JPH11252280A

JPH11252280A - 通信装置

Info

Publication number: JPH11252280A
Application number: JP10047501A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Takizawa; 和之滝沢; Yasuaki Takahara; 保明高原; Kazuhisa Kobayashi; 和久小林; Toru Nakamura; 徹仲村; Yukio Takeuchi; 幸男竹内
Original assignee: Hitachi Ltd; Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない通信回線容量で音声データと非音声デー
タの同時伝送を行う。【解決手段】挿入処理部１０３は、音声データ処理部１
０１から入力する音声データのビットのうち、予め定め
た位置にある音声品質に与える影響が小さいビットを、
非音声データ処理部１０２から入力する非音声データの
ビットに置き換え、携帯電話装置２００を介して送信す
る。抽出処理部１０４は、携帯電話装置２００を介して
受け取った音声データのうち、前記予め定めた位置にあ
るビットを抽出し、非音声データ処理部１０２に出力
し、抽出したビットをダミービットで置き換えた音声デ
ータを音声データ処理部１０１に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル電話端末
装置を用いて、音声データと非音声データの同時伝送を
行う技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１９９７年電子情報通信学会総合大会で
「ＰＤＣにおける音声／データ同時伝送アダプタの開
発」などに記載されているように、デジタル通信におい
て音声データと非音声データの同時伝送を行う技術とし
て、音声データフレームと非音声データフレームを交互
に送受信する技術が知られている。

【０００３】以下、この技術について説明する。

【０００４】図５に、このような同時伝送を行う通信装
置の構成を、同時伝送の音声データフレームと非音声デ
ータフレームの時分割多重のようすを図６に示す。

【０００５】送信側では、図５の音声入出力装置１５よ
り外部より入力された音声データより音声制御部１３
は、図６(a)に示すハーフレート方式の音声データフレ
ームを生成する。また、データ入出力装置１６から入力
された非音声データより、データ制御部１４は図６(b)
に示すフルレート方式の非音声データフレームを生成す
る。また、多重分離部１２は、生成された音声データフ
レームと非音声データフレームとを、２０ｍｓ毎に交互
に受け入れ、無線処理装置１１を介して、受信側に図６
(ｃ)に示すフルレート方式で各フレームを送信する。

【０００６】ここで、ハーフレート方式、フルレート方
式とは、RCR(Reseach & Development Center for Radio
Systems；電波システム開発センター）発行の標準化文
書RCR STD-27Fで規定されたフレームレートの規格であ
り、フルレート方式ではハーフレート方式の２倍のフレ
ームレートでフレームの伝送を行う。

【０００７】一方、受信側の多重分離部１２は、無線処
理装置１１を介して受信した信号よを監視して、フレー
ム同期を確立すると共に、一定時間内の音声フレームと
非音声データフレームの組み合わせを検出し、図６（c)
における音声データフレームと非音声データフレームの
それぞれに対する同期も確立する。

【０００８】多重分離部１２は確立した音声データフレ
ームと非音声データフレームのそれぞれに対する同期に
従って、音声データフレームと非音声データフレームを
抽出し、音声データフレームは音声制御部１３に、非音
声フレームはデータ制御部１４に渡す。音声制御部１３
は受け取った音声データフレームより音声データを復元
し音声入出力装置１５に出力し、データ制御部１４は受
け取った非音声データフレームより非音声データを復元
し、データ入出力装置１６に出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５、６に示した技術
では、音声データと非音声データの同時伝送を行う場
合、音声データフレームのハーフレート方式相当の伝送
速度を確保し音声データのリアルタイムな送受信を阻害
しないように、音声データフレームと非音声データフレ
ーム全体としてフルレート方式による伝送を行ってい
る。このため、音声データの伝送を行う場合のハーフレ
ート方式の伝送と比べて２倍の回線容量が必要となる。

【００１０】そこで、本発明は、より少ない回線容量で
音声データと非音声データの同時伝送を行うことを課題
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、音声データと非音声データの同時伝送を行う
通信装置であって、入力する音声データを構成するビッ
トのうち、予め定めた音声品質に与える影響が小さいビ
ットを、入力する非音声データのビットに置き換えて送
信する手段と、受信した音声データを構成するビットの
うち、前記予め定めた音声品質に与える影響が小さいビ
ットを抽出し非音声データとして出力し、受信した音声
データの少なくとも抽出したビットを除く部分を含む音
声データを出力する手段とを有することを特徴とする通
信装置を提供する。

