JP3779874B2 - 電話システムにおけるデュアルトーン警報信号を検出する方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電話の分野、特にCaller ID（発信者番号通知サービス）システムにおけるデュアルトーン警報信号を検出する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Caller IDは、発呼者についての情報がＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調を用いて被呼者に送信される世界中の電話会社によって提供される一群のサービスの総称である。カナダや米国の電話会社により提供されるコーリング・アイデンティティー・デリバリー・オン・コール・ウェイティング（ＣＩＤＣＷ：Calling Identity Delivery on Call Waiting）サービス及びコール・ウェイティング・デラックス（ＣＷＤ：Calling Waiting Deluxe）サービスにおいては、既に確立された通話につながっている近端の顧客宅内装置（ＣＰＥ：Customer Premise Equipment）に、待機させられている通話の通話ＩＤ情報を中央電話局が伝えようとしていることを知らせるために、信号が中央電話局により送られる。北アメリカにおいては、この信号はＣＡＳ（ＣＰＥ警報信号：CPE Alerting Signal）として知られている。
【０００３】
ＣＡＳはオフフックでのCaller ID通知に使われるデュアルトーン信号である。欧州においては、DT-AS（デュアルトーン警報信号）として知られている類似の信号が、オフフックでの、そして、あるネットワークにおいてはオンフックでのCaller ID通知において使われている。
【０００４】
オフフックでの通知においては、ＣＡＳは音声、雑音、又は音楽の存在下で検出されなければならない。また、顧客宅内装置は通話の全期間を通してＣＡＳを検出できなければならないので、オフフック通知でのＣＡＳ検出は音声、雑音、又は音楽からのイミテーション（紛らわしい信号）に対してロバストでなければならない。
【０００５】
オンフック及びオフフックでのCaller ID信号プロトコルはBellcore GR-30-COREにおいて、顧客宅内装置の要求事項はＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６において規定される。オフフックプロトコルにおいては、中央電話局は、ＣＡＳが送信される直前に遠端をミュートする。近端顧客宅内装置がＣＡＳを検出するときに、近端顧客宅内装置は受話器をミュートし、また、並行したオフフック顧客宅内装置があるかどうかチェックする。並行したオフフック顧客宅内装置がないならば、近端顧客宅内装置は、事前に定義されたＤＴＭＦデジットであるＡＣＫ信号を中央電話局へ送り返すことにより、ＣＡＳ受信を認める。中央電話局がＡＣＫ信号を受信するときは、中央電話局は発呼者情報をＦＳＫで近端顧客宅内装置へ送信する。このとき、典型的にはユーザーに対し情報を表示する。
【０００６】
顧客宅内装置は既に確立された通話中にあるので、ＣＡＳが中央電話局から送信されるときには、近端ユーザー（発信者ＩＤ情報を受信することになっている端）は話をしているかもしれない。したがって、ＣＡＳは近端の音声、雑音、又は音楽の存在下で検出されなければならない。ＣＡＳを検出し、決められたインターバル内においてＡＣＫで返答するのに失敗することはトークダウンとして知られている。発信者情報が渡されず、ユーザーは支払いに見合うレベルのサービスを受けないことから、トークダウンは望ましくない。ユーザーは重要な着信呼を逃すかもしれない。
【０００７】
確立された通話中いつでもＣＡＳは送信されうるので、ＣＡＳ検出は、また、近端及び遠端の両方からの音声、雑音又は音楽からのイミテーションに対してロバストでなければならない。ＡＣＫを発生させる誤った検出はトークオフとして知られる。近端顧客宅内装置が余計なＡＣＫ信号を送り、近端顧客宅内装置はＦＳＫ信号を見越してミュートのままとするためトークオフは迷惑なものである。
【０００８】
ＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６は、トークオフやトークダウンに対する耐性の要求も含めたＣＡＳ検出の性能要求を規定する。ＣＡＳ特性は以下のとおりである。
【０００９】
低域トーン周波数 ２１３０Ｈｚ＋／−０．５％
高域トーン周波数 ２７５０Ｈｚ＋／−０．５％
信号レベル（トーンあたり）−１４から−３２ｄＢｍ（６００Ωを基準とする）
トーン間の信号レベル差（ツイスト） −６から＋６ｄＢ
期間 ７５から８５ｍｓ
除去信号レベル（トーンあたり）−４５ｄＢｍ未満
【００１０】
GR-30-COREオフフックプロトコルにおいては、並行したオフフック顧客宅内装置があれば、近端顧客宅内装置はＡＣＫ信号を送ってはいけない。この制限は、ＴＩＡ（Telecommunication Industry Association）と共同でBellcoreにより開発されたＭＥＩ（Multiple Extension Interworking）として知られるプロトコルにより修正された。すべてのオフフック顧客宅内装置がＭＥＩコンパチブルであれば、ＭＥＩは顧客宅内装置にＡＣＫを許す。ＭＥＩはＴＩＡ／ＥＩＡ−７７７規格に規定されている。
【００１１】
欧州においては、オフフック信号の場合のDT-ASの特性は、あまり重要でない信号レベルの違い（−９．７８から−３２．７８ｄＢｍ）及び除去レベルの要求がないことを除いては、ＣＡＳに類似している。オンフック信号の場合のDT-ASの特性は、信号レベル（−１．７８から−３７．７８ｄＢｍ）や期間（９０から１１０ｍｓ）について、また、除去レベルの要求がないことに関して、大きく異なっている。これらの仕様はＥＴＳＩ規格 ＥＴＳ ３００ ７７８−１及びＥＴＳ ３００ ７７８−２にある。ＣＩＤＣＷと類似のサービスが提供される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＸ６０２データシート及び米国特許第５６４９００２号は、ローカル電話信号が抑圧された後、ＣＡＳ検出信号が所定の時に所定の状態にあるかどうかの決定がされる方法を開示する。ＣＡＳ検出信号が所定の時に所定の状態にある場合に有効信号が出力される。ローカル電話で生じた信号により引き起こされる検出を無視することにより、誤検出は最小化される。用いられる音声チェックミュートが近端及び遠端のユーザーに迷惑をかけるため、この方法は望ましくない
米国特許第５５１９７７４号は、各々のトーンを個別に検出する２つのチャネルを持った装置を開示する。それぞれのチャネルは、一つのトーンの信号エネルギーと音声帯域の選択された重みつきガードバンド部分におけるエネルギーとの比較手段を含む。この比較に基づいて、トーンが存在しているかどうかの決定がなされる。デュアルトーン警報信号が実際に存在しているか、また、音声によるエネルギーが両方のトーンに誤った検出（トークオフ）を引き起こさせるかどうかを決定するために、各チャネルにおけるトーン検出の一致から成形されるパルス信号がタイミング回路により使用される。このパルス信号の特性は、警報信号が存在しているかどうか決定するために分析される。もしこれらの特性のパラメーターが決められた範囲内（この範囲は、前に検出された警報信号から決定されるこれらの信号特性のパラメーターに基づき連続的に更新される）に入れば、警報信号は検出される。しかし、もし現在の潜在的な警報信号の信号特性パラメーターが前に決められたトークオフ信号のパラメーターとマッチすれば、これらのパラメーターがさもなければ警報信号が検出されるであろうというような範囲内に入っているときでさえトークオフはあるものと推定される。
【００１３】
この装置は、厳しいポストリミッターフィルターの−３ｄＢ周波数要求のため、アナログ実装による製造は困難である。ＤＳＰ（デジタル信号処理）による実装の場合には、厳しいポストリミッターフィルターは長いワード長を必要とするので高価となる。加えて、ポストリミッターフィルターの−３ｄＢ周波数はまさにかろうじてトーンを検出することができるにすぎない。これはＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６条件の−０．５％又は＋０．５％の周波数端におけるものであり、製造による変動や部品の許容誤差に対する余裕は残されていない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各トーンに対する処理チャネルを具備し、各処理チャネルが、対象となるトーンを抽出しそれ以外のトーンを減衰させる帯域分割フィルターと、前記帯域分割フィルターの出力の振幅をスレッシュホールド値と比較する比較器と、比較器がトーンの音声や音楽のイミテーションを除去するように前記帯域分割フィルターの出力振幅に適応した前記スレッシュホールド値を生成する適応スレッシュホールドジェネレーターを具備することを特徴とする少なくともオフフックモード動作が可能な電話システムにおけるデュアルトーン警報信号検出装置が提供される。
【００１５】
例えば、デュアルトーン警報信号は、ＣＡＳ信号又はDT-AS信号とすることができる。
【００１６】
前記装置は、'オフフックモード'動作と'オンフックモード'動作との間で選択が可能としてもよい。オフフックモードはトークオフとトークダウンのいずれにも耐えうるよう最適化され、一方オンフックモードは、トークダウンに対してより良好な耐性を有するように最適化される。
【００１７】
本発明を備えた顧客宅内装置がオフフック状態にあるときに、オフフックモードはオフフック信号ＣＡＳ検出において使われうる。ＭＥＩにおける場合のように、並列の顧客宅内装置がオフフックであり、しかし、顧客宅内装置がオンフック状態にあるときに、オンフックモードは「オフ」フック信号ＣＡＳ検出において使われうる。次の記述はなぜオンフックモードがトークダウンに対してのみロバストである必要があるか説明している。
【００１８】
ＭＥＩは、ＡＣＫ送出器とバックアップＡＣＫ送出器の概念を取り入れている。一通話ベースで、ＡＣＫ送出器は呼に対しオフフックとなる最初の顧客宅内装置である。ＡＣＫ送出器は、たとえそれがラインがオフフックである間にオンフックに戻ったとしても、そのステータスを保持する。Ｔｙｐｅ３ＣＰＥがそのＡＣＫ送出器のステータスをアクティブにするときに、ＡＣＫ送出器はそのステータスを破棄しなければならない。
【００１９】
バックアップＡＣＫ送出器はＡＣＫで最終的にＣＡＳに応答し、ＦＳＫデータを失敗なく受信するための顧客宅内装置である。バックアップＡＣＫ送出器は呼から呼までそのステータスを保持するが、もう一つの顧客宅内装置がＣＡＳ−ＡＣＫ−ＦＳＫシークエンスを失敗なく完了させた場合には、バックアップＡＣＫ送出器のステータスを破棄しなければならない。
【００２０】
したがって、ＭＥＩコンパチブルな顧客宅内装置は、それ自身はオンフックであるが、ラインがオフフックであるときに、ＣＡＳを検出することが可能でなければならない。ほとんどの顧客宅内装置のデザインにおいては、顧客宅内装置がオンフックであるときＣＡＳを検出するためには、信号はTip/Ring接続から来なければならない。（電話ハイブリッド／スピーチＩＣ（telephone hybrid or speech IC）の受信ペアへの）4-wire side接続は動作可能ではないか、または、4-wire side信号レベルは厳しく減衰するためである。
【００２１】
顧客宅内装置がオンフックである（一方でラインはオフフックである）ときは、ＭＥＩ ＣＡＳ−ＡＣＫプロトコルのため、そのＣＡＳ検出器はトークダウンに対する耐性のみが必要である。この発明の目的のために、ＣＡＳが検出されるときＭＥＩにおいては、
各オフフック顧客宅内装置は、Tip/Ringで測定して、ＣＡＳの終了の後２５ｍｓより早くなく６０ｍｓより遅くなく、オンフック状態に移行しなければならない。ラインHIGH状態（ラインがどの顧客宅内装置によってもターミネートされていないときのライン電圧）を検出した後は、ＡＣＫ送出器（このＡＣＫ送出器はＣＡＳが来るときはオンフックであるかもしれない）はオフフックとなる。ＡＣＫ送出器は、少なくとも５ｍｓしかし８ｍｓ以上でない間は、ラインにHIGH状態のままであることを許す。もしオンフックとなった後に１００ｍｓ以内にラインHIGH状態が検出されないならば、すべての以前のオフフック顧客宅内装置はオフフック状態に戻らなければならない。
