Патент на изобретение №2156037

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к ведомственным телефонным сетям с повышенными требованиями по безотказности связи. Технический результат заключается в непрерывности контроля состояния абонентских линий и абонентского оборудования и автоматическом выборе нового адреса при выявлении аварийного состояния абонентских линий и абонентского оборудования с оповещением о факте переадресации вызывающему абоненту. Устройство содержит персональную ЭВМ, контроллер и цифровую вычислительную машину, контроллер организации соединений, блок сигналов взаимодействия и коммутационное поле, телефонные соединительные линии, n телефонных аппаратов, адресный модуль, блок задания соединений, накопитель аварийного состояния физических точек, станционный блок контроля, абонентский блок контроля, цифровой матричный коммутатор. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в телефонных сетях с повышенными требованиями по надежности связи.

Известен способ предоставления услуг интеллектуальной сети, описанный в [1] . В [1] представлена система, изображенная на фиг. 1 и содержащая телефонный временной коммутатор 1 с подключенными к нему канальными модулями 2, а с абонентской стороны колерами/декодерами 3 и абонентскими терминалами 4 для ведения телефонных переговоров. Между кодерами/декодерами и абонентскими терминалами включен блок абонентского интерфейса 5, обеспечивающий организацию соединений/разъединений по инициативе абонента или телефонного коммутатора. Управление соединения осуществляет телекоммуникационный процессор 6 с программами управления 7 и справочными таблицами 8. Все заявки на организацию соединений регистрируются на анализаторе 9 и передаются в телекоммутационный процессор 6.

Система работает следующим образом. После приема входящего вызова система определяет канал, из которого он поступил, а также свободна или занята абонентская линия к месту назначения вызова. Если абонентская линия свободна, то вызов направляется по этой линии. Если линия занята, то система на основании информации об абонировании определяет, может ли быть предоставлена услуга выборочной постановки входящего вызова на ожидание для вызываемого на данной линии абонента. Если вызываемый абонент имеет право на такую услугу, то система определяет, какая информация передается по абонентской линии: речевая или данные. Если по абонентской линии передаются данные, то сигнал занятости направляется к вызывающему абоненту, а сигнал ожидающего вызова не передается по абонентской линии. Если же по занятой линии передается речевой сигнал, то по вызываемой абонентской линии передается сигнал ожидающего вызова.

Недостаток известной системы состоит в невозможности передать информацию в случае аварийного состояния абонентской линии вызываемого абонента.

В качестве прототипа авторами выбрано “Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети” [2].

Известное устройство (см. фиг. 2) содержит “n” входящих линий связи 1, коммутационное поле 2, “n” исходящих линий связи 3, “n” блоков сопряжения входящих (БСВ) 4, состоящих из блока занятия 5 и блока приема/передачи информации 6, “n” блоков сопряжения исходящих (БСИ) 7, состоящих из блока занятости исходящей линии связи 8 и блока приема сигналов от вызываемого абонента 9, блока сигналов взаимодействия 10, контроллера 11, шины контроллера 12, электронно-вычислительного комплекса (ЭВК) 13, состоящего из цифровой вычислительной машины (ЦВМ) 14, контроллера 15 и ПЭВМ 16.

При возникновении запроса на услугу, например, на организацию соединения между вызывающим абонентом (ВЩА) и вызываемым (ВМА) по входящей линии связи 1 от ВЩА поступает сигнал “Занятие” в БСВ 4. Блок занятия 5 отслеживает этот сигнал и в преобразованном виде подает на шину 12. Контроллер 11 обеспечивает управление БСВ 4 и БСИ 7, коммутационным полем 2 и взаимодействие с ЭВК 13 в процессе обслуживания заявок на установление соединения с абонентом.

По команде контроллера 11 блок приема/передачи информации 6 выдает по входящей линии 1 сигнал “Запрос номера”. Информация о номере передается по входящей линии 1, преобразуется в блоке приема/передачи 6 и по шине 12 поступает в контроллер 11, а затем – в ЭВК 13. В ЭВК 13 заявка анализируется на предмет услуги (например, организации соединения ВЩА с ВМА) и формирования управляющей информации для ВМА. В данном случае это будет физический номер вызываемого абонента. ЭВК 13 передает физический номер ВМА в контроллер 11. Контроллер 11 передает команду “Занятие” через шину 12 в блок занятия исходящей линии 8, который в свою очередь передает этот сигнал в сторону станции по исходящей линии 3. В ответ ВМА (или станция ВМА) выдает в сторону устройства сигнал “Запрос информации”, который принимается контроллером 11. Поступление ответа ВМА обеспечивается блоком приема сигналов 9, а затем передается контроллеру 11. По принятому сигналу “Ответ абонента” контроллер 11 выдает команду в коммутационное поле 2 на проключение разговорного тракта между ВМА и ВЩА.

По окончании разговора “Отбой” может поступить как со стороны ВМА, так и со стороны ВЩА. При отбое со стороны ВМА он поступает по исходящей линии 3, отслеживается блоком приема сигналов 9 и передается через шину 12 в контроллер 11. По команде контроллера 11 снимается сигнал “Занятие”, выдаваемый по исходящей линии 3, а коммутационное поле 2 разъединяют разговорные провода. Одновременно контроллер 11 передает сигнал “Отбой” в блок приема/передачи информации 6, где он преобразуется и выдается по входящей линии 1 в сторону коммутационной станции. При снятии сигнала “Занятие” этой станцией блок занятия 5 переходит в исходное состояние.

