JPS6037849A - Voice signal transmission system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the line utilizing efficiency by setting initially a forecast coefficient and a step size for a coder and a decoder of a channel to which no channel is allocated. CONSTITUTION:A reception side multiplexer 40 is changed over in synchronizing with a transmission side multiplexer 36, a signal subject to time division multiplex at a line 38 is shared to channels CH1, CH2..., and the decoder 42 converts the signal into an analog signal. When a no-talking detector 34 detects the absence of talking, the coder 30 and the decoder 42 reset the coefficient of the forecast device to ''0'' and also minimize the step size of a quantizer.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はＤＳＩとＡＤＰＣＭを組み合せた音声信号伝送
方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an audio signal transmission system that combines DSI and ADPCM.

従来技術と問題点 電話の音声信号は言葉の区切り、次の言葉が見付からな
い、相手の返事を待つ等の種々の理由で途切れがあるの
が普通である。しかし通信回線から見れば途切れ期間中
は遊んでいる訳で、無駄がある。そこで途切れ期間は他
のチャネルの音声信号の伝送に利用すると回線の高すノ
率が図れる。か＼る伝送方式がＤ　Ｓ　Ｉ　（Ｄｅｇｉ
ｔａｌ　５ｐｅａｃｈ　１ｎＬｅｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
である。第１図はこれを説明する図で、ｔａ＋はチャネ
ルｌの音声信号、（ｂｌはチャネル２の音声信号を示し
、共に途切れ又は空き期間Ｔ１〜１゛３がある。（Ｃ１
はチャネルｌの空き期間Ｔ１にチャネル２の音声信号を
送った場合の信号波形を示し、Ｆｌ、’Ｆ２はステータ
スフラグである。受信側ではこのステータスフラグによ
り音声信号を区切り、元のチャネル１．２の信号に戻す
。このように途切れ期間を利用して他チャネルの音声信
号を送ると回線の有効利用が図られ、海底ケーブル、衛
星通信など高価な回線を使用する場合に適切である。Prior Art and Problems Telephone voice signals usually have interruptions due to various reasons such as breaks between words, not being able to find the next word, waiting for a reply from the other party, etc. However, from the point of view of the communication line, it is a waste of time because it is idle during the interruption period. Therefore, if the interruption period is used for transmitting audio signals of other channels, a high link ratio can be achieved. The transmission method is DSI (Digi
tal 5peach 1nLerporation)
It is. FIG. 1 is a diagram explaining this, where ta+ indicates the audio signal of channel 1, (bl indicates the audio signal of channel 2, and both have interruptions or idle periods T1 to 1゛3.(C1
shows the signal waveform when the audio signal of channel 2 is sent during the idle period T1 of channel 1, and Fl and 'F2 are status flags. On the receiving side, the audio signal is separated by this status flag and returned to the original channel 1.2 signal. By using the interruption period to send audio signals of other channels in this way, lines can be used effectively, and this is appropriate when using expensive lines such as submarine cables and satellite communications.

