JPS5846108B2 - 音声・デ−タ同時サ−ビス方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は構内マルチサービスシステムに応田して好適な
音声・データ同時サービス方式に関する。

近年、従来の電話サービスに加え各種データサービスに
対する要求が高まりつつあり、本発明は音声たらびに各
種データの同時サービスを提供する構内マルチサービス
システムの一実現例について一提案を行なうものである
。

この構内マルチサービスシステムは、ＣＰＵ（中央処理
装置）、ファイル装置等を具備した交換機を中心に、多
数の加入者端末がディジタル加入者線を介して分散配置
されている。

加入者端末は電話端末でありまたデータ端末である。

データ端末とは例えばファックス装置、ディスプレイ装
置、ラインプリンタ装置等を意味する。

この場合、電話端末とデータ端末の両方を具備する加入
者端末にあっては多重化装置を必要とすることは言うま
でもたいが、その多重化の方法の良否が音声・データ同
時サービスの良否を決定する重要な一因となる。

従来、音声とデータを多重化する方式として周波数分割
多重方式および時分割多重方式が代表的であった。

然したから、これら従来の方式を実施する場合には、多
重化方式設計条件とシステム設計条件とが密接に関係づ
けられなげればならないため、後にサービス条件等の変
更が必要となると、既存のシステム設計についても大幅
な設計変更を加えたければならず運用上の自由度が制限
されるという問題が生ずる。

また一方、これら従来の方式は、伝送路上に周波数領域
あるいは時間領域を確保することが不可欠であり、伝送
路の利中効率を悪化させるという問題をも伴う。

従って本発明の目的は、上記諸問題を解決することので
きる音声・データ同時サービス方式を提案することであ
る。

上記目的に従い本発明は、音声信号のうち無音信号の部
分を端末データに置き換えて伝送するようにたし、且つ
該端末データはデータ端末系にとって有効なデータとｒ
ｊると同時に、電話端末系にとっては該端末データがそ
のまま無音信号として有効な音声信号となるように再生
されることを特徴とするものである。

以下図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明を適用して好適た一般的な構内マルチサ
ービスシステムを図解的に示すブロック図である。

本図において、１１は交換機いわゆるセンターであって
、これを中心として各ディジタル加入者線１２を介し多
数の電話端末１３及びデータ端末１４．１４’ 、１
４１／ 、１４”が分散配置される。

これらデータ端末はファックス装置、キーボード装置、
ラインプリンタ、ディスプレイ装置等である。

これらデータ端末は交換機１１に具備されたＣＰＵＩ
５、ファイル装置１６ともデータ交換可能である。

このようｒｘシステムにおいて、特に１のディジタル加
入者線を電話端末とデータ端末とが共有する場合、これ
らの端末からの信号を多重化する多重化装置１７が必要
である。

この多重化装置を用いることにより、いわゆる音声・デ
ータ同時サービス方式が実現される。

この音声・データ同時サービス方式を実現するのに、従
来周波数多重化、時分割多重化等の手法が用いられたこ
とについては既に述べたとおりであり、これらの手法が
有する諸問題についても既述のとおりである。

そこで本発明は、従来の周波数多重化、時分割多重化等
の手法と全く異たる手法に基づ〈音声・データ同時サー
ビス方式を提案し、既述の諸問題を解決する。

先ず本発明の原理を第２図Ａ、第２図Ｂを参照して説明
する。

なお、本発明は音声信号のディジタル化について、いわ
ゆるＡ変調方式ＰＣＭ方式、ＤＰＣＭ方式等のいずれを
用いても構わないが、Ａ変調方式を用いた場合特に本発
明の効果が顕著であるので、以下音声信号としてはＡ変
調方式による音声信号を例にとって説明する。

第２図Ａは任意のアナログ波形を示す図であり、図中の
実線の曲線２１は実際の音声波形を表わし、段階状波形
２２は曲線２１に４変調を加えたことを表わす波形であ
る。

周知のとおりＡ変調方式では音声波形の変化を逐一観察
し常に直前のレベルとの差分、Ｊｄを監視する。

この差分、（ｄは、音声波形の上昇中にあっては正であ
り、一方下降中にあっては負であり、これら正または負
の差分はそれぞれ′１”またはｔ′Ｏ”としてディジタ
ル信号の形で相手方電話端末に伝送される。

