DE2607387C2 - Schaltungsanordnung für die Signalnachbildung bei einem mit Delta-Modulation arbeitenden Nachrichtenübertragungssystem - Google Patents

Description

—33 dbm) liegt, dann wird eine Sprachbelegungs- oder Sprachaktivitätsanzeige erzeugt die in den Sprachbelegungs-Kompressions-Verarbeitungsschaltungen dazu benutzt wird, einen gemeinsamen Übertragungskanal für die Durchschaltung einer virtuellen Verbindung nach dem entfernten Demodulator und hörenden Teilnehmer herzustellen. Da die Schrittgröße dem repräsentativen Wert proportional ist, kann sie in der logischen Feststellung der Schwellwertaktivität benutzt werden. Liegt dir Wert des Quantisierungsschrittes unterhalb der Aktivitätsschwelle des Sprachübertragungskanals, dann wird die Verbindung unterbrochen und einer anderen virtuellen Verbindung zugeordnet. Eine den Status des Obertgragungskanals anzeigende Information wird dann wiederholt über einen der Übertragung der Sprachbelegungs-Kompressionsdgnale dienenden Kanal für die entsprechende Steuerung auf der Gegenseite übertragen.

Verschiedene Gesichtspunkte der Erzeugung unterschiedlich großer Quantisierungsschritte und die Feststellung von Sprachaktivität sind in Band 16, Nr. 11 des IBM Technical Disclosure Bulletin auf Seiten 3702 bis 3705 und 3709 bis 3710 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art eine für sich bekannte Rauschsignal-Einfügung unter Vermeidung der genannten Nachteile zu realisieren. Die Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe sind im Patentanspruch 1 gekennzeichnet Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung an.

Gemäß der Erfindung wird immer dann, wenn ein Übertragungskanal für Delta-modulierte Sprachübertragung kurzzeitig unterbrochen wird (beispielsweise durch das Ansprechen der die Sprachbelegungs-Kompressionssignale verarbeitenden Schaltungen), ein die Unterbrechung anzeigendes Signal oder eine solche Information (z. B. die über den Sprachbelegungs-Kompressionssignalkanal übertragene Information »Kanal in Benutzung«) am fernen Ende dazu benutzt, ein besonderes Pseudwzufalls-Digitalsignal am Demodulator einzufügen. Das eingefügte Digitalsignal besteht aus einer Pseudo-Zufallsbitfolge mit der Eigenschaft, daß die Anzahl unmittelbar aufeinanderfolgender gleichartiger Bits auf einen Wert begrenzt ist, der einem vorbestimmten Quantisierungsschritt einer digital arbeitenden Integrierschaltw-ng des Delta-Modulaton. entspricht. Die Signaleinfügung bewirkt, daß der Delta-Demodulator aus den Ausgangssignalen der logischen Schaltung ein Rauschsignal als Nachbildung eines hörbaren Hintergrundrauschens erzeugt.

Eine gleichartige Bitfolge kann auf der Sendeseite in einen nichi gemeinsam benutzten Delta-Modulationskanal eingefügt werden, um damit entweder die Wirkung einer Signalnachbildung eines hörbaren Hintergrundrauschens im Übertragungsweg zu erzielen und/ oder einen mit dem Delta-Modulationscodierer verbundenen Integrator zurückzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch ein System, bei dem ein Delta-Modulationssignal über einen gemeinsamen, unterbrechbaren Sprachübertragungskanal unter Verwendung der Erfindung übertragen wird;

Fig. 2 schematisch eine logische Schaltung zur Erzeugung eines Rauschsignals gemäß der Erfindung für den Fall η = 3:

F i g. 3 die Taktsignale für die in F i g. 2 dargestellte logische Schaltung und

F i g. 4 die sendeseitige Anwendung der Erfindung für eine Echounterdrückung bei einem nicht mehrfach genutzten, für Delta-Modulation verwendeten Übertragungskanal.

