JP2850703B2 - 伝送制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伝送制御装置に関し、特
に２線式専用線などの回線を用いて音声信号帯域内で回
線捕捉信号あるいはダイヤル信号等の制御信号を送受信
し、また専用線の減衰特性等を補正する伝送制御装置
（インバンドリンガ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】インバンドリンガは、専用線等の回線を
用いて音声信号帯域内（０．３〜３．４ｋＨｚ）で音声
信号あるいは回線捕捉信号等の制御信号を伝送する装置
である。このような装置では、良好な通話品質を得やす
く構造が簡単であるため、４線式の専用線を利用するの
が一般的である。しかし４線式では専用線の賃借料等維
持費が高くなる問題があるため２線式専用線で同等の機
能および性能を実現したいとの要求がある。

【０００３】２線式専用線を用いる場合、専用線の両端
で２線４線変換をする必要があるが、２線４線変換部で
の回り込み抑圧量が少ないと、過大な側音あるいはエコ
ー、鳴音を発生させることになり著しく通話品質を劣化
させる。すなわち図２０に示すように、長距離伝送を行
なう中継ＰＢＸを介して２線式専用線を縦続接続した場
合、回り込みおよびは遅延が少ないので過大な側音
として話者に聞こえ、回り込みとは話者Ｂにエコー
となって聞こえ、回り込みとは話者Ａにエコーとな
って聞こえる。鳴音は、回り込みとＰＢＸ内回り込み
、回り込みと回り込み、あるいは回り込みとＰ
ＢＸ内回り込みが形成するループ経路で発生する。従
来２線式インバンドリンガでは、回り込みに起因する上
記通話品質劣化を、工事業者が設置時に２線４線変換部
のバランス回路網を調整することで、低減していた。

【０００４】また、２線式に限らずインバンドリンガで
は、専用線の減衰量に見合う増幅器利得の設定、および
高域周波数での減衰を補償して振幅周波数特性を平坦に
するイコライザの設定が必要であるが、これらも設置時
に工事業者が調整していた。すなわち専用線の一方の端
からあらかじめ定められた信号を送出し、他端でこの信
号を観測することで劣化の程度を知り、増幅器利得を設
定し、イコライザの特性を選択し設定していた。

【０００５】また、インバンドリンガには専用線の断線
検出を行なう機能が必要となる。この機能がないと、利
用者が機器異常を保守管理者に伝え、保守管理者が専用
線貸与業者とともに原因調査し、断線と判断した時点で
断線している専用線を特定するといった手順が必要にな
り、復旧までの時間がかかってしまい多大な迷惑をかけ
ることになる。断線検出の方法としては、伝送帯域の一
部を用い正弦波信号を常時伝送しておき、その信号が受
信側で検出できなかったときに断線とするのが一般的で
ある。すなわち、送信側では音声信号を帯域阻止フィル
タに通すことで正弦波信号の伝送帯域を確保した後に正
弦波信号を重畳し、受信側では帯域通過フィルタを用い
て正弦波信号を検出するとともに、帯域阻止フィルタで
正弦波信号を除去し音声信号のみを受信信号として出力
する。

【０００６】また、インバンドリンガではダイヤル中あ
るいは通話中に制御信号を重畳して伝送するが、インバ
ンドリンガ内部ではこの制御信号を除去し話者に聞こえ
ないようにする必要がある。制御信号を除去するには送
信側が送出する信号周波数と受信側の除去フィルタの中
心周波数が正確に一致してしている必要があり、抵抗器
やコンデンサといったアナログ部品で構成される発振器
あるいはフィルタを用いると複雑な調整が必要となり製
造しにくいといった問題があった。これを解決する方法
として、正確な基準周波数を用いてデジタル信号処理技
術により発振器あるいは除去フィルタを構成することで
無調整化を実現する方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバンドリン
ガの増幅器利得の設定およびイコライザの設定では、専
用線の送信端から測定信号を送出し、他端において増幅
器およびイコライザを通した後の信号を観測することで
最適な設定を行なう必要があるが、この場合、専用線の
両端に工事者がいなければならず設置工事のための人件
費が高くなるといった問題があった。また、従来の断線
検出では、断線検出を目的とした信号を伝送するために
音声信号の一部周波数成分を強制的に取り除くので、通
話品質を劣化させてしまうという問題点もあった。

【０００８】本発明の目的は、従来例の問題点を解決
し、主局と従局間での制御信号のやり取りを確実に実行
でき、増幅器利得の設定およびイコライザの選択を人手
を介さずに自動的に行なえ、さらに音声信号の伝送中に
は全ての帯域を音声信号に開放し、かつ断線検出が行な
えるような伝送制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回線を介して
対向するインバンドリンガの間で確実に手順の同期が取
れるリセット手順、トレーニング手順等を設定し、トレ
ーニングにおいては他方のインバンドリンガから多周波
測定信号を送出し、一方の側では各周波数での受信電力
を測定し、その結果得られる振幅周波数特性から最適の
イコライザ特性および増幅器利得を選択することを特徴
とする。また、音声信号の伝送を行う状態と行わない状
態に分け、音声信号の伝送を行わない状態では専用線を
介した双方のインバンドリンガが互いに応答信号を送受
信するよう構成し、応答信号が受信できなかった場合に
断線と判定し、音声信号の伝送を行う状態では一切の応
答信号を伝送せず、終話時点で終話信号を送り、それに
対する応答が定められた時間内に受信できなかった場合
に断線と判定するところに特徴がある。

【００１０】

【作用】本発明では、専用線を介して対向する主局装置
および従局装置の間に制御手順を設け、テスト信号を伝
送帯域中心付近の正弦波信号と伝送帯域端付近の正弦波
信号とを加えた信号として、両者の電源が投入された時
点を契機に従局装置からテスト信号を出力し、また主局
装置の設定あるいは選択動作が終了した後に主局装置か
らテスト信号を出力するようにしたから、主局および従
局ともに伝送帯域中心付近の正弦波信号電力により増幅
器利得設定、伝送帯域端付近と伝送帯域中心付近の正弦
波信号電力比からイコライザ特性の選択を自動的に行う
ことができる。

