JPS6324335B2 - - Google Patents

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JPS6324335B2
JPS6324335B2 JP7396579A JP7396579A JPS6324335B2 JP S6324335 B2 JPS6324335 B2 JP S6324335B2 JP 7396579 A JP7396579 A JP 7396579A JP 7396579 A JP7396579 A JP 7396579A JP S6324335 B2 JPS6324335 B2 JP S6324335B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
input signal
flag
data signal
modulated data
Prior art date
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Expired
Application number
JP7396579A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55166359A (en
Inventor
Yotaro Hachitsuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
Priority to JP7396579A priority Critical patent/JPS55166359A/en
Publication of JPS55166359A publication Critical patent/JPS55166359A/en
Publication of JPS6324335B2 publication Critical patent/JPS6324335B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H04L1/206Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector for modulated signals

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は被変調データ信号の検出装置に関す
る。 被変調データ信号とは、デジタルデータ信号で
搬送波を変調してなるもので、一例をあげると音
声帯域を使用する音声級データ信号がある。この
音声級データ信号は、4.8Kb/sや9.6Kb/sの
データ信号をQAMあるいは4相PSKなどの変調
方式で例えば2KHzのアナログ搬送波に乗せたも
のである。 デジタル信号処理技術の進歩に伴つてデジタル
通信化が進み、且つ経済化のための伝送路の有効
利用のためにデジタル音声挿入方式(Digital
Speech Interpolation;DSI)が採用されている
現在、通常の電話回線に音声級データ信号が伝送
された場合はDSIのフリーズアウト多発という問
題が生ずる。 DSI方式は元来、電話の会話にあつては相手の
話を聞く必要があるため個々の通話者が実際に話
をする平均時間は通話時間の略半分であること、
及び話をしている間でも音節、単語あるいは句の
間毎にポーズがあること、など音声として伝送す
る必要のない時間が通話に存在するという冗長性
に着目して開発されている。即ち、通話が成立し
ている多数の電話回線を瞬時的に観察すると、そ
の半分以下にだけしか音声信号が存在しないので
ある。そこでDSI方式では、各回線(入力トラン
ク)のデジタル化されている音声信号を所定個数
の一定の標本値群である単位ブロツク(時間的に
は数ms)に区分し、各単位ブロツク毎に当該単
位ブロツク内に音声が存在するか否かを音声検出
器で判定して音声が存在する単位ブロツクを抽出
し、抽出した各入力トランクの単位ブロツクだけ
を相互の空部分に挿入して所定数のDSI出力チヤ
ネルに再編成したうえで伝送するのである。この
ようにして上記冗長性を除くことによつてDSI出
力チヤネル数が入力トランク総数の半分以下で済
み、伝送路を2倍以上に活用できる。 しかし、音声信号の代りに音声級データ信号が
電話回線で伝送されると、音声級データ信号は会
話と違つて一方的に送出され、しかも音声の如き
ポーズがないので、音声検出器はその全送出期間
に亘つて全単位ブロツクに音声が存在すると判定
してしまう。この結果、アクテイブな入力トラン
ク数がDSI出力チヤネル数を超え、いずれかのア
クテイブな入力トランクの情報が瞬時的に伝送さ
れなくなるというフリーズアウトが生ずるのであ
る。このフリーズアウトに際し、音声信号が瞬断
される場合と音声級データ信号が瞬断される場合
とでは事情が大きく異なる。即ち、音声信号の瞬
断は音声品質上多少の異和感を受けるが、受話者
は通話内容を殆んど理解できる。これに対し音声
級データ信号の瞬断は、情報としての用をなさな
くなるのである。 そこで通常の電話回線に音声級データ信号が伝
送された場合は、DSIを通さずに専用回線で伝送
させるか、あるいは瞬断させることなくDSIを通
すかのいずれかの処置が必要となる。この場合重
要なことは、入力信号が音声級データ信号である
か否かをできる限り正確且つ素早く検出すること
である。この検出にはDSIの各入力トランクの信
号を復調することによつても行えるが、音声級デ
ータ信号の変調方式が特定しきれないこと等によ
つて実用的ではなかつた。 以上DSI方式の採用にからんで音声級データ信
号の検出の必要性を述べたが、音声信号と被変調
データ信号とを識別することは通信の分野におい
てしばしば必要とされることは言うまでもない。 本発明はこのような要望に応えた被変調データ
信号の検出装置を提供することを目的とする。斯
かる目的を達成する本発明の構成は、デジタル化
された入力信号が被変調データ信号であるか音声
信号であるかを判定するものにおいて、アダプテ
イブフイルタと、前記入力信号を一定区間毎に区
分した単位ブロツク毎に、前記アダプテイブフイ
ルタ各段のフイルタ係数が各段毎に定めた特定領
域内に在るか否かを判定する係数値域判定器と、
この係数値域判定器の在りとする判定が連続する
複数個の単位ブロツクのうち所定数以上の単位ブ
ロツクに対してなされることを、入力信号を被変
調データ信号と判定する条件とした信号判定器と
を備えたことを特徴とし、またデジタル化された
入力信号が被変調データ信号であるか音声信号で
