本发明涉及双工无中心频分多址载波电话系统，属于载波电话类（双工指收与发同时工作;无中心指无交换中心;频分指频率分割多信道;多址指地址信道共用）。 现有的以架空明线为传输介质的频分多路异频双工载波电话系统即环路载波系统中的核心-多路载波机是作为提高线路利用率的中继装置，其作用等效于一条多对芯线的电话电缆。而电话用户端机（或称电话分机）的输入输出仍然是音频基带信号。话务的交换由电话交换机完成。另有一种异频双工载波电话，分机的输入输出是载波信号，通过转发中心进行话务交换，系统内两部分机之间通话时占用两个异频双工信道。
在本发明中介绍的双工无中心频分多址载波电话系统，不采用上述组网方式，而是直接以双工无中心频分多址载波电话机（以下除特别指明外均简称话机）组成基本通讯网。处于同一基本网内的任两部话机直接进行话务交换，基本网本身可以独立工作，组网机则用于两个或多个基本网之间的话务交换，即用于各基本网之间汇接。
本发明的目的是提高明线载波系统的频谱利用率，实现同一基本网内的任两部话机之间的直接双工通讯以及改进扩充组网方式。
简要地说，本系统由双工无中心频分多址载波电话和组网机组成。全系统使用一组或多组双工话务信道和一个或多个信令信道。话机自动进行信道检测、搜索、信令接收与发送、收发信道的频率切换、产生回铃、振铃、蜂音、盲音等操作。组网机自动进行过网呼叫的信令识别和信令转发、通路选择、交换矩阵监控等操作，担负基本网之间的过网话务汇接。
本发明是用以下地方法实施的：
由话机和传输线组成了基本通讯网和担负各基本网之间话务汇接的组网机组成，其工作制式为频率分割多信道调频或调幅制，话机由接收机和发射机组成，话机内设置两个可程控的频率合成器作为接收机一本振信号源和发射机的载波信号源，话机的差分器和接收机输入端之间设置一个工作频率可切换的方向滤波器或同等功能的压控滤波器和跟踪滤波器，并且频合器输出频率的切换和方向滤波器的切换是由控制器控制同时进行的，基本网全部由话机组成，独立完成网内话务交换，基本网内所有话机共用一组异频双工话务信道和一个信令信道，任两部直接双工通讯的话机只占用其中一个双工话务信道。
图1是表明发明主题的系统组成示意图。
图2A是本发明的核心部分，双工无中心频分多址载波电话的技术组成示意图。
图2B到图2D是图2A的控制流程简图，简要描述了图2A的工作过程。
图3A是本发明重要部分，组网机的技术组成示意图。
图3B是图3A表示的组网机内的一个载波接口单元示意图。
图3C是图3A的控制流程简图，简要描述了图3A和图3B的工作过程。
图4是为描述本发明的一种可实用的信令格式示例。
下面结合图1、图2A、图3A和图3B中的代号进行必要说明。
图1中：1-表示组网机，2-表示话机，3-表示一条独立线路。在此特别指出，虽然采用架空明线组网是方便的和显而易见的，但是任何适合于本系统的线路，如照明电源线、某些电话电缆等，均可作为系统组网线路。每条线路是独立的是指各条线路之间没有系统内部所规约的直接载波联系，而不考虑各线路之间是否有直流或其它与本系统无关的交流联系。4-表示一条或多条公众网电话线或中继线，用于本系统与公众网并网。
