JP2002142008A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信回線における信号レベルの減衰量を補正
し、自機が送信した信号によるエコーを低減した通信装
置を提供する。 【解決手段】 受信部が受信した信号の電力レベルを変
化させる利得制御部と、利得制御部における電力レベル
の変化量を制御する制御部と、通信信号における雑音を
低減するエコーキャンセラ部とを備えた通信装置におい
て、最初に利得制御部における電力レベルの変化量を最
適化し、次に電力レベルの変化量が最適化された利得制
御部によって電力レベルが変化された、反響信号に基づ
いてエコーキャンセラ部の設定を最適化することによ
り、利得制御部とエコーキャンセラ部とを両立した通信
が可能となり、通信品質のよい通信を提供することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２線式の有線通信
における通信品質を改善した通信装置に関する。特に、
エコーの除去及び通信回線における信号の減衰補正を両
立した通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有線で通信を行う場合、接続される回線
によって回線における信号の電力レベルの減衰量が異な
る。受信レベルが規定値より小さい場合、信号／雑音比
（Ｓ／Ｎ比）が劣化し、効率的な復調処理が行えなかっ
た。そこで従来、受信側に通信信号の受信レベルを一定
値に保つ自動利得制御器（ＡＧＣ）が設けられていた。
また一方で、全二重の通信を行う場合、自機が送信した
通信信号が通信回線において反響し、エコーとなって自
機の受信側に受信され、相手機から送信された通信信号
に重畳され、通信信号の受信に悪影響を与えていた。

【０００３】従来、エコーを除去するためにフィルタを
有するエコーキャンセラが用いられていた。エコーキャ
ンセラは、自機が送信した通信信号とエコーとして戻っ
てきた通信信号の反響信号とを比較し、通信信号と反響
信号との遅延量、電力レベル差、周波数特性差等を考慮
し、どの周波数帯域の電力レベルをどれだけ減衰させる
かを示すフィルタの係数を決定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自動利得制御
器によって受信信号の電力レベルを変化させると、エコ
ーの受信レベルまでをも変化させてしまい、自動利得制
御器が電力レベルを変化させる前後で必要となるフィル
タ係数が異ってしまう。エコーキャンセラにおいて、十
分な雑音低減を図るためには、自動利得制御器を通した
信号をエコーキャンセラに与える必要があり、また、フ
ィルタ係数は固定して使用されるため、従来の通信装置
においては、自動利得制御器とエコーキャンセラとを同
時に使用することが困難であり、通信品質の向上が困難
であった。

【０００５】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる通信装置を提供することを目的とする。この
目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の
組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更
なる有利な具体例を規定する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の形態においては、２線式の有線通信
によって通信を行う通信装置であって、通信信号を送信
する送信部と、通信信号を受信する受信部と、受信部が
受信した通信信号の電力レベルを変化させる利得制御部
と、利得制御部における電力レベルの変化量を制御する
制御部と、送信部が送信した、電力レベルが既知の通信
信号であって利得制御部における電力レベルの変化量を
設定するための調整信号が、受信部に受信された反響信
号を検出する検出部と、検出部が検出し、利得制御部に
おいて電力レベルが変化された反響信号、及び送信部が
送信した通信信号に基づいて、受信部が受信し、利得制
御部において電力レベルが変化された通信信号における
雑音を低減するエコーキャンセラ部とを備えることを特
徴とする通信装置を提供する。

【０００７】また、制御部は、受信部が受信した、調整
信号の電力レベルと、調整信号の送信時における既知の
電力レベルとに基づいて、利得制御部における電力レベ
ルの変化量を制御してよい。また、エコーキャンセラ部
は、受信部が調整信号を受信し、制御部が利得制御部に
おける電力レベルの変化量を制御した後に、送信部が送
信した調整信号が受信部に受信され、利得制御部におい
て電力レベルが変化された反響信号に基づいて、利得制
御部において電力レベルが変化された通信信号における
雑音を低減してよい。

【０００８】また、通信信号を伝送する通信回線におけ
る通信環境の変化を検知する検知部を更に備え、検知部
が、通信回線における通信環境の変化を検知した場合
に、受信部は、調整信号を更に受信し、制御部は、受信
部が更に受信した調整信号の電力レベルと、調整信号の
送信時における既知の電力レベルとに基づいて、利得制
御部における電力レベルの変化量を制御し、エコーキャ
ンセラ部は、受信部が更に受信した調整信号に基づい
て、制御部が利得制御部における電力レベルの変化量を
制御した後に、送信部が更に送信した調整信号を受信部
が受信し、利得制御部において電力レベルが変化された
反響信号に基づいて、利得制御部において電力レベルが
変化された通信信号における雑音を低減してよい。