あるかを判定するものにおいて、アダプテイブフ
イルタと、前記入力信号を一定区間毎に区分した
単位ブロツク毎に、前記アダプテイブフイルタ各
段のフイルタ係数が各段毎に定めた特定領域内に
在るか否かを判定する係数値領域判定器と、前記
入力信号の単位ブロツク当りの電力を計算して規
準値以上であるか否かを比較する電力計算器と、
前記入力信号を前記一定区間若しくはこれより長
い区間に区分したブロツク毎に、該ブロツク内の
零交叉数を計数して特定範囲内に在るか否かを判
定する零交叉数計数器と、この零交叉数計数器に
在りと判定され且つ電力計算器に規準値以上と判
定され且つ係数値域判定器に在りと判定された単
位ブロツクが連続する複数個の単位ブロツクのう
ち所定数以上を占めることを、入力信号を被変調
データ信号と判定する条件とした信号判定器とを
備えたことを特徴とする。 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。なお、本実施例においては、音声信号及び
被変調データ信号はともに8KHz、13bitのリニア
PCM信号で与えられているものとし、更に被変
調データ信号は搬送波が約2KHzの音声級データ
信号として説明する。 実施例装置の説明に先立ち、本発明の基礎とな
つた被変調データ信号の諸特性、即ちスペクトラ
ム、零交叉数及びブロツク内電力について触れて
おく。 (a) 被変調データ信号は伝送路の帯域幅にスペク
トルを整合させるため変調後に必らずスペクト
ル整形フイルタを通されているので、被変調デ
ータ信号はこの整形フイルタに起因した固有の
相関を標本値間に有し、また最適の予測を与え
る予測係数はこの整形フイルタの定数の依存す
る。本発明は後者の性質を利用している。 (b) 被変調データ信号は特定の搬送波(例えば
2KHz)を変調した後に上記整形フイルタに通
されているため、スペクトラムは帯域内でほぼ
平坦であり、単位ブロツク当りの零交叉数は音
声信号と違つて上記搬送波に基づく一定範囲内
の値しかとり得ない。 (c) 被変調データ信号は通常−12dBmO程度の電
力で送出され、しかも電力変動は比較的少な
い。なお、4相PSK変調を受けたものは電力
は略完全に一定であるが、QAM変調を受けた
ものは振幅変調が入るので若干の変動はある。
しかしその程度は音声信号に比較すれば非常に
小さい。上記(b)項及び(c)項の性質を利用して検
出性能を向上させることができる。なお、第1
図a,b及びcに夫々、4.8Kb/sの音声級デ
ータ信号、9.6Kb/sの音声級データ信号及び
音声信号の電力スペクトラムを示してある。 第2図は本発明の実施例装置を示すブロツク図
であり、図中、1は入力端子、2〜5は出力端
子、6は零交叉数計数器、7はアダプテイブ予測
器、8は減算器、9は係数値域判定器、10は電
力計算器、11は電力比較器、12は観測時間設
定器、13は信号判定器、16はアダプテイブフ
イルタである。入力端子1にはデジタル入力信号
Sがドリフト補償されて入力される。 零交叉数計数器6は、デジタル入力信号Sを32
サンプル毎のブロツク(4ms)に区分してブロツ
ク毎の零交叉数Zcを計数し、下式(1)が成立する
時に当該ブロツクの零交叉数判定フラツグとして
Z−Flag″1″を立て、それ以外ではZ−Flag″0″を
立てて信号判定器13に送出する。 7≦Zc≦20 …(1) 但し(1)式でのスレツシヨルドは、サンプリング
周波数が8KHzで且つブロツク長が32サンプルの
場合である。 電力計算器10は、デジタル入力信号Sを細か
い判定のために16サンプル毎の単位ブロツク
(2ms)に区分して次式(2)あるいは(3)に基づいて
ブロツク内電力Pwを計算し、例えば第1表に示
す電力レベルの区分によつて電力区分フラツグと
してP−Flag“0”、“1”、“2”を立てて信号判
定器13、観測時間設定器12及びアダプテイブ
フイルタ16のアダプテイブ予測器7に送出する
と共に、計算値Pwを電力比較器11に送出する。
但し、式(2)、(3)において、Nは単位ブロツク長で
この場合N=16、またXjは各サンプルの振幅値
である。 Pw=1/NNj=1 |Xj| …(3)
The present invention relates to a detection device for modulated data signals. The modulated data signal is obtained by modulating a carrier wave with a digital data signal, and an example is a voice-grade data signal that uses a voice band. This voice-grade data signal is a 4.8 Kb/s or 9.6 Kb/s data signal placed on, for example, a 2 KHz analog carrier wave using a modulation method such as QAM or 4-phase PSK. With the advancement of digital signal processing technology, digital communication is progressing, and in order to make effective use of transmission paths for economical purposes, digital voice insertion method (Digital
Speech Interpolation (DSI) is currently being adopted, and when voice-grade data signals are transmitted over regular telephone lines, the problem arises that DSI frequently freezes out. Originally, the DSI method was based on the fact that during a telephone conversation, it is necessary to listen to what the other party is saying, so the average time each caller actually speaks is about half of the call time.