【００１１】また、音声信号の伝送を行わない場合は相
互に応答信号を送信し、それを相手装置が規定時間内に
検出することで断線を検出でき、また音声信号の伝送を
行っている場合は、断線があれば話者が気付き終話とす
るから、それを契機として終話信号を送出した側の装置
がタイマ監視し、相手装置から終話信号に対する応答信
号を規定時間内に受信することで断線を検出できる。

【００１２】

【実施例】図２１は本発明のインバンドリンガのハード
ウェア構成を示すブロック図である。インバンドリンガ
１は、２線式の回線とＰＢＸ２の間に接続されており、
ＰＢＸ２とは、例えば図２１に示すような６線式ＳＲ専
用線インターフェース（ＴＴＣ標準ＪＪ−２１．１０）
によって接続されている。送話線４ＷＳ、受話線４ＷＲ
はそれぞれの方向の音声信号を伝送し、上り制御線Ｓ
Ｓ、下り制御線ＳＲはそれぞれの方向に、発呼、ダイヤ
ル、応答等の制御信号を伝送する。なお、ＰＢＸ等との
インタフェースはこの他に、２線の伝送線に送受音声信
号と回線捕捉信号、呼び出し信号、ダイヤル信号等の制
御信号とを重畳する方法もある。

【００１３】ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１
０は高速の演算機能を備えたＣＰＵである。図２３はＤ
ＳＰの構造の一例を示すブロック図である。ＤＳＰ自体
は各種のものが市販されており、周知であるので詳細な
説明は省略するが、ＤＳＰに適当なプログラムを組み込
むことにより、フィルタ、信号の発生、検出など様々な
デジタル信号処理が可能となり、また外部の回路の制御
を行うこともできる。Ｈ１３は２線４線変換回路、ＢＮ
１４はＨ１３の平衡をとるための複数個の回路を含むバ
ランス回路網（これらの回路については後述する。）、
ＡＧＣ１５は専用線での信号減衰量を補償するための可
変利得増幅器（これについても後述する。）である。

【００１４】ＡＤＣｂ１６はＨ１３の４線側出力（ＡＧ
Ｃ出力）をデジタル信号に変換するためのアナログ−デ
ジタル変換器、ＤＡＣｂ１２はデジタル信号をアナログ
信号に変換するためのデジタル−アナログ変換器であ
る。ＡＤＣａ１１は入力音声信号をデジタル信号に変換
するためのアナログ−デジタル変換器、ＤＡＣａ１７は
デジタル信号をアナログ信号に変換するためのデジタル
−アナログ変換器である。フォトカプラ１８はＳＳ信号
を受信し、ＤＳＰ１０の制御バス２０に出力する。リレ
ー１９はＤＳＰ１０の制御により、制御信号をＳＲ線に
送出する。

【００１５】図１は本発明の２線式インバンドリンガの
機能を示す機能ブロック図である。本発明のインバンド
リンガは設置時に図示してない設定手段（例えばスイッ
チ）により機能選択がなされ、主局装置あるいは従局装
置に設定される。本発明では、従局に設定されたインバ
ンドリンガが先に専用線の特性を測定するためのテスト
信号を送信し、主局に設定されたインバンドリンガは、
それを受けて増幅器利得等の設定を開始する。主局ある
いは従局への設定は、いずれが先にテスト信号の送信を
行うか、また制御信号として主局用の周波数を用いるか
従局用の周波数を用いるかを区別するものである。主
局、従局ともに同一の構成であるから、図１を用いて各
構成要素を説明し、その後図２以降を用いて動作を説明
する。

【００１６】図１において、ＥＣｂは２線４線変換部Ｈ
で生じる回り込み成分の伝達関数を推定するエコーキャ
ンセラ、ＡＤｂはＥＣｂの出力とＨの４線側出力を減算
し回り込みを抑圧する減算器、ＷＨＮａは白色雑音発生
器、ＳＷｂはバランス回路網ＢＮの選択あるいはエコー
キャンセラＥＣｂの適応フィルタタップ係数設定時に白
色雑音をＨの４線側入力に入力するための切替えスイッ
チである。

【００１７】ＭＯＤはダイヤルパルスを変調する変調
器、ＯＳＣは１周波あるいは２周波からなる制御信号を
出力するための可変周波数発振器、ＢＥＦａはＭＯＤ又
はＯＳＣから出力される制御信号の占有帯域に相当する
成分をＰＢＸ側より入力される音声信号から除去する帯
域阻止フィルタ、ＳＷａは通話モード時に音声信号の全
帯域を通すためのスイッチ、ＤＥＴは１周波あるいは２
周波からなる制御信号を受信し、その電力を測定すると
ともに信号の有無を判定する信号受信器、ＤＥＭはダイ
ヤルパルス変調波の復調を行う復調器、ＳＷｃは通話モ
ード時に音声信号の全帯域を通すためのスイッチ、ＢＥ
Ｆｂは専用線から受信した信号中から制御信号の帯域に
相当する成分を除去する帯域阻止フィルタである。

【００１８】ＥＱは複数のイコライザカーブを持ち、そ
のうちの１つを用いて受信音声信号の高域減衰を補正す
るイコライザ、ＮＲは、量子化雑音を低減するために受
信音声信号の電力に応じて利得を変える雑音低減器、Ｗ
ＨＮｂは白色雑音発生器、ＳＷｄはＥＣａのタップ係数
設定時に白色雑音を受話線４ＷＲに入力するためのスイ
ッチ、ＥＣａはＰＢＸの加入者回路の２線４線変換回路
で生じる回り込み成分の伝達関数を推定するエコーキャ
ンセラ、ＡＤａは送話線４ＷＳの信号からＥＣａの出力
を減算し、回り込みを抑圧する減算器である。ＣＯＮＴ
は制御バスを介してかく機能ブロックを制御する。ＩＮ
ＴはＳＳ線、ＳＲ線とのインターフェース部であり、Ｓ
Ｓ線から受信した制御信号をＣＯＮＴに転送し、またＣ
ＯＮＴからの制御信号をＳＲ線に伝送する。

