DE202004006017U1

DE202004006017U1 - Kommunikationsterminal für eine bidirektionale Kommuniation

Info

Publication number: DE202004006017U1
Application number: DE202004006017U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2014-04-17

Abstract

Kommunikationsterminal (1), insbesondere mobiles Kommunikationsterminal (1), für eine bidirektionale Kommunikation mit zumindest einem Partner-Kommunikationsterminal (1') über einen Übertragungskanal (2), wobei das Kommunikationsterminal (1) folgendes aufweist:
– eine Mikrophoneinheit (3) zum Umwandeln eines zu übertragenen akustischen Audiosignals (100) in ein zu übertragenes elektrisches Audiosignal (101);
– eine Lautsprechereinheit (4) zum Ausgeben eines von dem Partner-Kommunikationsterminal (1') als elektromagnetisches Signal (102) über den Übertragungskanal (2) übertragenen, elektrischen Audiosignals (103) als akustisches Audiosignal (104); und
– eine mit der Mikrophoneinheit (3) und der Lautsprechereinheit (4) verbundene Sende-/Empfangseinheit (5) zum Versenden des zu übertragenen elektrischen Audiosignals (101) über den Übertragungskanal (2) und zum Empfangen des von dem Partner-Kommunikationsterminal (1') über den Übertragungskanal (2) übertragenen elektromagnetischen Signals (102),
dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsterminal (1) ferner eine Prozessoreinheit (6) mit einer Mischereinheit (7) zum Überlagern des zu übertragenen elektrischen Audiosignals (101) mit einem Audiosequenzsignal (11) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsterminal, insbesondere ein mobiles Kommunikationsterminal, für eine bidirektionale Kommunikation mit zumindest einem Partner-Kommunikationsterminal über einen Übertragungskanal, wobei das Kommunikationsterminal eine Mikrophoneinheit zum Umwandeln eines zu übertragenen akustischen Audiosignals in ein zu übertragenes elektrisches Audiosignal, eine Lautsprechereinheit zum Ausgeben eines von dem Partner-Kommunikationsterminal als elektromagnetisches Signal über den Übertragungskanal übertragenen, elektrischen Audiosignals als akustisches Audiosignal, und eine mit der Mikrophoneinheit und der Lautsprechereinheit verbundene Sende- /Empfangseinheit zum Versenden des zu übertragenen elektrischen Audiosignals über den Übertragungskanal und zum Empfangen des von dem Partner-Kommunikationsterminal über den Übertragungskanal übertragenen elektromagnetischen Signals aufweist.
Ein derartiges Kommunikationsterminal ist beispielsweise in der Gestalt eines Mobiltelefons aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere bei Mobiltelefonen ist ein deutlicher Trend zu immer kompakteren und kleineren Endgeräten zu erkennen, in welchen eine Vielzahl von über die primäre Verwendung des Gerätes als Audiokommunikationsterminal hinausgehende Leistungsmerkmale integriert sind. In der praktischen Verwendung treten jedoch zunehmend Probleme dahingehend auf, dass gerade aufgrund der kompakten Ausführung auch die zur Sprachkommunikation benötigten Ein- und Ausgabekomponenten des Endgerätes, insbesondere die Mikrofoneinheit und die Lautsprechereinheit, immer kleiner ausgeführt werden müssen. Bei einer Sprachkommunikation, d.h. bei einer Übertragung von Sprache, bei der ein derartiges Endgerät eingesetzt wird, kann häufig nicht mehr sichergestellt werden, dass die Ein- und Ausgabekomponenten direkt am Ohr bzw. in der unmittelbaren Nähe der Lippen des kommunizierenden Benutzers vorliegen. Dies gilt auch bei Endgeräten, die beispielsweise über einen Klappmechanismus verfügen, mittels welchem die Mikrofoneinheit ausgeklappt werden kann, um somit die Distanz zwischen der Mikrofoneinheit und den Lippen des Benutzers zu verkürzen. Die Folge hiervon ist, dass ein zu übertragenes akustisches Audiosignal (Sprache) bereits bei der Eingabe in die Mikrofoneinheit, also noch vor der eigentlichen Übertragung, keine optimale Signalqualität aufweist. Vielmehr ist das Audiosignal mehr oder weniger stark verrauscht oder mit Störgeräuschen überlagert.