【００１２】このような通信装置によれば、音声データ
の、音声品質に与える影響がより少ないビットが、非音
声データに置き換えられ送受される。したがって、音声
データと非音声データの同時伝送を行う場合でも、音声
データのみの通信と同じ回線容量で足りる。ただし、音
声データの一部を非音声データで置き換えるので、保証
される音声データ自身の品質は、音声データのみの通信
を行う場合に比べ低下する。しかし、本発明では、非音
声データで置き換えられる音声データの部分を、音声品
質に与える影響が少ない部分としているので、実質上、
大きく音声データの品質が劣化することはない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る通信装置の実
施形態を、ナビゲーション装置に通信機能を付加する形
態への適用を例にとり説明する。

【００１４】図１に、本実施形態に係る通信装置の構成
を示す。

【００１５】図示するように本実施形態に係る通信装置
は、携帯電話装置２００、ナビゲーション装置３００、
同時伝送処理装置１００から構成される。また、本実施
形態に係る通信装置は、自動車などの移動体に搭載され
る。

【００１６】携帯電話装置２００は、たとえば、デジタ
ルセルラー通信端末であり、無線通信回線を介して受信
した信号の周波数変換や復調を行って伝送フレームを復
元し、同時伝送処理装置１００に出力し、同時伝送処理
装置１００から入力する伝送フレームに変調や周波数変
換を行って無線通信回線に送信する機能を有する。

【００１７】次に、ナビゲーション装置３００は、ＣＰ
Ｕ３０１、記憶装置３０２、道路地図データを記憶した
CD-ROMなどが搭載されるCD-ROMドライバなどの外部記憶
装置３０４、表示装置３０６、音声処理装置３０７、ス
ピーカ３０８、マイクロフォン３０９、GPS受信機や車
速センサや地磁気センサやジャイロセンサなどの各種測
定装置３１５、各種インタフェース処理部３１０、３１
１、３１２、３１３、３０３、３０５、３１４などを備
えている。

【００１８】ナビゲーション装置３００のCPU３０１
は、記憶装置３０２に記憶されたプログラムを実行し、
インタフェース部３１４を介して読みとった測定装置３
１５の測定値と、インタフェース部３０３を介して外部
記憶装置３０４から読み出した道路地図データに基づい
て、移動体の現在位置を算出し、算出した現在位置周辺
の道路地図と共に、インタフェース部３０５を介して表
示装置３０６に表示する処理を行う。また、CPU３０１
は、同時伝送処理装置１００からインタフェース部３１
２を介して入力する非音声データを処理する。非音声デ
ータの処理の内容は、非音声データの種別によって異な
り、たとえば、非音声データがユーザへの通知情報であ
る場合の、これを表示装置３０６に表示する処理などが
考えられる。また、CPU３０１は、通信回線を介して送
信すべき非音声データを、インタフェース部３１３を介
して同時伝送処理装置１００に出力する処理を行う。送
信すべき非音声データとしては、ナビゲーション装置３
００の状態を示すデータや、ユーザから入力するデータ
などが考えられる。また、音声処理装置３０７は、CPU
３０１の制御下で、同時伝送処理装置１００からインタ
フェース部３１０を介して送られた音声データの表す音
声をスピーカ３０８から出力する。また、音声処理装置
３０７は、CPU３０１の制御下で、マイクロフォン３０
９から入力する音声を音声データに変換し、インタフェ
ース部３１２を介して同時伝送処理装置１００に出力す
る。

【００１９】図２に、同時伝送処理装置１００の構成を
示す。

【００２０】図示するように、同時伝送処理装置１００
は、音声データ処理部１０１、非音声データ処理部１０
２、挿入処理部１０３、抽出処理部１０４を有する。

【００２１】音声データ処理部１０２は、たとえば、前
掲したRCR STD-27Fのハーフレート方式においてで規定
された音声データの圧縮／伸長化と、通信路符号／復号
化の処理を行う。