また音声信号の伝送にはＬ　ＲＥ　（Ｌｏｗ　Ｒａｔｅ
　ＩＥｎｃｏｄｉｎｇ　）と呼ばれる符号化方式がある
。通電の符号化は６４になどで行なわれるがＬＲＥでは
３２に、１６に、２．４になどで行なわれる。帯域圧縮
に有効なＡＤＰＣＭもその１つである。ＡＤ（Ａｄａｐ
Ｌｉｖｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　）　ＰＣＭは差
が著しくなると量子化ステップ及び又は予測器の係数を
変えるＤＰＣＭで第２図にその符号化器を、第３図に復
号器を示す。第２図でＳ　ｔｎ＋は入力音声信号であり
、これは減算器１６で予測信号Ｐ　（ｎｌとの差をとら
れ、その差Ｅ　ｔｎ＋と適応論理回路１２の出力Ｖ　（
ｎ）との積１Ｅｓｆｎ）が非均−量子化器１０に入力し
、量子化信号１　（ｎｌとなって送出される。予測信号
Ｐ　（ｎ）は逆量子化器１４等により作られる。即ち量
子化出力Ｉ　（ｎ）は逆量子化器１４に入力して量子化
器１０の入力△ に相当するアナログ信号Ｅｓ（ｎｌに変換され、これと
△ 適応論理回路１２の出力Δｆｎ）との積Ｅ　（ｎ）と予
測信号Ｐ　（ｎｌとの和（これでＳ　（ｎｌ相当のもの
になる）がメモリ素子２０ａに格納される。メモリ素子
は２０ａ〜２０ｄと複数個あり、サンプリングクロック
で逐次シフトされ、各メモリ素子の出力に係数ａ１〜ａ
４を乗じたものの和が加算器２２でめられる。この加算
器２２の出力が予測信号Ｐ　（ｎ）であり、これは本例
では現時点から４サンプリングタイム前迄の各音声信号
に係数ａ１〜ａ４を乗じてめられたものである。ＡＤＰ
ＣＭでは予測信号Ｐ　ｆｎｌと入力信号Ｓ　（ｎｌとの
差が大きい（予測が当らない）と係数ａ１〜ａ４が誤差
を小さくするように修正され、また量子化ステップが変
更される。Additionally, LRE (Low Rate) is used to transmit audio signals.
There is an encoding method called IEncoding. Encoding of energization is performed at 64, etc., but in LRE, it is performed at 32, 16, 2.4, etc. ADPCM, which is effective for band compression, is one of them. AD
Live Differential) PCM is a DPCM that changes the quantization step and/or coefficients of the predictor when the difference becomes significant. FIG. 2 shows its encoder, and FIG. 3 shows its decoder. In FIG. 2, S tn+ is an input audio signal, which is subtracted from the predicted signal P (nl) by a subtracter 16, and the difference E tn+ and the output V (
The product 1Esfn) with n) is input to the non-uniform quantizer 10 and sent out as a quantized signal 1 (nl). The predicted signal P (n) is generated by the inverse quantizer 14, etc. The quantized output I (n) is input to the inverse quantizer 14 and is converted into an analog signal Es (nl) corresponding to the input △ of the quantizer 10, and is the product of this and the output △fn of the adaptive logic circuit 12. The sum of E (n) and the prediction signal P (nl (this corresponds to S (nl)) is stored in the memory element 20a. There are multiple memory elements 20a to 20d, and they are sequentially shifted using the sampling clock. and coefficients a1 to a are applied to the output of each memory element.
The adder 22 calculates the sum of the products multiplied by 4. The output of this adder 22 is a prediction signal P (n), which in this example is obtained by multiplying each audio signal from the current time up to four sampling times ago by coefficients a1 to a4. ADP
In CM, if the difference between the predicted signal Pfnl and the input signal S(nl is large (the prediction is incorrect), the coefficients a1 to a4 are modified to reduce the error, and the quantization step is changed.

復号は符号化の逆であり、第３図に示すように、送信側
からの量子化信号Ｉ　（ｎｌが逆量子化器２４でＥｓｆ
ｎ）に変換され、適応論理回路２６で作られノコΔ（・
）との積Ｑ（ｎ）が加算器２８に入力し、予測信号Ｐ（
ｎｌとの和をめられてこれが入力音声信号Ｓ　ｔｎ＋相
△ 当の出力音声信号Ｓ　（ｎｌになる。予測信号Ｐ　（ｎ
ｌは送信側と同様に作られる。なおｇはへソファアンプ
である。受信側の復号で重要なことは予測器の係数ａ１
〜ａ４及び量子化ステップなどが送信側と同じであるこ
とである。Decoding is the opposite of encoding, and as shown in FIG. 3, the quantized signal I (nl) from the transmitting side is
n), and is created by the adaptive logic circuit 26 and is converted to Δ(・
) is input to the adder 28, and the predicted signal P(
This becomes the input audio signal S tn + phase △ corresponding output audio signal S (nl. Prediction signal P (n
l is created in the same way as on the sender side. Note that g is a sofa amplifier. What is important in decoding on the receiving side is the coefficient a1 of the predictor.
~a4, quantization step, etc. are the same as on the transmitting side.

か＼るＡＤＰＣＭにＤＳＩを適用すると、ＤＳＩでは無
信号になれば送信チャネルが切換るから、送信を中断さ
れたチャネルの処理が問題である。When DSI is applied to ADPCM, the problem is how to handle channels whose transmission is interrupted, because DSI switches the transmission channel when there is no signal.

ＡＤＰＣＭは各時点での音声信号の相関性に基ずくもの
であるが、信号が中断してしまったのでは相関性が失な
われ正確な予測信号の生成が期待できない。ADPCM is based on the correlation of audio signals at each point in time, but if the signal is interrupted, the correlation is lost and accurate prediction signal generation cannot be expected.

