DE2523492A1 - System und einrichtung zur verminderung der redundanz von pcm-kodierten signalen - Google Patents
System und einrichtung zur verminderung der redundanz von pcm-kodierten signalenInfo
- Publication number
- DE2523492A1 DE2523492A1 DE19752523492 DE2523492A DE2523492A1 DE 2523492 A1 DE2523492 A1 DE 2523492A1 DE 19752523492 DE19752523492 DE 19752523492 DE 2523492 A DE2523492 A DE 2523492A DE 2523492 A1 DE2523492 A1 DE 2523492A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- signals
- envelope
- digital
- cod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/16—Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
- H04J3/1682—Allocation of channels according to the instantaneous demands of the users, e.g. concentrated multiplexers, statistical multiplexers
- H04J3/1688—Allocation of channels according to the instantaneous demands of the users, e.g. concentrated multiplexers, statistical multiplexers the demands of the users being taken into account after redundancy removal, e.g. by predictive coding, by variable sampling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/04—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
- H04B14/046—Systems or methods for reducing noise or bandwidth
- H04B14/048—Non linear compression or expansion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
System und Einrichtung aur Verminderung
der Redundanz von PCM~kocl:Lerten 'Signalen
Die Erfindung betrifft ein System und eine Einrichtung zur Verminderung der Redundanz von PCM-kodierten Signalen, und zwar ein digitales
Ferniaeldesyst em mit kodierten Signalen (sogenannte PCM-Si finale)
mit einer Redundanzminderung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Minderung der Redundanz von PCM-kodiarten
Sprachsignalen mittels veränder3.xeher Kompressions- bi.w. Pre;.-sungsverfahren
und einer veränderlichen Anzahl von Bits pro Abtastung bzw. pro Abfragevorgang.
Die Mehrzahl der derzeit hergestellten PCM-Übertragungssysteme arbeiten
mit einem Zeitmultiplexverfahren und einer Analog-Digital-Umsetzung
einer vorgegebenen Anzahl von Sprachkanälen, die im allgemeinen
30 beträgt. Diese Systeme weisen eine Übertragungsgeschwindigkeit
von etwa 2 Mbit/sek auf; hierbei wird jeder Spracbkanal alle 125 /Usek abgetastet, und eine Abtastung wird mittels 8 Bit
kodiert; folglich entspricht jedem Sprachkanal eine Übertragungsgeschwindigkeit von 64Kbit/sek.
Bereits bestehende PCM-Systeme arbeiten mit einer logarithmischen Kompression bzw. Pressung (im folgenden wird nur noch von Kompression
gesprochen), um das Signal-Rausch-Verhältnis über einen großen Dynamik- bzw. Lautstärkebereich des Eingangssignals so konstant
wie möglich zu machen. Jedoch ist die Kompressions-Gesetziaäßigkeit
509850/0737
BAD ORIGINAL
2523Λ92
bzw. das Kompressionsverfahren fest vorgegeben, d.h. unabhängig
von dem Aufbau und der Form des Eingnngssignals, um den. Lautstär~
kebereich, welcher für jede Art von Teilnehmer (+6 dMbO bis -50
dlimO) in der Mehrzahl der PCM-Systeiae, insbesondere in Europa benötigt
wird, zji überdecken; hierzu wird eine logarithmische Kompression
(die durch 13 lineare Segmente angenähert ist) in Verbindung
mit einer 8 Bit-Abtastkodierung verwendet. Dieses zufriedenstellende
Leistungsvermögen des Systems ist für alle Teilnehmer gewährleistet. Die logarithmische Kompression ergibt zusammen mit der Abtastkodierung
ein konstantes Feinmeßverfahren, da der Signalboreich
mit kleinen Amplituden fein unterteilt ist, wahrend der SignaJboreich
mit großen Amplituden nur grob unterteilt ist.
Wenn das Sprachsignal für eine verhältnismäßig lange Zeit auf einem hohen Pegel bleibt, wird jedoch die mit einer fest vorgegebenen
Kompression betriebene Feinunterteiluiig im Bereich niedriger
Signalpegel unbrauchbar. Wenn dagegen das Sprachsignal eine verhältnismäßig lange Zeit auf niedrigem Pegel bleibt, wird die mit deiti erwähnten
Verfahren betriebene Unterteilung gerade in dem Signalbereich mit hohem Pegel unbrauchbar.
Die vorbeschriebenen, herkömmlichen Systeme weisen sorait den Kachteil
auf, daß die Einführung eines fest vorgegebenen Kompressionsverfahrens
dazu geführt hat, daß eine große Anzahl Bits pro Abfi-agewert
bzw. pro Abtastung.verwendet werden muß.
Die Erfindung soll daher ein PCM-Ünerti-agungssystem mit verminderter
Redundanz und einer hohen Übertragungsgüte schaffen, indem ein Kompressionsverfahren und eine Anzahl Bits pro Abtastung verwendet
werden, welche sich entsprechend der Art und/oder einer kurzzeitigen
Lautstärke des einem Teilnehmer zugeordneten Signals und sich entsprechend der Art und/oder einer kurzzeitigen Lautstärke aller
der Signale ändern, welche allen Teilnehmern zugeordnet sind und von dem Übertragungssystem verarbeitet werden. Ferner soll die Erfindung
PCM-Übertragungseinrichtungen aus einfachen, zuverlässigen und betriebssicher arbeitenden Schaltungen schaffen, wobei infolge
— 3 —
S098BÖ/0737
BAD ORIGINAL
der veränderlichen Kompressxonsverfahren und einer veränderlichen
Anzahl Bits pro Abfragewert oder Abtastung die auf einen Teilnehmer belogene Übertragungsgeschwindigkeit insgesamt beträchtlich
vermindert wird.
Es ist bekannt, daß das Sprachsignal besondere Merkmale und Eigenschaften
aufweist: es kann als eine amplitudenmodulierte Welle aus
einer Trägerfrequenz und einem Modulationssignal oder einer Einhüllenden
betrachtet werden. Der Träger kann hierbei eine momentane Frequenz aufweisen, welche von 300 bis 3 ^00Hz reicht, während
die Frequenz der Einhüllenden viel niedriger liegt (0 bis lOOIIz). Aufgrund der Verwendung der Einhüllenden in dem System gemäß der
Erfindung kann eine Kompression geschaffen werden, welche geändert wird, venn sich der Teilnehmer ändert,und welche für einen bestimmten Teilnehmer geändert wird, wenn eich die Lautstärke dieses Teil
nehmer« kurzzeitig ändert, so daß die Redundanz ohne eine Verschlechterung
und Beeinträchtigung der Übei'tx-agungsgüte vermindert
werden kann. Die Kompression bzw« das -Verfahren des Systems g«i.iäß
der Erfindung paßt sich selbst den Vokalen, Konsonanten und Silben
des Y7ortes entsprechend dessen Lautstärke an, uin das Signal dadurch
optimal zu behandeln, ura dadurch Signal-Rausch-Verhältnis
zu quantisieren.
Das System gemäß der Erfindung arbeitet im wesentlichen etwa folgendermaßen:
Sendeseitig wird das Hüllkurvensignal (oder die -welle) welche zu jedem Sprachkanal gehört, welcher von dem Systen;
verarbeitet wird, abgetrennt; dies Hüllkurvensignal wild dann ausgefiltert, um aus η-möglichen "Lautstärkebereichen bzw« -abschnitten"
den Lautstärkebereich oder -abschnitt s-,u bestimmen und festzulegen,
dem es angehört; das Hüllkurvensignal wird dann so verarbeitet (moduliert), daß es sowohl zu einem weit entfernten Endamt
als auch zu einem örtlichen Speicher gesendet werden kann, welcher die "Lautstärkezustände" aller von dem System verarbeiteter Sprachkanäle
speichert; das zu einem Teilnehmer gehörende Eingangssignal
wird da»η mittels einer der η veränderlichen Kompressionsmöglichkeiten
kodiert, welche eindeutig durch den tatsächlichen V/ert der
509850/0737
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
dem Eingangssignal zugeordneten Hüllkurvenvrelle und durch die
"Lautstärkezustände11 in allen anderen Sprachkanälen bestimmt und festgelegt ist. Zusammen mit den digitalen Signalen, welche sich
aus der Kodierung des einem Teilnehmer zugeordneten Eingangssignals ergeben, werden weitere digitale Signale übertragen, welche
für eine Wiederherstellung des "Lautstärkezustandes" verwendbar sind; hierbei ist die Übertragungsgeschwindigkeit der letzterwähnten
Signale im Vergleich zu der Geschwindigkeit der kodierten Sprachkanäle vernachlässigbar, welche auf diese Weise kleiner
ist als bei herkömmlichen PCM-Systemen; auch ist die Anzahl Bits pro Abfragewert bzw. pro Abtastung an dem Kodierer eine Funktion
der "Lautstärkezustände" des jeweiligen Sprachkanals (auf welchen sich die Abtastung bezieht) sowie aller anderen Sprachkanäle.
Gemäß der Erfindung werden dann empfangsseitig die schnellen
bzw. mit hoher.Geschwindigkeit übertragenen,digitalen Signale
von den langsamen, mit niedriger Geschwindigkeit' übertragenen, digitalen Signalen getrennt; hierdurch wird dann der "Lautstärkebereich
bzw. -abschnitt", welcher dem .zu einem Teilnehmer gehörenden Hüllkurvensignal zugewiesen ist, aus den η möglichen
Lautstärkebereichen ausgewählt; der "Lautstärkezustand" aller von dem System verarbeiteter Sprachkanäle wird dann aus den ankommenden
Hüllkurvensignalen wieder hergestellt. Hierbei werden die schnellen, mit hoher Geschwindigkeit übertragenen digitalen
Signale mit Hilfe von veränderlichen Dehnungsverfahren dekodiert,
welche eindeutig durch den tatsächlichen Wert des Hüllkurvensignals
des zu verarbeitenden Kanals und durch den "Lautstärkezustand" aller von dem System verarbeiteten. Sprachkanäle bestimmt
werden, wobei dann das Ausgangssignal des Dekodierers mit dem Eingangssignal des Kodierers übereinstimmt.
