JPH0634484B2 - トーン検出方法 - Google Patents

トーン検出方法

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JPH0634484B2
JPH0634484B2 JP59169755A JP16975584A JPH0634484B2 JP H0634484 B2 JPH0634484 B2 JP H0634484B2 JP 59169755 A JP59169755 A JP 59169755A JP 16975584 A JP16975584 A JP 16975584A JP H0634484 B2 JPH0634484 B2 JP H0634484B2
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交換回線を利用して通信を行なう際に呼出さ
れた相手側(着呼側)が自動着信した時に発呼側に出力
するアンサーバックトーンの検出方法に関し、特に回線
上の雑音によって誤検出が生じないように改良したトー
ン検出方法に関する。
一般に交換回線を利用してデータ伝送を行なうには、第
5図に示す様にデータを音声帯域の信号に変復調するモ
デムが利用される。そして接続手順は電話器と同一であ
って、発呼側モデムAからダイヤル信号を与えて着呼側
モデムBを呼出す。着呼側モデムBは自動着信機能を有
しており、自動着信を行なうと発呼側にアンサーバック
トーン(ABT)を返送する。
発呼側モデムAでは、このアンサーバックトーンを検出
し、着信側モデムBの自動着信実行を認識し、データ伝
送の準備等を行なう。
このアンサーバックトーンには特定周波数が与えられて
おり、米国では2025Hz、ヨーロッパでは2100Hz
である。
〔従来の技術〕
このため、各モデムにはアンサーバックトーン検出部が
設けられており、従来第6図に示す様な方法が用いられ
ていた。即ち、回線からの信号を搬送波で復調し、ロー
ルオフフィルタで波形整形した後、AGC(自動利得制
御)回路で利得制御された出力AGCoutを各々20
25Hz、2100Hzの通過帯域特性を有するフィルタ1
0、11に通過せしめ、2025Hz又は2100Hz成分
の信号を抽出し、加算回路12を介し、スライサ兼積分
回路13に入力せしめ、積分後所定のスライスレベルで
スライスしてアンサーバックトーンを検出していた。従
って、フィルタ10、11で周波数成分を直流成分に変
換し、その直流成分のレベルを判定してアンサーバック
トーンを検出するものであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の方法では、回線上に雑音がのると
検出誤差が生じるという問題点があった。即ち、従来の
方法では、フィルタ10、11を通過する雑音がある
と、これによって誤検出が生じる。特に交換回線におい
ては、漏話等によってベル音や話中音、音声等が通常の
雑音に混入しており、係るフィルタ10、11を通過し
てしまう雑音が発生しやすく、その解決が望まれてい
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、雑音の大なる回線においても安定した誤検出
の少ないトーン検出の可能なトーン検出方法を提供する
にある。
このため、本発明は、受信した受信信号から所定周波数
のトーン信号を検出するトーン検出方法において、搬送
波で復調された受信信号の同相成分X、直交成分Yの、
複素数X+jYに対し、t時刻前の同相成分X′、直交
成分Y′の複素共役X′−jY′による差分(X+j
Y)・(X′−jY′)をとって位相差信号の同相成分
Xと直交成分Yを得るステップと、前記位相差信号の同
相成分X、直交成分Yの各々の直流成分の同相成分Xと
直交成分Yとを抽出する抽出ステップと、前記同相成分
Xと直交成分Yとのベクトル面である周波数及び振幅判
定面で、前記直流成分の同相成分Xと直交成分Yで示す
ベクトルが所定の周波数範囲内にあるかを判定するステ
ップを有し、該判定によってトーン信号の検出を行うこ
とを特徴とする。
〔作用〕
本発明では、正規のアンサーバックトーン等のトーン信