発明の目的 本発明はカミる問題に対処しようとするもので、ＤＳＩ
においてもＡＤ、ＰＣＭを有効に動作させ、回線使用す
Ｊ率の一層の向上を図ろうとするものである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention seeks to address the problems associated with DSI
The aim is to operate AD and PCM effectively and further improve the J rate of line usage.

発明の構成 本発明はＡ　Ｄ　Ｐ　、ＣＭの音声信号をＤＳＩで送る
音声信号伝送方式において、通話路のわりあてられてい
ないチャンネルの送信側ＡＤＰＣＭ符号化器および受信
側ＡＤＰＣＭ復号器では、予測器係数およびステップサ
イズをあらかじめ定められた値に初期設定することを特
徴とするが、次に実施例を参照しながらこれを説明する
。Composition of the Invention The present invention provides an audio signal transmission system in which audio signals of ADP and CM are transmitted using DSI, and in a transmitting side ADPCM encoder and a receiving side ADPCM decoder of a channel to which a communication path is not assigned, predictor coefficients are The present invention is characterized in that the step size and step size are initially set to predetermined values, which will be explained next with reference to embodiments.

発明の実施例 第４図はＤＳＩを適用したＡＤＰＣＭ音声信号伝送シス
テムを示し、３０は第２図に示したＡＤＰＣＭ符号化器
で図では一括して示すが、複数チャネルＣＨＩ、ＣＨ２
，・・・・・・に対してそれぞれ設けられる。３２はＤ
ＳＩで、無通話検出器３４およびマルチプレクサ３６な
どからなる。検出器３４が無通話を検出するとマルチプ
レクサ３６はその通話中チャネルを他の通話中チャネル
に切換え、該他の通話中チャネルが通信回線３８へ接続
されその信号が受信側へ伝送されるようにする。受信側
にはマルチプレクサ４０及びＡＤＰＣＭの復号器４２が
あり、マルチプレクサ４０は送信側のそれ３６と同期し
て切換って、回線３８では時分割多重化された信号を各
チャネルＣＨＩ、ＣＨ２゜・・・・・・別に振り分け、
復号器４２はそれをアナログ音声信号に変換する。Embodiment of the Invention FIG. 4 shows an ADPCM audio signal transmission system to which DSI is applied, and 30 is the ADPCM encoder shown in FIG.
,... are provided respectively. 32 is D
The SI includes a no-call detector 34, a multiplexer 36, and the like. When the detector 34 detects a non-call, the multiplexer 36 switches the busy channel to another busy channel so that the other busy channel is connected to the communication line 38 and its signal is transmitted to the receiving side. . There is a multiplexer 40 and an ADPCM decoder 42 on the receiving side, and the multiplexer 40 switches in synchronization with the decoder 42 on the transmitting side, and the line 38 sends the time-division multiplexed signals to each channel CHI, CH2°, etc. ...distributed separately,
Decoder 42 converts it to an analog audio signal.

