RU2291405C2 - Method and digital device for identification of tone signals in communication lines - Google Patents
Method and digital device for identification of tone signals in communication lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291405C2 RU2291405C2 RU2004122047/09A RU2004122047A RU2291405C2 RU 2291405 C2 RU2291405 C2 RU 2291405C2 RU 2004122047/09 A RU2004122047/09 A RU 2004122047/09A RU 2004122047 A RU2004122047 A RU 2004122047A RU 2291405 C2 RU2291405 C2 RU 2291405C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- signals
- arithmetic
- analog
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Telephonic Communication Services (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии и технике связи, например идентификации тональных сигналов для автоматического определения номера (АОН) телефона вызывающего абонента в коммутируемых каналах сетей передачи информации.The invention relates to communication technology and technology, for example, identification of tones for automatically determining the number (AON) of a caller’s telephone in switched channels of information transmission networks.
Известны способ и устройства на базе современного цифрового сигнального процессора (ДСП), которые предназначены для посылки сигнала запроса кодограммы АОН (500 Гц) по соединительной телефонной линии на городскую телефонную станцию (ГТС) и дистанционного приема в тональном диапазоне частот информации в двухчастотной тональной системе сигнализации DTMF (Dual-Tone Multifrequency), код "2 из 6", о номере и категории телефона вызывающего абонента методом "безынтервального пакета" [1].A known method and device based on a modern digital signal processor (DSP), which are designed to send a request signal code AON (500 Hz) via a telephone line to the telephone station (GTS) and remote reception in the tonal range of frequencies of information in a two-frequency tonal alarm system DTMF (Dual-Tone Multifrequency), code "2 of 6", about the number and category of the caller’s phone using the "interval-free package" method [1].
Недостатком известных АОН, появившихся на потребительском рынке с 1990 года в виде оконечного абонентского оборудования, являются сравнительно невысокие показатели определения номера вызывающего абонента при ухудшающих параметрах абонентских телефонных линий (неравномерность затухания и перекос АЧХ, индустриальные шумы). Многочастотный широкополосный сигнал, проходя по коммутируемым аналоговым каналам связи, искажается, так как различные частотные составляющие запаздывают на разное время, зависящее от параметров коммутируемого канала связи и частоты исследуемого сигнала.The disadvantage of the known AONs, which appeared in the consumer market since 1990 as terminal subscriber equipment, is the relatively low indicators for determining the number of the calling subscriber with deteriorating parameters of the subscriber telephone lines (uneven attenuation and distortion of the frequency response, industrial noise). A multi-frequency broadband signal passing through switched analog communication channels is distorted, since different frequency components are delayed for different times, depending on the parameters of the switched communication channel and the frequency of the signal under study.
Задача обнаружения гармонического сигнала (или его отрезков) на фоне шума достаточно хорошо изучена [1, 2, 3]. Техническая реализация осложняется высоким уровнем шумов с неопределенным законом распределения и нестационарностью параметров каналов передачи информации в технологии и технике связи.The problem of detecting a harmonic signal (or its segments) against a background of noise has been studied quite well [1, 2, 3]. Technical implementation is complicated by a high noise level with an undefined distribution law and non-stationary parameters of information transmission channels in communication technology and technology.
Близким аналогом предлагаемому является патент Японии "Способ и устройство анализа звуков музыки" [G 01 H 3/00, JP 2750332 В2, 2126123А]. Цифровое устройство, реализующее способ анализа звуков музыки на базе прямого и обратного быстрого преобразования Фурье (БПФ), содержит предварительный усилитель анализируемых звуков, поступающих от источника, например микрофона. Через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) усиленный сигнал подается в блок БПФ. Полученный сигнал поступает в блок памяти и затем проходит через буфер, в котором хранятся спектры выделяемых звуковых (тональных) составляющих. Из буфера сигнал проходит в блок обратного БПФ (ОБПФ). Из блока ОБПФ сигнал поступает в вычислительные блоки для получения амплитудных и, соответственно, частотных характеристик по заданным формулам.A close analogue of the proposed is a Japanese patent "Method and apparatus for the analysis of music sounds" [G 01 H 3/00, JP 2750332 B2, 2126123A]. A digital device that implements a method for analyzing music sounds based on the direct and inverse fast Fourier transform (FFT) contains a preliminary amplifier of the analyzed sounds coming from a source, such as a microphone. Through an analog-to-digital converter (ADC), the amplified signal is supplied to the FFT unit. The received signal enters the memory unit and then passes through a buffer in which the spectra of the allocated sound (tonal) components are stored. The signal passes from the buffer to the inverse FFT block (IFFT). From the OBPF block, the signal enters the computing blocks to obtain the amplitude and, accordingly, frequency characteristics according to the given formulas.
