JP5553011B2 - Ｃｔｃｓｓ送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、トーン信号によりスケルチ制御を行うＣＴＣＳＳ(Continuous Tone-Coded Squelch System)に対応した送信装置、および前記送信装置を含んだ無線通信機に関するものである。

トーン信号によりスケルチ制御を行う送信機は、マイクから入力した音声信号に、予め定められた周波数のトーン信号を重畳して送信するように構成されている。
そして、受信機では、トーン信号検出回路を用いて、受信した信号からトーン信号を検出したときにスケルチを開き、スピーカから音声が出力されるように構成されている。
このようにして、受信機側においては、トーン信号検出回路で検出するトーン信号の周波数が、送信機側にて重畳されたトーン信号の周波数と同じ周波数に設定されている場合においてのみスケルチを開いて音声信号を出力することができるように構成されている。

しかし、以上のような従来の方式では、送信機側のマイクから入力される音声信号に、トーン信号の周波数と同じ周波数の音声信号が含まれて送信される場合には、受信機側ではトーン信号が重畳されていないときでも受信側のスケルチが誤って開いてしまうという不具合があった。
一般的に、トーン信号のレベルは音声信号より充分に低いレベルに設定されているので、受信機側では、音声信号に含まれる僅かな成分でも周波数が同じであればトーン信号であると誤検出しやすいので、誤動作を防ぐ事が困難であった。

特開平８−４６５４０

このような誤動作を防止するための対策として、特許文献１は、受信装置側でトーン信号帯域の信号を雑音検出回路に入力して、トーン信号帯域の雑音を検出し、雑音が検出された場合、スケルチを閉じる技術を提案している。
しかし、送信装置側のマイクからトーン信号帯域の雑音が入力され、さらにトーン信号が重畳されて送信された場合、特許文献１の受信装置では、雑音検出回路が雑音を検出することで、トーン信号が重畳されているのに関わらず、スケルチが閉じるといった別の不具合が生じる。

そこで、本発明においては、マイクから入力される雑音による誤動作のないスケルチ制御を行える送信装置を提供することを目的としている。

本発明のＣＴＣＳＳ送信装置は、上記課題を解決することを目的としてなされたものであって、マイクから入力された音声信号に、トーン信号を重畳して、スケルチ制御を行うＣＴＣＳＳ装置において、制御手段と、前記制御手段からの制御信号に基づき、複数の周波数の中から択一的に選択された周波数の前記トーン信号を生成するトーン信号生成手段と、ＤＳＰによるデジタルノッチフィルタで構成され、前記マイクから入力された音声信号が入力されるノッチフィルタと、前記ノッチフィルタの出力信号に、前記トーン信号生成手段で生成されたトーン信号を重畳させて送信する送信手段と、を備え、前記ノッチフィルタは、前記トーン信号の周波数と同じ周波数を中心周波数とするように前記制御手段にて制御されることを特徴としている。
また、本発明のＣＴＣＳＳ送信装置は、上記課題を解決することを目的としてなされたものであって、マイクから入力された音声信号に、トーン信号を重畳して、スケルチ制御を行うＣＴＣＳＳ装置において、制御手段と、前記制御手段からの制御信号に基づき、複数の周波数の中から択一的に選択された周波数の前記トーン信号を生成するトーン信号生成手段と、前記複数の周波数のトーン信号とそれぞれ同じ周波数を中心周波数とする複数のフィルタ回路から構成され、前記マイクから入力された音声信号が入力されるノッチフィルタと、前記ノッチフィルタの出力信号に、前記トーン信号生成手段で生成されたトーン信号を重畳させて送信する送信手段と、を備え、前記ノッチフィルタは、前記トーン信号の周波数と同じ周波数を中心周波数とするフィルタ回路が前記制御手段にて選択されることを特徴としている。

本発明に係るＣＴＣＳＳ送信装置によれば、マイクから入力された音声信号をノッチフィルタを通過させた後にトーン信号を重畳させるので、送信装置側のマイクからトーン信号帯域の雑音が入力されても、前記雑音は前記ノッチフィルタで除去され、受信装置側におけるトーン信号検出回路では、前記雑音の影響を受けずに前記トーン信号を検出してスケルチを開くことができる。したがって、マイクから入力される雑音による誤動作のないスケルチ制御を行える送信装置を提供することができる。

本発明に係るＣＴＣＳＳ送信装置と、対応する受信装置のブロック図である。 前記受信装置におけるノッチフィルタの周波数特性を示す図である。 実施例１に係るＣＴＣＳＳ送信装置を含んだ無線通信機のブロック図である。 実施例２に係るＣＴＣＳＳ送信装置のブロック図である。

