JP3857455B2

JP3857455B2 - 通話信号送信方式

Info

Publication number: JP3857455B2
Application number: JP04023999A
Authority: JP
Inventors: 正嗣井上; 英俊西山
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: JP2000244339A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信局を含む無線通信システムに係り、特に通話チャネル確立用の回線制御装置を介して通話を行なう無線通信システムに好適な通話信号送信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トランシーバなど単信方式の無線機では、その送受切換操作がプレストーク方式になっている場合が多い。
このプレストーク方式では、無線機の筐体にプレストーク用のボタン、すなわち送信用の押しボタンスイッチ(送信ボタン)が設けてあり、この送信ボタンを押下することにより自局無線機が送信動作に切り替わるようになっていて、使用者は、送話開始に際してこの送信ボタンを押下し、送話中は送信ボタンを押下したままにしておくように、約束されている。
【０００３】
ところで、このようなプレストーク方式を用いた通信システムの一種に、図６に示すように、複数の端末(無線機)、例えば端末Ｘ、Ｙ、Ｚが基地局Ｍを介して通信を行なうようにした中継方式の無線システムがあり、この中継方式の通信システムの場合、送信開始側の端末Ｘで送信ボタンが押下されることにより、相手側となる端末Ｙ、又は端末Ｚとの間での通話チャネルの形成要求が基地局Ｍの回線制御装置に出されるようになっている。
【０００４】
そして、このような中継方式の場合、送信ボタンを押下してから回線制御装置が制御を開始し、送信端末と受信端末の間の回線接続が終って通話チャネルが形成されるまでに遅れが生じ、この遅れ時間は、システムの構成にもよるが、長い場合には数百ミリ秒にも達する。
【０００５】
この結果、図７に示すように、使用者が、送信ボタンを押してから或る程度の時間が経過するまでの間で、送話を開始した場合には、送話の最初の部分の音声は伝送されず、いわゆる通信の頭落ちと呼ばれる現象が生じ、通話品質が低下してしまう。
【０００６】
この図７において、音声信号Ａに対して、Ｓが送信ボタンの押下から回線接続処理が終了するまでに要する時間、つまり回線接続時間であるとすると、送信ボタンが押下された時点ｔ₀ から、回線接続終了時点ｔ₁ までの間の時点ｔ_S で送話を開始した場合には、この時点ｔ_S から時点ｔ₁ までの間に発せられた音声が図示のように欠落してしまうことになる。
【０００７】
そこで、従来技術では、送信側の端末で音声信号を所定時間遅延させ、送話開始部分の音声が実際に基地局に到達する時間が、回線接続終了時点以降になるようにして、頭落ちが生じないようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、音声信号の遅延に伴う会話全体の遅れについて配慮がされておらず、送信ボタン開放直前まで会話を行った場合、通話の最終部分に欠落が生じてしまうという問題があった。
【０００９】
すなわち、従来技術では、図８に示すように、音声信号Ａに遅延時間Ｄを与えて遅延音声信号Ａ_D とし、これを送信側の端末から送信することにより、回線接続時間Ｔの存在による頭落ちを無くすことができる反面、送信と受信に常時、時間Ｄの遅延が生じ、衛星通信のように会話が不自然になってしまう上、図示のように、今度は送信ボタン開放時点ｔ_E 以降にも音声が残ってしまうので、この残った部分が欠落し、いわゆる音声最終部欠落を生じてしまうのである。
【００１０】
