JPH0241946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の加入者間に同時に情報交換を行
う会議電話方式であり、会議情報信号に対する会
議回路、該会議回路の情報交換に各参加者を接続
する接続回路を有し、各接続回路は各参加者より
会議回路へ情報を送出する出力回路と、各参加者
が会議回路より情報を受信する入力回路により形
成され、会議回路は各接続回路の出力回路よりの
入力情報信号を受信し、かつ出力情報信号を各接
続回路の入力回路に供給する如く構成してあり、
前記出力情報処号は他の出力回路のそれぞれの入
力情報信号を所定の位相と所定の振幅比での代数
和を有している会議電話方式に関するものであ
る。

上述の種類の会議電話方式は米国特許第
4049920号に発表され、開示されている。

この方式において会議回路より各個別の参加者
の接続回路に伝送される出力情報信号は、上述の
如く他の参加者の入力情報信号の代数和を有して
いる。これらの入力情報信号の位相（代数和に貢
献する極性）は、これを経験的に選択して振動現
象による不安定さを最大の可能な限度にまで防止
するようにしている。これらの出力情報信号は各
参加者に対し送出され、この参加者側においては
ハイブリツド回路の不完全性からその一部が入力
から出力へ、また出力から入力へ伝送される。こ
のような方式の欠点は会議回路の挿入損失が比較
的大であることである。

本発明の目的は、上述した種類の会議電話方式
において、その安定性を極めて高く絶対的なもの
に維持しながら、しかもこのような挿入損失が少
ない方式を得ようとするにある。

本発明による会議電話方式は、この種方式にお
ける所定位相を次の如く選定すること、すなわち
出力情報信号と入力情報信号間の前記代数関数を
表わすマトリツクスＳが、Ｅ−S^*Ｓ〓０の関係
で表わされる如くすること、ただしＥは１マトリ
ツクスであり、S^*はＳの転換複素共軛マトリツ
クスであることを特徴とする。

本明細書末尾に記載した参考文献(1)において
は、（§3.2参照）理想的変成器の集合により理想
的２線式会議回路を構成できる、と記載してあ
る。このような種類の会議電話回路は4N＋２の
参加者に対し実現が可能であり、ここにおいてＮ
は整数で、例えば(2)、６、10…のような参加者数
を表わす。この文献のFig１１およびFig１２に
は６および10参加者に対する会議回路の例が示し
てある。このような回路例においては、回路のＳ
マトリツクスが対称である場合に可能であること
が発見され、可逆回路網素子を使用した場合理想
的な会議電話回路が構成されることがわかつた。

さらにこの文献(1)は（§3.4）において2N＋２
の参加者に対し理想的４線式会議電話回路が可能
であることが記載してある。しかしながらこの場
合Ｓマトリツクスは対称でない。これは特にこの
ような会議電話回路を実現するためには非可逆回
路網素子が必要であることを示している。しかも
この文献には理想的４線式会議電話回路の実施例
は記載されていない。

本発明においては、偶数の参加者に対し各参加
者を参加者側より見て理想的会議回路である会議
回路に対し、完全二重２線接続を通じ各参加者を
接続することによつて偶数参加者に対する４線式
会議電話回路が構成され得ることを発見したこと
に基き、上述の会議電話方式が得られたものであ
る。この場合４線会議回路の接続マトリツクスは
（2N＋２）の桁より（Ｎ＋１）の桁に減少させ得
る（参考文献(2)、cf.(1)）。本方式により達成し得
る挿入損失は極めて低い。即ち８加入者に対する
会議回路の損失は8.5dBであり、これに対し上述
した公知例における損失はこれら両方式の絶対安
定度を同一とする時15.8dBとなる。本発明では、
理想状態で、 Ｅ−S^*Ｓ＝０ とするので、会議電話方式は、無損失となる。こ
れは、ハイブリツドの入力信号の一部がその出力
に現われることなく、また出力信号の一部がその
入力に現われることの無い状態を意味する。これ
を絶対安定性が極めて大であると定義する。

以下図面により本発明を説明する。

４線式会議電話回路の原理は第１ａ図に示す如
くのそれ自体は既知の２線式会議電話回路を基礎
として、これを分析して考えることができる。従
つて会議電話回路において重要な幾つかのパラメ
ータを第１ａ図を参照して説明し規定する。２線
式参加者（Ｋ＋１）に対する会議電話回路CNは
０−0′、１−1′、…ｋ−k′で示される（Ｋ＋１）
個の入力ポートを有する。任意のポートｐ−p′の
入力インピーダンスＺの値をZ_pとし、入力電流を
I_p、ポート電圧をV_pとし、このポートｐ−p′は電
源V_bpよりインピーダンスＲを通じ供給されるも
のとする。他のポートに対してもこれと同様にポ
ートのパラメータを付して示してある。第１ａ図
の会議電話回路は理想的回路と称される。すなわ
ちこの回路は極めて低い挿入損失を有し、次の３
つの要求が満足されるとき無損失となり、かつ、
絶対的に安定となる。