【００２２】
ＣＡＳイベントに続いて、バックアップＡＣＫ送出器（バックアップＡＣＫ送出器はＣＡＳが来るときはオンフックであるかもしれない）は、最低１５ｍｓ続いているラインHIGH状態に対し、ラインをモニターする。いったんこの状態が検出されれば、バックアップＡＣＫ送出器はすぐにＡＣＫ送出器になり、ラインHIGH状態の開始後２０ｍｓより遅くなくオフフックとなり、ＣＡＳ−ＡＣＫハンドシェークを完了させ、残りの通話の間ＡＣＫ送出器として維持されなければならない。指定のＡＣＫ送出器がＭＥＩ仕様でないならば、この状況が起こるかもしれない。
【００２３】
指定のＡＣＫ送出器又はバックアップ送出器ではなく、しかし、ＣＡＳの時にオフフックであるＭＥＩ仕様の顧客宅内装置は、最低３０ｍｓ続いているラインHIGH状態に対し、ラインをモニターしなければならない。いったんこの状態が検出されれば、バックアップＡＣＫ送出器はすぐにＡＣＫ送出器になり、ラインHIGH状態の開始後３５ｍｓより遅くなくオフフックとなり、ＣＡＳ−ＡＣＫハンドシェークを完了させ、残りの通話の間ＡＣＫ送出器として維持されなければならない。指定のＡＣＫ送出器やバックアップＡＣＫ送出器がＭＥＩ仕様でないならば、この状況が起こりうる。
【００２４】
オフフックとなった後、ラインHIGH電圧の移行立ち上がりの後３０ｍｓより早くなく４０ｍｓより遅くなく、ＡＣＫ送出器はＡＣＫの送信を始める。
【００２５】
ＣＡＳが検出された後、顧客宅内装置は、ラインHIGH状態に対し、ラインをモニターしなければならないので（これはオフフック顧客宅内装置もまたＣＡＳを検出した場合にのみ起こりうる）、オンフック顧客宅内装置の（ＡＣＫ送出器またはバックアップＡＣＫ送出器）ＣＡＳ検出器はトークオフに対してロバストである必要はない。
【００２６】
しかし、オンフック顧客宅内装置のＣＡＳ検出器はトークダウンに対してロバストでなければならない。そうでなければ、たとえオフフック顧客宅内装置がＣＡＳを検出したとしても、オンフック顧客宅内装置のＣＡＳ検出器はＣＡＳを見失うであろう。オンフックモードは、また、ＥＴＳＩオンフック信号DT-ASを検出するために使われうる。
【００２７】
本発明は、また、各トーンに対し対象となるトーンを抽出しそれ以外のトーンを減衰させ、音声や音楽のイミテーションを除去するため、各抽出されたトーンの振幅を前記帯域分割フィルターの出力の振幅に適応させるスレッシュホールド値と比較するという手順を具備することを特徴とする少なくともオフフックモード動作が可能な電話システムにおけるデュアルトーン警報信号検出方法も提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
今、図１を参照すると、これは、シングルチップのCaller ID受信機に典型的に利用される入力の構成を示している。従来のデザインにおいては、ＭＥＩアプリケーションに対して、ラインがオフフックであるときに顧客宅内装置がオンフックとなると、Tip/Ringフロントエンド増幅器２からの信号が選択される。電話ハイブリッド／スピーチＩＣにより供給される近端の音声の減衰を利用するために、顧客宅内装置がオフフックであるときは、電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４からの信号が選択される。
【００２９】
より優れたオンフックモードでのトークダウン耐性を利用するためには、ＣＡＳ検出器１００への入力は、オンフックモードＣＡＳ検出のため、通常Tip/Ringフロントエンド増幅器２から来るように選択される。オフフックモードにおいては、一つの実施例において、入力はTip/Ringフロントエンド増幅器２又は電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４のどちらかから来る。もう一つの実施例においては、入力は電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４から来る。
【００３０】
ＣＡＳ検出器１００のブロック図は図２に示される。アナログでの実装では、ＣＡＳ検出器の入力信号は、典型的には、図１に示される回路の出力から来る。ＤＳＰでの実装では、入力信号は、ＡＤ変換によりデジタル化された図１に示される回路の出力である。'ＣＡＳ検出ステータス'という出力は、ＣＡＳが検出されたかどうかを示す論理信号である。論理信号である'検出モードコントロール'は、検出器を'オフフックモード'又は'オンフックモード'とする。
【００３１】
入力信号は、プリフィルター１０２により処理される。プリフィルター１０２は、高域及び低域のトーン周波数（２７５０と２１３０Ｈｚ）において等しいゲインを持つバンドパスフィルターである。高域と低域のトーン周波数間の周波数は、図３に示すように増幅される。高域と低域のトーン周波数間の帯域におけるゲインの増加は、音声や音楽からのイミテーションに対する保護を与える。イミテーションを生じさせるためには、例えば、音声や音楽が、低域及び高域のトーン周波数において又はその近傍において、それぞれ、７次及び９次の高調波を含まなければならない。他の可能性としては、音声や音楽が、上記周波数において又はその近傍において、１０次及び１３次の高調波を含む場合がある。他の高調波の組み合わせとして、１７次と２２次のような場合も可能性がある。プリフィルターは７、９次のケースにおいては８次の高調波を、１０、１３次のケースにおいては１１、１２次の高調波を、等と増幅する。その結果、増幅された高調波は、低域及び高域のトーン周波数における増幅高調波をより干渉することとなり、イミテーションからの保護に資する。
【００３２】
プリフィルター１０２の出力は、２つのチャネル１０４と１０６により処理される。一つのチャネルは高域のトーンの検出を与え、他の一つは低域のトーンの検出を与える。２つのチャネルは構造的には等価である。
【００３３】
それぞれのチャネルにおいて、帯域分割フィルター１０８は対象となるトーンを抽出し、他のトーンを減衰させる。図４及び図５におけるカスケード接続されたプリフィルター１０２と帯域分割フィルター１０８のゲイン周波数特性に示されるように、帯域分割フィルターは、限られた減衰のみを供給する。この目的は、トークオフを改善することである。真のＣＡＳは、ある範囲内の２トーン間の信号レベル差を持つ。これは、音声や音楽についてはこのようではない。他のトーンを限られた量だけ減衰させることによってＣＡＳと紛らわしいＣＡＳ周波数において大きな信号レベル差を持つ音声や音楽は、真のＣＡＳよりも、帯域分割フィルター出力において、より大きな残留を持つこととなる。
【００３４】
帯域分割フィルター出力は、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２、ユニティーゲイン反転増幅器１２６、マルチプレクサ１２８、比較器１３０から構成される適応スレッシュホールドリミッター１１０により処理される。
【００３５】
本技術分野の当業者にとっては明らかなことではあるが、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２には多くのバリエーションが可能である。図２の構成は、動作原理を図解するために使われる。
【００３６】
適応スレッシュホールドジェネレーターは、オフフックモードとオンフックモードで異なる動作をする。オフフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、帯域分割フィルター１０８の出力の振幅に適応するスレッシュホールドを作り出す。
【００３７】
帯域分割フィルター出力は整流器１１４により整流される。スイッチ１１６は閉じられ、その結果、整流器出力が増幅器１１８によりＳＦ（ＳＦ：スケーリングファクタ）倍増幅され、加算器１２０により最小スレッシュホールドジェネレーター１２４により生成された時不変ＤＣレベル（minVth）に加算され、それから、ローパスフィルター１２２によりフィルタリングされる。増幅器１１８とローパスフィルター１２２は、単一の回路の一部とすることができ、また、加算器１２０も含めてもよい。
【００３８】
整流器１１４は、全波又は半波整流器でありうる。また、整流器は非反転又は反転でありうる。その選択は実装上の便利さによる。原理を図解するためには非反転整流器が使用される。もし全波であるなら正の信号は変化せずに通過する、一方、負の信号はシグナルグラウンドに対して反転する。もし半波であるなら正の信号は変化せずに通過する、一方、負の信号に関しては整流器の出力はシグナルグラウンドに対してクランプされる。もし全波であるなら、振幅Ａの入力正弦信号に対しては、整流器出力は振幅２Ａ／πのＤＣコンポーネントを含む。もし半波なら、整流器出力ＤＣコンポーネントの振幅はＡ／πであり、増幅器１１８は全波の場合の２倍のゲインを必要とする。整流器１１４出力のＡＣコンポーネントはローパスフィルター１２２により取り除かれる。
【００３９】
最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールド（minVth）は時不変ＤＣ信号であり、よって、ローパスフィルターでフィルタリングされる必要は全くない。最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、実装の経済性のため図２に示されるように処理される。すなわち、増幅器１１８、加算器１２０及びローパスフィルター１２２は、整流器１１４からのパスに対するゲインＳＦの加算ローパスフィルターとして実装されうる。
【００４０】
帯域分割フィルター１０８の出力端において振幅Ａである正弦波に対し、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力は（２Ａ＊ＳＦ／π）＋minVthである。高レベル帯域分割フィルター出力（２Ａ＊ＳＦ／π）>>minVth）に対しては、適応スレッシュホールドは主として正弦波の振幅Ａに基づく。低レベル帯域分割フィルター出力に対しては、適応スレッシュホールドは主として最小スレッシュホールドジェネレーター１２４により設定される時不変minVthに基づく。トーン除去レベルは正弦波振幅Ａが適応スレッシュホールドと等しいとき（Ａ＝minVth／（１−２＊ＳＦ／π））である。例えばＳＦ＝０．５５であれば、そのとき大きいＡに対しては、適応スレッシュホールドは０．３５０１Ａである。小さなＡに対しては、ＳＦ＝０．５５、minVth＝８．７ｍＶ、Ａ＝２７．５ｍＶのときは、適応スレッシュホールドは１８．３ｍＶ又は０．６６６Ａである。ＳＦ＝０．５５、minVth＝８．７ｍＶのときは除去レベルは１３．３９ｍＶである。
【００４１】
ローパスフィルターの−３ｄＢ周波数は、適応スレッシュホールドが帯域分割フィルター出力の平均振幅に追随すべく、非常に低く（数１０Ｈｚ）設定される。低い−３ｄＢ周波数はトークオフに対する保護を与える。典型的には、音声は瞬時の振幅が平均より下に落ち込むような変化をする振幅を持っているが、一方で、真のＣＡＳは常にスレッシュホールドより大きな相対的に一定の振幅を持つ。そこで瞬時の振幅が平均値の下に落ちれば、その信号はトーンではないと考えられる。
【００４２】
最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、低いレベルの音声が、除去され、トークオフを引き起こさないように、音声の信号でコンピューターシミュレーションをすることを基礎にして選択される。
【００４３】
オンフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２におけるスイッチ１１６は開放され、また、増幅器１１８への入力はシグナルグラウンドにスイッチされる。ローパスフィルター１１２の出力は、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からのＤＣ時不変のminVthである。固定されたスレッシュホールドに変えることにより、ＣＡＳ検出器がオンフックモードで動作するときに、トークダウンへの耐性が改善される。
【００４４】
オプションとして、オンフックモードにおいて、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、最小レベル欧州DT-AS検出に対する検出レベルマージンを改善するために、オフフックモードにおいて使用されるスレッシュホールドとは異なるように変えることができうる。
【００４５】