【００１９】ここで上記各ブロックのうち機能が複雑な
ものについて信号処理方法を説明しておく。図２２に回
路図を示す可変利得増幅器ＡＧＣは演算増幅器で構成さ
れ、増幅利得は複数の帰還回路（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち１
つを選択することで実現され、帰還回路の選択はアナロ
グスイッチＳＷにバイナリコードを与えることで行な
う。

【００２０】エコーキャンセラＥＣａおよびＥＣｂは、
２線４線変換部に白色雑音を入力している時に減算器Ａ
ＤａあるいはＡＤｂの出力が最小になるようタップ係数
を調整し、タップ係数の調整後はその値を保持するプリ
セット型エコーキャンセラであり、同定アルゴリズムに
は例えば学習同定法を用いる。なお、ＥＣａおよびＥＣ
ｂのトレーニング時には、確実にトレーニングが行なわ
れるよう白色雑音は音声信号と同レベルで印加される。
ＥＣｂの場合、初期設定動作中に行われるので問題は無
いが、ＥＣａの場合にはＰＢＸの通話路が形成されてか
らトレーニングを行うので、話者には大きな不快な雑音
として聞こえてしまう。不快感を軽減するには、被呼側
では回線捕捉検出直後あるいは発呼側では捕捉応答信号
停止直後にトレーニングを行ない、通話路切替音等によ
るマスクキング効果があるようにする。白色雑音発生器
ＷＨＮａおよびＷＨＮｂでは、例えば予め計算機で発生
させたランダム信号をＲＯＭに記憶しておき、それを読
み出すことで発生させる。変調器ＭＯＤは、例えばダイ
ヤルパルスのブレーク期間に正相正弦波を出力し、メイ
ク期間に逆相正弦波を出力する位相変調で実現する。位
相変調であれば常時信号電力が存在し、単一周波数検出
手段で検出可能であり都合がよい。可変周波数発振器Ｏ
ＳＣは例えば発振周波数をｆｉとしサンプリング周波数
をｆｓとしたときｎ番目の正弦波サンプル値は次式の実
数部または虚数部で表わされる。

【００２１】exp(j2πnfi/fs) ＝exp(j2π(n-1)fi/fs)
・ exp(j2πfi/fs) ． 従って、この式の右辺を逐次的に計算することで、すな
わち発振周波数に対応した係数cos(2 πfi/fs)およびsi
n(2 πfi/fs)を用いて複素演算を行うことで、所望の周
波数の正弦波を発生できる。帯域阻止フィルタＢＥＦａ
あるいはＢＥＦｂはＩＩＲフィルタで構成してあり、複
数の阻止特性に対応した分母係数および分子係数をＲＯ
Ｍに記憶しておき、通信手順上の必要に応じて、これら
係数を選択し演算する。２周波信号の除去にあたっては
１サンプルの処理中に２回前記係数を選び、フィルタ演
算を行なう。

【００２２】信号受信器ＤＥＴにおける信号検出は図１
６に示すように、先ず０．３〜３．４ｋＨｚの全ての帯
域内の電力Ｐａを測定し、次に所望周波数の正弦波を通
過させる帯域通過フィルタにより信号帯域を選択し、そ
の選択された信号の電力Ｐｓを測定し、検出判定に当た
っては比Ｐｓ／Ｐａが１のとき（実際にはノイズや誤差
があるので１より小さな値ｒｐ以上のとき）所望信号有
りと判定する。比Ｐｓ／Ｐａが小さいときは受信信号が
所望信号以外の成分を多く含んでおり、誤検出となる可
能性が高いので合格判定としない。なおＤＥＴにおい
て、電力測定は時間窓内の平均を計算することで実現
し、帯域通過フィルタはＩＩＲフィルタで構成してあ
り、複数の通過特性に対応した分母係数および分子係数
をＲＯＭに記憶しておき、検出周波数に応じてこれら係
数を選択演算し、また２周波の場合は帯域阻止フィルタ
と同様に２回演算することで実現する。復調器ＤＥＭは
帯域通過フィルタと捕捉信号の位相変化を判定する検出
器とで構成され、ダイヤルパルスを復調する。イコライ
ザＥＱおよび雑音低減器ＮＲについては後に詳述する。

【００２３】次に本発明によるインバンドリンガの初期
設定動作に入る手順及び初期設定動作終了後の待機状態
について図２（ａ）、図２（ｂ）、図６（ａ）及び図６
（ｂ）を用いて説明する。インバンドリンガの設置にあ
たっては工事業者がＰＢＸ等との伝送線及び２線式専用
線を接続し主局装置か従局装置かの設定を行い電源を投
入する。

【００２４】電源投入が行われると、主局装置は図６
（ａ）に示すように２周波で成る待機信号Ｓ１１をＯＳ
Ｃから出力する。このときＳＷａはＢＥＦａ側に倒れ、
ＢＥＦａはＳ１１を構成する２周波を阻止するようプロ
グラムされる。（以下特に断らない限り主局装置あるい
は従局装置ともＯＳＣあるいはＭＯＤから制御信号を出
力する場合、ＳＷａはＢＥＦａ側に倒れ、ＢＥＦａは出
力信号と同一周波数成分を阻止するようプログラムされ
るものとし、またＳＷｃについても制御信号を受信する
状態ではＢＥＦｂ側に倒すものとする）。主局装置は一
定時間（例えば１秒）の経過後、１周波でなるリセット
信号Ｓ１２を出力して、従局装置に初期設定動作の開始
を指示し、従局装置から応答を兼ねた減衰特性測定用の
テスト信号Ｓ２３が送られるのを待つ。テスト信号Ｓ２
３を受信すると初期設定動作へ移行する。なお、主局装
置は、待機状態において従局装置からリセット信号Ｓ２
２を受信するとリセット信号Ｓ１２を出力し、電源投入
時と同じシーケンスで初期設定動作が起動されるように
する。

