Brevet FR2642251A1 — publié le 19900727

Procédé de reconnaissance d'une tonalité bifréquence téléphonique. L'invention concerne un procédé de reconnaissance d'une tonalité bifréquence téléphonique du type tonalité française d'invitation à numéroter interurbaine et internationale. La reconnaissance des tonalités téléphoniques transmises par une ligne téléphonique analogique s'effectue selon des critères que l'on résume classiquement sous la forme d'un gabarit prenant en compte les fréquences et les niveaux d'énergie admis pour les signaux transmis. Une tonalité est considérée comme reconnue si sa fréquence est comprise entre deux valeurs de seuil alors que, simultanément, l'énergie des signaux qui la transmettent est comprise entre deux seuils d'énergie prédéterminés. Les dispositifs de reconnaissance de tonalités monofréquences réalisés selon ce principe comportent par exemple un filtre passebande privilégiant les signaux dont la fréquence est comprise entre les fréquences de seuil, l'une minimale, l'autre maximale, choisies. Ce filtre attaque un circuit à seuil au travers d'un montage amplificateur réglable. L'amplificateur est suivi par un compteur apte à enregistrer, sous forme impulsionnelle, le nombre d'oscillations du signal reçu qui dépassent une valeur prédéterminée. Le comptage effectué au cours d'un laps de temps déterminé est transmis par exemple à un microprocesseur doté d'un programme de traitement approprié qui est chargé de déterminer à partir d'un ou de plusieurs comptages successifs, si le signal reçu correspond à la tonalité attendue. Dans le cas de signaux combinant deux signaux sinusoïdaux de fréquences relativement voisines, par exemple 300 et 4110 Hz, il ntest pas possible de prendre en compte la durée séparant deux passages par zéro du signal en tant que critère, car cette durée n'est plus constante alors qu'elle l'était dans le cas de signaux sinusoidaux monofréquences. De même le niveau maximal du signal subit une évolution périodique qui freine son exploitation pour la reconnaissance ici envisagée. Aussi, alors que l'on sait assurer simplement la reconnaissance de tonalités monofréquences, il est généralement prévu des filtres commutables supplémentaires pour assurer la reconnaissance des tonalités bifréquences. L'invention propose donc un procédé de reconnaissance d'une tonalité bifréquence téléphonique, du type tonalité française d'invitation à numéroter interurbaine et internationale, à l'aide d'un dispositif initialement prévu pour la détection de signaux monofréquences, qui comporte un filtre passe-bande en série avec un montage amplificateur réglable sous le contrôle d'un processeur apte à fixer le niveau d'énergie du signal admis en entrée d'un circuit à seuil dont la sortie actionne un compteur cycliquement scruté par le processeur programmé pour déterminer, à partir des résultats de relevés successifs de même durée du compteur, si la fréquence d'un signal reçu correspond à une tonalité bifréquence attendue. Selon une caractéristique de l'invention, le niveau d'énergie, initialement fixé pour la prise en compte d'un signal reçu, est choisi de valeur élevée, à proximité du seuil maximal admis, entre ce dernier et un seuil minimal admis, en ce que l'apparition d'un résultat de relevé, relatif à une période de comptage fixe, conduisant à une fréquence apparente située entre une fréquence de garde minimale d'acceptation du signal, inférieure à la fréquence minimale normalisée admise, et une fréquence maximale admise, légèrement inférieure à la fréquence maximale normalisée admise, est prise en compte et entrasse un abaissement du seuil d'énergie, pour le signal reçu, à un niveau plus faible, toutefois supérieur au seuil minimal, pour au moins la période de comptage suivante et en ce que la tonalité bifréquence est considérée comme reconnue dans le signal reçu après un nombre "n" de résultats de relevés consécutifs cohérents conduisant quasiment tous à une fréquence apparente comprise entre la fréquence minimale et la fréquence maximale choisies. