中继装置、通信系统以及声音信号的中继方法与流程

本发明涉及对无线通信机与网络上的设备的通信进行中继的中继装置。

背景技术：

提出了一种对收发器等无线通信机与网络进行中继，使收发器与SIP设备、或者相互处于电波无法到达的通信区域的多台收发器彼此的通信成为可能的中继装置以及通信系统(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-135291号公报

技术实现要素：

-发明要解决的课题-

在专利文献1的系统中，由于收发器与作为中继用通信器的中继器(repeator)的通信以不同的频率进行发送和接收，因此在中继器(中继装置)的属下存在多个收发器的情况下，它们不能进行直接通信，即使一台收发器响应于来自网络的呼叫，在其他收发器中也不能听到该响应的声音。

本发明的目的在于，提供一种在属下存在多台收发器(子机)的情况下，其他收发器能够听到一台收发器的响应声音的中继装置、通信系统以及声音信号的中继方法。

-解决课题的手段-

本发明的中继装置具备：连接与子机进行通信的中继用无线机(中继器)的无线机接口；被连接至无线机接口的信号处理部；与作为数据通信网的网络连接的网络接口；与网络接口连接的分组处理部；和设置于信号处理部与分组处理部之间的混频部。无线机接口从中继用无线机输入接收信号，并且将发送给所述子机的发送用信号输出到所述中继用无线机。网络接口与其他网络设备之间进行分组的收发。信号处理部将从无线机接口输入的接收信号作为上行链路声音信号而向分组处理部输出。分组处理部将该上行链路声音信号进行分组化后输出到网络接口。此外，分组处理部从由网络接口输入的分组中读取声音信号，将该声音信号作为下行链路声音信号输出。混频部将该下行链路声音信号输入到信号处理部，并且将上行链路声音信号输入到信号处理部。信号处理部将从混频部输入的下行链路声音信号以及上行链路声音信号作为发送用信号而输出到无线机接口。混频部在下行链路声音信号以及上行链路声音信号被同时输入的情况下，将这些信号混频后输出到信号处理部。混频部在下行链路声音信号或者上行链路声音信号的一者被输入的情况下，将该信号输入到信号处理部。

在本发明中，电可以具备多个包含无线机接口、信号处理部以及分组处理部的通信系统。混频部将上行链路声音信号与其他通信系统的上行链路声音信号或者下行链路声音信号一起输入到分组处理部。混频部将下行链路声音信号与其他通信系统的上行链路声音信号或者下行链路声音信号一起输入到信号处理部。

多个系统的多个无线机接口也可以包含模拟无线机接口以及数字无线机接口这两者。此外，多个系统的多个无线机接口也可以分别混频地与半双工的中继用无线机或者全双工的中继用无线机连接。

本发明的通信系统具有：上述中继装置；与无线机接口连接的中继用无线机；和多台子机。子机是以第1频率发送声音信号、以第2频率接收声音信号的半双工方式的无线通信机。中继用无线机在以第1频率接收声音信号时，将该声音信号输出到无线机接口，在从无线机接口输入下行链路声音信号时，以第2频率发送该声音信号。

本发明的声音信号的中继方法在无线机接口与网络接口之间对声音信号进行中继。无线机接口连接与子机进行通信的中继用无线机，从中继用无线机输入接收信号，并且将发送给子机的发送用信号输出到中继用无线机。网络接口与作为数据通信网的网络连接，与和网络连接的其他网络设备之间进行分组的收发。将从无线机接口输入的接收信号进行分组化后从所述网络接口输出，并且作为上行链路声音信号而再次输入到无线机接口。将从由网络接口输入的声音分组中读取的声音信号作为下行链路声音信号而输入到无线机接口。并且，无线机接口将被输入的上行链路声音信号以及下行链路声音信号作为发送用信号而输出到中继用无线机。

-发明效果-

根据本发明，在1台中继用无线机的属下存在多个子机的形态下，即使在1台子机对来自网络的声音信号进行了响应的情况下，其他子机与能够听到该响应的声音，未参与通话的子机能够得知网络与通话中的子机的通话内容。

