(57)【要約】【課題】  ＰＣＭ符号を利用し、ネットワークに負荷のかからない新規なデータ伝送システムおよび通信モード切替方法を提供する。【解決手段】  送信端末は、各ＰＣＭ符号の極性ビットを“１”に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成して受信端末へ送信し、続いて各ＰＣＭ符号の極性ビットを“１”に固定し、残りの７ビットを送信データに順次割り当てることで８ビットＰＣＭ符号からなるデータＰＣＭ符号ストリームを生成して受信端末へ送信する。受信端末は、受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが“１”であるか否かを判定し、“１”である連続したＰＣＭ符号の数をカウントし、カウント値が所定数以上になると、続いて受信するＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを利用して送信端末から受信端末へネットワークを通してデータを伝送する方法において、
前記送信端末は、
送信すべきデータを入力し、
各ＰＣＭ符号の極性ビットを所定論理値に固定し、残りの７ビットを前記データに順次割り当てることで８ビットＰＣＭ符号からなるデータＰＣＭ符号ストリームを生成し、
前記データＰＣＭ符号ストリームを前記受信端末へ送信し、
前記受信端末は、
前記送信端末からＰＣＭ符号ストリームを受信し、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値であるか否かを判定し、
前記極性ビットが前記所定論理値であれば、前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する、
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】
前記送信端末は、
前記送信すべきデータを入力すると、各ＰＣＭ符号の極性ビットを前記所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成して前記受信端末へ送信し、
前記所定数のＰＣＭ符号からなるストリームの送信後に前記データＰＣＭ符号ストリームを送信し、
前記受信端末は、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける極性ビットが前記所定論理値である連続したＰＣＭ符号の数をカウントし、
前記カウント値が前記所定数以上であるとき、続いて受信するＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項３】
前記送信端末は、
前記送信すべきデータの送信を終了すると、各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値以外の論理値を取るＰＣＭ符号ストリームを前記受信端末へ送信し、
前記受信端末は、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける少なくとも１つの連続するＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値以外である場合には、前記受信したＰＣＭ符号ストリームをＰＣＭ復号化する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のデータ伝送方法。
【請求項４】
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを利用してデータを送信する送信端末において、
アナログ信号を入力し、極性ビットを含む８ビットＰＣＭ符号からなる第１ＰＣＭ符号ストリームを生成するＰＣＭ符号化手段と、
送信すべきデータを入力し、各ＰＣＭ符号の極性ビット以外の７ビットを前記データに順次割り当てることで疑似８ビットシリアルデータを生成するデータ変換手段と、
前記第１ＰＣＭ符号ストリームおよび前記疑似８ビットシリアルデータの一方を選択して出力する選択手段と、
前記選択手段から出力された前記疑似８ビットシリアルデータに対して、前記極性ビットに対応する位置に所定論理値を挿入することで第２ＰＣＭ符号ストリームを生成するビット挿入手段と、
前記第１ＰＣＭ符号ストリームおよび前記第２ＰＣＭ符号ストリームの一方を宛先へ送信する送信手段と、
を有することを特徴とする送信端末。
【請求項５】
前記ビット挿入手段は、前記送信すべきデータが発生したとき、各ＰＣＭ符号の極性ビットを前記所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成し、
前記送信手段は、前記所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを前記宛先へ送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の送信端末。