ここで、音声波形の所定の区間についてみると、該音声
波形の該区間内の最大ピークと最小ピークの差が極めて
小さい区間、例えば図中の区間Ｔが存在する。

この区間Ｔはいわゆる無通話区間である。

無通話区間は対話中の音節間あるいは無対話中に発生す
るものであり、この間の音声信号は無音信号（その他は
有音信号）であって特に意味を持たたい。

従って、この無通話区間を利用してデータ端末間の端末
データを伝送することが考えられる。

このような考え方で、音声・データの多重化が図れる訳
であるが、一方、受信側についてみると、送信側で単に
無音信号と端末データとを入れ替えて伝送したのでは、
再生のための処理に相当困難を伴う。

その１つは、音声信号と端末データとの区別を判定し、
端末データのみを抽出してこれをデータ端末系に供給し
たければならないこと。

もう一つは音声信号と端末データとの区別を判定したの
ち、削除された無音信号を自ら再生しこれを電話端末系
に供給して自然な対話を保たなければならないことであ
る。

このように受信側では再生のために相当の困難を伴うこ
とになるので、第２図Ａの無通話区間Ｔを単純に端末デ
ータに置きかえることは余り意味の無いこととなる。

このため、本発明は、本来の端末データを第１および第
２の規則性をもって変換した端末データＤを、第２図Ｂ
に示す如く無通話区間Ｔに挿入することとする。

ことにいう、第１および第２の規則性については後に詳
述するが、この規則性により受信側において、該端末デ
ータＤを、データ端末系では有効データと認識し同時に
該端末データＤを電話端末系ではそのまま無音信号とし
て認識し得るものであり、受信側に何ら困難な処理を強
いることがない。

第３図は本発明に基づく音声・・・データ同時サービス
方式を実施するための多重化装置の一実施例を示すブロ
ック図であり、第４図Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥは第３図
の多重化装置の動作説明に用いるデータ系列図である。

第３図において３０は本発明の多重化装置であり、第１
図の多重化装置１７に対応する。

また、参照番号１２Ｓおよび１２Ｒは第１図のディジタ
ル加入者線と同じであり、ＳおよびＲはそれぞれ送信側
および受信側を表わす。

参照番号１３は第１図の電話端末と同じであり、１４．
１４／／は第１図のデータ端末の一部を示す。

多重化装置３０は、マイクロプロセッサ（μｍＣＰＵ）
３１を中心にインターフェース制御回路（ＩＦＣ）３２
、メモリ（ＭＥＭ）３３が存在し、また、電話端末１３
に対しては音声送信のための４変調符号器（、（ＭＣＯ
Ｄ ）３４ならびに音声受信のためのＡ変調復号器（Ｊ
ＭＤＥＣ）３５が存在する。

また規則性の１つ、すたわち第１の規則性を実現するた
めの、端末データ用ＨＤＬＣ（Ｈｉｇｈ −１ｅｖｅ
ＩＤａｔａ Ｌ ｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ） 回路３
６ならびに端末データ送信のための符号器（ＣＯＤ）３
７、端末データ受信のための復号器（ＤＥＣ）３８が新
設される。

さらに、前記無通話区間Ｔ（第２図ＡおよびＢ参照）の
検出たらびに該区間Ｔへ無音信号が挿入されないように
するためのシフトレジスタ３９、スイッチ（ＳＷ）４０
、無通話区間を判別する判定回路４１が新設される。

参照番号４２は伝送路１２Ｓヘデータ伝送する際に第２
の規則性に基づき符号変換を行なう伝送路符号変換回路
であり、４３８および４３Ｒはそれぞれライントライバ
およびラインレシーバである。

ここに第１の規則性に基づく符号変換とは、図解的に第
４図のＢ欄の信号からＣ欄の信号へと変換するための符
号変換を意味し、具体的には第３図の符号器３７によっ
て行われる。