【００２５】従局装置は図６（ｂ）に示すように電源投
入直後、２周波からなる待機信号Ｓ２１を一定時間出力
した後、リセット信号Ｓ２２を出力し、主局装置に初期
設定動作の開始を指示し、主局装置から応答を兼ねたリ
セット信号Ｓ１２が送られるのを待つ。従局装置はリセ
ット信号Ｓ１２を受信すると直ちに減衰特性測定用テス
ト信号Ｓ２３を出力し初期設定動作へ移行する。

【００２６】図２（ａ）は主局装置の電源が先に投入さ
れ、主局装置が設定動作を開始するまでのシーケンスを
示し、図２（ｂ）は従局装置の電源が先に投入され主局
装置で設定動作が開始されるまでのシーケンスを示す。
図２（ａ）および図２（ｂ）から明らかなように、本発
明の手順によれば主局従局の電源投入順序によらず制御
手順の同期がとられることになるから、常に主局側の初
期設定が開始され、従局はそれに必要な信号を出力す
る。すなわち同期をとることで両者の装置の一方がテス
ト信号を出力し、それをもとに他方が専用線の特性を知
り補正することで人手を介さない初期設定が可能とな
る。

【００２７】リセット信号に先立ち、待機信号を送出す
るように構成した理由は、インバンドリンガの動作途中
において、リセットスイッチ等により強制的に初期設定
を開始させる場合にも、一旦両者を待機状態に移行さ
せ、確実にリセット信号を検出するためである。すなわ
ち、２周波からなる待機信号は音声信号との区別もつけ
易く、また雑音による誤検出の可能性も極めて少ないか
ら、インバンドリンガがどの状態にあっても確実に受信
し、強制的に待機状態に復帰できる。待機状態では音声
信号は専用線に出力されず、リセット信号のような単周
波信号でも確実に検出できる。なおリセット信号を２周
波で構成することも可能であるが、次に述べる事情から
待機信号とリセット信号の両者を２周波信号とすること
は不利であり、待機信号のみを２周波構成としている。
すなわち３．４ｋＨｚの帯域のうち２ｋＨｚ以下はダイ
ヤル伝送用のＭＦ信号があるため強制的に動作を変更さ
せるような信号には割り当てられないこと、２周波構成
の場合、主局用従局用で４周波が必要になること、３ｋ
Ｈｚ付近になると専用線による減衰が大きく制御信号と
して使用するには不適切であること等の事情が有り、リ
セット信号と待機信号の両者を２周波構成の信号として
狭い帯域に押し込むのは検出する上で不利となる。

【００２８】次に本発明による初期設定動作について説
明する。主局装置は図７（ａ）に示すように、テスト信
号Ｓ２３を受信するとＡＧＣとＥＱの設定を行なう。テ
スト信号Ｓ２３は伝送帯域の中心付近の周波数ｆｃ（例
えば１．５ｋＨｚ）と伝送帯域端付近の周波数ｆｅ（例
えば３ｋＨｚ）の２周波で構成される信号で、従局装置
から２周波とも等しい振幅で送出される。周波数ｆｃの
信号は専用線の減衰量の測定と従局装置の初期設定動作
の開始報知を兼ねた信号であり、周波数ｆｅの信号は高
域の減衰量を測定するための信号である。ｆｅは測定精
度をあげるために多周波としてもよい。主局装置はテス
ト信号Ｓ２３すなわち周波数ｆｃを信号受信器ＤＥＴで
検出し、その時のｆｃ電力をもとにＲＯＭに記憶されて
いる増幅器利得値表を参照し、該当する利得値に可変利
得増幅器ＡＧＣを設定する。

【００２９】次に主局装置は周波数ｆｅの電力を測定し
（処理上は時分割処理で実現しているから、ｆｃとｆｅ
の電力測定は同時、即ち１サンプル内に行なわれ
る。）、これとｆｃ電力との比をもとにイコライザ特性
を選択する。イコライザ特性の選択法については後に詳
述する。主局装置はイコライザ特性の選択終了後に終了
信号Ｓ１４を出力する。Ｓ１４送出中にｆｃ電力がなく
なったならバランス回路網ＢＮの選択に進む。テスト信
号Ｓ２３（ｆｃ）の停止は無音そのものを検出すべきで
あるが、雑音が存在するため直接検出することは困難で
ある。従ってテスト信号Ｓ２３の検出ができないことを
もって無音検出に代える（以降における無音検出も同様
の扱いである）。バランス回路網ＢＮの選択において
は、ＷＨＮａから白色雑音を２線４線変換部Ｈに印加し
た状態で行なうが、詳細は後述する。

【００３０】バランス回路網の選択後、主局装置はエコ
ーキャンセラＥＣｂのタップ係数のトレーニングを前述
のごとく行ない、トレーニング終了後、終了信号Ｓ１５
を送出する。Ｓ１５送出中に従局装置からテスト要求信
号Ｓ２５を受信したならテスト信号Ｓ１３の出力を開始
する。テスト信号Ｓ１３は前記Ｓ２３と同じ周波数構成
の信号である。Ｓ１３を送出する期間は、従局装置がＡ
ＧＣおよびＥＱの設定を行う時間であり予め定められ
る。その期間を過ぎても終了信号Ｓ２４を検出できない
場合は、専用線の断線あるいは従局装置故障が考えられ
るので、アラーム表示を行う。Ｓ２４を受信したなら信
号送出を停止し、従局装置が自ら白色雑音を出力し行う
トレーニングを妨害しないようにする。無音送出につい
ても一定時間経過後に終了信号が受信されないなら断線
あるいは故障と判断し、アラーム表示を行う。

