JPH10224273A

JPH10224273A - 劣化判断・信号検出回路

Info

Publication number: JPH10224273A
Application number: JP3716397A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kido; 俊雄木戸
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】回路の共通化を図ることで回路構成を簡素化
し、かつ、エコー消去量及び音声帯域内信号を確実に検
出する劣化判断・信号検出回路を提供すること。【解決手段】本発明の劣化判断・信号検出回路１は、自
局から対向局に送信される信号周波数に対して所定の減
衰率を有する第一フィルタと、対向局から自局に送信さ
れる信号周波数に対して所定の減衰率を有する第二フィ
ルタと、第一及び第二フィルタを介して得られる信号に
基づいてエコー消去量を求め、エコー消去特性の劣化状
態を判断する劣化判断部４とを備える。また、対向局か
ら自局に送信される信号周波数を有する信号の通過を阻
止する第三フィルタを設け、第一〜第三フィルタを介し
て得られる信号に基づいて帯域内信号の検出及び断検出
を行う信号検出部７及び信号断検出部１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２線式専用通信回
線を用いた音声帯域内信号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なアナログ公衆電話回線では、電
話機やファクシミリ等の一般加入者端末と交換局との間
を２本の信号線によって直接接続している。このため、
一般加入者端末と交換局との間では、例えば、１６Ｈｚ
の呼出信号や、直流回路の開閉によるダイヤルパルス
や、送受話器のオンフック及びオフフックを伝える直流
電流等を伝送することが可能である。しかし、専用通信
回線では、通信に用いられる帯域が、音声帯域（３００
Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）に制限されている場合が多く、そ
のままでは上述したダイヤルパルス信号や直流信号等を
伝送することが不可能である。

【０００３】そこで、ダイヤルパルス信号や直流電流等
を一旦音声帯域内の信号に変換し、あるいは、変換され
た音声帯域内の信号を元のダイヤルパルス信号や直流電
流等に逆変換する機能を有する「音声帯域内信号装置
（インバンドリンガ）」を通信端末と専用通信回線との
間に設けている。音声帯域内信号装置は、４線式のもの
と２線式のものとがあるが、近年では、伝送情報量の増
大化に伴って専用通信回線の使用料が高騰化傾向にある
ことから、より経済的な伝送網を構成するために２線式
の専用通信回線を用いた２線式音声帯域内信号装置が普
及しつつある。

【０００４】図２は、従来の２線式音声帯域内信号装置
を設けた通信端末間の接続状態を示す図である。図２に
おいて、２線式音声帯域内信号装置１１は、通信端末Ｔ
（ＴＡ，ＴＢ）が接続された構内交換機（以下、ＰＢ
Ｘ：Private Branch eXchange ）４０（４０Ａ，４０
Ｂ）と２線式専用通信回線Ｌとの間に設けられた送受信
部１２（１２Ａ，１２Ｂ）から構成されている。

【０００５】送受信部１２は、２線式専用通信回線Ｌに
接続されるハイブリッドトランス１３（１３Ａ，１３
Ｂ）と、ＰＢＸ４０に接続するインバンドリンガ部１４
（１４Ａ，１４Ｂ）と、ハイブリッドトランス１３及び
インバンドリンガ部１４の間に設けられたエコーキャン
セラ１５（１５Ａ，１５Ｂ）とから構成されている。ハ
イブリッドトランス１３は、信号の方向性に基づいて送
信信号と受信信号とを分岐する２線／４線変換部であ
り、通信端末Ｔの送話器からの入力される送信信号を２
線式専用通信回線Ｌを介して相手側通信端末に伝達する
とともに、２線式専用通信回線Ｌを介して受信した受信
信号を自局側通信端末Ｔの受話器に伝達するものであ
る。

【０００６】インバンドリンガ部１４は、ダイヤルパル
スによる選択信号や、応答（オフフック），話中，終話
（オンフック）等の監視信号を音声帯域内信号に変換・
逆変換するものである。エコーキャンセラ１５は、ハイ
ブリッドトランス１３部でのインピーダンス不整合が原
因となって発生するエコーを消去するためのものであ
る。すなわち、２線式音声帯域内信号装置１１において
はエコーを消去するためのエコーキャンセラ１５が不可
欠となっている。

