KR930006544B1 - Method of dtmf receiving in use digital signal processor - Google Patents

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Abstract

The method is for receiving dual tone multi-frequency signal (DTMF) generated by push-botton phone using a digital signal processor (DSP) and DTMF signal detection program. The method comprises the steps of: (A) initializing data of DTMF signal detection program; (B) checking PCM data input and discriminating that the number of PCM data is 54; (C) discriminating that the current process is a pre-process or post-process when the number of PCM data is not 54; (D) converting input PCM data into linea data using a look-up table, scaling the linear data to prevent overflow, filtering the linea data using lowpass filter, converting the linear data into rectangular wave signal; (E) processing the step (D) for high frequency band using a high-pass filter and a high frequency limiter; and (F) repeating the step (B) to (E).

Description

디지틀 신호처리기를 이용한 DTMF 수신방법DTMF Receiving Method Using Digital Signal Processor

제1도는 디지틀 신호처리기를 이용한 DTMF 신호 수신장치의 구성 블럭도.1 is a block diagram of a DTMF signal receiving apparatus using a digital signal processor.

제2도는 본 발명의 DTMF 신호 수신 기능 구성 블럭도.2 is a block diagram of a DTMF signal receiving function of the present invention.

제3도는 본 발명을 적용한 디지틀 신호처리기 내의 DTMF 수신 프로그램 흐름도.3 is a flowchart of a DTMF receiving program in a digital signal processor to which the present invention is applied.

본 발명은 전자 교환기 내의 호처리 과정에서 통화로의 연결을 위해 사용되는 DTMF(Dual Tone Multi-Frequency)신호의 수신방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for receiving a dual tone multi-frequency (DTMF) signal used for connection to a call in a call processing process in an electronic exchange.

통신망과 교환기의 디지틀화와 함께 디지틀 신호처리 기술과 반도체 기술의 급속한 발전에 힘입어 고속 연산이 가능해진 디지틀 신호처리기(Digital Siganl Processor ; DSP)가 통신 및 교환기 분야에서 많이 응용되고 있다. 교환기에서의 신호처리 기술이 적용되는 DTMF 수신장치 등의 각종 신호서비스장치를 디지틀 신호처리기로 구현한다면 다중화 개념을 적용할 수 있고, 부피의 감소, 신뢰도의 향상, 가격의 저렴화, 유지보수의 간편화 등의 장점이 있다.Digital Siganl Processor (DSP), which has been able to operate at high speed thanks to the rapid development of digital signal processing technology and semiconductor technology along with digitalization of communication networks and exchanges, has been widely applied in communication and exchange fields. If you implement various signal service devices such as DTMF receiver with signal processing technology in exchange as digital signal processor, you can apply multiplexing concept, reduce volume, improve reliability, reduce price, simplify maintenance, etc. Has the advantage.

본 발명은 푸쉬버튼 전화기로 부터 입력되는 DTMF 신호가 교환기내에서 펄스코드변조(Pulse Code Modulation ; PCM) 형태로 변환된 데이터를 수신하는 DTMF 신호수신장치에 있어서, DTMF 신호를 수신 및 검출하기 위해 디지틀 신호처리기를 사용하여 제작된 DTMF 수신장치 내의 디지틀 신호처리기를 수행하는 신호 검출 프로그램에 의하여 보다 효율적인 신호 검출이 가능한 디지틀 신호 처리기를 이용한 DTMF 수신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a DTMF signal receiving apparatus for receiving data in which a DTMF signal input from a pushbutton telephone is converted into a Pulse Code Modulation (PCM) form in an exchange, and is used to receive and detect a DTMF signal. It is an object of the present invention to provide a DTMF reception method using a digital signal processor that enables more efficient signal detection by a signal detection program that performs a digital signal processor in a DTMF receiver manufactured using a signal processor.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 디지틀 신호 처리기, 상기 디지틀 신호 처리기에 연결된 EP 롬, 채널 다중화 회로, 입출력 메모리, 모니터, 리세회로 및 국부발진기, 상기 입출력 메모리 및 모니터에 연결된 마이크로 콘트롤러, 상기 채널 다중화 회로 및 모니터에 연결된 타이밍 제어회로를 구비한 DTMF 신호 수신 장치에 있어서, 상기 디지틀 신호 처리기내에 DTMF 신호 수신 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화하는 제1단계, 상기 제1단계후 PCM 데이터가 입력되었는가를 계속해서 검사하고 있다고 PCM 데이터가 입력되었으면, 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개 인가를 판별하는 제2단계, 상기 제2단계에서 PCM 데이터 갯수가 54개가 아닌 경우 전처리 혹은 후처리 과정 인가를 판별하는 제3단계, 및 상기 제3단계에서 전처리 과정으로 판별되면 입력된 PCM데이터를 받아들여 메모리 룩업 테이블 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고, 오버플로우 방지를 위한 스케일링을 수행한 후, 저주파수군을 분리하기 위해 저주파수군 대역통과필터를 이용한 필터링을 수행하고, 이어서 이를 통과한 저주파수군 정보에 대해 저주파수군 리미터를 통하여 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는 구형파 신호로 변환하며, 고주파수군에 대해서도 마찬가지 과정을 수행하는데, 고주파수군을 분리하기 위해 고주파수군 고역통과필터를 이용한 필터링을 수행하고, 이어서 이를 통과한 고주파수군 정보에 대해 고주파수군 리미트를 통하여 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는 구형파 신호로 변환하고 나서, 진폭이 리미트된 고주파수군 신호는 주파수에 맞추어져 있는 4개의 고역통과필터를 통과하는 전처리 수행과정을 거친후, 상기 제2단계부터 반복 수행하는 제4단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a digital signal processor, an EP ROM connected to the digital signal processor, a channel multiplexing circuit, an input / output memory, a monitor, a reset circuit and a local oscillator, a microcontroller connected to the input / output memory and a monitor, and the channel multiplexing. A DTMF signal receiving apparatus having a timing control circuit connected to a circuit and a monitor, the DTMF signal receiving apparatus comprising: a first step of initializing various data contents necessary for a DTMF signal receiving program to be executed in the digital signal processor; If the PCM data is inputted, the PCM data is continuously checked. If the PCM data number is 54, the pre-processing or post-processing process is approved if the PCM data is not 54. A third step of determining and a preprocessing step in the third step If it is determined, the received PCM data is converted into linear data by the memory lookup table method, scaling to prevent overflow, filtering using a low frequency band bandpass filter to separate the low frequency band, Subsequently, the low-frequency group information is passed through the low-frequency group limiter to a square wave signal with a uniform amplitude regardless of the power level of the input signal, and the same process is performed for the high-frequency group. Filtering is performed using a group of high pass filters, and then the high frequency group information is converted into a square wave signal having a uniform amplitude regardless of the power level of the input signal through the high frequency group limit. Navy signals are frequency-matched After the pre-treatment carried out while passing through a high-pass filter coarse, characterized in that and a fourth step of performing the first iteration from step 2.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

