JPH05344027A - 無線機の音声伝送方式 - Google Patents
無線機の音声伝送方式Info
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- JPH05344027A JPH05344027A JP4269133A JP26913392A JPH05344027A JP H05344027 A JPH05344027 A JP H05344027A JP 4269133 A JP4269133 A JP 4269133A JP 26913392 A JP26913392 A JP 26913392A JP H05344027 A JPH05344027 A JP H05344027A
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
音質および明瞭度を改善する。 【構成】 音声帯域内の任意の帯域を任意のBPF3で
抽出すると共に、音声帯域内の任意の帯域にシフトする
手段5を備え、当該処理を施した送信音声入力信号に時
間圧縮を施すことにより帯域を増大させた後に、スプラ
ッタフィルタ4により帯域制限を行って、送信機の変調
入力信号とし、一方、受信機15の復調出力信号に時間
伸長回路13で時間伸長を施した後に、帯域帯域シフト
と逆のシフトを施して再生受信音声出力信号を得る。
Description
無線機の音声伝送方式に関するものである。
方式の従来実施例の構成を説明する。図10は従来の1
周波同時送受話方式の無線機の構成を示す。送信音声入
力端子6の信号は時間圧縮回路7、スプラッタフィルタ
4を介して送信機14の変調回路に入力される。一方、
受信機15の復調出力は時間伸長回路13を介して受信
音声信号として端子12に出力される。また、受信機1
5の復調出力の一部は同期抽出回路17を介してタイミ
ング制御回路16に入力される。送信器14、受信機1
5、時間圧縮回路7、伸長回路13はタイミング制御回
路16の制御信号により制御される。
明する。送信器音声信号は一定時間毎に1/2倍の時間
圧縮を行い、図11(b)を得る。この結果、前記一定
時間の間に音声圧縮のブロックと休止のブロックが発生
する。音声圧縮信号のブロックを送信時に、休止のブロ
ックを受信時間に割り当てることで、図11(c)のよ
うに圧縮音声信号の送受信を行う。図11(d)は受信
した圧縮音声信号であり、これを時間伸長することで図
11(e)のように連続した音声信号に戻す。
切換制御のタイミングは同期信号によりタイミング制御
回路16において制御される。同期信号は発呼局が送出
し、被呼局はこれを受信して同期抽出回路17で同期信
号を抽出し、発呼局とのタイミングを取る。以上の動作
により1周波で同時送受信が行える。
有周波数帯域を制限するスプラッタフィルタの帯域制限
によって送信変調信号が3KHz以下に制限されるが、
従来の同時送受話無線方式では送信音声信号は前述の通
り、1/2倍の時間圧縮操作を行うため、送信変調信号
に含まれる音声信号成分は通常の無線方式に帯域に対し
て1.5KHzとなるため、高域成分の減少によりこも
った音質となり、明瞭度が低下する課題を有する。
ので、送信信号の占有帯域幅の制限を満足しつつ、明瞭
度を向上させるようにしたものである。
るために請求項1の発明は、音声帯域内の明瞭度に最も
貢献する任意の帯域の信号を抽出し、それを周波数シフ
トするようにしたものである。
フトされた信号を時間圧縮をして周波数帯域が広がった
ものに対してスプラッタフィルタによる帯域制限を施
し、所定の周波数帯域を満足させるようにしたものであ
る。
数帯域の広がった信号の任意の周波数帯域を抽出してそ
れを周波数シフトした後にスプラッタフィルタによる帯
域制限を施し、所定の周波数帯域を満足させるようにし
たものである。
信号で振幅変調した後に片側の側波帯を取り出し、その
取り出された信号を時間圧縮するようにしたものであ
る。
によって時間圧縮され帯域の広がった信号はスプラッタ
フィルタ4によって帯域制限され所定の帯域幅に制限さ
れて送信される。その際、明瞭度に貢献する音声信号が
スプラッタフィルタ4によって除去されないように、音
声帯域内の任意の帯域の信号を所定の周波数にシフトす