【請求項６】
前記ビット挿入手段は、前記送信すべきデータの送信を終了すると、前記極性ビットに対応する位置に前記所定論理値を挿入することを停止する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の送信端末。
【請求項７】
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを受信する受信端末において、
ＰＣＭ符号ストリームを受信する受信手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが所定論理値であるか否かを判定する判定手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成するデータ変換手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームをＰＣＭ復号するＰＣＭ復号化手段と、
前記極性ビットが前記所定論理値であれば、前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記データ変換手段へ転送し、前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける少なくとも１つの連続するＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値以外であれば前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記ＰＣＭ復号化手段へ転送するスイッチ手段と、
を有することを特徴とする受信端末。
【請求項８】
前記判定手段は、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける極性ビットが前記所定論理値である連続したＰＣＭ符号の数をカウントするカウント手段と、
前記カウント値と所定数とを比較する比較手段と、
を有し、
前記スイッチ手段は、前記カウント値が前記所定数未満のときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記ＰＣＭ復号化手段へ転送し、前記カウント値が前記所定数以上であるときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記データ変換手段へ転送する、
ことを特徴とする請求項７に記載の受信端末。
【請求項９】
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを利用して送信端末から受信端末へネットワークを通してデータを伝送するシステムにおける端末間の通信モード切替方法において、
前記送信端末は、
アナログ信号から、極性ビットを含む８ビットＰＣＭ符号からなる第１ＰＣＭ符号ストリームを生成し、
各ＰＣＭ符号の極性ビットを所定論理値に固定し、前記極性ビット以外の７ビットを送信すべきデータに順次割り当てることで第２ＰＣＭ符号ストリームを生成し、
前記送信すべきデータが発生したとき、各ＰＣＭ符号の極性ビットを前記所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成し、
前記所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを前記受信端末へ送信した後に、前記第１ＰＣＭ符号ストリームから前記第２ＰＣＭ符号ストリームへ送信ストリームを切り替え、
前記受信端末は、
前記送信端末からＰＣＭ符号ストリームを受信し、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値であるか否かを判定し、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける極性ビットが前記所定論理値である連続したＰＣＭ符号の数をカウントし、
前記カウント値が前記所定数未満のときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームをＰＣＭ復号化し、
前記カウント値が前記所定数以上であるときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する、
ことを特徴とする端末間の通信モード切替方法。
【請求項１０】
ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを利用しネットワークを通してデータを送受信するための送信部および受信を有する送受信端末において、
前記送信部は、
アナログ信号を入力し、極性ビットを含む８ビットＰＣＭ符号からなる第１ＰＣＭ符号ストリームを生成するＰＣＭ符号化手段と、
送信すべきデータを入力し、各ＰＣＭ符号の極性ビット以外の７ビットを前記データに順次割り当てることで疑似８ビットシリアルデータを生成するデータ変換手段と、