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous. La figure 1 présente le schéma de principe d'un dispositif de reconnaissance de tonalités téléphoniques mono ou bifréquences. Les figures 2 et 3 présentent le schéma de gabarits pour tonalités respectivement mono et bifréquences. Les figures 4a et 4b proposent respectivement une représentation d'un exemple de signal obtenu par combinaison de deux fréquences pures et une représentation du signal correspondant obtenu en sortie de circuit à seuil. La figure 5 propose une représentation d'un autre exemple de signal bifréquence et des seuils d'énergie associés. Le dispositif de reconnaissance de tonalités téléphoniques présente en figure 1 est du type usuel évoqué plus haut, il comporte essentiellement un filtre passe-bande 1 recevant les signaux électriques envoyés par un équipement téléphonique que lui transmet une ligne téléphonique 2 au travers d'un transformateur 3. La sortie du filtre 1 est reliée à un classique circuit à seuil 4, via un montage amplificateur 5. Ce dernier est organisé autour d'un amplificateur opérationnel 6 qui reçoit, au travers de l'une ou l'autre d'au moins deux résistances 7, 7' commutables, les signaux que lui transmet le filtre 1 sur l'une de ses deux entrées ; la contre-réaction entre entrée et sortie de l'amplificateur opérationnel 6 est obtenue par l'intermédiaire de résistances 8, 8'... montées en parallèle comme les résistances 7, 7'... et également commutables en fonction des besoins. La commutation des résistances est réalisée par l'intermédiaire d'organes de commutation symbolisés par des contacts 11, 11', 12, 12'... sur la figure 1, elle est ici commandée par un processeur 10 qui est chargé de la réalisation des reconnaissances de tonalités mono ou bifréquences. Le processus de reconnaissance d'une tonalité bifréquence est initialisé par le processeur 10 lorsque les conditions requises sont remplies ; dans la réalisation envisagée, ceci implique que la réception d'une telle fréquence soit attendue pour pouvoir engager la suite des opérations d'un appareillage, non figuré, mettant en oeuvre ce procédé, par exemple d'un télécopieur. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 6 est appliqué à l'entrée d'un compteur 13, par l'intermédiaire du circuit à seuil 4 qui ne transmet un signal qu'à partir du moment où ce dernier dépasse un seuil d'énergie fixé par le processeur 10 au moyen des organes de commutation évoqués plus haut. Le compteur 13 comptabilise le nombre d'impulsions qu'il reçoit, c'est-à-dire le nombre de fois où le signal prend une valeur instantanée qui excède le niveau fixé par le processeur 10 en fonction de sa programmation, celle-ci prenant notamment en compte le type de tonalité attendu. Cette programmation du processeur 10 est organisée de manière que les résultats de comptage effectué soient périodiquement pris en compte, par exemple toutes les 100 millisecondes. A cet effet, le processeur 10 est relié en sortie du compteur 13, par exemple par-l'intermédiaire d'une liaison bus 14 qui dessert également une interface d'adaptation 15 utilisée pour la commande des organes de commutation 11, 11', 12, 12'... Une indication sur la tonalité mono ou bifréquence reconnue est alors fournie, par exemple à un dispositif, non représenté, susceptible d'exploiter cette information qui peut également être conservée pour exploitation par le processeur lui-même. Le gabarit, présenté sur la figure 2 pour un signal de type normalisé de fréquence F0, définit les limites de reconnaissance choisies qui ont pour bornes une fréquence minimale Fnmi et une fréquence maximale Fnma, figurées en abscisse, ainsi qu'un seuil minimal Smi et un seuil maximal Sma d'énergie du signal, représentés en ordonnées. Tout comptage conduisant à une fréquence apparente inférieure à la fréquence Fnmi ou supérieure à la fréquence Fnma n'est pas retenu comme susceptible de correspondre à la fréquence FO prise en compote. Tout comptage conduisant à une fréquence située dans la zone FO+d pour des signaux de niveau d'énergie supérieur à SMA, soit par exemple-2? dBm, doit être considéré comme correspondant à une réception de la fréquence F0, "d" étant la variation acceptable selon la norme choisie. Par contre tout signal de niveau d'énergie inférieur à la valeur de seuil normalisée Smi