【０００７】エコーキャンセラ１５は、インバンドリン
ガ部１４からの送信信号に基づいて、ハイブリッドトラ
ンス１３により発生するエコーの逆特性を有する擬似エ
コー信号を生成するディジタルフィルタを備えた擬似エ
コー生成部１６（１６Ａ，１６Ｂ）と、生成した擬似エ
コー信号を受信信号に加算する加算器１７（１７Ａ，１
７Ｂ）とからなり、有害なエコーを打ち消す。このた
め、ディジタルフィルタは、エコー消去量が最大となる
ように、その係数を設定しておく必要がある。ディジタ
ルフィルタの係数を最適化するには、初期動作時におい
て、擬似エコー生成部１６に対して、例えば、ホワイト
ノイズ等からなるトレーニング信号を供給し、エコー消
去量が最大となる係数を求め、この値を固定値として設
定していた。

【０００８】ところで、音声帯域内信号装置は、取付工
事の簡略化のために、回線の損失や周波数特性の補正，
レベル調整，擬似エコー生成部１６の初期トレーニング
等を自動的に行うことが望まれる。このためには、擬似
エコー生成部１６の初期トレーニング前に、これからト
レーニングを行う旨とするための制御信号をやりとりす
ることが必要であり、通常、自局と対向局とでは異なる
周波数の制御信号を使用する。そして、回路を簡略化す
るため、この制御信号には音声帯域内信号を共用するこ
とが考えられ、この場合、音声帯域内でも、比較的音声
成分の少ない２〜３ｋＨｚの音声帯域内信号を用いてい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の２線
式音声帯域内信号装置１１にあっては、発振，鳴音，通
話品質の劣化防止のために、エコーキャンセラ１５にお
けるエコー消去特性の劣化を検出する必要があることか
ら、図３に示すように、音声帯域内信号検出回路３０と
共にエコー消去特性劣化判断回路２０を設けていた。こ
こで、エコー消去特性劣化判断回路２０は、加算器１７
からの出力信号を入力とし、対向局からの音声帯域内信
号の周波数成分のみを消去するための帯域消去型フィル
タ（以下、ＢＥＦ：Band Erase Filter ）２１と、ＢＥ
Ｆ２１の出力信号を入力とし、自局の音声帯帯域内信号
の周波数成分のみを通過させる帯域通過型フィルタ（以
下、ＢＰＦ：Band Pass Filter）２２と、ＢＰＦ２２の
出力信号を入力とし、整流・平滑して直流平均化するレ
ベルメータ２３と、レベルメータ２３の出力信号を入力
とし、予め設定した閾値とレベルメータ２３からの信号
レベルとを比較して劣化を判断する劣化判断部２４とか
ら構成されている。

【００１０】一方、音声帯域内信号検出回路３０は、加
算器１７からの出力信号を入力とするＢＰＦ３１と、Ｂ
ＰＦ３１の出力信号を入力とするレベルメータ３２と、
レベルメータ３２，３６からの出力信号に基づいて音声
帯域内信号を検出する信号検出部３３と、加算器１７か
らの出力信号を入力とするＢＥＦ３４と、ＢＥＦ３４か
らの出力信号を入力とするＢＥＦ３５と、ＢＥＦ３５か
らの出力信号を入力とするレベルメータ３６と、レベル
メータ３２，３６からの出力信号に基づいて音声帯域内
信号の断を検出する信号断検出部３７とから構成されて
いる。なお、同図中、ＳＷは信号線の切替スイッチであ
る。

【００１１】エコー消去特性劣化判断回路２０によるエ
コー消去特性の検出は、無通話時に自局の音声帯域内信
号周波数を中心周波数とするＢＰＦ２２の通過信号レベ
ルをレベルメータ２３及び劣化判断部２４で検出するこ
とで行っていた。これは、通話中では音声のレベル変動
が大きく、対向局からも音声が伝送される、いわゆるダ
ブルトーク状態になることもあり、エコー消去量を正確
に測定することが困難であるためである。