前記第１ＰＣＭ符号ストリームおよび前記疑似８ビットシリアルデータの一方を選択して出力する選択手段と、
前記選択手段から出力された前記疑似８ビットシリアルデータに対して、前記極性ビットに対応する位置に所定論理値を挿入することで第２ＰＣＭ符号ストリームを生成するビット挿入手段と、
前記第１ＰＣＭ符号ストリームおよび前記第２ＰＣＭ符号ストリームの一方を通信相手端末へ送信する送信手段と、
を有し、
前記受信部は、
前記通信相手端末からＰＣＭ符号ストリームを受信する受信手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値であるか否かを判定する判定手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成するデータ変換手段と、
前記受信したＰＣＭ符号ストリームをＰＣＭ復号するＰＣＭ復号化手段と、
前記極性ビットが前記所定論理値であれば、前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記データ変換手段へ転送し、前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける少なくとも１つの連続するＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値以外であれば前記受信したＰＣＭ符号ストリームを前記ＰＣＭ復号化手段へ転送するスイッチ手段と、
を有する
ことを特徴とする送受信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ベースの通信システムに係り、特にＰＣＭ符号を用いてデータを送受信可能なシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＰネットワークの進展によりＶｏＩＰ(Voice over IP)技術はネットワーク通信の重要な要素となりつつある。これに伴って、ＶｏＩＰ通信事業者の間では、音声符号化方式としてＰＣＭ符号ベースの勧告Ｇ．７１１を採用し、ＵＤＰ(User Datagram Protocol)パケットの帯域を確保することで通信品質を保証しようとする傾向が強まっている。一方、携帯電話あるいはデジタルカメラ付き携帯電話の普及に伴い、インスタント・メッセージや静止画像などの伝送サービスの利用数が激増している。
【０００３】
このために、ネットワークに負担のかからない簡易なデータ伝送技術が必要とされている。ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)のＢチャネルでは通話サービスとデータ通信サービルとを共用することができるが、サービス形態を呼毎に設定しネットワーク側の制御が必要となるために、ネットワークの負担が増大するという難点がある。
【０００４】
ネットワーク側の制御なしに端末間で通信モード（音声通話モードとデータ通信モード）の切替を行う方式として、例えば特開昭６３−６９３６４号公報（特許文献１）に開示された通信モード切替方式がある。この従来技術では、音声通話モード時にデータ通信モードへ切り替える場合には多周波信号またはプッシュボタン信号などの音声帯域を通過可能な信号を送信して切替を行い、データ通信モード時に音声通話モードに切り替える場合には特定の信号コードを送信して切替制御を行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−６９３６４号公報（第２ページ左下欄８行から右下欄１２行、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された通信モード切替方式では、通信情報とは別の特別な制御信号（プッシュボタン信号や特定コードなど）がネットワークを通して相手側へ送信されており、ネットワークトラフィックを増大させている。また、上記従来技術では、ＰＣＭ符号ベースの音声通信については全く考慮されていない。
【０００７】
本発明の目的は、ＰＣＭ符号を利用し、ネットワークに負荷のかからない新規なデータ伝送システムおよび方法を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明の他の目的は、ＰＣＭ符号を利用し、ネットワーク側の制御を必要としない新規な通信モード切替方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、通常のＰＣＭ音声通話ではバンドパスフィルタにより３００〜４０００Ｈｚに帯域制限されたアナログ音声信号がＰＣＭ符号化されていることから、最低周波数以下の帯域をデータ伝送に利用できる点に着目した。たとえば、ＰＣＭ符号の極性を示す最上位ビットを利用して音声通信とデータ通信との間の切替を制御することができる。特に、所定時間以上連続して極性ビットが“１”になるＰＣＭ符号ストリームは発生しないことを利用すれば、音声通信からデータ伝送への切替を随時自動的に行うことが可能となる。
