KR900007713B1

KR900007713B1 - 전자 교환기의 r2 mfc 수신방식

Info

Publication number: KR900007713B1
Application number: KR1019870014040A
Authority: KR
Inventors: 백제인; 홍현아; 김덕환; 김영수
Original assignee: 재단법인 한국전자통신연구소; 경상현; 한국전자통신공사; 이우재
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1990-10-18
Also published as: KR890011296A

Abstract

내용 없음.

Description

전자 교환기의 R2 MFC 수신방식

제1도는 연속확인형 R2 신호 전송절차.

제2도는 R2 신호정보의 종류.

제3도는 R2 신호정보의 다주파 신호조합,

제4도는 R2 신호정보의 전송예.

제5도는 본 발명의 전자교환기의 개략 구성도.

제6도는 R2 MFC 수신장치의 구성도.

제7도는 괘첼 알고리즘의 흐름도.

제8도는 디지틀 여파기의 프로그램 흐름도.

제9도는 프로그램 동작 타이밍도.

제10도는 개선된 디지틀 여파기의 프로그램 흐름도.

제11도는 개선된 프로그램의 동작 타이밍도.

본 발명은 전자교환기 상호간의 정보교환을 위한 R2 MFC(Multi-Frequency Code)신호장치에서의 수신방식에 관한 것으로 특히 다주파 신호를 여러채널로 다중화 하고 펄스모드변조(PCM) 형태로 상호전송하는 신호장치에서 신호수신장치의 효과적인 신호검출을 위한 전자교환기의 R2 MFC 수신장치에 관한 것이다.

전자교환기의 R2 MFC 수신장치의 구현에 있어서 종래에는 전진방향 6개 주파수와 후진방향 6개 주파수의 12개 주파수에 대해 디지틀 여파처리하므로 디지틀 신호처리용 칩(chip) 당 4ch로 수신용량이 제한되는 문제점이 있었다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것인바, 교환기 사이의 R2 신호정보는 연속확인형 신호전송절차에 따라 교환되므로 양 교환기의 R2 신호 장치는 수신될 다주파 신호가 전진방향인지 후진 방향인지를 미리 알수 있다는 특징을 이용하여 R2 수신장치의 디지틀 여파기에서 매번 12종류의 주파수에 대해 스펙트럼을 모두 계산하는 대신 예상되는 방향의 6개 주파수 스펙트럼만을 계산하게 하여 디지틀 여파기에서 처리할 수 있는 수신 용량을 증대시킬 수 있도록 하였으며, 이를 위하여 디지틀 여파기는 신호 처리용 DSP(Digital Signal Processor) 칩(Chip)으로 구현하고 신호의 방향에 관한 정보를 상위 프로세서로 부터 수신한 후 전진방향과 후진방향 중에서 선택된 6개 주파수에 대해서만 주파수 스펙트럼을 계산하여 고정된 기준값과 비교함으로써 신호검출을 하도록 하였으며, 이와같이 하여 4ch로 수신용량이 제한되어 있는 R2 수신장치의 용량을 증대시키기 위하여 R2 신호 전송 절차상의 특징인 방향성을 이용함으로써 처리용량이나 신뢰도 경제성의 측면에서 보다 향상된 R2 수신장치를 구현할 수 있는 수신방식의 제공에 목적이 있다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 착신측 R2 신호장치와 발신측 R2 신호장치간에 R2 신호정보의 전송절차로서, 하나의 신호정보에 대한 연속확인형 신호전송절차를 나타내고 있으며 상기 발신측 R2 신호장치에서 특정 신호정보를 착신측으로 송출하였을때 상기 착신측 R2 신호장치는 이 신호를 수신검출한 후 수신응답용 R2 신호정보를 발신측에 보내면 발신측 신호장치는 이신호를 검출함으로써 특정 신호정보의 전달이 이루어졌음을 알고 이때까지 계속 송출하던 R2 신호정보의 송출을 중단하고, 착신측 신호장치는 R2 신호정보의 송출중단을 검출하게되면 이때까지 계속 송출하던 수신 응답용 R2 신호정보의 송출을 중단하게 되고 이 사실을 발신측 신호장치가 인식하므로서 하나의 R2 신호정보에 대한 전송이 완료된다.

