DE2245225A1

DE2245225A1 - PCM PROCESS WITH LINEARIZED TRANSFER CHARACTERISTIC

Info

Publication number: DE2245225A1
Application number: DE2245225A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Kersten
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-14
Filing date: 1972-09-14
Publication date: 1974-08-15

Description

PCM-Verfahren mit linearisierter Übertragungskennlinie.PCM method with linearized transfer characteristic.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung mittels PCE mit zusätzlichen Maßnahmen zur Linearisierung der Übertragungskennlinie, bei dem sendeseitig die Lage von Analogsignalen in einem bestimmten Amplitudenintervall durch schrittweisen Vergleich mit den die Amplitudenintervallgrenzen bildenden und nach einer aus mehreren Segmenten bestehenden Kompressorkennlinie abgestuften Entscheiderschwellwerten festgestellt und ein dem entsprechenden Amplitudenintervall zugeordnetes Codewort abgegeben wird und bei dem dieses Codewort empfangsseitig entsprechend der aus mehreren Segmenten bestehenden Expanderkennlinie wieder in einen dem Codewort zugeordneten Amplitudenwert umgesetzt und abgegeben wird.The invention relates to a method for transmitting messages by means of PCE with additional measures to linearize the transfer characteristic, in the case of the transmission side the position of analog signals in a certain amplitude interval by step-by-step comparison with the and decision threshold values graded according to a compressor characteristic curve consisting of several segments and a code word assigned to the corresponding amplitude interval is issued and in which this code word on the receiving side corresponds to that of several Segments existing expander characteristic again into one assigned to the code word Amplitude value is implemented and output.

Unter Pulscodemodulation versteht man ein zeit- und amplitudendiskretes Modulationsverfahren, bei dem in gewissen zeitlichen Abständen dem zu übertragenden Analogsignal Amplitudenproben entnommen werden und die Lage dieser Amplitudenproben und damit des Analogsignals in dem zur Übertragung kommenden Amplitudenbereich festgestellt wird. Der zur Übertragung kommende Amplitudenbereich wird dazu in eine Anzahl von Amplitudenintervallen unterteilt. Die Grenzen der Amplitudenintervalle sind durch die Lage von Entscheiderschwellwerten festgelegt. Die Entscheiderschwellwerte können über den gesamten zur Übertagung kommenden Amplitudenbereich gleiehmäßig quantisiert, d.h. abgestuft, sein. Man spricht in einem solchen Fall von einer linearen Quantisierungskennlinie. Auf Grund der Amplitudenverteilung in Sprachsignalen ergibt sich in diesem Falle ein stark von der Aussteuerung abhängiger ungünstiger Signal-Geräusch-Abstand. Zu dessen Verbesserung werden deshalb im Bereiche kleiner Aussteuerungen des zur Übertragung kommenden Analogsignals mehrere kleinere Stufen vorgesehen. Um die Anzahl der Stufen konstant zu halten, müssen deshalb bei größeren Amplituden entsprechend größere Stufen vorgesehen werden. Durch diese sogenannte nichtlineare Quantisierung ergibt sich bei kleinen Aussteuerungen ein günstiger Signal-Geräusch-Abstand, ohne daß dieser bei großen Aus steuerungen unerträglich hoch würde.Pulse code modulation is understood to be time and amplitude discrete Modulation method in which at certain time intervals the one to be transmitted Analog signal amplitude samples are taken and the location of these amplitude samples and thus the analog signal is determined in the amplitude range coming to the transmission will. For this purpose, the amplitude range to be transmitted is divided into a number of Divided into amplitude intervals. The limits of the amplitude intervals are through the location of decision-maker thresholds is determined. The decision threshold values can quantized equally over the entire amplitude range to be transmitted, i.e., be graded. In such a case, one speaks of a linear quantization characteristic. In this case, the result is due to the amplitude distribution in speech signals an unfavorable signal-to-noise ratio that is heavily dependent on the modulation. to its improvement is therefore in the Areas of small modulation of the analog signal coming for transmission, several smaller stages are provided. In order to keep the number of stages constant, larger amplitudes must therefore be used correspondingly larger stages can be provided. Through this so-called nonlinear Quantization results in a favorable signal-to-noise ratio at low levels, without this becoming unbearably high in the case of large offsets.

