JPS63283245A - ディジタル音声挿入方式 - 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） 本発明はディジタル衛星回線や地上の専用回線等に用い
られるディジタル音声挿入（ＤｌｇｌｔａｌＳｐｅｅｃ
ｈ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｌｏｎ　；以下、ＤＳＩと称
す。）方式に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、太田忠−他著「
ディジタル通話音声そう入システム」（電子通信学会論
文誌Ａ、　Ｖｏｌ、５Ｂ−Ａ、　Ｎｏ、８．　Ｐ４４８
〜４５５　、　Ａｕｇ、１９７３）に記載されたものが
ある。以下、これに沿って説明する。

通常の電話を用いた会話においては一方の通話者が話し
ている時、他方の通話者は聴いているため、各通話者が
音声を発生している時間の全通話時間に対する割合（音
声動作率）は平均的には４０％程度であることが知られ
ている。即ち、各通話者に対して音声を発生している時
間だけ伝送路を割当てれば、伝送路の利用効率が向上す
る。

特に、ディジタル衛星回線のような高価な伝送路を効率
的に利用するためにはＤＳＩ方式が不可欠である。一般
に、ＤＳＩ方式は大群効果に依存しているが、通話者数
（入力陸上回線数）が６０以上あれば伝送路数（衛星回
線数）はその１／２以下とすることができる。

上述したようにＤＳＩ方式はある一定以上の陸上回線を
束ねて扱うことにより衛星回線の伝送路を効率的に利用
可能となるが、最近のＬＳＩ技術の進展に伴い、その適
用領域を拡大しつつある。

例えば、地上通信回線における専用線にＤＳＩ方式は適
用可能であり、このＤＳＩ方式を用いたＤＳｌ装置は送
信端末及び受信端末から構成され、専用線を介して対向
して使用される。

次に、ＤＳｌ装置の基本機能について述べる。

第２図は従来のＤＳＩ送信端末の一構成例を示したもの
である。ここでは通話者数が６０で入力ＰＣＭチャネル
となり、伝送路数が３０で出力ＤＳＩチャネルとなる場
合を示した。入力アナログ信号゛は図示しないアナログ
・ディジタル変換部でディジタル信号となり、６０チヤ
ネル分のディジタル信号ＣＨＩ〜ＣＨ６０は６０チヤネ
ルのマルチプレクサ１で多重化され、シリアルの入力Ｐ
ＣＭ信号１００となる。

前記入力ＰＣＭ信号１００の６０チヤネルの各々につい
て、音声勢力（信号）が存在するか否かを６０チヤネル
音声検出部２によって検出し、音声が検出された入力Ｐ
ＣＭチャネルを出力ＤＳＩチャネルに割当てる。この場
合、入力ＰＣＭチャネルと出力ＤＳＩチャネルとの接続
対応関係を受信端末へ伝送する必要があり、そのた６の
チャネル割当メツセージを出力ＤＳＩサブバースト１ｏ
１中の割当チャネルを介して受信端末へ伝送する。

一方、受信端末ではチャネル割当メツセージの内容に従
って、各々のＤＳＩチャネルを所定のＰＣＭチャネルに
接続する。

次に送信端末のチャネル割当制御について述べる。送信
側では入力ＰＣＭチャネルのうち、音声が検出されたチ
ャネルを優先的に少数、ここでは３０チヤネル分の出力
ＤＳＩチャネルに割当てるが、この制御は割当プロセッ
サ３と遅延部４とメモリ５によって実行される。割当プ
ロセッサ３では出力ＤＳＩチャネルに接続されていない
入力ＰＣＭチャネルにおいて音声が検出されると、該割
当プロセッサ３に内蔵されている割当状態レジスタを参
照して、空きの出力ＤＳＩチャネルを探す。割当状態レ
ジスタでは入力ＰＣＭチャネルと出力ＤＳ！チャネルと
の接続関係の対応表と、入力ＰＣＭチャネルの音声検出
の有無が記憶されている。

今、出力ＤＳＩチャネルに接続されていない入力ＰＣＭ
チャネルで、新たに音声が検出された場合、それを空き
の出力ＤＳＩチャネルへ接続するために対応表の更新が
実行される。この際、音声が検出されても空きの出力Ｄ
ＳＩチャネルが見当たらない場合、その入力ＰＣＭチャ
ネルは出力ＤＳＩチャネルへ接続できないので、音声勢
力の最初の部分が送信さ九ず、受信端末では対応する所
定のＰＣＭチャネルにおいて、話頭切断が発生する。こ
の現象は音声の締出しくＦｒｅｅｚｅ　０ｕｔ）と呼ば
れている。

