JP3252500B2

JP3252500B2 - 双方向増幅器

Info

Publication number: JP3252500B2
Application number: JP35717592A
Authority: JP
Inventors: 直行山口; 徹阿部
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 2002-02-04
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JPH06196951A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電話、ファクシミリ、デ
ータなどの２線回線伝送路において減衰した信号の増幅
をするための双方向増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電話、ファクシミリ、データなどの伝送
を行う２線回線を用いた双方向通信において減衰した信
号の増幅を目的として双方向増幅を行う場合、ハイブリ
ッド回路により２線４線変換を行った後に、単方向増幅
器にてそれぞれの方向の増幅を行う方法がとられる。し
かし、一般の加入者線はその回線毎に、線種、線路長が
異なるためインピーダンスが一定とならず、固定された
定数をもつハイブリッド回路では完全なインピーダンス
整合をとることができない。インピーダンス整合がとれ
ない場合、すなわちハイブリッド・バランスがくずれた
場合、ハイブリッド回路の４線側入力端の信号が４線側
出力端に回り込んでしまう。この回り込み信号を除去し
ないままに増幅を行うと、極端な場合、ハイブリッド回
路が形成する４線ループで発振を起こし、また発振を起
こさない場合でも、大きなエコーが生じる。このために
固定された定数をもつハイブリッド回路のみで２線４線
変換を行った場合において、回線条件が変動すると、増
幅はほとんどできない。

【０００３】この問題を解決する技術として、エコー・
サプレッサ方式あるいはエコー・キャンセラ方式を用い
た双方向増幅器がある。

【０００４】エコー・サプレッサ方式を用いた双方向増
幅器は、通常の音声通信が会話型すなわち非同時双方向
通信であるという性質を利用する。たとえば話者Ａの信
号レベルが話者Ｂの信号レベルより大きい時は話者Ｂの
信号が無いものと見做し、話者Ａの信号のみを増幅し話
者Ｂの信号は抑制して減衰させる。このように通話方向
制御を行えば、４線ループの利得を抑えながら信号を増
幅することが可能となる。エコー・サプレッサ方式は制
御が簡単であり安価に構成できるという利点をもつ。反
面、話者Ａまたは話者Ｂの信号レベルを検出していずれ
の信号を抑制するかを判断してからでないと制御を行え
ないために、話頭切断が必然的に存在し、また本質的に
同時通話を許さないので自然な通話を阻害しがちである
という欠点を有する。

【０００５】エコー・キャンセラ方式を用いた双方向増
幅器は、内部に疑似回り込み信号生成部をもち、２線４
線変換をするハイブリッド回路での送信側の信号が受信
側の線路に回り込む信号を、疑似回り込み信号生成部か
ら出力される疑似回り込み信号で打ち消し、４線ループ
内を一巡する信号を、減衰させることで増幅を可能にす
る。疑似回り込み信号生成部は、減衰量および遅延時間
を可変できるタップ係数可変型のトランスバーサル・フ
ィルタで構成され、ハイブリッド回路で生じる回り込み
信号を観測しながら、それが最小になるようにタップ係
数を修正する。したがって、電話回線の条件が変化して
もそれに適応して回り込み信号を低減させることが可能
となる。エコー・キャンセラ方式では通話方向制御を行
う必要がないのでエコー・サプレッサ方式において発生
する話頭切断は存在せず、また同時双方向通話も支障な
く行える。

【０００６】エコー・キャンセラ方式を用いた双方向増
幅器は、その制御方式の面からプリセット型と常時適応
型に大別される。エコー・キャンセラ方式のプリセット
型では疑似回り込み信号の減衰量および遅延時間を設定
するためにトランスバーサル・フィルタのタップ係数を
決定する必要があり、そのタップ係数を得るために、ト
レーニング信号をハイブリッド回路の４線側入力端（送
信側）から送出し、その４線側入力端（受信側）に現わ
れるトレーニング信号の回り込み量を監視し、前記トラ
ンスバーサル・フィルタのタップ係数の最適値を決定
（最適化）する。この最適化動作は通信信号の存在しな
い一定時間内に終了させ、その後は最適化されたタップ
係数の値を保持したまま通信が行われる。

【０００７】常時適応型では、特別なトレーニング信号
を用いないで通信中に現われるハイブリッド回路の４線
側入力端の信号を用い、その信号がハイブリッド回路の
４線側出力端に回り込む量を監視することによって前記
トランスバーサル・フィルタのタップ係数を最適化して
いる。

【０００８】プリセット型の長所としては、通信信号の
存在しない期間にトレーニングが行われるから、トレー
ニング信号を任意に選定できる点である。タップ係数の
最適化動作においては、如何に速く最適値に収束させう
る（最適値を求める）かが問題であり、それには疑似回
り込み信号生成部の入力（ハイブリッド回路の４線側入
力端の信号）として自己相関の少ない信号が要求され
る。トレーニング信号に自己相関の少ない信号を選べば
高速に最適値に収束させることが可能となる。プリセッ
ト型の短所としては最適化動作を一定期間内に終了させ
なければならない点、また通信の途中で回線条件が変化
した場合には対処できない点がある。しかし、一旦接続
された電話回線の条件が通信の途中で変化することは稀
であるから致命的な欠点とはなりえない。

【０００９】常時適応型の長所としては前記最適化が通
信中いつでも実行可能であること、また通信途中で回線
条件が変化した場合にも対処できることがあげられる。
しかしながら、音声やモデム信号等の信号を用いて最適
化動作を行うため、比較的自己相関の強い信号を前提に
しなければならないという欠点がある。このような信号
を前提とした場合、最適値への収束はかなり緩やかにな
り、通信開始後初期においてはタップ係数が最適化され
ない事態も生じる。したがって増幅器の増幅率は通信開
始後初期の段階では小さく設定し、その後徐々に増大さ
せるよう制御する必要があり、自然な通話もしくは正常
な通信を損なう場合がある。

【００１０】以上において述べたエコー・キャンセラ方
式のプリセット型および常時適応型の長所短所の比較に
おいて、一旦接続された電話回線の条件が通信中に変化
することは稀であるという前提を認めるならば、プリセ
ット型が優れている。エコー・キャンセラ方式を用いた
プリセット型の場合、初期のトレーニングに失敗すると
その後は前記タップ係数の最適化が行われないのでその
通信は継続できず、通信回線の接続を放棄せざるを得な
い。したがって、通信におけるどの時点でトレーニング
を行うかが非常に重要となる。トレーニングを成功させ
るために必要となる条件は３つある。第１はトレーニン
グの対象となる回線の接続が完了していること（市内交
換機側で回線が終端されていること）、第２は通信が無
音状態にあること、第３はその無音状態の一定期間が予
測できることである。

【００１１】第１の条件は、通信回線が接続されてはじ
めてトレーニングが可能となるのであるから、当然であ
る。

【００１２】第２の条件はトレーニングは無音状態にお
いてのみ可能であることから、トレーニングの成功／失
敗に係わる条件であり重要である。疑似回り込み信号生
成部は、ハイブリッド回路の４線側入力端子の信号が４
線側出力端子にどの程度洩れてくるかを監視し疑似回り
込み信号を発生させる。もし、４線側出力端子に回り込
み信号以外の信号、たとえば音声信号が２線側端子から
重畳されると、監視内容が真の回り込み信号とは異なっ
たものとなる。その結果、タップ係数は最適値に収束し
なくなってしまい、トレーニングは失敗に終わる。２線
側端子に予定しない信号が重畳されているか否かをトレ
ーニング信号送出中に知るのは困難であるから、トレー
ニングは無音状態で行う必要がある。