附图说明

图1是作为本发明的实施方式的通信系统的构成图。

图2是通信系统的中继装置的框图。

图3A是表示中继装置的混频功能以及回拨功能被关闭时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图3B是表示中继装置的混频功能以及回拨功能被关闭时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图4A是表示中继装置的混频功能被打开、回拨功能被关闭时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图4B是表示中继装置的混频功能被打开、回拨功能被关闭时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图5A是表示中继装置的混频功能被关闭、回拨功能被打开时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图5B是表示中继装置的混频功能被关闭、回拨功能被打开时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图6A是表示中继装置的混频功能以及回拨功能被打开时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

图6B是表示中继装置的混频功能以及回拨功能被打开时的信号处理部、混频部以及分组处理部的构成的图。

具体实施方式

参照附图来说明作为本发明的实施方式的中继装置以及通信系统。图1是作为本发明的实施方式的通信系统10的构成图。图2是作为本发明的实施方式的中继装置2的框图。此外，图3是表示中继装置2的信号处理部21、混频部22以及分组处理部23的构成的图。

中继装置2进行中继以使得用户所使用的收发器4(40、41、42、43)能够与经由网络1而连接的其他设备通信。例如，中继装置2对图中的收发器40与处于其他通信系统10-2的中继装置2-2的属下的其他收发器4-2之间的通信进行中继。作为收发器4的对象而被中继的装置不限定于收发器4-2，例如也可以是IP电话机等SIP设备。

如图2所示，中继装置2具有一个网络接口24和多个无线机接口20(201、202、203、204)。无线机接口201、202是模拟无线机接口，分别与半双工的中继用收发器(以下，称为“中继器”)31、全双工的中继器32连接。半双工的中继器31与用户所使用的同样的半双工的收发器40、41进行通信。全双工的中继器32与用户所使用的同样的全双工的收发器42进行通信。另外，用户所使用的收发器4主要是手持收发器，但也可以是手持收发器以外的收发器(例如固定式收发器)。

所谓半双工的收发器，是指能够适当切换为发送模式/接收模式的任意模式的收发器。半双工收发器具备一键对讲(Push to Talk：PTT)开关和VOX电路，通常以接收模式进行动作，在PTT开关被打开时，在由VOX电路检测到用户的声音时或者在从外部输入了PTT信号时，切换为发送模式。中继器31以及收发器40、41以发送频率和接收频率不同的所谓的中继器模式进行动作。在中继器31被设定为以第2频率进行发送并以第1频率进行接收的情况下，收发器40、41被设定为以第1频率进行发送并以第2频率进行接收。因此，收发器40和收发器41不能进行直接通信。也就是说，在收发器40对来自中继器31的呼叫进行响应的情况下，收发器41不能直接接收该响应的声音信号。

此外，所谓全双工的收发器，是指被设为通过使发送电路、接收电路以不同频道(频率)并行进行动作，从而能够并行进行发送和接收的收发器。这样，由于半双工的收发器和全双工的收发器的通信方式不同，因此不能通过无线相互进行通信。

无线机接口203是数字无线机接口，与数字的中继器33连接。数字的中继器33与用户所使用的数字的收发器43进行通信。数字收发器43是将声音信号数字化并以PSK(相位偏移调制)等调制方式进行发送或者接收的收发器。当然，不能与模拟方式的收发器相互进行无线通信。无线机接口204是音频输入输出端子，虽然不是无线机但与呼叫装置5连接(也能够连接无线机)。呼叫装置5具备话筒51以及扬声器52，直接被操作人员操作。

经由各无线机接口20而从收发器4或呼叫装置5输入的声音信号通过信号处理部21、混频部22、分组处理部23而被转换为RTP分组，并从网络接口24送出到网络1。此外，网络接口24从网络1上的通信对象接收RTP分组。被网络接口24接收的RTP分组通过分组处理部23、混频部22、信号处理部21而被转换为声音信号，并被输入到各无线机接口20。

网络1除了与通信系统10连接，还与1个或者多个通信系统10-2连接，各通信系统10、10-2的中继装置2、2-2彼此相互进行通信，交换承载有收发器4、4-2的声音通话信号的RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)分组。网络1能够应用例如由Ethernet(注册商标)构成的LAN或网络。