It has also been developed focusing on the redundancy that there are times in a call that do not need to be transmitted as audio, such as pauses between syllables, words, or phrases, even while speaking. That is, if you instantaneously observe a large number of telephone lines on which calls are being made, you will find that voice signals are present on only less than half of them. Therefore, in the DSI method, the digitized audio signal of each line (input trunk) is divided into unit blocks (several ms in time), which are a predetermined number of fixed sample value groups, and each unit block is divided into A voice detector determines whether or not a voice exists in a unit block, extracts a unit block in which voice exists, and inserts only the extracted unit blocks of each input trunk into each other's empty spaces to create a predetermined number of blocks. It is then reorganized into a DSI output channel and then transmitted. By eliminating the above-mentioned redundancy in this manner, the number of DSI output channels can be reduced to less than half of the total number of input trunks, and the transmission path can be more than doubled. However, when a voice-grade data signal is transmitted over a telephone line instead of a voice signal, the voice-grade data signal is transmitted unilaterally unlike a conversation, and there are no pauses like voice, so the voice detector is It is determined that audio exists in all unit blocks throughout the transmission period. As a result, the number of active input trunks exceeds the number of DSI output channels, causing a freeze-out in which information on any active input trunk is momentarily no longer transmitted. At the time of this freeze-out, the circumstances differ greatly depending on whether the audio signal is momentarily interrupted or when the voice-grade data signal is momentarily interrupted. That is, although a momentary interruption of the audio signal causes some discomfort in terms of audio quality, the receiver can understand most of the content of the call. On the other hand, a momentary interruption of the voice-class data signal renders it useless as information. Therefore, when a voice-grade data signal is transmitted over a regular telephone line, it is necessary to either transmit it on a dedicated line without passing through DSI, or to pass it through DSI without momentary interruption. What is important in this case is to detect as accurately and quickly as possible whether the input signal is a voice-grade data signal or not. This detection can also be done by demodulating the signals of each input trunk of the DSI, but this is not practical because the modulation method of the voice-class data signal cannot be specified. The necessity of detecting voice-grade data signals has been described above in connection with the adoption of the DSI method, but it goes without saying that distinguishing between voice signals and modulated data signals is often required in the field of communications. An object of the present invention is to provide a modulated data signal detection device that meets such demands. The configuration of the present invention to achieve such an object is to determine whether a digitized input signal is a modulated data signal or an audio signal, and includes an adaptive filter and a filter that filters the input signal at regular intervals. a coefficient range determiner for determining whether or not the filter coefficients of each stage of the adaptive filter are within a specific region determined for each stage, for each unit block divided into;
A signal determiner that determines that an input signal is a modulated data signal by determining that the coefficient range determiner exists for a predetermined number or more of consecutive unit blocks. and an adaptive filter for determining whether a digitized input signal is a modulated data signal or an audio signal; a coefficient value region determiner for determining whether or not the filter coefficients of each stage of the adaptive filter are within a specific region determined for each stage; A power calculator that calculates power and compares whether it is equal to or higher than a standard value;
a zero-crossing number counter that counts the number of zero-crossings in each block that divides the input signal into the certain period or a longer period to determine whether or not it is within a specific range; Unit blocks determined to be present by the zero-crossing counter, determined to be equal to or greater than a reference value by the power calculator, and determined to be present by the coefficient range determiner occupy a predetermined number or more of the plurality of consecutive unit blocks. The present invention is characterized in that it includes a signal determiner that uses as a condition for determining an input signal as a modulated data signal. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this example, both the audio signal and the modulated data signal are 8KHz, 13bit linear.
It is assumed that the modulated data signal is given as a PCM signal, and the modulated data signal will be explained as a voice-grade data signal with a carrier wave of about 2 KHz. Before explaining the embodiment device, let us touch on various characteristics of the modulated data signal, which are the basis of the present invention, ie, the spectrum, the number of zero crossings, and the power within the block. (a) Since the modulated data signal always passes through a spectrum shaping filter after modulation in order to match the spectrum to the bandwidth of the transmission path, the modulated data signal samples the inherent correlation caused by this shaping filter. The prediction coefficients that have between values and give the best prediction depend on the constants of this shaping filter. The present invention takes advantage of the latter property. (b) The modulated data signal is transmitted over a specific carrier (e.g.
2KHz) and then passes it through the above shaping filter, so the spectrum is almost flat within the band, and unlike an audio signal, the number of zero crossings per unit block can only take values within a certain range based on the above carrier wave. I don't get it. (c) The modulated data signal is typically transmitted with a power of about -12 dBmO, and the power fluctuations are relatively small. Note that the power that has been subjected to 4-phase PSK modulation is almost completely constant, but the power that has been subjected to QAM modulation is subject to amplitude modulation, so there is some fluctuation.
However, the degree of this is very small compared to the audio signal. Detection performance can be improved by utilizing the properties of items (b) and (c) above. In addition, the first
Figures a, b, and c show the power spectra of a 4.8 Kb/s voice-grade data signal, a 9.6 Kb/s voice-grade data signal, and a voice signal, respectively. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an input terminal, 2 to 5 are output terminals, 6 is a zero-crossing counter, 7 is an adaptive predictor, and 8 is a subtracter. , 9 is a coefficient range determiner, 10 is a power calculator, 11 is a power comparator, 12 is an observation time setter, 13 is a signal determiner, and 16 is an adaptive filter. A digital input signal S is drift-compensated and inputted to the input terminal 1 . The zero-crossing counter 6 receives the digital input signal S by 32
Divide each sample into blocks (4 ms), count the zero crossing number Zc for each block, and when the following formula (1) holds true, set Z-Flag ``1'' as the zero crossing number determination flag for the block, and then Otherwise, Z-Flag "0" is set and sent to the signal judger 13. 7≦Zc≦20 (1) However, the threshold in equation (1) is when the sampling frequency is 8 KHz and the block length is 32 samples. The power calculator 10 divides the digital input signal S into unit blocks (2 ms) of every 16 samples for detailed judgment, and calculates the intra-block power Pw based on the following equation (2) or (3). P-Flag "0", "1", and "2" are set as power classification flags according to the power level classification shown in Table 1, and the signal judgment unit 13, observation time setter 12, and adaptive filter 16 are controlled. The calculated value Pw is sent to the adaptive predictor 7, and the calculated value Pw is also sent to the power comparator 11.
