JP2003533936A - 干渉を避ける方法および装置 - Google Patents

干渉を避ける方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に、バーストモードで動作する電気通信システムにて、干渉を防止する方法および装置に関する。このシステムにおいて、干渉は、信号がレベル閾値未満の信号レベルを有するか、および／または、信号が時間的に一定である振幅を有する場合に特に生じ、少なくとも１つの干渉信号周波数を有する人工的な干渉信号が、システムの処理経路に沿って加算され、その結果、信号レベルがレベル閾値を超えるか、または、時間的に一定である少なくとも１つの振幅が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、離散振幅信号を処理するシステム、特に、バーストモードで動作す
る電気通信システムでの干渉を防止する方法および装置に関する。
【０００２】 特に、上述のシステムのオーディオ経路において、干渉は、信号がレベル閾値
未満の信号レベルを有する場合、および／または、信号が時間的に一定である振
幅を有する場合に、生じる。この理由は、システムの１以上の処理装置が、干渉
信号を生成することによって処理される信号の上述した特性に応答するか、およ
び／または、必要でない程度にまで、存在している信号を増幅する、システムの
１以上の処理装置の特性にある。存在する信号はまた、干渉信号であり、例えば
、電話端末の受信経路に供給されるマイクロフォンノイズである。
【０００３】 そのような処理装置の第１の例は、処理方向について、オーディオ経路のデジ
タルセクション、すなわち、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）の上流に配置
されるデジタルフィルタである。そのようなフィルタは、しばしばデジタル処理
セクションの入力部にフィードバックされ、これにより、「リミットサイクル」
の問題が生じる： フィルタは、離散振幅の表示が、サイクル信号を生成することによって信号が
ゼロ信号として表示されることを意味するような、低いレベルを有する信号に応
答する。この干渉信号は、下流の処理装置に伝送される。次いで、システムが必
要でない干渉を受ける。
【０００４】 同様の状況が、時間的に一定である振幅を有する信号がデジタルフィルタ上に
存在する場合に生じる。この場合、フィルタは、存在する信号上に重ね合わせら
れる干渉信号を生成する。
【０００５】 そのような処理装置の別の例は、信号処理方向において示されるように、オー
ディオ経路のＤＡＣの上流に通常接続される「ノイズシェーパー」である。ノイ
ズシェーパーは、低いレベル値を有するノイズ信号をカットするか、または、抑
制するように用いられる。上述されたデジタルフィルタと同様に応答するノイズ
シェーパーがある。ノイズシェーパー上に存在する、処理される信号がレベル閾
値未満のレベルを有する場合に、必要でない程度にまで、処理経路に干渉信号を
供給するか、または、挿入するノイズシェーパーもある。次いで、干渉信号は、
低いレベルを有するユーザ信号が存在する場合のみ生成される。システムのその
ような干渉により、それぞれの基準において要求される比率よりもずっと好まし
くない信号対ノイズ比を達成する。
【０００６】 この問題を解決するためには、干渉信号をフィルタリングする追加的なフィル
タ構造を用いることは、公知の技術である。この場合の欠点は、このような解決
策が、通常、複雑であり、費用が大きいことである。
【０００７】 「ディザー技術」を用いることは、公知の技術である。これらは、干渉を引き
起こし得る処理装置の信号処理方向上流にディザー信号を挿入する工程を包含す
る。ディザー信号は、例えば、一連の乱数としてデジタル処理経路に加算される
ノイズ信号である。この技術は、例えば、文献「Ｄｉｇｉｔａｌｅ Ａｕｄｉｏ
ｓｉｇｎａｌ Ｖｅｒａｂｅｉｔｕｎｇ」［Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｓｉ
ｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ］，ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９７
，ｂｙ Ｚｏｌｚｅｒ，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｔｅｕｂｎｅｒ Ｖｅｒｌ
ａｇ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ（以下単にＺｏｌｚｅｒ’９７と呼