n'est pas pris en compte, cette valeur étant ici égale à -50 dBm. Pratiquement un seuil SO compris entre Smi et Sma exclut les signaux trop faibles est des valeurs de fréquences limites admissibles Fmi et Fma en réception pour un seuil limite SO sont alors choisies dans les deux zones évoquées ci-dessus par le réalisateur ou l'exploitant. Le gabarit présenté sur la figure 3 précise les limites prises en compte à l'émission et à la réception d'une tonalité composée à partir de deux signaux sinusoidaux purs dont les fréquences respectives sont F1 et F2. Le signal résultant qui correspond à cette tonalité est définissable par une fonction de type u(t) = k (sin2 . F1. t+A. sin (2 t F2. t où k, A et sont des valeurs fixes choisies. Une fréquence minimale Fnmi' et une fréquence maximale Fnma' et deux seuils d'énergie Sma' et Smi' normalisés délimitent les possibilités d'excursion du signal de tonalité bifréquence TBI d'invitation à numéroter interurbaine et internationale à l'émission et conditionnent en conséquence à la réception. Dans la réalisation présentée, les valeurs respectives des fréquences F7 et F2 des deux signaux sinusoldaux fondamentaux sont 440 et 330 Hz, le signal de fréquence F2 est de plus accentué de 3,5 dB + 1 dB par rapport au signal de fréquence F1. Les fréquences Fnma' et Fnmi' sont fixées respectivement égales à 900 et 160 Hz, les seuils d'énergie Sm et Smi' sont fixées à -30 et -50 dBm. Le gabarit prévoit également d'exclure de la reconnaissance les signaux dont la fréquence est soit F1, soit F? avec une éventuelle excursion en fréquence de +d, d étant égal à 34 Hz dans le cas envisagé, lorsque ces signaux ont un niveau d'énergie allant jusqu'à Sma', soit -32 dBm. La reconnaissance à la réception d'un signal correspondant à une tonalité bifréquence TBI, telle que définie ci-dessus, implique de prendre en compte un intervalle de fréquences différent de celui qui vient d'être indiqué pour l'émission dans la mesure où, en particulier en raison de l'emploi d'un circuit à seuil 4 prédéterminé réglable, le comptage effectué à la réception peut conduire à la détermination d'une fréquence apparente de tonalité bifréquence qui soit différente de celle du signal réellement émis. Dans la mesure où la fixation d'un seuil d'énergie élevé Si comme critère de sélection pour le circuit à seuil 4 par le processeur 10 dûment programmé, qui permet l'élimination de bruits, peut aussi conduire à éliminer des oscillations de faible amplitude du signal de tonalité bifréquence TBI et à ne plus produire des impulsions de comptage que pour les seules oscillations de forte amplitude, on abaisse à une valeur de garde FG', inférieure à Fnmi', la valeur de fréquence apparente admise pour un signal reçu, lorsque le seuil d'énergie S1, fixé par le processeur 10 au circuit à seuil 4, est élevé. Cette fréquence FG' est de ... Hz pour un seuil d'énergie S1 de -35 dBm dans la réalisation proposée. Le seuil d'énergie S1 est choisi proche de la valeur normalisée Sma' de manière à éliminer sans équivoque tous les signaux de niveau inférieurs à Smi', ce dernier correspondant au seuil Smi précédemment évoqué et étant donc fixé à -50 dBm. Un second seuil d'énergie S2 est également susceptible d'être imposé par le processeur 10 au-circuit à seuil 4, il est choisi dans l'intervalle entre les valeurs de seuil Smi' et S1 à proximité du premier de manière à pratiquement prendre en compte toutes les oscillations du signal dont le niveau est supérieur à Smi' et par conséquent d'aboutir à la détermination d'une fréquence apparente du signal reçu qui soit supérieure à celle de ce même signal à l'émission. Ceci peut être du à l'existence de variations du signal qui se traduisent par la présence de points de rebroussement sur la représentation graphique de ce signal et qui conduisent éventuellement à des points de passage supplémentaires, sur fronts montants et sur fronts descendants, de ce signal par le seuil d'energie fixé par le microprocesseur 10. La figure 4a montre un exemple de ce phénomène pour une tonalité bifréquence TBI dont les signaux sinusol- daux fondamentaux sont décalés en fréquence et phase, leurs fréquences respectives étant