JP2628126B2 - 無線機およびその音声伝送方法 - Google Patents
無線機およびその音声伝送方法Info
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Description
無線機およびその音声伝送方法に関するものである。
えば送信と受信の搬送波周波数が同一である1周波同時
送受話方式無線機の音声伝送方式の従来実施例の構成を
説明する。図10は従来の1周波同時送受話方式の無線
機の構成を示す。送信音声入力端子6の信号は時間圧縮
回路7、スプラッタフィルタ4を介して送信機14の変
調回路に入力される。一方、受信機15の復調出力は時
間伸長回路13を介して受信音声信号として端子12に
出力される。また、受信機15の復調出力の一部は同期
抽出回路17を介してタイミング制御回路16に入力さ
れる。送信器14、受信機15、時間圧縮回路7、伸長
回路13はタイミング制御回路16の制御信号により制
御される。
明する。送信機音声信号は一定時間毎に1/2倍の時間
圧縮を行い、図11(b)を得る。この結果、前記一定
時間の間に音声圧縮のブロックと休止のブロックが発生
する。音声圧縮信号のブロックを送信時に、休止のブロ
ックを受信時間に割り当てることで、図11(c)のよ
うに圧縮音声信号の送受信を行う。図11(d)は受信
した相手局からの圧縮音声信号であり、これを時間伸長
することで図11(e)のように連続した音声信号に戻
す。
切換制御のタイミングは同期信号によりタイミング制御
回路16において制御される。同期信号は発呼局が送出
し、被呼局はこれを受信して同期抽出回路17で同期信
号を抽出し、発呼局とのタイミングを取る。以上の動作
により1周波で同時送受信が行える。
有周波数帯域を制限するスプラッタフィルタの帯域制限
によって送信変調信号が3KHz以下に制限されるが、
従来の同時送受話無線方式では送信音声信号は前述の通
り、1/2倍の時間圧縮操作を行うため、送信変調信号
に含まれる音声信号成分は通常の無線方式における帯域
に対して1.5KHzとなるため、高域成分の減少によ
りこもった音質となり、明瞭度が低下する課題を有す
る。
ので、送信信号の占有帯域幅の制限を満足しつつ、明瞭
度を向上させるようにしたものである。
るために請求項1の発明は、送信音声信号のうち明瞭度
向上に貢献する連続した帯域の信号を所定の帯域幅で抽
出し、この抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域
の信号を所定の帯域にシフトした後、シフトした信号に
時間圧縮を施し、この時間圧縮を施した信号に所定の帯
域制限を行って送信機の変調入力信号を得るようにした
ものである。 さらに、請求項2の発明は、請求項1の発
明と同様にして送信機の変調入力信号を得るとともに、
受信復調信号に時間伸長を施し、時間伸長を施した信号
の帯域を抽出を行った帯域にシフトして再生音声信号を
得るようにしたものである。
時間圧縮を施し、この時間圧縮を施した信号のうち明瞭
度向上に貢献する連続した帯域の信号を所定の帯域幅で
抽出し、抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域の
信号を時間圧縮を施した信号帯域内の所定の帯域にシフ
トし、シフトした信号に所定の帯域制限を行って送信機
の変調入力信号を得るとともに、受信復調信号の帯域を
前記抽出を行った帯域にシフトし、前述の時間伸長を施
して再生受信音声信号を得るようにしたもので ある。 ま
た、請求項4の発明は、送信音声信号のうち明瞭度向上
に貢献する連続した帯域の信号を所定の帯域幅で抽出す
る第1の信号抽出手段を設けて、音声帯域内の所定の周
波数を有する第1のサブキャリア信号を第1の信号抽出
手段の出力信号によって振幅変調し、この変調された信
号の下側波帯を抽出して時間圧縮を施し、時間圧縮が施
された信号に許容された所定の帯域制限を行って送信機
の変調入力信号を得るとともに、受信復調信号に時間伸
長を施し、時間伸長された信号で第1のサブキャリア信
号と同一の周波数を有する第2のサブキャリア信号を振