【００１０】
本発明によれば、送信端末は、送信すべきデータを入力し、各ＰＣＭ符号の極性ビットを所定論理値に固定し、残りの７ビットを前記データに順次割り当てることで８ビットＰＣＭ符号からなるデータＰＣＭ符号ストリームを生成し、前記データＰＣＭ符号ストリームを前記受信端末へ送信する。受信端末は、前記送信端末からＰＣＭ符号ストリームを受信し、前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値であるか否かを判定し、前記極性ビットが前記所定論理値であれば、前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する。
【００１１】
ＰＣＭ符号の極性を示す最上位ビットを所定論理値に固定することでデータ伝送であることを示すことができ、データ伝送の制御を同一のＰＣＭ符号により実行することができる。
【００１２】
送信端末は、前記送信すべきデータを入力すると、各ＰＣＭ符号の極性ビットを前記所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成して前記受信端末へ送信し、前記所定数のＰＣＭ符号からなるストリームの送信後に前記データＰＣＭ符号ストリームを送信することができる。その際、受信端末は、前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける極性ビットが前記所定論理値である連続したＰＣＭ符号の数をカウントし、前記カウント値が前記所定数以上であるとき、続いて受信するＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する。
【００１３】
音声通話などの通常のＰＣＭ符号からデータ伝送に切り替わる際、極性ビットを所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号を事前に送信することで、受信端末は自動的に通信モードの切替を行うことができる。
【００１４】
本発明の他の側面によれば、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）符号ストリームを利用して送信端末から受信端末へネットワークを通してデータを伝送するシステムにおける端末間の通信モード切替方法において、送信端末は、アナログ信号から、極性ビットを含む８ビットＰＣＭ符号からなる第１ＰＣＭ符号ストリームを生成し、各ＰＣＭ符号の極性ビットを所定論理値に固定し、前記極性ビット以外の７ビットを送信すべきデータに順次割り当てることで第２ＰＣＭ符号ストリームを生成し、前記送信すべきデータが発生したとき、各ＰＣＭ符号の極性ビットを前記所定論理値に固定した所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを生成し、前記所定数のＰＣＭ符号からなるストリームを前記受信端末へ送信した後に、前記第１ＰＣＭ符号ストリームから前記第２ＰＣＭ符号ストリームへ送信ストリームを切り替える。受信端末は、前記送信端末からＰＣＭ符号ストリームを受信し、前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号の極性ビットが前記所定論理値であるか否かを判定し、前記受信したＰＣＭ符号ストリームにおける極性ビットが前記所定論理値である連続したＰＣＭ符号の数をカウントし、前記カウント値が前記所定数未満のときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームをＰＣＭ復号化し、前記カウント値が前記所定数以上であるときは前記受信したＰＣＭ符号ストリームの各ＰＣＭ符号における前記極性ビット以外の７ビットを受信データとして再構成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、８ビットＰＣＭ符号の極性ビットを制御データとして利用し、残りの７ビットのビットストリームを伝送すべき有意なデータと認識する。これにより、ネットワークの制御チャネルを用いることなく、ネットワーク内に確保された通話帯域内で通信モードの切替およびデータ伝送が可能となり、ネットワークに負担をかけることなくトラフィックの増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（１）ＰＣＭストリーム送信部
図１は、本発明の第１実施形態によるデータ伝送システムにおける送信側端末のＰＣＭストリーム送信部を示すブロック図である。ここでは、送信側端末１０と受信側端末３０との間にデジタル交換網２０によって回線が確立されているものとする。また、図面を煩雑にしないために、送信側端末１０のＰＣＭストリーム送信部に関係する構成だけを示し、当該端末１０の受信部などは省略している。
【００１７】