【００３１】従局の終了信号は、全ての初期設定動作が
終了した後であるから待機信号Ｓ２１で兼ねる。待機信
号Ｓ２１は従局装置が白色雑音に続けて出力するが、白
色雑音中には待機信号成分も含まれるので、何らかの対
策を行わないと主局は誤検出に至る。誤検出を防ぐた
め、前記説明のようにＤＥＴでは全帯域電力と所望信号
電力との比を参照し、両者が同程度であるときに真の終
了信号を受信したと判定する。このようにすれば送出側
で予め白色雑音から終了信号成分を除去して送出しなく
ても済む。白色雑音からある成分を除去してＢＮ選択あ
るいはエコーキャンセラのタップ係数設定を行なわねば
ならないとしたら除去した帯域については情報が得られ
ないことになるから、正しい選択あるいは設定が行われ
ないことになる。

【００３２】従局装置の初期設定動作は図７（ｂ）に示
すようにテスト信号Ｓ２３の送出から開始される。Ｓ２
３の送出中に一定の時間経過しても終了信号Ｓ１４が主
局装置から送られてこない場合は、専用線の断線あるい
は主局装置の故障が考えられるのでアラーム表示を行
う。Ｓ１４を受信したなら信号送出を停止し、タイマ監
視を行い、一定時間経過するようなら断線あるいは故障
とみなし、アラーム表示を行う。一定時間以内に終了信
号Ｓ１５を前記ＤＥＴで検出したならテスト要求信号Ｓ
２５を出力し、テスト信号Ｓ１３に含まれる前記伝送帯
域中心付近の信号（ｆｃ）の受信を待つ。Ｓ１３を検出
したならＡＧＣの利得設定を行い、イコライザ特性を選
択し、終了信号Ｓ２４を出力する。Ｓ２４送出後、テス
ト信号Ｓ１３が検出されなくなったら、２線４線変換部
に白色雑音を印加し、バランス回路網ＢＮ及びエコーキ
ャンセラＥＣｂのトレーニングを行う。これらの動作が
終了した後、終了信号を兼ねた待機信号Ｓ２１を出力し
待機状態に移る。

【００３３】前記説明のアラーム表示において、主局装
置あるいは従局装置はアラームランプを点灯するととも
に、相手装置に待機信号を送出するアラーム状態にとど
まり、人手によりアラームの原因が除去された後に行わ
れるリセットにより再度初期設定動作に入る。図３は前
記説明の初期設定動作を主局装置と従局装置を対向させ
てシーケンス図として表わしたものである。

【００３４】次に図１２及び図１３を用いてイコライザ
特性の選択法について説明する。専用線は図１２に示す
ように様々な振幅周波数特性を持つ。すなわち専用線が
短距離の場合、Ｃ４で示すように振幅周波数特性はほぼ
平坦であり、中距離の場合Ｃ３あるいはＣ２で示すよう
に低域に較べ高域の減衰が大きくなり、長距離の場合Ｃ
１に示すように低域と高域の減衰差は極めて大きくな
る。この状態を放置し、イコライザによる補正を行わな
いと音声の明瞭度が悪くなり、通話に支障をきたす。図
１２でｆｃは前記説明の伝送帯域中心付近の周波数であ
り、ｆｅは伝送帯域端部の周波数である。図では振幅周
波数特性をｆｃでの振幅値で規格化して表現してあり、
またｒ１、ｒ２、ｒ３はイコライザ特性判定用の域値で
ありｆｅにおける減衰量（比）を用いて表わす。

【００３５】次に図１３を用いてイコライザ特性の選択
法を説明する。テスト信号を受信したら、先ずｆｃでの
振幅レベルＬｃを測定し、次にｆｅでの振幅レベルＬｅ
を測定し、両者の比ｒ＝Ｌｅ／Ｌｃを求め、求めた比ｒ
と前記ｒ１、ｒ２、ｒ３の大小比較を行い、該当する補
正特性すなわち図１２に示した振幅周波数特性の逆特性
を選択する。本発明のイコライザ設定法では、例えばｒ
がｒ１以上でｒ２より小さい範囲の値として測定される
専用線に対しては、線種、伝送距離に関わらず最適特性
をＣ２の逆特性として判定する。従って準備する補正特
性の数が少ないと過補償あるいは補償不足になる危険が
多くなる。図１２、図１３は説明の都合で特性の数を４
本としているが、実際には８本程度は少なくとも必要で
ある。なお振幅レベルの測定はＤＥＴにおいてなされ、
帯域通過フィルタの出力を用いる。選択されるイコライ
ザ特性はＲＯＭにＦＩＲフィルタのタップ係数として記
憶されており、選択後のタップ係数はＦＩＲフィルタを
構成する係数ＲＡＭに転送され、以降再度初期設定動作
が行われるまで保持される。本発明の方法は、人手によ
り相手側から測定信号を入力し、測定側で同じく人手に
より信号レベルを測定し、最適補正フィルタを選択する
方法に較べれば、極めて短時間で終了する（帯域通過フ
ィルタの出力を平均し、測定する時間を１００ｍｓにと
ったとすれば測定は２周波同時に行なえるから、選択動
作は１００ｍｓ程度で終了する）。

【００３６】次に図１４及び図１５を用いてＢＮの選択
について説明する。図１４は図１の２線４線変換部Ｈと
バランス回路網ＢＮを一体にして表わした回路図であ
る。図において、ＢＮで表示した枠内のＺ１１とＺ２１
は１組の分圧回路を構成し、選択スイッチＳ１１とＳ２
１を閉じることで選択される。同様にＺ１２〜Ｚ１４と
Ｚ２２〜Ｚ２４もそれぞれ分圧回路を構成し、選択スイ
ッチＳ１２〜Ｓ１４とＳ２２〜Ｓ２４により選択され
る。Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４はアナログスイッ
チＩＣで実現される。ＺＬは専用線のインピーダンスを
表わし、Ｚ０はＺＬと対になり分圧回路を構成する。２
線４線変換部はブリッジ回路であり、送信信号はｃおよ
びｄ点の間に印加されてＺＬに出力され、Ｚ０及びＺＬ
の接続点ａの電位とＢＮ内の分圧回路接続点ｂの電位が
等しければ、両点の間に電圧は発生せず、送信信号の受
信信号への回り込みはない。