Im Jahrbuch des elektrischen Fernmeldewesens 19 (1968) Seiten 184 bis 242 sind im Abschnitt E.1 mehrere Kennlinien diskutiert und im Bild 12 dargestellt, deren Anwendung auf der Sendeseite eine Dynamikkompression und auf der Empfangsseite eine Dynamikexpansion ergibt und die deshalb als Kompanderkennlinien bezeichnet werden.In the yearbook of electrical telecommunications 19 (1968) pages 184 to 242 several characteristics are discussed in Section E.1 and shown in Figure 12, their application on the sending side a dynamic compression and on the receiving side results in a dynamic expansion and is therefore referred to as compander characteristics will.

In der Praxis hat inzwischen die 13-Segment-Kompanderkennlinie besondere Bedeutung erlangt, die in Fig. 1 gezeigt wird. Auf der Abszisse sind die Amplitudenwerte der Analogsignale im Bereich von -1024 bis +1024 aufgetragen, die Abszisseneinheit jat däbei die kleinste Amplitudenstufe, die vorkommt. Auf der Ordinate sind die Amplitudenintervalle im Bereich von -64 bis +64 durch die Einteilung in 16 gleiche Teile mit jeweils 8 Unterstufen aufgetragen, es ergeben sich so 128 = 27 Stufen, so daß die Codewörter in diesem Fall eine Bitzahl von n=7 haben.Bei einer Ausführung mit jeweils 4 Unterstufen ergeben sich entsprechend Codewörter mit einer Bitzahl n=6. Die Steigung der Kennlinie ist in den vier mittleren Teilbereichen VII am größten, in den übrigen Teilbereichen VI bis I und VIII bis XIII vermindert sich die Steigung jeweils von Bereich zu Bereich um den Faktor 2.In practice, the 13-segment compander characteristic has become special Becomes meaning shown in FIG. 1. The amplitude values are on the abscissa of the analog signals plotted in the range from -1024 to +1024, the abscissa unit jat the smallest amplitude level that occurs. On the ordinate are the Amplitude intervals in the range from -64 to +64 by dividing them into 16 equal Parts with 8 sub-levels each are applied, this results in 128 = 27 levels, so that the code words in this case have a bit number of n = 7. In one implementation with 4 sub-levels in each case, code words with a number of bits result n = 6. The gradient of the characteristic curve is greatest in the four central sub-areas VII, in the remaining sub-areas VI to I and VIII to XIII the slope is reduced from area to area by a factor of 2.

Im Abschnitt D.2 der schon zitierten Veröffentlichung ist das Prinzip eines rückgekoppelten Wägecoders dargestellt. Durch ein Netzwerk aus Widerständen, Schaltern bzw. Schaltdioden und einer Spannungsquelle werden in diesem auf der Sendeseite des PCK-Systems befindlichem Coder die einzelnen Entscheiderschwellwerte durch Addition von bestimmten normierten Amplitudenwerten erzeugt. Diese normierten Amplitudenwerte werden ir.The principle is in Section D.2 of the publication cited above of a feedback weighing encoder. Through a network of resistances Switches or switching diodes and a voltage source are in this on the transmission side the coder located in the PCK system, the individual decision threshold values by Addition of certain normalized amplitude values generated. These normalized amplitude values will ir.

Analogie zum Wiegen als "Gewichte" bezeichnet. Die einzelnen Gewichte sind dabei in einem Gewichtsatz in ihrer Größe nach der geometrischen Reihe 1, 2, 4, 8 ... gestuft.Analogy to weighing referred to as "weights". The individual weights are in a weight set in their size according to the geometric series 1, 2, 4, 8 ... graded.

