JPH0821994B2 - 信号多重化伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数のディジタル電話機とディジタル電話
機以外の電子機器およびコントローラとを回線を介して
結合し、この回線を用いて音声データと制御データを伝
送するシステム（例えばコントローラを内蔵するディジ
タル多機能電話機を用いたホームバスシステム）におい
て、２線式回線によって音声データおよび制御データ
を、同期タイミングのずれなく伝送できるようにした信
号多重化伝送方式に関するものである。

［従来の技術］ 複数のディジタル電話機とディジタル電話機以外の電
子機器（例えばファクシミリやパソコン）とコントロー
ラとを回線を介して結合し、この回線を用いて音声デー
タと制御データを伝送するようにしたシステムでは、複
数のディジタル電話機間で音声データ伝送用に２線式回
線を設けている他に、ディジタル電話機以外の電子機器
をディジタル電話機で制御するための制御データ伝送用
に専用の回線を設けていた。

また、１通話における音声データの伝送フォーマット
は、第７図に示すように、ビット同期符号（16ビッ
ト）、フレーム同期符号（15ビット）、IDコード（８ビ
ット）、コントロールデータ（64ビット）および秘話キ
ーデータ（64ビット）からなる合計167ビットのコント
ロールワード（１）と、このコントロールワード（１）
につづく音声データ（２）とからなっていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来例では、音声データ伝送用の２線
式回線の他に制御データ伝送用に専用の回線を設けなけ
ればならないので、システムの構成が複雑になるという
問題点があった。また、音声データの１通話について音
声データ（２）の前にコントロールワード（１）を１回
付加していただけなので、音声データ（２）の容量が多
くなると、同期タイミングのずれが生じ易いという問題
点があった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、２線
式回線によって音声データおよび制御データを伝送でき
るとともに同期タイミングのずれが生じにくい信号多重
化伝送方式を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による信号多重化伝送方式は、複雑のディジタ
ル電話機、ディジタル電話機以外の電子機器およびコン
トローラを回線を介して結合し、前記回線を用いて音声
データと制御データを伝送するシステムにおいて、１通
話の音声データをｍビット毎に分割してなる音声フレー
ムと、同期符号と制御データを有し前記音声フレームの
それぞれの前に挿入されたｎビットの同期フレームとを
時分割で多重化してビットレートｖ（bps）で伝送し、
前記m/nを15以上、前記ｖを2400以上に設定してなるこ
とを特徴とするものである。

［作用］ １通話の音声データはｍビット毎の音声フレームに分
割され、各音声フレームの前に同期符号と制御データと
を有するｎビットの同期フレームを時分割で多重化して
伝送しているので、２線式回線によって音声データと制
御データを伝送することができるとともに１通話の音声
データの受信は音声フレーム毎に同期をとることができ
る。また、m/nを15以上、ｖを2400以上に設定している
ので、m/vとn/vの割合を音声データの再生音が不自然に
ならない割合にすることができ、再生音が不自然に聞こ
えることがない。

［実施例］ 第１図から第６図までは本発明の一実施例を示すもの
で、第６図はシステムの構成を示し、この図において、
（11）は２線式回線としての互いによじられたペアケー
ブルである。前記ペアケーブル（11）には、コントロー
ラ（12）、暗号化回路や復号化回路等を内蔵したディジ
タル電話機（13）（14）（15）、AV（オーディオビジュ
アル）機器（16）、ファクシミリ（17）、パソコン（パ
ーソナルコンピュータ）（18）、ワープロ（ワードプロ
セッサ）（19）およびセキュリティ機器（20）が結合さ
れるとともに、コードレスディジタル電話機（21）と送
受信するための送受信用アンテナ（22）が結合されてい
る。

前記コントローラ（12）の主な制御は、前記複数の機
器（13）〜（20）が共通のペアケーブル（11）上で支障
なくデータの送受ができるように、時分割制御を行うこ
とである。