Общим недостатком известных способов и устройств для идентификации тональных сигналов в задачах АОН является сложность реализации алгоритма БПФ и ОБПФ в реальном масштабе времени. Особенно характерны эти трудности при технической реализации цифровых узкополосных КИХ-фильтров (например, с помощью алгоритма БПФ), которые очень быстро возрастают с увеличением разрядной сетки АЦП и частоты квантования. Поэтому для идентификации тональных сигналов в реальном масштабе времени необходимо применять оптимальные по помехоустойчивости адаптивные цифровые фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры).A common disadvantage of the known methods and devices for identifying tonal signals in AN tasks is the difficulty of real-time implementation of the FFT and IFFT algorithms. These difficulties are especially characteristic during the technical implementation of digital narrow-band FIR filters (for example, using the FFT algorithm), which increase very rapidly with increasing bitmap ADC and quantization frequency. Therefore, to identify tonal signals in real time, it is necessary to apply adaptive digital filters with infinite noise immunity with an infinite impulse response (IIR filters).
Настоящее изобретение направлено на повышение быстродействия идентификации тональных сигналов в реальном масштабе времени. Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, состоит в полной компенсации случайной фазовой погрешности сигналов тональных частот, а также сигналов с другими видами модуляции, например ИКМ.The present invention is directed to improving the speed of identification of tonal signals in real time. The technical result achieved in solving this problem is to completely compensate for the random phase error of the tonal frequency signals, as well as signals with other types of modulation, for example, PCM.
Для этого в известном способе, состоящем в предварительном усилении аналоговых сигналов тональных частот, снимаемых с телефонной сети, ограничении по амплитуде, дискретизации этих сигналов в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразования и последующей цифровой обработке, при этой цифровой обработке цифровой поток дискретных сигналов в тональном диапазоне частот в параллельном коде фильтруют в реальном масштабе времени, детектируют непрерывно фильтруемые многочастотные тональные дискретные сигналы по модулю, накапливают их в течение фиксированного интервала времени, формируя на каждом тактовом шаге общей синхронизации многочастотные спектральные составляющие, выполняют непрерывный контроль превышения по амплитуде полезного сигнала над уровнем помех телефонной сети вместе с шумовой составляющей аналого-цифрового преобразования, фиксируют моменты этих превышений в скользящем режиме, выполняют промежуточное накопление, идентифицируют многочастотные кодовые комбинации и регистрируют идентифицированные сигналы.To do this, in the known method, which consists in pre-amplifying analog signals of tonal frequencies taken from the telephone network, limiting the amplitude, digitizing these signals into digital form using analog-to-digital conversion and subsequent digital processing, with this digital processing, the digital stream of discrete signals in the tonal frequency range in the parallel code is filtered in real time, continuously filtered multifrequency discrete tones are detected modulo, accumulate during a fixed time interval, forming multi-frequency spectral components at each clock step of the overall synchronization, they continuously monitor the excess in amplitude of the useful signal over the noise level of the telephone network along with the noise component of the analog-to-digital conversion, fix the moments of these excesses in the sliding mode, perform an intermediate accumulation, identify multi-frequency code combinations and register the identified signals.
При этом цифровую фильтрацию в реальном масштабе времени предпочтительно ведут по методу конвейерной обработки в цифровых БИХ-фильтрах, собственную частоту, добротность и коэффициент передачи каждого фильтра адаптивно перенастраивают, причем фильтруемый сигнал ортогонален сигналу на предыдущем шаге.In this case, real-time digital filtering is preferably carried out by the conveyor processing method in digital IIR filters, the natural frequency, quality factor and transmission coefficient of each filter are adaptively retuned, and the filtered signal is orthogonal to the signal in the previous step.
