JPH0766749A - 同時通話無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 占有周波数帯域を広げることなく、同一チャ
ンネル同時通話無線を行う。 【構成】 マイクロホン２からの音声信号の平均エネル
ギー分布の大きい周波数成分を低域通過フィルタ４によ
って抽出し、これを周波数シフト回路６によって低い周
波数にシフトさせる。このシフトさせた出力信号を、送
信用記録再生装置10において、第１の録音速度で録音後
に、この録音速度よりも速い第１の再生速度で再生し、
送受信部28によって送信する。この送受信部28が受信し
た信号を、受信用記録再生装置34によって第１の再生速
度と同じ速度で録音後に、第１の録音速度と同じ再生速
度で再生し、この再生信号を平均エネルギー分布の大き
い周波数に周波数シフト回路50によってシフトさせ、ス
ピーカ54から拡声する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線機に関し、特に同
一チャンネルを用いて同時通話を可能とした同時通話無
線機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、同一チャンネルを用いて同時通話
を可能とした無線機としては、例えば送信と受信とを交
互に速く繰り返し、送信側では一周期分の音声信号を例
えば３倍程度の速さで送信し、受信側では元の速度に戻
して復調することにより、一見連続して、送受信が同時
に行われているように見せかける方法が考えられる。

【０００３】例えば図４に示すように２台の無線機ａ、
ｂにおける同時通話の場合、時刻ｔ０からｔ２までの符
号（ａ）で示す１周期、例えば０．６秒の音声信号を無
線機ａ側において録音し、時刻ｔ２より約０．１秒前前
の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に発生するスタート
信号に続いて、符号（ａ′）で示すように時刻ｔ２から
時刻ｔ３までの約０．２秒間に、上記の１周期分の音声
信号を圧縮し、さらにこの圧縮信号で搬送波を変調し、
無線機ａから無線機ｂに送信する。この圧縮送信信号
は、同時に無線機ｂにおいて受信・復調及び録音され、
さらに符号（ａ″）で示されるように時刻ｔ３から時刻
ｔ６までの期間の約０．６秒に伸張されて、拡声され
る。

【０００４】一方、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの符号
（ｂ）で示す１周期、約０．６秒の音声信号を無線機ｂ
によって録音し、時刻ｔ５より約０．１秒前の時刻ｔ４
から時刻ｔ５までの期間に発生したスタート信号に続い
て、符号（ｂ′）で示すように、上記の１周期分の音声
信号を約０．２秒に圧縮し、さらにこの圧縮信号で搬送
波を変調し、無線機ｂから無線機ａに送信する。この圧
縮送信信号は、同時に無線機ａにおいて受信・復調及び
録音され、符号（ｂ″）で示されるように時刻ｔ６から
時刻ｔ７までの期間の約０．６秒に伸張され、拡声され
る。以下、同様にこのような動作を無線機ａ、ｂにおい
て繰り返すことによって、同一のチャンネルを使用しな
がら、あたかも同時に通話が行われているように見せか
けることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような同時送信方
法では、約０．６秒の期間の音声信号を約０．２秒の信
号に圧縮して、この圧縮信号で搬送波を変調して、送信
している。一般に音声信号の周波数帯域は、約０．３Ｋ
Ｈｚから３ＫＨｚと広いので、これを約１／３に圧縮し
て（０．２／０．６）、搬送波を変調した場合、変調さ
れた信号の周波数帯域は０．９ＫＨｚから９ＫＨｚと元
の音声信号の周波数帯域よりも広がってしまい、占有周
波数帯域幅が広がり、せっかく１チャンネルで同時通話
を可能にした意義が薄れてしまうという問題点があっ
た。