Отбой со стороны вызывающего абонента обрабатывается аналогично отбою со стороны вызываемого.

Таким образом, известное устройство обеспечивает организацию соединения подключенных к коммутационному полю 2 абонентов. Организации соединения предшествует процесс обмена сигнальными сообщениями (посылками). По окончании процесса обмена происходит проключение коммутационного поля 2 для обмена телефонной информации.

Наряду с организацией соединения известное устройство обеспечивает услуги интеллектуальной сети, связанные с переадресацией вызова с одного абонента на другой. Данная услуга реализована в соответствии с [4] как служба отсутствующего абонента, когда по требованию абонента вызовы, поступающие на его номер, в определенный период времени могут быть приняты на станции и переданы на другие (переадресованные) телефонные номера. Услуга переадресации инициализируется абонентом телефонной сети на период, например, его отсутствия и не связана с техническим состоянием самой телефонной сети. Технические средства известного устройства не предусматривают переадресацию вызова в случае возникновения аварийных ситуаций на отдельных участках сети, например, в абонентских линиях или абонентском или станционном оборудовании. Услуга переадресации в известном устройстве носит предварительный, плановый характер и не предусматривает немедленного изменения адреса при возникновении аварийных ситуаций в сети.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение оперативности переадресации при возникновении аварийных ситуаций на отдельных участках сети.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в непрерывности контроля состояния абонентских линий и абонентского оборудования и автоматическом выборе нового адреса при выявлении аварийного состояния с оповещением о факте переадресации вызывающему абоненту.

Для достижения технического результата в станционное и абонентское оборудование вводятся элементы контроля и обработки сигнальной (управляющей) информации, обеспечивающие:
контроль состояния абонентских линий и абонентского оборудования, находящихся как в исходном состоянии (отсутствие соединения абонентов), так и в активном состоянии (организация соединения и речевой обмен);
выбор нового адреса (физической точки абонента) в случае аварийного состояния абонентской линии вызываемого абонента;
доведение факта переадресации до вызывающего абонента и при его согласии – организацию соединения с переадресованным абонентом.

Сущность технического решения по повышению безотказности связи заключается в непрерывном обмене между элементами сети по цепям сигнализации и информационным цепям тестовыми сигналами, непрохождение которых фиксируется как авария соответствующего элемента сети и как основание для телефонной станции по подготовке соединения вызывающего абонента с вызываемым, подключенным к другой, заранее выбранной абонентской линии.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым техническим решением, заключается в том, что в устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети, содержащее последовательно соединенные персональную ЭВМ, контроллер и цифровую вычислительную машину, соединенные между собой и с цифровой вычислительной машиной через шину контроллера контроллер организации соединений, блок сигналов взаимодействия и коммутационное поле, а также телефонные соединительные линии и управляющие соединительные линии, введены “n” абонентских блоков контроля, станционный блок контроля, цифровой матричный коммутатор, “n” телефонных аппаратов, подключенные к шине контроллера адресный модуль, блок задания соединений, накопитель аварийного состояния физических точек коммутационного поля, информационный вход которого соединен с управляющим выходом станционного блока контроля, первые входы-выходы которого соединены с входами-выходами блока сигналов взаимодействия, а вторые входы – выходы – с первыми входами-выходами блока кодирующих-декодирующих устройств, вторые входы-выходы которого соединены с входами-выходами цифрового матричного коммутатора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока задания соединений, каждый телефонный аппарат с помощью телефонной соединительной линии подключен через цифровой матричный коммутатор к коммутационному полю, а через свой абонентский блок контроля и управляющую соединительную линию каждый телефонный аппарат подключен к соответствующему управляющему входу цифрового матричного коммутатора, “n+1” управляющий вход которого соединен с другим выходом контроллера.

Каждый из “n” телефонных аппаратов содержит последовательно соединенные тастатуру, номеронабиратель и блок сопряжения, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигналов взаимодействия, вход которого соединен с выходом рычажного переключателя и входом блока вызывных сигналов, первый выход которого соединен с входом электроакустического преобразователя, второй выход – со вторым входом формирователя сигналов взаимодействия, а третий выход – с входом анализатора телефонных сигналов, причем анализатор телефонных сигналов, преобразователь телефонных сигналов, блок фильтров и телефон последовательно соединены, второй вход блока фильтров соединен с выходом речепреобразующего блока, первый вход которого подключен к микрофону, второй вход – ко второму выходу анализатора телефонных сигналов, a линейные вход и выход соединены с телефонной линией связи, параллельно которой подключен блок организации шлейфа.

Каждый из “n” абонентских блоков контроля содержит блок организации шлейфа, включенный между входящей и исходящей управляющей соединительной линией, управляющий вход которого объединен с входом датчика тест-сигналов, выход которого подключен к третьему входу блока сопряжения телефонного аппарата, управляющий вход блока организации шлейфа объединен с управляющим входом блока организации шлейфа телефонного аппарата, а через элемент ИЛИ соединен с выходом рычажного переключателя телефонного аппарата и выходом анализатора тест-сигналов, вход которого соединен с входящей управляющей соединительной линией и вторым входом блока вызывных сигналов телефонного аппарата, а выход – со сбрасывающим входом таймера, запускающий вход которого соединен с выходом рычажного переключателя телефонного аппарата, причем выход таймера соединен с входом датчика аварийного состояния, выход которого подключен ко второму входу анализатора телефонных сигналов телефонного аппарата.

