專利名稱：程控集中器載波電話系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及其中繼媒介為載波、無線、實線或數字中繼線路的程控集中器型電話系統。
由《雙工無中心頻分多址載波電話系統》(ZL91104689.5)所公開的發明內容，充分闡述了集傳輸與交換于一體，實現無交換中心自動程控電話通訊系統的技術概念。為提高載波電話系統(尤其是明線載波電話系統)的頻譜利用率，實現(基本網內的)任意兩部話機之間的直接雙工通訊以及改進擴容組網方式，提供了一條可行的技術途徑。
在程控公眾網高度發達的現實下，如何實現簡便的自動直撥入網則更加具有實際意義。本發明說明書中介紹的三種程控集中器電話系統一單端用戶集中器電話系統和雙端用戶集中器電話系統以及由這兩種系統綜合而成的單雙端混合用戶集中器電話系統，是對《雙工無中心頻分多址載波電話系統》的進一步發展和外延，是實現自動直撥入網的較為簡便直接的方式。
本發明的目的是在仍然保持較高的信道(載波或無線信道)利用率(進一步，也包括較高的實線中繼或數字中繼線路利用率。)的前提下，較簡便的實現自動直撥并入公眾網，而且不必額外設置任何計費系統，也不必對上端程控交換機的系統控制程序做任何變動。另外對用戶端的載波話機的電氣結構施行新的組合，成為載波環路設備，向用戶提供一個標準的環路接口，從而突破原系統只能提供話音傳送功能的局限性，使得用戶端的各種符合環路電話接口標準要求的設備均可接入本系統。
單端用戶集中器電話系統和雙端用戶集中器電話系統以及由這兩種系統綜合而成的單雙端混合用戶集中器電話系統，在技術上的主要區別是單端系統在話務接續方面仍然保留了多址載波系統無中心交換的特點，另由局端設備中的系統控制器承擔信道的調度管理。即，信道管理是有中心的，話務交換卻是無中心的，系統內部通話時，仍然只占用一個單信道。在單端系統中，遠端用戶設備，在本質上屬于單話路單用戶獨享的通信機設備。有關無中心多址載波系統方面的內容請參閱文獻ZL91104689.5。雙端用戶集中器電話系統適用于，用戶數量較多，分布相對較為密集，要求處理話務量較大的情況。為進一步提高信道利用率以適應處理大話務量的需要，在雙端系統中，內部話務不再占用中繼信道，通過系統內部交換網絡實現內部接續。單雙端混合用戶集中器電話系統，則是這兩種系統的進一步綜合，可兼顧這兩種系統的靈活性和話務處理能力。本發明涉及到的有關交換方面的技術，均為現代流行的程控交換技術，因此，本說明書不對傳統的機電式用戶線路集中器進行對比。


圖1是描述單端用戶集中器載波電話系統組成原理框圖；圖2是局端線路集中器原理框圖；圖3(a)～圖3(b)是局端載波接口原理框圖；圖4(a)～圖4(c)是載波用戶環路接口原理框圖；圖5(a)～圖5(b)是集中系統信令方式及序列結構示意圖例；圖6A，圖6A.1～圖6A.5，圖6B，圖6B.1～圖6B.3是單端用戶集中器載波電話系統工作過程及步驟的簡化流圖。
圖7是雙端用戶集中器載波電話系統電氣原理框圖。
單端用戶集中器載波電話系統是《雙工元中心頻分多址載波電話系統》技術思想的直接發展，雙端用戶集中器電話系統則是單端用戶集中器電話系統技術構思的進一步外延，而單雙端混合用戶集中器電話系統則是前兩種系統的綜合，因此，首先參照附圖對單端用戶集中器載波電話系統的結構原理和工作方法及步驟進行描述。
參見圖1，單端用戶集中器載波電話系統由局端線路集中器102通過一組1，2，……n條局端用戶環路107與上端交換機101相連并入公用網，局端集中器102與局端載波接口103之間通過m條中繼線106進行話路連接，一條用于控制信息傳遞的線路108連接到局端線路集中器102和局端載波接口103，n個與用戶話機104相連的用戶載波環路接口109通過一條載波傳輸線路105與局端載波接口103連接組成。
參見圖2，局端線路集中器有n個局端環路接口110，每個接口具有連接到交換網絡矩陣111的話路轉接線L1，L2，……，Ln和連接到兼做集中器控制的系統控制器112的接續控制線K1，K2，……，Kn及鈴流檢測線R1，R2，……，Rn；交換網絡矩陣111的另一組端線B1，B2，……，Bm通過中繼線106連接到局端載波接口103的信道單元130(見圖3(a))，Li-Bj表示一條交換線路或交換路徑；接口110和交換網絡矩陣111的電氣結構，可采用現代程控交換系統中常見的那些類似接口和設備的結構，這里不加贅述。系統控制器112含有一個記錄裝置112R，用于記錄至少三種數據用戶話機104編號、用戶載波接口109物理地址碼、局端環線107物理編號以及這三者相互之間關聯關系的數據表LTAB。記錄裝置112R可以是各種基于磁介質的存儲設備(如計算機上的磁盤設備)，或適合該用途的其它設備，也可以是半導體數字存儲芯片(如各種ROM芯片)，在不會發生數據修改及系統容量不是很大的情況下，甚至可以是一段控制程序中的數據結構。
