(57)【要約】【課題】通信網に備えられたハイブリッドから離れた位置に設置でき、ハイブリッド迄の伝送路長が未知であったり変動しても、ハイブリッドを介して戻ってくるエコーを確実にキャンセルするエコーキャンセラを備えた通信装置を簡単・経済的な構成で提供する。【解決手段】送信側の通信装置に、送信通信端末が通信網に出力する送信信号と通話先通信設備のハイブリッドを経由して遅延して戻ってくる該送信信号（エコー）が付加された通話先端末からの信号との相関係数を求め、該相関係数から接続された伝送路の遅延量を求め、該遅延量で前記送信信号を遅延させた信号と通話先電話機からの送信信号に前記エコーが付加された信号をエコー除去手段に入力し、最大数百ｍＳｅｃ．遅延したエコーを除去するエコーキャンセラをキャンセルを備えた。【選択図】  図１
2004297236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４線式通信端末と通信網に接続された２線式通信端末との通信を行う通信装置であって、
前記４線式通信端末が出力したパケット信号を第１の信号に変換し、前記通信網を介して前記２線式通信端末宛てに出力する第１の変換手段と、
前記通信網から受信した前記２線式通信端末からの第２の信号に含まれる前記第１の信号のエコーの遅延を求め、該遅延量で該第１の信号を遅延させ該エコーを除去するエコーキャンセラと、
前記エコーキャンセラの出力した信号をパケット信号に変換し、前記４線式通信端末に出力する第２の変換手段とを
備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
インタネットプロトコルを用いたパケットで信号を送受信する通信端末と通信網に接続された２線式電話端末との通信を行う通信装置であって、
前記通信端末が出力したパケット信号を第１の信号に変換し、前記通信網を介して前記２線式電話端末宛てに出力する第１の変換手段と、
前記通信網から受信した前記２線式電話端末からの第２の信号に含まれる前記第１の信号のエコーの遅延を求め、該遅延量で該第１の信号を遅延させ該エコーを除去するエコーキャンセラと、
前記エコーキャンセラの出力した信号をパケット信号に変換し、前記通信端末に出力する第２の変換手段とを
備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
上記通信装置は、上記第１の信号と第２の信号との相関を計算する相関計算手段と、前記第１の信号を遅延させる信号遅延手段とを備え、前記相関計算手段の出力に基づき前記第２の信号に付加されたエコーの遅延量を求め、該遅延量に基づき前記信号遅延手段が前記第１の信号を遅延させエコーを除去することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の通信装置。
【請求項４】
上記通信装置に上記相関計算手段の出力を統計処理して前記エコーの遅延量を求める統計処理手段を備え、該統計処理手段の出力に基づき上記第１の信号を遅延させることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
上記通信装置は、上記エコーの遅延量もしくはレベルに応じて上記第２の信号からのエコー除去の実施もしくは未実施を制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
上記通信装置は、保守者の指示に応じて上記エコーキャンセラによるエコー除去の実施もしくは未実施を制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
上記通信装置は、保守者の指示に応じてエコーキャンセラのエコー除去の処理周期もしくは許容エコー遅延量もしくは許容エコーレベルを変更することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の通信装置。
【請求項８】
通信装置の送信信号に基づき該通信装置の受信信号に含まれる該送信信号のエコーを除去するエコーキャンセラであって、
前記送信信号と受信信号との相関を計算する相関計算手段と、
前記送信信号を遅延させる信号遅延手段と、
第１の信号入力端子で受信した信号に基づき第２の信号端子で受信した信号に含まれるエコーを除去するエコー除去手段とを備え、
前記相関計算手段の出力に基づき前記エコーの遅延量を求めると、前記信号遅延手段が前記送信信号を該遅延量で遅延させ、
