JPH0761042B2 - Voice coding communication system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は8kbpsまたはそれ以下の音声符号化速度による
通信系と64kbpsのデータ伝送を行う通信系とが連接され
た音声符号化通信方式に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voice coding communication system in which a communication system at a voice coding rate of 8 kbps or less and a communication system for transmitting data at 64 kbps are connected. Is.

（従来技術とその問題点） 従来、8kbpsまたはそれ以下の音声符号化速度による通
信系は特定用途の独立した系のみで構成されているため
にここで述べるような通信方式は存在しなかった。(Prior Art and its Problems) Conventionally, since a communication system at a voice coding rate of 8 kbps or less is composed of only independent systems for specific purposes, there is no communication system described here.

しかしながら一般的な方法として第１図に示すような音
声符号化通信方式が考えられる。However, as a general method, a voice coding communication system as shown in FIG. 1 can be considered.

なお、ここでは8kbpsの音声符号化方式を対象に説明す
る。また、8kbpsの音声符号化速度を用いる系としては
無線通信系を考える。It should be noted that the description will be given here for a voice coding system of 8 kbps. Also, consider a wireless communication system as a system that uses a voice coding rate of 8 kbps.

第１図において、通話者Ａの送受信器１から入力された
音声信号は8kbps音声符復号器２で8kbpsのディジタル信
号に変換されたのちに送受信機３及びアンテナ４を経て
空間に送出される。In FIG. 1, the voice signal input from the transmitter / receiver 1 of the caller A is converted into an 8 kbps digital signal by the 8 kbps voice codec 2 and then transmitted to the space via the transmitter / receiver 3 and the antenna 4.

アンテナ５と送受信機６はこの信号を受信復調して8kbp
sのディジタル信号に変換する。このディジタル信号は
相互変換器７を経て64kbpsで符号化されたデータ通信系
20に入力され他の端末に送出される。Antenna 5 and transceiver 6 receive and demodulate this signal to obtain 8 kbp
Convert to s digital signal. This digital signal passes through the mutual converter 7 and is encoded at 64 kbps in the data communication system.
It is input to 20 and sent to other terminals.

他の端末としては通話者B,C,Dが代表的な例と考えられ
る。As other terminals, callers B, C, and D are considered to be typical examples.

64kbpsの系は通話者C,Dにサービスするための通話系で
あり、8,10は通話者C,Dの送受話器からの音声信号を64k
bps通信系に接続する音声符復号器（PCM CODEC）であ
る。The 64kbps system is a communication system for servicing callers C and D, and 8 and 10 are 64k voice signals from the handset of callers C and D.
It is a voice codec (PCM CODEC) connected to the bps communication system.

8kbpsの系を64kbpsの系に接続するためには符号化速度
の相互変換器7,12が必要になる。相互変換器12は64kbps
を8kbpsに変換し8kbpsの信号出力は無線送受信機13に入
力され空中線14から空間に輻射される。In order to connect the 8 kbps system to the 64 kbps system, coding rate mutual converters 7 and 12 are required. Mutual converter 12 is 64 kbps
Is converted to 8 kbps, and the signal output of 8 kbps is input to the wireless transceiver 13 and radiated from the antenna 14 to space.

これは空中線15及び無線送受信機16で受信復調されて8k
bpsのディジタル信号に変換される。この信号は符復号
器17によって音声信号に変換されて送受話器18を経て通
話者Ｂに音声が聞こえる。This is received and demodulated by the antenna 15 and the wireless transceiver 16 and is 8k.
Converted to a bps digital signal. This signal is converted into a voice signal by the codec 17, and the voice is heard by the talker B via the handset 18.

この場合の問題として、通話者ＡとＢとが通話する場合
には音声信号と8kbpsのディジタル信号との変換と逆変
換を行う音声符復号器２及び17と、64kbpsの信号と8kbp
sのディジタル信号との変換と逆変換を行う相互変換器
7,12とが介在し、合計で４回の伝送速度の変換が行われ
ることである。The problem in this case is that when callers A and B talk, the voice codecs 2 and 17 for converting a voice signal and an 8 kbps digital signal and vice versa, and a 64 kbps signal and 8 kbp
Mutual converter for conversion of s digital signal and inverse conversion
7 and 12 intervene, which means that the transmission rate is converted four times in total.

これに対して、通話者ＡとＣとが通話する場合にはそれ
らの変換は３回であり、音声符復号器2,8と相互変換器
７である。また、通話者ＣとＤの場合は２回である。On the other hand, when the parties A and C talk with each other, their conversion is performed three times, which is the voice codecs 2, 8 and the mutual converter 7. In the case of callers C and D, it is twice.