るようにしている。
われた信号を復調した後、その復調信号出力は時間伸長
回路13において時間伸長を行い、その出力信号で前述
のサブキャリア信号と同一の信号を変調器10で振幅変
調し、その出力の下側波帯を信号抽出回路9で抽出する
ことにより、送信側で行った音声信号の帯域反転を元に
戻すことで前述した音声帯域を持つ音声信号を得ること
ができる。この結果、高域成分の減少にともなうこもっ
た音質を回避し、明瞭度の改善を行える。
で扱う無線伝送路では音声信号は0〜3KHzの帯域に
制限されており、これを例えば図2(a)に示す。1周
波同時送受話を行うため、この信号を例えば1/2倍の
時間圧縮すると周波数帯域は2倍となって図2(b)に
示すようになり、このままでは電波法で制約された前述
の3KHzの規格を満足できない。
タを用いて0〜3KHZの帯域に制限してハッチングを
施した部分だけを送信することになるが、それでは高音
部が失われてこもった音になり、明瞭度が悪くなる。
の音声帯域全てを送るのが最も望ましいが、それができ
ない場合、図2(a)にハッチングを施したように、特
定の一部の周波数帯を送ることでも、図2(b)に示す
ように音声帯域の下側半分の周波数帯を送るよりもり明
瞭度が低下しないことが期待されている。
向上にに貢献する1.5KHz以下の帯域幅を抽出し、
それを周波数シフトして最高周波数が1.5KHz以下
となるようにする。その状態で時間圧縮を施すと、送信
される信号は3KHz以下の帯域に納まり、電波法の規
格を満足する。そして前述のように明瞭度に貢献する周
波数帯域を抽出しているのであり、その最高周波数が
1.5KHz以下となっているのであるから、時間圧縮
した後であっても抽出した周波数成分は失われること無
く伝送される。このことにより実用的に十分な明瞭度を
確保できるものである。
送受話無線機の例である図1により説明する。送信音声
入力信号入力端子6は無線機の送信音声入力端子であ
り、低域通過フィルタ(LPF)1に入力され、その出
力は変調器2の第1の入力に接続される。その変調器2
の出力は信号抽出回路として作用するBPF3に入力さ
れ、その出力は時間圧縮回路7を介してスプラッタフィ
ルタ4に入力されたうえ、送信機14の変調入力とな
る。
路13を介してLPF11に入力され、その出力は復調
器10の第1の入力に接続される。その変調器10の出
力は信号抽出回路として作用するBPF9に接続され、
その出力は受信音声出力端子12に接続される。なお、
フィルタ1、3、9、11はスイッチドキャパシタフィ
ルタで構成する。
が供給された分周器5の第1の出力は変調器2、10の
各々の第2の入力に接続される。また分周器5の第2の
出力は前述の各フィルタ1、3、9、11の遮断周波数
制御クロック信号入力に接続される。
路17に入力され、その回路の出力はタイミング制御回
路16に入力される。タイミング制御回路16の出力は
時間伸長回路13、時間圧縮回路7、送信機14、受信
機15のそれぞれの制御端子に入力される。
2において分周器5の第1の出力をサブキャリア信号と
してLPF1の出力により振幅変調がかけられ、サブキ
ャリアの両側波帯にLPF1の出力信号が発生する。こ
こでサブキャリア信号は前述しているように、音声帯域
内の任意の周波数を有する信号である。
の両側波帯の音声信号成分のうち、下側波帯の成分が取
り出され、上側波帯およびサブキャリア成分は除去され
る。このため、BPF3の出力信号成分は送信音声入力
端子6に入力される信号に対して周波数反転した成分と
なる。その信号は時間圧縮回路7により1/2倍の時間
圧縮が行われ、周波数成分は入力の2倍となり、スプラ
ッタフィルタ4により3KHzで帯域制限されて送信機
14の変調入力として供給される。
成分を十分除去し、かつサブキャリアより低い周波数成
分を減衰させないようにその帯域幅が設定されている。
また変調器2は音声帯域を反転させるためのものであ
る。以上の動作の様子を図3に示す。なお、送信機の変
調入力は1/2倍の時間圧縮操作を加えた後でスプラッ
タフィルタ4より3KHzの帯域制限を行っているが、
ここでは簡単のため、時間圧縮を省略し、これと等価に
なるようにスプラッタフィルタの帯域制限を3KHzの