Den einzelnen Amplitudenintervallen sind bestimmte Codewörter zugeordnet, die zur Empfangsseite übertragen werden. Dort befindet sich ein Decoder, der den empfangenen Codewörtern entsprechende Amplitudenwerte erzeugt. Bei einer gleichmäßigen Verteilung der Analogsignale in einem Amplitudenintervall ist der bei der Übertragung entstehende Fehler dann am geringsten, wenn in der Empfangsstelle der arithmetische Mittelwert des Amplitudenintervalles erzeugt und als neues reproduziertes Analogsignal ausgegeben wird. Zur Realisierung der Übertragwlgskennlinie für eine derartige ideale Coder-Decoder-Anordnung werden nach dem aus den Basler-Mitteilungen Nr. 2, 1966, Abbildung 2 und Beschreibung, Seite 50, links oben, bekannten Stand der Technik,auf der Empfangsseite Zusatzgewichte eingeschaltet. Diese Zusatzgewichte sind halb so groß, wie die bisher kleinste Amplitudenstufe, die Abszisseneinheit.Certain code words are assigned to the individual amplitude intervals, which are transmitted to the receiving end. There is a decoder there that controls the received code words generated corresponding amplitude values. With an even The distribution of the analog signals in an amplitude interval is the same as during transmission Errors that arise are lowest when the arithmetic Average value of the amplitude interval generated and as a new reproduced analog signal is issued. To realize the transfer curve for such an ideal Coder-decoder arrangements are based on the Basler-Mitteilungen No. 2, 1966, Figure 2 and description, page 50, top left, known prior art Additional weights switched on on the receiving side. These additional weights are half as much large, like the previously smallest amplitude level, the abscissa unit.

In Fig. 2 wird die Übertragungskennlinie für ein derartiges ideales Codec dargestellt zur Vereinfachung besitzt die Übertragungskennlinie nur 8 Amplitudenstufen. In der folgenden Tabelle 1 sind zu den einzelnen Abschnitten der Kennlinie die übertragenen Codewörter dargestellt un& deren Bewertung im Decoder, die zunächst auf Grund eines überlagerten Gleichanteils nur positive Werte ergibt. Durch anschließende Subtraktion des Amplitudenvrertes 8 erhält man die in der Praxis nicht notwendige Gleichanteilfreiheit und es ergibt sich der reproduzierte Analogwert. Es ist ersichtlich, daß im Decoder das zusätzliche Gewicht 1/2 eingeführt werden mußt, um diese ideale Übertragungskennlinie zu erhalten. Der Signal-Geräusch-Abstand für diese Übertragungskennlinie ist in der Fig. 5 durch die Kurve 1 in Aohakeit von der notierten Aussteuerung darcestell~.In Fig. 2, the transfer characteristic for such an ideal Codec shown for the sake of simplicity, the transmission characteristic has only 8 amplitude levels. In the following table 1 are the transferred for the individual sections of the characteristic Codewords are shown and their evaluation in the decoder, initially due to an overlaid constant component only yields positive values. By subsequent Subtraction of the amplitude value 8 gives that which is not necessary in practice Freedom of DC components and the reproduced analog value is obtained. It can be seen that the additional weight 1/2 must be introduced in the decoder in order to achieve this ideal To obtain transfer characteristic. The signal-to-noise ratio for this transfer characteristic is shown in FIG. 5 by curve 1 in correspondence with the noted modulation.

Tabelle 1 Kennlinien- Codewort Bewertung im Decoder reproduzierter abschnitt 8 4 2 1 1/2 Analogwert a 1 1 1 X X X +6 b 1 1 0 X X X +3 c 1 0 1 X X X + 1 1/2 d 1 0 0 X X I + 1/2 e 0 1 1 X X X X - 1/2 f 0 1 0 X X X - 1 1/2 g 0 0 1 X X -3 h 000 X -6 Die Einführung des Zusatzgewichtes 1/2 auf der Empfangsseite bedingt die Erweiterung des Decodernetzwerkes und der für die Addition der einzelnen Gewichte erforderlichen Logik.Table 1 Characteristic code word evaluation reproduced in the decoder section 8 4 2 1 1/2 analog value a 1 1 1 X X X +6 b 1 1 0 X X X +3 c 1 0 1 X X X + 1 1/2 d 1 0 0 X X I + 1/2 e 0 1 1 X X X X - 1/2 f 0 1 0 X X X - 1 1/2 g 0 0 1 X X -3 h 000 X -6 The introduction of the additional weight 1/2 on the receiving side requires the expansion of the decoder network and that for the addition of the individual weights necessary logic.

Verwendet man nämlich das gleiche Codiernetzwerk sende-und empfangsseitig, so ergibt sich in den innersten Amplitudenintervallen ein Fehler von einer halben Amplitudenstufe.If you use the same coding network on the sending and receiving sides, this results in an error of half an error in the innermost amplitude intervals Amplitude level.

