(57)【要約】【課題】  電話端末の番号入力方式によらず、通話開始直後から両方の電話端末におけるエコーを収束させ、通話開始後にダブルトークの状態が発生してもエコーの増大を防ぐことができる電子交換機を提供する。【解決手段】  本発明の電子交換機は、適応ディジタルフィルタにより、外部電話端末での回線エコーに対応する擬似エコーを形成して電話信号におけるエコー成分を消去する回線エコーキャンセラと、上記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定するトレーニングをするために、トレーニング用の信号を上記外部電話端末側に送信するトレーニング用信号送信手段とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話信号を交換処理する電子交換機において、
適応ディジタルフィルタにより、外部電話端末での回線エコーに対応する擬似エコーを形成して電話信号におけるエコー成分を消去する回線エコーキャンセラと、
上記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定するトレーニングをするために、トレーニング用の信号を上記外部電話端末側に送信するトレーニング用信号送信手段と
を有することを特徴とする電子交換機。
【請求項２】
上記トレーニング用信号送信手段によりトレーニング用信号を送信する前に、外部電話端末に向けてトレーニング開始を通知する信号を送信するトレーニング開始信号送信手段と、
上記トレーニング用信号送信手段により、トレーニング用信号の送信した後に、外部電話端末に向けてトレーニング終了を通知する信号を送信するトレーニング終了信号送信手段と
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電子交換機。
【請求項３】
上記レーニング用信号送信手段により送信されるトレーニング用の信号は、白色雑音であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子交換機。
【請求項４】
上記回線エコーキャンセラの適応ディジタルフィルタは、上記トレーニングの後、フィルタ係数が固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子交換機。
【請求項５】
上記トレーニング用信号送信手段は、収容する外部電話端末における通話が開始される前に動作することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子交換機。
【請求項６】
電子交換機から送信された第１の情報に基づいて、スピーカ及びマイクを通信構成から切り離すスピーカ・マイク切り離し手段と、
電子交換機から送信された第２の情報に基づいて、上記スピーカ・マイク切り離し手段により切り離されたスピーカ及びマイクを通信構成に接続するスピーカ・マイク切り戻し手段を有することを特徴とする電話端末。
【請求項７】
請求項２に記載の電子交換機及び請求項６に記載の電話端末を有することを特徴とする電話通信システム。
【請求項８】
電話信号を交換処理する電子交換機におけるエコー消去方法であって、
回線エコーキャンセラ及びトレーニング用信号送信手段を備え、
上記トレーニング用信号送信手段は、上記回線エコーキャンセラ内の適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定するトレーニングをするために、トレーニング用の信号を上記外部電話端末側に送信し、
上記回線エコーキャンセラは、送信したトレーニング用信号及び上記外部電話端末からエコーとして戻ってきたトレーニング用信号に基づき、上記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定する
ことを特徴とするエコー消去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子交換機、電話端末、電話通信システム及びエコー消去方法に関し、例えば、電話機において発生するエコーの消去を行う電子交換機で行う場合に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
電話交換網におけるアナログ電話の長距離通話では、通信路の往復伝搬遅延時間が増大するために、回線エコーキャンセラによるエコーの消去が必須とされている。
【０００３】
この理由を簡単に説明すると、既存の電話回線交換網においては、アナログ電話機は加入者線交換機に２線伝送路を介して接続されており、加入者交換機に具備されている２線／４線変換器を介して加入者交換機同士は４線で接続されている。一般に、この２線／４線変換器はインピーダンス不整合により、話者が知覚可能なエコーを発生している。
【０００４】
市内通話のような近距離間の通話では通信路の往復伝搬遅延時間が非常に小さいために、話者が喋った音声信号のエコーは瞬時にして話者にもどってくるため、話者はエコーをエコーとして知覚できないどころか、側音（モニター信号）として話者が喋る音量を話者自身が調整するのに役立っている。ところが、長距離通話の場合、通信路の往復伝搬遅延時間が増大するため、回線エコーキャンセラを具備しない場合、話者はエコーを感知し、わずらわしく感じ、また、非常に喋りづらくなり、通話品質の重大な劣化を招く。この劣化した通話品質を回復させるために、長距離通話では回線エコーキャンセラによるエコー消去が必須となる。
【０００５】
ところで、近年、いわゆるＩＰ網により電話トラヒックを中継するＶｏＩＰトランキングの出現により、従来の電話回線交換網とＩＰ網の接続点に設置されるＶｏＩＰトランキングゲートウェイ装置で実施されるＩＰパケット組み立て時間とＩＰ網で発生する遅延ゆらぎを除去するための固定遅延時間の付与により、通信路の往復伝搬遅延時間が非常に大きくなるため、たとえ近距離の通話であったとしてもＩＰ網を中継するＶｏＩＰトランキングでは電話回線で発生するエコーの除去が必須となっている。
【０００６】
図１０は、電話回線で発生するエコーを回線エコーキャンセラで消去する電話通信システムの構成図であり、電話機１０１と電話機１０２の間に確立される電話回線の構成の概略を表すものである。
【０００７】