幅変調し、この変調された信号の下側波帯を抽出して再
生受信音声信号を得るようにしたものである。
において、送信音声信号における0〜3KHz帯域のう
ち、明瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を1.5
KHz以下の帯域幅で抽出し、抽出した明瞭度向上に貢
献する連続した帯域の信号を所定の帯域にシフトするよ
うにしたものである。 また、請求項6の発明は、請求項
2または3の発明において、DSPを用いて帯域をシフ
トするようにしたものである。
3の発明において、送信音声信号における0〜3KHz
帯域のうち、明瞭度向上に貢献する0.572KHz〜
1.8KHzの連続した帯域の信号を抽出し、抽出した
明瞭度向上に貢献する帯域の信号を0.273KHz〜
1.5KHzの帯域にシフトするようにしたものであ
る。 また、請求項8の発明は、請求項2または3の発明
において、送信音声信号のうち明瞭度向上に貢献する連
続した帯域の信号を所定の帯域幅で抽出し、抽出した信
号の成分を周波数反転し、且つ所定の帯域にシフトし、
受信復調信号の成分を周波数反転し、且つ抽出を行った
帯域にシフトするようにしたものである。
によって時間圧縮され帯域の広がった信号はスプラッタ
フィルタ4によって帯域制限され所定の帯域幅に制限さ
れて送信される。その際、明瞭度に貢献する音声信号が
スプラッタフィルタ4によって除去されないように、音
声帯域内の所定の帯域の信号を所定の周波数にシフトす
るようにしている。
われた信号を復調した後、その復調信号出力は時間伸長
回路13において時間伸長を行い、その出力信号で前述
のサブキャリア信号と同一の信号を変調器10で振幅変
調し、その出力の下側波帯を信号抽出回路9で抽出する
ことにより、送信側で行った音声信号の帯域反転を元に
戻すことで前述した音声帯域を持つ音声信号を得ること
ができる。この結果、高域成分の減少にともなうこもっ
た音質を回避し、明瞭度の改善を行える。
で扱う無線伝送路では音声信号は0〜3KHzの帯域に
制限されており、これを例えば図2(a)に示す。1周
波同時送受話を行うため、この信号を例えば1/2倍の
時間圧縮すると周波数帯域は2倍となって図2(b)に
示すようになり、このままでは電波法で制約された前述
の3KHzの規格を満足できない。
タを用いて0〜3KHZの帯域に制限してハッチングを
施した部分だけを送信することになるが、それでは高音
部が失われてこもった音になり、明瞭度が悪くなる。
の音声帯域全てを送るのが最も望ましいが、それができ
ない場合、図2(a)にハッチングを施したように、特
定の一部の周波数帯を送ることでも、図2(b)に示す
ように音声帯域の下側半分の周波数帯を送るよりも明瞭
度が低下しないことが期待されている。
向上に貢献する所定の連続した帯域の信号を1.5KH
z以下の帯域幅で抽出し、それを周波数シフトして最高
周波数が1.5KHz以下となるようにする。その状態
で時間圧縮を施すと、送信される信号は3KHz以下の
帯域に納まり、電波法の規格を満足する。そして前述の
ように明瞭度に貢献する周波数帯域を抽出しているので
あり、その最高周波数が1.5KHz以下となっている
のであるから、時間圧縮した後であっても抽出した周波
数成分は失われること無く伝送される。このことにより
実用的に十分な明瞭度を確保できるものである。
送受話無線機の例である図1により説明する。送信音声
入力信号入力端子6は無線機の送信音声入力端子であ
り、低域通過フィルタ(LPF)1に入力され、その出
力は変調器2の第1の入力に接続される。その変調器2
の出力は信号抽出回路として作用するBPF3に入力さ
れ、その出力は時間圧縮回路7を介してスプラッタフィ
ルタ4に入力されたうえ、送信機14の変調入力とな
る。
路13を介してLPF11に入力され、その出力は復調
器10の第1の入力に接続される。その変調器10の出
力は信号抽出回路として作用するBPF9に接続され、
その出力は受信音声出力端子12に接続される。なお、
フィルタ1、3、9、11はスイッチドキャパシタフィ
ルタで構成する。
が供給された分周器5の第1の出力は変調器2、10の