However, in equations (2) and (3), N is the unit block length, in this case N=16, and Xj is the amplitude value of each sample. Pw=1/N Nj=1 |Xj| …(3)

【表】 アダプテイブフイルタ16は減算器8とアダプ
テイブ予測器7とで構成され、詳細は後述する
が、次式(4)で与えられる各サンプリング点Kにお
ける予測誤差e(K)の2乗を最少とするようにフル
タ係数(予測係数)ai(K)を逐次調整・制御してこ
のフイルタ係数ai(K)を係数値域判定器9に送出す
る。但しf(K)は各サンプル点Kでのフイルタ出力
(予測値)である。 e(K)=S(K)−f(K) …(4) 係数値域判定器9は本実施例の場合、アダプテ
イブフイルタ16のアダプテイブ予測器7におけ
る各タツプ毎(本実施例では4タツプ)のフイル
タ係数a1(K)、a2(K)、a3(K)、a4(K)に対し、次式(5)に
よる16サンプルの単位ブロツク(2ms)毎のブロ
ツク内係数平均値iを計算し、次式(6)が全て成立
する時に係数判定フラツグとしてC−Flag“1”
を立て、その他ではC−Flag“0”を立てて信号
判定器13に送出する。 i=1/NNj=1 ai(K+1−j) …(5) (但しi=1〜4、N=16) 但し、(6)式における各値域のスレツシヨルド
ATh1i,ATh2i(i=1〜4)はシミユレーシヨン
によつて第2表の値を得ているが、この値はアダ
プテイブフイルタ16のタツプ数によつて適宜定
まる。なお平均値で判定する他に係数値域判定器
9は、16サンプル中の所定数以上のサンプルにお
いて個々のフイルタ係数ai(K)自体が(6)式を満たす
時に当該単位ブロツクに対しC−Flag“1”を立
てるようにしても良い。
[Table] The adaptive filter 16 is composed of a subtracter 8 and an adaptive predictor 7, and the details will be described later, but the prediction error e(K) at each sampling point K given by the following equation (4) is squared. The filter coefficients (prediction coefficients) a i (K) are successively adjusted and controlled so as to minimize the filter coefficients a i (K), and the filter coefficients a i (K) are sent to the coefficient range determiner 9. However, f(K) is the filter output (predicted value) at each sample point K. e(K)=S(K)-f(K)...(4) In the case of this embodiment, the coefficient range determiner 9 calculates the value for each tap in the adaptive predictor 7 of the adaptive filter 16 (in this embodiment, 4 taps). For the filter coefficients a 1 (K), a 2 (K), a 3 (K), and a 4 (K) of tap), the intra-block coefficients for each unit block (2 ms) of 16 samples are calculated using the following equation (5). Calculate the average value i , and set C-Flag “1” as the coefficient judgment flag when all of the following equations (6) hold true.
is set, and in other cases, the C-Flag is set to "0" and sent to the signal determiner 13. i = 1/N Nj=1 a i (K+1-j) ...(5) (however, i = 1 to 4, N = 16) However, the threshold of each range in equation (6)
The values of A T h 1i and A T h 2i (i=1 to 4) shown in Table 2 are obtained by simulation, and these values are appropriately determined depending on the number of taps of the adaptive filter 16. In addition to making the determination based on the average value, the coefficient range determiner 9 determines C- for the unit block when the individual filter coefficient a Flag “1” may be set.

【表】 信号判定器13は、前述したZ−Flag、P−
Flag、C−Flagを入力とし、16サンプルの単位
ブロツク(2ms)内にデータがある可能性を示す
一時検出フラツグd−Flag“1”を次式(7)の判定
ロジツクによつて立て、基本的にはこのd−
Flag“1”が連続する4単位ブロツク(8ms)内
で3回以上立つ時に、入力信号Sが音声級データ
信号であるとするデータ判定フラツグD−Flag
“1”を立てて出力端子2に送出する。 但し、d−Flagの“1”、“0”をもとにして
D−Flag“1”を立てる条件は上述の〔3回以
上/4単位ブロツク〕には限らず適宜定められ
る。 本実施例の信号判定器13は、判定に際して更
に次のような機能を有する。第1の機能は、デー
タ検出の判定を短時間で結着させるもので、観測
時間設定器12の出力tによつて制御される。こ
の観測時間設定器12はタイムカウンタであり、
P−Flag“2”が一度立つた時から例えば20ms、
即ち10単位ブロツクまでをカウントし、これを超
えた時はカウントしない。そこでP−Flag“2”
が立つてから20ms以内にD−Flag“1”の成立条
件が満足されない場合は、以降少なくともP−
Flagが“0”又は“1”となるまで出力端子3
にV−Flag“1”を立て、その間の入力信号Sは
音声信号と見なして判定を打ち切り、次回の判定
を待機する。第2の機能は、データ検出の判定確
度を向上させるもので、Z−Flag“0”によつて
制御される。即ち、上記したP−Flag“2”の立
上り20ms以内で少なくとも1つのブロツク
(4ms)にでもZ−Flag“0”が存在すれば、D−
Flag“1”の成立条件が満たされてもこれは無視
され、そのブロツク以降少なくともP−Flagが
“0”又は“1”となるまで出力端子3にV−
Flag“1”を立てその間は音声信号と見なし、誤
判定の危険を避ける。第3の機能は、D−Flag
“1”が立つた場合の音声級データ信号のモデム
内容を識別するものであり、電力比較器11の出
力Rを情報とする。電力比較器11は電力計算器
10からのブロツク内電力Pwと、自らが前式(2)
あるいは前式(3)に準じて計算した予測誤差eのブ
ロツク内電力PwAとの比R=20logPw/PwAを演算 して信号判定器13に送出する。信号判定器13
は、P−Flag“2”の立上り後20ms間でD−
Flag“1”の立つた単位ブロツクに対してのみ比
Rの平均値=1/KKL=1 RLを算出し、≧6.0の時 に4.8Kb/s以下のモデムデータであるとして出