參見圖3(a)～圖3(b)，局端載波接口由m個局端載波信道單元130、寬帶載頻發送放大器131、寬帶載頻接收放大器133、收發雙工器132等部分組成；各信道單元130的輸出連接到載頻發送放大器131；載頻接收放大器133的輸出連接到各信道單元130的輸入端；收發雙工器132的輸出端和輸入端分別連接到寬帶載頻接收放大器133的輸入端和載頻發送放大器131的輸出端，可指定一個信道單元130，做為系統的信令信道單元，該單元既可工作于雙工方式，也可工作于單工方式。各單元通過串口線108與系統控制器112連接完成信令信號及控制信號的雙向傳送；圖3(a)是載波信道單元130的電氣結構簡化框圖113是話路2-4線變換器連接到載頻發信器114和載頻收信器122；載頻發信器輸出端是120；載頻收信器122輸入端為121；116是DTMF編碼器、117是數字信令編碼器分別連接到信道單元控制器115和載頻發信器114；118為DTMF解碼器、119是數字信令解碼器分別連接到信道單元控制器115和載頻收信器122；信道單元控制器115通過串口線108與系統控制器112連接。在系統配置較大時，內部通信線路也可采用并行結構來加快傳送速度；該接口的硬件結構是為保證較快的接續速度的配置。
參見圖4(a)～圖4(c)用戶載波環路接口109載頻部分的結構，可采用與文獻ZL91104689.5公布的<雙工無中心頻分多址載波電話機>載頻部分基本相同的結構同樣由載頻收發雙工差分器201連接到程控收信濾波器203和程控發信濾波器202構成程控收發雙工器，其RI和TO端分別連接到含有信道狀態指示器和信令解碼器等部件的收信機204和含有發信控制開關和信令編碼器及話音信號開關等部件的發信機205，收信機204和發信機205連接到程控頻率合成器212，收信機204和發信機205及頻率合成器212的各控制端及狀態輸出端連接到程序控制器208等部分組成；如果，收發信頻段不超過一個倍頻程；并且，收發信頻段濾波器是采用輸入輸出可逆的雙向濾波器，可采用如圖4(b)所示出的低成本雙工器結構219表示一個切換收信機輸入端RI和發信機輸出端TO的連接于雙向濾波器221或222的切換開關，可以是機電式開關，也可以是電子開關；221和222分別表示兩個不同工作頻段的雙向濾波器，可以是兩個帶通濾波器或兩個帶阻濾波器或一個高通濾波器和一個低通濾波器；220是一個雙向差分器，如果，從220看向221和222，是純電抗性或接近于純電抗性負載的話，或者系統對收發信指標要求不高的話，220也可以是個簡單的兼有阻抗變換的均衡非均衡隔離器網絡；該結構的可切換的雙工器，同樣具有配合程控頻率合成器212切換收發工作頻段的功能。用戶載波接口109與原載波電話機主要不同之處在于不含鍵盤、送話器、受話器等部件，而另設置用戶環路部件207；參見圖4(C)環路部件207包含鈴流發生器218、用于回鈴音及忙音等提示音操作的蜂音發生器213、用于接收用戶話機撥號的DTMF信號接收解碼器214、用于用戶摘掛機檢測的環流檢測器217、線路切換開關216、用于話音信號收發2-4線轉換的差分器215等部分。210是收信機204解調后的話音信號輸出線、211是發信機205的話音信號調制輸入線，接口通過用戶線209與用戶話機104相連接。順便指出，環路部件207可以采用普通用戶交換機中的用戶接口部件，只要增加鈴流發生器即可。用戶載波接口109，向用戶提供一個標準的用戶環路接口，從而突破原系統只能直接傳輸話音的限制。當然，原方式的載波電話機，同樣能在集中系統中很好的工作，也許對于一些專業網來說是更方便更合適的選擇。本說明中描述的有關用戶載波接口109的工作方法或步驟，在操作實質上也同樣適用于原結構方式的載波電話機；自然，用戶載波接口109也能很好的工作于原無中心多址系統。本說明主要以用戶載波接口109為例進行陳述。
單端集中系統收發工作頻段約定處于守候或被呼狀態的用戶載波接口109的收信機使用高頻段，發信機使用低頻段；主呼狀態的(先摘機)的用戶載波接口109在與內部其他用戶接口接續時收信機使用低頻段，發信機使用高頻段，在與局端接續時收信機使用高頻段，發信機使用低頻段；局端的信道單元，收信機固定使用低頻段，發信機固定使用高頻段；也可以做與上述規定相反的約定。
單端集中系統信令方式及幀結構參見圖5(A)，該圖是以單工信令信道工作方式為例，描述的最佳實施例的簡化信令序列結構圖中140表示系統的信令序列結構，141描述局端控制器112從信令信道發出的某一幀信令的結構，142是某用戶載波接口109從信令信道發出的一幀信令的結構，144表示可由用戶載波接口109從信令信道發出的信令隨機插入的N個時隙，143表示從A-A處插入一幀用戶載波接口109的信令后的序列結構。如果系統采用雙工信令信道工作方式，可采用更加簡單的序列結構，如圖5(B)所示信令序列147為系統控制器112發出；信令序列148為用戶載波接口109發出；這里112STP的含義為空閑幀，以保持序列148的同步。顯然，雙工方式具有較快的接續速度。信令109Si的信息碼段應具有一定的相關性結構，以便于系統控制器112對信令信道發生爭用的判別，一旦發生爭用，相關性被破壞，再相關運算時，便會發現錯誤。這種相關性結構，可通過簡單的相關算法實現，如計算機中常用的CRC校驗或簡單的奇偶校驗等算法。另外一種方法是利用各用戶載波接口109離局端設備距離長度不同，信號衰減程度不同，在發生爭用時兩條信令發生錯誤的程度也不同的特性，(由于存在同頻抑制效應，調頻通信系統中該特性更加明顯。)采用能夠糾正一定長度交發錯誤并能檢測出更長錯碼的前向糾錯編碼，系統控制器112糾錯解碼時，在發生爭用的多數情況下可恢復出其中一條正確的信令，并能判決絕大多數爭用的發生。這兩種方法也可以結合使用，外碼采用前向糾錯編碼，內碼采用校驗碼，或更加復雜的結構碼算法。