Eine Übertragungseinrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen
Systems weist folgende Einrichtungen auf: Einen sogenannten Extraktor für das Hüllkurvensignal (oder die kurzzeitige Leistung
des einem Teilnehmer zugeordneten Eingangssignals, einen Diskri-
509850/0737
minator für das Hüllkurvensignal, um es einem der möglichen η
Lautstärkebereiche zuzuordnen, einen digitalen Modulator oder Wandler für das Hüllkurvensignal, welches er im Hinblick auf
seine Übertragung entsprechend verarbeitet, einen örtlichen Demodulator für das Hüllkurvensignal, einen Zentralspeicher zum
Speichern des "Lautstärkezustandes" aller von dem System verarbeiteter
Sprachkanäle, einen Kodierer für das einem Teilnehmer zugeordnete Eingangssignal, wobei Kompressionsverfahren und
eine Anzahl Bits pro Abtastung verwendet werden, welche sich entsprechend dem Wert der jeweiligen am Eingang anliegenden
Hüllkurve und entsprechend dem "Lautstärkezustand11 aller von dem System verarbeiteten Sprachkänäle ändern, einen Kombinator
für die schnellen, mit hoher Geschwindigkeit übertragenen, kodierten
Sprachsignale, welche von den Kodierern mehrerer Grundsysteme stammen, einen Kombinator für die langsamen, mit niedriger
Geschwindigkeit übertragenen, digitalen Signale, welche von den Modulatoren mehrerer Grundsystem stammen, und einen
weiteren Kombinator für die mit hoher und mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen, digitalen Signale.
Gemäß der Erfindung weist ferner die Empfangseinrichtung folgende
Einrichtungen auf: Eine Wähl- oder Trenneinrichtung für die mit hoher und niedriger Geschwindigkeit übertragenen, digitalen
Signale, einen Verteiler, um die mit hoher Geschwindigkeit übertragenen, digitalen Signale auf die Dekodierer mehrerer
Grundsysteme zu verteilen, einen Verteiler, um die mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen Signale auf die Demodulatoren
mehrerer Grundsysteme zu übertragen, einen Demodulator,(oder
entsprechend der Anzahl der von den Verteilern versorgten Grundsysteme mehrere Demodulatoren), welche dem sendeseitigen, örtlichen
Demodulator entsprechen,, einen dem sendeseitig vorgesehenen Speicher entsprechenden Zentralspeicher, und einen Kodierer
(oder entsprechend der Anzahl der von dem System versorgten Elementarsysteme mehrere Dekodierer), welcher zu dem sendeseitigen
Kodierer komplementär ist.
509850/0737
In einigen besonders vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung
werden die veränderlichen Kompressionsverfahren bzw. -gesetzmäßigkeiten
durch Kenndatenfamilien dargestellt, welche linear, logarithmisch (durch lineare Segmente angenähert) oder gemischt
(logarithmisch und linear) sein können. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei dem Hüllkurvensignal
zur Rückgewinnung von Zwischenabfragewerten eine Modulation-Demodulation und eine mehrstufige differentielle Modulation-Deraodulatinn,
vorzugsweise eine mit drei Zuständen angewendet.
Mit dem System gemäß der Erfindung kann somit die Anzahl Bits pro Abtastung bzw. Abfragewert entsprechend der geforderten Arbeitsweise
auf .1 bis 6 vermindert werden, indem entsprechend dem einem Teilnehmer zugeordneten Hüllkurvensignal eines
der zur Verfügung stehenden Kompressionsverfahren »welches zu
der in Betracht gezogenen Familie gehört, ausgewählt wird. Wenn darüber hinaus mehrere Sprachkanäle von dem System verarbeitet
werden, ist aufgrund der Veränderlichkeit der Anzahl Bits pro Abtastung bzw. Abfragewert, welche von dem Kodierer entsprechend
dem von dem Zentralspeicher geschaffenen "Laut stärkezustand" verarbeitet werden, eine weitere Verminderung der einem Sprechkanal
zugeordneten Übertragungs g eschwindigkeit möglich; bei dieser Übertragungsgeschwindigkeit können tatsächlich Werte im
Bereich von 56 bis l6Kbit/sek erreicht werden.
Die Übertragungsgeschwindigkeit, welche erforderlich ist, um
eine die Hüllkurve jedes Sprachkanals betreffende Information an die entfernte Endstelle bzw. das Endamt zu übertragen,(welche
(s) eine zu der sendeseitigen Kompression komplementäre Dehnung aufweisen muß), ist im Vergleich zu den l6 Kbit/sek vernachlässigbar;
diese Übertragungsgeschwindigkeit liegt tatsächlich nur bei 100 bis 1 000 Bit/sek.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen
erläutert. Es zeigen:
509ÖSÖ/Ö737
Fig.1 ein Blockschaltbild von senderseitig vorgesehenen Einrichtungen,
welche mittels des erfindungsgemäßen Systems betrieben werden;
Fig.2 ein Blockschaltbild von empfangsseitig vorgesehenen Einrichtungen,
welche mittels des erfindungsgemäßen Systems betrieben werden';
Fig.3 ein Blockschaltbild eines in dem Blockschaltbild der
Fig.l vorgesehenen Extraktors für Hüllkurvensignale;
Fig.k eine weitere Ausführungsform eines in dem Blockschaltbild
der Fig.1 vorgesehenen Extraktors für Hüllkurvensignale;
Fig.5 eine Kurvendarstellung, in welcher auf der Abszisse
die linearen und auf der Ordinate die komprimierten Signale aufgetragen sind;
Fig.6 eine der Fig.5 entsprechende, schaubildliche Darstellung,
aus welcher die mit den erfindungsgemäßen System erreichte, verminderte Redundanz zu ersehen ist;
Fig.7 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
eines Modulators und eines Demodulators;
Fig.8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
eines Modulators und Demodulators; und
Fig.9 ein Blockschaltbild einer automatischen, bei dem erfindungsgemäßen
System vorgesehenen Steuerschaltung.
509850/0737
In den Blockschaltbildern der Fig.l und 2 ist mit TR die Senderseite,
mit NT das Übertragungsmediuni (welches in den Fig.l und
2 ein Kabel ist, das jedoch auch eine Funkverbindung u.a. sein
kann) und mit R die Empfangssexte bezeichnet. Mit-S. ist das zu
übertragende Nutzsignal bezeichnet, welches einem Grundsystem und einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet ist. Das Nutzsignal
S. kann ein analoges (einem Teilnehmer zugeordnetes) Signal in dem Sprachband sein, es kann ein (einem Teilnehmer zugeordnetes)
impulsamplituden-moduliertes (PAM) analoges Signal sein; auch kann es ein PAM analoges Signal sein, welches sich bei
einem Zeitmultiplexverfahren von mehreren Sprachkanälen ergibt;
ferner kann es ein digitales Signal sein, welches sich aus der jeweiligen PCM-Kodierung eines Sprachkanals ergibt, oder es kann
auch ein digitales Signal sein, welches sich bei dem Zeitmultiplexverfahren
und der PCM-Kodierung von mehreren Spraclikanälen
ergibt.
Wenn das Nutzsignal S. ein Signal ist, welches sich aus einem Zeitmultiplexverfahren ergibt, dann müssen alle Funktionsblöcke,
bzw. alle Festkörperschaltungen, welche ein (nachstehend noch zu beschreibendes) Grundsystem bilden, auf einer Zeitmultiplexbasis
arbeiten.
Wie aus Fig.l zu ersehen ist, wird das Nutzsignal S. über eine
Leitung 1 an einen Kodierer COD, welcher an seinem Ausgang durch m veränderliche Kompressionsverfahren bzw. -gesetzmäßigkeiten und
eine veränderliche Anzahl von Bits pro Abtastung gekennzeichnet ist, und über eine Leitung 2 an einen sogenannten Hüllkurven-Signalextraktor
an. Das extrahierte bzw. abgetrennte Hüllkurvensignal OI wird über eine Leitung 3 a» einen Diskriminator DISC angelegt,
welcher das Hüllkurvensignal einem von η möglichen Lautstärkebereichen oder -abschnitten (oder einem der dazugehörenden
Zustände) zuordnet.
Das diskriminierte bzw. ausgefilterte Hüllkurvensignal von dem Diskriminator DISC wird über eine Leitung k an einen digitalen
509850/0737
Modulator (oder Wandler) M angelegt. Dieser Modulator verarbeitet die erhaltene Information in der Weise, daß sie an das entfernte
Endamt oder an den örtlichen Speicher übertragen werden kann. Das Ausgangssignal des Modulators M wird über eine Leitung;
5 an einen örtlichen Demodulator DEMLOC eingelegt, welcher das* Signal vrieder so verarbeitet, daß es über eine Leitung 6 an den
Kodierer COD angelegt werden kann. Das Axisgangssignal des Modulators
M wird über eine Leitung 7 auch an einen Zentralspeicher
MG angelegt, welcher den "Lautstärkezustaiid" aller von dem System
verarbeiteten Sprachkanäle speichern kann.
Über eine Leitung 9 versorgt der Speicher MG den Kodierer COD zur Auswahl der Anzahl Bits pro Abtastung mit einer entsprechenden
Information, welche eine Funktion des "Lautstärkezustandesi:
aller Sprachkanäle des Systems ist. Das von dem Kodierer COD benutzte
Kompressionsverfahren sowie die .Anzahl Bits pro Abtastung
an dessen Ausgang sind dann eindeutig durch die Information von dem DemodulatorDEMLOC (über die Leitung 6) und von dem Speicher
MG (über die Leitung 9) bestimmt und festgelegt.
Ein vollständiges System kann mehrere Grundsysteme aufweisen, welche wiederum Extraktoren ES1, ES" ush, Kodierer COD1, COD"
usw., Modulatoren M', M" usw., Diskrimitatoren DISC, DISC" usw.,
Demodulatoren DEMLOC1, DEMLOC" usw. aufweisen.
Die kodierten Signale von den Kodierern COD, COD1, COD" usw.
werden über Leitungen 10, IQ1, 10" usw. an einen Kombinator FSPC
für die kodierten Sprachsignale angelegt, welcher einen Strom von schnellen, mit hoher Geschwindigkeit zu übertragenden, digitalen
Signalen SDV schafft. Die digitalen Signale von den Modulatoren M, M1, M" usw. werden über Leitungen 7j 71» 7" usw. an
den Zentralspeicher MG und über Leitungen 8t 81, 8" usw. an
einen Kombinator FOIM für modulierte Hüllkurvensignale angelegt, welcher langsame bzw. mit niedriger Geschwindigkeit übertragene
Digitalsignale schafft. Diese Signale stellen die übertragene Information dar, welche den Wert der Hüllkurvensignale betrifft.
5098B0/0737
Der Kombinator FSFC schafft somit einen Strom'von schnellen bzw.
mit hoher Geschwindigkeit übertragenen, digitalen Signalen SDV, während der Kombinator FOIM einen Strom von langsamen bzw. mit
niedriger Geschwindigkeit übertz-agenen, digitalen Signalen SDL
schafft. Diese zwei Signalströme werden zusammen einem Endlcombinator FID für die digitale Information zugeführt, welcher sie in
Form eines einzigen Stromes von gemischten, digitalen Signalen
(schnellen und langsamen) an das Übertragungsmedium MT abgibt. Da die PCM-Kodierung für die Sprachkanäle angewendet wird, be trägt
das Zeitintervall zwischen einer Abtastung eines Kanals und der anschließenden Abtastung desselben Kanals 125/Usek (was
einer Abtastfrequenz von 8kHz entspricht).