ここで、適応スレッシュホールドリミッター１１０の動作がより詳細に述べられる。図２において、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力はシグナルグラウンドに関して正である。記述の目的のため、それを正のスレッシュホールドと呼ぶ。ユニティーゲイン反転増幅器１２６は、負のスレッシュホールドと呼ばれる電圧を作り出すために、シグナルグラウンドに関して正のスレッシュホールドを反転させる。比較器１３０をスイッチするために、帯域分割フィルター１０８出力における信号の振幅は、適応スレッシュホールドより大きくなければならない。
【００４６】
比較器１３０の出力が論理０であるときは、マルチプレクサ１２８の'０'入力が選択され、正のスレッシュホールドが比較器の'−'ターミナルに適用される。論理０から論理１へ比較器出力を変えるには、帯域分割フィルター１０８の出力は正のスレッシュホールドの上へ移行しなければならない。比較器１３０の出力は論理１に変わり、マルチプレクサ１２８の'１'入力における負のスレッシュホールドを比較器の'−'ターミナルに適用する。比較器出力を論理１から０へ戻すには、帯域分割フィルター１０８出力は負のスレッシュホールドの下へ移行しなければならない。アナログ構成においては、論理１は正の電源電圧に相当し、論理０は負の電源電圧に相当する。したがって、振幅が適応スレッシュホールドより大きい帯域分割フィルター１０８により抽出される正弦波に対しては、適応スレッシュホールドリミッター１１０の出力はその周期が正弦波の周期と同じである方形波である。
【００４７】
適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力が負である構成については、マルチプレクサ１２８への'１'及び'０'の入力は反対となるべきであり、適応スレッシュホールドリミッター１１０は上記で述べたとおりに動作する。
【００４８】
ピークトゥピークの振れがＡである方形波のフーリエ成分は、奇数のｎに対してＣｎ＝２Ａ／（ｎπ）、偶数のｎに対して０である。もし基本波（すなわちｎ＝１）以外のすべての成分が取り除かれるよう方形波がフィルタリングされる場合には、結果は振幅２Ａ／πの正弦波となる。加えて、フィルターがピークゲインが０ｄＢである高いＱのバンドパスフィルターであるならば、このときはピークゲインの周波数における方形波のみが振幅２Ａ／πの正弦波を作り出す。はずれた周波数における方形波はバンドパスフィルターにより減衰する。バンドパスフィルター出力における信号の振幅を見ることにより、入力方形波周波数が望みの範囲内に入るかどうか決定することができる。これらの機能は、レベルシフター１３２、ポストリミットフィルター１３４及び振幅比較器１３６により供給される。
【００４９】
ポストリミットフィルター１３４は、ピークゲイン（０ｄＢ）がチャネルの公称周波数にくる高いＱのバンドパスフィルターである。２つのチャネルのポストリミットフィルターのゲイン周波数特性は図６及び図７に示される。
【００５０】
レベルシフター１３２は、適応スレッシュホールドリミッター１１０の論理出力をポストリミットフィルター１３４に適切な電圧レベルへ変換する。アナログ構成においては、論理１は正の電源電圧に相当し、論理０は負の電源電圧に相当する。シグナルグラウンドは正と負の電源電圧の間である。便宜のため、Vddは正と負の電源間の電圧差と定義する。シグナルグラウンドが中間であるので、ポストリミットフィルター出力における最大許容信号振幅は０．５Vddである。もし適応スレッシュホールドリミッターの出力が０ｄＢゲインピークを持ったポストリミットフィルター１３４に直接入力されるならば、ゲインピーク周波数において、正弦波の振幅は２Vdd／π＝０．６３６６Vddとなる。これは最大許容振幅を超えている。
【００５１】
この構成において、レベルシフター１３２は適応スレッシュホールドリミッター１１０の論理出力１を正の電源に写像し、論理０をシグナルグラウンドに写像する。すなわち、レベルシフター出力のピークトゥピークの振れは０．５Vddである。ゲインピーク周波数において、ポストリミットフィルター出力端における正弦波の振幅はVdd／π＝０．３１８３Vddであり、これは、ポストリミットフィルター出力端における最大許容振幅より少ない。
【００５２】
本技術分野における当業者にとっては明らかであるが、振幅比較器１３６の多くのデザインが可能である。構成の一例が図８に示される。十分な振幅の周期的な入力信号に対しては、比較器１３６は方形波出力を作り出す。そうでなければ、出力は移行した最後の状態のままである。本比較器は、比較器２００、インバーター２０２、２０４，２０６、抵抗Ｒ１ ２０８， 抵抗Ｒ２ ２１０及びシグナルグラウンド２１２から構成される。インバーター２０６の出力論理状態は比較器２００の論理状態に従い、論理１又は０である。論理１及び０に対するインバーター２０６の出力電圧は、それぞれ正及び負の電源電圧である。すなわち、シグナルグラウンド２１２に関して、インバーター２０６出力は論理'１'に対して０．５Vdd、論理'０'に対して−０．５Vddである。
【００５３】
比較器２００の出力を変えるために必要な入力信号振幅は、抵抗２０８と２１０（Ｒ１とＲ２）により設定される。比較器２００の出力が論理１であるときには、比較のスレッシュホールドはシグナルグラウンドに関してＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＊０．５Vddである。比較器出力を論理０に変えるためには、入力信号は比較のスレッシュホールドの上に移行しなければならない。比較器の出力が論理０であるときには、比較のスレッシュホールドはシグナルグラウンドに関して−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＊０．５Vddである。比較器出力を論理１に変えるためには、入力信号は比較のスレッシュホールドの下へ移行しなければならない。
【００５４】
この構成においては、ポストリミットフィルター１３４の入力において、その周波数がポストリミットフィルター周波数特性の低域−３ｄＢ周波数と高域−３ｄＢ周波数の間にある方形波は振幅比較器１３６出力において同じ周期の方形波を生成するように、比Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）が設定される。Ｒ１ ２０８は１１ユニット、Ｒ２ ２１０は９ユニットである。スレッシュホールドの大きさは０．３１８３Vddより３ｄＢ低い０．２２５Vddである。
【００５５】
タイミング部３００は、図９のデジタル回路図に示される。タイミング部３００は、'hmono'３０２ブロック、'lmono'３０３ブロック、２つの'guardtime'３０４ブロック（この３つは各々図１０，１１，１２により詳細に示される）、いくつかの論理ゲートを含む。信号HPLは２７５０Ｈｚチャネルの振幅比較器１３６出力に相当し、信号ＬＰＬは２１３０Ｈｚチャネルの振幅比較器１３６出力に相当する。動作の間、入力信号DTESTとCASRESETは論理０に設定され、入力信号TESTIN1とTESTIN3は気にかける必要はない。ONHOOKTMGは、それが論理１であるときは、オンフックモード動作を選択し、論理０であるときは、オフフックモード動作を選択する。ＣＫ７５は７４５７４回／秒のクロック信号である。スイッチキャパシター又はＤＳＰ実装においては、ＣＫ７５は図２に示されるスイッチキャパシター又はデジタルフィルターに同期する。
【００５６】
信号DETECTBはタイミング部３００の出力である。信号DETECTBはＣＡＳが検出されたことを示すために３１のＣＫ７５サイクルの間lowとなる。DETECTBがlowであるＣＫ７５サイクルの数はシステムデザインの選択によるものであり、ＣＡＳ検出器の動作にとっては重要なことではない。他の出力信号HEST、HINRANGE、HSTD、EST、LEST、LINRANGE、LSTD、STDは製造テストのためにあるか、又は、中間の信号である。
【００５７】
以下の記述においては、論理１は単に１又はhigh、論理０は単に０又はlowとする。
【００５８】
振幅比較器１３６の出力はその周期が抽出されたトーンの周期と同じである方形波である。詳細が図１０に示される'hmono'３０２回路はホールドオーバー機能を果たす。その結果、高域トーン振幅比較器１３６出力HPLにおいて方形波がある限り、'hmono'出力HESTはhighである。したがって、HEST highの期間は、高域トーンの'on'期間である。'lmono'３０３回路は、低域トーンに対して同様の機能を果たし、出力はLESTである。LEST highの期間は、低域トーンの'on'期間である。
【００５９】
オフフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２における適応スレッシュホールドは、また、高レベル信号と低レベル信号間のHEST（及びLEST）'on'時間の相違を減少させる。減少した変動はトークダウンに対する耐性を改善する。
【００６０】
'hmono'３０２（図１０）は、再トリガー可能な単安定マルチバイブレーターのデジタル等価物として動作する。'hmono'３０２は、サンプル化されたHPL信号のlowからhigh又はhighからlowへの移行によってトリガーされる。いったんトリガーされると、出力HESTはhighになる。定められた時間内に再トリガーされる限りにおいては、HESTはhighのままである。最後のトリガーの（すなわち、トーンが検出されることが終了する）後、HESTは定められた期間の終了後lowに戻る。検出されたトーンに対しては、トーン周期毎に２つの移行があるべきである。再トリガーの時間間隔は、高域トーン周期をわずかに超えて選択される。'lmono'３０３（図１１）は、再トリガーの時間間隔が低域トーン周期をわずかに超えていることを除いては、同様に動作する。再トリガ可能な単安定マルチバイブレーターは、方形波入力を、パルス幅が候補トーンの期間に対応しているパルス信号に変換する役割を果たす。
【００６１】
トーンがいったん検出されると、'on'期間は最小要求を満たさなければならない。オフフックモードにおいては、'on'期間は最大要求も満たさなければならない。これらの機能は図１２の'guardtime'３０４回路により供給される。本回路は候補トーンの期間が指定された範囲内に入るかどうかを決定する役割を果たす。それぞれのチャネルは別個に処理される。図１２において、トーン'on'表示器（図１２における信号EST）が最小期間の間、連続的にhighであった後に、信号STDはhighとなる。したがって、ESTがhighのままである限り、STDはhighのままである。トーンの検出が終わるときに、ESTはlowになり、STDはlowになる。STDの立ち下りエッジにおいて、on期間が最小（６４ｍｓ）と最大（９８ｍｓ）間であったかどうかのステータスが、信号SINRANGEとして保存される。
【００６２】
図９における論理ゲートはＣＡＳ検出決定回路を形成する。本ゲートはONHOOKTMG信号により選択される'オフフックモード'と'オンフックモード'において動作する。出力DETECTBはＣＡＳが検出されたことを示すために３１のＣＫ７５サイクルに対しlowとなる。
【００６３】
オフフックモードにおいては、有効に検出されたことに対する判断基準は、
１）２つのトーンの'on'期間が、６４ｍｓ以上の間オーバーラップしなければならない。
２）それぞれのトーンのon'期間が６４ｍｓ以上９８ｍｓ以下でなければならない。
【００６４】
１）の判断基準は図９の信号STDがhigh（STD＝HSTD＆LSTD）になれば満足する。STDの０から１への移行を検出する必要はないが、STDが１から０へ変わるときにはフラグ（信号WAIT）がセットされる。フラグがセットされれば、そのときHSTDとLSTDの両方がlowに戻った（すなわち、２つのうちの後の１つがlowに戻った）後であり、２）の判断基準も満たしていれば、そのときＣＡＳは検出される。
【００６５】
オフフックモードの決定ロジックは、ＣＫ７５サイクル毎に一度の割合で実行される次の擬似コードにより表されうる。
【００６６】
・信号を定義
・STD=HSTD&LSTD（論理ａｎｄ）
・HorLSTD=HSTD|LSTD（論理ｏｒ）
・STDFALL=〜STD&STD_last
・If(STDFALL==1)and(HorLSTD==0)（すなわち、HSTDとLSTDの双方とも同時に１から０へ戻る）
・If (HSINRANGE==1)and(LSINRANGE==1),CAS Detected.