F i g. 1 zeigt ein Anwendungsgebiet für eine Sprachübertragung mit Delta-Modulation über einen mehrfach genutzten Kanal, wie es beispielsweise in der obengenannten DE-OS 25 59 006 der Anmelderin offenbart ist Ankommende analoge Sprachsignale werden zunächst in der Modulationsschaltung 1 einer Delta-Modulation unterzogen. Ein digital arbeitender Integrator 2 mit einem Quantisierungsschritt oder Schrittargument unterschiedlicher Amplitude liefert komprimierte, der Lautstärke oder Größe der Eingangsspannung — entsprechende digitale Darstellungen des Eingangssignals. Das delta-modulierte Codesignal wird anschließend über virtuell zugeordnete Kanäle einer Übertragungs-

leitung 3 übertragen. Eine solche Übertragungsleitung kann beispielsweise auch eine gemeinsame Steuerschaltung mit verkehrsabhängig arbeitenc.™ Wählschaltungen und eine Zeitmultiplex-Vielfachzugriff-Nachrichtenverbindung über einen Satelliten (TDMA) enthalten.

Der Delta-Modulationscodierer 4 vergleicht das digitale Ausgangssignal des Analog-Digitalwandlers 6 mit einem zu erwartenden Wert g(V), der eine unkomprimierte digitale Funktion der vorangegangenen Codierung ist. Die Differenz AV wird sowohl als derzeitiger Delta-Modulationscodewert (für eint Signalgabe bei L) und zur Steuerung einer Addition oder Subtraktion des Schrittfaktors ((V) vom zuletzt ermittelten Integrationsergebnis benutzt. Dabei schwankt der repräsentative Wert von ((V) in dem Maße, wie sich der durch g(V) dargestellte Lautstärkepegel innerhalb vorbestimmter Bereichsgrenzen ändert.

An der fernen Demodulationsstation 7 wird das von der Leitung L kommende Signal aus dem gemeinsam benutzten (virtuellen) Kanal abgeleitet und über eine zugeordnete Leitung 12 den Demodulationsschaltungen 8 zugeführt, die ein dem Eingangssignal Vin entspreche .des analoges Ausgangssignal Vout liefern.

Sprachaktivität-Detektorschaltungen 9. die auf der Sendeseite mit den Schaltungen 2 zusammenwirken, bestimmen, wenn ((V) einem vorbestimmten inaktiven) Rauschpegel entspricht und schalten damit die Leitung L von der Übertragungsleitung 3 beispielsweise dadurch ab, daß an einem schematisch dargestellten Umschaltkontakt 10 die Übertragungsleitung an einen anderen virtuellen Kanal L angeschlossen wird. Eine Sprachaktivitätskompressionsmaske wird über einen anderen Kanal an die entsprechenden Sprachaktivitätskompressionsschaltungen 11 auf der Empfangsseite übertragen und zeigen eine augenblickliche Unterbrechung des von der Leitung L nach der Leitung L' führenden Kanals an, wobei, wie zuvor vorgeschlagen, der solchermaßen unterbrochene Kanal nunmehr einer anderen, nicht dargestellten virtuellen Verbindung zugeordnet werden kann. Die Demodulationsschaltung 8 wird über einen niv schematisch dargestellten Schalter 12 mit einen Rauschsignalgenerator 13 verbunden, der binäre Signale in einer Pseudo-Zufallsfolge (langer Wiederholungszeitraum) unter der einschränkenden logischen Bedingung liefert, daß nicht mehr als η aufeinanderfolgender Bits gleiche binäre Werte aufweisen dürfen. Dabei ist η eine ganze Zahl, die dabei der Schrittgröße, wie sie in der Integrationsstufe 14 und in der Demodulationsschaltune 8 verwendet wird, zugeordnet

ist. Wird dieses Signal der Demodulatorschaltung 8 zugeführt, dann wird durch diese Zufallssignalfolge der Wert eines einzelnen Schrittes fortschreitend bis auf einen Wert verringert, der unterhalb eines Schwellwertes liegt, so daß das Ausgangssignal als hörbares leises s Rauschen zu erkennen ist, das von einer vollständig toten Leitung leicht zu unterscheiden ist.