8kbpsの符号化は本来64kbpsの情報をその1/8に圧縮して
いるために変換を繰り返すことによって音質の劣化が顕
著におきる。Since the encoding of 8kbps originally compresses the information of 64kbps to 1/8, the deterioration of the sound quality occurs remarkably by repeating the conversion.

即ち本例では通話者ＡとＢの通話の品質はＡとＣとの品
質より劣ることになり、サービスの点から好ましいこと
でなはい。That is, in this example, the call quality of the callers A and B is inferior to that of the callers A and C, which is not preferable from the viewpoint of service.

（発明の目的） 本発明の目的は、このような問題点を解決した音声符号
化通信方式を提供することにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a voice coding communication system which solves such a problem.

（発明の構成及び作用） 本発明の構成は第１図と同じである。上述の方式と異な
る点は64kbpsの符号構成と相互変換器7,12の信号処理の
方法と64kbpsの系内を伝わる64kbpsの信号の構成方法で
ある。(Structure and Action of the Invention) The structure of the present invention is the same as that of FIG. The points different from the above-mentioned method are the code configuration of 64 kbps, the signal processing method of the mutual converters 7 and 12, and the configuration method of the 64 kbps signal transmitted in the 64 kbps system.

即ち、本発明では8kbpsの系と64kbpsの系を接続する場
合に、64kbpsの符号構成を8kbpsと56kbpsの２つのグル
ープにわけて処理する。That is, in the present invention, when the 8 kbps system and the 64 kbps system are connected, the 64 kbps code structure is divided into two groups of 8 kbps and 56 kbps for processing.

ここでは8kbpsで符号化された音声信号は、従来のよう
に64kbpsではなく56kbpsの符号化速度に変換される。そ
して残りの8kbpsには8kbpsで符号化された音声信号がそ
のまま受け渡される。このようにして64kbpsの符号を構
成する。Here, the voice signal encoded at 8 kbps is converted to the encoding rate of 56 kbps instead of 64 kbps as in the conventional case. Then, the voice signal encoded at 8 kbps is passed as it is to the remaining 8 kbps. In this way, a 64 kbps code is constructed.

56kbpsと8kbpsをまとめて64kbpsにする方法は次のよう
にする。The method to combine 56kbps and 8kbps into 64kbps is as follows.

64kbpsの系は8kHzの標本化速度で量子化ビット数８ビッ
トで構成されている。56kbpsのグループにはこの８ビッ
トのうちの上位７ビットを割当て、8kbpsのグループに
は最下位の１ビットを割り当てる。このようにすること
により8kHz標本化速度で８ビットの64kbpsの系を構成す
ることができ、64kbpsの系20とデータを授受することが
できる。The 64 kbps system has a sampling rate of 8 kHz and 8 quantization bits. The upper 7 bits of the 8 bits are assigned to the 56 kbps group, and the lowest 1 bit is assigned to the 8 kbps group. By doing so, an 8-bit 64-kbps system can be constructed at a sampling rate of 8 kHz, and data can be exchanged with the 64-kbps system 20.

次に、このようにした場合の各通話者による通話動作を
説明する。Next, a call operation by each caller in such a case will be described.

通話者Ａの音声信号が送受話器１から入力され無線回線
を介して送受信機６の受信復調部出力にディジタル信号
として得られるまでは従来と同じである。この出力は相
互変換器７で64kbpsに変換される。変換出力は最下位の
ビットが受信復調された8kbpsのデータそのままのもの
である。この64kbpsの信号は64kbps通信系20を経由して
相互変換器12に入力される。相互変換器12は64kbpsのデ
ータから最下位の１ビットのみを抽出することによって
8kbpsのデータを復元することができる。これを無線送
受信機13に入力し無線送受信機16及び音声符復号器17を
へて通話者Ｂに音声信号として到達する。この場合通話
者ＡとＢとの間には音声符復号器が２回しか介在しない
から、速度変換が２回となり音声品質の劣化は起こらな
い。It is the same as before until the voice signal of the caller A is input from the handset 1 and is obtained as a digital signal at the output of the reception demodulator of the transceiver 6 via the wireless line. This output is converted to 64 kbps by the mutual converter 7. The converted output is the same as the 8 kbps data with the least significant bit received and demodulated. This 64 kbps signal is input to the mutual converter 12 via the 64 kbps communication system 20. Mutual converter 12 extracts only the least significant 1 bit from 64kbps data
Data of 8kbps can be restored. This is input to the wireless transmitter / receiver 13 and reaches the caller B as a voice signal via the wireless transmitter / receiver 16 and the voice codec 17. In this case, since the voice codec is interposed only twice between the callers A and B, the speed conversion is performed twice, and the voice quality is not deteriorated.

