JP2001320746A - ノイズ除去回路及びノイズ除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加入者線交換機が給電している直流電圧の極性
反転、復極、或いは、給電、停止する場合にレピータ回
路において発生するノイズを除去する。 【解決手段】レピータ回路１２と音声処理回路１３とに
より構成し、レピータ回路１２には、極性検出部８と、
直流給電検出部９と、コイル１４と、直流ループ或いは
断続するリレー１５と、直流阻止用コンデンサ１０と、
１６Ｈｚ検出部１６と、加入者線交換機との信号授受に
必要なリレー１７ａ、１７ｂ及びリレー１８、終端抵抗
１９と、ハイブリッドトランス１１と、ネットワークで
あるＢＮＷ２０とにより構成する。一方、音声処理回路
１３は、送信増幅器２１と、コーデック２２と、遅延部
２３と、ノイズマスクパルスを生成して発生したノイズ
を除去するノイズ除去部２４と、エコーキャンセラ２５
と、受信増幅器２６とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気通信設備におけ
るノイズ除去回路及びノイズ除去方法に関し、特に加入
者線交換機等に収容する加入者線を、多重化装置等を用
いて内線延長する際に使用されるレピータ回路において
発生するノイズを除去するノイズ除去回路及びノイズ除
去方法に関する。なお、前記電気通信設備とは、電話網
等の通信回線網を構成するための設備のことであり、加
入者交換機や、多重化装置もこれに含まれる。

【０００２】

【従来の技術】加入者線交換機が収容する複数の加入者
線を特定地域に張り出す際には、回線効率を高めるため
多重化装置等により構成する内線延長装置を用いること
が多い。多重化装置は、加入者線交換機の２線式加入者
回路に接続し、加入者線交換機と電話機間において取り
決められている制御信号の送出に対応するため、レピー
タ回路を備えている。制御信号の主なものは、加入者線
交換機から電話機に対して１６Ｈｚ呼出信号、加入者線
に給電している直流電圧の極性反転、加入者線に給電し
ている直流電圧の断続等の制御信号であり、電話機から
加入者線交換機に対しては、ダイヤルパルス信号、電話
機のオフフック信号等である。前記制御信号に対し主信
号があり、この主信号とは、通話中の会話音声などを音
声帯域信号のことをいう。

【０００３】図３は、加入者線交換機が収容する加入者
線を内線延長した際の構成例を示す図である。同図は、
加入者線交換機１と、内線延長を行う多重化装置２ａ、
２ｂと、前記多重化装置２ａに収容され、加入者線交換
機１の内線トランクに接続するレピータ部３aと、前記
多重化装置２ｂに収容され、複数の電話機５ａ乃至５ｎ
に接続するレピータ部３ｂと、前記多重化装置２ａと２
ｂ間を接続する中継回線４と、ユーザ側に設置され、前
記レピータ部３ｂに接続する電話機５ａ、５ｂ、５ｎと
により構成する。図３の動作を説明すると、加入者線交
換機１に複数のユーザに設置した電話機５ａ、５ｂ、５
ｎを接続するため、加入者線交換機１の図示を省略した
内線トランクに、多重化装置２ａの対交換機インタフェ
ースを備えたレピータ部３ａを接続する。レピータ部３
ａは、複数のレピータ回路を備えており、ユーザ側に設
置した電話機５ａ、５ｂ、５ｎに対応して夫々機能す
る。多重化装置２ａは、レピータ部３ａを介して加入者
線交換機１に接続する複数の回線を時分割多重化し、中
継回線４を経由して高速伝送する。一方、多重化装置２
ｂにおいては、伝送されてくる時分割多重化信号を分離
し、対電話機インタフェースを備えたレピータ部３ｂに
分配する。レピータ部３ｂは、複数のレピータ回路を備
えており、対応する電話機５ａ、５ｂ、５ｎと接続す
る。従って、加入者線交換機１と電話機５ａ、５ｂ、５
ｃは、直接接続している場合と同等に動作する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レピータ部を備えた多重化装置は、加入者線交換機が回
線に給電している直流電圧の極性を反転した際、及び、
加入者線交換機が回線に給電している直流電圧を断続し
た際にレピータ部の動作に起因したノイズが発生し、通
話路回線（音声帯域信号）に不要なノイズが送出される
ためにユーザ宅の電話機の通話品質が下がるという問題
が生じていた。図４は、従来のレピータ部を備えた多重
化装置を用いて構成した内線延長の例である。同図は、
加入者線交換機１と、レピータ回路６と伝送部７とを備
えた多重化装置２ａと、中継回線４と、前記多重化装置
２ａと同様の構成からなる多重化装置２ｂと、ユーザ宅
に設置した電話機５とにより構成する。また、前記レピ
ータ回路６には、極性検出部８と直流給電検出部９と直
流阻止用コンデンサ１０と２線／４線変換を行うハイブ
リッドトランス（Ｈ）１１とを備えている。前記極性検
出部８は加入者線交換機１に接続する加入者線を監視し
て極性状態を検出し、前記直流供給検出回路９は前記加
入者線の直流電流を検出するものである。尚、この例に
おけるレピータ回路６の構成については、説明に必要な
機能のみを記載してある。