이와같이 연속확인 형태로 전송되는 R2 신호정보의 종류는 제2도와 같은데 발신측에서 착신측으로 전달되는 전진방향 R2 신호는 발신가입자 어드래스정보인 15종의 그룹 I(Group I)과 발신가입자서비스 등급정보인 15종의 그룹II(Group II)로 되어있으며, 착신측에서 발신측으로 전달되는 후진방향 R2 신호는 R2 신호 전송절차 제어정보인 15종의 그룹 A와, 착신가입자 상태와 과금등의 정보를 나타내는 15종의 그룹 B로 되어 있어서 전체 60종의 R2 신호정보가 필요하며 상기 60종의 R2 신호정보는 정현함수로 표현되는 다주파신호 조합으로 구성되며 각각의 R2 신호정보에 대응되는 다주파 신호조합은 제3도와 같다.

상기 제3도를 살펴보면 발신측에서 착신측으로 전달되는 그룹 I 전진방향 R2 신호와 그룹 II 전진방향 R2 신호는 동일한 주파수 조합을 이용하며 6개의 대역내 주파수 중 에서 2개의 주파수 조합으로 표현되어 있고, 착신측에서 발신측으로 전달되는 후진방향 R2 신호로 별도의 6개 대역내 주파수 중에서 2개의 주파수 조합으로 표현되어 있으며 그룹 A와 그룹 B에 동일하게 적용되어 있다.

제4도는 인접 교환국 사이에서 발생된 국간호의 접속을 위해 다주파 신호조합으로 표현된 R2 신호정보를 교환하는 전형적인 R2 신호 전송절차로 발신 교환국에서 착신 교환국으로 중계선이 점유되어 통화로가 연결되면 발신측 R2 신호장치는 호 접속에 필요한 갯수만큼 그룹 I의 R2 신호정보를 사용하여 연속확인형 신호절차에 의해 착신측 R2 신호장치로 신호전송을 하며, 착신측 R2 신호장치는 호 접속에 필요한 마지막 R2 신호정보를 수신하였을 때 그룹변경을 위한 후진방향 R2 신호정보(A3)를 송출하고 발신측 신호장치는 이 신호를 검출한 후 발신 가입자의 등급을 나타내는 그룹 II의 전진방향 R2 신호정보를 송출한다.

마지막으로 착신측 신호장치는 착신가입자의 사용상태를 나타내는 그룹 B의 후진방향 R2 신호정보(B6 또는 B3)를 송출함으로써 호 접속을 위한 R2 신호정보 전송절차는 종료된다.

상기 제4도에서와 같이 각 교환국의 R2 신호장치는 특이한 신호 전송절차를 이용하여 상호 신호정보를 교환하는바, 발신측 R2 신호장치는 그룹 I와 그룹 II로 표현되는 전진방향 다주파 신호조합을 송출하고 상대룩그로부터는 그룹 A와 그룹 B의 후진방향 다주파 신호조합을 수신 처리하며 착신측 R2 신호장치는 후진방향 다주파 신호조합을 송출하고 전진방향 다주파 신호조합을 수신처리하는데 이점이 바로 R2 신호정보 전송절차의 특징이다.

이와같이 교환국사이에 R2 신호정보를 교환하기 위해 한정된 갯수의 정현함수로 표현되는 다주파 신호를 이용할 경우 각 교환국의 R2 신호장치는 신호전송절차에 맞추어 다주파 신호를 송신하고 수신하며, 일반적으로 다주파 신호의 송신을 위한 송신장치와, 수신을 위한 수신장치는 장치구현의 측면에서 수신장치가 복잡함으로 신호장치의 성능과 처리용량은 수신장치의 신호검출 용량에 따라 제한되는 실정이다.

이러한 R2 다주파 신호를 디지틀 형태로 수신처리하는 수신장치는 86,10,10 전화교환기의 R2 수신장치로 특허등록(등록번호21838)했으며, 또한 87,1,10 전자교환기의 R2 MFC 수신장치에서 특허출원(출원번호 87-128호)했으나 이러한 R2 수신장치는 여러 채널로 다중화되고 펄스코드 변조된 R2 다주파신호를 아날로그 변환없이 직접 수신하여 처리하므로 구성이 간단하여 가격이 낮아지는 장점이 있는 반면에 하나의 디지틀 여파기에서 전진방향 신호주파수 6개와 후진방향 신호주파수 6개의 12개 신호주파수를 모두 디지틀 여파처리하므로 처리용량이 제한되어 여러개의 디지틀 여파기가 필요하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 단점을 해결하기 위한 것으로 우선 제5도를 참조하면 전자교환기의 개략적인 구성도가 도시되어 있고 여기에서 R2 MFC 수신기(가)는 시분할스위치(나)의 입력단에 연결되고 R2 MFC송신기(다)는 상기 시분할 스위치(나)의 출력단에 연결되어(도면에 도시되지 않음) 전화교환국 사이의 중계선 정합회로(라)를 거쳐 타국교환기와 상호 R2 신호정보를 교환하게 되며 상기 R2 MFC 송수신기(가)(다)는 R2 신호절차 처리기(마)의 제어를 직접 받으며 R2 신호절차 처리기(마)는 교환제어용 처리기(바)의 제어를 받는다.

