KR100384286B1 - 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법 - Google Patents

Abstract

교환 시스템에서 가입자 단말기로부터 입력되는 가입자 신호 방식인 DTMF 신호의 계산상 안정성을 증가시켜 넓은 범위의 수신 신호를 안정적으로 검출하도록 하는 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법에 관한 것이다.

본 발명은 가입자 단말기로부터 새로운 DTMF 주파수가 입력되면, 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하는 과정과; 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되지 않은 상태이면, 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행된 상태이면, 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에는 상기 저장된 연산값을 소정의 비율로 분할시키는 과정이 상기 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수까지 반복 수행되도록 이루어진다.

Description

교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법{Dual Tone Multi Frequency Signaling Detecting Method Of Switching System}

본 발명은 교환 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 가입자 단말기로부터 입력되는 가입자 신호 방식인 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)신호로부터 디지트를 검출하기 위한 계산 과정에서 안정성을 증가시켜 넓은 범위의 수신 신호를 안정적으로 검출하도록 하는 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로 교환 시스템은 첨부된 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 가입자 단말기(10)를 정합하며, 동일한 데이터 스트림(Data Stream) 상에서 두 타임 슬롯을 서로 교환하여 주는 T-스위치(20)와, 상기 T-스위치(20)를 통해 인가되는 가입자 단말기(30)의 신호에 대하여 분석 처리를 수행하는 신호 처리부(30)와, 상기 신호 처리부(30)에서 인가되는 가입자 단말기(10)의 DTMF 신호를 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 해당하는 디지트 정보를 추출하며, 추출된 디지트 정보에 따라 T-스위치(20)의 호 연결을 제어하는 호 처리 제어부(40)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 교환 시스템에서 가입자 단말기(10)로부터 입력되는 DTMF 신호로부터 디지트를 검출하는 동작은 다음과 같다.

가입자 단말기(10)의 사용자가 송수화수단을 오프 훅 하게 되면 해당 가입자 단말기(10)를 관장하는 교환 시스템의 T-스위치(20)는 해당 가입자 단말기(10)와의 링크를 연결한 다음 발신음을 송출하여 준다.

이때, 가입자 단말기(10)의 사용자가 발신음의 송출에 따라 호 설정하고자 하는 상대방의 전화번호의 디지트를 입력하게 되면 입력되는 디지트의 DTMF 신호는 T-스위치(20)의 링크를 통해 신호 처리부(30)에 인가되어 소정의 상태로 처리된 다음 해당 디지트 정보의 분석을 위해 호 처리 제어부(40)에 인가된다.

상기 가입자 단말기(10)에서 가입자의 구동에 따라 발생되는 DTMF 신호는 통상적으로 4개씩의 로우 주파수(Low Frequency)와 하이 주파수(High Frequency)군으로 구성되며, 각각 4개의 주파수들로 매트릭스를 만들어 두개의 주파수로서 한 신호를 구성하여 가입자가 발신하는 디지트를 형성한다.

4개의 주파수들이 매트릭스 결합을 통해 두개의 주파수로서 구성되는 하나의 디지트에 대하여 호 처리부(40)는 게르첼 알고리즘(Goertzel Algorithm)을 이용하여 로우 주파수 그룹과 하이 주파수 그룹에 대해 각각의 최대 에너지를 갖는 주파수를 찾아내어 가입자가 발신한 디지트를 순차적으로 추출한 다음 추출된 상대방 전화번호에 대한 디지트에 따라 T-스위치(20)를 통해 가입자 단말기(20)가 호 설정하고자 하는 상대방과의 링크를 연결시켜 통화가 수행되도록 하여 준다.

통상적으로 시간에 따라 입력되는 신호들에서 주파수 성분을 추출하기 위해서는 하기의 수학식 1과 같은 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하고 있다.

상기에서 X(K) 는 주파수에 따른 신호값이다.

그러나 상기의 수학식 1과 같은 푸리에 변환의 경우 어떤 특정 주파수의 에너지를 구하기 위해서는 모든 주파수(n=0 부터 N-1 까지 계산)에 따른 결과값을 모두 구한 다음 해당하는 특정 부분의 주파수를 얻을 수 있도록 되어 있어 많은 연산을 필요로 하게 되며, 이로 인하여 프로세서의 부하 부담을 가중시키게 된다.

따라서, 통신망에서 가입자 단말기로부터 입력되는 DTMF 신호의 주파수는 미리 규격에 따라 정해진 순서대로 송수신되므로 디지트의 검출을 용이하게 하기 위하여 도 2와 같이 전달함수를 갖는 게르첼 알고리즘을 적용하고 있는데 이는 하기의 수학식 2와 같이 된다.

