JP4888108B2 - 音声伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、信号線を介して音声信号を伝送する音声伝送システムに関するものである。

従来、信号線を介して音声信号を伝送する音声伝送システムとしては、例えば、住戸内に設置されるインターホン親機並びに副親機と、住戸外の玄関に設置されるインターホン子機とを備え、インターホン親機又は副親機とインターホン子機との間で通話を行ったり、あるいはインターホン親機と副親機若しくは複数台の副親機同士で内線通話を行うことのできるインターホンシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２２１６２４号公報

ところで、上記従来例では副親機から親機への内線呼出等を行うための制御信号を、音声信号の伝送周波数帯域と異なる周波数帯域を使って周波数分割多重伝送している。そのため、音声信号と制御信号を周波数多重化し且つ分離する多重分離回路をすべての音声端末装置に具備する必要があり、システム全体のコスト上昇を招いていた。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、コスト上昇を抑制しながら音声信号と制御信号を多重伝送することができる音声伝送システムを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、音声を入力する音声入力手段と音声を出力する音声出力手段の少なくとも何れか一方を具備しそれぞれに固有の識別符号が割り当てられた複数の音声端末装置を備え、音声端末装置同士が音声信号を時分割多重伝送する音声伝送システムであって、各音声端末装置は、複数のタイムスロットのうちの何れかのタイムスロットに格納されている音声信号を受信するとともに他の何れかのタイムスロットに音声信号を格納して送信する音声信号送受信手段と、複数のタイムスロットのうちの１乃至複数の特定のタイムスロットに格納されている制御信号を受信するとともに当該特定のタイムスロットに制御信号を格納して送信する制御信号送受信手段とを具備し、前記特定のタイムスロットは、音声信号が格納されない未使用のタイムスロットのうちからランダムに選択されることを特徴とする。

本発明によれば、複数のタイムスロットの内の１乃至複数の特定のタイムスロットに制御信号を格納し音声信号と制御信号を時分割多重伝送するので、音声信号と制御信号を周波数分割多重伝送していた従来例に比較して、コスト上昇を抑制しながら音声信号と制御信号を多重伝送することができる。また、すべてのタイムスロットを音声信号の伝送用に使用することができるので、特定のタイムスロットを固定する場合と比較して同時に通話可能なチャンネル数が減るのを防ぐことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明の技術思想は、住宅向けのインターホンシステムに好適なものであるが、住宅向けのインターホンシステムに限定する趣旨ではない。

本実施形態では、図１に示すように複数台（図示例では４台）の音声端末装置１が互いに信号線Ｌｓを介して接続されている。音声端末装置１は、マイクロホン１０ａ及びスピーカ１０ｂと、マイクロホン１０ａの出力を増幅するマイクロホンアンプ１０ｃと、スピーカ１０ｂへの入力を増幅するスピーカアンプ１０ｄと、音声信号をディジタル変調方式で変調及び復調しタイムスロットに格納して時分割多重伝送（ＴＤＭＡ＜Time Division Multiple Access＞）する信号処理部１１と、信号線Ｌｓを接続する端子部１３と、ＣＰＵを主構成要素とし各部の制御を行う制御部１４と、後述する操作釦（図示せず）を有し操作釦の操作に伴って制御部１４に操作信号を出力する操作部１５とを共通の構成要素として具備している。そして、複数台の音声端末装置１のうちの少なくとも１台が、タイムスロットを規定するための同期信号を信号処理部１１から端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出し、残りの音声端末装置１では信号線Ｌｓを介して伝送される同期信号を信号処理部１１で検出している。但し、以下では説明を簡単にするため、同期信号を送信している音声端末装置１を親機Ｍと呼び、同期信号を検出している複数台の音声端末装置１を各々子機Ｓ１，Ｓ２，…と呼ぶことにする。

親機Ｍにおいては、制御部１４の制御の下で信号処理部１１が端子部１３を介して信号線Ｌｓに同期信号ＳＹＣを送信しており、同期信号ＳＹＣの立ち下がりから所定時間が経過した時点を先頭のタイムスロットＳＬ（０）の開始時点とし、次の同期信号ＳＹＣが立ち上がるまでの期間（１フレーム）内に複数（ｎ＋１個）のタイムスロットＳＬ（０）〜ＳＬ（ｎ）を配置している（図２参照）。一方、子機Ｓｉ（ｉ＝１，２，…，ｍ）においては、信号線Ｌｓを介して伝送される同期信号ＳＹＣを信号処理部１１で検出しており、信号処理部１１で検出する同期信号ＳＹＣに基づいて制御部１４がタイムスロットＳＬ（０）〜ＳＬ（ｎ）を認識する。ここで、同期信号ＳＹＣはＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）等の変調方式で変調されており、後述するように親機Ｍから各子機Ｓｉに対する情報伝達にも利用されている。

