DE2911795C2

DE2911795C2 - Verfahren zur digitalen Dämpfung

Info

Publication number: DE2911795C2
Application number: DE19792911795
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.-Ing. 8000 München Kersten
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE2911795A1; DE2911795B1

Description

Die Erfindung bezieht ^cich au' ein Verfahren zur digitalen Dämpfung, bei dem analoge Signalabtastwerte nach einer Vorschrift, insbesondere Ί3- oder 15-Segment-Codierungskennlinie, nichtgleichmäßig quantisiert und in erste PCM-Codewörter umgesetzt werden, bei dem die ersten PCM-Codewörter entsprechend der gewünschten Dämpfung in zweite, nach derselben Vorschrift gebildete PCM-Codewörter umgesetzt werden und bei dem die zweiten PCM-Codewörter nach derselben Vorschrift in Signalwerte rückumgesetzt werden, die in der Mitte des jeweiligen Quantisierungsintervalls liegen.

Aus der DE-OS 24 47 946 ist eine digitale Dämpfungsanordnung bekannt, die in einer empfangsseitigen Schaltung eines digitalen Echounterdrückers vorgesehen ist und mit der eine DämpfungsgröBe etwa proportional zum PCM-Eingangssignal mit Hilfe einfacher logischer Operationen erzielt wird. Diese werden derart durchgeführt, daß ein PCM-Eingangszeichenmuiter zur Seite der niedrigeren Ziffern mittels einer einzigen Zeichenmuster-Schiebeschaltung verschoben wird oder daß das PCM-Eingangszeichenmuster auf eine Vielzahl Zeichenmuster-Schiebeschaltungen verzweigt wird und dann zur Seite der niedrigeren Ziffern hin um verschiedene Bits in jeder Zeichenmuster-Schiebeschaltung verschoben wird und daß dann die Ausgänge der Anzahl Zeichenmuster-Schiebeschaltungen mittels eines Addierers zueinander addiert werden.

In der Zeitschrift »Nachrichtentechnik Elektronik«, 27 (1977), H, 9, Seiten 375 bis 377_; wird darauf hingewiesen, daß eine Kompression Und eine Expansion ursprünglich analoger Signale rein digital durchführbar iit.

₍In der DE-OS 22 45 225 ist ein PCM-Verfahren mit einer Übertragungskennlinie beschrieben, zu deren Linearisierung im Coder und Decoder statt eines Zusatzgewichtes im Bereich kleiner Aussteuerungen eine lineare Quantisierung mit oberem oder unterem Entscheiderschwellwert gewählt ist In den anderen Aussteuerbereichen werden die korrigierten arithmetischen Mittelwerte der Amplitudenintervalle abgegeben. Die Zeitschrift »IEEE Transactions on Circuits and Systems«, Vol. CAS-25, Nr. 7, Juli 1978, ist ein gleichartiges Verfahren beschrieben.

ίο Ein Verfahren der einleitend geschilderten Art ist aus der Zeitschrift »IEEE Transactions on Communication Technology«, VoI. COM-19, Nr. 3, Juni 1971, S. 315-319 bekannt Bei diesem wird untersucht, in welches Quantisierungsintervall der gedämpfte Signalwert fällt und das erste PCM-Codewort wird in ein zweites umgesetzt, das dieses Quantisierungsintervall repräsentiert

Auch in dem CCITT-Dokument COM Sp. D.No. 58-E, Mai 1970, S. 31 —45, 57—63 ist diese digitale Dämpfung behandelt

Quantisierungsverzerrungen treten nicht nur bei der Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzung, sondern zusätzlich durch die Umsetzung der ersten PCM-Codewörter in zweite auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Quantisierungsverzerrungen so klein wie möglich zu halten.

Ausgehend von einem Verfahren der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erf,ndungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweiten PCM-Codewörter jeweils für ein Quantisierungsintervail gewählt werden, dessen Mitte dem gewünschten gedämpften analogen Signalwert am nächsten liegt

Dieser erfindungsgemäße Verfahrensschritt hat immer dort Bedeutung, wo unterschiedlich große Quantisierungsintervalle aneinanderstoßen. Das optimale zweite PCM-Codewort ist hier nämlich nicht immer dem Quantisierungsintervail zugeordnet, in das der gedämpfte analoge Signalwert an sich fällt

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine der digitalen D&rupfung dienende Anordnung;

F i g. 2 zeigt die Zuordnung der zweiten PCM-Codewörter zu den gewünschten, gedämpften Signalwerten nachdem Stand der Technik; und

F i g. 3 zeigt demgegenüber die erfindungsgemäße Zuordnung.