本発明の目的は、自然な会話状態を保持しながら、送話開始時点と送話終了時点の双方に音声欠落が生じないようにした通話信号送信方式を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、基地局の回線接続により複数の通信局の間で通話を行うようにした通信システムの通話信号送信方式において、前記複数の通信局のうちの送信局になった通信局による送信切換操作時点から音声信号に対するサンプリングの飛び越し記憶を開始し、この記憶した音声信号を読出して送信を開始する時点を、前記送信切換操作時点から前記回線接続に要する時間又はこの時間より僅かに長い一定の時間遅延させ、前記サンプリングの飛び越し記憶による音声信号の圧縮率が、前記音声信号の時間圧縮開始時点から前記送信切換操作時点以降の圧縮時間内で当該圧縮時間の経過に従って徐々に減少し、前記圧縮時間の終りで０になるようにして達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による通話信号送信方式について、図示の実施形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態が適用された端末の一例を示したもので、この端末は、例えば図６の通信システムにおける端末Ｘ、Ｙ、Ｚとして使用されるものであり、この図１では、本発明による通話信号送信方式の一実施形態に必要な構成部分だけが示してある。
【００１３】
この実施形態は、図１に示すように、送信音声入力用のマイクロホン１と送信スイッチ２、マイクロホン１から出力されるアナログの音声信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ(アナログ／ディジタル)変換器３、このＡ／Ｄ変換器３から出力されるディジタルの音声信号Ａを記憶する音声記憶装置４、音声記憶装置４に対するディジタル音声信号の書き込みを制御する書込制御装置５、記憶装置４からのディジタル音声信号の読み出しを制御する読出制御装置６、それに、これらの間を接続する各種のパス１１〜１６と出力パス１７により構成されている。
【００１４】
ここで、送信スイッチ２が送信ボタンに相当し、送信ボタンの押下時点が送信切換操作時点となる。
【００１５】
また、書込制御装置５には書込カウンタが、そして読出制御装置６には読出カウンタが夫々内蔵されており、送信スイッチ２がオンされたことにより、つまり送信ボタンが押下されたことにより送信切換操作が与えられ、これらのカウンタが起動されるようになっている。
【００１６】
そして、出力パス１７に読出されたディジタル音声信号Ａ_C が、図示してない変調回路と送信回路により、所定の周波数の搬送波に乗せられ、電波としてアンテナから送信され、基地局に伝送されるようになっている。
【００１７】
次に、この第１の実施形態の動作について説明する。
マイクロホン１から出力されるアナログ音声信号は、アナログ音声パス１１を介してＡ／Ｄ変換器３に供給され、ここで所定のサンプリング周期毎に固定ビット長のディジタル信号に変換され、音声記憶装置４に供給される。
【００１８】
音声記憶装置４は、図示のように、複数のエントリ(メモリエリア)からなり、それぞれのエントリ毎に１組のサンプリングされた固定ビットデータが格納される。
このため、各エントリは、それぞれ固有のアドレスを持ち、音声記憶装置４に対するデータの書込みと読出しは、このアドレスの指定により、エントリ単位で行なわれる。
【００１９】
送信スイッチ２は、書込制御パス１３と読出制御パス１４を介して書込制御装置５と読出制御装置６に接続されており、従って、送信スイッチ２がオンされると、上記したように、書込制御装置５と読出制御装置６が動作を開始する。
【００２０】
そして、書込制御装置５は、送信スイッチ２のオンにより、内蔵されている書込カウンタをリセットした後、カウント動作を開始し、書込信号を発生する。
そして、この書込制御装置５のカウント出力が音声記憶装置４の書込アドレスになっているので、送信スイッチ２のオンにより書込信号が音声記憶装置４に入力されると共にディジタル音声信号の記憶が開始され、エントリ０から順次、ディジタル音声信号が書き込まれてゆく。
【００２１】
また読出制御装置６も、同じく送信スイッチ２のオンにより、内蔵されている読出カウンタをリセットし、それから一定時間経過後、カウント動作を開始するが、この読出カウンタの出力は音声記憶装置４の読出アドレスとなっており、この結果、送信スイッチ２がオンし、一定時間が経過した時点から、ディジタル音声信号の読出しがエントリ０から開始され、順次、送信出力パス１７にディジタル音声信号が読出されてくる。
【００２２】