상기의 수학식 2에서 f_i는 구하고자 하는 주파수이고, f_s는 샘플링 주파수 이다.

통상적으로 가입자 단말기(10)로부터 입력되는 PCM(Pulse Code Modulation) 신호는 125㎲ 마다 하나의 신호가 입력되므로 하나의 디지트 블록을 처리하기 위해서는 96개의 샘플 입력을 수신하여 12㎳ 동안 블록 단위로 처리하므로, 상기한 수학식 2와 같은 게르첼 알고리즘에서 분모 부분을 이루고 있는 역 순환 파트, 즉 도 2에서 A 루프를 95개의 샘플이 입력될 때 까지 반복 연산하여 그 값을 누산하고, 95개의 입력되는 샘플에 대하여 연산이 완료되면 상기 수학식 2에서 분자 부분을 이루고 있는 순환되지 않는 파트, 즉 도 2에서 B 루프를 125㎲ 동안 연산하여 로우 주파수 그룹에서 에너지가 제일 큰 주파수와 하이 주파수 그룹에서 에너지가 제일 큰 주파수를 검출한 다음 두 주파수의 조합으로 이루어지는 디지트를 검출하여 이를 가입자 단말기(10)가 입력한 디지트로 인식한다.

전술한 바와 같이 게르첼 알고리즘을 이용하여 가입자 단말기의 DTMF 신호를 인식하는 경우 분모 부분을 이루는 역 순환 파트의 과정에서 입력 에너지가 큰 경우 연산을 통해 누산된 값이 설정된 저장범위를 초과하여 오버 플로워(Overflow)가 발생하게 되므로 양의 최고 값이 음의 값으로 변환된다.

따라서, 최고값이 작은 값으로 변화하게 되므로 가입자 단말기의 디지트에 대하여 오 인식을 유발시키게 된다.

즉, 한국통신 및 ITU-T Q.24에서 권고하는 DTMF의 수신 레벨이 0 ∼ 24dBm으로 설정되어 있는데, 0dBm에 비해 -24dBm은 상당히 작은 값 이므로 오버 플로워가 발생되지 않게 하기 위해서는 입력되는 PCM 데이터를 스케일 다운(Scale Down) 시켜 수신하면 -24dBm에서 연산된 결과가 상당히 작은 값을 갖기 때문에 정상적인 디지트의 수신에 어려움이 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 가입자 단말기로부터 입력되는 DTMF 신호 주파수에서 해당 디지트를 검출하기 위하여 게르첼 알고리즘의 분모 부분의 연산 중간 마다 누산된 값을 체크하여 최종 연산시 수신 레벨에 오버 플로워가 발생될 것으로 예측되는 경우 누산된 연산값을 소정의 비율로 다운시켜 최종 연산된 결과가 설정된 수신 레벨을 초과하지 않도록 함으로써 DTMF 디지트의 검출에 안정성 및 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.

도 1은 교환 시스템의 DTMF 검출장치에 대한 일반적인 구성도.

도 2는 교환 시스템에서 DTMF 검출을 수행하기 위한 게르첼 알고리즘의 전달함수 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 교환 시스템에서 게르첼 알고리즘을 이용한 DTMF 디지트 검출 흐름도.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가입자 단말기로부터 새로운 DTMF 주파수가 입력되면, 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하는 과정과; 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되지 않은 상태이면, 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행된 상태이면, 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에는 상기 저장된 연산값을 소정의 비율로 분할시키는 과정이 상기 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수까지 반복 수행되도록 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 일반적인 교환 시스템의 개략적인 구성도와 도 3의 흐름도를 참조하여 가입자 단말기로부터 입력되는 DTMF 신호의 주파수에서 해당하는 디지트를 검출하는 동작은 다음과 같다.

가입자 단말기(10)의 오프 훅에 따라 교환 시스템에서 발신음이 제공되는 상태에서 가입자가 임의의 상대방을 호출하고자 하는 전화번호를 입력하게 되면 입력되는 전화번호의 DTMF 신호는 96개의 PCM으로 변환되어 125㎲의 주기적으로 호 처리부(40)에 수신된다(S101).

이때, 호 처리부(40)내의 프로세서는 인가되는 DTMF 신호의 PCM 주파수가 새로운 프레임, 즉 발신음을 송출한 이후 최초로 입력되는 프레임의 주파수인지를 판단하여(S102), 새로운 프레임의 주파수 인 것으로 판단되면 전술한 바와 같이 게르첼 알고리즘에서 분모 부분을 이루는 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하며(S103), 연산이 완료되면 하나의 디지트 검출에 필요한 95회의 연산 과정을 수행하였는지를 판단한다(S104).