音声が検出された時、接続可能な音声勢力のない出力Ｄ
ＳＩチャネルがある場合、割当状態レジスタの内容は更
新されて接続関係の対応表が更新されると同時に割当メ
ツセージが作成される。

割当状態レジスタの内容は割当状態バッファ６を介して
読出・書込制御部７に送出され、これによって入力ＰＣ
Ｍチャネル上の音声信号はメモリ５に書込まれ、その後
、読出されて出力ＤＳＩサブバースト１０１における出
力ＤＳＩチャネルが形成される。また、割当メツセージ
は割当メツセージ符号化部８で誤り訂正符号化された後
、出力回路９を介して出力ＤＳＩサブバースト１０１に
おける割当チャネルを形成する。

入力ＰＣＭチャネル上の音声信号はメモリ５に書込まれ
る前に遅延部４によって一定時間遅延されるが、この遅
延は音声検出とチャネル割当制御処理に要する時間中に
話頭切断が発生するのを防止するためである。

次に、送信側のチャネル割当制御の手順について述べる
。第３図は従来のチャネル割当制御の流れ図であるが、
チャネル割当制御は、基本的には新規割当（Ｎｅｗ　Ａ
ｓｓｉｇｎＢｎｔ）と接続確認（Ｒｅｆｒｅｓｈｍｅｎ
ｔ　）とからなっている◎新規割当の制御は、出力ＤＳ
Ｉチャネルから切離されていた入力ＰＣＭチャネルに新
たに音声が検出された場合、それを空きの出力ＤＳＩチ
ャネルに接続するための制御であり、また、接続しよう
とする出力ＤＳＩチャネルに入力ＰＣＭチャネルが既に
接続されている場合、その接続解除を伴う制御も実行す
る。一方、接続確認の制御は入力ＰＣＭチャネルと出力
ＤＳＩチャネルとの接続状態の確認のための制御である
。

ところで、ＤＳＩ装置が地上通信回線に適用拡大され、
使用頻度の高い専用線で１対向のＤＳＩ装置が運用され
る場合、加入者の音声の発呼頻度、即ち音声動作率はか
なり増大する。音声動作率（Ｓｐｅｅｃｈ　Ａｃｔｉｖ
ｌｔｙ　）が増加するに従ってＤＳｌ装置の音声の締出
し率（Ｆｒｅｅｚｅ−Ｏｕｔ　Ｆｒａｃｔｉｏｎ　）も
増大するが、一般に、この締出し率が０．５％以下であ
れば、通話品質の劣化をほとんど感じないといわれてい
る。この値が締出し率の一応の基準となる。

ＤＳＩ装置の音声の締出しはチャネル割当制御において
、音声が検出された入力ＰＣＭチャネルを出力ＤＳＩチ
ャネルへ接続できないために発生し、音声動作率に大き
く依存している。上記文献によれば、音声の締出し率Φ
は次式のように平均音声動作率（所定時間内の平均的な
音声動作率）の関数である。

Φ−Σ（１／　ｋ　）　Ｂ（ｋ、ｎ−１，ｐ）　　　　
・・・・・・（１）−ｃ 但し、 Ｂ（、ｎ−、、ｐ）−、玉（（ｎ−１）　！　／ｘ　！
　−（ｎ−１−ｘ）り　　・ｐ　Ｘ 争　　（１−ｐ　　）　　　”−”　　　　　　・・・
　・・・　（２）（ｎ：入力ＰＣＭチャネル数、Ｃ：出
力ＤＳｌチャネル数、ｐ：通話の平均音声動作率） 平均音声動作率が４０％の時、ｎ−６０、Ｃ−３０の条
件で締出し率を０．５％以下にできる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のＤＳＩ装置では専用線を介して複
数段、縦続接続される場合、個々のＤＳＩ装置では基準
以下の音声締出し率であっても、最終段の受信端末にお
ける最終的な音声の締出し率が基準を越え、著しい通話
品質の劣化を招くことがあった。また、従来のＤＳＩ装
置では、平均音声動作率と締出し率はシステム監視用と
して、通常、１分率位の全チャネルを総合した測定値で
評価されていたが、システムの制御には用いられず、一
時的な音声の呼の増大による締出し率の増加に対処でき
ず、部分的な通話品質の劣化を招くという問題点があっ
た。