【０００６】音声合成のディジタル技術により占有周波
数帯域幅を広がらないようにする方法も考えられるが、
その場合、構成が複雑になるという新たな問題点が発生
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の各問題点を解決す
るために、本発明は、音声信号発生手段と、この音声信
号発生手段からの音声信号の平均エネルギー分布の大き
い周波数成分を抽出する周波数成分抽出手段と、この周
波数成分抽出手段によって抽出された周波数成分をこれ
よりも低い周波数にシフトさせる第１のシフト手段と、
この第１のシフト手段の出力信号を第１の録音速度で録
音した後に第１の録音速度よりも速い第１の再生速度で
再生する第１の録音・再生手段と、この第１の録音・再
生手段から再生された信号を送信する送信手段と、受信
手段と、この受信手段によって受信された信号を第１の
再生速度と同じ速度で録音した後に第１の録音速度と同
じ再生速度で再生する第２の録音・再生手段と、この第
２の録音・再生手段から再生された信号を上記平均エネ
ルギー分布の大きい周波数にシフトさせる第２のシフト
手段と、この第２のシフト手段の出力信号を拡声する拡
声手段とを、具備するものである。

【０００８】

【作用】本発明による同時通話無線機の或る１台におい
て、音声信号の平均エネルギー分布の大きい周波数成分
を抽出し、これを第１のシフト手段によって低い周波数
に周波数シフトさせている。このように周波数シフトさ
せた信号を第１の録音再生手段に第１の録音速度で録音
し、第１の録音速度よりも速い第１の再生速度で読みだ
し、即ち圧縮して、この圧縮信号を送信手段によって送
信する。

【０００９】本発明による別の同時通話無線機では、上
記送信手段によって送信された信号を受信手段によって
受信し、第１の再生速度と同じ速度の第２の録音速度で
第２の録音再生手段に書き込む。そして、第１の録音速
度と同じ速度である第２の再生速度で第２の録音再生手
段から読みだす。即ち、伸張する。この伸張された信号
を第２のシフト手段によって周波数シフトさせ、元の周
波数帯域の信号に戻し、拡声する。これによって上述し
たのと同様な同時通話が可能となる。しかも、送信する
場合に、明瞭度に大きく貢献する周波数成分のみを抽出
し、これを低い周波数にシフトさせてから圧縮している
ので、送信信号の占有周波数帯域を狭めることができ
る。

【００１０】

【実施例】この実施例の同時通話無線機は、図１に示す
ように、音声信号発生手段としてマイクロホン２を有し
ている。このマイクロホン２からの出力信号は、図２
（ａ）に示すように例えば０．３ＫＨｚから３ＫＨｚの
周波数成分を有している。

【００１１】マイクロホン２からの出力信号は、周波数
成分抽出手段、例えば帯域通過フィルタ４に供給されて
いる。この帯域通過フィルタ４は、例えばその通過帯域
が、例えば０．８ＫＨｚ乃至１．７ＫＨｚとされてお
り、図２（ａ）に示すように、マイクロホン２からの音
声信号のうち上記通過帯域の周波数成分を抽出する。音
声信号における０．８ＫＨｚ乃至１．７ＫＨｚの周波数
帯域は、図２（ａ）の音声信号の周波数特性から明らか
なように、通話の明瞭度に大きく影響する、平均エネル
ギー分布の大きい帯域である。

【００１２】この帯域通過フィルタ４の出力信号（０．
８ＫＨｚ乃至１．７ＫＨｚの周波数成分）は、周波数シ
フト回路６に供給され、例えば１．８ＫＨｚの局部発振
信号によって、１．７ＫＨｚの成分が０．１ＫＨｚに、
０．８ＫＨｚの成分が１ＫＨｚにそれぞれシフトされ
る。この周波数シフト回路６からの出力信号は、遮断周
波数が１ＫＨｚである低域通過フィルタ８に供給され
て、周波数シフトの際に例えば混変調等によって生じた
不要な周波数成分が除去され、送信用録音再生装置１０
に供給される。

【００１３】この録音再生装置１０は、送信用録音再生
回路１２、１４を有している。これら録音再生回路１
２、１４としては、例えば電荷転送素子（ＢＢＤ）また
は、ディジタルメモリ等を使用することができる。な
お、ディジタルメモリを使用する場合、帯域通過フィル
タ４の出力信号をＡ／Ｄ変換器によってディジタル化し
てディジタルメモリに記憶させ、またディジタルメモリ
から読みだしたディジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器によっ
てアナログ信号に変換されて、後段の機器に供給され
る。

