KR100332179B1 - 주파수 편차 검출 장치 및 주파수 편차 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서, 규정의 주파수 편차를 검출하는데 충분한 정밀도를 확보하고, 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 있는 주파수 편차 검출 장치를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은 DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 장치에 있어서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 분석구간에서 규정 주파수의 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 복수의 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21)를 구비하고, 복수의 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21) 각각의 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 어긋나게 겹치고 있다.

Description

주파수 편차 검출 장치 및 주파수 편차 검출 방법{FREQUENCY DEVIATION DETECTING APPARATUS AND FREQUENCY DEVIATION DETECTING METHOD}

본 발명은 DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 장치 및 주파수 편차 검출 방법에 관한 것이고, 특히, DTMF신호의 주파수 편차를 양호한 정밀도로 검출하는 주파수 편차 검출 장치 및 주파수 편차 검출 방법에 관한 것이다.

누름 단추(push button)식의 전화기 등에 이용되는 신호방식으로서, ITU(International Telecommunication Union), Q22, Q23 및 Q24 등으로 권고되어 있는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)가 있다. DTMF에 있어서는, 4종류의 저주파수군(Low Frequency Group : 697, 770, 852 및 941Hz) 및 4종류의 고주파수군(High Frequency Group : 1209, 1336, 1477 및 1633 Hz)으로부터 각각 하나씩 주파수를 선택하여 가산하여, DTMF신호를 생성한다. 도 13은 종래의 저주파수군 및 고주파수군의 조합이 나타내는 기호를 도시한 도표이다. 도표에 도시하는 바와 같이, DTMF에 있어서는, DTMF신호의 저주파수군 및 고주파수군의 조합에 의해, 16종류의 심벌(도면 중 기호의 열)을 나타낸다.

DTMF신호를 수신하는 경우, 주파수 편차, 트위스트 및 신호 레벨 등이 체크되어, 규격을 만족하면 DTMF신호로서 인정된다. 여기서, 주파수 편차로는 규정된 저주파수군 및 고주파수군과 비교하여, 수신 신호에 주로 포함되어 있는 주파수가 몇 % 어긋나고 있는가에 대한 값이다. 1.8%의 주파수 편차 이내이면, DTMF신호로서 수신해야 하고, 주파수 편차가 3.0% 이상이면, DTMF신호로서 수신해서는 안 된다.

또한, 최소 지속 시간 40msec 및 24msec 이하의 신호는 수신하지 않은 등의 제약이 있고, 예를 들면, 주파수 편차 검출을 위해 수신 신호의 주파수 분석을 하는 경우, 수신 신호와 분석의 동기가 잡히고 있지 않기 때문에, 수신 신호의 시작과 분석 구간의 시작의 어긋남을 고려하여, DTMF신호의 최소 지속 시간 내에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 분석구간을 설정하여 분석을 하는 필요가 있다. 즉, DTMF의 규격의 제약에 의해 요청되는 일정한 분석의 처리량을 유지해야 한다. 종래는, 8kHz 표본 추출 비율(sampling rate)의 음성 신호에 대하여 105샘플분 정도(13msec)의 분석구간에서 분석을 하고 있다.

그런데, DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 종래의 주파수 편차 검출 장치로서, 수신 신호의 일정수의 샘플, 예를 들면, 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플 정도를 규정의 8개 주파수(4개의 저주파수군 및 4개의 고주파수군)에 대하여 주파수 해석하여 주파수 성분을 추출하고, 각각의 주파수 성분의 신호강도로부터 주파수 편차를 검출하는 DTMF수신기가 있었다.

도 l4는, 종래에 있어서의 DTMF수신기의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 종래의 DTMF수신기는 수신 신호의 주파수 성분을 분석하는 주파수 분석기(1)와, 주파수 분석기(1)로부터 주파수 성분의 분석 결과를 입력하고, 주파수 편차, 트위스트 및 신호 레벨 등을 체크하여 DTMF신호인지 여부를 판정하고, DTMF신호이면, 저주파수군 및 고주파수군의 조합에 따른 정보를 5비트 버스(2)에 출력하는 DTMF신호 판정기(3)를 구비하고 있다.

주파수 분석기(1)는 697Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(11)와, 770Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(12)와, 852Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(13)와, 941Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(14)와, 1209Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(15)와, 1336Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(16)와, 1447Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(17)와, 1633Hz의 주파수 성분을 검출하는 주파수 검출기(18)를 구비하고 있다.