【００２２】すなわち、送信側の、音声データ処理部
は、ナビゲーション装置３００から送られた音声データ
を、単位量毎に、所定の圧縮符号化アルゴリズムで圧縮
符号化し（便宜上、以下では、圧縮符号化した音声デー
タを「圧縮音声データ」と記す）、圧縮音声データフレ
ームを生成する。また、伝送に適した形態にするため
に、各圧縮音声データフレームの圧縮音声データを、さ
らに所定の通信路符号化アルゴリズムに従い通信路符号
化し（便宜上、以下では、通信路符号化された圧縮音声
データを「通信路符号化音声データ」と記す）、通信路
符号化音声データフレームを生成する。この通信路符号
化では、各圧縮音声データフレームの圧縮音声データを
形成する各種パラメータのビットの内、予め定められた
音声品質に対する影響が大きいビットについては誤り保
護対象ビットとし、残りの音声品質に対する影響が小さ
いビットについては誤り保護対象外ビットとする。ま
た、誤り保護対象ビットについては、誤り検出のために
ＣＲＣ符号を付加した後、所定の畳み込み符号で符号化
する。そして、畳み込み符号後の保護対象ビットと保護
対象外ビットとを共に所定の順序でビットインタリーブ
する。そして、さらにフレームインタリーブを施し、通
信路符号化音声データフレームを生成し挿入処理部１０
３に送る。

【００２３】また、これとは逆に、受信側の音声データ
処理部は、抽出処理部１０４から送られた各通信路符号
化音声データフレームの通信路符号化音声データから、
各圧縮音声データフレームを復元する処理と、各圧縮音
声データフレームの圧縮音声データから音声データを復
元する処理を行う。そして、最終的に復元した音声デー
タを、ナビゲーション装置３００に出力する。なお、通
信路符号化音声データから圧縮音声データを復元する際
には、誤り保護対象ビットについてはCRC符号を用いて
誤り検出を行い、誤りのあった圧縮音声データフレーム
を破棄する処理などを行う。

【００２４】次に、非音声データ処理部１０２は、ナビ
ゲーション装置３００から入力する非音声データを挿入
処理部１０３に送る。また、抽出処理部１０４から送ら
れた非音声データをナビゲーション装置３００に出力す
る。

【００２５】次に、挿入処理部１０３と抽出処理部１０
４の詳細について説明する。

【００２６】まず、挿入処理部１０３について説明す
る。

【００２７】図３に、挿入処理部１０３の内部構成を示
す。

【００２８】図示するように、挿入位置指示部２０、挿
入ビット計数部２１、ビット挿入部２２を有している。

【００２９】挿入位置指示部２０は、音声データ処理部
１０１から送られた通信路符号化音声データフレームの
内の予め定めておいたビットの位置を検出し、その位置
を挿入ビット計数部２１とビット挿入部２２に指示す
る。ここで、誤り保護対象外ビットのうちの音声品質に
与える影響がより少ない所定数のビットが、最も影響が
少ないビットより順次検出されるように、予め検出する
ビットの通信路符号化フレーム内の位置と検出する順番
を定めておくようにする。

【００３０】次に、挿入ビット計数部２１は、挿入位置
指示部２０から位置が指示されると、非音声データが非
音声データ処理部１０２から入力しているとき、すなわ
ち、送信すべき非音声データが存在するときは、非音声
データを１ビット、ビット挿入処理部２２に送る。ま
た、挿入ビット計数部２１は、通信路符号化音声データ
フレーム毎に、ビット挿入処理部２２に送ったビット数
を計数する。そして、１通信路符号化音声データフレー
ムついて以上の処理が終了したならば、計数結果を、ビ
ット挿入処理部２２に送る。ただし、挿入ビット計数部
２１は、ある通信路符号化音声データフレームを処理中
に、挿入位置指示部２０から位置を指示されたときに、
送信すべき非音声データが存在せず、その位置について
非音声データのビットをビット挿入部２２に送らなかっ
たときには、同通信路符号化音声データフレームの処理
中には、その後送信すべき非音声データが発生しても非
音声データのビットをビット挿入部２２に送らない。

【００３１】ビット挿入処理部２２は、挿入ビット計数
部２１から非音声データのビットを送られると、これ
で、挿入位置指示部２０から指示された位置の通信路符
号化音声データのビットを置き換える。

【００３２】そして、ビットを非音声データで置き換え
た通信路符号化音声フレームと、通信路符号化音声フレ
ームの前に付加した挿入ビット計数部２１から送られた
計数結果とを含めた伝送フレームを作成し、これを携帯
電話装置２００に出力する。