상기에서 하나의 디지트 검출에 필요한 95회의 연산 과정이 수행되었으면 해당하는 값을 상기 게르첼 알고리즘의 분모 값으로 설정하고, 분자 부분을 이루는 순환되지 않은 파트의 주파수 값을 연산한 다음 두 값의 최종 연산을 통해 가입자가 선택한 디지트를 검출한다(S105)(S106).

상기와 같은 과정의 반복을 통해 검출되는 디지트가 상대방 전화번호에 대한 최종 자릿수 까지의 검출이 완료되었는지를 판단하여(S107) 최종 자릿수까지의 검출이 완료된 것으로 인지되면 해당 디지트값을 통해 T-스위치의 링크를 연결하여 가입자가 통화하고자 하는 상대방과의 호를 설정하여 준다(S108).

상기 S104에서 게르첼 알고리즘에서 분모 부분을 이루는 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 95회의 연산 과정이 완료되지 않은 상태이면, 호 처리부(40)내의 프로세서는 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 설정된 소정의 횟수, 바람직하게는 15회 수행하였는지를 판단한다(S109).

상기에서 역순환 파트의 주파수 값 연산이 설정된 횟수, 바람직하게는 15회에 미치지 못한 상태이면 카운터를 1 증가한 다음(S110) 전술한 바와 같은 동작을 통해 역순환 파트의 주파수 값을 반복적으로 연산하여 저장하고, 설정된 소정 횟수의 연산을 수행한 것으로 판단되면 현재 연산된 누산 값과 설정된 기준값을 비교하여(S111), 연산된 값이 설정된 기준값을 초과하여 95회의 연산시 연산된 값이 범람할 것으로 예상되는 지를 판단한다(S112).

상기에서 소정 횟수까지 연산된 값이 설정된 기준값을 초과하지 않아 최종 연산된 값이 수신 레벨을 초과하지 않을 것으로 판단되는 경우 카운터를 1 증가시켜 상기한 동작을 반복적으로 수행하고, 95회까지의 연산시 연산된 결과가 수신 레벨을 초과하여 오버 플로워가 발생될 것으로 예상되는 경우 현재까지 연산된 값을 1/2로 다운시킨 다음 카운터를 1 증가시켜 상기한 동작을 반복 수행한다(S113).

상기 게르첼 알고리즘에서 분모 부분인 역 순환 파트의 연산은 16비트의 정수로 저장되기 때문에 연산된 값의 변화폭은 최대 ox7FFF 에서 최대 oxFFF까지를 갖게 되며, 이중에서 ox7FFF가 가장 큰 양의 값이 된다.

따라서, 소정의 횟수 바람직하게는 16회 마다 연산된 값이 오버 플로워되는지를 예상하기 위한 기준값은 ox4000으로 설정하여 연산된 중간 값이 상기 설정된 ox4000 보다 큰 값인 경우 연산된 값을 1/2로 다운하며, 이러한 과정은 설정된 소정의 횟수, 바람직하게는 16회 마다 96회의 과정이 완료되는 시점까지 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가입자 단말기에서 입력되는 DTMF 신호의 주파수로부터 가입자가 선택한 디지트를 오인식하지 않고 안정되게 검출하므로 교환 시스템에서의 호 연결에 신뢰성이 제공된다.

또한, 입력되는 DTMF 신호의 주파수를 연산하는 과정에서 설정된 주기적으로 연산된 중간 값을 정산하므로 적은 에너지를 갖는 신호에 대하여 신뢰성있게 디지트 검출을 수행할 수 있어 교환 시스템의 설계에 편리성을 제공한다.

Claims (3)

1. 가입자 단말기로부터 새로운 DTMF 주파수가 입력되면, 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하는 과정과;

   상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과;

   상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수만큼 수행되지 않은 상태이면, 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행되었는 지를 판단하는 과정과;

   상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행된 상태이면, 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 지를 판단하는 과정과;

   상기 판단결과 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에는 상기 저장된 연산값을 소정의 비율로 분할시키는 과정이 상기 하나의 디지트 검출에 필요한 최종 횟수까지 반복 수행되도록 이루어지는 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 판단결과 상기 저장된 연산값이 기설정된 기준값을 초과하지 않은 경우에는,

   카운트 값을 증가시키고, 상기 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하는 과정 내지 상기 저장된 연산값을 소정의 비율로 분할시키는 과정이 반복 수행되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 판단결과 상기 역순환 파트의 주파수 값 연산이 중간 연산값을 검증하기 위해 설정된 소정 횟수만큼 수행되지 않은 경우에는,

   카운트 값을 증가시키고, 상기 역순환 파트의 주파수 값을 연산하여 저장하는 과정 내지 상기 저장된 연산값을 소정의 비율로 분할시키는 과정이 반복 수행되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 교환 시스템의 디 티 엠 에프 신호 검출방법.