전자 교환기에서 통화로의 연결시 요구되는 신호 서비스 기능중, DTMF 신호 수신 기능을 푸쉬버튼 가입자로부터 발생되는 DTMF 신호를 수신하여 가입자의 숫자 정보를 검출하기 위해 사용되는데, 하기 표1같이 음석대역(300~3,400㎐) 내의 고주파수군과 저주파수군에 각각 4개의 주파수로 구성된 서로 배타적인 두주파수 그룹으로 부터 하나씩 발췌된 2개의 정현파의 합성파들로서 디지트 숫자 정보인 0에서 15까지의 특수 디지트 정보인 * .#, A, B, C, D등 총 16종류의 다이얼링 디지트를 표시한다. 하기표1은 DTMF신호에 관한 주요 수신 규격표를 나타낸 것으로서, DTMF 수신장치에 수신된 DTMF 신호가 제1도에 표시 되어 있는 규정된 요구조건에 부합되는 경우에만 디지트 정보로서 검출하게 되는데, 동작주파수 범위가 '기준 주파수±1.5%이내'이고, 조합된 디지트정보의 구성 주파수별 수신된 전력레벨이 -3에서 -24dBmO사이가 되어야 하고, 포함된 디지트 구성주파수간 수신된 전력 레벨의 차이가 -8에서 +4dB사이의 값을 가져야 하고, 신호 지속시간이 24에서 40㎳ 이내와 디지트간 지속시간이 40㎳이상일 때에만 완전한 디지트 정보로서 판별한다. 그러나 주파수 범위가 '기준 주파수×3.5% 이상'이거나, 조합된 디지트 정보의 구성 주파수별 수신된 전력 레벨이 -29dBmO 이하일 경우에는 디지트 정보로서 검출하지 말아야 하는데, 신호 지속중 10㎳ 이하 동안 신호 지속이 끊기는 현상인 신호 인터럽트가 발생시 이를 무시해야 한다.Among the signal service functions required for connection from the electronic exchange to the call, the DTMF signal receiving function is used to receive the DTMF signal generated from the pushbutton subscriber and detect the numeric information of the subscriber, as shown in Table 1 below. Two sine waves, one from two mutually exclusive frequency groups consisting of four frequencies in each of the high and low frequency groups of ~ 3,400 Hz), which are special digit information from 0 to 15. 16 types of dialing digits are displayed, such as #, A, B, C, and D. Table 1 below shows the main reception standard table for DTMF signals, which are detected as digit information only when the DTMF signal received by the DTMF receiver meets the specified requirements shown in FIG. Is within the reference frequency ± 1.5%, and the received power level for each constituent frequency of the combined digit information must be between -3 and -24 dBmO, and the difference in the received power level between the digit constituent frequencies included is -8. It should have a value between + 4dB and discriminate as complete digit information only when the signal duration is within 24 to 40 ms and the inter-digit duration is more than 40 ms. However, if the frequency range is 'reference frequency × 3.5% or more' or the received power level for each component frequency of the combined digit information is less than -29 dBmO, it should not be detected as digit information. It should be ignored when a signal interrupt occurs, which is a break.