無通話でチャネルが切換えられると今まで回線で接続さ
れていたチャネルの送信側と受信側は接続を断たれ、両
者の予測信号は大きくずれる。そこで本発明ではチャネ
ル切換ねり時にその切換信号をＤＳＩ３２より受け、Ａ
ＤＰＣＭの符号器３０及び復号器４２は予測器の係数ａ
１〜ａ４を０にリセットし、また量子化器のステップサ
イズを最小にする。第５図はこれを説明する図で、検出
器３４が無音（無通話）を検出するとその検出信号は上
述のようにチャネル切換えに供せられると共に、今まで
接続されていたＡＤＰＣＭコーダ及びデコーダに入力し
て予測器係数及びステップサイズの変更を行なう。第６
図送信側でのステップサイズ変更を説明する図で、適応
論理回路１２がｍ子化器１０及び逆量子化器１４に信号
を送り、量子化ステップサイズを変更させる差分量子化
信号Ｉ（ロ）は一般には４ビツトで構成されるが、差分
には大小あり、そこで各ビットが表わす大きさくステッ
プサイズ）を変更して差分大、小に対処する。このよう
にすると、第２図等から明らかなように予測信号Ｐ　（
ｎｌは０となり、入力音声信号Ｓ　（ｎｌはそのま＼　
（差分でなく）量子化されて送出され、受信側で復号さ
れる。次のサンプリング時点では△ ａｌＥｆｎｌが予測信号Ｐ　（ｎｌとなり、これとの差
分が量子化され、送出される。以下同様であり、第２図
および第３図のＡＤＰＣＭでは４サンプリング後に正常
状態に復帰する。この間、送、受信側の予測信号は０か
ら始まる同じ値のものであるから、復号は正しく行なわ
れる。If the channel is switched without a call, the transmitting and receiving sides of the channel that were previously connected by line will be disconnected, and the predicted signals of the two will deviate greatly. Therefore, in the present invention, when switching channels, the switching signal is received from the DSI 32, and the A
The DPCM encoder 30 and decoder 42 use the predictor coefficient a
1 to a4 are reset to 0 and the quantizer step size is minimized. FIG. 5 is a diagram explaining this. When the detector 34 detects silence (no call), the detection signal is used for channel switching as described above, and is also sent to the previously connected ADPCM coder and decoder. Enter to change predictor coefficients and step size. 6th
This is a diagram illustrating step size change on the transmitting side, in which the adaptive logic circuit 12 sends a signal to the m-digitizer 10 and the inverse quantizer 14 to change the quantization step size using a differential quantization signal I (b). is generally composed of 4 bits, but the difference can be large or small, so the size (step size) represented by each bit is changed to deal with large or small differences. In this way, as is clear from FIG. 2 etc., the predicted signal P (
nl becomes 0, and the input audio signal S (nl remains as it is\
It is quantized (not a difference) and sent out, and decoded on the receiving side. At the next sampling point, △ alEfnl becomes the predicted signal P (nl, and the difference from this is quantized and sent out. The same goes for the rest, and in the ADPCM of FIGS. 2 and 3, the normal state is returned after 4 samplings. During this time, since the predicted signals on the transmitting and receiving sides have the same value starting from 0, decoding is performed correctly.

中断の送信再開に当って音声信号は小振幅から漸増する
ことが多い。送信中断時にステップサイズを最小にリセ
ットすると、か−る特質によく適合させることができる
。When restarting transmission after an interruption, the audio signal often gradually increases from a small amplitude. Resetting the step size to a minimum upon interruption of transmission can better accommodate such characteristics.

中断時のＡＤＰＣＭのリセットは係数ａ１〜ａ４を全て
０とする代りに、ａｌ＝１．ａ２〜ａ４−〇としてもよ
い。この場合は送信再開時の予測信号は中断直前に送っ
た信号になり、それとの差分が送信再開時に送られ、復
号される。ａｌ＝ｌ。When resetting ADPCM at the time of interruption, instead of setting all coefficients a1 to a4 to 0, al=1. It may be a2 to a4-〇. In this case, the predicted signal when transmission is restarted is the signal sent immediately before the interruption, and the difference between it and that signal is sent and decoded when transmission is restarted. al=l.

ａ　２〜ａ　４＝０はＤＰＣＭであり、本例はＡＤＰＣ
Ｍの符号化器および復号器を中断中はＤＰＣＭのアルゴ
リズ↓、にロックすることになる。係数ａ１〜ａ４を全
てＯとする方式より本性の方が追従特性が良好になる。a2 to a4=0 are DPCM, and this example is ADPC
While the M encoder and decoder are suspended, they will be locked to the DPCM algorithm ↓. The original method has better tracking characteristics than the method in which the coefficients a1 to a4 are all O.

