專利名稱：電話測試儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及一種基于數字信號處理器的專業(yè)人員用的測試儀，該測試儀以兩種方式工作1-終端方式-在這種方式中，測試儀用在用戶站設備(CPE)處；和2-線路監(jiān)測方式-在這種方式中，測試儀連接到待測線路并監(jiān)測發(fā)送到當前CPE和從該CPE接收到的數據信號。在這兩種方式中，測試儀不僅可以分析和顯示發(fā)送到CPE和從CPE接收到的數據，而且還可以分析和顯示有關所發(fā)送的信號的參數信息。
為了測試和檢修，電話網現場服務人員即專業(yè)人員所使用的實際上都是各種標準電話手機(手持送受話器)。這樣，這些常規(guī)測試儀的功能不能應付當今電信環(huán)境中不斷擴展的一些情況，包括一些特殊性能，如呼叫等待、主叫用戶ID以及利用POTS(普通老式電話業(yè)務)線路來傳送數字數據業(yè)務等，當然并不局限于此。另外，由于常規(guī)測試儀的聲音接口實際上是半雙工結構，因此限制了現場技術員以“免提”方式來使用它，尤其在高背景噪聲(如工業(yè)設備工作和公共交通所造成的固有噪聲)的環(huán)境中。
因此，需要一種改進的測試儀，它保持常規(guī)測試儀的性能和物理特性(即，可以測試POTS線路，并且相對小巧(手持式)且在物理上和電氣上均耐用)，而且還使得專業(yè)人員能監(jiān)測、接收和處理待測線路上可能出現的各種格式的信號。再者，現場人員期望他們所用的測試儀具有一個真正“免提”、全雙工、雙向聲音的接口或免提電話，即這種測試儀可使現場技術員在有背景噪聲的情況下(間隔一段距離)一邊講話，一邊聽測試儀的接收機發(fā)出的聲音輸出。
本發(fā)明包括一種用于測試和通過電信鏈路進行通信的專業(yè)人員用的測試儀，該測試儀包括一個電信鏈路連接端口，測試儀可通過該端口與所述電信鏈路連接；一個用戶接口，所述專業(yè)人員可通過該用戶接口輸入和接收與所述測試儀工作有關的信息信號，所述用戶接口有一個手動輸入裝置、可視顯示器；和一個音頻接口，所述專業(yè)人員可通過該接口輸入和接收聲音信號，其特征在于，一個可編程數字信號處理單元，包括與所述電信鏈路連接端口及所述用戶接口連接的信號格式轉換電路，該電路包括一個信號處理例行程序，該例行程序用來以可控制的數字的方式處理從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的信號，以便適合于傳送到所述用戶接口，以可控制的數字的方式處理從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的信號，以便適合于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路，以便顯示與所述信號的任一種有關的或與這兩種信號均有關的參數信息，這兩種信號就是，從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述用戶接口的信號，和從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路的信號。
本發(fā)明還包括一個信號處理例行程序，其特征在于，用來分析和顯示由所述電信鏈路連接端口從所述電信鏈路接收到的所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號的參數信息，以便通過所述用戶接口顯示給所述專業(yè)人員，其中，所述所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號最好至少包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號之一。
本發(fā)明的目標是基于數字信號處理器的測試儀，該測試儀經配置后是可編程的，從而可完成各種信號處理功能，包括執(zhí)行常規(guī)測試儀的操作，提供真正實時、全雙工免提電話通信，以及進行用戶特征模擬調制解調器信號的處理，當然并不局限于此。這種用戶特征信號可包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號。本發(fā)明的基于數字信號處理器(DSP)的測試儀還能測量電話線的電狀態(tài)(掛機和摘機電壓，以及摘機電流)。它可以測量線路對電激勵的響應，以便使測試儀可以檢測是否存在電不連續(xù)性，如插到線路中的負載線圈。
本發(fā)明的基于數字信號處理器的測試儀的信號處理結構最好包括，一個電信鏈路連接端口，測試儀可通過該端口與標準雙線對的POTS用戶線路的(塞尖和塞環(huán)導線)連接。一個起著POTS回路電流負載作用的塞尖/塞環(huán)接口將音頻(話音、振鈴、單音)信號輸入到POTS線路連接中和從POTS線路連接中輸出，并使得可從POTS線路得到回路功率，作為驅動測試儀電路的內部回路驅動電源。