又、第２の規則性に基づく符号変換とは、図解的に第４
図のＤ欄の信号からＥ欄の信号へと変換するための符号
変換を意味し、具体的には上述のとおり第３図の伝送路
符号変換回路４２が行たう。

なお、第２の規則性に基づ〈符号変換は伝送路の直流レ
ベルをｒｆルべくＯレベルに抑えるために行なわれるも
のであり、本発明の本質ではない。

今、電話端末１３が対話中であるとき、バイフリット回
路を通して送信側音声波形が４変調符号器３４に入力さ
れ、その出力は例えば第４図Ａに示す如き１′″ （ｔ
Ｏｅｙ ビットパターンをなす。

このうち区間Ｔは第２図ＡおよびＢに示した無通話区間
を表わす。

一方、データ端末１４．１４／／からの端末データはメ
モリ３３にバッファされており、無通話区間による送信
の機会を待つ。

この場合、該端末データはＨＤＬＣ回路３６により端末
データパケットとして送信するものとする。

この端末データパケットは第４図Ｂに示すデータフォー
マットを有し、先頭フラグＦｓ、アドレス領域Ａ、コン
トロール領域Ｃ，データ領域■、チェック領域ＣＲＣ１
終了フラグ領域Ｆｅを一組として送信される。

なお、無通話区間が送出すべきデータ長より短かい場合
には、有音信号の検出をもって、一旦送出中のデータに
チェック領域ＣＲＣ１終了フラグ領域Ｆｅを付して、デ
ータは分割して送出される。

又、単にデータを分断し、受信側にてＣＲＣチェックエ
ラーを発生させて、データの再送要求により対処するこ
とも可能である。

例えば無通話区間が数１００ ｒｎｓ〜１０１００Ｏの
オーダであるのに対し、データの１パケツトは数ｍｓ〜
数１０ｍ５のオーダで分割すれば伝送単位としては充分
である。

一方、多重化装置３０内では前記端末データパケットの
送信の機会を得るため、音声信号（第４図Ａ参照）内の
無通話区間Ｔをサーチする。

このため、ｌ変調符号器３４の出力は例えばアップダウ
ンカウンタからなる判定回路４１に導かれ、ここで音声
の電力レベルが監視される。

すなわち、予め定めた連続する区間毎の最大ピークと最
小ピークとの差を検出し、その差が予め定めたスレッシ
ョルドレベル以下となったとき、マイクロプロセッサ３
１に無通話区間の発生を通知する。

もし判定回路４１において前記スレッショルドレベル以
上と判定されれば、これは当該区間の有音信号であるか
ら、有音信号である旨をマイクロプロセッサ３１に通知
する。

マイクロプロセッサ３１はスイッチ４０を音声信号系に
セットし、当該区間においてシフトレジスタ３９内にス
トアされた有音信号を、該スイッチ４０を経由し伝送路
１２８に送出する。

一方、判定回路４１が前述したように無音信号を検出す
れば、シフトレジスタ３９内の音声信号は無音信号であ
るから、マイクロプロセッサ３１の指示によりスイッチ
４０を切り換え、メモリ３３内にバッファされていた端
末データをＨＤＬＣ回路３６、符号器３７を介し、伝送
路符号変換回路４２、ライントライバ４３８かも伝送路
１２Ｓへ送出する。

この端末データは第４図Ｂに示した端末データパケット
であるが、前述した第１の規則性に基づき各ビットに符
号変換が加えられる。

この符号変換は符号器３Ｔで行なわれるものであり、例
えばビット”ｌ’″は’０１”に、ピッＦ ｔｔｏ？３
は’１０”に符号変換される。

この符号変換を加えた端末データパケットは第４図Ｃに
示す如くなる。

この符号変換された端末データパケットのビットレート
は第４図Ａに示した送信Ａ変調音声信号のビットレート
と同一に設定されるので、Ａ変調音声信号のビット周波
数が例えば６４ ｋＨｚ ならば、端末データパケット
内のビット周波数は３２ｋＨｚ に設定しなければなら
ない。

