

Info

Publication number: DE19934990A1
Application number: DE1999134990
Authority: DE
Inventors: Volkmar Naumburger
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2001-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kommunikations-Endeinrichtung zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung auch im gestörten Zustand in einer Kommunikations-Endeinrichtung mit einer analogen Schnittstelle. DOLLAR A Bisherige Besetztzeichen-Erkenner zeichnen sich durch hochgradig aktive Filter mit sehr steilen Flanken aus, die teuer in der Herstellung sind und eine relativ große Bandbreite von etwa 50 Hz besitzen. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Kommunikations-Endeinrichtung bereitzustellen, die ohne teure Filter auch im gestörten Zustand eine sichere Detektion einer Teilnehmersignalisierung gewährleisten. DOLLAR A Hierzu weist das Verfahren folgende Schritte auf: DOLLAR A a) in einer Kommunikations-Endeinrichtung (20) wird ein Signal, welches eine Teilnehmersignalisierung enthält, empfangen; DOLLAR A b) schmalbandiges Filtern (60, 70, 80) des Empfangssignals, derart, daß im wesentlichen nur ein Signalanteil mit einer vorbestimmten Frequenz aus dem Empfangssignal herausgefiltert wird; DOLLAR A c) Auswerten des Signalrhythmus (Signal-Pausen-Verhältnis) des herausgefilterten Signalanteils; und DOLLAR A d) Ermitteln (110) der Teilnehmersignalisierung in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Signalrhythmus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung, insbesondere des Einhänge- Zustandes, auch im gestörten Zustand in einer Kommunikationsendeinrichtung mit einer analogen Schnittstelle sowie eine Kommunikations-Endeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Automatisch arbeitende Kommunikationsendgeräte, insbesondere solche mit automatischer Spracherkennung und Bedienerführung, müssen das Beenden eines Gesprächs durch die Gegenstelle sicher erkennen können. Andernfalls wäre das automatisch arbeitende Kommunikationsendgerät für weitere ankommende Gespräche gesperrt, da die vorherige Gesprächsverbindung noch nicht abgebaut worden ist. Bei herkömmlichen Kommunikationsendgeräten, wie z. B. einem Anrufbeantworter, übernimmt diese Funktion ein sogenannter Besetztton-Erkenner, der jedoch bei einem Einsatz in Endgeräten mit automatischer Spracherkennung und Bedienerführung mehrere Nachteile aufweist. Ein solcher Besetztton-Erkenner basiert auf schmalbandigen Filtern mit einem Durchlaßbereich von 400 bis 450 Hz; das ist der Frequenzbereich, der international für die sogenannten Call- Progress-Signale vorgegeben ist. Als Filter werden beispielsweise Schaltkreise von der Firma Mitel SEMICONDUCTOR als Typen MT8889C oder beispielsweise von der Firma APTEK MICROSYSTEMS als Typ CS7010 eingesetzt. Diese Schaltkreise stellen hochgradige aktive Filter mit steilen Flanken dar, deren Herstellung aufgrund der hohen Genauigkeit und des hohen schaltungstechnischen Aufwandes sehr teuer ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der relativ großen Bandbreite von mehr als 50 Hz des eingesetzten Filters. Die gewählte Bandbreite ist ein Kompromiß, der sich aus den spektralen Vorgaben für die Call-Progress-Signale und der gewünschten Selektivität ergibt. Für den Einsatz in automatisch arbeitenden Kommunikationsendgeräten versagt dieses Verfahren jedoch dann, wenn während einer laufenden Wiedergabe beispielsweise eines sprachbezogenen Bedienhinweises die Gegenstelle das Gespräch durch Auflegen des Hörers (hang-up) beendet. Dann wird in Folge einer mangelhaften 2-Draht/4-Draht-Wandlung (Fehlanpassung) im Kommunikationsendgerät ein beträchtlicher Teil der Energie des gerade wiedergegebenen Bedienhinweises auf den Eingang des Besetztton-Erkenners gekoppelt. Demzufolge wird das Einhängesignal, auch Hang-up-Signal genannt, mit dem Sprachsignal des Bedienhinweises überlagert. Am Filterausgang liegt dann wegen der großen Bandbreite des Filters kein rhythmisches Signal mehr vor, sondern ein mehr oder weniger chaotisches Signal. Die Verzerrung des Signals führt dazu, daß entweder Sprachsignale in Form von Bedienhinweisen fälschlich als Einhängesignale interpretiert oder Einhängesignale gar nicht erst erkannt werden. Diese unerwünschten Auswirkungen werden dadurch noch verschärft, daß Vermittlungsstellen oder TK-Anlagen meist nur für eine kurze Zeitspanne von etwa 10 Sekunden das hang-up-Signal aussenden, so daß eine korrekte Erkennung sehr kurzfristig erfolgen muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung verfügbar zu machen, die ohne Einsatz teurer Filter ein sicheres Erkennen einer Teilnehmersignalisierung, insbesondere eines Einhänge- Zustandes, auch im gestörten Zustand einer Kommunikationsendeinrichtung ermöglicht.

Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, die Bandbreite des zur Analyse einer gestörten Teilnehmersignalisierung verwendeten Filters sehr stark zu reduzieren. Auf diese Weise können störende Einflüsse auf die zu detektierende Teilnehmersignalisierung, beispielsweise überlagerte Sprachsignale einer Sprachausgabeeinheit, ebenfalls sehr stark reduziert und somit eine sichere Erkennung der gestörten Teilnehmersignalisierung erreicht werden.