（２番目の判断基準が満たされているかどうかを決める）
・If (STDFALL==1)and(HorLSTD==1)（すなわちHSTDとLSTDが同時に１から０に戻らない）
・WAIT=1（WAITフラグを設定する）
・If (WAIT==1) and (HorLSTD==0)
（すなわち、WAITが１から０になるSTDにより設定され、今HSTDとLSTDの双方とも０に戻った）
・If(HSINRANGE==1)and(LSINRANGE==1),CAS Detected.
（２番目の判断基準が満たされているかどうかを決定する）
・If (HorLSTD==0)
・WAIT=0（WAITフラグをクリアする）
・STD_last=STD
オンフックモードにおいては、確実に検出されたことに対する判断基準は一つしかない。
・２つのトーンの'on'期間が、６４ｍｓ以上の間オーバーラップしなければならない。
オンフックモードにおいては、図９の信号STDがhighからlowとなるときに、ＣＡＳが検出される。
【００６７】
述べられた回路は、適応スレッシュホールドリミッター１１０における適応スレッシュホールド及びタイミング部３００におけるオフフックモードタイミングを使って、オフフックモードＣＡＳ検出に対しトークオフとトークダウン両方の耐性の最適化を許す。
【００６８】
この回路は、適応スレッシュホールドリミッター１１０における時不変ＤＣスレッシュホールド及びタイミング部３００におけるオンフックモードタイミングを使ってオンフックモードＣＡＳ検出に対しより優れたトークダウン耐性のため最適化される。
【００６９】
トークオフを改善するために、プリフィルター１０２は２１３０と２７５０Ｈｚ間の周波数を押し上げ、帯域分割フィルター１０８は他のトーンを限られた量だけ減衰させる。
【００７０】
トークオフを改善するために、オフフックモードにおいて、適応スレッシュホールドリミッター１１０は平均振幅の下に落ち込む振幅をもった信号を除去する。
【００７１】
オフフックモードにおいては、高レベル音声に対するトークオフ耐性を改善するため、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、音声レベルが高いとき、平均音声に従ってスレッシュホールドを設定する。また、低レベルトークオフ耐性を改善するため、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、音声レベルが低いとき、プリセットされた最小スレッシュホールドに従ってスレッシュホールドを設定する。
【００７２】
オフフックモードにおいて、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２における適応スレッシュホールドは、また、高レベルＣＡＳと低レベルＣＡＳ間のHEST（及びLEST）'on'時間の相違を減少させる。減少した変動はトークダウン耐性を改善する。
【００７３】
オプションとして、オンフックモードにおいて、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、最小レベル欧州DT-AS検出に対する検出レベルマージンを改善するために、オフフックモードにおいて使用されるスレッシュホールドとは異なるように変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＣＡＳ入力の配置のブロック図である。
【図２】 発明の原理に従ったＣＡＳ検出器のブロック図である。
【図３】 プリフィルターの周波数特性を示す。
【図４】 カスケード接続されたプリフィルターと２７５０Ｈｚ帯域分割フィルターの周波数特性を示す。
【図５】 カスケード接続されたプリフィルターと２１３０Ｈｚ帯域分割フィルターの周波数特性を示す。
【図６】 ２７５０Ｈｚポストリミットフィルターの周波数特性を示す。
【図７】 ２１３０Ｈｚポストリミットフィルターの周波数特性を示す。
【図８】 振幅比較器の回路図である。
【図９】 ＣＡＳ検出器のタイミング部のブロック図である。
【図１０】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【図１１】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【図１２】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【符号の説明】
２ Tip/Ringフロントエンド増幅器
４ 電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器
６ 入力選択スイッチ
８ アンチエイリアジングフィルター
１００ ＣＡＳ検出器
１０２ プリフィルター
１０４ チャネル１
１０６ チャネル２
１０８ 帯域分割フィルター
１１０ 適応スレッシュホールドリミッター
１１２ 適応スレッシュホールドジェネレーター
１１４ 整流器
１１６ スイッチ
１１８ 増幅器
１２０ 加算器
１２２ ローパスフィルター
１２４ 最小スレッシュホールドジェネレーター
１２６ ユニティーゲイン反転増幅器
１２８ マルチプレクサ
１３０ 比較器
１３２ レベルシフター
１３４ ポストリミットフィルター
１３６ 振幅比較器
２００ 比較器
２０２、２０４、２０６ インバーター
２０８ 抵抗Ｒ１
２１０ 抵抗Ｒ２
２１２ シグナルグラウンド
３００ タイミング部
３０２ hmonoブロック
３０３ lmonoブロック
３０４ guardtimeブロック
【発明の属する技術分野】
この発明は電話の分野、特にCaller ID（発信者番号通知サービス）システムにおけるデュアルトーン警報信号を検出する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Caller IDは、発呼者についての情報がＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調を用いて被呼者に送信される世界中の電話会社によって提供される一群のサービスの総称である。カナダや米国の電話会社により提供されるコーリング・アイデンティティー・デリバリー・オン・コール・ウェイティング（ＣＩＤＣＷ：Calling Identity Delivery on Call Waiting）サービス及びコール・ウェイティング・デラックス（ＣＷＤ：Calling Waiting Deluxe）サービスにおいては、既に確立された通話につながっている近端の顧客宅内装置（ＣＰＥ：Customer Premise Equipment）に、待機させられている通話の通話ＩＤ情報を中央電話局が伝えようとしていることを知らせるために、信号が中央電話局により送られる。北アメリカにおいては、この信号はＣＡＳ（ＣＰＥ警報信号：CPE Alerting Signal）として知られている。
【０００３】
ＣＡＳはオフフックでのCaller ID通知に使われるデュアルトーン信号である。欧州においては、DT-AS（デュアルトーン警報信号）として知られている類似の信号が、オフフックでの、そして、あるネットワークにおいてはオンフックでのCaller ID通知において使われている。
【０００４】
オフフックでの通知においては、ＣＡＳは音声、雑音、又は音楽の存在下で検出されなければならない。また、顧客宅内装置は通話の全期間を通してＣＡＳを検出できなければならないので、オフフック通知でのＣＡＳ検出は音声、雑音、又は音楽からのイミテーション（紛らわしい信号）に対してロバストでなければならない。
【０００５】
オンフック及びオフフックでのCaller ID信号プロトコルはBellcore GR-30-COREにおいて、顧客宅内装置の要求事項はＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６において規定される。オフフックプロトコルにおいては、中央電話局は、ＣＡＳが送信される直前に遠端をミュートする。近端顧客宅内装置がＣＡＳを検出するときに、近端顧客宅内装置は受話器をミュートし、また、並行したオフフック顧客宅内装置があるかどうかチェックする。並行したオフフック顧客宅内装置がないならば、近端顧客宅内装置は、事前に定義されたＤＴＭＦデジットであるＡＣＫ信号を中央電話局へ送り返すことにより、ＣＡＳ受信を認める。中央電話局がＡＣＫ信号を受信するときは、中央電話局は発呼者情報をＦＳＫで近端顧客宅内装置へ送信する。このとき、典型的にはユーザーに対し情報を表示する。
【０００６】
顧客宅内装置は既に確立された通話中にあるので、ＣＡＳが中央電話局から送信されるときには、近端ユーザー（発信者ＩＤ情報を受信することになっている端）は話をしているかもしれない。したがって、ＣＡＳは近端の音声、雑音、又は音楽の存在下で検出されなければならない。ＣＡＳを検出し、決められたインターバル内においてＡＣＫで返答するのに失敗することはトークダウンとして知られている。発信者情報が渡されず、ユーザーは支払いに見合うレベルのサービスを受けないことから、トークダウンは望ましくない。ユーザーは重要な着信呼を逃すかもしれない。
【０００７】
確立された通話中いつでもＣＡＳは送信されうるので、ＣＡＳ検出は、また、近端及び遠端の両方からの音声、雑音又は音楽からのイミテーションに対してロバストでなければならない。ＡＣＫを発生させる誤った検出はトークオフとして知られる。近端顧客宅内装置が余計なＡＣＫ信号を送り、近端顧客宅内装置はＦＳＫ信号を見越してミュートのままとするためトークオフは迷惑なものである。
【０００８】
ＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６は、トークオフやトークダウンに対する耐性の要求も含めたＣＡＳ検出の性能要求を規定する。ＣＡＳ特性は以下のとおりである。
【０００９】
低域トーン周波数 ２１３０Ｈｚ＋／−０．５％
高域トーン周波数 ２７５０Ｈｚ＋／−０．５％
信号レベル（トーンあたり）−１４から−３２ｄＢｍ（６００Ωを基準とする）
トーン間の信号レベル差（ツイスト） −６から＋６ｄＢ
期間 ７５から８５ｍｓ
除去信号レベル（トーンあたり）−４５ｄＢｍ未満
【００１０】
GR-30-COREオフフックプロトコルにおいては、並行したオフフック顧客宅内装置があれば、近端顧客宅内装置はＡＣＫ信号を送ってはいけない。この制限は、ＴＩＡ（Telecommunication Industry Association）と共同でBellcoreにより開発されたＭＥＩ（Multiple Extension Interworking）として知られるプロトコルにより修正された。すべてのオフフック顧客宅内装置がＭＥＩコンパチブルであれば、ＭＥＩは顧客宅内装置にＡＣＫを許す。ＭＥＩはＴＩＡ／ＥＩＡ−７７７規格に規定されている。
【００１１】