de 474 et 296 Hz pour des valeurs k:1, A=3.5 et 4 :3. Le comptage effectué par le compteur 13 au seuil SA prend alors en compte un nombre d'impulsions supérieur à celui qui serait obtenu à un niveau de seuil S2 plus faible, avec un redoublement d'impulsions au niveau des points de rebroussement ainsi qu'on le voit sur la figure 4b. A l'occasion des opérations visant à la reconnaissance d'une tonalité bifréquence TBI attendue, on prend en compte l'hypothèse selon laquelle la fréquence apparente du signal reçu doit être comprise dans l'intervalle limité par les fréquences F7 et F2, comme l'indique implicitement la fonction u(t) définie plus haut. Initialement et en l'absence d'opération de reconnaissance en cours, le montage amplificateur 5 est commuté sous l'action du processeur 10 de manière que le seuil d'énergie sélectionné soit le seuil S1. Un comptage d'impulsions est systématiquement effectué par le compteur 13 sur le signal qu'il reçoit du circuit à seuil 4, via une entrée de comptage, un relevé est cycliquement effectué avec une périodicité T qui, dans la réalisation proposée, est de 100 mS et qui permet de déterminer simplement la fréquence apparente d'un signal reçu. Si le niveau d'énergie de ce signal reçu est inférieur au seuil d'énergie S1, aucune impulsion ntest produite et la fréquence apparente de ce signal reçu sera nulle vue du processeur 10. Si le niveau d'énergie du signal reçu est supérieur au seuil d'énergie S1, pour au moins certaines des oscillations au cours d'une période de comptage T, des impulsions de comptage sont produites et une fréquence apparente de ce signal reçu est calculée. Le comptage d'un faible nombre d'impulsions au cours d'une période T traduit la possibilité de présence d'une tonalité bifréquence TB1 reçue à faible niveau ainsi que le montre la figure 5 pour une tonalité obtenue à-partir de signaux sinusoidaux fondamentaux dont les fréquences FI et F2 sont en phase et exactement de 400 et 330 Hz, avec une accentuation de 3.5 dB du signal de fréquence F2 par rapport à celui de fréquence F7. Toutefois, si le nombre d'impulsions comptabilisé au cours d'une période est très faible et conduit une fréquence apparente du signal reçu qui est inférieure à FG;, ce signal reçu n'est pas considéré comme susceptible de correspondre à -la tonalité bifréquence TBI attendue. L'apparition d'un fort nombre d'impulsions au cours d'une période T conduit aussi à la non-prise en compte du signal reçu, dès que le comptage correspondant aboutit à la détermination d'une fréquence de valeur supérieure à Fma', soit ici à 550 Hz, pour ce signal reçu, Fma' étant inférieure à la fréquence maximale admise normalisée Fnma'. La détermination d'une fréquence apparente supérieure à F1+d et inférieure à Fma' conduit à une prise en compte du signal reçu. En effet, si, comme on l'a vu, la fréquence apparente du signal reçu est normalement comprise entre les fréquences F2-d et F1+d, c'est-à-dire 296 et 474 Hz, il est possible que le comptage effectué lors d'une période T soit faussement accru par des doublements d'impulsion tels qu'évoqués plus haut ou par l'apparition d'impulsions dues à des signaux parasites et qu'une fréquence apparente. De ce fait, la reconnaissance s'effectue sur une succession de relevés consécutifs permettant de pondérer l'influence des parasites de courte durée et non cycliquement récurrents. De plus la sélection judicieuse d'un nombre fixé de relevés successifs permet de ne pas prendre en compte les signaux périodiquement hachés qui ne correspondent pas à la tonalité bifréquence TBI à reconnattre qui est continue. En effet, dans la mesure où d'autres signaux normalisés, tels que la tonalité d'acheminement ou la tonalité d'occupation, se situent dans la même bande de fréquences que le tonalité bifréquence TBI à reconnaltre, il importe que le procédé selon l'invention permette de différencier à la réception cette tonalité bifréquence TBI des autres tonalités évoquées ci-dessus qui, dans le cas envisagé, sont constituées par un signal sinusoidal de fréquence 440+34 Hz. Toutefois ces deux autres tonalités, qui sont monofréquences, sont aussi hachées et alternent leurs phases d'émission avec