[표 1]TABLE 1

제1도는 디지틀 신호처리기를 이용한 DTMF 신호 수신장치의 구성 블럭도로서, 디지틀 신호처러기(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 디지트 정보를 검출한 후, 해당디지트 정보를 입출력 메모리(2)를 통해 마이크로 콘트롤러(1)에게 알려주면 마이크로 콘트롤러(1)가 이 정보를 수신된 채널별로 정리해서 제어장치에게로 전송한다.FIG. 1 is a block diagram of a DTMF signal receiving apparatus using a digital signal processor, wherein the EP (Erasable and Programmable) ROM (3) (4), the channel multiplexing circuit (6), It consists of input / output memory (2), timing control circuit (10), microcontroller (1), monitor (7), reset circuit (9) and local oscillator (8). The digital signal processor 5 receives the PCM data input in accordance with the clock signal CLK, detects the digital information, and informs the microcontroller 1 of the corresponding digital information through the input / output memory 2. 1) organizes this information for each received channel and sends it to the controller.

여기서 마이크로 콘트롤러(1))는 디지틀 신호처리기(5)에서 검출된 디지트 정보가 쓰여진 입출력 메모리(2)로 부터 이를 읽어와서 수신된 채널별로 정리하여 제어장치로 전송하는 기능과 모니터(7)를 통해서 수신장치의 동작상태를 감시하여 고장이 발생하면 리셋 회로(9)를 구동시켜 디지틀 신호처리기(5)를 재동작시키는 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 디지트 정보를 검출한 후, 이 정보를 입출력 메모리(2)로 보내는 기능을 수행하는데, 국부 발진기(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 다중화회로(6)는 타이밍 제어회로(10)로 부터 신호를 받아 타임 스위치 장치에서 입력되는 PCM 데이터를 디지틀 신호처리기(5)가 수신하여야 할 채널에 해당되는 PCM 데이터만을 디지틀 신호처리기(5)로 보내는 기능을 제공하고, 타이밍 제어회(10)는 타임 스위치 장치로 부터 FS와 CLK신호를 받아서 채널 다중화 회로(10)와 모니터(7)에서 요구되는 신호를 생성하여 제공해 주며, 모니터(7)는 디지틀 신호처리기(5)와 타이밍 제어회로(10)에서 신호를 받아 수신장치의 동작상태를 감시하여 감시된 결과를 마이크로 콘트롤러(1)에게 제공하는 기능을 한다.Here, the microcontroller 1 reads from the input / output memory 2 in which the digital information detected by the digital signal processor 5 is written, and organizes the received data by the received channels and transmits them to the controller and the monitor 7. The operation state of the receiving apparatus is monitored and if a failure occurs, the reset circuit 9 is driven to perform the function of reactivating the digital signal processor 5, and the input / output memory 2 is the digital signal processor 5 and the microcontroller. (1) providing a communication area for communication between the digital signal processor (5) receives the PCM data input through the channel multiplexing circuit (6) and a signal receiving program embedded in the EP ROM (3) (4) The digital oscillator detects the digit information by the digital signal and transmits the information to the input / output memory 2, and the local oscillator 8 provides the clock frequency necessary for the operation of the digital signal processor 5, 3) (4) includes a signal receiving program executed by the digital signal processor 5, and the reset circuit 9 receives a signal from the microcontroller 1 to reset the operation of the digital signal processor 5; The channel multiplexing circuit 6 receives a signal from the timing control circuit 10 and receives only the PCM data corresponding to the channel to which the digital signal processor 5 should receive the PCM data input from the time switch device. (5), the timing control circuit 10 receives the FS and CLK signal from the time switch device to generate and provide the signals required by the channel multiplexing circuit 10 and the monitor (7), the monitor (7) receives a signal from the digital signal processor 5 and the timing control circuit 10 to monitor the operation state of the receiving device and to provide the monitored result to the microcontroller (1).

제2도는 본 발명의 DTMF 신호 수신 기능 구성 블럭도로서, 디지틀 필터(Digital Filter ; DF) 방식에 의해서 DTMF 신호를 검출하는 기능별 구성 블럭을 나타낸 것이다. DTMF 신호 검출 알고리즘은 복잡한 기술을 필요로 하며 아울러 교환기 분야에서 활발히 연구되고 있는 부분인데 그 이유는 기준 주파수간 간격이 정교성이 요구되고, 가입자 선로의 길이와 품질등이 균일하지 않음에 따라 수신 감도 범위가 넓게 확보되어야 하며, 특히 DTMF 신호와 함께 섞여서 수신될 수 있는 발신음(dial tone)혹은 음성 신호 등에 대해서 영향을 받지 않아야 한다는 점 등의 수신 규격이 까다롭기 때문이다. 지금까지 많은 시도가 이루어진 주요 알고리즘은 무한임펄스 응답(Infinite Impulse Response ; IIR)혹은 유한 임펄스 응답(Finte Impulse Response ; FIR)형 DF 방식, 이산 퓨리에 변환 (Discrete Fourier Transform ; DFT)계산방식, 편자기 상관계수(PARtial CORrelation ; PARCOR)성분 분석 방식, 영 횡차 카운터(zero-crossing counter)방식 등이 있는데, 본 특허에서는 공지의 DF 방식중 기존의 체계화된 아날로그 필터 방식의 수신 장치에서 실현된 성능을 그대로 구현할 수 있는 장점이 있으며, 감도가 높고 잡음 여유도가 좋을 뿐만 아니라 음성으로 인한 디지트 유사성(digit simulation)방지에 대한 성능이 양호하고, 또한 타 방식에 비하여 요구되는 메모리 용량이 적으며, 보다 빠른 연산 수행이 가능한 IIR 형 DF 방식에 의해서 DTMF 신호를 검출하며, 디지틀 신호처리기(5)를 이용하여 공지의 IIR 형 DF 방식을 효과적으로 구현하는데 그 목적이 있다.FIG. 2 is a block diagram of a DTMF signal reception function according to the present invention, and shows a functional block for detecting a DTMF signal by a digital filter (DF) method. DTMF signal detection algorithms require complex techniques and are being actively studied in the field of exchanges. The reason is that the range of receiving sensitivity is increased due to the elaboration of the spacing between reference frequencies and the uneven length and quality of subscriber lines. This is because the reception standard has to be secured widely, and in particular, the reception standard such as not to be affected by a dial tone or a voice signal that can be mixed with the DTMF signal is difficult. The main algorithms that have been tried so far are Infinite Impulse Response (IIR) or Finite Impulse Response (FIR) type DF method, Discrete Fourier Transform (DFT) calculation method, horseshoe correlation There is a method for analyzing a component (PARtial CORrelation (PARRCOR)), a zero-crossing counter method, etc. In this patent, among the known DF methods, the performance realized in a receiver of a conventional analog filter method can be implemented as it is. It has the advantages of high sensitivity, high noise margin, good performance in preventing digit simulation due to voice, less memory than other methods, and faster operation. A DTMF signal is detected by this possible IIR type DF method, and a known IIR type DF using a digital signal processor 5 is used. There is a way to effectively implement its objectives.