【０００５】図４において、加入者線交換機１が、例え
ば通話先電話機５の応答を認識したときに、レピータ回
路６に給電している直流電圧を極性反転すると、レピー
タ回路６に備えた直流電流を阻止するために挿入したコ
ンデンサ１０に瞬時に電流が流れてノイズが生じ、ハイ
ブリッドトランス１１を介して通話路上の音声帯域信号
にノイズが重畳したまま多重化装置２ａから中継回線４
に送出されるので、ユーザ側の電話機５においてノイズ
が聞こえてしまう。又、反転した極性を復極する場合に
おいても同様なノイズを発生する。一方、加入者線交換
機１が直流電圧を給電（充電）或いは停止（放電）す
る、即ち、直流ループ形成の変化の際にも上述と同様
に、直流阻止用コンデンサ１０に瞬時に電流が流れ、ハ
イブリッドトランス１１を介してユーザ側の電話機５に
ノイズが送出される。

【０００６】図５は、上述した直流阻止用コンデンサに
瞬時に電流が流れノイズを発生する際の波形例を示す図
である。（イ）は、加入者線交換機１が給電している直
流電圧の極性を反転或いは復極する際の波形を、（ロ）
は、前記（イ）に示した極性変化に伴ない、直流阻止用
コンデンサに流れる電流により発生する音声帯域信号の
ノイズ波形を示す。他方、（ハ）は、加入者線交換機１
が直流電圧を給電或いは停止する際の波形を、（ニ）
は、前記（ハ）に示した直流変化に伴ない、直流阻止用
コンデンサに流れる電流により発生する音声帯域信号の
ノイズ波形を示す。本発明は、上述したような従来のレ
ピータ回路によるノイズ発生の問題を解決するためにな
されたものであって、加入者線交換機が、給電している
直流電圧の極性を反転或いは復極する場合であっても、
或いは、加入者線交換機が直流電圧を給電或いは停止す
る場合であっても、通話路回線、即ち伝送すべき音声帯
域信号内に不要なノイズを出力することのないレピータ
回路のノイズ除去方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るノイズ除去回路及びノイズ除去方法は、
以下の構成をとる。請求項１記載のノイズ除去回路は、
交換機の加入者回路に接続して加入者線信号を収容する
装置に備えられるノイズ除去回路であって、前記交換機
が給電する直流電圧の極性反転を検出する極性反転検出
部と、前記交換機が給電する直流電圧の給電状態を検出
する直流給電検出部と、通話路上の信号を所定時間遅延
する遅延部と、前記極性反転検出部或いは前記直流給電
検出部からの出力に基づきノイズマスクパルスを生成す
るノイズ除去部とを備え、前記ノイズ除去部は、ノイズ
マスクパルスに対応して前記遅延部により遅延した信号
のレベルを下げるよう処理することを特徴とする。ま
た、請求項２記載のノイズ除去回路は、前記請求項１記
載のノイズ除去回路において、前記ノイズの遅延時間を
増大させた際に伴なって生じるエコーを消去するため、
エコーキャンセラを設けたことを特徴とする。また、請
求項３記載のノイズ除去方法は、交換機の加入者回路に
接続して加入者線信号を中継するレピータ回路における
ノイズ除去方法であって、前記交換機が給電する直流電
圧が極性反転及び給電断続する際に前記レピータ回路に
おいて発生するノイズを除去するために、極性反転検出
回路及び給電断続検出回路が出力する検出信号の立ち上
がりエッジ／立ち下がりエッジから所定の時間継続する
ノイズマスクパルスを生成し、発生する前記ノイズを遅
延させることによりノイズ発生のタイミング位置を前記
ノイズマスクパルスの立ち上がり／立ち下がりタイミン
グ位置に一致させ、ノイズマスクパルスの期間に前記ノ
イズを含む信号レベルを強制的に下げる或いはゼロにす