des phases de silence, leur périodicité étant de 100 mS pour l'une et de 1 seconde pour l'autre. Pour éviter de- prendre en compte le signal reçu correspondant à la tonalité d'acheminement, une fréquence limite de prise en compte Fmi' est prévue, elle est de valeur supérieure à Fnmi' et de valeur inférieure à F2-d. Cette fréquence Fmi' tient compte des tolérances admises de +34 hz en fréquence et de + 5 mS en durée d'émission périodique, sa valeur est égale à 270 Hz dans le cas proposé ; elle permet de ne pas prendre en compte le signal reçu, lorsque la fréquence apparente qui correspond à ce signal lui est inférieure et qu'un seuil minimal d'énergie S2 est choisi pour le circuit 4 par le processeur 10. Comme indiqué plus haut, la validation de la reconnaissance d'une-tonalité bifréquence TBI ne s'effectue qu'après prise en compte d'un nombre donné de relevés de comptage consécutifs cohérents, dans le but de limiter l'influence des parasites de courte durée, non cycliquement récurrents, et pour tenir compte de la persistance minimale imposée à une tonalité à l'émission pour assurer avec certitude sa reconnaissance à la réception. Ce nombre est fixé à quinze relevés dans le cas présenté. Ceci permet aussi de ne pas prendre en compte en tant que tonalité bifréquence TBI, la tonalité monofréquence d'occupation caractérisée par des émissions périodiques de durée 500 mS suivies chacune d'une phase de silence de même durée, chaque phase de silence se traduisant par cinq relevés hors norme, lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de reconnaissance de tonalité bifréquence. Comme indiqué plus haut, le procédé de reconnaissance est destiné à être intégré dans un ensemble pour participer à l'activation d'un appareillage ; des phases de reconnaissance de durée usuellement limitée sont donc lancées lorsque cela est nécessaire. Le premier comptage d'une phase de reconnaissance s'effectue alors que le seuil d'énergie S7 est imposé au circuit à seuil 4 par le processeur 10 pour au moins une période T de 100 ns Si le nombre d'impulsions comptabilisé au cours d'un premier comptage conduit à une fréquence apparente inférieure à la fréquence FG', le signal reçu est considéré comme constitué d'impulsions parasites et il n'est pas pris en compte. Si le nombre d'impulsions comptabilisé au cours d'un premier comptage conduit à une fréquence apparente supérieure à la fréquence maximale admise Fma', le signal reçu est considéré comme n'étant pas susceptible de correspondre à la tonalité bifréquence TBI qui est attendue et ce signal reçu n'est pas non plus pris en compte. Dans tout autre cas, le signal reçu est considéré comme susceptible de correspondre à la tonalité bifréquence TBI, le seuil d'énergie S2 est alors substitué au seuil d'énergie S1 pour au moins la période T suivante de comptage. Si le nombre d'impulsions comptabilisé au cours de la période T d'un premier comptage à niveau de seuil d'énergie S2 conduit à une fréquence apparente comprise entre la fréquence de garde FG' et la fréquence minimale admise Fmi', un second comptage de durée T à niveau de seuil d'énergie S2 est immédiatement entrepris. Si ce second comptage conduit encore à une fréquence apparente comprise entre les deux fréquences FG' et Fmi', le signal reçu n'est pas considéré comme susceptible de correspondre à la tonalité bifréquence TBI attendue et le seuil d'énergie 31 est rétabli pour au moins la période T suivante de la phase de reconnaissance. Si le second comptage à niveau de seuil d'énergie S2 suit un premier comptage ayant conduit à une fréquence apparente comprise entre FG' et Fmi' et conduit lui-même à une fréquence apparente supérieure à Fmi', le signal reçu est considéré comme susceptible de correspondre à la tonalité bifréquence TBI attendue. Cette tonalité bifréquence est considérée comme reconnue, lorsqu'un nombre "n" de l'ordre de quinze relevés constitutifs de comptage conduit à des valeurs de fréquence apparente comprise entre Fmi' et Fma'. Si un relevé de comptage à un niveau de seuil d'énergie S2 conduit à une fréquence apparente inférieure à Fmi' pour un signal reçu dont au moins le relevé de comptage précédent à celui considéré