JPH1093524A - 変復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ通信のスループットを低下させず、１
本の電話回線により音声とデータを同時に伝送する変復
調装置を提供する。 【解決手段】 コーデック回路３は、音声ポート２から
の音声信号をデジタル信号に変換し出力する。フレーム
化回路４はこのデジタル信号をフレーム化し、フレーム
化回路９はデジタルポート７からのデジタル信号をフレ
ーム化する。多重化回路１０は、無音検出回路５による
無音検出が行われたときは、音声専用チャネルとその他
のチャネルにフレーム化回路４からのフレームを割り当
て、無音検出が行われないときは、音声専用チャネルに
フレーム化回路４からのフレームを、その他のチャネル
にフレーム化回路９からのフレームを割り当てて多重化
する。変復調回路１２は、多重化回路１０からのデジタ
ル信号をアナログ信号に変換してアナログ回線８に出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アナログ回線を
介した情報通信に使用される変復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、１本の電話回線を使用して音
声とデータの授受を同時に行うための技術が盛んに検討
されてきたが、その検討において問題になったのは音声
通信とデータ通信との間にある根本的な性格の相違であ
る。

【０００３】すなわち、音声通信においては、連続的な
音声波形を損うことがないようそのままの形態で送信側
から受信側へ送る必要がある。従って、音声通信におい
ては、音声波形を表す音声信号をリアルタイムに伝送す
ることが要求されるのである。ただし、音声通信におい
ては、伝送エラーが生じた場合には多少音声が聴き取り
難くなるかもしれないが、致命的な不具合ではない。従
って、音声通信においては、ある程度の伝送エラーは許
容される。一方、データ通信に関しては、音声通信のよ
うな厳しいリアルタイム性は要求されないが、伝送され
るデータに誤りがあってはならない。従って、データ通
信においては、データエラーの検出、データエラーが生
じた場合の再送制御が必須となる。

【０００４】このように伝送対象としての音声とデータ
とは全く性格の異なったものであり、これらは全く異な
った通信制御を必要とする。従って、音声とデータの同
時通信を行うためには、各々が必要とする通信制御の両
方を同時に提供することが必要とされるのである。

【０００５】そこで、基本的にはデータ通信の技術によ
り、音声とデータの両方の通信を行い、音声については
リアルタイムな通信を確保するための手段を講じるとい
う技術が提案されるに至った。より詳しくは次の通りで
ある。 ａ．データ端末装置等において生じたデータと電話機等
からの音声信号をデジタル化した音声データとに各々通
信チャネルを割り当てて多重化し、相手側装置へ伝送す
る。 ｂ．上記各データの通信においては、データ端末装置等
のプロトコルにより、誤り検出および再送制御を行う。 ｃ．上記多重化において通信チャネルの一部を音声専用
チャネルとする。音声通信のリアルタイム性を確保する
ため、音声データについてはこの音声専用チャネルに専
ら割り当てる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の音声・データ同時通信技術は、以下の問題を有して
いた。 （１）音声通信のための音声専用チャネルを占有するた
め、音声通信を行わずデータ通信のみを行う場合に比
べ、データ通信のスループットが著しく低下してしま
う。 （２）上述したように、音声データにエラーが生じたと
しても、音声が聴き取り難くなるだけで致命的な不具合
ではない。しかるに上述した従来の技術においては、こ
の音声データをも誤り検出および再送制御の対象として
いるため、データ端末装置等の負荷が大きく、必要な処
理を行うのに時間が掛かってしまう。

