JP2716319B2

JP2716319B2 - 多重伝送装置

Info

Publication number: JP2716319B2
Application number: JP4191945A
Authority: JP
Inventors: 宏之千野; 敬一若林
Original assignee: 株式会社荏原電産
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH0637727A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝送路の所定周波数帯
域内で音声信号およびデジタルデータなどの変調信号を
同時に伝送する多重伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電話回線等の端末機器において、
１回線のみを使用して音声、測定波形データ等の低周波
信号、デジタルデータ等の複数の信号を同時に伝送する
多重伝送方式が知られている。例えば、有線、無線通信
において計器の測定波形とデジタルデータを伝送しなが
らその内容についても同時に会話できるようにすること
ができる。この多重伝送方式を行うために、従来、周波
数分割方式を使用して低周波数帯域側を音声、高周波数
帯域側をデジタルデータ等を出力するモデム等に振り分
けていた。また、音声信号以外に多重伝送される複数の
変調信号の切替えを行うことにより音声の了解度を悪化
させないように伝送する工夫が行われていた。

【０００３】有線伝送路の周波数帯域は電話においては
０．３〜３．４ＫＨｚと狭く、音声と他の変調信号を多
重伝送する場合、、例えば図５の（Ａ）に示すように音
声信号を低周波数帯域側に、変調信号を高周波数帯域側
に分割している。また、伝送される変調信号が２種類あ
る場合は、図５の（Ｂ）に示すように、音声信号を低周
波数帯域側に振り分け、そして高周波数帯域側を２つの
帯域に分割して２つの変調信号に振り分けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】音声は母音と子音とか
ら構成され、母音は図６に示すような周波数帯域におい
てフォルマントを有する。例えば、“イ”の母音の第１
フォルマントは０．３ＫＨｚ付近であるから、音声の伝
送周波数帯域を０．３〜２ＫＨｚに設定した場合は、
“イ”の母音の第２フォルマントは２．４〜３ＫＨｚで
あるので伝送された音声は欠落するおそれがある。ま
た、子音においても“サ”、“シ”、“ス”、“セ”、
“ソ”と発音する周波数音域は２ＫＨｚ以上に主成分が
あるので伝送された音声が欠落し、音声の明瞭度および
了解度を大幅に悪化する問題があった。さらに、モデム
等から図５の（Ｂ）に示すように２種以上の変調信号を
伝送する場合には音声信号の帯域がさらに狭くなるた
め、音声の他に１つの変調信号のみを多重伝送するのが
限度であった。

【０００５】この発明の目的は、伝送路の所定周波数帯
域内で音声、複数の変調信号を同時に多重伝送すること
ができ、しかも音声の明瞭度および了解度を損なわない
多重伝送装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の多重伝送装置
は、音声信号と多重する変調信号は該音声のフォルマン
トとフォルマントの中間の周波数帯域に設定する第１の
フィルタ手段と、前記音声信号の伝送帯域を音声欠落を
生じない周波数帯域に設定すると共に前記変調信号の搬
送周波数帯域に相当する音声伝送帯域部分を減衰する帯
域通過阻止フィルタを含む第２のフィルタ手段とを備え
て構成されている。

【０００７】また、第２の発明は前記変調信号はデジ
タルデータを周波数偏位変調した信号であることを特徴
としている。

【０００８】また第３の発明の多重伝送装置は低周波数
の信号を音声伝送周波数帯域外の前記所定伝送周波数帯
域の低周波数帯域において周波数変調により伝送するこ
とを特徴としている。

【０００９】

【作用】音声信号の伝送帯域を了解度および明瞭度が損
なわれない周波数帯域に設定すると共に、音声と共に多
重伝送される変調信号は音声のフォルマントによる影響
の少ないフォルマントとフォルマントの間の周波数帯域
が使用される。さらに音声信号及び変調信号の相互の干
渉を排除するために音声伝送帯域内の前記変調信号の搬
送周波数帯域に相当する帯域は帯域通過阻止フィルタに
より減衰され、これにより音声の明瞭度および了解度が
改善される。