Das technische Problem der Erfindung wird zum einen durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 gelöst.

Danach wird ein Verfahren zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung auch im gestörten Zustand in einer Kommunikations-Endeinrichtung mit einer analogen Schnittstelle zur Verfügung gestellt, bei dem zunächst ein Signal, welches eine Teilnehmersignalisierung enthält, in einer Kommunikations-Endeinrichtung empfangen wird. Das empfangene Signal, welches beispielsweise durch ein Sprachsignal innerhalb der Kommunikations-Endeinrichtung gestört worden ist, wird mit einem schmalbandigen Filter gefiltert, so daß im wesentlichen nur ein Signalanteil mit einer vorbestimmten Frequenz, die der Frequenz der Teilnehmersignalisierung entspricht, aus dem Empfangssignal herausgefiltert wird. Anschließend wird der Signalrhythmus (Signal-Pausen-Verhältnis) des herausgefilterten Signalanteils ausgewertet. In Abhängigkeit des ausgewerteten Signalrhythmus wird der Typ der Teilnehmersignalisierung, beispielsweise der Einhänge-Zustand eines rufenden Teilnehmers erkannt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 näher umschrieben.

Mit der gleitenden diskreten harmonischen Analyse steht ein aus der Digitaltechnik bekanntes Verfahren zur schmalbandigen Filterung zur Verfügung. Durch die Anwendung der gleitenden diskreten harmonischen Analyse sind teure, hochgradige aktiven Filtern mit steilen Flanken nicht mehr erforderlich.

Um die gleitende diskrete harmonische Analyse durchführen zu können, ist zunächst erforderlich, daß wenigstens ein Testsignal mit einer vorbestimmten Frequenz, die der Frequenz des aus dem Empfangssignal herauszufilternden Signalanteils entspricht, bereitgestellt wird. Da die Filterung im Digitalbereich erfolgt, wird zunächst in einem separaten Verfahrensschritt eine vorbestimmte Anzahl N an Abtastwerten für jedes Testsignal in einem Speicher abgelegt. Nachher wird das Empfangssignal ebenfalls abgetastet. Nunmehr werden die gespeicherten Abtastwerte jedes Testsignals wenigstens einmal ausgelesen und zusammen mit den Abtastwerten des Empfangssignals einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse zur schmalbandigen Filterung des Empfangssignals unterworfen. Die gleitende diskrete harmonische Analyse beruht nämlich auf der Erkenntnis, daß, wenn das Testsignal in seiner Frequenz mit der Frequenz einer Teilschwingung des zu filternden Empfangssignals übereinstimmt, genau diese Teilschwingung aus dem Empfangssignal herausgefiltert wird.

Da Quelle einer Teilnehmersignalisierung sowohl eine Vermittlungsstelle als auch eine TK-Anlage sein kann und somit die Teilnehmersignalisierung unterschiedliche Frequenzen aufweisen kann, muß jedes Empfangssignal hinsichtlich dieser beiden Quellen analysiert werden. Dazu wird zunächst ermittelt, ob die Kommunikations- Endeinrichtung direkt an einen Amtsanschluß und damit an einer Vermittlungsstelle oder direkt an eine TK-Anlage angeschlossen ist. Die Kommunikations-Endeinrichtung ist an einen Amtsanschluß angeschaltet, wenn nach dem Schließen des Gabelschalters der Kommunikations-Endeinrichtung ein Dauerton (Freizeichen) empfangen wird. Die Kommunikations- Endeinrichtung ist hingegen an eine TK-Anlage angeschaltet, wenn sie ein vorbestimmtes, zeitlich rhythmisch unterbrochenes Signal empfängt.

Beim Empfang eines Dauertons wird dieser als das Testsignal bereitgestellt. Wird hingegen das vorbestimmte zeitlich rhythmisch unterbrochene Signal empfangen, so wird dieses Signal als erstes Testsignal bereitgestellt und eine Verbindung zur, der Kommunikations-Endeinrichtung zugeordneten Vermittlungsstelle hergestellt. Der nunmehr von der Vermittlungsstelle gelieferte Dauerton wird als zweites Testsignal bereitgestellt.

Um den Signalrhythmus des aus dem Empfangssignal herauszufilternden Signalanteils besser auswerten zu können, wird für jedes bereitgestellte Testsignal die dazugehörende Kosinus- und Sinus-Komponente (Real bzw. Imaginärteil des Testsignals) gebildet. Für die Kosinus- und Sinus-Komponente jedes Testsignals wird jeweils eine vorbestimmte Anzahl N von Abtastwerten gespeichert. Um den gewünschten Signalanteil aus dem Empfangssignal zu erhalten, werden die Abtastwerte der Kosinus- und Sinus-Komponente jedes Testsignals wenigstens einmal ausgelesen und zusammen mit den Abtastwerten des Empfangssignals der gleitenden diskreten harmonischen Analyse unterworfen. Die sich aus der gleitenden diskreten harmonischen Analyse für die Sinus- und Kosinus-Komponente jedes Testsignals ergebenden zeitdiskreten Werte werden abtastwerteweise quadriert und summiert. Die Berechnung liefert einen vorbestimmten Energieanteil des Signalanteils im zu filternden Empfangssignal, wenn die Frequenz des Signalanteils mit der Frequenz des jeweiligen Testsignals übereinstimmt.