号は単一周波数の信号であるから、時間軸上で位相差を
とると一定となる。従って、複素共役による差分によっ
てベクトル面での位相差を求め、周波数相関を直流相関
におとし、更に直流成分を抽出することにより、位相差
に相関のある単一周波数成分のみが抽出される。これを
目的とするトーンの周波数か否かを周波数面で判定すれ
ば、トーンの検出ができることになる。即ち、周波数相
関を直流相関におとし、直流相関から相関のある単一周
波数成分を抽出し、これから所定周波数のトーンを検出
しようとするものである。
〔実施例〕
以下、本発明を一実施例により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例構成図であり、1はAGC
(自動利得制御)部であり、回線からの受信信号を搬送
波で復調後ロールオフフィルタで波形整形された信号の
レベルを均一化するもの、2は複素共役差分部であり、
後述する様に入力信号のサンプリング時間分前後する信
号の複素共役差分を求めて、それら信号の位相差成分を
得るもの、3はローパスフィルタ部であり、複素共役差
分部2の出力の直流成分を抽出するもの、4は判定部で
あり、ローパスフィルタ部3の出力を所定の周波数面で
判定して、アンサーバックトーンを検出するものであ
る。尚、これら各部はシグナルプロセッサが実行する処
理によっても実現できる。
第1図実施例構成の動作について第2図、第3図を用い
て説明すると、ロールオフフィルタの出力はAGC部1
で利得制御され、回線変動によるレベル変化が補償さ
れ、複素共役差分部2へ入力する。複素共役差分部2で
は、時間的に前後する2つの入力信号の複素共役差分を
求め、その位相差を得る。即ち、AGC出力を同相成分
x(Real)、直交成分y(Imaginary)とし、t時刻前のA
GC出力を同相成分x′(Real)、直交成分y′(Imagina
ry)とすると、複素共役差分出力(X+jY)は以下の
式で表される。
X+jY=(x+jy)・(x′−jy′)(1) =(xx′+yy′)+j(yx′−xy′)(2) ∴X=xx′+yy′(3) Y=yx′−xy′(4) 単一周波数成分であれば、t時刻離れた入力信号の位相
差は一定であるから、それらの間の複素共役差分は一
定、即ち、直流成分となる。一方、単一周波数成分でな
いランダムな周波数成分は位相差が一定でないため、直
流にはならない。そこで、ローパスフィルタ部3で直流
成分のみを抽出する。このため、第2図のbに示す様な
通過帯域特性をローパスフィルタ部3に持たせ、位相差
に相関のある、単一周波数成分である直流成分を抽出す
る。これによってノイズのほとんどは除去される。尚、
第2図のaはロールオフフィルタの通過帯域特性であ
る。更に、アンサーバックトーンの周波数の単一周波数
成分のみを抽出するため判定部4は第3図の判定面によ
り判定を行なう。ここで、検出周波数範囲を2025Hz
に対しては、2025Hz±7.0%(1883〜2167H
z)、2100Hzに対しては、2100Hz±7.0%(19
53〜2247Hz)とし、その中心周波数を2062.
5Hzとする。そして、復調搬送波を1800Hzとする
と、前述のローパスフィルタ部3の出力は、第3図周波
数面における原点Oを中心とするベクトルであり、これ
を点Pとする。一方、前述の検出周波数範囲から周波
数面でのABT(アンサーバックトーン)領域は206
2.5Hz上の点P(z+jy)を中心とし、21
00Hz+7.0%及び2025Hz−7.0%の線と交叉する半
径rの円C1の内側となる。即ち、ローパスフィルタ
3の出力である点Pが円C1の内側であれば、アンサ
ーバックトーンABTである。一方、円C2は半径r
で点Pを中心とし、2342.5Hz、1782.5Hz
の線と交叉し、円C1と円心円の関係にある。この円C
2は検出特性にヒステリシス特性を設けるため設定され
たものであり、最初は円C1が境界として設定される
が、一旦円C1内であると検出されると、境界を円C2
とし、ヒステリシスを持たせ、ノイズに対するアンサー
バックトーン検出出力の波形われ(チャッタリング)を
防ぐものである。
更に、雑音に対する判定を行なうため、原点Oを中心と
する半径r、rの2つの円N1、N2が設けられて