【００１３】第３の条件は、トレーニングの制御に必要
となる条件で、トレーニング開始後は必要とされる期間
無音状態の継続が保障されなければならない。通信には
トレーニング期間を満足させうる無音期間が多く存在す
るが、これらの内ほとんどは通信内容に依存するため予
めトレーニング期間として予定するのは困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】エコー・キャンセラ方
式のプリセット型において、前記３つの条件を満たす可
能性が高い無音期間としては、回線接続完了直後から実
際に通信信号が出力されるまでの期間が考えられる。こ
の期間は、人間が受話器を持ち上げて会話を始めるまで
の時間あるいは通信機械がタイマで応答するまでの時間
であり、ほとんどの通信において存在する。すなわち、
トレーニング期間を回線接続完了直後に設定すれば、ほ
とんどの通信においてトレーニングに成功する。しかし
ながら、小さな確率ではあるが回線接続完了直後ただち
に通信信号が出力されることがあり、また即時に出力さ
れない場合でもトレーニング終了前に通信信号が混入す
ることがあり、このような場合にはトレーニングに失敗
するという未解決の課題が残されていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】エコー・キャンセラ方式
のプリセット型において、通話状態における通信信号が
存在しないこと（無音）を検出する通信制御回路と、最
適化動作を実行するために２線４線変換をするハイブリ
ッド回路の４線側入力端から印加するホワイト・ノイズ
発生器と、４線側入力端においてホワイト・ノイズと通
信信号とを切換える切換スイッチと、切換スイッチを介
してホワイト・ノイズと通信信号のうちの一方を４線側
入力端から得て、適応許可信号にもとづいて減衰し、遅
延した信号をハイブリッド回路の４線側出力端へ疑似回
り込み信号として印加するための適応フィルタと、通信
制御回路からの通信信号が存在しないことを示す不存在
信号を得たとき切換スイッチをホワイト・ノイズ発生器
側に切換えて適応フィルタに最適化動作を行わしめ、そ
れが完了したときにはその最適化動作により得られた最
適値である減衰量および遅延量を保持するように指示
し、最適化動作中に不存在信号の印加がなくなったとき
（有音状態）には、切換スイッチを通信信号側に切換
え、今回の最適化動作を中止し、前回の最適化動作によ
り得られた最適値をそのまま保持するように適応フィル
タに指示するための成功失敗判定器とを設けた。

【００１６】

【作用】通信制御回路においては周期的に監視して通話
状態と終話状態を判断しており、通話状態は受信信号が
存在するか、または受信信号を増幅する状態であり、終
話状態は受信信号が存在せず受信信号を増幅しない状態
であり、これらの状態は、受信信号の有無や通信回線の
接続状況から判断される。通信回線の接続完了直後の通
話状態における無音期間にトレーニング信号であるホワ
イト・ノイズによりトレーニングを行い、一定時間経過
後ハイブリッド回路の４線側出力端のトレーニング信号
（ホワイト・ノイズ）のレベルが所定のレベルを十分下
回っているかを判定し、下回っている場合にはその時点
でトレーニングを終了し、下回らない場合には継続して
トレーニング動作を行うことにより、通信回線の接続完
了直後に無音期間が存在しトレーニング時間が確保でき
るような通信であれば、通信信号が出力される前までに
トレーニングを終了させる。通信回線の接続完了直後に
有音となり、トレーニング時間を確保できず通信信号が
重畳されるような状態であっても、その通信信号が無音
状態となったときに最適化動作を行うようにしたから、
最適化動作の失敗する可能性が著しく減少し、通信の信
頼性向上が得られるようになった。

【００１７】また、本発明による双方向増幅器は、外部
からの特別の制御を必要とするものではないので従来の
電話装置に組込まれた従来の双方向増幅器に置換えるこ
とが可能である。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。

【００１９】図１は、局線Ｌ０と局線Ｌ１（以下では、
通信回線を局線と呼ぶ）を双方向増幅器で接続したもの
である。図中、中央の一点鎖線の左右で全く同じ回路構
成となっているので左側の局線Ｌ０側の回路について説
明する。

【００２０】図１において、局線Ｌ０は局線インタフェ
ース２０ａを介して、ハイブリッド回路１１ａと通話制
御回路３０ａに接続されている。１５ａはＡ／Ｄ変換器
であり、ハイブリッド回路１１ａからのアナログ信号を
デジタル信号である受話信号ｙ₀ （ｎ）に変換する。１
６ａはＤ／Ａ変換器であり、送話信号ｕ₀（ｎ）をアナ
ログ信号に変換してハイブリッド回路１１ａに印加し、
２線４線変換を行い、局線インタフェース２０ａを介し
て局線Ｌ０へ送出する。

【００２１】局線Ｌ０とのインピーダンス整合が完全に
とれていない場合には、受話信号ｙ₀ （ｎ）には送話信
号ｕ₀（ｎ）のハイブリッド回路１１ａからの回り込み
成分ｄ₀（ｎ）が含まれる。疑似回り込み成分である疑
似エコー信号ｄ_0p（ｎ）を生成する適応フィルタ１２ａ
は、送話信号ｕ₀（ｎ）を入力とし、受話信号ｙ₀
（ｎ）に含まれる回り込み成分ｄ₀（ｎ）を推定し、こ
の推定値を疑似エコー信号ｄ_0p（ｎ）として出力する遅
延フィルタ動作と、適応許可信号ＩＮＨ₀、送話信号ｕ
₀（ｎ）、残差信号ｅ₀（ｎ）を入力とし疑似エコー信
号ｄ_0p（ｎ）が回り込み成分ｄ₀（ｎ）に近づくように
フィルタ係数を最適化する適応動作（以下、トレーニン
グという。）を行う。

【００２２】減算器１８ａは、受話信号ｙ₀ （ｎ）から
疑似エコー信号ｄ_0p（ｎ）を減算し、残差信号ｅ
₀（ｎ）を出力する。したがって、残差信号ｅ₀（ｎ）
においては、局線Ｌ０からの受話信号ｙ₀ （ｎ）の成分
は保存され、回り込み成分ｄ₀（ｎ）は抑圧される。乗
算器１９ａは増幅器であり、残差信号ｅ₀（ｎ）と利得
定数α₀を乗算し、増幅受話信号ｘ₁（ｎ）として出力
する。ホワイト・ノイズ発生器１４ａは、分散σ_N ²の無
相関な信号（たとえばガウス雑音）をホワイト・ノイズ
Ｎ₀（ｎ）に出力する。ホワイト・ノイズ発生器１４ａ
は、たとえば、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）にあ
らかじめ分散σ_N ²の無相関な信号を蓄えておき、これを
逐次読出すことで実現される。切換スイッチ１７ａは、
適応許可信号ＩＮＨ₀ によって切換えられ、適応許可信
号ＩＮＨ₀ が適応許可を示しているときにはホワイト・
ノイズＮ₀（ｎ）を送話信号ｕ₀（ｎ）として出力す
る。適応禁止を示している時には切換スイッチ１７ａを
切換えて局線Ｌ１側の回路の出力である増幅受話信号ｘ
₀（ｎ）を送話信号ｕ₀（ｎ）に出力する。