ここでは、電話機１０１を話者側、電話機１０２を聴者側とする。電話機１０１から送出される話者信号１１３は４線伝送路１０７、２線伝送路１０９、２線伝送路１１０を介して２線／４線変換器１０４に到達し、２線／４線変換器１０４を経由して聴者の電話機１０２に到着する。ところが、２線／４線変換器１０４では、一般にインピーダンス不整合が原因となって話者信号１１３のエコー１１４が発生する。エコー１１４を抑制するために、回線エコーキャンセラ１０６は話者信号１１３、エコー１１４、残留エコー１１５を用いて、動的な適応信号処理により、エコー１１４のレプリカ信号（擬似エコー信号）を内部で生成させ、エコー１１４から上記レプリカ信号を減算し、その結果、残留エコー１１５として、２線伝送路１１２、２線／４線変換器１０３、４線伝送路１０７を介して、電話機１０１に戻っていく。残留エコー１１５は、回線エコーキャンセラ１０６の内部で実施される適応処理が十分収束している場合は、電話機１０１の話者に知覚されにくくなる。
【０００８】
逆に、電話機１０２が話者側、電話機１０１が聴者側となるときは、電話機１０２から送出される話者信号のエコーは、回線エコーキャンセラ１０５で消去されることになる。
【０００９】
図１１は、図１０に示す回線エコーキャンセラ１０６の内部構成を示した図である。
【００１０】
なお、図１１における各種信号（話者信号ｘ（ｎ）、エコーｙ（ｎ）、推定エコーｙ’（ｎ）、残留エコーｅ（ｎ））は、標本化されたディジタル信号であり、「ｎ」は離散的時間領域の現在時刻を表しており、時間間隔は１で正規化されているものとする。
【００１１】
回線エコーキャンセラ２０１は、話者信号ｘ（ｎ）、エコーｙ（ｎ）、残留エコーｅ（ｎ）を使用して、ＡＤＦ２０２（Adaptive Digital Filter：適応ディジタルフィルタ)の伝達関数がエコー経路２０４の伝達関数に収束するように動的に制御し、エコーｙ（ｎ）から得られた推定エコーｙ’（ｎ）を加算器２０３により減算し、その結果として、残留エコーｅ（ｎ）が生成される。残留エコーｅ（ｎ）はＡＤＦ２０２にフィードバックされ、適応制御に利用される。以下、回線エコーキャンセラで一般的に採用されている学習同定法アルゴリズムで記述する。
【００１２】
ここで、ＡＤＦ２０２は、Ｎタップで構成される有限インパルス応答型のディジタルフィルタ（ＦＩＲフィルタ）であり、下記（１）式に従って推定エコーｙ’（ｎ）が算出される。下記（１）式のうち下記（４）式で表される部分は、現時刻ｎにおけるＡＤＦ２０２のＮ個からなるフィルタ係数を表しており、回線エコーキャンセラ１０６の動作開始前には全てゼロで初期化されている。残留エコーｅ（ｎ）は、下記（２）式に従って計算される。時刻ｎ＋１におけるＡＤＦ２０２のフィルタ係数は、下記（３）式に従って更新される。ここで、αは収束係数であり、０＜α＜１とする。
【数１】
2008153993.tif 000003
【００１３】
ここで、上記（３）式による係数更新処理をするトレーニングは所定の条件下でのみ動作する。
【００１４】
図１０において、回線エコーキャンセラ１０６から見て電話機１０１の通話者を遠端話者（ＦＥ：Far End）、電話機１０２の通話者を近端話者（ＮＥ：Near End）と呼び、逆に、回線エコーキャンセラ１０５から見て電話機１０２の通話者を遠端話者、電話機１０１の通話者を近端話者と呼ぶものとする。図１０のように回線エコーキャンセラ（１０５、１０６）が対称に配置される場合、回線エコーキャンセラ（１０５、１０６）が消去するエコーは遠端話者信号のエコーであって、近端話者のエコーを消去することはできない。
【００１５】
次に、近端話者信号と遠端話者信号の電力レベルをそれぞれ、Ｐｏｗ＿ＮＥ（近端話者信号の電力レベル）、Ｐｏｗ＿ＦＥ（遠端話者信号の電力レベル）と表した場合において、下記（５）式に該当する場合はシングルトーク状態、下記（６）式に該当する場合はダブルトーク状態と呼ぶものとする。
【数２】
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【００１６】
通常の電話の通話においては、シングルトーク状態とダブルトーク状態が交番しながら現れる。このため、回線エコーキャンセラは状態遷移を常時監視しているが、状態遷移が発生してからこれを検出するまでには遅延を伴う。この遅延は、特に、シングルトーク状態からダブルトーク状態に遷移するときに問題となる。理由としては、ダブルトーク状態中に適応ディジタルフィルタの係数を更新すると、係数は発散する方向に向かい、エコー消去が不完全となる。この遅延が長い場合は、エコー消去が不完全になるどころか、発信現象を引き起こし、ハウリングを誘発する可能性すらある。
【００１７】
このため、既存の回線エコーキャンセラは、シングルトーク状態からダブルトーク状態への状態遷移を極力短い時間で検出しようと試みているものの検出遅延時間を０にすることは不可能である。また、この検出時間を短くできたとしても、通話状態がシングルトーク状態とダブルトーク状態のどちらとも判別し難いグレーゾーンに滞留し、頻繁に状態遷移を繰り返すと、このときも適応ディジタルフィルタの係数は徐々に発散し、重大な通話品質の劣化を招く場合がある。特に、これは近端話者の背景の雑音レベルが大きいときに発生しやすい現象である。
【００１８】
よって、回線エコーキャンセラ（１０５、１０６）において、トレーニングはシングルトーク状態のときのみ動作し、ダブルトーク状態では動作しない。すなわち、シングルトーク状態にあるときのみ、回線エコーキャンセラ（１０５、１０６）は遠端話者信号に基づいてトレーニングを行い、エコー経路２０４をＦＩＲ型の線形フィルタとみなし、ＡＤＦ２０２のフィルタ係数がエコー経路のフィルタ係数に収束するように動作する。これは、学習同定法アルゴリズムに固有な制約条件ではなく、回線エコーキャンセラにこれとは異なる適応信号処理アルゴリズムを採用した場合においても同様である。その結果、回線エコーキャンセラの実運用では、フィルタ係数が収束するまでの時間、すなわち、回線エコーキャンセラがエコーを十分に消去可能となるまでに要する時間を特定することができないという問題がある。
【００１９】
そこで、以上のような問題点から、特許文献１に記載のエコーキャンセラのトレーニング制御装置では、上記トレーニング制御装置を発信側の電話機に組み込むことにより、通話者が上記電話機を使用してダイヤルパルスを入力している間に、内蔵する白色雑音発生手段により擬似エコーを発生させ、フィルタ係数を収束させるトレーニングを行う手段が提案されている。
【００２０】
これにより、通話が開始する前にフィルタ係数を収束させることができるので、通話開始直後から遠端話者は自身のエコーを知覚せずに通話することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−２４７２４６号公報
