JPH0225317B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時分割デイジタル交換機において、メ
モリに記憶されたデイジタル符号系列の周期的な
読出しによる可聴信号発生回路に対する可聴信号
識別回路に関するものである。

時分割デイジタル交換機は、デイジタル通信技
術、LSI技術の急速な進歩にともなつて、最も有
力な交換機となりつつある。またデイジタル信号
に対する親和性からその適用範囲は電話機のみな
らず、データ端末、データ処理装置まで拡大しつ
つある。特にビジネス通信の合理化の観点から、
電話機およびデータ機器の双方を収容し、それら
を一括して交換する音声／データ統合交換機の出
現が必須の状況である。

このような音声／データ統合交換機を実現する
には種々の方法がある。例えばパケツト交換方式
により、交換機自身に高い機能を持たてる方法も
考えられるが、回線交換方式により、同等の機能
を持つ機器を相互に接続することによつて実現す
る方法も有力である。この方法では交換機自身が
極めて単純になり、また端末等との接続に対する
制限条件も緩和されるからである。

回線交換方式にもいくつかの方法が考えられ
る。ここで大きな問題となるのは端末の種類の違
いに対する対処法である。特に回線の設定、切
断、選択信号の送出等端末と交換機との間の回線
制御信号の違いが問題である。これに対し端末ご
とに異なる回線制御信号を用いる方法は交換機の
制御プログラムが複雑化し、また端末の種別の登
録が必要で、変更の際にも不便を生ずという欠点
がある。一方端末から交換機への入力部分にイン
タフエース回路を設け、このインタフエース回路
によつて回線制御信号を統一し、交換機の制御部
からはすべての端末が全く同一に見えるようにす
れば、前述の問題点もなく極めて有利である。さ
らにビジネス通信においては電話機が最も多数を
占める端末と考えられることから、各端末の回線
制御信号を電話機の回線制御信号に統一する方法
が有望である。

すなわち前述のインタフエース回路において
は、データ端末等の発呼、終話の信号STX，
ETXをオフフツク、オンフツクの信号に変換し、
キヤラクタ・ダイヤル等による選択信号をダイヤ
ル・パルスあるいは押しボタン信号に変換する。
一方交換機からはダイヤル受信準備完了、話中、
呼出し中等呼の進行状況を知らせるための可聴信
号（ダイヤル・トーン、ビジー・トーン、リング
バツク・トーン等）が送られて来る。インタフエ
ース回路ではこれらの信号をデータ端末等のため
に、ACK，NACK，Ready，Wait等の信号に変
換しなければならない。したがつてインタフエー
ス回路には可聴信号の識別回路が必要となる。

しかし従来これらの可聴信号は人間に聴かせて
動作を促し、呼の進行をはかるためのものであつ
ため、これを機械によつて識別する回路の例はほ
とんど存在しないと言つてよい。しかしながら音
声信号も含んだなかからの特定周波数識別という
機能の類推から、押しボタン信号受信装置
（Push−Button Receiver：PBR）にならつて可
聴信号識別回路を構成すると第１図に示すように
なる。なおこれらの可聴信号は原則として二つの
周波数の正弦波の和の形で表わされる信号とす
る。

第１図において、入力端子１０に加えられたデ
イジタル符号語は通常の場合圧伸がかけられた非
線形符号であるため、伸張回路１１によつて線形
符号に変換され、低域フイルタ１２、高域フイル
タ１３に加えられる。これらのフイルタはともに
デイジタル・フイルタであり、遮断周波数は、識
別しようとする可聴信号に含まれている二つの周
波数に応じて決定される。例えば350Hzと440Hzの
二つの周波数から成るダイヤル・トーンの場合、
簡単には両者の中間の周波数である395Hzを境界
として、それ以下の周波数成分を帯域フイルタ１
４に、それ以上の周波数成分を帯域フイルタ１５
に加える。フイルタ１４，１５は識別しようとす
る可聴信号に含まれている二つの周波数を各々中
心周波数とする狭帯域の帯域フイルタで、やはり
デイジタル・フイルタによつて構成される。先に
述べたダイヤル・トーンの例で言えば、フイルタ
１４は中心周波数350Hz、フイルタ１５は440Hzの
帯域フイルタである。このようにしてフイルタよ
つて所望の周波数の成分を抜き出して、検出回路
１６，１７に加え、各々の周波数成分のレベルを
測定する。識別論理回路１８は測定されたレベル
から可聴信号の有無を識別し、可聴信号が存在す
る場合のみ、その可聴信号の種別を出力端子１９
に出力する。