Der Kombinator FID gibt somit alle 125/usek eine Bitreihe an
die Übertragungsleitung ab; die Bitanzahl in der Zeichenreihe hängt von der Kapazität bzw. dem Aufnahmevermögen des Übertragungsmediums
MT ab. Im folgenden wird diese Bitreihe als "Block" bezeichnet. Eine bestimmte Anzahl Bits in dem Block ist für eine
Abgleichfunktion reserviert; andere Bits sind für einen Signalisierungsvorgang
reserviert; ein Teil des Blocks (ein verhältnismäßig kleiner) ist für langsame digitale Signale SDL resei-viert,
während der Rest des Blocks (der größte Toil) für die schnellen mit hoher Geschwindigkeit überti-agenen Signale SDV reserviert
ist. Hierbei ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung darin zu
sehen, daß das erfindungsgemäße System eine geringere Empfindlichkeit
bezüglich Fehler auf der Übertragungsleitung zeigt als herkömmliche PCM-Systeme.
Gemäß der Erfindung ist das Sprachsignal zwei Inforiüationsflüssen
zugeordnet, und zwar einem entsprechend geschützten,langsamen^
mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen Fluß mit einem hohem "Informationsgehalt" (die Hüllkurvensignale SDL) und einem
schnellen, mit hoher Geschwindigkeit übertragenen Fluß, welcher in ähnlicher Weise mittels herkömmlicher PCM-Systeme übertragen
wird. Der letzterwähnte Signalfluß ist ungeschützt und dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler auf der Leitung eine geringere
- 11 -
509850/0737
Störung in der übertragenen Information hervorruft als es -derselbe
Fehler bei einem herkömmlichen PCM-System hervorrufen würde.
In dem System gemäß der Erfindung ist die Veränderbarkeit der Anzahl Bits pro Abtastung - welche durch den Kodierer COD und
von dem Speicher MG gesteuert wird - auf jeden Fall in der Weise vorgesehen, um den Blockteil, welcher von dem Kombinator FSFC bis
zu dem Kombinator FID und über die verschiedenen Kodierer COD1
COD1, COD" usw. an dem Kombinator FSFC zu Verfügung steht, mit
einer maximalen Anzahl von wichtigen, bedeutsamen Bits zu überdecken; folglich ist das zusätzliche, durch die Kodierer COD,
COD·, COD" usw. eingebrachte Rauschen auf ein Minimum herabgesetzt.
Wie oben ausgeführt, wird der Zentralspeicher MG von den verschiedenen
Modulatoren M, M1, M" usw. über Leitungen 7>
7Ί 7" usw. angesteuert. Andererseits kann der Speicher MG jedoch auch unmittelbar
von den Ausgängen der verschiedenen örtlichen Demo.dulp.to~ ren DEMLOC, DEMLOC1, DEMLOC" usw. über Leitungen 17, 17', 17" usw.
angesteuert werden, (welche in Fig.1 als gestrichelte Leitungen
dargestellt sind).
Auf der Empfängerseite R ist ein erster Selektor bzw. eine Wähleinrichtung
SID (oder ein Verteiler) für die digitalen Signale vorgesehen, welcher die mit hoher Geschwindigkeit übertragenen
Signale SDV an den für die kodierten Sprachkanäle vorgesehenen Verteiler RSFC und die mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen
Signale SDL an den für die Hüllkurvensignale vorgesehenen Verteiler RSOI abgibt.
Der Verteiler RSFC steuert über Leitungen 11, II1, 11" usw. Dekodierer
DEC, DEC1, DEC" usw. an (und zwar einen Dekodierer in jedem
Grundsystem), welche ra veränderliche Dehnungsverfahren bzw.
-gesetzmäßigkeiten und eine veränderliche Anzahl von Bits pro Abtastung an ihrem Eingang aufweisen. Der Verteiler RSOI steuert
- 12 -
509850/0737 " '
über Leitungen 12, 121, 12" usw. Demodulatoren DEM, DEM', DEM"
usw. für die mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen digitalen Signale an, welche die Hüllkurvensignale darstellen. Über
Leitungen 13i 13'» 13" usw. wird die Ausgangsinformation von dem
Verteiler RSOI auch an den Zentralspeicher MG angelegt, welcher auf diese Weise in denselben Zustand gebracht wird wie der sendeseitige
Speicher. Über Leitungen 14, l4', 14" usw. wird dieselbe
Information dann über die Demodulatoren DEM, DEM1, DEM" usw. an
Dekodierer DEC, DEC, DEC" usw. übertragen, welche genau komplementär bezüglich der sendeseitigen Kodierer COD, COD', COD" usw.
arbeiten.
Die Ausgangssignale S (ein Signal S für jedes Grundsystem) sind an den Ausgängen der Dekodierer DEC, DEC, DEC" usw. auf Leitungen
15» 15% 15" usw. vorgesehen; hierbei entspricht jedes Ausgangssignal
S dem wichtigen, relevanten sendeseitigen Signal
u
S±.
S±.
Zu beachten ist, daß die empfangsseitigen Demodulatoren den sendeseitigen
entsprechen, und daß der Speicher MG genau in denselben Zustand gebracht ist wie der empfangseitige Speicher. Infolgedessen
sind dieselben Signale auf den Leitungen l6 und 9 sowie auf den Leitungen ik und 6 vorhanden, so daß der Kodierer und
der Dekodierer vollkommen synchron arbeiten und ihre Eingangssignale genau komplementär verarbeiten.
Wie vorstehend bezüglich des sendeseitigen Endgeräts ausgeführt ist, kann auch der erapfangsseitige Speicher MG von Demodulatoren
DEM, DEM·, DEM" (über Leitungen 24, 2k' , 24", welche in Fig.2 gestrichelt
dargestellt sind) angesteuert werden. Selbstverständlich wird dann, wenn der sendeseitige Speicher MG von dem Demodulator
DEMLOC angesteuert wird, der empfangsseitige Speicher MG
von dem Demodulator DEM angesteuert, während wenn der sendeseitige Speicher MG von dem Modulator M angesteuert wird, der empfangsseitige
Speicher MG unmittelbar von dem Verteiler RSOI angesteuert wird.
- 13 -
509860/0737
Der Extraktor ES für das Ilüllkurvensignal OI kann auf verschiedene
Weisen, und zwar für nur einen Sprachkanal oder für mehrere Sprachkanäle auf einer Zeitmultiplexbasis wobei an seinem Eingang
bzw. an seinem Ausgang ein analoges oder digitales Signal anliegt. Auf jeden Fall erfüllt er grundsätzlich zwei Funktionen;
'wie in Fig.3 dargestellt, weist er einen Vollweggleichrichtor KOI
auf, welchem ein entsprechendes Tiefpaßfilter FPB nachgeschaltet
ist, oder er weist einen Vervielfacher X auf, welchem ein entsprechendes
Tiefpaßfilter FPB (X) nachgeschaltet ist, wie in Fig.4 dargestellt. Hierdurch wird dann der kurzzeitige Mittelwert
bzw. der kurzzeitige quadratische Mittelwert bestimmt, wobei beide Werte eine Information liefern, welche streng auf dna
Hüllkurvensignal bezogen ist.
Wie vorstehend ausgeführt, kann das Eingangssignal S. einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet werden, und es kann analog oder
digital sein; dementsprechend kann auch das Ausgangssignal OI an
dem Tiefpaßfilter FPB(X) einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet
werden, und es kann ebenfalls analog oder digital sein. Wenn, was ein wichtiges Merkmal der Erfindung darstellt, das Signal S.
bereits einer PCM-Kodierung in Verbindung mit einer logarithmischen
Kompression (welche durch 13 lineare Segmente angenähert
ist) unterzogen worden ist, dann können die in Fig.3 oder 4 dargestellten
Funktionen unmittelbar an einer Folge von Abtas tungen oder Abfragewerten angewendet werden, welche in Form einer komprimierten,
Binärziffer ausgedrückt sind, oder diese Funktionen können an einer Folge von Abfragewerten angewendet werden, welche
in Form von linearen Binärziffern ausgedrückt sird; diese Ziffern werden dann aus den komprimierten Ziffern mittels einer
Dehnung erhalten, welche komplementär zu der logarithraischen Kompression ist, welche mittels der PCM-Kodierung vorher durchgeführt
worden ist.
Der Diskriminator DISC muß zu dem Extraktor ES passen und mit diesem kompatibel sein. Wenn das Eingangssignal OI an dem Diskriminator
ein analoges Signal ist, dann führt der Diskriminator eine entsprechende Analog-Digitalumsetzung aus» wenn dagegen das
509850/0737
Eingangssignal UI ein Digitalsignal ist, dann findet in dem Diskriminator
eine Digital-Analogumsetzung statt. Der Ausgang am Diskriminator DISC ist auf jeden Fall digital und durch eine An-
TC
zahl K Bits gekennzeichnet, so daß 2 ^ η ist. Über die Leitung
4 gibt dann der Diskriminator mit einer Abtastperiode von 125/Usek
Inforamtion an den digitalen Modu3.ator M ab.
Die Hauptaufgabe des Diskriminators DISC besteht darin, zu bestimmen,
zu welchem von η verfügbaren Lautstärkebereichen das ankommende Hüllkurvensignal gehört, und diese Bestimmung alle
125 /usek was einer üblichen Abtastperiode für PCM-kodierfe Sprachsignale
entspricht, für jeden Teilnehmer auf den neuesten Stand zu bringen.
Bei einer Periode von 125/U3ek erhält der digitale Modulator M
an seinem Eingang den Zahlenwert, welcher dem Volumenabschnxtt entspricht, der dem Hüllkurvensignal 01zugeordnet ist; hierbei
wird dieser Wert von dem Diskriminator DISC über die Leitng 4 zugeführt.
Der Modulator M arbeitet entsprechend diesem digitalen Signal, damit en den Kombinator FOIM nur die Information abgegeben
wird, welche zur Rückgewinnung deuselben Signals in dem entfernten
Endamt erforderlich ist. Die von dem Modulator M verarbeitete Information, welche infolgedessen an seinem Ausgang anliegt,
ist viel langsamer als das Signal, welches von dem Kodierer COD und dem Dekodierer DEC verarbeitet wird. Diese Information wird
auf drei verschiedenen Leitungen übertragen, und zwar erstens über die Leitung 5 zu den örtlichen Demodulatoren DEMLOC, zweitens
über die Leitung 8 zu dem Kombinator FOIM zur Übertragung an das entfernte Endamt, und drittens an den Zentralspeicher MG zum
Einspeichern des "Lautstärkezustandes", aller von dem System verarbeiteter
Sprachkanäle.