Das Empfangssignals kann um so schmalbandiger gefiltert werden, je länger das Testsignal ist (Unschärferelation). Eine zeitliche Verlängerung des Testsignals wird dadurch erreicht, daß die gespeicherten Abtastwerte jedes Testsignals oder die gespeicherten Abtastwerte der Kosinus- und Sinus- Komponente jedes Testsignals mehrmals hintereinander ausgelesen werden. Mit anderen Worten kann das Testsignal durch zyklisches Auslesen der gespeicherten Testsignalsequenz beliebig verlängert werden.

Allerdings muß darauf geachtet werden, daß die Fügestellen der Testsignalsequenze ohne Sprünge in der Zeitfunktion ermittelt werden. Hierzu ist es zweckmäßig, den gespeicherten Abtastwerten der Kosinus- und der Sinus- Komponente jedes Testsignals aufeinander abgestimmte Start- und Endpointer zuzuordnen. Mit Hilfe der Start- und Endpointer ist es dann möglich, ein zeitlich verlängertes Testsignal durch zyklisches Auslesen der gespeicherten Sequenzen ohne Sprünge zu erzeugen, indem ein Lesepointer sofort zum Startpointer springt, wenn er den Endpointer erreicht hat.

Eine Möglichkeit, die Start- und Endpointer festzulegen, besteht darin, daß mit dem Erkennen des ersten positiven Nulldurchgangs der Sinus-Komponente jedes Testsignals die vorbestimmte Anzahl N von Abtastwerten der Sinus-Komponente gespeichert wird. Danach wird dem ersten gespeicherten Abtastwert der Sinus-Komponente jedes Testsignals ein Startpointer zugeordnet. Der Endpointer wird dadurch festgelegt, daß der letzte positive Nulldurchgang aus den gespeicherten Abtastwerten der Sinus-Komponente jedes Testsignals ermittelt wird und dem letzten vor dem ermittelten positiven Nulldurchgang liegenden Abtastwert der Endpointer zugeordnet wird.

Der Startpointer der Kosinus-Komponente wird dadurch festgelegt, daß der Startpointer der Sinus-Komponente um x Abtastwerte verschoben wird. Anschließend werden wiederum N aufeinanderfolgende Abtastwerte für jedes Testsignal gespeichert, wobei der letzte gespeicherte Abtastwert der Kosinus-Komponente jedes Testsignals dem Endpointer der Kosinus-Komponente jedes Testsignals entspricht.

Der x-te Abtastwert kann durch einen Amplitudenvergleich von wenigstens zwei vorbestimmten, aufeinanderfolgenden Abtastwerten der Sinus-Komponente jedes Testsignals ermittelt werden.

Zweckmäßigerweise werden als Testsignale das Freizeichen einer Vermittlungsstelle und das Freizeichen einer TK-Anlage verwendet. Die Teilnehmersignalisierung stellt hierbei den Einhänge-Zustand einer rufenden Endeinrichtung dar.

Die Wahl des Freizeichens einer Vermittlungsstelle oder einer TK-Anlage als Testsignal ist darin begründet, daß ein Einhänge-Signal nur von einer dieser beiden Stellen erzeugt werden kann. Unter der Annahme, daß sowohl moderne Vermittlungsanlagen als auch TK-Anlagen über Quarz- stabilisierte Tongeneratoren verfügen, kann gefolgert werden, daß die zur Auswertung gelangenden Signale erstens zeitlich frequenzstabil sind und zweitens nur zwei verschiedene Frequenzen in Abhängigkeit von der Vermittlungsstelle und der TK-Anlage haben können.

Das technische Problem wird ebenfalls durch eine Kommunikations-Endeinrichtung nach Anspruch 11 umschrieben. Die Kommunikations-Endeinrichtung weist in üblicher Weise einen Zweidraht-/Vierdraht-Wandler, eine Filtereinrichtung zum schmalbandigen Filtern eines über den Zweidraht- /Vierdraht-Wandler empfangenen Signals, welches eine Teilnehmersignalisierung enthält, um im wesentlichen einen Signalanteil mit einer vorbestimmten Frequenz aus dem Empfangssignal zu erhalten, eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Signalrhythmus des erhaltenen Signalanteils, und eine Einrichtung zum Ermitteln der Teilnehmersignalisierung in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Signalrhythmus auf.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

So ist eine Speichereinrichtung zum Speichern einer vorbestimmten Anzahl N an Abtastwerten wenigstens eines Testsignals mit einer vorbestimmten Frequenz, die der Frequenz des aus dem Empfangssignal zu filternden Signalteil entspricht sowie ein Rechenwerk zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals vorgesehen.

Zweckmäßigerweise ist eine Einrichtung zum Erkennen eines positiven Nulldurchgangs jedes Testsignals vorgesehen, der zur Ermittlung von End- und Startpointer dient. Eine Steuereinrichtung ist implementiert, die unter Ansprechen auf das Erkennen eines positiven Nulldurchgangs jedes Testsignals das Einschreiben der vorbestimmten Anzahl N an Abtastwerten der Sinus-Komponente und der Kosinus-Komponente jedes Testsignals in die Speichereinrichtung veranlaßt. Das Rechenwerk ist zusätzlich zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten der Kosinus-Komponente jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals, zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten der Sinus-Komponente jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals, und die abtastwerteweisen Quadrierung und Summierung der durch die jeweilige gleitende diskrete harmonische Analyse erhaltenen diskreten Werte mit Bezug auf jedes Testsignal ausgebildet.