На фиг. 1 изображен аналог устройства, на фиг. 2 – прототип устройства, на фиг. 3 – предлагаемое “Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети”, на фиг. 4 – схема телефонного аппарата и схема абонентского блока контроля, на фиг. 5 – схема станционного блока контроля, на фиг. 6 – схема адресного модуля, на фиг. 7 – схема контроллера организации соединений, на фиг. 8 – речепреобразующий блок в составе телефонного аппарата, на фиг. 9 – диаграмма (алгоритм) организации соединений, на фиг. 10, 11 – структура служебных сообщений.

Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети содержит (фиг. 3) коммутационное поле 1, цифровой матричный коммутатор 2, “n” телефонных соединительных линий 3, “n+1” управляющих соединительных линий 4, блок кодирующих – декодирующих устройств 5, блок задания соединений 6, станционный блок контроля 7, блок сигналов взаимодействия 8, накопитель аварийного состояния физических точек коммутационного поля 9, адресный модуль 10, контроллер организации соединений 11, цифровую вычислительную машину 12, контроллер 13, ПЭВМ 14, шина контроллера 15, “n”- телефонных аппаратов 16, “n” абонентских блоков контроля 17.

Коммутационное поле 1 содержит матричный коммутатор 18 и блок управления коммутационным полем 19.

Телефонный аппарат 16 в соответствии с [3] содержит (фиг.4) тастатуру 20, номеронабиратель 21, блок сопряжения 22, рычажный переключатель 23, формирователь сигналов взаимодействия 24, блок вызывных сигналов 25, электроакустический преобразователь 26, анализатор телефонных сигналов 27, преобразователь телефонных сигналов 28, блок фильтров 29, телефон 30, микрофон 31, речепреобразующий блок 32, блок организации шлейфа 33.

Абонентский блок контроля 17 (фиг. 4) содержит блок организации шлейфа 34, анализатор тест-сигналов 35, датчик тест- сигналов 36, таймер 37, датчик аварийного состояния 38, элемент ИЛИ 39.

Станционный блок контроля 7 содержит (фиг. 5) датчик 40, анализатор 41, таймер 42, блок регистров аварийного состояния физических точек 43, блок регистров управления 44, элемент ИЛИ 45.

Адресный модуль 10 содержит (фиг. 6) регистр приема состояния физических точек 46, блок управления записью-считыванием 47, блок памяти состояния физических точек 48, блок памяти переадресованных физических точек 49, анализатор состояния физических точек 50, блок управления записью-считыванием 51.

Контроллер организации соединений 11 в соответствии с [2] содержит (фиг. 7) микроЭВМ 52, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 53, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 54, регистр управления 55, сканер 56, поле точек сканирования 57, поле регистров управления 58.

Речепреобразующий блок 32 содержит (фиг. 8) аналого-цифровой преобразователь 59, вычислитель на передаче 60, фильтр взвешивания 61, блок минимизации ошибок 62, генератор импульсов возбуждения 63, синтезатор 64, цифроаналоговый преобразователь 65, вычислитель на приеме 66, анализатор параметров 67, блок опорных частот 68, анализатор значения скорости 69.

Вычислитель 60 содержит блок взвешивания речевого сигнала 70, блок взвешивания импульсной последовательности 71, вычислитель кросскорелляционной функции 72, вычислитель автокорелляционной функции 73, блок поиска импульсов 74.

Персональная ЭВМ 14, контроллер 13 и цифровая вычислительная машина (ЦВМ) 12 последовательно соединены. Контроллер организации соединений 11, ЦВМ 12, блок задания соединений 6, блок сигналов взаимодействия 8, коммутационное поле 1, накопитель аварийного состояния физических точек коммутационного поля 9, адресный модуль 10 соединены между собой через шину контроллера 15. Информационный вход накопителя аварийного состояния физических точек коммутационного поля 9 соединен с управляющим выходом станционного блока контроля 7, первые входы-выходы которого соединены с блоком сигналов взаимодействия 8, а вторые входы-выходы – с блоком кодирующих-декодирующих устройств 5, другие входы-выходы которого соединены с цифровым матричным коммутатором 2, управляющий вход которого соединен с выходом блока задания соединений 6, причем каждый телефонный аппарат 16 с помощью телефонной соединительной линии 3 через цифровой матричный коммутатор 2 подключен к коммутационному полю 1, а через свой абонентский блок контроля 17 и управляющую соединительную линию 4 – к соответствующему управляющему входу цифрового матричного коммутатора 2, “n+1” управляющий вход которого соединен с другим выходом контроллера 13.

Каждый из “n” телефонных аппаратов 16 содержит последовательно соединенные тастатуру 20, номеронабиратель 21 и блок сопряжения 22, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигналов взаимодействия 24, вход которого соединен с выходом рычажного переключателя 23 и входом блока вызывных сигналов 25, первый выход которого соединен с входом электроакустического преобразователя 26, второй выход – со вторым входом формирователя сигналов взаимодействия 24, а третий выход – с входом анализатора телефонных сигналов 27, причем, анализатор телефонных сигналов 27, преобразователь телефонных сигналов 28, блок фильтров 29 и телефон 30 последовательно соединены. Второй вход блока фильтров 29 соединен с выходом речепреобразующего блока 32, первый вход которого подключен к микрофону 31, второй вход – ко второму выходу анализатора телефонных сигналов 27, а линейные входы и выходы соединены с телефонной соединительной линией 3, параллельно которой подключен блок организации шлейфа 33.

