JPH01158834A - 打消し回路および伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、有線、無線通信を行うテレビ電話、モデム等
の通信における打消し回路およびこの回路を用いた伝送
方式に関するものである。

（従来の技術） 従来より、電話機、モデム等の端末機器において、−回
線のみを使用して双方向同時に通信を行うという方法が
用いられていたが、これを行うためには自ら送出した信
号と、相手側より送られてきた信号を分離する必要があ
り、この分離能力（クロストーク特性）が低いと、電話
機にあってはハウリング、モデム等ではエラーの増加に
つながることは周知のとおりである。

従来の電話機やモデム等では、この送信信号と受信信号
との分離を行うなめハイブリット回路（以下ｒＨＹＢ回
路」という。）と呼ばれるものを使用していたか、−船
釣なＨＹ　８回路を使用した時のタロストーク特性は、
第４図（４−１）程度のものであるため、通話を目的と
した電話機の場合には、十分と考えられる性能を持った
）［ＹＢ回路においても、これを通話以外のデータ通信
を目的としたモデム等に使用し、同一の搬送波周波数に
より双方向同時通信を行うということは、不可能な性能
のレベルであった。このなめモデム等においては、送信
周波数と受信周波数を別々とした周波数分割方式等を前
記ＨＹＢ回路と併用することにより必要とする分離能力
を得ていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、回線の使用効率を考えた時、同一の周波
数の搬送波で同時に双方向通信を行うことができれば、
これにより使う必要のなくなった周波数帯域を別の音声
信号やデータの伝送に使用すること等が考えられ、効率
の良い通信か行える。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴は、有線伝送路における伝送可能な周波数
帯域内の全域または一部帯域内においてバランス状態と
なり得るブリッジ回路を構成することにより双方向同時
通信を可能とするものである。

本発明の他の特徴は、伝送路を隔てたａｌｌ！Ｊ、Ｌ側
の双方に上記打ち消し回路を具備し、同一周波数におい
ても双方向同時通信を可能としたことにある。

（実施例） 本発明のよりよい理解のために、従来のＨＹＢ回路を含
めて説明する。第１図示の回路は、最近良く用いられる
トランスとオペアンプとを組合せて構成されたＨＹＢ回
路である。このＨＹＢ回路は、ブリッジ回路を構成して
おり、このブリッジ回路がバランスする条件は電話回線
か６００Ωの純抵抗成分でトランスＴが理想トランスで
Ｃ＝０であった時にバランス状態となり、Ｖｉから入力
された信号はｖＯへは出力されない。しかし実際の電話
回線のインピーダンス特性は純抵抗成分ではなく、トラ
ンスの性能も理想トランスからはほど遠いものであるた
め、実質に得られるクロストーク特性は前記の第４図（
４−１）程度のものとなってしまう。この図かられかる
とおり、自分の出した信号Ｖｉの約１／３　＜−１０ｄ
Ｂ）が■０がら出力され受信信号として受けとってしま
うこの回路を使用して、同一周波数による同時送受信か
困難なことは明白である。

そこで、このクロストーク特性を改善すべ〈発明された
のが本発明による方法である。

従来のＨＹＢ回路でバランス状態とならない原因を考え
たとき、電話回線か６００Ωの純抵抗成分でないことも
あるが、）（ＹＢ回路そのものに使用される素子（トラ
ンス、コンデンサＣ）による影響がかなり大きい。これ
は、回線の雑音等を除去する目的でトランスとコンデン
サＣにより同調回路を構成し、バンドパス効果をもたせ
たものが一般的となっているが、この場合には共振周波
数以外の周波数ではＡ点とＢ点の電圧に位相差か生じて
しまうなめにアンバランス状態となってしまうものであ
る。

そこで、本発明では、第２図に示すような構成を採用す
ることにより、Ａ点、Ｂ点の電圧および位相差を相対的
に零とすることにより、これにより構成されたブリッジ
回路をバランス状態として大幅なりロストーク特性の改
善効果が得られている。