【００２３】成功失敗判定器１３ａは、通話状態信号Ｓ
₀、残差信号ｅ₀（ｎ）を入力されて、適応動作を許可
するか禁止するかを制御する信号を適応許可信号ＩＮＨ
₀ として出力する。通話制御回路３０ａは、局線Ｌ０が
通話状態であるか終話状態であるかを局線インタフェー
ス２０ａからの信号を受けて判断して通話状態信号Ｓ₀
として成功失敗判定器１３ａに対して出力する。

【００２４】図２は、適応フィルタ１２の一構成例を示
す。図２において、適応フィルタ１２はフィルタ動作を
行う適応フィルタ群１０１と適応動作を行うタップ係数
修正回路１１０とタップ係数器１１１によって構成され
る。適応フィルタ群１０１は単位遅延時間Ｔを得るため
の適応フィルタ素子１０２−１〜１０２−（Ｎ−１），
乗算器１０３−１〜１０３−Ｎ，加算器１０４−１〜１
０４−（Ｎ−１）で構成され、疑似エコー信号ｄ
_0p（ｎ）は、ｄ_0p（ｎ）＝Σｈ_k（ｎ）ｕ₀（ｎ−ｋ）（１）で表わされる。ただし、Σはｋ＝０からＮ−１までの合
計を表わし、ｋは同じく時間ｋＴを表わし、ｈ_k（ｎ）
は時刻ｎＴにおいてｋＴ時間遅延した信号に乗ずべき係
数であり、適応フィルタ群１０１に印加する各タップ係
数器１１１−１〜１１１−Ｎからのタップ係数を表わ
し、Ｎは適応フィルタ群１０１のタップ数を表わす。

【００２５】タップ係数修正回路１１０は、演算回路に
よって構成され、適応許可信号ＩＮＨ₀が“適応禁止”
を指示しているときには、適応動作を停止させるため
に、タップ係数の修正を行わず、ｈ_k（ｎ＋１）＝ｈ_k（ｎ）（２）ただし、ｋ＝０〜Ｎ−１を出力する。適応許可信号ＩＮ
Ｈ₀が“適応許可”を指示しているときには、適応動作
を行い、タップ係数修正回路１１０は、ｈ_k（ｎ＋１）＝ｈ_k（ｎ）＋μＡｅ₀（ｎ）（３）を出力する。ただし、Ａ＝ｕ₀（ｎ−ｋ）（Ｎσ_N ²）^-1
であり、ｋ＝０〜Ｎ−１、０＜μ＜２であり、μは修正
係数、σ_N ²はホワイト・ノイズＮ₀（ｎ）の分散（電
力）を表わす。式（３）の右辺第２項はタップ係数の修
正量を表わし、Ｎ・σ_N ²で送話信号ｕ₀（ｎ−ｋ）を正
規化し、残差信号ｅ₀（ｎ）に比例させる。

【００２６】図３は、成功失敗判定器１３の構成を示す
もので、タイマ１３１，電力検出器１３２，比較器１３
３，判定回路１３４で構成される。

【００２７】タイマ１３１は、判定回路１３４において
用いる判定タイミング信号ＴＭを出力する。通話状態信
号Ｓ₀（ｎ）が“終話状態”を示しているときにはタイ
マ１３１はクリアされ、判定タイミング信号ＴＭは出力
されない。通話状態信号Ｓ₀（ｎ）が“通話状態”を示
しているときには、一定時間τ（適応フィルタ１２ａの
入力信号である送話信号ｕ₀（ｎ）がホワイト・ノイズ
であるときの適応フィルタ１２ａの収束時間より大きな
値に選ぶ。本実施例では、τ＝７５ｍｓとしている。）
毎に判定タイミング信号ＴＭを出力する。たとえば、残
差信号電力ｐ（ｎ）は、つぎの式（４）を用いて残差信
号ｅ₀（ｎ）の２乗振幅値ｅ₀（ｎ）²の移動平均値と
して求めることができる。

【００２８】ｐ（ｎ）＝λｐ（ｎ−１）＋（１−λ）ｅ₀（ｎ）² （４）ただし、λは過去のデータ程重みを小とする忘却係数で
あり、０＜λ＜１に選ぶ。比較器１３３は、残差信号電
力ｐ（ｎ）とあらかじめ定めた残差信号電力閾値ＰＳＨ
の大小比較を行い、比較結果を比較値ＣＰ（ｎ）として
出力する。判定回路１３４は、通話状態信号Ｓ₀、判定
タイミング信号ＴＭ、比較値ＣＰ（ｎ）を入力とし、適
応許可信号ＩＮＨ₀を出力する。

【００２９】図４に判定回路１３４の動作を説明するた
めのタイミング・チャートを示す。（ａ）の通話状態信
号Ｓ₀が“終話状態”であるときには、（ｂ）の判定タ
イミング信号ＴＭ、（ｅ）の比較値ＣＰ（ｎ）にかかわ
らず、（ｄ）の適応許可信号ＩＮＨ₀ を“適応禁止”と
する。（ａ）の通話状態信号Ｓ₀が“終話状態”から
“通話状態”になった時点で、（ｄ）の適応許可信号Ｉ
ＮＨ₀ を“適応許可”とする。その後、（ｂ）の判定タ
イミング信号ＴＭの判定タイミングにおける（ｅ）の比
較値ＣＰ（ｎ）が、ｐ（ｎ）＞ＰＳＨであることを示し
ているならば、（ｄ）の適応許可信号ＩＮＨ₀ を“適応
許可”のままとし、（ｂ）の判定タイミング信号ＴＭの
周期τごとに実行される判定タイミングにおいて、
（ｅ）の比較値ＣＰ（ｎ）がｐ（ｎ）≦ＰＳＨであるこ
とを示したならば、（ｄ）の適応許可信号ＩＮＨ₀ を
“適応禁止”とする。一旦“適応禁止”となった後に
は、（ａ）の通話状態信号Ｓ₀ が再び“終話状態”から
“通話状態”になるまでは、（ｂ）の判定タイミング信
号ＴＭおよび（ｅ）の比較値ＣＰ（ｎ）の状態にかかわ
らず適応許可信号ＩＮＨ₀ を“適応禁止”とする。

【００３０】以上のように構成された双方向増幅器の動
作について、局線Ｌ０側の回路を例にとり説明する。

【００３１】図１において局線Ｌ０が終話状態のとき通
話制御回路３０ａは通話状態信号Ｓ₀ に“終話状態”で
あることを出力する。このとき、成功失敗判定器１３ａ
は適応許可信号ＩＮＨ₀ に“適応禁止”を出力する。ま
た、適応フィルタ１２ａのタップ係数ｈ_k（ｎ）の値は
全て０に初期化される（あるいは前回に行われた通話状
態での適応値を用いてもよい）。