【００３３】次に、抽出処理部１０４について説明す
る。

【００３４】図４に、抽出処理部１０４の内部構成を示
す。

【００３５】図示するように抽出処理部は、挿入ビット
数検出部３０と、抽出位置指示部３１と、ビット抽出部
３２を有している。

【００３６】挿入ビット数検出部３０は、携帯電話装置
２００から入力する伝送フレーム中に含まれる計数結果
を検出し、検出した計数結果の示す数を抽出位置指示部
３１に送る。

【００３７】抽出位置指示部３１は、携帯電話装置２０
０から入力する伝送フレーム中の通信路符号化音声デー
タフレーム中の挿入位置指示部２０が検出するビットと
同じビットの位置を、挿入ビット数検出部３０から送ら
れた数分、挿入位置指示部２０と同じ順序で検出し、検
出した位置をビット抽出部３２に指示する。

【００３８】ビット抽出部３２は、携帯電話装置２００
から入力する伝送フレーム中の通信路符号化音声データ
フレーム中の通信路符号化音声データの、抽出位置指示
部３１から指示された位置のビットを指示された順に抽
出し、非音声データ処理部１０２に出力する。また、抽
出したビットを所定のダミービットで置き換えた通信路
符号化音声データフレームを音声データ処理部１０１に
出力する。

【００３９】以上の処理の結果、音声データの、音声品
質に与える影響がより少ないビットが、非音声データに
置き換えら送受される。したがって、音声データと非音
声データの同時伝送を行う場合でも、音声データのみの
通信と同じ回線容量で足りる。

【００４０】もちろん、音声データの一部を非音声デー
タで置き換えるので、保証される音声データ自身の品質
は、音声データのみの通信を行う場合に比べ低下する。
しかし、非音声データで置き換えられる音声データの部
分を、音声品質に与える影響が少ない部分としているの
で、実質上、大きく音声データの品質が劣化することは
ない。たとえば、RCR規格では、音声データの３パーセ
ントまでの誤りは許容されるが、この場合に、音声デー
タで置き換えるRCR STD-27Fにおける非誤り保護対象外
ビットを６ビット以下とすれば、RCR STD-27Fにおける
通信路符号化音声データフレーム長は２２４ビットであ
るので、この置き換えによる音声データの誤りは、RCR
規格の許容範囲内に収まることになる。

【００４１】また、本実施形態によれば、音声データを
非音声データで置き換えたビット数を送信側から受信側
に送信することにより、ゼロから許容値を越えて音声品
質を損なわない範囲内において、任意のレートで非音声
データを送受することができる。

【００４２】なお、これらより理解されるように、本実
施形態は、低レートで非音声データを送受するシステム
や、間欠的に非音声データを送信する用途において、特
に、顕著な有利性を備えたものである。

【００４３】以上、本発明の実施形態について説明し
た。

【００４４】なお、以上の実施形態では、非音声データ
のビットで置き換えた誤り対象外ビットの数（挿入ビッ
ト数計数部２１の計数結果）を、通信路符号化音声デー
タフレームに付加して送受するようにしたが、この計数
結果で、通信路符号化音声データフレーム中の誤り対象
外ビットの音声品質与える影響が最も少ない数ビットを
置き換えることにより、通信路符号化音声データフレー
ムによって計数結果を送受するようにしてもよい。

【００４５】また、以上の実施形態では、RCR STD-27F
を対象とし、誤り対象外ビットの一部を非音声データの
ビットで置き換えて伝送する例を説明したが、その他の
方式で符号化された音声データを取り扱う場合でも本実
施形態は同様に適用することができる。すなわち、任意
の形式の音声データのビットのうち、音声品質に与える
影響が最も少ないビットより、音声品質の劣化が許容で
きる範囲内のビット数を、非音声データのビットで置き
換えて送受するようにすればよい。たとえば、最も単純
には、音声データをPCM符号によって伝送する場合に
は、各データの最下位ビットが最も音声品質に与える影
響が少ないビットであるので、これを非音声データに置
き換えて送受するようにすればよい。

【００４６】また、同時通信装置を携帯電話装置中に含
め、音声の入出力を携帯電話のマイクロフォン、スピー
カーから行い、非音声データのみを携帯電話装置と、外
部のデータ処理装置との間で入出力するようにしてもよ
い。または、非音声データを携帯電話に備えた表示装置
に表示するなど、携帯電話装置に非音声データを処理す
る機能を持たせてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、より少
ない回線容量で音声データと非音声データの同時伝送を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信装置の構成を示すブロック図である。

【図２】同時伝送処理装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】挿入処理部の構成を示すブロック図である。