이 DTMF수신기에 있어서는, 주파수 분석기(1)에 마련된 주파수 검출기(11) 내지 주파수 검출기(18)가, 각각 수신 신호를 입력하여, 고에첼(Goertzel) 알고리즘을 이용한 방법으로 각 규정 주파수(697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1447 및 1633Hz)에 관한 DTF(이산 푸리에 변환)을 하고, 각 주파수 성분의 강도를 검출한다. 또, 고에첼 알고리즘이란, FFT(고속 푸리에 변환)알고리즘과 마찬가지로 DFT를 하는 알고리즘이고, 한정된 수의 주파수 성분만을 검출하는 경우에 유리한 알고리즘이다. DFT에서는 일반적으로 분석구간이 길어지면 길어질수록 높은 주파수정밀도를 얻을 수 있다.

DTMF신호 판정기(3)는 수신 신호의 주파수 성분 분석 결과, 즉, 주파수 검출기(11) 내지 주파수 검출기(18)가 검출한 각 주파수 성분의 강도를 입력하여 비교한다. 도 15는 종래의 수신 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 15의 예에 있어서, 저주파수군(LG)의 내에서는 697 Hz가 가장 큰 강도를 나타내고, 고주파수군(HG)의 내에서는 1336Hz가 가장 큰 강도를 보이고 있기 때문에, 697Hz 및 1336Hz의 조합의 DTMF신호라고 추정할 수 있다. 697Hz 및 1336Hz의 주파수 성분에 대하여 주파수 편차, 신호 강도 및 트위스트 등의 체크를 하고, 규격에 따라서 DTMF신호인지 여부의 판정을 한다. 여기서, 주파수 편차가 클수록, 바꾸어 말하면, 주파수 성분의 강도의 피크가 규정 주파수로부터 어긋날수록, 규정 주파수에 있어서의 주파수 성분의 강도가 저하하는 것을 이용하여 주파수 편차를 구한다.

도 16은, 종래의 DTMF수신기의 동작을 나타내는 설명도이다. 종래의 DTMF수신기의 동작에 있어서, 주파수 분석기(1)는 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플(약13msec)마다의 분석 구간에서, 분석구간 0 내지 분석구간 4와 같이 연속하여 수신 신호의 주파수 분석을 한다. 즉, 분석구간 0이 끝나면 분석구간 1로 하듯이, 각각의 분석구간이 연속하고 있다. DTMF신호 판정기(3)는 105샘플마다, 주파수 분석기(1)로부터 주파수 성분의 분석 결과를 입력하고, 주파수 편차, 트위스트 및 신호 레벨 등을 체크하여 DTMF신호인지 여부를 판정한다.

그러나, 상기 종래의 기술에 의하면, 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플(약13msec)분 정도라는 짧은 분석구간에서 분석을 하고, 또한, 규정 주파수의 주파수 성분의 강도만으로 주파수 편차를 추정하기 때문에, 1.8%라는 규정 주파수 편차를 검출하는데 충분한 정밀도를 얻을 수 없고, 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 없는 경우가 있다는 문제점이 있었다. 또한, 연속한 분석구간에서 분석을 하기 때문에, 충분히 긴 분석구간에서 분석을 하려고 할 경우, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되지 않은 경우가 있다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서, 규정의 주파수 편차를 검출하는데 충분한 정밀도를 확보하고, 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 있는 주파수 편차 검출 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 주파수 편차 검출 장치에 있어서는, DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 장치에 있어서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 분석구간에서 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 복수의 주파수 편차분석 수단을 갖고, 상기 복수의 주파수 편차 분석 수단의 분석구간은, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록, 어긋나 겹치고 있는 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 장치에 의하면, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수의 분석구간에서 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하고, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록, 각각의 분석구간을 엇갈리게 놓아 겹치게 하고 있다.

다음 발명에 관한 주파수 편차 검출 장치에 있어서는, 더욱이, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 주파수 분석 수단과, 상기 주파수 분석 수단의 분석 결과에 기인하여, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군의 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는 가를 검출하는 검출 수단을 갖고, 상기 복수의 주파수 편차 분석 수단은 상기 검출 수단에서 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여만 분석을 하는 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 장치에 의하면, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하여, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군의 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는 가를 검출하고, 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수의 주변 주파수 성분에 대하여만 주파수 편차 검출을 위한 분석을 한다.

다음 발명에 관한 주파수 편차 검출 장치에 있어서는, 상기 주파수 편차 분석 수단의 분석구간의 어긋남은, 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플분 정도이고, 상기 주파수 편차 분석 수단의 분석구간 길이는, 8kHz 표본 추출 비율의 150샘플분 정도인 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 장치에 의하면, 주파수 편차 검출을 위한 분석구간의 어긋남은 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플분 정도, 분석구간의 길이는, 8kHz 표본 추출 비율의 150샘플분 정도이다.