Der örtliche Demodulator DEMLOC (bzw. der Demodulator DEM) muß dann nach Erhalt der Information das vollständige Signal wieder
genau zurückgewinnen, und den Wert des wiedergewonnenen Signals über die Leitung 6 an den Kodierer COD (oder über die Leitung lA
- 15 -
509850/0737
an den Dekodierer DEC) abgeben. Das von dem Demodulator DEMLOC
(dem Demodulator DEM) dem Kodierer COD (dem Dekodierer DEC) zugeführte Signal muß alle 125 ,usek auf den neuesten Stand gebracht
werden, vrobei diese Zeitspanne zwischen den Abtastungen der Sprache des Teilnehmers liegt, welche von dem Kodierer COD
(Dekodierer DEC) verarbeitet werden müssen.
Da die Funktionen der sendeseitigen Verteiler FSFC, FOIM und
FID sowie der empfangsseitigen Verteiler RSFC, RSOI und SID dieselben
«ind, wie sie in herkömmlichen digitalen Übertragungssysteinen
verwendet werden, sind sie ira Hinblick auf die Erfindung;
von untergeordneter Bedeutung. Im allgemeinen sind sie synchron ode) a pjTi ehr on arbeitende, digitale Multiplexer (FSFC, FOIM, FJD)
und synchron oder asynchron arbeitende, digitale Demultiplexer (RSFC, RSOI, SID).
Der sendeseitige Zentralspeicher MG entspricht dem empfangsseitigen Zentralspeicher MG. Die Folge von Zuständen, welche von
dem r.cndeseitigen Speicher MG eingenommen werden, entspricht der
Folge von Zuständen, welche von dem empfnngsseitigen Speicher MG
eingenommen werden. Und zwar ist dies der Fall, da dio beiden Speicher identisch sind und an ihren Eingängen genau die gleichen
Signale anliegen. Ihr Zustand wird in Verbindung mit der üblichen Periode der von den Modulatoren M, M1, M" uaw. der verschiedenen
Grundsysteme geschaffenen Signale auf den neuesten Stand gebracht.
Die Grund- bzw. Hauptfunktion der Speicher besteht darin, den
"Lautstärkezustand (oder den "Systemzustand") aller Sprachkanäle zu speichern und dem Kodierer COD und dem Dekodierer DEC (über
Leitungen 9 bzw. 16) zusammen mit der entsprechenden Information zur Aus\fahl der Anzahl Bits pro Abtastung zuzuführen. Die dem
Kodierer COD und dem Dekodierer DEC mittels des Speichers MG zugeführte Auswahlinformation muß dann eine Periode von 125 ,usek
aufweisen, in welcher sie auf den neuesten Stand zu bringen ist, wobei das Zeitintervall zwsichen den Abtastungen der Spreche
- 16 ~
509850/0737
des Teilnehmers liegt, welche mittels des Kodierers COD und des Dekodierers DEC durchgeführt werden müssen.
Andererseits kann der Zentralspeicher MG auch von dem sendeseitig
vorgesehenen, örtlichen Demodulator DEMLOC und den empfangsseitig
vorgesehenen Demodulatoren DEM und nicht von den sendeseitig vorgesehenen Modulatoren M und den empfangsseitig vorgesehenen
Verteilern RSOI versorgt werden, was in Fig.l und 2 durch gestrichelte Linien 17 und 2lt dargestellt ist. Aber auch bei dieser
Art bVerbindung ist der Informationsfluß in den Zentralspeicher MG und von diesem gekennzeichnet durch eine Periode von
125/Usek. Der Zentralspeicher MG kennt die Verfügbarkeit der
Bits in dem Block sowie den "Lautstärkezvetand" aller Sprachkanäle.
Seine spezielle Aufgabe besteht daiin, die verfügbaren Bits
in dem Block auf die verschiedenen Spracnkanäle zu verteilen, um
so ihre Signal-ZQuantisierungs-Rauschverhältnisse optimaJ. zu be~
handeln. Da das Kodieren eine spezielle Aufgabe des Kodierers COD
ist, erhält dieser von dem Speicher MG (über die. Leitung 9) das genaue "Kriterium", welches den Sprach.kar>al betrifft, dessen Abtastung
zu diesem Zeitpunkt zu verarbeiten ist.
Die Funktionen und Aufgaben des Kodierer.· COD und des Delcodiernrs
DEC können gleichzeitig untersucht und analysiert werden, da sich die Beschreibung ihrer Arbeitsweise auf beide bezieht. Der Kodierer
(bzw. der Dekodierer) weist vier Zugänge auf: einen Eingang 6 (Ik) für das von dem Demodulator DEMLOC (DEM) abgegebenen Hüllkurvensignal,
einen Eingang 1 (Ausgang 15) für das einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnete Signal S. (S ), eben Eingang 9 (l6)
für die von dem Speicher MG geschaffene Information und einen Ausgang 10 (Eingang 11) zu dem Kombinator FSFC (Verteiler RSFC).
Der Ausgang 10 zu dem Kombinator FSFC ist das PCM-Signal mit einer
gemäß der Erfindung verminderten Redundanz.
Wenn das einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnete Signal S.
(S ) ein Analogsignal ist, dann ist der Kodierer (Dekodierer) ein A-D-(D-A-)Umsetzer welcher durch eine Kompression (Dehnung) und
509850/0737
eine Anzahl Bit pro Abtastung gekennzeichnet ist, welche durch ein Digitalsignal gesteuert wird, von welchem ein Teil von dem
Demodulator DEMLOC (DEM) über die Leitung 6 (lA) und der andere Teil von dem Speicher MG (MG) über die Leitmg 9 (l6) anliegt.
Wenn das einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnete Signal S·. (S ) bereits ein Digitalsignal ist (z.B. eine entsprechend
einem Kompressionsverfahren verarbeitete, 8 Bit-PCM-Kodierung
mit 13 Segmenten), dann ist der Kodierer (Dekodierer) ein Digital-Digital-Urasetzer,
welcher eine übertragungsfunktion und eine
Abnahme (Zunahme) der Bitanzahl aufweist, welche durch ein Digitalsignal gesteuert werden kann.
Der Kodier er schafft eine veränderliche Abnahme (Zunahme) der Anzahl
Bit pro Abtastung bezüglich der laufenden PCM-Kodierung mit
8 Bits pro Abtastung. Bei einer Digital-Digital-Umsetzung miß die Übertragungscharakteristik mit der verminderten (erhöhten)
Anzahl Bits und mit der Auflösung der vorhergehenden PCM-Kodierung (z.B. 8 Bits, 13 Segmente) übereinstimmen.
Der Kodierer erhält dann an seinem Eingang 1 eine einem Teilnehmer
zugeordnete Sprachabtastung, an seinem Eingang 6 eino Information, welche das Hüllkurvensignal betrifft, welches diesem
Teilnehmer zugeordnet ist, dessen Abtastung zu verarbeiten ist, und an seinem Eingang 9 ein "Kriterium", welches von dem "Lautstärkezustand"
aller von dem gesamten System verarbeiteter Sprachkanäle abhängt, Die spezielle Aufgabe des Kodierers besteht dann
darin, die Abtastung mit Hilfe einer der rn möglichen Verdichtung S'
verfahren und mit einer Anzahl Bits pro Abtastung bzw. Abfragewert zu verarbeiten, um dadurch das Signal-ZQuantisierungs-llauschverhältnis
auf ein Maximum zu bringen.
Unter den Vorteilen des mit verminderter Redundanz arbeitenden Systems gemäß der Erfindung sind zwei besonders wesentlich, nämlich
die einfache Durchführung sowie die verminderte Übertragungsgeschwindigkeit bei derselben Übertragungsgüte, wie sie von den
gegenwärtig üblichen PCM-Übertragungssystemen (welche ^k Kbit/sek
aufweisen) bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 32 Kbit/sek
509850/0737
erreicht wird. Wenn jedoch eine Übertragungsgüte zugelassen wird, welche schlechter ist als die, welche mit den derzeitig verwendeten
PCM-Systemen erreicht wird, dann kann die Übertragungsgeschwindigkeit
pro Sprachkanal weiter verhindert werden,ohne daß
die Sprachverständlichkeit dadurch verschlechtert und beeinträchtigt
wird.
Im folgenden werden einige Kompressions·(bzw. Dehnungs-)Verfahren,
bei welchen das Signal-Rausch-Verhältnis optimal behandelt wird, und einige Verfahren zur Hüllkurvensign?..!--Modulation (-Demodulation)
beschrieben, welche das System gemüfJ der Erfindung mit Hilfe
von Schaltungsausführungen durchführen kann, welche ausschließlich
digital und folglich sehr einfach aufgebaut sind. Diese sehr einfachen Ausführungsfortnen beruhen auf der Verwendung von Kompressions-
(Dehnungs-)Verfahren bzw. -Ge ,otzmäßigkeiten, vrelche
aus einer Reihe (Familie) von linearen ).' 'irpressionskennlinicn,
einer Reihe von logarithniischon, durch lineare Segmente angenäherte
Kompressionskennlinien oder auch d-.---.vch Anwendung einer Modulation-Demodulation
des Hüllkurvensign"Xk bei der Rückgewinnung
von Zwischenabtastungen oder bei Vcrvrondung von einer dif.ferentiellen
Modulation-Demodulation des llüllkurvensignals mit drei
Zuständen erreicht werden.
Als erstes wird nunmehr die Reihe bzw. F-unilie der linearen Kornpressionskennlinien
beschrieben. Das System wurde unter folgenden Bedingungen betrieben: Das einem oder mehreren Teilnehmern
(Fig.1) zugeordnete Signal S., ergab sich aus der Zeitmultiplexverarbeitung
von 30 Spraclikanälen und £\j.s der anschließenden
8 Bit-PCM-Kodierung mit Hilfe eines 13 Ssgraente aufweisenden, logarithmischen
Kompressionsverfahrens (siehe CCITT - die Ilaupt-PCM-Multiplexeinrichtungen).
Ferner wurscen zwei Grundsysteme (Fig.l) verwendet. Der Lautstärkebereici. des Hüllkurvensignals
OI wurde in 8 mögliche Abschnitte (n = S) mittels des Diskriminators
DISC unterteilt.
Das Hüllkurvensignal OI wurde, wie in Fig. 3 und li dargestellt,
mittels vier digitaler Tiefpaßfilter ifelche auf einer Zeitmulti-
- 19 -
509850/073?
PAD ORIGINAL
PAD ORIGINAL
plexbasis arbeiten, extrahiert bzw. ausgefiltert. Die Tiefpaßfilter
PPB und FPBX wurden mit einer einzigen Zeitkonstanten in dem
Bereich von k bis 40 msec betrieben. Der Kodierer COD, der veränderliche
Kompressionsmöglichkeiten aufweist, wurde so ausgelegt,
daß er die Abnahme von 2-3-^-5-8 Bits pro Abtastung in Abhängigkeit
von dem "Lautstärkezustnnd" aller durch den Zentral speicher MG gekennzeichneten Sprachknnäle schafft.