【００１２】実際の装置では、コストの面から回路内で
使用する部品を出来る限り共通化することが望ましく、
このような目的から、通常、ＢＰＦ２２には、音声帯域
内信号検出回路３０内で用いられるＢＰＦ３１と次数及
び帯域幅が等しく中心周波数だけが異なるフィルタを使
用してきたが、ＢＰＦ３１は、後述するように、ダイヤ
ルパルス信号を正確に後段に伝達するために、広帯域な
ものとしなければならず、これを同じ帯域幅のフィルタ
をＢＰＦ２２として用いると、ＢＰＦ２２だけでは対向
局からの音声帯域内信号を充分に減衰させることができ
ない。このため、ＢＰＦ２２の前段にＢＥＦ２１を設け
て対向局からの音声帯域内信号を減衰させていた。これ
によって、エコー消去特性劣化判断回路２０内の劣化判
断部２４では、エコー消去量を正確に測定できるもの
の、回路構成が複雑になるという問題点があった。

【００１３】また、従来の２線式音声帯域内信号装置に
あっては、対向局からの監視信号は音声帯域内信号とし
て伝送されてくるため、検出／断検出は音声帯域内信号
を中心周波数とするＢＰＦ３１を通過した信号の出力レ
ベルが、ある閾値よりも高いか低いかによって判断して
いる。このため、ＢＰＦ３１の帯域幅を狭くすると、自
局の音声帯域内信号の回り込みやその他の信号は充分に
減衰できるため、誤検出は少なくなるが、対向局から音
声帯域内信号の断続により伝送されてくるダイヤルパル
ス信号が音声帯域内信号の断続時の波形応答性の悪さか
ら正確に伝送することができない場合が起こりうる。

【００１４】以上の理由からＢＰＦ３１の帯域幅は狭く
することができないため、ＢＰＦ３１には帯域幅の広い
ものを用いることになる。すると、ダイヤルパルス信号
は正確に伝送できるが、自局の音声帯域内信号の回り込
みやその他の信号はＢＰＦ３１によって充分に減衰させ
ることができなくなるため誤検出が発生し易くなる。し
たがって、音声帯域内信号検出装置３０における誤検出
を防止するための対策をとることが必要となる。

【００１５】本発明の課題は、上記問題点を解決するた
めになされたものであり、回路の共通化を図ることで回
路構成を簡素化し、かつ、エコー消去量及び音声帯域内
信号を確実に検出する劣化判断・信号検出回路を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の劣化判断・信号
検出回路は、帯域制限された２線式専用通信回線を介し
て自局と対向局との間で異なる周波数の帯域内信号を送
・受信する帯域内信号装置において、４線／２線変換部
により発生するエコー成分を除去するエコーキャンセラ
を有し、当該エコーキャンセラによるエコー消去特性の
劣化状態を判断する劣化判断機能を備え、自局から対向
局に送信される帯域内信号の周波数成分に対してのみ所
定の減衰率を有する第一フィルタと、対向局から自局に
送信される帯域内信号の周波数成分に対してのみ所定の
減衰率を有する第二フィルタと、前記第一フィルタ及び
前記第二フィルタを介して得られる信号に基づいて前記
エコーキャンセラによるエコー消去量を求め、エコー消
去特性の劣化状態を判断する劣化判断部とを備えるよう
に構成している。

【００１７】そして、無通話時において、自局から対向
局に送信される帯域内信号の周波数をｆ１、対向局から
自局に送信される帯域内信号の周波数をｆ２とした場
合、前記第一フィルタは、周波数ｆ１での減衰特性が
１、周波数ｆ２での減衰特性がｋ１（但し、ｋ１は１未
満の定数）であり、前記第二フィルタは、周波数ｆ２で
の減衰特性が１、周波数ｆ１での減衰特性がｋ２（但
し、ｋ２は１未満の定数）であることが有効である。

【００１８】また、本発明の劣化判断・信号検出回路
は、対向局から自局に送信される帯域内信号の周波数を
中心周波数として、その通過を阻止する第三フィルタを
設け、前記第一〜第三フィルタを介して得られる信号に
基づいて帯域内信号の検出及び断検出を行う信号検出部
及び信号断検出部を設けるように構成している。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図示した一実施形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図１は、本実施形態の劣
化判断・信号検出回路を構成を示すブロック図である。
なお、本回路を含む音声帯域内信号装置の構成は図２に
示す従来例と同一であるため、その説明を省略する。