Каждый из “n” абонентских блоков контроля 17 содержит блок организации шлейфа 34, включенный между входящими и исходящими управляющими соединительными линиями 4, управляющий вход которого объединен с входом датчика тест-сигналов 36, выход которого подключен к третьему входу блока cопряжения 22 телефонного аппарата 16, управляющий вход блока организации шлейфа 34 объединен с управляющим входом блока организации шлейфа 33 телефонного аппарата 16, а через элемент ИЛИ 39 соединен с выходом рычажного переключателя 23 телефонного аппарата 16 и выходом анализатора тест-сигналов 35, вход которого соединен с входящей соединительной линией 4 и вторым входом блока вызывных сигналов 25 телефонного аппарата 16, а выход анализатора тест-сигналов 35 соединен со сбрасывающим входом таймера 37, запускающий вход которого соединен с выходом рычажного переключателя 23 телефонного аппарата 16, причем, выход таймера 37 соединен с входом датчика аварийного состояния 38, выход которого подключен к второму входу анализатора телефонных сигналов 27 телефонного аппарата 16.

Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети работает следующим образом. Перед началом эксплуатации с ПЭВМ 14 устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети загружается программами и данными, необходимыми для предоставления услуг интеллектуальной сети. Программы загружаются через контроллер 13 в ЦВМ12. Данные загружаются через другой выход контроллера 13 на одну из управляющих соединительных линий 4, подключенную к цифровому матричному коммутатору 2. В состав данных входит адресная информация, содержащая телефонные номера абонентов и соответствующие им физические точки коммутационного поля 1. Каждой физической точке коммутационного поля 1 соответствует определенный телефонный адрес абонента. Для организации соединения с переадресованным абонентом или переадресованными абонентами на случай возникновения аварийного состояния соединительных линий 3 и 4 или телефонных аппаратов 16 с ПЭВМ 14 в адресный модуль 10 для особо выбранных абонентов вводятся телефонные номера и физические точки переадресации. Процессом организации соединений управляет контроллер 11, обеспечивающий прием и обработку команд управления, поступающих по управляющим соединительным линиям 4 от телефонных аппаратов 16, формирование команд управления в сторону управляющих соединительных линий 4, определение их состояния (активные, пассивные) и передачу/прием команд на организацию соединений в/из ЦВМ 12.

Соединительные линии 3, 4 могут находится в исходном, активном и аварийном состоянии. В процессе эксплуатации осуществляется динамический контроль соединительных линий 3, 4. В исходном состоянии по соединительным линиям 3, 4 в обоих направлениях непрерывно передаются кодовые последовательности, условно обозначим их через C1. Абонентский блок контроля 17 устанавливает шлейф управляющей соединительной линии 4, а телефонный аппарат 16 – шлейф телефонной линии 3, возвращая кодовую последовательность C1 в станционный блок контроля 7.

Инициатором активизации управляющей соединительной линии 4 может быть контроллер организации соединений 11 или телефонный аппарат 16. Инициатор организации соединений выдаст в управляющую соединительную линию 4 новую кодовую последовательность, условно обозначим ее через C2. Противоположная сторона при готовности к продолжению процесса активизации отвечает своей комбинацией, условно обозначим ее через C3. С началом обмена кодовыми комбинациями C2, C3 снимается шлейф соединительных линий 3 и 4. Если инициатором соединения является контроллер 11, то снятие шлейфа с соединительных линий 3 и 4 происходит после приема абонентским блоком контроля комбинаций C2. Если инициатором соединений является телефонный аппарат 16, то снятие шлейфа соединительных линий 3 и 4 происходит при поднятии микротелефонной трубки телефонного аппарата 16.

Аварийным состоянием соединительной линии 3 или 4 является отсутствие возвращенной через шлейф комбинации C1 или неприем в течение заданного времени комбинации C3 в ответ на комбинацию C2 в управляющей соединительной линии 4. При подтверждении аварийного состояния соединительной линии 4 прекращается генерация комбинации C2 и осуществляется переход в исходное состояние – передача станционным блоком контроля 7 комбинации C1. Станционный блок контроля 7 постоянно отслеживает состояние физических точек коммутационного поля 1 и передает это состояние в накопитель 9, подготавливая их для записи в адресный модуль 10. При возникновении аварийного состояния соединительных линий 3 или 4 станционный блок контроля 7 со своего управляющего выхода передает значение аварийности соединительной линии в накопитель 9, помечая его специальным кодом (индикатором). Процессом корректировки адресной информации в адресном модуле 10 управляют контроллер 11, который опрашивает состояние физических точек, хранящихся в накопителе 9. При наличии в накопителе 9 аварийного состояния физических точек по командам с контроллера 11 обеспечивается считывание их в адресный модуль 10. Для этого адресный модуль 10 имеет в своем составе накопитель телефонных номеров абонентов и соответствующих физических точек коммутационного поля 1 с отметками о состоянии.

