KR930006543B1 - 디지틀 신호처리기를 이용한 r2mfc 수신방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지틀 신호처리기를 이용한 R2MFC 수신방법

제1도는 디지틀 신호처리기를 이용한 R2MFC 신호 수신장치의 구성 블럭도.

제2도는 본 발명의 R2MFC 신호 수신 기능 구성 블럭도.

제3도는 본 발명을 적용한 디지틀 신호처리기 내의 R2MFC 수신 프로그램 흐름도.

본 발명은 전자 교환기 내의 호처리 과정에서 통화로의 연결을 위해 사용되는 R2MFC(R2 Multi-Frequency Compelled) 신호의 수신 방법에 관한 것이다.

통신망과 교환기의 디지틀화와 함께 디지틀 신호처리 기술과 반도체 기술의 급속한 발전에 힘입어 고속 연산이 가능해진 디지틀 신호처리기(Digital Signal Processor; DSP)가 통신 및 교환기 분야에서 많이 응용되고 있다. 교환기에서의 신호처리 기술이 적용되는 R2MFC 수신장치 등의 각종 신호서비스장치를 디지틀 신호처리기로 구현한다면 다중화 개념을 적용할 수 있고, 부피의 감소, 신뢰도의 향상, 가격의 저렴화, 유지보수의 간편화 등의 장점이 있다.

이에 따라 본 발명은 펄스코드변조(Pulse Code Modulation ; PCM) 형태로 데이터를 교환기간에 상호 전송하는 R2MFC 신호 송수신 서비스 장치에서, R2MFC 신호를 수신 및 검출하기 위해 디지틀 신호처리기를 사용하여 제작된 R2MFC 수신장치 내의 디지틀 신호처리기가 수행하는 신호 검출 프로그램에 의하여 보다 효율적인 신호 검출이 가능한 디지틀 신호처리기를 이용한 R2MFC 수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 상기 디지틀 신호처리기 연결된 EP롬, 채널 다중화 회로, 입출력 메모리, 모니터, 리셋회로 및 국부발진기, 상기 입출력 메모리 및 모니터에 연결된 마이크로 콘트롤러, 상기 채널 다중화 회로 및 모니터에 연결된 타이밍 제어회로를 구비한 R2MFC 신호 수신장치에 있어서, 상기 디지틀 신호처리기 내에서 R2MFC 수신 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화하는 제1단계, 상기 제1단계 후 PCM 데이터가 입력되었는가를 판별하는 제2단계, 상기 제2단계 후 상기 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개 인가를 판별하는 제3단계, 및 상기 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개가 아닐 경우 입력된 PCM 데이터를 메모리 룩업 테이블 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고, 창함수를 곱하며, DFT 방식에 의한 전방 주파수 그룹의 주파수 성분별 폴 계산으로 전력 스펙트럼을 구한 후, 상기 제2단계로 반복 수행하는 제4단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

전자 교환기에서 통화로의 연결시 요구되는 신호 서비스 기능중, R2MFC 신호송수신 기능은 개별선신호방식(Channel associated signaling)을 사용하는 전자식 교환국 사이에 원활한 정보 교환을 수행하기 위해 사용되는데, 하기 표 1과 같이 음성대역(300~3,400Hz) 내의 6개의 주파수가 고주파수대와 저주파수대로 각각 구성된 전방(forward) 및 후방(backworad) 주파수들이 6C2 조합에 의해 구분되어진 신호코드 정보로서, 1부터 15까지 15종류의 전방 및 후방 신호코드 정보를 각각 나타내어 사용되며, 신호의 전송 신뢰도를 향상시키기 위해 연속 확인형(compelled) 방식으로 상호 전송하는데, 하나의 신호코드 정보를 전송 완료하기 까지의 싸이클(cycle)시간은 신호 전송의 지연을 막기 위해 120㎳로 규정하고 있다. 하기 표 1은 R2MFC 신호에 관한 주요 수신 규격표를 나타낸 것으로서, R2MFC 수신장치에 수신되는 R2MFC 신호가 제1도에 표시되어 있는 주요 수신 규격표를 나타낸 것으로서, R2MFC 수신장치에 수신되는 R2MFC 신호가 제1도에 표시되어 있는 규정된 요구조건에 부합되는 경우에만 신호코드 정보로서 검출하게 되는데, 동작주파수 범위가 '기준 주파수 ±10㎐이내'이고, 조합된 신호코드 정보의 구성 주파수별 수신된 전력 레벨이 -5에서 -35㏈m0 사이가 되어야 하고, -42㏈m0 이하인 경우에는 신호코드 정보로서 간주해서는 안된다. 또한 조합된 신호코드의 구성 주파수간 수신된 전력 레벨의 차이가 5에서 7㏈사이의 값을 가져야 하고, 신호코드 정보가 연속해서 지속될 때 40㎳ 이하시에 검출해야 하며, 신호코드 정보가 지속중 7㎳ 이하 동안 신호지속이 끊기는 현상인 신호 인터럽트가 발생시 이를 무시해야 한다.