【００３７】バランス回路網Ｚ１１・Ｚ２１、Ｚ１２・
Ｚ２２、Ｚ１３・Ｚ２３、及びＺ１４・Ｚ２４は、線種
及び伝送距離に依存して変化するＺＬの幾つかの場合
（図１４では４つの場合）を考慮し、分圧電位がなるべ
く等しくなるよう計算機等を使い設計される。次にこれ
らのバランス回路網の中から最適なものを選ぶ選択法を
図１５を用いて説明する。先ず図１４のｃ点とｄ点の間
に、帯域内で平坦なスペクトラムを有する信号（白色雑
音）を印加する。次に仮の最小電力Ｐmin を極めて大き
な値に、最小電力を出力するバランス回路網番号Ｎmin
を０に初期化する。次にバランス回路網番号ｎを１と
し、図１４のＳ１１とＳ２１を閉じ、図１４ａ点とｂ点
の間に発生する受信電力をＤＥＴにおいて全電力Ｐａと
して測定し、Ｐmin とＰａを比較する。

【００３８】ｎ＝１のときは必ずＰａの方が小さいの
で、Ｐmin ＝Ｐａ、Ｎmin ＝１となる。次にｎ＝２とし
てＳ１２とＳ２２を閉じて（Ｓ１１とＳ２１は開く）、
受信信号電力Ｐａを測定し、Ｐmin とＰａの比較を行な
い、Ｐａの方が小さければＰmin ＝Ｐａ、Ｎmin ＝２と
更新し、Ｐａの方が大きければＰmin 、Ｎmin を更新し
ないで、次のバランス回路網を選択するためｎをインク
リメントし、ｎ＝３とする。以降同様にバランス回路網
を選択し、Ｐａ測定を行なうことでＰmin 、Ｎmin を更
新し、全てのバランス回路網について測定が終了した段
階でＮmin に記憶されている番号を最適バランス回路網
の番号とし、選択スイッチの状態を固定する。以降、初
期設定動作が再起動されるまではこの状態を維持する。
なお説明の都合上、バランス回路網の数を４つとした
が、実際には専用線の線種数が多いので回り込み量を少
なくするため８組程度は最低必要である。本発明のＢＮ
の選択は、人手により多数の周波数ポイントについて回
り込み量を測定し、例えば８組以上の中から最適なもの
を選び出すといった方法に較べ、明らかに効率が良く設
定時間は極めて短縮される。

【００３９】次に図８〜図１１を用いて待機状態、発呼
状態、被呼状態及び通話状態の動作について説明する。
図８〜図１１は主局装置の動作を示すフローチャートで
あるが、従局装置も全く同様な動作であり、信号の記号
（例えばＳ１１とＳ２１、Ｓ１９とＳ２９等）が異なる
だけである。

【００４０】待機状態では図８に示すように待機信号Ｓ
１１を送出し、従局からのリセット信号Ｓ２２を受信し
たなら初期設定動作へ移行し、自局の発呼を検出したな
ら待機信号Ｓ１１の送出を停止して発呼状態へ移行し、
従局から捕捉信号Ｓ２９を受信したなら待機信号Ｓ１１
の送出を停止して被呼状態へ移行し、従局から待機信号
Ｓ２１を受信したなら待機状態に留まり、前記いずれの
信号も一定時間以上受信できない場合は専用線の断線で
あるからオペレータに断線を知らせるためアラーム表示
を行う。

【００４１】発呼状態では図９に示すように捕捉信号Ｓ
１９を送出し、相手装置に回線捕捉を通知する。捕捉信
号Ｓ１９の送出後、相手装置から捕捉応答信号Ｓ２８が
送られるのを待つ。もし捕捉応答信号が一定時間以内に
検出できない場合、専用線の断線であるからアラーム表
示を行う。捕捉応答信号Ｓ２８を受信したならパルスダ
イヤル変調を行う。パルスダイヤル変調は捕捉信号Ｓ１
９の周波数を搬送波とし行われる。なおＰＢダイヤル信
号の時はパルスがＰＢＸから送出されないので捕捉信号
Ｓ１９は変調されない。パルスダイヤル変調（変調され
ない場合も含める）と同時に捕捉応答信号Ｓ２８が停止
されるのを待つ。本発明の実施例では通話状態で一切の
制御信号を出力せず、全ての帯域を通話に提供する。す
なわち被呼側装置は捕捉信号を受信し、捕捉応答信号出
力と並行してＰＢＸに対し呼出しを行っている間にＰＢ
Ｘから応答があると捕捉応答信号を停止する。

【００４２】相手装置からの捕捉応答信号の停止を検出
すると無音を出力し、音声信号に全ての帯域を開放し通
話状態に移行するが、後に述べるウィンクスタートによ
る応答方式があるので、タイマを設け、一定期間以上捕
捉応答信号の停止状態が続いたことを確認してから通話
状態に移行する。エコーキャンセラＥＣａのトレーニン
グは捕捉応答信号の停止を検出した時点直後に実施す
る。ＥＣａは既に説明したようにＰＢＸの通話路を含め
た回り込み経路の伝達関数を同定するものであるから、
発呼側ＰＢＸが通話路を形成した時点、すなわち発呼側
インバンドリンガが被呼応答をＰＢＸに通知した時点直
後にトレーニングを行なう必要がある。ただし、後に述
べるウィンクスタートによる応答方式があるので、タイ
マを設けウィンクパルスの継続時間以上捕捉応答信号の
停止が検出された場合にのみタップ係数を固定し通話状
態に移行する。