Dieses Audiosignal mit reduzierter Signalqualität wird in der Mikrofoneinheit des Kommunikationsterminals in ein zu übertragenes elektrisches Audiosignal umgewandelt und anschließend mittels einer Sende-/Empfangseinheit als elektromagnetisches Signal über einen Übertragungskanal zu einem Partner-Kommunikationsterminal übertragen. Bei dem Partner-Kommunikationsterminal wird das übertragene elektromagnetische Signal empfangen, in ein elektrisches Audiosignal umgewandelt und von der zugehörigen Lautsprechereinheit als akustisches Audiosignal ausgegeben. Das ausgegebene Audiosignal weist nicht nur aufgrund der reduzierten Bandbreite des Übertragungskanals sondern vor allem auch aufgrund der bereits schlechten Qualität des Ausgangssignals eine deutlich reduzierte Qualität auf, so dass die übertragene Sprache unter Umständen nur noch schlecht verstanden werden kann. Wenn das Partner-Kommunikationsterminal ebenfalls kompakt ausgeführt ist, kann dieser Effekt noch weiter verstärkt werden, weil die Lautsprechereinheit zur Ausgabe des Audiosignals häufig nicht direkt am Ohr des Benutzers angeordnet werden kann. Somit wird das Audiosignal noch mit zusätzlichem Rauschen oder Störgeräuschen auf der Empfängerseite überlagert.
Die bei der Absenderseite induzierte Qualitätsverschlechterung des eingegebenen, zu übertragenen Audiosignals ist insbesondere dann ein Problem, wenn – was bei Mobiltelefonen häufig der Fall ist – das Kommunikationsterminal in einer lauten Umgebung, wie etwa in einem Restaurant oder auf der Strasse, eingesetzt wird.
Ausgehend von der geschilderten Problemstellung hinsichtlich des bei der Absenderseite in das Kommunikationsterminal eingegebene, qualitätsschwache Audiosignals liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kommunikationsterminal anzugeben, das über ein zusätzliches Leistungsmerkmal verfügt, mit welchem die Signalqualität eines Audiosignals bereits vor der Übertragung deutlich verbessert werden kann, und zwar nachdem das akustische Audiosignal in die Mikrofoneinheit eingegeben und dort in ein elektrisches Audiosignals umgewandelt wurde.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dieses Leistungsmerkmal auf möglichst einfache Weise in einem bekannten Kommunikationsterminal integriert werden soll, ohne das neue und insbesondere kostenintensive Module oder Baukomponenten entwickelt und in dem Kommunikationsterminal integriert werden müssen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch ein Kommunikationsterminal der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Kommunikationsterminal erfindungsgemäß ferner eine Prozessoreinheit mit einer Mischereinheit zum Überlagern des zu übertragenen elektrischen Audiosignals mit einem Audiosequenzsignal aufweist.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass mit Hilfe des Audiosignalkonverters einem aus dem Stand der Technik bekannten Kommunikationsterminal in einer besonders einfach zu realisierenden Weise ein zusätzliches Leistungsmerkmal bereitgestellt werden kann, um die Signalqualität eines zu übertragenen Audiosignals zu verbessern. So ist es beispielsweise denkbar, dass das zu überlagernde Audiosequenzsignal ein bezüglich der Störgeräusche bzw. bezüglich des Rauschens destruktives Interferenzsignal ist, welches das gleiche Frequenzspektrum, wie das der Störgeräusche bzw. des Rauschens, aufweist, jedoch hierzu um 180° Phasenverschoben ist. Durch die Überlagerung des destruktiven Interferenzsignals mit dem zu übertragenen Audiosignal kommt es demgemäss zu einer vollständigen Auslöschung der Störgeräusche bzw. des Rauschens. Demnach ist es möglich, die Qualität des zu übertragenen Audiosignals bereits bei der Absenderseite deutlich zu steigern.
Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass Rauschen oder Störgeräusche – wie jede Art von Schall – aus periodischen und aperiodischen Schwankungen des atmosphärischen Drucks besteht, die sich in der Form von Wellen von der Quelle zum Ohr fortpflanzen. Die Schwankungen des atmosphärischen Drucks sind durch ihre Frequenz, ihre Amplitude und ihre Phase definiert. Wird aus einem gegebenen Signal eine Welle derselben Frequenz und Amplitude, aber mit einer um 180° verschobene Phase erzeugt, so annullieren sich die beiden Wellenzüge. Ein positiver Schalldruck wird also zu jedem Zeitpunkt mit einem identischen, aber negativen Schalldruck überlagert, was zur Folge hat, das sich beide Signale auslöschen.