[표 1]

제1도는 디지틀 신호처리기를 이용한 R2MFC 신호 수신장치의 구성 블럭도로서, 디지틀 신호처리기(5)를 중심으로 하여 EP(Erasable and Programmable)롬(3)(4), 채널 다중화 회로(6), 입출력 메모리(2), 타이밍 제어회로(10), 마이크로 콘트롤러(1), 모니터(7), 리셋 회로(9) 및 국부 발진기(8)로 구성되어 있으며, 타임 스위치장치로부터 동기신호(FS)와 클럭신호(CLK)에 맞추어 입력되는 PCM 데이터를 디지틀 신호처리기(5)가 수신하고 신호코드 정보를 검출한 후, 해당 신호코드 정보를 입출력 메모리(2)를 통해 마이크로 콘트롤러(1)에게 알려주면 마이크로 콘트롤러(1)가 이 정보를 수신된 채널별로 정리해서 제어장치에게로 전송한다.

여기서 마이크로 콘트롤러(1)는 디지틀 신호처리기(5)에서 검출된 신호코드 정보가 쓰여진 입출력 메모리(2)로부터 이를 읽어와서 수신된 채널별로 정리하여 제어장치로 전송하는 기능과 모니터(7)를 통해서 수신장치의 동작상태를 감시하여 고장이 발생하면 리셋회로(9)를 구동시켜 디지틀 신호처리기(5)를 재동작 시키는 기능을 수행하고, 입출력 메모리(2)는 디지틀 신호처리기(5)와 마이크로 콘트롤러(1) 사이의 통신을 위한 통신 영역을 제공하고, 디지틀 신호처리기(5)는 채널 다중화 회로(6)를 통해서 입력되는 PCM 데이터를 수신하여 EP롬(3)(4)에 내장된 신호 수신 프로그램에 의해 신호코드 정보를 검출한 후, 이 정보를 입출력메모리(2)로 보내는 기능을 수행하는데, 국부발진기(8)는 디지틀 신호처리기(5)의 동작에 필요한 클럭 주파수를 제공해 주고, EP롬(3)(4)에는 디지틀 신호처리기(5)가 수행하는 신호 수신 프로그램을 내장하고 있으며, 리셋 회로(9)는 마이크로 콘트롤러(1)로부터 신호를 받아 디지틀 신호처리기(5)의 동작을 리셋시키는 기능을 하고, 채널 다중화 회로(6)는 타이밍 제어회로(10)로부터 신호를 받아 타임 스위치장치에서 입력되는 PCM 데이터를 디지틀 신호처리기(5)가 수신하여야 할 채널에 해당되는 PCM 데이터만을 디지틀 신호처리기(5)로 보내는 기능을 제공하고, 타이밍 제어회로(10)는 타임 스위치장치로부터 FS와 CLK 신호를 받아서 채널 다중화 회로(10)와 모니터(7)에서 요구되는 신호를 생성하여 제공해 주며, 모니터(7)는 디지틀 신호처리기(7)와 타이밍 제어회로(10)에서 신호를 받아 수신장치의 동작상태를 감시하여 감시된 결과를 마이크로 콘트롤러(1)에게 제공하는 기능을 한다.

제2도는 본 발명의 R2MFC 신호 수신 기능 구성 블럭도로서, 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT) 방식에 의해서 R2MFC 신호를 검출하는 기능별 구성 블럭을 나타낸 것이다. R2MFC신호 검출 방식으로는 디지틀 필터(Digital Filter; DF) 방식과 DFT 방식이 이용되고 있는데, DF 방식은 DFT에 의한 방식보다 주파수 검출 특성이 우수한 장점은 있지만, R2MFC 신호 주파수 검출에는 예민한 주파수 특성을 필요로 하는 것이 아니라 주파수의 유무 판별만을 필요로 하며, 특히 사용되는 기준 주파수가 120㎐의 등간격으로 구분되어 있고 음성 등이 혼합되지 않기 때문에 본 특허에서는 공지의 DFT 방식 중 어떤 한 점에서의 값을 얻는데 효과적인 DFT 계산 방식으로써 계수도 작고, 충분히 빠른 시간내에 신호 분석이 가능한 괴첼(Goertzel) 방식에 의해서 신호를 검출하며, 디지틀 신호처리기(5)를 이용하여 공지의 괴첼 방식을 효과적으로 구현하는데 그 목적이 있다.