初期をオールθ等、第２図等の例で言えばａ１〜ａ４が
００００又は１０００にし、中凹み＋ｉｉｊの状態保持
などにはしないと、次のような利点もある。即ちＤＳｉ
は第７図に示すようにＡＤＰＣＭコーダ３０、ＤＳｉ（
詳しくはそのマルチプレクサ）３２、回線３８、ＤＳｉ
（同）３２、ＡＤＰＣＭのデコーダ４２の構成とする（
これは第４図などと同じ）代りに第８図に示すようにＤ
Ｓｉ３２、ＡＤＰＣＭコーダ３０、回線３８、ＡＤＰＣ
Ｍデコーダ４２、ＤＳｉｊＯの構成にしてもよく、この
方がコーグ、デコーダの個数を減少できる。即し第７図
の例ではｃｈｉからｃｈ２４までの２４チヤネルをそれ
ぞれコーグ３０、デコーダ４２で符号化および復号しな
ければならず、コーグ、デコーダは各２４個必要である
が、第８図の方式でばｃｈｌからｃｈ２４までの２４チ
ヤネルをＤＳｉで１２チヤネルにまとめ、それを符号化
および復号するので、コーグ３０及びデコーダ４２の個
数は各１２個でよい。しかしこの方式では人、出力側チ
ャネルｃｈｉ〜ｃｈ２４とコーグ３０、デコーダ４２の
関係は固定されておらず、ＤＳＩにより無通話になった
チャネルが遮断され代って通話チャネルが接続されので
、各コーグ、デコーダは各チャネルに任意に割当てられ
た（その割当て要領はＤＳＩが決定する）、中断前の状
態の記憶が無意味になる。この点ｏｏｏｏ又は１０００
への初期化は、有効である。If the initial stage is set to all θ, etc., and in the example shown in FIG. 2, a1 to a4 are set to 0000 or 1000, and the state of the center concave + iij is not maintained, there are the following advantages. That is, DSi
As shown in FIG. 7, the ADPCM coder 30, DSi (
For details, see the multiplexer) 32, line 38, DSi
(Same) 32, the configuration of the ADPCM decoder 42 (
(This is the same as in Figure 4, etc.) Instead, D as shown in Figure 8.
Si32, ADPCM coder 30, line 38, ADPC
It is also possible to configure the M decoder 42 and DSijO, which can reduce the number of cogs and decoders. Therefore, in the example of FIG. 7, the 24 channels from chi to ch24 must be encoded and decoded by the cog 30 and the decoder 42, respectively, and 24 cogs and decoders are required, but the method shown in FIG. Preferably, the 24 channels from ch1 to ch24 are combined into 12 channels by the DSi and encoded and decoded, so the number of cogs 30 and decoders 42 may be 12 each. However, in this method, the relationship between the person, the output side channels chi to ch 24, the cog 30, and the decoder 42 is not fixed, and the DSI cuts off the channel that has become non-calling and connects the communication channel in its place, so each cog , a decoder is arbitrarily assigned to each channel (the assignment method is determined by the DSI), and the memory of the state before the interruption becomes meaningless. This point oooo or 1000
Initialization to is valid.

発明の詳細 な説明したように本発明ではＡＤＰＣＭした音声信号を
ＤＳＩで送るので一層の回線有効利用が図れ、そしてＤ
ＳＩでのチャネル切換え時には切換えられるチャネルの
ＡＤＰＣＭ符号化器及び復号器の予測器係数およびステ
ップサイズをプリセットするのでチャネル復旧時に送受
両側で予測信号が同じ大きさから正しく立上り、追従性
良好、正確な復号再開が得られる。As described in detail, in the present invention, since the ADPCM audio signal is sent by DSI, more effective use of the line can be achieved.
When switching channels in SI, the predictor coefficients and step size of the ADPCM encoder and decoder of the channel to be switched are preset, so that when the channel is restored, the predicted signal on both the transmitting and receiving sides rises correctly from the same magnitude, has good followability, and is accurate. Decryption can be resumed.

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

第１図はＤＳＩの説明図、第２図および第３図はＡＤＰ
ＣＭ符号化器及び復号器のブロック図、第４図〜第６図
は本発明の実施例を示すブロック図、第７図および第８
図は変形例の説明図である。 図面でａｌ〜ａ４は予測器係数、ＭＵＸ、ＤＭＵＸはチ
ャネル切換器である。 出願人　富士通株式会社 代理人弁理士　青　柳　稔Figure 1 is an explanatory diagram of DSI, Figures 2 and 3 are ADP
Block diagrams of the CM encoder and decoder, FIGS. 4 to 6 are block diagrams showing embodiments of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are block diagrams of the CM encoder and decoder.
The figure is an explanatory diagram of a modified example. In the drawing, al to a4 are predictor coefficients, and MUX and DMUX are channel switching devices. Applicant Fujitsu Limited Representative Patent Attorney Minoru Aoyagi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ＡＤＰＣＭの音声信号をＤＳＩで送る音声信号伝送方式
において、通話路のわりあてられていないチャンネルの
送信側ＡＤＰＣＭ符号化器および受信側ＡＤＰＣＭ復号
器では、予測器係数およびステンブサイズをあらかじめ
定められた値に初期設定することを特徴とした音声信号
伝送方式。In an audio signal transmission system that sends an ADPCM audio signal using DSI, the transmitting ADPCM encoder and the receiving ADPCM decoder for channels to which no communication path is assigned use predetermined values for the predictor coefficients and stave size. An audio signal transmission method characterized by initial settings.