Цифровое устройство для реализации предлагаемого способа идентификации тональных сигналов в сетях связи содержит, наряду с известным аналого-цифровым преобразователем, подключенным через усилитель к телефонной линии, схему цифровой обработки сигналов, в которой усилитель подключен к телефонной линии через блок коммутации и согласования с телефонной линией, аналого-цифровой преобразователь подключен своим выходом к информационному входу буферного регистра, используемого в качестве многопозиционного ключа, выход которого соединен с общей шиной данных параллельно подключенных адаптивных узкополосных цифровых БИХ-фильтров, выходы которых через мультиплексор, цифровой блок детекторов по модулю и арифметических сумматоров с накоплением подключены к блоку контроля в скользящем режиме уровней многочастотных спектральных составляющих полезного сигнала и фиксации событий превышения этих уровней над помехой, выходы которого соединены соответственно с входами логического блока текущего анализа, идентификации и регистрации кодов тональных сигналов, а блок индикации подключен к выходу логического блока через микропроцессорный комплект.A digital device for implementing the proposed method for identifying tonal signals in communication networks contains, in addition to the known analog-to-digital converter connected via an amplifier to a telephone line, a digital signal processing circuit in which the amplifier is connected to a telephone line through a switching and matching unit, the analog-to-digital converter is connected by its output to the information input of the buffer register used as a multi-position key, the output of which is connected to a common data bus for parallel-connected adaptive narrow-band digital IIR filters, the outputs of which through a multiplexer, a digital block of detectors modulo and arithmetic adders with accumulation are connected to the control unit in the sliding mode of the levels of the multi-frequency spectral components of the useful signal and recording events when these levels are exceeded by interference, outputs which are connected respectively to the inputs of the logical unit of the current analysis, identification and registration of tone codes, and the display unit p It is connected to the output of the logic unit through a microprocessor kit.
При этом каждый адаптивный узкополосный цифровой БИХ-фильтр предпочтительно выполнен в виде последовательно соединенных первого арифметического блока умножения, арифметического сумматора-вычитателя и двух цифровых интеграторов, первый из которых состоит из второго блока арифметического умножения и первого арифметического сумматора с накоплением, соединенных последовательно друг с другом, а второй цифровой интегратор состоит из последовательно соединенных третьего арифметического блока умножения и второго арифметического сумматора с накоплением, причем выход второго цифрового интегратора соединен со вторым входом арифметического сумматора-вычитателя и одновременно является первым выходом БИХ-фильтра, выход первого цифрового интегратора одновременно является вторым выходом БИХ-фильтра, а второй вход первого арифметического блока умножения и объединенные вторые входы второго и третьего арифметических блоков умножения присоединены к соответствующим управляющим выходам микропроцессорного комплекта.Moreover, each adaptive narrow-band digital IIR filter is preferably made in the form of a series-connected first arithmetic multiplication unit, an arithmetic adder-subtractor and two digital integrators, the first of which consists of a second block of arithmetic multiplication and a first arithmetic adder with accumulation connected in series with each other and the second digital integrator consists of the third arithmetic unit of multiplication and the second arithmetic sum ora with accumulation, and the output of the second digital integrator is connected to the second input of the arithmetic adder-subtractor and is simultaneously the first output of the IIR filter, the output of the first digital integrator is simultaneously the second output of the IIR filter, and the second input of the first arithmetic multiplication unit and the combined second inputs of the second and the third arithmetic multiplication blocks are connected to the corresponding control outputs of the microprocessor kit.
На фиг.1 приведена функциональная схема предложенного устройства;Figure 1 shows the functional diagram of the proposed device;
на фиг.2 - структурная схема адаптивного узкополосного цифрового БИХ-фильтра второго порядка.figure 2 is a structural diagram of an adaptive narrowband digital IIR filter of the second order.