【００１４】これら録音再生回路１２、１４には、例え
ば４．５５ＫＨｚの録音周波数信号によって、低域通過
フィルタ８の出力信号が例えば０．６秒間にわたって録
音される。この録音された音声信号は、録音周波数の３
倍の周波数である１３．６５ＫＨｚの再生周波数信号に
よって、録音再生回路１２、１４から０．２秒間で再生
される。即ち、圧縮される。録音周波数の３倍の再生周
波数で再生するので、図２（ｃ）に示すように、その再
生された信号の周波数帯域は、０．３ＫＨｚから３ＫＨ
ｚと３倍になるが、３倍になっても通常の音声信号の周
波数帯域と同じ帯域幅である。

【００１５】基本的には、録音再生回路は、１台だけで
よいが、１台だけであると、０．６秒間にわたって録音
した後の０．２秒で再生している間にも、送話が継続さ
れていると、通話内容が途切れるので、一方の録音再生
回路から再生している間に、他方の録音再生回路によっ
て録音を行うように構成している。

【００１６】そのため、録音再生回路１２、１４の入力
側と低域通過フィルタ８の出力側との間には、切換スイ
ッチ１６が設けられ、録音再生回路１２、１４の出力側
と、後段の機器であるバッファ増幅器１８との間には、
切換スイッチ２０が設けられている。

【００１７】これら切換スイッチ１６、２０は、送信用
タイミングパルス発生器２２からの送信切換信号ＳＷＴ
によって、低域通過フィルタ８の出力側が録音再生回路
１２に接続されているとき、録音再生回路１４の出力側
がバッファ増幅器１８に接続されるように、また逆に低
域通過フィルタ８の出力側が録音再生回路１４に接続さ
れているとき、録音再生回路１２の出力側がバッファ増
幅器１８に接続されるように制御される。

【００１８】また、録音周波数信号及び再生周波数信号
も、送信用タイミングパルス発生器２２によって発生さ
れ、録音再生回路１２のクロックパルス入力端子ＣＰＡ
と、録音再生回路１４のクロック入力端子ＣＰＢとに、
それぞれ供給される。

【００１９】さらに、送信用タイミングパルス発生器２
２は、送信開始を指示する信号が、呼出・待ち受け切換
スイッチ２４の操作によって発生したとき、スタート信
号発生器２６に例えば０．６秒周期で、スタート信号を
例えば０．１秒間にわたって発生させる。

【００２０】このスタート信号は、１．８ＫＨｚの信号
に続いて１．２ＫＨｚの信号を発生させるものである。
１．８ＫＨｚと１．２ＫＨｚの２つの信号を使用してい
るのは、１波の信号のみをスタート信号とした場合、同
じ周波数の雑音等をスタート信号と誤判断することがあ
るからで、誤判断しない他の信号形式でもよい。

【００２１】スタート信号もバッファ増幅器１８に供給
される。バッファ増幅器１８の出力信号は、送受信部２
８の変調信号入力端子ＭＯＤに供給される。この送受信
部２８は、スタート信号に同期して、送信用タイミング
パルス発生器２２が発生するプレス・ツゥ・トーク信号
が、ＰＴＴ端子に供給されたとき、ＭＯＤ端子に供給さ
れたバッファ増幅器１８の出力信号で、搬送波を例えば
周波数変調し、アンテナ３０から送信する。

【００２２】この振幅変調された信号の占有周波数帯域
幅は、録音再生回路１２、１４からの出力信号の周波数
帯域が０．３ＫＨｚから３ＫＨｚであるので、通常の音
声信号で変調する場合と同一である。

【００２３】また、送受信部２８は、同じ構成の他の同
時通話無線機から送信され、アンテナ３０で受信した信
号を復調し、音声信号端子ＳＰに出力する。この復調信
号には、圧縮音声信号が含まれており、この復調信号
は、バッファ増幅器３２から受信用録音再生装置３４に
供給される。