Fig.2 zeigt die logische Schaltung 17 für eine Begrenzung des Ausgangssignals des Pseudo-Zufallsgenerators, der Pseudo-Zufallsfolge gemäß der Erfindung für den Fall η = 3 (d. h. für eine Schwellwcrtaktivität darf die Anzahl aufeinanderfolgender gleicher Bits den Wert 3 nicht überschreiten). Das Pseudo-Zufallssign.il, das durch einen Pseudo-Zufallssignalgenerator 18 geliefert wird und vorzugsweise ein Signal mit einer langen Wiederholungsperiode ist, arbeitet auf die bistabile Kippschaltung FFl. Die abwechselnd auftretenden Ausgangssignale ζ) und Oder Kippschaltung FFl werden mit den entsprechenden Äusgungssigtiaictt einer zweiten bistabilen Kippschaltung FF2 über zwei UND-Glieder und ein ODER-Glied als aufeinanderfolgende Eingangssignale einem dreistufigen Schieberegister 20 zugeführt. Ein NOR-Glied 21 und ein UND-Glied 22 dienen der logischen Verarbeitung der Ausgangssignale des Registers 20 und der bistabilen Kippschaltung FF1 und betätigen das NOR-Glied 23, das dann wirksam jeweils das vierte Bit einer beliebigen Folge von vier gleichen Bits invertiert, sollten diese gleichzeitig durch das Schieberegister 20 und die Kippschaltung FF1 angeliefert werden. Die Ausdehnung auf weitere Werte von π ergibt sich ohne weiteres aus der nachfolgenden Beschreibung.

Für Taktzeit Takt 2 (F i g. 3) wird die bistabile Kippschaltung FF2 eingestellt. In diesem Zustand ist das Ausgangssignal Q von FF2 entsperrend und das Aus- as gangssignal Q ist sperrend. Zur Taktzeit Takt 1 wird das Schieberegister 20 wciicrgeschcben und der Betriebszustand von FFl wir dann in die erste Stufe des Schieberegisters 20 eingegeben, wenn sich FF2 in seinem voreingestellten Zustand befindet. FFl wird gleichzeitig zurückgestellt (Q entsperrend). Wenn danach auf der Eingangsleitung 25 ein 1-Bit auftritt, dann wird der Einstell-fO^Eingang von FFl impulsmäßig aufgetastet und kehrt den Betriebszustand von FFl um (Q entsperrend) bevor der nächste Schiebeimpuls Takt 1 ankommt.

Das UND-Glied 22 spricht auf das gleichzeitige Auftreten von lauter 1-Bits im Schieberegister 20 und in der bistabilen Kippschaltung FFl an. Dies entspricht einer Folge von vier aufeinanderfolgenden 1-Bits am Eingang der Leitung 25 und stellt das NOR-Glied 23 bereit, das am Rückstelleingang von FF2 diese bistabile Kippschaltung zurückstellt Dadurch wird wiederum bewirkt, daß die logischen Schaltungen zwischen FFl und dem Schieberegister 20 umgepolt werden, so daß der Komplementwert des Schaltzustandes von FFl (d.h. eine null) zur nächsten Taktzeit 1 in das Schieberegister 20 eingegeben wird.

In gleicher Weise spricht das NOR-Glied 22 auf die Koinzidenz von lauter Nullen im Schieberegister 20 und in der Kippschaltung FFl an, was einer Eingangsfolge w> von vier aufeinanderfolgenden Nullbits entspricht und stellt damit die Kippschaltung FF2 zurück und invertiert das von der bistabilen Kippschaltung FFl an das Schieberegister 20 gelangende Eingangssignal