【００４３】被呼状態では図１０に示すように、最初に
捕捉応答信号Ｓ１８を出力する。同時にパルスダイヤル
の復調を行う。ＰＢダイヤルの場合、捕捉信号Ｓ２９は
変調されていないからＰＢＸに対しダイヤルパルスは出
力されない。自局が捕捉応答信号Ｓ１８を停止する前に
相手装置からの捕捉信号Ｓ２９が一定時間以上受信され
ない場合は専用線の断線であるからアラーム表示を行
う。自局の回線捕捉（応答）を検出すると無音を出力
し、音声信号に全ての帯域を開放し、同時にエコーキャ
ンセラＥＣａのトレーニングを行う。被呼の場合、応答
検出直後にＰＢＸ通話路が形成されるので、この時点で
ＥＣａのトレーニングを行いタップ係数を固定し、通話
状態に移行する。ただし、後に述べるウィンクスタート
による応答方式があるので、タイマを設け、ウィンクパ
ルスの最長継続時間以上応答検出がなされた場合にのみ
タップ係数を固定し通話状態に移行する。

【００４４】通話状態では図１１に示すように制御信号
として無音を出力するとともに、待機信号Ｓ２１の検
出、復旧検出（回線解放検出）を行う。待機信号Ｓ２１
を検出したなら自局の復旧検出を行った後に待機状態に
戻る。相手装置より先に復旧を検出したなら待機信号Ｓ
１１を出力し相手から待機信号２１による応答があるの
を待つ。本発明による実施例では、通話中に断線検出用
の制御信号を流していないので直接的な断線検出はでき
ない。しかし、もし通話中に断線が発生したとするなら
話者は通話を継続させることができず受話器を置くはず
である。主局側の話者が先に受話器を置いたとする。待
機信号Ｓ１１を出力すると断線でない場合、数秒以内に
相手側も受話器を置くから相手装置の待機信号Ｓ２１が
受信されるが、断線の場合は一定時間（例えば１分）経
過しても受信されない。このことを利用し、自局から待
機信号Ｓ１１を送出し一定時間経過後に待機信号Ｓ２１
が受信されない場合は断線アラーム表示を行う。一定時
間内に待機信号Ｓ２１が受信できた場合は待機状態に戻
る。

【００４５】以上説明したように各状態において制御信
号を送出した場合には予定時間内に予定の応答が返って
くることを検出し、断線検出を行なうので、何時でも断
線検出ができる。図８〜図１１において断線アラーム状
態では待機信号を出力し、アラームランプを点灯させて
その状態に留まり、強制リセットがなされると初期設定
動作に移る。

【００４６】図４はこれまでに説明した発呼状態、被呼
状態及び通話状態を主局装置が発呼し、かつ先に通話終
了を通知する場合について説明するシーケンス図であ
る。図中ダイヤルトーンあるいはリングバックトーンは
被呼側ＰＢＸが出力する。図５は、図４でリングバック
トーンが出力されるまでのシーケンスを、ＳＲ専用線イ
ンタフェースを使いウィンクスタート方式で実行するシ
ーケンスに置き代えたものである。ウィンクスタート方
式では発呼側ＰＢＸは蓄積しているダイヤルを被呼側Ｐ
ＢＸが出すウィンクパルスを受信してから送出する。本
発明の実施例では被呼側装置はウィンクパルスを捕捉応
答信号の停止に対応させて変調送出し、発呼側装置はこ
れを復調しＰＢＸに伝達する。この場合、捕捉応答信号
が一定時間停止するので被呼応答と一致することになる
が、発呼側装置はウィンクパルスの継続時間に相当する
時間については発呼状態を保持し、所定時間以上捕捉応
答信号の停止が続いたら通話状態に移る。

【００４７】次にＥＣａの被呼状態におけるトレーニン
グについて図１７を用いて説明する。ウィンクスタート
の場合はウインクパルスが出力されている間のＰＢＸの
状態は通話路を形成している状態にないので、この間で
トレーニングを行うと誤った回り込み伝達関数を同定す
ることになる。すなわち図１７に示すようにウィンクス
タート方式をとらない場合（ａ）では応答がなされた時
点で通話路が形成されるのに対し、ウィンクスタート方
式をとる場合（ｂ）ではインバンドリンガから見ると回
線捕捉が２回行われることになり、１回目の応答では通
話路は形成されず、２回目の応答直後から通話路が形成
される。インバンドリンガを利用する者にとってＰＢＸ
間のハンドシェーク方式が異なるからといってインバン
ドリンガの機種が異なったり設定が異なるといったこと
はない方が望ましい。従ってウィンクスタート方式であ
ってもそれ以外であっても区別せずにエコーキャンセラ
のトレーニングが正常に行えなければならない。

【００４８】これを解決するためには、図１７（ｃ）に
示すように回線捕捉が行われた直後に必ずトレーニング
をやり直すことにすれば良い。そのため本発明の実施例
の被呼状態では図１０に示すように、応答を検出したら
タイマを起動し、タイマが満了とならない間はＰＢＸ通
話路の形成如何に関わらずＥＣａのトレーニングを行
い、タイマが満了したらタップ係数を固定する。なお、
ＥＣａのトレーニングでは回り込み減衰量の測定を行っ
ており、回り込み減衰量が予定以上になったらタップ係
数の更新を行わないようにしている。また白色雑音を用
いて学習しているのでトレーニング時間は短時間（５０
ｍｓ以内）である。従って応答検出時にセットされるタ
イマの時間とＥＣａのトレーニングとは直接的な関係は
なく、トレーニングはウィンクパルス幅に較べれば十分
短い時間で終了する。発呼状態のＥＣａのトレーニング
とウィンクスタート方式との関わりを説明すると、ＰＢ
Ｘの通話路が確実に形成される時点は、発呼側インバン
ドリンガが捕捉応答信号の停止を検出し応答信号をＰＢ
Ｘに対し出力した時点であるから、図９に示すように通
話状態への移行直前のＥＣａのトレーニング結果を採用
すれば、ウィンクスタート方式であるか否かに関わらず
正常なトレーニングができる。