Идентификация тональных сигналов в сетях связи, например телефонной сети общего пользования, осуществляется следующим образом (фиг.1). По соединительной телефонной линии на городскую телефонную станцию (ГТС) посылается сигнал запроса кодограммы АОН (500 Гц). Информация в двухчастотной тональной системе сигнализации DTMF, код "2 из 6", о номере и категории телефона вызывающего абонента методом "безынтервального пакета" принимается в аналоговой форме через блок коммутации и согласования с телефонной линией 1. Эти сигналы усиливаются усилителем 2 и ограничиваются по амплитуде для предотвращения выхода из строя аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3, который своим информационным входом подключен к выходу усилителя 2. Выход АЦП 3 в параллельном коде через буферный регистр 4, используемый в качестве многопозиционного ключа, соединен с общей шиной данных, к которой подключены в параллельном коде информационные входы в общем случае N адаптивных узкополосных цифровых БИХ-фильтров 5-10. Эти фильтры осуществляют параллельно в реальном масштабе времени цифровую фильтрацию многочастотного сигнала, снимаемого в виде цифрового потока с выхода АЦП 4. При этом дискретные сигналы с первого и второго выхода каждого цифрового БИХ-фильтра 5-10 взаимно ортогональны на фиксированном интервале наблюдения, что соответствует мнимой и вещественной составляющей текущего спектра тональных сигналов после БПФ в прототипе. Выходы цифровых БИХ-фильтров 5-10, осуществляющие непрерывную цифровую фильтрацию через мультиплексор 11, подключены на соответствующие входы блока 12 последовательно соединенных детекторов по модулю фильтруемых цифровых многочастотных тональных сигналов и арифметических сумматоров-накопителей, выходы которых, в свою очередь, соединены с соответствующими входами блока 13 непрерывного контроля превышения по амплитуде текущих спектральных составляющих многочастотного полезного сигнала на каждом шаге общей синхронизации всех предыдущих блоков конвейерной обработки цифрового потока идентифицируемых сигналов. Блок 13 контроля превышения сигнала над уровнем помех телефонной сети вместе с шумовой составляющей АЦП фиксирует моменты этих превышений в скользящем режиме. Соответствующие выходы этого блока 13 соединены с входами блока 14 логического текущего анализа, накопления событий предыдущего блока, идентификации и последующей регистрации соответствующих кодов тональных сигналов, например, "2 из 6". Эта информация выводится через микропроцессорный комплект 15 на блок индикации 16. Общая синхронизация всех блоков цифровой обработки сигналов и управления ими осуществляется микропроцессорным комплектом 15, например, от внутреннего прецизионного термостабилизированного генератора высокой частоты через делитель частоты. Первый выход синхронизации и управления микропроцессорного комплекта 15 соединен с входом синхронизации АЦП 3 и буферного регистра 4. Второй выход синхронизации и управления микропроцессорного комплекта соединен (на фиг.1 условно не показано) с соответствующими входами синхронизации адаптивных узкополосных цифровых БИХ-фильтров 5-10. Третий выход синхронизации и управления микропроцессорного комплекта 15 соединен с соответствующими входами мультиплексора 11, блока 12 цифровых детекторов по модулю и арифметических сумматоров-накопителей, блока 13 текущего контроля уровней и логического блока 14 текущего анализа событий кодовых комбинаций. Четвертый выход синхронизации и управления микропроцессорного комплекта 15 соединен с управляющим входом блока индикации 16.The identification of tones in communication networks, for example, a public switched telephone network, is carried out as follows (Fig. 1). A call signal of the caller ID code (500 Hz) is sent via a connecting telephone line to the city telephone exchange (GTS). Information in the DTMF dual-frequency tonal alarm system, code “2 of 6”, about the number and category of the caller’s phone using the “interval-free packet” method is received in analogue form through the switching and coordination unit with telephone line 1. These signals are amplified by amplifier 2 and are limited in amplitude to prevent the failure of the analog-to-digital converter (ADC) 3, which is connected to the output of amplifier 2 with its information input. The output of the ADC 3 in parallel code is through buffer register 4, used as nogopozitsionnogo key connected to a common data bus to which are connected in parallel to the data inputs of the code in the general case N narrowband adaptive IIR digital filters 5-10. These filters simultaneously parallel real-time digital filtering of the multi-frequency signal captured as a digital stream from the output of the ADC 4. Moreover, the discrete signals from the first and second outputs of each digital IIR filter 