Mit Hilfe des durch das erfindungsgemäße Kommunikationsterminal bereitgestellten zusätzlichen Leistungsmerkmals werden dem Benutzer des Kommunikationsterminals darüber hinaus aber noch weitere Optionen geboten, die bei einem herkömmlichen Kommunikationsterminal bisher nicht vorgesehen sind.
So ist es mit der Mischereinheit ferner möglich, dass das von dem Kommunikationsterminal zu einem Partner-Kommunikationsterminal zu übertragene elektrische Audiosignal mit witterungsbedingten, alltagsbedingten und/oder standortbedingten Hintergrundgeräuschen und/oder mit einem Musikstück oder einem tingle überlagert ist.
Bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals ist vorgesehen, dass das Kommunikationsterminal ferner eine Stör-/Rauschsignal-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Stör- /Rauschsignals aufweist, und dass die Prozessoreinheit ferner eine Interferenzsignal-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines Interferenzsignals aufweist, wobei das Interferenzsignal ein Audiosequenzsignal ist, das einem akustischen Stör- oder Rauschsignal mit 180°-Phasenverschiebung entspricht.
Unter dem Begriff „Audiosequenzsignal" sind im folgenden jedwede Daten gemeint, die als Audiosequenz in der Speichereinheit ablegbar sind. Hierunter fallen insbesondere solche Informationen, die in einer aus dem Stand der Technik bekannten Art und Weise und in einem bekannten Format in der Speichereinheit abgelegt werden. Denkbar hierbei wären auch verschlüsselte Audiosignale; digitale Daten, die eine Audiosequenz darstellen
So ist es beispielsweise denkbar, dass die Stör-/Rauschsignal-Erfassungseinheit ein Mikrophon ist, das in dem Kommunikationsterminal derart angeordnet bzw. ausgeführt ist, dass dieses Mikrophon im wesentlichen nur die Störgeräusche bzw. das Rauschen und nicht das zu übertragene und vom Benutzer gesprochene akustische Audiosignal aufnimmt. In bevorzugter Weise wird dabei eine adaptive Regelungstechnik eingesetzt, bei der das zusätzliche Mikrophon den aus der Umgebung kommende Störschall (Störgeräusche, Rauschen) erfasst und die adaptive Regelungstechnik mit einem zu beeinflussenden Störschall kohärenten Referenzsignal ansteuert. Die adaptive Regelungstechnik erzeugt als Erwiderung hierauf ein zum Störsignal phasenverschobenes Aktuatorsignal und gibt dieses an eine Aktuatoreinheit ab. Diese Aktuatoreinheit erzeugt entsprechend ihrer Ansteuerung ein sekundäres Kompensationssignal, das dem elektrischen Audiosignal in der Mischereinheit überlagert wird und zur Auslöschung des im Audiosignal enthaltenen Störsignals führt. Somit ist ein autonomes, d.h. selbstregelndes System realisierbar, um das im Audiosignal enthaltene Störsignal bereits bei der Absenderseite im Kommunikationsterminal vor der Übertragung zum Partner-Kommunikationsterminal auszulöschen. Selbstverständlich sind aber auch andere Ausführungen denkbar.
In einer besonders bevorzugten Realisierung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals ist vorgesehen, dass das Kommunikationsterminal ferner eine Speichereinheit zum Speichern von Audiosequenzsignalen aufweist.
In dieser Speichereinheit können beispielsweise Audiosequenzsignale in der Gestalt eines Sonagramms für witterungsbedingte, alltagsbedingte und/oder standortbedingte Hintergrundgeräusche und/oder für ein Musikstück oder ein Jingle vorliegen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist insbesondere darin zu sehen, dass das zu übertragende elektrische Audiosignal mit einem in der Speichereinheit abgelegten Audiosequenzsignal überlagert werden kann. Das zu überlagernde Audiosequenzsignal dient somit als überlagerte Audioinformation, die sich im praktischen Gebrauch als Hintergrundgeräusche bemerkbar macht. Jene als Audiosequenz-Information in der Speichereinheit abgelegte Hintergrundinformation ist in besonders bevorzugter Weise von dem Benutzer des Kommunikationsterminals auswählbar. Somit ist es möglich, dass dem zu übertragenden elektrischen Audiosignal ein Audiosequenzsignal überlagert wird, das sich beispielsweise in der Praxis als Hintergrundgeräusche bemerkbar machen. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Ausführungsformen denkbar.