図１において、送信側端末１０は、デジタル交換網２０に確立された回線を通して、送受信器１０１により後述するＰＣＭ符号ストリームの送信および受信を行うことができる。また、タイミング信号発生部１０２は、デジタル交換網２０から網同期信号を抽出し、８ｋＨｚサンプリング信号ＳS、フレーム信号ＳFおよび８ビット送信タイミング信号ＳT8をそれぞれ生成する。また、ＭＳＢタイミング間引き部１０３は、フレーム信号ＳFおよび８ビット送信タイミング信号ＳT8に基づいて、８ビット送信タイミング信号ＳT8から最上位ビットＭＳＢに対応するタイミングパルスのみを間引いて７ビット送信タイミング信号ＳT7を生成する。
【００１８】
送信側端末１０には、バンドパスフィルタにより３００〜４０００Ｈｚに帯域制限されたアナログ音声信号をＰＣＭ符号化するＰＣＭエンコーダ１０４が設けられている。ＰＣＭエンコーダ１０４は、タイミング信号発生部１０２から供給される８ｋＨｚサンプリング信号ＳS、フレーム信号ＳFおよび８ビット送信タイミング信号ＳT8に同期して、入力アナログ音声信号を所定の圧伸方法により量子化し８ビットＰＣＭ符号ストリームを生成する。
【００１９】
シリアルデータ変換
また、送信側端末１０には、コンピュータ等から入力したパラレルデータをシリアルデータに変換するシリアルデータ変換部１０５が設けられている。シリアルデータ変換部１０５は、タイミング信号発生部１０２から供給される８ｋＨｚサンプリング信号ＳS、フレーム信号ＳFおよび７ビット送信タイミング信号ＳT7に同期して、入力パラレルデータを（８−１）ビットシリアルデータに変換する。ここで（８−１）ビットシリアルデータとは、最上位ビットタイミングのみを間引いて生成された７ビット送信タイミング信号ＳT7に従って８ビットパラレルデータを読み出すことにより生成され、８ビットのうち最上位ビットだけをハイインピーダンスとし、残りの７ビットを有意のデータとした擬似的な８ビットシリアルデータという。
【００２０】
例えば、シリアルデータ変換部１０５は並列入力／直列出力型シフトレジスタを用いて構成することができる。８ｋＨｚサンプリング信号ＳSあるいはフレーム信号ＳFに同期して、シフトレジスタにパラレルデータを取り込み、最上位ビットタイミングのみを間引いて生成された７ビット送信タイミング信号ＳT7に同期して、最上位ビットのタイミングだけ遅れて入力データを順次７ビット分シフト出力する。これにより、パラレルデータを最上位ビットがハイインピーダンスの（８−１）ビットシリアルデータに変換することができる。
【００２１】
ＰＣＭエンコーダ１０４の出力である８ビットＰＣＭストリームと、シリアルデータ変換部１０５の出力である（８−１）ビットシリアルデータとはデータパススイッチ１０６へ出力される。データパススイッチ１０６は、制御部１０７の制御に従い、タイミング信号発生部１０２から供給される８ｋＨｚサンプリング信号ＳS、フレーム信号ＳFおよび８ビット送信タイミング信号ＳT8に同期して、８ビットＰＣＭストリームおよび（８−１）ビットシリアルデータのいずれかを出力する。
【００２２】
制御部１０７は、音声通信中であってもコンピュータからのデータ送信要求に応答してデータ伝送を行う。したがって、制御部１０７は、音声送信時にはＰＣＭエンコーダ１０４からの８ビットＰＣＭストリームを選択するようにデータパススイッチ１０６を制御し、データ送信要求が発生するとシリアルデータ変換部１０５からの（８−１）ビットシリアルデータを選択するように制御する。データ伝送速度は、たとえば５６ｋｂｐｓである。
【００２３】
ＭＳＢ挿入
さらに、制御部１０７は、データ送信要求が発生すると、データ送信を示すＰＣＭ符号を送信するようにＭＳＢ挿入部１０８を制御する。
【００２４】
ＭＳＢ挿入部１０８は、制御部１０７の制御により、データ送信に先立って所定フレーム数ＮF以上の連続するＰＣＭ符号に対して最上位ビットＭＳＢに“１”を挿入する。その後、（８−１）ビットシリアルデータがデータパススイッチ１０６から出力されると、その最上位ビットのタイミングで“１”を挿入する。より詳しくは、ＭＳＢ挿入部１０８は、タイミング信号発生部１０２から供給される８ｋＨｚサンプリング信号ＳS、フレーム信号ＳFおよび８ビット送信タイミング信号ＳT8に同期して、所定フレーム数ＮF以上のフレームに対して最上位ビットのタイミングで“１”を挿入し、それに続く（８−１）ビットシリアルデータに対しても最上位ビットのタイミングで“１”を挿入する。これによって、最上位ビットが常に“１”のＰＣＭストリームが送受信器１０１からデジタル交換網２０へ送出される。
【００２５】
上述したように、ＰＣＭ符号を使用した通話の音声帯域は３００〜４０００Ｈｚであるから、３００Ｈｚ以下の周波数帯域をデータ伝送に用いることが可能である。これを利用して、本実施形態では、ＰＣＭ符号のレベル極性を意味する最上位ビットを所定時間に対応するフレーム数ＮF以上“１”に固定することで、データ通信の開始を受信側に通知する。所定時間は、最低音声帯域周波数の半波分の時間をフレーム数で表したものであり、次式により求めた値ａ以上で最も小さい整数であるフレーム数ＮF（＝１４）を用いる。