图2A中：1-表示一条图1中3所代表的独立线路。2-表示差分器，用于收发信号的初步分离。3、4-表示转换开关，可以是机电式的或电子式的，用于切换滤波器5或6的接入，与34-D相连的有向线段表示切换控制线。5、6-表示两个通带互不重叠的带通滤波器，或者是通带不重叠的一个高通与一个低通滤波器，也可以是阻带互不重叠的带阻滤波器。后两种用于抗干扰要求不高的情况。它们与3、4共同构成工作频带可切换的方向滤波器，接在差分器和接收机输入端之间，以进一步提高收发隔离。这是实现双工无中心方案的关键技术组成之一。7-表示第一混频器。8-表示一本振频率合成器。19-表示标准参考频率信号源，用于为频合器提供参考信号。9-表示一中频滤波器。10-表示二混频器。11-为二本振信号源，若采用一次混频则去掉10、11和12。12-为二中频滤波器。13-为中频放大和解调器。若调制方式采用调幅制，则包括自动增益控制载频恢复等相应部分。14-为音频带通滤波器，若采用调频制，则包括去加重网络。15-为信道状态指示器。它可以是信号型或噪声型，对此不作限制。18-为回铃检测器。26-为音频开关，由34G控制。16-为音频放大。17-蜂音、忙音、振铃发生器。31-振铃扬声器。32-耳机。33-MIC。35-音频开关。25-语音信号处理。27-回铃发生器。37-调制器。36-载频发生器。38-单边带滤波器。23-混频器。如采用调频制，则去掉37、36、38，改由R直通23，如图中虚线所示，这时23改为调制器。24-频率合成器，由34M控制启动。21-载波功率放大器，由34P控制其启动。22、39-分段可控滤波器，可采用与接收机同类结构，如果21是线性较好的放大器，也可去掉39，或者如果工作频段小于一个倍频程，22与39可不分段，这时由S点到22和39的虚线去掉。20为信令调制解调器，可以采用各种适合在音频通带内传送的制式，如：FSK、MSK，单音键控，多频双音（DTMF）等，在此不做限制。20与34C进行双向数据传送，由34Q控制，28-本机编号编码器，29-话机键盘，30-插簧开关，用于摘挂机指示，34-为控制器，显然采用单片微型机是易于实现的，但并不排除采用其它方式。在此需特别指出的是，虽然方向滤波器也可以采用压控滤波器或跟踪滤波器等一些更复杂的技术组成，但是这并不影响本发明的精神实质。本发明的主要精神实质在于采用由控制器控制与程控频率合成器输出频率同步切换的方向滤波器，达到接收机和发射机工作频段互相切换的目的，以实现双工无中心方案。这一点在阅读控制流程图以后会更加清楚。图2B到图2D的控制流程图描述了图2A的工作过程。
图3A中：J-表示一个交换网络。P1到Pn-表示n个结构相同的载波接口单元。3-即是图1中的3所表示的一条独立线路。C-表示控制单元。T-表示值班操作台。5-表示本系统与公众网并网接口。F-为集中频率源。B-为各接口单元中的频分多路载波部件。A-为接口单元控制部件。
图3B给出了一个图3A中P表示的载波接口单元简化组成图。其中3-表示一条与图1中3所表示的同等意义的独立线路。1-表示差分器，用于收发初步分离。2、6-表示两个方向滤波器，进一步收发隔离。收与发固定设置为，收工作于低频段，发工作于高频段。4-为接收放大器。7-发射功率放大器。BT0-为信令信道接收部件。BR1-到BRm-为话务信道接收部件。5-为音频信令调制解调器。A-为单元控制器。FR0到FRm和FT0到FTm为由图3A中的F单元送来的接收机本振频率信号和发射频率信号。J11到J1m和J21到J2m为输入和输出交换网给的音频信号线。需在此指出的是，图3B所表示的是简化的示意性组成图，为了简化说明略去了一些信号线和控制线以及一些局部细节。图3C描述了图3A和图3B的简化工作过程。
图4给出了一个可以实际采用的信令格式例子，其中1到26表示26个4位2进制数码。其中A段1到7表示主动呼叫的话机的本身编号。B段8作为备用，9的第3位与10组成信道码，用于指示所选中的信道号。9的前3位用作标志位，依次90位表示请求过网呼叫、91位组网机特种服务、92位有线并网呼叫。C段做为呼叫对方的拨号，共14位。D段备用。E段用作拨号有效位指示器。这里需指出，本例是为说明方便而举的可实际采用的格式（其中省略了同步部分），但最佳格式应根据是否采用信令信道及所采用调制解调器的类型做适当增减并增加同步部分和采取一定的差错控制。