【非特許文献１】辻井重男，「適応信号処理」，昭晃堂，１９９５年５月１５日出版
【非特許文献２】東日本電信電話株式会社，「技術参考資料  電話サービスのインタフェース  第５版」，[Online]，INTERNET，[２００６年１０月１６日検索]，＜ＵＲＬ：http://www.ntt-east.co.jp/gisanshi/analog/edit5j.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、特許文献１に記載のエコーキャンセラのトレーニング制御装置では、通話開始前に収束できるのは発信側の電話機に内蔵されたＡＤＦのフィルタ係数のみで、着信側の電話機のものは収束されない。
【００２２】
また、発信に使用する電話機がダイヤルパルスにより番号入力をする電話機でなければ適用できないことや、通話開始後にダブルトークの状態が発生してフィルタ係数が変動してしまった場合は、エコーが増大するなどの課題がある。
【００２３】
そこで、電話端末の番号入力方式によらず、通話開始直後から発信側及び着信側両方の電話端末におけるエコーを収束させ、通話開始後にダブルトークの状態が発生してもエコーの増大を防ぐ、電子交換機、電話端末、電話通信システム及びエコー消去方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
第１の本発明の電子交換機は、電話信号を交換処理するものであって、（１）適応ディジタルフィルタにより、外部電話端末での回線エコーに対応する擬似エコーを形成して電話信号におけるエコー成分を消去する回線エコーキャンセラと、（２）上記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定するトレーニングをするために、トレーニング用の信号を上記外部電話端末側に送信するトレーニング用信号送信手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
第２の本発明の電話端末は、（１）電子交換機から送信された第１の情報に基づいて、スピーカ及びマイクを通信構成から切り離すスピーカ・マイク切り離し手段と、（２）電子交換機から送信された第２の情報に基づいて、上記スピーカ・マイク切り離し手段により切り離されたスピーカ及びマイクを通信構成に接続するスピーカ・マイク切り戻し手段を有することを特徴とする。
【００２６】
第３の本発明の電話通信システムは、トレーニング用信号送信手段によりトレーニング用信号を送信する前に、外部電話端末に向けてトレーニング開始を通知する信号を送信するトレーニング開始信号送信手段と、トレーニング用信号送信手段により、トレーニング用信号の送信した後に、外部電話端末に向けてトレーニング終了を通知する信号を送信するトレーニング終了信号送信手段とをさらに有する第１の本発明の電子交換機と、第２の本発明の電話端末とを有することを特徴とする。
【００２７】
第４の本発明のエコー消去方法は、電話信号を交換処理する電子交換機におけるエコー消去方法であって、（０）回線エコーキャンセラ及びトレーニング用信号送信手段を備え、（１）上記トレーニング用信号送信手段は、上記回線エコーキャンセラ内の適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定するトレーニングをするために、トレーニング用の信号を上記外部電話端末側に送信し、（２）上記回線エコーキャンセラは、送信したトレーニング用信号及び上記外部電話端末からエコーとして戻ってきたトレーニング用信号に基づき、上記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電話端末の番号入力方式によらず、通話開始直後から発信側及び着信側両方の電話端末におけるエコーを収束させ、通話開始後にダブルトークの状態が発生してもエコーの増大を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による電子交換機、電話端末、電話通信システム及びエコー消去方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（Ａ−１）発信電話番号受信機能の概要
まず、理解を容易にするために、第１の実施形態による加入者交換機、電話機、電話通信システム、エコー消去方法の一部を構成する既存の技術である「発信電話番号受信機能」について、その概要を説明する。なお、発信電話番号受信機能の詳細については、上述の非特許文献２に記載されている。
【００３１】
発信電話番号受信機能とは、本機能を利用する情報受信端末に着信があった場合、発信回線の電話番号の情報を通信前に契約回線を通して、モデム信号により情報受信端末に送出するサービスをいう。情報受信端末には情報受信電話機等があり、情報受信機能と一般の電話機能を持つ。
【００３２】
図１２は、発信電話番号受信機能を利用可能な電話機である情報受信電話機３０１と、情報受信電話機３０１を収容して電話通信と共に発信電話番号受信機能を提供する加入者線交換機３０２の、接続の動作を示したシーケンス図である。
【００３３】
図示は省略しているが、情報受信電話機３０１と加入者線交換機３０２は、既存の発信電話番号受信機能に対応した情報受信電話機と加入者線交換機である。また、情報受信電話機３０１と加入者線交換機３０２の間は、２線の銅線による伝送路で接続されているものとする。
【００３４】
接続動作は大きく分けて、情報端末の起動、情報等の送出、端末設備の呼び出し、通信状態、の４つの手順によって行われる。
【００３５】
まず、加入者線交換機３０２に、他の加入者線交換機から情報受信電話機３０１の起動を示す起動信号が入力されると（Ｓ３０１）、加入者線交換機３０２は情報受信電話機３０１との間で接続されている２線のケーブルの極性を反転（Ｌ１／Ｌ２を反転）させ（Ｓ３０２）、次に情報受信電話機３０１に情報等を通知する着信であることを伝える信号である情報受信端末起動信号（ＣＡＲ）を送出する（Ｓ３０３）と、情報受信電話機３０１は起動する。ここまでのステップが端末の起動の動作となる。なお、情報受信端末起動信号（ＣＡＲ）の送信は、情報受信端末に着番号情報等を通知する着信であることを伝える信号であり、Ｌ１／Ｌ２を反転させた状態で、加入者線交換機からＬ２側に通常の呼出信号と同様の信号を送出することにより行われる。
情報受信端末起動信号（ＣＡＲ）を受信すると、情報受信電話機３０１は、加入者線交換機３０２へ情報受信電話機３０１からの情報等を受信可能となったことを示す信号である一次応答信号（直流回路を閉じて、直流ループとする）を送信する（Ｓ３０４）。