従って、いま、ここで書込制御装置５の書込カウンタと読出制御装置６の読出カウンタのリセット(更新)を同一の周期で行ない、ディジタル音声信号の書込みと読出しを音声記憶装置４の最終エントリＮから最初のエントリ０にラップアラウンドされるようにしたとすると、従来技術と同じになってしまう。
【００２３】
すなわち、この場合には、送信出力パス１７には、常にマイクロホン１から入力された音声に対して、一定時間遅れた音声がディジタル信号として出力されてくることになり、従来技術と同じく会話の遅延が生じ、最悪の場合は、音声の最終部分での欠落とが生じてしまうのである。
【００２４】
そこで、この実施形態では、読出制御装置６の読出カウンタについては、そのカウント動作が１カウントづつ順次カウントアップされるのではなく、適宜、飛び越しによるカウント動作となるようにしたのが特長であり、以下、この実施形態の動作について、図２により説明する。なお、この図２で、時刻軸上の数字はサンプリング時点を表わす時刻の番号であり、これは、カウンタのカウント値でもある。
【００２５】
まず、書込制御装置５の書込カウンタは、図２の(a)に示すように、送信ボタンの押下時点ｔ₀ で起動されると、直ちに０から順次カウントアップされてゆくように構成してある。
【００２６】
一方、読出制御装置６の読出カウンタも、同じく送信ボタンの押下により起動されるが、しかし、この場合は、図２の(b)に示すように、押下時点ｔ₀ で直ちに起動されるのではなく、それから一定の時間、すなわち遅延時間τが経過した時点ｔ₁ で起動されるように構成してある。
この遅延時間τは、基地局で回線接続に要する時間に応じて、それと同じ時間か、僅かに長い時間に決めてあり、この実施形態の場合には、サンプリング期間の３期間分に決めてある。
【００２７】
そして、さらにこの読出カウンタは、この時点ｔ₁ 以降、サンプリング番号０から順次１カウントづつカウントアップされるのではなく、図示のように、所定の時間Ｔが経過するまでは飛び越しカウントされるように構成してある。
この結果、飛び越されたカウント値のサンプリング期間におけるデータは、音声記憶装置４からは読出されず、間引かれてしまうことになる。
【００２８】
この飛び越しされるサンプリング期間、つまり間引かれてしまうサンプリング期間の数は、この実施形態では遅延時間τの間にあるサンプリング期間の数と同数の３期間にしてあり、このときはサンプリング番号の２番と５番、それに８番になっている。
【００２９】
そして、この場合は、図示のように、所定の時間、つまり圧縮時間Ｔが経過したところで、書込カウンタのカウント値と読出カウンタのカウント値が一致し、以後、このカント値が一致した状態が継続されることになる。
【００３０】
図３は、このときの音声信号の状態を示したもので、いま、音声信号Ａが図３の(a)に示すような波形になっていたとすると、音声記憶装置４には、時点ｔ₀ から、書込カウンタのカウント値に応じて、各サンプリング期間毎に０番から順次、サンプリングされた音声データが記憶されて行く。
【００３１】
そして、この記憶された音声データが読出カウンタのカウント値に応じて読出され、出力音声データＡ_C として出力されることになるが、このとき、この出力音声データＡ_C が最初に読出される時点は、図３の(b)に示すように、時刻ｔ₁ であり、しかも、この後、３番目と５番目、それに８番目のサンプリング期間ではカウント値がないので、音声データの読出しが間引かれてしまう。
【００３２】
この結果、図示のように、時間Ｔが経過するまでは、サンプリングデータの一部が間引かれた状態の音声データＡ_C が出力され、時間Ｔ以降からは、入力された音声データＡと同じ状態の音声データＡ_C が出力されることになる。
【００３３】
なお、実際には、記憶動作と読出動作に遅れが伴うので、図３の(a)のサンプリング時点と同図(b)でのサンプリング時点にはずれが生じ、音声データＡ_C のサンプリング時点の方が、音声データＡのサンプリング時点より多少遅れてしまうが、この図では、この遅れは無視して示してある。
但し、この遅れは数ミリ秒程度にすることができるので、実用上はほとんど無視でき、会話に不自然な感じを与える虞れは無い。
【００３４】