【００３２】つぎに、局線Ｌ０が通話状態になると通話
制御回路３０ａは通話状態信号Ｓ₀に“通話状態”であ
ることを出力する。成功失敗判定器１３ａは通話状態信
号Ｓ₀ が“通話状態”になると、適応許可信号ＩＮＨ₀
を“適応許可”とし、切換えスイッチ１７ａを制御し、
送話信号ｕ₀（ｎ）としてホワイト・ノイズＮ₀（ｎ）
を出力させ、適応フィルタ１２ａに適応動作を開始させ
る。

【００３３】適応動作中、局線Ｌ０に音声あるいはモデ
ム等の信号が存在していなければ、適応動作にあたって
の雑音が存在しないことになるので、受話信号ｙ
₀（ｎ）にはハイブリッド回路１１ａでの回り込み成分
ｄ₀（ｎ）のみが出力される。それはハイブリッド回路
１１ａの回り込み特性を忠実に反映している。したがっ
て、この場合、疑似エコー信号ｄ_0p（ｎ）は時間ととも
に回り込み成分ｄ₀（ｎ）に近づき、残差信号ｅ
₀（ｎ）が０に近くなり、残差信号電力ｐ（ｎ）も０に
近づく。一方、適応動作中、局線Ｌ０に音声あるいはモ
デム等の信号が存在すれば、それは適応動作に対して雑
音として働くので、受話信号ｙ₀（ｎ）はハイブリッド
回路１１ａの回り込み特性を忠実に反映しなくなり、適
応動作により得られた伝達関数（適応フィルタ）は、ハ
イブリッド回路１１ａでの回り込み成分ｄ₀（ｎ）を生
じさせる伝達関数とはかけ離れたものとなってしまう。
したがって、回り込み成分ｄ₀（ｎ）は疑似エコー信号
ｄ_0p（ｎ）を用いて相殺できず、さらに、残差信号ｅ₀
（ｎ）には音声あるいはモデム等の信号も保存されるの
で、残差信号電力ｐ（ｎ）は大きな値となる。

【００３４】そこで成功失敗判定器１３ａは“適応許
可”の開始から一定の周期τごとに、残差信号電力ｐ
（ｎ）を観測し、適応が成功したか失敗したかを監視す
る。すなわち、残差信号電力ｐ（ｎ）とあらかじめ定め
た残差信号電力閾値ＰＳＨとを比較し、残差信号電力ｐ
（ｎ）が残差信号電力閾値ＰＳＨより大きいときは、何
らかの雑音が混入した（失敗した）と判定する。失敗と
判定したときは、適応フィルタ１２ａに再度適応動作を
させるため、適応許可信号ＩＮＨ₀を“適応許可”のま
まとし、再度一定時間τ経過後、残差信号電力ｐ（ｎ）
を観測し、適応動作が成功したか失敗したかを判定す
る。これらの動作は成功と判定するまで繰返し行う。成
功と判定したときは、以後、適応許可信号ＩＮＨ₀を
“適応禁止”とし、適応フィルタ１２ａの適応動作を停
止（タップ係数を保持）し、スイッチを制御し送話信号
ｕ₀（ｎ）に増幅受話信号ｘ₀（ｎ）を出力する。以
後、受話信号ｙ₀（ｎ）に重畳されている送話信号ｕ₀
（ｎ）の回り込み成分ｄ₀（ｎ）を、適応動作を停止し
た適応フィルタ１２ａの出力である疑似エコー信号ｄ_0p
（ｎ）を用いて、減算器１８ａにて相殺する。

【００３５】以上に述べた適応動作を局線Ｌ１側の回路
においても並行して行う。局線Ｌ０、局線Ｌ１の両者に
おいて上記適応動作が終了すると、局線Ｌ０側の受話信
号ｙ₀（ｎ）が乗算器１９ａにてα₀倍に増幅され局線
Ｌ１側の送話信号ｕ₁（ｎ）となり、また局線Ｌ１側の
受話信号ｙ₁（ｎ）が乗算器１９ｂにてα₁倍に増幅さ
れ局線Ｌ０側の送話信号ｕ₀（ｎ）となって出力され
る。なお、利得定数α₀, α₁は、発振防止のためハイ
ブリッド回路１１ａと適応フィルタ１２ａで得られる回
り込み減衰量よりも小さい値に設定される。

【００３６】なお、前記の成功失敗判定器１３ａでは残
差信号ｅ₀（ｎ）の電力を用いて比較を行っているが、
残差信号ｅ₀（ｎ）の電圧あるいは波高値を用いて比較
を行ってもよい。これは電力が大きいときには電圧、電
力が小さいときには振幅値も小さくなるという関係があ
るからである。また、適応動作中に局線Ｌ０に音声等の
自己相関の強い信号が存在する場合、残差信号ｅ
₀（ｎ）も自己相関が強くなるから、残差信号ｅ
₀（ｎ）の電力のかわりに残差信号ｅ₀（ｎ）の自己相
関値を用いて比較を行ってもよい。

【００３７】つぎに、本実施例による双方向増幅器を電
話交換装置の主装置に応用した場合の実施例について図
５を用いて説明する。

【００３８】図５は、主装置とこれに接続された複数の
電話機で構成された例を示す。主装置には、局線Ｌ０，
Ｌ１が接続されている。主装置は、局線インタフェース
として局線トランク５０−１，５０−２、内線インタフ
ェースとして内線トランク６０−１，６０−２、本発明
に関わる双方向増幅トランク１０、各トランク間を接続
する交換装置８０、終話状態符号送出部７０、ハイウェ
イ・バスＨＷ、主装置の動作を制御するマイクロコンピ
ュータ９０、制御バス９９で構成される。

【００３９】ハイウェイ・バスＨＷは、局線トランク５
０−１，５０−２、内線トランク６０−１，６０−２、
双方向増幅トランク１０、終話状態符号送出部７０から
交換装置８０へ向かう複数の上りハイウェイＨＷ_Uと交
換装置８０から局線トランク５０−１，５０−２、内線
トランク６０−１，６０−２、双方向増幅トランク１０
へ向かう複数の下りハイウェイＨＷ_Dとから成る。局線
トランク５０−１，５０−２は、局線Ｌ０，Ｌ１からの
音声，信号等をＡ／Ｄ変換し、上りハイウェイＨＷ_Uへ
送出し、下りハイウェイＨＷ_Dからの音声，信号等をＤ
／Ａ変換し、局線Ｌ１，Ｌ０へ送出する。

【００４０】内線トランク６０−１，６０−２は、電話
機からの音声，信号等をＡ／Ｄ変換し、上りハイウェイ
ＨＷ_Uへ送出し、下りハイウェイＨＷ_Dからの音声，信
号等をＤ／Ａ変換し、電話機へ送出する。終話状態符号
送出部７０は、終話状態を示す信号（たとえば無音）を
上りハイウェイＨＷ_Uへ出力する。交換装置８０はマイ
クロコンピュータ９０の指示に従い、上りハイウェイＨ
Ｗ_U と下りハイウェイＨＷ_Dの音声信号を交換接続する
ことにより、局線Ｌ０，Ｌ１と電話機との間の接続、電
話機相互間の接続、局線Ｌ０，Ｌ１と双方向増幅トラン
ク１０の接続、電話機と双方向増幅トランク１０の接続
を行い通話路を形成する。また、終話状態のトランク
（双方向増幅トランク１０，局線トランク５０，内線ト
ランク６０）に対しては、終話状態符号送出部７０の上
りハイウェイＨＷ_Uを終話状態のトランクの下りハイウ
ェイＨＷ_Dに交換接続する。マイクロコンピュータ９０
は制御バス９９を介して主装置の動作を制御する。

