JP2001333102A

JP2001333102A - 通信装置、通信システム及び通信方法

Info

Publication number: JP2001333102A
Application number: JP2000152866A
Authority: JP
Inventors: Ryujiro Muramatsu; 隆二郎村松; Michiko Tajimi; 道子多治見; Toshiyuki Matsuda; 俊幸松田; Hitoshi Sato; 均佐藤; Toku Tsukada; 徳塚田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】利用者が、通信事業者から提供されるインタ
ーネット等を利用した音声通信サービスを利用する際、
利用者のニーズに応じた多様な音声通話サービスの選択
を行う。【解決手段】複数の音声符号化方式にそれぞれ対応す
る複数の音声符号器（１２１、１２２、１２３）及び音
声復号器（１４１、１４２、１４３）と、ＰＢ（プッシ
ュボタン）信号受信器１３１と、ＰＢ信号の受信結果に
基づいて、音声符号器（１２１、１２２、１２３）を切
り替える手段と、該当する音声コーデック種別を示す情
報を対向装置に伝達する手段とを備える。通話中におい
て遅延が多く会話がしづらい、又は、音声品質が悪く相
手に話が伝わりにくい等、利用者が不都合を感じた場
合、予め定められたＰＢコードを電話機から入力し、音
声符号器（１２１、１２２、１２３）及び音声復号器
（１４１、１４２、１４３）の種別を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信装置、通信シ
ステム及び通信方法に係り、特に、音声データをパケッ
トデータ又はＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）セ
ルに変換することで、例えば、インターネットを介して
音声データを送受する通信装置、通信システム及び通信
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プロトコル（通信手順）の異なる
システム間やネットワーク間を相互接続するための、各
種の通信装置が普及している。例えば、インターネット
を利用した音声通信ネットワークでは、従来の電話網と
インターネットとの間に、音声データ及びパケットデー
タの相互変換を行うゲートウェイ装置が設置される。

【０００３】この音声データとパケットデータとの相互
変換には、通常、ＰＣＭ符号と音声符号化データとの相
互変換を行う音声コーデック（符号／復合器）が用いら
れる。音声コーデックには、様々な符号化方式があり、
例えば、圧伸ＰＣＭ符号のように、比較的符号化レート
は高いが処理遅延が少なく音声品質が高い方式、例え
ば、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Predictive Codin
g）方式のように、比較的符号化レートは低く音声品質
も高いが処理遅延が多い方式、また、例えば、ＬＰＣ(L
inear Predictive Coding)方式のように、符号化レート
はかなり低いが処理遅延が多く音声品質も低い方式等に
分類される。

【０００４】このため、インターネットを利用した音声
通信サービスを行う通信事業者は、上述の方式のうちか
ら一方式を選択し、固定的に利用するか、又は、対向す
る装置（例えば、ゲートウェイ装置、ゲートウェイ装置
の機能を備えるインターネット電話機等）が有する音声
符号化機能の中から、これらの符号化方式の一方式を、
予め決められた順番で選択すると共に、音声通信サービ
スに適用していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た音声通信サービスでは、例えば、通話中、遅延が多く
会話がしづらい、又は、音声品質が悪く相手に話が伝わ
りにくい等、利用者が種々の不都合を感じた場合、利用
者は、通信事業者が選択した音声コーデックによる音声
通信サービスしか受けられないために、与えられた通話
品質で会話を続けなければならないことがあった。さら
に、通信事業者にとっては、音声通信サービスの音声提
供メニュー（例えば、音声品質）が固定されるため、多
様な音声通信サービスを利用者に提供できないことがあ
った。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、利用者が、通
信事業者から提供される各種の通信網を利用した音声通
信サービスを利用する際、利用者のニーズに応じた多様
な音声通話サービスを選択可能な通信装置、通信システ
ム及び通信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】本発明の第１の解決手段
によると、複数の符号化方式にそれぞれ対応した複数の
音声符号器及び復号器と、加入者端末からの多周波信号
を受信する多周波受信器と、多周波信号に対応した音声
符号化方式の種別を示す情報に基づいて、前記音声符号
器を切替える第１セレクタと、前記音声符号器によって
符号化された音声符号化データと種別を示す情報とをパ
ケットデータとして纏め上げ、通信網にパケット出力信
号を出力するパケット組立て部と、通信網を介して入力
されたパケットデータであるパケット入力信号を、該音
声符号化データと種別を示す情報に分離するパケット分
解部と、前記パケット分解部によって分離された種別を
示す情報に基づいて、音声符号化データを復号化する音
声復号器を切替える第２セレクタと、種別を示す情報に
基づいて、前記第１及び２セレクタをそれぞれ制御する
と共に、前記パケット組立て部に種別を示す情報を出力
する制御部とを備えた通信装置を提供する。