従って、この第１の実施形態によれば、図４(a)に示すように、送信スイッチ２の押下時点ｔ₀ 以降、圧縮時間Ｔが経過するまでにマイクロホン１から入力され始めた音声は、同図(b)に示すように、まず回線接続時点ｔ₁ まで遅延され、この時点ｔ₁ からはサンプリングデータの間引きにより時間圧縮された音声として送信され始め、その後、圧縮時間Ｔが経過したところから、時間圧縮されていない通常の音声として送信されることになる。
【００３５】
そして、この結果、この第１の実施形態によれば、送信スイッチ１の押下後、直ちに送話を始めたとしても、図４から明らかなように、送話の開始部分では、時間圧縮により音域が高周波数側にずれた音声になってしまうだけで、最初から全ての音声を聞くことができ、従って、頭落ちを確実に無くすことができる。
【００３６】
そして、この場合でも、圧縮時間Ｔが経過後は通常の音域の音声となり、且つ入力音声と出力音声の間での遅れも無視できる程度なので、音声信号の遅延による不自然感の虞れもほとんど無く、通常の会話のレベルを容易に保持することができる。
【００３７】
なお、送話開始時の最初の部分での音声音域の高周波数側へのずれは、遅延時間τ、圧縮時間Ｔ、飛び越しカウントの頻度などにより変えられるので、運用条件に応じて任意の音域のずれとなように選択することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、音声記憶装置４からの音声データの読出しを制御することにより、図４に示す動作が得られるようにしていたが、同じ動作は音声データの書込みを制御しても得ることができる。
そこで、この第２の実施形態は、この音声データの書込み制御を用いて本発明を実施したものである。
【００３９】
図５に示すように、この第２の実施形態では、図５(a)に示すように、送信ボタン押下時点ｔ₀ で書込制御装置５の書込カウンタのカウントアップを開始させる点は、図２の実施形態の場合と同じであるが、圧縮時間Ｔの間に３回、カウントアップを飛ばし、且つ、このときは書込信号の発生も行わないように構成してある。
【００４０】
一方、読出制御装置６の読出カウンタは、図５(b)に示すように、送信ボタン押下時点ｔ₀ で直ちに起動されるのではなく、それから一定の時間、すなわち遅延時間τが経過した時点ｔ₁ で起動されるように構成してあり、この後は、図２の実施形態の場合とは異なり、カウント値０から順に１カウントづつカウントアップされるように構成してある。
【００４１】
この結果、書込制御装置５による音声記憶装置４に対する音声信号の記憶動作は、次のようになる。
送信ボタン押下時点ｔ₀ 以降、マイクロホン１から入力された音声信号の時刻番号０時点でのサンプリングデータは音声記憶装置４のエントリ０に格納され、時刻番号１時点でのサンプリングデータはエントリ１に格納される。
【００４２】
しかして時刻番号２の時点でのサンプリングデータの格納は行われず、時刻番号３時点でのサンプリングデータがエントリ２に格納され、エントリ３には時刻番号４時点でのサンプリングデータが格納される。
【００４３】
また、時刻番号５時点でのサンプリングデータの格納は行われず、時刻番号６時点でのサンプリングデータがエントリ４に、時刻番号７時点でのサンプリングデータはエントリ５に、それぞれ順次格納されるが、時刻番号８時点でのサンプリングデータの格納も行われない。
【００４４】
そして、時刻番号９以後の各時点では、サンプリングデータは全て各エントリに格納されてゆき、この結果、この時点以降は時刻番号とエントリの番号が３だけずれた状態で、順次、全ての時刻番号時点でサンプリングデータが各エントリに格納されてゆくことになる。
【００４５】
この結果、圧縮時間Ｔの間での各時刻番号のうち、３時点での音声信号のサンプリングが飛び越され、間引かれてしまった状態で、音声記憶装置４に音声信号が記憶されることになる。
【００４６】
一方、読出制御装置６による音声記憶装置４からの音声信号の読出動作は、開始時点が送信ボタン押下時点ｔ₀ から遅延時間τが経過した時点ｔ₁ になるだけで、以後は、最初のエントリ０から番号順に、サンプリングデータを各エントリから読出す動作になる。
【００４７】
この結果、圧縮時間Ｔの期間では、時刻番号０〜８までの９個のサンプリングデータの内、３個のデータが飛び越され、間引かれた６個のサンプリングデータが時点ｔ₁ から圧縮時間Ｔが終るまでの期間内に読出されてくることになり、従って、第１の実施形態と同じく、図４に示す動作が得られることになる。
