專利名稱：一種實現雙音多頻信號閉音的方法
技術領域：
本發明涉及了通信系統中的雙音多頻信號(DTMF)閉音技術，特別涉及一種實現雙音多頻信號閉音的方法。
背景技術：
在通信系統中，需要通過信號進行信息的交互，DTMF信號就是一種用于進行信息交互的信號，其是一種用戶線信令或局間信令，不僅可以由雙音頻電話機發送給交換機用以提供呼叫業務，而且可以由交換機發給雙音頻話機用以提供主叫識別(CID)業務。
DTMF信號每一個號碼由兩個頻率組成，在雙音頻話機上，按下一個鍵，雙音頻話機就會發出包含兩個頻率的信號，如表一所示，表一為DTMF信號的組成表
表一該表的縱向第一列和橫向第一行分別表示了雙音頻話機上相應的按鍵所具有的兩個頻率值。通常，將縱向第一列的四個頻率值，即697Hz、770Hz、852Hz和941Hz稱為低頻群；而將橫向第一行的四個頻率值，即1209Hz、1336Hz、1477Hz和1663Hz稱為高頻群。例如當按下雙音頻話機的號碼按鍵1時，雙音頻話機發出具有697Hz和1209Hz頻率值的DTMF信號。由于DTMF信號是由雙音頻話機向交換機傳送的，或由交換機向雙音頻話機傳送的，因此，DTMF信號和語音信號使用同一個通道進行傳送。
當使用DTMF信號進行信息交互時，存在著一個問題，如圖1所示，圖1為DTMF信號傳輸的示意圖。當一臺雙音頻話機或者其他的DTMF信號發送設備與另一臺雙音頻話機或者其他的DTMF信號發送設備通過兩個交換設備進行交互時假設要調小DTMF信號發送設備1的聲量，則DTMF信號發送設備1發出一個DTMF信號，這個DTMF信號被交換設備1接收到之后進行處理，得到一個號碼并對交換設備1附近相應號碼的DTMF信號發送設備1進行聲量調小操作；但是，該DTMF信號還可以再和語音信號一起傳送到較遠的交換設備2，如交換機，該交換設備2認為該DTMF信號是DTMF信號發送設備2發送的，該交換設備2對該DTMF信號進行處理得到一個號碼并根據該交換設備2附近相應號碼的DTMF信號發送設備2進行預先定義的操作，該操作有可能不是聲量調小操作，這樣會產生誤操作，從而干擾業務的正常進行。
因此，需要對這種情況進行適當的處理，即在交換設備1將該DTMF信號進行屏蔽，使交換設備2不能收到該DTMF信號，這種處理稱之為DTMF信號閉音。
目前，實現DTMF信號閉音通常采用濾波的方式在圖1中的交換設備1設置多個帶阻濾波器，對多個帶阻濾波器頻點附近的DTMF信號頻率分量分別進行衰減，以實現DTMF信號的屏蔽。
但是，這種實現DTMF信號閉音的方式存在著缺點缺點一，由于需要多個帶阻濾波器對其頻點附近的DTMF信號頻率分量分別進行衰減，因此占用的通訊系統資源較多，不利于通訊系統的高密度集成；缺點二，帶阻濾波器具有一定的帶寬寬度，并且濾波是隨時進行的，因此也會對語音信號產生不小的影響，也就是說，即使在一段通話中沒有DTMF信號，全是語音信號，語音信號中在DTMF信號的頻點附近的頻率分量也會被進行衰減，影響通信語音的質量。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種實現雙音多頻信號閉音的方法，該方法不僅減少對通訊系統資源的占用，而且避免對語音信號的影響。
根據上述目的，本發明的具體實施方式
如下一種實現雙音多頻信號閉音的方法，該方法包括判斷交換設備接收的信號是否相似于雙音多頻信號，如果相似，則替代該接收的信號；否則，對該接收的信號不做任何處理。
所述的判斷交換設備接收的信號是否相似于雙音多頻信號包括a、將所接收的信號分成一定幀長的幀數據，將該接收信號中的當前幀數據進行雙音多頻信號頻帶內帶通濾波和頻帶內帶阻濾波，得到該當前幀數據的雙音多頻信號頻帶內的能量分布和頻帶外的能量分布；b、如果當前幀數據的雙音多頻信號頻帶內的能量分布大于或等于預定的雙音多頻信號頻帶內能量分布，并且該當前幀數據的雙音多頻信號頻帶外的能量分布小于或等于預定的雙音多頻信號頻帶外能量分布，則判定該接收的信號相似于雙音多頻信號；否則，判定該接收的信號不相似于雙音多頻信號。
步驟a所述的幀數據為5ms固定幀長。
步驟a所述的頻帶內帶通濾波和頻帶內帶阻濾波范圍分別為600Hz～1700Hz。
步驟b所述預定的雙音多頻信號頻帶內能量分布為當前幀數據總能量的80％。
步驟b所述預定的雙音多頻信號頻帶外能量分布為當前幀數據總能量的5％。
所述替代該接收的信號進一步包括，替代該接收的信號中的當前幀數據。
所述替代該接收的信號進一步包括，替代該接收的信號中的下一個幀數據。