來自POTS線路的輸入話音和單音信號在與線路相關的編解碼器中被數字化，再輸入到監(jiān)控數字信號處理器(DSP)中，該處理器被編程，來處理從線路接收到的經線路編解碼器數字格式化的信號，以便適合于傳送到用戶接口(輸入/輸出單元)。該DSP還用來處理來自用戶接口單元的輸入信號，以便適應線路。通過網絡發(fā)送的輸出信號，從DSP輸出，在線路編解碼器中被轉換為模擬格式，再經塞尖/塞環(huán)接口輸送到線路中。
一個監(jiān)視方式電路連接到線路連接端口，使得無需摘機就能監(jiān)視線路上音頻信令的出現。一個數據檢測器也連接到線路連接端口，以判斷有沒有數據信號出現在線路上，據此，如果線路上確有數據信號被檢測到，它可避免測試儀因摘機而擾亂數據信號。
用戶接口單元使專業(yè)人員可以輸入和接收與測試儀工作有關的信息信號，或者在與連接到該線路的另一方進行全雙工通信期間輸入和接收話音信號。為此，該用戶接口包括，一個鍵盤，一個LCD可視顯示器，和一個音頻接口，專業(yè)人員可通過該音頻接口來“聽”聲音信號和對測試儀“說”聲音信號。音頻接口通過與音頻相關的編解碼器連接到處理器。
為了提供真正實時、全雙工、雙向的通信，即它可使現場技術員一邊(在測試儀靈敏度范圍內某處)講話，一邊聽測試儀的接收機發(fā)出的聲音輸出，測試儀的處理器被編程，來執(zhí)行一種回波消除例行程序，這種例行程序可抑制來自線路遠端的并從測試儀的輸出揚聲器再輸入到其送話器或由于電接口中阻抗不匹配而進入線路的聲音信號的回聲或回波。
為了接納同時來自網絡各個端的信號，該回波消除例行程序應包括一對“鏡像”的即互補的回波消除軟件模塊。線路(網絡)回波消除模塊處理線路接口信號通路上的信號，并用來防止從測試儀的送話器輸入的“近端”音頻信號以電回波方式插入到從揚聲器輸出的音頻信號中。聲音回波消除模塊處理送話器和揚聲器信號通路上的信號，并用來防止來自網絡的“遠端”音頻信號以聲音反饋回波方式插入到輸出到網絡的音頻信號中。
全雙工免提電話的處理例行程序初始化于半雙工方式，使音頻信號此刻只以單向被發(fā)送。哪個音頻信號具有較高信號電平，就用哪個來控制所要抑制的信號通路。在專業(yè)人員與網絡遠端進行初始半雙工通話期間，這兩個回波消除模塊每個都確立(train)相應的回波模型。當線路和聲音回波模型被確立后，原先被增益抑制的信號通路的增益降低量將被減小，直到處理例行程序最終達到真正的全雙工工作方式。在進一步的音頻信號處理期間，回波模型不斷地被調整。如果回波消除器的性能下降到一個可有效防止同時音頻通信的閾值以下，那么該例行程序返回到半雙工方式，其中各自的信號通路的增益由音頻電平來控制，正如初始方式中的情況。然后，當回波模型重新確立后，處理例行程序又達到全雙工方式。
除了提供實時、全雙工話音通信之外，本發(fā)明的測試儀還用來處理用戶特征模擬調制解調器信號，這種信號包括主叫用戶識別(主叫用戶ID和主叫用戶ID呼叫等待(CIDCW))信號、可視消息等待指示器(VMWI)信號和模擬顯示業(yè)務接口(ADSI)信號，其中每一信號通常都采用標準1200 bit/s(BPS)的基于調制解調器的信令(Bell 202標準)來傳送。
對于主叫用戶ID處理，測試儀掛機。當接收到來自中心局的振鈴信號時，測試儀的處理器用來提取和解調在第一與第二振鈴音脈沖串之間的靜態(tài)間隔中所發(fā)送的主叫用戶ID信息。然后，將這一主叫用戶ID信息通過測試儀用戶接口的LCD顯示器顯示給專業(yè)人員。
對于ADSI信號處理，技術員將一個DTMF呼叫置入ADSI服務器。當根據測試儀(通過DTMF信令)發(fā)出的包含特征接入碼的請求而接收到來自該服務器ADSI信號時，將從所訪問的服務器中接收一個用戶站設備(CPE)變動信號(CAS)信號，于是通知測試儀有輸入的主叫用戶信息調制解調器信號。然后，測試儀的DSP將一個DTMF確認序列發(fā)回到ADSI服務器。發(fā)到測試儀耳機和揚聲器的音頻被靜音，使得專業(yè)人員聽不到來自ADSI服務器的后續(xù)輸入的調制解調器脈沖串。一旦ADSI信息被發(fā)送到測試儀并被測試儀所接收，測試儀的DSP便將一個DTMF確認序列發(fā)回到ADSI服務器，以確認所接收到的ADSI信息。然后，將這一ADSI信息解調，以便通過測試儀用戶接口的LCD顯示器顯示給專業(yè)人員，并終止對發(fā)到耳機和揚聲器的音頻輸出的靜音。VMWI信號處理類似于呼叫等待、主叫用戶ID的處理，不同的是發(fā)送話音消息時不用任何類型的觸發(fā)信號(例如振鈴)。
對于主叫用戶ID/呼叫等待，響應接收來自中心局的CAS信號，測試儀的DSP發(fā)回一個DTMF確認序列到中心局，正如ADSI信號的情況中那樣。然后對發(fā)送到耳機和揚聲器的音頻輸出進行靜音，以免專業(yè)人員聽到調制解調器脈沖串。然后，將發(fā)送到測試儀的這一數據解調，以便通過測試儀用戶接口的LCD顯示器顯示給專業(yè)人員，并終止對發(fā)送到耳機和揚聲器的音頻輸出的靜音。