半分の1.5KHzとして説明する。
ムを実線で表し入力のそれを破線で示し、また各フィル
タの通過帯域を一点鎖線で示しており、(a)はLPF
1、(b)は変調器2、(c)はBPF3、(d)はス
プラッタフィルタ4の周波数スペクトラムを示してい
る。
チングを施された周波数帯域だけが伝送される。すなわ
ち、音声帯域内の任意の帯域が抽出された後に周波数反
転が行われることによって周波数シフトされ、そのシフ
トされた信号がスプラッタフィルタ4によって帯域制限
され、所定の帯域に調整されている。
の遮断周波数をFfil1、BPF3の高域遮断周波数
をFfil1、低域遮断周波数をFfil2、スプラッ
タフィルタ4の遮断周波数をFcとすれば、伝送帯域の
下限周波数FlはFl=Fsc−Fcとなり、上限周波
数FhはFh=Fsc−Ffil2となる。
il2=Fsc×0.091としたときのサブキャリア
周波数に対する伝送周波数帯域、すなわちスプラッタフ
ィルタ4の出力における情報(音声)信号成分の帯域を
図4に示す。ここで、前述の数字0.91,0.091
は係数であり、経験的に決めた値である。またハッチン
グ領域がサブキャリア周波数の可変により可変できる音
声伝送帯域であって、Fsc=2.5KHzの場合の音
声伝送帯域は帯域幅が約1.3KHzであり1KHz〜
2.273KHzにシフトしている。
ることにより、各帯域通過フィルタの遮断周波数もこれ
に応じて変化しこの結果、スプラッタフィルタ4の出力
における情報信号の情報としての成分は図4のハッチン
グの領域内で変化する。
周波数反転となっているため、受信機15の復調出力は
時間伸長を行った後、送信側と同様の操作を行うこと
で、元の音声信号成分に戻すことができる。この動作の
様子を図5に示す。図5において、(a)はLPF11
の、(b)は変調器10の、(c)はBPF9の、
(d)は受信音声出力端子12のそれぞれの出力の周波
数スペクトラムを実線で、入力のそれを破線で、また、
各フィルタの通過帯域を一点鎖線で示している。
数帯の信号を周波数シフトした例であるが、次に反転を
2度行い、周波数シフトしている例について説明する
て、送信音声入力端子101に供給された信号はLPF
103a、変調器103b、BPF103c、LPF1
03d、変調器103e、BPF103f、時間圧縮回
路105、スプラッタフィルタ110を介して送信機1
07に供給される。
回路106、LPF104f、変調器104e、BPF
104d、LPF104c、変調器104b、BPF1
04aを介して受信音声出力端子102に供給される。
なお、フィルタ310a、103c、103d、103
f、104a、104c、104d、104fはスイッ
チドキャパシタフィルタで構成する。
ック信号入力端子113、114から各々の分周器にク
ロック信号が供給される。分周器111の第1の出力は
変調器103b、104bに供給され、第2の出力はフ
ィルタ103a、103c、104a、104cの遮断
周波数制御入力に供給される。
回路109にも供給されており、タイミング制御回路9
の出力は時間圧縮回路105、時間伸長回路106、送
信器107、受信機108のそれぞれの制御入力に接続
されている。
bにおいて分周器111の第1の出力をサブキャリア信
号としてLPF103aの出力により振幅変調が行わ
れ、そのサブキャリア信号の両側波帯が発生するが、B
PF103cを通過させることにより下側波帯の成分が
取り出され、上側波帯およびサブキャリア成分は除去さ
れる。
103e、BPF103fにより前述と同様の処理が行
われる。BPF103fの出力信号は時間圧縮回路10
5により1/2の時間圧縮が行われ、周波数成分は入力
の1/2倍となり、スプラッタフィルタ110により3
KHzで帯域制限されて送信機107に供給される。
信機の変調入力は1/2倍の時間圧縮操作を加えた後で
スプラッタフィルタにより3KHzの帯域制限を行って
いるが、ここでは簡単のため時間圧縮を省略し、これと
等価になるようにスプラッタフィルタの帯域制限を3K
Hzの1/2の1.5KHzとして説明する。
線で示し、入力の周波数スペクトラムを破線で示し、各
フィルタの通過帯域を一点鎖線で示しており、(a)は
LPF103a、(b)は変調器103b、(c)はL