디지틀 신호처리기(5)는 DTMF 신호의 PCM 데이터를 받아서 DF방식에 의해 주파수를 구분 및 검출하여 표 1에 표시된 신호 수신 규격을 만족시키는 경우에만 해당 디지트 정보로 변환하는데, 그 처리과정은 다음과 같다. DTMF입력 신호는 다주파 형태의 압축된 비선형 PCM 신호 데이터이므로 이를 선형 데이터로 변환한후(11), 수신 신호의 필터링 계산결과가 디지틀 신호처리기(5)의 계산범위를 초과하는 현상이 오버플로우(overflow)방지를 위하여 선형데이터로 변환된 값을 일정한 비율로 감쇄시키는 기능인 스케일링(scaling)과정을 거쳐(12) 저주파수군과 고주파수군을 먼저 분리하기 위한 저주파수군 대역통과필터(band pass filter)(13)와 고주파수군 고역통과필터(high pass filter)(14)를 각각 통과시키고, 이를 통과한 각자의 주파수군 정보는 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는구형파 신호를 생성하도록 저주파수군 리미터(limiter)(15)와 고주파수군 리미터(16)를 거치는데, 리미터(15)(16)은 전달 특성이 비교기인 것으로서 이를 사용함으로써 수신장치의 동작 수신 범위를 넓힐 뿐만 아니라 음성 및 소음등에 의한 디지트 유사성에 따른 판정 오류를 방지시켜 준다. 진폭이 리미트된 각 주파수군 신호는 주파수군별로 기준 주파수에 맞추어져 있는 4개의 대역통과필터(17)(18)를 각각 통과하고, 이어서 레벨 검출기(19)(20)에 입력되어 각 주파수군 별로 하나씩의 주파수를 검출하며, 검출된 신호 주파수 성분에 대하여 신호전력, 신호대잡음비(Signal/Noise ratio), 두 주파수간 수신된 전력차등에 따라 하나의 신호 주파수쌍을 검출하고, 타이밍 제어로직(21)에서 주파수쌍의 지속시간과 디지트간 지속 시간을 검사하여 표1에 명시된 규격을 모두 만족시킨 경우에만 하나의 완전한 디지트 정보로 판정해서 최종 변환하여 출력함으로써(22) DTMF 신호를 수신 및 검출하는데, 여기서 신호 성분을 검출하기 위해 필요한 PCM 입력 데이터의 갯수는 주파수 분해능과 DTMF의 수신 타이밍 조건을 고려하여 54개를 사용한다.The digital signal processor 5 receives PCM data of the DTMF signal, classifies and detects frequencies by the DF method, and converts them into corresponding digital information only when the signal reception standard shown in Table 1 is satisfied. The processing is as follows. . Since the DTMF input signal is multi-frequency compressed nonlinear PCM signal data, after converting it into linear data (11), the phenomenon that the filtering calculation result of the received signal exceeds the calculation range of the digital signal processor 5 overflows ( In order to prevent overflow, the bandpass filter (13) separates the low frequency group and the high frequency group first through a scaling process (12). ) And a high frequency group high pass filter (14), respectively, and the frequency group information through the low frequency group limiter to generate a square wave signal having a uniform amplitude regardless of the power level of the input signal. (limiter) 15 and the high frequency group limiter 16, the limiter 15, 16 is a comparator with a transfer characteristic is used to use the receiver receiving operation range As well as it gives a widened to prevent a determination error of the digit similarity caused by voice and noise. Each frequency group signal whose amplitude is limited passes through four bandpass filters 17 and 18, which are adjusted to the reference frequency for each frequency group, and is then input to the level detectors 19 and 20, for each frequency group. One frequency is detected, and one signal frequency pair is detected according to signal power, signal / noise ratio, and power difference between two frequencies with respect to the detected signal frequency component, and the timing control logic 21 In order to receive and detect a DTMF signal by checking the duration of the frequency pair and the duration between digits, and determining the result as one complete digit information only after satisfying all the specifications specified in Table 1 (22), The number of PCM input data required to detect signal components is used in consideration of frequency resolution and DTMF reception timing conditions.

