JPH0563611A - エコーキヤンセラを用いた秘話方式におけるサンプリング同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エコーキャンセラを用いた秘話方式において、
送信側および受信側間でサンプリング同期を取ることを
実現する。 【構成】第１の発明では、エコーキャンセラ１１内のト
ランスバーサルフィルタ１６の系数の変化の特徴を抽出
し、その抽出した特徴情報からトランスバーサルフィル
タ１６の係数を自動発生できる構成とし、まず送信側入
力端子１からの入力を禁止した状態で、送信側のＭ系列
発生回路３からＭ系列信号を除去するよう適応動作した
トランスバーサルフィルタ１６の係数変化の特徴の抽出
し、これに応じて以後の係数を自動発生する。この係数
自動発生により送信側および受信側間でサンプリング同
期を実現できる。第２の発明では、同期用期間に送信側
から所定パターンの同期用信号を送り、受信側の位相同
期ループでこれを受けサンプリング同期を実現する。第
３の発明では、送信側にて秘話信号の低域部分をカット
して同期用のパイロット信号を送り、受信側でこの低域
のパイロット信号を分離して位相同期ループで受けサン
プリング同期を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エコーキャンセラを用
いた秘話方式におけるサンプリング同期方式を関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエコーキャンセラを用いたアナロ
グ秘話方式では、送信側で送信信号に加えた雑音を受信
側のエコーキャンセラにて除去して送信信号を取り出し
ている。

【０００３】図４は従来のエコーキャンセラを用いた秘
話方式を示すブロック図である。まず、送信側では送信
側入力端子１から入力された信号のレベルに比べて十分
大きなレベルをもつＭ系列信号発生回路３からの出力信
号（Ｍ系列信号）を加算器２で加えて秘話信号を作り、
送信側出力端子４から出力する。送信側出力端子４から
受信側入力端子１０までの間の伝送路上では、大きな雑
音（Ｍ系列信号）のため送信内容を傍受することは困難
となり、秘話伝送が実現される。

【０００４】受信側では秘話信号を受信信号入力端子１
０からエコーキャンセラ１４の入力端子３１に入力し、
さらに送信側で発生したのと同じＭ系列信号をＭ系列発
生回路１５で発生させ、エコーキャンセラ１４の入力端
子３５に入力する。エコーキャンセラ１４のトランスバ
ーサルフィルタ３３は、秘話信号に含まれているＭ系列
信号成分に近似する波形をもつ信号を発生して加算器５
９に送り、秘話信号から減算させて残差信号を「ゼロ」
にするように雑音（Ｍ系列信号）の消去を行わせる。こ
の結果として、エコーキャンセラ１４の出力端子３２か
ら、Ｍ系列信号を消去されて再生された送信信号（送信
側入力端子１への入力信号）が送出され、受信側出力端
子１２から出力される。

【０００５】ここで、送信側，受信側それぞれのサンプ
リング周波数発生回路３０，３６で発生されるサンプリ
ング周波数ｆ_S1，ｆ_S2とするもしｆ_S1＝ｆ_S2でサンプリ
ング同期が取れている場合、Ｍ系列信号（雑音）の成分
をエコーキャンセラ１４で一旦消去すれば、その後推定
インパルス応答に変化を生じないので、インパルス応答
の推定動作を停止して、安定した状態で伝送路上で秘話
伝送が実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来の秘話
方式では、送信側と受信側とのサンプリング同期を取る
手段が無いので、初期の雑音消去後もサンプリング同期
ずれに起因する雑音消去残差の増大を抑圧するため、エ
コーキャンセラ１４のインパルス応答の推定動作を継続
する必要が生じてくる。また、初期の雑音消去後に送信
信号が加えられると、エコーキャンセラ１４で送信信号
およびＭ系列信号の加算信号に対して推定インパルス応
答が決定されることになるので、本来のＭ系列の推定イ
ンパルス応答に推定誤差が生じ、安定した送信信号の抽
出ができなくなる。特に入力信号が大きい場合には、こ
の減少が顕著に現れる。