可聴信号が数種類ある場合には、各々について
低域フイルタ、高域フイルタ、帯域フイルタの組
２０，２１，２２，２３あるいは２６，２７，２
８，２９と検出回路２４，２５，３０，３１等を
設け、各可聴信号の有無を識別する。ダイヤル・
トーン以外の可聴信号の例としてはリングバツ
ク・トーン：440Hzと480Hz、ビジー・トーン：
480Hzと620Hz等がある。

以上のような従来技術による可聴信号識別回路
において、周波数成分は上例の場合350Hz，440
Hz，480Hz，620Hzの４種類であるが、組み合わせ
る周波数および周波数差は各々異なり、また周波
数差の最も小さいものでは40Hzとかなり小さいも
のもある。したがつて低域フイルタ１２，２０，
２６、高域フイルタ１３，２１，２７の遮断周波
数は各々異なり、また小さい周波数差に対処する
ためには高次のフイルタが必要となる。すなわち
フイルタの個数および個々のフイルタの複雑さが
増大する。

またこのような可聴信号識別回路は、PBRの
場合と同様に音声信号に対する誤動作を防ぎ、ま
た所望の可聴信号に対しては迅速にかつ正確な識
別を行なうため種々の特性規格を設定し、この規
格を満たすようフイルタの次数、係数等を最適設
計しなければならない。さらに問題となるのは、
ダイヤル・トーン、ビジー・トーン等の可聴信号
の規格が、押しボタン信号（PB信号）ほど統一
化、標準化されていないことである。すなわち
種々の可聴信号に対して、その都度上述のように
特性規格を満足するようフイルタ等の最適設計を
行なわねばならず、繁雑で能率が悪く、設計に要
する作業量の増大によつてコストの上昇にもつな
がる。また端末ごとに設けられるインタフエース
回路の各々にこのような複雑な回路を含めること
は好ましくない。したがつてインタフエース回路
による回線制御信号の統一という方法も実現性が
少なくなる。

なお以上ではデイジタル・フイルタを想定して
説明を行なつたが、デイジタル符号を復号回路に
よつてアナログ信号に変換し、アナログフイルタ
を用いて可聴信号識別回路を構成することももち
ろん可能である。しかしその場合もフイルタの設
計はデイジタルの場合以上に複雑、困難になると
考えられる。

本発明は従来技術におけるかかる欠点を除去
し、可聴信号がメモリ記憶されたデイジタル符号
系列の周期的な読出しによつて発生されているこ
とも利用して、メモリと判定回路とからなる極め
て単純でまた識別精度のよい可聴信号識別回路を
得んとするものである。

すなわち本発明によれば、可聴信号をメモリに
記憶されたデイジタル符号系列の周期的な読み出
しによつて発生させる可聴信号発生回路を有する
デイジタル交換機の可聴信号識別回路において、
デイジタル符号語をアドレスとし、前記デイジタ
ル符号語が可聴信号発生回路中に記憶された各可
聴信号を表わすデイジタル符号系列中に存在する
か否かを各ビツト位置に各可聴信号を対応させた
データとして記憶している第１のメモリと、デイ
ジタル符号語を受信するごとに読み出される前記
第１のメモリの出力データを各可聴信号ごとに複
数個記憶する第２のメモリと、前記第２のメモリ
に記憶された複数個のデータから対応するデイジ
タル符号語がすべて特定の可聴信号を表わすデイ
ジタル符号系列中に存在していたか否かを判定す
る判定回路と、前記判定回路の出力から識別され
た可聴信号の種類を符号化して出力する符号化回
路とから構成されることを特徴とする可聴信号識
別回路が得られる。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１の
メモリ４０は入力端子４１に加えられる受信した
デイジタル符号語が、各可聴信号を表わすデイジ
タル符号系列中に含まれているか否かを、前記デ
イジタル符号語をアドレスとするメモリエリアに
記憶しているものである。前記メモリエリアに
は、各ビツトに各可聴信号を対応させ、デイジタ
ル符号系列中に含まれているか否かが記憶されて
いる。