前記エコー除去手段が第１の信号入力端子で受信した前記信号遅延手段の出力に基づき、前記第２の信号入力端子で受信した前記受信信号から前記エコーを除去することを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項９】
上記エコーキャンセラに上記相関計算手段の出力を統計処理して前記受信信号に含まれるエコーの遅延量を求める統計処理手段を備え、上記信号遅延手段は該統計処理手段の出力に基づき上記送信信号を遅延させることを特徴とする請求項８に記載のエコーキャンセラ。
【請求項１０】
通信装置の送信信号に基づき該通信装置の受信信号に含まれる該送信信号のエコーを除去するエコーキャンセラであって、
第１の信号入力端子で受信した信号に基づき第２の信号端子で受信した信号に含まれるエコーを除去するエコー除去手段と、
前記エコーキャンセラ全体の制御を行うプロセッサと、該エコーキャンセラで処理するデータを保持するメモリとを備え、
前記プロセッサが前記送信信号と受信信号との相関を計算して前記エコーの遅延量を求めると、前記メモリで該送信信号を該遅延量に基づき遅延させ、
前記エコー除去手段が第１の信号入力端子で受信した前記メモリの出力に基づき、第２の信号入力端子で受信した前記受信信号から前記エコーを除去することを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項１１】
上記プロセッサは、上記相関計算の結果を統計処理し、上記メモリで上記送信信号を統計処理された遅延量で遅延させることを特徴とする請求項１１に記載のエコーキャンセラ。
【請求項１２】
上記エコーキャンセラは上記エコーの遅延量もしくはレベルに応じて上記受信信号からのエコー除去の実施もしくは未実施を制御することを特徴とする請求項８乃至１１いずれか記載のエコーキャンセラ。
【請求項１３】
上記エコーキャンセラは、保守者の指示に応じてエコー除去の実施もしくは未実施を制御することを特徴とする請求項８乃至１２いずれかに記載の通信装置。
【請求項１４】
上記エコーキャンセラは、保守者の指示に応じてエコー除去の処理周期もしくは許容エコー遅延量もしくは許容エコーレベルを変更することを特徴とする請求項８乃至１３いずれかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電話網で発生するエコーをキャンセルする通信装置ならびにそれに適用可能なエコーキャンセラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話網では、電話機から加入者線（２線：双方向）と中継線（４線：片方向づつ（２線）が独立に２つ）との間をハイブリッドと呼ばれる２線−４線変換回路で接続して２つの電話機間の通話が行われる。しかし、実際の電話網では、ハイブリッドのインピーダンス整合を完全に取ることが出来ないので、自電話機から相手電話機に向けた信号（主に音声）が相手方電話機につながるハイブリッドを回り込み自電話機に戻ってくるエコーが発生する。このエコーの状態はハイブリッドのインピーダンス不整合の度合いや伝送距離によって変化し、状況（長距離伝送やハイブリッドの品質劣化等）によっては自電話機で話した音声が遅延した形で自電話機から聞こえてしまい通話の支障をきたすことがある。
【０００３】
エコーキャンセラは、ハイブリッドに入力される信号（相手方電話機への送信信号）からハイブリッドで回り込むエコー信号（擬似エコー）を生成し、相手側電話機からの送信信号にハイブリッドで付加されたエコーを上記擬似エコーを用いてキャンセルするもので、トランスバーサルフィルタのような適応型フィルタを用いてエコーをキャンセルするものが多数発表されている（例えば、特開平５−１４２４４号公報）。
【０００４】
【非特許文献１】
日本音響学会：適応フィルタの概要、４８巻７号４８９〜４９２頁（１９９２）
【特許文献１】