Je nach der Wahl des oberen oder des unteren Entscheiderschwellwertes oder in anderer Ausdrucksweise der positiveren oder der negativeren Grenze des Amplitudenintervalles ergibt sich für die betreffenden Amplitudenintervalle ein um eine halbe Amplitudenstufe zu großer oder zu niedriger reproduzierter Analogwert. In den äußeren Amplitudenintervallen haben die Fehler das gleiche Vorzeichen wie in den inneren, sind aber betragsmäßig größer.Depending on the choice of the upper or lower decision threshold or in another way of expressing the more positive or the more negative limit of the amplitude interval there is an amplitude step of half an amplitude for the respective amplitude intervals Analog value reproduced too high or too low. In the outer amplitude intervals the errors have the same sign as in the inner ones, but are in terms of amount greater.

Eine derartige Übertragungskennlinie ist unter Benutzung der unteren Entscheiderschwellwerte in Fig. 3 in vereinfachter Form dargestellt. In der nachfolgenden Tabelle 2 sind zu den einzelnen Kennlinienabschnitten die Codewörter, deren Bewertung im Decoder und der reproduzierte Analogwert aufgeführt.Such a transfer characteristic is using the lower one Decision threshold values in FIG. 3 in a simplified form shown. The following table 2 shows the code words for the individual characteristic curve sections, their evaluation in the decoder and the reproduced analog value are listed.

Tabelle 2 (zu Fig. 3 !2 Kennlinien- Codewort Bewertung im Decoder reproduzierter abschnitt 8 4 2 1 Analogwert a 111 X X 4 b 1 1 0 X X 2 c 101 X X X d ? O O X O e 0 1 1 X X X -1 f 0 1 0 X X -2 g 0 0 1 X -4 h 000 -8 Es ist ersichtlich, daß durch die Wahl des unteren Entscheiderschwellwertes die Kennlinie insgesamt nach unten verschoben erscheint, also nicht mehr symmetrisch ist.Table 2 (to Fig. 3! 2 characteristic curve code word evaluation in the decoder reproduced section 8 4 2 1 analog value a 111 X X 4 b 1 1 0 X X 2 c 101 X X X d? O O X O e 0 1 1 X X X -1 f 0 1 0 X X -2 g 0 0 1 X -4 h 000 -8 It can be seen that by the choice of the lower decision threshold value the characteristic curve as a whole appears shifted downwards, i.e. is no longer symmetrical.

Die Abhängigkeit des Signal-Geräusch-Abstandes von der normierten Aussteuerung wird durch die Kurve 2 in Fig. 5 wiedergegeben. Es ist offensichtlich, daß bei einer derartigen Übertragungskennlinie der Signal-Geräusch-Abstand in einem sehr grlßen Aussteuerungsbereich wesentlich schlechter als der eines idealen Codec ist.The dependence of the signal-to-noise ratio on the normalized Modulation is shown by curve 2 in FIG. 5. It is obvious, that with such a transfer characteristic, the signal-to-noise ratio in one very large dynamic range significantly worse than that of an ideal codec is.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, das einen verbesserten Signal-Geräusch-Abstand aufweist und das ohne ein Zusatzgewicht, also mit dem gleichen Gewichtsatz auf der Sende- und der Empfangsseite auskommt.The invention is therefore based on the object of providing a method of the initially described to develop mentioned type, which has an improved signal-to-noise ratio and that without any additional weight, so with the same weight set gets by on the sending and receiving side.