另外，虽然在本实施方式中，将无线机接口20设置为模拟无线机接口201、202、数字无线机接口203以及音频输入输出端子204这4个系统，但无线机接口20的数量任意。此外，模拟无线机接口、数字无线机接口、音频输入输出端子的各自的数量的组合也任意。例如，也可以将模拟无线机接口设置为2个系统，将数字无线机接口设置为4个系统，将音频输入输出端子设置为2个系统。

信号处理部21具有与4个无线机接口201、202、203、204建立对应的信号处理部211、212、213、214。混频部22具有与4个无线机接口201、202、203、204建立对应的混频部221、222、223、224。此外，分组处理部23也具有与4个无线机接口201、202、203、204建立对应的分组处理部231、232、233、234。

信号处理部21(211、212、213、214)如图3A、图4A、图5A以及图6A所示，进行声音通信的声音信号的模拟/数字变换、编解码处理等处理，并且如图3B、图4B、图5B以及图6B所示，进行用于切换无线机的发送/接收的控制信号的生成以及发送。

由模拟无线机接口201、模拟信号处理部211、混频部221以及分组处理部231构成第1通信系统，由模拟无线机接口202、模拟信号处理部212、混频部222以及分组处理部232构成第2通信系统。由数字无线机接口203、数字信号处理部213、混频部223以及分组处理部233构成第3通信系统。进一步地，由音频输入输出端子204、模拟信号处理部214、混频部224以及分组处理部234构成第4通信系统。

模拟信号处理部211经由模拟无线机接口201而与半双工的模拟中继器31连接。模拟信号处理部211具备：将从中继器31输入的模拟的声音信号转换为RTP分组用的数字信号的A/D转换器2111；以及将输出到中继器31的声音信号转换为模拟信号的D/A转换器2112。此外，模拟信号处理部211具备：在从中继器31输入静噪信号(SQL)时，产生表示存在声音信号的控制信号(声音检测信号)的SQL检测部2113；以及在从其他处理部输入声音检测信号时，对中继器31输出PTT信号的PTT处理部2114。

模拟信号处理部212经由模拟无线机接口202如图与全双工的模拟中继器32连接。模拟信号处理部212具备：将从中继器32输入的模拟的声音信号转换为RTP分组用的数字信号的A/D转换器2121；以及将输出到中继器32的声音信号转换为模拟信号的D/A转换器2122。此外，模拟信号处理部212具备：对自未产生静噪信号的全双工的中继器32输入了声音信号进行检测，在检测到声音信号的输入时产生声音检测信号的VOX检测部2123；以及一直接通PTT信号并一直许可对D/A转换器2122输出声音信号的PTT处理部2124。

数字信号处理部213经由数字无线机接口203而与(半双工的)中继器33连接。数字信号处理部213具备：将从中继器33输入的数字的声音信号转换为RTP分组用的数字信号的解调部2131；以及将从其他处理部输入的RTP分组用的数字信号转换为输出到中继器33的压缩形式的数字声音信号的调制部2132。此外，数字信号处理部213具备：在从中继器33输入传送声音信号的分组时，产生声音检测信号的分组检测部2133；以及在从其他处理部输入了声音检测信号时，对中继器33输出PTT信号的PTT处理部2134。

模拟信号处理部214经由音频输入输出端子204而与呼叫装置5连接。模拟信号处理部214具备：将从呼叫装置5输入的模拟的声音信号转换为RTP分组用的数字信号的A/D转换器2141；以及将输出到呼叫装置5的声音信号转换为模拟信号的D/A转换器2142。此外，数字信号处理部214具备：对从话筒输入声音信号进行检测并产生声音检测信号的VOX检测部2143；以及在从其他处理部输入了声音检测信号时，关闭话筒51并打开扬声器52的中继处理部2144。

若声音检测信号被输入，则分组处理部23(231、232、233、234)基于此时被输入的声音信号来生成RTP分组并进行发送。此外，分组处理部23在从网络1接收到RTP分组时，产生声音检测信号并且输出该RTP分组中包含的声音信号。分组处理部231、232、233、234经由网络接口24，分别在预先决定的或者由用户选择/设定的网络1上的通信对象之间，收发RTP分组。