In einer Realisierung des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals ist vorgesehen, dass das Audiosequenzsignal witterungsbedingte, alltagsbedingte und/oder standortbedingte Hintergrundgeräusche und/oder Musik sind. Unter witterungsbedingten Hintergrundgeräuschen sind in diesem Zusammenhang sämtliche Geräusche zu verstehen, die aufgrund der Witterung bei den Kommunikationsterminal entstehen. Als Beispiel für witterungsbedingte Hintergrundgeräusche sind Windgeräusche, Brandungsgeräusche, Gewittergeräusche etc. zu verstehen. Unter alltagsbedingten Hintergrundgeräuschen sind in diesem Zusammenhang Hintergrundgeräusche zu verstehen, die im Alltag eines Benutzers auftreten. Alltagsbedingte Hintergrundgeräusche sind beispielsweise Geräusche, die spezifisch für öffentliche Verkehrsmittel, für den Arbeitsplatz oder für den Wohnbereich sind. Standortbedingte Hintergrundgeräusche sind Hintergrundgeräusche, die standortbedingt spezifische Geräusche darstellen. Als Beispiel für Hintergrundgeräusche sind jene Geräusche zu verstehen, die typischerweise bei speziellen, altersbedingten Standorten auftreten, beispielsweise bei Bahnhöfen, Flughäfen etc.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Kommunikationsterminal ferner einen Audiosequenzkonverter zum Umwandeln des über die Mikrophoneinheit aufgenommenen akustischen Audiosignals in ein Audiosequenzsignal und zum Speichern des Audiosequenzsignals in der Speichereinheit aufweist. Somit ist es möglich, dass der Benutzer des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals je nach Wunsch „eigene" Audiosequenzsignale aufnehmen und in der Speichereinheit für eine spätere Verwendung abspeichern kann. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Anwendungen denkbar.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsterminals 1, welches in Kommunikation mit einem (nicht explizit dargestellten) Partner-Kommunikationsterminal 1' steht. In der dargestellten Ausführungsform kann es sich bei dem Kommunikationsterminal 1 um ein mobiles Kommunikationsterminal handeln. Dieses Kommunikationsterminal 1 steht in einer bidirektionalen, akustischen Kommunikation mit dem Partner-Kommunikationsterminal 1', wobei über einen Übertragungskanal 2 Sprach- bzw. Audio-Information als elektromagnetische Signale 102 beidseitig übertragen werden.
Das Kommunikationsterminal 1 weist eine Mikrophoneinheit 3 zum Umwandeln eines zu übertragenen akustischen Audiosignals 100 in ein zu übertragenes elektrisches Audiosignal 101 auf. Des weiteren ist eine Lautsprechereinheit 4 vorgesehen, um ein über den Übertragungskanal 2 übertragenes und von den Kommunikationsterminal 1 empfangenes elektrischen Audiosignal 103 des Partner-Kommunikationsterminals 1' als ein akustisches Audiosignal 104 auszugeben.
Als Schnittstelle zwischen dem Übertragungskanal 2 und dem Kommunikationsterminal 1 ist eine Sende-/Empfangseinheit 5 mit einer Antenne 13 vorgesehen. Diese Schnittstelle dient dazu, das elektrische Audiosignal 101 über den Übertragungskanal 2 als elektromagnetisches Audiosignal 102 zu versenden und das von dem Partner-Kommunikationsterminal 1' über den Übertragungskanal 2 übertragene elektromagnetische Audiosignal 102 zu empfangen.
Das Kommunikationsterminal 1 weist ferner eine Speichereinheit 10 zum Speichern von Audiosequenzsignalen 11 auf. Das Herzstück des Kommunikationsterminals 1 bildet eine Prozessoreinheit 6 aus, die erfindungsgemäß eine Mischereinheit 7 aufweist, um das zu übertragene elektrische Audiosignal 101 mit zumindest Teilen der in der Speichereinheit 6 gespeicherten Audiosequenzsignalen 11 und/oder mit einem als Audiosequenzsignal 11 dienenden Interferenzsignal 106 zu modifizieren. Hierzu ist eine (nicht explizit dargestellte) Schnittstelle vorgesehen, über welche die Mischereinheit 7 mit der Speichereinheit 10 und/oder mit einer Interferenzsignal-Erzeugungseinheit 9 kommunizieren kann.