各々の第2の入力に接続される。また分周器5の第2の
出力は前述の各フィルタ1、3、9、11の遮断周波数
制御クロック信号入力に接続される。
路17に入力され、その回路の出力はタイミング制御回
路16に入力される。タイミング制御回路16の出力は
時間伸長回路13、時間圧縮回路7、送信機14、受信
機15のそれぞれの制御端子に入力される。
2において分周器5の第1の出力をサブキャリア信号と
してLPF1の出力により振幅変調がかけられ、サブキ
ャリアの両側波帯にLPF1の出力信号が発生する。こ
こでサブキャリア信号は前述しているように、音声帯域
内の任意の周波数を有する信号である。
の両側波帯の音声信号成分のうち、下側波帯の成分が取
り出され、上側波帯およびサブキャリア成分は除去され
る。このため、BPF3の出力信号成分は送信音声入力
端子6に入力される信号に対して周波数反転した成分と
なる。その信号は時間圧縮回路7により1/2倍の時間
圧縮が行われ、周波数成分は入力の2倍となり、スプラ
ッタフィルタ4により3KHzで帯域制限されて送信機
14の変調入力として供給される。
成分を十分除去し、かつサブキャリアより低い周波数成
分を減衰させないようにその帯域幅が設定されている。
また変調器2は音声帯域を反転させるためのものであ
る。以上の動作の様子を図3に示す。なお、送信機の変
調入力は1/2倍の時間圧縮操作を加えた後でスプラッ
タフィルタ4より3KHzの帯域制限を行っているが、
ここでは簡単のため、時間圧縮を省略し、これと等価に
なるようにスプラッタフィルタの帯域制限を3KHzの
半分の1.5KHzとして説明する。
ムを実線で表し入力のそれを破線で示し、また各フィル
タの通過帯域を一点鎖線で示しており、(a)はLPF
1、(b)は変調器2、(c)はBPF3、(d)はス
プラッタフィルタ4の周波数スペクトラムを示してい
る。
チングを施された周波数帯域だけが伝送される。すなわ
ち、音声帯域内の任意の帯域が抽出された後に周波数反
転が行われることによって周波数シフトされ、そのシフ
トされた信号がスプラッタフィルタ4によって帯域制限
され、所定の帯域に調整されている。
の遮断周波数をFfil1、BPF3の高域遮断周波数
をFfil1、低域遮断周波数をFfil2、スプラッ
タフィルタ4の遮断周波数をFcとすれば、伝送帯域の
下限周波数FlはFl=Fsc−Fcとなり、上限周波
数FhはFh=Fsc−Ffil2となる。
il2=FscX0.091としたときのサブキャリア
周波数に対する伝送周波数帯域、すなわちスプラッタフ
ィルタ4の出力における情報(音声)信号成分の帯域を
図4に示す。ここで、前述の数字0.91,0.091
は係数であり、経験的に決めた値である。またハッチン
グ領域がサブキャリア周波数の可変により可変できる音
声伝送帯域であって、Fsc=2.5KHzの場合の音
声伝送帯域は帯域幅が約1.3KHzであり1KHz〜
2.273KHzにシフトしている。
ることにより、各帯域通過フィルタの遮断周波数もこれ
に応じて変化しこの結果、スプラッタフィルタ4の出力
における情報信号の情報としての成分は図4のハッチン
グの領域内で変化する。
周波数反転となっているため、受信機15の復調出力は
時間伸長を行った後、送信側と同様の操作を行うこと
で、元の音声信号成分に戻すことができる。この動作の
様子を図5に示す。図5において、(a)はLPF11
の、(b)は変調器10の、(c)はBPF9の、
(d)は受信音声出力端子12のそれぞれの出力の周波
数スペクトラムを実線で、入力のそれを破線で、また、
各フィルタの通過帯域を一点鎖線で示している。
数帯の信号を周波数シフトした例であるが、次に反転を
2度行い、周波数シフトしている例について説明する。
て、送信音声入力端子101に供給された信号はLPF
103a、変調器103b、BPF103c、LPF1
03d、変調器103e、BPF103f、時間圧縮回
路105、スプラッタフィルタ110を介して送信機1
07に供給される。
回路106、LPF104f、変調器104e、BPF
104d、LPF104c、変調器104b、BPF1
04aを介して受信音声出力端子102に供給される。