次に、通話者ＡがＣと通話する場合について説明する。
通話者Ａの信号が64kbps通信系20に入力されるまでは上
記の例と同じである。この64kbps通信系からのデータは
音声符復号器（PCM CODEC）８によって音声信号に変換
されて送受話器９から送出される。このとき音声符復号
器８に入力されるデータは8kHz標本の８ビットのうちの
上位７ビットが本来の音声信号であり最下位の１ビット
は音声符復号器８にとっては意味のない信号である。し
かしながら、音声符復号器８にとってはこれは音質にほ
とんど影響しないためにとくに問題にはならない。この
ようにして通話者ＡとＣの間においてもとくに問題なく
通話が可能になる。またＣからＢへもＡからＣの場合と
逆であるから同様である。Next, a case where the party A talks with C will be described.
It is the same as the above example until the signal of the caller A is input to the 64 kbps communication system 20. The data from the 64 kbps communication system is converted into a voice signal by a voice codec (PCM CODEC) 8 and transmitted from a handset 9. At this time, in the data input to the voice codec 8, the upper 7 bits of the 8 bits of the 8 kHz sample are the original voice signal, and the lowest 1 bit is a signal that is meaningless to the voice codec 8. . However, this does not cause any problem for the voice codec 8 because it has almost no effect on the sound quality. In this way, it is possible to talk between the callers A and C without any particular problem. The same applies to C to B, which is the reverse of the case of A to C.

上記のようにして通話者ＡとＢまたはＣとの間の会話は
同じ音声品質でサービスすることができる。In the manner described above, the conversation between parties A and B or C can be serviced with the same voice quality.

ここで問題になることとして次の３点がある。Here, there are the following three problems.

（１）２種の64kbpsの見分けかた （２）相互変換器の処理の妥当性 （３）同期 まず、（１）の問題は相互変換器12の動作にかかわるも
のである。即ち、それは8kbpsと56kbpsの２つにグルー
プ分けされた64kbpsのデータ列かどうかを判定する必要
がある。この判定を誤ると音声信号ではない意味のない
信号が送受話器18に現れＢに聞こえる。この対策として
次のような方式が考えられる。(1) How to distinguish between two types of 64 kbps (2) Relevance of processing of mutual converter (3) Synchronization First, the problem of (1) relates to the operation of the mutual converter 12. That is, it is necessary to judge whether or not it is a 64 kbps data string which is divided into two groups of 8 kbps and 56 kbps. If this judgment is incorrect, a meaningless signal other than a voice signal appears in the handset 18 and is heard by B. As a countermeasure, the following method is considered.

（イ）8kbps音声信号のフレームスチール （ロ）64kbps音声信号のビットスチール 先ず、（イ）の8kbps音声信号のフレームスチールにつ
いて述べる。(A) Frame steal of 8 kbps voice signal (b) Bit steal of 64 kbps voice signal First, the frame steal of the 8 kbps voice signal of (a) will be described.

8kbpsの音声符号化方式は一般にフレーム構成になって
いる。フレームとしては通常20msecの値がよく用いられ
る。20msecのフレームはビット数にすると160ビットに
なる。この160ビットを例えば１秒間に１回音声信号を
フレーム同期用信号に置換する。この処理は相互変換器
７等で実行され64kbps通信系20へ入力される。この同期
信号が相互変換器12等で検出されると現在受信している
信号がグループ分けされた信号であることを認識するこ
とができる。The 8 kbps voice coding system generally has a frame structure. A value of 20 msec is often used as a frame. A frame of 20 msec has a bit number of 160 bits. The 160 bits are replaced, for example, once a second by replacing the audio signal with a frame synchronization signal. This processing is executed by the mutual converter 7 or the like and input to the 64 kbps communication system 20. When this synchronizing signal is detected by the mutual converter 12 or the like, it can be recognized that the signals currently received are grouped signals.

同様に（ロ）の64kbps音声信号のビットスチールの場合
には、8kHz標本の８ビットのうちの上位７ビットをPCM
化された音声信号とする。この７ビットの例えば最下位
の１ビットを周期的にフレーム同期用信号ビットに置き
換えることによって、上記と同じ処理と検出が可能であ
る。Similarly, in the case of the bit steal of the 64 kbps audio signal in (b), the upper 7 bits of the 8 bits of the 8 kHz sample are PCM.
The converted audio signal. The same processing and detection as described above can be performed by periodically replacing the least significant 1 bit of the 7 bits with the frame synchronization signal bit.