Genauso war der Dekodierer DXiC, welcher veränderliche Dehnungs.-möglichkeitcn
aufweist, so ausgelegt, daß er eine Zunahme von 2-3-'1-5-S Bits pro Abtastung schafft.(Das Ausgangssignal S
(Fig.2), welches einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet ist,
eignet sich für eine Wiederverarbeitung mittels eines 8-liit-PCM«-
Systems mit einem 13 Segment-Ivompressiom;vorfahren; CCITT).
Die gesamte Übertragungsgeschwindigkeit, welche an den zwei
Grundsystemen an den Verteilern FSFC und JlFSC (Fig.l) zu Verfügung
stand, wurde dann alle 125/Usek durch eine Reihe von 256
Bits festgelegt, welche die Signalisierunftsfunktion (8 bis 16
Bits) und die Abgleichfunktion (l bis 8 Bits) einschlossen.
Der Kodierer COD bestand ausschließlich aus einer Kombineition
von digitalen Schaltungskenndaten: 8 Bit am Eingang (eine 8~liit~ PCM-Kodierung mit Hilfe eines durch 13 Segmente angenäherten,
logarithmischen Kompressionsverfahrens; siehe Fig.l, Leitung l);
3 Bits am Eingang (eine Zuordnung des IIülj.kurvensignaJ.s zu einem
der 8 vorgesehenen Lautstärkeab schnitte, wobei das Hüllkurven signal
das zu dem Sprachkanal gehört und der Abtastung zugeordnet ist, in diesem Zeitintervall verarbeitet wird; siehe Fig.l, Leitung
6); 3 Bits am Eingang (eine Abnahme von 2-3-^-5-8 Bits ρ ιό Abtastung in Abhängigkeit von dem "Lautstärkezustand" aller durch
den Speicher MG gekennzeichneter Sprachkanäle; siehe Fig.l, Leitung 9); 6-5-4-3-0-BXtS am Ausgang (eine PCM-Kodierung mit verminderter
Redundanz (siehe Fig.l, Leitung 10)).
Folglich war auch der Decodierer DEC eine rein digital aufgebau-
- 20 -
509850/0737
te Schaltuns: 6-5-4-3-0 bedeutsame bzw. signifikante Bits am
Eingang (eine PCM-Kodierung mit verminderter Redundanz; siehe Fig.2, Leitung 11); 3 Bits am Eingang (eine Zuordnung des Hüllkurvensignals
zu einem der vorgesehenen 8 Lautstärkeabschnitte, wobei das Hüllkurvensignal das zu dem Sprachkanal gehört und
der Abtastung zugeordnet ist, in diesem Zeitintervall verarbeitet
wird; siehe Fig.2, Leitung 14); 3 Bits am Eingang (eine Zunahme
von 2-3-4-5-8 Bits pro Abtastung in Abhängigkeit von dem
"Lautstärkezustand" aller von dem Speicher MG gekennzeichneter Sprachkanäle; siehe Fig.2, Leitung 16); 8 Bits am Ausgang (eine
8 Bit-PCM-Kodierung mit einer durch 13 Segmente angenäherten,
logarithmischen Kompression; siehe Fig.2, S ).
Das Kompressions-(Dehungs-)Verfahren wurde in dem ganzen System
angewendet (eine 8 Bit-PCM-Kodierung mit einer durch 13 Segmente angenäherten, logarithmischen Kennlinie plus einer Transkodierung
durch den Kodierer), wobei es aus einer Reihe von linearen Kenndaten besteht (siehe Fig.5), welche in der folgenden Tabelle
aufgeführt sind:
Hüllkurvensignal
"Lautstärkebereich"
"Lautstärkebereich"
(von dem Demdoulator DEMLOC)
1 (größte)
2
2
8 (kleinste)
Anzahl der verminderten Bits
(vom Speicher MG)
(vom Speicher MG)
2-3-4-5 2-3-4-5
2-3-4-5 2-3-4-5 2-3-4-5 2-3-4-5 2-3-4-5 8
Kompressions· Kennlinie
(von dem Kodierer COD)
Cl C2 C3 C4
C5 C6
C7
In diesem speziellen Fall kann festgestellt werden, daß obwohl die Kompressionskennlinie durch das dem Teilnehmer zugeordnete
Hüllkurvensignal festgelegt ist, dessen Abtastung zu verarbeiten
ist, die Anzahl der verringerten Bits durch den "Lauts tärkezustancl"
- 21 -
509850/0737
aller von dem System verarbeiteter Sprachkanäle bestimmt ist; eine Ausnahme hiervon stellt der Abschnitt δ dar, welcher exnom
"leerlaufenden Kanal" zugeordnet ist (Pausen zwischen Worten,
Hörintervalle, abgeschaltete Kanäle); in diesem Fall wird keine
Information über die Abfragewerte bzw. Abtastungen des Kanals an das entfernte Endamt übertragen.
Das Kriterium, auf welchem die Veränderlichkeit der Anzahl Bits pro Kanal beruht, besteht darin, daß mit der maximalen Anzahl bedeutsamer
Bits die Übertragungsgeschwindigkeit, welche an den Kodierern
COD und COD1 verfügbar ist, erfaßt ist, und folglich dna
zusätzliche, durch die Dekodierer während der Signalbaarbeitung eingebrachte Rauschen auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Das Beispiel 2 betrifft eine Reihe (Familie) von logarithm.!sehen
Kompressionskennlinien, welche durch geradlinige Segmente angenähert
sind.
Das System wurde unter folgenden Bedingungen betrieben:
Das einem oder mehreren Teilnehmern (Fig.l) zugeordnete Signal S.
resultierte aus der Zextmultxplexverarbeitung von 30 Sprachkanälen
und einer anschließenden 8 Bit-PCM-Kodierung mit Hilfe einer
durch 13 Segmente angenäherten, logarithmischen Kompression (siehe CCITT-PCM-Multiplexeinrichtungen). Es waren zwei Grund.systeme
(Fig.l) vorgesehen.
Der Lautstärkebereich des Hüllkurvensignals OI wurde mittels des
hierfür vorgesehenen Diskriminators DISC in 8 mögliche Abschnitte unterteilt. Das Hüllkurvensignal wurde, wie in Fig.3 und k
dargestellt, durch vier digitale Tiefpaßfilter, welche auf einer Zeitmult.Tplexbasis arbeiten, extrahiert bzw. ausgefiltert. Die
Tiefpaßfilter FPB und FPBX arbeiten mit einer einzigen ZeitkonstantQ.im
Bereich von k bis ^O msek.
Der Kodierer COD welcher mit veränderlichen Kompressionsverfahren
arbeitet, war so ausgelegt, um die Abnahme von 0-2-3-^-5-8 Bits pro Probe in Abhängigkeit von dem "Lautstärkezustand" aller
von dem Zentralspeicher MG gekennzeichneter Sprachkanäle zu schaffen.
509850/0737
Folglich war auch der Dekodierer DEC, welcher, mit veränderlichen
Dehnungsverfahren arbeitet, so ausgelegt, ura eine Zunahme von
0-2-3-^-5-8 Bits pro Abtastung zu schaffen (Ausgangssignal S
(Fig.2), das einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet ist und sich für eine Wiederverarbeitung mittels eines 8 Bit-PCM-Systems
mit einer durch 13 Segmente angenäherten logarithinischen Kompressioiiskennlinie;
CCITT).
Die Übertragungsgeschwindigkeit^ welche an den zwei Grundsystemen
durch die Kombinatoren FSFC und FOlM (Fig.l) verfügbar war, vmrde
insgesamt jeweils alle 125/Usek durch eine Reihe von 25& Bit
bestimmt, Λίβίοΐιβ die Signalisierungsfunktion (8 bis 16 Bits) und
die Abgleichsfunktinn (l bis 8 Bits) enthielten.
Jeder Kodierer COD war eine ausschließlich digitale Schaltungsanordnung,
die gekennzeichnet war durch:
8 Bit am Eirgang (eine 8 Bit-PCM-Kodierung mit einer durch 13 Segmente
angenäherten Kompressionskennlinie; Signal S. in Fig.l auf Leitung l)5
3 Bits an dem Eingang (Zuordnung des IIül.!kurvensignals zu einem
von 8 möglichen Lautstärkebereichen; das Hüllkurvensignal, welches
zu dem Sprechkanal gehört und der Probe zugeordnet ist, wird in diesem Zeitintervall behandelt; siehe Fig.l, Leitung- 6).
3 Bits am Eingang (Abnahme bzw. Verminderung von 0-1-2-3-^-5-8
Bits pro Abtastung in Abhängigkeit von dem "Lautstärlcezustand"
aller durch den Speicher MG gekennzeichneter Sprachkanäle; siehe Fig.l, Leitung 9);
8-7-6-5-^-3-0 bedeutsame Bits am Ausgang (eine PCM-Kodierung mit
verminderter Redundanz; siehe Fig.l, Leitung 10).
Folglich war auch der Dekodierer DEC eine rein digital aufgebaute
Schaltung, welche gekennzeichnet ist durch:
8-7-6-5-^-3-0 bedeutsame Bits am Eingang (eine PCM-Kodierung mit
verminderter Redundanz; siehe Fig.2, Leitung 11); 3 Bits am Eingang (eine Zuordnung des Hüllkurvensignals zu einem
der 8 vorgesehenen Lautstärke bor eiche das Hüllkurvensignal, das zu
dem Sprechkanal gehört und der Probe zugeordnet ist, wird in die-
- 23 -
509850/0737
sem Intervall behandelt; siehe Fig.2, Leitung 14);
3 Bits um Eingang (eine Zunahme von 0-1-2-3-4-5-8 Bits pro Kanal
in Abhängigkeit von dem "Lautstärkezustand" aller durch den
Speicher MG gekennzeichneter Sprachkanäle; siehe Fig.2, Leitung
16);
8 Bits am Ausgang (eine 8 Bit-PCM-Kodierung mit einer durch I3
Segmente angenäherten, logarithmischen,Koinpressionskemilinie;
siehe Fig.2, Leitung 15i Signal S ).
Die von dem gesamten System durchgeführte Kompression (Expansion)
(eine komprimiert ο 8 Bit-PCM-Kodierung mit Hilfe einer durch 13
Segmente angenäherten Kennlinie plus einer mittels de« Kodio.j~e.r-i
durchgeführten Traxiskodierung) bestnnd aus einer Reihe (Fanillit.)
von logarithmischon Kurven, welche durch gradlinige Segmente angenähert
wurden, wie in Fig.6 dargestellt ist, \ro ein lineax-es
Signal auf der X-Achse und das komprimierte Signal auf der X-Achse
aufgetragen ist.