本發(fā)明的基于DSP的測試儀，還可以進行一些附加的線路測量，包括測量電話線路的摘機與掛機線路電壓和摘機電流情況。另外，它還可以測量線路對一個電激勵的響應，以便可使該測試儀檢測是否存在的電不連續(xù)性，例如插到線路中的負載線圈。對于負載線圈測量，可將一個掃頻音頻信號通過一個已知的阻抗加到線路上，并測量出在塞尖和塞環(huán)導線之間產生有AC電壓。尤其可以測量出AC電壓的幅度和相位隨頻率變化的情況。
鑒于主叫用戶ID、CIDCW、ADSI和VMWI情況，本發(fā)明的基于數字信號處理器的專業(yè)人員用的測試儀可工作于兩種方式中的任一種方式。這兩種方式是終端方式-在這種方式中，測試儀用在用戶站設備處，和線路監(jiān)測方式-在這種方式中，測試儀連接到待測線路并監(jiān)測/分析發(fā)送到當前CPE和從該CPE接收到的數據信號。在每種方式中，測試儀不僅可以分析和顯示發(fā)送到CPE和從CPE接收到的數據，而且還可以分析和顯示有關所發(fā)送信號本身的參數信息(諸如信號幅度、頻率、時序等，當然并不局限于此)。
下面，參照附圖通過例子來描述本發(fā)明，其中

圖1圖解說明了本發(fā)明的基于數字信號處理器的測試儀的結構；圖2圖解說明了一種回波消除信號處理模塊；圖3圖解說明了圖1中的測試儀的數字信號處理器所采用的一種全雙工回波消除信號處理例行程序，用于對同時來自本地和網絡遠端的信號進行處理；圖4示出了以終端方式和線路監(jiān)測方式工作時的主叫用戶ID信號處理例行程序；圖5示出了以終端方式工作時的ADSI信號處理例行程序；圖6示出了以終端方式工作時的主叫用戶ID/呼叫等待處理例行程序；圖7示出了以終端和線路監(jiān)測方式工作時的VMWI信號處理例行程序；圖8示出了以線路監(jiān)測方式工作時的ADSI信號處理例行程序；和圖9示出了以線路監(jiān)測方式工作時的主叫用戶ID/呼叫等待處理例行程序。
在詳細描述本發(fā)明的基于數字信號處理器的電話測試前，應當看到，本發(fā)明主要在于，它實際上是一種容易安裝在手持式測試儀殼體中的常規(guī)通信電路和有關數字信號處理元件的規(guī)定配置，以及相應的控制這些電路和元件操作的話務員監(jiān)控程序。因此，這些電路和元件的配置，以及它們與其他通信系統(tǒng)設備對接的方式，在圖中大都以易于理解的框圖來表示，示出具體細節(jié)的只是與本發(fā)明有關的部分。因此，框圖說明和所要描述的有關流程圖主要是為了按合適的功能分組和處理次序來說明系統(tǒng)的主要元件，據此，將更容易理解本發(fā)明測試儀的信號處理結構以及相應的功能。
圖1圖解說明了基于數字信號處理器(DSP)的測試儀的信號處理結構，它包括一個電信鏈路連接端口10，測試儀可通過該端口與標準雙線對的POTS線路20的塞尖和塞環(huán)導線21和22連接。與端口10相連的是一個標準塞尖/塞環(huán)(T/R)接口30，它起著POTS回路電流負載作用，并提供一個音頻(話音、振鈴、單音)信號進出端口10處的POTS線路連接的通路。T/R接口30還用來得到回路功率，作為驅動測試儀電路的普通內部回路驅動電源(未示出)。
T/R接口30接收到的來自線路的輸入信號在與線路相關的編解碼器40中被數字化，再輸入到數字信號處理器(DSP)50中，該處理器監(jiān)控測試儀的所有操作。通過網絡發(fā)送的輸出信號，以數字格式從數字信號處理器50輸出，在編解碼器40中被轉換為模擬格式，再輸入到T/R接口30。DSP 50可包括一個市場上買得到的、相對便宜、低功耗而高性能的DSP芯片，比如可從Texas Instruments Inc.生產的TMS320C系列芯片中選用一種(例如，TMS320C2xx型號或TMS320C5x型號的數字信號處理器芯片)。采用這種高性能DSP元件不僅使得處理器可以執(zhí)行大量常規(guī)的分離通信元件各自所要完成的信號處理功能，而且使得可真正實時和并行地執(zhí)行諸如雙向回波消除等相對復雜的信號處理算法，從而用一種相對小巧的設備就能提供“免提”全雙工通信能力。
數字信號處理器50被編程，來處理從線路接收到的經編解碼器40數字格式化的信號，以便適合于傳送到用虛線100所示的用戶接口即輸入/輸出單元。該測試儀的DSP還用來處理來自用戶接口的輸入信號，以便適應線路。標準數字處理器的附加操作還包括，掃描用戶接口的鍵盤110，將字符發(fā)送到顯示用的LCD可視顯示器120，控制T/R接口30的“掛機”/“摘機”狀態(tài)，以及控制揚聲器放大器180的狀態(tài)。