특히, DTMF신호 주파수쌍의 검출을 효율적으로 수행하기 위해 신호 레벨 검출기(19)(20)의 결과를 이용하는데, 현재 검출된 값을 저장하는 CU(CUrrent)버퍼와 바로 직전에 검출된 값을 저장하는 LA(LAst)버퍼를 두고, CU와 LA 버퍼에 저장된 값을 서로 비교하여 그 결과를 나타내는 카운터를 CNT(CouNTer)버퍼라 할 경우에, 매번 입력되는 PCM 데이터 샘플마다 신호 레벨 검출기(19)(20)를 통과한 주파수쌍에 대해, LA와 CU버퍼에 저장되어 있는 값이 동일한가를 비교한 후, 그 값이 동일하면 CNT 버퍼에 저장된 값을 하나 증가시키고, CU 버퍼에 저장된 값을 LA버퍼로 옮기며, 상기의 비교 결과 LA와 CU버퍼에 저장되어 있는 값이 서로 동일하지 않으면, CNT 버퍼에 저장된 값을 하나 감소시키고, CU 버퍼에 저장된 값을 LA버퍼로 옮기는 과정을 수행함으로써 신호 지속시 신호가 일시 중단하는 현상인 신호 인터럽트를 효율적으로 검사하여 DTMF 신호 주파수쌍의 검출 성능을 향상시킨다.In particular, the result of the signal level detectors 19 and 20 is used to efficiently detect the DTMF signal frequency pairs, and the CU (CUrrent) buffer which stores the currently detected value and the value detected immediately before are stored. In the case of a LA (LAst) buffer, a counter comparing the values stored in the CU and the LA buffer with each other and indicating the result is a CNT (CouNTer) buffer, the signal level detector 19 (for each PCM data sample that is input each time) 20) Compare the values stored in the LA buffer and the CU buffer for the pair of frequencies that passed through it, and if the values are the same, increase the value stored in the CNT buffer by one, and convert the value stored in the CU buffer to the LA buffer. If the values stored in the LA and CU buffer are not equal to each other as a result of the comparison, the signal is stored when the signal persists by reducing the value stored in the CNT buffer by one and moving the value stored in the CU buffer to the LA buffer. Pause It effectively checks signal interrupts, which are interruptions, to improve the detection performance of DTMF signal frequency pairs.

제3도는 본 발명을 적용한 디지틀 신호처리기(5) 내의 DTMF수신 프로그램의 흐름도로서, 제2도에 나타낸 신호 수신 기능 구성 블럭도에 따라 디지틀 신호처리기(5)내에 구현한 프로그램 흐름도이며, 다지틀 신호처리기(5)는 이 프로그램을 수행하여 DTMF 신호를 수신한다. 한편, 교환기망에서 음성 및 신호 데이터를 전송시 8㎑의 표본화 주파수를 사용하고 있는데. DTMF 신호 주파수의 구성이 2㎑이하로 구성되기 때문에 공지의 샘플링 이론(sampling theorem)에 의해 DTMF 신호 주파수의 수신기 표본화 주파수를 4㎑로 수행 가능하며, 본 특허에서는 8㎑로 입력되는 PCM 입력 데이터에 대해 디지틀 신호처리기(5)내에서 4㎑간격으로 PCM입력 데이터를 받아들여 이용한다. 이에 따라 DTMF 신호 수신기 신호검출을 위해 사용 가능한 시간이 8㎑ 표본화 주파수를 사용시 125㎲이던 것을 4㎑ 표본화 주파수를 사용함으로서 250μ로 되어 2배 증대시킬 수 있으므로 DTMF신호 검출을 보다 충분한 시간에 효율적으로 수행가능하며, 이를 이용하여 디지틀 신호처리기(5)내에서 수행되는 프로그램을 전처리 과정(pre processing)과 후처리 과정(post-processing)으로 나누어서 전처리 과정 처리시에만 PCM 입력 데이터를 받아들이도록 하는데 그 수행과정은 아래와 같다.3 is a flowchart of a DTMF receiving program in the digital signal processor 5 to which the present invention is applied, and is a program flowchart implemented in the digital signal processor 5 according to the signal receiving function configuration block shown in FIG. Processor 5 executes this program to receive DTMF signals. On the other hand, the exchange network uses a sampling frequency of 8 kHz for transmitting voice and signal data. Since the configuration of the DTMF signal frequency is 2 kHz or less, the receiver sampling frequency of the DTMF signal frequency can be performed at 4 kHz by a known sampling theorem, and in the present patent, the PCM input data input at 8 kHz is applied. In the digital signal processor 5, PCM input data are received and used at intervals of 4 ms. Accordingly, the time available for DTMF signal receiver signal detection can be doubled to 250μ by using 4㎑ sampling frequency, which is 125㎲ when using 8㎑ sampling frequency. By using this, the program executed in the digital signal processor 5 is divided into pre-processing and post-processing so that PCM input data is accepted only during the preprocessing process. Is shown below.