【００２４】この受信用録音再生装置３４も、録音再生
回路３６、３８を有している。これら録音再生回路３
６、３８は、１３．６５ＫＨｚの録音周波数信号によっ
て圧縮音声信号を０．２秒間にわたって録音し、その後
に、４．５５ＫＨｚの再生周波数信号によって０．６秒
間にわたって再生する。即ち、圧縮音声信号を、元の音
声信号に伸張する。この伸張された音声信号は、図２
（ｄ）に示すように０．１ＫＨｚから１ＫＨｚの周波数
帯域のものとなる。

【００２５】録音再生回路を２台設けているのは、送信
用録音再生装置１０において録音再生回路を２台設けた
のと同じ理由である。バッファ増幅器３２の出力側と録
音再生回路３６、３８の入力側との間には、切換スイッ
チ４０が設けられ、同じく録音再生回路３６、３８の出
力側と、後段の機器である低域通過フィルタ４２との間
には、切換スイッチ４４が設けられている。

【００２６】これら切換スイッチ４０、４４は、受信用
タイミングパルス発生器４６が発生する受信用切換信号
ＳＷＲによって、バッファ３２の出力側が録音再生回路
３６に接続されている間、録音再生回路３８の出力側が
低域通過フィルタ４２に接続されるように、逆にバッフ
ァ３２の出力側が録音再生回路３８に接続されている
間、録音再生回路３６の出力側が低域通過フィルタ４２
に接続されるように、切り換えられる。

【００２７】また、録音再生回路３６、３８への録音周
波数信号及び再生周波数信号は、受信用タイミングパル
ス発生器４６から、録音再生回路３６のクロック入力端
子ＣＰＣ及び録音再生回路３８のクロック入力端子ＣＰ
Ｄに供給される。

【００２８】このような切換スイッチ４０、４４の切
換、録音周波数信号及び再生周波数信号の発生を受信用
タイミングパルス発生器４６に開始させるために、スタ
ート信号検出器４８が設けられている。これは、送受信
部２８の音声信号端子ＳＰに生じたスタート信号を検出
し、受信用タイミングパルス発生器４６に供給する。

【００２９】録音再生装置３４によって伸張された、
０．１ＫＨｚから１ＫＨｚの音声信号は、遮断周波数が
例えば１ＫＨｚである低域通過フィルタ４２によって不
要な高調波成分が除去された後、周波数シフト回路５０
に供給される。この周波数シフト回路５０は、例えば
１．８ＫＨｚの局部発振信号を用いて、図２（ｅ）に示
すように、低域通過フィルタ４２の０．１ＫＨｚから１
ＫＨｚの音声信号を、１．７ＫＨｚから０．８ＫＨｚに
周波数シフトさせる。

【００３０】この周波数シフト回路５０の出力信号は、
周波数シフトの際に生じた混変調成分を除去するための
通過帯域が０．８ＫＨｚから１．７ＫＨｚである帯域通
過フィルタ５２を介してスピーカ５４に供給される。帯
域通過フィルタ５２は、受信待ち受け状態では、非作動
状態にあり、即ちミュート状態にあり、スタート信号検
出器４８がスタート信号を検出したとき、受信用タイミ
ングパルス発生器４６からのミュート解除信号によって
作動状態になる。

【００３１】また、応答スイッチ５６が設けられてお
り、呼出・待ち受け切換スイッチ２４が待ち受け状態に
あるとき、他の無線機から呼び出されたとき、この応答
スイッチ５６を操作することによって、呼出・待ち受け
切換スイッチ２４を介して送信用タイミングパルス発生
器２２に応答信号が供給され、送信用タイミングパルス
発生器２２が、送信可能なように送信用録音再生装置１
０、送受信部２８を制御する。

【００３２】このような構成の同時通話無線機２台で通
話をする場合の動作を図３を参照しながら説明する。図
３において、符号Ａで示した部分は、送話側の同時通話
無線機（以下無線機Ａと称する。）における送話に関連
する各部タイミング図で、符号Ｂで示した部分は、受話
側の同時通話無線機（以下無線機Ｂと称する。）におけ
る受話に関連する各部タイミング図である。