【０００８】本発明の第２の解決手段によると、上述に
記載の通信装置と、前記通信装置に電話網を介して音声
信号を入出力する電話機と、前記通信装置にインターネ
ット網を介して音声符号化データを入出力するインター
ネット電話機とを備えた通信システムを提供する。本発
明の第３の解決手段によると、加入者端末間の呼接続完
了後、加入者端末から送信された多周波信号を受信し、
多周波信号に対応した所望の音声符号化方式の種別を示
す情報に基づいて、複数の音声符号化方式にそれぞれ対
応した複数の音声符号器のうち、所望の音声符号器に切
替え、加入者端末からの音声信号を、切替えられた音声
符号器により符号化し、符号化された音声符号化データ
を、制御部を介して入力された種別を示す情報と共に、
パケット出力信号として組み立て、通信網に出力し、通
信網を介して入力されるパケット入力信号を、該音声符
号化データと種別を示す情報とに分離し、種別を示す情
報に基づいて、複数の音声符号化方式にそれぞれ対応し
た複数の音声復号器のうち、所望の音声復号器に切替
え、切替えられた所望の音声復号器によって、該音声符
号化データを復号化し、再生出力信号を加入者端末へ出
力するようにした通信方法を提供する。

【０００９】本発明では、例えば、ゲートウェイ装置に
は、予め複数の音声符号化方式の音声コーデックとＰＢ
（プッシュボタン）信号受信器とを設け、ＰＢ信号の受
信結果に基づいて、音声コーデックの符号器を切り替え
る手段と、該当する音声コーデック種別を示す情報を対
向装置（ゲートウェイ装置、インターネット電話機等）
に伝達する手段とを備える。ここで、例えば、呼接続完
了後、通話時において、電話網等からの信号は、音声符
号器とＰＢ受信器の双方に入力される。ここで、電話網
からの入力信号が音声信号の場合（本明細書中、音声信
号は、有音及び無音の場合も含む。）、この入力信号
は、ＰＢ受信器においてＰＢコードが検出されないの
で、予め設定された音声符号器により符号化される。こ
の音声符号化データは、音声コーデック種別を示す情報
と共にパケット化され、ゲートウェイ装置からインター
ネットに出力される。

【００１０】一方、入力信号がＰＢ信号の場合、この入
力信号は、ＰＢ受信器においてＰＢコードとして検出さ
れる。さらに、この検出結果が予め定められたＰＢコー
ドに一致した場合には、予め設定された音声符号器を、
一致したＰＢコード内容に基づいて、該当する音声コー
デックの音声符号器に切り替える。また、切替え後に入
力される音声信号は、切り替えた音声符号器により符号
化される。この音声符号化データは、切り替えた音声コ
ーデック種別を示す情報と共にパケット化され、ゲート
ウェイ装置からインターネットに出力される。