第３図は、さらに具体的な回路例を示す。

この回路例では、２ＫＨｚ〜３ＫＨｚあたりのクロスト
ーク特性の改善を目的としたものであり、これにより得
られる特性を示したのが第４図（４−２）である。

第３図の回路について説明すると、回線側に接続される
トランスＴ１とコンデンサＣ１と抵抗Ｒａおよび負荷と
して約６００Ωの抵抗が接続されているトランスＴ２と
コンデンサｃ２と抵抗Ｒｂによりブリッジ回路を構成す
る。トランスＴ１とＴ２は同規格ものであり、ＣＩ　＝
Ｃ２、Ｒａ＝Ｒｂとすれば、これらの素子により起る振
幅および位相の変化は相対的なものとなり、Ｖａ２とｖ
ｂとは、はぼ同じとなるが、トランスＴ１には電話回線
、Ｔ２には純抵抗が接続されているため、実質的な電話
回線のインピーダンス変化による誤差が生じる。

トランスＴ２の負荷として電話回線と同じイン＝　６−
゛ ピーダンス変化を行う素子を負荷としてブリッジ回路を
構成することができるが、本発明では、これを高域振幅
補正回路および移相回路により、その補正を行うことに
よりその差分を相対的に零とした等価的なブリッジ回路
としている。Ｖｂ２とＶａ３はＶＬが入力された時はＶ
ｂ２　＝Ｖａ３となり、■０には出力されないが、電話
回線に対しては送出される。また電話回線により送られ
てきた信号はＶｂ２には表われるがＶａ３には出ないた
め、自ら送出した信号ＶＬと受信した信号とを分離でき
ることになる。

この回路例は、テレビ電話等への使用を考えたもので、
電話回線の伝達可能周波数帯域のうち、２ＫＨｚ〜３．
４ＫＨｚで画像信号を同一の搬送波周波数または近接し
た搬送波周波数を用いて双方向同時伝送を行い、かつ通
話を行うための音声信号を３００Ｈｚ〜２ＫＨｚの帯域
内で同時に双方向通信を行うことを可能とするものであ
る。第３図では前記のような使用を前提とした回路であ
るなめ、音声信号用として使用する帯域の補正は行わす
、クロストークの影響を大きく受ける画像信号伝送用の
周波数帯域を補正した回路の特性であることから２ＫＨ
ｚ以下での特性が劣化しているが、これも振幅および位
相補正回路の回路数または補正を行なうための素子を第
５図のように複数化することにより、より広い帯域で良
好な特性が得られる。これにより高速モデム等による同
一搬送波周波数を用いた全二重データ通信等への応用が
考えられ。この場合には、変調方式によっては位相特性
も重視されるため、受信信号ＶＯを回路例の位相回路と
逆の位相特性を持った回路を通過させることにより良好
な結果が得られる。

なお、回路における振幅および位相補正を行うための素
子定数は要求される性能により、固定、半固定、自動調
整（オートバランス）とすることが考えられるが、自動
調整とする場合にはＶｂ２とＶａ３の振幅と位相を検出
し、これが一致するような制御を行えばよい。

本発明による回路を使用することにより可能となる伝送
方法のいくつかの実施例を説明する。

第６図は、電話回線１回線を使用して画像データの双方
向同時通信を行う時の例である。従来の方式である半２
重方式と比較し、双方向同時に送受信が行えるため伝送
時間の短縮化を図れる。半２重の場合、同時双方向通信
を行うためには伝送速度を低下させて周波数分割方式に
より多重化を行う。または電話回線を２回線使用して送
信専用と受信専用とする必要があったが、第６図の構成
で送受信を同一の搬送波を使用すれば、伝送速度を低下
させず、電話回線も１回線のみでよいため低価格のシス
テムが構成可能である。

当然のことながら、第６図鎖線で示した電話回線を併用
すれば、この音声構成は、テレビ電話システムとなる。

この例では、画像通信を行う構成としであるが、他のモ
デム等によるデータ通信に使用することも可能である。

第７図は、第６図よりさらに高速伝送を必要とする場合
の例である。この図では、２回線を並列に使用している
が、さらに高速化を必要とする場合、さらに多数の回線
数を用いて同様のことか行える。この例においても、画
像データの伝送システムとして図示しであるが、このよ
うなカメラでとらえた画像データを伝送するような場合
、電話回線で伝達可能な周波数範囲に制限かあるため、
１度カメラから入力された画像データをメモリー等の記
憶回路に記憶させ、電話回線で伝送可能な信号速度でこ
れを読み出しながら伝達する必要がある。この時、２回
線またはそれ以上の回線を同時に並列使用を行えば、こ
の読み出し速度を２倍としても２回線を使用するならば
、それぞれの回線に対して１回線を使用したときと同じ
速度で信号を送出できるなめ高速化を行うことができる
。