この第１の要求は、全てのポートに対する入力
インピーダンスＺがこのポートに接続される電圧
源の電源インピーダンスに等しいことである。こ
の場合には電源より会議電話回路に対し最大の電
力伝送が可能となる。従つて次の条件が成り立
つ。

ｐ＝０、１、２、…、ｋに対し、 Z_p＝Ｒ 電源によりポートＰに供給され、電圧V_bpを生
ずる電力P_ioはV² _bp／4Rに等しい。

第２の要求は各ポートより他の全てのポートに
至る減衰が相等しいことである。これは例えばポ
ートｐ＝p′対し供給される電力P_ioが他の残りの
Ｋ個のポートに対し相等しく分布されていること
を意味する。従つてポートｐ−p′の電力の一部で
他の各ポートに得られる部分は、 P_pff＝P_io／Ｋ となる。従つてこの会議電話回路CNの挿入損失
ILは10log₁₀(K)に等しくなる。このような理想回
路は電力の消失を生ぜず、またその反射とも生じ
ない。減衰は他の残りのＫ個のポートに対して生
ずる電力の均等分配の結果のみにより生ずる。最
後に第３の要求は、この会議電話回路CNが無損
失であるということである。参考文献（１、２、
３）より、このような化逆的な理想的回路網を実
現するためには、会議電話回路を特定数の参加者
に接続する必要がある。この数は、Ｋを０、±１、
±２、±３等とするとき（4K＋２）である。

４線式会議電話回路を実現することについて、
上述の２線式会議電話回路の説明において示され
たようなＳパラメータを基本として再度繰返して
これを説明する。Ｓマトリツクスの各素子は、
S_qpで表わされる主対角線の外側の素子と、主対
角線S_pp上の素子とで区別される。この場合S_qp
は、ポートｑ−q′における複素出力電圧P_pffとポ
ートｐ−p′において電源により発生される最大電
力P_ioとの間の比の平方根である。（V_bpを除く全
ての電源V_bは零とみなす。）従つて、 ここにおいてS_qpはポートｐ−p′よりｑ−q′に
伝達され（“散乱され”）て得られる最大電力の部
分を示す。挿入損失ILは次式より得られる。

IL＝10log₁₀（ｌ／S² _qp Ｓマトリツクスの主対角線S_pp上の素子は、部
分ｐにおいて反射される複素電力と電源によりポ
ートｐ−p′に生じ得る可能な最大電力との比の平
方根を表わす。

従つて、 S_pp＝Ｒ−Z_p／Ｒ＋Z_p ここにS_ppはポートｐ−p′上で得られる最大電
力のポートｐ−p′により反射される部分を示す。
このように特徴づけられる会議電話回路網が理想
的なものとするとき、上述の３つの要求を満足し
なければならない。

即ち入力インピーダンスZ_pが電源インピーダン
スＲに等しくなければならないためには、 ・S_pp＝O. すべてのｐ≠ｑに対しポートｐよりポートｑに
供給される電力が他のポートに供給されるものに
等しいためには、 ・S_qp＝｜Ｓ｜ すなわち会議電話回路CNの（Ｋ＋１）の桁の
Ｓマトリツクスは第１ｂ図のような形状を有す
る。

第３の要求、すなわち、会議電話回路は無損失
であることより、Ｓパラメータの定義で表わす
と、 Ｅ−S^*Ｓ＝0. ここでS^*はＳの反転複素共軛を表わし、Ｅは
１マトリツクス（ユニテイマトリツクス）を示
す。この条件によりＳマトリツクスの素子（さら
に正確にはその符号／極性）を定めることがで
き、これは前に述べた参考文献（１、２、３）に
記載されている。無損失会議電話回路の最小挿入
損失１０log₁₀(K)はＳ＝１／√に対し得られる。