信号処理部１１は、図３に示すようにマイクロホン１０ａから出力されてマイクロホンアンプ１０ｃで増幅されたアナログの音声信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１１ａと、ディジタルの音声信号をアナログ信号に変換してスピーカアンプ１０ｄに出力するＤ／Ａコンバータ１１ｂと、音声スイッチの信号処理（送話側と受話側の音声信号レベルを比較してレベルが低い側に損失を与えてレベルの高い音声信号を優先的に出力させる類の通話方向制御処理）を行う音声信号処理部１１ｃと、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等のディジタルの変復調方式で音声信号を変復調する変復調部１１ｄとを有している。但し、音声信号処理部１１ｃで行う音声スイッチの信号処理については従来周知であるから詳細な説明を省略する。

また信号処理部１１では、制御部１４から与えられる制御データ（コマンド）をＦＳＫ（周波数偏移キーイング）あるいはＰＳＫ（位相偏移キーイング）等の変調方式で変調するとともに受信した制御信号を復調して得られる制御データを制御部１４に渡す処理を行い、変調された制御データ（制御信号）を１フレーム内の何れかのタイムスロットＳＬ（ｋ）を使用したSlotted ALOHA方式で伝送している。なお、各音声端末装置１には固有の識別符号（ＩＤ）が付与されており、制御信号（制御データ）の送信先並びに送信元のアドレスに識別符号を用いることで各音声端末装置１の間で個別に制御信号を伝送することができる。

次に、図４を参照して２台の音声端末装置２間でそれぞれに一対一の通話（個別通話）を行う場合における本実施形態の動作を説明する。なお、以下では子機Ｓ１と子機Ｓ２、子機Ｓ３と子機Ｓ４においてそれぞれに個別通話を行う場合を例示する。

まず、子機Ｓ１において操作部１５の呼出釦（図示せず）が操作されると、操作部１５から制御部１４に操作信号が出力され、当該操作信号を受け取った制御部１４は、子機Ｓ２に対する通話要求の制御データを生成し、親機Ｍの識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ２に対する通話要求の制御データを含む制御信号を変復調部１１ｄに与える。変復調部１１ｄでは制御信号を変調して、未使用のタイムスロット（例えば、ＳＬ（０））に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

親機Ｍでは、信号線Ｌｓを介しタイムスロットＳＬ（０）に格納して伝送される制御信号を信号処理部１１で受信し、受信した制御信号に含まれる子機Ｓ２に対する通話要求の制御データ並びに要求元（送信元）の識別符号を制御部１４に渡す。制御部１４は、子機Ｓ２の識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ１からの通話呼出の制御データを含む制御信号を次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（０）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

子機Ｓ２では、親機Ｍから送信された制御信号を信号処理部１１で受信して制御部１４に渡し、制御部１４が、当該制御信号に含まれる通話呼出の制御データに基づいてメモリ（図示せず）から読み出した呼出音データをアナログの呼出音信号に変換し、信号処理部１１を介してスピーカ１０ｂより呼出音を鳴動させる。そして、子機Ｓ２において操作部１５の応答釦（図示せず）が操作されると、操作部１５から制御部１４に操作信号が出力され、当該操作信号を受け取った制御部１４が個別通話することを了解した旨の応答（通話応答）の制御データを生成し、親機Ｍの識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ１に対する通話応答の制御データを含む制御信号を変復調部１１ｄに与える。変復調部１１ｄでは制御信号を変調して次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（０）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

親機Ｍでは、信号線Ｌｓを介しタイムスロットＳＬ（０）に格納して伝送される制御信号を信号処理部１１で受信し、受信した制御信号に含まれる通話応答の制御データ並びに応答元（子機Ｓ２）の識別符号を制御部１４に渡す。制御部１４は、子機Ｓ１，Ｓ２の識別符号を送信先アドレスとして通話許可並びに各子機Ｓ１，Ｓ２が使用するタイムスロット（例えば、ＳＬ（５）とＳＬ（９））を指定する制御データを含む制御信号を次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（０）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