【００１１】さらに、対向装置は、インターネットを介
して受信したパケットに基づいて、音声コーデック種別
を確認すると共に、受信した音声符号化データを、対応
する音声コーデックの音声復号器により復号し、音声信
号を再生する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に関する通信
システムの構成図である。このシステムは、例えば、利
用者Ａの電話機２０３、利用者Ｂのインターネット電話
機２０６及び利用者Ｃの電話機２０８と、電話網２０
２、２０７と、インターネット２０４と、メディアゲー
トウェイ装置（以下、ゲートウェイ装置という）２０
１、２０５とを備える。ゲートウェイ装置２０１は、電
話網２０２を介して利用者Ａの電話機２０３に接続され
る。また、このゲートウェイ装置２０１は、インターネ
ット２０４を介して対向するゲートウェイ装置２０５に
接続される。ゲートウェイ装置２０５は、電話網２０７
を介して利用者Ｃの電話機２０８に接続される。さら
に、このゲートウェイ装置２０１、２０５は、インター
ネット２０４を介して利用者Ｂのインターネット電話機
２０６に接続されている。なお、利用者Ａ、Ｂ及びＣ
は、以下の説明では、通話手順に応じて、それぞれ発信
者又は受信者と呼ぶ場合がある。

【００１３】図２は、本発明に関する通信装置であるゲ
ートウェイ装置の構成図である。なお、ゲートウェイ装
置２０１、２０５は同一構成であり、ここでは、ゲート
ウェイ装置２０１の構成を例に説明する。ゲートウェイ
装置２０１は、電話網インタフェース部１０２、信号処
理部１０３、制御部１０４及びパケット処理部１０５を
備える。電話網インタフェース部１０２は、例えば、利
用者Ａが発信者であり、利用者Ｃが受信者である場合、
発信者である利用者Ａの電話機２０３から電話網２０２
を経て入力された入力信号（音声信号及び／又はＰＢ信
号）１０１を、信号処理部１０３に入力し、一方、信号
処理部１０３で復号化された再生出力信号（音声信号及
び／又はＰＢ信号）１０８を、例えば、電話網２０７を
経て受信者である利用者Ｃの電話機２０８に出力するた
めのインタフェースである。

【００１４】信号処理部１０３は、複数（例えば、１〜
Ｎ種類）の方式の音声符号器１２１〜１２３と、この音
声符号器１２１〜１２３を選択するためのセレクタ１１
１、１１２と、この音声符号器１２１〜１２３にそれぞ
れ対応する音声復号器１４１〜１４３と、この音声復号
器１４１〜１４３を選択するためのセレクタ１１３、１
１４と、ＰＢ受信機１３１とを備える。

【００１５】パケット処理部１０５は、パケット組立て
部１５１とパケット分解部１５２とを備える。パケット
組立て部１５１は、信号処理部１０３で符号化された音
声符号化データと音声符号化の種別を示す情報とを、パ
ケット出力信号１０６としてパケットデータにまとめ、
このパケットデータを、例えば、インターネット２０４
に出力する。また、パケット分解部１５２は、例えば、
インターネット２０４を経て入力されたパケット入力信
号１０７を、音声符号化の種別を示す情報と音声符号化
データとに分離すると共に、制御部１０４に音声符号化
の種別を示す情報を出力し、信号処理部１０３の音声復
号器１４１〜１４３のいずれか１つに音声符号化データ
を出力する。

【００１６】ここで、ゲートウェイ装置２０１、２０５
の信号の流れについて、動作概要を説明する。入力信号
１０１は、電話網インタフェース部１０２を経て、セレ
クタ１１１及びＰＢ受信機１３１の両方に送られる。セ
レクタ１１１へ入力した信号は、さらに音声符号器１２
１〜１２３のどれかに接続される。入力信号１０１は、
所望の音声符号化方式に対応した音声符号器１２１〜１
２３のいずれかによって、符号化される。この音声符号
化データは、セレクタ１１２を経てパケット処理部１０
５のパケット組立て部１５１に出力される。一方、制御
部１０４は、ＰＢ受信器１３１から出力される、入力信
号１０１に含まれる所望の音声符号化の種別を表す情報
に基づいて、セレクタ１１１、１１２を切替えることに
より、所望の符号化方式に対応した音声符号器１２１〜
１２３を選択する。また、制御部１０４は、ＰＢ受信器
１３１からの出力に基づいて、入力信号１０１に含まれ
る所望の音声符号化の種別を表す情報を、パケット組立
て部１５１に出力する。