5-10 are mutually orthogonal on a fixed observation interval, which corresponds to the imaginary and the material component of the current spectrum of tonal signals after the FFT in the prototype. The outputs of digital IIR filters 5-10, performing continuous digital filtering through a multiplexer 11, are connected to the corresponding inputs of a block 12 of series-connected detectors modulo filtered digital multi-frequency tonal signals and arithmetic accumulators, the outputs of which, in turn, are connected to the corresponding inputs unit 13 for continuous monitoring of the excess in amplitude of the current spectral components of the multi-frequency useful signal at each step of the overall synchronization of all previous blocks pipelined digital stream identifiable signals. Unit 13 controls the excess of the signal over the noise level of the telephone network together with the noise component of the ADC records the moments of these excesses in the sliding mode. The corresponding outputs of this block 13 are connected to the inputs of the logical current analysis block 14, the accumulation of events of the previous block, the identification and subsequent registration of the corresponding tone codes, for example, "2 of 6". This information is output through the microprocessor kit 15 to the display unit 16. The overall synchronization of all digital signal processing and control units is carried out by the microprocessor kit 15, for example, from an internal precision thermally stabilized high-frequency generator through a frequency divider. The first synchronization and control output of the microprocessor set 15 is connected to the synchronization input of the ADC 3 and the buffer register 4. The second synchronization and control output of the microprocessor set is connected (not shown conventionally in Fig. 1) with the corresponding synchronization inputs of adaptive narrow-band digital IIR filters 5-10. The third synchronization and control output of microprocessor kit 15 is connected to the corresponding inputs of multiplexer 11, module 12 of digital detectors modulo and arithmetic accumulators, block 13 of current level control and logic block 14 of current analysis of events of code combinations. The fourth synchronization and control output of the microprocessor set 15 is connected to the control input of the display unit 16.
Более подробная схема предпочтительного выполнения адаптивного узкополосного цифрового БИХ-фильтра представлена на фиг.2. Каждый адаптивный узкополосный цифровой БИХ-фильтр 5-10 предпочтительно выполнен в виде последовательно соединенных первого арифметического блока умножения 17, арифметического сумматора-вычитателя 18 и двух цифровых интеграторов 19, 20, первый из которых состоит из второго блока арифметического умножения 21 и первого арифметического сумматора с накоплением 22, соединенных последовательно друг с другом, а второй цифровой интегратор 20 состоит из последовательно соединенных третьего арифметического блока умножения 23 и второго арифметического сумматора с накоплением 24, причем выход второго цифрового интегратора 20 соединен со вторым входом арифметического сумматора-вычитателя 18 и одновременно является первым выходом БИХ-фильтра, выход первого цифрового интегратора 19 одновременно является вторым выходом БИХ-фильтра, а второй вход первого арифметического блока умножения 17 и объединенные вторые входы второго и третьего арифметических блоков умножения 21, 23 присоединены к соответствующим управляющим выходам микропроцессорного комплекта 15.A more detailed diagram of a preferred embodiment of an adaptive narrow-band digital IIR filter is shown in FIG. Each adaptive narrow-band digital IIR filter 5-10 is preferably made in the form of a series-connected first
На информационный вход каждого адаптивного узкополосного цифрового БИХ-фильтра второго порядка 5-10 с общей шины данных с выхода буферного регистра 4, используемого в качестве многопозиционного ключа и управляемого от соответствующего выхода микропроцессорного комплекта 15, непрерывно поступает поток дискретных сигналов:The information input of each adaptive narrow-band digital IIR filter of the second order 5-10 from the common data bus from the output of the buffer register 4, used as a multi-position key and controlled from the corresponding output of the microprocessor set 15, continuously receives a stream of discrete signals:
Z(kT)=X(kT)+N(kT),Z (kT) = X (kT) + N (kT),
где X(kT) - полезный многочастотный дискретный сигнал тональной сигнализации;where X (kT) is a useful multi-frequency discrete tone signal;
N(kT) - обобщенная помеха;N (kT) is the generalized interference;
Т - шаг квантования по времени АЦП;T is the ADC time quantization step;
k=0, 1, 2, 3, ... M.k = 0, 1, 2, 3, ... M.