【０００７】この発明は、以上説明した事情に鑑みてな
されたものであり、データ通信のスループットを低下さ
せることなく、１本の電話回線を使用して音声とデータ
の両方を同時に伝送することができ、音声についてはリ
アルタイム性を損うことなく伝送することができる変復
調装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
音声ポートと、無音検出回路と、コーデック回路と、第
１のフレーム化回路と、デジタルポートと、第２のフレ
ーム化回路と、エラー検出回路と、多重化回路と、変復
調回路と、再送制御回路とを有する変復調装置であっ
て、音声またはデータの送信を行う場合、前記コーデッ
ク回路は、前記音声ポートから入力されるアナログ音声
信号を所定のサンプリング周波数のデジタル信号に変換
し、データ圧縮を行って出力し、前記無音検出回路は、
前記音声ポートから無音に相当するアナログ音声信号が
入力されることにより無音検出を行い、前記第１のフレ
ーム化回路は、前記コーデック回路から出力されるデジ
タル信号を音声情報であると識別可能なフレームにフレ
ーム化し、前記第２のフレーム化回路は、前記デジタル
ポートから入力されるデータをデータであると識別可能
なフレームにフレーム化し、前記多重化回路は、前記無
音検出回路による無音検出が行われたときは、音声専用
チャネルとその他のチャネルに前記第２のフレーム化回
路から得られるフレームを割り当てて多重化し、前記無
音検出回路による無音検出が行われないときは、音声専
用チャネルに前記第１のフレーム化回路から得られるフ
レームを割り当てると共にその他のチャネルに前記第２
のフレーム化回路から得られるフレームを割り当てて多
重化し、前記変復調回路は、前記多重化回路によって多
重化されたデジタル信号をアナログ信号に変調してアナ
ログ回線に送信し、前記再送制御回路は、通信相手から
の再送要求を前記変復調回路および前記多重化回路を介
して受信した場合に、該当するデータの再送を行うもの
であり、音声またはデータの受信を行う場合、前記変復
調回路は、前記アナログ回線を介して受信したアナログ
信号からデジタル信号を復調し、前記多重化回路は、前
記変復調回路から得られるデジタル信号の多重化を解
き、この結果得られるフレームのうち音声情報のフレー
ムを前記第１のフレーム化回路へ送ると共にデータのフ
レームを前記第２のフレーム化回路へ送り、前記第１の
フレーム化回路は、前記多重化回路からのフレームから
音声情報のデジタル信号を取り出し、前記コーデック回
路は、前記第１のフレーム化回路によって取り出された
デジタル信号から元のアナログ音声信号を復元して前記
音声ポートへ出力し、前記第２のフレーム化回路は、前
記多重化回路からのフレームからデータを取り出して前
記デジタルポートを出力し、前記エラー検出回路は、前
記多重化回路から前記第２のフレーム化回路に送られた
フレームのエラーを検出し、前記再送制御回路は、前記
エラー検出回路によってエラーが検出された場合に、通
信相手に対し再送要求を送る、ことを特徴とする変復調
装置を要旨とする。請求項２に係る発明は、前記デジタ
ルポートから入力されるデータを監視するデータ監視制
御回路を具備し、前記データ監視制御回路が行う監視の
結果、前記デジタルポートから入力されるデータの量が
少ないことまたはデータがないことが認められる場合
に、前記多重化回路が前記音声専用チャネルの数を増加
させ、前記コーデック回路がデータ圧縮の圧縮率を低下
させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の変
復調装置を要旨とする。請求項３に係る発明は、前記第
１のフレーム化回路は、情報部が音声情報である旨の識
別情報を用いて前記フレーム化を行い、前記第２のフレ
ーム化回路は、情報部がデータである旨の識別情報を用
いて前記フレーム化を行うことを特徴とする請求項１に
記載の変復調装置を要旨とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１０】Ａ．実施形態の構成 図２はこの発明の一実施形態である変復調装置の使用状
態を例示する図である。この例では、本実施形態に係る
変復調装置１４および１５がアナログ回線８を介して接
続されており、変復調装置１４には電話機１およびデー
タ端末６が、変復調装置１５には電話機１６およびデー
タ端末１７が各々接続されている。本実施形態に係る変
復調装置１４および１５は、１本のアナログ回線８を介
することにより、データ端末装置６および１７間のデー
タ通信、電話機１および１６間の音声通信を同時に行う
ことを可能にしようとするものである。

【００１１】図１は本実施形態に係る変復調装置１４ま
たは１５の構成を示すブロック図である。この図に示す
ように、本実施形態に係る変復調装置１４または１５
は、音声ポート２と、無音検出回路５と、コーデック回
路３と、第１のフレーム化回路４と、デジタルポート７
と、第２のフレーム化回路９と、エラー検出回路１１
と、多重化回路１０と、変復調回路１２と、再送制御回
路１３とを有する。なお、これらの各部の機能について
は、説明の重複を避けるため、以下の本実施形態の動作
の説明において述べる。

【００１２】Ｂ．実施形態の動作 以下、本実施形態の動作を説明する。

【００１３】（１）変復調装置１４が音声およびデータ
の送信を行う動作 電話機１から出力されるアナログ音声信号は、変復調装
置１４の音声ポート２に入力される。コーデック回路３
は、この音声ポート２を介して入力されるアナログ音声
信号を例えば８ｋＨｚのサンプリング周波数でサンプリ
ングし、量子化することにより８ビットのデジタル音声
信号を生成し、さらにこのデジタル音声信号にデータ圧
縮を施して出力する。第１のフレーム化回路４は、この
コーデック回路３から出力されるデジタル音声信号を用
いて図３に例示するＨＤＬＣ手順フレームフォーマット
のフレームを組み立てる。このフレーム組み立てにおい
ては、ＨＤＬＣ手順フレームの情報部に伝送対象たるデ
ジタル音声信号を組み込み、アドレス部には当該情報部
が音声情報である旨を示す識別情報としてアドレスＸを
組み込む。また、無音検出回路５は、音声ポート２を介
して入力されるアナログ音声信号のレベルを常時監視し
ており、無音に相当するアナログ音声信号が入力される
ときには無音検出信号を出力する。