【００１０】

【実施例】電話の回線で使用される０．３〜３．４ＫＨ
ｚの周波数帯域に振り分けられる多重伝送される音声、
モデム等からのデジタルデータの変調信号および低周波
信号の周波数帯域について図１を参照して説明する。図
１の（Ａ）は音声の伝送周波数帯域を示し、約０．５〜
３．４ＫＨｚの周波数帯域が使用される。図１の（Ｂ）
はモデムから伝送されるデジタルデータの変調信号の周
波数帯域を示し、この例では２種類の搬送周波数ｆ₁と
ｆ₂が使用されている。このモデムからのモデム伝送周
波数帯域は音声伝送周波数帯域の内であってかつ音声欠
落に対して影響の少ない、フォルマントとフォルマント
の間に搬送周波数ｆ₁とｆ₂は選択されている。図１の
（Ａ）に示すように、前記音声伝送周波数帯域の内、搬
送周波数ｆ₁とｆ₂に相当する周波数の部分は音声信号の
通過を阻止するように減衰される。また、多重伝送され
る計器からの波形信号などの低周波信号または低速度信
号は図１の（Ｃ）に示すように、波形信号の搬送波ｆ₃
を含む０．３〜０．５ＫＨｚの周波数帯域に振り分けら
れる。

【００１１】図２は図１の（Ａ）および（Ｂ）に示す搬
送周波数ｆ₁とｆ₂の近傍の周波数帯域における音声伝送
周波数帯域とモデムからの変調信号の周波数特性を示し
たものである。モデムから出力されるデジタルデータは
２値論理の“１”、“０”に対応して周波数偏位変調
（ＦＳＫ）され、このとき発生する搬送波ｆ₁、ｆ₂の側
帯波レベルは図４に実線で示されるように低いため、同
図に破線により示される音声伝送周波数帯域によって搬
送波ｆ₁、ｆ₂が除去された側波帯の一部が通過しても音
声に与える影響は極めて少ない。尚、音声伝送帯域部分
を減衰する帯域通過阻止フィルタをモデム搬送波ｆ₁、
ｆ₂のように使用する搬送波ごとに設けることにより図
２の搬送波間の点線に示す帯域も音声帯域として有効利
用され、音声の明瞭度および解析度が向上される。

【００１２】図３はフィルタの遮断周波数と音声の明瞭
度の関係を示し、低域フィルタ（ＬＰ）によって１．５
ＫＨｚを音声周波数の上限とした場合、明瞭度は６０％
に低下するが、高域フィルタ（ＨＰ）による遮断周波数
０．５ＫＨｚを下限とした場合は明瞭度は１００％から
わずかに低下するに過ぎない。即ち、図３は音声伝送周
波数帯域を０．５〜３．４ＫＨｚに振り分けることで十
分な明瞭度が得られ、たとえ音声の第１フォルマントが
欠落しても会話に支障がないことを表している。

【００１３】図４は図１および図３の原理を実現するこ
の発明の多重伝送装置の一実施例を示すブロック図であ
る。図４においてマイクロホン１によって電気信号に変
換された音声信号は増幅器２によって増幅され、高域フ
ィルタ（ＨＰＦ）３において０．５ＫＨｚ以下の音声信
号は遮断されて帯域通過阻止フィルタ（ＢＥＦ）４、５
に順次通過される。この通過過程において前記搬送周波
数ｆ₁とｆ₂の周波数帯域は減衰され、次に低域フィルタ
（ＬＰＦ）６において３．４ＫＨｚ以上の周波数帯域は
遮断され、この結果、図１の（Ａ）に示す音声伝送帯域
にある音声信号が加算器７に入力される。

【００１４】また、計測器から測定波形などの低周波信
号または低速度伝送波形が電圧／周波数（Ｖ／Ｆ）変換
器８に与えられ、ここで電圧レベルに対応する周波数に
変調されて高域フィルタ９、低域フィルタ１０に順次送
られる。高域フィルタ９、低域フィルタ１０において図
１の（Ｃ）に示すような０．３〜０．５ＫＨｚの周波数
帯域を通過する低周波信号が加算器７に入力される。

【００１５】また、計測器からのデジタルデータはＣＰ
Ｕ１１に与えられ、その出力は周波数偏位変調（ＦＳ
Ｋ）回路１２によって低速度で変調され、この変調出力
は高域フィルタ１３、低域フィルタ１４に順次送られて
図１の（Ｂ）に示す周波数帯域を通過した変調信号が加
算器７に入力される。