さらに伝送路符号変換回路４２は、第４図り欄からＥ欄
への符号変換、すｒｊわち、２ピツトの組に対して、第
１ビツト目の″１”を正極性（又は負極性）、第２ビツ
ト目の′１”を負極性（又は正極性）とする符号化則に
従ってユニポーラ→バイポーラ変換を行う。

かくして、音声信号（有音信号）と端末データとが混在
したビット列が供給されることにたり、ライントライバ
４３８を介し第４図Ｅに示すバイポーラピット列として
伝送路１２Ｓ上に送出される。

このように、送信側で端末データをパケット化し且つ’
１０”または″０１”にビット変換したことの意義は、
以下述べる受信側処理の説明により明らかとなる。

第３図において、多重化装置３０の受信側は、伝送路１
２Ｒに連なるラインレシーバ４３Ｒ１伝送路符号変換回
路４２′、復号器３８、Ｊ変調復号器３５で構成される
。

該多重化装置３０の受信側では、伝送路１２Ｒより第４
図Ｅに示すバイポーラ信号をラインレシーバ４３Ｒを介
して受信し、伝送路符号変換回路４２′によりユニポー
ラ信号に変換し、第４図りに示す信号として音声信号、
端末データの如何を問わずそのままＪ変調復号器３５に
入力する。

さらにハイブリッド回路を通して電話端末１３に音声と
して再生される。

この場合、有音信号はそのまま有音音声として再生され
ることは言うまでもないが、端末データは何らの処理な
しに無音信号として再生される。

なぜたら、第４図ＢおよびＣに示すように端末データは
全て０１”かｔｔ １０ｍｙにビット変換されており、
音声信号としてみればその平均電力レベルは常にＯｌす
たわち無音となるからである。

一方、データ端末系でみると、第４図Ｅに示した受信バ
イポーラ信号も父、伝送路符号変換回路４２′によって
、音声信号、端末データの如何を問わず、０１”はビッ
トｔ（１１Ｔｔに、ｔｔｌｏａｙはビット（ｔ Ｏｐｙ
に変換される。

そして復号器３８を介しＨＤＬＣ回路３６に内蔵された
パターン検出回路で、第４図Ｂに示した先頭フラグ領域
Ｆｓを検出する。

この検出が行なわれたとき、受信端末データパケットの
同期引込みが完了し、さらにアドレス（第４図ＢのＡ）
、コントロールデータ（第４図ＢのＣ）、データ（第４
図ＢのＩ）・・・等を読み取り、第４図ＢのＣＲＣによ
るチェックも行なう。

この場合、受信端末データパケットと受信音声信号との
区分、さらに同期引込みのタイミング合わせが完全に行
たわれるか否かが問題となる。

先ず受信端末データパケットと受信音声信号との区分に
ついてみると、受信音声信号は有音信号であるから通常
″１”の連続またはｔｔＯ＊ｙの連続であり、１０”′
または１′０１″のパターンを生ずることは少ないので
、これらの間の区分はかなり容易である。

然し、もし受信音声信号のパターンの中に先頭フラグ領
域Ｆｓと同一パターンの音声パターンが出現したときは
どうなるであろうか。

この場合、誤って同期引込みが開始されるが、さらに引
続く、ＣＲＣ領域でのチェックにより、ここれは誤った
フラグであることが検知され、ＨＤＬＣ回路３６は端末
データを抽出して処理するには至らない。

次に、同期引込みのタイミング合わせが完全に行なわれ
るか否かについての問題はどうであろうか。

つまりｅ″１０′′および″Ｏ１”のいずれかが連続的
に現われる中から、どのように′１０”の組とパ０１”
の組とを区分するかが問題である。

これらの組の区分が完全でｒｚいと、先頭フラグ領域Ｆ
ｓについて（１００１０１０１・・・）の受信パターン
から正常に（０１１１・・・）を再生できないからであ
る。

この問題については予め定めた単純なルールに従うこと
により簡単に解決される。

つまり受信バイポーラ信号の正側が常に１０”または１
“０１”の第１ビツト目を表わし、負側か常にその第２
ビツト目を表わすものとするというルールを定め、送信
側でもこのルールに従ってバイポーラ信号の送出を行な
うようにする。

