JPH0251309B2 - - 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、デ
イジタル符号形式で与えられる可聴信号に対する
可聴信号識別方式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、データ処理装置にまで拡大し
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せる方法も
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るとい
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等）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に加えられる受
信デイジタル符号（標準の８ビツトPCM符号と
する）は圧縮が行なわ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１４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、フイルタによつて所望の周
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。判
定回路１８は、測定されたレベルから可聴信号の
有無を判定し、その結果を出力端子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
と検出回路、判定回路を設け、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480
Hz、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検出回路
において、周波数成分は、上例の場合350Hz、440
Hz、480Hz、620Hzの四種類であるが、組合せる周
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というかなり小さいも
のも存在する。したがつて低域フイルタ１２、高
域フイルタ１３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かつ正確な検
出を行なうため、種々の特性規格を設定しこの規
格を満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そ
のものの規格が、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
可聴信号の品質をわずかに落とすことにより、極
めて単純で、また精度のよい可聴信号識別方式を
得んとするものである。

すなわち本発明によれば時分割デイジタル交換
機における可聴信号識別方式において、可聴信号
発生回路は、可聴信号を表わすデイジタル符号系
列の各符号の最下位ビツトに各可聴信号ごとに異
なる固有のビツト・パターンを挿入して出力し、
可聴信号受信回路は、受信デイジタル符号の最下
位ビツトを常時監視し、最下位ビツトのビツト系
列が前記各可聴信号に固有のビツト・パターンに
一致するか否かを観測することにより、可聴信号
の有無と可聴信号の種類を識別することを特徴と
する可聴信号識別方式が得られる。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例を示す図である。第２図
において可聴信号発生回路２０は、発生させるべ
き可聴信号をサンプリング周波数（8kHz）でサ
ンプリングしてPCM符号化した符号系列（ｎ符
号語からなるものとする）を格納する読出し専用
メモリ（Read Only Memory、以下ROMと略
す）２１を有する。このROMを入力端子２２に
加えられるサンプリング・クロツクによつて歩進
するｎ進カウンタ２３によつて読出すことによ
り、前記符号系列が反復して得られ、それはさら
に並直列変換回路２４によつて直列信号に変換さ
れ、交換機の通話路２５に供給される。通話路２
５は、この信号を交換し、その信号を必要として
いる加入者に分配供給する。電話加入者２６に対
するインタフエース回路（加入者回路）２７は直
並列変換回路２８、PCM復号回路２９によつて
この信号をアナログ形式の可聴信号に変換し、電
話加入者２６にこの可聴信号を聞かせることにな
る。

さて可聴信号発生回路２０において、ROM２
１には８ビツト／符号のPCM符号が記憶されて
いるが、そのうちの最下位ビツトは並直列変換回
路には供給されず、その代わりにパターン発生器
３０の出力が供給される。パターン発生器３０も
入力端子２２に加えられるサンプリング・クロツ
クによつて動作し、サンプリング・クロツクごと
に固定パターンを１ビツトずつ出力する。例えば
８ビツトの固定パターン01010101を１ビツトずつ
繰返し出力する。

可聴信号発生回路３１は可聴信号発生回路２０
とは異なる可聴信号を発生させるための回路であ
るが、ROM３２、カウンタ３３、並直列変換回
路３４、パターン発生器３５の機能は可聴信号発
生回路２０におけるものと全く同様である。ただ
しパターン発生器３５は、パターン発生器３０と
は異なる固定パターン、例えば00110011を発生す
る。

このように所要の可聴信号ごとに可聴信号発生
回路が設けられ、各々の可聴信号を表わすPCM
符号の最下位ビツトには各可聴信号によつて異な
る固有のビツト・パターンが反復して現われる。
ただし各ビツト・パターンは、それが反復して現
われるとき、他のビツト・パターンと見分けがつ
かなくなるものであつてはならない。すなわち、
各ビツト・パターンは、それをサイクリツクに任
意のビツト数だけシフトした時、他のビツト・パ
ターンと一致することがないように選択しなけれ
ばならない。なお以上の説明では、説明の便宜の
ため各可聴信号の発生回路を空間的に別々のもの
としていたが、回路を時分割多重使用することに
より、回路のかなりの部分を共通化し、全体とし
て複数個の可聴信号を発生する一つの可聴信号発
生回路を得ることは極めて容易である。