高阻抗監(jiān)視方式電路60(以AC方式)連接到塞尖/塞環(huán)連接端口10，并有一個與處理器50連接的輸出端，以便無需摘機就能使測試儀監(jiān)視線路上音頻信令的出現。美國專利號4,939,765的說明書中所公開的一種數據檢測器電路70也連接到線路連接端口10，并有一個指示線路20上有沒有數據信號的輸出端。如果線路上確有數據信號被檢測到，這一輸出用來可控制地避免測試儀因摘機而擾亂數據信號。
用戶接口100是這樣一種裝置，專業(yè)人員可通過它來輸入和接收與測試儀工作有關的信息信號，或者在與連接到該線路的另一方進行全雙工通信過程中輸入和接收話音信號。用戶接口100包括，由一組標準字母數字和輔助功能鍵構成的鍵盤110，LCD可視顯示器120，和一個音頻接口130，專業(yè)人員可通過該音頻接口來接收(“聽”)和輸入(“說”)與測試儀有關的聲音信號。
音頻接口130通過與音頻相關的編解碼器140連接到數字信號處理器50。同與線路相關的編解碼器40類似，與音頻相關的編解碼器140用來將進入測試儀送話器150的音頻(話音)信號數字化，以適用于處理器50。相反，(在線路連接端口10處)接收到的來自網絡的輸入信號，經編解碼器40數字化并經處理器50處理后，在編解碼器140中被轉換為模擬格式，然后輸入到測試儀的耳機(接收機)160，還通過揚聲器放大器180輸入到揚聲器170。
數字信號處理器50被編程，來處理從測試儀的各個輸入端接收到的并經相應的編解碼器數字格式化的信號。一旦被處理，這些信號便經編解碼器適當格式化后轉發(fā)到各自的預定輸出端口。下面，將討論處理這些信號的方法，并討論測試儀的監(jiān)控數字信號處理器為進行測試儀結構中的各種通信和控制操作所要執(zhí)行的監(jiān)控例行程序。
所謂全雙工、雙向免提電話是指，它有這樣一種聲音信令接口，這種接口使現場技術員可以一邊(在測試儀靈敏度范圍內某一近處)講話，一邊(真正實時地)聽測試儀的接收機發(fā)出的聲音輸出。這與常規(guī)的在任何時刻只能進行單向音頻傳輸的半雙工免提電話的結構有所區(qū)別。
為此，數字信號處理器50采用一種回波消除例行程序，該回波消除例行程序可有效地抑制來自線路遠端的并從測試儀的輸出揚聲器再輸入到其送話器或由于電接口中阻抗不匹配而進入線路的聲音信號的回聲或回波。換言之，測試儀的DSP所執(zhí)行的回波消除例行程序可有效地從近端信號通路中消除遠端信號的回波，使得只有近端信號(即來自專業(yè)人員的本地信號)才能發(fā)回到遠端。
這一回波消除信號處理例行程序的信號處理功能如圖2中所示，圖中示出了在信道中可能出現的三個通信信號。第一個信號是遠端信號，如圖所示，它來自網絡的遠端201，并且它是(例如通過測試儀的輸出揚聲器170)在近端輸出端口205(以聲音方式)重新產生的。第二個信號是近端信號207，它來自本地(例如通過專業(yè)人員對測試儀送話器150講話)。第三個信號是如上所述的來自線路遠端并從測試儀的輸出揚聲器再輸入到其送話器或由于電接口中阻抗不匹配而進入線路的聲音信號的回波或回聲211。
除了這些在任何時候都可能出現的實際信號外，信號處理例行程序還產生第四個信號即回波消除控制信號，它是回波信號211的源的模型213。在差分運算器215中，將回波信號模型213與近端信號(它包含任何可能出現的遠端信號201的回波211)進行差分合成，消除了不期望的回波信號分量的合成信號217再被發(fā)送到網絡的遠端。
當遠端信號201出現而近端信號207沒有出現時，任何視在近端信號必定是回波并要被抑制。在這種情況下，通過一個軟件源控制輸入215來調整回波信號模型213，直到近端信號207基本為零。消除回波信號211(這里由于將該遠端信號作為近端信號來反饋)所需的時間長度稱為收斂時間。
由于該免提電話的處理例行程序必須接納同時來自網絡各個端的信號，因此，圖2中的回波消除例行程序的各“鏡像”表示被合成為一個如圖3所示的全雙工回波消除例行程序。在網絡或塞尖/塞環(huán)(T/R)接口30處，有從網絡20進入的音頻信號301和發(fā)到網絡的音頻信號303?；パa地，在測試儀的聲音接口130處，有從測試儀的送話器150輸入的音頻信號311和從揚聲器170輸出的音頻信號313。
該處理器被編程，來執(zhí)行線路(網絡)回波消除信號處理例行程序320，該例行程序可處理T/R接口30信號通路上的信號，并用以防止從測試儀的送話器150輸入的“近端”音頻信號311以電回波方式插入到從揚聲器170輸出的音頻信號313中。該線路(網絡)回波消除例行程序320可包含一個市場上買得到的網絡回波消除處理軟件模塊，作為一個非限定性例子，比如采用“D2Technologies，Inc.，Santa Barbara，California”所生產的一種“LowComplexity Network Echo Canceler”模塊。