【００２０】本実施形態の劣化判断・信号検出回路１
は、図３に示すエコー消去特性劣化判断回路２０と音声
帯域内信号検出回路３０との機能を兼ね備えたものであ
り、加算器１７からの出力端に入力端を接続するＢＰＦ
２，ＢＰＦ５，ＢＥＦ８と、ＢＰＦ２の出力端に入力端
を接続するレベルメータ３と、ＢＰＦ５の出力端に入力
端を接続するレベルメータ６と、ＢＥＦ８の出力端に入
力端を接続するレベルメータ９と、レベルメータ３，６
の各出力端に入力端を接続する劣化判断部４と、レベル
メータ３，６，９の各出力端に入力端を接続する信号検
出部７及び信号断検出部１０とから構成されている。な
お、同図中、５０は、信号線の切替スイッチＳＷの前段
に設けられたＢＥＦである。

【００２１】ＢＰＦ２及びＢＰＦ５は、それぞれ自局，
対向局の音声帯域内信号を中心周波数として所定帯域幅
の信号のみを通過させるディジタルフィルタであり、Ｂ
ＥＦ８及びＢＥＦ５０は、それぞれ対向局，自局の音声
帯域内信号を中心周波数として所定帯域幅の信号の通過
を阻止するディジタルフィルタである。レベルメータ
３，６，９は、ＢＰＦ２を通過した信号出力、ＢＰＦ５
を通過した信号出力、ＢＥＦ８を通過した信号出力をそ
れぞれ整流・平滑化した後、その出力レベルを求めるも
のである。

【００２２】劣化判断部４は、レベルメータ３，６から
の出力に基づいて現在のエコー消去量を求め、求められ
た値を閾値と比較することによってエコー消去特性の劣
化判断を行うものである。信号検出部７は、レベルメー
タ３，６，９からの出力に基づいて対向局からの音声帯
域内信号を検出するものであり、一方、信号断検出部１
０は、レベルメータ３，６，９からの出力に基づいて対
向局からの音声帯域内信号の断を検出するものである。

【００２３】次に、上述の実施形態における劣化判断・
信号検出回路１の動作例を説明する。まず、無通話時に
おいて、自局から対向局には周波数ｆ１の音声帯域内信
号を送出しており、対向局から自局には周波数ｆ２の音
声帯域内信号を送出しているものとする。このとき、Ｂ
ＰＦ２の減衰特性を周波数ｆ１で１，周波数ｆ２でｋ１
（＜１）とし、また、ＢＰＦ５の減衰特性を周波数ｆ２
で１，周波数ｆ１でｋ２（＜１）とし、さらに、図１
中、Ｄ点における自局の音声帯域内信号のレベルをｘ，
対向局からの音声帯域内信号のレベルをｙ，レベルメー
タ３の出力レベルをＡ、レベルメータ６の出力レベルを
Ｂとすると、Ａ及びＢは次式［数１］で表すことができ
る。

【００２４】

【数１】Ａ＝ｘ＋（ｋ１×ｙ）・・・Ｂ＝（ｋ２×ｘ）＋ｙ・・・したがって、Ｄ点における自局の音声帯域内信号レベル
ｘ及び対向局からの音声帯域内信号レベルｙは、次式
［数２］で表すことができる。

【００２５】

【数２】ｘ＝（Ａ−ｋ１×Ｂ）／（１−ｋ１×ｋ２）ｙ＝（Ｂ−ｋ２×Ａ）／（１−ｋ１×ｋ２）ここで、１／（１−ｋ１×ｋ２）＝Ｋとし、ｋ１・Ｋ＝
ＫC ，ｋ２・Ｋ＝ＫDとおくと、上式［数２］は次式
［数３］で表すことができる。

【００２６】

【数３】ｘ＝Ｋ（Ａ−ｋ１×Ｂ）＝ＫＡ−ＫC ・Ｂｙ＝Ｋ（Ｂ−ｋ２×Ａ）＝ＫＢ−ＫD ・Ａここで、ｋ１，ｋ２，１／（１−ｋ１×ｋ２）＝Ｋは定
数であり、上記ＢＰＦはディジタルフィルタによって構
成されているため特性のバラツキはほとんどない。