Diese Kia^ven entsprechen der folgenden Tabelle:
Diese Kia^ven entsprechen der folgenden Tabelle:
Hül1kurvens igna1
Lautstäxkobereich
Lautstäxkobereich
(Ausgewählt mittels
dec Demodulators
DEMLOC)
dec Demodulators
DEMLOC)
1-2-3-4-5-6-7
2-3-4-5-6-7
3-4-5-6-7
4-5-6-7
Anzahl der verringerten Bits
(gesteuert mittels
des Speichers IiG)
des Speichers IiG)
O 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4
Koinpj.* e s s i on skeim~
linien
(von dom Kodierer
COD)
Cl Cl C2 Cl
C2
C3 Cl C 2
C3 C4
Cl C2
- 24 -
509850/073 7
BAD ORlGlNAt
3 4 > C3
4 4 > C4
5-6-7 4 > C5
1 5 * Cl-
2 5 > C2
3 5 r C3
4 5 > C4
5 5 > C5
6-7 5 > C6
8 > 8 —
Hieraus ist zu ersehen, daß die von dem Kodierer gewählte Kompressionskennlinie
eine Funktion sowohl des HüllkurvensignaIs
als auch der Anzahl mittels des Kodierers au vermindernder Bits ist; wobei diese letztgenannte Information von dem Zentralspeicher
MG geschaffen ist; eine Ausnahme hiervon ist der Abschnitt 8, welcher einem "leerlaufenden Kanal" zugeordnet ist, und folglich
wird keine Infoi'mation über die Abtastungen dieses Kanals
an das entfernte Endamt bzw. Endgerät übertragen.
Das Kriterium, auf welchem die Veränderlichkeit der Anzahl Bits pro Abtastung beruht, besteht darin, daß mit der· maximalen Anzahl
von bedeutsamen Bits die Übertragungsgeschwindigkeit erfaßt
ist, welche an den Kodierern COD und COD* über den Kombinator*
FSFC verfügbar ist, um dadurch das zusätzliche durch diese Dekodierer während der Signalbehandlung eingeführte Rauschen auf ein
Minimum herabzusetzen.
In den vorbeschriebenen Beispielen ist der Begriff "leerlaufender
Kanal", wodurch ein brauchbarer Kanal fortfällt, einem der Lautstärkeabschnitte (z.B. 8) des Hüllkurvensignals zugeordnet, welches
mittels des Extraktors ES extrahiert und mittels des Diskriminators DISC ausgefiltert wird. Der Begriff "leerlaufender Kanal"
bezieht siclg auf die Tatsache, daß ein Teilnehmer im allgemeinen
brauchbare (Sprach-)Signa3.e während eines begrenzten Zeitintervalls abgibt. Im Hinblick auf die Pausen zwischen den Worten und
im Hinblick auf die Perioden, während welcher der Teilnehmer zu-
— 25 —
509850/0737
hört, ist der dem Teilnehmer zugeordnete Kanal durch ein brauchbares
und verwendbares Signal nur während eines prozentualen Anteils der Zeit besetzt, welcher zwischen kO und 60°o liegt.
Der Diskriminator DISC weist einen Entscheidungspegel auf, we.lcher
dem Lautstärkeabschnitt zugeordnet ist, welcher dem Fehlen eines verwendbaren Signals entspricht. Über diesem Pegel entscheidet
der Diskriminator, daß für ein brauchbares Signal ein aktiver Kanal vorhanden ist, während er unter diesem Pegel sich
für das Fehlen eines brauchbaren Pegels (leerlaufender Kanal)
entscheidet; dieser Pegel wird dann als "SperrSchwellenwert"
bezeichnet.
Dieser Sperrschwellenwert kann festgelegt sein; d.h. er kann vorher unabhängig Von der Form und den Kenndaten des Signals S. und
von einem möglichen, diesem Signal überlagten Rauschen festgelegt sein (wobei das Rauschen auf dem vorhergehenden Signal S. beruht).
Wenn der Sperrschwellenwert festgelegt ist, ist es , wenn ein dem
Signal S. überlagertes Rauschen vorhanden ist, nicht möglich, sicher das brauchbare (gesprochene) Signal von dem Rauschen zu
unterscheiden. In den vorgesehenen Ausführungen ist daher die Beweglichkeit des "Sperrschwellenwerts" in Betracht gezogen worden,
um das Rauschen besser von dem verwendbaren Signal unterscheiden zu können. Folglich ist der "Sperrschwellenwert" nicht festgelegt}
sondern veränderlich, und sein Wert wird durch eine entsprechende automatische Steuerschaltung gesteuert.
Die automatische, in Fig.9 dargestellte Steuerschaltung weist
folgende Einrichtungen auf: Einen Zähler CCSU für die aktiven, wirksamen Kanäle (wo ein brauchbares Signal vorhanden ist), einen
Zähler CCNSU für die leerlaufenden Kanäle (wo kein brauchbares
Signal vorhanden ist), eine Subtrahiereinrichtung DIFF, welche auf den Unterschied zwischen : den Ausgängen der beiden Zähler anspricht,
einen Integrator INT, welcher den Ausgang von der Subtrahiereinrichtung DIFF über ein angemessenes, einstellbares
Zeitintervall T raittelt, und einen Vergleicher COMP, welcher den Ausgang von dem Integrator INT mit einer einstellbaren Größe wel-
- 26 -
509850/073-7
ehe genau auf den zeitlichen Prozentsatz bezogen ist, für welchen
das brauchbare Signal in den Kanälen vorhanden sein soll. Der Ausgang des Vergleichers COMP steuert die Veränderung bzw. Verschiebung
des Sperrschwellenwerts nach oben odor unten in den verschiedenen Diskriminatoren DISC.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der automatischen Steuerschaltung
beschrieben. Der Zähler CCSU für die aktiven Kanäle erhält (auf der Leitung 1) eine Information direkt von dem Zentralspeicher
MG und wird um einen Schritt vorwärts geschaltet, wenn oin
Sprachkanal sich von einem "leerlaufendejj" in den "aktiven" ändert;
umgekehrt wird er um einen Schritt zurückgeschaltet, wenn sich ein Sprachkanal von dem "aktiven" in den "leerlaufenden"
Zustand übergeht; der Zähler CCNXU für die leerlaufenden Kanäle
erhält dann (über die Leitung 2) eine Isiormation direkt von dem
Speicher MG und wird einen Schritt vorvc.rtsgeschaltet, wenn der
Zähler CCSU einen Schritt zurückgeschaltet wird, und umgekehrt.
Die von den Zählern CCSU und CCNSU über Leitungen 3 und k versorgte
Subtrahiereinrichtung DIFF bildet die Differenz zwischen dem Ausgang der zwei Zähler und gibt über eine Leitung 5 diese
Differenz an den Integrator INT ab, welcher über eine ausreichend langes, und einstellbares Zeitintervall T einen Mittelwert
bildet. Der Ausgang des Integrators INT vriz'd über eine Leitung an den Vergleicher COMP angelegt, wo er mit einer einstellbaren
Größe P verglichen . wird.
Der Vergleicher COMP weist ein "Unempfindlichkeits"-Band bzw. einen entsprechenden Bereich (P + £P bis P - £P) auf; wenn der
obere Grenzwert (P+ ΔΡ) dieses Bandes überschritten wird, befiehlt
der Vergleicher über eine Leitung 7 den Diskriminatoren DISC, den "Sperrschwellenwert" anzuheben, während wenn der untere
Grenzwert (P - ^P) überschritten vird, er den Diskriminatoren
befiehlt, den "Sperrschwellenwert" zu senken.
Unabhängig davon, wie die automatische Steuerschaltung ausgeführt
ist, weist der "Sperrschwellanwert" einen maximalen und einen tni-
- 27 -
509850/0737
BAD ORIGINAL
nimalen Wert auf. Die mit einem veränderlichen "Sperrschwel1enwert"
erreichten Ergebnisse sind besser, als die Ergebnisse, welche mit einem festen "Sperrschwellenwert" erhalten wurden, insbesondere
wenn ein nicht vernachlässigbares, einem Signal S. überlagertes
Rauschen vorhanden ist.
Im folgenden werden zwei besonders vorteilhafte Ausführungsfonnexi
für die Modulation (bzw. Demodulation) der. von dem Diskriminator
DISC unterschiedenen Hüllkurvensignals OI beschrieben: hierbei beruht die erste Ausführungsforra auf einer Wiedergewinnung von.
Zwischenabtastungen, während die zweite Ausführungsform ein
differentioller Weg mit drei Zuständen x£.;t.
Als erstes wird die Modulation (Demodulation) durch Rückgewinnung
von Zwischenabtastungen beschrieben. Das Blockschaltbild des Modulators
und dos örtlichen Demodulators ist in Fig.7 dargestellt.
Da der empfangsseitige Demodulator dem örtlichen Demodulator entspricht,
wird letzterer nicht gesondert beschrieben. Der Modulator M weist eine Löscheinrichtung CANC, vährexid der ört-l&ho Demodulator
DEMLOC eine Wiedcrgewinnungseinrichtung RICR und ein entsprechendes
Tiefpaßfilter VPPO aufweist. Da die gesamte Moduttltions"(Demodulationa-)Sclialtung
digital arbeitet, sind die Signal«
Xft), V(t), U(t) und U'(t) numerische Werte, welche der digitalen
Verarbeitung der, von dein Diskriminator DJSC geschaffenen Hüllkurvensignals
zugeordnet sind.
Das Signal U(t) am Ausgang des Diskriminators DISC (Leitung k in
Fig.7) weist eine Abtastperiode von 125/USeIc auf, wie vorher bei
der Beschreibung des Discriminators DISC ausgeführt ist. Da das unterschiedene Hüllkurvensignal U(t) in seiner Bandbreite viel
mehr begrenzt ist als ein Spracbsignal des Teilnehmers, sind die alle 125/Usek vorgenommenen Abtastungen den Signals U(t) definitiv
.redundant, um das Signal U(t) wiederzugewinnen. Mittels der Löscheinrichtung CANC werden die Abtastvrerte beseitigt, welche
nicht unbedingt notwendig sind.
Das Signal V(t) (auf der Leitung 21 in Fig,7) am Ausgang der
509850/0737
Löscheinrichtung CANC ist wieder das Signal U(t), aber mit einer viel längeren Abtastperiode als 125/Usek. Das Signal VCt) enthält
die Information, welche umbedingt erforderlich ist, um das
Signal U(t) eindeutig zu bestimmen; infolgedessen wird es über
den Kombinator FOIM an das entfernte Endaint übertragen und gleichzeitig in dem örtlichen Speicher MG gespeichert. Das Signal V(t) wird dann sowohl in dem sendeseitigen Endnmt (mittels des Demodulators DEMLOG) als auch in dem empf angsseitigen Endamt (mittels des Demodulators DEM) behandelt.
den Kombinator FOIM an das entfernte Endaint übertragen und gleichzeitig in dem örtlichen Speicher MG gespeichert. Das Signal V(t) wird dann sowohl in dem sendeseitigen Endnmt (mittels des Demodulators DEMLOG) als auch in dem empf angsseitigen Endamt (mittels des Demodulators DEM) behandelt.