在相反的方向上，處理器執(zhí)行聲音回波消除例行程序340，它用來處理送話器150和揚聲器170信號通路上的信號，并防止從網絡20輸入的“遠端”音頻信號301以聲音反饋回波方式插入到輸出到網絡的音頻信號303中。同網絡回波消除例行程序320一樣，該聲音回波消除例行程序340可包含一個已知的回波消除軟件模塊，比如采用“France TelecomCNET，Marzin，France”所生產的一種“Acoustic Echo Cancellation，Hands Free(for TMS320C5x)”模塊，或者“DSP Software Engineering，Inc.，Bedford，Mass”所生產的一種“IDECTM-II Acoustic Echo Cancellation，Hands Free forTMS320C3x/C4x”模塊。
在操作中，所合成的包含有線路和聲音回波消除器的全雙工免提電話的處理例行程序起初先處于半雙工方式，使音頻信號此刻只以單向被發(fā)送。為此，哪個音頻信號具有較高信號電平，例行程序便用哪個來決定所要抑制的通路。如果發(fā)射通路具有較高的音頻電平，那么降低接收通路的增益。反之，如果接收通路具有較高的音頻電平，則降低發(fā)射通路的增益。
在專業(yè)人員與遠端進行初始半雙工通話期間，鏡像的回波消除例行程序320和340每個都會自適應地確立或調整它們各自的回波模型。當各自的回波模型被確立后，被降低的信號通路的增益降低量將被減小，直到處理例行程序最終達到真正的全雙工工作方式。在進一步的音頻信號處理期間，回波模型不斷地自適應地被調整。如果回波消除器的性能下降到一個所規(guī)定的可有效防止同時音頻通信的閾值以下，那么該例行程序返回到半雙工方式，其中各自的信號通路的增益由音頻電平來控制。然后，當回波模型重新確立后，處理例行程序又達到全雙工方式。這種閉環(huán)調整處理不斷重復，從而保持最優(yōu)性能。
主叫用戶ID；主叫用戶ID/呼叫等待；模擬顯示業(yè)務接口(ADSI)；可視消息等待指示器(VMWI)基于數字信號處理器的測試儀用來處理用戶特征模擬調制解調器信號，這種信號包括主叫用戶識別(主叫用戶ID)信號、主叫用戶ID/呼叫等待信號、可視消息等待指示器(VMWI)信號和模擬顯示業(yè)務接口(ADSI)信號，其中每一信號通常都采用一種1200bit/s(BPS)的基于調制解調器的信令(Bell 202標準)來傳送。駐留在DSP 50中的通信控制例行程序用來解調這一調制解調器信號，并檢測用戶站設備(CPE)變動信號(CAS)，對于主叫用戶ID/呼叫等待和ADSI信號而言，這一信號作為指示調制解調器數據正被發(fā)送的預報器信號。該預報器通過返回一個規(guī)定的DTMF序列來確認CAS信號。對于這些用戶特征模擬調制解調器信號中的每一信號，DSP 50所執(zhí)行的監(jiān)控通信控制例行程序將在下面參照圖4-6中的流程圖來描述。正如回波消除例行程序情況中那樣，DSP 50可以采用已知的通信處理軟件模塊，用于處理用戶特征模擬調制解調器信號。作為一個非限定性例子，DSP 50可以采用可從“D2Technologies”購到的“ADSI”算法模塊，這種模塊可用來檢測CAS單音信號，產生確認和撥號所用的DTMF信號，檢測和解碼1200波特的FSK調制解調器數據信號，在有話音信號的情況下檢測呼叫過程單音信號，以及產生ADSI擴展要求中所需的1200波特的FSK調制解調器信號。
鑒于主叫用戶ID、CIDCW、ADSI和VMWI情況，本發(fā)明的基于數字信號處理器的專業(yè)人員用的測試儀可工作于兩種方式中的任一種方式。這兩種方式是終端方式-在這種方式中，測試儀用在用戶站設備處，和線路監(jiān)測方式-在這種方式中，測試儀連接到待測線路以便它的通信控制處理器可以監(jiān)測/分析發(fā)送到當前CPE和從該CPE接收到的數據信號。在每種方式中，測試儀不僅可以分析和顯示發(fā)送到CPE和從CPE接收到的數據，而且還可以分析和顯示有關所發(fā)送信號本身的參數信息(諸如信號幅度、頻率、時序等，當然并不局限于此)。
終端和線路監(jiān)測方式中的主叫用戶ID信號處理(圖4)在輸入呼叫處理之前，測試儀處于掛機狀態(tài)，如步驟401所示。在步驟403，接收到來自中心局的振鈴信號，便通知測試儀有輸入呼叫。在步驟405，主叫用戶ID信息在第一與第二(1秒開-4秒關)振鈴音脈沖串之間的(4秒鐘靜態(tài))間隔中被發(fā)送。在步驟407，所接收到的主叫用戶ID信息被解調，并通過測試儀用戶接口100的LCD顯示器120顯示給專業(yè)人員。另外，步驟409分析和顯示主叫用戶ID參數數據，諸如FSK信號幅度，FSK頻率誤差，以及從第一振鈴的起始到FSK數據的起動所歷時的時間等。