Дополнительный недостаток способа и устройства идентификации тональных сигналов на базе метода БПФ и ОБПФ состоит в необходимости вычисления и хранения в буферной памяти ЦСП в цифровом виде дискретных ординат sin(ωt) и cos(ωt). Угловая частота ω, измеряемая в радианах/с, связана с частотой отдельных составляющих многочастотной тональной сигнализации, как ω=2πf, где f - частота в Гц.An additional disadvantage of the method and device for identifying tonal signals based on the FFT and IFFT methods is the need to calculate and store in the buffer memory DSPs in digital form the discrete ordinates sin (ωt) and cos (ωt). The angular frequency ω, measured in radians / s, is related to the frequency of the individual components of the multi-frequency tonal signaling, as ω = 2πf, where f is the frequency in Hz.
Многочастотная тональная сигнализация, например "2 из 6", характерная для России и ряда других стран, жестко регламентирует отдельные тональные частоты, например 500 Гц, 700 Гц, 900 Гц, 1100 Гц, 1300 Гц, 1500 Гц, 1700 Гц, ...Multi-frequency tonal signaling, for example "2 of 6", characteristic of Russia and a number of other countries, strictly regulates individual tonal frequencies, for example 500 Hz, 700 Hz, 900 Hz, 1100 Hz, 1300 Hz, 1500 Hz, 1700 Hz, ...
Представленная схема цифрового БИХ-фильтра соответствует фильтру второго порядка с максимальной добротностью при правильно выбранном шаге квантования АЦП 3 по времени и достаточной разрядности по амплитуде. Оптимальный шаг квантования по времени при однопроцентной допустимой погрешности:The presented scheme of a digital IIR filter corresponds to a second-order filter with a maximum Q factor for a correctly selected step of quantization of the ADC 3 in time and sufficient bit depth in amplitude. The optimal time quantization step with a one percent permissible error:
как указано в кн.: В.С.Гутников. Фильтрация измерительных сигналов. Л.: Энергоатомиздат, 1990, с.50. В этом случае требуется не менее 22 отсчетов на один период синусоиды.as indicated in the book: V.S. Gutnikov. Filtering measuring signals. L .: Energoatomizdat, 1990, p. 50. In this case, at least 22 samples are required per sinusoidal period.
Этого недостатка лишена схема адаптивного узкополосного цифрового БИХ-фильтра по фиг.2. Дискретный сигнал Z(kT) подвергается конвейерной обработке последовательно соединенных первого арифметического блока умножения 17, арифметического сумматора-вычитателя 18 и двух цифровых интеграторов 19, 20. Первый цифровой интегратор 19 состоит из второго арифметического блока умножения 21 и первого арифметического сумматора с накоплением 22. Второй цифровой интегратор 20 содержит соответственно третий арифметический блок умножения 23 и второй арифметический сумматор с накоплением 24.This disadvantage is deprived of the adaptive narrow-band digital IIR filter circuit of FIG. 2. The discrete signal Z (kT) is subjected to conveyor processing of the first
Первый выход цифрового БИХ-фильтра Y1(kT) соединен со вторым входом арифметического сумматора-вычитателя 18. Второй вход первого блока арифметического умножения 17, соответствующий коэффициенту передачи цифрового БИХ-фильтра, перенастраивается в цифровом виде одним из управляющих цифровых выходов микропроцессорного комплекта 15. Вторые объединенные входы соответственно второго арифметического блока умножения 21 и третьего арифметического блока умножения 23 определяют собственную частоту fт отдельной составляющей многочастотной сигнализации. Этот параметр настраивается в цифровом виде вторым отдельным управляющим выходом микропроцессорного комплекта 15. При этом точность этих двух независимо перенастраиваемых параметров определяется только разрядной сеткой управляющих выходов микропроцессорного комплекта 15 и арифметических блоков умножения 17, 21, 23.The first output of the digital IIR filter Y1 (kT) is connected to the second input of the arithmetic adder-
Рекуррентные уравнения, соответствующие этому варианту технической реализации адаптивного узкополосного цифрового БИХ-фильтра, имеют следующий вид:The recurrence equations corresponding to this embodiment of the technical implementation of the adaptive narrow-band digital IIR filter are as follows:
Y3(kT)=Z(kT)KF-Y1(kT),Y3 (kT) = Z (kT) K F -Y1 (kT),
где Y3(kT) - цифровой сигнал на выходе арифметического сумматора-вычитателя 18;where Y3 (kT) is the digital signal at the output of the arithmetic adder-
Y1(kT) - цифровой фильтруемый сигнал с первого выхода БИХ-фильтра;Y1 (kT) - digitally filtered signal from the first output of the IIR filter;
КF - коэффициент передачи цифрового БИХ-фильтра, который может перенастраиваться для компенсации затухания в линии связи конкретной составляющей многочастотной сигнализации fт.To F is the transmission coefficient of the digital IIR filter, which can be retuned to compensate for the attenuation in the communication line of a particular component of the multi-frequency signaling f t .