Der Demodulator DEMLOC weist eine Wiedergewinnungseinrichtung RlCIl
und ein Tiefpaßfilter FPBO auf. Sowohl in den sende- wie auch in
den empfangsseitigen Endämtern findet grundsätzlich die gloiche
Arbeitsweise statt, um eine einwandfreie Ubereinstinunung zwischen
dem Kodierer COD und dem Dekodierer DEC sowie die bestmögliche Annäherung bei der Wiedergewinnung des Signals U(t) innerhalb der
der Abtastperiode von 125/Usek sicherzustellen, weshalb \ton dem Kodierer und dem Dekodierer eine sehr exakte Verarbeitung der
Sprachabtastwerte gefordert wird.
Sprachabtastwerte gefordert wird.
Die Wiedergewinnungseinrichtung RICK erzeugt in einer sehr ähnlichen
Weise ein digitales Signal X(t) mit einer Abtastdauer von
125/Usek und Werte, welche innerhalb derselben Abtastperiode wie das Signal V(t) immer gleich gemacht und auf den neuesten Stand gebracht werden. Bezüglich der Frequenz entspricht das Spektnura des Signals X(t) sehr weitgehend dem Spektrum des Signals U(t), wobei Komponenten außerhalb des Bnndes des Signals U(t) liegen. Das digitale Tiefpaßfilter FPBO beseitigt diese außerhalb des
Band fallenden Komponenten und gewinnt beinahe genau innerhalb
der Abtastperiode von 125/Usek das Signal U(t) zurück. In bestimmten Fällen kann das Tiefpaßfilter vollständig entfallen; in diesem Fall muß jedoch die Abtastperiode des Signals V(t) verringert werden.
125/Usek und Werte, welche innerhalb derselben Abtastperiode wie das Signal V(t) immer gleich gemacht und auf den neuesten Stand gebracht werden. Bezüglich der Frequenz entspricht das Spektnura des Signals X(t) sehr weitgehend dem Spektrum des Signals U(t), wobei Komponenten außerhalb des Bnndes des Signals U(t) liegen. Das digitale Tiefpaßfilter FPBO beseitigt diese außerhalb des
Band fallenden Komponenten und gewinnt beinahe genau innerhalb
der Abtastperiode von 125/Usek das Signal U(t) zurück. In bestimmten Fällen kann das Tiefpaßfilter vollständig entfallen; in diesem Fall muß jedoch die Abtastperiode des Signals V(t) verringert werden.
Als Hauptvorteile dieser Art der Modulation-Demodulation können die einfache Durchführung, ein hoher Grad der tlnempfindlichkeit
bei der Übertragung von Fehlern für das Signal V(t) eine ausge-
- 29 -
5 0 9 8 5 0/073?
zeichnete Wiedergewinnung des Signals U(t) sowie eine minimale
Übertragungsje schwindigkeit angeführt werden,
Zur differentiellen Modulation-Demodulation ist in Fig.8 ein
Blockschatlbild des Modulators und des örtlichen Demodulators dargestellt; da der enipf angssei tige Demodulator genau dem örtlichen
Demodulator entspricht, ist ersterer nicht gesondert beschrieben. Der Modulator M weist einen Vergleicher CO3S auf,
welcher ein Signal U(t) von dem Diskriminator DISC erhält und einem örtlichen Demodulator DEMLOC mit 3 logischen Ausgängen
(a, b, c) zuführt, welcher eine Wiedergewiunungseinrichtung RICK'
aufweist, welche ein dem Signal U(t) sehr ähnliches digitales Signal U1Ct) schafft, (wenn es von dem Kodierer COD gefordert
wird). Ähnlich wie in Fig.7 erhält der 3 Zustände aufweisende Vergleicher
CO3S (über die Leitung 4) ein Signal U{t) von dem Diskriminator DISC und legt das 3 Zustände aufweisende Signal (a,
b, c) an eine Wiedergevrinnungseinrichtung HICR' an.
Der Ausgang an der Wiedergewinnungseinrichtung RICR1 ist daa Signal U1Ct), welches über eine Leitung 6 an den Kodierer COD und
eine Leitung 2li an den Vergleicher CO3S angelegt wird. Letzterer,
welcher eine genau festgelegte Zeit lang arbeitet, vergleicht das Diskriminator-Ausgangssignal U(t) mit dem wiedergewonnenen Signal
U1Ct), welches von der Wiedergewinnungseinrichtung RICR1 dem Kodierer
COD zugeführt wird. Wenn das Ergebnis dieses Vergleichs größer als null ist, dann wird (über eine Leitung 26) die Form
(a) dem Kombinator FOIM und dem Speicher MG und folglich dem
Empfänger R zugeführt. Wenn stattdessen das Ergebnis kleiner als null ist, dann wird die Form Cb) abgegeben, während wenn das Ergebnis
gleich null ist, wird die Form (c) abgegeben.
In dieser Ausführungsform entspricht die Wiedergewinnungseinrf.ciitujig
RICR', welche eine Information Ca, b, c) erhält und ein Sig-*·
nal U1U) abgibt, dem örtlichen Demodulator 0EMLOC· In dem erapfangsseitigen
Endamt ist ein Demodulator BEM vorgesehen, welcker
dem Demodulator DEMLOC entspricht, welcher in diesem Fall Mit
der Wieder gewinn ungs einrichtung RICR1 allein übereinstimmt,
501850/0131
In diesem Fall ist auch eine einwandfreie Übereinstimmung zwischen
dem Kodierer COD und dem Dekodierer DEC erreicht, da beide derselben
Art von Verarbeitung durch dasselbe Signal unterworfen sind.
Die Wiedergewinnungseinrichtung RICR1 hat folgernde Aufgaben: ein
Signal U'(t) innerhalb der Abtastperiode von 125/Usek zu erzeugen,
das Signal U'(t) innerhalb der* gleichen Periode genauso auf den
neuesten Stand zu bringen wie die von dein Vergleicher CO3S erhaltene
Inf orniation.
Dcis Kriterium, ein Signal bzw. eine Information auf den neuesten
Stand zu bringen besagt folgendes:
itaii — U'(t) nimmt, um eine Quantisieruiigssüufe zu;
U'(t) nimmt um einen Quantisierungsschritt ab;
iicii U'(t) bleibt unverändert.
Um den Einfluß von Ubertragungsfehlern zu beseitigen, muß nun
noch ein Einstellsignal übertragen werden.
Die Hauptvorteile dieser Art einer drei Zustände nufweisenden,
differentiellen Modulation-Demodulation /sind folgende: eine
leichte Durchführbarkeit; eine gute Wiedergewinnung des Signals
U(t) und eine gute Übertragungsgeschwindigkeit.
S0985Ö/073?
- 31 -
Claims (12)
1. System zur Verminderung der Redundanz von PCM-kodierten Signalen
mittels einer Kompression bzw. mittels einer Dehnung, dadurch gekennzeichnet, daß das einem oder mehreren
Teilnehmern zugeordnete Eingangssignal mit η veränderlichen Koaipressionsverfahren
kodiert wird, welche durch ein Extrahieren der Hüllkurve des Eingangssignals und durch ein Ihiterscheidcm in
der Weise erhellten werden, daß sie einem von η möglichen Lautstärkeberoichen
zugeordnet werden, und daß zusammen mit digitalen
Signalen, welche durch Dekodiervcn des Eingangssignals mit 3JiIfβ
dei^ veränderlichen Konipressioiisverfahren erhalten werden,digitnie
Signale, v/elche für eine Wiedex-gewinnung des Lautstäx'kebereichs
der Hüllkurveinteile verwendbar sind, ebenfalls übertragen werden»
wobei die Übertragungsgeschwindigkeit der letzterwähnten, digitalen
Signale bezüglich der Übertragungsgeschwindigkeit in den Sprachkanälon vernachlässigbar ist, welche ihrerseits wiederum
im Vergleich zu der Bitgeschwindigkeit herkömmlicher PCM-Systeme
vermindert ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß empfangsseitig mit hoher Geschwindigkeit übertragene Signale
von den mit niedriger Geschwindigkeit übertragenen Signalen getrennt
werden, daß die Hüllkurvenwelle aus den langsamen Signalen erhalten wird und dadurch unterschieden wird, daß ihr jedesmal
einer der für möglich gehaltenen η Lautstärkebereiche zugeordnet wird, und daß die schnellen, mit hoher Geschwindigkeit über-
50 9 850/0.7 37 : ^v ."
BAD ORIGINAL
tragenen Signale mit Hilfe von veränderlichen Dehnungsverfahren
kodiert werden, welche aus der Unterscheidung der Hüllkurvenwelle erhalten werden.
3· System nach einem der·vorhergehenden Ansprüche, dadurch g ekennzeichnet,
daß das Eingangs- (bzw. Ausgangs-)Signal, welches einem oder mehreren Teilnehmern zugeordnet ist, aus
einer Gruppe von Signalen ausgewählt wird, welche ein analoges Signal in dem Sprachband, ein amplitudenmoduliertes (PAM) Analogsignal,
welches sich aus der Zeitmultiplexverarbeitung von mehreren Sprachkanälen ergibt, ein digitales Signal, das sich aus
der jeweiligen PCM-Kodierung eines Sprachsignals ergibt, und ein digitales PCM-Signal aufweist, welches sich aufgrund der Zoitmultiplexverarbeitung
und der PCM-Kodierung von mehreren Sprachkanälen ergibt.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet,
daß die veränderlichen Korapi-essions-
(fczw« Dehnungs-) Verfahren eine Art Familie linearer oder logarithmischer
Kennlinien darstellen.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e
kennzeichnet, daß die Modulation-Demodulation der Hüllkurvenwelle durch Wiedergewinnung von Zwischenabtastwerten
bewirkt wird, oder daß eine vorzugsweise drei Zustände aufweisende differentielle Modulation-Demodulation vorgenommen wird.
- 33 -
509850/0737
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g ek e η η ζ ei c h η e t, daß es mit einem veränderlichen Schwellenwert
arbeitet.