【００１４】一方、データ端末６から出力されるデータ
は、デジタルポート７に入力される。第２のフレーム化
回路９は、このデジタルポート７を介して入力されるデ
ータを用いてＨＤＬＣ手順フレームフォーマットのフレ
ームを組み立てて出力する。このフレーム組み立てで
は、ＨＤＬＣ手順フレームの情報部に伝送対象たるデー
タを組み込み、アドレス部には当該情報部がデータであ
る旨を示す識別情報としてアドレスＹを組み込む。

【００１５】多重化回路１０は、第１のフレーム化回路
４および第２のフレーム化回路９から供給される各フレ
ームを時分割多重化し、変復調回路１２に供給する手段
である。さらに詳述すると、本実施形態においては、図
４に示すように、アナログ回線速度の逆数に相当する所
定の周期をＮ個のチャネル（以下、第１チャネル〜第Ｎ
チャネルという。）に分割し、これらのチャネルを制御
単位として、時分割制御によるデータ伝送を行う。ま
た、本実施形態では、図４に示すように、第１チャネル
が音声専用チャネルに設定されている。多重化回路１０
は、第１のフレーム化回路４および第２のフレーム化回
路９から供給される各フレームに対し、以下のようにし
てチャネルの割り当てを行い、各フレームを各々に割り
当てられたチャネルに対応した順序に並べて出力するこ
とにより多重化を行うものである。

【００１６】ａ．無音検出回路５から無音検出信号が出
力されているときは、第２のフレーム化回路９から供給
されるフレームを第１チャネル〜第Ｎチャネルにランダ
ムに割り当てる。

【００１７】ｂ．無音検出回路５から無音検出信号が出
力されていないときは、第１のフレーム化回路４から供
給されるフレームを音声専用チャネルである第１チャネ
ルに割り当て、第２のフレーム化回路９から供給される
フレームを第２チャネル〜第Ｎチャネルにランダムに割
り当てる。

【００１８】変復調回路１２は、多重化回路１０から出
力されるデジタル信号をアナログ信号に変調し、アナロ
グ回線８を介して相手側装置たる変復調装置１５へ送信
する。

【００１９】再送制御回路１３は、後述する受信動作に
より変復調回路１２および多重化回路１０を介して相手
側装置からの再送要求を受信した場合に、該当するデー
タの再送を行う。

【００２０】（２）変復調装置１４が音声およびデータ
の受信を行う動作 変復調回路１２は、この変復調装置１４の通信相手であ
る変復調装置１５からアナログ回線８を介してアナログ
信号を受信すると、このアナログ信号からデジタル信号
を復調し、多重化回路１０へ送る。多重化回路１０は、
この変復調回路１２から得られるデジタル信号の多重化
を解き、フレームに分解する。そして、このようにして
得られるフレームのうちアドレス部がアドレスＸである
フレームは、音声情報のフレームであるとみなし、第１
のフレーム化回路４へ送る。また、アドレス部がアドレ
スＹであるフレームは、データのフレームであるとみな
し、第２のフレーム化回路９へ送る。

【００２１】第１のフレーム化回路４は、ＨＤＬＣ手順
のフレーム化の解除を行う。すなわち、受信動作におい
てフレーム化回路４は、多重化回路１０から供給される
フレームから音声情報のデジタル信号を取り出し、コー
デック回路３へ送る。

【００２２】コーデック回路３は、このデジタル信号を
データ圧縮前のデジタル音声信号に戻した後、アナログ
音声信号に変換して出力する。このアナログ音声信号
は、音声ポート２を介して電話機１へ供給される。

【００２３】第２のフレーム化回路９では、多重化回路
１０から供給されるＨＤＬＣ手順フレームを解除し、フ
レーム内のデータを取り出して出力する。このデータ
は、デジタルポート７を介してデータ端末６に供給され
る。

