DE3034582A1

DE3034582A1 - Verfahren zum erkennen von auf digitalen uebertragungswegen auftretenden signalstoerungen

Info

Publication number: DE3034582A1
Application number: DE19803034582
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 8011 Baldham Jakubowski; Georg Prof. Dr. 8191 Thanning Plenge; Klaus-Christian Dipl.-Ing. 8058 Erding Voigt
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1980-09-13
Filing date: 1980-09-13
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3034582C2

Description

VERFAHREN ZUM ERKENNEN VON AUF DIGITALEN ÜBER-
TRAGUNGSWEGEN AUFTRETENDEN SIGNALSTORUNGEN.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Obertragung von Signalen, speziell von Rundfunktonsignalen ist es bekannt ("Der Fernmeldeingenieur", 1978 Heft 11, Seite 30), aus dem 125 us dauernden Pulsrahmen der PCM-30 Obertragungstechnik für 30 digitale Fernspechkanäle jeweils 48 bit herauszunehmen, um damit hochwertige Tonsignale des Rundfunks zu übertragen. Hierbei wird das zu übertragende Tonsignal über einen Eingangstiefpaß bandbegrenzt, mit 32 kHz abgetastet, der jeweilige Abtastwert mit 14 bit analog - digital gewandelt, digital komprimiert und im Pulsrahmen des PCM-30 Systems übertragen. Hierbei werden die 5 MSB des Codewirts eines Abtastwerts durch ein Paritätsbit ergänzt, so daß die Yerfälschung eines oder drei oder fünf bit der 5 MSB des Codeworts erkannt werden können. Auf der Empfangsseite wird dann eine Fehlerverschleierung in der Weise angewandt, daß im Falle einer Feststellung eines Bitfehlers bei der Obertragung innerhalb der ersten 5 MSB der fehlerhafte Abtastwert durch einen Schätzwert ersetzt wird. Dieses Verfahren arbeitet jedoch nur solange zufriedenstellend, wie in den 5 MSB + Paritätsbit nur 1 Bit verfälscht ist. Falls jedoch 2 oder 4 oder 6 Bits verfälscht werden, können durch die Paritätsprüfung die Bitfehler nicht erkannt werden, so daß auch keine Fehlerverschleierung erfolgt. Diese unbeeinflußten Bitfehler führen dazu, daß Knackstörungen, welche nach der eiiipfangseitig vorgenommenen Digital-Analog-Wandlung entstehen, hörbar sind und die Qualität der Obertragung erheblich verschlechtern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art Verschlechterungen der Obertragungsqualität auch im Falle mehrfacher Bitfehler zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die durch einfache oder mehrfache Bitfehler verursachten Störungen in der digitalen Ebene ohne Benutzung eines Paritätsbits erkannt, worauf in an sich bekannter Weise jeder fehlerbehaftete Abtastwert durch einen Schätzwert ersetzt wird. Die Einsparung eines Paritätsbits ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung der Obertragungskapazität. Der Erfindungsgedanke beruht auf der Oberlegung, daß ein analoges Signal vor seiner Digitalisierung erst einen Eingangstiefpaß mit einer Grenzfrequenz bei der halben Abtastfrequenz durchlaufen muß, um die Forderungen des Nyquisttheorems einzuhalten.
Damit können Signalverläufe bestimmter Art a priori nicht auftreten.
Wird nun beispielsweise ein Knackgeräusch 1 in einer üblichen Anordnung gemäß Fig. 1 über ein Mikrofon 10 aufgenommen, so ergibt sich über den Eingangstiefpaß 11 in jedem Fall eine Impulsantwort im Analog-Digitalumsetzer 12 2, die ebenfalls/in digitale Abtastwerte 3 umgewandelt und übertragen wird. Wird jedoch eine Knackstörung 4 durch die Verfälschung auf der PCM-Strecke 13.
eines Bits/ vorzugsweise eines Bits der MSB im digitalen Obertragungskanal hervorgerufen, so fehlt bei den benachbarten Abtastwerten dieser Knackstörung die Impulsantwort des Eingangstiefpasses 11.
