JPS59219058A - 拡声電話機用交換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、スピーカを用いて通話が可能な拡声電話機を
有している交換機の改良に関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 次世代の電話機として、種々の新たなサービスを提供す
る高機能電話機への要望が高まっている。

このうち、受話器を持たずに通話が可能な拡声電話機は
、通話品質の向上が望まれている。これは現在の拡声電
話機のほとんどがボイス・スイッチ方式を用いているた
め語頭切れ、双方向同時通話が困難である等の問題があ
るためである。

拡声電話機において、ボイス・スイッチが必要となるの
は以下の理由による。拡声電話機′はスピーカを用いる
ため、一般の電話機に比較してスピーカから出た音がマ
イクに入ることによって発生する音響結合度が大きい。

そのため、拡声電話機が２線回線に接続されている場合
には、マイク→送話アンプリハイブリッドコイルの側皆
→受話アンプ→スピーカ→音響結合→マイクといった。

Ｇ４号のループができ、ループ利得が１以上になるとハ
ウリングが発生する可能性が大になる。またＡとＢの拡
声電話同志の通話では、へのマイク→Ａの送話アンプ→
回線→Ｂの受話アンプ→Ｂのスピーカ→Ｂの音響結合→
Ｂのマイク→Ｂの送話アンプ→回線→Ａの受話アンプ→
Ａのスピーカー→Ａの音響結合→Ａのマイクといっだ信
号のループができ、ハイブリッドコイルのインピーダン
スｌＰＥ合が良くて、側音が少ない場合や４線回線を用
いた場合でもハウリングが発生し易くなる。更に、たと
えハウリングが発生しなくても、相手電話機が拡声電話
の場合、相手側の音響結合により自分の声が大きく反射
して聞こえ通話の障害となる。これは将来においてパケ
ット交換機の様に信号の遅延が大きくなる可能性のある
交換機が導入されたり衛星通信回線の様に伝送路自体の
遅延が大きい場合には、Ｎ大な問題点となる。

ボイス・スイッチ方式は、上述の問題点を防ぐため、送
話時には受話側忙、受話時には送話側に損失を入れて、
音響結合や側音による結合を除去するものであるが、送
受判定の検出に時間を要するため語頭切れが発生したシ
、双方向同時通話時には必ず片方に損失が入るため、片
方の音声が切れるといった問題点を有している。このボ
イススイッチの問題点を解決する方式にエコー・キャン
セラ一方式がある。

第１図に音響結合除去用エコー・キャンセラーを示し、
以下説明する。

拡声電話機への受信信号ｘｆｉ’ｔ）は、受話アンプ（
１０１）で増幅されスピーカ（１０６）に入力する。そ
して、このスピーカの出力は壁や人物罠より反射してα
ｄＢの減衰を受けて音響結合による反響信号ｙ（ｔ）　
ｈしてマイク（１０７）に入力する。

ここで、エコーキャンセラーやボイス・スイッチを用い
ないと、この信号ｙ（ｒ）はそのまま送話アンプ（１０
２）を経て回線に送出され、（但し、２線回線の場合に
は−・イブリッドコイルで４線−２線変換された後送出
される）上述のような種々の問題点を引き起こす。

ここで、エコー・キャンセラー（１０３）はダブルトー
クディテエクタ（１０５）よりの制御信号によシ送話信
号ｘ　（ｔ）が無い時に、受話信号Ｘ（【）が反響信号
ｙ（ｔ）になる特１生である反響路特性勿Ｘ（【）とｙ
（ｔ）をもとに推定し、自回路内に反響路特性の近似で
ある擬似反響路特性を有するフィルタを合成する。そし
て、このフィルタの出力’Ｔｈｔ）を減算器（１０４）
で反響信号を含む送話信号ｙ（ｔ）　＋　ｎ（ｔ）から
差し引く事により、細枠な送話信号ｎ（Ｌ）を抽出する
。

したがうて、エコー・キャンセラーは反響信号ｙ（ｔ）
のみを除去する事が可能となり、ボイス・スイッチ方式
の様な問題点を発生する事なく、音響総合を減少できる
。

なお、ダブルトークディテヱクタ（１０５）は例えば、
Ｘ（（）とｙ（ｔ）Ｉｎ（＋）との電力を比較し、（Ｘ
（ｔ）の電力）　−ｃｔ　Ｉｎ１ｎ　（）’（ｔ）Ｉｎ
（ｔ）の電力（但し、αｍｉ　ｎは音響結合の最悪値）
の時ダブルトークと判断しエコー・キャンセラーの推定
動作を止める。