다음 발명에 관한 주파수 편차 검출 장치에 있어서는, 상기 주파수 분석 수단의 분석구간은 8kHz 표본 추출 비율의 60샘플분 정도인 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 장치에 의하면, 어떤 규정 주파수의 주파수 성분이 포함되어 있는가를 검출하는 데 충분한 길이로서 종래의 분석구간보다도 짧은 8kHz 표본 추출 비율의 60샘플분 정도의 분석구간에서 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석한다.

다음의 발명에 관한 주파수 편차 검출 방법에 있어서는, DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 방법에 있어서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수 분석구간에서 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 주파수 편차 분석 공정을 포함하고, 상기 주파수 편차 분석공정의 복수의 분석구간은, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록, 어긋나 겹치고 있는 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 방법에 의하면, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수의 분석구간에서 규정 주파수의 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석시키고, 이들 복수의 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 어긋나 겹치고 있다.

다음 발명에 관한 주파수 편차 검출 방법에 있어서는, 더욱이, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하고, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군의 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는 가를 검출하는 검출공정을 포함하고, 상기 복수의 주파수 편차 분석공정은 상기 검출공정에서 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여만 분석하는 것을 특징으로 한다.

이 주파수 편차 검출 방법에 의하면, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석시키고, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군의 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는가를 검출시키며, 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수의 주변의 주파수 성분에 대하여만 주파수 편차 검출을 위한 분석을 하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 주파수 편차 검출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 실시예 1에 관한 저주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 3은 실시예 1에 관한 고주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 실시예 1에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작을 나타내는 설명도,

도 5는 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기의 판정 동작의 흐름을 나타내는 흐름도,

도 6은 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기에서 규격 내(內)라고 판정되는 경우에 있어서의 수신 신호의 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프,

도 7은 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기에서 규격 외(外)라고 판정되는 경우에 있어서의 수신 신호의 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프,

도 8은 본 발명의 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 9는 실시예 2에 관한 고주파수군의 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 10은 실시예 2에 관한 저주파수군의 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 11은 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도,

도 12는 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작을 나타내는 설명도,

도 13은 종래에 있어서의 저주파수군 및 고주파수군의 조합이 나타내는 기호를 도시한 도표,

도 14는 종래에 있어서의 DTMF수신기의 개략 구성을 나타내는 블록도,

도 15는 종래에 있어서의 수신 신호의 일례를 나타내는 그래프,

도 16은 종래에 있어서의 DTMF수신기의 동작을 나타내는 설명도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

60 : 주파수 분석기

20, 21, 65, 66 : 주파수 편차 분석기

23, 63, 67 : DTMF신호 판정기

61, 62 : 피크 검출기

90, 100 : 주파수 설정기

이하에, 본 발명에 관한 주파수 편차 검출 장치 및 주파수 편차 검출 방법의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 주파수 편차 검출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 실시예 1에 관한 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)수신기(주파수 편차 검출 장치)는, 수신 신호의 주파수분석을 하고, DTMF에서 규정된 규정 주파수(697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1447 및 1633 Hz)의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21)와, 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21)부터의 검출 결과를 입력하여, 주파수 편차, 트위스트 및 신호 레벨 등을 체크하여 DTMF신호인지 여부를 판정하고, DTMF신호이면, 저주파수군 및 고주파수군의 조합에 따른 정보를 5비트 버스(22)로 출력하는 DTMF신호 판정기(23)를 구비하고 있다.

주파수 편차 분석기(20)는 저주파수군(697, 770, 852 및 941 Hz)의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(24) 내지 주파수 편차 검출기(27)와, 고주파수군(1209, 1336, 1447 및 1633 Hz)의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(28) 내지 주파수 편차 검출기(31)를 구비하고 있다. 주파수 편차 분석기(21)도 마찬가지로 저주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(32) 내지 주파수 편차 검출기(35)와, 고주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(36) 내지 주파수 편차 검출기(39)를 구비하고 있다.

도 2는 실시예 1에 관한 저주파수군의의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 저주파수군의의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(24∼27),(32∼35)는 모두 마찬가지의 구성으로서, 규정 주파수 및 그 주변의 주파수의 신호강도를 검출하는 복수의 주파수 검출기와, 주파수 편차가 DTMF의 규격으로 허용되어 있는 규정 주파수 편차 이내인지의 여부를 판정하는 주파수 편차 판정기를 구비하고 있다.