なお、フィルタ310a、103c、103d、103
f、104a、104c、104d、104fはスイッ
チドキャパシタフィルタで構成する。
ック信号入力端子113、114から各々の分周器にク
ロック信号が供給される。分周器111の第1の出力は
変調器103b、104bに供給され、第2の出力はフ
ィルタ103a、103c、104a、104cの遮断
周波数制御入力に供給される。
回路109にも供給されており、タイミング制御回路9
の出力は時間圧縮回路105、時間伸長回路106、送
信器107、受信機108のそれぞれの制御入力に接続
されている。
bにおいて分周器111の第1の出力をサブキャリア信
号としてLPF103aの出力により振幅変調が行わ
れ、そのサブキャリア信号の両側波帯が発生するが、B
PF103cを通過させることにより下側波帯の成分が
取り出され、上側波帯およびサブキャリア成分は除去さ
れる。
103e、BPF103fにより前述と同様の処理が行
われる。BPF103fの出力信号は時間圧縮回路10
5により1/2の時間圧縮が行われ、周波数成分は入力
の2倍となり、スプラッタフィルタ110により3KH
zで帯域制限されて送信機107に供給される。
信機の変調入力は1/2倍の時間圧縮操作を加えた後で
スプラッタフィルタにより3KHzの帯域制限を行って
いるが、ここでは簡単のため時間圧縮を省略し、これと
等価になるようにスプラッタフィルタの帯域制限を3K
Hzの1/2の1.5KHzとして説明する。
線で示し、入力の周波数スペクトラムを破線で示し、各
フィルタの通過帯域を一点鎖線で示しており、(a)は
LPF103a、(b)は変調器103b、(c)はL
PF103c、(d)はLPF103d、(e)は変調
器103e、(f)はBPF103f、(g)はスプラ
ッタフィルタ110のそれぞれの出力を示している。
各遮断周波数をFLf1およびFLf3とする。BPF
103cおよび103fの各低域遮断周波数をFLf
2、FLf4とし、各高域遮断周波数をFHf1、FH
f2、変調器103b、103eの各入力サブキャリア
周波数をfsc1およびfsc2とする。またこれらの
遮断周波数およびサブキャリア周波数はクロック入力端
子113、114に入力されるクロック信号により制御
されており、これらを本実施例では次のように設定す
る。
PF103cにより音声入力信号の周波数成分は周波数
反転され、端子101の入力信号周波数をFin、BP
F103cの出力信号周波数をFm’とすると、Fm’
=fsc1−Finとなり、fsc1=3.3KHz、
FLf1=3.1KHz、FLf2=3.0KHz、F
Hf1=0.3KHzに設定することにより、BPF1
03cの出力における伝送帯域は入力端子1での帯域に
換算すると、伝送帯域の下限をFL1、上限をFH1と
すれば、FL1=fsc1−FLf2=0.3KHz、
FH1=fsc1−FHf1=3.0KHzとなり、一
般の音声信号帯域の0.3〜3.0KHzに帯域制限さ
れるとともに、その帯域は反転する。
d、変調器103e、BPF103fにより、任意の帯
域を抽出すると共に、抽出した帯域の信号を任意の帯域
にシフトする。このとき、BPF103cの出力におけ
る伝送帯域は端子1の入力周波数に換算すると、伝送帯
域の下限をFL2、上限をFH2とすれば、図7(f)
に示すようにFL2=FHf2+fsc1−fsc1、
FH2=FLf4+fsc1−fsc2となる。
で1/2の時間圧縮が施され、その出力の周波数は2倍
となり、スプラッタフィルタ10によって3KHzに帯
域制限される。ここで前述の通り簡単のため時間圧縮動
作を省略して等価的にスプラッタフィルタの帯域制限を
1.5KHzで考慮すると、前述の伝送帯域の上限FH
2=fc+fsc1−fsc2となる。
ると前述の関係式より、FHf2=0.273KHzと
なり、FL2=0.572KHz、FH2=1.8KH
zとなる。また送信機変調入力信号としては図7(g)
で分かるように、FHf2〜fc、すなわち0.273
KHz〜1.5KHzの帯域信号となる。
子1に入力された音声信号は0.572〜1.8KHz
の帯域が抽出され、この帯域の信号が0.273〜1.