【００２７】このようにして、劣化判断部４では、エコ
ー消去量を示す自局の音声帯域内信号のレベルｘを求め
ることができるため、この値ｘに基づいてエコー消去量
の劣化を容易に判断することができる。また、対向局か
らの音声帯域内信号のレベルｙを求めることができるた
め、この値ｙと予め設定された閾値とを比較することに
より、音声帯域内信号の断検出を確実に行うことができ
る。

【００２８】そして、通話時には、従来の音声帯域内信
号の検出方法と同様に、レベルメータ６の出力レベルと
レベルメータ９の出力レベル差が、ある閾値より大きい
か否かに、ＢＰＦ２の出力レベルが、ある閾値よりも低
いか否かの結果を追加することにより、音声だけでなく
モデム等のデータ伝送時の誤検出をも低減することがで
きる。

【００２９】以上説明したように、本実施形態では、従
来別々に行われていたエコー消去特性劣化判断と、音声
帯域内信号の検出／断検出との機能ブロックを一体化
し、情報を共有して有効に利用することにより、対向局
からの音声帯域内信号検出のＢＰＦの帯域幅をダイヤル
パルスの伝送に問題がない程度に広くしても正しく検出
／断検出でき、また、対向局からの音声帯域内信号の減
衰が充分でなくても帯域阻止フィルタを挿入することな
くエコー消去量の劣化を正しく判断することができる。

【００３０】

【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、フィルタの共通化を図ることにより回路構成
を簡素化することができ、また、簡素化された構成にあ
ってもエコー消去量の劣化判断及び音声帯域内信号の検
出／断検出を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の劣化判断・信号検出回路の構成を
示すブロック図。

【図２】従来の２線式音声帯域内信号装置を設けた通信
端末間の接続状態を示すブロック図。

【図３】従来のエコー消去特性劣化判断回路及び音声帯
域内信号検出回路の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１劣化判断・信号検出回路２，５帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）３，６，９レベルメータ４劣化判断部７信号検出部８，５０帯域消去型フィルタ（ＢＥＦ）１０信号断検出部１１２線式音声帯域内信号装置１２送受信部１３ハイブリッドトランス１４インバンドリンガ部１５エコーキャンセラ１６擬似エコー生成部１７加算器２０エコー消去特性劣化判断回路２１，３４，３５帯域消去型フィルタ（ＢＥＦ）２２，３１帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）２３，３２，３６レベルメータ２４劣化判断部３０音声帯域内信号検出回路３３信号検出部３７信号断検出部４０構内交換機（ＰＢＸ）Ｔ通信端末Ｌ専用通信回線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯域制限された２線式専用通信回線を介し
て自局と対向局との間で異なる周波数の帯域内信号を送
・受信する帯域内信号装置において、４線／２線変換部
により発生するエコー成分を除去するエコーキャンセラ
を有し、当該エコーキャンセラによるエコー消去特性の
劣化状態を判断する劣化判断機能を備える劣化判断・信
号検出回路であって、自局から対向局に送信される帯域内信号の周波数成分に
対してのみ所定の減衰率を有する第一フィルタと、対向局から自局に送信される帯域内信号の周波数成分に
対してのみ所定の減衰率を有する第二フィルタと、前記第一フィルタ及び前記第二フィルタを介して得られ
る信号に基づいて前記エコーキャンセラによるエコー消
去量を求め、エコー消去特性の劣化状態を判断する劣化
判断部と、を備えることを特徴とする劣化判断・信号検出回路。
【請求項２】無通話時において、自局から対向局に送信
される帯域内信号の周波数をｆ１、対向局から自局に送
信される帯域内信号の周波数をｆ２とした場合、前記第一フィルタは、周波数ｆ１での減衰特性が１、周
波数ｆ２での減衰特性がｋ１（但し、ｋ１は１未満の定
数）であり、前記第二フィルタは、周波数ｆ２での減衰特性が１、周
波数ｆ１での減衰特性がｋ２（但し、ｋ２は１未満の定
数）であることを特徴とする請求項１記載の劣化判断・
信号検出回路。
【請求項３】対向局から自局に送信される帯域内信号の
周波数を中心周波数として、その通過を阻止する第三フ
ィルタを設け、前記第一〜第三フィルタを介して得られる信号に基づい
て帯域内信号の検出及び断検出を行う信号検出部及び信
号断検出部を設けてなることを特徴とする請求項１また
は２記載の劣化判断・信号検出回路。