먼저 전원을 켜면 프로그램이 수행되기 시작하여, 디지틀 신호 처리기(5) 내에서 DTMF 수신 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화하고(23), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5) 안으로 입력되었는가를 계속해서 검사하고 있다가(24) PCM데이터가 입력되었으면, 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개 인가를 검사한 후(25), 임력된 PCM 데이터 갯수가 54개가 아니면 전처리 혹은 후처리 과정인가를 검사하는데(26), 전처리 과정으로 검사되면 입력된 PCM 데이터를 받아들여 메모리 룩업 테이블(look-up-table) 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고(27), 오버플로우 방지를 위한 스케일링을 수행한 후(28), 저주파수군을 분리하기 위해 저주파수군 대역통과필터(13)를 이용한 필터링을 수행하고(29), 이어서 이를 통과한 저주파수군 정보에 대해 저주파수군 리미터(15)를 통하여 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는 구형파 신호를 변환하며(30), 고주파수군에 대해 서도 마찬가지 과정을 수행하는데, 고주파수군을 분리하기 위해 고주파수군 고역통과필터(14)를 이용한 필터링을 수행하고(31), 이어서 이를 통과한 고주파수군 정보에 대해 고주파수군 리미터(16)를 통하여 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭 갖는 구형파 신호로 변환하고 나서(32), 진폭이 리미트된 고주파수군 신호는 기준 주파수에 맞추어져 있는 4개의 고역통과필터(18)를 통과하는(34) 등의 전처리 수행과정을 거친 후, PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5)안으로 입력되었는 가를 거친 후, PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5)안으로 입력되었는 가를 계속해서 검사하고 있는 단계(24)로부터 반복수행한다.When the power is first turned on, the program starts to be executed, and initializes various data contents necessary for the DTMF receiving program to be executed in the digital signal processor 5 (23), and checks whether PCM data has been input into the digital signal processor (5). If the PCM data is input continuously (24), then the number of PCM data entered is checked to be 54 (25), and if the number of force PCM data is not 54, it is checked whether it is pre-processing or post-processing. (26) If it is checked by the preprocessing process, it takes the input PCM data and converts it into linear data by the memory look-up-table method (27), and then performs scaling to prevent overflow (28). In order to separate the low frequency group, the low frequency group bandpass filter 13 is used for filtering (29), and then the low frequency group information is performed on the low frequency group information. Converts a square wave signal having a uniform amplitude irrespective of the power level of the input signal through the transmitter 15 (30), and performs the same process for the high frequency group, and the high frequency group high pass filter to separate the high frequency group (14) and then converting the high frequency group information through the high frequency group limiter 16 into a square wave signal having a uniform amplitude regardless of the power level of the input signal (32). ), The high frequency group signal of which the amplitude is limited passes through four high pass filters 18 that are set to the reference frequency (34), and then performs preprocessing, such as PCM data is input into the digital signal processor (5). After that, the process is repeated from step 24 for continuously checking whether the PCM data has been input into the digital signal processor 5.

그러나 상기의 전처리 혹은 후처리 과정인가를 검사하는 단계(26)에서, 후처리 과정으로 검사되면, 전처리 과정에 통과된 진폭이 리미트된 저주파수군 신호는 기준 주파수에 맞추어져 있는 4개의 대역통과필터(17)를 통과시키고(34), 이어서 고주파수군의 주파수별 대역통과 필터(18)를 통과하여 얻어진 결과를 이용하여 레벨 검출 방법에 의해 하나의 주파수를 검출하고(35), 마찬가지로 저주파수군의 주파수별 대역통과필터(17)를 통과하여 얻어진 결과에 의하여 레벨검출 방법에 의해 하나의 주파수를 검출하고 나서(36), 고주파수군과 저주파수군에서 각각 검출된 신호 주파수 성분에 대하여 신호전력, 신호대잡음비, 두 주파수간 수신된 전력차 등에 따라 하나의 신호 주파수쌍을 검울 및 구겅하는(37) 등의 후처리 수행과 정을 거친 후, PCM 데이터가 디지틀 신호 처리기(5)안으로 입력된었는가를 계속해서 검사하고 있는 단계(24)로부터 반복 수행한다.However, in the step 26 of checking whether the pre-processing or post-processing process is performed, the low-frequency group signal whose amplitude is passed in the pre-processing process is limited to four band pass filters that are set to the reference frequency. 17) and then one frequency is detected by the level detection method (35) using the result obtained by passing through the bandpass filter 18 for each high frequency group (35), and similarly for each frequency of the low frequency group. After detecting one frequency by the level detection method based on the result obtained by passing through the bandpass filter 17 (36), the signal power, signal-to-noise ratio, and two of the signal frequency components detected in the high frequency group and the low frequency group, respectively, After performing post-processing such as darkening and plotting one signal frequency pair (37) according to the received power difference between frequencies, etc., the PCM data is digital. It repeats from step 24 which is continuously checking whether it has been input into the signal processor 5.