【０００７】本発明の目的は、エコーキャンセラを用い
た秘話方式に対し、このサンプリング同期の手段を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明の方
式は、通信期間中に送信信号に第１の雑音信号を加算し
た秘話信号を送信する送信側から、前記通信期間の直前
の同期期間中に前記第１の雑音信号のみを送信させ、前
記通信期間中に前記第１の雑音信号と同じ第２の雑音信
号をトランスバーサルフィルタに通して前記秘話信号か
ら減算し前記第１の雑音信号の成分を消去するエコーキ
ャンセラをもつ受信側にて、前記同期期間中に前記第１
の雑音信号を消去するよう前記トランスバーサルフィル
タを適応動作させその係数特徴を抽出し、前記通信期間
中にはその抽出結果に応じて前記トランスバーサルフィ
ルタの係数を自動発生させる。

【０００９】第２の発明の方式は、通信期間中に送信信
号に第１の雑音信号を加算した秘話信号を送信する送信
側から、前記通信期間の直前の同期期間中に予め定めた
波形パターンをもつ同期用信号のみを送信させ、前記通
信機間中に前記第１の雑音信号と同じ第２の雑音信号を
トランスバーサルフィルタに通して前記秘話信号から減
算して前記第１の雑音信号の成分を消去するエコーキャ
ンセラをもつ受信側にて、前記同期期間中に前記同期用
信号を位相同期ループで受けて前記秘話信号をサンプル
用クロック信号を発生させる。

【００１０】第３の発明の方式は、送信信号に第１の雑
音信号を加算した秘話信号の低域成分を高域通過フィル
タで減衰させたあと、低域成分をもつパイロット信号を
更に加算して送信する送信部と、受信信号を前記低域成
分と高域部分とに分離したあと、低域成分を位相同期ル
ープで受けて前記秘話信号のサンプル用クロック信号を
発生し、これに応じて外交域成分の秘話信号をサンプル
し、これから前記第１の雑音信号と同じ第２の雑音信号
をエコーキャンセラトランスバーサルフィルタに通した
ものを減算して、前記第１の雑音成分を消去する受信部
とを備えている。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１２】図１は本発明の第１の発明の一実施例のブ
ロック図である。まず秘話通信に先立ち、送信側入力端
子１からの入力を禁止し、Ｍ系列発生信号回路３からの
Ｍ系列信号（雑音）を送信側出力端子４から出力させ
る。受信側においては、受信側入力端子１０から入力さ
れた信号をエコーキャンセラ１１の入力端子２０に入力
させる。ここで、送信側のＭ系列信号の発生回路３で発
生したＭ系列信号と同じ信号を受信側のＭ系列信号発生
回路１５で発生させ、エコーキャンセラ１１の入力端子
２２から入力し、トランスバーサルフィルタ１６の推定
インパルス応答を変化させることにより、入力端子２０
から入力したＭ系列信号を除去する。この系列雑音除去
後のトランスバーサルフィルタ１６の動作は、送信側お
よび受信側の間のサンプリング同期ずれを吸収するため
の動作を適応的に行うことになる。この場合のトランス
バーサルフィルタ１６の係数設定の要因に着目すると、
Ｍ系列信号を除去するための適応動作と、送信側および
受信側間のサンプリング同期ずれを吸収する動作とに、
大別される。Ｍ系列信号は予め設定された一定周期を有
しているのでサンプリング同期ずれ吸収のためのトラン
スバーサルフィルタ１６の係数を周期的に変化すること
になる。この係数変化の特徴の係数特徴抽出回路１７で
抽出し、以後この抽出特徴を利用して係数自動発生回路
１８にてトランスバーサルフィルタ１１の係数を自動発
生させ、エコーキャンセラ１１の適応動作を停止する。

【００１３】以上の初期設定のあと、送信側入力端子１
から送信信号の入力を許可し、加算器２でＭ系列信号発
生回路３からのＭ系列信号を加算し秘話信号を送信側出
力端子４から出力する受信側入力端子１０から入力され
た秘話信号は、エコーキャンセラ１１の入力端子２０か
ら入力され、上述のように係数自動発生回路１８からの
係数を用いて、トランスバーサルフィルタ１６がＭ系列
発生回路１５からのＭ系列信号に応じて受信秘話信号中
のＭ系列信号の成分に近似した信号を発生し、これを加
算器１９に与えてＭ系列信号成分を除去し、出力端子２
１を経由して受信側出力端子１２から再生信号を出力さ
せる。