一方、子機Ｓ１，Ｓ２では、親機Ｍから送信された制御信号を信号処理部１１で受信して制御部１４に渡し、制御部１４が、当該制御信号に含まれる通話許可の制御データに基づいて信号処理部１１を起動して通話の準備を整える。そして、子機Ｓ１，Ｓ２においては、マイクロホン１０ａから入力された音声（送話音声）をＡ／Ｄコンバータ１１ａでディジタル信号に変換するとともに音声信号処理部１１ｃで信号処理し且つ変復調部１１ｄで変調した音声信号（送話信号）をそれぞれの割り当てられたタイムスロットＳＬ（５），ＳＬ（９）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出し、互いに相手に割り当てられているタイムスロットＳＬ（９），ＳＬ（５）に格納された音声信号（受話信号）を端子部１３を介して信号処理部１１に取り込み、変復調部１１ｄで復調した後に音声信号処理部１１ｃで信号処理し且つＤ／Ａコンバータ１１ｂでアナログ信号に変換してスピーカ１０ｂから音声（受話音声）を鳴動させる。このようにして２台の子機Ｓ１，Ｓ２の間で音声信号を伝送することによって通話が可能となる。

さらに、子機Ｓ１，Ｓ２の通話中に別の子機Ｓ３において操作部１５の呼出釦が操作されると、操作部１５から制御部１４に操作信号が出力され、当該操作信号を受け取った制御部１４が子機Ｓ４に対する通話要求の制御データを生成し、親機Ｍの識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ４に対する通話要求の制御データを含む制御信号を変復調部１１ｄに与える。変復調部１１ｄでは制御信号を変調して未使用のタイムスロットＳＬ（ｋ）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

親機Ｍでは、信号線Ｌｓを介しタイムスロットＳＬ（ｋ）に格納して伝送される制御信号を信号処理部１１で受信し、受信した制御信号に含まれる子機Ｓ４に対する通話要求の制御データ並びに要求元（送信元）の識別符号を制御部１４に渡す。制御部１４は、子機Ｓ４の識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ３からの通話呼出の制御データを含む制御信号を次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（ｋ）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

子機Ｓ４では、親機Ｍから送信された制御信号を信号処理部１１で受信して制御部１４に渡し、制御部１４が、当該制御信号に含まれる通話呼出の制御データに基づいてメモリ（図示せず）から読み出した呼出音データをアナログの呼出音信号に変換し、信号処理部１１を介してスピーカ１０ｂより呼出音を鳴動させる。そして、子機Ｓ４において操作部１５の応答釦が操作されると、操作部１５から制御部１４に操作信号が出力され、当該操作信号を受け取った制御部１４が個別通話することを了解した旨の応答（通話応答）の制御データを生成し、親機Ｍの識別符号を送信先アドレスとして子機Ｓ４に対する通話要求の制御データを含む制御信号を変復調部１１ｄに与える。変復調部１１ｄでは制御信号を変調して次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（ｋ）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

親機Ｍでは、信号線Ｌｓを介しタイムスロットＳＬ（０）に格納して伝送される制御信号を信号処理部１１で受信し、受信した制御信号に含まれる通話応答の制御データ並びに応答元（子機Ｓ４）の識別符号を制御部１４に渡す。制御部１４は、子機Ｓ３，Ｓ４の識別符号を送信先アドレスとして通話許可並びに各子機Ｓ３，Ｓ４が使用するタイムスロット（例えば、ＳＬ（４）とＳＬ（８））を指定する制御データを含む制御信号を次フレームにおける未使用のタイムスロットＳＬ（ｋ）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出する。

一方、子機Ｓ３，Ｓ４では、親機Ｍから送信された制御信号を信号処理部１１で受信して制御部１４に渡し、制御部１４が、当該制御信号に含まれる通話許可の制御データに基づいて信号処理部１１を起動して通話の準備を整える。そして、子機Ｓ３，Ｓ４においては、マイクロホン１０ａから入力された音声（送話音声）をＡ／Ｄコンバータ１１ａでディジタル信号に変換するとともに音声信号処理部１１ｃで信号処理し且つ変復調部１１ｄで変調した音声信号（送話信号）をそれぞれの割り当てられたタイムスロットＳＬ（４），ＳＬ（８）に格納し端子部１３を介して信号線Ｌｓに送出し、互いに相手に割り当てられているタイムスロットＳＬ（８），ＳＬ（４）に格納された音声信号（受話信号）を端子部１３を介して信号処理部１１に取り込み、変復調部１１ｄで復調した後に音声信号処理部１１ｃで信号処理し且つＤ／Ａコンバータ１１ｂでアナログ信号に変換してスピーカ１０ｂから音声（受話音声）を鳴動させる。このようにして２台の子機Ｓ３，Ｓ４の間で音声信号を伝送することによって通話が可能となる。