本発明は、以上述べた従来のＤＳＩ装置における問題点
を除去し、音声の締出し率が少なく、かつ一時的な音声
の呼の増大に即時に対処し得るディジタル音声挿入方式
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、ｎ個の入力チャ
ネルのそれぞれに対してディジタル符号化された音声信
号があるか否かを調べ、音声信号の検出された入力チャ
ネルをｍ（ｍ＜ｎ）個の出力チャネルのうちの空いてい
るチャネルに割当て、該割当てを受けた入力チャネルの
音声信号を対応する出力チャネルの信号として送出する
ディジタル音声挿入方式において、音声信号の検出結果
に基づいて一定時間を内のチャネルを占める音声信号の
割合（音声動作率）を各入力チャネル毎に検出するｎチ
ャネル音声動作率検出部と、各人カチャネルのチャネル
割当に対する優先順位を示す゛優先権割付テーブルとを
設け、出力チャネルに割当てられていない人力チャネル
に音声信号が検出された時は前記ｎチャネル音声動作率
検出部の出力より該入力チャネルの音声動作率が所定の
規定値以上か否かを判定し、前記音声動作率が前記規定
値以上であれば前記優先権割付テーブル内の優先順位を
更新し、その後、前記優先権割付テーブルの優先順位に
従って入力チャネルと出力チャネルとの割当を更新する
ようになした。

（作　用） 本発明によれば、出力チャネルに割当てられていない入
力チャネルに新たに音声信号が検出されると、ｎチャネ
ル音声動作率検出部より該当入力チャネルにおける音声
動作率が所定の規定値以上か否かが判定され、該規定値
以上であれば、即ち該入力チャネルが音声動作率の高い
チャネルであれば、各入力チャネルの出力チャネル割当
の優先順位を示すテーブルにおける前記入力チャネルの
優先順位が更新され、その結果に従って新たな各入力チ
ャネルと各出力チャネルとの割当が更新され、前記入力
チャネルは−の出力チャネルに割当てられ、また、音声
動作率が規定値以下であれば、割当てられていない出力
チャネルがある時のみ、前記入力チャネルは該割当てら
れていない出力チャネルに割当てられる。

（実施例） 第１図は本発明のディジタル音声挿入方式を適用した送
信端末の一実施例を示すもので、ここではｎチャネルの
入力ＰＣＭチャネルをｍ（ｍ＜ｎ）チャネルの出力ＤＳ
Ｉチャネルに変換する例を示す。図中、１１はｎチャネ
ルのマルチプレクサ、１２はｎチャネル音声検出部、１
３は割当プロセッサ、１４は遅延部、１５はメモリ、１
６は割当状態バッファ、１７は読出・書込制御部、１８
は割当メツセージ符号化部、１９は出力回路、２０はｎ
チャ、ネル音声動作率検出部である。

前記マルチプレクサ１１、ｎチャネル音声検出部１２、
遅延部１４、メモリ１５、割当状態バッファ１６、読出
φ書込制御部１７、割当メツセージ符号化部１８及び出
力回路１９は、ｎチャネルに対応している点を除いて従
来のものと同一である。

割当プロセッサ１３は第４図に示すようにｎチャネル分
の割付はエリアを備えた優先権割付テーブル（表）レジ
スタ１３ａを有し、第５図に示すチャネル割当制御の流
れ図に従って入力チャネルと出力チャネルとの割当てを
決定する意思外は従来のものと同一である。

ｎチャネル音声動作率検出部２０はｎチャネル音声検出
部１２の出力を受け、一定の周期、例えば１０秒毎に各
チャネルの音声動作率θを算出し、さらにこの音声動作
率θが所定の規定値、例えば５０％以上か否かを逐次判
定し、その結果を割当プロセッサ１３に送出するととも
に所定時間、例えば１分間蓄積し、その和を算出し、後
述する過負荷割付テーブル（表）レジスタに各チャネル
毎に登録する。

第６図はｎチャネル音声動作率検出部２０の構成の一例
を示すもので、同図において、２１−１．２１−２．・
・・・・・２１−ｎは音声動作率θの算出部であって、
ｎチャネル音声検出部１２より出力される各入力チャネ
ル毎の音声検出出力より音声動作率θを各入力チャネル
毎に算出し、ディジタル値で出力する。２２−１．２２
−２．・・・・・・２２−ｎは音声動作率θの判定部で
あって、前記算出部２１−１〜２１−ｎより出力される
音声動作率θが５０％以上であればビット“１”を、ま
た、５０％未満であればビット′″０°を出力する。

２３−１．２３−２．・・・・・・２３−ｎは判定結果
の積算部であって、前記判定部２２−１〜２２−ｎより
出力される判定結果を各入力チャネル毎に１分間積算し
、その積算値゛ｐを出力する。２４は過負荷割付テーブ
ル（表）レジスタであって、前記積算部２３−１〜２３
−ｎより出力される積算値λを第７図に示すように各入
力チャネル毎に記憶する。なお、実際には音声検出部１
２の出力はシリアル多重化されているが、ここでは動作
原理上、パラレル出力として表わしている。