ることによりノイズを除去することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係るノイズ
除去回路の構成例を示す図であり、この例に示すノイズ
除去回路は、レピータ回路１２と音声処理回路１３と図
示を省略した多重化装置のＣＰＵを備えて構成される。
なお、この図は上述した図３に示したように内線延長構
成された多重化装置にノイズ除去回路が設けられている
ものとする。前記レピータ回路１２には、極性検出部８
と、直流給電検出部９と、直流ループの交流インピーダ
ンス高めるコイル１４と、２Ｗ回路の直流ループを構成
或いはダイヤルパルスを送出するリレー１５と、直流阻
止用コンデンサ１０と、加入者線交換機１が出力する呼
出信号を検出する１６Ｈｚ検出部１６と、レピータ回路
１２を待受け状態、或いは、通話状態に切替えるリレー
１７ａ、１７ｂと、ダイヤルパルス送出時に音声処理回
路１３側へのパルスノイズ漏れを防ぐように切替えるリ
レー１８と、リレー１８の切替え時にハイブリッドトラ
ンス１１を所定のインピーダンスにより終端する抵抗１
９と、２Ｗ回路を４Ｗ回路に変換するハイブリッドトラ
ンス（Ｈ）１１と、ハイブリッドトランス１１のインピ
ーダンスを整合するバランスネットワークであるＢＮＷ
２０とにより構成する。一方、音声処理回路１３は、４
Ｗ回路の送信増幅器２１と、入力する音声帯域のアナロ
グ信号をディジタル信号に符号化、或いは逆に、入力す
るディジタル信号をアナログ信号に復号するコーデック
２２と、符号化したディジタル信号を所定の時間遅延さ
せる遅延部２３と、レピータ回路１２において発生した
ノイズを除去するノイズ除去部２４と、ディジタル信号
の遅延に伴ない発生するエコーを消去するエコーキャン
セラ２５と、４Ｗ回路の受信増幅器２６とにより構成す
る。

【０００９】図１のレピータ回路１２の動作を、本実施
例の電話機５が発信動作を行う場合について説明する。
即ち、図示を省略したユーザ側において電話機５をオフ
フックすると、直流ループ信号がユーザ側多重化装置を
経由して加入者交換機側多重化装置に着信する。前記加
入者線交換機側多重化装置にレピータ回路１２及び音声
処理回路１３が内蔵されており、図示を省略した多重化
装置のＣＰＵからの制御によりレピータ回路１２のリレ
ー１５が閉じ、また、リレー１７ａ、１７ｂを、１６Ｈ
ｚ検出部１６側から直流給電検出部９側へ切替えて加入
者線交換機１に接続する加入者回線の直流ループを閉じ
る。次に、ユーザ側に設置した電話機５からダイヤルパ
ルス信号が送出されると、レピータ回路１２は、多重化
装置のＣＰＵからの制御に基づき、前記ダイヤルパルス
信号に対応してリレー１５を断続し、加入者線交換機１
にダイヤルパルス信号を送出する。その際、リレー１８
は、抵抗１９側に切り替わり、これにより音声処理回路
１３にダイヤルパルス信号送出に伴なうノイズが周り込
まないよう処置する。その後、加入者線交換機１が回線
網を設定し、前記ダイヤルパルス信号による選択接続先
の電話機等を呼び出し、相手先電話機がこれに応答して
オフフックすると、加入者線交換機１は、レピータ回路
１２に給電している直流電圧の極性を反転させ、通話状
態に移行する。極性検出部８は、直流電圧の極性反転を
検出し、ユーザ側の電話機に給電している直流電圧を反
転させるため、ＣＰＵに対してその旨を出力する。これ
を受けた多重化装置のＣＰＵはシグナリング信号として
中継回線４に送出し、ユーザ側多重化装置が電話機に給
電している直流電圧を反転するのである。この極性反転
の際、レピータ回路１２では、上述したようにコンデン
サ１０に瞬時時に電流が流れ、ハイブリッドトランス１
１を介して音声処理回路１３にノイズが回り込むことに
なる。