力端子4にM1−Flag“1”を立て、逆に<6.0
の時には9.6Kb/sのモデムデータであるとして
出力端子5にM2−Flag“1”を立てる。この識別
条件は、第1図a,bよりわかるように、
9.6Kb/sの音声級データ信号(第1図b)の方
が4.8Kb/sの音声級データ信号(第1図a)よ
りも平坦部が広いため、それだけ予測誤差が大き
いということによつている。 さて前出のアダプテイブフイルタ16について
第3図を参照して詳細に説明する。アダプテイブ
フイルタ16は前述の如く減算器8とアダプテイ
ブ(適応型)予測器7とで構成されるもので、ア
ダプテイブ予測器7は入力信号Sの1サンプル分
の遅延時間(実施例では1/8000s=0.125ms)を 有する遅延器DD1、DD2、DD3、DD4が4個の直
列回路と、この直列回路の各タツプ出力に重み係
数(フイルタ係数)a1、a2、a3、a4を掛けて出力
する係数可変形の係数乗算器w1,w2,w3,w4
と、各係数乗算器w1,w2,w3,w4の出力を総和
してフイルタ出力(予測値)fを減算器8に出力
する加算器14と、前記各係数乗算器w1,w2
w3,w4のフイルタ係数a1、a2、a3、a4を最適予
測に制御する係数制御器15とを備える。この係
数制御器15は、各サンプリング点Kにおける予
測誤差e(K)の自乗を最少にするよう、i=1〜4
のフイルタ係数ai(K)を逐次調整・制御する。 本実施例における係数制御器15は最急降下法
(最大傾斜法)を用いたものであり、次式(8)に基
づいて、現時点Kにおけるフイルタ係数ai(K)、入
力信号サンプル値S(K)及び予測誤差e(K)と、過去
における入力信号サンプル値S(K−4)〜S(K
−1)と、から次の時点(K+1)におけるフイ
ルタ係数ai(K+1)を定める。 式(8)において、gは感度定数とも言うべき定数
であり、定数gが小さい場合はai(K)→ai(K+1)
の変化が緩慢で、定数gが大きい場合はai(K)→ai
(K+1)の変化が急峻である。本実施例では予
測の早期収れん及び安定化のためにこの定数gを
P−Flag及びd−Flagの内容に基づいて0.00、
0.05及び1.00の3値可変としてある。第3表にこ
の定数gの選定条件を示す。但しg=0.00は非動
作を意味する。
[Table] The signal determiner 13 uses the above-mentioned Z-Flag, P-
Flag and C-Flag are input, and the temporary detection flag d-Flag "1", which indicates the possibility that there is data within a unit block of 16 samples (2 ms), is set by the judgment logic of the following equation (7). Specifically, this d-
Data determination flag D-Flag that determines that the input signal S is a voice-grade data signal when Flag “1” stands three or more times within a continuous 4-unit block (8ms)
It sets "1" and sends it to output terminal 2. However, the conditions for setting D-Flag "1" based on d-Flag "1" and "0" are not limited to the above-mentioned [3 or more times/4 unit block], but can be determined as appropriate. The signal determiner 13 of this embodiment further has the following functions upon determination. The first function is to conclude the data detection judgment in a short time, and is controlled by the output t of the observation time setting device 12. This observation time setting device 12 is a time counter,
For example, 20ms after P-Flag “2” is set once,
That is, it counts up to 10 unit blocks, and does not count when this is exceeded. Therefore, P-Flag “2”
If the condition for establishing D-Flag “1” is not satisfied within 20ms after P-Flag is set, at least P-
Output terminal 3 until Flag becomes “0” or “1”
The V-Flag is set to "1", and the input signal S during that time is regarded as an audio signal, the determination is terminated, and the next determination is awaited. The second function is to improve the accuracy of data detection, and is controlled by Z-Flag "0". That is, if Z-Flag "0" exists in at least one block (4 ms) within 20 ms of the rise of P-Flag "2" mentioned above, D-Flag
Even if the conditions for establishing Flag “1” are met, this is ignored, and from that block onwards, V- is applied to the output terminal 3 at least until P-Flag becomes “0” or “1”.
Flag “1” is set and during that time it is regarded as an audio signal to avoid the risk of misjudgment. The third function is D-Flag
It identifies the modem content of the voice class data signal when "1" is set, and uses the output R of the power comparator 11 as information. The power comparator 11 calculates the intra-block power Pw from the power calculator 10 and the power comparator 11 according to the above equation (2).
Alternatively, the ratio R=20logPw/ PwA of the prediction error e calculated according to the above equation (3) to the intra-block power PwA is calculated and sent to the signal determiner 13. Signal judger 13
is D- for 20ms after P-Flag “2” rises.