【０００９】尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又、発明となりうる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲
にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中
で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決
手段に必須であるとは限らない。

【００１１】図１は、本発明に係る通信装置１００の構
成の一例を示す。ここで、通信装置１００は、２線式の
電話回線を用いて秘話通信を行う通信装置である。通信
装置１００は、音声入力を電気信号に変換する変換部１
０、電気信号を秘匿化する信号秘匿部１２、電気信号を
通信信号に変調する変調部１４、通信信号を送信する送
信部１６、通信環境の変化を検知する検知部１８、通信
信号を受信する受信部３０、調整信号を検出する検出部
３８、受信部３０が受信した通信信号の電力レベルを変
化させる利得制御部２８、利得制御部２８における電力
レベルの変化量を制御する制御部３６、制御部３６が制
御する電力レベルの変化量を記憶する利得記憶部３４、
受信した通信信号の雑音を低減するエコーキャンセラ部
２６、エコーキャンセラ部２６における設定を記憶する
エコー記憶部３２、通信信号を電気信号に復調する復調
部２４、電気信号の秘匿化を解除する翻訳部２２、及び
電気信号を音声信号に変換する変換部２０を備える。

【００１２】通信装置１００は、通信回線における通信
信号の電力レベルの減衰量を補正する利得制御部２８
と、送信部１６が送信した通信信号のエコーを除去する
エコーキャンセラ部２６とを同時に使用する通信装置で
ある。まず、利得制御部２８における電力レベルの減衰
量の補正量の算出、及びエコーをキャンセルするエコー
キャンセラ部の制御について説明する。

【００１３】受信部３０は、通信するべき相手側の通信
装置から、電力レベルが既知の通信信号であって利得制
御部２８における電力レベルの変化量を設定するための
調整信号を受信する。検出部３８は、受信部３０が受信
した調整信号を検出し、検出した調整信号を制御部３６
に与える。制御部３６は、受信部３０が受信した調整信
号の電力レベルと、調整信号の送信時における既知の電
力レベルとに基づいて、利得制御部２８における電力レ
ベルの変化量を制御する。また、利得記憶部３４は、制
御部３６が制御した利得制御部２８における電力レベル
の変化量を記憶する。制御部３６は、受信部３０が更に
調整信号を受信するまで、利得記憶部３４が記憶した電
力レベルの変化量に基づいて利得制御部における電力レ
ベルの変化量を制御する。例えば、制御部３６は、利得
制御部２８が検知した当該調整信号の検波電圧を、アナ
ログディジタルコンバータによりディジタル信号に変換
し、前記利得記憶部３４は、変換されたディジタル信号
を記憶してよい。この場合、制御部３６は、利得記憶部
３４が記憶したディジタル信号を、ディジタルアナログ
コンバータによりアナログ信号に変換し、変換したディ
ジタル信号に基づいて、利得制御部２８における電力レ
ベルの変化量を制御してよい。

【００１４】送信部１６は、制御部３６が利得制御部２
８における電力レベルの変化量を、適正な値に制御した
後、調整信号を送信する。検出部３８は、送信部１６が
送信した、電力レベルが既知の通信信号であって、通信
するべき相手側の通信装置の利得制御部２８における電
力レベルの変化量を設定するための調整信号が、受信部
３０に受信された、反響信号を検出する。反響信号に
は、通信信号が送信部１６から受信部３０に通信回線を
介さずに伝送されたもの、通信信号が通信回線において
反響して受信部３０に戻ったもの、通信信号が通信する
べき相手側の通信装置において反響して受信部３０にも
どったもの等がある。検出部３８は、検出した反響信号
を利得制御部２８に与える。利得制御部２８は、反響信
号の電力レベルを、制御部３６が制御する電力レベルの
変化量に基づいて変化させ、エコーキャンセラ部２６に
与える。