conduisait à une fréquence apparente comprise entre Fmi' et Fma', le niveau de seuil S2 est conservé pour au moins la période de comptage T suivante, ceci étant prévu pour permettre la reconnaissance d'une tonalité bifréquence malgré l'éven- tuelle apparition de microcoupures du signal reçu. Par contre l'apparition de deux relevés consécutifs de comptage à niveau de seuil d'énergie S2 qui conduisent à une fréquence apparente inférieure à la fréquence minimale admise Fmi', entraine l'exclusion du signal reçu qui est alors réputé ne pas correspondre à la tonalité bifréquence TBI attendue ; un retour du dispositif de reconnaissance au niveau de seuil S1 est alors déclenché. REVENDICATIONS 1/ Procédé de reconnaissance d'une tonalité bifréquence téléphonique, du type tonalité française d'invitation à numéroter interurbaine et internationale, à l'aide d'un dispositif initialement prévu pour la détection de signaux monofréquences, qui comporte un montage amplificateur (5) réglable sous le contrôle d'un processeur (10) de manière à fixer-le niveau d'énergie du signal admis en entrée d'un circuit à seuil (4) dont la sortie actionne un compteur (13) cycliquement scruté par le processeur programmé pour déterminer, à partir des résultats de relevés successifs de même durée du compteur, si la fréquence d'un signal reçu correspond à une tonalité bifréquence attendue, caractérisé en ce que le niveau d'énergie (S1), initialement fixé pour la prise en compte d'un signal reçu, est choisi de valeur élevée, à proximité du seuil maximal admis (Sma'), entre ce dernier et un seuil minimal admis (Smi'), en ce que l'apparition d'un résultat de relevé, relatif à une période de comptage fixe (T), conduisant à une fréquence apparente située entre une fréquence de garde (Fg') minimale d'acceptation du signal, inférieure à la fréquence minimale normalisée admise (Fnmi'), et une fréquence maximale admise (Fma') légèrement inférieure à la fréquence maximale normalisée admise (Fnma'), est prise en compte en entrain un abaissement du seuil d'énergie, pour le signal reçu, à un niveau (S2) plus faible, toutefois supérieur au seuil minimal (Smi'), pour au moins la période de comptage suivante et en ce que la tonalité bifréquence est considérée comme reconnue dans le signal reçu après un nombre "n" de résultats de relevés consécutifs cohérents conduisant quasiment tous à une fréquence apparente comprise entre la fréquence minimale (Fmi') et la fréquence maximale (Fma') choisies. 2/ Procédé de reconnaissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau de seuil (S2) est conservé pour au moins la période de comptage (T) suivant l'apparition d'un résultat de comptage conduisant à une fréquence apparente inférieure à la fréquence minimale (Fmi') pour un signal reçu dont au moins le relevé de comptage précédent à celui considéré conduisait à une fréquence apparente comprise entre la fréquence minimale (FMi) et la fréquence maximale (Fma') choisies. 3/ Procédé de reconnaissance selon au moins des revendications 7 et 2, caractérisé en ce que le niveau de seuil élevé (S1) initial est conservé tant qu'aucun résultat de relevé n'est compris entre la fréquence de garde (FG') et la fréquence maximale (Fma') choisie. 4/ Procédé de reconnaissance selon au moins l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le niveau de seuil élevé (S1) est repris dès apparition d'au moins deux résultats de relevés immédiatement consécutifs pour lesquels la fréquence apparente obtenue est hors de l'intervalle de fréquences délimité par la fréquence minimale (Fmi') et la fréquence maximale choisie (Fma'). 5/ Procédé de reconnaissance selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fréquence de garde (FG') est de l'ordre de 50 Hz, la fréquence minimale (Fmi') choisie est de l'ordre de 270 Hz, la fréquence maximale (FMa') choisie est de l'ordre de 550 Hz pour des valeurs de seuil d'énergie de l'ordre de -35 dB et -47 Hz et une tonalité bifréquence (TB1) constituée à partir de signaux sinusoidaux de fréquences respectives 330 et 440 Hz, le nombre de relevés consécutifs cohérents pour la reconnaissance de la tonalité bifréquence (TBI) étant de l'ordre de quinze.