디지틀 신호처리기(5)는 R2MFC 신호의 PCM 데이터를 받아서 DFT 계산에 의해 주파수를 구분 및 검출하여 표 1에 표시된 신호 수신규격을 만족시키는 경우에만 해당 신호코드 정보로 변환하는데, 그 처리과정은 다음과 같다. R2MFC 입력 신호는 다주파 형태의 압축된 비선형 PCM 신호 데이터이므로 이를 선형 데이터로 변환한 후(11), 수신 신호의 스펙트럼(spectrum)에서 측파대(sidelobe)에 의한 간섭을 제거하여 주파수 분리 특성을 향상시키기 위해 창함수를 곱하고(12), 전방 주파수 성분별 스팩트럼 분석을 위해 먼저 폴(pole) 성분의 DFT를 계산하고(13), 이어서 제로(zero) 성분의 DFT를 계산하여 전방 주파수별 전력 레벨과 또한 계산된 전방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 전력을 구하며(15), 마찬가지로 후방 주파수 성분별 스팩트럼 분석을 위해 먼저 폴(pole) 성분의 DFT를 계산하고(14), 이어서 제로(zero) 성분의 DFT를 계산하여 후방 주파수별 전력 레벨과 또한 계산된 후방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 수신전력을 구한 후(16), 전방 및 후방 주파수 그룹별로 계산된 총 수신전력에 의해 하나의 주파수 그룹을 선택하고(17), 선택된 주파수 그룹에서 전체 수신전력, 신호대잡음비(Signal/Noise ratio), 주파수별 전력차 등 표 1에 명시된 수신 규격의 만족 여부를 검사하여 하나의 주파수쌍을 검출하고(18), 검출된 주파수쌍에 대해 표 1에 명시된 신호 지속시간과 신호 인터럽트 시간등의 조건을 검사하고 이를 만족시킨 유효 주파수쌍에 대해서만 해당 신호코드 정보로 최종 변환함으로써(19) R2MFC 신호를 수신 및 검출하는데, 여기서 신호 성분을 검출하기 위해 필요한 PCM 입력 데이터는 주파수 분해기능과 R2MFC의 싸이클 시간을 고려하여 133개를 사용한다.

제3도는 본 발명을 적용한 디지틀 신호처리기(5) 내의 R2MFC 수신 프로그램 흐름도로써, 제2도에 나타낸 신호 수신 기능 구성 블럭도에 따라 디지틀 신호처리기(5) 내에 구현한 프로그램 흐름도이며, 디지틀 신호처리기(5)는 이 프로그램을 수행하여 R2MFC 신호를 수신하게 되는데, 그 수행과정은 아래와 같다.

먼저 전원을 켜면 프로그램이 수행되기 시작하여, 디지틀 신호처리기(5) 내에서 R2MFC 신호 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화하고(20), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5) 안으로 입력되었는가를 계속해서 검사하고 있다가(21) PCM 데이터가 입력되었으면, 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개 인가를 검사한 후(22), 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개가 아니면 입력된 PCM 데이터를 메모리 룩업 테이블(look-up table) 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고(23), 창함수를 곱하며(25), DFT방식에 의한 전방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 폴 계산으로 전력 스펙트럼을 구하고(25), 이어서 DFT방식에 의한 후방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 폴 계산으로 전력 스펙트럼을 구한 후(26), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5) 안으로 입력되었는가를 계속해서 검사하는 단계(21)로부터 반복 수행한다.