PF103c、(d)はLPF103d、(e)は変調
器103e、(f)はBPF103f、(g)はスプラ
ッタフィルタ110のそれぞれの出力を示している。
各遮断周波数をFLf1およびFLf3とする。BPF
103cおよび103fの各低域遮断周波数をFLf
2、FLf4とし、各高域遮断周波数をFHf1、FH
f2、変調器103b、103eの各入力サブキャリア
周波数をfsc1およびfsc2とする。またこれらの
遮断周波数およびサブキャリア周波数はクロック入力端
子113、114に入力されるクロック信号により制御
されており、これらを本実施例では次のように設定す
る。
PF103cにより音声入力信号の周波数成分は周波数
反転され、端子101の入力信号周波数をFin、BP
F103cの出力信号周波数をFm’とすると、Fm’
=fsc1−Finとなり、fsc1=3.3KHz、
FLf1=3.1KHz、FLf2=3.0KHz、F
Hf1=0.3KHzに設定することにより、BPF1
03cの出力における伝送帯域は入力端子1での帯域に
換算すると、伝送帯域の下限をFL1、上限をFH1と
すれば、FL1=fsc1−FLf2=0.3KHz、
FH1=fsc1−FHf1=3.0KHzとなり、一
般の音声信号帯域の0.3〜3.OKHzに帯域制限さ
れるとともに、その帯域は反転する。
d、変調器103e、BPF103fにより、任意の帯
域を抽出すると共に、抽出した帯域の信号を任意の帯域
にシフトする。このとき、BPF103cの出力におけ
る伝送帯域は端子1の入力周波数に換算すると、伝送帯
域の下限をFL2、上限をFH2とすれば、図7(f)
に示すようにFL2=FHf2+fsc1−fsc1、
FH2=FLf4+fsc1−fsc2となる。
で1/2の時間圧縮が施され、その出力の周波数は1/
2倍となり、スプラッタフィルタ10によって3KHz
に帯域制限される。ここで前述の通り簡単のため時間圧
縮動作を省略して等価的にスプラッタフィルタの帯域制
限を1.5KHzで考慮すると、前述の伝送帯域の上限
FH2=fc+fsc1−fsc2となる。
ると前述の関係式より、FHf2=0.273KHzと
なり、FL2=0.572KHz、FH2=1.8KH
zとなる。また送信機変調入力信号としては図7(g)
で分かるように、FHf2〜fc、すなわち0.273
KHz〜1.5KHzの帯域信号となる。
子1に入力された音声信号は0.572〜1.8KHz
の帯域が抽出され、この帯域の信号が0.273〜1.
5KHzの帯域にシフトされて送信機7の変調入力に加
えられることになる。このことにより変調器103eの
サブキャリア信号の周波数Fsc2を変化することで、
前述の周波数FL2,FH2が変化する。この様子を図
8に示す。なお、図8において、伝送周波数が3KHz
以上にならないのは入力信号が初めに3KHzで帯域制
限を受けているからである。
信側と同様の操作を行うことにより送信側で帯域抽出さ
れ、帯域シフトされた信号を帯域抽出はそのままでシフ
トされた帯域を元の帯域に戻すことができる。この動作
の様子を図9に示す。図9において、(a)はLPF1
04f、(b)は変調器104e、(c)はBPF10
4d、(d)はLPF104c、(e)は変調器104
b、(f)はBPF104aのそれぞれの出力の周波数
スペクトラムを実線で、入力のそれを破線で、また各フ
ィルタの通過帯域を一点鎖線で示す。また、各遮断周波
数およびサブキャリア信号周波数は送信側と同じに設定
している。
から必要な帯域を抽出しシフトししても同様の効果を得
られる。また、周波数シフトは実施例に示すように変調
によって実現するほか、DSPによっても実現すること
ができる。
意の帯域を抽出し、これを任意の帯域にシフトすること
により、任意の音声帯域を選択できるため、明瞭度に貢
献する帯域を抽出するようにすれば、狭い周波数帯域で
あっても、音質の改善をはかることができるという効果
を有する。
である。
である。
波数の関係を示す図である。
めの図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 ある一定期間Tにおける送信音声信号に
1/Nの時間圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号