Calculate the average value of the ratio R = 1/K KL = 1 R L only for the unit block where Flag “1” is set, and when ≧6.0, it is assumed that the modem data is 4.8 Kb/s or less, and the output terminal Set M 1 −Flag “1” to 4, and conversely set <6.0
At this time, it is assumed that the data is 9.6 Kb/s modem data, and M 2 -Flag "1" is set at the output terminal 5. As can be seen from Figure 1 a and b, this identification condition is
This is because the 9.6 Kb/s voice-grade data signal (Figure 1b) has a wider flat part than the 4.8 Kb/s voice-grade data signal (Figure 1a), so the prediction error is correspondingly larger. It's on. Now, the aforementioned adaptive filter 16 will be explained in detail with reference to FIG. 3. As mentioned above, the adaptive filter 16 is composed of the subtracter 8 and the adaptive predictor 7, and the adaptive predictor 7 has a delay time corresponding to one sample of the input signal S (1/1 in the embodiment). 8000s = 0.125ms) delay devices DD 1 , DD 2 , DD 3 , DD 4 are connected in series to each tap output, and weight coefficients (filter coefficients) a 1 , a 2 , a 3 are applied to each tap output of this series circuit. , a variable coefficient multiplier that multiplies by 4 and outputs w 1 , w 2 , w 3 , w 4
, an adder 14 that sums up the outputs of each of the coefficient multipliers w 1 , w 2 , w 3 , and w 4 and outputs a filter output (predicted value) f to the subtracter 8; and each of the coefficient multipliers w 1 , w2 ,
A coefficient controller 15 is provided to control filter coefficients a 1 , a 2 , a 3 , and a 4 of w 3 and w 4 to optimally predict. This coefficient controller 15 controls i=1 to 4 so as to minimize the square of the prediction error e(K) at each sampling point K.
The filter coefficient a i (K) of is sequentially adjusted and controlled. The coefficient controller 15 in this embodiment uses the steepest descent method (maximum slope method), and calculates the filter coefficient a i (K) at the current moment K and the input signal sample value S ( K) and prediction error e(K), and past input signal sample values S(K-4) to S(K
-1) and determine the filter coefficient a i (K+1) at the next time point (K+1). In equation (8), g is a constant that can also be called a sensitivity constant, and if the constant g is small, a i (K) → a i (K+1)
If the change in is slow and the constant g is large, a i (K)→a i
The change in (K+1) is steep. In this example, in order to quickly converge and stabilize the prediction, this constant g is set to 0.00 based on the contents of P-Flag and d-Flag.
It is available as a three-value variable of 0.05 and 1.00. Table 3 shows the selection conditions for this constant g. However, g=0.00 means no operation.

【表】【table】

【表】 ところでアダプテイブ予測器7のフイルタ係数
初期値及び遅延器の初期出力の設定は特に限定さ
れるものではないが、本実施例ではいずれも0.00
を採用し、第3表の定数gの選定からも明らかな
ようにP−Flagが“0”→“1”あるいは“0”
→“2”と遷移した時にg=1.00とし、アダプテ
イブ予測器7の係数は初期値0.00からスタートす
る。スタート後は、第3表に基づいて定数gを変
えて動作するが、d−Flag“1”が立つ都度次の
ブロツク(16サンプル、2ms)に対して改めてフ
イルタ係数初期値を全ブロツクの平均値に設定し
て再スタートするようにしてある。これはd−
Flag“1”が立つて入力信号Sがデータとしての
可能性が出たためであり、予測の早期収れんを目
的としている。上述した次のブロツクに対するフ
イルタ係数初期値は、d−Flag“1”の立つたブ
ロツクにおけるフイルタ係数の平均値を与えるこ
とにしてあり、前式(5)を用いれば次式(9)で定ま
る。 ai(K+1)=i=1/NKL=1 ai(K+1−j) …(9) (但しN=16、i=1〜4) ところで、上述の実施例では被変調データ信号
の検出装置の構成として、アダプテイブフイルタ
16と、係数値域判定器9と、信号判定器13
と、電力計算器10と、零交叉数計数器6とにつ
いて述べたが、これらのうち電力計算器10及び
零交叉数計数器6とを除き本発明装置の基本構成
とすることが可能である。 すなわち、基本的にはアダプテイブフイルタ1
6と、アダプテイブフイルタ16の各タツプ毎の
フイルタ係数aiが特定領域に在るときに係数判定
フラツグC−Flag“1”を立てる係数値域判定器
9と、係数判定フラツグC−Flag“1”発生の連
続性をもとにして入力信号Sが被変調データ信号
であるか否かを判定する信号判定器13とで、被
変調データ信号の検出装置を構成することができ
る。その理由は、被変調データ信号はスペクトラ
ム整形フイルタに通されているので、入力信号S
が被変調データ信号である場合は、アダプテイブ
フイルタ16の各タツプ毎のフイルタ係数aiがス
ペクトラム整形フイルタの定数に依存して特定領
域の値をとるからである。従つて、電力計算器1
0及び零交叉数計数器6を必ずしも併用しなくて
も、基本的には、係数判定フラツグC−Flag
“1”が連続する複数個の単位ブロツクのうち、
所定数以上の単位ブロツクに対して発生すれば
(例えば4単位ブロツクのうち3回以上)、被変調
データ信号と判定することができる。 更にこの基本構成に対し、第2図に示す如く、
入力信号Sの単位ブロツク毎の零交叉数Zcが特
定範囲内に在るときに零交叉数判定フラツグZ−
Flag“1”を立てる零交叉数計数器6と、入力信
号Sの単位ブロツク毎のブロツク内電力Pwを計
算して電力区分のフラツグP−Flag“0”、“1”、
“2”を立てる電力計算器10とを追加すること
により、前記信号判定器13がZ−Flag“1”と
P−Flag“2”とC−Flag“1”との論理積で立
つ一時検出フラツグd−Flag“1”の発生の連続
性をもとに、入力信号Sが被変調データ信号であ
るか否かを判定することとなり、データ信号判定
の誤り検出を改善することができる。また、実施
例ではアダプテイブ予測器7の係数制御器15を
P−Flag及びd−Flagの内容によつてその動作
(スタート/ストツプ及び定数gの選択など)が
制御されるものとしてあり、これによつて予測収
れんが早まり、早期判定に役立つ。更に、Z−
Flag“0”をデータ信号否定に優先して採用すれ
ば誤判定がなくなる。なお、零交叉数Zc計数の
ブロツク長を他の単位ブロツクより長くしてある
が、これは計数精度を上げるためであり、ブロツ
ク長及び単位ブロツク長とも適宜に定めて良い。
また、電力区分フラツグP−Flagは“0”、
“1”、“2”の3値としたが、これも例えば“0”
と“1”を一緒にするなどした2値に設定しても
良い。更に各種のスレツシヨルド、判定条件が実
施例にて示した数値あるいは規準に限定されない
ことは言うまでもない。また、アダプテイブフイ