所述替代該接收的信號進一步包括，用靜音信號、單音信號或舒適噪音信號替代接收的信號。
本發明提供的方法將發送到交換設備的信號進行DTMF信號的相似性判斷，當發送來的信號具有DTMF信號頻帶內部的能量分布較大并且DTMF信號頻帶外部的能量分布較小的特點時，則該發送來的信號相似于DTMF信號，對其進行屏蔽處理；否則，不做任何處理。由于本發明首先判斷發送來的信號是否相似于DTMF信號，從而排除了對語音信號進行屏蔽的可能，避免了對語音信號的影響；本發明不需要多個帶阻濾波器對發送來的信號進行濾波，而只需要一個帶阻濾波器區分發送來的信號的DTMF信號頻帶內部的能量和DTMF信號頻帶外部的能量，從而減小了對通訊系統資源的占用。
圖1為DTMF信號傳輸的示意圖。
圖2為本發明實現DTMF信號閉音的實施例流程圖。
圖3為本發明中沒有經過閉音處理的DTMF信號仿真圖。
圖4為利用本發明提供的方法對DTMF信號進行閉音處理后的信號仿真圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下舉實施例并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
本發明提供的方法首先判斷發送到交換設備的信號是否相似于DTMF信號，如果該信號相似于DTMF信號，就用其他的信號，例如靜音信號、舒適噪音信號或者單音信號替代該信號；如果該信號不相似于DTMF信號，就不做任何處理。該方法有效的防止了DTMF信號的二次接收，實現了對DTMF信號的閉音。
由于通訊系統中對DTMF信號的檢測是必須的，即現有的通訊系統中的交換機設備就可以對DTMF信號進行檢測，本發明提供的方法不需要在通訊系統中額外添加DTMF信號檢測模塊，只需利用現有的檢測系統對DTMF信號做相似性檢測，因此，不會占用通訊系統的資源。
如圖2所示，圖2為本發明實現DTMF信號閉音的實施例流程圖，其具體步驟為步驟200，當信號傳送到交換設備時，對傳送的信號進行預處理將該信號分成若干個幀數據，如可以設置5ms幀長的數據為一幀數據；步驟201、202，對步驟200所述信號中的當前幀數據進行DTMF信號頻帶內帶通濾波和DTMF信號帶內帶阻濾波，由于DTMF信號的能量分布集中在600Hz～1300H的通頻帶上，所以進行DTMF信號頻帶內帶通濾波的通頻帶可以選取600Hz～1700Hz，DTMF信號頻帶內帶阻濾波的阻帶范圍也就是600Hz～1700Hz；步驟203，經過DTMF信號頻帶內帶通濾波和DTMF信號帶阻濾波處理后，步驟201、202所述的當前幀數據可以區分出通頻帶內的能量分布和通頻帶外的能量分布，根據該區分出通頻帶內的能量分布和通頻帶外的能量分布判斷步驟1所述的傳送來的信號是否相似于DTMF信號，如果相似，轉入步驟204；如果不相似，轉入步驟205；判斷傳送來的信號是否相似于DTMF信號的依據為當該傳送來的信號中的當前幀數據通頻帶內的能量分布量集中，例如該通頻帶內的能量分布達到其總能量的80％或80％以上，且該傳送來的信號中的當前幀數據通頻帶外的能量分布量少，例如該通頻帶外的能量分布小于或等于其總能量的5％時，則傳送來的信號相似于DTMF信號；否則，傳送來的信號不相似于DTMF信號；步驟204，對該傳送來信號中的下一幀數據進行閉音處理，即用其他的單音信號或舒適噪音信號替代該傳送來信號中的下一幀數據；
步驟205，對該傳送來信號中的下一幀數據不做閉音處理，即該傳送來信號中的下一幀數據是什么就傳送什么。
這種監測傳送來信號的當前幀數據隨時進行，當前幀數據檢測的結果只影響下一幀數據的傳送方式。
如果通訊系統允許少量的時延，即允許5ms，那么，所述的步驟204則對該傳送來信號中的當前幀數據進行閉音處理，即用其他的單音信號或舒適噪音信號替代該傳送來信號中的當前幀數據；所述的步驟205則對該傳送來信號中的當前幀數據不做閉音處理，即該傳送來信號中的當前幀數據是什么就傳送什么。因此，這種監測傳送來信號的當前幀數據隨時進行，當前幀數據監測的結果只影響當前幀數據的傳送方式。
當DTMF信號和語音信號使用同一個通道傳送時，由于語音信號的頻譜能量分布很廣，特別是在低頻段600HZ以下是語音信號的頻譜能量分布相對集中的地方，能夠達到該語音信號總能量的40％～50％，因此，本發明提供的方法可以有效地區分DTMF信號和語音信號。