In dem Kommunikationsterminal 1 ist ferner die (bereits erwähnte) Interferenzsignal-Erzeugungseinheit 9 vorgesehen, die mit einer Stör-/Rauschsignal-Erfassungseinheit (Mikrophon) r zum Erfassen eines Stör-/Rauschsignals 105 verbunden ist. Die Funktion der Interferenzsignal-Erzeugungseinheit 9 besteht darin, das mittels der Stör-/Rauschsignal-Erfassungseinheit 8 erfasste Stör- /Rauschsignal 105 in das bereits erwähnte Interferenzsignal 106 umzuwandeln, wobei das Interferenzsignal 106 ein Audiosequenzsignal 11 ist, das dem akustischen Stör- oder Rauschsignal 105 mit 180°-Phasenverschiebung entspricht.
Wie dargestellt, weist das erfindungsgemäße Kommunikationsterminal ferner einen Audiosequenzkonverter 12 zum Umwandeln des über die Mikrophoneinheit 3 aufgenommenen, akustischen Audiosignals 100 in ein Audiosequenzsignal 11 und zum Speichern des Audiosequenzsignals 11 in der Speichereinheit (6) auf.

Claims

Kommunikationsterminal (1), insbesondere mobiles Kommunikationsterminal (1), für eine bidirektionale Kommunikation mit zumindest einem Partner-Kommunikationsterminal (1') über einen Übertragungskanal (2), wobei das Kommunikationsterminal (1) folgendes aufweist: – eine Mikrophoneinheit (3) zum Umwandeln eines zu übertragenen akustischen Audiosignals (100) in ein zu übertragenes elektrisches Audiosignal (101); – eine Lautsprechereinheit (4) zum Ausgeben eines von dem Partner-Kommunikationsterminal (1') als elektromagnetisches Signal (102) über den Übertragungskanal (2) übertragenen, elektrischen Audiosignals (103) als akustisches Audiosignal (104); und – eine mit der Mikrophoneinheit (3) und der Lautsprechereinheit (4) verbundene Sende-/Empfangseinheit (5) zum Versenden des zu übertragenen elektrischen Audiosignals (101) über den Übertragungskanal (2) und zum Empfangen des von dem Partner-Kommunikationsterminal (1') über den Übertragungskanal (2) übertragenen elektromagnetischen Signals (102), dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsterminal (1) ferner eine Prozessoreinheit (6) mit einer Mischereinheit (7) zum Überlagern des zu übertragenen elektrischen Audiosignals (101) mit einem Audiosequenzsignal (11) aufweist.
Kommunikationsterminal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsterminal (1) ferner eine Stör-/Rauschsignal-Erfassungseinheit (8) zum Erfassen eines Stör-/Rauschsignals (105) aufweist, und dass die Prozessoreinheit (6) ferner eine Interferenzsignal-Erzeugungseinheit (9) zum Erzeugen eines Interferenzsignals (106) aufweist, wobei das Interferenzsignal (106) ein Audiosequenzsignal (11) ist, das dem akustischen Stör- oder Rauschsignal (105) mit 180°-Phasenverschiebung entspricht.
Kommunikationsterminal (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsterminal (1) ferner eine mit der Mischereinheit (7) verbundene Speichereinheit (10) zum Speichern von Audiosequenzsignalen (11) aufweist.
Kommunikationsterminal (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsterminal (1) ferner einen Audiosequenzkonverter (12) zum Umwandeln des über die Mikrophoneinheit (3) aufgenommenen, akustischen Audiosignals (100) in ein Audiosequenzsignal (11) und zum Speichern des Audiosequenzsignals (11) in der Speichereinheit (6) aufweist.
Kommunikationsterminal (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Audiosequenzsignal (11) einem Sonagramm für witterungsbedingte, alltagsbedingte und/oder standortbedingte Hintergrundgeräusche und/oder für ein Musikstück oder ein Jingle entspricht.