【００３６】
一次応答信号を受信すると、加入者線交換機３０２は、ＭＯＤＥＭを使用して加入者線交換機３０２へ情報等（ＭＯＤＥＭ信号）を送出する（Ｓ３０５）。
【００３７】
次に、情報受信電話機３０１においては、ステップＳ３０５において受信した情報等に基づいて、発信者の電話番号の情報等を抽出し、内蔵する液晶ディスプレイへの表示等の手段により受信者側にその情報を伝達する（Ｓ３０６）。ここまでのステップが情報等の送出の動作となる。
【００３８】
情報受信電話機３０１でステップＳ３０５による情報等の受信が完了すると、加入者線交換機３０２へ受信完了信号（直流回路を０．３秒以上開いて、直流ループ断とする）が送信される（Ｓ３０７）。
【００３９】
受信完了信号を受信すると、加入者線交換機３０２は、発信者側へ呼出音を送出し（Ｓ３０８）、情報受信電話機３０１へは着信があったことを伝える信号である呼出信号を送信する（Ｓ３０９）。
【００４０】
呼出信号を受信すると、情報受信電話機３０１は、呼出音の鳴動処理を行う（Ｓ３１０）。ここまでのステップが端末設備呼出の動作となる。
【００４１】
次に、情報受信電話機３０１において応答処理が行われると（Ｓ３１１）、情報受信電話機３０１は、加入者線交換機３０２へ端末が応答したことを示す２次応答信号（直流回路を閉じて、直流ループとする）を送信する（Ｓ３１２）。
【００４２】
２次応答信号を受信すると、加入者線交換機３０２は、加入者線のＬ１、Ｌ２極性を複転させ（Ｓ３１３）、発信側の電話機との通話パスを形成し通話が開始する（Ｓ３１４）。
【００４３】
以上、情報受信電話機３０１と加入者線交換機３０２の接続動作について説明した。
【００４４】
なお、上記ステップＳ３０５で用いられるＭＯＤＥＭ信号は、図１３に示すような構造のデータで最大１２８バイトの可変長のものである。データ中に割り当てられた情報４０７のフレームに格納された情報に基づいて情報受信電話機３０１は、発信者の電話番号等の情報を取得する。情報４０７の中には通知する情報を格納しているパラメータ４１３があり、情報４０７には、パラメータ４１３−１〜パラメータ４１３−ｎのｎ個のパラメータを格納することができる。パラメータ４１３の数は、データ全体の最大サイズである１２８バイトを超えない範囲などの条件において、その数を追加することができる。よって発信電話番号受信機能は、上記のようなパラメータ追加により、発信者番号の情報だけでなく、他の情報も送信するように機能を拡張することができる。
【００４５】
後述する第１の実施形態の構成では、上記の発信電話番号受信機能の拡張機能を加入者線交換機から情報受信電話機の動作を制御する手段に利用している。
【００４６】
（Ａ−２）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の電話通信システム５００の機能的構成を示すブロック図である。
【００４７】
第１の実施形態の電話通信システム５００は、情報受信電話機（５０１、５０２）、加入者線交換機（５０３、５０４）、中継線５０５を備えている。
【００４８】
図３は、情報受信電話機（５０１、５０２）の機能的構成を示すブロック図であり、情報受信電話機７０１は情報受信電話機（５０１、５０２）の内部構成を示している。
【００４９】
情報受信電話機７０１は、受話器７０２、制御部７０３、２Ｗ終端部７０４、モデム信号受信部７０５、増幅器７０６、スピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７を備えている。
【００５０】
受話器７０２は、スピーカ７０８、マイク７０９を有しており、既存の電話機の受話器を適用できる。２Ｗ終端部７０４は、加入者線交換機（５０３、５０４）と接続する２線の伝送路を４線に変換するものであり、既存の２線／４線変換回路を適用できる。増幅器７０６は、加入者線交換機（５０３、５０４）と情報受信電話機（５０１、５０２）との間の信号を増幅するものであり、既存の増幅器を適用できる。
【００５１】
制御部７０３は、情報受信電話機７０１の各手段の動作を制御する機能を担っている。
【００５２】
モデム信号受信部７０５は加入者線交換機（５０３、５０４）のＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）から送信された情報等を受信する機能を担っており、発信電話番号受信機能に対応した情報受信電話機に内蔵されている、既存のＭＯＤＥＭ装置を適用できる。
【００５３】
スピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７は、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）のトレーニング中に受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）を情報受信電話機７０１と切り離す機能、及び、トレーニング終了後には切り戻す機能を担っている。
【００５４】
加入者線交換機（５０３、５０４）は、主として、情報受信電話機（５０１、５０２）を収容し、回線交換により情報受信電話機（５０１、５０２）間の音声通話パスの接続をさせるための機能を担っている。また、加入者線交換機（５０３、５０４）は、情報受信電話機（５０１、５０２）に上記の発信電話番号受信機能を提供する機能を担っている。
【００５５】
加入者線交換機（５０３、５０４）は加入者回路（５０３ａ、５０４ａ）、回線Ｉ／Ｆ（５０３ｂ、５０４ｂ）、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）、信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）、ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）を有しており、情報受信電話機（５０１、５０２）と中継線５０５に接続している。
【００５６】
加入者回路（５０３ａ、５０４ａ）は、加入者線交換機（５０３、５０４）が情報受信電話機（５０１、５０２）を収容するためのインターフェースの機能を担っており、既存の加入者線交換機に内蔵されている加入者回路を適用できる。また、加入者回路（５０３ａ、５０４ａ）は、情報受信電話機（５０１、５０２）、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）と接続しており、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）を有している。