終端方式中的ADSI信號處理(圖5)由于ADSI信號是根據測試儀的請求而被接收的，因此，測試儀將處于摘機狀態(tài)，如步驟501所示，將一個包含特征接入碼的呼叫(通過DTMF信令)置入ADSI服務器。在步驟503，從所訪問的服務器接收到CAS信號，便通知測試儀有輸入的主叫用戶信息調制解調器信號。在步驟504，分析和顯示ADSI參數數據。這種參數數據可包括CAS信號幅度、CAS頻率誤差、DTMF數字、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差和從SPCS CAS到CPE DTMF所歷時的時間。
在步驟505，DSP 50將一個DTMF確認序列發(fā)回到ADSI服務器。在步驟507，發(fā)送到耳機160和揚聲器放大器180的音頻被靜音，使得專業(yè)人員聽不到來自ADSI服務器的后續(xù)調制解調器脈沖串。接著，在步驟509，將ADSI信息從服務器發(fā)送到測試儀。在步驟511，DSP 50將一個DTMF確認序列發(fā)回到ADSI服務器，以確認步驟509中所接收到的ADSI信息。然后在步驟513，這一信息被解調，以便通過測試儀用戶接口100的LCD顯示器120顯示給專業(yè)人員。在步驟514，與步驟504一樣，分析和顯示ADSI參數數據。ADSI參數數據可包括FSK數據、FSK信號幅度、FSK頻率誤差、DTMF數字、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差、從CPE DTMF到SPCS FSK所歷時的時間和從SPCS FSK到CPE DTMF所歷時的時間。在步驟515，終止對發(fā)到耳機160和揚聲器放大器180的音頻輸出的靜音，從而使測試儀返回到其原來的狀態(tài)。
線路監(jiān)測方式中的ADSI信號處理(圖8)在這一方式中，測試儀掛機，并處于高阻抗狀態(tài)，如步驟801所示。通常，在ADSI對話期間進行的第一操作是，CPE將等待來自SPCS的CAS信號。因此測試儀將等待這一CAS信號或來自該CPE的DTMF信號，如步驟803所示。在詢問步驟805，判定是否接收該CAS信號。如果對步驟805的應答是“YES”(接收CAS信號)，那么例行程序進至步驟807。如果對步驟805的應答是“NO”(不接收CAS信號)，那么例行程序進至步驟823。
對于接收CAS信號的情況，則在步驟807，對這一信號進行分析，顯示CAS參數數據。所顯示的CAS參數數據可包括CAS信號幅度、CAS頻率誤差、DTMF數字、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差和從SPCS CAS到CPE DTMF所歷時的時間。一旦接收到(從SPCS到CPE的)CAS信號，那么該CPE必須利用(返回到SPCS的)DTMF信令來確認該CAS信號。在步驟809，測試儀等待要從CPE發(fā)送到SPCS的DTMF信號。當接收到這些單音時，在步驟811對它們進行分析并顯示DTMF參數數據。在步驟813，測試儀等待要從SPCS發(fā)出的FSK信號。當接收到這些FSK信號時，在步驟815對它們進行分析并顯示FSK參數數據。
在步驟817，測試儀等待從CPE發(fā)出的對FSK信號的DTMF確認信號。一旦接收到這些DTMF確認音，便在步驟819對它們進行分析并進行顯示，然后過程返回到步驟803，以等待另一個ADSI事務。如果等待步驟803期間的第一操作是CPE(通過DTMF信令)將信息發(fā)送到SPCS，那么在步驟823分析DTMF信令并顯示相應的參數數據。然后，例行程序進至步驟825，在此測試儀再等待來自SPCS的CAS信號。當接收到這種CAS信號時，例行程序進到步驟807。
終端方式中的主叫用戶ID/呼叫等待處理(圖6)對于主叫用戶ID/呼叫等待，(測試儀)處于摘機狀態(tài)(步驟601)，接收來自中心局的CAS信號。在步驟602，分析和顯示CAS參數數據。在步驟603，測試儀的DSP發(fā)回一個DTMF確認序列，正如ADSI信號的情況中那樣。在步驟605，對發(fā)送到耳機160和揚聲器放大器180的音頻輸出進行靜音，以免專業(yè)人員聽到調制解調器脈沖串。然后將發(fā)送到測試儀的數據解調(步驟607)，以便通過用戶接口100的LCD顯示器120顯示給專業(yè)人員。在步驟608，分析和顯示FSK參數數據。在步驟609，終止對發(fā)送到耳機和揚聲器的音頻輸出的靜音。
線路監(jiān)測方式中的主叫用戶ID/呼叫等待處理(圖9)
在這一方式中，測試儀掛機，并處于高阻抗狀態(tài)，如步驟901所示。在CIDCW中進行的第一操作是，CPE將等待來自SPCS的CAS信號，如步驟903所示。在步驟905，對所接收的CAS信號進行分析，并顯示CAS參數數據。所顯示的CAS參數數據可包括CAS信號幅度、CAS頻率誤差、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差和從SPCS CAS到CPE DTMF所歷時的時間。