【００４８】
従って、この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同じく、送信スイッチ１の押下後、直ちに送話を始めたとしても、図４から明らかなように、送話の開始部分では音域が高周波側にずれた音声になってしまうだけで、最初から全ての音声を聞くことができ、従って、頭落ちの虞れを確実に無くすことができる。
【００４９】
そして、この場合でも、圧縮時間Ｔが経過後は通常の音域の音声となり、且つ入力音声と出力音声の間での遅れも無視できる程度なので、音声信号の遅延による不自然感の虞れもほとんど無く、通常の会話のレベルを容易に保持することができる。
【００５０】
なお、この第２の実施形態でも、送話開始時の最初の部分での音声の音域のずれは、遅延時間τ、圧縮時間Ｔ、飛び越しカウントの頻度などにより変えられるので、運用条件に応じて任意の音域のずれとなように選択できるのはいうまでもない。
【００５１】
なお、以上の実施形態においては、飛び越しの頻度や飛び越しの幅については、いずれも一定値にしてあるが、これを可変にしてもよい。
通常、送信ボタン押下時点直後では、送話が開始される確率が低く、この時点からの時間経過に伴って確率が高くなる。
【００５２】
そこで、例えば送信ボタン押下時点以降の圧縮時間内で、最初の方では飛び越し頻度と幅を大きく設定し、これから時間の経過に従って徐々に減少させて圧縮時間の終りで０になるようにし、これにより最初、音声の圧縮率が大で、それが徐々に減少してゆくようにしても良く、このようにしてやれば、送話開始時で音声が高音域にシフトしてしまう確率が抑えられるので、より自然な通話を得ることができる。
【００５３】
また、以上の実施形態では、図６のプレストーク方式(単信方式)の無線通信システムを一例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複信の無線通信システム、更には有線回線を利用した通信システムにも適用が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、送信ボタンを押下してから直ちに送話を開始したとしても、通話に頭落ちが発生する虞れがないので、通信システムにおける通話品質の低下を充分に抑えることができる。
【００５５】
また、本発明によれば、通話に遅れが発生する虞れがほとんど無く、しかも送話の最終部での音声の欠落の虞れもないから、この点でも通話品質の低下を充分に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による通話信号送信方式の一実施形態が適用されている無線システムの端末の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明の通話信号送信方式による送話動作を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】本発明が適用対象としている無線システムの一例を示す説明図である。
【図７】プレストーク方式の通信システムにおける頭落ちの説明図である。
【図８】従来技術による無線システムでの動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１マイクロホン
２送信スイッチ(送信ボタン)
３Ａ／Ｄ変換器
４音声記憶装置
５書込制御装置
６読出制御装置
１１アナログ音声パス
１２ディジタル音声パス
１３書込制御パス
１４読出制御パス
１５音声書込パス
１６音声読出パス
１７音声出力パス

Claims

基地局の回線接続により複数の通信局の間で通話を行うようにした通信システムの通話信号送信方式において、
前記複数の通信局のうちの送信局になった通信局による送信切換操作時点から音声信号に対するサンプリングの飛び越し記憶を開始し、この記憶した音声信号を読出して送信を開始する時点を、前記送信切換操作時点から前記回線接続に要する時間又はこの時間より僅かに長い一定の時間遅延させ、
前記サンプリングの飛び越し記憶による音声信号の圧縮率が、前記音声信号の時間圧縮開始時点から前記送信切換操作時点以降の圧縮時間内で当該圧縮時間の経過に従って徐々に減少し、前記圧縮時間の終りで０になることを特徴とする通話信号送信方式。