受信側では、複数回線により送られてきた信号をそれぞ
れ復調し、そのデータを合成してメモリーに記憶し、こ
れを画像表示部に適合した速度で読み出すことにより表
示を行える。この例においても、第６図と同様に図中鎖
線で示した電話回線を併用すれば、テレビ電話システム
となる。

第８図は、第７図の応用例として通話用の音声信号を周
波数分割方式により多重化した伝送システムの例である
。画像データ等の通信を考えた時、伝達速度を速くする
には、伝送路の通過可能周波数範囲の上限度に近い方に
その搬送周波数を持ってきた方が有利なことは周知のと
おりであり、またその占有帯域もＳＳＢ方式等により狭
帯域化することも可能であ。例えば２ＫＴ（ｚ〜３．’
４ＫＨ２を画像データ要の信号帯域として使用すすると
考えた時、本発明によるタロストークキャンセル回路を
用いれば、同一の搬送波周波数による同時送受信も可能
となることから、２ＫＨｚ以下の帯域を使用して別のデ
ータを送受信することが考えられる。

第８図では、この帯域を通話を行うための音声信号の伝
送用として使用している。この例では、回線１には音声
信号を多重化せず、回線２のみ多重化を行っているが、
両回線ともに多重化を行い、音声信号をステレオ化する
等の応用も考えられる。

これは、２回線以上を用いたシステムを構成した時も同
様のことが可能でありテレビ電話会議等の場合において
は、音声信号のマルチチャンネル化も必要になると考え
られる。第８図の場合、音声信号と画像データ用とを多
重化して伝送することから、第６，７図のように通話用
として別に電話回線を併用する必要がないためローコス
ト化が可能であるが、反面周波数分割方式を用いて多重
化を行うため音声信号の明瞭度が低下する欠点がある。

　そこで、この問題を解決するための方法が第９図に示
す方法である。第９図において、２回線またはそれ以上
の回線数を使用して伝送時間の高速化を行っている時の
例を示しであるが、この通話音声の明瞭度の低下を防止
するという方法は、２回線またはその以上の回線を使用
する構成において、それぞれの回線に使用されていない
周波数帯がある時、その部分を使用するという方法によ
り応用が可能である。

画像データ用信号としては前記の第８図と同様の方法に
より例えば２ＫＨｚ〜３．４ＫＨｚを画像データ伝送用
の周波数帯として振り分けると、第９図の例では回線ｌ
２回線２のそれぞれの３００Ｈｚ〜２ＫＨｚまでは使用
されていない帯域となる。この部分に通話用音声信号を
多重化するが、この時、使用可能な周波数範囲は３００
　Ｈｚ〜２ＫＨｚであるなめ、通常の電話機に通話を行
う時に使用している３　００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの周波
数帯域をもつ音声信号を送ることはできない。

そこで、通話を行うために十分な明瞭度が得られるとさ
れる３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚをフィルターにより周波
数分割し、高域側と低域側に分ける。第９図の例では、
２回線を使用しているため２分割しているが、使用する
回線数によりまたはそれぞれの回線の未使用の周波数帯
域の広さ等の条件により分割を行う数は任意である。２
分割の時、分割点の周波数をＩＫＨｚとすれば、低域側
は３００Ｈｚ〜ＩＫＨｚの周波数成分、高域側はＩＫＨ
ｚ〜３．４ＫＨｚの周波数成分の信号となる。これを低
域側に関してそのまま回線２により伝送する。高域側は
ＩＫＨｚ〜３．４ＫＨｚ周波数成分であるため、そのま
ま回線１に送出すると、画像用データ信号と重複してし
まうため、そのまま伝送することは不可能である。この
なめ高域側の信号を周波数シフトダウン回路により１／
２とする。これによりＩＫＨｚ〜３．４ＫＨｚの周波数
信号は５００Ｈｚ　〜１．７ＫＨｚｋ信号に変換される
ため回線１により伝送を行えば画像データ信号と多重化
することができる。