このようにエコー・キャンセラーは非常に有効な方式で
あるが、ボイス・スイッチ方式に比較して複雑なディジ
タル信号処理を要するためコスト高になるといった問題
点がある。更に、特に音響結合除去用として用いる場合
はノ・イブリッドコイルで発生する反響信号を打消す場
合に比較して。

扱う反響信号の遅延量が太きいため、・・−ド量が数倍
乃至数十倍になり、その分だけコスト高になる。

従来方式では、このような高コストのエコー・キャンセ
ラーが拡声電話機１台につき、必ず１つは必要になるの
で、第２図のように１つの交換機にｍ個の拡声電話機が
接続されている場合にはエコー・キャンセラーもｍ個必
要となりシステム全体が非常にコスト高になる。

［発明の目的］ 本発明は、このよう外従来の拡声電話機用交換機の問題
点に鑑みてなされたもので、エコーキャンセラーが少な
くて済みシステム全体として廉価な拡声電話機用交換機
を提供することを目的とする。

し発明のやスや］ 本発明は、ｉｌＹ来拡声亀７話機内にあったエコーキャ
ンセラーを交換機内に移し１つのエコーキャンセラーを
複数の拡ｌ力電話機で共有し２て用いるものである。

［発明の効果］ 本発明によれば、エコーキャンセラーを交換機内に有し
これを共用することにより、全体として大幅なコストダ
ウンを図ると七ができるっ［発明の実施例］ 従来方式で（は、ｍ個の拡声電話機にｍ個のエコー・キ
ャンセラーが必要となりコスト高になる。

しかも、ｌｎイ１１Ｉ１１のうち常時全てが通話中であ
るわけではなく、通話中の拡声電話はそのうちの一部で
ある。

更に、拡声電話で冴、っても、受話器を用いて通話して
いるものもある筈である。したがって、ｒｎ個のエコー
・キャンセラーのうち、ｎτＬ１作している１、のけ、
そのうちのほんの一部でち９．非常に不経済である。

本発明は、第３図に示すように高コストなエコー・キャ
ンセラーを交換機内に移し、複数の拡声電話機で共有す
る事により電話システム内のエコー・キャンセラーの数
を減らし、システム全体のコストを下げる。

第３図において破線内が本発明を用いた交換機である。

同図において、この交換機に接続されている拡声電話機
（３０１）と、一般の電話機（３０２）が通話する場合
について第４図により説明するっ拡声電話機（３０１）
がフックオフしてダイアルを行うと、走査回路（３０６
）は、これを検出し制御回路（３０７）に、この情報を
伝える。この時、拡声電話機（３０１）が拡声通話釦な
っていると１例えばダイアル信号に続いて送られる制御
信号によシ、拡声検出装置（３０５）に、拡声通話であ
る事を伝えるっそして、拡声検出装置（３０５）はこれ
を検出し、制御回路（３０７）に伝える。制御回路（３
０７）は一般の電話機同士の通話の場合には図中（イ）
のように従来の交換機同様の通話路の設定を行うが、こ
の例のように拡声通話の場合には、図中（ロ）のように
エコーキャンセラーユニット（３０４）を介した通話路
を設定スる。エコーキャンセラーユニｙ　ト（３０４）
　ｆ’ｉ拡声電話機で発生する反響信号をエコーキャン
セラーを用いて除去する機能を有するため、拡声電話機
（３０１）がエコーキャンセラーを有していなくとも、
ここで反響信号除去が可能となる。

この事を拡声電話機（３０１）から電話機への経路に着
目して説明したのが第４図である。

なお、第４図においては説明の簡単化のためにハイプリ
ントコイルでの整合は理想的に近く（例えば構内交換４
．のように経路が短かい場合）ここで発生する側音は無
視できるものとする。公衆回線のように側音が無視でき
ない場合は側音除去用のエコーキャンセラーを用いれば
良い。このエコーキャンセラーは音響結合用より、扱う
遅延量が少ないので、コスト的には比較的少なくて済む
。まだ、交換機は４線交換とする。