【００２６】
ａ＝（１／最低音声帯域周波数）／（１／サンプリング周波数）／２
＝（１／３００Ｈｚ）／（１／８ｋＨｚ）／２＝１３．３３・・・。
【００２７】
データ送信が終了し音声通話に戻ると、制御部１０７はＭＳＢ挿入部１０８を制御して最上位ビットに“１”を挿入する動作を停止させる。これにより最上位ビットが“０”である負極性の音声ＰＣＭストリームがデータパススイッチ１０６から出力され、そのまま送信される。
【００２８】
したがって、受信側では、ＰＣＭ符号の最上位ビットを所定時間モニタすることで音声通信からデータ通信への切替判定を行うことができ、最上位ビットが連続“１”から“０”に変化することで、データ通信から音声通信への切替判定を行うことができる。なお、ＰＣＭ符号の最上位ビットは信号レベルの極性を意味するので、Ａ−ｌａｗ、μ−ｌａｗのいずれの符号化則であっても有効である。次に、この音声／データ切替判定手段を有する受信側の端末について詳細に説明する。
【００２９】
（２）ＰＣＭストリームの受信部
図２は、本発明の第１実施形態によるデータ伝送システムにおける受信側端末のＰＣＭストリーム受信部を示すブロック図である。ここでは、図面を煩雑にしないために、受信側端末３０のＰＣＭストリーム受信部に関係する構成だけを示し、当該端末３０の送信部などは省略している。
【００３０】
図２において、受信側端末３０は、デジタル交換網２０に確立された回線を通して、送受信器３０１により後述するＰＣＭ符号ストリームの送信および受信を行うことができる。また、タイミング信号発生部３０２は、デジタル交換網２０から網同期信号を抽出し、フレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8を生成する。また、ＭＳＢタイミング間引き部３０３は、フレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8に基づいて、８ビット受信タイミング信号ＳR8から最上位ビットＭＳＢに対応するタイミングパルスのみを間引いて７ビット受信タイミング信号ＳR7を生成する。
【００３１】
ＭＳＢ検出
送受信器３０１により受信したＰＣＭストリームは最上位ビット検出部３０４およびデータパス切替スイッチ３０８へ出力される。最上位ビット（ＭＳＢ）検出部３０４は、タイミング信号発生部３０２から供給されるフレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8に同期して、受信ＰＣＭストリームから各フレームの最上位ビットＭＳＢをモニタし、その値１／０をカウンタ３０５および制御部３０６へ出力する。
【００３２】
カウンタ３０５はＭＳＢ＝１の回数をカウントし、そのカウント値Ｃを比較器３０７へ出力する。比較器３０７はカウント値Ｃと所定フレーム数ＮFとを比較し、カウント値Ｃが所定フレーム数ＮFに到達したか否かによって、Enable信号あるいはDisable信号をデータパス切替スイッチ３０８および３０９と制御部３０６へそれぞれ出力する。後述するように、Disable信号は音声受信を示し、Enable信号はデータ受信であることを示す。
【００３３】
データパス切替
データパス切替スイッチ３０８および３０９は、タイミング信号発生部３０２から供給されるフレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8に同期し、比較器３０７からのEnable信号あるいはDisable信号に応じたスイッチ動作を同時に実行する。より詳しくは、データパス切替スイッチ３０８は、比較器３０７からDisable信号を受けると、受信ＰＣＭストリームをデータパス切替スイッチ３０９へ出力し、Enable信号を受けると、受信ＰＣＭストリームをパラレルデータ変換部３１２へ出力するようにスイッチ動作を行う。他方、データパス切替スイッチ３０９は、比較器３０７からDisable信号を受けると、データパス切替スイッチ３０８から入力した受信ＰＣＭストリームをＰＣＭデコーダ３１１へ出力し、Enable信号を受けると、無音ＰＣＭ挿入部３１０からの無音ＰＣＭストリームをＰＣＭデコーダ３１１へ出力するようにスイッチ動作を行う。
【００３４】
言い換えれば、音声ＰＣＭストリームを受信しているときには、受信ＰＣＭストリームはデータパス切替スイッチ３０８および３０９を通してＰＣＭデコーダ３１１へ転送される。他方、データＰＣＭストリームを受信しているときには、受信ＰＣＭストリームはデータパス切替スイッチ３０８を通してパラレルデータ変換部３１２へ転送され、同時に無音ＰＣＭストリームがデータパス切替スイッチ３０８を通してＰＣＭデコーダ３１１へ転送される。受信したＰＣＭストリームが音声であるかデータであるかが、上述したＭＳＢ検出部３０４、カウンタ３０５、比較器３０７および制御部３０６により判定されるわけである（詳しくは後述する）。