次に動作について説明する。

ｎ個の入力ＰＣＭチャネルＣＨＩ　〜ＣＨｎは、マルチ
プレクサ１１でシリアルに多重化された入力ＰＣＭ信号
１０２となる。この入力ＰＣＭ信号１０２の各チャネル
毎の各々について音声勢力が存在するか否かをｎチャネ
ル音声検出部１２で検出し、その検出結果の出力は入力
ＰＣＭチャネルの接続要求として割当プロセッサ１３へ
入力される。

一方、前記音声検出出力はｎチャネル音声動作率検出部
２０へ入力され、その算出部２１−１〜２１−ｎにて一
定の周期毎に各チャネルの音声動作率が算出される。こ
の周期は、ＤＳＩ装置のシステム監視で使用される１分
率位でなく短時間の値が必要であり、前述したように１
０秒単位に設定する。これは音声のバースト生起間隔の
平均値が１．０〜１．５秒であり、その約１０倍に設定
し、各チャネルの一時的な音声動作率の変化に追従しよ
うとするものである。

算出部２１−１〜２１−ｎの出力、即ち音声動作率θは
それぞれ判定部２２−１〜２２−ｎへ送出され、所定値
、ここでは５０％以上であるか又は５０％未満であるか
が判定される。この時、音声動作率が５０％以上であれ
ば前述したようにビット“１１が、また、５０％未満で
あればビット“Ｏ”が各チャネル毎に出力される。

また、判定部２２−１〜２２−ｎの出力はそれぞれ割当
プロセッサ１３に送出されるとともに積算部２３−１〜
２３−ｎに送出され、比較的長時間、ここでは１分間、
各チャネル毎に積算される。前記判定結果の積算値λは
その積算終了毎、即ち１分毎に過負荷割付表レジスタ２
４に送出され、その値が更新される。

割当プロセッサ１３は第５図に示したチャネル割当制御
手順に従って動作し、接続すべきＰＣＭチャネルの音声
動作率が規定値以上の場合、過負荷割付表レジスタ２４
の内容を読出し、これに従って割当プロセッサ１３に内
蔵されている優先権割付表レジスタ１３ａの内容を更新
する。具体的には前記過負荷割付表レジスタ２４内の数
値が大きければ大きいほど高い優先権をもつように該入
力ＰＣＭチャネルを登録する。

このように、優先権割付表レジスタ１３ａを更新した後
、割当状態レジスタを、出力ＤＳＩチャネルの番号が若
ければ若いほど優先権の高い入力ＰＣＭチャネルが割当
てられるように更新し、入力ＰＣＭチャネルと出力ＤＳ
Ｉチャネルとの接続関係の対応表を更新し、同時に割当
メツセージを作成し、以下、従来の場合と同様にして出
力ＤＳｌサブバースト１０３を形成する。

一方、音声動作率が規定値以下の場合、出力ＤＳＩチャ
ネルにおいて音声勢力のない空きチャネルが存在するか
否かを割当状態レジスタを参照して探させる。空きのＤ
ＳＩチャネルが見つかると割当状態レジスタを更新し、
入力ＰＣＭチャネルと出力ＤＳＩチャネルとの接続関係
が更新され割当メツセージが作成される。空きのＤＳＩ
チャネルが見当らない場合には、その入力ＰＣＭチャネ
ルは出力ＤＳＩチャネルへ接続できないが、割当プロセ
ッサ１３に内蔵された入力ＰＣＭチャネル毎に用意され
た待行列バッファメモリへ前述した音声勢力が存在する
か否かの情報が出力ＤＳＩサブバースト単位の入力ＰＣ
Ｍサンプル数だけ格納され、次回のチャネル割当制御の
起動要求に備える。この待行列バッファメモリはＦＩＦ
Ｏ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）メモリで
あり、到着順処理で実行されるが、その容量は出力ＤＳ
Ｉサブバースト分の入力ＰＣＭサンプル数であり、例え
ば２ｍ５ｅｃの出力ＤＳＩサブバーストの時、入力ＰＣ
Ｍチャネルは１２５μｓｅｃのサンプル周期なので、サ
ンプル数は１６となる。