예를 들면, 주파수 편차 검출기(24)의 경우, 규정 주파수 697Hz가 3.0% 증가한 주파수, 즉, 697×1.03=717.91Hz에 대하여 고에첼 알고리즘을 이용한 DFT(이산 푸리에 변환)를 하여 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(40)와, 마찬가지로, 규정 주파수 697Hz가 1.0% 증가한 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(41)와, 규정 주파수 697Hz의 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(42)와, 규정 주파수 697Hz에서 1.5% 뺀 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(43)와, 규정 주파수 697Hz에서 4.0% 뺀 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(44)와, 주파수 검출기40 내지 주파수 검출기(44)의 검출 결과로부터, 수신 신호의 규정 주파수 697Hz에 있어서의 주파수 편차가 DTMF의 규격에서 허용되어 있는 규정 주파수편차 이내인지의 여부를 판정하는 주파수 편차 판정기(45)를 구비하고 있다.

도 3은, 실시예 1에 관한 고주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 고주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(28∼31),(36∼39)는 모두 마찬가지의 구성으로서, 저주파수군의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기와 마찬가지로, 규정 주파수 및 그 주변의 주파수의 신호강도를 검출하는 복수의 주파수 검출기와, 주파수 편차가 DTMF의 규격으로 허용되어 있는 규정 주파수 편차 이내인지의 여부를 판정하는 주파수 편차 판정기를 구비하고 있다.

예를 들면, 주파수 편차 검출기(28)의 경우, 규정 주파수 1209Hz가 4.0% 증가한 주파수, 즉, 1209×1.04=1257.36Hz에 대하여 고에첼 알고리즘을 이용한 DFT를 하여 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(46)와, 마찬가지로, 규정 주파수 1209Hz가 1.0% 증가한 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(47)와, 규정 주파수 1209Hz인 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(48)와, 규정 주파수 1209Hz에서 1.5% 뺀 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(49)와, 규정 주파수 1209Hz에서 3.5% 뺀 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(50)와, 주파수 검출기(46) 내지 주파수 검출기(50)의 검출 결과로부터, 수신 신호의 규정 주파수 1209Hz에서의 주파수 편차가 DTMF의 규격으로 허용되어 있는 규정 주파수 편차 이내인지의 여부를 판정하는 주파수 편차 판정기(51)를 구비하고 있다.

이상의 구성에 있어서, 실시예 1의 동작을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 4는 실시예 1에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작을 나타내는 설명도이다. 실시예 1에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작에 있어서, 우선, 8kHz 샘플링되어 있는 수신 신호가 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21)에 입력된다. 주파수 편차 분석기(20)와 주파수 편차 분석기(21)는 각각 독립적으로 동작하고, 수신 신호의 연속하는 150샘플을 이용하여 주파수분석을 하여, DTMF의 각 규정 주파수의 신호강도 및 주파수 편차를 검출한다. 두 개의 주파수 편차 분석기의 분석구간, 즉, 각 규정 주파수의 신호강도 및 주파수 편차를 검출하기 위해서 이용하는 150샘플 분의 분석구간을 비키어 놓아 중첩하여 두어, 종래와 마찬가지의 105샘플마다 주파수 편차 분석기(20), 주파수 편차 분석기(21)중 어느 한쪽이 검출 결과를 생성한다.

이것에 의해, 주파수 편차 분석기(20), 주파수 편차 분석기(21)의 각각에 150샘플정도라는 충분한 분석구간를 얻을 수 있고, 1.8% 정도의 높은 주파수정밀도에서의 분석이 가능해지고, 동시에, 주파수 편차 분석기(20), 주파수 편차분석기(21) 전체로서 105샘플 정도 마다라는 높은 분석의 스루풋를 유지할 수 있다.

주파수 편차 분석기(20), 주파수 편차 분석기(21)의 각 주파수 편차 검출기는 연속한 150샘플 데이터에 대하여 고에첼 알고리즘을 이용하고, 각각의 담당하는 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여 분석하여 주파수 편차를 검출한다. 상세하게는 우선, 주파수 편차 검출기 내부의 5개 주파수 검출기가 저주파수군일 경우는 규정 주파수의 +3.0%, +1.0%, 0%(규정 주파수), -1.5% 및 -4.0%의 주파수에 대하여 주파수 성분을 검출하고, 고주파수군일 경우는 규정 주파수의 +4.0% ,+1.0%, 0%(규정 주파수), -1.5% 및 -3.5%의 주파수에 대하여 주파수 성분을 검출한다. 계속하여 주파수 편차 판정기가 5개의 주파수 검출기부터의 검출 결과에 기인하여 주파수 편차가 규격내인가의 여부를 판정한다.