【００４１】図６は、局線トランク５０の構成を示した
もので、局線インタフェース回路５１、ハイブリッド回
路５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、Ｄ／Ａ変換回路５６、ハ
イウェイ送信回路５４、ハイウェイ受信回路５５で構成
される。

【００４２】局線インタフェース回路５１は、局線Ｌ０
とのインタフェースをとるもので、図示されてはいない
直流閉結回路、ダイヤル送出回路、着信検出回路、リバ
ース検出回路を有する。これらの各検出回路は、検出結
果を制御バス９９を介してマイクロコンピュータ９０に
知らせ、図示されてはいない直流閉結回路、ダイヤル送
出回路は、制御バス９９を介してマイクロコンピュータ
９０によって制御される。ハイブリッド回路５２は、２
線４線変換を行う。

【００４３】Ａ／Ｄ変換回路５３は、局線Ｌ０からのア
ナログ信号をデジタル信号（たとえば、μ−１ａｗまた
はＡ−１ａｗと呼ばれる符号則でデジタル化されたＰＣ
Ｍ信号）に変換する。ハイウェイ送信回路５４は、Ａ／
Ｄ変換回路５３の出力を主装置内で定められた伝送規定
に従い、上りハイウェイＨＷ_Uに出力する。また、ハイ
ウェイ送信回路５４は、局線インタフェース回路５１が
直流閉結を行っていない期間には無音信号を出力する。

【００４４】ハイウェイ受信回路５５は、主装置内で定
められた伝送規定に従い、下りハイウェイＨＷ_Dからデ
ジタル信号を入力する。Ｄ／Ａ変換回路５６は、下りハ
イウェイＨＷ_Dから入力されたデジタル信号をアナログ
信号に変換する。図６の局線トランク５０に含まれたハ
イブリッド回路５２，Ａ／Ｄ変換回路５３，Ｄ／Ａ変換
回路５６は、図１のハイブリッド回路１１ａ，Ａ／Ｄ変
換器１５ａ，Ｄ／Ａ変換器１６ａに相当する。

【００４５】図７は、内線トランク６０の構成を示した
もので、内線インタフェース回路６１、ハイブリッド回
路６２、Ａ／Ｄ変換回路６３、Ｄ／Ａ変換回路６６、ハ
イウェイ送信回路６４、ハイウェイ受信回路６５で構成
される。

【００４６】内線インタフェース回路６１は、マイクロ
コンピュータ９０から制御バス９９を介して制御されて
伝送路を介して接続された電話機と音声信号や制御情報
の送受信を行う。ハイブリッド回路６２は、２線４線変
換を行う。Ａ／Ｄ変換器６３は、電話機からのアナログ
信号をデジタル信号に変換する。ハイウェイ送信回路６
４は、Ａ／Ｄ変換器６３の出力を主装置内で定められた
伝送規定に従い、上りハイウェイＨＷ_Uに出力する。ま
た、ハイウェイ送信回路６４は、内線インタフェース回
路６１が電話と音声信号の送受信を行っていない期間に
は無音信号を出力する。ハイウェイ受信回路６５は、主
装置内で定められた伝送規定に従い、下りハイウェイＨ
Ｗ_Dからデジタル信号を入力する。Ｄ／Ａ変換回路６６
は、下りハイウェイＨＷ_Dから入力されたデジタル信号
をアナログ信号に変換する。なお、本回路のハイブリッ
ド回路６２，Ａ／Ｄ変換器６３，Ｄ／Ａ変換器６６は、
図１のハイブリッド回路１１ａ，Ａ／Ｄ変換器１５ａ，
Ｄ／Ａ変換器１６ａに相当する。

【００４７】図８（ａ）は、終話状態符号送出部７０の
構成を示すもので、終話状態符号発生回路７１とハイウ
ェイ送信回路７２で構成される。終話状態符号送出部７
０は終話状態を示す信号を出力する回路であり、主装置
内で規定される一定の符号を出力する。この符号の例と
しては、無音符号があり、μ−１ａｗ符号則の場合１６
進数で“００”、Ａ−１ａｗ符号則の場合１６進数で
“２Ａ”あるいは“ＡＡ“である。ハイウェイ・バスＨ
Ｗの信号極性が負論理の場合には、符号μ−１ａｗ符号
則の場合“ＦＦ”、Ａ−１ａｗ符号則の場合“Ｄ５”あ
るいは“５５”となる。これらの符号は無音を表現して
おり、主装置では通話状態への移行時にクリツク音を発
生させないための終話状態符号として一般的に用いられ
る。

【００４８】図８（ｂ）は、終話状態符号発生回路７１
が発生する終話状態符号７９が“００”の場合の終話状
態符号発生回路７１の状態を示したものである。ハイウ
ェイ送信回路７２は、終話状態符号７９を主装置内で定
められた規定に従い上りハイウェイＨＷ_Uに出力する。

【００４９】図９は、双方向増幅トランク１０の構成を
示したものである。双方向増幅トランク１０は、下りハ
イウェイＨＷ_D １と上りハイウェイＨＷ_U２および下り
ハイウェイＨＷ_D ２と上りハイウェイＨＷ_U１を増幅を
行いつつ接続するものである。図中、中央の一点鎖線の
左右では全く同じ回路構成となっているので左側の回路
についてのみ説明する。図１に示した構成要素に同じも
のについては同じ記号を付した。

【００５０】図９において、ハイウェイ受信回路２１ａ
（図中ではＲ₀ と略記）は主装置内で定められた伝送規
定に従い下りハイウェイＨＷ_D １からＰＣＭ受信信号ｃ
₀ （ｎ）を入力する。ＰＣＭ−リニア変換器２２ａ（図
中ではＰ／Ｌと略記）は、ＰＣＭ受信信号ｃ₀ （ｎ）を
リニア信号に変換し、受話信号ｙ₀ （ｎ）として出力す
る。リニア−ＰＣＭ変換器２３ａ（図中ではＬ／Ｐと略
記）は、リニア信号である送話信号ｕ₀ （ｎ）を符号化
し、ＰＣＭ送話信号ｂ₀ （ｎ）として出力する。ハイウ
ェイ送信回路２４ａ（図中ではＴ₀ と略記）は、ＰＣＭ
送話信号ｂ₀ （ｎ）を主装置内で定められた伝送規定に
従い上りハイウェイＨＷ_U１へ出力する。

【００５１】通話状態検出器４０ａは、マイクロコンピ
ュータ９０からの制御バス９９を介して制御命令を受け
て、図１の通話制御回路３０ａと同じ機能を果し、ＰＣ
Ｍ受話信号ｃ₀ （ｎ）を入力とし、通話状態を示す信号
として通話状態信号Ｓ₀ を出力する。適応フィルタ１２
ａ，減算器１８ａ，成功失敗判定器１３ａ，切換スイッ
チ１７ａ，ホワイト・ノイズ発生器１４ａ，乗算器１９
ａは、図１で説明したものと、同じ構成である。