第２ａ図は４ポート会議電話回路（Ｋ＝３）に
対するＳマトリツクスを示す。第２ｂ図に示す如
くして４つの完全双信２線加入者に対する会議電
話方式が実現できる。図面においては４つの参加
者を略図的にそのインピーダンスＺで示し、これ
をそれぞれの接続回路５，６，７，８の４つの端
子n₁，n₂，n₃，n₄に接続する。これら接続回路
５，６，７，８の各々は入力および出力回路を有
するが、それらの詳細については図示を省略して
ある。接続回路５の出力回路は導線５−１を通じ
参加者１より会議電話回路９に対し情報を伝送
し、また導線５−２を通じ会議電話回路９より情
報を受信する。これと同様に参加者２は接続回路
６および導線６−１を通じ会議電話回路９に情報
を伝送し、また導線６−２を通じこれより情報を
受信する。またこれと同じ構成が参加者３および
４に対して設けられている。会議電話回路９は４
つの加算増幅器回路１０，１１，１２，１３を有
し、これらの各々は３つの入力と１個の出力とを
有している。これらの加算増幅器回路の反転入力
は○印を付けて示してある。これらの加算増幅器
回路１０，１１，１２，１３は入力信号を加算し
これを固定値すなわち１／√３で増幅（倍増）する。

各加算増幅器回路１０〜１３の入力は第２ａ図
に示す如く他の参加者の接続回路の出力に接続す
る。第２ａ図に示すマトリツクスは第２ｂ図に示
す会議電話回路の実施例に対する接続マトリツク
スを示す。すなわち導線５−２上の信号は第２ａ
図のＳマトリツクスの第１行ベクトルに対応す
る。この行の係数中第１素子０は第１参加者が導
線５−２上の会議電話回路により生ずる信号に対
しては貢献していないことを示す。第２の素子−
１は参加者２により生ずる影響が導線５−２に対
して伝送される前にその位相が反転されたことを
表わし、この行の第３素子−１は参加者による貢
献が導線５−２に対し伝送される前に同じく位相
反されていることを示す。最後に、第４素子＋１
は、第４番目の参加者による貢献または影響を示
すもので、この場合その信号は導線５−２に対し
位相反転されず伝送されることを意味する。

これらの接続回路５，６，７，８は例えば受動
的または能動的（パツシブまたはアクテイブ）ハ
イブリツドの如き非可逆回路網によつて実現がで
き、これらは理想的なものとみなす。このことは
ある参加者より到来する信号が端子n₁を通じ導線
５−１に減衰なく伝達されることを意味し、従つ
てこのハイブリツドによつて反射が生じないこと
を意味する。（このためにはハイブリツドの平衡
インピーダンスと入力インピーダンスが加入者イ
ンピーダンスＲに等しいことが重要である。）さ
らにこれに加えて会議電話回路よりの入力信号
は、例えば導線５−２を通じ参加者１（端子n₁）
に対しその全体が送出され、この導線５−２より
ハイブリツドを通じ導線５−１には信号が送出さ
れないことを意味する。しかし実際問題としては
これらのハイブリツドは理想的なものではあり得
ない。すなわちハイブリツドは参加者１（端子
n₁）よりなる程度の減衰を伴つて導線５−１に対
し伝送される。しかしながらこのことは他のハイ
ブリツドが同じ減衰を有し、かつ加算増幅回路１
０〜１３の利得率１／√３がこれにマツチしている 場合には絶対に回避できない不利益を生ずるもの
ではない。損失率1/2に対しすべての利得率を
２／√３に等しく選定できる。第２ａ図に示すマト リツクスの共通係数はこの新しい価により定めら
れる。また代案として会議の各参加者に対し不等
の電力レベルを与えることもできる。例えばこれ
は、ある参加者は同じローカル交換局に接続され
ており、１またはそれ以上の他の参加者は１個ま
たはこれよりさらに多い数の交換局を通じて会議
電話回路に接続されていることがあるからであ
る。このような場合には１部の参加者に対する利
得率を採用する必要がある。これは第２ａ図に示
すＳマトリツクスに対し主対角線の外側にある全
ての素子の絶対値が互いに相等しくないようにす
ることを意味する。第２ａ図の実施例に対しては
加算増幅器回路１０〜１３をこれの目的に対し適
当に構成し、その加算した結果が例えば回路１０
に対しては −1_6-1 −1_7-1 ＋1_8-1 がａ、ｂ、ｃの値を適当に選択したとき、 −a_6-1 −b_7-1 ＋C_8-1 に変化するようにすることによつて実現すること
ができる。

第２ｂ図において４線会議電話回路９はハイブ
リツド回路５−８に対し直接接続されている。し
かしこれと異なり会議電話回路とハイブリツド回
路との間には１個またはそれ以上の４線交換機を
介在させることもできる。