【００１７】ここで、図３に、パケットデータの構成図
を示す。パケットデータは、パケットヘッダ部１１０と
パケットペイロード部１１１とを含む。音声符号化デー
タと音声符号化の種別を表わす情報とは、パケット処理
部１０５のパケット組立て部１５１に出力される。この
音声符号化の種別を表わす情報は、パケットヘッダ部１
１０に収容される。音声符号化データは、パケットペイ
ロード部１１１に収容される。これにより、音声符号化
データと音声符号化の種別を表わす情報とは、パケット
データ（パケット出力信号１０６）として例えば、イン
ターネットに出力される。

【００１８】また、ゲートウェイ装置２０１に対向する
ゲートウェイ装置２０５では、ゲートウェイ装置２０１
から出力されたこのパケットデータを、インターネット
を経て受信する。インターネットを経て受信されたパケ
ットデータ（パケット入力信号１０７）は、パケット処
理部１０５のパケット分解部１５２に入力される。この
パケット分解部１５２は、パケット入力信号を、再び音
声符号化の種別を表わす情報と音声符号化データ（パケ
ットヘッダ部１１０とパケットペイロード部１１１）と
に分離する。この分離された音声符号化の種別の情報は
制御部１０４に出力され、制御部１０４によってセレク
タ１１３、１１４が切替えられる。また、分離された音
声符号化データは、セレクタ１１３、１１４によって選
択された音声復号器１４１〜１４３のいずれかに入力さ
れ、音声信号（再生出力信号１０８）として再生され
る。この再生出力信号１０８は、電話網インタフェース
部１０２、電話網２０７を経て、例えば、利用者Ｃの電
話機２０８へ出力される。

【００１９】次に、一例として、利用者Ａが電話機２０
３より利用者Ｃの電話機２０８に電話をかける場合につ
いて、ゲートウェイ装置２０１、２０５の動作を具体的
に説明する。なお、利用者Ｃから利用者Ａに電話をかけ
る場合については、利用者Ａから利用者Ｃへの説明と重
複するため、省略する。さらに、利用者Ｂのインターネ
ット電話機２０６は、上述のゲートウェイ装置２０１、
２０５において電話網インタフェース部１０２を取り除
いた構成とすることができるため、利用者Ａ及びＣと利
用者Ｂとの間の通話については、利用者Ａから利用者Ｃ
への説明と同様であるため、省略する。

【００２０】まず、利用者（発信者）Ａの電話機２０３
により利用者（受信者）Ｃの電話機２０８への呼接続が
行われる。この際、ゲートウェイ装置２０１、２０５で
は、例えば、予め通信事業者によって指定された音声符
号器１（１２１）及び音声復号器１（１４１）が選択さ
れ、「音声符号化１」の方式で利用者ＡとＣとの通話が
開始される。ここで、利用者Ａが通話状態のまま、予め
決められた音声コーデック（例えば、利用者のニーズに
応じた通信品質を提供する音声符号化方式）の選択コー
ドをプッシュボタンから入力すると、対応するＰＢ信号
が電話機２０３より出力され、電話網２０２を経由して
ゲートウェイ装置２０１のＰＢ受信器１３１に送られ
る。

【００２１】ＰＢ受信器１３１で検出されたＰＢコード
（音声符号化の種別を表す情報）は、制御部１０４で判
定される。制御部１０４は、このＰＢコードに基づい
て、セレクタ１１１、１１２を切替える。利用者Ａが、
例えば、音声コーデックのＮ番を指定した場合、セレク
タ１１１、１１２が制御部１０４によって切替えられる
ことで、音声符号器Ｎ（１２３）が選択される。なお、
利用者Ａにより、それ以降に入力される音声信号は、音
声符号器Ｎ（１２３）の符号化方式によって符号化さ
れ、音声符号化データを作成する。