欧州においては、オフフック信号の場合のDT-ASの特性は、あまり重要でない信号レベルの違い（−９．７８から−３２．７８ｄＢｍ）及び除去レベルの要求がないことを除いては、ＣＡＳに類似している。オンフック信号の場合のDT-ASの特性は、信号レベル（−１．７８から−３７．７８ｄＢｍ）や期間（９０から１１０ｍｓ）について、また、除去レベルの要求がないことに関して、大きく異なっている。これらの仕様はＥＴＳＩ規格 ＥＴＳ ３００ ７７８−１及びＥＴＳ ３００ ７７８−２にある。ＣＩＤＣＷと類似のサービスが提供される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＸ６０２データシート及び米国特許第５６４９００２号は、ローカル電話信号が抑圧された後、ＣＡＳ検出信号が所定の時に所定の状態にあるかどうかの決定がされる方法を開示する。ＣＡＳ検出信号が所定の時に所定の状態にある場合に有効信号が出力される。ローカル電話で生じた信号により引き起こされる検出を無視することにより、誤検出は最小化される。用いられる音声チェックミュートが近端及び遠端のユーザーに迷惑をかけるため、この方法は望ましくない
米国特許第５５１９７７４号は、各々のトーンを個別に検出する２つのチャネルを持った装置を開示する。それぞれのチャネルは、一つのトーンの信号エネルギーと音声帯域の選択された重みつきガードバンド部分におけるエネルギーとの比較手段を含む。この比較に基づいて、トーンが存在しているかどうかの決定がなされる。デュアルトーン警報信号が実際に存在しているか、また、音声によるエネルギーが両方のトーンに誤った検出（トークオフ）を引き起こさせるかどうかを決定するために、各チャネルにおけるトーン検出の一致から成形されるパルス信号がタイミング回路により使用される。このパルス信号の特性は、警報信号が存在しているかどうか決定するために分析される。もしこれらの特性のパラメーターが決められた範囲内（この範囲は、前に検出された警報信号から決定されるこれらの信号特性のパラメーターに基づき連続的に更新される）に入れば、警報信号は検出される。しかし、もし現在の潜在的な警報信号の信号特性パラメーターが前に決められたトークオフ信号のパラメーターとマッチすれば、これらのパラメーターがさもなければ警報信号が検出されるであろうというような範囲内に入っているときでさえトークオフはあるものと推定される。
【００１３】
この装置は、厳しいポストリミッターフィルターの−３ｄＢ周波数要求のため、アナログ実装による製造は困難である。ＤＳＰ（デジタル信号処理）による実装の場合には、厳しいポストリミッターフィルターは長いワード長を必要とするので高価となる。加えて、ポストリミッターフィルターの−３ｄＢ周波数はまさにかろうじてトーンを検出することができるにすぎない。これはＳＲ−ＴＳＶ−００２４７６条件の−０．５％又は＋０．５％の周波数端におけるものであり、製造による変動や部品の許容誤差に対する余裕は残されていない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各トーンに対する処理チャネルを具備し、各処理チャネルが、対象となるトーンを抽出しそれ以外のトーンを減衰させる帯域分割フィルターと、前記帯域分割フィルターの出力の振幅をスレッシュホールド値と比較する比較器と、比較器がトーンの音声や音楽のイミテーションを除去するように前記帯域分割フィルターの出力振幅に適応した前記スレッシュホールド値を生成する適応スレッシュホールドジェネレーターを具備することを特徴とする少なくともオフフックモード動作が可能な電話システムにおけるデュアルトーン警報信号検出装置が提供される。
【００１５】
例えば、デュアルトーン警報信号は、ＣＡＳ信号又はDT-AS信号とすることができる。
【００１６】
前記装置は、'オフフックモード'動作と'オンフックモード'動作との間で選択が可能としてもよい。オフフックモードはトークオフとトークダウンのいずれにも耐えうるよう最適化され、一方オンフックモードは、トークダウンに対してより良好な耐性を有するように最適化される。
【００１７】
本発明を備えた顧客宅内装置がオフフック状態にあるときに、オフフックモードはオフフック信号ＣＡＳ検出において使われうる。ＭＥＩにおける場合のように、並列の顧客宅内装置がオフフックであり、しかし、顧客宅内装置がオンフック状態にあるときに、オンフックモードは「オフ」フック信号ＣＡＳ検出において使われうる。次の記述はなぜオンフックモードがトークダウンに対してのみロバストである必要があるか説明している。
【００１８】
ＭＥＩは、ＡＣＫ送出器とバックアップＡＣＫ送出器の概念を取り入れている。一通話ベースで、ＡＣＫ送出器は呼に対しオフフックとなる最初の顧客宅内装置である。ＡＣＫ送出器は、たとえそれがラインがオフフックである間にオンフックに戻ったとしても、そのステータスを保持する。Ｔｙｐｅ３ＣＰＥがそのＡＣＫ送出器のステータスをアクティブにするときに、ＡＣＫ送出器はそのステータスを破棄しなければならない。
【００１９】
バックアップＡＣＫ送出器はＡＣＫで最終的にＣＡＳに応答し、ＦＳＫデータを失敗なく受信するための顧客宅内装置である。バックアップＡＣＫ送出器は呼から呼までそのステータスを保持するが、もう一つの顧客宅内装置がＣＡＳ−ＡＣＫ−ＦＳＫシークエンスを失敗なく完了させた場合には、バックアップＡＣＫ送出器のステータスを破棄しなければならない。
【００２０】
したがって、ＭＥＩコンパチブルな顧客宅内装置は、それ自身はオンフックであるが、ラインがオフフックであるときに、ＣＡＳを検出することが可能でなければならない。ほとんどの顧客宅内装置のデザインにおいては、顧客宅内装置がオンフックであるときＣＡＳを検出するためには、信号はTip/Ring接続から来なければならない。（電話ハイブリッド／スピーチＩＣ（telephone hybrid or speech IC）の受信ペアへの）4-wire side接続は動作可能ではないか、または、4-wire side信号レベルは厳しく減衰するためである。
【００２１】
顧客宅内装置がオンフックである（一方でラインはオフフックである）ときは、ＭＥＩ ＣＡＳ−ＡＣＫプロトコルのため、そのＣＡＳ検出器はトークダウンに対する耐性のみが必要である。この発明の目的のために、ＣＡＳが検出されるときＭＥＩにおいては、
各オフフック顧客宅内装置は、Tip/Ringで測定して、ＣＡＳの終了の後２５ｍｓより早くなく６０ｍｓより遅くなく、オンフック状態に移行しなければならない。ラインHIGH状態（ラインがどの顧客宅内装置によってもターミネートされていないときのライン電圧）を検出した後は、ＡＣＫ送出器（このＡＣＫ送出器はＣＡＳが来るときはオンフックであるかもしれない）はオフフックとなる。ＡＣＫ送出器は、少なくとも５ｍｓしかし８ｍｓ以上でない間は、ラインにHIGH状態のままであることを許す。もしオンフックとなった後に１００ｍｓ以内にラインHIGH状態が検出されないならば、すべての以前のオフフック顧客宅内装置はオフフック状態に戻らなければならない。
【００２２】
ＣＡＳイベントに続いて、バックアップＡＣＫ送出器（バックアップＡＣＫ送出器はＣＡＳが来るときはオンフックであるかもしれない）は、最低１５ｍｓ続いているラインHIGH状態に対し、ラインをモニターする。いったんこの状態が検出されれば、バックアップＡＣＫ送出器はすぐにＡＣＫ送出器になり、ラインHIGH状態の開始後２０ｍｓより遅くなくオフフックとなり、ＣＡＳ−ＡＣＫハンドシェークを完了させ、残りの通話の間ＡＣＫ送出器として維持されなければならない。指定のＡＣＫ送出器がＭＥＩ仕様でないならば、この状況が起こるかもしれない。
【００２３】
指定のＡＣＫ送出器又はバックアップ送出器ではなく、しかし、ＣＡＳの時にオフフックであるＭＥＩ仕様の顧客宅内装置は、最低３０ｍｓ続いているラインHIGH状態に対し、ラインをモニターしなければならない。いったんこの状態が検出されれば、バックアップＡＣＫ送出器はすぐにＡＣＫ送出器になり、ラインHIGH状態の開始後３５ｍｓより遅くなくオフフックとなり、ＣＡＳ−ＡＣＫハンドシェークを完了させ、残りの通話の間ＡＣＫ送出器として維持されなければならない。指定のＡＣＫ送出器やバックアップＡＣＫ送出器がＭＥＩ仕様でないならば、この状況が起こりうる。
【００２４】
オフフックとなった後、ラインHIGH電圧の移行立ち上がりの後３０ｍｓより早くなく４０ｍｓより遅くなく、ＡＣＫ送出器はＡＣＫの送信を始める。
【００２５】
ＣＡＳが検出された後、顧客宅内装置は、ラインHIGH状態に対し、ラインをモニターしなければならないので（これはオフフック顧客宅内装置もまたＣＡＳを検出した場合にのみ起こりうる）、オンフック顧客宅内装置の（ＡＣＫ送出器またはバックアップＡＣＫ送出器）ＣＡＳ検出器はトークオフに対してロバストである必要はない。
【００２６】
しかし、オンフック顧客宅内装置のＣＡＳ検出器はトークダウンに対してロバストでなければならない。そうでなければ、たとえオフフック顧客宅内装置がＣＡＳを検出したとしても、オンフック顧客宅内装置のＣＡＳ検出器はＣＡＳを見失うであろう。オンフックモードは、また、ＥＴＳＩオンフック信号DT-ASを検出するために使われうる。
【００２７】
本発明は、また、各トーンに対し対象となるトーンを抽出しそれ以外のトーンを減衰させ、音声や音楽のイミテーションを除去するため、各抽出されたトーンの振幅を前記帯域分割フィルターの出力の振幅に適応させるスレッシュホールド値と比較するという手順を具備することを特徴とする少なくともオフフックモード動作が可能な電話システムにおけるデュアルトーン警報信号検出方法も提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
今、図１を参照すると、これは、シングルチップのCaller ID受信機に典型的に利用される入力の構成を示している。従来のデザインにおいては、ＭＥＩアプリケーションに対して、ラインがオフフックであるときに顧客宅内装置がオンフックとなると、Tip/Ringフロントエンド増幅器２からの信号が選択される。電話ハイブリッド／スピーチＩＣにより供給される近端の音声の減衰を利用するために、顧客宅内装置がオフフックであるときは、電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４からの信号が選択される。
【００２９】
より優れたオンフックモードでのトークダウン耐性を利用するためには、ＣＡＳ検出器１００への入力は、オンフックモードＣＡＳ検出のため、通常Tip/Ringフロントエンド増幅器２から来るように選択される。オフフックモードにおいては、一つの実施例において、入力はTip/Ringフロントエンド増幅器２又は電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４のどちらかから来る。もう一つの実施例においては、入力は電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器４から来る。