그러나 상기의 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개 인가를 검사한 후(25), 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개이면 타이밍 제어로직(21)에서 주파수쌍의 지속 시간과 디지트간 지속 시간을 검사하고 나서(38), 다시 표1에 명시된 수신규격을 만족시키는 유효 주파수쌍인가를 검사하여(39) 유효 주파수쌍으로 검출되면, 이를 디지트 형태로 변화시켜 디지틀 신호처리기(5) 밖으로 출력하여 입출력 메모리(2)에 보내지만(40), 검사결과가 유효 주파수쌍으로 검출되지 않으면, 계속해서 DTMF 신호 검출을 위한 관련 초기값을 셋트시키고 (41), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5)안으로 입력되었는가를 계속해서 검사하는 단계(24)로부터 반복수행한다.However, after checking whether the number of input PCM data is 54 (25), and if the number of input PCM data is 54, the timing control logic 21 checks the duration of the frequency pair and the duration between digits. (38) In addition, if it is detected as an effective frequency pair that satisfies the reception standard specified in Table 1 (39), it is converted into a digit form and outputted out of the digital signal processor 5 to output an input / output memory (2). (40), but if the test result is not detected as a valid frequency pair, continue to set the relevant initial value for DTMF signal detection (41), and continue whether PCM data has been entered into the digital signal processor (5). The process is repeated from step 24 of inspection.

상기와 같이 DTMF 신호를 수신 및 검출하기 위해, 디지틀 신호처리기를 사용하여 제작된 DTMF 수신장치에서 디지틀 신호처리기 내의 신호 검출 프로그램으로 수행되는 디지틀 신호처리기를 이용한 DTMF 수신방법에 의하면 보다 효율적인 신호 검출기 가능하고, 디지틀 신호처리기 내의 신호 검출 프로그램에 의해서 DTMF 수신 기능이 구현되기 때문에, 추가적인 기능의 보완시 하드웨어 변경없이 프로그램의 변경만으로 용이한 장점이 있다.According to the DTMF reception method using a digital signal processor performed by a signal detection program in a digital signal processor in a DTMF receiver manufactured using a digital signal processor to receive and detect a DTMF signal as described above, a more efficient signal detector is possible. However, since the DTMF reception function is implemented by the signal detection program in the digital signal processor, there is an advantage that it is easy to change the program without changing the hardware when supplementing additional functions.

Claims (4)