同図において、一般電話機の送話信号は、ハイブリッド
コイル（４０８）、回線、ハイブリッドコイル（４０７
）、交換機、ハイブリッドコイル（４０４）　、回線、
ハイブリッドコイル（４０３）　、拡声電話機の受話ア
ンプを介して、スピーカ（４１１）に入力する。そして
、スピーカ（４１１）を出た音声は音響結合によりマイ
ク（４１０）に入力し、逆の経路をたどり、電話機（３
０３）のハンドセットに入力する。このとき、反響信号
を除去しないと拡声電話機の反響結合が大きいため、自
分の音声が大きく反射して聞こえ話者に不快感を与える
。

本発明によれば、交換機の通話路網に挿入されたエコー
キャンセラーユニット内ノエコーキャンセラー（４０５
）および減算器（４０６’）で反響信号を打消すため、
上述の様な問題点が改善できる。

なお、拡声電話機同士の通話の場合には第５図に示すよ
うに、通話路網に２台のエコーキャンセラーユニット（
５０１）、（５０２）を挿入すれば良い。

本発明の第１の実施例の構成を第６図に示し説明する。

第６図の交換機は時分割方式の小規模なディジタル構内
交換機である。

同図において、コーデック（６０１）〜（６０３）のデ
ィジタル入出力端子Ｄｉ、Ｄｃｉは共通にデータバスに
接続しており、走査回路（６０７）で検出したフックオ
ン、フックオフ、ダイアル信号等の制御信号に基づき、
制御回路（６０６）が各コーデックのディジタル入出力
のタイミングを、出力タイミング信号ＳＴ、入力タイミ
ング信号ＲＴで制御する事にょシ交換を行うが、これは
従来の時分割交換では一般的な方法である。

本発明においては、上記各回路の仙に、拡声通話検出回
路、エコーキャンセラーユニットヲ交換機が有している
のが特徴である。

以下に、本実施例において、いかに拡声電話の反響信号
を打消すかを説明する。

この交換機において、時分割交換は、第７図（ａ）（臥
（Ｃ）に示すように、音声の１サンプルの時間を１６個
のタイム・スロットに分割し、各コーデックの入出力タ
イムスロットを切換える事によシ交換を行うものとする
。

第７図（Ｒ）は一般電話機の間における接続の例であり
、第６図に示す走査回路（６０７）により、電話機（６
１０）からの発呼、およびダイアル信号を検出しり制御
回路（６０６）は、１６個のタイムスロットの空きを探
し、通話を行う、ＣＯＬ＞ＥＣＢ　（６０２）とＣ０Ｄ
ＥＣＮ　（６０３）のデータ出力タイミングを、送出タ
イミング信号８Ｔでそれぞれ指定する。そして同時にこ
れとは逆のタイミングに両Ｃ０ＤＥＣの受信タイミング
Ｒ，Ｔを指定する。これによシ、電話機（６１０）と電
話機（６１２）は両Ｃ０ＤＥＣ’を介して接続され通話
が可能となる。

次に、第７図（ｂ）に、拡声電話機と一般電話機の場合
のタイミングを示す。この場合、拡声通話検出回路（６
０８）が電話機（６０９）が拡声通話スイッチをＯＮし
た事を検出すると、制御信号り置で制御回路（６０６）
に伝える。この時制御回路（６０６）は、自交換機内の
ＥＣユニット及びタイムスロットの空を調べ、使用中で
ないものを探す、そして、このいずれかが使用中の場合
は、制御信号ＢＵＳＹにより拡声通話検出回路（６０８
）に伝え、同回路は拡声電話（６０９）に、この旨を知
らせる。拡声電話（６０９）は、この場何、拡声通話を
禁止するか、ボイススイッチ機能を有する場合にはボイ
ススイッチを動作させる。

次に、ＥＣユニットおよびタイムスロットに空があった
場合は、受信タイミング信号ＸＴを、一般電話機に接続
しているＣ　ＯＬ）　Ｅ　Ｃの出力タイミングに、Ｙ受
信タイミング信号ＹＴを、拡声電話機に接続しているＣ
０ＤＥＣの出力タイミングに合わせ、これらの信号をデ
ータバスを介し−（ＥＣユニット傾入力させる。そして
、空タイムスロットにＥ送出タイミングの制御信号ＥＴ
を用いて、打消し後の信号を出力させる。

また、一般電話機の受信タイミングＲＴを、ＥＣユニッ
トのＥ出力タイミングに一致させ、拡声′電話機の送話
信号に代えて、ＥＣユニットの打消し残差信号を、一般
電話機の受信側に与える。