또, 전술한 주파수 편차 검출기의 고에첼 알고리즘을 이용한 DFT의 계산은 수신 신호의 샘플을 받아들일 때마다 순차적으로 실행하더라도 좋고, 어느 정도 샘플을 기억한 시점에서 샘플 수신의 틈으로 분할하여 실행하더라도 좋고, 분석구간의 끝에 한번에 행하여도 좋다. 또한, 고에첼 알고리즘 이외의 알고리즘을 이용하여 주파수 성분의 강도를 검출하여도 좋다. 또한, 주파수 편차 검출기로서 고속인 적산을 실행하는 DSP(Digital Signal Processor) 등을 이용하여 DFT의 계산을 고속화하더라도 좋다.

DTMF신호 판정기(23)는 주파수 편차 분석기(20) 및 주파수 편차 분석기(21)로부터 각 DTMF주파수(규정 주파수)의 신호강도 및 주파수 편차의 판정 결과를 105샘플마다 수신하고, 저주파수군 중 최대 강도인 주파수 성분과, 고주파수군 중 최대의 주파수 성분을 이용하여, 각각의 주파수 편차 측정 결과(주파수 편차 판정 결과) 및 주파수 성분의 강도(신호강도)로부터 수신한 신호가 DTMF신호인가의 여부를 판정하고, 판정 결과를 105샘플마다 5비트 버스(2)로 출력한다.

다음에, 주파수 편차 판정기의 판정 동작에 대하여, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 5는 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기의 판정 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이고, 도 6은 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기로 규격 내라고 판정되는 경우에 있어서의 수신 신호의 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프이며, 도 7은 실시예 1에 관한 주파수 편차 판정기로 규격 외라고 판정되는 경우에 있어서의 수신 신호의 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.

예를 들면, 주파수 편차 판정기(45)의 경우, 주파수 검출기(40) 내지 주파수 검출기(44)로부터의 5개의 검출 결과를 비교하여, 규정 주파수에 가까운 주파수, 즉, 규정 주파수, 규정 주파수가 1.0% 증가한 주파수 또는, 규정 주파수로부터 1.5% 뺀 주파수의 신호강도가 5개의 검출 결과의 내에서 최대의 신호강도인지 여부를 판정하고(S1), 이들 중 어느 하나가 최대의 신호강도인 경우는 도 6에 도시하는 바와 같이 주파수 편차가 규격 내라고 판단하여 주파수 편차가 규격내인 것을 나타내는 신호를 DTMF신호 판정기(23)로 출력한다. 한편, 규정 주파수에 가까운 3개의 주파수 중 어느 것도 최대의 신호강도가 아닌 경우는 도 7에 도시하는 바와 같이 주파수 편차가 규격 외라고 판단하여 주파수 편차가 규격외인 것을 나타내는 신호를 DTMF신호 판정기(23)로 출력한다. 또, 다른 주파수 편차 판정기도 마찬가지의 동작을 한다.

상술한 바와 같이, 실시예 1에 의하면, 복수의 주파수 편차 분석기(20),(21)가 DTMF에서 규정된 각 주파수(697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1447 및 1633 Hz) 주변의 주파수 성분을 DTMF에서 요구되는 1.8% 정도의 높은 주파수 정밀도로 분석하는데 충분한 길이(8kHz샘플의 150샘플)의 분석구간에서 분석하여 주파수 편차를 검출하고, 주파수 편차 분석기(20),(21) 각각의 분석구간을 비키어 겹치게 하고, 높은 분석의 스루풋(8kHz샘플의 105샘플정도)에서 주파수 편차의 검출을 하기 때문에, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서,규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 확보하여 적절한 주파수 편차의 검출이 실행할 수 있다.