【００２４】また、エラー検出回路１１は、多重化回路
１０から第２のフレーム化回路９に送られたＨＤＬＣ手
順フレームのフラグチェックシーケンス部を用いて当該
フレームのエラーのチェックを行う。このエラー検出回
路１１によるエラーチェックにおいてエラーが認められ
た場合、再送制御回路１３は、多重化回路１０および変
復調回路１２を介し、該当するデータの再送要求を通信
相手に送る。

【００２５】本実施形態では、このエラー検出回路１１
によるエラーチェックおよび再送制御回路１３による再
送要求は、データを情報部とするＨＤＬＣ手順フレーム
のみを対象として行われ、音声情報を情報部とするＨＤ
ＬＣ手順フレームに対しては行われない。これは、音声
通信においては、データ通信と異なり、リアルタイムな
通信が要求されるためである。

【００２６】Ｃ．他の実施形態 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明
の範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨
から逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば
以下のような他の実施形態が考えられる。

【００２７】（１）上記実施形態ではＮ個の通信チャネ
ルのうち第１チャネルのみを音声専用チャネルとした
が、これに限らず、音声専用チャネルを２つ、３つ等用
意することもできる。この場合、図１におけるコーデッ
ク回路３によるデータ圧縮率を下げることができ、デー
タ圧縮による音声通信の遅延を少なくすることができ
る。

【００２８】（２）図５に示すように、データ監視制御
回路１８を設け、これによりデジタルポート７を介して
入力されるデータを監視し、データの量が少ない場合ま
たはデータがない場合には、音声専用チャネルの数を増
やしたりまたは全チャネルを音声通信に割り当て、コー
デック回路３の圧縮率を下げる。

【００２９】この場合、コーデック回路３の圧縮率は、
ＨＤＬＣ手順等のプロトコルや、多重化回路の音声専用
チャネル数に対応した切り換え制御（音声専用チャネル
が１つであれば圧縮率Ｃ、２つであれば圧縮率Ｄ）等を
行うことにより、送信側の変復調装置と受信側の変復調
装置とで同じ圧縮率を使用するようにする。

【００３０】この実施形態について、図６を参照し、例
を挙げて説明する。まず、全回線速度を２８．８ｋｂｐ
ｓとし、これを３つのチャネルに分け、１つを音声専用
チャネルとする。

【００３１】ここで、音声とデータが同時に存在する場
合は、音声を９．６ｋｂｐｓ、データを１９．２ｋｂｐ
ｓで伝送する。また、無音検出回路５において無音検出
をした場合には、音声専用チャネルをデータ通信にも割
り当て、２８．８ｋｂｐｓでデータ通信を行う。

【００３２】そして、データ監視制御回路１８におい
て、データが少ないことを検出した場合には、音声は１
９．２ｋｂｐｓ、データは９．６ｋｂｐｓにて通信を行
う。また、データがないことを検出した場合には、２
８．８ｋｂｐｓで音声通信を行う。これらの場合には音
声の圧縮率を下げて通信を行う。

【００３３】（３）上記実施形態では、ＨＤＬＣ手順に
よるフレーム化を行ったが、他の手順、例えばＢＳＣ手
順によるフレーム化を行うようにしてもよい。図７はＢ
ＳＣ手順フレームのフォーマットを示すものである。音
声とデータを識別するために、上記実施形態ではＨＤＬ
Ｃ手順フレームのアドレス部を使用したが、このＢＳＣ
手順によるフレーム化を行う実施形態ではヘディング部
を用いて音声とデータの識別のための情報を伝送する。
また、データエラーのチェックは、ＨＤＬＣ手順ではフ
ラグチェックシーケンス部を用いるが、このＢＳＣ手順
によるフレーム化を行う実施形態ではＢＣＣ（ブロック
チェックシーケンス）を用いる。他の点については、上
記ＨＤＬＣ手順によりフレーム化を行う実施形態と何等
変るところはない。

【００３４】なお、フレーム化には、これ以外にも、Ｓ
ＤＬＣ手順、ＬＡＰＢ手順等もあるが、本発明はこれら
のあらゆるプロトコルに適応可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。 （１）音声通信は、通常は半二重通信であり、音声通信
の１／２以上は無音の通信を行っているとみなすことが
できる。本発明によれば、複数の通信チャネルを使用し
て音声とデータの同時通信が行われるが、その際に音声
の無音が検出され、無音のときには音声専用チャネルを
も使用してデータ通信が行われるため、データ通信のみ
の通信と同等のスループットが得られる。 （２）変復調装置内において、エラー検出および再送制
御が行われるため、データ端末がデータエラーに対する
プロトコルを持つ必要がなく、データ端末の負荷が軽減
される。 （３）上記のエラー検出および再送制御は、データのみ
を対象として行われ、音声については行われない。従っ
て、音声をリアルタイムに送ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態である変復調装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態を使用した通信システムを示す図
である。