ルタ16を構成するアダプテイブ予測器7の代わ
りにカルマンフイルタを用いても良い。また更
に、音声検出器と同様に、一旦被変調データ信号
を検出した後の一定時間内であれば検出が途切れ
ても被変調データ信号が継続しているとするハン
グオーバ時間を設けても良い。 以上実施例とともに具体的に説明したように、
本発明によればスペクトラム整形フイルタに着目
してアダプテイブフイルタを用いたので変調方式
に拘らず入力信号が被変調データ信号であるか否
かを検出できる。特に、電力計算器と零交叉数計
数器とを備える場合は、動作開始後例えば20ms
という短時間で被変調データ信号であるのか否か
を検出できる。また本発明装置はDSI方式におけ
る前述した用途以外にもデジタル通信の分野にお
いて被変調データ信号を音声信号と識別するに用
いて非常に有用である。
[Table] Incidentally, the settings of the initial value of the filter coefficient of the adaptive predictor 7 and the initial output of the delay device are not particularly limited, but in this embodiment, both are set to 0.00.
As is clear from the selection of constant g in Table 3, P-Flag changes from “0” to “1” or “0”.
→ When the transition is “2”, g=1.00, and the coefficient of the adaptive predictor 7 starts from the initial value 0.00. After the start, the constant g is changed based on Table 3, and each time the d-Flag is set to 1, the initial value of the filter coefficient is set to the average of all blocks for the next block (16 samples, 2 ms). It is set to the value and restarted. This is d-
This is because the input signal S has a possibility of being data when Flag "1" is set, and the purpose is to quickly converge the prediction. The initial value of the filter coefficient for the next block described above is determined by giving the average value of the filter coefficients in the block where d-Flag is set to "1", and is determined by the following equation (9) using the previous equation (5). . a i (K+1)= i =1/N KL=1 a i (K+1-j) ...(9) (However, N=16, i=1 to 4) By the way, in the above embodiment, the modulated data signal The configuration of the detection device includes an adaptive filter 16, a coefficient range determiner 9, and a signal determiner 13.
Although the power calculator 10 and the zero-crossing counter 6 have been described above, it is possible to exclude the power calculator 10 and the zero-crossing counter 6 from these as the basic configuration of the device of the present invention. . In other words, basically adaptive filter 1
6, a coefficient range determiner 9 that sets a coefficient determination flag C-Flag "1" when the filter coefficient a i of each tap of the adaptive filter 16 is in a specific region, and a coefficient determination flag C-Flag " A modulated data signal detection device can be configured with a signal determiner 13 that determines whether or not the input signal S is a modulated data signal based on the continuity of occurrences of 1''. The reason is that the modulated data signal is passed through a spectrum shaping filter, so the input signal S
This is because when is a modulated data signal, the filter coefficient a i for each tap of the adaptive filter 16 takes a value in a specific region depending on the constant of the spectrum shaping filter. Therefore, power calculator 1
Even if the 0 and zero crossing counter 6 are not necessarily used together, the coefficient judgment flag C-Flag
Among multiple unit blocks with consecutive “1”s,
If it occurs in a predetermined number or more unit blocks (for example, three or more times in four unit blocks), it can be determined that it is a modulated data signal. Furthermore, for this basic configuration, as shown in Figure 2,
When the zero crossing number Zc for each unit block of the input signal S is within a specific range, the zero crossing number judgment flag Z-
The zero-crossing counter 6 sets Flag "1", calculates the intra-block power Pw for each unit block of the input signal S, and sets the power classification flag P-Flag "0", "1",
By adding the power calculator 10 that sets "2", the signal determiner 13 temporarily detects that the logic product of Z-Flag "1", P-Flag "2", and C-Flag "1" stands. Based on the continuity of occurrence of the flag d-Flag "1", it is determined whether the input signal S is a modulated data signal, and error detection in data signal determination can be improved. In addition, in the embodiment, the operation (start/stop, selection of constant g, etc.) of the coefficient controller 15 of the adaptive predictor 7 is controlled by the contents of P-Flag and d-Flag. This speeds up prediction convergence and helps in early judgment. Furthermore, Z-
If Flag “0” is adopted with priority over data signal negation, false judgments will be eliminated. Although the block length for zero-crossing number Zc counting is longer than the other unit blocks, this is to improve counting accuracy, and both the block length and unit block length may be determined as appropriate.