(실시예 2)

도 8은 본 발명의 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 실시예 2에 관한 DTMF수신기(주파수 편차 검출 장치)는 수신 신호의 주파수분석을 하는 주파수 분석기(60)와, 주파수 분석기(60)의 분석 결과를 입력하여 DTMF에서 규정되어 있는 저주파수군의(697, 770, 852 및 941 Hz) 중 최대의 신호강도 주파수를 검출하는 피크 검출기(61)와, 주파수 분석기(60)의 분석 결과를 입력하여 DTMF에서 규정되어 있는 고주파수군의 주파수(1209, 1336, 1447 및 1633Hz) 중 최대의 신호강도의 주파수를 검출하는 피크 검출기(62)와, 주파수분석기(60)의 분석 결과를 입력하여 DTMF신호의 판정을 하고, 판정 결과를 5비트 버스(64)에 출력하는 DTMF신호 판정기(63)와, 피크 검출기(61)에서 검출된 저주파수군 및 피크 검출기(62)에서 검출된 고주파수군 주변의 주파수를 분석하여, 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)와, 5비트 버스(64)를 거쳐서 송신되는 DTMF신호 판정기(63)의 판정 결과 및 주파수 편차 분석기(65), 주파수 편차 분석기(66)의 주파수 편차의 검출 결과를 입력하여, 수신 신호가 DTMF신호인지 여부를 판정하여 5비트 버스(68)로 판정 결과를 출력하는 DTMF신호 판정기(67)를 구비하고 있다.

주파수분석기(60)는 DTMF에서 규정되어 있는 고주파수군 및 저주파수군(규정주파수) 각각의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(71) 내지 주파수 검출기(78)를 구비하고 있다. 주파수 검출기(71) 내지 주파수 검출기(78)는 모두 마찬가지의 동작을 하고, 고에첼 알고리즘을 이용한 방법으로 각각 담당하는 규정 주파수의 주파수 성분의 강도(신호강도)를 검출한다. 여기서, 주파수 검출기71 내지 주파수 검출기(78)는 종래의 주파수 검출기와 같이 8kHz 샘플 주기의 105샘플마다 신호강도의 검출을 하여 검출 결과를 DTMF신호 판정기(63)에 출력함과 동시에, 105샘플 처음의 60샘플에 있어서 신호강도의 검출을 하여, 피크 검출기(61), 피크 검출기(62)에 출력한다.

주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)는 마찬가지의 구성을 갖고, 각각 고주파수군의 주파수의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(81), 주파수 편차 검출기(83)와, 저주파수군의의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출기(82), 주파수 편차 검출기(84)를 구비하고 있다.

도 9는 실시예 2에 관한 고주파수군의 주파수 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 고주파수군의 주파수 편차 검출기(81) 및 주파수 편차 검출기(83)는 마찬가지의 구성을 갖고 있고, 예를 들면, 주파수 편차 검출기(81)는 고주파수군 내의 어떤 주파수 성분이 최대의 신호강도를 갖는 가를 나타내는 신호를 피크 검출기(62)로부터 입력하여 최대의 신호강도를 갖는 규정 주파수를 설정하는 주파수 설정기(90)와, 수신 신호를 입력하여 주파수 설정기(90)에서 설정된 주파수의 +4.0%, +1.0%, 0%(설정된 주파수), -1.5% 및 -3.5%의 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(91) 내지 주파수 검출기(95)와, 주파수 검출기(91) 내지주파수 검출기(95)의 검출 결과로부터, 수신 신호의 주파수 편차가 DTMF규격에 정해진 주파수 편차의 허용범위 내인가의 여부를 판정하여 판정 결과를 DTMF신호 판정기(67)에 출력하는 주파수 편차 판정기(96)를 구비하고 있다.

도 10은 실시예 2에 관한 저주파수군의 편차 검출기의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 저주파수군의 편차 검출기(82) 및 주파수 편차 검출기(84)는 마찬가지의 구성을 갖고 있고, 고주파수군의 주파수 편차 검출기와 같이, 예를 들면, 주파수 편차 검출기(84)는 저주파수군 내의 어떤 주파수 성분이 최대의 신호강도를 갖는가를 나타내는 신호를 피크 검출기(61)로부터 입력하여 최대의 신호강도를 갖는 규정 주파수를 설정하는 주파수 설정기(100)와, 수신 신호를 입력하여 주파수설정기(100)로 설정된 주파수의 +3.0% , +1.0%, 0%(설정된 주파수), -1.5% 및 -4.0%의 주파수의 신호강도를 검출하는 주파수 검출기(101) 내지 주파수 검출기(105)와, 주파수 검출기(101) 내지 주파수 검출기(105)의 검출 결과로부터 수신 신호의 주파수 편차가 DTMF규격에 정해진 주파수 편차의 허용범위 내인가의 여부를 판정하여, 판정 결과를 DTMF신호 판정기(67)에 출력하는 주파수 편차 판정기(106)를 구비하고 있다.

이상의 구성에 있어서, 실시예 2의 동작을 도 11, 도 12를 참조하여 설명한다. 도 11은 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이고, 도 12는, 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작을 나타내는 설명도이다. 실시예 2에 관한 주파수 편차 검출 장치의 동작에 있어서, 우선, 수신 신호가 주파수분석기(60), 주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)에 입력된다.