Somit wird also jedes vierte Bit jeder Folge vor vier gleichen am Eingang aufgenommenen Bits bei der Weiterübertragung nach dem Schieberegister 20 invertiert F i g. 4 zeigt, daß das Rauschsignal, das für eine Herabsetzung des aufgenommenen Ausgangssignals auf einen sehr kleinen Rauschpegel dient, auch auf der Sendeseite eines nicht mehrfach ausgenutzten Übertragungskanals eingefügt werden kann, so daß sich in dem Übertragungsweg die gleiche Wirkung einer Signalnachbildung auf dem Rauschpegel ergibt. Diese Einfügung kann zur Echounterdrückung benutzt werden. Man kann somit Echosteuerschaltungen 101, die auf ein Echo ansprechen, das in dem durch die Delta-Mdoulatorschaltung Aa zu verarbeitenden Signal auftritt, für die Steuerung des Kontaktes L in die Position benutzt werden, daß der Ausgang einer logischen Schaltung 17a (die mit der Schaltung 17 in F i g. I identisch ist) in den Übertragungsweg eingeschaltet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2

die Signalnachbildung bei einem mit Delta-Modulation

Patentansprüche: arbeitenden Nachrichten-Übertragungssystem, mit einer Einrichtung zur eingangs- und ausgangsseitigen

!.Schaltungsanordnung für die Signalnachbildung Analog/Digital- und Digital-Analog-Umsetzung und

bei einem mit Delta-Modulation arbeitenden Nach- 5 zur Delta-Modulation und -demodulation sowie mit ei-

richten-Obertragungssystem, mit einer Einrichtung ner Übertragungsstrecke, die vorzugsweise von mehre-

zur eingangs- und ausgangsseitigen Analog/Digital- ren solcher Einrichtungen auf Zeitteilungsbasis benutzt

und Digital-Analog-Umsetzung und zur Delta-Mo- wird.

dulation und -demodulation sowie mit einer Über- In über große Entfernungen führenden Perosprechtragungsstrecke, die vorzugsweise von mehreren 10 Übertragungskreisen kann der Übertragungskanal entsolcher Einrichtungen auf Zeitteilungsbasis benutzt weder zur Beseitigung von Echostörungen oder für wird, dadurch gekennzeichnet, daß einem Zeitmultiplexübertragung von anderen Signalen zeit-Pseudo-Zufalls-Bitfolgegenerator (18) eine logische weise unterbrochen werden. Es ist jedoch bekannt, daß Schaltung (17) nachgeschaltet ist, die in den vom eine vollständige Unterbrechung empfangsseitig die un-Pseudo-Zufalls-Bitfolgegenerator erzeugten Bitfol- 15 natürliche und sehr stark störende Wirkung hat, daß gen die Anzahl unmittelbar aufeinanderfolgender eine vollständige Stille eintritt, so daß der Hörer glaubt, gleichartiger Bits auf einen Wert begrenzt, der ei- daß die Verbindung unterbrochen ist nem vorbestimmten Quantisierungsschritt einer di- In verschiedenen Analogsystemen wird dieser Nachgital arbeitenden Integrierschaltung (2) des Delta- teil dadurch umgangen, daß eine Dämpfung eingeführt Modulators (1) entspricht, daß die logische Schal- 20 wird. Anstelle einer vollständigen Trennung des Signals tung (17) selektiv an die Übertragungsstrecke (3) wird eine hohe Dämpfung (beispielsweise von 50 db) in anschaltbar ist, wenn diese kein signifikantes Infor- den Übertragungsweg eingeschaltet. Es wird jedoch anmationssignal führt, und daß der Delta-Demodulator genommen, daß dieses Verfahren bis heute für eine digiaus den Ausgangssignalen der logischen Schaltung tale Sprachübertragung unter Verwendung von Deltaein Rauschsignal als Nachbildung eines hörbaren 25 Modulationscodierung nicht anwendbar war. Hintergrundrauschens erzeugt. Es ist bei Zeitmultiplex-Übertragungssystemen be-