いる。即ち、雑音は原点Oに収束する傾向があることか
ら、原点Oを中心にノイズ領域である円N1と、これに
ヒステリシスを持たせるための円N2とが設けられてい
る。
従って、初期状態でのABT検出範囲は円C1の内側に
斜線領域A2を除いた範囲となり、入力された信号がノ
イズの円N1内に入ると、ABT検出範囲は円C1の内
側に斜線領域A1、A2を除いた範囲となり、入力され
た信号がこのABT検出範囲に入ると、ABT検出範囲
は円C2の内側にノイズの円N2の内側を引いた範囲と
なる。このようにして、ノイズに近い周波数における誤
検出を防止している。
更に詳細に本発明を説明する。
第4図は第1図構成における要部詳細構成図であり、プ
ロセッサが実行する処理によっても実現できる。図中、
第1図で示したものと同一のものは同一の記号で示して
あり、21、22はタップ(遅延手段)であり、各々A
GC出力のx、y成分をt時刻(例えばT/3)だけ遅
延させるもの、23、24は乗算器であり、各々AGC
出力xとタップ21の出力x′、AGC出力yとタップ
22と出力y′とを乗算するもの、26、27は乗算器
であり、各々AGC出力yとタップ21の出力x′、A
GC出力xとタップ22の出力y′とを乗算するもの、
25、28は各々加算器であり、加算器25は乗算器2
3、24の出力を加算して前述の第(3)式を実行するも
の、加算器28は乗算器26、27の出力を加算して前
述の第(4)式を実行するものである。これらによって複
素共役差分部2を構成し、第(3)式、第(4)式が実行さ
れ、位相差成分のX、Yが得られる。30、31は乗算
器であり、各々複素共役差分部2の出力X、Yに係数α
を乗じるものであり、能動R−CフィルタのR(抵抗)
に相当するもの、32、35は加算器、33、36はタ
ップ、34、37は乗算器であり、積分動作を行ない、
R−CフィルタのC(コンデンサ)に相当するものであ
り、これらによってデジタルフィルタを構成し、αの値
によって通過特性を所望のものに設定するものである。
本発明では第2図のbの如く直流成分を通過する様にα
が設定される。40は誤差部であり、加算器40a、4
0bで構成され、ローパスフィルタ部3の出力X、Yに
前述の検出領域C1の中心点Pの座標x、yを差
引き、中心点Pを中心とする座標を得るもの、41は
パワー演算部であり、誤差部40の出力(X−x)、
(Y−y)の各々を2乗する乗算器41a、41b
と、これらの出力の和をとる加算器41cと、ローパス
フィルタ部3の出力X、Yの各々を2乗する乗算器41
d、41eと、これらの出力の和をとる加算器41fと
で構成され、加算器41cからは点Pの中心点P
らのベクトル長Pが、加算器41fからは点Oか
らのベクトル長OPが得られる。42は判定部であ
り、中心点Pからのベクトル長PがABT判定
領域の半径r、r以内かを判定するため、半径
、又はrを減算する加算器42aと、加算器42
aの出力の極性判定を行う極性判定部42bと、原点O
からのベクトル長OPがノイズ領域の半径r、r
以内かを判定するため、半径r、rを減算する加算
器42cと、加算器42cの出力の極性判定を行う極性
判定部42dとで構成されるもの、43は負論理OR部
であり、極性判定部42b、42dの出力がいずれも、
“0”であるときのみ“0”出力(ABT検出出力)を
発するものである。
次に、第4図実施例構成の動作について説明する。
第1図のAGC部1から出力AGCout)は、複素共
役差分部2に入力し、出力x、yの各々はタップ21、
22によって遅延され、遅延出力x′、y′と出力x、
yとは乗算器23、24、26、27で乗算され、更に
加算器25、28で加算されて、第(3)式、第(4)式の位
相差成分X、Yが得られる。
位相差成分X、Yはローパスフィルタ部3に入力し、相
関積分され、直流分のみが抽出される。このX、Yが第
3図のベクトル平面(周波数平面)の原点Oを中心とす
る点Pを表わしている。次に、検出領域C1、C2の
中心点Pからの距離(ベクトル長)を求めるため、誤
差部40で中心点Pの座標(x、y)を差引き、
パワー演算部41でベクトル長Pを得る。同時に
パワー演算部41はローパスフィルタ部3の出力X、Y