如上所述，中继装置2是用于对收发器4与经由网络1而连接的其他通信系统10的收发器4-2的通信进行中继的装置，因此属下(下行链路侧)的收发器4(40、41、42、43)彼此的声音信号的交换不被考虑，在某个收发器(例如40)经由网络1而对收发器4-2进行通话(发送声音信号)时，不能从其他收发器4(41、42、43)听到该通话的内容。因此，在该中继装置2中，通过设置具有混频功能以及回拨功能的混频部22，能够通过其他收发器4来确认各收发器4的上行链路的声音信号。

在混频功能以及回拨功能被关闭时，各通信系统独立进行动作，输入其他系统的声音信号并不与本系统的声音信号混频，并且输入其他系统的控制信号并不与本系统的控制信号进行异或(参照图3A、图3B)。此外，在回拨功能被关闭时，上行链路与下行链路独立进行动作，不将本系统的上行链路的声音信号与下行链路的声音信号混频，并且不将本系统的上行链路的控制信号与下行链路的控制信号进行异或(参照图3A、图3B、图4A、图4B)。

在混频功能被关闭的状态下，各通信系统独立进行动作，该通信系统的声音信号不流向其他通信系统并能够保证通信的秘密性。但是，不能得知其他通信系统的收发器4正在进行何种通信。在希望在处于多个通信系统的属下的多个收发器4共享通信内容的情况下，混频功能被打开。

此外，在回拨功能被关闭的状态下，上行链路的声音信号不流向下行链路，因此在一个系统的属下存在多个收发器(例如40、41)的情况下，另一方收发器(例如41)不能听到一方收发器(例如40)的通话声音。在希望在处于一个通信系统的属下的多个收发器4共享通信内容的情况下，回拨功能被打开。

图3A～图6B是表示中继装置2的信号处理部21、混频部22以及分组处理部23的构成的图。图3A、图3B表示混频功能以及回拨功能被关闭时的连接形态，图4A、图4B表示仅混频功能被打开时的连接形态的一个例子。此外，图5A、图5B表示仅回拨功能被打开时的连接形态的一个例子，图6A、图6B是表示混频功能以及回拨功能这两者被打开时的连接形态的一个例子的图。

若混频功能被打开，则如图4A、图4B、图6A、图6B所示，各通信系统的声音信号以及控制信号(声音检测信号)被相加合成并从各系统输出。另外，图4A、图4B、图6A、图6B仅表示了第1通信系统的混频部221的连接形态，也可以将混频部222、223、224设为与混频部221相同的连接形态，在第2-第4通信系统中也将其他系统的声音信号、控制信号(声音检测信号)混频输出。

混频部221具有将声音信号相加合成的加法器2211、2212；以及对声音检测信号进行异或的加法器2213、2214。

加法器2211对从A/D转换器2111、A/D转换器2121、解调部2131、A/D转换器2141以及RTP分组读取部2322、2332、2342输入的声音信号进行相加合成。将该声音信号作为上行链路的声音信号而输入到分组处理部231的RTP分组生成部2311。也就是说，对从作为声音信号的输入目的地的分组处理部231(RTP分组读取部2312)以外输出的全部声音信号进行相加合成来生成上行的声音信号。

加法器2212对从A/D转换器2121、解调部2131、A/D转换器2141以及RTP分组读取部2312、2322、2332、2342输入的声音信号进行相加合成。将该声音信号作为下行链路的声音信号来输入到信号处理部211的D/A转换器2112。也就是说，对从作为声音信号的输入目的地的信号处理部211(A/D转换器2111)以外输出的全部声音信号进行相加合成来生成上行的声音信号。

对声音检测信号进行异或的加法器2213对从SQL检测部2113、VOX检测部2123、分组检测部2133、VOX检测部2143以及RTP分组接收检测部2324、2334、2344输入的声音检测信号进行异或。并且，将被异或的声音检测信号输入到分组处理部231的RTP分组发送指示部2313。由此，通过上述的加法器2211而生成的上行链路的声音信号被从RTP分组生成部2311输出到网络接口24。