【００１０】一方、本実施例の電話機５が着信動作を行
う場合について説明すると、加入者線交換機１は、着信
動作として、給電している直流電圧を極性反転すると共
に１６Ｈｚ呼出信号を加入者線に送出する。そこで、レ
ピータ回路１２の極性検出部８は直流電圧の極性反転
を、１６Ｈｚ検出部１６は１６Ｈｚ呼出信号を夫々に検
出し、ＣＰＵにその旨を出力してシグナリング信号とす
る。この極性反転の際、上述と同様にコンデンサ１０に
瞬時時に電流が流れ、ハイブリッドトランス１１を介し
て音声処理回路１３にノイズが回り込む。つまり、主信
号であるアナログ音声帯域信号にノイズが重畳したま
ま、音声処理回路１３によりディジタル信号化されるの
である。次に、ユーザ側において電話機５をオフフック
して応答すると、ユーザ側多重化装置を経由して直流ル
ープ信号が中継回線４に送出され、加入者線交換機側多
重化装置により、前記直流ループ信号を受信後、レピー
タ回路１２は、ＣＰＵを介した制御信号に基づいてリレ
ー１５を閉じ、加入者線交換機１に接続する回線の直流
ループを閉じるよう動作する。

【００１１】加入者線交換機１は、通話が終了していて
も電話機５がオンフックされない場合、一定時間経過後
に給電中の直流電圧を停止し、以降、電話機５のオンフ
ックを確認するために、電話機５がオンフックされるま
での間、所定のタイミングにより間欠的に直流電圧の給
電を繰り返す。一例としては、１０秒に一回数百ｍｓｅ
ｃ間の給電を行う（Ｈ＆Ｄ；ハイアンドドライ）等の動
作が知られている。この給電の断続の際、上述と同様に
コンデンサ１０に瞬時時に電流が流れ、ハイブリッドト
ランス１１を介して音声処理回路１３にノイズが回り込
むため、このままでは電話機５にノイズが聞こえてしま
うことになる。

【００１２】次に、発生したノイズを如何に除去するか
を説明する。ここで対象とするノイズは、加入者線交換
機１がレピータ回路１２に給電している直流電圧を極性
反転する際、或いは直流電圧の給電を断続する際に発生
するので、極性反転の検出時、或いは、給電の断続検出
時に、ノイズマスクパルスを生成し、このノイズマスク
パルスによりノイズを除去することとする。なお、実際
のノイズ除去処理はディジタル信号処理にて行なってお
り、ここでいうノイズマスクパルスとは、概念的にはノ
イズが発生するであろう時間窓のことを指す。図２に、
ノイズマスクパルス生成に係る波形のタイミングチャー
ト例の図を示す。まず、図２（ａ）を説明すると、
（イ）は、極性検出部８或いは直流検出回路９により極
性反転或いは直流給電を検出した際の波形を、（ロ）
は、前記（イ）により検出した波形の立ち上がり及び立
ち下がりタイミングに対応して生成するノイズマスクパ
ルスを、（ハ）は、通話路回線（ハイブリッドトランス
１１からの送信信号）に発生したノイズを夫々示す。ノ
イズマスクパルスは、極性検出部８或いは直流検出回路
９の動作遅延のために、ノイズより遅れて生成されるた
め、このノイズマスクパルスを用いてノイズを除去する
ことは不可能である。そこで、図２（ｂ）を説明する
と、（ニ）は、極性反転或いは直流給電を検出した際の
波形を、（ホ）は、前記（ニ）により検出した波形の立
ち上がり及び立ち下がりタイミングに対応して生成する
ノイズマスクパルスを、（ヘ）は、発生したノイズを含
む通話路回線上の信号を遅延部２３にて所定時間遅延さ
せた際の波形を夫々示し、ノイズをノイズマスクパルス
の中央に位置するよう遅延部２３の遅延量を設定し遅延
させているので、この（ホ）に示すノイズマスクパルス
を用いてノイズは除去可能である。そこで、ノイズの除
去は、図２（ｂ）に示したタイミングにより実施する。