ぶ）にて説明されている。この文献のセクション２．２．１は、ディザー技術を
説明している。ディザー信号は、量子化レベル、すなわち、信号の振幅の量子化
のレベルの線形化を引き起こす。したがって、上述したリミットサイクルは、最
低の量子化レベルに対応するレベルよりもずっと低い信号レベルを有する信号に
対してさえも防止され得る。
【０００８】 しかし、ディザー技術の欠点は、信号処理が、ディザー信号なしの信号処理に
必要な場合より正確に実行される必要があることである。これは、ディザー乱数
を表示するためにデジタルワードに提供される、加算されたビットにより、特に
明示される。したがって、計算能力が与えられる必要があり、処理装置が複雑な
設計を必要とする。したがって、この解決策は、防止されるリミットサイクルま
たは他の影響に起因して生じる得る干渉の結果として費用を増大させる。
【０００９】 導入部にて言及された、干渉を防止し得、安価に実施されるタイプの方法およ
び装置を特定することが本発明の目的である。
【００１０】 この目的が、請求項１に記載の特徴を有する方法および請求項７に記載の装置
によって達成される。進展は従属クレームにて取り扱われる。
【００１１】 本発明の方法は、少なくとも１つの干渉信号周波数を有する人工的な干渉信号
がシステムの処理経路に沿って加算されることを含む。信号がレベル閾値未満の
信号レベルを有する場合に生じる状況では、干渉信号の信号レベルは、信号レベ
ルがレベル閾値全体を超えるように選択される。好適には、干渉信号の信号レベ
ルは、固定値で規定される。しかし、少なくとも１つの干渉信号周波数を有する
干渉信号の加算は、個々の場合に、信号振幅が時間的に一定でないことを確実に
する。したがって、上述した干渉は、特に、防止され得る。
【００１２】 少なくとも１つの干渉信号周波数を有する人工的な干渉信号は、単純で、安価
な様態で生成され得る。特に、少なくとも１つの干渉信号周波数を有する干渉信
号は、デジタル信号処理範囲において、例えば、処理される信号に挿入される少
なくとも１つの干渉信号周波数に基づく個々のビット値により、特に単純な様態
で生成され得る。これは、ハードウェアおよび／またはソフトウェア解決策によ
って達成され得る。
【００１３】 しかし、本発明は、デジタル干渉信号の加算に限定されるわけではない。例え
ば、干渉信号は、例えば、無線リンクを介するユーザ信号の伝送の前または後に
、アナログの形式で加算され得る。少なくとも１つの干渉信号周波数を有する干
渉信号を生成するアナログ干渉信号生成器はまた、単純で、安価な様態で実施さ
れ得る。
【００１４】 本発明は、干渉の上述された例が、特に干渉信号、すなわち、少なくとも１つ
の信号周波数を有する加算された信号が正確に加算されることによって防止され
得るという観点に基づいている。この場合、システムに干渉を再導入するが、こ
の干渉は、防止される干渉とは対照的にに制御され得る。したがって、実際、制
御可能な干渉は、個別の適用領域において許容され得ることを確実にする必要が
ある。次いで、本発明の基本的な利点は、制御不能な、一時的に変動し得る干渉
が防止され、制御可能な干渉が、単純で、確実な態様で排除され得るか、または
、実際的な影響を有さないように調整され得ることである。
【００１５】 ディザー技術とは逆に、追加された計算能力または処理能力は、必要でない干
渉を防止するために提供される必要が全くない。実際、任意の量子化レベルの線
形化の必要が全くない。したがって、より安価な処理装置を用いるか、および／
または、利用可能な電力をより効率的に用いることが可能である。
【００１６】 本方法の１つの進展において、加算された干渉信号は、基本周波数が離散値を
実質的に有するサウンド信号である。サウンド信号のレベルが有限値を有するの
で、無限に異なる離散値が物理的な理由から達成することができない。サウンド
信号は、音響範囲の周波数の信号のみだけでなく、より一般的な意味においてサ
ウンドに対応する信号、すなわち、基本周波数が離散値を実質的に有する信号を
意味するように理解される。基本周波数と共に、関連する調和振動に対応するよ
り高い周波数が、サウンド信号を生成する場合に、および／または、サウンド信
号をさらに処理する場合に、現れ得る。
【００１７】 サウンド信号の使用は、サウンド信号が特に単純な態様で生成され得、干渉信
号がその基本周波数から容易に識別されるという利点を有する。
【００１８】 方法の１つの進展において、干渉が防止される必要があるシステムで処理され
る離散振幅信号は、オーディオ信号に変換される。特に、このようなシステムに
おいて、制御不能な干渉は、特に悪影響を有し、通常許容され得ない。例えば、