【００３０】
ＣＡＳ検出器１００のブロック図は図２に示される。アナログでの実装では、ＣＡＳ検出器の入力信号は、典型的には、図１に示される回路の出力から来る。ＤＳＰでの実装では、入力信号は、ＡＤ変換によりデジタル化された図１に示される回路の出力である。'ＣＡＳ検出ステータス'という出力は、ＣＡＳが検出されたかどうかを示す論理信号である。論理信号である'検出モードコントロール'は、検出器を'オフフックモード'又は'オンフックモード'とする。
【００３１】
入力信号は、プリフィルター１０２により処理される。プリフィルター１０２は、高域及び低域のトーン周波数（２７５０と２１３０Ｈｚ）において等しいゲインを持つバンドパスフィルターである。高域と低域のトーン周波数間の周波数は、図３に示すように増幅される。高域と低域のトーン周波数間の帯域におけるゲインの増加は、音声や音楽からのイミテーションに対する保護を与える。イミテーションを生じさせるためには、例えば、音声や音楽が、低域及び高域のトーン周波数において又はその近傍において、それぞれ、７次及び９次の高調波を含まなければならない。他の可能性としては、音声や音楽が、上記周波数において又はその近傍において、１０次及び１３次の高調波を含む場合がある。他の高調波の組み合わせとして、１７次と２２次のような場合も可能性がある。プリフィルターは７、９次のケースにおいては８次の高調波を、１０、１３次のケースにおいては１１、１２次の高調波を、等と増幅する。その結果、増幅された高調波は、低域及び高域のトーン周波数における増幅高調波をより干渉することとなり、イミテーションからの保護に資する。
【００３２】
プリフィルター１０２の出力は、２つのチャネル１０４と１０６により処理される。一つのチャネルは高域のトーンの検出を与え、他の一つは低域のトーンの検出を与える。２つのチャネルは構造的には等価である。
【００３３】
それぞれのチャネルにおいて、帯域分割フィルター１０８は対象となるトーンを抽出し、他のトーンを減衰させる。図４及び図５におけるカスケード接続されたプリフィルター１０２と帯域分割フィルター１０８のゲイン周波数特性に示されるように、帯域分割フィルターは、限られた減衰のみを供給する。この目的は、トークオフを改善することである。真のＣＡＳは、ある範囲内の２トーン間の信号レベル差を持つ。これは、音声や音楽についてはこのようではない。他のトーンを限られた量だけ減衰させることによってＣＡＳと紛らわしいＣＡＳ周波数において大きな信号レベル差を持つ音声や音楽は、真のＣＡＳよりも、帯域分割フィルター出力において、より大きな残留を持つこととなる。
【００３４】
帯域分割フィルター出力は、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２、ユニティーゲイン反転増幅器１２６、マルチプレクサ１２８、比較器１３０から構成される適応スレッシュホールドリミッター１１０により処理される。
【００３５】
本技術分野の当業者にとっては明らかなことではあるが、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２には多くのバリエーションが可能である。図２の構成は、動作原理を図解するために使われる。
【００３６】
適応スレッシュホールドジェネレーターは、オフフックモードとオンフックモードで異なる動作をする。オフフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、帯域分割フィルター１０８の出力の振幅に適応するスレッシュホールドを作り出す。
【００３７】
帯域分割フィルター出力は整流器１１４により整流される。スイッチ１１６は閉じられ、その結果、整流器出力が増幅器１１８によりＳＦ（ＳＦ：スケーリングファクタ）倍増幅され、加算器１２０により最小スレッシュホールドジェネレーター１２４により生成された時不変ＤＣレベル（minVth）に加算され、それから、ローパスフィルター１２２によりフィルタリングされる。増幅器１１８とローパスフィルター１２２は、単一の回路の一部とすることができ、また、加算器１２０も含めてもよい。
【００３８】
整流器１１４は、全波又は半波整流器でありうる。また、整流器は非反転又は反転でありうる。その選択は実装上の便利さによる。原理を図解するためには非反転整流器が使用される。もし全波であるなら正の信号は変化せずに通過する、一方、負の信号はシグナルグラウンドに対して反転する。もし半波であるなら正の信号は変化せずに通過する、一方、負の信号に関しては整流器の出力はシグナルグラウンドに対してクランプされる。もし全波であるなら、振幅Ａの入力正弦信号に対しては、整流器出力は振幅２Ａ／πのＤＣコンポーネントを含む。もし半波なら、整流器出力ＤＣコンポーネントの振幅はＡ／πであり、増幅器１１８は全波の場合の２倍のゲインを必要とする。整流器１１４出力のＡＣコンポーネントはローパスフィルター１２２により取り除かれる。
【００３９】
最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールド（minVth）は時不変ＤＣ信号であり、よって、ローパスフィルターでフィルタリングされる必要は全くない。最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、実装の経済性のため図２に示されるように処理される。すなわち、増幅器１１８、加算器１２０及びローパスフィルター１２２は、整流器１１４からのパスに対するゲインＳＦの加算ローパスフィルターとして実装されうる。
【００４０】
帯域分割フィルター１０８の出力端において振幅Ａである正弦波に対し、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力は（２Ａ＊ＳＦ／π）＋minVthである。高レベル帯域分割フィルター出力（２Ａ＊ＳＦ／π）>>minVth）に対しては、適応スレッシュホールドは主として正弦波の振幅Ａに基づく。低レベル帯域分割フィルター出力に対しては、適応スレッシュホールドは主として最小スレッシュホールドジェネレーター１２４により設定される時不変minVthに基づく。トーン除去レベルは正弦波振幅Ａが適応スレッシュホールドと等しいとき（Ａ＝minVth／（１−２＊ＳＦ／π））である。例えばＳＦ＝０．５５であれば、そのとき大きいＡに対しては、適応スレッシュホールドは０．３５０１Ａである。小さなＡに対しては、ＳＦ＝０．５５、minVth＝８．７ｍＶ、Ａ＝２７．５ｍＶのときは、適応スレッシュホールドは１８．３ｍＶ又は０．６６６Ａである。ＳＦ＝０．５５、minVth＝８．７ｍＶのときは除去レベルは１３．３９ｍＶである。
【００４１】
ローパスフィルターの−３ｄＢ周波数は、適応スレッシュホールドが帯域分割フィルター出力の平均振幅に追随すべく、非常に低く（数１０Ｈｚ）設定される。低い−３ｄＢ周波数はトークオフに対する保護を与える。典型的には、音声は瞬時の振幅が平均より下に落ち込むような変化をする振幅を持っているが、一方で、真のＣＡＳは常にスレッシュホールドより大きな相対的に一定の振幅を持つ。そこで瞬時の振幅が平均値の下に落ちれば、その信号はトーンではないと考えられる。
【００４２】
最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、低いレベルの音声が、除去され、トークオフを引き起こさないように、音声の信号でコンピューターシミュレーションをすることを基礎にして選択される。
【００４３】
オンフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２におけるスイッチ１１６は開放され、また、増幅器１１８への入力はシグナルグラウンドにスイッチされる。ローパスフィルター１１２の出力は、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からのＤＣ時不変のminVthである。固定されたスレッシュホールドに変えることにより、ＣＡＳ検出器がオンフックモードで動作するときに、トークダウンへの耐性が改善される。
【００４４】
オプションとして、オンフックモードにおいて、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、最小レベル欧州DT-AS検出に対する検出レベルマージンを改善するために、オフフックモードにおいて使用されるスレッシュホールドとは異なるように変えることができうる。
【００４５】
ここで、適応スレッシュホールドリミッター１１０の動作がより詳細に述べられる。図２において、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力はシグナルグラウンドに関して正である。記述の目的のため、それを正のスレッシュホールドと呼ぶ。ユニティーゲイン反転増幅器１２６は、負のスレッシュホールドと呼ばれる電圧を作り出すために、シグナルグラウンドに関して正のスレッシュホールドを反転させる。比較器１３０をスイッチするために、帯域分割フィルター１０８出力における信号の振幅は、適応スレッシュホールドより大きくなければならない。
【００４６】
比較器１３０の出力が論理０であるときは、マルチプレクサ１２８の'０'入力が選択され、正のスレッシュホールドが比較器の'−'ターミナルに適用される。論理０から論理１へ比較器出力を変えるには、帯域分割フィルター１０８の出力は正のスレッシュホールドの上へ移行しなければならない。比較器１３０の出力は論理１に変わり、マルチプレクサ１２８の'１'入力における負のスレッシュホールドを比較器の'−'ターミナルに適用する。比較器出力を論理１から０へ戻すには、帯域分割フィルター１０８出力は負のスレッシュホールドの下へ移行しなければならない。アナログ構成においては、論理１は正の電源電圧に相当し、論理０は負の電源電圧に相当する。したがって、振幅が適応スレッシュホールドより大きい帯域分割フィルター１０８により抽出される正弦波に対しては、適応スレッシュホールドリミッター１１０の出力はその周期が正弦波の周期と同じである方形波である。
【００４７】
適応スレッシュホールドジェネレーター１１２の出力が負である構成については、マルチプレクサ１２８への'１'及び'０'の入力は反対となるべきであり、適応スレッシュホールドリミッター１１０は上記で述べたとおりに動作する。
【００４８】