【００５２】したがって、図１におけるＡ／Ｄ変換器１
５ａの出力ｙ₀ （ｎ）がハイウェイバスＨＷ_D １を介し
て伝達され、あるいは、図１におけるＤ／Ａ変換器１６
ａの入力ｕ₀ （ｎ）がハイウェイバスＨＷ_U１を介して
伝達される以外は、図１の回路と全く同じ動作をする。
ただし、図１の通話制御回路のもつ機能は、図９の実施
例では通話状態検出器４０ａ，図５の交換装置８０，マ
イクロコンピュータ９０および終話状態符号送出部７０
の組み合わせで得られる機能から、マイクロコンピュー
タ９０が判断して制御バス９９に制御命令を出すことに
より実現される。

【００５３】これらの組み合わせによって終話状態にす
る場合は、マイクロコンピュータ９０が終話状態符号送
出部７０と双方向増幅トランク１０を交換接続するよう
に交換装置８０に指示し、双方向増幅トランク１０に対
して双方向増幅を終了するように指示する。同様に通話
状態にする場合は、マイクロコンピュータ９０が局線ト
ランク５０あるいは内線トランク６０と双方向増幅トラ
ンク１０を交換接続するように交換装置８０に指示し、
双方向増幅トランク１０には双方向増幅を開始するよう
に指示する。

【００５４】ただし、マイクロコンピュータ９０は通常
１００ｍｓ程度の周期で局線トランク５０，内線トラン
ク６０，交換装置８０等の制御を行うため、交換装置８
０に対する交換接続指示と双方向増幅トランク１０に対
する双方向増幅指示の２つの指示に時間差が生ずる。ま
たマイクロコンピュータ９０は主装置内の全ての構成要
素の制御を行っているから、処理制御の指示には時間差
が生ずる。そこで、交換装置８０にあらかじめ指示を出
しておき、その後に双方向増幅トランク１０に指示を出
す場合や、また先に双方向増幅トランク１０に、後に交
換装置８０に指示を出すなど、２つの指示が前後して時
間差が数１００ｍｓ程度生ずることがある。

【００５５】このように、マイクロコンピュータ９０か
ら制御バス９９により増幅開始の指示が得られ、かつ、
局線トランク５０あるいは内線トランク６０と双方向増
幅トランク１０とのハイウェイＨＷが交換装置８０によ
って接続された時に通話状態検出器４０ａは通話状態と
して検出しなければならない。通話状態検出器４０ａは
下りハイウェイＨＷ_D １から受信したＰＣＭ受信信号ｃ
₀ （ｎ）を周期的に監視し、終話状態符号か否かを検出
することにより交換装置８０の交換状態を知りうる。

【００５６】図１０（ａ）は、図９における通話状態検
出器４０ａの構成を示したもので、終話状態符号発生回
路４１，照合回路４２，判定回路４３，通話状態判定回
路４４で構成される。終話状態符号発生回路４１は終話
状態を示す信号ＭＵＣを出力する回路であり、主装置内
で規定される一定の符号（図８の終話状態符号送出部７
０の終話状態符号発生回路７１が出力する終話状態符号
７９と同一符号）を出力する。照合回路４２は、図１０
（ｂ）にその動作の流れを示すように、時刻ｎ毎にＰＣ
Ｍ受信信号ｃ₀ （ｎ）と終話状態符号符号ＭＵＣとの照
合を行い（Ｓ１）、一致なら（Ｓ１Ｙ）照合信号ＰＣ
（ｎ）＝“１”を（Ｓ２）、不一致なら照合信号ＰＣ
（ｎ）＝“０”を（Ｓ３）出力する。判定回路４３は、
カウンタＵＣを内蔵し、照合信号ＰＣ（ｎ）をカウント
し、ＰＣ（ｎ）＝“１”の発生回数が多くなったなら交
換装置８０の交換状態を表わす交換状態信号Ｓ₀′ に
“終話状態”を出力する。

【００５７】通話状態判定回路４４は、マイクロコンピ
ュータ９０から制御バス９９により増幅開始の指示があ
り、かつ交換状態信号Ｓ₀′ が“通話状態”のとき、通
話状態信号Ｓ₀ に“通話状態”を出力し、マイクロコン
ピュータ９０から増幅終了の指示があった場合および
交換状態信号Ｓ₀′ が“終話状態”のとき、通話状態信
号Ｓ₀ に“終話状態”を出力する。

【００５８】このようにして、終話状態符号発生回路
４１，照合回路４２，判定回路４３で交換装置８０の通
話状態を検出し、通話状態判定回路４４はこの判定回路
４３で検出した状態とマイクロコンピュータ９０からの
増幅開始の指示によって通話状態信号Ｓ₀ の出力を決定
する。

【００５９】終話状態においては、ＰＣＭ受信信号ｃ₀
（ｎ）には終話状態符号が受信されるので、ノイズ等に
よる妨害がなければ照合信号ＰＣ（ｎ）＝“１”の発生
確率は１（毎サンプル一致）となる。通話状態において
は、ＰＣＭ受話信号ｃ₀ （ｎ）には局線トランク５０あ
るいは内線トランク６０のＡ／Ｄ変換器５３（図６），
６３（図７）の出力が接続される。局線Ｌ０からの音声
あるいは信号が存在する場合には、ＰＣＭ受話信号ｃ₀
（ｎ）は様々な値をとるので、照合信号ＰＣ（ｎ）＝
“１”の発生確率は１をかなり下回ることになる。局線
Ｌ０からの音声あるいは信号がない場合は、Ａ／Ｄ変換
器５３，６３は無音を表わす符号を出力するはずである
が、実際には、Ａ／Ｄ変換器５３，６３には量子化ノイ
ズが存在するため、ＰＣＭ受話信号ｃ₀ （ｎ）のＬＳＢ
（最下位）ビットが変化するので、照合信号ＰＣ（ｎ）
＝“１”の発生確率は１よりもかなり小さくなる。

【００６０】このように、局線Ｌ０からの音声あるいは
信号の有無にかかわらず通話状態においては、照合信号
ＰＣ（ｎ）＝“１”の発生確率は１よりもかなり小さく
なる。以上の経験的に知られた統計的性質を利用し、照
合信号ＰＣ（ｎ）＝“１”の発生確率が１に近いときに
は“終話状態”とし照合信号ＰＣ（ｎ）＝“１”の発生
確率が０に近いときには“通話状態”とする。

【００６１】図１１は、図１０（ａ）の判定回路４３の
動作フローを示したもので、時刻ｎ毎に保護カウンタＵ
Ｃのカウント動作および通話状態の判定を行う。以下で
は、“終話状態”をＳ₀′ ＝“０”で表わし“通話状
態”をＳ₀′＝“１”で表わす。判定回路４３に含まれ
た図示されてはいないカウンタＵＣのカウント方式には
リセット計数形式を用い、Ｓ₀′＝“１”の場合（Ｓ１
１Ｎ）、通話信号を検出し照合信号ＰＣ（ｎ）＝０では
（Ｓ１２Ｙ）、カウンタＵＣを初期値０にリセットとし
（Ｓ１３）、“通話状態”Ｓ₀′＝“１”を出力し続け
る（Ｓ１４）。照合信号ＰＣ（ｎ）＝“１”では（Ｓ１
２Ｎ）、通話信号を検出しないからカウンタＵＣの値を
増加させる（Ｓ１５）。カウンタＵＣの値があらかじめ
定めた値Ｍ（たとえば４７）に達していない場合は（Ｓ
１６Ｎ）、カウンタＵＣの値はそのまま保持し（Ｓ１
７）、判定回路４３は交換状態信号に“通話状態”のＳ
₀′＝“１”を出力したままの状態とする（Ｓ１８）。
つぎの周期においても通話信号が検出されないならばス
テップＳ１１においてもＳ１１Ｎを選びＳ１２〜Ｓ１８
の動作が繰返され、やがて、カウンタＵＣの値Ｍ（たと
えば４７）が検出されると（Ｓ１６Ｙ）、カウンタＵＣ
の値をリセットして（Ｓ１９）、交換状態信号Ｓ₀′を
“０”にして（Ｓ２０）、“終話状態”を表示する。