【００５７】
ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）は、適応ディジタルフィルタを内蔵して、遠端話者信号のエコーを消去する回線エコーキャンセラの機能及び、内蔵する適応ディジタルフィルタをトレーニングする機能を担っている。
【００５８】
図２はＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）の機能的構成を示すブロック図であり、ＥＣ６０１はＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）の内部構成を示している。
【００５９】
ＥＣ６０１は、ＡＤＦ６０２、切り替えスイッチ６０３、白色雑音生成部６０４を有している。
【００６０】
ＡＤＦ６０２は、遠端話者のエコーを消去するための推定エコーを生成する機能を担っており、既存の適応ディジタルフィルタを適用できる。
【００６１】
白色雑音生成部６０４は、ＡＤＦ６０２のトレーニングをするための白色雑音の信号を発生させる機能を担っており、既存の白色雑音発生器を適用できる。なお、白色雑音とは平坦な周波数特性、即ち全周波数成分を均等に含む信号をいう。
【００６２】
切り替えスイッチ６０３は、トレーニング中は、白色雑音生成部６０４からの白色雑音信号を擬似的な遠端話者信号として近端話者の情報受信電話機（５０１、５０２）へ送るようスイッチし、トレーニング以外の時は、遠端話者信号を近端話者の情報受信電話機（５０１、５０２）へ送るようにスイッチする機能を担っている。
【００６３】
回線Ｉ／Ｆ（５０３ｂ、５０４ｂ）は、加入者線交換機（５０３、５０４）が中継線５０５を経由して他の加入者線交換機（５０３、５０４）と接続するためのインターフェースの機能を担っており、既存の加入者線交換機に内蔵されているインターフェースを適用できる。また、回線Ｉ／Ｆ（５０３ｂ、５０４ｂ）は通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）、中継線５０５と接続している。
【００６４】
通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）は、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）からの指示により発信側の電話機と着信側の電話機の通話路を形成、切断、復旧するものであり、既存の加入者線交換機に内蔵されている通話路スイッチを適用できる。また、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）は回線Ｉ／Ｆ（５０３ｂ、５０４ｂ）、信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）、ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）と接続している。
【００６５】
信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）は、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）を介して情報受信電話機（５０１、５０２）や他の加入者線交換機（５０３、５０４）と、呼出信号などの信号の送受信を行うものであり、既存の加入者線交換機に内蔵されている信号装置を適用できる。また、信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）と接続している。
【００６６】
ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）は、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）を介して、情報受信電話機（５０１、５０２）へ情報等を送信するための機能を担っており、発信電話番号受信機能に対応した加入者交換機に内蔵されている既存のＭＯＤＥＭ装置を適用できる。また、ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）は通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）と接続している。
【００６７】
制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）は、加入者線交換機（５０３、５０４）内の各手段の動作を制御する機能を担っており、図示は省略しているが、加入者回路（５０３ａ、５０４ａ）、回線Ｉ／Ｆ（５０３ｂ、５０４ｂ）、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ）、信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）、ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）と接続している。
【００６８】
また、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）は、既存の情報受信電話機に内蔵されている制御部の機能に加えて下記の機能も担っている。
【００６９】
制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）はＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）を制御して情報受信電話機（５０１、５０２）へ、「トレーニングの開始」、「トレーニングの終了」のタイミングについて情報を送信させる機能を担っている。タイミングの情報の送信は上述の発信電話番号受信機能の拡張機能を利用して送信され、図１２のステップ３０５と同様の動作となる。タイミングの情報の送信は、図１３のデータフォーマットにおいてパラメータ４１３にパラメータを新たに追加することにより動作する。具体的には、サービス種別４１１に回線エコーキャンセラのサービス種別を追加し、パラメータ種別４１４にトレーニング状態を追加し、情報内容４１６に「トレーニング開始」又は「トレーニング終了」の情報を追加する。また、上記情報を受信した情報受信電話機（５０１、５０２）の制御部７０３は、「トレーニング開始」の情報の場合、スピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７を制御して受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）を情報受信電話機７０１と切り離し、「トレーニング終了」の情報の場合、スピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７を制御して受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）を情報受信電話機７０１の接続を元に戻す。