In addition, the power classification flag P-Flag is “0”,
The three values are “1” and “2”, but this is also “0” for example.
It may also be set to a binary value such as ``1'' and ``1'' together. Furthermore, it goes without saying that the various thresholds and judgment conditions are not limited to the numerical values or criteria shown in the embodiments. Further, a Kalman filter may be used instead of the adaptive predictor 7 forming the adaptive filter 16. Furthermore, similar to the audio detector, a hangover time may be provided in which the modulated data signal continues even if detection is interrupted within a certain period of time after the modulated data signal is detected. As specifically explained above with the examples,
According to the present invention, since an adaptive filter is used with focus on a spectrum shaping filter, it is possible to detect whether an input signal is a modulated data signal regardless of the modulation method. In particular, when equipped with a power calculator and a zero-crossing counter, for example 20ms after the start of operation.
It is possible to detect whether the signal is a modulated data signal or not in such a short time. In addition to the above-mentioned applications in the DSI system, the device of the present invention is also very useful in the field of digital communications for distinguishing modulated data signals from voice signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a,b,cは各種信号の電力スペクトラ
ムを示す図、第2図は本発明の一実施例を示すブ
ロツク図、第3図は第2図中の要部を詳細に示す
ブロツク図である。 図面中、6は零交叉数計数器、7はアダプテイ
ブ予測器、8は減算器、9は係数値域判定器、1
0は電力計算器、11は電力比較器、12は観測
時間設定器、13は信号判定器、14は加算器、
15は係数制御器、16はアダプテイブフイル
タ、DD1〜DD4は遅延器、w1〜w4は係数乗算器
である。
Figures 1a, b, and c are diagrams showing the power spectra of various signals, Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a block diagram showing the main parts in Figure 2 in detail. It is. In the drawing, 6 is a zero-crossing number counter, 7 is an adaptive predictor, 8 is a subtracter, 9 is a coefficient range determiner, 1
0 is a power calculator, 11 is a power comparator, 12 is an observation time setter, 13 is a signal judger, 14 is an adder,
15 is a coefficient controller, 16 is an adaptive filter, DD 1 to DD 4 are delay devices, and w 1 to w 4 are coefficient multipliers.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 デジタル化された入力信号が被変調データ信
号であるか音声信号であるかを判定するものにお
いて、アダプテイブフイルタと、前記入力信号を
一定区間毎に区分した単位ブロツク毎に、前記ア
ダプテイブフイルタ各段のフイルタ係数が各段毎
に定めた特定領域内に在るか否かを判定する係数
値域判定器と、この係数値域判定器の在りとする
判定が連続する複数個の単位ブロツクのうち所定
数以上の単位ブロツクに対してなされることを、
入力信号を被変調データ信号を判定する条件とし
た信号判定器とを備えたことを特徴とする被変調
データ信号の検出装置。 2 デジタル化された入力信号が被変調データ信
号であるか音声信号であるかを判定するものにお
いて、アダプテイブフイルタと、前記入力信号を
一定区間毎に区分した単位ブロツク毎に、前記ア
ダプテイブフイルタ各段のフイルタ係数が各段毎
に定めた特定領域内に在るか否かを判定する係数
値域判定器と、前記入力信号の単位ブロツク当り
の電力を計算して規準値以上であるか否かを比較
する電力計算器と、前記入力信号を前記一定区間
若しくはこれより長い区間に区分したブロツク毎
に、該ブロツク内の零交叉数を計数して特定範囲
内に在るか否かを判定する零交叉数計数器と、こ
の零交叉数計数器に在りと判定され且つ電力計算
器に規準値以上と判定され且つ係数値域判定器に
在りと判定された単位ブロツクが連続する複数個
の単位ブロツクのうち所定数以上を占めること
を、入力信号を被変調データ信号と判定する条件
とした信号判定器とを備えたことを特徴とする被
変調データ信号の検出装置。
[Scope of Claims] 1. A device for determining whether a digitized input signal is a modulated data signal or an audio signal, comprising an adaptive filter and a unit block that divides the input signal into predetermined intervals. For each stage, a coefficient range determiner determines whether or not the filter coefficients of each stage of the adaptive filter are within a specific region determined for each stage, and a determination that the coefficient range determiner exists is performed continuously. What is done to a predetermined number or more of the plurality of unit blocks to be
1. A detection device for a modulated data signal, comprising: a signal determiner that uses an input signal as a condition for determining a modulated data signal. 2. In a device that determines whether a digitized input signal is a modulated data signal or an audio signal, an adaptive filter and an adaptive filter are used for each unit block in which the input signal is divided into fixed intervals. a coefficient range determiner for determining whether the filter coefficients of each stage of the filter are within a specific range determined for each stage; and a coefficient value range determiner for calculating the power per unit block of the input signal to determine whether the power per unit block of the input signal is greater than or equal to a reference value. a power calculator that compares whether or not the input signal is within a specific range; A zero-crossing number counter that determines the number of zero-crossings, and a plurality of consecutive unit blocks that are determined to be present by the zero-crossing number counter, are determined to be present by the power calculator, are determined to be present by the power calculator, and are determined by the coefficient range determiner. 1. A detection device for a modulated data signal, comprising: a signal determiner that determines that an input signal is a modulated data signal by determining that the input signal occupies a predetermined number or more of unit blocks.
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