Таким образом, к моменту организации соединения в адресном модуле 10 хранятся состояния всех физических точек, к которым подключены абоненты.

При необходимости организовать телефонные переговоры вызывающий абонент (ВЩА) снимает микротелефонную трубку (МТТ). При снятии МТТ с телефонного аппарата 16 выдается сигнальный пакет “МТТ снята”, который передается по управляющей соединительной линии 4 на цифровой матричный коммутатор 2. Контроллер 11 постоянно сканирует соединительные линии 3,4 и при обнаружении сигнального пакета “МТТ снята” выдаст сигнальный пакет “Готово”, при этом в телефонной цепи будет прослушиваться зуммерный сигнал. Обмен всеми сигнальными пакетами ведется через блок кодирующих-декодирующих устройств 5 и блок сигналов взаимодействия 8. Блок кодирующих-декодирующих устройств 5 преобразует последовательный код, поступающий по управляющей соединительной линии 4, в параллельный, и наоборот, параллельный код, поступающий с блока сигналов взаимодействия 8, в последовательный. Блок сигналов взаимодействия 8 выполняет роль промежуточного элемента (порта), служащего для накопления кодовых последовательностей сигнальных пакетов, поступающих из управляющих соединительных линий 4. С приемом сигнала “Готово” абонент набирает первую цифру номера, после приема которой контроллер 11 обеспечит снятие сигнала “Готово”. По окончании набора номера контроллер 11 обратится в адресный модуль 10 с запросом о состоянии физической точки коммутационного поля 1, к которой подключен вызываемый абонент. На время поиска абонента в сторону телефонного аппарата 16 передастся сигнальный пакет “Ждите”. Адресный модуль 10 в соответствии с принятым номером от ВЩА обнаружит состояние физической точки коммутационного поля 1, к которой подключен абонент. Если физическая точка не находится в аварийном состоянии, то контроллер 11 сформирует в сторону вызываемого абонента (ВМА) посылку вызова. Посылка вызова примется телефонным аппаратом 16 ВМА, сработает электроакустический преобразователь телефонного аппарата 16 и одновременно в сторону ВЩА будет передаваться сигнальный пакет “Контроль посылки вызова” (КПВ). Сигнальный пакет КПВ обнаружится контроллером 11, по которому сформируется через шину 15 в ЦВМ 12 команда на организацию соединения. По этой команде ЦВМ 12 через блок управления 19 обеспечит проключение ВМА и ВЩА через матричный коммутатор 18 коммутационного поля 1, а через блок задания соединений 6 – подключение соединительных линий 3 через цифровой матричный коммутатор 2 к коммутационному полю 1. С проключением соединения по сигналу начнется синхронизация речепреобразующих блоков телефонных аппаратов 16 ВЩА и ВМА. Одновременно сигнал КПВ примется телефонным аппаратом 16 ВЩА, который будет прослушиваться телефоном телефонного аппарата 16. Со снятием МТТ ВМА передача сигнала КПВ прекратится и начнется обмен информацией. Разъединение коммутационного поля 1 произойдет после уложения телефонной трубки одним из абонентов. Алгоритм организации соединения при отсутствии аварийного состояния физической точки ВМА показан на фиг. 9а.

На фиг. 9б показан вариант организации соединения, если ВЩА согласен вести переговоры с переадресованным абонентом. При нахождении вызываемой физической точки в аварийном состоянии адресный модуль 10 выработает сигнал в контроллер 11, содержащий информацию о возможности организовать соединение с переадресованной физической точкой. Имея информацию о переадресованной физической точке, контроллер 11 сформирует сигнальный пикет и передаст его по управляющей соединительной линии 4 в сторону ВЩА, который поступит на телефон телефонного аппарата 16 в виде музыкальной фразы, известной абоненту как предложение вести разговор с переадресованным абонентом. Если абонент согласен вести разговор в таком режиме, он ожидает соединения, если нет, кладет трубку (см. фиг. 9в).

Контроллер 11 после передачи ВЩА предложения о переадресации ожидает от него “Отбой” в течение заданного времени. При отсутствии сигнала “Отбой” в течение заданного времени контроллер 11 сформирует в ЦВМ 12 команду на организацию соединения ВЩА с переадресованным абонентом. На фиг. 9б переадресованный абонент представлен телефонным аппаратом ТАЗ. При наличии сигнала “Отбой” от ВЩА контроллер 11 прекращает процедуру организации соединения.

Приведенный пример реализации устройства для предоставления услуг интеллектуальной сети ограничен одной ступенью переадресации. Ресурсы контроллера 11 и адресного модуля 10 в состоянии реализовать двух, трех и более ступеней переадресации, включая физическую точку, к которой на правах абонента подключен оператор (телефонистка) коммутационного поля 1. В последнем случае все заявки на соединение при аварийном состоянии соединительной линии ВМА будут выходить на оператора коммутационного поля 1, который по закрепленным специально для него каналам будет обеспечивать доведение вызовов до нужного абонента.

Пример реализации телефонного аппарата 16 показан на фиг.4. За основу взят телефонный аппарат, описанный в материалах заявки [3]. Дополнительно к известному устройству по [3] введены следующие существенные признаки:
третий вход блока сопряжения 22 соединен с датчиком 36;
второй вход блока вызывных сигналов 27 соединен с датчиком 38;
блок организации шлейфа 33, подключенный параллельно соединительной линии 3.