以上のタイミング操作により、第４図と同様、通話路に
エコーキャンセラーが挿入される事になる０ 更に、拡声電話同士の場合のタイミングは第７図（Ｃ）
のようになる。この場合、両拡声電話の反響信号を打消
すため２台のＥＣユニットおよびこの残差信号の出力用
タイムスロット２つが必袈となる０ そして、例えばＥＣユニット１は、Ｘ受信タイミングを
Ｃ０ＤＢＣＡの出力タイミングに、Ｙ受信夕　　　　゛
イミングをＣ０ＤＢＣＣの出力タイミングに合わしＥＣ
ユニット２はこの逆にする。また、Ｃ０ＤＢＣＡおよび
Ｃの受信タイミングをＥＣユニット１と２の残差信号Ｅ
送出タイミングに合わせる事によりＣ０ＤＥＣＡに接続
される拡声電話の反響信号を含む出力信号に代えて、こ
の反響信号を除去した残差信号を、Ｃ０ＤＥＣＣに接続
される拡声電話の反響信号を含む出力信号に代えて、こ
の反響信号を除去した残差信号を用いる事ができる。

以上のタイミングが操作により、第５図同様、通話路に
２台のエコーキャンセラーが挿入される事になる。

この実施例における主要回路の説明を行う。

第８図は拡声電話機の一構成例である。

同図において、話者が拡声通話を望む場合は、スイッチ
（８１７）　ｆ、Ｉ　Ａ側に倒す。この時単安定７　ル
チバイブレータ（８１２）は、このスイッチ出力の立上
りで一定時間の単一パルスを出方する。発振器（８１４
）はこの信号を受けてこのパルスの区間中一定周波数ｆ
１の正弦波を出方し、加算器（８１８）　、　（８０８
）を介して回線に送出する。この信号は、交換機の拡声
通話検出回路における拡声通話開始の信号となる。

交換機は、この信号を受けると、Ｂｅユニットの空を調
べ、空があると拡声通話可能を示す＋２の正弦波を拡声
電話機に送出する。

検出回路（８１０）は、との＋２の信号を受けるとＲＳ
フリップフロップをセットし、これによりＦ／Ｆ　（８
１６）の出力がＨｉ　ｇＩｔになる事により、スイッチ
回路（８０６）　、　（８０７）により、ハンドセット
につながっていたスイッチを拡声側に倒し、拡声通話を
可能にする。

次に拡声通話を終了させる場合には、話者がスイッチ（
８１７）をＢ側に倒す事により可能になる。

この時、単安定マルチバイブレータ（８１３）　Ｕ、こ
のスイッチの出力信号の立下りにより一定区間の単一パ
ルスを出力する。そして、このパルスは、几８　Ｆ／Ｆ
　（８１６）のリセット端子（（入力し、φ（８１６）
の出力がＬＯＷになる事によシ、スイッチ回路（８０６
）　、　（８０７）がハンドセットを選択する事により
拡声通話が終了する。また、発振器（８１５）により単
一パルスの区間周波数ｆ３の正弦波である拡声終了信号
を回線に送出する事によシ、拡声通話の終了を交換機に
知らせる。

々お、オア回路（８１１）、スイッチ（８１５）は、制
御用の正弦波が送出されている間、送話信号が混入する
のを防ぐための回路である。

次に拡声通話検出回路の一構成例を第９図に示す。同図
において、検出回路（９０１）は、拡声電話機より送出
される拡声通話開始の周波数［１の正弦波を検出する回
路で、この出力を受けて、拡声通話開始時にはＲ８Ｆ’
／Ｆ（９０４）はセットされ制御信号ＬＴＢＬがＨ４ｇ
ｈになる事により制御回路に伝えられる。制御回路は、
この信号を受けて、Ｅ　Ｃユニットおよびタイムスロッ
）Ｋ空がある場合は、制御信号ＥＮにより発振器（９０
３）に周波数ｆ３の単一正弦波を送出させ、拡声通話を
可能にする。逆に、ＥＣユニットとタイムスロットの少
なくともいずれかに空が無い場合は、制御信号ＢＵＳＹ
により、ＲＳ　Ｆ／ＦＣ９０４）をリセットする。また
、拡声通話終了時には、検出回路（９０２）により、周
波数ｆ２の単一正弦波を検出し、Ｒ８Ｆ／Ｆ（９０４）
をリセットして拡声通話状態の終了を制御回路に知らせ
る。