このようにして発生される可聴信号に対し、デ
ータ端末３６に対するインタフエース回路３７で
は、通話路２５から受信するPCM符号を直並列
変換回路３８によつて並列信号に変換し、その最
下位ビツトを各可聴信号の検出回路３９，４０に
よつて監視し、それが既に述べた各可聴信号に固
有のビツト・パターンに一致しているかどうかに
よつて、可聴信号の有無を識別する。例えば、
01010101というパターンの繰返しであれば第一の
可聴信号を受信しているものと判定し、00110011
というパターンの繰返しであれば第二の可聴信号
を受信しているものと判定する。受信PCM符号
が音声信号に相当するものである場合には、最下
位ビツトのビツト・パターンはほぼランダムとみ
なすことができ、所定の期間連続して上述の各可
聴信号に固有のビツト・パターンを忠実に繰返す
ことはほとんどないと言つてよい。またデータ信
号の場合は音声信号ほどランダムではないが、や
はりある程度長期間に亘つて観測すれば、可聴信
号として誤認識することもほとんどないと言つて
よい。

インタフエース回路３７は、このようにして可
聴信号を識別すると、その内容をReady，Wait
等データ端末に適した信号に変換しデータ端末３
６に送信する。なお第２図においては、この変換
を行なう部分は省略されている。

一方電話加入者２６に対しては、前記可聴信号
をそのまま復号回路２９によつてアナログ波形に
変換したものが供給される。したがつて最下位ビ
ツトに挿入された固定パターンは、本来の符号と
は異なつている部分が雑音となり、可聴信号の特
性を劣化させる。実質的に７ビツトのPCM符号
と同程度の品質となるが、可聴信号のレベルは通
常符号化に最も適したＳ／Ｎの良好なレベル範囲
内にあるため、Ｓ／Ｎ：32〜33dB程度は十分に
得られる。したがつて聴覚上劣化はほとんど感じ
られない。

なお以上の説明においては、通話路２５は直列
形の通話路であるものとして説明を行なつて来た
が、並列形の通話路としても本発明は全く同様に
成立する。その場合には、並直列変換回路、直並
列変換回路が不要になるため、さらに効果は大き
い。

第３図は、第２図におけるパターン発生器３
０，３５の具体的な回路構成例を示した図であ
る。ただしパターン発生器そのものは既存の技術
であり、既に多数の実例が存在しているので、第
３図にはごく単純な例のみを示した。まず第３図
アはパターン発生器として３ビツトの８進カウン
タを用いた例である。入力端子４１に加えられる
サンプリング・クロツクによつてカウンタ４２は
カウントアツプし、出力端子４３，４４，４５に
はそれぞれ01010101，00110011，00001111という
８ビツトの固定パターンが反復して出力される。
これらの各ビツト・パターンは、サイクリツクに
任意のビツト数だけシフトしても他のビツト・パ
ターンには一致しない組合せとなつている。これ
らの各出力を、各可聴信号の最下位ビツトに挿入
すれば、第２図に示した可聴信号発生回路を構成
できる。第３図イはパターン発生器の他の例で、
パターン設定回路４６に設定されている８ビツト
のパターンを、入力端子４７に加えられるサンプ
リング・クロツクをカウントする８進カウンタ４
８の出力にしたがつて選択回路４９が１ビツトず
つ順次選択して出力する。この回路によればアの
方法と異なり任意のビツト・パターンを発生させ
ることができるが、その際各ビツト・パターン
は、既に述べたように、サイクリツクにシフトし
ても、他のビツト・パターンとは一致しないよう
な組合せを選ぶ必要がある。

パターン検出回路も既存の技術であるが、第４
図に一例を示す。第４図において、入力端子５０
には受信PCM符号の最下位ビツトが入力され、
それを入力端子５１に加えられるサンプリング・
クロツクによつてシフトレジスタ５２に入力し、
以降順次シフトして行く。シフトレジスタ５２は
８ビツトのシフトレジスタであり、その出力を
ROM５３にアドレスとして供給する。ROM５
３は入力されるアドレス８ビツトが各可聴信号に
固有の最下位ビツトのビツト・パターンのどれに
相当するかをデータとして記憶しているメモリで
ある。例えば01010101，00110011，00001111の３
種類のビツト・パターンを識別する場合のROM
５３の記憶内容を第５図に示す。ただし第５図は
アドレス０〜255のうちの前半の内容を示してい
る。第５図においてデータの第１ビツト＃１はア
ドレスが01010101のビツト・パターンに相当する
ときに「１」、そうでない時に「０」を記憶し、
以下同様に第２ビツト＃２は00110011に相当する
とき、第３ビツト＃３は00001111に相当するとき
に「１」を記憶する。したがつてアドレス
00001111、およびそれらをサイクリツクに１ビツ
トずつ回転させたアドレス00011110，00111100，
…にはデータとして001が、アドレス00110011，
01100110，…にはデータ010が、アドレス
01010101，10101010にはデータ100が記憶される。
またこれ以外のアドレス（第５図のアドレス欄で
波線で示した部分）にはデータ000が記憶される。