以下に、本発明に係る送信装置を図面を参照して説明する。
図１において、
１は本発明に係るＣＴＣＳＳ送信装置であり、
制御手段１１からの制御信号に基づいた周波数のトーン信号を生成するトーン信号生成手段１２と、
マイクＭから入力された音声信号が入力されるノッチフィルタ１３と、
前記ノッチフィルタ１３の出力信号に、前記トーン信号生成手段１２で生成されたトーン信号を重畳させて送信する送信手段１４と、を備え、
前記制御手段１１は、前記ノッチフィルタ１３の中心周波数を、前記トーン信号の周波数と同じ周波数とするように制御するように構成されている。
なお、前記ＣＴＣＳＳ送信装置１のマイクＭにはＰＴＴ（Press To Talk）スイッチＰが備えられており、前記ＰＴＴスイッチＰを押す事によって、前記マイクＭからの音声信号が前記送信手段１４から送信信号として出力され、前記ＰＴＴスイッチＰを押す事を止めることによって、前記マイクＭからの音声信号は送信停止されるように構成されている。

例えば、前記トーン信号生成手段１２が、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のトーン信号を生成し得るように構成されていた場合であって、トーンスケルチ用のトーン信号として、前記制御手段１１が、周波数ｆ１のトーン信号を選択するように設定された場合には、前記制御手段１１は、前記トーン信号生成手段１２に対して周波数ｆ１のトーン信号を生成するような制御信号を出力するとともに、前記ノッチフィルタ１３に対しては中心周波数が前記周波数ｆ１と同じ周波数になるような制御信号を出力する。なお、前記ノッチフィルタ１３の周波数特性を図２に示した。
したがって、前記マイクＭから入力された音声信号が、前記ノッチフィルタ１３を通過すると、前記ノッチフィルタ１３によって前記周波数ｆ１の成分が除去されて前記送信手段１４に入力される。

そして、前記送信手段１４においては、前記周波数ｆ１の成分が除去された音声信号が入力されて、その音声信号に、前記トーン信号生成手段１２において生成された周波数ｆ１のトーン信号が重畳されて、送信信号となって送信される。
前記送信手段１４において前記周波数ｆ１のトーン信号が重畳されない場合には周波数ｆ１の成分が除去された音声信号が送信される。

以上のように、前記ＣＴＣＳＳ送信装置１によれば、音声信号から周波数ｆ１の成分が除去された後に、周波数ｆ１のトーン信号が重畳されて送信信号として送信される。
そこで、受信装置Ｒ１が、当該受信装置Ｒ１に内蔵するトーン信号検出回路においては、前記周波数ｆ１と同じ周波数のトーン信号を検出するように設定されている場合には、
前記送信信号を受信した受信装置Ｒ１のトーン信号検出回路においては、前記周波数ｆ１と同じ周波数のトーン信号を検出することによって、音声信号の影響を受けないで、トーン信号のみを検出することができる。
したがって、前記検出したトーン信号を用いてスケルチゲートＧ１を開くように制御することによって、復調回路と音声増幅回路を介して接続されたスピーカＳＰから音声信号が出力され、誤動作のないトーンスケルチ動作を実現することができるのである。
つまり、前記ＣＴＣＳＳ送信装置１の前記マイクＭからトーン信号帯域の雑音が入力されても、前記雑音は前記ノッチフィルタ１３で除去されるので、トーン信号が重畳されて送信された場合には、受信装置側におけるトーン信号検出回路で検出する前記周波数ｆ１の成分は、雑音ではなくトーン信号である。よって、このようにして検出したトーン信号に基づいて雑音の影響を受けずに前記スケルチゲートＧ１を開くことができる。

また、前記送信信号に前記トーン信号が重畳されないタイミングでは、受信装置Ｒ１が前記送信信号と同じ周波数の信号を受信しても、前記トーン信号検出回路は、前記周波数ｆ１のトーン信号を検出することはないので、スケルチゲートＧ１は開かれず、スピーカからは音声信号は出力されないので、音声信号にトーン信号と同じ周波数成分が含まれていても、誤動作のないトーンスケルチ動作を実現することができるのである。

別の受信装置Ｒ２において、前記周波数ｆ１とは別の周波数ｆ２のトーン信号を検出するように、そのトーン信号検出回路が設定されている場合には、前述した周波数ｆ１のトーン信号が含まれている信号を受信しても、そのトーン信号を検出することはできないので、スケルチゲートＧ２は開かれず、スピーカからは音声信号は出力されない。このようにして、受信装置Ｒ１を指定して選択的に送信することができる。