Diese Aufgabe wird gem. der Erfindung dadurch gelöst, daß empfangsseitig im Bereich kleiner Aussteuerungen des Analogsignals die Amplitudenintervalle gleichmäßig abgestuft sind und wahlweise jeweils die oberen oder die unteren Entscheiderschwellwerte des dem Codewort zugeordneten Amplitudenintervalls als reproduzierter Amplitudenwert abgegeben werden, daß in den verbleibenden Aussteuerbereichen bei der Wahl der oberen Entscheiderschwellwerte im Bereich kleiner Aus steuerungen die positiven arithmetischen Mittelwerte der Amplitudenintervalle unmittelbar und die negativen arithmetischen Mittelwerte der Amplitudenintervalle unter Zufügen eines Amplitudenwertes der Größe des kleinsten Amplitudenintervalles abgegeben werden und bei der Wahl der unteren Entscheiderschwellwerte im Bereich kleiner Aus steuerungen die negativen arithmetischen Mittelwerte der Amplitudenintervalle unmittelbar und die positven arithmetischen der Amplitudenintervalle unter Abziehen eines Amplitudenwertes der Größe des kleinsten Amplitudenintervalles abgegeben werden.According to the invention, this object is achieved in that on the receiving side The amplitude intervals are uniform in the range of small levels of the analog signal are graded and optionally the upper or lower decision threshold values of the amplitude interval assigned to the code word as a reproduced amplitude value be given that in the remaining control ranges when choosing the upper Decision threshold values in the area of small modulations are the positive arithmetic Mean values of the amplitude intervals immediately and the negative arithmetic Mean values of the amplitude intervals with the addition of an amplitude value for the size of the smallest amplitude interval and when choosing the lower one The negative arithmetic decision thresholds in the area of small modulations Mean values of the amplitude intervals immediately and the positive arithmetic of the amplitude intervals subtracting an amplitude value the size of the smallest Amplitude interval are delivered.

Die Erfindung ergibt also eine Übertragungskennlinie, die im Bereiche kleiner Aussteuerungen linear quantisiert ist.The invention thus results in a transfer characteristic that is in the range is linearly quantized.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei einer linearen Quantisierung einer der beiden möglichen Entscheiderschwellr e werte als/'produzierter Amplitudenwert abgegeben werden kann, ohne daß dies zu einer Verschlechterung des Signal-Geräusch-Abstandes führt. Eine Zuordnung des oberen Entscheiderschwellwertes ergibt für alle Amplitudenintervalle die gleiche Verschiebung um einen halben Amplitudenwert. Dadurch erscheint das reproduzierte Signal am Ausgang lediglich um einen halben Amplitudenwert parallel zur Ordinate verschoben. Praktisch äußert sich dies in einem überlagerten Gleichspannungsanteil, den man nicht als Geräusch betrachten kann.The invention assumes that with a linear quantization one of the two possible decision threshold values as / 'produced amplitude value can be delivered without this leading to a deterioration in the signal-to-noise ratio leads. An assignment of the upper decision threshold value results for all amplitude intervals the same shift by half an amplitude value. This makes the reproduced appear Signal at the output only by half an amplitude value parallel to the ordinate postponed. In practice, this is expressed in a superimposed DC voltage component, that cannot be seen as a sound.

In den verbleibenden Aussteuerbereichen lassen sich die arimethischen Mittelwerte der Amplitudenintervalle ohne Zusatzgewicht mit dem auf der Sendeseite angewandten Gewichtssatz bilden, dort kann also die Übertragungskennlinie entsprechend dem idealen Codec erreicht werden. An den Übergangs stellen zwischen der linearen und der nichtlinearen Quantisierung würden sich jedoch erhebliche zusätzliche Verzerrungen ergeben. Unter Verzicht auf das Erreichen der Übertragungskennlinie entsprechend dem idealen Codec ist es durch Addition eines zusätzlichen Amplitudenwertes in einem bestimmten Kennlinienbereich möglich, insgesamt eine Übertragungskennlinie zu erreichen, die sich derart des idealen Codecs stark annähert. Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt also darin, daß ohne Anwendung eines zusätzlichen Gewichtes auf der Empfangsseite über einen größeren Aussteuerungsbereich ein günstiger Signal-Geräusch-Abstand erreichbar ist.In the remaining dowry areas, the arimethic Mean values of the amplitude intervals without additional weight with the one on the transmitter side the applied weight set, so there can be the transfer characteristic accordingly the ideal codec can be achieved. At the transition points between the linear and the non-linear quantization would result in significant additional distortion result. By renouncing the achievement of the transfer characteristic accordingly the ideal codec is by adding an additional amplitude value in one certain characteristic range possible to achieve a total transfer characteristic, which closely approximates the ideal codec. The advantage of the procedure after the invention therefore lies in the fact that without the use of additional weight a favorable signal-to-noise ratio on the receiving side over a larger modulation range is attainable.