第２ｂ図に示す回路の挿入損失は、次式で与え
られる。

10log₁₀3＝4.8dB この値は理想的構成素子によつて得られる。上
述の如くこの挿入損失は、ハイブリツド回路の平
衡インピーダンスが加入者インピーダンスＺに等
しいときに生ずる。もしこの加入者インピーダン
スがこれより偏移したときは、すなわちこれは異
なつた加入者が会議電話に接続されたときには容
易に生ずることであるが、このような場合にはあ
る程度のミスマツチ（ハイブリツド回路オーバー
フロー）が生ずる。

接続されている加入者が変り、そのインピーダ
ンスが変化してインピーダンスのミスマツチが生
ずると会議電話回路の挿入損失が変化する。これ
は従来技術においても等しく生じていた問題であ
る。本発明による会議電話方式では、このような
ある程度のミスマツチの生ずることがあつても、
会議電話回路は無損失となつており、また入出力
間の部分漏洩がなく、いわゆる絶対安定性を有し
ている。

第３ａ図は８参加者に対する会議電話方式の接
続マトリツクスを示す。このＳマトリツクスの各
素子の符号は上述の如くして定められる。第３ｂ
図は８つ完全双信２線参加者に対する会議電話方
式の例を示す。この例は第３ａ図に示す接続マト
リツクスに対応するものである。８つの参加者１
０１〜１０８はそれぞれ接続回路１０９〜１１６
に対し完全双信２線接続により接続される。これ
ら各接続回路１０９〜１１６の各々の出力回路
（図示せず）を導線１０９−１ないし１１６−１
を通じ会議電話回路１１７に接続し、これらの参
加者よりの情報を会議電話回路に送出する。さら
にこれに加えて接続回路１０９〜１１６は入力回
路を有し、その各々は導線１０９−２ないし１１
６−２を通じ会議電話回路１１７に接続されてお
り、会議電話回路よりこれらの参加者が情報を受
信する。会議電話回路１１７は８個の加算増幅器
回路１１８〜１２５を有しており、それらの各出
力は到来加入者の入力回路に接続し、また７個の
入力を有しておりこれらは他の参加者の接続回路
の出力回路に接続してある。従つて加算増幅器回
路１１８〜１２５のそれぞれ１つは他の出力回路
のそれぞれよりの入力情報信号の代数和を取り、
これを当該接続回路の入力回路に供給する。この
場合の加算する位相は第３ａ図に示すＳマトリツ
クスにより与えられる。会議電話回路の挿入損失
を最小とするため、これらの加算増幅器回路１１
８〜１２５の利得率は１／√に等しいか、この
場合では１／√７に等しくする必要がある。

第３ｂ図に示す接続回路１０９〜１１６および
第２ｂ図に示す接続回路５〜８は、従来技術のハ
イブリツドポート回路網で実現することができ、
これらをハイブリツド回路と称した。また第３ｂ
図に示す加算増幅器回路１１８〜１２５および第
２ｂ図に示す１０〜１３の構成は、従来の加算増
幅器回路で実現でき、その１例は米国特許第
4049920号に記載されている。

本発明による会議電話方式で Ｓ＝１／√、 また第２ｂ図で Ｓ＝１／√３ であると、上述の絶対安定条件が得られる。これ
はこの会議電話方式が任意の複素能動インピーダ
ンスＺ（第２ｂ図）に対し安定条件を得ることを
示す。

第４図はこのインピーダンスＺの虚数部分I_n
｛Ｚ／Ｒ｝（これは平衡インピーダンスＲにより標準 化してある。）をこのインピーダンスＺの実数部
分に対する関数として示したものである。Re
｛Ｚ／Ｒ｝はこの会議電話方式が絶対的に安定な領域 を示す。すなわち右側の平面全体がこの領域であ
る。もし加入者インピーダンスＺの値が、極めて
高い値および極めて低い値が決して起こらないと
いうことがわかつている場合は、この絶対安定性
の要求は不必要に苛酷なものとはならない。単な
る安定性を要求される場合すなわち所定のインピ
ーダンス範囲における安定性を要求される場合
（右半分の平面より少さな領域となる）。この会議
電話回路網の減衰はこれをさらに減少させること
ができる。第４図においてβ＝０の円は８参加者
（第３ｂ図による）に対する会議電話方式が安定
な領域を示す。この場合の減衰は僅か である。これは第３ｂ図の加算増幅器回路１１８
〜１２５に対し利得（α）を２倍の高さ、すなわ
ち α＝２／√７ とすることにより達成することができる。