リミットサイクルにおいて、明らかに可聴なサウンドに変換される、制御不能な
正弦的な信号またはサイクリックな矩形波信号が生成される。これは、本発明に
よって防止される。好適には、本発明により加算された干渉信号は、可聴周波数
範囲外、あるいは、システムによって出力されるか、または、処理される音響周
波数範囲外である基本周波数を有する。本発明により意図的に生成された干渉は
、オーディオ信号について悪影響が全くないか、またはせいぜい僅かな可聴度の
影響を有する。
【００１９】 １つの特に好適な進展は、システムに依存して、第１の干渉信号が処理経路に
存在するか、または、処理経路に挿入される、システムに関する。これらは、特
に、デジタル化された情報がパケットで、すなわち、「バースト」で伝送される
電気通信システムを含む。個々のバーストは、通常、規則的な間隔で入来し、そ
の結果、バーストの伝送が特定のレートで反復される。この「バースト反復レー
ト」は、ＤＥＣＴ基準に基づいたシステムでは、例えば、１００Ｈｚである。特
に、電話端末での作用、例えば、誘導性のまたは容量性の影響は、対応する干渉
信号を信号処理経路に挿入する。次いで、第１の基本周波数を有し、可能な場合
、より高い周波数（調和振動）をさらに有する第１の干渉信号が存在する。
【００２０】 本発明の方法の特に好適な進展により、第２の基本周波数を有しているか、ま
たは、発振周波数を有する、処理経路に沿って本発明によって加算された第２の
干渉信号が加算される。第２の基本周波数またはその調和振動の周波数が第１の
基本周波数に等しいか、または、第１の基本周波数の調和振動の１つの周波数に
等しい。
【００２１】 したがって、リミットサイクルによって引き起こされる、システム内の潜在的
に生じ得る干渉は、特に、第２の干渉信号を加算することによって防止され、第
２の干渉信号の周波数は、加算された第２の干渉信号が基本的に追加された干渉
を生じさせないように、とにかく既存の第１の干渉信号の周波数に適合される。
特に、オーディオ信号に変換される場合、追加された干渉は、聞き取れないか、
またはほとんど聞き取れない。
【００２２】 システムにおいて処理経路に沿って配置される処理装置によって防止される干
渉が生成され得るか、または、付随的に生成され得、第１の干渉信号が、処理装
置の処理方向のみに存在するか、または、処理装置の下流に存在する進展により
、第１の干渉信号によりも処理装置の下流の信号レベル全体に小さい割合で寄与
する干渉信号レベルを有する第２の干渉信号は、処理方向上流において加算され
るか、または、処理装置にて加算される。したがって、干渉信号は、ほとんど知
覚不可能である。
【００２３】 離散振幅信号を処理するシステムにて干渉を防止する本発明の装置は、処理さ
れ得、信号処理経路に沿って伝送され得る１以上の離散振幅信号を有する信号処
理経路のセクションと、少なくとも１つの干渉信号周波数を有する人工的な干渉
周波数を生成する干渉信号生成器と、干渉信号を信号処理経路のセクションに挿
入し、加算する手段と、を含む。
【００２４】 本発明の装置の利点および進展は、本発明の方法の説明にて直接的に理解され
得る。
【００２５】 装置は、特に、コードレス電話である。好適には、干渉信号が加算される信号
処理経路のセクションは、離散振幅信号を伝送するように指定される。
【００２６】 装置の１つの進展は、十分なレベルを有する信号が欠如する状態および／また
は時間的に一定である振幅を有する信号が存在する状態で干渉を生成する、離散
振幅信号を処理する信号処理装置と、信号処理装置の処理経路（４）上流の方向
に、または、信号処理装置に、配置され、干渉信号を挿入し、加算する手段とを
有する。
【００２７】 特に、信号処理装置は、低い信号レベルを有する信号成分、特に、ノイズをカ
ットするフィルタまたはデジタルノイズシェーパーである。
【００２８】 好適には、干渉信号生成器は、基本周波数が実質的に離散値を有するサウンド
信号を生成するサウンド生成器である。
【００２９】 本発明は、例示的な実施形態を参考にして、より詳細に説明される。このコン
テキストにおいて、添付された図面が参照される。
【００３０】 図１は、アンテナ装置、アナログ信号処理装置、アナログ−デジタル変換器等
のＤＥＣＴ電話のさらなる成分（詳細な図示なし）を表示する信号ソース１を示
す。信号処理経路４は、信号ソース１から拡声器１５に信号を伝送するように使
用される。信号ソース１の出力部は、デジタル化された形式で、離散振幅信号等
の信号を生成する。
【００３１】 信号処理経路４の方向において、信号は、必要のない周波数成分をフィルタリ
ングするデジタルフィルタ７、低い信号レベルを有するノイズを除去するデジタ