【００３５】
無音ＰＣＭ挿入部３１０は、タイミング信号発生部３０２から供給されるフレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8に同期して無音レベルに相当するＰＣＭ符号“００ｈ”あるいは無音ストリームを出力している。あるいは、プルダウン抵抗器を用いて信号レベルを常時０Ｖに設定しておいても良い。
【００３６】
ＰＣＭデコーダ３１１は、タイミング信号発生部３０２から供給されるフレーム信号ＳFおよび８ビット受信タイミング信号ＳR8に同期し、データパス切替スイッチ３０９から出力されるＰＣＭストリームを復号化する。上述したように、送信側端末１０が音声を送信したときにはデータパス切替スイッチ３０９が受信ＰＣＭストリームを出力するので、送信側の音声信号が復号され、送信側端末１０がデータを送信したときにはデータパス切替スイッチ３０９が無音ＰＣＭストリームを出力するので、無音の音声信号が復号される。
【００３７】
ＭＳＢ検出からデータパススイッチに要する時間は０．０４秒程度であるから、通話状態からデータ受信状態への切替時に発生する異音も実用上問題はない。
【００３８】
パラレルデータ変換
パラレルデータ変換部３１２は、フレーム信号ＳFとＭＳＢタイミング間引き部３０３から供給される７ビット受信タイミング信号ＳR7とに同期して、データパス切替スイッチ３０８から出力される受信ＰＣＭストリームの連続したマルチフレームから８ビットパラレルデータを生成する。すわなち、送信側端末１０で生成されたＭＳＢ＝１で残りの７ビットが有意データである８ビットＰＣＭストリームを受信し、その連続した複数フレームから７ビット受信タイミング信号ＳR7に従って有意データのみを選択し、８ビットパラレルデータを再構成する。したがって、送信データからみれば、送信側端末１０で８ビットパラレルデータから７ビットシリアルデータに変換され、受信側端末３０で７ビットシリアルデータから８ビットパラレルデータに逆変換される。
【００３９】
図２における各ブロックの機能はハードウエアにより構成することも可能であるが、ＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサを用いてソフトウエアにより実装することもできる。以下、音声／データ受信判定プログラムをＣＰＵ上で実行する場合の音声／データ受信モード判定動作について詳細に説明する。
【００４０】
音声／データ受信判定
図３は、本発明の第１実施形態における通信モード判定方法の一実施例を示すフローチャートである。上述したように、音声信号をＰＣＭ符号化して得られた８ビットＰＣＭストリームは極性を示す最上位ビットが所定フレーム数ＮF以上連続して“１”にならないことを利用して音声／データの判定が可能となる。なお、所定フレーム数ＮFは、（１／最低音声帯域周波数）／（１／サンプリング周波数）／２で求められる。本実施形態では、最低音声帯域周波数が３００Ｈｚ、サンプリング周波数が８ｋＨｚであるから、ＮF＝１４に設定される。
【００４１】
図３に示す音声／データ受信モード判定動作は受信ＰＣＭストリームのフレーム毎に実行される。まず、各フレームのＰＣＭ符号最上位ビットＭＳＢをチェックする（ステップＳ４０１）。ＭＳＢ＝０であれば音声通話状態であるから、Disable信号をデータパススイッチ３０８および３０９へ出力して受信ＰＣＭストリームをＰＣＭデコーダ３１１へ転送し（ステップＳ４０２）、カウンタをクリアする（ステップＳ４０３）。
【００４２】
ＭＳＢ＝１であれば、データ受信中であるか否かを判定し（ステップＳ４０４）、データ受信中であれば（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、そのまま受信処理を続行する。データ受信中でなければ（ステップＳ４０４のＮＯ）、新たなデータ受信開始である否かを確実に判定するために所定フレーム数ＮF以上連続してＭＳＢ＝１となるかどうかを判定する（ステップＳ４０５、Ｓ４０６）。
【００４３】
より詳しくは、データ受信中でなければ（ステップＳ４０４のＮＯ）、カウンタをインクリメントし（ステップＳ４０６）、そのカウンタ値Ｃが所定フレーム数ＮF未満であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。Ｃ＜ＮFであれば（ステップＳ４０６のＹＥＳ）、次のフレームのＭＳＢチェックを行う（ステップＳ４０１〜Ｓ４０４）。こうしてフレーム毎にＭＳＢチェックが行われ、ＭＳＢ＝１がデータ受信中でないと判定されるたびに（ステップＳ４０４のＮＯ）、カウンタがインクリメントされ（ステップＳ４０５）、カウンタ値Ｃが所定フレーム数ＮF以上になると（ステップＳ４０６のＮＯ）、データ通信であると判定され、Enable信号をデータパススイッチ３０８および３０９へ出力し、続く受信ＰＣＭストリームをパラレルデータ変換部３１２へ転送し、無音ＰＣＭストリームをＰＣＭデコーダ３１１へ出力する（ステップＳ４０７）。