とし、当該信号が入力される期間と同期して送信動作を
行い、送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のよう
に時間圧縮された信号により変調された送信信号を受信
して、その受信復調信号にN倍の時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、これらを期間T毎に繰り返す
同時送受話無線電話装置に用いる無線機の音声伝送方式
において、 音声帯域内の任意の帯域を任意の帯域幅で抽出し、その
抽出した信号を音声帯域内の任意の帯域にシフトした信
号を伝送することを特徴とする無線機の音声伝送方式。 - 【請求項2】 ある一定期間Tにおける送信音声信号に
1/Nの時間圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号
とし、当該信号が入力される期間と同期して送信動作を
行い、送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のよう
に時間圧縮された信号により変調された送信信号を受信
して、その受信復調信号にN倍の時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、これらを期間T毎に繰り返す
同時送受話無線電話装置に用いる無線機の音声伝送方式
において、 音声帯域内の任意の帯域を任意の帯域幅で抽出すると共
に、音声帯域内の任意の帯域にシフトする手段を備え、
当該手段を施した送信音声入力信号に前記時間圧縮を施
すことにより帯域を増大させた後に、スプラッタフィル
タにより帯域制限を行って、送信機の変調入力信号と
し、一方、受信機の復調出力信号に前記時間伸長を施し
た後に、前記帯域シフトと逆の帯域シフトを施して再生
受信音声出力信号を得ることを特徴とした無線機の音声
伝送方式。 - 【請求項3】 ある一定期間Tにおける送信音声信号に
1/Nの時間圧縮を施してこれを送信機の変調入力信号
とし、当該信号が入力される期間と同期して送信動作を
行い、送信動作外の期間は受信動作を行い、前記のよう
に時間圧縮された信号により変調された送信信号を受信
して、その受信復調信号にN倍の時間伸長を施した信号
を再生受信音声信号とし、これらを期間T毎に繰り返す
同時送受話無線電話装置に用いる無線機の音声伝送方式
において、 送信音声入力信号に前記時間圧縮を施して帯域を増大さ
せた後に、音声帯域のN倍(前記時間圧縮率の逆倍数)
の帯域内の任意の帯域を任意の帯域幅で抽出するととも
に、音声帯域のN倍に相当する帯域内の任意の帯域にシ
フトする手段を備え、 これらの手段を施した送信音声入力信号をスプラッタフ
ィルタにより帯域制限を行って送信機の変調入力信号と
し、一方、受信機の復調出力信号に前記帯域シフトと逆
のシフトを施した後に、前述の時間伸長を施して再生受
信出力信号を得ることを特徴とする無線機の音声伝送方
式。 - 【請求項4】 ある一定期間Tにおける送信音声信号に
1/2倍以上の時間圧縮をしてこれを送信機の変調入力
とし前記の時間圧縮された音声信号が入力される期間に
送信動作を行い、送信動作以外の期間は受信動作を行っ
て、前記送信信号を受信して、その受信信号を元の期間
Tに時間伸長して受信音声出力とし、これらの動作を期
間T毎に繰り返す同時送受話無線装置において、 音声帯域内の任意の周波数を有するサブキャリア信号
と、 送信音声信号によって前記サブキャリア信号を振幅変調
する変調器と、 前記変調器によって変調された信号の下側波帯を抽出す
る第1の信号抽出手段を備え、 前記第1の信号抽出手段の出力に前記時間圧縮を施し、 受信機の復調出力信号を時間伸長した受信側復調出力信
号により前記サブキャリア信号と同一の周波数を有する
サブキャリア信号と、 前記サブキャリア信号を振幅変調する変調器と、 前記変調器によって変調された信号の下側波帯を抽出す
る第2の信号抽出手段を備え、 前記第2の信号抽出手段の出力を受信出力とすることを
特徴とした無線機の音声伝送方式。
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