【００２２】この音声符号化の種別を表わす情報と音声
符号化データは、パケット処理部１０５のパケット組立
て部１５１に出力されると共に、パケットヘッダ部１１
０とパケットペイロード部１１１にそれぞれ収納され、
パケットデータとしてまとめられる。このパケットデー
タは、パケット出力信号１０６として、インターネット
２０４に出力される。さらに、インターネット２０４を
経てゲートウェイ装置２０５にパケット入力信号１０７
として入力されたパケットデータは、パケット処理部１
０５のパケット分解部１５２によって、音声符号化の種
別を表す情報と音声符号化データとに分離される。この
分離された音声符号化の種別を表す情報は、制御部１０
４に出力される。この制御部１０４は、音声符号化の種
別を表す情報に基づいて、セレクタ１１３、１１４を制
御し、音声符号器Ｎ（１４３）を選択する。

【００２３】分離された音声符号化データは、選択され
た音声符号器Ｎ（１４３）に入力され、音声信号（再生
出力信号１０８）として再生される。この再生出力信号
は、電話網インタフェース部１０２、電話網２０７を経
て、利用者Ｃの電話機２０８へ出力される。

【００２４】これにより、発信者である利用者Ａと受信
者である利用者Ｃは、通話開始時、音声符号器１（１２
１）及び音声復号器１（１４１）を用いて、「音声符号
化方式１」により会話を行っている。しかし、利用者Ａ
がプッシュボタンから「音声符号化方式Ｎ」を指定する
ＰＢコードを入力することで、音声符号器１（１２１）
は音声符号器Ｎ（１２３）に、音声復号器１（１４１）
は音声復号器Ｎ（１４３）にそれぞれ切り替わるため、
「音声符号化方式Ｎ」により会話を行うことができる。
また、利用者Ａへの受話音声を他の音声符号化方式に切
り替えたい場合には、利用者Ｃの方からプッシュボタン
でＰＢコードを入力すれば同様にして切り替えることが
できる。また、上りと下りで異なる符号化方式を選択す
ることも可能である。

【００２５】このような音声符号器及び音声復号器の切
替えは、具体的には、利用者が通話中において、遅延が
多く会話がしづらいとか音声品質が悪く相手に話が伝わ
りにくいと感じた場合には、予め定められたＰＢコード
を電話機から入力することにより、使用される音声コー
デック種別を切り替えて利用者の好みに応じた通話品質
を得ることができる。

【００２６】また、通信事業者は、利用者に多様な音声
通信サービスを提供できると共に、通話品質に基づいて
いくつかのサービスクラスを設け、クラス毎に料金体系
を変更することで、利用者にサービスクラスを選択させ
る新たなサービスを提供することもできる。具体的に
は、パケットヘッダ中の音声符号化の種別を示す情報
を、自装置又は他の装置で課金情報として取扱うように
すればよい。または、課金部を付加して、制御部１０４
の出力を課金部に入力し、音声符号化の種別を示す情報
を、ゲートウェイ装置２０１内のＣＰＵへ通知したり、
又は、他の回線を使用して電話網等の他装置へ通知する
こともできる。

【００２７】なお、上述した実施の形態では、符号化さ
れた音声データを、インターネットを介してゲートウェ
イ装置間で送受する場合について説明したが、符号化さ
れた音声データが通信装置間で送受できれば、途中の通
信網の性質及び通信装置の種類には依存しないため、符
号化された音声データをインターネットに出力するゲー
トウェイ装置だけでなく、符号化された音声データをパ
ケットネットワークに出力するフレームリレイ及び符号
化された音声データをＡＴＭネットワークに出力するＡ
ＴＭ装置等、また、インターネット、パケットネットワ
ーク、ＡＴＭネットワーク、移動体ネットワーク等、適
宜の通信装置及び通信網に適用することができる。

【００２８】また、上述の実施の形態では、音声を対象
としたが、音声符号器・復号器を他のデータ用の符号器
・復号器、又は暗号化処理部・解読処理部等に置換する
ことで、本発明は、音声以外のデータ、画像等の他のメ
ディアにも適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によると、以上説明した通り、利
用者が、通信事業者から提供される通信網を利用した音
声通信サービスを利用する際、利用者のニーズに応じた
多様な音声通話サービスを選択できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する通信システムの構成図。