以單工信令信道工作方式為例系統處理多個用戶同時摘機爭用信令信道的方法是系統規定局端系統控制器112擁有信令信道控制優先權，在系統控制器112發出的每幀信令141的結尾都含有一個后續幀狀態標識碼ST1，用以通知用戶載波接口109，下一幀是否仍為系統控制器112發出的信令141；若不是141，則表示在隨后的含有N個時隙的時間段內，允許用戶載波接口109隨機選擇某個時隙插入信令142；若該用戶載波接口109選擇的是第一時隙TC1，則立即插入信令142，否則，必須判別在此之前的各個時隙均為空閑狀態，并無其它用戶載波接口109占用的情況下才可插入信令142，一旦發現其它用戶接口占用了任一時隙TCi，該次選擇放棄，等候下一個插入時隙段144出現后，再重新選擇插入時隙；在信令142的結尾也含有一個標識碼ST2用以表示該信令是某用戶載波接口109所發出的信令在系統控制器112識別到ST2后，若沒有新的信令發出，則立即發112STP信令，其結尾的ST1通知其它用戶載波接口109，可以插入信令；如果在144時間段內系統控制器112未檢測到有用戶載波接口109發出的信令，在144結束時，系統控制器122或者發出自己的信令141，或者發出112STP標識信令。標識碼ST1或ST2，可以是一個特殊碼字，也可以是一個特殊碼位，甚至可以是一個信息碼元的某種特定結構，這里不加限制。至于時隙TCi及144的長度的確定，要考慮接續速度和信令波特率等因素在優選實施例中，為保證較快的接續速度，確定時隙TCi的長度等于或略大于[位同步碼BSi＋幀同步碼FRAMi]，144的長度等于或略大于一幀信令141的長度，自然，141與142可具有同樣的長度和結構。如果波特率與接續速度不是問題，TCi的長度也可以是一個完整信令幀的長度，用戶載波接口109也不必檢測所選擇的時隙之前是否被占用。對于雙工信令信道工作方式，不必考慮插入時隙的占用判別，為保證隨機插入109Si信令的時刻相對準確，每個112Si幀或112STP幀的結束標識碼STi，均可作為用戶載波接口109隨機插入時隙的同步開始點，在系統控制器112識別出發生爭用時，立即發出時隙爭用標識幀或在發生爭用的緊接發出的112Si幀內設置專用標識碼STi，用戶載波接口109收到該幀后再重新計算插入隨機數j，延遲j-1幀再次發出信令。該爭用標識方法，在單工信令信道工作方式中也可采用，但會延長平均接續時間。單工方式中可采用的較簡單的有效方法是在用戶載波接口109發出摘機信令109Si后，在一定時間內收到系統控制器112的應答信令112i時，判為無爭用發生；否則重新計算插入隨機數j，等候下一144時段再次插入；系統控制器112發現爭用時該幀廢棄，不發送爭用標識幀或專用標識碼，也不進行接續操作。無論在那種工作方式，用戶載波接口109未收到預期的應答信令，均可重新插入。為簡化說明，在后面的陳述中不再贅述有關信令信道爭用的內容。
在集中電話系統中，局端集中器是必有的設備。因此，由集中器的系統控制器112承擔信道的管理是自然合理的。用戶載波接口109不進行信道的檢索操作，避免判別信道空閑的時延，加快接續速度。
參見圖6A，圖6A.1～圖6A.5，圖6B，圖6B.1～圖6B.3單端集中系統的工作方法和步驟，分兩個簡要過程說明如下過程1--系統內用戶主呼(摘機)接續操作過程；圖6A是對應本過程的主要操作的簡化示意流圖。分幾個主要步驟加以說明步驟1.用戶載波接口109檢測到用戶摘機后，發出摘機申請接續信令109Si，定時等候局端系統控制器112發出的應答信令112Si；步驟1.的主要操作及操作順序，對應分過程151
步驟2.系統控制器112收到109Si后，按145中的用戶載波接口109地址碼ADDRi，檢索記錄裝置112R中存儲的對應數據表LTABi，檢到LTABi后，將一個空閑信道號CHNi和用戶載波接口109地址碼ADDRi及允許接續的信息標志FLAGi置入信息碼段146；在信令信道發出信令141；局端的列應環路部件110閉合環線Ai，標記107-Ai為內部摘機狀態；選擇一條交換線路Li-Bj；操作交換矩陣111接通Li-Bj；令所選空閑CHNi號信道單元130進入接續狀態；分過程152實現步驟2.的主要操作及操作順序；步驟3.用戶載波接口109收到局端發出的接續信令141后，設置頻率合成器212的輸出頻率為CHNi號空閑信道的收發工作頻率；切換收和發的濾波器202和203的工作頻段，發出話務接續信令142；接通送話器和受話器，等候用戶話機撥號后局端的話務指示信令141；分過程153列出完成步驟3.的主要操作內容及操作順序；步驟4.