在步驟907，測試儀等待CAS確認信號(從CPE發(fā)回到SPCS的DTMF)。在步驟909，對這些DTMF信號進行分析并顯示它們的參數數據。在SPCS接收到來自CPE的DTMF確認后，隨后從SPCS發(fā)出FSK數據。在步驟911，測試儀等待接收FSK信號，然后進至步驟913，在此分析這些FSK信號并顯示FSK參數數據。FSK參數數據可包括CPE DTMF與SPCS FSK之間所歷時的時間、FSK數據、FSK信號幅度、FSK頻率誤差、DTMF信號幅度及DTMF誤差。然后，例行程序返回到步驟903。
終端和線路監(jiān)測方式中的VMWI信號處理(圖7)VMWI信號處理類似于呼叫等待、主叫用戶ID的處理，不同的是，在步驟701發(fā)送話音消息時，在數據傳輸之前沒有觸發(fā)信號。另外，在步驟702，分析和顯示可視消息等待指示器參數數據(包括FSK信號幅度和FSK頻率誤差數據)。
由于本發(fā)明的測試儀基于DSP，因此，該測試儀能進行一些附加的線路測量，包括測量摘機與掛機線路電壓和摘機電流情況，還具有第三方信號分析功能。為此，可采用標準濾波分析裝置如Goertzel信號分析算法，這樣無論什么參數都可被監(jiān)測并被數字化，然后輸入到處理器的存儲器進行分析。
對于掛機DC電壓測量，可監(jiān)測在T/R導線20之間的電壓(包括極性)。對于摘機測量，既可監(jiān)測DC電壓(包括極性)又可監(jiān)測通過T/R導線20的DC電流。對于掛機/摘機AC測量，例如可用來檢測是否存在的不連續(xù)性，比如負載線圈，可將一個掃頻音頻信號通過一個已知的阻抗加到線路上，并測量出在塞尖和塞環(huán)導線之間所產生的AC電壓。
基于DSP的測試儀不僅提供了常規(guī)測試儀的信號處理能力，其可編程性還使它能監(jiān)測/分析和顯示服務器與用戶終端之間的第三方信令業(yè)務，如主叫用戶ID、VMWI和ADSI。這使得專業(yè)人員可用它來監(jiān)測、接收和處理待測線路上可能出現的各種格式的信號(分析和顯示這些信號的參數信息)，這些信號包括用戶特征模擬調制解調器信號。這種用戶特征信號可包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號。通過嵌入式鏡像回波消除例行程序，測試儀的監(jiān)控DSP可提供真正“免提”、全雙工、雙向聲音的免提電話功能，它使現場技術員可一邊講話，一邊聽測試儀的接收機發(fā)出的聲音輸出。
無論在終端方式中(在這種方式中，測試儀用在用戶站設備處)，還是在線路監(jiān)測方式中(在這種方式中，測試儀連接到待測線路并監(jiān)測發(fā)送到當前用戶站設備和從該用戶站設備接收到的數據信號)，該測試儀不僅可以顯示發(fā)送到用戶站設備和從用戶站設備接收到的數據，而且還可以顯示有關所發(fā)送信號的參數信息。
基于數字信號處理器的測試儀被編程，使得專業(yè)人員能監(jiān)測、接收和處理待測線路上可能出現的各種格式的信號，這些信號包括用戶特征模擬調制解調器信號。這種特征信號可包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號。該測試儀采用一種信號處理例行程序，它以兩種方式工作1-終端方式-在這種方式中，測試儀用在用戶站設備(CPE)處；和2-線路監(jiān)測方式-在這種方式中，測試儀連接到待測線路并監(jiān)測發(fā)送到當前CPE和從該CPE接收到的數據信號。在這兩種方式中，測試儀不僅可以顯示發(fā)送的數據，而且還可以顯示參數信息。
權利要求
1.一種通過電信鏈路用于測試和進行通信的專業(yè)人員用的測試儀，該測試儀包括一個電信鏈路連接端口，測試儀可通過該端口與所述電信鏈路連接；一個用戶接口，所述專業(yè)人員可通過該用戶接口輸入和接收與所述測試儀工作有關的信息信號，所述用戶接口有一個手動輸入裝置、可視顯示器；和一個音頻接口，所述專業(yè)人員可通過該接口輸入和接收聲音信號，其特征在于，一個可編程數字信號處理單元，包括與所述電信鏈路連接端口及所述用戶接口連接的信號格式轉換電路，該電路包括一個信號處理例行程序，該例行程序用來以可控制的數字的方式處理從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的信號，以便適合于傳送到所述用戶接口，以可控制的數字的方式處理從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的信號，以便適合于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路，以便顯示與所述信號的任一種有關的或與這兩種信號均有關的參數信息，這兩種信號就是，從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述用戶接口的信號，和從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路的信號。