ルノイズシェーパー９および信号をアナログオーディオ信号に変換するデジタル
−アナログ変換器（ＤＡＣ）１１に達する。ＤＡＣ１１の処理方向下流には、オ
ーディオ信号を増幅する増幅器１３および増幅されたオーディオ信号を聞こえる
ように出力する拡声器１５がある。
【００３２】 デジタルフィルタ７およびデジタルノイズシェーパー９は、それらのそれぞれ
の入力部に付与された信号の信号レベルがレベル閾値未満である場合、および／
または、信号が時間的に一定である振幅を有する場合、望ましくない干渉信号を
生成し、それらの出力部を介して信号処理経路４に導入するという特性を有する
。
【００３３】 干渉信号を防止するために、５０Ｈｚの基本周波数を有した加算される干渉信
号を生成するサウンド生成器３が提供される。加算される干渉信号は、信号ソー
ス１の出力部に存在する信号により、結果として、デジタルフィルタ７および／
またはノイズシェーパー９ににて望ましくない干渉信号が生成するかどうかとは
無関係に、加算器５を用いて、信号処理経路４に挿入される。
【００３４】 ＤＥＣＴシステムに固有な１００Ｈｚのバースト反復レートは、容量性で、誘
導性の、かつ／または、他の影響が信号処理経路４のアナログセクションに１０
０Ｈｚの干渉を供給することを意味する。したがって、この干渉は、まだデジタ
ルフィルタ７およびノイズシェーパー９の入力部に付与されず、ＤＡＣ１１のみ
またはＤＡＣ１１の下流に付与される。
【００３５】 サウンド生成器３にて生成される加算される干渉信号の基本周波数は、第１に
、基本周波数が、たいていの人々が知覚不可能な、または高い強度でのみ知覚可
能な周波数範囲にあるように選択される。第２に、５０Ｈｚの基本振動の第１の
調和振動の周波数が１００Ｈｚである。その理由から、サウンド生成器３にて生
成される、または、信号処理経路４に沿ったこの周波数を有する任意の調和振動
は、オーディオ信号が拡声器１５によって出力される場合には、その周波数がバ
ースト反復レートに等しいために、加算され、妨害するサウンドとして知覚され
ない。
【００３６】 さらに、サウンド生成器３にて生成され、加算される干渉信号のレベルは、デ
ジタルフィルタ７およびノイズシェーパー９が望ましくない干渉信号を生成せず
に、信号処理経路４のアナログセクションの干渉レベルが増加されないか、また
は、ほとんど知覚不可能な程度で増加する。
【００３７】 デジタル信号が処理される場合に処理能力が増大される必要がある公知のディ
ザー技術と比較すると、本発明は、処理能力の増大が省かれ得、これにより、コ
ストを削減する。あるいは、増加された処理能力は、信号対ノイズ比を向上させ
るように用いられ得る。したがって、例えば、ディザー技術を適用する場合にも
また用いられるような、本発明がデジタルノイズシェーパーを用いて実施された
場合に、信号対ノイズ比が＋１２ｄＢだけ向上された。
【００３８】 ＤＥＣＴ電話の例示的な実施形態のシステムに対応する態様において、本発明
はまた、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）またはＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ
Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等の他のシステムで用い
られ得る。他の例は、ブルートゥース規格に基づくシステム、かなり一般には、
ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス）伝送を用いるシステムである。意図的に加算
された干渉信号の周波数を選択する場合に、システム固有の個別の周波数、特に
、バースト反復レートは、考慮される必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ＤＥＣＴ電話の受信経路内のオーディオ経路の例示的な模式図である
。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 離散振幅信号を処理するシステム、特に、バーストモードで
    動作している電気通信システムにおいて干渉を防止する方法であって、該干渉は
    、該信号がレベル閾値未満の信号レベルを有する場合、および／または、該信号
    が時間的に一定である振幅を有する場合に、特に生じ、少なくとも１つの干渉信
    号周波数を有する人工的な干渉信号が該システムの処理経路に沿って加算され、
    これにより、該信号レベルが該レベル閾値を越えるか、または、時間的に一定で
    ある少なくとも１つの振幅が防止される方法。