【図２】本発明に関する通信装置であるゲートウェイ装
置の構成図。

【図３】パケットデータの構成図。

【符号の説明】

１０１入力信号１０２電話網インタフェース部１０３信号処理部１０４制御部１０５パケット処理部１０６パケット出力信号１０７パケット入力信号１０８再生出力信号１１１、１１２、１１３、１１４セレクタ１２１、１２２、１２３音声符号器１３１ＰＢ受信器１４１、１４２、１４３音声復号器１５１パケット組立て部１５２パケット分解部２０１、２０５メディアゲートウェイ装置２０２、２０７電話網２０３、２０８電話機２０４インターネット２０６インターネット電話機

フロントページの続き (72)発明者松田俊幸神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者佐藤均神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者塚田徳神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内Ｆターム(参考） 5K030 GA16 HA08 HB01 HC01 HD03 HD05 JT01 KA01 KA13 KA19 KX24 LB02 LC06 LD11 5K034 AA17 BB06 CC05 EE09 FF06 FF07 HH01 HH02 HH12 HH13 KK01 5K051 AA02 BB01 GG03 HH15 HH25 JJ05 JJ13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の符号化方式にそれぞれ対応した複数
の音声符号器及び復号器と、加入者端末からの多周波信号を受信する多周波受信器
と、多周波信号に対応した音声符号化方式の種別を示す情報
に基づいて、前記音声符号器を切替える第１セレクタ
と、前記音声符号器によって符号化された音声符号化データ
と種別を示す情報とをパケットデータとして纏め上げ、
通信網にパケット出力信号を出力するパケット組立て部
と、通信網を介して入力されたパケットデータであるパケッ
ト入力信号を、該音声符号化データと種別を示す情報に
分離するパケット分解部と、前記パケット分解部によって分離された種別を示す情報
に基づいて、音声符号化データを復号化する音声復号器
を切替える第２セレクタと、種別を示す情報に基づいて、前記第１及び２セレクタを
それぞれ制御すると共に、前記パケット組立て部に種別
を示す情報を出力する制御部とを備えた通信装置。
【請求項２】前記パケットデータは、パケットヘッダ部
とパケットペイロード部とを備え、前記種別を示す情報は、パケットヘッダ部に含まれ、前記音声符号化データは、パケットペイロード部に含ま
れるようにした請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】前記制御部からの種別を示す情報に対応し
て課金情報を求める課金部をさらに備えた請求項１又は
２に記載の通信装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の通信装
置と、前記通信装置に電話網を介して音声信号を入出力する電
話機と、前記通信装置にインターネット網を介して音声符号化デ
ータを入出力するインターネット電話機とを備えた通信
システム。
【請求項５】加入者端末間の呼接続完了後、加入者端末
から送信された多周波信号を受信し、多周波信号に対応した所望の音声符号化方式の種別を示
す情報に基づいて、複数の音声符号化方式にそれぞれ対
応した複数の音声符号器のうち、所望の音声符号器に切
替え、加入者端末からの音声信号を、切替えられた音声符号器
により符号化し、符号化された音声符号化データを、制御部を介して入力
された種別を示す情報と共に、パケット出力信号として
組み立て、通信網に出力し、通信網を介して入力されるパケット入力信号を、該音声
符号化データと種別を示す情報とに分離し、種別を示す情報に基づいて、複数の音声符号化方式にそ
れぞれ対応した複数の音声復号器のうち、所望の音声復
号器に切替え、切替えられた所望の音声復号器によって、該音声符号化
データを復号化し、再生出力信号を加入者端末へ出力す
るようにした通信方法。
【請求項６】前記音声符号化方式の種別を示す情報に対
応した複数のサービスクラスを設け、該サービスクラス
に基づいて課金を行うようにした請求項５に記載の通信
方法。
【請求項７】加入者端末から多周波信号が送信されない
場合、通信網に関連する事業者により予め定められた音声符号
器及び音声復号器が選択されるようにした請求項５又は
６に記載の通信方法。