特開平５−１４２４４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１は、エコーキャンセラの使用方法の一例を示す説明図である。同図のようにエコーキャンセラを双方のハイブリッド近傍に設置すれば、ハイブリッドで実際に発生したエコーがキャンセル（Ｓｉｎ‘端子の信号に含まれるエコーがＲｉｎ’端子の入力に基づき生成された擬似エコー信号でキャンセル）された状態で送られることになる。すなわち、互いに自電話機側のハイブリッドが発生させるエコーを除去する構成とすることで、自電話からの信号が相手側電話機のハイブリッドを回り込んで自電話機に戻ってくるエコーの影響を軽減させることが出来る。尚、ＮＴＴ等の通信キャリアが運用する日本の公衆通信網においては、伝送距離が短かく信号遅延が数ｍＳｅｃ．と小さく、かつ、ハイブリッドの品質も高いので、レベルの小さいエコーがあっても実際の会話に支障をきたさないので上述したようなエコーキャンセラを導入しない構成が多い。一方、企業等が使用する専用線網では、限られた帯域を多数の利用者が有効に利用するために音声圧縮技術を導入しており、この音声信号の圧縮／伸張の処理時間で信号の遅延が最大数十ｍＳｅｃ．に増えるのでエコーが会話の支障をきたすこともあり、実際の伝送距離が短くても上述のようなエコーキャンセラの導入が行われることがある。
【０００６】
近年、安価で通信の可能なＩＰ網（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌでパケットを通信する網）の構築が進んでおり、従来のパケットを用いたデータ通信だけではなく、音声信号もパケットを用いてＩＰ網で通信するＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）の導入も図られている。具体的には、通信コストを下げるために、アナログ電話機と専用線を用いて通信を行っていた通信網において、アナログ電話機をＩＰ電話機に置き換え、専用線ではなく上記公衆網を介して相手方の電話機と接続して音声通信を行う形態の通信網の導入が進められている。
【０００７】
このような網構成になった場合、ＩＰ電話を導入した側でのＩＰパケットの処理時間による信号の遅延は最大数百ｍＳｅｃ．程度に増えるためエコーが通話の支障となってくる。具体的には、先に述べたように公衆網ではエコーキャンセラを備えていない場合が多く、ＩＰ電話機で利用者が発した音声が相手電話機側（公衆網側）のハイブリッドを回り込んできて最大数百ｍＳｅｃ．遅延したエコーとなってＩＰ電話機に戻って聞こえてくるためＩＰ電話機利用者の通話の支障となる。ＩＰ電話導入に起因して支障となるエコーは、既存の公衆網の設備を変更するのが困難なため、ＩＰ電話を導入した側で対処する必要がある。
【０００８】
従来のエコーキャンセラは、上述したように、ハイブリッドの近傍に設置されハイブリッドの入力からハイブリッド出力までの短い距離でのエコー（近端エコー）をキャンセルするもので、最大で数十ｍＳｅｃ．程度遅延するエコーをキャンセルするよう構成されるものである。一例を挙げれば、２５６タップの適応型フィルタの各タップの利得を調整して８ｋＨｚでサンプルしたデータから擬似エコーを作成してエコーをキャンセルするもので、２５６×１２５μＳｅｃ．＝３２ｍＳｅｃ．の遅延迄は対処可能であるが、ＩＰ電話の導入で発生する最大数百ｍＳｅｃ．遅延するエコーは十分にキャンセルできない。また、エコーキャンセラはＩＰ電話側の設備となり、ハイブリッドから離れた位置（長い距離）でのエコー（遠端エコー）をキャンセルする必要がある。この場合、通話する相手（ハイブリッド）の位置によってエコー線路の長さ（エコーの遅延量）は大きく変化するが、従来のエコーキャンセラは、ハイブリッドの近傍で使用することを前提に構成したもので遅延量変動に適応した十分なエコーのキャンセルも望めない。
【０００９】
上記のようなエコーをキャンセルするには、エコーキャンセラを複数個縦続接続したり適応フィルタのタップ数を増やせば良いが、装置規模が増大して著しく高価になる。更に、上記対応では、適応型フィルタの利得調整や擬似エコー発生処理にも時間がかかるようになり、使用条件（通信速度等）に制約が出てくる。また、エコーキャンセラに入力する信号を遅延させることで従来のエコーキャンセラが使用可能となるが、線路長（遅延量）が判っている必要があり、上記のようなＩＰ電話を導入して通話相手によって遅延量が変化する通信網では使用できない。尚、先に示した特開平５−１４２４４号では、通話線のインパルス応答から遅延を推定して設定する構成のエコーキャンセラが開示されているが、具体的に如何にインパルス応答を求めるか未開示であるし、現実にインパルス応答を求めることは演算量が多く（理論的には無限大）で時間がかかるためハード量やキャンセル処理時間の面から実用に適さない。
【００１０】