5KHzの帯域にシフトされて送信機7の変調入力に加
えられることになる。このことにより変調器103eの
サブキャリア信号の周波数Fsc2を変化することで、
前述の周波数FL2,FH2が変化する。この様子を図
8に示す。なお、図8において、伝送周波数が3KHz
以上にならないのは入力信号が初めに3KHzで帯域制
限を受けているからである。
信側と同様の操作を行うことにより送信側で帯域抽出さ
れ、帯域シフトされた信号を帯域抽出はそのままでシフ
トされた帯域を元の帯域に戻すことができる。この動作
の様子を図9に示す。図9において、(a)はLPF1
04f、(b)は変調器104e、(c)はBPF10
4d、(d)はLPF104c、(e)は変調器104
b、(f)はBPF104aのそれぞれの出力の周波数
スペクトラムを実線で、入力のそれを破線で、また各フ
ィルタの通過帯域を一点鎖線で示す。また、各遮断周波
数およびサブキャリア信号周波数は送信側と同じに設定
している。
から必要な帯域を抽出しシフトししても同様の効果を得
られる。また、周波数シフトは実施例に示すように変調
によって実現するほか、DSP(Digital Si
gnal Processor:ディジタル信号処理プ
ロセッサ)によっても実現することができる。
定の連続した帯域を抽出し、これを所定の帯域にシフト
することにより、所定の音声帯域を選択できるため、明
瞭度に貢献する連続した帯域を抽出するようにすれば、
狭い周波数帯域であっても、音質の改善をはかることが
できるという効果を有する。
である。
である。
波数の関係を示す図である。
めの図である。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 一定期間Tにおける送信音声信号に時間
圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号とし、該変調
入力信号が入力される期間と同期して送信動作を行い、
送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のように時間
圧縮された信号により変調された相手局からの送信信号
を受信して、その受信復調信号に時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、前記送信動作と受信動作を前
記一定期間T毎に繰り返す同時送受話無線機の音声伝送
方法において、 前記送信音声信号のうち明瞭度向上に貢献する連続した
帯域の信号を所定の帯域幅で抽出し、 該抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を
所定の帯域にシフトした後、該シフトした信号に前記時
間圧縮を施し、 該時間圧縮を施した信号に所定の帯域制限を行って前記
送信機の変調入力信号を得ることを特徴とする無線機の
音声伝送方法。 - 【請求項2】 一定期間Tにおける送信音声信号に時間
圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号とし、該変調
入力信号が入力される期間と同期して送信動作を行い、
送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のように時間
圧縮された信号により変調された相手局からの送信信号
を受信して、その受信復調信号に時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、前記送信動作と受信動作を前
記一定期間T毎に繰り返す同時送受話無線機において、 前記送信音声信号のうち明瞭度向上に貢献する連続した
帯域の信号を所定の帯域幅で抽出する手段と、 該抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を
所定の帯域にシフトする手段と、 該シフトした信号に前記時間圧縮を施す手段と、 該時間圧縮を施した信号に所定の帯域制限を行って前記
送信機の変調入力信号を得る手段と、 前記受信復調信号に前記時間伸長を施す手段と、 該時間伸長を施した信号の帯域を前記抽出を行った帯域
にシフトして前記再生音声信号を得る手段とを具備する
ことを特徴とする無線機。 - 【請求項3】 一定期間Tにおける送信音声信号に時間
圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号とし、該変調
入力信号が入力される期間と同期して送信動作を行い、
送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のように時間
圧縮された信号により変調された相手局からの送信信号
を受信して、その受信復調信号に時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、前記送信動作と受信動作を前
記一定期間T毎に繰り返す同時送受話無線機において、 前記送信音声信号に前記時間圧縮を施す手段と、 該時間圧縮を施した信号のうち明瞭度向上に貢献する連
続した帯域の信号を所定の帯域幅で抽出する手段と、 該抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を
前記時間圧縮を施した信号帯域内の所定の帯域にシフト
する手段と、 該シフトした信号に所定の帯域制限を行って前記送信機
の変調入力信号を得る手段と、 前記受信復調信号の帯域を前記抽出を行った帯域にシフ
トする手段と、 前述の時間伸長を施して前記再生受信音声信号を得る手
段とを具備することを特徴とする無線機。 - 【請求項4】 一定期間Tにおける送信音声信号に所定
の時間圧縮をしてこれを送信機の変調入力信号とし、該
変調入力信号が入力される期間と同期して送信動作を行
い、送信動作以外の期間は受信動作を行い、前記のよう
に時間圧縮された信号により変調された相手局からの送
信信号を受信して、その受信復調信号を元の期間Tに時
間伸長して再生受信音声信号とし、前記送信動作と受信
動作を前記一定期間T毎に繰り返す同時送受話無線機に
おいて、 前記送信音声信号のうち明瞭度向上に貢献する連続した
帯域の信号を所定の帯域幅で抽出する第1の信号抽出手
段と、 音声帯域内の所定の周波数を有する第1のサブキャリア
信号を前記第1の信号抽出手段の出力信号によって振幅
変調する第1の変調器と、 該第1の変調器によって変調された信号の下側波帯を抽
出する第2の信号抽出手段と、 前記第2の信号抽出手段の出力信号に前記時間圧縮を施
す手段と、 該時間圧縮が施された信号に許容された所定の帯域制限
を行って前記送信機の変調入力信号を得る手段と、 前記受信復調信号に前記時間伸長を施す手段と、 該時間伸長された信号で前記第1のサブキャリア信号と
同一の周波数を有する第2のサブキャリア信号を振幅変
調する第2の変調器と、 該第2の変調器によって変調された信号の下側波帯を抽
出する第3の信号抽出手段とを具備し、 前記第3の信号抽出手段の出力信号を前記再生受信音声
信号とするように構成したことを特徴とする無線機。 - 【請求項5】 請求項1に記載の無線機の音声伝送方法
において、 前記送信音声信号における0〜3KHz帯域のうち、明
瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を1.5KHz
以下の帯域幅で抽出し、 該抽出した明瞭度向上に貢献する連続した帯域の信号を
所定の帯域にシフトすることを特徴とする無線機の音声
伝送方法。 - 【請求項6】 請求項2または3に記載の無線機におい
て、 前記帯域をシフトする手段は、DSPであることを特徴
とする無線機。 - 【請求項7】 請求項2または3に記載の無線機におい
て、 前記送信音声信号における0〜3KHz帯域のうち、明
瞭度向上に貢献する0.572KHz〜1.8KHzの
連続した帯域の信号を抽出する手段と、 該抽出した明瞭度向上に貢献する帯域の信号を0.27
3KHz〜1.5KHzの帯域にシフトする手段とを具
備することを特徴とする無線機。 - 【請求項8】 請求項2または3に記載の無線機におい
て、 前記送信音声信号のうち明瞭度向上に貢献する連続した
帯域の信号を所定の帯域幅で抽出する手段と、 該抽出した信号の成分を周波数反転し、且つ所定の帯域
にシフトする手段と、前記受信復調信号の成分を周波数
反転し、且つ前記抽出を行った帯域にシフトする手段と
を具備することを特徴とする無線機。
Priority Applications (3)
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