【００１４】図２は本発明の第２の発明の一実施例のブ
ロック図である。まず、秘話通信に先立ちサンプリング
同期をとるため、スイッチ６では既知パターン発生回路
５の出力を選択し、またスイッチ２３で受信側入力端子
１０からの入力信号をＤＰＬＬ（ディジタル位相同期ル
ープ）２５に入力するように選択させる。送信側入力端
子１からの入力信号を禁止して、既知パターン発生回路
５から既知パターン信号を一定時間出力させる。この既
知パターン信号は加算器２，送信側出力端子４，受信側
入力端子１０を経て、ＤＰＬＬ２５に導かれる。既知パ
ターン信号からＤＰＬＬ２５によってＡ／Ｄ（アナログ
ディジタル）変換回路２４を駆動するサンプリング周波
数を決定し、以後決定させたサンプリング周波数でアナ
ログディジタル変換回路２４を駆動する。これにより、
送信側および受信側のサンプリング周波数の同期を取る
ことができる。この同期動作を秘話通話の開始前に実施
すれば、送信信号（音声等）に劣化を与えること無く、
サンプリング同期の取れた安定した秘話を実現できる。

【００１５】次に、秘話通信に移行するには、スイッチ
６を操作してＭ系発生回路３の出力を選択し、またスイ
ッチ２３をオフにして受信側入力端子１０からの入力を
ＤＰＬＬ２５に入力しないように選択する。送信側入力
端子１からの入力（送信信号）を許可し、スイッチ４で
選択したＭ系列信号（雑音）を加算器２で加算して、っ
送信側出力端子４から秘話信号として出力させる。秘話
信号は受信側入力端子１０を経てＡ／Ｄ変換回路２４に
入力され、前述のようにサンプリング同期が取られたサ
ンプリング周波数にてディジタル信号に変換され、さら
にエコーキャンセラ１３に導かれる。エコーキャンセラ
１３においては、送信側をＭ系列発生回路３で発生させ
たＭ系列信号と同じＭ系列信号（雑音）をＭ系列信号発
生回路１５から受け、それに応じて秘話信号からＭ系列
信号信号成分を除去し、送信信号を再生して受信側出力
端子１２から出力する。

【００１６】図３は本発明の第３の発明の一実施例のブ
ロック図である。

【００１７】まず、送信側の動作について説明する。送
信側入力端子１から入力される送信信号と、Ｍ系列信号
発生回路３の出力信号である。Ｍ系列信号（雑音）と
を、加算器２により加算して秘話信号を生成する。高域
通過フィルタ７にて、秘話信号の低域成分を減衰させた
後、パイロット信号発生回路８から出力される低域成分
のパイロット信号と加算器９でさらに加算し、送信側出
力端子４から出力させる。このように送信側において
は、本来の送信信号の低域に帯域制限を加え、その低域
にパイロット信号を付加する動作を行う。このとき低域
における帯域制限を必要最小限に設定すれば、本来の送
信信号（音声等）に劣化を与えずパイロット信号を付加
することができる。

【００１８】次に、受信側の動作について説明する。受
信側入力端子１０より入力される入力信号を秘話信号と
サンプリング同期のためのパイロット信号とに分離する
ため、それぞれ高域通過フィルタ２６と低域通過フィル
タ２７とを通す。ここで、高域通過フィルタ２６は送信
側の高域通過フィルタ７と同じ特性を有し、さらに低域
通過フィルタ２７と高域通過フィルタ２６とはカットオ
フ周波数に対して対称な特性を有している。この後の動
作は、秘話処理（雑音除去）とサンプリング同期を取る
ための動作とに別れる。

【００１９】秘話処理側では、ＤＰＬＬ２９によって決
定されたサンプリング周波数に従ってＡ／Ｄ変換回路２
４でディジタル信号に変換された秘話信号は、エコーキ
ャンセラ１３に入力されて、Ｍ系列信号発生回路１５か
ら発生される送信側で用いたものと同じＭ系列信号に応
じて、秘話信号からＭ系列信号成分を除去され、受信側
出力端子１２から出力される。