受信側では、回線２を通じて送られてくる音声周波数の
低域側３００Ｈｚ〜ＩＫＨｚをフィルタにより取り出し
、回線１を通じて送られてくる音声周波数の高域側５０
０Ｈｚ〜１．７ＫＨｚシフトアップ回路に周波数を２倍
としてＩＫＨｚ〜３゜４ＫＨ２としたものを合成して出
力することにより３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの信号と画
像データの同時双方向通信が可能となる。周波数分割点
の周波数は、ＩＫＨｚに限られないことは当然であり、
周波数のシフトアップ、シフトダウンに関しても１／２
．２倍に限られない、この値は実際の回路を構成するの
に適していると考えられるためであり、実際にシステム
構成する場合に、使用する回線数および未使用周波数帯
により決定すればよい。

伝送路の使用効率を上げるには、■伝送レートを速くす
る、■半二重通信よりも全部二重通信か可能な構成をと
ることが考えられるが、テレビ電話システムを考えた場
合、通話のための音声信号を伝送する必要かあるため、
この音声信号を周波数分割方式等により多重化して画像
データと共に伝送するということが考えられる。この時
、実際の通話状態おいて、全く隙間なく常時連続して音
声信号か送受されるという状態は、まずないことから、
この無音状態の時を検出して、この間は通話中には音声
信号を伝送するなめに使用している帯域も画像データの
伝送に使用することにより、さらに伝送路の使用効率を
高めることか可能となる。

第１０図は、この方法を行う時のブロック図である。こ
の例においては、タロストークキャンセル回路を具備す
ることにより、双方向同時送受信が可能な構成となって
いるが、この方法そのものは、通話を主たる目的とした
音声信号と画像等のデータを多重伝送するのにすべて応
用可能であり、１回線を使用する時以外の２回線または
それ以上を用いた時も、有線、無線を問わず同様に行え
るものである。

この第１０図示の例を説明すると、テレビ電話として使
用することを考え、画像データと通話用の音声信号を周
波数分割方式を用いてて多重化し、１回線で画像と音声
の同時双方向通信を可能にしたものである。使用者か話
を行っている時には、通常の周波数分割方式を用いた多
重方式と全く同じ動作を行うが、それぞれの端末では常
時その使用者が声を発しているか否かを検出していて相
手側の端末に対しても、その状態を伝達可能な何らかの
信号またはデータを送出している。例えば、この信号の
例を示してみると、伝送路に電話回線を使用する場合、
その通過可能な周波数帯域は３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚ
である。これを画像と音声信号の多重化を行うため４０
０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚを音声（通話用）とし、２　Ｋ　
Ｈｚ　〜３　Ｋ　Ｈｚを画像用信号の帯域とした時（第
１１図）、■この２つの信号帯域間の１．７５ＫＨｚに
入れる■伝送可能周波数の下限である３００Ｈｚと音声
用として使用する帯域の下限である４００Ｈｚの間に入
る３５０Ｈｚ■通過可能な周波数の上限である３ＫＨｚ
との間画像用信号として使用する周波数の上限である３
ＫＨｚとの間に入る３、２ＫＨｚなどを互いの端末に対
して、通話者の状態を伝えるための信号（またはデータ
）として用いることにより可能である。

それぞれの端末は、この信号により双方ともに音声入力
かなくなった時を認知することができるため、この時点
で双方の端末は図中のスイッチＳ１と８２をオンするこ
とにより、それまで通話用として使用していた帯域でも
画像データの伝達を行う。当然、この時使用される搬送
波の周波数の周波数および占有帯域は４００Ｈｚ〜１．
５ＫＨ２の内に納まるものである必要があるため、伝送
レートに関しても、２ＫＨｚ〜３ＫＨｚを使用している
画像データ用信号によるものより低い伝送レートとなる
。テレビ電話の場合、送出する画像データは一旦メモリ
ー内に記憶されたものであり、書き込み読み出しともに
ランダムにアクセスすることが可能なことから、この制
御を行うのにＣＰＵを用いることにより他の検出や、こ
の検出信号の状態による動作制御を行える。ＣＰＵの動
作速度は、電話回線で伝送を行う程度のデータ速度のも
のならば、８ビット程度のもので十分処理可能である。

双方の使用者が話を行わない間、この画像データ用信号
帯域と音声信号帯域との両方を使用した伝送が行われる
。上述したようにメモリーのアクセスは、ランダムに行
えるなめ、例えばメモリー内の画像データが０番地から
１００番地まであるとすれば、画像用信号帯域のほうで
は０番地からのデータを、音声信号用帯域による方では
、１００番地から逆に伝送を行う等が考えられる。