【図３】 同実施形態において取り扱うＨＤＬＣ手順フ
レームのフォーマットを示す図である。

【図４】 同実施形態における通信チャネルの例を示す
図である。

【図５】 この発明の他の実施形態を示すブロック図で
ある。

【図６】 この発明の他の実施形態を示す図である。

【図７】 この発明の他の実施形態において取り扱うＢ
ＳＣ手順フレームのフォーマットを示す図である。

【符号の説明】

２ 音声ポート ５ 無音検出回路 ３ コーデック回路 ４ フレーム化回路（第１のフレーム化回路） ７ デジタルポート ９ フレーム化回路（第２のフレーム化回路） １１ エラー検出回路 １０ 多重化回路 １２ 変復調回路 １３ 再送制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 清春 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声ポートと、無音検出回路と、コーデ
   ック回路と、第１のフレーム化回路と、デジタルポート
   と、第２のフレーム化回路と、エラー検出回路と、多重
   化回路と、変復調回路と、再送制御回路とを有する変復
   調装置であって、 音声またはデータの送信を行う場合、 前記コーデック回路は、前記音声ポートから入力される
   アナログ音声信号を所定のサンプリング周波数のデジタ
   ル信号に変換し、データ圧縮を行って出力し、 前記無音検出回路は、前記音声ポートから無音に相当す
   るアナログ音声信号が入力されることにより無音検出を
   行い、 前記第１のフレーム化回路は、前記コーデック回路から
   出力されるデジタル信号を音声情報であると識別可能な
   フレームにフレーム化し、 前記第２のフレーム化回路は、前記デジタルポートから
   入力されるデータをデータであると識別可能なフレーム
   にフレーム化し、 前記多重化回路は、前記無音検出回路による無音検出が
   行われたときは、音声専用チャネルとその他のチャネル
   に前記第２のフレーム化回路から得られるフレームを割
   り当てて多重化し、前記無音検出回路による無音検出が
   行われないときは、音声専用チャネルに前記第１のフレ
   ーム化回路から得られるフレームを割り当てると共にそ
   の他のチャネルに前記第２のフレーム化回路から得られ
   るフレームを割り当てて多重化し、 前記変復調回路は、前記多重化回路によって多重化され
   たデジタル信号をアナログ信号に変調してアナログ回線
   に送信し、 前記再送制御回路は、通信相手からの再送要求を前記変
   復調回路および前記多重化回路を介して受信した場合
   に、該当するデータの再送を行うものであり、 音声またはデータの受信を行う場合、 前記変復調回路は、前記アナログ回線を介して受信した
   アナログ信号からデジタル信号を復調し、 前記多重化回路は、前記変復調回路から得られるデジタ
   ル信号の多重化を解き、この結果得られるフレームのう
   ち音声情報のフレームを前記第１のフレーム化回路へ送
   ると共にデータのフレームを前記第２のフレーム化回路
   へ送り、 前記第１のフレーム化回路は、前記多重化回路からのフ
   レームから音声情報のデジタル信号を取り出し、 前記コーデック回路は、前記第１のフレーム化回路によ
   って取り出されたデジタル信号から元のアナログ音声信
   号を復元して前記音声ポートへ出力し、 前記第２のフレーム化回路は、前記多重化回路からのフ
   レームからデータを取り出して前記デジタルポートを出
   力し、 前記エラー検出回路は、前記多重化回路から前記第２の
   フレーム化回路に送られたフレームのエラーを検出し、 前記再送制御回路は、前記エラー検出回路によってエラ
   ーが検出された場合に、通信相手に対し再送要求を送
   る、 ことを特徴とする変復調装置。
2. 【請求項２】 前記デジタルポートから入力されるデー
   タを監視するデータ監視制御回路を具備し、 前記データ監視制御回路が行う監視の結果、前記デジタ
   ルポートから入力されるデータの量が少ないことまたは
   データがないことが認められる場合に、前記多重化回路
   が前記音声専用チャネルの数を増加させ、前記コーデッ
   ク回路がデータ圧縮の圧縮率を低下させる制御を行うこ
   とを特徴とする請求項１に記載の変復調装置。
3. 【請求項３】 前記第１のフレーム化回路は、情報部が
   音声情報である旨の識別情報を用いて前記フレーム化を
   行い、 前記第２のフレーム化回路は、情報部がデータである旨
   の識別情報を用いて前記フレーム化を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の変復調装置。