【図４】抽出処理部の構成を示すブロック図である。

【図５】従来の通信装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の音声データと非音声データの同時伝送の
ようすを示す図である。

【符号の説明】

２０…挿入位置指示部２１…挿入ビット数計数部２２…ビット挿入部３０…挿入ビット数検出部３１…抽出位置指示部３２…ビット抽出部１００…同時伝送処理装置１０１…音声データ処理部１０２…非音声データ処理部１０３…挿入処理部１０４…抽出処理部２００…携帯電話装置３００…ナビゲーション装置

フロントページの続き (72)発明者高原保明神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者小林和久神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者仲村徹神奈川県座間市広野台２丁目4991番地株式会社ザナヴィ・インフォマティクス内 (72)発明者竹内幸男神奈川県座間市広野台２丁目4991番地株式会社ザナヴィ・インフォマティクス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声データと非音声データの同時伝送を行
う通信装置であって、入力する音声データを構成するビットのうち、予め定め
た音声品質に与える影響が小さいビットを、入力する非
音声データのビットに置き換えて送信する手段と、受信した音声データを構成するビットのうち、前記予め
定めた音声品質に与える影響が小さいビットを抽出し非
音声データとして出力し、受信した音声データの少なく
とも抽出したビットを除く部分を含む音声データを出力
する手段とを有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】音声データと非音声データの同時伝送を行
う通信装置であって、送信すべき非音声データが存在する場合に、入力する音
声データを構成するビットのうち、予め定めた位置にあ
るビットを、予め定めた順序で、送信する非音声データ
のビットに置き換え、置き換えたビットの数を表す置き
換えビット数と共に送信する手段と、受信した音声データを構成するビットのうちの前記予め
定めた位置にあるビットを、受信した置き換えビット数
が示す数、前記予め定めた順序で抽出し非音声データと
して出力し、受信した音声データの少なくとも抽出した
ビットを除く部分を含む音声データを出力する手段とを
有することを特徴とする通信装置。
【請求項３】請求項２記載の通信装置であって、前記予め定めた位置は、音声品質に与える影響が小さい
ビットの位置であって、前記予め定めた順序は、音声品質に与える影響がより小
さいビットの位置がより前となる順序であることを特徴
とする通信装置。
【請求項４】音声データと非音声データの同時伝送を行
う通信装置であって、 RCR STD-27Fに従って音声データフレームを生成する手
段と、音声データフレームを構成するビットのうち、誤り保護
対象外ビットの少なくとも予め定めた一部を、入力する
非音声データのビットに置き換えて無線伝送系を介して
送信する手段と、無線伝送系を介して受信した音声データフレームを構成
するビットのうち、前記予め定めた一部を抽出し非音声
データとして出力し、受信した音声データの少なくとも
抽出したビットを除く部分を含む音声データフレームを
出力する手段とを有することを特徴とする通信装置。
【請求項５】自動車に搭載され、携帯電話端末を介して
通信を行う車載システムであって、自動車の運転をナビゲーションするナビゲーション部
と、同時伝送処理部とを有し、前記ナビゲーション部は、前記同時通信処理部と入出力
する非音声データと音声データを処理する処理部を有
し、前記同時伝送処理部は、前記ナビゲーション部から入力する音声データを符号化
し、符号化した音声データを構成するビットのうち、予
め定めた音声品質に与える影響が小さいビットを、前記
ナビゲーション部より入力する非音声データのビットに
置き換えて、前記携帯電話端末を介して送信する手段
と、前記携帯電話端末を介して受信した符号化された音声デ
ータを構成するビットのうち、前記予め定めた音声品質
に与える影響が小さいビットを抽出し非音声データとし
て前記ナビゲーション部に出力し、受信した符号化され
た音声データの少なくとも抽出したビットを除く部分を
含む符号化された音声データを復号化し、前記ナビゲー
ション部に出力する手段とを有することを特徴とする車
載システム。
【請求項６】音声データと非音声データの同時伝送を行
う方法であって、送信側において、送信する音声データを構成するビット
のうち、予め定めた音声品質に与える影響が小さいビッ
トを、送信する非音声データのビットに置き換えて送信
し、受信側において、受信した音声データを構成するビット
のうち、前記予め定めた音声品質に与える影響が小さい
ビットを抽出し非音声データとして処理し、受信した音
声データの少なくとも抽出したビットを除く部分を音声
データとして処理することを特徴とする同時伝送方法。