本発明の目的は、通信網にＩＰ電話を導入した場合に発生するエコーをＩＰ電話側の装置でキャンセルする装置を簡単・経済的な構成で提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、４線式通信端末と通信網に接続された２線式通信端末との通信を行う通信装置は、４線式電話端末が出力したパケット信号を第１の信号に変換して前記通信網を介して前記２線式電話端末宛てに出力する一方で、通信網から受信した２線式電話端末からの第２の信号に含まれ通信網のハイブリッドを介して戻ってくる第１の信号のエコーの遅延を求めて該遅延量で第１の信号を遅延させエコーを除去するエコーキャンセラを備え、この前記エコーキャンセラの出力した信号をパケット信号に変換して４線式電話端末に出力する構成とした。
【００１２】
より具体的には、４線式通信端末はハイブリッドを有する通信網を介して通話先の２線式電話機とで通信を行うので、通信網との接続を行う４線式通信端末を含む送信側の通信装置に、４線式通信端末が通信網に出力する送信信号とハイブリッドを経由して遅延して戻ってくる該送信信号（エコー）を含む通話先電話機の送信信号（受信信号）との相関を計算する相関計算手段と、送信信号を遅延させる信号遅延手段とを有し、相関計算手段の出力に基づき受信信号に付加されたエコーの遅延量を求めると、求めた遅延量で信号遅延手段を制御して送信電話機の送信信号を遅延させ、該遅延した信号と受信信号とを既存のエコー除去手段に入力しエコーをキャンセルする構成のエコーキャンセラを備えた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通信装置ならびに該通信装置に備えるエコーキャンセラの構成と動作について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の通信装置を用いた通信網の構成例を示すブロック図である。
通信網１０は、複数のＩＰ電話機（１０１〜１０３）を有する第１のオフィス１１０と従来から使用されている複数のアナログ電話機（１３１〜１３３）を有する第２のオフィス１３０との間を公衆通信網ＰＳＴＮ（１２０）を介して接続するもので、ＰＳＴＮとしては、例えばＮＴＴが運用する公衆網や地域ＩＰ網が含まれる。
【００１４】
ＩＰ電話機（１０１〜１０３）は、ＬＡＮを用いてＩＰパケットを送受信するもので、ＩＰパケットがＨｕｂ１０４経由で関門交換機（ＧＷ：１０５）に到着すると、このＧＷ１０５でＩＰパケット処理がなされ、ＩＰパケットに入っていた音声信号がＰＳＴＮ１２０と送信される。尚、Ｓｅｒｖｅｒ１０６は、ＩＰ電話機のＩＰアドレスと従来の電話機の電話番号との対応をとってＧＷ１０５がＰＳＴＮ１２０との接続を制御するためのデータを備えたサーバである。また、保守装置１０８は、保守者の操作により第１のオフィス１１０に備えた通信装置（Ｈｕｂ１０４，ＧＷ１０５，ＥＣ１０７，Ｓｅｒｖｅｒ１０６等）を制御したり各装置や通信路の状態を監視するための保守装置である。
【００１５】
オフィス１３０は、従来から用いられている交換システムで、スイッチ１３４がＰＳＴＮ１２０とアナログ電話機（１３１〜１３３）との接続を制御する交換機でハイブリッド１３５を介してアナログ電話機（１３１〜１３３）と接続される。本実施形態の通信網では、ハイブリッド１３５とアナログ電話機（１３１〜１３３）との間が２線式で、ＩＰ電話（１０１〜１０３）を含む他の部分は４線式で通信が行われ、このハイブリッド１３５で２線／４線変換に伴うエコーが発生する。尚、本実施形態では、第２のオフィスにアナログ電話機（１３１〜１３３）を備えたが、第２のオフィスは交換機１３４とハイブリッド１３５だけを備え加入者宅の電話機と接続する一般的な公衆網の構成であっても構わない。
【００１６】
また、第１のオフィス１１０とした通信システムがモバイルＩＰシステム（無線通信網）であり、ＩＰパケットを扱う無線端末と一般の公衆網の電話機とが音声通信を行うＶｏＩＰの構成をとっても良い。この場合、ＩＰ電話（１０１〜１０３）が無線（携帯）端末でＨｕｂ１０４が基地局となり伝送路は無線伝送路に置き換わる。また、ＧＷ１０５とＳｅｒｖｅｒ１０６が無線制御通信装置等に置換わる構成となる。
【００１７】
ＩＰ電話機１０１のマイク（ＭＩＣ）から入力された音声信号は、ＧＷ１０５とＰＳＴＮ１２０を介して交換機１３４に入力されハイブリッド１３５で分離され電話機１３１に到達する。一方、ハイブリッド１３５が交換機１３４迄の４線と電話機１３１迄の２線変換を行う際に、先に説明したようなハイブリッド１３５の入力信号が出力線に回り込むエコーがここで発生するが、第２のオフィス１３０にはエコーキャンセラが備えられていないので、該エコーはＰＳＴＮ１２０を介してＧＷ１０５に戻りＩＰ電話機１０１のスピーカ（ＳＰ）で聞こえる。このエコーが先に説明したように最大数百ｍＳｅｃ．の遅延を持ち会話に支障をきたすので、第１のオフィス１１０側にこのエコーを除去するエコーキャンセラ１０７が必要となる。エコーキャンセラは、第１のオフィス１１０もしくはＩＰ電話（１０１〜１０３）に備えるもので、本実施形態ではＧＷ１０５に備えた。