7- Einrichtung zur Durchführung des Systems nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch ge Ic en η ζ e i chn et, daß auf der Sender seite (TR) ein Extraktor (ES) für die Hüllkurvenwelle
des Eingangssignals, ein Diskriminator (DISC) für
die Hüllkurve, um sie einer von η für möglich gehaltenen Lautstärkebsreichen,
welche zu den Zuständen gehören, zuzuordnen, einen Kodierer (COD) für das Eingangssignal^welcher Kompressionsverfahren
aufweist, die entsprechend dom Hüllkurvenvert
veränderlich sind, ein Wandler oder ein digitaler Modulator-Demodulator
(Mj DEMLOC) für das Hüllkurvensignal, ein Kombinntor
(FSFC) für die mit hoher Geschwindigkeit übertragenen Signale, Vielehe von den Kodiorern (COD; COD1; COD") mehrerer Systeme
anliegen, einen Kombinator (FOIM) für mit niedriger Geschwindigkeit
übertragene modulierte Signale, und einen Endkombinator (FID) für die mit hoher und mit niedriger Geschwindig. keit
übertragenen Signale vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichn
e t,daß empfangsseitig eine Wähl- oder Trenneinrichtung (SID)
für die mit hoher und niedriger Geschwindigkeit übertragenen digitalen Signale (SDV bzw. SDL), ein Verteiler (RSFC) für die
schnellen digitalen Signale, ein Verteiler (RSOI) für die langsamen,
digitalen Signale, eine Reihe von Kanälen für die schnellen digitalen Signale mit jeweils einem Dekodierer (DEC;
509850/073? - 3* -
DEC; DEC") rait η veränderlichen IJehnungsverfahren, sowie eine
entsprechende Anzahl von Kanälen für die langsamen Signale vorgesehen
sind, welche jeweils einen Demodulator (DEM; DEM1; DEM")
für die Signale zur Wiedergewinnung der Hüllkurvenwelle und einen Diskriminator (DISC; DISC; DISC") mit η DelmungsmogJichkeiten
für die ■wiedergewonnene Hiil3.kurvcnwel3.e aufweisen.
9» Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Extraktor (ES) für die Hüllkurvenwelle
einen Vollweggleichz'ichter (ROI) oder einen Vervielfacher
(X) aufweist, welchen jeweils ein Tiefpaßfilter (Fl1B bzw.
FPBX) nachgeschaltet ist.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ ei chn e t, daß der Modulator oder Wandler (M)
für die Hüllkurvenwelle eine Löscheinrichtung (CANC) für Impulse aufweist, welcher gleichzeitig Impulse an den Kombinator (FOlM)
und an einen örtlichen Demodulator (DEMLOC) zuführt.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t,daß der örtliche Demodulator (DEMLOC)
eine Wiedergewinnungseinrichtung für Zwischenabtastwerte und ein Tiefpaßfilter (FPBO) aufweist.
12.. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9tda<iureh g e kennzei
chn,et, daß der Modulator einen Vergleicher (CO3.S) für mehrere Zustände und einen lokalen Demodulator (DEMLOC)
509850/0737
in Form einer Wiedergewinnungseinrichtung (RICR') aufweist.
13· Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
ge kennzeichne t, daß der sendeseitige Kodierer (COD) (bzw. der empfangsseitige Kodierer) unmittelbar an den
örtlichen Demodulator (DEMLOC) angekoppelt ist.
lh. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,insbesondere
zur Durchführung des Systems nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung aur automatischen
Steuerung eines veränderlichen Sperrschwellenwerts vorgesehen
ist, welche einen Zähler (CCSU) für aktive Kanäle, einen
ZähXer (CCNSU) für leerlaufende Kanäle, eine Subtrahiereinrichtung
(DIFF), und einen Integrator· (INT) aufweist, welchem eine Zciteinstell einrichtung soivie ein Vergleicher (COMP) zugeordnet
ist, an welchem eine Größe P, welche sich auf den zeitlichen
Prozentsatz(T) bezieht,zugeordnet ist, wobei mit dem Ausgang des
Vorgleichers (COMP) der Diskriminator (DISC) für die Hüllkurvenwelle
gesteuert wird.
509850/0737
-3fr.
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT23193/74A IT1021020B (it) | 1974-05-27 | 1974-05-27 | Sistema e dispositivi di comunica zione con segnali codificati p.c.m. a ridondanza ridotta |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2523492A1 true DE2523492A1 (de) | 1975-12-11 |
Family
ID=11204743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752523492 Ceased DE2523492A1 (de) | 1974-05-27 | 1975-05-27 | System und einrichtung zur verminderung der redundanz von pcm-kodierten signalen |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4005274A (de) |
JP (1) | JPS5129808A (de) |
AR (1) | AR208911A1 (de) |
BE (1) | BE829537A (de) |
DE (1) | DE2523492A1 (de) |
ES (1) | ES437780A1 (de) |
FR (1) | FR2273412B1 (de) |
GB (1) | GB1509233A (de) |
IT (1) | IT1021020B (de) |
NL (1) | NL7505563A (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH604409A5 (de) * | 1977-05-17 | 1978-09-15 | Landis & Gyr Ag | |
JPS5523603A (en) * | 1978-06-22 | 1980-02-20 | Nec Corp | Method and apparatus for coding and decoding of telephone signal |
CA1152650A (en) * | 1979-02-27 | 1983-08-23 | Ernst A. Munter | Pcm and pam conversion circuit including signal level variation on the pcm portion of the circuit |
FR2463549A1 (fr) * | 1979-08-10 | 1981-02-20 | Telecommunications Sa | Dispositif de reduction du debit numerique d'informations codees |
IT1128762B (it) * | 1980-02-20 | 1986-06-04 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Circuito per diagnosi di reti di connessione pcm |
USRE32124E (en) * | 1980-04-08 | 1986-04-22 | At&T Bell Laboratories | Predictive signal coding with partitioned quantization |
US4354057A (en) * | 1980-04-08 | 1982-10-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Predictive signal coding with partitioned quantization |
US4386237A (en) * | 1980-12-22 | 1983-05-31 | Intelsat | NIC Processor using variable precision block quantization |
DE3267481D1 (en) * | 1982-02-09 | 1986-01-02 | Ibm | Method for multi-speed digital transmission and apparatus for carrying out said method |
US4481659A (en) * | 1982-02-11 | 1984-11-06 | Universite De Sherbrooke | Apparatus and method of reducing the bit rate of PCM speech |
US4513426A (en) * | 1982-12-20 | 1985-04-23 | At&T Bell Laboratories | Adaptive differential pulse code modulation |
DE3411962A1 (de) * | 1983-03-31 | 1984-10-31 | Sansui Electric Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Datenuebertragungseinrichtung |
FR2545301B1 (fr) * | 1983-04-29 | 1986-07-25 | Telephonie Ind Commerciale | Procede de compression-decompression d'un signal de type vocal |
US4845499A (en) * | 1987-11-02 | 1989-07-04 | Ag Communication Systems Corporation | Method for generating PCM logarithmic values from linear values |
DE68911287T2 (de) * | 1988-06-08 | 1994-05-05 | Fujitsu Ltd | Codierer/decodierer. |
JP3531526B2 (ja) * | 1999-05-13 | 2004-05-31 | 日本電気株式会社 | 通信システム |
US10373630B2 (en) * | 2017-03-31 | 2019-08-06 | Intel Corporation | Systems and methods for energy efficient and low power distributed automatic speech recognition on wearable devices |
US11784731B2 (en) * | 2021-03-09 | 2023-10-10 | Apple Inc. | Multi-phase-level signaling to improve data bandwidth over lossy channels |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3471648A (en) * | 1966-07-28 | 1969-10-07 | Bell Telephone Labor Inc | Vocoder utilizing companding to reduce background noise caused by quantizing errors |
US3711650A (en) * | 1970-10-26 | 1973-01-16 | Logicon Inc | Adaptive pulse code modulation system |
US3806806A (en) * | 1972-11-20 | 1974-04-23 | Bell Telephone Labor Inc | Adaptive data modulator |
US3815124A (en) * | 1973-01-16 | 1974-06-04 | Westinghouse Electric Corp | Analog to digital converter |
-
1974
- 1974-05-27 IT IT23193/74A patent/IT1021020B/it active
-
1975
- 1975-05-12 NL NL7505563A patent/NL7505563A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-05-19 ES ES437780A patent/ES437780A1/es not_active Expired
- 1975-05-20 GB GB21437/75A patent/GB1509233A/en not_active Expired
- 1975-05-26 AR AR258946A patent/AR208911A1/es active
- 1975-05-26 JP JP50062051A patent/JPS5129808A/ja active Pending
- 1975-05-26 FR FR7516294A patent/FR2273412B1/fr not_active Expired
- 1975-05-27 US US05/580,914 patent/US4005274A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-05-27 BE BE156748A patent/BE829537A/xx unknown
- 1975-05-27 DE DE19752523492 patent/DE2523492A1/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1021020B (it) | 1978-01-30 |
FR2273412B1 (de) | 1979-01-19 |
JPS5129808A (de) | 1976-03-13 |
NL7505563A (nl) | 1975-12-01 |
US4005274A (en) | 1977-01-25 |
GB1509233A (en) | 1978-05-04 |
ES437780A1 (es) | 1977-05-16 |
BE829537A (fr) | 1975-09-15 |
AR208911A1 (es) | 1977-03-15 |
FR2273412A1 (de) | 1975-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2523492A1 (de) | System und einrichtung zur verminderung der redundanz von pcm-kodierten signalen | |
DE69733692T2 (de) | Verfahren und system zur kompensation gestohlener bits zugeordnet zu einem empfänger oder codec | |
DE3688980T2 (de) | Verfahren zur Multigeschwindigkeitskodierung von Signalen und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. | |
DE68926864T2 (de) | Übertragungssystem für Multimediadaten | |
DE69736181T2 (de) | Kooperative rückkuppelung eines kompensationssystem mit einem sender oder einem codec verbunden | |
DE69525836T2 (de) | Kodierung und dekodierung eines breitbandigen digitalen informationssignals | |
DE69132460T2 (de) | ISDN-Schnittstellenschaltung | |
DE69229620T2 (de) | System zur Sprachkodierung und -dekodierung | |
DE3639753A1 (de) | Verfahren zum uebertragen digitalisierter tonsignale | |
EP0659002B1 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Übertragung von Sprachsignalen | |
DE2224353C3 (de) | Signalübertragungsanordnung für Trägerf reque nzsy sterne | |
DE69029658T3 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Kompression eines Kommunikationssignals | |
DE4211945C1 (de) | ||
DE69922582T2 (de) | Sende- und Empfangsvorrichtung zur Auswahl eines Quellenkodierers und Verfahren dazu | |
EP0370277A2 (de) | Subband-Übertragungssystem | |
DE69316880T2 (de) | Numerische Verstärkungsregelung | |
DE3888090T2 (de) | Leistungspegelsteuerung in Funkverbindungen. | |
DE69928682T2 (de) | Audiocodierer, der Paketabschnitte wiederholt sendet | |
DE2811293A1 (de) | Verfahren und anordnung zur sprachuebertragung | |
DE3232599C2 (de) | ||
DE2240218B2 (de) | Ueberwachungseinrichtung fuer ein pulscodemodulationssystem | |
EP0610282B1 (de) | Verfahren zur gleichzeitigen übertragung von audio-signalen aus n-signalquellen | |
DE2855395C2 (de) | Nachrichtenübertragungssystem | |
DE19727938B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Codieren von Signalen | |
DE2718631A1 (de) | Verfahren zur digitalen uebertragung von qualitativ hochwertigen tonsignalen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS |
|
8131 | Rejection |