图2B到图2D给出了图2A所表示的双工无中心多址载波电话机的控制流程示意图。其中35、36、37、这个环节表示主动呼叫的话机根据信令中的标志判定是否过网呼叫，而决定是否切换收发工作频段（包括方向滤波器的切换，它们是同步进行的）。19开始的操作是为防止因话机突然断电等原因不能发出挂机信号时，导致占用公众网话路时间过长而设置的。54表示的有线并网呼叫标志是为组网机信令识别而设置的，与19所判别的由组网机转发的是同一位。50过网呼叫标志是为防止其它话机因某些原因如突发干扰时间超过解码差错控制能力造成译码错误时，或有线并网呼叫拨号与网内话机编号巧合时，产生误动作可能干扰系统内正在工作信道而设置的，同时也做为主呼话机是否切换收发工作频段的依据。这里有关号盘操作部分的流图是针对3×4普通电话键盘而设计的。如采用4×4或更多键数的号盘时，有关部分可做相应改动。另外，如果采用多频双音（DTMF）等其它信令传送方式则附图4表示的信令格式及流程图中有关标志设置和识别部分可做相应改动，图2A中18和27也可去掉，而全部由20完成信令调制解调，回铃发送和检测的功能。
结合图2B、2C、2D中的编号，简要叙述图2A即话机的工作过程如下：
1-开机;2-初始化，设定收与发的频合器的输出为信令信道频率;关闭2A、21、24、26、35（即为图2A的21、24、、26、35（即为图2A的21、24、、26、35，下同）切换2A、3、4，将通带包括信令信道的方向滤波器接入（为说明方便，这里定为信令信道频率为高端段最高频率）;关闭2A、17、27;设定2A、20为信令解调状态。3-判别手柄摘机否？下分两路：未摘机则运行4、5、6、7，8-检测2A、15、20是否有呼叫发生？有则从2A、20输入解调后的信令并检查其是否过网呼叫类（如图4中B段90位标志）的信令，不是，则将2A、28中的本机编码与信令中相应字段（如图4中C段的11～17位）进行比较，符合则执行9，55-按信令中信道号（如图4中B段的93和10）设定收与发的频合器输出频率为对应工作频率;制别是否特服呼叫（如图4中B段91位标志），是则执行56;否则执行10-啟动2A、24、21发频合器和发载波放大器;11、12、13-啟动2A、27、17发送回铃信号和本机振铃信号判别手柄未摘机也未超时，则继续执行11、12、13;超时则转14，52-发送挂机信号后复位转回3（在13转回11中，插入一段对方挂机判别58）;本机手柄摘机执行15-关2A、17、27开2A、26、35;至此完成一次守候到被呼叫成功的操作进入通话状态，以下16、18、17、19、20、21、52-为只要符合复位条件即进入复位程序操作;其中19已述及。从3开始的另一路操作为，判别2A、30状态为摘机后进入22-啟动2A、17送出拨号音准备接受号盘输入操作23一号盘有输入进入24-判别是否呼叫键“＃”号，不是则进入25、26、47、48、49、50、51、53、54、57-号码清除、标志设置、号码存储等操作;是“＃”号键则进入27-关蜂音（拨号音），28、29-检测2A、15判别当前信道（上次通话时用过的信道）空否？不空进入30-搜索未超时返回28判别下-话务信道，超时则31-发出盲音，52-复位返回到3;29-信道空闲32-回到信令信道，并装配信令（如按图4格式），33-信令信道，忙返回28;空闲则进入34-啟动2A，24、21设置2A20为调制状态，发出呼叫信令返回到已选好的空闲话务信道;35-根据图4中B段90位判别是否过网呼叫（指本机发生的呼叫）是则36-操作2A、3、4、8、24使收发的工作频率设定为收高发低状态，否则37-操作2A、3、4、8、24使收与发的工作频段为收低发高状态;38-啟动2A、21、39-延时，40-收到被呼方回铃信号转43、44、45、46-开2A、26、35判别复位条件满足进入复位操作;未收到被呼回铃转41、42-关闭发射机，发出盲音，52复位。