【００１５】エコーキャンセラ部２６は、受信部３０が
調整信号を受信し、制御部３６が利得制御部２８におけ
る電力レベルの変化量を制御した後に、送信部１６が送
信した調整信号が受信部３０に受信され、利得制御部２
８において電力レベルが変化された反響信号に基づい
て、利得制御部において電力レベルが変化された通信信
号における雑音を低減する。つまり、エコーキャンセラ
部２６は、送信部１６が送信した調整信号及び、調整信
号の反響信号であって、利得制御部２８において電力レ
ベルが変化された反響信号に基づいて、受信部３０が受
信し、利得制御部２８において電力レベルが変化された
通常の通信信号の雑音を低減する。エコーキャンセラ部
２６は、反響信号と調整信号との、遅延量、電力レベル
の減衰量、位相歪み、周波数特性差に基づいて通信信号
の雑音を低減する。例えば、エコーキャンセラ部２６
は、フィルタを有し、利得制御部２８から受け取った通
信信号の周波数帯域毎の信号レベルを減少させる。フィ
ルタは、周波数帯域毎に信号レベルを減少させるための
係数が設定される。エコーキャンセラ部２６は、利得制
御部２８において電力レベルが変化された反響信号、及
び送信部１６が送信した調整信号に基づいて、フィルタ
の係数を設定する。エコー記憶部３２は、エコーキャン
セラ部２６が設定したフィルタの係数を記憶する。エコ
ーキャンセラ部２６は、受信部３０が更に調整信号の反
響信号を受信するまで、エコー記憶部３２が記憶したフ
ィルタ係数等に基づいて利得制御部における電力レベル
の変化量を制御する。

【００１６】以上説明した構成及び機能によれば、利得
制御部２８における電力レベルの変化量を固定し、利得
制御部２８において電力レベルが変化された反響信号に
基づいて、エコーキャンセラ部２６における雑音の低減
を行っているため、利得制御部２８とエコーキャンセラ
部２６とを同時に使用することが可能となる。また、通
信信号を伝送する通信回線における通信環境が変化し、
通信回線における通信信号の電力レベルの減衰量等が変
化した場合であっても、検知部１８が通信環境の変化を
検知し、通信装置１００と通信するべき相手側の通信装
置で調整信号をやりとりすることにより、再び利得制御
部２８における電力レベルの変化量及び、エコーキャン
セラ部２６における雑音の低減具合を最適化することが
可能となる。

【００１７】この場合、検知部１８は、通信信号を伝送
する通信回線における通信環境の変化を検知する。例え
ば、検知部１８は、通常の通信信号に基づいて通信回線
の環境の変化を検知してよく、また他の例においては、
通常の通信信号に通信回線の環境の変化を検知するため
の検知信号を付加し、検知部１８は、検知信号に基づい
て、通信回線の環境の変化を検知してよい。検知部１８
が通信回線における通信環境の変化を検知した場合に、
受信部３０は、通信するべき相手側の通信装置から送信
された調整信号を更に受信する。制御部３６は、受信部
３０が更に受信した調整信号の電力レベルと、調整信号
の送信時における既知の電力レベルとに基づいて、利得
制御部２８における電力レベルの変化量を制御する。エ
コーキャンセラ部２６は、受信部３０が更に受信した調
整信号に基づいて、制御部３６が利得制御部２８におけ
る電力レベルの変化量を制御した後に、送信部１６が更
に送信した調整信号を受信部３０が受信し、利得制御部
２８において電力レベルが変化された反響信号に基づい
て、利得制御部２８において電力レベルが変化された通
常の通信信号における雑音を低減する。また、利得記憶
部３４及びエコー記憶部３２はそれぞれ、新たに設定さ
れた利得制御部２８における電力レベルの変化量及びエ
コーキャンセラ部２６における雑音の低減具合、例えば
フィルタ係数を記憶する。つまり、受信部３０が更に調
整信号を受信した場合、通信装置１００の各構成は、更
に受信した調整信号に基づいて、上述した受信部３０が
最初に調整信号を受信した場合と同一又は同様の機能を
示す。また、最初に送受信される調整信号は、通信する
べき通信回線が繋がったとほぼ同時に、通信するべき通
信装置間で送受信されることが好ましい。また、送信部
１６が送信する調整信号は、受信部３０が受信した調整
信号と異なる信号であってよい。

【００１８】以上説明したように利得制御部２８におけ
る電力レベルの変化量と、エコーキャンセラ部２６にお
けるフィルタ係数が、通信される通信回線の通信環境に
基づいて最適化された後の、通常の通信信号を通信する
場合の通信装置１００の各構成の機能について説明す
る。変換部１０は、音声入力を受け取り、受け取った音
声入力を電気信号に変換して信号秘匿部１２に与える。
信号秘匿部１２は、受け取った電気信号を、秘匿化した
秘匿信号に変換する。例えば、信号秘匿部１２は、入力
された電気信号を暗号化して、又は所定の信号を重畳し
て秘匿化してよい。信号秘匿部１２は、秘匿化した信号
を変調部１４に与える。変調部１４は、信号秘匿部１２
が秘匿化した信号を受け取り、使用する通信回線に適応
した信号に変調し、変調した信号である通信信号を送信
部１６に与える。例えば変調部１４は、アナログ−ディ
ジタルコンバータ又はディジタル−アナログコンバータ
を有し、受け取った信号を、アナログ−ディジタル変換
又はディジタル−アナログ変換してよい。