【００３３】時刻Ｔ０において無線機Ａにおいて、呼出
・待ち受け切換スイッチ２４を呼出側に切り換えると、
時刻Ｔ１までの０．１秒間にわたって、スタート信号発
生器２６がスタート信号を発生する。これは、バッファ
増幅器１８を介して送受信部２８のＭＯＤ端子に供給さ
れる。また、時刻Ｔ０にはタイミングパルス発生器２２
からプレス・ツゥ・トーク信号が発生しているので、ス
タート信号によって搬送波が変調され、アンテナ３０か
ら送信される。

【００３４】さらに、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期
間、送信用切換信号ＳＷＴによって低域通過フィルタ８
が録音・再生回路１４に接続され、録音・再生回路１２
の出力側がバッファ増幅器１８に接続される。しかし、
この時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期間、送信用タイミン
グパルス発生器２２から録音周波数信号及び再生周波数
信号は発生していないので、録音再生装置１０での録音
及び再生は行われない。

【００３５】時刻Ｔ１には、送信用切換信号ＳＷＴによ
って低域通過フィルタ８が録音・再生回路１２の入力側
に接続され、録音・再生回路１４の出力側がバッファ増
幅器１８に接続される。そして、録音・再生回路１２の
クロック入力端子ＣＰＡに、録音周波数信号が供給され
るので、録音・再生回路１２には、低域通過フィルタ８
の出力信号が録音される。この録音は、時刻Ｔ４までの
０．６秒間、継続される。

【００３６】時刻Ｔ０からＴ１にかけて無線機Ａから送
信されたスタート信号は、無線機Ｂのスタート信号検出
器４８によって検出され、時刻Ｔ１には、この検出信号
に応じて、受信用タイミングパルス発生器４６からの受
信用切換信号ＳＷＲによって、録音・再生回路３６の出
力側が低域通過フィルタ４２に接続され、かつバッファ
増幅器３２の出力側が録音・再生回路３８の入力側に接
続されるように、切換スイッチ４０、４４が切り換えら
れる。この状態は時刻Ｔ２までの０．２秒間継続する。

【００３７】また、時刻Ｔ１には、受信用タイミングパ
ルス発生器４６がミュート解除信号を発生し、帯域通過
フィルタ５２が作動状態となり、ミュートが解除され
る。

【００３８】時刻Ｔ２には、受信用切換信号ＳＷＲによ
って、録音・再生回路３８の出力側が低域通過フィルタ
４２に接続され、かつバッファ増幅器３２の出力側が録
音・再生回路３６の入力側に接続されるように、切換ス
イッチ４０、４４が切り換えられる。

【００３９】時刻Ｔ０から０．６秒経過した時刻Ｔ３
に、無線機Ａのスタート信号発生器２６が再びスタート
信号を発生し、これは時刻Ｔ４まで継続し、無線機Ｂに
送信される。時刻Ｔ４に、無線機Ａでは送信用切換信号
ＳＷＴによって録音・再生回路１２の出力側がバッファ
増幅器１８に接続され、録音・再生回路１４の入力側が
低域通過フィルタ８に接続される。そして、時刻Ｔ４か
ら時刻Ｔ５までの０．２秒間にわたって、録音・再生回
路１２に再生周波数信号が供給される。これによって、
時刻Ｔ１からＴ４までの０．６秒間にわたって録音・再
生回路１２に録音された音声信号が、圧縮されて、無線
機Ｂに向かって送信される。

【００４０】同時に、録音・再生回路１４のクロック入
力端子ＣＰＢには、録音周波数信号が供給されるので、
時刻Ｔ４以後も送話を行っている場合、録音再生回路１
４に録音される。

【００４１】時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの０．２秒間に
は、無線機Ｂにおいて録音・再生回路３６のクロック入
力端子ＣＰＣに録音周波数信号が供給されるので、時刻
Ｔ４からＴ５にかけて、無線機Ａから送信された圧縮さ
れた信号は、無線機Ｂの録音・再生回路３６に録音され
る。