なお、前記コントローラ（12）は前記ディジタル電話
機（13）（14）（15）のうちの１つ（例えば（13））の
中に収納して、これ（例えば（13））をディジタル多機
能電話機としてもよい。

第６図のシステムにおいて、コントローラ（12）で制
御されるディジタル電話機（13）から（14）へ送話する
とともに、ディジタル電話機（13）でAV機器（16）をオ
ンまたはオフ制御する場合のように、音声データと制御
データを含む信号をビットレートｖ（例えばｖ＝2400bp
s）で伝送する場合の信号の伝送フォーマットは、第１
図に示すように構成されている。

すなわち、ｎビット（例えばｎ＝48）の同期フレーム
（30）と、ｍビット（例えばｍ＝720）の話頭信号フレ
ーム（40）と、１通話における音声データを後述する秘
話キーデータで２重に暗号化したデータをｍビット毎に
分割してなる音声フレーム（51）（52）（53）…と、こ
れらの音声フレーム（51）（52）（53）…のそれぞれの
前に挿入された前記同期フレーム（30）と構成が同じの
ｎビットの同期フレーム（61）（62）（63）…とを時分
割で多重化してなるものである。

前記同期フレーム（30）は、例えばｎ＝48のときは、
16ビットのビット同期符号（31）、15ビットのフレーム
同期符号（32）、２ビットの種別識別コード（33）、８
ビットのIDコード（34）、４ビットのコントロール識別
コード（35）および３ビットの秘話キーコード（36）か
らなる48ビットで構成されている。

前記話頭信号フレーム（40）は、例えばｍ＝720のと
きは、16ビットのビット同期符号（41）、15ビットのフ
レーム同期符号（42）、２ビットの話頭識別コード（4
3）、８ビットのIDコード（44）および64ビットの秘話
キーデータ（45）からなる105ビットの話頭信号ブロッ
ク（40a）を順次５回繰り返した後、195ビットのデータ
のない空データブロック（40b）を付加した合計720ビッ
トで構成されている。

前記話頭信号フレーム（40）内の秘話キーデータ（4
5）は、第２図に示すように16ビットの可変データ部分
（45a）と48ビットの固定データ部分（45b）とからな
り、前記可変データ部分（45a）は、音声データの１通
話毎に可変して設定されるもので、例えば送話側のディ
ジタル電話機（13）内のメモリに格納された第３図に示
すようなコード表に基づいて、前記同期フレーム（30）
内の３ビットの秘話キーコード（36）に対応した８種類
の16ビットデータのうちの１種類を１通話毎にランダム
に可変して設定され、前記固定データ部分（45b）は、
例えば第３者に解読されるまでは固定的に設定される。

また、前記同期フレーム（61）（62）…内の秘話キー
コード（36）は、１通話の音声フレーム（51）（52）…
毎に可変して設定されるもので、前記秘話キーデータ
（45）の可変データ部分（45a）を第３図のコード表に
基づいて８種類の16ビットデータのうちの任意のデータ
に置換せしめるためのものである。

第６図のシステムにおいて、コントローラ（12）で制
御されるディジタル電話機（13）によってAV機器（16）
のみをオンまたはオフ制御する場合のように、音声信号
を含まない制御データのみからなる信号がビットレート
ｖで伝送される場合の信号の伝送フォーマットは、第４
図に示すように構成されている。すなわち、ｎビット
（例えばｎ＝48）の同期フレーム（30a）（61a）（62
a）…と、ｍビット（例えばｍ＝720）のデータのない空
データフレーム（70）（71）（72）…とを交互に時分割
で多重化して構成される。