시분할 스위치(나)의 또다른 출력단은 자국 스위치망(사)과 연결한다.

제6도는 본 발명이 적용된 R2 MFC 수신기(가)의 개략적인 구성도로서 상기 제5도와 같이 R2 다주파신호는 중계선 정합회로(라)와 시분할 스위치(나)를 경유하면서 다수의 채널로 다중화되고 다중화된 직렬 PCM 입력 데이타의 비트속도는 2.048MHz 로 R2 MFC 수신기(가)에 입력된다. 여기서 직렬 PCM 입력분배장치(1)는 여러채널로 다중화되어 입력되는 PCM 입력 데이타를 다수개의 디지틀 여파기(2)∼(2n)에 분해하는 기능을 갖고 각각의 디지틀 여파기(2)∼(2n)는 모두 동일한데 직렬 PCM 입력분배장치(1)에 의해 분배된 R2 PCM 입력데이타를 수신한 후 디지틀 여파처리함으로써 제3도에서 보인바와같이 다주파 신호조합을 분리하며, 신호 판독부(3)는 각각의 디지틀 여파기(2)∼(2n)에서 검출된 다주파신호 조합정보를 상위의 R2 신호절차 처러기(마)에 전달하여 R2 신호정보 수신이 이루어지도록 하고, R2 다주파신호의 주파수 검출을 위한 디지틀 여파기(2)∼(2n)는 승산기를 내장하여 고속으로 연산을 할수 있는 디지틀 신호 처리기를 이용하여 구현되는데 수신된 R2 PCM 입력데이타에 대한 다주파 신호조합 검출은 전진바향과 후진방향을 모두 고려하여 전진방향 6종 과 후진방향 6종의 12종 주파수 성분에 대해서 각 주파수의 스펙트럼을 모두 계산한 다음 이들중 가장 큰 값의 주파수 스펙트럼에 대응되는 다주파신호조합 정보를 찾은 방식으로 이루어지며, 시분할 스위치(나)로부터 입력된 R2 다주파 신호는 디지틀 신호이므로 이것의 주파수 스펙트럼은 DFT(Discrete Fourier Transform)로 계산될 수 있으며 12종류의 주파수에 대한 스펙트럼을 계산하기 위해 괘첼(Goertzel) 알고리즘이 이용되었다. 제7도는 하나의 주파수에 대한 스펙트럼을 계산하기 위해 괘첼 알고리즘의 흐름도로서 2차 디지틀 필터의 전달함수 형태를 가지나, 전달 함수의 폴(Pole)부분과 제로(Zero)부분의 계산이 분리된 형태로 수행될 수 있으므로 계산량이 적은 장점이 있다.

제8도는 괘첼 알고리즘을 이용하여 각각의 디지틀 여파기(2)∼(2n)에서 12종류의 주파수 스펙트럼을 계산하고 이 값으로부터 R2 신호의 다주파 신호조합 정보를 찾는 일반적인 프로그램 흐름도 디지틀 여파기(2)∼(2n)는 먼저 전체장치를 초기 확인후(단계 10), 입력분배장치(1)로부터 R2 PCM 데이타를 받아들이고(단계 11), 이 R2 PCM 데이타 신호대 잡음비(SNR)를 개선하기 위해 대수적으로 압신(RCM 데이타를 압축하고 신장시킴)된 상태이므로 디지틀 연산에 적합하도록 선형화 되며 또한 주파수 스펙트럼을 계산할때 측파대의 억압비를 높여 주파수 분리특성이 우수해지도록 해밍 원도우 여파하며(단계 12), 이 선형화와 해밍윈도우 여파된 R2 PCM데이타는 전진방향과 후진방향의 12종 주파수에 대해 괘첼 알고리즘의 풀부분 연산이 수행되는데(단계 13) 다음 채널과(단계 14), 다음 데이타가 이력되는가를 확인하면서(단계 15) 133개의 R2 PCM 데이타에 의해 이와같은 연산이 완료되면 제로부분계산을 수행하되(단계 16), 다음 채널이 입력되는가를 확인하면서 모든 채널에 대해 수행하도록 하고(단계 17), 12종의 주파수에 대해 스펙트럼을 구하며, 이 값들을 비교함으로써 수신된 R2 신호의 다주파 신호조합정보를 검출하되(단계 18) 다음 채널인가를 확인하면서 입력된 모든 채널에 대해 검출한다(단계 19).