【００２０】サンプリング同期側では、低域通過フィル
タ２７の出力信号からパイロット信号の位相情報を位相
検出回路１４にて抽出し、ＤＰＬＬ２９を制御して、Ａ
／Ｄ変換回路２４を駆動するサンプリング周波数を送信
側のサンプリグ周波数と同期させることができる。本実
施例では、パイロット信号を常時送信側から供給するの
で、秘話通話を行っている間いつでもサンプリング同期
を取ることができ、安定したエコーキャンセラ１３での
Ｍ系列信号の除去動作を保証することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によればエコ
ーキャンセラを用いた秘話方式において本来の送信信号
に劣化を与えることなく、送信側および受信側間でサン
プリング同期を取ることが可能となり安定した秘話を簡
単に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の発明の実施例のブロック図。

【図２】本発明の第２の発明の実施例のブロック図。

【図３】本発明の第３の発明の実施例のブロック図。

【図４】従来の方式のブロック図。

【符号の説明】

１ 送信側入力端子 ２，９，１９，３４ 加算器 ３，１５ Ｍ系列信号発生回路 ４ 送信側出力端子 ５ 既知パターン発生回路 ６，２３ スイッチ ７，２６ 高域通過フィルタ ８ パイロット信号発生回路 １０ 受信側入力端子 １１，１３，１４ エコーキャンセラ １２ 受信側出力端子 １６，３３ トランスバーサルフィルタ １７ 係数特徴抽出回路 １８ 係数自動発生回路 ２０，２２，３１，３５ 入力端子 ２１，３２ 出力端子 ２４ Ａ／Ｄ変換回路 ２５，２９ ＤＰＬＬ ２７ 低域通過フィルタ ２８ 位相検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 厚志 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式 会社内 (72)発明者 杉本 照行 静岡県掛川市下俣４番２静岡日本電気株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信期間中に送信信号に第１の雑音信号
   を加算した秘話信号を送信する送信側から、前記通信期
   間の直前の同期期間中に前記第１の雑音信号のみを送信
   させ、前記通信期間中に前記第１の雑音信号と同じ第２
   の雑音信号をトランスバーサルフィルタに通して前記秘
   話信号から減算し前記第１の雑音信号の成分を消去する
   エコーキャンセラをもつ受信側にて、前記同期期間中に
   前記第１の雑音信号を消去するよう前記トランスバーサ
   ルフィルタを適応動作させその係数特徴を抽出し、前記
   通信期間中にはその抽出結果に応じて前記トランスバー
   サルフィルタの係数を自動発生させることを特徴とする
   エコーキャンセルを用いた秘話方式におるサンプリング
   同期方式。
2. 【請求項２】 通信期間中に送信信号に第１の雑音信号
   を加算した秘話信号を送信する送信側から、前記通信期
   間の直前の同期期間中に予め定めた波形パターンをもつ
   同期用信号のみを送信させ、前記通信機間中に前記第１
   の雑音信号と同じ第２の雑音信号をトランスバーサルフ
   ィルタに通して前記秘話信号から減算して前記第１の雑
   音信号の成分を消去するエコーキャンセラをもつ受信側
   にて、前記同期期間中に前記同期用信号を位相同期ルー
   プで受けて前記秘話信号のサンプル用クロック信号を発
   生させることを特徴とするエコーキャンセルラを用いた
   秘話方式におけるサンプリング同期方式。
3. 【請求項３】 送信信号に第１の雑音信号を加算した秘
   話信号の低域成分を高域通過フィルタで減衰させたあ
   と、低域成分をもつパイロット信号を更に加算して送信
   する送信部と、受信信号を前記低域成分と高域部分とに
   分離したあと、低域成分を位相同期ループで受けて前記
   秘話信号のサンプル用クロック信号を発生し、これに応
   じて外交域成分の秘話信号をサンプルし、これから前記
   第１の雑音信号と同じ第２の雑音信号をエコーキャンセ
   ラトランスバーサルフィルタに通したものを減算して、
   前記第１の雑音成分を消去する受信部とを備えているこ
   とを特徴とするエコーキャンセラを用いた秘話方式にお
   けるサンプリング同期方式。