【００１８】
ＧＷ１０５は、ＩＰ電話機（１０１〜１０３）とＨｕｂ１０４を介したＬＡＮで接続されＩＰパケットの処理（具体的には、宛先解析やＩＰパケットと音声信号との変換等）を行うＬＡＮＩ／Ｆ２２０と、ＰＳＴＮ１２０と接続され公衆網等のアナログ電話機（１３１〜１３３）と音声信号等の送受信を行う回線Ｉ／Ｆ２５０と、先に説明したようなＩＰ電話導入に伴い既存電話設備のハイブリッドを介して戻ってくるエコーをキャンセルするエコーキャンセラ１０７と、ＧＷ全体を制御する制御部（ＭＰＵ）２１０とで構成した。
【００１９】
エコーキャンセラ１０７は、ＬＡＮＩ／Ｆ１４２と回線Ｉ／Ｆ２５０の間に備えられ、ＩＰ電話１０１からアナログ電話機１３１への音声信号を線路１４０でＳｉｎ端子に入力し、アナログ電話機１３１からＩＰ電話機１０１への音声信号に最大数百ｍＳｅｃ．遅延したエコーが付加された信号を線路１４１でＲｉｎ端子に入力する。詳細は後述するが、Ｓｉｎ端子の入力信号とＲｉｎ端子の入力信号の相関を求め、ＩＰ電話機側からハイブリッドを介して戻ってくるエコーの遅延を求め、Ｓｉｎ端子の入力信号を該遅延で遅らせた信号で擬似エコーを生成してエコーをキャンセルし、Ｒｏｕｔ端子から線路１４２を介してアナログ電話機１３１からの音声信号をＩＰ電話機１０１へ出力する構成とした。
【００２０】
上記のような構成と動作により、従来の電話設備のハイブリッドの近端にエコーキャンセラが無くとも、ＩＰ電話機導入によって発生する最大数百ｍＳｅｃ．のエコーがＩＰ電話機を導入したオフィスでキャンセルされ通話の支障は発生しない。すなわち、既存の通信設備（ＰＳＴＮ１２０、交換機１３４、電話機１３１等）をそのままにしてＩＰ電話導入に伴うエコーの影響がＩＰ電話機を導入した側の設備だけで除去可能となる。
【００２１】
図２は、エコーキャンセラのハードウェア構成例を示すブロック図である。
エコーキャンセラ１０７は、線路１４０（Ｓｉｎ端子）から入力したＩＰ電話１０１からアナログ電話機１３１への音声信号を蓄積するＳバッファ３１０と、線路１４１（Ｒｉｎ端子）から入力したアナログ電話機１３１からＩＰ電話機１００への音声信号に最大数百ｍＳｅｃ．遅延したエコーが付加された信号を蓄積するＲバッファ３２０と、エコーキャンセラ１０７全体の制御を行うＣＰＵ３４０と、該ＣＰＵで実行するエコーキャンセラの動作ソフトやＳバッファ３１０およびＲバッファ３２０で蓄積したデータを処理するワークエリアを有するメモリ３３０と、線路１４０（Ｓｉｎ端子）から入力したＩＰ電話１０１からアナログ電話機１３１への音声信号を遅延させる遅延メモリ３５０と、従来から用いられている近端エコーキャンセル用のタップ数の小さい（例えば、先に述べたような２５６タップで最大３２ｍＳｅｃ．遅延に対応可能、あるいは、６４タップで最大８ｍＳｅｃ．遅延に対応可能な）エコー除去手段３６０（図１１の１１５０や１２１０と同じもので可）とで構成した。
【００２２】
Ｓバッファ３１０と、Ｒバッファ３２０と、ＣＰＵ３３０と、メモリ３４０と、遅延メモリ３５０とはバス３５５で接続され上位制御部（図２：２１０）の指示に応じて以下のようにエコーのキャンセルを実施する。
（１）ＣＰＵ３３０がＳｉｎ端子入力とＲｉｎ端子との相関係数から実際にＲｉｎ端子に戻ってきたエコーの遅延を求め、Ｓｉｎ端子で入力したＩＰ電話機（１０１〜１０３）からの音声信号を遅延メモリ３５０で該遅延だけ遅延させる。
（２）遅延させたＩＰ電話機からの音声信号を線路３７０を介してエコー除去手段３６０のＳｉｎ‘端子に入力し、線路１４１で受信したアナログ電話機からの音声信号でエコーを含む信号をＲｉｎ’端子に入力する。尚、本エコー除去手段３６０は、従来のエコーキャンセラと同じものを用いるが、従来のエコーキャンセラと入力端子Ｓｉｎ‘，Ｒｉｎ’の使い方を逆にしていることに注意されたい（図１１と図１および２参照）。
（３）エコー除去手段３６０は、エコーと同様に遅延させたＩＰ電話からの音声信号で実際に遅延したエコーに合わせて擬似エコー信号を作成し、アナログ電話機からの信号に付加されたエコーをキャンセルして線路１４２（Ｒｏｕｔ‘端子）からＩＰ電話（１０１〜１０３）に向け出力する。
【００２３】