系統控制器112收到用戶話機104撥號后，檢查記錄裝置112R的記錄如果是系統內部用戶的話機編號，將被呼用戶地址碼ADDRi及信道號CHNi置入信令141的信息碼段146，標志碼FLAGi為內部話務標志，從本信道發出話務指示信令141并令該信道單元130定時等候內部被呼用戶應答，隨后將該標志碼FLAGi改為內部被呼標志，從信令信道發出內部被呼信令，對被呼對應的110-Ai進行標記，表示該用戶處于內部被呼狀態；在信道單元130收到內部被呼用戶應答信令后，再定時等候被呼用戶摘機信令；收到被呼用戶摘機信令，則閉合被呼對應110的環線；如果在記錄裝置112R記錄的數據表中未查到主呼用戶發出的撥號，則按外部話務處理，保持話路有關部件的接續狀態，也可發出話務指示信令以通知主呼用戶載波接口109；步驟4.的主要操作及操作順序由分過程154實現；步驟5.如主呼用戶載波接口109收到的話務指示信令141的標志碼FLAGi為外部話務標志(或者未收到話務指示信令)，則繼續保持信道和話路；如為內部話務標志，則用戶載波接口109切換收發工作頻段，定時等候被呼用戶應答及摘機信令步驟5.的主要操作及操作順序由分過程155完成；過程2--上端局呼入系統內部用戶應答接續操作過程圖15(B)是對應本過程的主要操作的簡化示意流程圖。本過程的主要內容是步驟6.集中器檢查各局端環路接口110，如有上端局振鈴信號，檢查本接口標記是否處于內部被呼待接續狀態，是內部被呼狀態，本過程不做處理；否則，檢索記錄裝置112R數據表中與該110-Ai對應的用戶載波接口109的地址碼ADDRi，再查找交換矩陣111的空閑路徑Li-Bj及空閑信道號CHNi；裝配信息碼段146，設置FLAGi為外部呼入標志；從信令信道發出信令141，令CHNi號信道單元130等候被呼用戶載波接口109的應答信令142；標記110-Ai為外部呼入狀態；設置交換矩陣111的開關參數；步驟6.的主要操作由子過程156完成；步驟7.被呼用戶載波接口109的初始狀態為信令信道守候狀態；收到呼叫信令141以后，識別ADDRi地址碼是否本接口地址碼；是呼叫本接口則按所收信令141的信息碼段146的信道號CHNi設置收發信機的工作頻段和信道頻率；開啟發信機發出應答信令142(從話務信道發出)；周期向用戶話機104發出鈴流信號；檢測到用戶摘機后從話務信道發出被呼摘機信令142；閉合用戶環線209；實現步驟7.的主要操作由分過程157完成；步驟8.局端設備在收到應答信令后，令信道單元130繼續等候用戶載波接口109發出的摘機信令；在等候摘機信令時，繼續檢查局端環路部件110的振鈴指示信號，若超過一個振鈴周期未有新的振鈴，則進行復位操作；如收到用戶載波接口109發出的摘機信令，則進行話路接續操作；子過程158實現本步驟的操作和操作順序。
若系統中使用<雙工無中心頻分多址載波電話機>，其相關的操作除將用戶載波接口109有關對用戶話機環路的操作，改為載波話機的相應操作外，其余操作內容完全相同，不再重復陳述。為使說明簡單明了，以上陳述省略了不影響主題說明的操作及過程內容。由以上的敘述，不難得出結論僅就內部通訊而言，單端系統實質上是無中心多址系統和信道調度管理中心的綜合系統。即，信道管理是有中心的，話務交換卻是無中心的。
通過記錄裝置112R，對用戶話機104的編號和用戶載波接口109的物理地址碼及用戶對應的局端環線107的物理編號等，具有對應關系的數據進行登記；進一步，在接續操作過程中對環路部件110-Ai或環線107-Ai進行標記；使得系統能夠判別話務接續的狀態處于內部主呼摘機狀態，還是處于內部被呼狀態，或者處于外部呼入狀態。系統對于不同狀態的話務進行不同的接續操作；無論處于何種狀態，只有在被呼用戶摘機時，才閉合其對應的局端環線；若是內部接續話務，系統通知主呼用戶載波接口109切換其工作頻段(或由被呼接口切換工作頻段，效果也一樣；但不如主呼切換方便。)；同時，局端設備也監視被呼用戶接口發出的摘機信令，并進行相應的接續操作；對上端交換機來說，各環線的狀態變化與分別直接連接到獨立的用戶話機是一樣的。因此，能夠實現系統內任兩用戶載波接口109之間直接通訊仍只占用單信道而又不必另加計費系統的目的。
既然，在單端集中系統中，可以做到系統內用戶端，任兩用戶載波接口109之間直接通訊，只占用一個信道，具有較高的信道利用率。是否可以通過較簡單的技術措施，進一步提高載波集中系統的信道利用率？答案是肯定的，而且在實際系統中也確有實施的價值。尤其是在用戶數較多或平均話務量(特別是內部話務量)較大，而又相對比較集中(比如，分布在幾公里范圍內)，距離交換局又較遠的情況下(很多集團用戶便具有這些特點)，更具有較高的經濟價值。在單端集中系統的結構基礎上，可以進一步提高載波集中系統的信道利用率，或增加用戶容量或用，戶平均話務量的較直接的方法，是采用具有雙端結構的雙端用戶集中器電話系統。在雙端集中系統中，將單端集中系統中的，原本由載頻信道承載的內部話務，改為用戶端集中器的內部交換繩路承載，內部用戶之間通話時不再占用載波信道資源，載頻信道的作用則更類似于一條多路中繼線的功能。而全系統的功能，在很多方面也更接近一個自動中繼終端電話交換系統。但是，實質上這兩者之間仍存在本質的不同自動中繼系統，通過中繼接口連接到上端局，本質上屬于局端設備，需上端交換機的系統軟件及專用接口(如E1)的支持，才能工作而雙端集中系統，則通過用戶環路接口連接到上端局，基本功能仍然是連接用戶與交換機的線路功能，本質上屬于用戶設備，不需要上端交換機的系統軟件及專用接口的支持，便可正常工作。這也正反映出雙端系統最有趣的功能特點所在，從局端看，大量用戶接口通過雙端集中系統延伸到用戶端，就象直接連在用戶話機上；而從用戶端看，雙端集中系統則更象是一部具有自動接續(DOD＋DID)功能的程控用戶交換機。采用與單端集中系統中的類似工作方法，雙端集中系統同樣不必另加額外的計費系統或改造上端交換機的系統軟件及硬件結構。