그러나 상기의 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개인가를 검사한 후(22), 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개이면, 먼저 DFT 방식에 의한 전방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 제로 계산으로 주파수별 전력을 구하고 아울러 계산된 전방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 수신전력을 구하며(27), 후방 주파수 그룹에 대해서도 마찬가지 방법으로 DFT 방식에 의한 후방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 제로 계산으로 주파수별 전력을 구하고 아울러 계산된 후방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 수신전력을 구한 후(28), 전방 및 후방 주파수 그룹별로 계산된 총 수신전력에 의해 하나의 주파수 그룹을 선택하고(29), 선택된 주파수 그룹에서 전체 수신전력, 신호대잡음비, 주파수별 전력차 등 수신규격의 만족 여부를 검사하여 하나의 주파수쌍을 검출하여(30), 검출된 주파수쌍을 신호코드 정보로 변환하고(31), 동일 신호코드로 연속하여 2번 검출 되었는가를 검사한다(32). 검사 결과 2번 연속해서 동일한 신호코드 정보가 검출되었으면, 표 1에 명시된 수신 규격을 만족시킨 유효 주파수쌍을 갖는 신호코드 정보로 판별하여 디지틀 신호처리기(5) 밖으로 출력하여 입출력 메모리(2)에 보내지만 (33) 검사 결과 2번 연속해서 동일한 신호코드 정보가 검출되지 않았으면, 계속해서 R2MFC 신호 검출을 위한 관련 초기값을 셋트시키고(34), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5) 안으로 입력되었는가를 계속해서 검사는 단계(21)부터 반복 수행한다.

상기와 같이 R2MFC 신호를 수신 및 검출하기 위해, 디지틀 신호처리기를 사용하여 제작된 R2MFC 수신장치에서 디지틀 신호처리기 내의 신호 검출 프로그램으로 수행되는 디지틀 신호처리기를 이용한 R2MFC 수신방법에 의하면 보다 효율적인 신호 검출이 가능하고, 디지틀 신호처리기 내의 신호 검출 프로그램에 의해서 R2MFC 수신 기능이 구현되기 때문에, 추가적인 기능의 보완시 하드웨어의 변경없이 프로그램의 변경만으로 용이한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 디지틀 신호처리기(5) 상기 디지틀 신호처리기(5)에 연결된 EP롬(3)(4), 채널 다중화 회로(6), 입출력 메모리(2), 모니터(7), 리셋회로(9) 및 국부발진기(8), 상기 입출력 메모리(2) 및 모니터(7)에 연결된 마이크로 콘트롤러(1), 상기 채널 다중화 회로(6) 및 모니터(7)에 연결된 타이밍 제어회로를 구비한 R2MFC 신호 수신장치에 있어서, 상기 디지틀 신호처리기(5) 내에서 R2MFC 수신 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화(20)하는 제1단계, 상기 제1단계 후 PCM 데이터가 입력되었는가를 판별하는 제2단계; 상기 제2단계 후 상기 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개 인가를 판별(22)하는 제3단계, 및 상기 입력된 PCM 데이터 갯수가 133개가 아닐 경우 입력된 PCM 데이터를 메모리 룩업 테이블 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고(23), 창함수를 곱하며(25), DFT 방식에 의한 전방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 폴 계산으로 전력 스펙트럼을 구한 후(26), 상기 제2단계로 반복 수행하는 제4단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 R2MFC 신호 수신방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서 상기 PCM 데이터 갯수가 133개일 경우, DFT 방식에 의한 전방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 제로 계산으로 주파수별 전력을 구하고 아울러 계산된 전방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 수신전력을 구하며(27), 후방 주파수 그룹에 대해서도 마찬가지 방법으로 DFT방식에 의한 후방 주파수 그룹의 각 주파수 성분별 제로 계산으로 주파수별 전력을 구하고 아울러 계산된 후방 주파수 성분별 전력을 모두 합한 총 수신전력을 구한 후(28), 전방 및 후방 주파수 그룹별로 계산된 총 수신전력에 의해 하나의 주파수 그룹을 선택하고(29), 선택된 주파수 그룹에서 전체 수신전력, 신호대잡음비, 주파수별 전력차 등 수신 규격의 만족 여부를 검사하여 하나의 주파수쌍을 검출하여(30), 검출된 주파수쌍을 신호코드 정보로 변환하고(31), 동일 신호코드로 연속하여 2번 검출되었는가를 검사하여(32), 검사 결과 2번 연속해서 동일한 신호코드 정보가 검출되었으면, 수신규격을 만족시킨 유효 주파수쌍을 갖는 신호코드 정보로 판별해서 디지틀 신호처리기(5) 밖으로 출력하여 입출력 메모리(2)에 보내지만(33) 검사결과 2번 연속해서 동일한 신호코드 정보가 검출되지 않았으면, 계속해서 R2MFC 신호 검출을 위한 관련 초기값을 셋트시키고(34), 상기 제2단계부터 반복 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 R2MFC 신호 수신방법.