オランダ国特許出願第8006519号ならびにその
対応の日本出願（特願昭56−192676号）、または
米国特許第4425478号、に記載したように、ある
特定の参加者の接続回路より会議電話回路に供給
される入力情報信号をこの特定の参加者自体に対
し再送出することが有利である。これは本発明の
対象とする会議電話方式自体に対しても有利であ
る。

ある限定された範囲に対して会議電話方式が安
定であること、出力情報信号に加算される入力情
報信号の部分の振幅比をβとするとき、例えばβ
＝０で囲まれた円の範囲内で安定であることが要
求される場合、上述の如く自分自身の情報入力信
号をこの当該参加者に対し利得率β（β≠０）で
再送出することにより、この安定領域をシフトさ
せることができる。

第４図にはβ＝−0.5およびβ＝＋0.5の安定領
域をそれぞれ示してある。これにより見られれば
明らかなように、β＝−0.5に対してはこの方式
はより高い抵抗性インピーダンスに対し安定であ
り、またこれに対しβ＝＋0.5に対してはこの安
定領域は低抵抗インピーダンス範囲に対しシフト
していく。従つて実際上生ずる参加者のインピー
ダンスを考慮し、これに見合うように会議電話方
式の安定領域を決定することができる。

参考文献 (1) ブイ・ベレヴイツチ、「セオリー オブ 2n
ターミナル ネツトワークス ウイズ アプ
リケーシヨン トウー コンフエレンス テレ
フオニー」Electr.Comm、Sep.1950、P.231−
244. (2) ブイ・ベレヴイツチ、「シンセシス オブ
フオーワイヤ コンフエレンス ネツトワーク
スアンド リレイテツド、プロブレムズ」
Proc.Symposium on modern network
Synthesis、New−York、April 1955、p.175
−195. (3) ブイ・ベレヴイツチ「トランスミツシヨン
ロス イン 2nターミナル ネツトワークス」
Jrnl.of Applied Physics、Vol.19、July
1948、p.636−638.

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はＫ＋１参加者に対する２線式会議電
話回路を示すブロツク図、第１ｂ図は第１ａ図に
示す会議電話回路のＳパラメータのマトリツクス
すなわちＳマトリツクスを示す図、第２ａ図は本
発明による４加入者に対する会議電話方式の接続
マトリツクスを示す図、第２ｂ図は第２ａ図の接
続マトリツクスに対する、４参加者に対する会議
電話方式を示すブロツク図、第３ａ図は本発明に
よる８参加者に対する会議電話方式の可能な非可
逆接続マトリツクスを示す図、第３ｂ図は第３ａ
図による８参加者に対する会議電話方式を示すブ
ロツク図、第４図は複素Ｚ平面における平面内の
安定領域を示す図である。 １，２…Ｋ……会議参加者（加入者）、５，６，
７，８，１０９〜１０６……接続回路、９，１１
７……会議電話回路、１０〜１３，１１８〜１２
５……加算増幅器回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の加入者間に同時に情報交換を行う会議
   電話方式であり、会議情報信号に対する会議回
   路、該会議回路の情報交換に各参加者を接続する
   接続回路を有し、各接続回路は各参加者より会議
   回路へ情報を送出する出力回路と、各参加者が会
   議回路より情報を受信する入力回路により形成さ
   れ、会議回路は各接続回路の出力回路よりの入力
   情報信号を受信し、かつ出力情報信号を各接続回
   路の入力回路に供給する如く構成してあり、前記
   出力情報信号は他の出力回路のそれぞれの入力情
   報信号を所定の位相と所定の振幅比での代数和と
   して有している会議電話方式において、 前記位相を選定して、出力情報信号と入力情報
   信号間の前記代数関係を表わすマトリツクスＳ
   が、Ｅ−S^*ＳΩ０の関数で表わされる如くする
   こと、ただしＥは１マトリツクスであり、S^*は
   Ｓの転換複素共軛マトタツクスであり、Ωは等あ
   るいは略等記号であることを特徴とする会議電話
   方式。 ２ 振幅比を互に相等しくしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方式。 ３ 出力情報信号の一部分たる入力情報信号の振
   幅が１／√に等しく、Ｋは最大会議参加者数よ
   り１を減じた数である特許請求の範囲第２項記載
   の方式。 ４ 接続回路が非可逆回路網である特許請求の範
   囲第１項、第２項または第３項記載の方式。 ５ 接続回路をハイブリツドポート回路とする特
   許請求の範囲第４項記載の方式。 ６ 加入者接続回路の入力回路へ供給される出力
   情報信号はさらに所定振幅比βを有する当該参加
   者の入力情報信号を有する特許請求の範囲第１な
   いし第５項のいずれか１つに記載の方式。