下面對雙端用戶集中器電話系統的結構原理及工作方法進行簡單介紹。
參見圖7雙端系統中，局端設備的電氣結構，與單端系統中的局端設備的電氣結構，在原理上完全相同。在電氣指標相同的情況下，除系統軟件外，可直接互換。區別較大的是用戶端設備。在單端系統中的用戶端載波接口109，一般情況下是單信道單話路單用戶獨享的設備；在雙端系統中，用戶端載波接口103B一般情況下是多用戶共享的多信道多話路公用設備，各個用戶話機104通過用戶端線路集中器的用戶環路接口接入系統。載波接口103B和用戶端集中器102B可采用與局端設備類似的結構。在本實施例中，103B與103具有完全相同的結構，不同之處在于，局端與用戶端的工作頻段的設置是相反的；102B和102也是同樣結構，區別是用戶端集中器102B的用戶環路接口(BAi)與局端集中器102的不同，采用用戶載波接口109中的用戶環路接口207，功能也相同；另外102B的交換矩陣的處理容量要適當大一些，以滿足其內部話務交換的需要。實際上，從硬件結構的角度來看，各種具有足夠處理話務量的用戶程控交換機，在結構上大多均可用來做用戶端集中器102B，所需改動之處是用載波接口103B，替代交換機中的中繼部件，接入交換矩陣并建立與控制器的通信聯系(例如一條串口線。)，用于控制信息的傳遞；重要的是，系統控制器同樣應具備與單端系統中的記錄裝置112R同等用途的用戶數據記錄裝置(定其代號為112RA)，用于識別被呼用戶是否系統內部話機。
顯然，在雙端系統中，不存在信令信道的爭用問題。因此，雙端用戶集中器載波電話系統的信令序列結構，相對單端系統的信令序列結構要簡單一些，可不設置隨機插入時隙段144。
雙端用戶集中器電話系統的工作方法，與單端系統的工作方法的原理基本相同。區別是在話務接續的過程中，增加用戶端交換矩陣的操作步驟；這里，僅以系統內部用戶主呼(先摘機)話務接續的主要操作過程為例加以簡要描述過程3--雙端系統內部用戶之間的話務接續；步驟9.用戶端集中器檢測到主呼用戶話機104B摘機后，從信令信道發出請求接續信令，信令信息包含104B的用戶線號(相當于單端系統中用戶載波接口109的編號)、用戶主呼摘機標志等內容；步驟10.局端集中器收到主呼請求接續信令后，從記錄裝置112RA中記錄的用戶數據表中，提取其對應的局端環線號，指定一條空閑信道號，發出允許接續信令，信令信息包含104B的用戶線號、空閑信道號、允許主呼接續標志等內容；令局端載波接口被指定的信道單元定時接收用戶DTMF撥號；選擇一條空閑交換線AAi-ABj，操作交換矩陣接通AAi-ABj；閉合主呼用戶話機104B對應的局端環線；步驟11.用戶端集中器收到允許接續信令后，按信令中指定的信道號、交換線號AAi-ABj，設置信道單元啟動收發信機及交換矩陣接通與AAi-ABj對應的BAi-BBj號交換線；至此用戶可聽到局端的撥號音，完成用戶主呼話機摘機入局接續；步驟12.用戶聽到局端的撥號音后，進行呼叫撥號；局端集中器收到主呼話機的撥號后，檢索記錄裝置112RA中的用戶數據表，判別被呼用戶是否系統內部用戶；是則步驟13.；否則步驟18.；步驟13.(內部用戶接續)選擇一條空閑內部交換線IN-BAi-IN-BAj，將交換線號、及主被呼用戶對應的局端線號AAj、內部接續標志，置入信令信息碼段，向用戶端集中器發出內部接續信令；局端用戶線AAi、AAj標識為內部接續狀態；主呼AAi保持環路閉合；釋放交換線AAi-ABj和信道單元；步驟14.用戶端集中器收到內部接續信令后，向主呼用戶和被呼用戶發出回鈴音和振鈴信號；檢測到被摘機后，向局端發內部接續被呼摘機信令；步驟15.局端集中器收到內部被呼摘機信令后，閉合被呼對應環路；步驟16.用戶端檢測到主被呼任一方的掛機信號，向局端發出內部接續掛機信令；步驟17.局端收到內部接續掛機信令，釋放主被呼環路；步驟18.呼出接續操作略。
至此，結束內部話務接續的主要操作。雖然，內部話務接續在步驟13.后不再占用話務信道，但是，主被呼任一方的接續狀態均反映在局端用戶接口上；因此，與單端系統一樣，雙端集中系統也不必另加額外的計費系統或改造上端交換機的系統軟件及硬件結構。
如果，這兩種系統的信令方式采用兼容結構(例如采用雙工信令方式，增加用戶載波接口109信令發送爭用時隙段。)，通過不同的標志碼FLAGi，區別不同的信令類型，則可實現這兩種系統的綜合，即單雙端混合用戶集中器載波電話系統。對于混合載波電話系統，主要問題在于信道的分配和使用規則，較為簡單也較為實用的分配辦法是將全部信道劃分成A、B兩組，分配給單端用戶和雙端用戶使用規則是內部單端用戶之間、單端用戶與雙端用戶之間、單端用戶與局端通話時使用A組；雙端用戶與局端通話時使用B組。較為復雜的規則，可采用動態分配的方式將全部信道連續編號為0～N；內部單端用戶之間、單端用戶與雙端用戶之間、單端用戶與局端通話時從(0、1、2…)號信道開始接續；雙端用戶與局端通話時從(N、N-1、N-2…)號信道開始接續，動態分配要求雙端載波設備具備多頻裝置(如在信道單元部件130中，需設置頻率合成器。)，結構要復雜一些，相應的控制系統成本也較高，但可獲得較高信道利用率及承擔較大的平均話務量或較多的用戶容量，用戶適用性也更加靈活；混合系統的工作方法及操作步驟，除更加復雜的信道管理方法外，與單端系統及雙端系統沒有本質的不同，基本也是兩種系統工作方法及操作步驟的綜合；這些已不影響本發明的基本精神，不再贅述。