【００１３】次に、図１の音声処理回路１３の動作を説
明すると、発生したノイズは、音声処理回路１３に備え
た送信増幅器２１に入力され、前記送信増幅器２１は符
号化するために適したレベルに増幅してコーデック２２
に出力する。コーデック２２においては、アナログ信号
であるノイズを所定のサンプリング周波数によりサンプ
リングし、サンプリング保持した電圧値をデジタル化す
るため量子化して、更に、一定の符号列に変換すること
により８ビット単位のデータからなるＰＣＭ信号とし、
１．５Ｍｂ／ｓのバースト信号を出力する。出力した８
ビットのデータは、遅延部２３により所定の時間遅延さ
せる。遅延時間は、ノイズが発生してからノイズマスク
パルスが立ち上がるまでに必要とする時間であり、通常
数ｍ〜数十ｍｓｅｃ程度である。そこで、例えば遅延部
２３はシフトレジスタを複数段設けて構成し所定の時間
データの遅延を行う。尚、会話等の通常の通話データに
も同様に遅延が生ずるので、この遅延時間を数十ｍｓｅ
ｃ以上に設定すると、通話時にエコーが発生して通話品
質が著しく劣化すためエコーキャンセラの挿入が必要と
なる。

【００１４】次に、遅延部２３により所定の時間遅延し
たデータは、ノイズ除去部２４に入力し、ノイズ除去部
２４はノイズマスクパルスを生成してノイズの除去を行
う。ノイズ除去部２４においては、レピータ回路１２に
備えた極性検出部８及び直流給電検出部９が出力する検
出信号が、ＣＰＵを介して入力され、検出信号の立ち上
がり及び立ち下がりから所定の時間、即ち、ノイズマス
クパルスに対応して入力されるデータを零に設定するこ
とによりノイズを除去する。ノイズの発生時間は、接続
する加入者線交換機に依存しており、加入者線交換機の
種類によっては数十ｍ〜数百ｍｓｅｃと異なるため、Ｃ
ＰＵの制御により任意に設定可能としている。こうして
ノイズを除去した信号は、エコーキャンセラ２５に入力
される。なお、エコーキャンセラは、ユーザ側の多重化
装置にも加入者線交換機側と同様に挿入し、２Ｗ／４Ｗ
変換を行うハイブリッドトランス介して回り込むエコー
を打ち消すよう動作させる。そこで、エコーキャンセラ
２５について説明すると、エコーキャンセラ２５は、受
信する電話機側からのデータ等によりエコー推定を行い
擬似エコーを生成し、加入者線交換機側からのデータか
ら疑似エコーを差し引くことにより、レピータ回路１２
に備えたハイブリッドトランス１１を介して回り込むエ
コーを消去するよう動作する。