F i g. 1 zeigt eine Anordnung zur digitalen Dämpfung. Die Anordnung enthält einen Eingang 1, einen Umsetzer 2, der analoge Signalabtastwerte in erste PCM-Codewörter umsetzt, einen Umsetzer 3, der die ersten PCM-Codewörter entsprechend der gewünschten Dämpfung in zweite PCM-Codewörter umsetzt, einen Umsetzer 4, der die zweiten PCM-Codewörter in Signalwerte rückumsetzt und einen Ausgang 5. Alle Umsetzer genügen derselben Umsetzungsvorschrift die beispielsweise eine 13-Segment-Codierungskennlinie sein kann.

Fig. 2 zeigt zwei Segmente S, und 5_y+1 einer derartigen Codierungskennlinie in dem Bereich, in dem sie an der Stelle b, aneinandergrenzen. Im Segment S₁ sind zwei Quantisierungsintervalle zwischen den Grenzen Ζ>,·-2 und bi-i sowie b,-\ Und bi dargestellt Im Segment 5}₊t sind zwei QuantisierungsintervaÜe zwi-

sehen den Grenzen b,- und b-,+ \ sowie bi+t und b,-+j gezeigt Die Quantisierungsintervalle im Segment Sj sind kleiner als die im Segment 5)₊i.
Wenn dem Umsetzer 4 nach F ί g. 1 ein zweites

PCM-Codewort zugeführt wird, so gibt dieser am Ausgang 5 einen analogen Signalwert m ab, der in der Mitte des zugehörigen Quantisierungsintervalls liegt Entspricht das zweite PCM-Codewort beispielsweise dem zwischen den Grenzen ώ, und bj+\ liegenden Quantisierungsintervall, so wird ein analoger Signalwert m,₊1 abgegeben.

F i g. 2 zeigt weiter Signalwerte am_h die sich aufgrund des gewünschten Dämpfungsfaktors a ergeben. Statt dieser gewünschten Signalwerte anik werden jedoch die Signalwerte m/ ausgegeben. Dies ergibt eine zusätzliche Quantisierungsverzerrung, die zu derjenigen hinzukommt, die zwangsläufig durch die Analog-Digital-Umsetzung bereits entsteht

Fig. 3 zeigt eine Darstellung, die der in Fig.2 entspricht Erfindungsgemäß werden jedoch den im schraffierten Bereich liegenden gewünschten Signalwerten a/n* zweite PCM-Codewörter zugeordnet, die nicht dem Quantisierungsintervall mit den Grenzen b, und Zij+i, sondern dem Quantisierungsintervall mit den Grenzen ώ,_ι und b, entsprechen. Mit diesem Verfahrensschritt ergibt sich eine Verminderung der Quantisierungsverzerrung.

Da bei der erfindungsgemäßen Umcodierungsmethode immer diejenigen PCM-Codewörter gewählt werden, die einem Signalwert entsprechen, der dem gewünschten analogen Signalwert am nächsten liegt,

ίο sind die zusätzlichen Quantisierungsverzerrungen bei dieser Methode am kleinsten. Eine Computer-Simulation des Verfahrens bestätigte dies und lieferte für die erfindungsgemäße Methode nach Fig.3 einen bis zu 2,3 dB besseren Signal-Geräusch-Abstand gegenüber

is der bekannten Methode nach Fig. 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei Differenz-Pulscodemodulation anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur digitalen Dämpfung, bei dem analoge Signalabtastwerte nach einer Vorschrift, insbesondere 13- oder 15-Segment-Codierungskennlinie nichtgleichmäßig quantisiert und in erste PCM-Codewörter umgesetzt werden, bei dem die ersten PCM-Codewörter entsprechend der gewünschten Dämpfung in zweite, nach derselben Vorschrift gebildete PCM-Codewörter umgesetzt werden und bei dem die zweiten PCM-Codewörter nach derselben Vorschrift in Signalwerte rückumgesetzt werden, die in der Mitte des jeweiligen Quantisierungsintervalls liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten PCM-Codewörter jeweils für ein Quantisierungsintervall gewählt werden, dessen Mitte dem gewünschten gedämpften analogen Signalwert am nächsten liegt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten PCM-Codewörter in einem ROM (read only memory) oder in einem PROM (programmable read only memory) in die zweiten PCM-Codewörter umgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einer Digi'al-Fernsprechvermittlung.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendurg in einer Echosperre.