Um erkennen zu können, ob die Teilnehmersignalisierung von einer Vermittlungsstelle oder einer TK-Anlage übermittelt worden ist, ist die Auswerteeinrichtung ferner zum Erkennen eines von der Vermittlungsstelle erzeugten Dauertons und zum Erkennen eines von der TK-Anlage gelieferten vorbestimmten, zeitlich rhythmisch unterbrochenen Signals ausgebildet. Unter Ansprechen auf die Auswerteeinrichtung veranlasst die Steuereinrichtung das Einschreiben des erkannten Dauertons und des zeitlich rhythmisch unterbrochenen Signals in Form einer vorbestimmten kontinuierlichen Signalsequenz (mit jeweils N Abtastwerten) in die Speichereinrichtung. Jede Signalsequenz stellt somit einen Abschnitt eines anderen Testsignals dar.

Die Steuereinrichtung kann ferner unter Ansprechen auf das von der Auswerteeinrichtung erkannte zeitlich rhythmisch unterbrochene Signal eine Wähleinrichtung zum Einleiten eines Verbindungsaufbaus zur Vermittlungsstelle aktivieren, um den Dauerton als weiteres Testsignal zu erhalten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Erfindung in einer Kommunikations-Endeinrichtung mit einer automatischen Sprachausgabeeinrichtung eingesetzt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Kommunikations-Endeinrichtung, in der die Erfindung verwirklicht ist; und

Fig. 2 die zu speichernde Signalsequenz der Sinus-Komponente eines Testsignals.

Fig. 1 zeigt eine mit einer automatischen Sprachausgabeeinheit 120 ausgestattete Kommunikations- Endeinrichtung 20, die über einen an sich bekannten 2- Draht/4-Draht-Wandler 30, einen mechanischen oder elektronischen Gabelschalter 40 und über eine TK-Anlage 15 an eine analoge Teilnehmer-Anschlußleitung 10 angeschaltet ist. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Kommunikations- Endeinrichtung 20 auch direkt an die Teilnehmer- Anschlußleitung 10 angeschaltet werden kann. Ausgangsseitig ist der 2-Draht/4-Draht-Wandler 30 über einen A/D-Wandler 50 mit einem Speicher 60 und einem Speicher 70 verbunden. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, wird in jedem Speicher 60 und 70 eine Signalsequenz mit vorbestimmter Länge, beispielsweise 2000 Abtastwerte, eines von zwei Testsignalen abgelegt. Beispielsweise werden im Speicher 60 die Abtastwerte des Real- und Imaginärteils des von einer Vermittlungsstelle gelieferten Dauertons, der das eine Testsignal bildet, und im Speicher 70 die Abtastwerte des Real- und Imaginärteils des von der TK-Anlage 15 als Freizeichen bereitgestellten, zeitlich rhythmisch unterbrochenen Signals, welches das andere Testsignal bildet, abgelegt. Die beiden Ausgänge der Speicher 60 und 70, die jeweils dem Real- und Imaginärteil des entsprechenden Testsignals zugeordnet sind, sind eingangsseitig mit einem Rechenwerk 80 verbunden. Eine Steuereinrichtung 90 überwacht und steuert das Ein- und Auslesen der Testsignale in die Speicher 60 und 70 bzw. aus den Speichern 60 und 70, das Rechenwerk 80 sowie eine mit dem Gabelschalter 40 verbundene Wähleinrichtung 100. Ein weiterer Eingang des Rechenwerks 80 ist über den A/D-Wandler 50 mit dem 2-Draht/4-Draht-Wandler 30 verbunden. An diesen Eingang gelangt die beispielsweise durch Sprachsignale der Sprachausgabeeinheit 120 überlagerte Teilnehmersignalisierung, welche in der ausgangsseitig mit dem Rechenwerk 80 verbundenen Auswerteeinrichtung 110 sicher erkannt werden soll. Die Auswerteeinrichtung dient unter anderem dazu, den zeitlichen Signalrhythmus (Signal-Pausen- Verhältnis) einer Teilnehmersignalisierung auszuwerten und ist in soweit bekannt. Der Ausgang der Auswerteeinrichtung 110, an dem die erkannte Teilnehmersignalisierung zur weiteren Verarbeitung anliegt, ist ferner mit der Steuereinrichtung 90 verbunden, mit einer ansteuerbaren Wähleinrichtung 100 verbunden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Kommunikations- Endeinrichtung 20 näher erläutert.

Wie bereits einleitend erwähnt, kann bei der in Fig. 1 gezeigten Kommunikations-Endeinrichtung 20 in Folge einer mangelhaften 2-Draht/4-Draht-Wandlung in dem Wandler 30 ein erheblicher Teil der Energie einer über die Sprachausgabeeinheit 120 wiedergegebenen sprachlichen Information auf den Eingang der Auswerteeinrichtung 110 gekoppelt. In Folge dessen kann eine empfangene Teilnehmersignalisierung mit diesem Sprachsignal der Sprachausgabeeinheit überlagert werden, so daß eine falsche oder überhaupt keine Teilnehmersignalsierung erkannt werden kann. Die in Fig. 1 dargestellte Kommunikations- Endeinrichtung 20 ist jedoch in der Lage, eine Teilnehmersignalisierung auch dann sicher zu erkennen, wenn diese aufgrund einer Fehlanpassung des 2-Draht/4-Draht- Wandlers 30 durch ein Sprachsignal der Sprachausgabeeinheit 120 überlagert wird.