【００４９】次に雑音低減器ＮＲについて説明する。発
呼状態において、話者が回線捕捉してから相手が応答す
るまでの間は捕捉信号及び捕捉応答信号が伝送帯域の一
部を使って相互に伝送される。そしてこれら制御信号は
受信側の帯域阻止フィルタＢＥＦｂによって除去され、
残りが通話信号として話者に聞こえる。特に発呼側の話
者はこれら制御信号の伝送中にも受話器を耳にあててい
るので、ＢＥＦｂで除去できない制御信号に起因する雑
音が聞こえると不快な思いをする。さらに詳しく説明す
るなら、制御信号は通話レベルと同等なレベルで伝送さ
れるから、ＰＣＭコーデックのような非線形ＡＤ変換器
を通すと大きな振幅部分で量子化間隔が粗くなり量子化
雑音が増える。すなわち制御信号をＡＤ変換すると原信
号のもつスペクトラムの他に広帯域スペクトラムをもつ
量子化雑音（白色雑音）が加わることになる。原信号ス
ペクトラムはＢＥＦｂによって除かれるが広帯域雑音は
除去されない。この広帯域雑音は音声信号に較べればレ
ベルが小さいので制御信号と同時に音声信号が伝送され
ているときはマスキングされ問題とならない。しかし発
呼状態の場合は音声信号の存在が稀であるから、発呼側
話者は雑音を知覚する。

【００５０】本発明の実施例ではＡＤ変換により生じた
雑音を知覚されない程度に低減するため雑音低減器ＮＲ
をＢＥＦｂの後段に挿入している。図１８及び図１９を
用いて雑音低減器ＮＲの動作を説明する。量子化雑音に
音声信号等大きな電力の信号が重畳されている場合は、
マスキングされ雑音は気にならないから何ら処理を施さ
なくて良い。一方、量子化雑音が殆どの電力を占める場
合は知覚されるので減衰させる。これを表現したのが図
１８で、信号電力がＰ１以下の場合は増幅利得をＧ１
（減衰）とし、信号電力がＰ２以上の場合はＧ０（利得
１）とし、Ｐ１以上Ｐ２以下の場合は信号電力に比例さ
せて利得を決める。図１９は動作を説明するフローチャ
ートであり、最初に信号電力Ｐを測定する。電力は例え
ば５ｍｓ窓による移動平均を計算することで測定する。
次に測定電力Ｐと域値Ｐ１及びＰ２との比較を行ない、
電力範囲に応じて利得を決定する。なお通話状態におい
ては雑音低減器を動作させる必要はないから、例えば測
定電力ＰをＰ２以上の値に強制設定し動作を停止させ
る。なお、本発明の実施例による雑音低減器を挿入しな
い場合は、量子化雑音を少なくするため信号振幅によら
ず量子化ステップが一様であり、かつ非線形量子化に相
当する分解能を持たせるため高分解能なアナログデジタ
ル変換器が必要になる。

【００５１】

【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発
明によれば、リセット信号に先立ち待機信号を一定時間
出力することで、相手局がいかなる状態（初期設定動
作、待機状態、発呼状態、被呼状態、通話状態）であっ
ても確実にリセットを通知できるようにしたので、両局
間で初期設定動作を開始できるようになる。したがっ
て、設置時、あるいは断線回復時はいずれかの局が先に
電源投入されてもまたは強制リセットされても初期設定
動作を行うことができるので、特に複雑な操作手順もな
く扱いが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の構成を示す機能ブロック図
である。

【図２】 リセット直後の動作シーケンス図である。

【図３】 初期設定動作のシーケンス図である。

【図４】 通話状態を含むシーケンス図である。

【図５】 ウィンクスタート方式動作でのシーケンス図
である。

【図６】 リセット処理を説明するフローチャートであ
る。

【図７】 初期設定動作を説明するフローチャートであ
る。

【図８】 待機状態動作を説明するフローチャートであ
る。

【図９】 主局装置の発呼状態動作を説明するフローチ
ャートである。

【図１０】 主局装置の被呼状態動作を説明するフロー
チャートである。

【図１１】 主局装置の通話状態動作を説明するフロー
チャートである。

【図１２】 イコライザ特性の説明図である。

【図１３】 イコライザ特性選択動作を説明するフロー
チャートである。

【図１４】 ２線４線変換部及びバランス回路網の回路
図である。

【図１５】 バランス回路網選択動作を説明するフロー
チャートである。

【図１６】 受信信号検出を説明するフローチャートで
ある。

【図１７】 ウィンクスタート方式を示すタイムチャー
トである。

【図１８】 雑音低減器の特性説明図である。

【図１９】 雑音低減動作を説明するフローチャートで
ある。

【図２０】 中継ＰＢＸを介して２線式専用線を縦続接
続したネットワークの構成図である。

【図２１】 本発明装置のハードウェアブロック図であ
る。

【図２２】 ＡＧＣ回路の回路図である。

【図２３】 ＤＳＰの内部構成の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１…インバンドリンガ、２…ＰＢＸ、１０…ＤＳＰ、１
１、１６…Ａ／Ｄ変換器、１２、１７…Ｄ／Ａ変換器、
１３…２線４線変換回路、１４…バランス回路網、１５
…ＡＧＣ回路、１８…フォトカプラ、１９…リレー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04Q 3/42 104 H04Q 1/444 H04B 1/76 H04B 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２線式回線を用いて発呼被呼制御を行う伝
   送制御装置において、 主局装置あるいは従局装置のいずれかとして動作するよ
   うに設定する設定手段と、 電源投入検出あるいは外部からの強制リセットにより、
   −定時間待機信号を出力した後、続けてリセット信号を
   出力する手段と、 主局装置として設定された場合には、従局装置からの待
   機信号に続くリセット信号を受信して、リセット信号を
   送出する手段と、 従局装置として設定された場合には、主局装置からの待
   機信号に続くリセット信号を受信して、初期設定動作を
   開始するためのテスト信号を送出する手段とを備えたこ
   とを特徴とする伝送制御装置。