この実施例の主要回路であるＥＣユニットは第１０図に
示すように構成できる。反響路入力信号Ｘは、ｉｌＪ御
信号ＸＴで入力バッファ（ｌｏｏｔ）にロードされ、反
響路出力信号Ｙは制御信号ＹＴで入力バッファ（１００
３）にロードされる。

そして、これらのデータはＣ０ＤＥＣ出方信号であるの
で、／Ｌｌｏｖからリニア信号へ△−リニア変−回路（
１００２）　、　（１００４）にて変換され、Ｘはエコ
ーキャンセラー（１００Ｂ）のデータ入力に加えられる
。またＹは、エコーキャンセラー（１００８）の参照信
号入力に加えられるとともに、エコーキャンセラーで生
成する擬似反響信号を差し引くために、減算器（１００
９）に入力し、反響信号除去をされた後、＋７　ニアー
μ変換回路ｐ−７ｌｏｗのデータに変換された後出力バ
ッファ（１００５）にロードされる。出力バッファ（１
００５）は、制御信号ＢＴにより、所定タイムスロット
以外はＨｉｇｈインピーダンスであυ、送出タイミング
においては、バッファ内の打消し残差信号が出力される
。

ダブルトーク検出回路（１００７）は、ＸとＹの電力を
検出する事によシ、ダブルトークを検出し、エコーキャ
ンセラーの反響路推定を禁止する。

本発明の第２の実施例を第１１図に示し説明する。

この実施例で第１の実施例と異なるのは、拡声通話検出
をテーブルを用い検出している点である。

すなわち、予め交換機につながる電話機が拡声電話か否
かをテーブル（１１０１）に登録しておき、回線接続開
始時点で走査回路で検出する電話番号によシ、テーブル
を調べ拡声電話と判断した場合は、第１の実施例のよう
に通話路にエコーキャンセラーを挿入する。したがって
、この装置では、拡声電話機においてハンドセット通話
を行なっていても、エコーキャンセラーは挿入される事
になる〇しかし、拡声通話検出回路が簡単になる利褪を
有しているため、小規模な交換システムでは有効である
。

以上が本発明の実施例である。

なお、本発明の上記実施例では１時分割交換機を用いて
説明したが、クロスバ−から、最新のパケット交換まで
、あらゆる交換方式において有効である。

また、網構成もアナログ網でもディジタル網でも可能で
ある。特に後者のディジタル網においては、電話機から
のディジタルデータに拡声通話か否かを検出するだめの
データを伺加すれば、拡声通話検出部の構成が簡単にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音響結合除去用エコーキャンセラー付拡
声電話の〜構成例を示す図、第２図は拡声電話機を有す
る従来の交換システム構成図、第３図は本発明の交換機
の一構成例を示す図、第４図は拡声電話機と一般電話機
間の通話経路を説明する為の図、第５図は拡声通話同士
の経路を示す図、第６図は本発明の一実施例（交換機）
の構成図、第７図は本発明における時分割交換タイミン
グを説明する為の図、第８図は本発明の一実施例におけ
る拡声電話機の構成図、第９図は本発明の一実施例にお
ける拡声通話検出回路の構成図、第１０図は本発明の一
実施例におけるエコーキャンセラーユニットの構成図、
第１１図は本発明の他の実施例の構成図、 ５０１．５０２はエコー・キャンセラー、５０３　、５
０４は減算機、 ８０１はマイク、８０２はスピーカー、８０３　、８０
４はアンプ、 ８１９はハンドセットである。 代理人　弁理士　　則　近　意　佑 （ほか１名） 第　　１　図 第　　２　図 第　　３　＠ 第　　４　図 第　５図 第　　６　図 第　　７　図 （０−） （ｂ） 第　　７　図 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）拡声電話機を含む複数の電話機間の回線の接続を
   行う交換機であって拡声電話機のスピーカー・マイク間
   の音響結合を除去するエコーキャンセラーと、回線接続
   状態の電話機が、拡声通話を行なっているか否かを検出
   する拡声通話検出回路と、この検出回路の出力によシ回
   線接続している電話機が拡声通話時には回線にエコー・
   キャンセラー（２）拡声電話機を含む複数の電話機およ
   び他の交換機との間で回線の接続を行う交換機であって
   、拡声電話機のスピーカとマイク間の音響結合を除去す
   るエコー・キャンセラーと、予め用意しであるテーブル
   の内容に従って回線接続状態の電話機が拡声電話である
   か否かを判定する拡声電話判定回路と、前記判定回路の
   出力により、回線接続している電話機が拡声電話機の場
   合には、回線に工