Für die weiteren Betrachtungen sei nunmehr angenommen, daß als Teilnehmersignalisierung das durch eine rufende Endeinrichtung ausgelöste Einhänge-Signal verwendet wird. Im nachfolgenden versteht man unter Empfangssignal die über den Gabelschalter 40 ankommende Teilnehmersignalisierung, welche durch Sprachsignale der Sprachausgabeeinheit 120 in dem 2- Draht/4-Draht-Wandler 30 überlagert wird.

Die Kommunikations-Endeinrichtung 20 arbeitet im wesentlichen in zwei Phasen.

In der ersten Phase, der sogenannten Initialisierungsphase, die wahlweise nach dem Neustart der Kommunikations-Endeinrichtung 20 oder in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführt werden kann, werden die zur schmalbandigen Filterung notwendigen Testsignale ermittelt. Während der Initialisierungsphase ist die Sprachausgabeeinheit 120 nicht aktiviert, so daß die Testsignale störungsfrei erkannt und aufgezeichnet werden können. Da als Ursprungsort für ein ausgelöstes Einhänge- Signal entweder die der Kommunikations-Endeinrichtung 20 zugeordnete Vermittlungsstelle oder die TK-Anlage 15 in Frage kommt, müssen zwei Testsignale ermittelt werden. Hierzu dient zum einen das als Dauerton übertragene Freizeichen der Vermittlungsstelle und zum anderen das als zeitlich rhythmisch unterbrochene Freizeichen der TK-Anlage 15 veranlaßt die Steuereinrichtung 90. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die als Testsignale verwendeten Freizeichen der Vermittlungsstelle und der TK-Anlage sich gewöhnlich in der Frequenz unterscheiden.

Zur Ermittlung der Testsignale wird zunächst der Gabelschalter 40 geschlossen. Der nunmehr durch den Gabelschalter 40 fließende Schleifenstrom signalisiert der TK-Anlage 15 einen Verbindungswunsch, den die TK-Anlage 15 durch ein zeitlich rhythmisch unterbrochenes Freizeichen der Kommunikations-Endeinrichtung 20 quittiert. Dieses rhythmische Freizeichen wird über den 2-Draht/4-Draht-Wandler 30 zur Auswerteschaltung 110 weitergeleitet. Die Auswerteeinrichtung 110 signalisiert der Steuereinrichtung 90, daß ein rhythmisch unterbrochenes Freizeichen von der TK- Anlage 15 anliegt. Ferner sorgt die Auswerteeinrichtung 110 für ein unterbrechungsfreies Erfassen des rhythmisch unterbrochenen Freizeichens. Denn nur ein unterbrechungsfreies Signal kann als Testsignal verwendet werden.

Die Steuereinrichtung 90 startet das Einlesen von N Abtastwerten des von der TK-Anlage 15 erhaltenen Freizeichens in den Speicher 70, wenn der erste positive Nulldurchgang des zu speichernden Testsignals von einer nicht dargestellten Detektionseinrichtung oder der Auswerteeinrichtung 110 erkannt wird. Beispielsweise werden 2000 Abtastwerte abgespeichert, die einer zeitlichen Signallänge von 250 ms bei einer Abtastrate von 8000 Hz entsprechen. Beispielsweise wird der erste dem ersten positiven Nulldurchgang folgende positive Abtastwert als Startpointer abgelegt, wohingegen der letzte negative Wert vor dem letzten positiven Nulldurchgang der abzuspeichernden Signalsequenz als Endpointer im Speicher 70 abgelegt wird. Auf diese Weise wird die Sinus-Komponente des Testsignals der TK-Anlage 15 gespeichert. Fig. 2 veranschaulicht grafisch das Bilden der Start- und Endpointer anhand einer sinusförmigen Schwingung.

Um die Auswertung einer gestörten Teilnehmersignalisierung verbessern zu können, ist es sinnvoll, neben der Sinus-Komponente (Imaginärteil) auch die Kosinus-Komponente (Realteil) des Testsignals abzuspeichern. Da zwischen einer Sinus- und Kosinus-Schwingung eine feste Phasenbeziehung besteht, kann die entsprechende Kosinus- Komponente des Testsignals dadurch gewonnen werden, daß als Startpointer der Kosinus-Komponente beispielsweise der vierte oder fünfte, dem Startpointer der Sinus-Komponente folgende Abtastwert bestimmt wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Bei einer Abtastfrequenz von 8000 Hz und einem Frequenzbereich des Testsignals von 400 bis 450 Hz beträgt der Phasenabstand zwischen der Sinus- und Kosinus-Komponente 4 bzw. 5 Abtastwerte. Die genaue Festlegung des Startpointers für die Kosinus-Komponente erfolgt durch einen Amplitudenvergleich zwischen dem vierten und fünften Abtastwert. Anschließend werden N gespeicherte Abtastwerte der Sinus-Komponente mit dem Versatz von 4 oder 5 Abtastwerten in den Speicher 70 abgelegt, die die Kosinus- Komponente des Testsignals der TK-Anlage 15 bilde. Der letzte gespeicherte Abtastwert bildet den Endpointer der Kosinus- Komponente.