디지틀 신호 처리기(5), 상기 디지틀 신호 처리기(5)에 연결된 EP롬(3)(4), 채널 다중화 회로(6), 입출력 메모리(2), 모니터(7), 리셋트회로(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 DTMF 신호수신 장치에 있어서 ; 성기 디지틀 신호 처리기(5)내에서 DTMF 신호 수신 프로그램이 수행되기 위해 필요한 각종 데이터 내용들을 초기화(23)하는 제1단계, 상기 제1단계후 PCM 데이타가 입력되었는가를 계속해서 검사하고 있다가(24) PCM 데이터가 입력되었으며, 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개가 인가를 판별하는 제2단계, 상기 제2단계에서 PCM 데이터 갯수가 54개가 아닌 경우 전처리 혹은 후처리 과정인가를 판별하는 제3단계, 및 상기 제3단계에서 전처리 과정으로 판별되면 입력된 PCM 데이터를 받아들여 메모리 룩업 테이블 방식에 의해 선형 데이터로 변환하고(27), 오버플로우 방지를 위한 스케일링을 수행한 후(28), 저주파수군을 분리하기 위해 저주파수군 대역통과필터(13)를 이용한 필터링을 수행하고(29), 이어서 이를 통과한 저주파수군 정보에 대해 저주파수군 리미터(15)를 통하여 입려신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는 구형파 신호로 변환하며(30), 고주파수군에 대해서도 마찬가지 과정을 수행하는데, 고주파수군을 분리하기 위해 고주파수군 고역통과필터(14)를 이용한 필터링을 수행하고(31), 이어서 이를 통과한 고주파수군 정보에 대해 고주파수군 리미터(16)를 입력신호의 전력 레벨에 무관하게 균일한 진폭을 갖는 구형파 신호로 변환하고 나서(32), 진폭이 리미트된 고주파수군 신호는 주파수에 맞추어져 있는 4개의 고역통과필터(18)를 통과하는(34) 전처리 수행과정을 거친후, 상기 제2단계부터 반복수행하는 제4단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 DTMF 수신방법.A digital signal processor (5), an EP ROM (3) (4) connected to the digital signal processor (5), a channel multiplexing circuit (6), an input / output memory (2), a monitor (7), a reset circuit (9), and A DTMF signal receiving apparatus having a local oscillator 8, a microcontroller 1 connected to the input / output memory 2 and a monitor 7, a timing control circuit connected to the channel multiplexing circuit 6 and a monitor 7 In; In the genital digital signal processor 5, it is continuously checked whether PCM data has been input after the first step of initializing (23) various data contents required for the DTMF signal receiving program to be executed (24). A second step of determining whether 54 pieces of PCM data are input; a third step of determining whether the PCM data is pre-processing or post-processing if the number of PCM data is not 54; and If it is determined as the preprocessing step in the third step, the input PCM data is received and converted into linear data by the memory lookup table method (27), after scaling to prevent overflow (28), and the low frequency group is separated. In order to perform filtering using the low frequency group band pass filter 13 to perform the filtering, the low frequency group limiter 15 is passed through the low frequency group information. By converting into a square wave signal having a uniform amplitude irrespective of the power level of the incoming signal (30), the same process is performed for the high frequency group, and filtering using the high frequency group high pass filter 14 to separate the high frequency group. (31), and then convert the high frequency group limiter 16 into a square wave signal having a uniform amplitude irrespective of the power level of the input signal for the high frequency group information passed through it (32). DTMF characterized in that the high frequency group signal is provided with a fourth step of repeating the second step after the preprocessing process (34) passing through the four high pass filters 18 that are set to the frequency (34) Receive method. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서 상기 입력된 PCM 데이터 갯수가 54개 이면 검출된 주파수쌍의 지속타이밍을 검사고 수신규격을 만족시키는 유효 주파수쌍인가를 검사하여(39)유효 주파수쌍으로 검출되면, 이를 디지트 형태로 디지틀 신호처리기(5) 밖으로 출력하여 입출력 메모리(2)에 보내지만(40), 검사결과가 유효 주파수쌍으로 검출되지 않으면, 계속해서 DTMF 신호검출을 위한 관련 초기값을 셋트시키고(41), PCM 데이터가 디지틀 신호처리기(5)안으로 입력되었는가를 계속해서 검사하는 제2단계부터 반복수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 DTMF 수신방법.The method according to claim 1, wherein in the second step, if the number of the input PCM data is 54, the continuous timing of the detected frequency pair is examined, and whether it is an effective frequency pair satisfying a reception standard is determined (39). If detected, it is output out of the digital signal processor 5 in digit form and sent to the input / output memory 2 (40). However, if the test result is not detected as an effective frequency pair, the associated initial value for DTMF signal detection is continued. And setting (41) and repeating from the second step of continuously checking whether the PCM data has been input into the digital signal processor (5). 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서 후처리 과정으로 검사되면, 천저리 과정에 통과된 진폭이 리미트된 저주파수군 신호는 기준 주파수에 맞추어져 있는 4개의 대역통과필터(17)를 통과시키고(34), 이어서 고주파수군의 주파수별 대역통과필터(18)를 통과하여 얻어진 결과를 이용하여 레벨 검출 방법에 의해 하나의 주파수를 출하고(35), 마찬가지로 저주파수군의 주파수별 대역통과필터(17)를 통과하여 얻어진 결과를 의하여 레벨 검출방법에 의해 하나의 주파수를 검출하고 나서(36), 고주파수군과 저주파수군에서 각각 검출된 신호 주파수 성분에 대하여 신호전력, 신호대잡음비, 두 주파수간 수신된 전력차 등에 따라 하나의 신호 주파쌍을 검출 및 구성하는(37) 등의 후처리 수행과정을 거친후, 상기 제2단계부터 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DTMF 수신방법.2. The method of claim 1, wherein, after the post-processing process is performed in the third step, the low-frequency group signal having a limited amplitude passed through the chirping process is passed through four band pass filters 17 that are set to a reference frequency ( 34) Then, one frequency is outputted by the level detection method using the result obtained by passing through the band pass filter 18 for each frequency of the high frequency group (35), and the band pass filter for each frequency of the low frequency group 17 as well. After detecting one frequency by the level detection method based on the result obtained by passing through (36), the signal power, the signal-to-noise ratio, and the received power difference between the two frequencies for the signal frequency components respectively detected in the high frequency group and the low frequency group After the post-processing process of detecting and configuring one signal frequency pair (37), etc., the method further includes repeating the operation from the second step. How to receive a DTMF. 제2항에 있어서, 유효 주파수쌍을 검출하는 과정에서 신호 지속시 신호가 일시 중단하는 현상인 신호인터럽트를 효율적으로 검사하여 DTMF 신호 주파수쌍의 검출 성능을 향상시키기 위해 신호 레벨 검출기(19)(20)의 결과를 이용하는데, 현재 검출된 값을 저장하는 CU 버퍼와 바로직전에 검출된 값을 저장하는 LA 버퍼를 두고, CU와 LA 버퍼에 저장된 값을 서로 비교하여 그 결과를 나타내는 카운터를 CNT 버퍼라 할 경우에, 매번 입력되는 PCM 데이터 샘플마다 신호 레벨 검출기(19)(20)를 통과한 주파수쌍에 대해, LA와 CU 버퍼에 저장되어 있는 값이 동일한가를 비교한 후, 그 값이 동일하면 CNT 버퍼에 저장된 값을 하나 증가시키고, CU 버퍼에 저장된 값을 LA 버퍼로 옮기며, 상기의 비교 결과 LA와 CU 버퍼에 저장되어 있는 값이 서로 동일하지 않으면, CNP 버퍼에 저장된 값을 하나 감소시키고, CU 버퍼에 저장된 값을 LA 버퍼로 옮기는 과정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DTMF 수신방법.3. The signal level detector (19) (20) according to claim 2, wherein the signal interrupt detector (19) (20) is used to efficiently check signal interrupts, which are signals which are temporarily suspended during signal detection in order to improve the detection performance of DTMF signal frequency pairs. A CU buffer that stores the currently detected value and a LA buffer that stores the immediately detected value, and compares the values stored in the CU and the LA buffer with each other and displays a counter indicating the result. In this case, for each pair of PCM data samples inputted, a comparison is made between the values stored in the LA buffer and the CU buffer for the frequency pairs passed through the signal level detectors 19 and 20. Increase the value stored in the CNT buffer by one, move the value stored in the CU buffer to the LA buffer, and if the values stored in the LA and the CU buffer are not identical to each other, store them in the CNP buffer. Decrease the value one and, DTMF reception method according to claim 1, further comprising performing a process to transfer the value stored in the buffer to the CU LA buffer.
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