本說明書闡述的集中載波電話系統的電氣結構和工作方法的基本要素，同樣也適用于實線中繼集中電話系統用以提高其中繼線路利用率。當然，這只能是雙端系統，只要將局端和用戶端的載波接口用一組實線中繼接口替換便可得出實線系統的電氣結構；其工作方法也可由雙端系統的工作方法得出，這只要將雙端系統的操作步驟中有關信道單元的操作替換成中繼單元的操作既可。再有，將載波頻率搬移到射頻RF頻段，便成為單端或雙端集中無線電話系統；將載波集中電話系統的工作方法和步驟的說明陳述中的“載波”、“載波信道”等詞替換成“無線”、“無線信道”等詞，無須其他任何改動既可適用無線集中電話系統。本發明的優選實施例采用了載波電話系統的特例，但是所闡述的提高信道利用率的方法，適用于包括使用數字中繼線路在內的任何其它集中器型電話系統；只須將本文特例中的信道概念引伸為適用其它集中器型電話系統的廣義話務信道概念，這里陳述的有關電氣結構的裝置要點及工作方法和操作步驟的基本內容，便可用于改善任何其它集中器型電話系統的信道利用率。
至此，已完整的介紹了滿足發明主題的所有條件，該發明適用于各種局域自動電話網。實施本發明所需的各種技術手段，是通訊專業和計算機專業的技術人員所熟悉的。因此，只要不離開權利要求中所規定的范圍和精神實質，可以作各種變化和替換。
權利要求
1.一種單端用戶集中器載波電話系統，包括系統控制器連接到交換網絡矩陣和環路接口及局端載波信道單元，局端線路集中器通過一組局端用戶環路連接到上端交換機，一組與系統內載波信道數相等的中繼線連接到局端線路集中器和局端載波接口，一條載波傳輸線路連接局端載波接口和載波用戶環路接口，載波用戶環路接口連接到用戶話機。
2.根據權利要求1所述的單端用戶集中器載波電話系統其特征在于系統控制器含有一個記錄裝置，用于記錄至少三種數據用戶話機編號、載波用戶環路接口物理地址碼、局端環線物理編號以及這三者相互之間關連關系的數據表。
3.根據權利要求1所述的單端用戶集中器載波電話系統其特征在于所述的載波用戶環路接口裝置，包括程序控制器連接到載頻收發雙工器和程控頻率合成器和發信機和收信機及用戶環路部件；用于配合程控頻率合成器切換收發信機工作頻段的載頻收發雙工差分器連接到收信濾波器和發信濾波器，收信濾波器連接到含有信道狀態指示器和信令解碼器部件的收信機，發信濾波器連接到含有發信控制開關和信令編碼器及話音信號開關部件的發信機；程控頻率合成器連接到收信機和發信機。
4.根據權利要求3所述的載波用戶環路接口裝置用于切換收發信機工作頻段的雙工器，其特征在于包括不同工作頻段的兩個雙向濾波器連接到一個雙向差分器，一個切換收信機輸入端和發信機輸出端的連接于兩個雙向濾波器的切換開關。
5.根據權利要求4所述的雙工器其特征在于兩個不同工作頻段的雙向濾波器，是兩個帶通濾波器或兩個帶阻濾波器或一個高通濾波器和一個低通濾波器。
6.根據權利要求5所述的雙工器其特征在于雙向濾波器的輸入輸出端是可逆的。
7.根據權利要求4所述的雙工器其特征在于雙工器連接于收信機輸入端及發信機輸出端的切換開關，是機電式開關或電子模擬開關。
8.根據權利要求4所述的雙工器其特征在于在濾波器的輸入輸出端的阻抗是純電抗或接近于純電抗性的阻抗時，雙向差分器是一個簡單的兼有阻抗變換的均衡非均衡隔離網絡。
9.一種單端用戶集中器載波電話系統的工作方法，其步驟如下步驟1，通過記錄裝置，對用戶話機的編號和載波用戶環路接口的或物理地址碼及用戶對應的局端環線的物理編號，具有對應關系的數據進行登記；步驟2，在接續操作過程中對局端環路部件或局端環線進行標記；使得系統能夠判別話務接續的狀態，是處于內部主呼摘機狀態，還是處于內部被呼狀態，或者處于外部呼入狀態；步驟3，系統對于不同狀態的話務進行不同的接續操作，只有在被呼用戶摘機時，才閉合其對應的局端環線，若是內部接續話務，系統通知主呼接口或載波話機切換其工作頻段或由被呼接口切換工作頻段，同時，局端設備也監視被呼用戶接口或載波話機發出的摘機信令，并進行相應的接續操作。
10.根據權利要求9所述系統的工作方法，還包括以下步驟步驟1，用戶接口檢測到用戶摘機后或載波話機摘機后，發出摘機申請接續信令，定時等候局端設備發出的應答信令；步驟2，系統控制器收到摘機申請接續信令后，按信令中用戶接口地址碼或載波話機地址碼，檢索記錄裝置中存儲的對應數據表，檢到該地址碼后，將一個空閑信道號和該地址碼及允許接續的信息標志置入信令的信息碼段，在信令信道發出該信令，局端的與用戶接口地址碼或載波話機地址碼對應的環路部件閉合環線，并標記為內部主呼摘機狀態，選擇一條連接環路部件和所選空閑信道單元的交換路徑，操作交換矩陣接通該條交換線路，令所選信道單元進入接續狀態；步驟3，用戶接口或載波話機收到局端發出的允許接續信令后，設置頻率合成器的輸出頻率為局端指定信道的收發工作頻率，切換