Y2(kT)=Y2[(k-1)Т]+Y3(kT)(T/TF),Y2 (kT) = Y2 [(k-1) T] + Y3 (kT) (T / T F ),
где Y2(kT) - цифровой сигнал с выхода первого цифрового интегратора 19, служащего вторым выходом БИХ-фильтра.where Y2 (kT) is the digital signal from the output of the first
Y1(kT)=Y1[(k-1)Т]+Y2(kT)(Т/ТF),Y1 (kT) = Y1 [(k-1) T] + Y2 (kT) (T / T F ),
где коэффициент (Т/ТF) соответствует собственной частоте цифрового БИХ-фильтра и может быстро с высокой точностью перенастраиваться в цифровом виде микропроцессорным комплектом 15. Так, например, если fТ=1700 Гц, то полпериода ТF/2=1/34·10-2 с. Для выполнения требования однопроцентной погрешности необходимо уменьшить шаг дискретизации до Т=10-5 с (10 мкс). Общая синхронизация всех блоков цифрового устройства, показанного на фиг.1, осуществляется от микропроцессорного комплекта 15, который генерирует сигналы синхронизации, например, через делитель частоты (1:10) от прецизионного термостабилизированного кварцевого генератора с fГ=10 МГц.where the coefficient (T / T F ) corresponds to the natural frequency of the digital IIR filter and can quickly be reconfigured with high accuracy in digital form by microprocessor kit 15. So, for example, if f T = 1700 Hz, then the half-period T F / 2 = 1/34 10 -2 s. To fulfill the requirement of one percent error, it is necessary to reduce the sampling step to T = 10 -5 s (10 μs). General synchronization of all blocks of the digital device shown in Fig. 1 is carried out from a microprocessor kit 15, which generates synchronization signals, for example, through a frequency divider (1:10) from a precision thermally stabilized crystal oscillator with f Г = 10 MHz.
Дискретные сигналы с первого и второго выходов цифрового БИХ-фильтра взаимно ортогональны, что соответствует в прототипе вещественной и мнимой составляющей БПФ и ОБПФ. В схеме цифрового квадратурного демодулятора эти сигналы соответствуют синфазной и ортогональной составляющей. Преимущество этого варианта технической реализации не только в быстродействии, которое обратно пропорционально сумме элементарных арифметических операций на каждом шаге оптимального скользящего спектрального анализа, но и в точности, поскольку не требуется вычислять и запоминать в буферной памяти ЦСП отдельные дискреты sin(ωТt) и cos(ωТt).Discrete signals from the first and second outputs of the digital IIR filter are mutually orthogonal, which corresponds to the prototype of the material and imaginary components of the FFT and IFFT. In the digital quadrature demodulator circuit, these signals correspond to the in-phase and orthogonal components. The advantage of this technical implementation option is not only in speed, which is inversely proportional to the sum of elementary arithmetic operations at each step of the optimal moving spectral analysis, but also in accuracy, since it is not necessary to calculate and store in the DSP buffer memory individual discrete sin (ω T t) and cos (ω T t).