【００７０】
また、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）は、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）の切り替えスイッチ６０３を制御して切替させることにより、トレーニング用である白色雑音信号の送信開始と送信停止を制御する。
【００７１】
この第１の実施形態では、「トレーニング開始」の情報送信後には、情報受信電話機（５０１、５０２）へ白色雑音生成部６０４による白色雑音信号を送信させてＡＤＦ６０２をトレーニングし、「トレーニング終了」の情報送信前には、白色雑音信号の送信を終了させるものとする。なお、このとき、トレーニングは所定の時間だけ行われるが、例えば、ＡＤＦ６０２の適応フィルタの伝達関数がエコー経路の伝達関数に収束するまでの時間や、ある一定の時間とすることなどが挙げられる。
【００７２】
また、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）は、トレーニングが終了した後、その後の通話が終了するまでの間は、ＡＤＦ６０２を制御して、適応フィルタのフィルタ係数の更新を行わず固定させることができる。なお、制御部（５０３ｃ、５０４ｃ）はＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）を制御して、情報受信電話機（５０１、５０２）が通話中に適用動作をさせる通常の回線エコーキャンセラとして使用できるようにすることも可能である。
【００７３】
中継線５０５は、加入者線交換機（５０３、５０４）の間を接続するための伝送路であり、既存の加入者線交換機の間で使用される伝送路用のケーブルを適応できる。また、中継線５０５は、図１においては単なる線として記載しているが、伝送装置や他の加入者交換機等の他の装置を更に中継する構成であっても良い。
【００７４】
（Ａ−３）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の電話通信システム５００について、各種動作の説明をする。
【００７５】
図４及び図５は、情報受信電話機５０１から情報受信電話機５０２へ通話発信したときの、音声通話接続の動作及びＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）のトレーニング動作について示したシーケンス図である。
【００７６】
まず、情報受信電話機５０１から加入者線交換機５０３へ発呼信号が送信され（Ｓ８０１）、加入者線交換機５０３から情報受信電話機５０１へ発信音が送出される（Ｓ８０２）。  発信音を受信すると情報受信電話機５０１においては、通話者による番号入力が可能となり、ダイヤル信号が送信される（Ｓ８０３）。ここまでのステップが情報端末の発信となる。
【００７７】
ダイヤル信号の受信が完了すると、加入者線交換機５０３から加入者線交換機５０４へ情報受信電話機５０２への呼が到着し、加入者線交換機５０４は、情報受信電話機５０２との間で接続されている２線のケーブルの極性を反転（Ｌ１、Ｌ２を反転）させ（Ｓ８０４）、情報受信電話機５０２に情報受信端末起動信号（ＣＡＲ）を送出する（Ｓ８０５）。ここまでのステップが情報端末の起動の動作となる。
【００７８】
情報受信端末起動信号（ＣＡＲ）を受信すると、情報受信電話機５０２は、加入者線交換機５０４へ一次応答信号（直流回路を閉じて、直流ループとする）を送信する（Ｓ８０６）。
【００７９】
一次応答信号が受信されると、加入者線交換機５０４は、情報受信電話機５０２へ「トレーニング開始」の信号を送信する（Ｓ８０７）。
【００８０】
「トレーニング開始」の信号が受信されると、情報受信電話機５０２においてスピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７により受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）が情報受信電話機５０２から切り離される（Ｓ８０８）。
【００８１】
加入者線交換機５０４から「トレーニング開始」の信号が送信された後、加入者線交換機５０４から情報受信電話機５０２へ白色雑音信号がトレーニング信号として送出される（Ｓ８０９）。
【００８２】
次に、加入者線交換機５０４において、トレーニングが終了すると、加入者線交換機５０４から情報受信電話機５０２へ「トレーニング終了」の信号が送出される（Ｓ８１０）。
【００８３】
「トレーニング終了」の信号を受信すると、情報受信電話機５０２は、スピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７を制御して、受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）と情報受信電話機５０２の接続が元に戻される（Ｓ８１１）。
【００８４】
一方、加入者交換機５０３において、ステップＳ８０３によるダイヤル信号の受信が完了すると、加入者線交換機５０３と情報受信電話機５０１の間でも、ステップＳ８０７〜Ｓ８１１と同様にトレーニングの動作がされる（Ｓ８１２〜Ｓ８１６）。ここまでの動作が情報等の送出となる。
【００８５】
以降、従来技術による発信電話番号受信機能等が動作する場合は、加入者線交換機５０４から情報受信電話機５０２へ情報等が送出され（Ｓ８１７〜Ｓ８２１）、その後の動作は、従来技術の通常の電話機と加入者線交換機の間のものと同様であり、端末設備の呼出（Ｓ８２２〜Ｓ８２５）、通話状態（Ｓ８２６〜Ｓ８３０）、通信終了（Ｓ８３１〜Ｓ８３３）となる。
【００８６】
（Ａ−４）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、情報受信電話機５０１から情報受信電話機５０２へ通話発信した場合には、情報受信機能を利用することにより加入者線交換機５０３、加入者線交換機５０４の両方のＡＤＦ６０２について通話開始前にトレーニングすることが可能となる。これにより、通話開始直後から発信側・着信側共に遠端話者のエコーを確実に消去することが可能となる。