주파수분석기(60)는 8kHz표본 추출 비율의 105샘플 분의 분석구간마다 고에첼 알고리즘을 이용하여 수신 신호의 주파수분석을 하고 각 규정 주파수의 신호강도를 검출하여 DTMF신호 판정기(63)에 출력한다. 여기서, 105샘플 분의 분석구간의 처음부터 60샘플 째에 최초의 60샘플에 대한 각 규정 주파수의 신호강도를 검출하고, 주파수 검출기(71) 내지 주파수 검출기(74)에서 검출한 저주파수군의 검출 결과에 대해서는 피크 검출기(61)로, 주파수 검출기(75) 내지 주파수 검출기(78)로 검출한 고주파수군의 검출 결과에 대해서는 피크 검출기(62)로 출력한다(S11). 여기서, 60샘플 분의 분석구간은 수신 신호에 어떤 DTMF신호(규정 주파수)가 주로 포함되어 있는가를 대략 판정하는 데 충분하고, 105샘플 분보다 적은 분석구간에서 검출하는 것에 의해, 주파수 편차의 분석구간을 길게 잡을 수 있다.

또, 전술한 주파수분석기(60)의 고에첼 알고리즘을 이용한 DFT의 계산은 수신 신호의 샘플을 받아들일 때마다 순차적으로 실행하더라도 좋고, 어느 정도 샘플을 기억한 시점에서 샘플 수신의 틈에 분할하여 실행하더라도 좋고, 60샘플 째에 한번에 행하여도 좋다. 또한, 고에첼 알프리즘 이외의 알고리즘을 이용하여 신호강도를 검출하더라도 좋다. 더욱이, 주파수 분석기(60)로서 고속인 적산을 실행하는 DSP 등을 이용하여 DFT의 계산을 고속화하더라도 좋다.

피크 검출기(61), 피크 검출기(62)는 주파수분석기(60)의 검출 결과를 입력하여 저주파수군, 고주파수군 각각의 주파수 신호강도를 비교하고, 저주파수군, 고주파수군 각각의 주파수 안에서 가장 신호강도가 큰 주파수를 검출하여 검출 결과를 주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)에 출력한다(S12). 주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)는 피크 검출기(6l), 피크 검출기(62)의 검출타이밍 하나를 걸러서 교대로 분석을 개시하고, 150샘플 분의 분석구간에서 피크 검출기(61), 피크 검출기(62)의 검출한 저주파수군 및 고주파수군의 주파수 주변의 주파수에 대하여만 분석을 하여 주파수 편차의 검출한다(S13).

여기서, 주파수 편차 분석기(65), 주파수 편차 분석기(66)가 피크 검출기(61), 피크 검출기(62)로부터의 검출 결과 입력 앞의 수신 신호의 샘플을 기억하고, 피크 검출기(61), 피크 검출기(62)로부터의 검출 결과 입력 후에 신호강도의 계산을 정리하여 실행하도록 하면, 주파수 편차 분석기(65), 주파수 편차 분석기(66)의 분석구간과 주파수 분석기(60)의 분석구간을 겹치게 하는 것으로도 할 수 있다. 또, 주파수 편차의 검출 방법에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 그 설명을 생략한다.

DTMF신호 판정기(63)는 주파수분석기(60)로부터 105샘플마다 출력되는 DTMF의 주파수 성분강도(신호강도), DTMF신호의 강도, 트위스트 및 S/N비 등을 검사하여, 이들 모두가 DTMF의 규격을 채우는 경우에 어떤 DTMF신호(규정 주파수)가 검출되었는가를 5비트 버스(64)를 거쳐서 DTMF신호 판정기(67)에 출력한다. DTMF신호 판정기(67)는 105샘플마다 DTMF신호 판정기(63)로부터 출력되는 종래와 마찬가지의 판정 결과와, 주파수 편차 분석기(65) 및 주파수 편차 분석기(66)로부터 출력되는 주파수 편차의 검출 결과를 입력하여, 이들 쌍방이 DTMF규격을 만족하는가를 나타낸 경우에, 5비트 버스(68)에 DTMF신호가 검출되었다는 정보를 출력한다(S14).