を用いて原点Oからのベクトル長OPを演算する。こ
れらベクトル長P、OPは判定部42に入力す
る。極性判定部42bは加算器42aの出力がマイナス
の場合に、ABT領域外として“1”出力を発するとと
もに換算器42aに半径rを、プラスの場合にはAB
T領域内として“0”出力を発するとともに加算器42
aに半径rを出力する。即ち、加算器42aには負の
反転されたベクトル長Pが到来し、これに半径r
、rが加え合わされ、加算器42aからはP
>r(r)ならマイナス、P≦r(r
ならプラスの出力が発せられるとともに、初期状態でr
に設定された範囲が、プラス出力(P≦r
によってrが変更され、ヒステリシスを持たせること
ができる。
一方、極性判定部42dは、加算器42cの出力がマイ
ナス(即ち、OP<r、r)の場合、ノイズ領域
内として“1”出力を発し、加算器42cに半径r
を、プラス(即ちOP≧r、r)の場合、ノイ
ズ領域外として“0”出力を発し、加算器42cに半径
を出力する。同様に初期状態ではrに設定された
範囲が、マイナス(OP<r)出力によってr
変更され、ヒステリシスを持たせることができる。
従って、負論理OR部43からは、極性判定部42bの
出力が、“O”(P≦r又はr)で且つ極性
判定部42dの出力が“0”(OP≧r又はr
の場合のみABT領域内とする“0”のABT検出信号
が出力される。
このようにして、周波数面上で判定が行なわれる。
上述の説明では、アンサーバックトーンの周波数が20
25Hz、2100Hzのいずれも検出出来るようにするた
めに第3図の如く範囲を定めているが、いずれか一方の
場合には、同様にして範囲が定められる。またアンサー
バックトーンの周波数もこれに限られない。
以上本発明を一実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、次の効果を奏す
る。
位相の相関性のないノイズは抽出ステップで除去さ
れ、相関性のあるノイズも周波数判定面の判定で除去さ
れるから、ノイズの大きな回線においても正確にトーン
信号の検出が可能となるという効果を奏し、雑音(ノイ
ズ)の大な公衆回線でもトーン信号の検出が可能とな
る。
周波数面での判定をベクトル情報で行っているので、
スカラー情報で判定するのに比し、情報量が大で正確に
検出ができる。
最終判定をベクトル情報で行っているので、複雑な複
素共役差分は1段で済み、それだけ簡単かつ安価に実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例構成図、第2図は第1図構成
のローパスフィルタ部の特性図、第3図は第1図構成の
判定部の動作説明図、第4図は第1図構成の要部詳細構
成図、第5図はアンサーバックトーン説明図、第6図は
従来の検出方法の説明図である。 図中、2…複素共役差分部、3…ローパスフィルタ部、
4…判定部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信した受信信号から所定周波数のトーン
    信号を検出するトーン検出方法において、 搬送波で復調された受信信号の同相成分X、直交成分Y
    の、複素数X+jYに対し、t時刻前の同相成分X′、
    直交成分Y′の複素共役X′−jY′による差分(X+
    jY)・(X′−jY′)をとって位相差信号の同相成
    分Xと直交成分Yを得るステップと、 前記位相差信号の同相成分X、直交成分Yの各々の直流
    成分の同相成分Xと直交成分Yとを抽出する抽出ステッ
    プと、 前記同相成分Xと直交成分Yとのベクトル面である周波
    数及び振幅判定面で、前記直流成分の同相成分Xと直交
    成分Yで示すベクトルが所定の周波数範囲内にあるかを
    判定するステップを有し、 該判定によってトーン信号の検出を行うことを特徴とす
    るトーン検出方法。
JP59169755A 1984-08-14 1984-08-14 トーン検出方法 Expired - Lifetime JPH0634484B2 (ja)

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