【００６２】交換状態信号Ｓ₀′が“０”で“終話状
態”を表示しているとき（Ｓ１１Ｙ）、通話信号が検出
されないときはＰＣ（ｎ）＝“１”であり（Ｓ２１
Ｙ）、カウンタＵＣの値はＵＣ＝０のままに保持され
（Ｓ２２）、交換状態信号Ｓ₀′もＳ₀′＝“０”のま
ま保持されて、“終話状態”を表示する（Ｓ２３）。

【００６３】つぎにこの状態から“通話状態”（ＰＣ
（ｎ）＝“０”）に遷移すると（Ｓ２１Ｎ）、ＰＣＭ受
信信号ｃ₀（ｎ）には局線トランク５０あるいは内線ト
ランク６０のＡ／Ｄ変換器５３，６３の出力が接続さ
れ、ｃ₀（ｎ）には終話状態符号でない符号（たとえば
音声符号）が出力される。本実施例では、“終話状態”
Ｓ₀′＝“０”におけるカウンタＵＣの上限値Ｎは１に
えらばれている。これは、ハイウェイＨＷ等に混入する
ノイズは実際上無視でき、終話状態符号が２回程度連続
して検出されないような場合、すなわち音声符号を２回
連続して検出したときは通話状態と見なすことができる
からである。したがって、終話状態符号でない符号が照
合回路４２において２回連続して検出されると（２回連
続してＰＣ（ｎ）＝“０”）、判定回路４３は“通話状
態”と判定し（Ｓ２４Ｙ）、ＵＣ＝０にリセットし（Ｓ
２５）、Ｓ₀′＝１を出力（Ｓ２６）する。カウンタの
値ＵＣがＮに達していないとき（Ｓ２４Ｎ）、カウンタ
の値を１進め（Ｓ２７）、設定されたカウント値Ｎに達
し、交換状態信号Ｓ₀′を“０”に保持したままにする
（Ｓ２８）。そこで通話信号が検出されると（Ｓ２１
Ｎ）、カウント値ＵＣ＝Ｎに達しているから（Ｓ２４
Ｙ）カウンタはリセットされ（Ｓ２５）、交換状態信号
Ｓ₀′は“１”になり（Ｓ２６）、“通話状態”を表示
する。

【００６４】このように動作するから、“終話状態”
（Ｓ₀′＝“０”）にあるときに通話信号が検出される
と、ただちにＳ₀′＝“１”に変更されて“通話状態”
を表示し、一度“通話状態”になると、通話信号がたと
えば４７回連続して検出されれば、Ｓ₀′＝“０”とな
って“終話状態”が表示される。なお、ハイウェイＨＷ
の誤り率を１０^-11、Ｓ₀′＝“１”における照合信号Ｐ
Ｃ（ｎ）の発生確率を１／２、Ｎ＝１、Ｍ＝４７とした
とき、判定回路４３が正しい交換状態信号Ｓ₀′を出力
し続ける平均時間は数百年以上となるから、事実上、常
に正しい交換状態信号Ｓ₀′を出力し続けると考えてよ
い。

【００６５】通話状態判定回路４４では、このようにし
て得られた交換状態信号Ｓ₀′ によって交換装置８０の
通話状態を知ることができるので、マイクロコンピュー
タ９０から制御バス９９によって増幅開始の指示があ
り、かつ交換状態信号Ｓ₀′ が“通話状態”のとき通話
状態信号Ｓ₀ を“通話状態”とすることによって双方向
増幅トランク１０と局線トランク５０とが常に接続され
た状態で通話状態信号Ｓ₀ を“通話状態”とすることが
できる。

【００６６】図１０の通話状態検出器４０の説明におい
ては、終話状態符号は主装置内において１種類に定めら
れ、通話状態検出器４０がそれを承知していることを前
提として説明したが、必ずしも終話状態符号を特定する
必要はない。すなわち、主装置内の終話状態符号がどの
ような符号に選定されているかを通話状態検出器４０は
知らなくても動作可能であり、そのような通話状態検出
器４０Ｂの構成を図１２に示す。

【００６７】図１２において、照合回路４２，判定回路
４３，通話状態判定回路４４は、図１０（ａ）で説明し
たものと同じである。照合回路４２は、入力される符号
列のうち現周期のＰＣＭ受話信号ｃ₀（ｎ）と遅延回路
４４からの１周期過去のＰＣＭ受話信号ｃ₀（ｎ−１）
とを照合し、一致したなら照合信号ＰＣ（ｎ）＝“１”
を出力し、不一致の場合は照合信号ＰＣ（ｎ）＝“０”
を出力する。すでに述べたように局線トランク５０ある
いは内線トランク６０のＡ／Ｄ変換器５３，６３から連
続した１種類の符号が出力されることは皆無であるか
ら、このような照合を行う照合回路４２の出力ＰＣ
（ｎ）に“１”が連続的に出力されるのは、双方向増幅
トランク１０が終話状態符号送出部７０に接続されてい
る場合、すなわち、完全に終話状態にあるときに限定さ
れる。

【００６８】この通話状態検出回路４０Ｂでは、符号化
された信号である受話信号ｃ₀（ｎ）を入力としている
が、これをＰＣＭ−リニア変換器２２ａ（図９）の出力
である受話信号ｙ₀（ｎ）に代えても上記説明と同様の
目的を果たすことができる。ただし、その場合、受話信
号ｙ₀（ｎ）はＰＣＭ受話信号ｃ₀（ｎ）に比べてビッ
ト数が多くなり（たとえば、μ−ｌａｗＰＣＭ信号は
８ビットであり、それをリニア信号に変換した場合は１
４ビットになる）、照合回路４２の規模は大きくなる。