したがつてROM５３の出力は各々特定の可聴
信号のビツト・パターンの有無に対応しており、
カウンタ５４，５５はその出力にもとづいてサン
プリング・クロツクを計数することにより各可聴
信号の有無を出力端子５６，５７に出力する。す
なわちカウンタ５４，５５はROM５３の出力が
１であるときは、サンプリング・クロツクに従つ
てカウント・アツプし、所定の数に到達すると出
力端子５６あるいは５７に「１」を出力する。以
降ROM５３の出力が「１」である間はカウン
ト・アツプを停止し、同じ状態を維持する。一方
ROM５３の出力が０となると、カウンタ５４あ
るいは５５は０にリセツトされ、出力も「０」と
なる。すなわち本回路は所定の数だけ連続して可
聴信号に固有のビツト・パターンが現われたとき
その可聴信号を受信したものと判定する回路であ
る。なお反転ゲート５８は、ROM５３の読出し
アドレスの変化点とカウンタ５４，５５のカウン
ト・アツプのタイミングが重なるのを防ぐための
ものである。

以上の説明においては、一例として８ビツトの
固有ビツト・パターンを用いる例を示したが、こ
れは何ら本発明の範囲を限定するものではない。
また固有ビツト・パターンとして、いわゆる自己
同期符号を用いる方法も可能である。

また最下位ビツトの固有パターンそのものを可
聴信号発生回路中のROM（第２図の２１，３２）
にデータとして記憶する方法も考えられる。ただ
しその場合可聴信号ごとのROMに記憶されるデ
ータ数が異なつているので、固定パターンがちよ
うどROMに記憶されるデータ系列の中に収容さ
れるとは限らない。したがつて若干のくふうが必
要である。第６図はその一例を示すものである。
第６図においては、各データの最下位ビツトには
0111という固定パターンが埋込まれているが、デ
ータ数の関係で、データ系列の最後尾の部分で
は、固定パターンが入り切らない。したがつてこ
の部分はすべて０とする。一方可聴信号受信回路
の方では、符号の最下位ビツトの系列中、１の連
続する個数をカウントし、第６図の例に対しては
所定の期間連続個数が常に３である場合に、この
可聴信号を受信したものと判定するようにすれば
よい。なお第６図においてMSBは最上位ビツト、
LSBは最下位ビツト、Ｘは「０」または「１」
の任意のデータを表わす。

以上述べたことからわかるように、本発明によ
る可聴信号識別方式は、可聴信号発生回路、可聴
信号受信回路とも構成が極めて簡単である。すな
わちまず第一にデイジタル・フイルタのための伸
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。またフイルタ等の複雑な機能
および回路そのものが不要でありフイルタの次数
や係数の最適設計という作業もしなくてよい。ま
た可聴信号そのものが変わつても、パターン発生
器およびパターン検出回路はそのままでよい。一
方識別特性についても、パターンの監視時間を長
くすることにより、十分なものが得られる。

したがつて本発明によれば、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方式が
得られ、その効果は極めて大きいものである。

【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のブ
ロツク図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図ア，イは第２図の中のパターン発
生器の回路例を示すブロツク図、第４図は第２図
の中のパターン検出回路の回路例を示すブロツク
図、第５図は第４図の中のメモリの記憶内容の一
例を示す図、第６図は本発明の他の実施例におけ
るメモリの内容の例を示す図である。 図において１１は伸張回路、１２，１３，１
４，１５はフイルタ回路、２３，３３はカウン
タ、２１，３２はROM、２４，３４は並直列変
換回路、２８，３８は直並列変換回路、３０，３
５はパターン発生器、３９，４０はパターン検出
回路、２９は復号回路、４２，４８はカウンタ、
４９は選択回路、５２はシフトレジスタ、５３は
ROM、５４，５５はカウンタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 時分割デイジタル交換機における可聴信号識
   別方式であつて、可聴信号発生回路においては、
   可聴信号を表わすデイジタル符号系列の各符号の
   最下位ビツトに、各可聴信号ごとに異なる固有の
   ビツト・パターンを挿入して出力し、可聴信号受
   信回路においては、受信デイジタル符号の最下位
   ビツトを常時監視し、最下位ビツトのビツト系列
   が前記各可聴信号に固有のビツト・パターンに一
   致するか否かを観測することにより、可聴信号の
   有無と可聴信号の種類を識別することを特徴とす
   る可聴信号識別方式。