Bei einer bevorzugten-Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist als Expanderkennlinie die an sich bekannte 13-Segment-Kompanderkennlinie mit einem kleinsten Amplitudenintervall der Größe 1 vorgesehen und außerdem der Bereich kleiner Aussterungen auf das innerste Segment begrenzt.In a preferred embodiment of the method according to the invention is the known 13-segment compander characteristic as an expander characteristic a smallest amplitude interval of size 1 is provided and also the range Smaller rejections are limited to the innermost segment.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß durch die Begrenzung des Bereichs kleiner Aussteuerungen, also des Bereichs, in dem nach der Erfindung eine lineare Quantisierung durchgeführt wird und in dem das Zusatzgewicht 1/2 erforderlich wäre, die Übertragungskennlinie insgesamt nahezu symmetrisch bleibt. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß für die schaltungstechnische Verwirklichung der 13-Segment-Kompnaderkennlinie bereits umfangreiche Erfahrungen vorliegen.The advantage of this method is in particular that by the limitation of the range of small levels, i.e. the range in which after the invention a linear quantization is carried out and in which the additional weight 1/2 would be required, the transfer characteristic remains almost symmetrical overall. Another advantage of this method is that for the circuitry Realization of the 13-segment compressor characteristic already extensive experience are present.

Eine besonders günstige Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß zur Übertragung ein 6-Bit-Code vorgesehen ist und daß das innerste Segment der 13-Segment-Kennlinie die Intervallgrenzen +12 und -12 umfaßt. Bei diesem Verfahren ergeben sich besonders günstige Verhältnisse hinsichtlich der erreichbaren Übertragungsqualität in Abhängigkeit vom Aufwand.A particularly favorable embodiment of the method according to the invention is that a 6-bit code is provided for transmission and that the innermost Segment of the 13-segment characteristic curve includes the interval limits +12 and -12. With this one Processes result in particularly favorable conditions with regard to the achievable Transmission quality depending on the effort.

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung nfit der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below in connection with the drawing explained.

In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 eine 13-Segment-Kompander-Kennlinie; Pig. 2 die vereinfachte Übertragungskennlinie eines idealen Codecs; Fig. 3 die vereinfachte Übertragungskennlinie eines Codecs mit nichtlinearer Quantisierung, bei dem als reproduzierter Analogwert der untere Entscheiderschwellwert des Amplitudenintervalles abgegeben wird.In the drawing, FIG. 1 shows a 13-segment compander characteristic; Pig. 2 the simplified transmission characteristic of an ideal codec; Fig. 3 the simplified Transmission characteristic of a codec with non-linear quantization, in which as reproduced analog value the lower decision threshold of the amplitude interval is delivered.

Fig. 4 die vereinfachte Übertragungskennlinie eines quasiidealen Codecs nach der Erfindung und Pig. 5 die bei den einzelnen Übertragungskennlinien auftretenden Signal-Geräusch-Abstände in Abhängigkeit von der normierten Aussteuerung.4 shows the simplified transmission characteristic of a quasi-ideal codec according to the invention and Pig. 5 those occurring with the individual transmission characteristics Signal-to-noise ratios depending on the standardized modulation.

Die Figuren 1 bis 3 wurden bei der Würdigung des Standes der Technik hinreichend erläutert.Figures 1 through 3 were used in assessing the prior art adequately explained.

Die Fig. 4 zeigt die vereinfachte Übertragungskennlinie des Verfahrens nach der Erfindung. In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die Kennlinienabschnitte, die Codewörter, deren Bewertung im Decoder und der reproduzierte Analogwert zusammengestellt.4 shows the simplified transfer characteristic of the method according to the invention. The following table 3 shows the sections of the characteristic the code words, their evaluation in the decoder and the reproduced analog value are compiled.