このように本実施形態によれば、複数のタイムスロットＳＬ（０）〜ＳＬ（ｎ）のうちで音声信号が格納されていない未使用のタイムスロットに制御信号を格納して音声信号と制御信号を時分割多重伝送するので、音声信号と制御信号を周波数分割多重し且つ分離する多重分離回路が不要となり、音声信号と制御信号を周波数分割多重伝送していた従来例に比較して、コスト上昇を抑制しながら音声信号と制御信号を多重伝送することができる。

ここで、制御信号を何れのタイムスロットに格納するかという情報が親機Ｍから送信される同期信号ＳＹＣに重畳して各子機Ｓｉに伝達されている。そして、親機Ｍの制御部１４では、フレーム毎に未使用のタイムスロットをランダムに選択し、各フレームの同期信号ＳＹＣによって当該フレームにおける未使用（特定）のタイムスロットの位置（番号）を指示する情報を各子機Ｓｉに伝達している。すなわち、制御信号が格納される特定のタイムスロットを何れかのタイムスロット（例えば、先頭のタイムスロットＳＬ（０））に固定した場合、すべてのタイムスロットＳＬ（０）〜ＳＬ（ｎ）を音声信号用に使用する場合と比較して同時に通話可能なチャンネル数が１つ減ってしまうことになるが、本実施形態のように制御信号用の特定のタイムスロットとして各フレーム毎に未使用のタイムスロットをランダムに選択すれば、基本的にすべてのタイムスロットＳＬ（０）〜ＳＬ（ｎ）を音声信号用に使用する場合と同じチャンネル数で同時に通話することができる。しかも、制御信号用の特定のタイムスロットがランダムに割り当てられるため、周期的なノイズやバーストノイズによって制御信号の伝送エラーが生じる確率は１フレーム内において均一化され、ノイズの特性によらずに一定の伝送性能を確保することができる。なお、本実施形態では制御信号を格納するための特定のタイムスロットを１フレーム内で１つだけとして説明したが、格納される制御信号（制御データ）のデータ量に応じて１フレーム内で複数のタイムスロットを特定のタイムスロットに指定しても構わない。

ここで、図５に示すようにゲート装置１０３の接続口に対して機能モジュール１０８のコネクタを接続するだけで機能モジュール１０８の電力路と、情報路とを同時に確保でき、しかも機能モジュール１０８をどのゲート装置１０３にも接続できるレイアウトフリーで施工性に優れた配線システムがある。かかる配線システムは、建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス１０２を設け、各スイッチボックス１０２間に壁面内に先行配線した電力線１１０と、情報線１１１とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス１０２に対しては、配線盤１０１内に引き込まれた主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた力線１１０と、外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイ１２０（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線１１１とが、接続されている。そして、このような配線システムに本発明に係る音声伝送システムを組み込むことも可能である。

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。 同上におけるタイムスロットの説明図である。 同上における音声端末装置（親機）の一部省略したブロック図である。 同上の動作説明図である。 同上を組み込む配線システムのシステム構成図である。

符号の説明

１ 音声端末装置
Ｍ 親機
Ｓ１，Ｓ２，… 子機
１０ａ マイクロホン
１０ｂ スピーカ
１１ 信号処理部
１３ 端子部
１４ 制御部

Claims (1)

1. 音声を入力する音声入力手段と音声を出力する音声出力手段の少なくとも何れか一方を具備しそれぞれに固有の識別符号が割り当てられた複数の音声端末装置を備え、音声端末装置同士が音声信号を時分割多重伝送する音声伝送システムであって、
   各音声端末装置は、複数のタイムスロットのうちの何れかのタイムスロットに格納されている音声信号を受信するとともに他の何れかのタイムスロットに音声信号を格納して送信する音声信号送受信手段と、複数のタイムスロットのうちの１乃至複数の特定のタイムスロットに格納されている制御信号を受信するとともに当該特定のタイムスロットに制御信号を格納して送信する制御信号送受信手段とを具備し、
   前記特定のタイムスロットは、音声信号が格納されない未使用のタイムスロットのうちからランダムに選択されることを特徴とする音声伝送システム。

Images