つぎに前記実施例の作用について説明する。

（１）まず音声データおよび制御データを伝送する場合
について説明する。

（イ）第６図のシステムにおいて、複数のディジタル電
話機（13）（14）（15）の中の１つ（例えば（13））か
ら他のディジタル電話機（14）へ音声データを伝送する
とともにAV機器（16）へオンまたはオフのための制御デ
ータを伝送するものとすると、このときの信号の伝送フ
ォーマットは第１図のようになる。すなわち、１通話の
音声データは、送話側のディジタル電話機（13）内にお
いてＡ−Ｄ（アナログ−ディジタル）変換され、つい
で、ｍビット（例えばｍ＝720）毎の音声フレーム（5
1）（52）…に分割されるとともに、各々の音声フレー
ム（51）（52）…は話頭信号フレーム（40）内の秘話キ
ーデータ（45）と、直前の同期フレーム（61）（62）…
内の秘話キーコード（36）に基づいて可変データ部分
（45a）が対応したデータに置換された秘話キーデータ
とによって２重に暗号化される。このため、秘話強度が
向上する。そして、これらの暗号化された音声データか
らなる音声フレーム（51）（52）…の各々の直前に挿入
されたｎビット（例えばｎ＝48）の同期フレーム（61）
（62）…と、同期フレーム（61）（62）…のうちの１番
目の同期フレーム（61）と最先の同期フレーム（30）と
の間に挿入されたｍビットの話頭信号フレーム（40）と
が時分割で多重化されて、ペアケーブル（11）を介して
ビットレートｖ（例えばｖ＝2400bps）で伝送される。

（ロ）受話側のディジタル電話機（14）は、話頭信号フ
レーム（40）内のビット同期符号（41）およびフレーム
同期符号（42）によって同期をとり、話頭識別コード
（43）およびIDコード（44）によって自己に対する音声
データであることを確認すると、暗号化された受話音声
データを、受信した秘話キーデータ（45）と、秘話キー
コード（36）で可変データ部分（45a）が置換された秘
話キーデータとに基づいて音声フレーム（51）（52）…
毎に復号化し、Ｄ−Ａ変換して音声を受話する。

また、音声データはｍビット毎の音声フレーム（51）
（52）…に分割されるとともにｎビットの同期フレーム
（61）（62）…で分断されているが、再生音の継続期間
m/v（例えばm/v＝720/2400＝300msec）と分断期間n/v
（例えばn/v＝48/2400＝20msec）とは不自然な音になら
ない割合に設定されているので、不自然な再生音となら
ない。

また、音声フレーム（51）（52）…のそれぞれは、そ
れぞれの直前に挿入された同期フレーム（61）（62）…
内のビット同期符号（31）（31）…、フレーム同期符号
（32）（32）…によって同期がとられているので、音声
データが長くなっても、同期タイミングのずれが生じに
くい。

（ハ）被制御側のAV機器（16）は、同期フレーム（30）
（61）（62）…内のビット同期符号（31）（31）…によ
って同期をとり、IDコード（34）によって自己に対する
制御データであることを確認すると、第５図に示すよう
に、種別識別コード（33）とコントロール識別コード
（35）とに基づいて作成されたコントロールワードで所
定の制御（例えば電源のオンまたはオフ）がなされる。
すなわち、種別識別コードが「00」のときは、コントロ
ール識別コード「0001」を２倍してコントロールワード
「00010」が作成され、種別識別コードが「01」のとき
はコントロール識別コード「0001」を２倍して１を加え
ることによってコントロールワード「00011」が作成さ
れる。

（２）つぎに、音声データがなく、制御データのみを伝
送する場合について説明する。

（イ）複数のディジタル電話機（13）（14）（15）の中
の１つ（例えば（13））からAV機器（16）へオンまたは
オフのための制御データを伝送するものとすると、この
ときの信号の伝送フォーマットは第４図のようになる。
すなわち、ｎ（例えばｎ＝48）ビットの同期フレーム
（30a）（61a）（62a）…とｍビットの空データフレー
ム（70）（71a）（72a）…とを時分割で交互に多重化し
て伝送する構成となる。すなわち、第１図に示す音声デ
ータを含む伝送フォーマットから話頭信号フレーム（4
0）を削除し、各々の音声フレーム（51）（52）…内を
空データとしたものになる。このとき、同期フレーム
（30a）（61a）（62a）…内の種別識別コード（33）、I
Dコード（34）およびコントロール識別コード（35）はA
V機器（16）に対応して設定される。なお、同期フレー
ム（30a）（61a）（62a）…内の秘話キーコード（36）
は不要なので、空データとしてもよい。