この動作が行われている時点、双方どちらかの使用者が
話を始めた時、先の認知用信号またはデータによりそれ
ぞれの端末は、これを認知できる。

この時、各端末は、通常の動作状態に戻る。この時、動
作切替えを先に行ってからでないと、通話可能な状態と
ならないため、図中のように音声人力信号をＢＢＤ回路
等を用いてデイレイさせている。これにより通話者の発
した音声は送れて相手側に送出されることになるが、デ
イレイタイムを１００ｎｓ程度以下としておけば、使用
上は全く問題にならないと考えられる。音声出力部にあ
るミューティング回路は、音声信号用の帯域においても
、画像のデータを送るため、この信号音が出るのを防止
するものである。この例では、音声信号用の周波数の周
波数帯域が使用されない時に画像データを振り別けて伝
送する方法であるが、逆に伝送する必要のある画像デー
タが少ない時、例えばテレビ電話システムで連続して画
像データを伝送する時等はカメラで撮った画像の１画面
ごとを比較した時、変化しない、換言すると動いていな
い部分が多い時は、前の画像との差分のみデータを送れ
ば、よいことになる。このような方式を用いた時には、
伝送を必要とされる画像データは少なくなり低い伝送速
度による通信を行った時でも実用上問題かない状態とな
る。電話回線で画像データを送るためには、変調を行う
が、この変調のレートを低下させることにより、その占
有周波数帯域は狭くなる。これにより音声信号用として
高域を制限している周波数を高くすることができる。

この時には音声信号の高域まで伝送可能となることによ
り、通話の明瞭度が向上する効果が得られる。また以上
の２つの方法を組合せて用いれば、回線の使用効率が大
幅に向上し、使用状態による高音質、高速度のシステム
を構成することができる。この状態による切替えは、当
然、手動によって行うことも可能であり、音声信号の検
出による通話状態やメモリー内のデータの比較等による
伝送か必要な画像のデータ量の検出を行うことにより、
ＣＰＵを用いて判断を行わせ、自動的に行わせることも
できる。

また切替え動作を行うのに、本例のように双方の状態を
検出して行う方法の他、どちらか一方の使用状態により
切替えを行ってしまい、相手側の動作状態を決定しまう
方法等が考えられる。

なお、第１０図において、切替部スイッチＳ１．３２は
、説明のためのものであり、実際にはＣＰＵ等による電
気的な動作の切替えになる。

第６図１０図示の例は、有線、無線を問わず、利用が可
能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、通信を行うために
用いる伝送路の持つ性能を高い効率で使用することがで
き、低コストで構成でき、一般の家庭等へ各種端末機器
の普及を促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＨＹＢ回路図、 第２図は本発明の基本構成を示すブロック図、第３図は
本発明の回路の具体例を示す図、第４図（４−１）は従
来のＨＹＢＹ２Ｏ２ロストーク特性を示す図、 第４図（４−２）は本発明のＨＹＢＹ２Ｏ２ロストーク
特性を示す図 第５図（５−１）〜（５−３＞はそれぞれ周波数特性補
正回路例を示す図、 第５図（５−４＞は位相補正回路例を示す図、第５図（
５−５＞は周波数特性補正と位相補正を１つの回路で行
うときの回路例を示す図、第６図〜１０図は伝送方式の
各実施例をそれぞれを示すブロック図、 第１１図は第１０図示の例による伝送方式を用いる時に
認知信号を多重伝送する方法のスペクトラム例を示す図
である。 以上 特許出願人　　　　株式会社ミューコム第１図 第２図 第３因 （Ｖ口２−ＶＯ２） （５」）Ｃ）　　　　　　　　ココ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有線伝送路における伝送可能な周波数帯域内の全域
   または一部帯域内においてバランス状態となり得るブリ
   ッジ回路を構成することにより双方向同時通信を可能と
   する打消し回路。 ２、特許請求の範囲第１項において、ブリッジ回路は、
   周波数特性補正および位相回路を具備し、伝送路のイン
   ピーダンス変化による影響と、自ら構成する素子自体に
   より起るアンバランス状態とを含めて補正し、相対的な
   バランス状態を得ることを特徴とする打消し回路。 ３、伝送路を隔てたＲ側、Ｌ側の双方に打ち消し回路を
   具備し、上記打消し回路は伝送可能な周波数帯域内の全
   域または一部帯域内においてバランス状態となり得るブ
   リッジ回路を構成するものであり、同一周波数において
   も双方向同時通信を可能としたことを特徴とする伝送方
   式。