2. Schaltungsanordnung ryseh Anspruch 1, da- kannt, auf der Empfangsseite in jedem jeweils abgedurch gekennzeichnet, daß der Delta-Modulator (1) schalteten Kanal ein künstliches Rauschsignal einzueine adaptiv mit Integrationsschritten unterschiede speisen, das dem Teilnehmer den Eindruck einer zur eher Größe arbeitende Integrierschaltung (2) ent- 30 Gegenstelle durchgeschalteien Verbindung vermittelt hält. (Zeitschrift »Elektro-Technik«, Band 45, Nr. 23, 24, Au-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- gust 1963, Seiten 455 bis 457).

durch gekennzeichnet daß d·". logische Schaltung Die vorliegende Erfindung läßt sich besonders wirk-

(17a^ selektiv an Stelle des Delta-Modulators {4a) an sam und zweckmäßig bei der virtuellen Durchschaltung

die Übertragungsstrecke (3) ans'haltbar ist 35 in einem Zeitmultiplex-Übertragungssystem einsetzen,

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 wie es beispielsweise in der DE-OS 25 59 006 vorge- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische schlagen wird. In dem dort beschriebenen System wird Schaltung (17) empfangsseitig selektiv an Stelle der eine Sprachbelcgungskompression durchgeführt und Übertragungsstrecke (3) und den Delta-Demodula- die Signalstromkreise sind dabei in der Lage, Sprachtor (14) anschaltbar ist und daß diese Anschaltung 40 pausen zu erkennen und kurzzeitig \.ii^re virtuelle Überdurch über die Übertragungsstrecke (3) übertragene tragungsverbindung zwischen einem örtlichen Delta-Steuersignale steuerbar ist. Modulationscodierer, der einen gerade sprechenden

5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehre ■ Teilnehmer bedient, und einem entfernten Delta-Moduren der Ansprüche 1 bis 4 unter Verwendung von lationscodierer, der einen entfernten gerade hörenden sprachaktivitätskompressionsabhängiger Durch- 45 Teilnehmer bedient, zu unterbrechen. Damit kann der in schaltung über die Übertragungsstrecke, dadurch dieser Verbindung gerade benutzte Kanal zeitweise eigekennzeichnet, daß das Steuersignal sendeseitig bei ner anderen virtuellen Verbindung zugeordnet werden, fehlender Aktivität der angeschlossenen Leitung Die in der obengenannten Offenlegungsschrift bedurch einen Sprachaktivitätsdetektor (9) ableitbar schriebenen Delta-Modulation-Codierschaltungen arist und nach Übertragung empfangsseitig die selekti- 50 beiten zusammen mit einer digitalen Integrationsschalve Anschaltung der logischen Schaltung (17) an den tung der adaptive schrittweise Argumente zugeführt Delta-Demodulator (8) bewirkt und damit den werden. Der Integrator wird dabei für eine Kompres-Schwellwert des Delta-Demodulators soweit herab- sion. Expansion und für die Feststellung einer Sprachaksetzt, daß auf der Ausgangsleitung ein hörbares Rau- tivität benutzt. Bei der Codeerzeugung werden augenschen feststellbar ist. 55 blicklich vorhandene und vorhersehbare digitale Dar-

6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehre- Stellungen des analogen Spracheingangssignals laufend ren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, miteinander verglichen. Der vorausgesagte Wert badaß das Steuersignal sendeseitig bei Auftreten eines siert dabei auf einer vorherigen binären Folge des DeI-Echosignals auf der angeschlossenen Leitung durch ta-modulierten Codeausgangssignals. Das Code-Bit (die einen Echodetektor (101) ableitbar ist und daß damit 60 Differenz) wird als Schrittwert proportional zum letzten die selektive Anschaltung der logischen Schaltung repräsentativen Wert des Integrationsergebnisses (i7a) an Stelle des Delta-Modulators [Aa) an die quantisiert Dieser Schrittwert wird dann entweder zu Übertragungsstrecke (3) steuerbar ist. dem letzten Integrationswert entsprechend dem Delta-Modulations-Vergleichsergebnis hinzuaddiert oder von

65 diesem subtrahiert.

Wenn der repräsentative Wert des Quantisierungsschrittes in einem Bereich oberhalb eines vorbestimm-Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ten Schwellwert-Aktivitätspegels (beispielsweise