Телефонный аппарат 16 обеспечивает формирование и анализ всех служебных сигналов, необходимых для организации соединений между ВМА, ВЩА и переадресованными абонентами. Обмен сигнальными сообщениями ведется по отдельно выделенной управляющей соединительной линии 4. Обмен телефонными сообщениями ведется по отдельно выделенной телефонной соединительной линии 3.

Начало формирования служебных сигналов от телефонного аппарата 16 начинается с поднятия МТТ и срабатывания рычажного переключателя 23, по выходным сигналам с которого через формирователь сигналов взаимодействия 24 передаются служебные пакеты, обеспечивающие организацию соединения с станционным оборудованием.

Блок вызывных сигналов 25 обеспечивает прием сигнальных пакетов с управляющей соединительной линии 4 и формирование сигнального пакета “Контроль посылки вызова” до снятия МТТ. Анализатор 27 принимает телефонные сигналы с блока 25 и датчика аварийного состояния 38 абонентского блока контроля 17. Все телефонные сигналы через преобразователь 28 и блок фильтров 29 прослушиваются телефоном 30. При ведении телефонного обмена на второй вход фильтра 29 поступает речевая информация с речепреобразующего блока 32. Пример реализации речепреобразующего блока 32 приведен в материалах заявки [3] и на фиг. 8.

Пример реализации абонентского блока контроля 17 его взаимодействия с станционным блоком контроля 7 показан на фиг. 4 и 5.

Каждой соединительной линии 3,4 соответствует свой абонентский блок контроля 17 и станционный блок контроля 7.

В исходном состоянии датчик 40 формирует кодовую последовательность C1. Блок организации шлейфа 34 при исправном состоянии управляющей соединительной линии 4 возвращает комбинацию C1 на анализатор 41. Датчиком 40 управляет контроллер 11 через блок регистров управления 44, который при исходном состоянии соединительной линии 4, периодически запускает таймер 42.

При исправной соединительной линии 4 таймер 42 сбрасывается выходными сигналами с анализатора 41. При непрохождении кодовой комбинации C1 таймер 42 срабатывает и передает информацию об аварийности соединительной линии 4 в блок регистров аварийного состояния физических точек 43. Аналогичная процедура происходит с соединительными линиями 3.

При необходимости организовать телефонное соединение контроллер 11 инициирует через блок регистров управления 44 с применением датчика 40 формирование кодовой комбинации C2 и передачи ее в абонентский блок контроля 17. С формированием комбинации C2 запустится таймер 42. Анализатор тест-сигналов 35 обнаруживает кодовую комбинацию C2 и через элемент ИЛИ 39 обрывает шлейф управляющей соединительной линии 4 и телефонной соединительной линии 3 путем подачи управляющего сигнала в блоки организации шлейфа 33 и 34. Одновременно выходной сигнал с анализатора 35 запустит датчик тест-сигналов 36, который сформирует кодовую комбинацию C3 и через блок сопряжения 22 передаст ее в станционный блок контроля 7. Анализатор 41 станционного блока контроля 7 обнаруживает комбинацию C3 и выходным сигналом сбрасывает таймер 42.

Если инициатором соединений является абонент телефонного аппарата 16, то по сигналу с выхода рычажного переключателя 23 обрывается шлейф соединительных линий 3,4 путем подачи этого сигнала на управляющий вход блоков организации шлейфа 33,34. Одновременно запускается таймер 37 и датчик тест-сигналов 36, с выхода которого через блок сопряжения 22 по управляющей соединительной линии 4 в станционный бок контроля 7 передается кодовая комбинаций C2, которая обнаруживается анализатором 41. Выходной сигнал со второго выхода анализатора 41 обеспечит формирование датчиком 40 кодовой комбинации C3 и передачу ее абонентскому блоку контроля 17, где она обнаружится анализатором тест-сигналов 35, выходным сигналом с которого сбросится таймер 37. При отсутствии комбинации C3 выходной сигнал с таймера 37 запустит датчик аварийного состояния 38. Кодовая последовательность с выхода датчика аварийного состояния 38 через анализатор телефонных сигналов 27, преобразователь 28 и блок фильтров 29 в виде зуммерных сигналов поступит на телефон 30, сигнализируя абоненту об аварии соединительной линии или станционного абонентского оборудования.

Пример реализации адресного модуля 10 показан на фиг. 6. Перед началом эксплуатации в блок памяти 48 с ПЭВМ 14 записываются телефонные номера абонентов 16 и соответствующие им физические точки коммутационного поля 1. Структура таких сообщений показана на фиг. 10, причем состояние физических точек в данном сообщении помечается как нормальное. Дополнительно в блок памяти 49 с ПЭВМ 14 записываются сообщения, содержащие адреса для переадресованных телефонных номеров особо выбранных абонентов. Структура такого сообщения показана на фиг. 11.