【００８７】
また、トレーニング用の信号として白色雑音信号を使用しているので、話者の声の周波数特性等に関わらず事前にトレーニングを完了させることができるという効果を奏する。また、通話中に遠端話者の音声信号を利用する方法よりも、ＡＤＦ６０２のフィルタ係数を最適な値に収束させることができるので、エコー消去能力に優れるという効果も奏する。
【００８８】
また、ＡＤＦ６０２について一度トレーニングした後は通話が終了するまでフィルタ係数の更新を行わない制御が可能なので、白色雑音信号を用いてトレーニングが完了した状態を保持することができ、通話中にシングルトークとダブルトークの状態が頻繁に交番する場合や、近端話者の背景雑音レベルが大きい場合でも、回線エコーキャンセラのエコーの消去能力や安定性が劣化しないという効果を奏する。
【００８９】
また、トレーニング中はスピーカ・マイク切り離しスイッチ７０７により、受話器７０２（スピーカ７０８、マイク７０９）と情報受信電話機７０１を切り離しているので、トレーニング信号を近端話者に聴取されず、近端話者の背景雑音の混入も防ぐことができるという効果を奏する。
【００９０】
（Ｂ）第２の実施形態電子交換機、電話端末、電話通信システム及びエコー消去方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００９１】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図６は、第２の実施形態の電話通信システム１０００の機能的構成を示すブロック図である。また、図７は、アナログ電話機（１００１、１００２）の機能的構成を示すブロック図である。
【００９２】
第１の実施形態において、情報受信電話機（５０１、５０２）及び加入者線交換機（５０３、５０４）は、ＭＯＤＥＭ（５０３ｇ、５０４ｇ）及びモデム信号受信部７０５により発信者番号等の情報を受送信する手段を有していたが、この第２の実施形態のアナログ電話機（１００１、１００２）、加入者線交換機（１００３、１００４）はＭＯＤＥＭ等を有していない。よって、この第２の実施形態においては、「トレーニング開始」、「トレーニング終了」のタイミングについて、別の手段により情報を受送信する点で第１の実施形態と異なっている。
【００９３】
以下、第２の実施形態の構成について、第１の実施形態と異なる内容について説明する。
【００９４】
加入者線交換機（１００３、１００４）の加入者回路（１００３ａ、１００４ａ）及び信号装置（１００３ｅ、１００４ｅ）は、制御部（１００３ｃ、１００４ｃ）の制御により、情報受信電話機（１００１、１００２）へ「トレーニング開始」、「トレーニング終了」の信号を送信する機能を担っている点で、第１の実施形態の加入者回路（５０３ａ、５０４ａ）及び信号装置（５０３ｅ、５０４ｅ）と異なっている。「トレーニング開始」、「トレーニング終了」の信号は、例えば、第２の実施形態においては、図１２におけるステップ３０３の情報受信電話起動信号（ＣＡＲ）の信号送出形式の信号間隔のみを変更した、ＣＡＲ類似信号であるものとする。すなわち、トレーニングしていないときに情報受信電話起動信号（ＣＡＲ）が送出された場合には、その信号は「トレーニング開始」、トレーニング中の場合は「トレーニング終了」の信号となる。
【００９５】
アナログ電話機（１００１、１００２）の２Ｗ終端部１１０４は、加入者線交換機（１００３、１００４）からＣＡＲ類似信号を受信すると制御部１１０３にその情報を入力し、制御部１１０３はその情報に基づいてスピーカ・マイク切り離しスイッチ１１０６を制御する。すなわち、トレーニングしていない時にＣＡＲ類似信号を受信した場合は「トレーニング開始」と認識して、受話器１１０２（スピーカ１１０７、マイク１１０８）をアナログ電話機（１００１、１００２）と切り離し、次にＣＡＲ類似信号を受信した場合は「トレーニング終了」と認識して、受話器１１０２（スピーカ１１０７、マイク１１０８）と情報受信電話機１１０１の接続を切り戻す。
【００９６】
（Ａ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の電話通信システム１０００の各種動作の説明をする。
【００９７】
図８及び図９は、アナログ電話機１００１からアナログ電話機１００２へ通話発信したときの、音声通話接続の動作及びＥＣ（１００３ｆ、１００４ｆ）のトレーニング動作について示したシーケンス図である。
【００９８】
まず、アナログ電話機１００１から加入者線交換機１００３へ発呼信号が送信され（Ｓ１２０１）、加入者線交換機１００３からアナログ電話機１００１へ発信音が送出される（Ｓ１２０２）。発信音を受信すると、アナログ電話機１００１においては、通話者による番号入力が可能となり、ダイヤル信号が送信される（Ｓ１２０３）。ここまでのステップが情報端末の発信となる。
【００９９】
ダイヤル信号の受信が完了すると、加入者線交換機１００３から加入者線交換機１００４へ、アナログ電話機１００２への呼が到着し、加入者線交換機１００４は、アナログ電話機１００２との間で接続されている２線のケーブルの極性を反転（Ｌ１、Ｌ２を反転）させる（Ｓ１２０４）。ここまでの動作が電話機の起動となる。
【０１００】
次に、加入者線交換機１００４からアナログ電話機１００２へＣＡＲ類似信号（トレーニング開始の信号）が送信される（Ｓ１２０５）。
【０１０１】
ＣＡＲ類似信号（トレーニング開始の信号）を受信すると、アナログ電話機１００２は、スピーカ・マイク切り離しスイッチ１１０６により受話器１１０２（スピーカ１１０７、マイク１１０８）をアナログ電話機１１０２から切り離し（Ｓ１２０６）、加入者線交換機１００４へ一次応答信号（直流回路を閉じて、直流ループとする）を送信する（Ｓ１２０７）。
【０１０２】
一次応答信号を受信すると、加入者線交換機１００４は、アナログ電話機１００２へ白色雑音信号をトレーニング信号として送出する（Ｓ１２０８）。
【０１０３】
次に、トレーニングが終了すると、加入者線交換機１００４からアナログ電話機１００２へＣＡＲ類似信号（トレーニング終了の信号）が送出され（Ｓ１２０９）、アナログ電話機１００１においてスピーカ・マイク切り離しスイッチ１１０６により受話器１１０２（スピーカ１１０７、マイク１１０８）とアナログ電話機１００２の接続が切り戻される（Ｓ１２１０）。