以上のような操作によって２種の64kbpsのデータの識別
が各端末（相互変換器）において可能になる。By the above operation, two types of data of 64 kbps can be identified in each terminal (mutual converter).

次に（２）の相互変換器の処理の妥当性について述べ
る。Next, the validity of the processing of the mutual converter of (2) will be described.

8kbps程度に情報圧縮されたシステムでは音声品質は通
常MOS（主観評価値）または等化PCMビット数によって表
現される。ここの例では後者の評価が直接ビット数に関
係するために適当である。In a system where information is compressed to about 8 kbps, voice quality is usually expressed by MOS (subjective evaluation value) or the number of equalized PCM bits. In this example, the latter evaluation is appropriate because it is directly related to the number of bits.

このような等化PCMビット数で通常の8kbpsまたはそれ以
下の速度の音声符復号システムを現すと高々６ビットで
ある。従って相互変換器の64kbps系の必要なビット数は
７ビットあれば十分である。またその逆に64kbps系の上
位７ビットのみをPCM CODECで復号した場合における音
声品質も許容される劣化量以内である。If a voice codec system having a speed of 8 kbps or lower with such an equalized PCM bit number is presented, it is 6 bits at most. Therefore, the required number of bits of the 64 kbps system of the mutual converter is 7 bits. On the contrary, the voice quality when decoding only the upper 7 bits of 64 kbps system with PCM CODEC is within the allowable deterioration amount.

このようなことから、グループ分けした系の信号を混合
して64kbpsの系に伝送・変換することができることが明
らかである。From this, it is clear that the signals of the systems divided into groups can be mixed and transmitted / converted into the system of 64 kbps.

最後に（３）の同期に関しては、先の（１）の２種の64
kbpsの系の見分け方で述べたように、8kbpsの系はフレ
ーム構成になっているために、このフレームの同期を確
立する必要がある。この方法としては先に述べたのと同
じような手法を講じることによって可能であるのでここ
では述べない。Finally, regarding the synchronization of (3), 64 of the two types of the above (1)
As mentioned in the section on how to distinguish the kbps system, since the 8 kbps system has a frame structure, it is necessary to establish synchronization of this frame. This method can be performed by using the same method as described above, and will not be described here.

同期信号の挿入方法を第２図に示したタイムチャートに
従って説明する。A method of inserting the synchronization signal will be described with reference to the time chart shown in FIG.

第２図（ａ）は64kbpsの系の信号を拡大して表してい
る。S_i1〜S_i8は一組の標本を表現するものであり、S_i1
は最上位ビットを、S_i8は最下位ビットを表す。従っ
て、64kbpsの系の前述のようにグループ分けする場合8k
bpsの系のデータは最下位のS_i8のデータと置換される。
この状況を表したものが第２図（ｂ）である。ここで縦
線の実線は64kbpsの標本の境界を示し、破線は各ビット
の境界を示す。ビットの領域を斜線で示した最下位のビ
ットは置換した8kbpsのデータを示す。FIG. 2 (a) shows an enlarged 64 kbps system signal. S _{i1 to} S _i8 represent a set of samples, and S _i1
Represents the most significant bit and S _i8 represents the least significant bit. Therefore, when grouping as described above for a 64 kbps system, 8k
The bps data is replaced with the lowest S _i8 data.
FIG. 2B shows this situation. Here, the vertical solid line indicates the boundary of the 64 kbps sample, and the broken line indicates the boundary of each bit. The least significant bit in which the bit area is shaded indicates the replaced 8 kbps data.

64kbpsのビットスチールによって同期信号を挿入する方
法を表したものが第２図（ｃ）である。ビットスチール
されたビットをここでは黒く塗り漬してある。またここ
では３フレームに１ビットの割合でビットスチールした
同期信号を挿入した例を示す。FIG. 2 (c) shows a method of inserting a synchronization signal by bit stealing at 64 kbps. The bit-stealed bits are painted black here. Further, here, an example is shown in which a synchronization signal bit-stealed at a rate of 1 bit is inserted into 3 frames.

これに対して、8kbpsのフレームスチールにより同期信
号を挿入する方法を第２図（ｄ）に示す。ここの例では
１フレームが３ビットで構成され、同期信号は１フレー
ムおきに挿入される。On the other hand, FIG. 2 (d) shows a method of inserting a synchronization signal by frame stealing at 8 kbps. In this example, one frame is composed of 3 bits, and the sync signal is inserted every other frame.