在本發明提供的方法中，選擇了5ms作為幀數據的幀長，這是因為如果選擇比5ms短的時間作為幀數據的幀長，則進行DTMF信號相似性的判斷時誤差會比較大；當選擇比5ms長的時間作為幀數據的幀長，則會使時延變長或者透傳過去的信號幀變長。
當采用5ms作為幀數據的幀長時，如果采用延時發送的方法，也就是利用當前幀數據的判斷結果處理當前幀數據，那么，對通訊系統只會造成5ms的時延，同時最多透傳過交換設備的為5ms幀長的DTMF信號；如果采用當前幀數據的判斷結果處理下一幀數據，那么，本處理過程不會對通訊系統帶來附加的時延，最多透傳過交換設備的為10ms幀長的DTMF信號。10ms幀長的DTMF信號不會對通訊系統產生什么影響，由于對于通訊系統中的DTMF接收器來說小于20ms幀長的DTMF信號不接收。
本發明提供的方法可以通過仿真進行驗證，如圖3所示，圖3為本發明中沒有經過閉音處理的DTMF信號仿真圖，可以清楚的看到該通訊系統傳輸通道中存在的具有一定寬度的DTMF信號，該DTMF信號利用本發明提供的方法進行閉音處理后，如圖4所示，圖4為利用本發明提供的方法對DTMF信號進行閉音處理后的信號仿真圖，可以清楚的看到該通訊系統傳輸通道中的DTMF信號被其他的信號替代了，已經不存在一定寬度的DTMF信號。
本發明提供的方法不需要采用復雜的多個帶阻濾波的方式進行濾波，減少對于通訊系統資源的需求；由于閉音處理是在檢測出發送到交換設備的信號相似于DTMF信號之后才進行閉音處理，因此，對于語音信號的影響和用濾波的方式相比要小得多。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種實現雙音多頻信號閉音的方法，其特征在于，該方法包括判斷交換設備接收的信號是否相似于雙音多頻信號，如果相似，則替代該接收的信號；否則，對該接收的信號不做任何處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的判斷交換設備接收的信號是否相似于雙音多頻信號包括a、將所接收的信號分成一定幀長的幀數據，將該接收信號中的當前幀數據進行雙音多頻信號頻帶內帶通濾波和頻帶內帶阻濾波，得到該當前幀數據的雙音多頻信號頻帶內的能量分布和頻帶外的能量分布；b、如果當前幀數據的雙音多頻信號頻帶內的能量分布大于或等于預定的雙音多頻信號頻帶內能量分布，并且該當前幀數據的雙音多頻信號頻帶外的能量分布小于或等于預定的雙音多頻信號頻帶外能量分布，則判定該接收的信號相似于雙音多頻信號；否則，判定該接收的信號不相似于雙音多頻信號。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟a所述的幀數據為5ms固定幀長。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟a所述的頻帶內帶通濾波和頻帶內帶阻濾波范圍分別為600Hz～1700Hz。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟b所述預定的雙音多頻信號頻帶內能量分布為當前幀數據總能量的80％。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟b所述預定的雙音多頻信號頻帶外能量分布為當前幀數據總能量的5％。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代該接收的信號進一步包括，替代該接收的信號中的當前幀數據。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代該接收的信號進一步包括，替代該接收的信號中的下一個幀數據。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代該接收的信號進一步包括，用靜音信號、單音信號或舒適噪音信號替代接收的信號。
全文摘要
本發明公開了一種實現雙音多頻信號閉音的方法，該方法包括判斷交換設備接收的信號是否相似于雙音多頻信號，如果相似，則替代該接收的信號；否則，對該接收的信號不做任何處理。該方法不僅減少了對通訊系統資源的占用，減少了重復收號的可能，而且對語音信號的影響小。
文檔編號H04Q1/30GK1581906SQ03153348
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月11日 優先權日2003年8月11日
發明者吳建新 申請人:華為技術有限公司