（ロ）AV機器（16）は、前記（１）の（ハ）と同様にし
て、IDコード（34）によって自己に対する制御データで
あることを確認すると、種別識別コード（33）とコント
ロール識別コード（35）とにより第５図に示すようにし
て作成されたコントロールワードによって所定の制御
（例えば電源のオンまたはオフ）がなされる。

前記実施例では、ディジタル電話機（13）（14）（1
5）以外の電子機器の制御としてAV機器（16）を制御す
るようにしたが、その他の電子機器（例えばセキュリテ
ィ機器（20））の制御についても同様である。

前記実施例では、ビットレートｖを2400bps、音声フ
レームのビット数ｍを720、同期フレームのビット数ｎ
を48としたが、本発明にこれに限りものでなく、ビット
レートｖを2400bps以上、m/nを15以上に設定して、m/v
とn/vの割合を音声データの再生音が不自然にならない
割合にするものであればよい。

［発明の効果］ 本発明による信号多重化伝送方式は、上記のように、
１通話の音声データをｍビット毎の音声フレームに分割
し、各音声フレームの前に同期符号と制御データを含む
ｎビットの同期フレームを時分割で多重化してビットレ
ートｖで伝送するようにしたので、２線式回線によって
音声データと制御データを伝送することができるととも
に、同期タイミングのずれが生じにくい伝送を行うこと
ができる。

しかも、m/nを15以上、ビットレートｖを2400bps以上
に設定しているので、m/vとn/vの割合を音声データの再
生音が不自然にならない割合にすることができ、再生音
が不自然になる（例えば不自然に聞こえる）のを可能な
限り防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図までは本発明による信号多重化伝送方
式の一実施例を示すもので、第１図は音声データと制御
データを含む信号の伝送フォーマットを説明するための
図、第２図は第１図の秘話キーデータの内容を説明する
ための図、第３図は秘話キーコードと可変データ部分と
の対応関係を示すコード表の説明図、第４図は制御デー
タのみを含む信号の伝送フォーマットを説明するための
図、第５図はコントロールワードの作成を説明するため
の図、第６図はシステムの構成を示すブロック図、第７
図は従来の信号の伝送フォーマットを説明するための図
である。 （11）…ペアケーブル（２線式回線）、（12）…コント
ローラ、（13）（14）（15）（21）…ディジタル電話
機、（16）（17）（18）（19）（20）…ディジタル電話
機以外の電子機器、（30）（30a）（61）（61a）（62）
（62a）（63）…同期フレーム、（36）…秘話キーコー
ド、（40）…話頭信号フレーム、（45）…秘話キーデー
タ、（45a）…秘話キーデータ（45）の可変データ部
分、（45b）…秘話キーデータ（45）の固定データ部
分、m,n…ビット数、ｖ…ビットレート。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のディジタル電話機、ディジタル電話
   機以外の電子機器およびコントローラを回線を介して結
   合し、前記回線を用いて音声データと制御データを伝送
   するシステムにおいて、１通話の音声データをｍビット
   毎に分割してなる音声フレームと、同期符号と制御デー
   タを有し前記音声フレームのそれぞれの前に挿入された
   ｎビットの同期フレームとを時分割で多重化してビット
   レートｖ（bps）で伝送し、前記m/nを15以上、前記ｖを
   2400以上に設定してなることを特徴とする信号多重化伝
   送方式。
2. 【請求項２】ビットレートｖは2400bpsに、音声フレー
   ムのビット数ｍは720に、同期フレームのビット数ｎは4
   8にそれぞれ設定してなる請求項（１）記載の信号多重
   化伝送方式。