收發信機的工作頻段，發出話務接續信令，接通送話器和受話器，等候用戶撥號后局端的話務指示信令；步驟4，局端收到用戶撥號后，檢查記錄裝置中記錄的用戶數據表，如果是系統內部用戶的話機編號，將被呼用戶地址碼及信道號置入信令的信息碼段，標志碼為內部話務標志，從原信道發出話務指示信令并令該信道單元定時等候內部被呼用戶應答，隨后將該標志碼改為內部被呼標志，從信令信道發出內部被呼信令，對被呼對應的局端環線或環路部件進行標記，表示該用戶處于內部被呼狀態，在信道單元收到內部被呼用戶應答信令后，再定時等候被呼用戶摘機信令，收到被呼用戶摘機信令，則閉合被呼對應的局端環線；如果在記錄裝置中的數據表中未查到主呼用戶發出的撥號，則按外部話務處理，保持話路有關部件的接續狀態，或發出話務指示信令以通知主呼接口或載波話機；步驟5，如主呼用戶接口或載波話機收到的話務指示信令的標志碼為外部話務標志或者未收到話務指示信令，則繼續保持信道和話路，如為內部話務標志，則主呼用戶接口或載波話機切換收發工作頻段，定時等候被呼用戶應答及摘機信令；步驟6，系統控制器檢查各局端環路接口，如有上端局振鈴信號，檢查本接口標記是否處于內部被呼待接續狀態，是內部被呼狀態，是不做處理，否則，檢索記錄裝置中記錄的用戶數據表，數據表中與該局端環路接口對應的用戶接口或載波話機的地址碼，再查找交換矩陣的空閑路徑及局端載波接口的空閑信道號，裝配信息碼段，設置外部呼入標志，從信令信道發出外部呼入信令，令所選信道單元等候被呼用戶接口或載波話機的應答信令，標記所選交換線及該局端環路接口為外部呼入待應答狀態；步驟7，被呼用戶接口或載波話機的初始狀態為信令信道守候狀態收到呼叫信令以后，識別信令中地址碼是否本接口地址碼，是呼叫本接口則按所收信令的信道號設置收發信機的工作頻段和信道頻率，開啟發信機發出被呼應答信令，用戶接口周期向用戶話機發出鈴流信號或載波話機發出振鈴，檢測到用戶摘機后從話務信道發出被呼摘機信令，用戶接口閉合用戶環線或載波話機開通送受話器；步驟8，局端設備在收到應答信令后，令信道單元繼續等候用戶接口或載波話機發出的摘機信令，在等候摘機信令時，繼續檢查局端環路部件的振鈴指示信號，若超過一個振鈴周期未有新的振鈴，則進行復位操作，如收到接口或載波話機發出的摘機信令，則進行話路接續操作。
11.一種雙端用戶集中器載波電話系統，包括局端系統控制器連接到交換網絡矩陣和環路接口及局端載波信道單元，局端線路集中器通過一組局端用戶環路連接到上端交換機、一組中繼線連接到局端線路集中器和局端載波接口、一條載波傳輸線路連接局端載波接口和用戶端載波接口、用戶端載波接口通過一組中繼線連接到用戶端線路集中器、用戶端線路集中器的用戶環路連接到用戶話機，用戶端控制器連接到用戶端集中器交換網絡矩陣和環路接口及用戶端載波信道單元。
12.根據權利要求11所述的雙端用戶集中器載波電話系統其特征在于系統控制器含有一個記錄裝置，用于記錄至少三種數據用戶話機編號、用戶端環路接口地址物理編號、局端環線物理編號以及這三者相互之間關連關系的數據表。
13.一種雙端用戶集中器載波電話系統的工作方法，其步驟在于步驟1，通過記錄裝置，對用戶話機的編號和用戶端環路接口地址編號及用戶對應的局端環線的物理編號，具有對應關系的數據進行登記；步驟2，在接續操作過程中對局端環路部件或局端環線進行標記，使得系統能夠判別話務接續的狀態，是處于內部主呼摘機狀態，還是處于內部被呼狀態，或者處于外部呼入狀態；步驟3，系統對于不同狀態的話務進行不同的接續操作，只有在被呼用戶摘機時，才閉合其對應的局端環線，若是內部接續話務，用戶端線路集中器通過內部交換線進行話務接續，監視被呼用戶話機的摘機信號，并進行相應的接續操作，在被呼用戶話機摘機后通知局端集中器閉合其對應的局端環線。
14.根據權利要求13所述系統的工作方法，其特征在于處理內部話務接續還包含以下步驟步驟1，用戶端集中器檢測到主呼用戶話機摘機后，發出請求接續信令，信令信息包含主呼用戶話機的用戶線號和用戶主呼摘機標志；步驟2，局端集中器收到主呼請求接續信令后，從記錄裝置中記錄的用戶數據表中，提取其對應的主呼用戶話機局端環線號，指定一條空閑信道號，發出允許接續信令，信令信息包含主呼用戶話機的用戶線號、空閑信道號、允許主呼接續標志，令局端載波接口被指定的信道單元定時接收用戶撥號，選擇一條空閑交換線，操作交換矩陣接通被指定的信道單元和主呼用戶話機對應的局端環線，閉合主呼用戶話機對應的局端環線；步驟3，用戶端集中器收到允許接續信令后，按信令中指定的信道號、交換線號，設置信道單元啟動收發信機及操作交換矩陣接通信道單元與主呼用戶環線；步驟4，用戶聽到局端的撥號音后，進行呼叫撥號，局端集中器收到主呼話機的撥號后，檢索記錄裝置中的用戶數據表，判別被呼用戶是否系統內部用戶，是則執行步驟5，否則執行步驟10；步驟5，選擇一條空閑內部交換線，將交換線號、及主被呼用戶對應的局端線號、內部接續標志，置入信令信息碼段，向用戶端集中器發出內部接續信令，局端主呼用戶線與被呼用戶線標識為內部接續狀態，主呼用戶線保持環路閉合，釋放在步驟2所指定的交換線和信道單元；步驟6，用戶端集中器收到內部接續信令后，向主呼用戶和被呼用戶發出回鈴音和振鈴信號，檢測到被摘機后，向局端發內部接續被呼摘機信令，接通步驟5所選內部交換線；步驟7，局端集中器收到內部被呼摘機信令后，閉合被呼用戶對應環路；步驟8，用戶端檢測到主呼或被呼的掛機信號，向局端發出內部接續掛機信令；步驟9，局端收到內部接續掛機信令，釋放主呼和被呼環路；步驟10，呼出接續操作。