【００１５】エコーを消去したデータは、図示を省略し
た多重分離回路に入力し他のチャネルのデータと共に多
重化し中継回線４に送出する。一方、中継回線４を介し
て到来し、多重分離回路から音声処理回路１３に出力さ
れる分離データは、音声処理回路１３のコーデック２２
に入力してアナログ信号に変換し、受信増幅器２６を経
由してレピータ回路１２に出力する。以上、発生したノ
イズを如何に除去するかを説明したが、上述の様に回路
を構成することにより、レピータ回路において発生する
ノイズの継続時間が加入者線交換機の種類により異なっ
ても、ソフトウェアーを変更することによりノイズマス
クパルスの継続時間の設定を変更することで容易に対応
可能であり、又、ノイズの遅延時間が数十ｍｓｅｃ以上
必要となる場合であっても、エコーキャンセラを設ける
ことにより通話品質を低下させることなく対応可能とな
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述したように、電話回線の内
線延長を行う際に、多重化装置を加入者線交換機に接続
するために必要なレピータ回路が、加入者線交換機が出
力する信号に起因してノイズを発生しても容易にノイズ
を除去することができ、通話品質の向上を図る上で大き
な効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレピータ回路のノイズ除去方法の
一実施例を示す構成図である。

【図２】ノイズマスクパルス生成に係る波形のタイミン
グチャート図を示す。

【図３】加入者線交換機が収容する加入者線を内線延長
した際の構成例である。

【図４】従来のレピータ部を備えた多重化装置を用いて
構成した内線延長の例である。

【図５】直流阻止用コンデンサに瞬時に電流が流れノイ
ズを発生する際の波形図である。

【符号の説明】

１・・加入者線交換機、 ２ａ、２ｂ・・多
重化装置、３ａ、３ｂ・・レピータ部、 ４・・
中継回線、５、５ａ、５ｂ、５ｎ・・電話機、 ６・・
レピータ回路、７・・伝送部、 ８
・・極性検出部、９・・直流給電検出部、 １０
・・コンデンサ、１１・・ハイブリッドトランス、
１２・・レピータ回路、１３・・音声処理回路、
１４・・コイル、１５・・リレー、
１６・・１６Ｈｚ検出部、１７ａ、１７ｂ・・リ
レー、 １８・・リレー、１９・・抵抗、
２０・・ＢＮＷ、２１・・送信増幅器、
２２・・コーデック、２３・・遅延部、
２４・・ノイズ除去部、２５・・エコ
ーキャンセラ、 ２６・・受信増幅器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交換機の加入者回路に接続して加入者線信
   号を収容する装置に備えられるノイズ除去回路であっ
   て、 前記交換機が給電する直流電圧の極性反転を検出する極
   性反転検出部と、 前記交換機が給電する直流電圧の給電状態を検出する直
   流給電検出部と、 前記加入者線信号内の音声帯域信号を所定時間遅延する
   遅延部と、 前記極性反転検出部或いは前記直流給電検出部からの出
   力に基づきノイズマスクパルスを生成するノイズ除去部
   とを備え、 前記ノイズ除去部は、ノイズマスクパルスに対応して前
   記遅延部により遅延した音声帯域信号のレベルを下げる
   よう処理することを特徴とするノイズ除去回路。
2. 【請求項２】前記ノイズの遅延時間を増大させた際に伴
   なって生じるエコーを消去するため、エコーキャンセラ
   を設けたことを特徴とする請求項１記載のノイズ除去回
   路。
3. 【請求項３】交換機の加入者回路に接続して加入者線信
   号を中継するレピータ回路におけるノイズ除去方法であ
   って、前記交換機が給電する直流電圧が極性反転及び給
   電断続する際に前記レピータ回路において発生するノイ
   ズを除去するために、 極性反転検出回路及び給電断続検出回路が出力する検出
   信号の立ち上がりエッジ／立ち下がりエッジから所定の
   時間継続するノイズマスクパルスを生成し、 発生する前記ノイズを遅延させることによりノイズ発生
   のタイミング位置を前記ノイズマスクパルスの立ち上が
   り／立ち下がりタイミング位置に一致させ、 ノイズマスクパルスの期間に前記ノイズを含む信号レベ
   ルを強制的に下げる或いはゼロにすることによりノイズ
   を除去することを特徴とするノイズ除去方法。