【００１６】加算器７は各フィルタを介して制限された
周波数帯域の音声信号、モデムからのデジタルデータに
対応する変調信号、低周波信号を加算して多重化し、同
時にハイブリッド回路１５、電話回線からなる伝送路１
６を介して送出される。受信側では伝送路１６を介した
送られる多重化された信号はハイブリッド回路１７を介
して受信され、音声信号は高域フィルタ１８、帯域通過
阻止フィルタ１９および２０、低域フィルタ２１を経て
音声信号のみが選択され、増幅器２２を順次介して増幅
された後、スピーカ２３から音声出力される。また、受
信された多重信号は高域フィルタ２４、低域フィルタ２
５を順次介して低周波信号のみが選別され、周波数／電
圧（Ｆ／Ｖ）変換器２６によって電圧波形へと復調され
る。また、受信された多重信号は高域フィルタ２７、低
域フィルタ２８を順次経てデジタルデータに対応する変
調信号のみが選別されて周波数偏位復調回路２９により
デジタルデータが弁別されＣＰＵ３０を介してデジタル
データ出力される。このように、送信側から送られる音
声、デジタルデータおよび波形信号の３種類の信号は同
時に周波数分割によって多重化されて伝送路１６を介し
て受信側に送られ、受信側において各種類別に分離され
て復調される。

【００１７】一方、相手側からの音声はマイクロホン３
１、高域フィルタ３２、帯域通過阻止フィルタ３３およ
び３４、低域フィルタ３５、ハイブリッド回路１７、伝
送路１６、ハイブリッド回路１５を介して受信され、高
域フィルタ４１、帯域通過阻止フィルタ４２および４
３、低域フィルタ４４、増幅器４５を経てスピーカ４６
から音声出力される。しかして、波形信号、デジタルデ
ータを電話回線を使用して伝送しながら同時に該データ
について音声により会話することができる。しかも図１
〜３に説明したように多重化される信号の種類により特
有の伝送周波数帯域が設定されているので低周波信号、
デジタルデータが欠落したり、また音声の透明度および
了解度が損なわれることはない。

【００１８】なお、本発明の多重伝送装置は図４の構成
に限定されるものはなく図１〜３に関係して説明された
本発明の趣旨を満足するものであれば種々の変更が可能
である。

【００１９】

【効果】この発明は音声を含む複数種類の信号を伝送路
の限られた周波数帯域内で音声の明瞭度および了解度を
損なわずに多重伝送することができ、従来のこの種の多
重伝送に比較して音声の伝送の改善が図れると共に音声
の他に２種類以上の信号の多重化が可能となる。また、
多重伝送装置の回路構成も簡単であり、低価格で製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声および各種信号の伝送周波数帯域
の振り分けを説明する図。

【図２】本発明の図１の減衰する搬送周波数部分の帯域
を拡大して説明する図。

【図３】フィルタの遮断周波数と音声の明瞭度の関係を
示す図。

【図４】本発明の多重伝送装置の一実施例を示すブロッ
ク図。

【図５】従来の音声信号および変調信号の伝送周波数帯
域の振り分けを示す図。

【図６】母音のフォルマットの分布を示す図。

【符号の説明】

３、９、１３、１８、２４、２７、４１高域
フィルタ６、１０、１４、２１、２５、２８４４低域
フィルタ４、５、１９、２０、３４、３５、４２、４３帯域
通過阻止フィルタ７加算
器１６伝送
路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送路の所定伝送周波数帯域内で音声信
号および変調信号を多重伝送する伝送装置において、前記音声信号と多重化する前記変調信号は該音声のフォ
ルマントとフォルマントの中間の周波数帯域に設定する
第１のフィルタ手段と、前記音声信号の音声伝送帯域を
音声欠落の生じない周波数帯域に設定すると共に前記変
調信号の搬送周波数帯域に相当する音声伝送帯域部分を
減衰する帯域通過阻止フィルタを含む第２のフィルタ手
段とを備え、前記帯域通過阻止フィルタにより音声信号が減衰されか
つ前記第１のフィルタ手段によって設定された周波数帯
域に前記変調信号が伝送されることを特徴とする多重伝
送装置。
【請求項２】前記変調信号はデジタルデータを周波数
変位変調した信号であることを特徴とする請求項１に記
載の多重伝送装置。
【請求項３】低周波数の信号を前記音声伝送帯域外の
前記所定伝送周波数帯域の低周波帯域において周波数変
調により伝送することを特徴とする請求項１または２に
記載の多重伝送装置。
【請求項４】前記第２のフィルタ手段は音声信号へ干
渉するデジタル信号の変調搬送波を除去する手段として
２つ以上の帯域の異なる帯域除去フィルタを備えたこと
を特徴とする請求項１の記載の多重伝送装置。