このことを第３図〔アは可聴信号波形と符号系
列、イは第１のメモリの構成〕を用いてさらに具
体的に説明する。第３図において、第１の可聴信
号はn₁語、第２の可聴信号はn₂語のデイジタル符
号系列で構成されている。第１の可聴信号の第１
語は00000000であるから、第１のメモリのアドレ
ス00000000のメモリエリアの第１の可聴信号に対
応するビツト位置には、符号系列中にそのアドレ
スが含まれることを示すデータ“１”を記憶す
る。同様に第２の符号語が11010001であるから、
それをアドレスとするメモリエリアの対応するビ
ツト位置に“１”を記憶する。以下同様にしてn₁
語に対してデータを記憶する。この際重複して現
われた符号語についてはデータは“１”のままと
し、一方全く現われなかつた符号語をアドレスと
するメモリエリアの対応するビツト位置にはすべ
てデータ“０”を書込む。第２の可聴信号に対し
ても全く同様にしてデータを記憶する。

このようにしてデータを記憶した第１のメモリ
４０を、受信したデイジタル符号語をアドレスと
して読出せば、各ビツト位置には、対応する可聴
信号の符号系列中にそのデイジタル符号語が含ま
れているかどうかを表示することができる。第２
のメモリ４２，４３，４４は各可聴信号ごとに設
けられ、このようにして表示されたデータを、デ
イジタル符号語を受信するごとに取り込み、常に
ｍ個分のデータを保持する。第２のメモリ４２，
４３，４４は最も単純には各々ｍビツトのシフト
レジスタで構成されるが、ランダム・アクセス・
メモリ（RAM）によつて同等の機能を実現する
ことも可能である。

判定回路４５，４６，４７は各々ｍ個分のデー
タが、すべて対応する符号語がその可聴信号の符
号系列中に含まれるものであつたかどうか（第３
図の例ではｍ個のデータがすべて１であつたかど
うか）を判定する。これらの判定出力から符号化
回路４８は存在が識別された可聴信号の種類を符
号化して出力端子４９に出力する。

以上述べたことからわかるように、本発明よる
可聴信号識別回路は構成が極めて簡単である。す
なわちまず第１のデイジタル・フイルムのための
伸張回路あるいはアナログ・フイルタのための復
号回路が不要である。また識別回路の基本動作は
メモリの読み出しと、読み出されたデータに対す
る簡単なパターン検出のみで、フイルタ動作を全
く行なわない。可聴信号発生回路中に記憶される
各可聴信号のデイジタル符号系列が決まれば第１
のメモリ４０に記憶されるデータは自動的に決ま
る。またフイルタ動作を行なわないのでフイルタ
の次数や係数の最適設計という作業が全く不要で
あり、回路の設計も極めて容易である。また可聴
信号の規格が変わつても、それにともなつて第１
のメモリ４０に記憶されるデータを変更するでけ
で、容易に対処可能である。第１のメモリのメモ
リ容量は、世界の標準である８ビツトのデイジタ
ル符号を用いるとすれば256語でよく、16Kbit，
32kbitのメモリも出現している最近の状況におい
ては、ごく少数のメモリ所要量であると言つてよ
い。

一方識別特性についても十分なものが得られ
る。識別特性において問題となるのは、識別すべ
き信号を間違いなく識別する能力、音声信号、異
なる可聴信号を誤つて識別しない能力である。前
者についてはほとんど問題がない。すなわちこれ
までの説明からも明らかなように識別すべき信号
が入つて来たとき、符号誤りがない限り間違いな
く判定回路４５等は識別信号を出力することがで
きる。ただしその場合識別すべきでない可聴信号
の判定回路も識別信号を出力してしまうことがあ
り得る。