図３は、同じくエコーキャンセラの別の構成を示すブロック図である。
同図は、上述したエコーキャンセラの論理的構成を示すもので、図２のメモリ３３０とＣＰＵ３４０と従来のエコーキャンセラ３６０とで実現される。尚、本実施形態では、図２のＳバッファ３１０とＲバッファ３２０と遅延メモリ３５０は、メモリ３３０を用いる構成とした（夫々、Ｓバッファ４２１、Ｒバッファ４２２、遅延部４６０とした）。
【００２４】
閾値判定４１０は、ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号のレベルを見て一定レベルの信号に対してエコーのキャンセルを行うか否かを決める機能である。これは、ＩＰ電話（１０１〜１０３）の使用者が発話していない場合でもＭＩＣから入力される背景雑音等でエコーキャンセラが誤動作することを防ぐものである。
【００２５】
相関処理４２０は、ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号とアナログ電話（１３１〜１３３）からの音声信号（エコーを含む）との相互相関係数を周期的に算出する機能である。この相互相関係数が大きくなる位置から既存の電話網のハイブリッドを回り込んで来るエコーの遅延が判る。
【００２６】
統計処理４３０は、周期的に算出された相互相関係数の統計処理を行う機能である。実際の音声信号は一定の統計的な性質を備えるが、瞬時瞬時は特性が変化して相互相関係数の値も変化する。これをそのまま用いるとエコーキャンセラの設定が相互相関係数の変化に応じて変化してしまいエコーキャンセラの処理が複雑になりキャンセル効果も得られないので統計処理を行うものである。
【００２７】
ピーク検出４４０は、統計処理後の相互相関係数の一番大きいものから実際のエコーの遅延を求める機能である。ここで求めた遅延に応じて制御部４５０が遅延部４６０を制御してＳｉｎ端子から受信したＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号を遅延させエコー除去手段３６０に入力する。このエコー除去手段３６０の動作は、先の説明と同様である。
【００２８】
尚、エコー除去手段３６０自体もＤＳＰ等のプロセッサで実現できるので、図２のメモリ３３０とＣＰＵ３４０で実現しても良いし、反対に、上記各機能を個別のハードウェアで実現しても構わない。
【００２９】
以下、図４〜図９の動作フロー図を用いて、エコーキャンセラの動作について更に詳細に説明する。具体的には、８ｋＨｚの信号サンプリングで処理を行い最大２５６ｍＳｅｃ．迄遅延するエコーをキャンセルするエコーキャンセラを一例として説明する。尚、エコー除去手段３６０には、６４タップで最大８ｍＳｅｃ．遅延するエコーの処理が可能なものを用いた。
【００３０】
図４は、エコーキャンセラの動作概要を示す動作フロー図である。
通信装置に備えたエコーキャンセラは以下のように動作する。
（１）Ｓバッファ４２１、Ｒバッファ４２２へ逐次（８ｋＨｚ毎）に信号を入力し、所定の周期（１０ｍＳｅｃ．）で各バッファに蓄積されたデータを読出す（Ｓ，Ｒバッファ処理：５１０）。Ｓバッファ４２１から読み出されたＩＰ電話からの音声信号は、閾値判定４１０で信号のレベルを見てエコーのキャンセルを行うか否かを決める（低レベル検出処理：５２０）。
（２）ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号がエコーキャンセル処理可能なレベルであれば、相関処理４２０がＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号とアナログ電話（１３１〜１３３）からの音声信号（エコーを含む）との相互相関係数を算出し（相関処理：５３０）、統計処理４３０が算出された相互相関係数の統計処理を行う（統計処理：５４０）。更に、ピーク検出４４０が統計処理後の相互相関係数の一番大きいものから実際のエコーの遅延を求め（ピーク検出：５５０）、制御部４５０が遅延部４６０を制御してＳｉｎ端子から受信したＩＰ電話からの音声信号を遅延させられるようにする（遅延制御処理：５６０）。
（３）以降は、エコー除去手段３６０に実際に生ずるエコーと同様に遅延させたＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号が入力され、実際に遅延したエコーに合わせて擬似エコー信号を作成し、該擬似エコー信号でアナログ電話機（１３１〜１３３）からの信号に付加されたエコーをキャンセルする。