以上の説明では8kbpsの系を用いたが、それ以下の速度
の場合は、ダミービットを挿入して8kbpsにすることに
よって以上の説明と同じ処理が可能である。すまわち、
ダミービットの挿入は例えば4.8kbpsのときは3.2kbpsに
なるだけの同期信号を付加することにより8kbpsに速度
変換することが可能である。In the above description, the system of 8 kbps was used, but if the speed is lower than that, the same processing as the above description can be performed by inserting a dummy bit to 8 kbps. Suwamachi,
The dummy bit can be inserted at a speed of 8 kbps by adding a synchronization signal that is 3.2 kbps at 4.8 kbps.

この場合、信号を速度に応じて変えるようにしておき、
受信側でそれらの同期信号に対してそれぞれ識別して抽
出することにより、様々な8kbps以下の速度に対応する
ディジタル信号を伝送することができる。In this case, change the signal according to the speed,
By identifying and extracting each of these synchronization signals on the receiving side, it is possible to transmit digital signals corresponding to various speeds of 8 kbps or less.

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明を実施することによ
って、伝送媒体が異なる系を異なる符号化速度でディジ
タル信号に変換された信号を伝送するとき、速度変換を
行うための相互変換器に因る音声品質の劣化を低減する
ことができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, by carrying out the present invention, it is possible to perform speed conversion when transmitting a signal converted into a digital signal in a system having different transmission media at different encoding speeds. It is possible to reduce the deterioration of the voice quality due to the mutual converter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明を適用する伝送媒体が異なる通信系の系
統図、第２図は本発明の同期信号の挿入方法を説明する
タイムチャートである。 1,9,11,18…送受話器、2,8,10,17…音声符復号器、3,6,
13,16…送受信機、7,12…相互変換器、20…64kbps通信
系。FIG. 1 is a system diagram of a communication system to which the present invention is applied and which uses different transmission media, and FIG. 2 is a time chart for explaining a method of inserting a synchronization signal of the present invention. 1,9,11,18 ... Handset, 2,8,10,17 ... Voice codec, 3,6,
13,16 ... Transceiver, 7,12 ... mutual converter, 20 ... 64kbps communication system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】8kHzの標本化速度で符号化された量子化ビ
ット数８ビットを１標本とする64kbpsの第１の通信系
と、 該第１の通信系に接続され64kbpsの音声符復号器を備え
た複数の端末と、 無線回線を介して両側に配置された送受信機とその一方
の送受信機の端末に8kbpsまたはそれ以下の音声符号化
速度の音声符復号器が備えられた少なくとも１つの第２
の通信系と、 該第２の通信系の他方の送受信機と前記第１の通信系と
の間に接続された相互変換器とを備え、 前記相互変換器は、前記第１の通信系の64kbpsの符号構
成を上位の量子化７ビットを構成する56kbpsと最下位の
量子化１ビットを構成する8kbpsの２つのグループに分
け、 前記第２の通信系から入力される音声符号化信号を前記
上位の７ビットに変換するとともに前記最下位の１ビッ
トとしてそのまま合成し、該変換された上位の７ビット
のうちの１ビットを周期的にビット同期信号に置き換
え、または、任意のフレームの前記最下位ビットを周期
的にフレーム同期信号に置き換えて前記第１の通信系に
対して出力し、 前記第１の通信系から入力される音声符号化信号の量子
化８ビットから前記ビット同期信号または前記フレーム
同期信号を検出したとき前記最下位の１ビットのみをそ
のまま前記第２の通信系に対して出力するように構成さ
れたことを特徴とする音声符号化通信方式。1. A 64 kbps first communication system in which a quantization bit number of 8 bits coded at a sampling rate of 8 kHz is one sample, and a 64 kbps voice codec connected to the first communication system. At least one terminal equipped with a voice codec with a voice coding rate of 8 kbps or less on the terminals of the transceivers arranged on both sides via a wireless line and the terminals of one of the transceivers. Second
Communication system, and a mutual converter connected between the other transceiver of the second communication system and the first communication system, the mutual converter of the first communication system The code structure of 64 kbps is divided into two groups of 56 kbps which constitutes the upper 7 bits of quantization and 8 kbps which constitutes the lowest 1 bit of quantization, and the speech coded signal input from the second communication system is It is converted into the upper 7 bits and is combined as the least significant 1 bit as it is, and 1 bit of the converted upper 7 bits is periodically replaced with a bit synchronization signal, or the least significant bit is converted into the least significant bit. The lower bit is periodically replaced with a frame synchronization signal and output to the first communication system, and the bit synchronization signal or the quantized 8 bits of the voice coded signal input from the first communication system Frame sync signal Voice coding communication method characterized in that it is configured to output only one bit of the least significant time of detection relative to it the second communication system a.