ピークトゥピークの振れがＡである方形波のフーリエ成分は、奇数のｎに対してＣｎ＝２Ａ／（ｎπ）、偶数のｎに対して０である。もし基本波（すなわちｎ＝１）以外のすべての成分が取り除かれるよう方形波がフィルタリングされる場合には、結果は振幅２Ａ／πの正弦波となる。加えて、フィルターがピークゲインが０ｄＢである高いＱのバンドパスフィルターであるならば、このときはピークゲインの周波数における方形波のみが振幅２Ａ／πの正弦波を作り出す。はずれた周波数における方形波はバンドパスフィルターにより減衰する。バンドパスフィルター出力における信号の振幅を見ることにより、入力方形波周波数が望みの範囲内に入るかどうか決定することができる。これらの機能は、レベルシフター１３２、ポストリミットフィルター１３４及び振幅比較器１３６により供給される。
【００４９】
ポストリミットフィルター１３４は、ピークゲイン（０ｄＢ）がチャネルの公称周波数にくる高いＱのバンドパスフィルターである。２つのチャネルのポストリミットフィルターのゲイン周波数特性は図６及び図７に示される。
【００５０】
レベルシフター１３２は、適応スレッシュホールドリミッター１１０の論理出力をポストリミットフィルター１３４に適切な電圧レベルへ変換する。アナログ構成においては、論理１は正の電源電圧に相当し、論理０は負の電源電圧に相当する。シグナルグラウンドは正と負の電源電圧の間である。便宜のため、Vddは正と負の電源間の電圧差と定義する。シグナルグラウンドが中間であるので、ポストリミットフィルター出力における最大許容信号振幅は０．５Vddである。もし適応スレッシュホールドリミッターの出力が０ｄＢゲインピークを持ったポストリミットフィルター１３４に直接入力されるならば、ゲインピーク周波数において、正弦波の振幅は２Vdd／π＝０．６３６６Vddとなる。これは最大許容振幅を超えている。
【００５１】
この構成において、レベルシフター１３２は適応スレッシュホールドリミッター１１０の論理出力１を正の電源に写像し、論理０をシグナルグラウンドに写像する。すなわち、レベルシフター出力のピークトゥピークの振れは０．５Vddである。ゲインピーク周波数において、ポストリミットフィルター出力端における正弦波の振幅はVdd／π＝０．３１８３Vddであり、これは、ポストリミットフィルター出力端における最大許容振幅より少ない。
【００５２】
本技術分野における当業者にとっては明らかであるが、振幅比較器１３６の多くのデザインが可能である。構成の一例が図８に示される。十分な振幅の周期的な入力信号に対しては、比較器１３６は方形波出力を作り出す。そうでなければ、出力は移行した最後の状態のままである。本比較器は、比較器２００、インバーター２０２、２０４，２０６、抵抗Ｒ１ ２０８， 抵抗Ｒ２ ２１０及びシグナルグラウンド２１２から構成される。インバーター２０６の出力論理状態は比較器２００の論理状態に従い、論理１又は０である。論理１及び０に対するインバーター２０６の出力電圧は、それぞれ正及び負の電源電圧である。すなわち、シグナルグラウンド２１２に関して、インバーター２０６出力は論理'１'に対して０．５Vdd、論理'０'に対して−０．５Vddである。
【００５３】
比較器２００の出力を変えるために必要な入力信号振幅は、抵抗２０８と２１０（Ｒ１とＲ２）により設定される。比較器２００の出力が論理１であるときには、比較のスレッシュホールドはシグナルグラウンドに関してＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＊０．５Vddである。比較器出力を論理０に変えるためには、入力信号は比較のスレッシュホールドの上に移行しなければならない。比較器の出力が論理０であるときには、比較のスレッシュホールドはシグナルグラウンドに関して−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＊０．５Vddである。比較器出力を論理１に変えるためには、入力信号は比較のスレッシュホールドの下へ移行しなければならない。
【００５４】
この構成においては、ポストリミットフィルター１３４の入力において、その周波数がポストリミットフィルター周波数特性の低域−３ｄＢ周波数と高域−３ｄＢ周波数の間にある方形波は振幅比較器１３６出力において同じ周期の方形波を生成するように、比Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）が設定される。Ｒ１ ２０８は１１ユニット、Ｒ２ ２１０は９ユニットである。スレッシュホールドの大きさは０．３１８３Vddより３ｄＢ低い０．２２５Vddである。
【００５５】
タイミング部３００は、図９のデジタル回路図に示される。タイミング部３００は、'hmono'３０２ブロック、'lmono'３０３ブロック、２つの'guardtime'３０４ブロック（この３つは各々図１０，１１，１２により詳細に示される）、いくつかの論理ゲートを含む。信号HPLは２７５０Ｈｚチャネルの振幅比較器１３６出力に相当し、信号ＬＰＬは２１３０Ｈｚチャネルの振幅比較器１３６出力に相当する。動作の間、入力信号DTESTとCASRESETは論理０に設定され、入力信号TESTIN1とTESTIN3は気にかける必要はない。ONHOOKTMGは、それが論理１であるときは、オンフックモード動作を選択し、論理０であるときは、オフフックモード動作を選択する。ＣＫ７５は７４５７４回／秒のクロック信号である。スイッチキャパシター又はＤＳＰ実装においては、ＣＫ７５は図２に示されるスイッチキャパシター又はデジタルフィルターに同期する。
【００５６】
信号DETECTBはタイミング部３００の出力である。信号DETECTBはＣＡＳが検出されたことを示すために３１のＣＫ７５サイクルの間lowとなる。DETECTBがlowであるＣＫ７５サイクルの数はシステムデザインの選択によるものであり、ＣＡＳ検出器の動作にとっては重要なことではない。他の出力信号HEST、HINRANGE、HSTD、EST、LEST、LINRANGE、LSTD、STDは製造テストのためにあるか、又は、中間の信号である。
【００５７】
以下の記述においては、論理１は単に１又はhigh、論理０は単に０又はlowとする。
【００５８】
振幅比較器１３６の出力はその周期が抽出されたトーンの周期と同じである方形波である。詳細が図１０に示される'hmono'３０２回路はホールドオーバー機能を果たす。その結果、高域トーン振幅比較器１３６出力HPLにおいて方形波がある限り、'hmono'出力HESTはhighである。したがって、HEST highの期間は、高域トーンの'on'期間である。'lmono'３０３回路は、低域トーンに対して同様の機能を果たし、出力はLESTである。LEST highの期間は、低域トーンの'on'期間である。
【００５９】
オフフックモードにおいては、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２における適応スレッシュホールドは、また、高レベル信号と低レベル信号間のHEST（及びLEST）'on'時間の相違を減少させる。減少した変動はトークダウンに対する耐性を改善する。
【００６０】
'hmono'３０２（図１０）は、再トリガー可能な単安定マルチバイブレーターのデジタル等価物として動作する。'hmono'３０２は、サンプル化されたHPL信号のlowからhigh又はhighからlowへの移行によってトリガーされる。いったんトリガーされると、出力HESTはhighになる。定められた時間内に再トリガーされる限りにおいては、HESTはhighのままである。最後のトリガーの（すなわち、トーンが検出されることが終了する）後、HESTは定められた期間の終了後lowに戻る。検出されたトーンに対しては、トーン周期毎に２つの移行があるべきである。再トリガーの時間間隔は、高域トーン周期をわずかに超えて選択される。'lmono'３０３（図１１）は、再トリガーの時間間隔が低域トーン周期をわずかに超えていることを除いては、同様に動作する。再トリガ可能な単安定マルチバイブレーターは、方形波入力を、パルス幅が候補トーンの期間に対応しているパルス信号に変換する役割を果たす。
【００６１】
トーンがいったん検出されると、'on'期間は最小要求を満たさなければならない。オフフックモードにおいては、'on'期間は最大要求も満たさなければならない。これらの機能は図１２の'guardtime'３０４回路により供給される。本回路は候補トーンの期間が指定された範囲内に入るかどうかを決定する役割を果たす。それぞれのチャネルは別個に処理される。図１２において、トーン'on'表示器（図１２における信号EST）が最小期間の間、連続的にhighであった後に、信号STDはhighとなる。したがって、ESTがhighのままである限り、STDはhighのままである。トーンの検出が終わるときに、ESTはlowになり、STDはlowになる。STDの立ち下りエッジにおいて、on期間が最小（６４ｍｓ）と最大（９８ｍｓ）間であったかどうかのステータスが、信号SINRANGEとして保存される。
【００６２】
図９における論理ゲートはＣＡＳ検出決定回路を形成する。本ゲートはONHOOKTMG信号により選択される'オフフックモード'と'オンフックモード'において動作する。出力DETECTBはＣＡＳが検出されたことを示すために３１のＣＫ７５サイクルに対しlowとなる。
【００６３】
オフフックモードにおいては、有効に検出されたことに対する判断基準は、
１）２つのトーンの'on'期間が、６４ｍｓ以上の間オーバーラップしなければならない。
２）それぞれのトーンのon'期間が６４ｍｓ以上９８ｍｓ以下でなければならない。
【００６４】
１）の判断基準は図９の信号STDがhigh（STD＝HSTD＆LSTD）になれば満足する。STDの０から１への移行を検出する必要はないが、STDが１から０へ変わるときにはフラグ（信号WAIT）がセットされる。フラグがセットされれば、そのときHSTDとLSTDの両方がlowに戻った（すなわち、２つのうちの後の１つがlowに戻った）後であり、２）の判断基準も満たしていれば、そのときＣＡＳは検出される。
【００６５】
オフフックモードの決定ロジックは、ＣＫ７５サイクル毎に一度の割合で実行される次の擬似コードにより表されうる。
【００６６】
・信号を定義
・STD=HSTD&LSTD（論理ａｎｄ）
・HorLSTD=HSTD|LSTD（論理ｏｒ）
・STDFALL=〜STD&STD_last
・If(STDFALL==1)and(HorLSTD==0)（すなわち、HSTDとLSTDの双方とも同時に１から０へ戻る）
・If (HSINRANGE==1)and(LSINRANGE==1),CAS Detected.
（２番目の判断基準が満たされているかどうかを決める）
・If (STDFALL==1)and(HorLSTD==1)（すなわちHSTDとLSTDが同時に１から０に戻らない）
・WAIT=1（WAITフラグを設定する）
・If (WAIT==1) and (HorLSTD==0)
（すなわち、WAITが１から０になるSTDにより設定され、今HSTDとLSTDの双方とも０に戻った）
・If(HSINRANGE==1)and(LSINRANGE==1),CAS Detected.