【００１９】送信部１６は、受け取った通信信号を、通
信回線を介して、通信されるべき相手側の通信装置に送
信する。また、送信部１６は、秘話通話を開始するため
の秘話通話開始信号を送信してよい。送信部１６が、秘
話通話開始信号を送信し、通信するべき相手側の通信装
置が当該秘話通話開始信号を受信し、通信するべき相手
側の通信装置からの応答信号である秘話通話開始信号を
通信装置１００が受信した場合に、秘話通話が開始され
る。秘話通話を行わない場合、変換部１０は、変換した
電気信号を変調部１４に与える。また、送信部１６は、
秘話通話開始信号を、調整信号として送信してよく、ま
た他の例においては、秘話通話開始信号及び調整信号と
して送信してよい。通信装置１００は、秘話通話を開始
するためのスイッチを有し、送信部１６は当該スイッチ
が押された場合に秘話通話開始信号を送信してよい。

【００２０】受信部３０は、通信するべき相手側の通信
装置から送信された通信信号及び秘話通話開始信号を受
け取る。受信部３０が秘話通話開始信号を受け取った場
合、翻訳部２２は、秘匿化された信号の秘匿を解除す
る。受信部３０は、受け取った通信信号を利得制御部２
８に与える。利得制御部２８は、受け取った通信信号の
電力レベルを、制御部３６が制御する電力レベルの変化
量に基づいて変化させる。つまり、通信回線における信
号の電力レベルの減衰量を補正する。利得制御部２８
は、電力レベルを変化させた通信信号をエコーキャンセ
ラ部２６に与える。エコーキャンセラ部２６は、受け取
った通信信号の雑音を低減する。例えば、エコー記憶部
３２に記憶されたフィルタ係数に基づいて、通信信号の
雑音を低減する。

【００２１】エコーキャンセラ部２６は、雑音を低減し
た通信信号を復調部２４に与える。復調部２４は、受け
取った通信信号を復調する。復調部２４は、相手側の通
信装置が、通信信号に与えた変調分に基づいて、受け取
った通信信号を復調し、翻訳部２２に与える。翻訳部２
２は、受け取った通信信号の秘匿を解除する。つまり、
翻訳部２２は、相手側の通信装置が通信信号に行った秘
匿化を解除し、秘匿化を解除した通信信号を変換部２０
に与える。変換部２０は、受け取った通信信号を音声出
力に変換して出力する。

【００２２】以上説明した通信装置１００によれば、利
得制御部２８とエコーキャンセラ部２６とを使用するこ
とが可能となるので、通信回線における信号の電力レベ
ルの減衰を補正し、自機が送信した信号のエコーを低減
することが可能となる。それ故、通信品質の良い通信が
可能となる。また、秘話通話開始信号を調整信号として
送信することにより、調整信号を新たに送信する手間を
省くことが可能となる。

【００２３】図２は、通信を行う通信装置１００ａ及び
通信装置１００ｂの通信設定シーケンスを示す。通信設
定では、通信装置１００ａ及び通信装置１００ｂのそれ
ぞれの利得制御部２８及びエコーキャンセラ部２６の設
定を行う。まず、通信装置１００ａから、通信装置１０
０ｂの利得制御部２８ｂにおける電力レベルの変化量を
設定するための調整信号が送信される。通信装置１００
ｂは、通信装置１００ａが送信した調整信号を受信し、
受信した調整信号に基づいて利得制御部２８ｂにおける
電力レベルの変化量を設定し、設定した値に固定する。
利得制御部２８ｂにおける電力レベルの変化量を設定す
る際の通信装置１００ｂにおける各構成の動作は図１に
関連して説明した通信装置１００と同一である。次に通
信装置１００ｂは、通信装置１００ａの利得制御部２８
ａにおける電力レベルの変化量を設定するための調整信
号を送信する。通信装置１００ｂは、自機が送信した調
整信号の反響信号に基づいて、エコーキャンセラ部２６
ｂのフィルタ係数を設定し、固定する。エコーキャンセ
ラ部２６ｂのフィルタ係数を設定する際の通信装置１０
０ｂにおける各構成の動作は図１に関連して説明した通
信装置１００と同一である。