  2. 【請求項２】 前記加算された干渉信号は、基本周波数が実質的に離散値を
    有するサウンド信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記離散振幅信号がオーディオ信号に変換されることを特徴
    とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記加算された干渉信号は、可聴周波数の範囲外に位置され
    る基本周波数を有するか、または、前記システムによって出力されるか、あるい
    は、処理される音響周波数範囲外に位置される基本周波数を有することを特徴と
    する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記システムに依存して、第１の干渉信号が前記処理経路に
    存在するか、または、前記処理経路に挿入され、該第１の干渉信号は、第１の基
    本周波数、特にデジタル通信リンクのバースト反復レート、可能な場合には、調
    和振動の周波数、人工的な第２の干渉信号を有し、該人工的な第２の干渉信号は
    該処理経路に沿って加算され、第２の基本周波数または該第１の基本周波数に等
    しいか、または、該第１の基本周波数の調和周波数の１つに等しい調和振動の周
    波数を有する、請求項１〜４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記干渉は、前記システムにおいて前記処理経路に沿って配
    置される処理装置（７，９）によって生成され得るか、または、付随的に生成さ
    れ得、前記第１の干渉信号は、該処理装置（７、９）における処理方向にのみに
    存在するか、または、該処理装置（７，９）の下流に存在し、前記第２の干渉信
    号は、該処理装置（７，９）の処理方向上流に加算されるか、または、該処理装
    置（７，９）にて加算され、該第１の干渉信号よりも該処理装置の下流の信号レ
    ベル全体に対して小さい割合で寄与する干渉信号レベルを有することを特徴とす
    る請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 離散振幅信号を処理するシステム、特には、バーストモード
    において動作する電気通信システムにおいて、干渉を防止する装置であって、該
    干渉は、該信号がレベル閾値未満の信号レベルを有する場合、かつ／または、該
    信号は、時間的に一定である振幅を有する場合に特に生じ、 該離散振幅信号の１つ以上が処理され得、該処理経路（４）に沿って伝送され
    得る該信号処理経路（４）のセクションと、 少なくとも１つの干渉信号周波数を有する人工的な干渉信号を生成する干渉信
    号生成器（３）と、 該信号経路（４）のセクションに該干渉信号を挿入し、加算する手段（５）と
    、 を備える装置。
  8. 【請求項８】 前記信号処理経路（４）のセクションが前記離散振幅信号を
    伝送するように指定されることを特徴とする、特に、コードレス電話である、請
    求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 十分なレベルを有する信号が欠如しているか、かつ／または
    、時間的に一定である振幅を有する信号が存在する状態で前記干渉を生成し、前
    記離散振幅信号を処理する前記信号処理装置（７，９）と、該信号処理装置（７
    ，９）の処理経路（４）上流の方向に配置されるか、該信号処理装置（７，９）
    にて配置され、前記干渉信号を挿入および加算する手段（５）と、を備える請求
    項７または請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記信号処理装置（７）がデジタルフィルタであることを
    特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記信号処理装置（９）は、低い信号レベルを有する、信
    号成分、特に、ノイズをカットするデジタルノイズシェーバーであることを特徴
    とする請求項９に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記干渉信号生成器（３）は、基本周波数が実質的に離散
    値を有するサウンド信号を生成するサウンド生成器であることを特徴とする請求
    項７〜請求項１１のいずれかに記載の装置。
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