15.一種單雙端混合用戶集中器載波電話系統的工作方法其特征在于信道的分配和使用方法是將全部信道固定道劃分成A、B兩組，分配給單端用戶和雙端用戶，或采用動態分配的方式，將全部信道連續編號為0～N；固定劃分信道時內部單端用戶之間、單端用戶與雙端用戶之間、單端用戶與局端通話時使用A組，雙端用戶與局端通話時使用B組；動態分配信道時內部單端用戶之間、單端用戶與雙端用戶之間、單端用戶與局端通話時從(0、1、2…)號信道開始接續，雙端用戶與局端通話時從(N、N-1、N-2…)號信道開始接續，或者從相反順序開始接續。
16.一種實線中繼雙端集中器電話系統其特征在于局端系統控制器連接到交換網絡矩陣和環路接口，局端線路集中器通過一組局端用戶環路連接到上端交換機、一組中繼線連接到局端線路集中器和用戶端線路集中器、用戶端線路集中器的用戶環路連接用戶話機，用戶端控制器連接到用戶端集中器交換網絡矩陣和環路接口。
17.根據權利要求16所述的實線中繼雙端集中器電話系統其特征在于系統控制器含有一個記錄裝置，用于記錄至少三種數據用戶話機編號、用戶端環路接口地址物理編號、局端環線物理編號以及這三者相互之間關連關系的數據表。
18.一種實線中繼雙端用戶集中器電話系統的工作方法其步驟，如下步驟1，通過記錄裝置，對用戶話機的編號和用戶端環路接口地址編號及用戶對應的局端環線的物理編號，具有對應關系的數據進行登記；步驟2，在接續操作過程中對局端環路部件或局端環線進行標記，使得系統能夠判別話務接續的狀態，是處于內部主呼摘機狀態，還是處于內部被呼狀態，或者處于外部呼入狀態；步驟3，系統對于不同狀態的話務進行不同的接續操作，只有在被呼用戶摘機時，才閉合其對應的局端環線，若是內部接續話務，用戶端線路集中器通過內部交換線進行話務接續，監視被呼用戶話機的摘機信號，并進行相應的接續操作，在被呼用戶話機摘機后通知局端集中器閉合其對應的局端環線。
19.根據權利要求18，所述系統的工作方法，其特征在于處理內部話務接續還包含以下步驟步驟1，用戶端集中器檢測到主呼用戶話機摘機后，發出請求接續信令，信令信息包含主呼用戶話機的用戶線號和用戶主呼摘機標志；步驟2，局端集中器收到主呼請求接續信令后，從記錄裝置中記錄的用戶數據表中，提取其對應的主呼用戶話機局端環線號，指定一條空閑中繼線號，發出允許接續信令，信令信息包含主呼用戶話機的用戶線號、空閑中繼線號、允許主呼接續標志，定時接收用戶撥號，選擇一條空閑交換線，操作交換矩陣接通被指定的中繼線和主呼用戶話機對應的局端環線，閉合主呼用戶話機對應的局端環線；步驟3，用戶端集中器收到允許接續信令后，按信令中指定的中繼線號、交換線號，設置操作交換矩陣接通被指定中繼線與主呼用戶環線；步驟4，用戶聽到局端的撥號音后，進行呼叫撥號，局端集中器收到主呼話機的撥號后，檢索記錄裝置中的用戶數據表，判別被呼用戶是否系統內部用戶，是則執行步驟5，否則執行步驟10；步驟5，選擇一條空閑內部交換線，向用戶端集中器發出含有該交換線號、主被呼用戶對應的局端線號及內部接續標志的內部接續信令，局端主呼用戶線與被呼用戶線標識為內部接續狀態，主呼用戶線保持環路閉合，釋放在步驟2所指定的交換線和中繼線；步驟6，用戶端集中器收到內部接續信令后，向主呼用戶和被呼用戶發出回鈴音和振鈴信號，檢測到被摘機后，向局端發出內部接續被呼摘機信令，接通步驟5所選內部交換線；步驟7，局端集中器收到內部被呼摘機信令后，閉合被呼用戶對應環路；步驟8，用戶端檢測到主呼或被呼的掛機信號，向局端發出內部接續掛機信令；步驟9，局端收到內部接續掛機信令，釋放主呼和被呼環路；步驟10，呼出接續操作。
20.一種提高包括使用數字中繼線路在內的一般用戶集中器電話系統的廣義中繼話務信道利用率的方法其步驟在于步驟1.通過記錄裝置，對用戶話機的編號和用戶端環路接口地址編號及用戶對應的局端環線的物理編號，具有對應關系的數據進行登記；步驟2.在接續操作過程中對局端環路部件或局端環線進行標記；使得系統能夠判別話務接續的狀態，是處于內部主呼摘機狀態，還是處于內部被呼狀態，或者處于外部呼入狀態；步驟3.系統對于不同狀態的話務進行不同的接續操作，只有在被呼用戶摘機時，才閉合其對應的局端環線，若是內部接續話務，系統通過內部信道進行話務接續，在被呼用戶話機摘機后通知局端集中器閉合其對應的局端環線。
全文摘要
本發明涉及其中繼媒介為載波、無線、實線或數字中繼線路的程控集中器型電話系統。，所介紹的三種電話系統單端用戶集中器和雙端用戶集中器以及由這兩種系統綜合而成的單雙端混合用戶集中器電話系統。在仍保持較高信道利用率的前提下，簡便的實現自動直撥并網，不另設任何計費系統。對用戶端的載波話機的電氣結構施行新的組合，向用戶提供一個標準的環路接口，用戶端各種符合環路電話接口標準要求的設備均可接入本系統。
文檔編號H04J1/08GK1142152SQ96103390
公開日1997年2月5日 申請日期1996年4月10日 優先權日1996年4月10日
發明者李紅旗 申請人:李紅旗