【０１０４】
一方、加入者交換機１００３において、ステップＳ１２０３によるダイヤル信号の受信が完了すると、加入者線交換機１００３とアナログ電話機１００１の間でも、同様にトレーニングの動作がされる。
【０１０５】
まず、加入者線交換機１００３からアナログ電話機１００１にＣＡＲ類似信号（トレーニング開始の信号）が送出される（Ｓ１２１１）。
【０１０６】
ＣＡＲ類似信号を受信すると、アナログ電話機１００２はスピーカ・マイク切り離しスイッチ１１０６により受話器１１０２（スピーカ１１０７、マイク１１０８）をアナログ電話機１００１から切り離す（Ｓ１２１２）。
【０１０７】
以降、ステップＳ１２０８〜Ｓ１２１０と同様の内容について加入者線交換機１００３アナログ電話機１００１の間で動作する（Ｓ１２１３〜Ｓ１２１５）。ここまでの動作がＣＡＲ類似信号の送出となる。
【０１０８】
その後の動作は、従来技術による通常の電話機と加入者交換機の動作であり、端末設備の呼出（Ｓ１２１６〜Ｓ１２１９）、通話状態（Ｓ１２２０〜Ｓ１２２４）、通信終了（Ｓ１２２５〜Ｓ１２２７）と動作する。
【０１０９】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、以下の効果を奏することができる。
【０１１０】
第１の実施形態と異なり、アナログ電話機（１００１、１００２）はＭＯＤＥＭ等を有さない構成で、「トレーニング開始」、「トレーニング終了」のタイミングの情報についてはＣＡＲ類似信号を利用している。これにより、ＭＯＤＥＭ等の機器を有さない簡易な構成の電話機であっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。
【０１１１】
（Ｃ）他の実施形態
上記の実施形態だけなく、更に、以下に例示するような実施形態も挙げることができる。
【０１１２】
（Ｃ−１）上記各実施形態においては、トレーニング用の信号として白色雑音信号を使用しているが、白色雑音信号でなくても良い。例えば、事前に話者の声の周波数特性が特定されている場合、その周波数特性について網羅した信号が挙げられる。
【０１１３】
（Ｃ−２）上記各実施形態において、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ、１００３ｆ、１００４ｆ）は、加入者回路（５０３ａ、５０４ａ、１００３ａ、１００４ａ）内に配置する構成となっているが、配置する位置を移動しても良い。すなわち、通話路スイッチ（５０３ｄ、５０４ｄ、１００３ｄ、１００４ｄ）に対して前置（加入者回路側）しても、後置（回線Ｉ／Ｆ側）しても良く、その位置は限定されないものである。また、ＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ、１００３ｆ、１００４ｆ）は加入者交換機（５０３、５０４、１００３、１００４）の外部に配置する構成でも良い。
【０１１４】
また、電話通信システムが、ＶｏＩＰトランキングゲートウェイ装置を備える構成であった場合には、そのＶｏＩＰトランキングゲートウェイ装置の内部にＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ、１００３ｆ、１００４ｆ）を配置する構成でも良い。
【０１１５】
（Ｃ−３）上記各実施形態において、情報受信電話機（５０１、５０２）及びアナログ電話機（１００１、１００２）は回線エコーキャンセラを有さない構成となっているが、別途回線エコーキャンセラを有する構成としても良い。
【０１１６】
（Ｃ−４）上記各実施形態において、加入者交換機（５０３、５０４、１００３、１００４）は、例えば、ＰＢＸ等の他の電子交換機としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の情報受信電話機（５０１、５０２）の内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態のＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）のトレーニングの動作について、「情報端末の発信」から「情報等の送出」までのステップを示すシーケンス図である。
【図５】第１の実施形態のＥＣ（５０３ｆ、５０４ｆ）のトレーニングの動作について、「端末設備の呼出」から「通信終了」までのステップを示すシーケンス図である。
【図６】第２の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態のアナログ電話機（１００１、１００２）の内部構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態のＥＣ（１００３ｆ、１００４ｆ）のトレーニングの動作について、「情報端末の発信」から「ＣＡＲ類似信号の送出」までのステップを示すシーケンス図である。
【図９】第２の実施形態のＥＣ（１００３ｆ、１００４ｆ）のトレーニングの動作について、「端末設備の呼出」から「通信終了」までのステップを示すシーケンス図である。
【図１０】従来の電話通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の電話通信システムにおけるＥＣ（１０５、１０６）の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の発信電話番号受信機能の動作を示したシーケンス図である。
【図１３】従来の発信電話番号受信機能のＭＯＤＥＭ信号のデータ構成について示した図である。
【符号の説明】
【０１１８】
５００…電話通信システム、５０１…情報受信電話機、５０２…情報受信電話機、５０３…加入者線交換機、５０３ｃ…制御部、５０３ｆ…ＥＣ、５０３ｇ…ＭＯＤＥＭ、５０４…加入者線交換機、５０４ｃ…制御部、５０４ｆ…ＥＣ、５０４ｇ…ＭＯＤＥＭ、６０２…ＡＤＦ、６０３…切り替えスイッチ、６０４…白色雑音生成部、７０３…制御部、７０５…モデム信号受信部、７０７…スピーカ・マイク切り離しスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008153993.tif 000013
【図１０】
2008153993.tif 000014
【図１１】
2008153993.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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