상술한 바와 같이, 실시예 2에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로 주파수 편차 분석기(65), 주파수 편차 분석기(66)의 150샘플 정도의 충분히 긴 분석구간을 비키어 겹치도록 하기 때문에, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 확보하여 적절한 주파수 편차의 검출이 실행할 수 있다. 또한, 미리 수신 신호에 포함되는 DTMF에서 규정 주파수를 검출하고, 검출한 주파수에 대하여만 주파수 편차의 검출을 하기 때문에, 계산량, 메모리 용량, 소자수 또는 회로 규모를 삭감할 수 있어 비용을 저감할 수 있다.

또, 전술한 실시예 1, 실시예 2에서는 주파수 편차 분석기를 2개 마련하여 이들의 주파수 편차 분석기의 분석구간을 8kHz표본 추출 비율의 150샘플분 정도로 하여, 이 분석구간의 어긋남을 105샘플분 정도로 하고, 또한, 6O샘플분의 분석구간에서 수신 신호에 주로 포함되는 주파수를 검출했었지만, 이 예에 한정되는 것이 아니라, 주파수 편차 분석기를 세 개 이상 마련하더라도 좋고, DTMF의 규격을 만족하는 것이면 어떠한 것이라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수 분석구간에서 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하고, 이들 복수의 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 어긋나 겹치고 있기 때문에, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 확보하고, 적절한 주파수 편차의 검출이 실행할 수 있다는 효과를 나타낸다.

다음 발명에 의하면, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하고, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는가를 검출하고, 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수 주변의 주파수 성분에 대하여만 주파수 편차 검출을 위한 분석을 하기 때문에, 계산량, 메모리 용량, 소자수 또는 회로 규모를 삭감할 수 있어 비용을 저감할 수 있다는 효과를 나타낸다.

다음의 발명에 의하면, 주파수 편차 검출을 위한 분석구간의 어긋남은 8kHz 표본 추출 비율의 105샘플분 정도, 분석구간의 길이는 8kHz표본 추출 비율의 150샘플분 정도이기 때문에, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 확보하여, 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 있다는 효과를 나타낸다.

다음의 발명에 의하면, 어떤 규정 주파수의 주파수 성분이 포함되어 있는가를 검출하는데 충분한 길이에 있어서 종래의 분석구간보다도 짧은 8kHz표본 추출 비율의 60샘플분 정도의 분석구간에서 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하기 때문에, 종래의 분석구간에서 단축한 시간을 주파수 편차 검출을 위한 분석구간에 맞히는 수 있어, 보다 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 있다는 효과를 나타낸다.

다음 발명에 의하면, 이 주파수 편차 검출 방법은 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수 분석구간에서 규정 주파수의 주변의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석시키고, 이들 복수의 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록, 어긋나 겹치고 있기 때문에, DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 하면서, 규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 확보하여, 적절한 주파수 편차의 검출을 실행할 수 있다는 효과를 나타낸다.

다음의 발명에 의하면, 복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석시키고, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는 가를 검출시키고, 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수의 주변 주파수 성분에 대하여만 주파수 편차 검출을 위한 분석을 하기 때문에, 계산량, 메모리 용량, 소자수 또는 회로 규모를 삭감할 수 있어, 비용을 저감할 수 있다는 효과를 나타낸다.

Claims (3)

1. DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 장치에 있어서,

   규정 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 분석구간에서 규정 주파수의 주변 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 복수의 주파수 편차 분석 수단을 포함하되,

   상기 복수의 주파수 편차 분석 수단의 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 어긋나 겹치고 있는 것을 특징으로 하는 주파수 편차 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   복수의 규정 주파수의 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 주파수분석 수단과,

   상기 주파수분석 수단의 분석 결과에 기인하여, 어느 하나의 고주파수군 및 저주파수군 조합의 규정 주파수가 수신 신호에 주로 포함되어 있는가를 검출하는 검출 수단을 더 포함하되,

   상기 복수의 주파수 편차분석 수단은 상기 검출 수단에서 검출된 고주파수군 및 저주파수군의 규정 주파수의 주변 주파수 성분에 대하여만 분석하는 것을 특징으로 하는 주파수 편차 검출 장치.
3. DTMF신호의 주파수 편차를 검출하는 주파수 편차 검출 방법에 있어서,

   규정의 주파수 편차를 검출하는 데 충분한 정밀도를 얻을 수 있는 길이의 복수 분석구간에서 규정 주파수의 주변 주파수 성분에 대하여 수신 신호를 분석하는 주파수 편차 분석 공정을 포함하되,

   상기 주파수 편차 분석 공정의 복수 분석구간은 DTMF신호의 최소 지속 시간에 적어도 하나의 분석구간이 확보되도록 어긋나 겹치고 있는 것을 특징으로 하는 주파수 편차 검출 방법.