なお、前記別の受信装置Ｒ２を指定して送信信号を送信したい場合には、前記送信装置１のトーン信号の周波数をｆ２に変更するように制御すればよい。
この場合には、前記受信装置Ｒ１のスピーカからは音声信号が出力されず、前記受信装置Ｒ２のスピーカから音声信号を出力させることができる。

以上のように、送信装置１におけるノッチフィルタ１３の中心周波数は、重畳させるトーン信号の周波数と同じ周波数になるように制御することによって、誤動作のないトーンスケルチ動作をさせることができるのである。

また、前記マイクＭのＰＴＴスイッチＰを押すことを止めて送信を停止する場合に、送話を停止した後も若干時間は前記トーン信号と逆位相のトーン信号を継続して重畳して送信継続し、その間に、受信装置側で音声受信の停止処理を行うことによって、前記受信装置を操作する受信者に耳障りなテールノイズを聞かせなくすることが簡単に出来る。

前記ノッチフィルタは、複数の中心周波数に切り替え制御することが必要であり、しかも急峻なカットオフ特性が要求されるので、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いることが適している。そこで、前記ノッチフィルタをＤＳＰで構成した場合の実施例１を、そのブロック図を示した図３を参照して説明する。
図３は、実施例１に係るＣＴＣＳＳ送信装置２と、対応する受信装置２９とを備えた無線通信機２０のブロック図を示したものであり、その構成を以下に説明する。
図３において、
Ｍは、話者などの音声が入力されて電気信号に変換された音声信号を出力するマイクである。
２２は前記音声信号を増幅するマイクアンプである。
２３はＤＳＰであり、Ａ／Ｄ変換手段と、信号演算手段と、Ｄ／Ａ変換手段とを内蔵している。
２４は変調手段であり、前記ＤＳＰ２３から出力された信号に、ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成された所定の周波数のトーン信号を重畳して、所定の変調方式で変調して出力する。
２６は高周波電力増幅回路等の送信回路である。
２７は前記送信回路から出力される送信信号が供給されるアンテナである。

２１は当該ＣＴＣＳＳ送信装置２および前記無線通信機２０の各部を統合して制御する制御手段であり、マイクロコンピュータを内蔵して構成されている。
前記制御手段２１は、ＣＴＣＳＳトーン信号設定手段２８にて設定されたトーン設定信号が入力されて、前記ＤＳＰ２３に対しては、前記トーン設定信号に基づいた周波数を中心周波数とするノッチフィルタを生成する制御信号を出力し、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５に対しては、前記トーン設定信号に基づいた周波数のトーン信号を生成するためのＣＴＣＳＳコードを含んだ制御信号を出力するように構成されている。
前記制御手段２１は、また、受信装置２９に対しても、前記トーン設定信号に基づいたＣＴＣＳＳコードを含んだ制御信号を出力する。

前記トーン信号の周波数としては、一般的には、67.0Hzから254.1Hzの間の５０種類の周波数が使用されている。従って、前記ＤＳＰ２３におけるノッチフィルタの中心周波数は前記５０種類の周波数の何れにも一致するように生成することができ、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にては、前記５０種類の周波数の何れの周波数のトーン信号も生成できる。
そして、５０種類の周波数のうち例えば周波数ｆ１のトーン信号がＣＴＣＳＳトーン信号設定手段２８にて設定された場合には、前記ＤＳＰ２３におけるノッチフィルタの中心周波数は前記周波数ｆ１に設定され、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されるトーン信号の周波数もｆ１に設定されるのである。

また、５０種類の周波数のうち別の周波数ｆ２のトーン信号がＣＴＣＳＳトーン信号設定手段２８にて設定された場合には、前記ＤＳＰ２３におけるノッチフィルタの中心周波数は前記周波数ｆ２に設定され、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されるトーン信号の周波数もｆ２に設定されるのである。
このようにして、前記制御手段２１からの制御信号によって、前記ＤＳＰ２３におけるノッチフィルタの中心周波数と、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されるトーン信号の周波数とが、同じ周波数になるように制御されるのである。

上述したように、前記制御手段２１は、前記ＤＳＰ２３におけるノッチフィルタの中心周波数と、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成するトーン信号の周波数とが一致するように、それぞれに対して制御信号を出力する。
従って、マイクＭから出力される音声信号からは前記トーン信号の周波数と同じ周波数成分が除去された後に、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成された、前記中心周波数と同じ周波数のトーン信号が重畳されて送信信号とされるので、他の受信装置を用いて前記送信信号を受信した際には、前記トーン信号の周波数と同じ周波数成分として検出されるのは、前記音声信号に含まれる成分に関係なく、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されたトーン信号であり、前記音声信号に含まれる成分による誤動作を防止することができるのである。
なお、前記ＤＳＰ２３では、少なくとも２種類以上の異なる中心周波数のノッチフィルタを生成し、前記トーン信号生成手段２５では、前記同様に少なくとも２種類以上の異なる周波数のトーン信号を生成することができるように構成されている。