В процессе эксплуатации контроллер 11 постоянно запрашивает состояние физических точек, хранящихся в накопителе 9. Данное состояние физических точек из накопителя 9 переписывается в блок памяти 48. Если состояние физической точки нормальное, значение данных, записанных в блок памяти 48, не меняется. Если состояние физической точки аварийное, в блоке памяти 48 данная точка помечается как аварийная. Таким образом, к моменту прихода в контроллер 11 заявки на организацию соединения в блоке памяти 48 будет храниться информация о состоянии физических точек на текущий момент времени. При поступлении в контроллер 11 телефонного номера ВМА происходит обращение в адресный модуль 10 за состоянием физических точек коммутационного поля 1. Если состояние физической точки, соответствующей запрашиваемому телефонному номеру ВМА, не аварийное, с анализатора состояния 50 в контроллер 11 придет команда на организацию соединения. Если состояние физической точки аварийное, то сигнал со второго выхода анализатора 50 поступит в блок управления записью/считыванием 51, по сигналу с которого из блока памяти 49 обеспечится считывание переадресованного телефонного номера для заявленного соединения.

Контроллер 11 (фиг. 7) реализован в соответствии с [2]. Контроллер 11 обеспечивает обмен командами с телефонными аппаратами 16, и передачу/прием команд в ЦВМ 12 для организации соединений. Функции контроллера 11 реализуются программно. Программа, управляющая микро-ЭВМ 52, хранится в ПЗУ 53. ОЗУ 54 предназначено для хранения переменных и промежуточных данных. В регистр управления 55 записываются телефонные номера и формируются команды на запрос состояния физических точек коммутационного поля 1 в накопитель 9 и адресный модуль 10. Сканер 56 через поле точек сканирования 57 отслеживает изменения состояния соединительных линий 3, 4 и передает данные об изменениях в микроЭВМ 52, а также по командам микроЭВМ 52 вырабатывает сигналы управления для телефонных аппаратов 16 и для ЦВМ 12 с целью организации соединения коммутационным полем 1.

Коммутационное поле 1, цифровой матричный коммутатор 2, блок задания соединений 6, а также взаимодействие ЦВМ 12 с ПЭВМ 14 и контроллером 11 реализованы в соответствии с [5,6]. Контроллер 11 может быть реализован на основе микропроцессора 1867 ВМ 1.

Речепреобразующий блок 32 предназначен для преобразования аналоговых сигналов, поступающих с микрофона 31, в цифровую последовательность и преобразования телефонной информации в цифровом виде, поступающей с коммутационного поля 1, в аналоговый сигнал.

Из множества известных решений на фиг. 8 для примера представлен речепреобразующий блок как синтезатор и анализатор речевого сигнала, построенный на основе известного метода линейного предсказания, описанного в [7]. Такой метод обеспечивает передачу речевых сигналов по низкоскоростным каналам тональной частоты. Из известных разновидностей методов линейного предсказания для предлагаемого устройства выбран метод и устройство с многоимпульсным возбуждением (МИВ), который базируется на основе метода с возбуждением от импульсов основного тона (ОТ) или метода LPC. Основу речепреобразующего блока 32 составляют на передаче вычислитель 60, обеспечивающий анализ и преобразование (сжатие) речи, а на приеме вычислитель 66 с функциями синтезатора и восстановления речевого сигнала.

Сигнал возбуждения по LPC передается по телефонным линиям в виде трех параметров: периода основного тона вокализованных звуков, сигнала тон-шум, характеризующего в данный момент наличие либо тона, либо шума, и амплитуды (энергии) сигнала.

На период основного тона для вокализованной речи генератором 63 создается возбуждение от нескольких импульсов, определяется их местонахождение (m) и амплитуда (g). Амплитуда и расположение импульсов определяется с использованием процедуры “анализ через синтез”.

При поступлении сигналов возбуждения с генератора 63 на вход синтезатора 64 создаются речевые выборки которые затем сравниваются в вычислителе 60 с cоответствующими речевыми выборками исходного речевого сигнала Sn, поступившего на вход блока взвешивания речевого сигнала 70.

Выборка речевого сигнала предсказывается линейной комбинацией предшествующих отчетов в соответствии с выражением

где Sn’ – предсказанное значение речевого сигнала;
a_i – весовой коэффициент;
М – число коэффициентов линейного предсказания (порядок предсказания).

Разность между истинным Sn и предсказанным Sn’ значениями выборки речевого сигнала определяет ошибку предсказания.

e_n = Sn-Sn’ (2)
Процедура речепреобразующего блока 32 минимизирует ошибку между истинным Sn и предсказанным Sn’ значениями выборки речевого сигнала в соответствии с приемлемым критерием, использованным в исследованиях речи- критерием среднеквадратичной ошибки. Критерий среднеквадратичной ошибки обеспечивает минимизацию значения ошибки e_n. Минимизация e_n находится путем дифференцирования уравнения (2) и приравнивания производной к нулю. Функция минимизации e_n реализована в вычислителе кросскорелляционной функции 72 и вычислителе автокорелляционной функции 73. Определение местоположения импульса находится тогда, когда нормализованное значение кросскорелляционной функции становится минимальным и реализуется в блоке поиска импульсов 74. Оптимальное местоположение и амплитуда импульсов находится на основе дифференцирования уравнения мощности остатка предсказания между истинной и синтезированной речью.

Критерий среднеквадратичной ошибки не учитывает слуховое восприятие, т. е. маскировку сигналом большого уровня сигнала малого уровня, например, шума квантования. Поэтому шум квантования должен распределяться так, чтобы большая часть его находилась в местах расположения формантных областей речевого сигнала, а меньшая часть – между формантными областями. Это требование выполняется фильтром взвешивания 61, который подавляет шум в промежутках между формантными областями в спектре речевого сигнала и не подавляет в формантных областях, где он маскируется речевым сигналом. В результате мешающее действие шума в синтезированной речи уменьшается.