【００４４】
こうしてデータ受信を開始すると、後続する各フレームのＰＣＭ符号はＭＳＢ＝１であるから、受信ＰＣＭストリームはパラレルデータ変換部３１２へ転送され続ける（ステップＳ４０１およびＳ４０４のＹＥＳ）。
【００４５】
データ送信が終了して音声通話のＰＣＭストリームが受信されると、ＭＳＢ＝０となる。したがって、Disable信号がデータパススイッチ３０８および３０９へ出力され受信ＰＣＭストリームがＰＣＭデコーダ３１１へ転送されると共に（ステップＳ４０２）、カウンタがクリアされる（ステップＳ４０３）。なお、ノイズ等によってＭＳＢの誤りがないとも限らないので、ステップＳ４０１のＭＳＢ＝０が所定回数連続したときにステップＳ４０２およびＳ４０３を実行するようにしても良い。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によるデータ伝送システムでは、８ビットＰＣＭ符号の極性ビットを通信モード切替制御信号とみなし、残りの７ビットのビットストリームを有意なデータと認識する。これにより、デジタル交換網２０の制御チャネルを用いることなく、ネットワーク内に確保された通話帯域内で通信モードの切替およびデータ伝送が実行され、ネットワークのトラフィックを増大させることがない。
【００４７】
特に、本発明によるシステムおよび方法は、携帯電話等で多用されるインスタント・メッセージのデータ伝送あるいは遠隔地端末に接続されるリモートカメラやスピーカなど比較的即時性が要求される制御機器の制御データの伝送にも有効である。
【００４８】
また、上述したように、３００Ｈｚ以下のＰＣＭ音声信号はデータ通信と見なされＰＣＭ符号“００ｈ”の無音コードがＰＣＭデコーダ３１１により再生されるために、受話音声信号のバンドストップフィルタとしても機能する。
【００４９】
（３）他の適用例
図４は、本発明の第１実施形態を適用した通信システムの模式図である。送信側端末１０から上述したＰＣＭストリームが受信側端末３０へデジタル交換網２０の回線を通して送信される。ただし、本発明はこのようなデジタル交換網に適用されるだけではなく、ＶｏＩＰ網にも適用することができる。
【００５０】
図５は、本発明の第１実施形態を適用した他の通信システムの模式図である。端末１１および３１はＶｏＩＰ網２１を介して接続されており、Ｇ．７１１パケットストリームにより音声／データの送受信を行う。このシステムでは、端末１１および３１には、それぞれパケットのジッタ等を吸収するジッタバッファとＰＣＭストリームとパケットとの間の変換を行う変換器が設けられている。それ以外のＰＣＭストリームの送受信に関する構成は、上述した図１および２と基本的に同じであり、同様の効果を得ることができるので説明は省略する。
【００５１】
また、上述した実施形態では、ＰＣＭ符号の極性ビットが最上位ビットの場合を説明したが、最下位ビットに位置しても、本発明が同様に適用可能であることは言うまでもない。また、極性ビット＝“１”をデータ伝送として利用したが、“０”を利用しても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態によるデータ伝送システムにおける送信側端末のＰＣＭストリーム送信部を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるデータ伝送システムにおける受信側端末のＰＣＭストリーム受信部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における通信モード判定方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態を適用した通信システムの模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態を適用した他の通信システムの模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  送信側端末
２０  デジタル交換網
３０  受信側端末
１０１  送受信器
１０２  タイミング信号発生器
１０３  ＭＳＢタイミング間引き部
１０４  ＰＣＭエンコーダ
１０５  シリアルデータ変換部
１０６  データパススイッチ
１０７  制御部
１０８  ＭＳＢ挿入部
３０１  送受信器
３０２  タイミング信号発生器
３０３  ＭＳＢタイミング間引き部
３０４  ＭＳＢ検出部
３０５  カウンタ
３０６  制御部
３０７  比較器
３０８  データパススイッチ
３０９  データパススイッチ
３１０  無音ＰＣＭ挿入部
３１１  ＰＣＭデコーダ
３１２  パラレルデータ変換部
【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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