Als nächstes wird das Freizeichen der Vermittlungsstelle als weiteres Testsignal in den Speicher 60 abgelegt. Nachdem die Auswerteeinrichtung 110 das rhythmisch unterbrochene Signal der TK-Anlage 15 erkannt und dieses, wie oben beschrieben, in den Speicher 70 eingeschrieben worden ist, veranlaßt die Steuereinrichtung 90 die Wähleinrichtung 100, automatisch durch die Wahl einer "0" einen Verbindungsaufbau zur Vermittlungsstelle einzuleiten. Die Vermittlungsstelle quittiert den Verbindungsaufbauwunsch durch Übertragung eines Dauertons, welcher von der Auswerteeinrichtung 110 erkannt. Unter Ansprechen auf den erkannten Dauerton startet die Steuereinrichtung 90 das Einlesen von N Abtastwerten der Kosinus- und Sinuskomponente des Dauertons in den Speicher 60. Diese Prozedur entspricht der Prozedur zum Einlesen von N Abtastwerten der Kosinus- und Sinuskomponente des von der TK- Anlage 15 kommenden Testsignals in den Speicher 70. Die Initialisierungsphase ist beendet, wenn die Kosinus- und Sinuskomponente des Freizeichens der Vermittlungsstelle im Speicher 60 und das Freizeichens der TK-Anlage 15 im Speicher 70 abgelegt sind. Ist die Kommunikations-Endeinrichtung 20 unmittelbar an der analogen Teilnehmer-Anschlußleitung 10 angeschaltet ist, wird lediglich das Freizeichen der Vermittlungsstelle als Testsignal in dem Speicher 60 abgelegt. Der Speicher 70 bleibt in diesem Fall ungenutzt.

In der zweiten Phase, der sogenannten Arbeitsphase, soll die Kommunikations-Endeinrichtung 20 in der Lage sein, ein gestörtes Einhänge-Signal zu erkennen. Die Arbeitsweise wird anhand des nachfolgenden Szenarios beschrieben. Es sei zunächst angenommen, daß es sich bei der Kommunikations- Endeinrichtung 20 beispielsweise um eine sprachgeführte Telefonauskunftseinrichtung handelt, die von einer externen Endeinrichtung aus angerufen worden ist. Ferner sei angenommen, daß an dem externen Endgerät die zur Kommunikations-Endeinrichtung 20 aufgebaute Verbindung während einer laufenden Telefonauskunft ausgelöst wird. Als Reaktion auf das Auslösen der Verbindung durch die externe Endeinrichtung signalisiert die Vermittlungsstelle der Kommunikations-Endeinrichtung 20 durch ein Einhänge-Signal, daß die Verbindung zur externen Endeinrichtung getrennt worden ist. Da im Moment der Verbindungstrennung die Sprachausgabeeinheit noch aktiviert ist, kann das empfangene Einhänge-Signal infolge einer Fehlanpassung des 2-Draht/4- Draht-Wandlers 30 derart durch Sprachsignale überlagert werden, daß eine korrekte Auswertung des Einhänge-Signals in der Auswerteeinrichtung 110 nicht möglich ist. Um das gestörte Einhänge-Signal sicher erkennen zu können, muß das gestörte Einhänge-Signal einer sehr schmalbandigen Filterung unterworfen werde, die lediglich das Einhänge-Signal durchlässt. Die erforderliche schmalbandige Filterung wird mit Hilfe der in den Speichern 60 und 70 abgelegten Testsignale und dem Rechenwerk 80 durchgeführt, welches jedes Testsignal mit dem gestörten Einhänge-Signal einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse unterzieht. Das von der Vermittlungsstelle über den 2-Draht/4-Draht-Wandler 30 erhaltene gestörte Einhänge-Signal wird im A/D-Wandler 30 digitalisiert und dem Rechenwerk 80 zugeführt. Ebenfalls werden die in den Speichern 60 und 70 abgelegten Sinus- und Kosinus-Komponenten der beiden Testsignale dem Rechenwerk 80 zugeführt. Unter Steuerung der Steuereinrichtung 90 führt das Rechenwerk 80 nunmehr getrennt für jedes Testsignal, d. h. für das im Speicher 60 abgelegte Freizeichen der Vermittlungsstelle und das im Speicher 70 abgelegte Testsignal der TK-Anlage eine gleitende diskrete harmonische Analyse mit dem gestörten Einhänge-Signal durch. Die im Rechenwerk 80 durchgeführte gleitende diskrete harmonische Analyse beruht auf der Summation von abtastwerteweise gebildeten Produkten aus Abtastwerten des zu filternden, gestörten Einhänge-Signals mit den entsprechenden Testsignalen.

Die schmalbandige Filterung des gestörten Einhänge- Signals mit Bezug auf die Kosinus-Komponente jedes Testsignals ergibt sich durch folgende Gleichung:

S_real(nT) = a₀s_real((n-1) T) + cos(ω_TestnT).s(nT) (1)

Die schmalbandige Filterung des gestörten Einhänge-Signals auf der Grundlage der Sinus-Komponente des jeweiligen Testsignals ergibt sich durch die folgende Gleichung:

s_imag(nT) = a₀s_imag((n-1) T).sin(ω_TestnT).s(nT) (2)

Der Faktor a₀ bestimmt hierbei die Zeitkonstante des Gleitprozesses und liegt im Bereich von 0,85 bis 0,95. ω_Test ist die Testsignal-Frequenz, die für die beiden gespeicherten Testsignale unterschiedlich ist und die der Frequenz des Einhänge-Signals, welches von der Vermittlungsstelle oder der TK-Anlage erzeugt wird, entspricht. Mit s_real(NT) und s_imag(NT) sind die diskreten Werte der jeweiligen gleitenden diskreten harmonischen Analyse definiert. Der Energieanteil des zu erkennenden Einhänge-Signals innerhalb des zu filternden gestörten Einhänge-Signals ergibt sich durch abtastwerteweises Quadrieren und Summieren der jeweiligen diskreten Werte der Gleichungen (1) und (2). Der Energieanteil ist durch die Gleichung

E(nT) = {s_real(nT)}² + {s_imag(nT)}² (3)

definiert.