以上述べたように、音声動作率の規定値に基づくチャネ
ル割当制御は入力ＰＣＭチャネルで音声検出された時、
短時間、例えば１０秒単位で更新される入力ＰＣＭチャ
ネル毎の音声動作率が所定の規定値、例えば５０％を越
えた場合は過負荷割付表レジスタに登録された比較的長
時間、例えば１分間における音声動作率が規定値を越え
た回数を各チャネル毎に読出し、該回数の大きい入力チ
ャネルはど優先順位が高くなるよう優先権割付レジスタ
内の優先順位が更新される。

また、チャネル割当制御は出力ＤＳＩサブバ−スト毎に
起動されるので、一時的な音声の呼の増大に対して短時
間の高い音声動作率の優先的なチャネル割当制御により
即時に対応できる適応性がある。さらに、優先権割付表
レジスタ内の優先順位の更新の機能を設けたので、音声
動作率に基いて優先順位を変更でき、即時に対応できる
柔軟性がある。

さらに、音声の呼の動作率の高いＰＣＭチャネルに優先
権を与えたので、一時的な過負荷でも優先順位の高いＰ
ＣＭチャネルは過渡的な音声の締出しを防止できる。

なお、実施例では各入力チャネルの優先順位を過去の所
定時間内における音声動作率が規定値を越えた回数に基
づいて決定したが、例えば特定の入力チャネルについて
は前記回数に拘らず、音声動作率が規定値を越えた場合
は常に優先されるように制御することもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、一時的な音声の呼
の増大に対してＤＳＩサブバースト単位で即時に対応で
き、該音声の呼の動作率に基づいて優先順位を変更でき
る。さらに、一時的な音声の呼の増大による局所的な音
声の締出し率の増加にも即時に対処でき、部分的な通話
品質の劣化を未然に防止できる。また、複数段の専用線
を介したＤＳＩ装置網に適用された場合、音声動作率の
高いチャネルに優先権を付与したので、網金体の音声の
締出し率も基準を越えることがなく、通話品質の劣化を
防止できる。さらに、音声の呼の高いＰＣＭチャネルに
優先権を与えたので、一時的な音声の呼の増大による過
負荷が発生しても、優先順位の高いＰＣＭチャネルの過
渡的な音声の締出しを未然に防止できる等の効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディジタル音声挿入方式を適用したＤ
ＳＩ送信端末の一実施例を示す構成図、第２図は従来の
ディジタル音声挿入方式を適用したＤＳＩ送信端末の一
例を示す構成図、第３図は第２図の装置におけるチャネ
ル割当制御の流れ図、第４図は優先権割付テーブルレジ
スタの一例を示す図、第５図は第１図の装置におけるチ
ャネル割当制御の流れ図、第６図はｎチャネル音声動作
率検出部２０の具体的構成の一例を示す図、第７図は過
負荷割付テーブルレジスタの一例を示す図である。 １１・・・ｎチャネルのマルチプレクサ、１２・・・ｎ
チャネル音声検出部、１３・・・割当プロセッサ、１３
ａ・・・優先権割付テーブルレジスタ、１４・・・遅延
部、１５・・・メモリ、１６・・・割当状態バッファ、
１７・・・読出・書込制御部、１８・・・割当メツセー
ジ符号化部、１９・・・出力回路、２０・・・ｎチャネ
ル音声動作率検出部、２４・・・過負荷割付テーブルレ
ジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ個の入力チャネルのそれぞれに対してディジタ
   ル符号化された音声信号があるか否かを調べ、音声信号
   の検出された入力チャネルをｍ（ｍ＜ｎ）個の出力チャ
   ネルのうちの空いているチャネルに割当て、該割当てを
   受けた入力チャネルの音声信号を対応する出力チャネル
   の信号として送出するディジタル音声挿入方式において
   、 音声信号の検出結果に基づいて一定時間ｔ内のチャネル
   を占める音声信号の割合（音声動作率）を各入力チャネ
   ル毎に検出するｎチャネル音声動作率検出部と、 各入力チャネルのチャネル割当に対する優先順位を示す
   優先権割付テーブルとを設け、 出力チャネルに割当てられていない入力チャネルに音声
   信号が検出された時は前記ｎチャネル音声動作率検出部
   の出力より該入力チャネルの音声動作率が所定の規定値
   以上か否かを判定し、前記音声動作率が前記規定値以上
   であれば前記優先権割付テーブル内の優先順位を更新し
   、その後、前記優先権割付テーブルの優先順位に従って
   入力チャネルと出力チャネルとの割当を更新するように
   なした ことを特徴とするディジタル音声挿入方式。
2. （２）所定の時間Ｔ（Ｔ＞ｔ）内における音声動作率が
   規定値以上となる回数の多い順に高い優先順位を付与す
   るようになしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のディジタル音声挿入方式。