【００６９】マイクロコンピュータ９０の双方向増幅器
１０に対する増幅開始の指示と、局線トランク５０ある
いは内線トランク６０と双方向トランク１０とのハイウ
ェイＨＷを交換装置８０に対して接続する指示は同時刻
に行われない。もし、本発明の通話状態検出器４０，４
０Ｂ（図１０，図１２）を用いず、マイクロコンピュー
タ９０からの増幅開始の指示によってのみ通話状態を知
るようにすれば、交換装置８０が交換接続を行う以前に
適応動作を開始し、ハイブリツド回路が接続されていな
い状態で行われる適応動作は全くの誤動作となる。しか
しながら、本発明では通話状態検出器４０，４０Ｂを用
いるため、交換装置８０の接続状態を判定回路４３で監
視し、マイクロコンピュータ９０からの増幅開始の指示
があり、かつハイブリツド回路１１と接続されていると
きに通話状態判定回路４４により“通話状態”と判定し
適応動作を開始するので、確実に正しい適応動作を行う
ことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、プリセット型のエコーキャンセラ方式による双
方向増幅器に成功失敗判定器を設けることによって、回
線接続完了直後にトレーニング時間を確保することがで
き、また、仮に回線接続完了直後に通信信号が重畳され
るような通信においても、その後に存在する通信の無音
期間を利用して正しい適応動作を行える。また、ホワイ
ト・ノイズのような自己相関の少ない信号をトレーニン
グ信号として用いることができ、収束時間は極めて短
く、わずかな無音期間が通信中に存在すればトレーニン
グに成功する。通信の初期段階は人間の会話であっても
機械間の通信であっても発信者および受信者の双方が送
信する全二重通信となる場合は無く、一方のみが送信す
る半二重通信である場合がほとんどであるから、必ず無
音状態が生ずる。したがって通信の初期段階で適応動作
を完了させることができ、その時点から双方向に対し増
幅を行えるから、不快感を感じたり通信が滞るようなこ
とはなくなる。さらに、マイクロコンピュータの制御時
間や、制御手順による制約を受けることなくトレーニン
グを行うことができる。したがって、本発明の効果は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】図１に示した回路に含まれた構成要素である適
応フィルタの一実施例の回路構成図である。

【図３】図１に示した回路に含まれた構成要素である成
功失敗判定器の一実施例の回路構成図である。

【図４】図３に示した成功失敗判定器の構成要素である
判定回路の動作を示すタイミング・チャートである。

【図５】本発明の双方向増幅器を電話交換装置の主装置
に組込んだ場合の回路構成図である。

【図６】図５に示した主装置の構成要素である局線トラ
ンクの回路構成図である。

【図７】図５に示した主装置の構成要素である内線トラ
ンクの回路構成図である。

【図８】図５に示した主装置の構成要素である終話状態
送出部の回路構成図およびそこから発生される終話状態
符号を示す符号図である。

【図９】図５に示した主装置の構成要素である本発明に
関わる双方向増幅トランクの一実施例の回路構成図であ
る。

【図１０】図９に示した双方向増幅トランクの構成要素
である通話状態検出器の回路構成図およびそこに含まれ
た照合回路の動作の流れを示すフローチャートである。

【図１１】図１０に示した通話状態検出器の構成要素で
ある判定回路の動作の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１２】通話状態検出器の他の実施例の回路構成図で
ある。

【符号の説明】

１０双方向増幅トランク１１ａ，１１ｂハイブリッド回路１２ａ，１２ｂ適応フィルタ１３ａ，１３ｂ成功失敗判定器１４ａ，１４ｂホワイト・ノイズ発生器１５ａ，１５ｂＡ／Ｄ変換器１６ａ，１６ｂＤ／Ａ変換器１７ａ，１７ｂ切換スイッチ１８ａ，１８ｂ減算器１９ａ，１９ｂ乗算器２０ａ，２０ｂ局線インタフェース２１ａ，２１ｂハイウェイ受信回路２２ａ，２２ｂＰＣＭ−リニア変換器２３ａ，２３ｂリニア−ＰＣＭ変換器２４ａ，２４ｂハイウェイ送信回路３０ａ，３０ｂ通信制御回路４０ａ，４０ｂ通信状態検出器４１終話状態符号発生回路４２照合回路４３判定回路４４通話状態判定回路５０局線トランク５１局線インタフェース回路５２ハイブリッド回路５３Ａ／Ｄ変換器５４ハイウェイ送信回路５５ハイウェイ受信回路５６Ｄ／Ａ変換器６０内線トランク６１内線インタフェース回路６２ハイブリッド回路６３Ａ／Ｄ変換器６４ハイウェイ送信回路６５ハイウェイ受信回路６６Ｄ／Ａ変換器７０終話状態符号送出部７１終話状態符号発生回路７２ハイウェイ送信回路７９終話状態符号８０交換装置９０マイクロコンピュータ９９制御バス１０１適応フィルタ群１０２適応フィルタ素子１０３乗算器１０４加算器１１０タップ係数修正回路１１１タップ係数器１３１タイマ１３２電力検出器１３３比較器１３４判定回路 α₀，α₁ 利得定数ｂ₀（ｎ），ｂ₁（ｎ）ＰＣＭ送話信号ｃ₀（ｎ），ｃ₁（ｎ）ＰＣＭ受話信号ｄ₀（ｎ），ｄ₁（ｎ）回り込み成分ｄ_0p（ｎ），ｄ_1p（ｎ）疑似エコー信号ｅ₀（ｎ），ｅ₁（ｎ）残差信号ｈ₀（ｎ）〜ｈ_N-1（ｎ）タップ計数ｐ（ｎ）残差信号電力 τ 周期ｕ₀（ｎ），ｕ₁（ｎ）送話信号ｘ₀（ｎ），ｘ₁（ｎ）増幅受話信号ｙ₀（ｎ），ｙ₁（ｎ）受話信号ＣＰ（ｎ）比較値ＨＷハイウェイＨＷ_D 下りハイウェイＨＷ_U 上りハイウェイＩＮＨ₀，ＩＮＨ₁ 適応許可信号Ｌ０，Ｌ１局線Ｎ₀（ｎ），Ｎ₁（ｎ）ホワイト・ノイズＰＣ（ｎ）照合信号ＰＳＨ残差信号電力閾値Ｓ₀，Ｓ₁ 通話状態信号Ｓ₀′ 交換状態信号ＴＭ判定タイミング信号

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−225995（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−122430（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−201507（ＪＰ，Ａ) 特開平４−65922（ＪＰ，Ａ) 特開平１−179524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03F 3/62 H04B 3/23

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通話状態において送信信号の一部が受信
信号に回り込み信号となって現われる量を測定するため
に通信信号の無音期間においてホワイト・ノイズを発生
するためのホワイト・ノイズ発生手段（１４）と、前記ホワイト・ノイズを前記無音期間において減衰し遅
延せしめて疑似エコー信号（ｄ_op（ｎ））を得て前記受
信信号に差となるように重畳して前記受信信号が最小値
を示すように最適化するための動作をする適応フィルタ
手段（１２）と、前記通話状態において周期的（τ）に監視して前記最適
化するための動作が前記無音期間内に完了したときには
成功と判断して前記適応フィルタ手段の状態を保持し、
前記無音期間内に前記最適化するための動作が完了しな
かった場合には失敗と判断して、つぎに生じる無音期間
において前記最適化する動作を前記適応フィルタにくり
返して実行せしめるための成功失敗判定手段（１３）
と、前記送信信号および前記受信信号を符号化し、現符号化
時点（ｎ）における符号値と前回の符号化時点（ｎ−
１）における符号値とが一致する頻度が大きい場合およ
び前記受信信号を増幅しない場合は終話状態と判断し、
前記一致する頻度が大きくはなく、かつ、前記受信信号
を増幅する場合には通話状態と判断し、前記通話状態と
判断した期間における前記無音期間を検出するための通
話状態検出手段（３０，４０，４０Ｂ，９９）とを含む
双方向増幅器。