图3C给出的组网机控制流程图，简要描述了组网机的主要工作过程，这里并没有区分哪些是由C控制器或A控制器完成的。需在此指出的是图3A和图3B所示意的组网机的技术组成，大部分为已有技术，例如：如采用SSB制。则现有的环路载波机的主要部件，多路载波发射和接收单元，即可做为图3B中的多路载波部件;如采用调频制，则多路调频接力电台中的相应部分即可用于此目的（当然工作频段要做相应调整），而交换网络及其控制器技术，在公众网领域已是高度成熟了，只要稍加变形即可在组网机中采用;所不同的仅仅是为适应多个基本网之间的话务汇接而增加了图3B中的5-信令调制调解器和单元控制器A。由于本系统中的基本网可以完全由话机组成，自成系统，具有高度的独立性，因此有关组网机的信令功能及单元控制器的控制功能与话机的相应部分十分相似，不同之处仅仅在于，一个是针对多信道单路话务;一个是针对多信道多路话务并与控制器C（图3A中的C）相协调而已。只要充分了解话机的有关说明，对组网机的技术组成及其工作过程就会很清楚。这些已不构成本系统的发明点，所以图3A、图3B及图3C是高度示意性和概括性的。为简化说明省略的一些操作过程，可参阅其它附图和对应的说明而得出。例如：如果话机采用SSB制，其中信令调制调解器采用DTMF方式，则组网机可以采用现有环路载波机做为图3A中的P部件而无需任何改动，J与C可用一部二百至几百门的小程控交换机代替，将其集成器与P相联即可，只要将其控制软件中有关信令部分按图4格式（图4仅仅是为说明方便而举的可实际采用的例子）做相应改动即可。
下面再就本系统的编号规则、特服编码、组网方式等做几点说明。由于采用特定标志严格区分信令类型，既可采用与公众网统一的编号（本系统作为公众网的一部分），也可采用自由编号（本系统作为集团电话）。由于有足够的拨号长度，可保留几位编号字头作为特服编码标志。组网方式则主要涉及编号注册方法（这里是指组网机对话机的注册管理方法），既可采用按线（独立线路）注册（固定注册-话机编号的前几位代表所在线号），也可采用随机注册（话机自行申请注册，即话机上电初始化时自动发出与本机编号相同的呼叫号码，标志位全部为“0”或全部为“1”或另设标识码的信令，收到组网机注册符合的应答信号后，便被接受入网。），还可采用双重注册（优先按线注册，需要时，采用特服随机改变或撤销注册的临时线号。），第二种方式话机位置与线号无关，适合少数移动性要求较高的用户，第三种方式是前两种的综合。这些涉及控制软件的编制，不再赘述。
依照本发明实现的双工无中心频分多址载波电话系统，具有如下优点：全部由话机组成的基本通讯网，本身具有交换功能，内部通讯是无中心的，全部话机共用一组话务信道和一个信令信道，话机编号与其所处物理位置无关，任两部话机之间通讯时只占用一个异频双工信道，可多路双工通讯;多个基本网进行扩充组网时只需增设一部组网机，此时系统内可开展与程控公众网同类的特种服务业务。
至此已完整地介绍了满足发明主题的所有条件的一个系统。该系统可用于各种局域电话网和各种适于载波传送的通讯目的。显而易见，利用本发明可组成更加复杂的多级系统。实现本系统所需的各种技术手段，是通信专业和计算机专业的技术人员所熟悉的。因此只要不离开权利要求中所规定的范围和精神实质，可以做各种变化和替换。