Информация о положениях m и амплитудах g импульсов возбуждения вместе с LPC-параметрами посылается на прием. Указанные параметры обнаруживаются анализатором параметров 67 на приеме, по которым в вычислителе 66 происходит восстановление кросскорелляционной и автокорелляционной функции, а, следовательно, и речевого сигнала.

Узлы речепреобразующего блока 32 реализованы на основе микросхем TLS 320С44 CN и TMS 320с25.

В процессе организации связи анализатор 69 обнаруживает значение скорости, на которой происходит речевой обмен. На основании выделенного значения скорости производится корректировка режима работы блока опорных частот.

Цифровой матричный коммутатор 2 и матричный коммутатор 18 могут быть собраны на основе БИС 1077КП1-2. Блок управления коммутационным полем 19 и блок задания соединений 6 могут быть построены на основе микропроцессора 1867 ВМ 1.

ПЭВМ 14 может быть подключен к ЦВМ 12 по стыку ГОСТ 2 676552-87.

Таким образом, представленный материал позволяет сделать вывод о возможности введения в известное устройство оперативной переадресации при согласии вызывающего абонента в случае возникновения аварийной ситуации на отдельных участках сети.

Используемая литература
1. Патент США N 54991744А H 04 М 3 /42. Способ выборочной постановки вызовов на ожидание.

2. Патент RU N 2076459 C1, H 04 М 3/50. Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети.

3. Заявка RU N 94027937/09(027748) H 04 М 3/00 с приоритетом 25.07.94. Цифровая коммутационная система.

4. Рекомендации МККТТ, Оранжевая книга. Серия E, 1980 г.

5. Авторское свидетельство N 746492 G 06 F 3/04 от 14.04.78 г. Коммутационное устройство для вычислительных систем.

6. Электронно-цифровые системы коммутации, М.: Радио и связь, 1985 г.

7. Каратаев Г.А. Анализ и синтез речевого сигнала методом линейного предсказания. Зарубежная радиоэлектроника. 1990 г., N 3.

Формула изобретения

1. Устройство для предоставления услуг интеллектуальной сети, содержащее последовательно соединенные персональную ЭВМ, контроллер и цифровую вычислительную машину, соединенные между собой и с цифровой вычислительной машиной через шину контроллера контроллер организации соединений, блок сигналов взаимодействия и коммутационное поле, а также телефонные соединительные линии и управляющие соединительные линии, отличающееся тем, что в него введены n абонентских блоков контроля, станционный блок контроля, цифровой матричный коммутатор, n телефонных аппаратов, подключенные к шине контроллера адресный модуль, блок задания соединений, накопитель аварийного состояния физических точек коммутационного поля, информационный вход которого соединен с управляющим выходом станционного блока контроля, первые входы-выходы которого соединены с входами-выходами блока сигналов взаимодействия, а вторые входы-выходы – с первыми входами-выходами блока кодирующих-декодирующих устройств, вторые входы – выходы которого соединены с входами-выходами цифрового матричного коммутатора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока задания соединений, каждый телефонный аппарат с помощью телефонной соединительной линии подключен через цифровой матричный коммутатор к коммутационному полю, а через абонентский блок контроля и управляющую соединительную линию каждый телефонный аппарат подключен к соответствующему управляющему входу цифрового матричного коммутатора, n +1 управляющий вход которого соединен с другим выходом контроллера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из n телефонных аппаратов содержит последовательно соединенные тастатуру, номеронабиратель и блок сопряжения, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигналов взаимодействия, вход которого соединен с выходом рычажного переключателя и входом блока вызывных сигналов, первый выход которого соединен с входом электроакустического преобразователя, второй выход – со вторым входом формирователя сигналов взаимодействия, а третий выход – с входом анализатора телефонных сигналов, причем анализатор телефонных сигналов, преобразователь телефонных сигналов, блок фильтров и телефон последовательно соединены, второй вход блока фильтров соединен с выходом речепреобразующего блока, первый вход которого подключен к микрофону, второй вход – ко второму выходу анализатора телефонных сигналов, а линейные вход и выход соединены с телефонной линией связи, параллельно которой подключен блок организации шлейфа.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из n абонентских блоков контроля содержит блок организации шлейфа, включенный между входящими и исходящими управляющими соединительными линиями, управляющий вход которого объединен с входом датчика тест-сигналов, выход которого подключен к третьему входу блока сопряжения телефонного аппарата, управляющий вход блока организации шлейфа объединен с управляющим входом блока организации шлейфа телефонного аппарата, а через элемент ИЛИ соединен с выходом рычажного переключателя телефонного аппарата и выходом анализатора тест-сигналов, вход которого соединен с входящей управляющей соединительной линией и вторым входом блока вызывных сигналов телефонного аппарата, а выход – со сбрасывающим входом таймера, запускающий вход которого соединен с выходом рычажного переключателя телефонного аппарата, причем выход таймера соединен с входом датчика аварийного состояния, выход которого подключен ко второму входу анализатора телефонных сигналов телефонного аппарата.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.03.2007

Извещение опубликовано: 27.01.2008 БИ: 03/2008