【００２４】通信装置１００ａは、調整信号を受信し、
受信した調整信号に基づいて、利得制御部２８ａにおけ
る電力レベルの変化量を設定し、設定した値に固定す
る。利得制御部２８ａにおける電力レベルの変化量を設
定する際の通信装置１００ａにおける各構成の動作は、
図１に関連して説明した通信装置１００と同一である。
次に通信装置１００ａは、調整信号を送信し、送信した
調整信号の反響信号に基づいてエコーキャンセラ部の係
数を設定し、固定する。以上で利得制御部及びエコーキ
ャンセラ部の設定が終了する。

【００２５】利得制御部及びエコーキャンセラ部の設定
が終了した後に、検知部１８が通信回線の環境の変化を
検知した場合、通信装置１００ａ、通信装置１００ｂの
いずれかから、調整信号が送信され、利得制御部及びエ
コーキャンセラ部の再設定を行う。再設定の場合におけ
る、各通信装置の各構成の動作は上述した最初の設定の
場合と同様であるので省略する。以上説明した設定シー
ケンスにより、通信する各通信装置の利得制御部及びエ
コーキャンセラ部の設定が行われ、通話品質の良い通信
を行うことが可能となる。

【００２６】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることが可能であることが当業者に明らか
である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の
技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載
から明らかである。

【００２７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
係る通信装置１００によれば、通信回線における通信信
号の電力レベルの減衰量を補正し、自機が送信した通信
信号によるエコーを低減した通信が可能となる。また、
通信回線での通信信号の電力レベルの減衰量が一定でな
い場合においても、受信側で最適な受信レベルに調整す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 通信装置１００の構成の一例を示す。

【図２】 通信を行う通信装置１００ａ及び通信装置１
００ｂの通信設定シーケンスを示す。

【符号の説明】

１０・・・変換部、１２・・・信号秘匿部 １４・・・変調部、１６・・・送信部 １８・・・検知部、２０・・・変換部 ２２・・・翻訳部、２４・・・復調部 ２６・・・エコーキャンセラ部、２８・・・利得制御部 ３０・・・受信部、３２・・・エコー記憶部 ３４・・・利得記憶部、３６・・・制御部 ３８・・・検出部、１００・・・通信装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２線式の有線通信によって通信を行う通
   信装置であって、 通信信号を送信する送信部と、 通信信号を受信する受信部と、 前記受信部が受信した通信信号の電力レベルを変化させ
   る利得制御部と、 前記利得制御部における前記電力レベルの変化量を制御
   する制御部と、 前記送信部が送信した、電力レベルが既知の通信信号で
   あって通信するべき相手側の通信装置の利得制御部にお
   ける電力レベルの変化量を設定するための調整信号が、
   前記受信部に受信された、反響信号を検出する検出部
   と、 前記検出部が検出し、前記利得制御部において電力レベ
   ルが変化された前記反響信号、及び前記送信部が送信し
   た通信信号に基づいて、前記受信部が受信し、前記利得
   制御部において電力レベルが変化された通信信号におけ
   る雑音を低減するエコーキャンセラ部とを備えることを
   特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、前記受信部が受信した、
   通信するべき相手側の通信装置が送信した前記調整信号
   の電力レベルと、前記調整信号の送信時における既知の
   電力レベルとに基づいて、前記利得制御部における前記
   電力レベルの変化量を制御することを特徴とする請求項
   １に記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記エコーキャンセラ部は、前記受信部
   が前記調整信号を受信し、前記制御部が前記利得制御部
   における電力レベルの変化量を制御した後に、前記送信
   部が送信した前記調整信号が前記受信部に受信され、前
   記利得制御部において電力レベルが変化された反響信号
   に基づいて、前記利得制御部において電力レベルが変化
   された通信信号における雑音を低減することを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 【請求項４】 前記通信信号を伝送する通信回線におけ
   る通信環境の変化を検知する検知部を更に備え、 前記検知部が、前記通信回線における通信環境の変化を
   検知した場合に、 前記受信部は、前記調整信号を更に受信し、 前記制御部は、前記受信部が更に受信した前記調整信号
   の電力レベルと、前記調整信号の送信時における既知の
   電力レベルとに基づいて、前記利得制御部における電力
   レベルの変化量を制御し、 前記エコーキャンセラ部は、前記受信部が更に受信した
   前記調整信号に基づいて、前記制御部が前記利得制御部
   における電力レベルの変化量を制御した後に、前記送信
   部が更に送信した前記調整信号を前記受信部が受信し、
   前記利得制御部において電力レベルが変化された反響信
   号に基づいて、前記利得制御部において電力レベルが変
   化された通信信号における雑音を低減することを特徴と
   する請求項３に記載の通信装置。