実施例１においては、複数種類の異なる中心周波数をもつノッチフィルタをＤＳＰで構成したが、それぞれが異なる中心周波数をもつ複数のノッチフィルタ回路を備え、トーン信号の周波数に応じて何れか１つのノッチフィルタ回路を選択するように構成することも可能である。このように構成した場合の実施例２に係る送信装置３のブロック図を図４に示して説明する。なお、図３と同じ機能の構成要素には同じ符号を付してその説明は省略した。
図４において、
３は実施例２に係る送信装置である。３３は複数のフィルタ回路ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，・・・を含んで構成されたノッチフィルタであり、制御手段３１によって何れか１つのフィルタ回路が選択されるように構成されている。
なお、前記フィルタ回路ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，・・・は、それぞれ中心周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・とし、ノッチフィルタと同等の急峻な特性のフィルタ回路である。

そして、前記制御手段３１からの制御信号によって、前記ノッチフィルタ３３の複数のフィルタ回路のうち、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されるトーン信号の周波数と同じ周波数を、中心周波数とするフィルタ回路が選択されるように制御される。
従って、前記選択されたフィルタ回路によって、マイクＭから出力される音声信号から前記トーン信号の周波数と同じ周波数成分が除去された後に、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されたトーン信号が重畳されて送信信号とされるので、他の受信装置を用いて前記送信信号を受信した際に、前記トーン信号の周波数と同じ周波数成分として検出されるのは、前記音声信号に含まれる成分に関係なく、前記ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段２５にて生成されたトーン信号であり、前記音声信号に含まれる成分による誤動作を防止することができるのである。
このような複数のフィルタ回路を含んだノッチフィルタを採用するのは、使用するトーン信号の種類が少ない場合に適している。

本発明は、無線通信もしくは有線通信に限らず、音声信号の周波数帯域に含まれる周波数のトーン信号を用いたトーンスケルチ機能を用いた通信システムに広く利用できる技術である。

１ 送信装置
１１ 制御手段
１２ トーン信号生成手段
１３ ノッチフィルタ
１４ 送信手段
Ｍ マイク
ＳＰ スピーカ
２０ 無線通信機
２ ＣＴＣＳＳ送信装置
２１ 制御手段
２２ マイクアンプ
２３ ＤＳＰ
２４ 変調手段
２５ ＣＴＣＳＳトーン信号生成手段
２６ 送信回路
２７ アンテナ
２８ ＣＴＣＳＳトーン信号設定手段
２９ 受信装置
３ 送信装置
３１ 制御手段
３３ ノッチフィルタ
ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，・・・フィルタ回路

Claims (2)

1. マイクから入力された音声信号に、トーン信号を重畳して、スケルチ制御を行うＣＴＣＳＳ装置において、
   制御手段と、
   前記制御手段からの制御信号に基づき、複数の周波数の中から択一的に選択された周波数の前記トーン信号を生成するトーン信号生成手段と、
   ＤＳＰによるデジタルノッチフィルタで構成され、前記マイクから入力された音声信号が入力されるノッチフィルタと、
   前記ノッチフィルタの出力信号に、前記トーン信号生成手段で生成されたトーン信号を重畳させて送信する送信手段と、を備え、
   前記ノッチフィルタは、前記トーン信号の周波数と同じ周波数を中心周波数とするように前記制御手段にて制御されることを特徴とするＣＴＣＳＳ送信装置。
2. マイクから入力された音声信号に、トーン信号を重畳して、スケルチ制御を行うＣＴＣＳＳ装置において、
   制御手段と、
   前記制御手段からの制御信号に基づき、複数の周波数の中から択一的に選択された周波数の前記トーン信号を生成するトーン信号生成手段と、
   前記複数の周波数のトーン信号とそれぞれ同じ周波数を中心周波数とする複数のフィルタ回路から構成され、前記マイクから入力された音声信号が入力されるノッチフィルタと、
   前記ノッチフィルタの出力信号に、前記トーン信号生成手段で生成されたトーン信号を重畳させて送信する送信手段と、を備え、
   前記ノッチフィルタは、前記トーン信号の周波数と同じ周波数を中心周波数とするフィルタ回路が前記制御手段にて選択されることを特徴とするＣＴＣＳＳ送信装置。

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