この問題を避け、かつ音声信号に対する誤識別
の確率を減らすためには若干の工夫が必要であ
る。

例えばダイヤル・トーン（350Hz，440Hz）を世
界の標準の１つであるμ法則にしたがつて91語の
符号系列で表わす場合（周波数は正確には
351.6484Hz，439.5604Hzとなる）、91語の中に現
われる符号語の種類および各々の個数の一例を第
４図（空欄は０を表わす）に示す。重複して現わ
れる符号語があるため、91語のなかに現われる符
号語の種類は63で、全符号語の種類256の約１／
４である。また第４図の符号の分布を見ると、信
号レベルの低い部分すなわち上位４ビツトが16進
表示で０〜３あるいは８〜Ｂの部分に出現する符
号が比較的少ない。音声信号は信号レベルの低い
部分に多く符号が分布するので音声信号の誤識別
の確率はかなり小さくなる。仮に音声信号の符号
出現確率が全信号レベルにわたつて一様であると
仮定しても、その符号がダイヤル・トーンの符号
系列中に存在する符号が一致する確率は約１／４
である。ｍ＝８とすると、８語にわたつて音声信
号の符号がダイヤル・トーンの符号系列中の符号
に一致するとき音声信号を誤識別することとな
り、その確率は Ｐ＝（１／４）⁸＝1.5×10^-5 と極めて低くすることができる。信号レベルの低
い部分に符号が多分布することを考考えればその
確率はさらに低くなると考えられる。

また可聴信号の波形の対称性を利用して、符号
語系列にもできるだけ対称性を導入したり、ある
いは信号レベルを規格内で微小変化させることに
よつて、できるだけ少ない種類の符号語で可聴信
号の符号系列を構成するようにすれば、さらに誤
識別の確率を下げるとができる。

また可聴信号間の誤識別に対しては、各符号系
列に共に現われる符号ができるだけ少なくなるよ
うな符号系列を予め選択し、また誤識別を防ぐに
必要なｍを選択することによつて十分対処可能で
ある。

以上実施例について説明したように、本発明に
よればフイルタ等の複雑な機能および回路を用い
ることなく、ごく簡単な構成によつて、特性の優
れた可聴信号識別回路を得ることができ、その効
果は極めて大きいものである。

なお本発明は、可聴信号がメモリに記憶された
デイジタル符号系列の周期的な読出しによつて発
生される場合に適用可能なものであるが、押しボ
タン（PB）信号、多周波（MF）信号が同様の
方法によつて発生される場合には、PB信号受信
器（PBR）、MF信号受信器（MFR）にも適用可
能であり、従来のPBR，MFRに比べて構成はは
るかに簡単であるため、その効果は絶大なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による可聴信号識別回路を示
す説明図、第２図は本発明の一実施例を示す説明
図、第３図は第２図の中のメモリの記憶内容と可
聴信号の波形との関係を示す説明図、第４図は可
聴信号の符号系列中に現われる符号語の分布の一
例を示す図である。 図において、１１は伸張回路、１２，１３，１
４，１５，２０，２１，２２，２３，２６，２
７，２８，２９はフイルタ回路、１６，１７，２
４，２５，３０，３１は検出回路、１８は識別論
理回路、４０は第１のメモリ、４２，４３，４４
は第２のメモリ、４５，４６，４７は判定回路、
４８は符号化回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可聴信号をメモリに記憶されたデイジタル符
   号系列の周期的な読み出しによつて発生させる可
   聴信号発生回路を有するデイジタル交換機の可聴
   信号識別回路において、デイジタル符号語をアド
   レスとし、前記デイジタル符号語が可聴信号発生
   回路中に記憶された各可聴信号を表わすデイジタ
   ル符号系列中に存在するか否かを各ビツト位置に
   各可聴信号を対応させたデータとして記憶してい
   る第１のメモリと、デイジタル符号語を受信する
   ごとに読み出される前記第１のメモリの出力デー
   タを各可聴信号ごとに複数個記憶する第２のメモ
   リと、前記第２のメモリに記憶された複数個のデ
   ータから対応するデイジタル符号語がすべて特定
   の可聴信号を表わすデイジタル符号系列中に存在
   していたか否かを判定する判定回路と、前記判定
   回路の出力から識別された可聴信号の種類を符号
   化して出力する符号化回路とから構成されること
   を特徴とする可聴信号識別回路。