（２番目の判断基準が満たされているかどうかを決定する）
・If (HorLSTD==0)
・WAIT=0（WAITフラグをクリアする）
・STD_last=STD
オンフックモードにおいては、確実に検出されたことに対する判断基準は一つしかない。
・２つのトーンの'on'期間が、６４ｍｓ以上の間オーバーラップしなければならない。
オンフックモードにおいては、図９の信号STDがhighからlowとなるときに、ＣＡＳが検出される。
【００６７】
述べられた回路は、適応スレッシュホールドリミッター１１０における適応スレッシュホールド及びタイミング部３００におけるオフフックモードタイミングを使って、オフフックモードＣＡＳ検出に対しトークオフとトークダウン両方の耐性の最適化を許す。
【００６８】
この回路は、適応スレッシュホールドリミッター１１０における時不変ＤＣスレッシュホールド及びタイミング部３００におけるオンフックモードタイミングを使ってオンフックモードＣＡＳ検出に対しより優れたトークダウン耐性のため最適化される。
【００６９】
トークオフを改善するために、プリフィルター１０２は２１３０と２７５０Ｈｚ間の周波数を押し上げ、帯域分割フィルター１０８は他のトーンを限られた量だけ減衰させる。
【００７０】
トークオフを改善するために、オフフックモードにおいて、適応スレッシュホールドリミッター１１０は平均振幅の下に落ち込む振幅をもった信号を除去する。
【００７１】
オフフックモードにおいては、高レベル音声に対するトークオフ耐性を改善するため、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、音声レベルが高いとき、平均音声に従ってスレッシュホールドを設定する。また、低レベルトークオフ耐性を改善するため、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２は、音声レベルが低いとき、プリセットされた最小スレッシュホールドに従ってスレッシュホールドを設定する。
【００７２】
オフフックモードにおいて、適応スレッシュホールドジェネレーター１１２における適応スレッシュホールドは、また、高レベルＣＡＳと低レベルＣＡＳ間のHEST（及びLEST）'on'時間の相違を減少させる。減少した変動はトークダウン耐性を改善する。
【００７３】
オプションとして、オンフックモードにおいて、最小スレッシュホールドジェネレーター１２４からの最小スレッシュホールドは、最小レベル欧州DT-AS検出に対する検出レベルマージンを改善するために、オフフックモードにおいて使用されるスレッシュホールドとは異なるように変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＣＡＳ入力の配置のブロック図である。
【図２】 発明の原理に従ったＣＡＳ検出器のブロック図である。
【図３】 プリフィルターの周波数特性を示す。
【図４】 カスケード接続されたプリフィルターと２７５０Ｈｚ帯域分割フィルターの周波数特性を示す。
【図５】 カスケード接続されたプリフィルターと２１３０Ｈｚ帯域分割フィルターの周波数特性を示す。
【図６】 ２７５０Ｈｚポストリミットフィルターの周波数特性を示す。
【図７】 ２１３０Ｈｚポストリミットフィルターの周波数特性を示す。
【図８】 振幅比較器の回路図である。
【図９】 ＣＡＳ検出器のタイミング部のブロック図である。
【図１０】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【図１１】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【図１２】 タイミング回路の詳細のブロック図である。
【符号の説明】
２ Tip/Ringフロントエンド増幅器
４ 電話ハイブリッド／スピーチＩＣフロントエンド増幅器
６ 入力選択スイッチ
８ アンチエイリアジングフィルター
１００ ＣＡＳ検出器
１０２ プリフィルター
１０４ チャネル１
１０６ チャネル２
１０８ 帯域分割フィルター
１１０ 適応スレッシュホールドリミッター
１１２ 適応スレッシュホールドジェネレーター
１１４ 整流器
１１６ スイッチ
１１８ 増幅器
１２０ 加算器
１２２ ローパスフィルター
１２４ 最小スレッシュホールドジェネレーター
１２６ ユニティーゲイン反転増幅器
１２８ マルチプレクサ
１３０ 比較器
１３２ レベルシフター
１３４ ポストリミットフィルター
１３６ 振幅比較器
２００ 比較器
２０２、２０４、２０６ インバーター
２０８ 抵抗Ｒ１
２１０ 抵抗Ｒ２
２１２ シグナルグラウンド
３００ タイミング部
３０２ hmonoブロック
３０３ lmonoブロック
３０４ guardtimeブロック
Claims (33)
- オフフックモード動作での発信者番号通知サービスを可能とする電話システムにおける第１および第２トーンを含む警報信号検出装置であって、第１処理チャネルと、第２処理チャネルと、検出決定回路とを備え、
a ）第１処理チャネルは、
（ i ）前記第１トーンを通過させ、前記第２トーンを限られた量だけ減衰させるための第１帯域分割フィルターと、
（ ii ）音声および音楽のイミテーションを除去するために前記第１帯域分割フィルターの出力を第１の変化スレッシュホールド値と比較するための第１比較器と、
（ iii ）前記第１帯域分割フィルターの出力の特性に適応する前記第１変化スレッシュホールド値を生成するための第１適応スレッシュホールドジェネレーターとを備え、
b ）第２処理チャネルは、
（ i ）前記第２トーンを通過させ、前記第１トーンを限られた量だけ減衰させるための第２帯域分割フィルターと、
（ ii ）音声および音楽のイミテーションを除去するために前記第２帯域分割フィルターの出力の振幅を第２の変化スレッシュホールド値と比較するための第２比較器と、
（ iii ）前記第２帯域分割フィルターの出力の特性に適応する前記第２変化スレッシュホールド値を生成するための第２適応スレッシュホールドジェネレーターとを備え、
ｃ）検出決定回路は、前記第１および第２処理チャネルの前記第１および第２比較器の出力に基づき、前記警報信号の存在を検出する
警報信号検出装置。 - 前記帯域分割フィルターの出力特性が前記帯域分割フィルターの出力の平均振幅である
請求項１に記載の装置。 - 前記第１および第２比較器に固定された最小スレッシュホールドを与えるための最小スレッシュホールドジェネレーターをさらに備える
請求項１に記載の装置。 - 前記最小スレッシュホールドが時不変ＤＣ信号である
請求項３に記載の装置。 - モード制御信号に応答し、各前記適応スレッシュホールドジェネレーターがオンフックモード動作において固定されたスレッシュホールドを生成する
請求項３に記載の装置。 - オンフックモードにおける前記固定されたスレッシュホールドが、オフフックモードにおける前記最小スレッシュホールドを与える固定されたスレッシュホールドとは異なる
請求項５に記載の装置。 - Tip/Ringフロントエンド増幅器に接続されたときにはオンフックモードで、ハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作するように適応させた
請求項５に記載の装置。 - Tip/Ringまたはハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作するように適応させた
請求項５に記載の装置。 - Tip/Ringフロントエンド増幅器に接続されたときにはオンフックまたはオフフックモードで、ハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作するように適応させた
請求項５に記載の装置。 - 各前記適応スレッシュホールドジェネレーターが、整流器、スケールファクター増幅器、ローパスフィルター、反転増幅器、及びマルチプレクサを備える
請求項１に記載の装置。 - 各前記適応スレッシュホールドジェネレーターが、固定された最小スレッシュホールドに前記適応スレッシュホールドを加算するための加算増幅器をさらに備える
請求項１０に記載の装置。 - 前記検出決定回路は、各前記処理チャネルにおいて検出されるトーンのon時間を決定し、真の警報信号を特定するために所定のタイミング判断基準と前記トーンのon時間とを比較するタイミング回路をさらに備える
請求項１に記載の装置。 - 各トーンのon期間が所定の最小値以上で所定の最大値以下であり、前記検出されたトーンが前記最小値以上の時間の間オーバーラップしているときに、前記タイミング回路がオフフックモードにおいて真の警報信号を特定する
請求項１２に記載の装置。 - 各トーンのon期間が所定の最小値以上であり、前記検出されたトーンが前記最小値以上の時間の間オーバーラップしているときに、前記タイミング回路がオンフックモードにおいて真の警報信号を特定する
請求項１２に記載の装置。 - 前記タイミング回路が、方形波信号の期間に対応するパルス信号を生成するための一対の再トリガー可能な単安定マルチバイブレーターと、前記検出されたトーンの前記期間が所定の範囲内に入るかどうか決定するためのガードタイム回路とを備える
請求項１３に記載の装置。 - 各処理チャネルが前記帯域分割フィルターの出力における信号周波数が目標の範囲内に入るかどうかを決定するための回路をさらに備える
請求項１に記載の装置。 - 前記回路が振幅比較器、レベルシフター、及びポストリミットフィルターを含む
請求項１６に記載の装置。 - 前記第１および第２トーン間の周波数の振幅を押し上げるプリフィルターをさらに備える
請求項１に記載の装置。 - 前記プリフィルターが前記第１および第２処理チャネルの双方に共通である
請求項１８に記載の装置。 - オフフックモード動作を可能とする電話システムにおける第１および第２トーンを含む警報信号検出装置であって、プリフィルターと、第１処理チャネルと、第２処理チャネルと、タイミング回路とを備え、
a ）プリフィルターは、前記第１および第２トーン間の周波数を押し上げ、
b ）前記第１トーンを検出するための第１処理チャネルは、
（ i ）前記第１トーンを通過させ、前記第２トーンを限られた量だけ減衰させるための第１帯域分割フィルターと、
（ ii ）音声および音楽のイミテーションを除去するために前記第１帯域分割フィルターの出力を第１の変化スレッシュホールド値と比較するための第１比較器と、
（ iii ）前記第１帯域分割フィルターの出力の特性に適応する前記第１変化スレッシュホールド値を生成するための第１適応スレッシュホールドジェネレーターとを備え、
c ）前記第２トーンを検出するための第２処理チャネルは、
（ i ）前記第２トーンを通過させ、前記第１トーンを限られた量だけ減衰させるための第２帯域分割フィルターと、
（ ii ）音声および音楽のイミテーションを除去するために前記第２帯域分割フィルターの出力の振幅を第２の変化スレッシュホールド値と比較するための第２比較器と、
（ iii ）前記第２帯域分割フィルターの出力の特性に適応する前記第２変化スレッシュホールド値を生成するための第２適応スレッシュホールドジェネレーターとを備え、
d ）タイミング回路は、検出されたトーンが所定のタイミング判断基準を満たすかどうか決定する
警報信号検出装置。 - 各処理チャネルは、前記帯域分割フィルターの出力における信号周波数が目標の範囲内に入るかどうかを決定する回路をさらに備える
請求項２０に記載の装置。 - 前記回路が振幅比較器、レベルシフター、及びポストリミットフィルターを含む
請求項２０に記載の装置。 - オフフックモード動作での発信者番号通知サービスを可能とする電話システムの受信信号における第１および第２トーンを含む警報信号検出方法であって、
a ）前記第１トーンを通過させ、前記第２トーンを限られた量だけ減衰させるための第１帯域分割フィルターを有する第１処理チャネルと、前記第２トーンを通過させ、前記第１トーンを限られた量だけ減衰させるための第２帯域分割フィルターを有する第２処理チャネルとを備え、前記受信信号を第１および第２処理チャネルに送信し、
b ）各前記処理チャネルにおいて、前記帯域分割フィルターの出力を音声および音楽のイミテーションを除去するような前記帯域分割フィルターの出力の特性に適応する変化スレッシュホールド値と比較し、
c ）ステップ b における前記比較の結果に基づき、前記受信信号における警報信号の存在を検出する
警報信号検出方法。 - 前記帯域分割フィルターの出力特性が前記帯域分割フィルターの出力の平均振幅であり、瞬時値の振幅が前記変化スレッシュホールドより低い信号が除去される
請求項２３に記載の方法。 - オンフック動作において、前記スレッシュホールドが固定された最小スレッシュホールドである
請求項２３に記載の方法。 - 前記スレッシュホールドは、最小スレッシュホールド値であり、時不変ＤＣ信号である
請求項２３に記載の方法。 - 前記最小スレッシュホールド値がオンフックおよびオフフックモード動作において異なる
請求項２６に記載の方法。 - 前記電話システムがTip/Ringフロントエンド増幅器に接続されたときにはオンフックモードで、前記電話システムがハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作する
請求項２３に記載の方法。 - 前記電話システムがTip/Ringフロントエンド増幅器またはハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作する
請求項２３に記載の方法。 - 前記電話システムがTip/Ringフロントエンド増幅器に接続されたときにはオンフックまたはオフフックモードで、前記電話システムがハイブリッドフロントエンド増幅器に接続されたときにはオフフックモードで動作する
請求項２３に記載の方法。 - 前記第１および第２トーンのそれぞれの期間が決定され、真の警報信号を特定するために所定のタイミング判断基準と比較される
請求項２３に記載の方法。 - 各トーンのon期間が所定の最小値以上および所定の最大値以下であり、検出されたトーンが所定の最小値以上の時間の間オーバーラップしているときに、オフフックモードにおいて真の警報信号が特定される
請求項３１に記載の方法。 - 各トーンのon期間が所定の最小値以上であり、検出されたトーンが所定の最小値以上の時間の間オーバーラップしているときに、オンフックモードにおいて真の警報信号が特定される
請求項３１に記載の方法。
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