이와같이 제8도에서 알수 있듯이 12종의 주파수에 대한 풀부분 계산은 입력된 때 R2 PCM 데이타마다 수행되며 많은 계산량을 필요로 하고 있어 결국 각각의 디지틀 여파기(2)∼(2n)에서 처리할 수 있는 R2 신호의 채널용량은 R2 PCM 데이타를 입력한후 폭부분의 계산이 완료될때까지의 소요시간에 좌우된다.

32채널로 다중화된 R2 PCM 신호가 연속하여 입력되는 경우 제8도의 동작에 대한 타이밍도는 제9도와 같으며 상기 제9도에서 보듯이 특정채널의 PCM 신호를 입력하고 선형화와 해밍윈도우를 거친후 12주파수에 대한 괘첼 알고리즘의 폴부분 연산이 완료될때까지의 소요시간은 T=t2+t3+t4이며 T시간 이후에는 또다른 채널의 R2 PCM 신호에 대해 동일한 과정을 반복하므로 디지틀 여파기(2)∼(2n)의 처리용량 M은 125us/T보다 적은 채널을 수용할 수 있게 되며, 예를들어 디지틀 여파기(2)∼(2n)를 UPO 7720을 사용할 경우 소요명령어 갯수는 123개이고 연산수행 속도는 250ns이므로 T=123×250=30.75us가 된다. 따라서 채널용량 M은 125/30.7=4.07보다 적어야 하므로 최대 4개 채널까지 수용할 수 있게되고 4개 채널에 대해 133개의 R2 PCM 입력신호를 수신하여 12종의 주파수에 대한 폴부분을 계산한 후 제로부분 계산과 신호판정까지의 총 검출시간은 TT=t1+133 PCM 입력시간+t5=17.3ns소요된다.

이와같이 R2 다주파 신호장치는 PCM 다주파신호를 송출하는 송신장치보다 수신되는 PCM 다주파 신호로부터 해당 다주파 신호정보를 검출하는 수신장치가 휠씬 복잡하며 수신장치의 처리용량은 매 R2 PCM신호를 입력하고 선형화 및 윈도우 여파를 거친후 폴부분의 연산이 끝날때 까지의 계산량에 의해 좌우되며 그중에서도 주로 폴부분 연산 소요시간에 의해 결정됨을 알수 있다. 그러므로 폴부분의 계산량을 줄이는 것이 수신장치의 처리용량증대 방안임에 착안하고 R2 신호정보는 연속 확인형 신호전송절차에 따라 전송되므로 양 교환국간의 R2 신호장치는 수신될 R2 다주파 신호가 전진방향인지 후진방향인지를 미리 알 수 있다는 특징을 참고하여 R2 수신장치의 디지틀 여파기에서 매번 12종류의 주파수 스펙트럼을 모두 수행하는 대신 예상되는 방향의 6개 주파수 스펙트럼만을 계산하게 하여 하나의 디지틀 여파기에서 처리되는 채널용량을 증대시킬 수 있도록 하였다. 제10도는 이와같은 사실에 근거하여 R2 신호의 방향성을 이용한 개선된 디지틀 여파기(2)∼(2n)의 프로그램 흐름도로 전체적으로 제8도의 프로그램 흐름도와 일치하지만 신호의 괘첼 알고리즘 폴부분과 제로부분 주파수 스펙트럼을 계산하기 전에 각각 수신신호의 방향에 관한 정보를 판독하여(단계 13a), (단계 16a) 폴부분의 전진 6주파수(단계 13b)나 후진 6주파수(단계 13c)과 제로부분의 전진(단계 16b), 후진(단계 16c)의 해당방향의 6개 주파수에 대해서만 괘첼 알고리즘의 폴부분과 제로부분의 계산을 수행하는 특징을 갖는다.

제11도는 32채널의 R2 PCM 신호 입력된 경우 제10도의 프로그램 흐름도에 대한 타이밍도로, R2 PCM 신호를 입력하여 괘첼 알고리즘의 폴부분에 대한 계산이 완료될때까지의 소요시간 T는 T=t2'+t3'+t4'인데 제9도와 비교하면 t2=t2', t3=t3'이고 단지 괘첼 알고리즘의 폴부분 수행시간이 12개 주파수에서 6개주파수에 대한 연산시간만 소요되므로 +4＞+4'이 된다.