2.如權利要求1所述的專業(yè)人員用的測試儀，其特征在于，包含在所述可編程數字信號處理單元中的所述信號處理例行程序，用來分析和顯示由所述電信鏈路連接端口從所述電信鏈路接收到的所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號的參數信息，以便通過所述用戶接口顯示給所述專業(yè)人員，其中，所述所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號最好至少包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號之一。
3.如權利要求1所述的專業(yè)人員用的測試儀，其特征在于，在所述測試儀的線路監(jiān)測和終端工作方式中，包含在所述可編程數字信號處理單元中的所述信號處理例行程序用來分析和顯示信號的參數數據。
4.如權利要求3所述的專業(yè)人員用的測試儀，其特征在于，所述分析和顯示的參數數據至少包括以下數據之一FSK數據、FSK信號幅度、FSK頻率誤差、CAS信號幅度、CAS頻率誤差、DTMF數字、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差、從SPCS CAS到CEPDTMF所歷時的時間、從CPE DTMF到SPCS FSK所歷時的時間和從SPCS FSK到CPE DTMF所歷時的時間。
5.一種通過電信鏈路用于測試和進行通信的專業(yè)人員用的測試儀所采用的一種信號處理例行程序，所述測試儀包括一個電信鏈路連接端口，測試儀可通過該端口與所述電信鏈路連接；一個用戶接口，所述專業(yè)人員可通過該用戶接口輸入和接收與所述測試儀工作有關的信息信號，所述用戶接口有一個手動輸入裝置、可視顯示器；和一個音頻接口，所述專業(yè)人員可通過該接口輸入和接收聲音信號，其特征在于，一個可編程數字信號處理單元，包括與所述電信鏈路連接端口及所述用戶接口連接的信號格式轉換電路，所述信號處理例行程序用來執(zhí)行以下操作步驟(a)以數字方式處理以下兩種信號中的至少一種信號，這兩種信號是，從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述用戶接口的信號，和從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路的信號，和(b)顯示與所述兩種信號的所述至少一種信號有關的參數信息，這兩種信號是，從所述電信鏈路接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述用戶接口的信號，和從所述用戶接口接收到的并經所述信號格式轉換電路數字格式化的便于傳送到所述電信鏈路連接端口以適應所述電信鏈路的信號。
6.如權利要求5所述的信號處理例行程序，其特征在于，用來分析和顯示由所述電信鏈路連接端口從所述電信鏈路接收到的所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號的參數信息，以便通過所述用戶接口顯示給所述專業(yè)人員的裝置，其中，所述所規(guī)定的用戶特征模擬調制解調器信號最好至少包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號之一。
7.如權利要求6所述的信號處理例行程序，其特征在于，在所述測試儀的線路監(jiān)測和終端工作方式中用來分析和顯示信號的參數數據的裝置。
8.如權利要求6或7所述的信號處理例行程序，其特征在于，所述分析和顯示的參數數據至少包括以下數據之一FSK數據、FSK信號幅度、FSK頻率誤差、CAS信號幅度、CAS頻率誤差、DTMF數字、DTMF信號幅度、DTMF頻率誤差、從SPCS CAS到CEPDTMF所歷時的時間、從CPE DTMF到SPCS FSK所歷時的時間和從SPCS FSK到CPE DTMF所歷時的時間。
全文摘要
一種基于數字信號處理器的測試儀被編程,使得專業(yè)人員能監(jiān)測、接收和處理待測線路上可能出現的各種格式的信號,這些信號包括用戶特征模擬調制解調器信號。這種特征信號可包括主叫用戶識別信號、可視消息等待指示器信號和模擬顯示業(yè)務接口信號。該測試儀采用一種信號處理例行程序,它以兩種方式工作:1－終端方式－在這種方式中,測試儀用在用戶站設備(CPE)處;和2－線路監(jiān)測方式－在這種方式中,測試儀連接到待測線路并監(jiān)測發(fā)送到當前CPE和從該CPE接收到的數據信號。在這兩種方式中,測試儀不僅可以顯示發(fā)送的數據,而且還可以顯示參數信息。
文檔編號H04Q3/72GK1260659SQ9912286
公開日2000年7月19日 申請日期1999年12月7日 優(yōu)先權日1998年12月7日
發(fā)明者羅伯特·B·瓦倫斯 申請人:哈里公司