加法器2214对从VOX检测部2123、分组检测部2133、VOX检测部2143以及RTP分组接收检测部2314、2324、2334、2344输入的声音检测信号进行异或。并且，将被异或的声音检测信号输入到信号处理部211的PTT处理部2114。由此，通过上述的加法器2212而生成的下行链路的声音信号被从D/A转换器2112经由无线机接口201而输入到中继器31，并被发送到收发器41。

通过以上的混频部22的处理，混频对象的全部系统的上行链路、下行链路的声音信号被相加合成并发送到各系统的收发器4，因此能够进行超过了机型的不同的多台的相互通信。

另外，在图4A、图4B、图6A、图6B中，设置了上行链路侧的加法器2211、2213、以及下行链路侧的加法器2212、2214这两者，但也可以仅设置上行链路侧的加法器2211、2213、或者下行链路侧的加法器2212、2214的任意一者。此外，虽然通过上行链路侧的加法器2211、2213来混频其他通信系统的上行链路以及下行链路这两者的信号，但也可以仅通过任意一者(例如上行链路的信号)进行混频。同样地，虽然通过下行链路侧的加法器2212、2214来混频其他通信系统的上行链路以及下行链路这两者的信号，但也可以仅通过任意一者(例如上行链路的信号)进行混频。

另外，在中继装置2中，可以若打开混频功能，则全部通信系统成为混频对象，也可以用户能够选择将哪个通信系统作为混频对象。

这里，在图2中，信号处理部21、混频部22与控制部25连接。控制部25与存储部26、显示部27、操作部28连接。在存储部26中存储混频功能被打开时，多个信号处理系统之中相互进行混频的信号处理系统(混频组)的选择信息。用户能够基于显示部27的显示，对操作部28进行操作来进行混频组的设定。

此外，也可以进一步从收发器4(40、41、42、43)输入DTMF信号、5音调信号等音调信号，通过该音调信号，进行混频功能的开/关、混频组的选择、或者混频组的设定。

若第1通信系统的回拨功能被打开，如图5A、图5B、图6A、图6B所示，通过加法器2215，上行链路的声音信号被与下行链路的信号相加合成并提供给信号处理部211。此外，通过加法器2216，上行链路的控制信号(声音检测信号)被与下行链路的信号进行异或并提供给信号处理部211。

详细进行说明如下。加法器2215将从A/D转换器2111输入的相同的系统(第1系统)的上行链路的声音信号与下行链路的声音信号混频。将该声音信号输入到信号处理部211的D/A转换器2112。加法器2216将从SQL检测部2113输入的声音检测信号与RTP分组接收检测部2314所产生的声音检测信号进行异或。并且，加法器2216将被异或的声音检测信号输入到信号处理部211的PTT处理部2114。由此，通过上述的加法器2215而生成的下行链路的声音信号被输入到中继器31，并发送给收发器40、41。

由此，在收发器40以第1频率响应于来自网络1(例如收发器4-2)的呼叫的情况下，通过中继装置2的回拨功能，该声音信号通过中继器31而被以第2频率进行发送，因此收发器41也能够接收并再生该声音信号。

另外，图5A、图5B、图6A、图6B仅表示第1通信系统的回拨功能，即，仅表示混频部221的连接形态，但也可以混频部222、223、224也为相同的连接形态，将上行链路的声音信号、控制信号(声音检测信号)与下行链路侧混频。另外，由于收发器40、41是半双工通信方式的通信机，因此本装置在(以第1频率)发送声音信号的期间，不接收第2频率，因此不会产生回声或啸声。

此外，针对回拨功能，也可以用户基于显示部27的显示，对操作部28进行操作来能够进行回拨功能的设定。此外，也可以从收发器4(40、41)输入DTMF信号或5音调信号等音调信号，通过该音调信号，能够进行回拨功能的开/关的设定。

在本实施方式中，说明了针对半双工的收发器40、41应用回拨功能的例子，但本发明的回拨功能也可以对全双工(full duplex)方式的收发器进行应用。

-符号说明-

1 网络

2 中继装置

3 (31、32、33)中继用收发器(中继器)

4 (40、41、42、43)(用户用的)收发器(子机)

10 通信系统

20 无线机接口

21 信号处理部

22 混频部

23 分组处理部

24 网络接口

2215、2216 加法部