Tabelle 3 Kennlinien- Codewort Bewertung im Decoder reproduzierter abschnitt 8 4 2 1 Analogwert a 1 1 1 X X X 5 b 1 1 1 X X 2 c 1 0 1 X X 1 d 100 X 0 c 0 1 1 X X X -1 f 0 1 0 X X -2 g 0 0 1 X X -3 h 000 X -6 Der Vergleich mit der entsprechenden Tabelle für das ideale Codec zeigt eine recht gute Annäherung. Die reproduzierten Analogwerte des quasi-idealen Codecs liegen im positiven Kennlinienbereich gegenüber denen des idealen Codecs um einen geringen Betrag zur Nullachse verschoben. Dies stört in der Praxis nur wenig. Es läßt sich nämlich zeigen, daß es bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung der Amplitudenwerte für Snrachsignale auch theoretisch günstig ist, den empfangsseitig reproduzierten Analogwert nicht exakt in die Mitte des Intervalles zu legen, sondern um einen geringen Betrag zur Nullachse hin zu verschieben.Table 3 Characteristic code word evaluation reproduced in the decoder section 8 4 2 1 analog value a 1 1 1 X X X 5 b 1 1 1 X X 2 c 1 0 1 X X 1 d 100 X 0 c 0 1 1 X X X -1 f 0 1 0 X X -2 g 0 0 1 X X -3 h 000 X -6 The comparison with the corresponding table for the ideal codec shows a pretty good approximation. the reproduced analog values of the quasi-ideal codec are in the positive range of the characteristic curve compared to those of the ideal codec shifted by a small amount to the zero axis. In practice, this is only a minor problem. It can be shown that there is a Probability distribution of the amplitude values for snail signals also theoretically it is favorable that the analog value reproduced at the receiving end is not exactly in the middle of the interval, but by a small amount towards the zero axis move.

Die Fig. 5 zeigt verschiedene Abhängigkeiten des Signal-Geräusch-Abstandes von der normierten Aus steuerung. Die Kurve 1 gibt den Verlauf des Signal-Geräusch-Abstandes für ein ideales oder wieder die wesentliche ungünstigere Kurve 2 zeigt den Verlauf des Signal-Gerusc-Abstandes für das in der Fig. 3 beschriebene Codec-nach dem Stand der Technik.5 shows various dependencies of the signal-to-noise ratio from the standardized modulation. Curve 1 shows the signal-to-noise ratio for an ideal or again the essentially less favorable curve 2 shows the course of the signal-to-noise distance for the codec described in FIG. 3 according to the prior art of the technique.

Die Kurve 3 gibt den Verlauf des Signal-Geräusch-Abstandes in Abhängigkeit von der Aussteuerung für das Verfahren nach -der Erfindung wieder. Aus dieser Kurve ist die sehr gute Annäherung des Verfahrens nach der Erfindung an dea idealen Verhältnisse zu erkennen.Curve 3 shows the course of the signal-to-noise ratio as a function of the modulation for the procedure according to -der Invention again. From this curve is the very good approximation of the method according to the invention to be recognized by the ideal conditions.

5 Figuren 3 Patentansprüche5 Figures 3 claims

Claims

Claims.

1. Method for message transmission by means of pulse code modulation (PCM) with extensive linearization of the transmission characteristic, with the transmission side the position of analog signals in a certain amplitude interval by stepwise Comparison with those forming the amplitude interval limits and according to one of several Segments existing compressor characteristic graded decision threshold values determined and a code word assigned to the corresponding amplitude interval is output and in which this code word on the receiving side corresponds to that of several segments existing expander characteristic again into an amplitude value assigned to the code word implemented and this is delivered, d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that On the receiving side, the amplitude intervals are in the range of small amplitudes of the analog signal are evenly graded and optionally the upper or lower decision threshold values of the amplitude interval assigned to the code word as a reproduced amplitude value be delivered, and that in the remaining dowry areas when choosing the the upper decision threshold values in the range of small modulations, the positive ones arithmetic mean values of the amplitude intervals immediately and the negative ones arithmetic mean fourth of the amplitude intervals with the addition of an amplitude value the size of the smallest amplitude interval and when choosing of the lower decision threshold values in the range of small modulations, the negative ones arithmetic mean values of the amplitude intervals immediately and subtract the positive arithmetic mean values of the amplitude intervals an amplitude value of the size of the smallest amplitude total is output will.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the known 13-segment compander characteristic is used as the expander characteristic with a smallest amplitude interval of size 1 is provided, and that the range lower levels are limited to the innermost segment.

3. The method according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -æ e i c h n e t that a 6 bit code is provided for transmission and that the innermost segment the 13-segment characteristic curve includes the interval limits +12 and -12.