ЛитератураLiterature
1. С.Л.Корякин-Черняк. АОН в телефонных аппаратах. Телефонные аппараты от А до Я, кн.2. СПб, Наука и техника, 2003 г. (330 стр.)1. S.L. Koryakin-Chernyak. Caller ID in telephones. Telephone sets from A to Z, book 2. St. Petersburg, Science and Technology, 2003 (330 p.)
2. М.С.Куприянов, Б.Д.Матюшкин, Д.Б.Головкин. Реализация многофункционального обнаружителя гармонических сигналов на DSP, "Цифровая обработка сигналов" №1, 2001 г., с.28-31.2. M.S. Kupriyanov, B. D. Matyushkin, D. B. Golovkin. Implementation of a multifunctional harmonic signal detector on the DSP, "Digital Signal Processing" No. 1, 2001, p. 28-31.
3. Абонентское устройство определителя номера телефона УОН-51. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М., ГУ НПО "СТиС" МВД России, 2001 г. (20 стр.)3. Subscriber device of the UON-51 phone number identifier. Technical description and instruction manual. Moscow, State Institution NPO "STiS" of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 2001 (20 p.)
4. G 01 H 3/00, Способ и устройство анализа звуков музыки, Arai Kiyotsugu, JP 2750332 B2 2126123 A, (10) 0213. 11.08.99.4. G 01 H 3/00, Method and apparatus for analyzing music sounds, Arai Kiyotsugu, JP 2750332 B2 2126123 A, (10) 0213. 08/08/99.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122047/09A RU2291405C2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Method and digital device for identification of tone signals in communication lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122047/09A RU2291405C2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Method and digital device for identification of tone signals in communication lines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004122047A RU2004122047A (en) | 2006-01-20 |
RU2291405C2 true RU2291405C2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=35872927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004122047/09A RU2291405C2 (en) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Method and digital device for identification of tone signals in communication lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291405C2 (en) |
-
2004
- 2004-07-21 RU RU2004122047/09A patent/RU2291405C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004122047A (en) | 2006-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1216380A (en) | Digital tone detector | |
US9955261B2 (en) | Method and apparatus for adjusting a cross-over frequency of a loudspeaker | |
US5563942A (en) | Digital call progress tone detection method with programmable digital call progress tone detector | |
RU2291405C2 (en) | Method and digital device for identification of tone signals in communication lines | |
CN1663223A (en) | Method and apparatus for transmitting signaling tones over a packet switched network | |
JPS598497A (en) | Tone detector | |
US4395595A (en) | Digital pushbutton signalling receiver | |
KR100386485B1 (en) | Transmission system with improved sound | |
JP4312782B2 (en) | AC voltage pulse evaluation circuit | |
US6577965B1 (en) | Linear multichannel detection system for billing by spectrum convolution | |
US20020097860A1 (en) | Frequency error detection methods and systems using the same | |
RU2786547C1 (en) | Method for isolating a speech signal using time-domain analysis of the spectrum of an additive mixture of a signal and acoustic interference | |
EP1026509A3 (en) | Method and apparatus for determining harmonics in electric network | |
RU2723301C1 (en) | Method of dividing speech and pauses by values of dispersions of amplitudes of spectral components | |
JPS59122135A (en) | Voice compressing transmitting system | |
RU94096U1 (en) | RADIO RECEIVER FOR AUTOMATED SIGNAL RADIOMONITORING | |
RU2189703C1 (en) | Procedure of transmission and reception of code combinations | |
RU1809545C (en) | Device for estimating clearance of enunciation by communication channel | |
JPH0150151B2 (en) | ||
JPH10198355A (en) | Frequency detector | |
KR0149302B1 (en) | Tone detector | |
JP4807384B2 (en) | Telephone communication system, multi-frequency signal receiving method, and program | |
US20070184808A1 (en) | Method and device for transmitting speech signals via a data telecommunications network | |
AU662617B2 (en) | A tone filter | |
JPH02183617A (en) | Limiter interpolation type dft arithmetic system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080722 |