Dieses Fehlen stellt ein sicheres Kriterium zur Unterscheidung der Signale 3 und 4 in der digitalen Ebene dar.
Die Erfindung wird anhand eines in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung arbeitet nach dem oben beschriebenen Unterscheidungskriterium, aufgrund dessen die von Bitfehlern verursachten Knackstörungen gegenüber Knackstörungen unterscheidbar sind, die als gewolltes Eingangssignal anzusehen sind und somit über den erwähnten Eingangstiefpaß geleitet wurden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird die Folge der Abtastwerte 1 bis n eines digitalen Bitstroms 30, der beispielsweise die Abtastwerte eines Tonsignals darstellt, in einem vorzugsweise als Schieberegister ausgebildeten Zwischenspeicher SR festgehalten. Die an den Ausgängen 31a bis 31n zur Verfugung stehende Folge wird anschließend simultan den Eingängen 41a bis 41n eines Vergleichers VGL zugeführt. Dem Vergleicher VGL werden ferner die Grenzwerte 61a bis 61n für die benachbarten Abtastwerte eines über einen Eingangstiefpaß geleiteten Impulses an den Eingängen 51a bis 51n zugeführt, welche in einem Speicher Sp abgelegt sind. Ergibt der Vergleich innerhalb des Vergleichers VGL eine große Differenz zwischen dem n-ten und dem zeitlich später im Analog-Digitalumsetzer 12 gewonnenen n-l ten Abtastwert sowie gleichzeitig eine etwa gleich große Differenz mit umgekehrtem Vorzeichen zwischen dem n-l tem Abtastwert und dem n-2 ten Abtastwert, so werden die gespeicherten Impulsantwortwerte mit dem Betrag dieses Differenzfaktors multipliziert und geprüft, ob die resultierenden Produkte größer als die nachfolgenden Abtastwerte n-3 bis 1 sind. Ist dies der Fall, so stellt dies das Erkennungskriterium das, daß die große Differenz zwischen dem n-ten und dem n-l ten Abtastwert und die etwa gleich große Differenz zwischen dem n-l ten und n-2 ten Abtastwert nur durch einen Bitfehler in den ersten MSB des n-l ten Abtastwertes, d.h. innerhalb des digitalen Obertragungsweges, hervorgerufen worden sein kann. Diese Feststellung wird durch ein Ausgangssignal 71 am Ausgang des Vergleichers VGL signalisiert, worauf geeignete Maßnahmen wie beispielsweise eine Fehlerverschleierung eingeleitet werden können, bei welcher jeder als fehlerhaft erkannte Abtastwert durch einen aus den benachbarten ungestörten Abtastwerten errechneten Schätzwert ersetzt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Verfahren zum Erkennen von auf digitalen Obertragungswegen auftretenden Signalstörungen digitalisierter bandbegrenzter Analogsignale, da dur c h g e k e n n z e i c h n e t daß mehrere (n) aufeinanderfolgende Abtastwerte des übertragenenen, digitalisierten Analogsignals dahingehend miteinander verglichen werden, ob auftretende Unterschiede zwischen den einzelnen Abtastwerten einen bestimmten, durch die Bandbegrenzung des Analogsignals bedingten Charakter aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Charakter die Impulsantwort des Bandbegrenzers herangezogen wird.
3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach An-Spruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Eine Einrichtung (3) zum Zwischenspeichern von mehreren (n) aufeinanderfolgenden Abtastwerten des übertragenen, digitalisierten und vor der Digitalisierung über einen Bandbegrenzer geleiteten Analogsignals, und b) eine Einrichtung (4) zum Vergleichen der zwischengespeicherten Abtastwerte, welche so ausgebildet ist, daß die Differenzwerte zwischen den einzelnen Abtastwerten digital ermittelt werden und die Folge der ermittelten Differenzwerte mit einer vorbestimmten Folge von Referenzwerten verglichen wird, welche der Impulsantwort des Bandbegrenzers entspricht.