【００３１】
尚、エコーの状態（大きさや遅延）は通信網の接続状態（例えばどのルートを介して接続されるか等）で大きく変わるので、上述したエコーキャンセルの動作を、保守者の指示等により、保守装置（図１：１０８）からＭＰＵ（図１：２１０）やＣＰＵ（図２：３４０）を介して実施したり停止したりという設定変更が可能な構成としても良い。さらに、エコーキャンセル動作可の状態であっても、実際のエコーの状態によってエコーのレベルや遅延が小さいような場合には、上記エコーキャンセル動作を停止する構成とすることも出来る。
【００３２】
図５は、Ｓ、Ｒバッファ処理（図４：５１０）の詳細動作例を示す動作フロー図である。
ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号とアナログ電話（１３１〜１３３）からの信号は、それぞれ８ｋＨｚでサンプリングされ各バッファ（Ｓ，Ｒ）に入力される（６１０，６６０）ので、サンプルデータ受信の都度各バッファを更新する（６２０，６７０）。
【００３３】
本実施形態の例では、１０ｍＳｅｃ．周期（ＦＴ）で図４のフローに基づき最大２５６ｍＳｅｃ．遅延するエコーのキャンセルを行うものなので、Ｓバッファ４２１は２５６ｍＳｅｃ．分のデータ（Ｌ＋Ｎ＝２０４８個のサンプルデータ）を入れる構成とした。エコーキャンセラで処理可能な遅延時間を変更したければ、このＳバッファの大きさを調整すれば良い。例えば１２８ｍＳｅｃ．迄のエコーをキャンセルするなら、Ｌ＋Ｎを１０２４に設定すれば良い。また、１０ｍＳｅｃ．周期でエコーのキャンセルを行うので、Ｒバッファ４２２は１０ｍＳｅｃ．分のデータ（Ｎ＝８０）を入れる構成とした。この１０ｍＳｅｃ．という処理の周期ＦＴは、音声信号の統計的な性質と要求するエコーキャンセル能力から決めれば良く、本例では、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９で規定されたＣＳ−ＣＥＬＰと呼ばれる音声符号化処理の処理周期（１０ｍＳｅｃ．）に合わせたものである。この周期ＦＴは、ＣＰＵ３４０の処理能力に応じて適宜決めれば良いもので、通常１０〜３０ｍＳｅｃ．に設定する（長いほど良いが処理量・バード量とも増える）。
【００３４】
Ｓバッファ４２１では、ＦＩＦＯの構成であり１０ｍＳｅｃ．毎にＩＰ電話（１０１〜１０３）の新たな１０ｍＳｅｃ．分の音声信号が蓄積され、最も古い音声信号から１０ｍＳｅｃ．分のデータが廃棄される。また、Ｒバッファ４２２では、１０ｍＳｅｃ．ごとにアナログ電話機（１３１〜１３３）からの新たな信号が蓄積される。
【００３５】
尚、上述した各バッファの大きさＬ，Ｎや処理周期ＦＴは、保守者の指示等により、ＭＰＵ（図１：２１０）やＣＰＵ（図２：３４０）を介して設定変更が可能な構成としても良い。
【００３６】
図６は、低レベル検出処理（図４：５２０）の詳細動作例を示す動作フロー図である。
ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの新たな音声信号１０ｍＳｅｃ．分のデータに対し、信号レベルが所定のレベル（Ｔｈ）に達しているか否かを判断し（７１０）、所定のレベルに達しておりエコーキャンセル動作が可能であれば、新たに入力したデータを保持して、相関処理（図３：４２０）と統計処理（図３：４３０）が動作するようにする（７２０，７３０）。エコーキャンセル動作が不可能と判定すれば、次の周期まで処理を行わない。このＴｈも先のバッファの大きさ等と同様に保守者の時事当により設定変更が可能な構成とした。
【００３７】
図７は、相関処理（図４：５３０）の詳細動作例を示す動作フロー図である。
同図（右）でイメージを示したように、相関処理（図３：４２０）が１０ｍＳｅｃ．分（Ｎ個）のデータを単位としてＳバッファ４２１とＲバッファ４２２のデータを逐次ずらして読み出していき、ＩＰ電話（１０１〜１０３）からの音声信号とアナログ電話（１３１〜１３３）からの信号の相互相関係数（８２０のＣ（ｉ）でＬ個）を畳込み積分計算し（８１０〜８４０）、計算結果を統計処理（図３：４３０）に出力する。
【００３８】
図８は、統計処理（図４：５４０）の詳細動作例を示す動作フロー図である。
統計処理（図３：４３０）は、相関係数を受信すると相関係数の最大値を検出し（９１０）、最大値を示した位置（あるいは時間）情報ｉを記録する。具体的にはｉの出現回数の分布を示すヒストグラム等を演算しておく（９２０）。
【００３９】
図９は、ピーク検出（図４：５５０）の詳細動作例を示す動作フロー図である。