そして、伝送路上のバイポーラ信号の符号変換に際して
は、常に正側の信号でトリガをかげるようにする。

今、先頭フラグは第４図Ｂに示すとおり（０１１１・・
・）であり、また第４図Ｃに示すとおり（１００１０１
０１・・・）のようにビット変換されていて、伝送路上
のバイポーラ信号は第４図Ｅの（＋１，０，０．−１゜
０、−１．０．−１・・・）の如く送信されるので、受
信側はその＋１を見てトリガをかげ同期タイミング合わ
せを行たえば誤りなくもとの先頭フラグ（０１１１・・
・）を再生できることになる。

なお、上記の実施例では音声信号のディジタル化をｌ変
調方式で行う場合を例にとって説明したがこれに限らず
、ＰＣＭ方式等を採用することもできる。

このＰＣＭ方式によるならば、例えば８ビット単位のＰ
ＣＭ符号に変換してディジタル音声信号とすれば良い。

そしてこのＰＣＭ符号のパターンから有音か無音かを識
別することができる。

この識別は第３図の回路４１に相当する回路で行なう。

この場合、第３図の符号器３４および復号器３５はそれ
ぞれＰＣＭ符号器およびＰＣＭ復号器とする必要がある
。

以上説明したように本発明によれば、音声およびデータ
を、従来の方式と全く異なる新規な手法で多重化でき、
音声・データ同時サービス方式に変更を加える場合にも
既存のシステムは殆んどそのままとしておくことができ
、またノ・−ドウエア的にみても従来の方式に比して極
めて簡単且つ安価であり、さらにまた、伝送路上音声と
データを全く同一次元で存在せしめることができるので
、伝送路の利用効率を向上させ得るという優れた諸効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用して好適な一般的な構内マルチサ
ービスシステムを図解的に示すブロック図、第２図Ａお
よびＢはそれぞれ本発明の詳細な説明するのに用いる波
形図、第３図は本発明に基づ〈音声・データ同時サービ
ス方式を実施するための多重化装置の一実施例を示すブ
ロック図、第４図ム、Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥは第３図の多
重化装置の動作説明に用いるデータ系列図である。 図において、１３は電話端末、１４．１４’ 、１４／
Ｉ。 １４″はそれぞれデータ端末、３０は多重化装置、３３
はメモリ、３４はＪ変調符号器、３５はＡ変調復号器、
３６はＨＤＬＣ回路、３７は符号器、 ３８は復号器、
３９はシフトレジスタ、 ４０はスイッチ、４１は判定
回路、４２．４２’はそれぞれ伝送路符号変換回路、４
３Ｓはライントライバ ４３Ｒはラインレシーバである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声およびデータを多重化して送受する音声・デー
   タ同時サービスシステムであって、送信側は、前記音声
   の中から無通話区間を検出することによって該無通話区
   間内に前記データを挿入して前記音声およびデータを多
   重送信するものとし且つ該データはその送信に際して、
   先頭に特定のフラグを有するパケットに変換されてデー
   タパケットをなし、一方受信側は前記音声および前記デ
   ータパケットを受信して元の音声およびデータを再生す
   るようにした音声・データ同時サービスシステムにおい
   て、 前記音声はビット周波数ｆでｌ変調して送信し、前記デ
   ータパケットは−なるビット周波数で構成して且つその
   送信に際しては該データパケット内のビットａｔ １ｔ
   ｙおよび′°″をそれぞれビットの組“０１”および”
   １０”、又は１′１０″′および（ｔＯｌｔｊに符号変
   換して送信し、一方、前記受信側では該ビットの組ｔｔ
   ０１ｅｘおよびｔｔｌｏｔｙからなる前記データパケ
   ットを受信してそのまま前記無通話区間における前記音
   声として再生するとともに、前記の符号変換の逆符号変
   換を施した前記データパケットにおける前記特定のフラ
   グを検出したとき該データパケットより元の前記データ
   を復元するようにしたことを特徴とする音声・データ同
   時サービス方式。