Da, wie bereits erwähnt, die Kommunikations- Endeinrichtung 20 nicht automatisch erkennt, ob das Einhänge- Signal von der Vermittlungsstelle oder der TK-Anlage ausgesendet worden ist, wird die gleitende diskrete harmonische Analyse für jedes Testsignal gesondert durchgeführt. Das Signal E(nT) mit dem größten Energieanteil gelangt anschließend vom Rechenwerk 80 zur Auswerteeinrichtung 110. Der maximale Energieanteil tritt bei dem Testsignal auf, dessen Frequenz mit der Frequenz des auszuwertenden Einhänge-Signals innerhalb des gestörten Signals übereinstimmt. Im vorliegenden Beispiel ist das das im Speicher 60 gespeicherte Testsignal der Vermittlungsstelle. Die Auswerteeinrichtung 80 ermittelt anschließend in bekannter Weise mittels eines Amplitudenvergleich das Signal-Pausen-Verhältnis des vom Rechenwerk 80 zugeführten Energieanteils, aus dem das Einhänge-Signal sicher detektiert werden kann. Das aus dem gestörten Einhänge-Signal sicher detektierte Einhänge-Signal wird dann an den Ausgang der Auswerteeinrichtung 110 zur Weiterverarbeitung angelegt.

Um eine richtige, d. h. fehlerfreie Auswertung des gestörten Einhänge-Signals sicherstellen zu können, ist es sinnvoll, die Länge der abgespeicherten Signalsequenzen jedes Testsignals zeitlich zu verlängern. Denn gemäß der Unschärferelation liefert die gleitende diskrete harmonische Analyse nach den Gleichungen 2) und 3) um so schmalbandigere Werte, je länger das jeweilige Testsignal ist. Eine beliebige zeitliche Verlängerung der Testsignale wird dadurch erreicht, daß die in den jeweiligen Speichern 60 und 70 abgelegten Signalsequenzen der beiden Testsignale wiederholt ausgelesen und ohne Sprungstelle aneinander gefügt werden. Dafür sorgt die Steuereinrichtung 90, die die Adressen der Speicher 60 und 70 immer auf den jeweiligen Startpointer zurückstellt, wenn der aktuelle Lesepointer den jeweiligen Endpointer erreicht. Die Start- und Endpointer sind derart gewählt, daß die gespeicherten Testsignalsequenzen ohne Sprungstellen aneinander gefügt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Detektieren einer Teilnehmersignalisierung auch im gestörten Zustand in einer Kommunikations- Endeinrichtung (20) mit einer analogen Schnittstelle, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) in einer Kommunikations-Endeinrichtung (20) wird ein Signal, welches eine Teilnehmersignalisierung enthält, empfangen;
b) schmalbandiges Filtern (60, 70, 80) des Empfangssignals derart, daß im wesentlichen nur ein Signalanteil mit einer vorbestimmten Frequenz aus dem Empfangssignal herausgefiltert wird;
c) Auswerten des Signalrhythmus (Signal-Pausen- Verhältnis) des herausgefilterten Signalanteils; und
d) Ermitteln (110) der Teilnehmersignalisierung in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Signalrhythmus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterschritt b) folgende Schritte umfasst:

a) Bereitstellen wenigstens eines Testsignals mit jeweils einer vorbestimmten Frequenz, die der Frequenz des aus dem Empfangssignal herauszufilternden Signalanteils entspricht;
b) Speichern einer vorbestimmten Anzahl N an Abtastwerten jedes Testsignals,
c) Abtasten des Empfangssignals;
d) Auslesen der gespeicherten Abtastwerte jedes Testsignals wenigstens einmal,
e) Anwenden der gleitenden diskreten harmonischen Analyse auf die ausgelesenen Abtastwerte jedes Testsignals und auf die Abtastwerte des Empfangssignals.

3. Verfahren nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt 2.a) folgende Schritte umfasst:

a) Feststellen, ob nach dem Schließen des Gabelschalters (40) der Kommunikations-Endeinrichtung (20) ein Dauerton oder ein vorbestimmtes, zeitlich rhythmisch unterbrochenes Signal in der Kommunikations- Endeinrichtung empfangen wird;
b) wenn ein Dauerton empfangen wird, wird dieser als Testsignal bereitgestellt;
c) wenn ein zeitlich rhythmisch unterbrochenes Signal empfangen wird, wird dieses als das erste Testsignal bereitgestellt, eine Verbindung zur, der Kommunikations-Endeinrichtung zugeordneten Vermittlungsstelle hergestellt, und der von der Vermittlungsstelle empfangene Dauerton wird als das zweite Testsignal bereitgestellt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bilden der cos- und sin-Komponente jedes bereitgestellten Testsignals;
b) Speichern jeweils einer vorbestimmten Anzahl N von Abtastwerten der cos- und sin-Komponente jedes Testsignals;
c) Auslesen der Abtastwerte der cos- und sin-Komponente jedes Testsignals wenigstens einmal;
d) Anwenden der gleitenden diskreten harmonischen Analyse auf die ausgelesenen Abtastwerte der cos-Komponente jedes Testsignals und auf die Abtastwerte des Empfangssignals;
e) Anwenden der gleitenden diskreten harmonischen Analyse auf die ausgelesenen Abtastwerte der sin-Komponente jedes Testsignals und auf die Abtastwerte des Empfangssignals;
f) abtastwerteweise Quadrieren und Summieren der in den Schritten d) und e) ermittelten Werte für jedes Testsignals.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt 2.d) die gespeicherten Abtastwerte jedes Testsignals mehrmals, unmittelbar aufeinanderfolgend ausgelesen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt 4.c) die gespeicherten Abtastwerte der cos- und sin-Komponente jedes Testsignals mehrmals, unmittelbar aufeinanderfolgend ausgelesen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils dem ersten und dem letzten gespeicherten Abtastwert der cos- und der sin-Komponente jedes Testsignals jeweils ein Start- bzw. Endpointer zugeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Start- und Endpointer durch folgende Schritte festgelegt werden:

a) Mit dem Erkennen des ersten positiven Nulldurchgangs der sin-Komponente jedes Testsignals wird die vorbestimmte Anzahl N von Abtastwerten der sin- Komponente gespeichert;
b) Zuordnen des Startpointers dem ersten gespeicherten Abtastwert der sin-Komponente jedes Testsignals;
c) Ermitteln des letzten positiven Nulldurchgangs aus den in Schritt a) gespeicherten Abtastwerten der sin- Komponente jedes Testsignals; und
d) Zuordnen des Endpointers dem letzten gespeicherten, vor dem in Schritt c) ermittelten positiven Nulldurchgang liegenden Abtastwert der sin-Komponente jedes Testsignals;
e) Zuordnen des Startpointers der cos-Komponente jedes Testsignals dem x-ten, dem Startpointer der sin- Komponente folgenden Abtastwert; und
f) Speichern von N aufeinanderfolgenden Abtastwerten für jedes Testsignal, wobei der letzte gespeicherte Abtastwert der cos-Komponente jedes Testsignals dem Endpointer der cos-Komponente jedes Testsignals entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der x-te Abtastwert durch einen Amplitudenvergleich von wenigstens zwei vorbestimmten aufeinanderfolgenden Abtastwerten der sin-Komponente jedes Testsignals ermittelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Testsignale das Freizeichen einer Vermittlungsstelle und das Freizeichen einer TK-Anlage verwendet werden und daß die Teilnehmersignalisierung den Einhänge-Zustand einer rufenden Endeinrichtung darstellt.

11. Kommunikations-Endeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit
einem Zweidraht-/Vierdraht-Wandler (30),
einer Filtereinrichtung (60, 70,80) zum schmalbandigen Filtern eines über den Zweidraht-/Vierdraht-Wandler (30) empfangenen Signals, welches eine Teilnehmersignalisierung enthält, um im wesentlichen einen Signalanteil mit einer vorbestimmten Frequenz aus dem Empfangssignal zu erhalten,
einer Auswerteeinrichtung (110) zum Auswerten des Signalrhythmus des erhaltenen Signalanteils, und
einer Einrichtung (110) zum Ermitteln der Teilnehmersignalisierung in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Signalrhythmus.

12. Kommunikations-Endeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
wenigstens eine Speichereinrichtung (60, 70) zum Speichern einer vorbestimmten Anzahl N an Abtastwerten
wenigstens eines Testsignals mit jeweils einer vorbestimmten Frequenz, die der Frequenz des aus dem Empfangssignal zu filternden Signalanteils entspricht, und
ein Rechenwerk (80) zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals.

13. Kommunikations-Endeinrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (110) zum Erkennen eines positiven Nulldurchgangs jedes Testsignals, und
eine Steuereinrichtung (90), die unter Ansprechen auf das Erkennen eines positiven Nulldurchgangs jedes Testsignals das Einschreiben der vorbestimmten Anzahl N an Abtastwerten der sin-Komponente und der cos-Komponente jedes Testsignals in die Speichereinrichtung (60, 70) veranlasst,
wobei das Rechenwerk (80) zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten der cos-Komponente jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals, zur Durchführung einer gleitenden diskreten harmonischen Analyse mit den gespeicherten Abtastwerten der sin- Komponmente jedes Testsignals und den Abtastwerten des Empfangssignals, und zur abtastwerteweisen Quadrierung und Summierung der durch die jeweilige gleitende diskrete harmonische Analyse erhaltenen diskreten Werte mit bezug auf jedes Testsignal ausgebildet ist.

14. Kommunikations-Endeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (110) ferner zum Erkennen eines von einer Vermittlungsstelle erzeugten Dauertons als das erste Testsignal und zum Erkennen eines von einer TK-Anlage (15) gelieferten vorbestimmten, zeitlich rhythmisch unterbrochenen Signals als das zweite Testsignal ausgebildet ist, daß
die Steuereinrichtung (90) unter Ansprechen auf ein von der Auswerteeinrichtung (110) erkanntes zeitlich rhythmisch unterbrochenes Signal eine Wähleinrichtung (100) zum Einleiten eines Verbindungsaufbaus zur Vermittlungsstelle aktiviert, und daß
die Speichereinrichtung (60, 70) zum Ablegen beider Testsignale ausgebildet ist.

15. Kommunikations-Endeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine automatische Sprachausgabeeinrichtung (120).