【００４２】時刻Ｔ５には、無線機Ｂにおいて、受信用
切換信号ＳＷＲによって録音・再生回路３６の出力側が
シフト回路４２に接続され、かつ録音・再生回路３８の
入力側がバッファ増幅器３２に接続されるように、切換
スイッチ４０、４４が切り換えられる。そして、録音・
再生回路３６のクロック入力端子ＣＰＣに再生周波数信
号が時刻Ｔ５からＴ８にかけて供給され、時刻Ｔ４から
Ｔ５にかけて録音された圧縮信号が、伸張しながら再生
される。以下、同様にして無線機Ａからの送話は、無線
機Ｂに送信される。

【００４３】上記の説明は、無線機Ａから送話する場合
であるが、無線機Ａからの送話に応じて無線機Ｂから送
話する場合、例えば時刻Ｔ１０からＴ１１までの０．６
秒間の送話が、無線機Ｂの送信用録音・再生装置１０に
おいて録音され、時刻Ｔ１１からＴ６までの０．２秒間
に圧縮されて、無線機Ａに送信され、時刻Ｔ６からＴ９
までの０．６秒間に、無線機Ａの受信用録音・再生装置
３４によって伸張される。

【００４４】上記の実施例では、音声信号の０．８ＫＨ
ｚから１．７ＫＨｚの帯域を帯域通過フィルタ４によっ
て抽出したが、必ずしもこの周波数帯域に限ったもので
はなく、若干ずれることもある。また、上記の実施例で
は、０．６秒間で録音し、０．２秒間で再生したが、こ
の録音時間及び再生時間は、占有可能な周波数帯域に応
じて変更することができ、占有可能な周波数帯域を上記
の実施例のように３ＫＨｚとした場合であっても、スタ
ート信号の発生時間の関係から、例えば録音時間を１．
２秒、再生時間を０．４秒とすることもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、音声信
号を録音して、圧縮して送信することによって同一チャ
ンネルを用いて同時通話するに際して、音声信号の帯域
を明瞭度に大きく貢献する平均エネルギー分布の大きい
領域のみを抽出して、これを圧縮するようにしているの
で、占有周波数帯域を広げることなく、同一チャンネル
を用いて同時通話を行える。しかも、使用する機器は、
録音再生装置と抽出手段であるので、ディジタル技術を
用いた複雑なものではなく、通常の無線機のごくわずか
な改造だけで対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による同時通話無線機の１実施例のブロ
ック図である。

【図２】同実施例の各部におけるスペクトラム図であ
る。

【図３】同実施例のタイミングチャートである。

【図４】従来の同時通話無線方式のタイミングチャート
である。

【符号の説明】

２ マイクロホン（音声信号発生手段） ４ 帯域通過フィルタ（周波数成分抽出手段） ６ 周波数シフト回路（第１のシフト手段） １０ 送信用録音再生装置（第１の録音・再生手段） ２８ 送受信部（送信手段、受信手段） ３４ 受信用録音再生装置（第２の録音・再生手段） ５０ 周波数シフト回路（第２のシフト手段） ５４ スピーカ（拡声手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声信号発生手段と、この音声信号発生
   手段からの音声信号の平均エネルギー分布の大きい周波
   数成分を抽出する周波数成分抽出手段と、この周波数成
   分抽出手段によって抽出された周波数成分をこれよりも
   低い周波数にシフトさせる第１のシフト手段と、この第
   １のシフト手段の出力信号を第１の録音速度で録音した
   後に第１の録音速度よりも速い第１の再生速度で再生す
   る第１の録音・再生手段と、この第１の録音・再生手段
   から再生された信号を送信する送信手段と、受信手段
   と、この受信手段によって受信された信号を第１の再生
   速度と同じ速度で録音した後に第１の録音速度と同じ再
   生速度で再生する第２の録音・再生手段と、この第２の
   録音・再生手段から再生された信号を上記平均エネルギ
   ー分布の大きい周波数にシフトさせる第２のシフト手段
   と、この第２のシフト手段の出力信号を拡声する拡声手
   段とを、具備する同時通話無線機。