ピーク検出（図３：４４０）は、総計処理５４０の結果で相関係数の最も高い出現回数を示した位置情報ｉを検出すると（１０１０）、この位置情報ｉから実際に形成された伝送路の遅延量を計算する（１０２０）。尚、本実施形態では、このピーク値検出において、遅延量が小さかったりエコーのレベルが低かったりしてエコーキャンセルを行わなくても支障が出ないと判断すれば、上述したエコーキャンセル動作を停止する構成とした（１０３０）。このエコーキャンセル動作もしくは停止の判断機能は、設けなくても良いし、設ける場合でも、判定内容に応じて上述した各機能に分散配置する構成としても良い。例えば、エコーのレベルを低レベル検出処理（図４：５２０）や相関処理（図４：５３０）、ならびに、統計処理（図４：５４０）のいずれかで判定してエコーキャンセル動作の制御を行う構成としても良い。
【００４０】
この遅延量が遅延制御処理（図４：５６０）で遅延部（図３：４６０）に設定され、ＩＰ電話機（１０１〜１０３）からの音声信号が該遅延量だけ送らされてエコー除去手段３６０に入力される。
上述のように、エコーの遅延を測定し、該遅延分ＩＰ電話からの音声信号を遅延させてからエコーキャンセラを作動させるので、エコーキャンセラ本体では遅延が補正されており、エコーの遅延が最大数百ｍＳｅｃ．と大きくなっても従来の低遅延用のエコーキャンセラが使用可能となる。すなわち、従来から用いられたエコーキャンセラのタップ数や接続台数を増やさず、最大数百ｍＳｅｃ．程度遅延するエコーを確実にキャンセル可能な構成のエコーキャンセラが提供できる。もちろん、ハイブリッドから離れた位置に設置可能でハイブリッドからエコーキャンセラまでの伝送路長が未知であっても遅延を求めてからエコーをキャンセルするので、エコーキャンセラを備えていない通信網にＩＰ電話を導入した場合に発生するエコーを、既存の通信網はそのままにして従来のエコーキャンセラを用いて、ＩＰ電話側でキャンセルすることが簡単・経済的に実現できるようになる。
【００４１】
図１０は、上述した通信装置の動作例を示す説明図である。
上述したように最大２５６ｍＳｅｃ．遅延したエコーをキャンセル可能な構成であり、ＩＰ電話機からの音声信号Ｓｉｎが２００ｍＳｅｃ．遅延してエコーとなってＲｉｎに戻ってくる。出力Ｒｏｕｔは、相互相関係数から遅延を求め遅延部への設定が終わる迄の間（区間Ａ）でエコーがキャンセルされていないが、一旦遅延が設定された後（区間Ｂ）でエコーがキャンセルされている様子を示している。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、既存の通信網にＩＰ電話を導入した場合に発生するエコーを既存の通信網はそのままにしてキャンセルする通信装置が簡単・経済的な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信装置を備えた通信網の構成例を示すブロック図である。
【図２】エコーキャンセラの構成例を示すブロック図である。
【図３】エコーキャンセラの別の構成例を示すブロック図である。
【図４】エコーキャンセラの動作概要を示す動作フロー図である。
【図５】エコーキャンセラの詳細動作（データの入力）例を示す動作フロー図である。
【図６】エコーキャンセラの詳細動作（データチェック）例を示す動作フロー図である。
【図７】エコーキャンセラの詳細動作（相関係数計算）例を示す動作フロー図である。
【図８】エコーキャンセラの詳細動作（統計処理）例を示す動作フロー図である。
【図９】エコーキャンセラの詳細動作（遅延制御）例を示す動作フロー図である。
【図１０】通信装置の動作例（エコー除去の様子）を示す説明図である。
【図１１】エコーキャンセラの動作原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１〜１０３：ＩＰ電話機，        １０５：パケット処理装置（ＧＷ），
１０７：エコーキャンセラ，          １２０：公衆通信網（ＰＳＴＮ），
１３１〜１３３：アナログ電話機，    １３４：ハイブリッド，
３１０（４２１），３２０（４２２）：バッファメモリ，
３４０：プロセッサ（ＣＰＵ），        ３５０（４６０）：遅延メモリ，
３６０：エコー除去手段。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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