상기 제8도의 적용예에서와 같이 디지틀 여파기(2)∼(2n)를 UPD 7720을 사용할 경우 소요명령어 갯수는 81개이고 연산속도는 250ns이므로 소요시간은 T=81×250=20.25us가 된다. 따라서 개선된 디지틀 여파기가 처리할 수 있는 채널용량 M은 125/20 25=6.17보다 적은 범위이므로 최대 6개 채널까지 활용할 수 있게 되고 괘첼 알고리즘의 제로부분 계산에 대해서도 제8도의 경우에는 12주파수에 대해 모두 계산해야 하지만 제10도의 경우에는 R2 신호의 방향정보를 이용하여 6개 주파수에 대해서만 계산하므로 계산량의 감소를 가져오고 결국 R2 다주파 신호정보의 검출에 소요되는 총검출시간이 줄어드는 장점이 있다.

예를들어 여파기(2)∼(2n)를 UPD 7720으로 구현할경우 총 검출시간은 TT =t1'+133PCM 입력시간+t5'=17.18ns로 개선되었다.

상기한 바와같이 본 발명장치에 의하면 R2 신호전송절차의 방향에 관한 정보를 이용함으로써 수신신호의 다주파신호 정보를 검출하기 위해 신호의 주파수 스펙트럼을 계산할 때 발생가능한 특정방향의 6개 주파수에 대해서만 스펙트럼을 계산함으로써 디지틀 여파기(2)∼(2n)의 처리용량을 4채널에서 6채널로 50%정도 용량이 증대되었으며 아울러 총 신호검출 시간도 17.3ns에서 17.18ns로 0.12ms 만큼 향상되었고, 신호의 방향정보를 직접 이용함으로써 해당되지 않는 방향의 6개 주파수에 대해서는 처음부터 주파수 스펙트럼을 구하지 않으므로 R2 신호정보의 검출에 관한 신뢰도가 향상된 장점이 있는 것이다.

Claims

외부의 국간 중계선을 통하여 R2 신호정보를 상호 교환하는 중계선 정합회로(라)와, 중계선 정합회로(라)와 연결되어 R2 정보신호를 다수의 채널로 분주하여 PCM 입력 데이타로 출력하거나 역작용을 수행하는 시분할 스위치(나)와, 상기 시분할 스위치(나)의 입력단과 연결되어 PCM 입력데이타를 입력받아 여파처리 하면서 다주파처리하는 R2 수신기(가)와, 상기 시분할 스위치(나)의 출력단과 연결되어 자국의 R2 신호정보를 타국으로 전달하는 R2 송신기(다)와, 상기 R2 송, 수신기(가)(나)의 입출력 동작을 제어하는 R2신호절차 처리기(마)와, 상기의 R2 송, 수신기(가)(다), 시분할 스위치(나), 중계선 정합회로(라) 및 R2 신호절차처리기(마)의 동작을 제어하는 교환 제어용처리기(바)들로 구성하여 타국으로 부터의 R2 신호 정보를 입력받도록한 전지 교환기의 R2 MFC 수신방식.
제2항에 있어서, R2 MFC수신기(가)는 상기 시분할 스위치(나)로 부터의 다중화된 직렬 R2 PCM입력데이타를 역다중화하여 분해하는 PCM 입력분배장치(1)와, 상기 입력분배장치(1)로 부터 입력되는 역다중화된 R2 PCM 입력데이타를 선형화와 태밍 윈도우 여파하고 주파수 스펙트럼을 계산하는 다수의 디지틀 여파기(2)∼(2n)와, 상기 디지틀 여파기(2)∼(2n)로 부터 입력되는 주파수 스펙트럼을 기준값과 비교하여 신호판정을 수행하는 신호 판독주(3)들로 구성하여 R2 PCM 입력 데이타의 다주파 신호 조합정보를 검출하도록 한 전자교환기의 R2 MFC 수신방식.
제2항에 있어서, 디지틀 여파기(2)∼(2n)는 전체 장치를 초기화하는 단계와, R2 PCM 데이타를 입력받아 선형화와 해밍 윈도우 여파를 수행하는 단계와, 수신신호방향에 대한 정보를 판단하여 전진신호이면 전진 6주파수만 괘첼 알고리즘의 풀부분을 수행하되 다음 채널이 있는가와 다음의 데이타 입력이 있는 가를 확인하면서 선 채널에 대하여 수행하는 단계와, 다시 전,후진 방향을 판단하여 전진 6주파수 또는 후진 6주파수만 괘첼 알고리즘의 제로 부분을 모든 채널에 대해 수행하는 단계와, 모든 채널에 대하여 주파수의 스펙트럼을 구하여 기준값과 비교하면서 수신된 R2 신호 다주파신호 조합정보를 검출하는 단계들에 의해 신호판정이 빨리 수행되어 각 디지틀 여파기(2)∼(2n)의 수신용량이 증대되도록한 전자교환기의 R2 MFC 수신방식.