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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur steuerbaren Dämpfung von digitalen Signalen auf Übertragungsstrecken, insbesondere steuerbar entsprechend der Sprechrichtung in Sprachkanälen für Freisprechstationen in der Nachrichtentechnik, wobei auf der Sendeseite die vorliegenden analogen Signale nach einer pseudologarithmischen Kennlinie digitalisiert werden und wobei die pseudologarithmische Kennlinie den Zusammenhang zwischen den auf der Abszisse eines Achsenkreuzes aufgetragenen Amplitudenwerten und den auf der Ordinate aufgetragenen Quantisierungsintervallen angibt und im Bereich des Nullpunktes einen linearen, von einer realen logarithmischen Kennlinie abweichenden Kennlinienbereich aufweist und wobei z. B. eine gewünschte Dämpfung eines abgehenden Signals durch entsprechende Verringerung der Amplitudenwerte auf der Abszisse und Ablesen der mittels der Kennlinie ermittelten zugeordneten Digitalwerte realisiert wird und wobei auf der Empfangsseite die ankommenden digitalen Signale wieder in analoge Signale umgesetzt werden.
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Ein analoges Signal, beispielsweise das Signal einer Sprachfrequenz, welches pulscodemoduliert gesendet wird, wird hinsichtlich seiner Quantisierungswerte auf einer digitalen Übertragungsstrecke normalerweise nicht verändert, so daß in der Empfangseinrichtung das originale Signal wieder amplitudenrichtig zurückgewonnen werden kann. Ein Freisprechtelefon benötigt nun zur einwandfreien Funktion steuerbare Dämpfungsglieder sowohl im Sende- als auch im Empfangskanal, so daß jeweils der gerade aktive Kanal (in dessen Leitung gerade Signale übertragen werden) entdämpft und der inaktive Kanal entsprechend bedämpft werden kann. Solche Dämpfungsglieder werden bisher durch analoge Schaltkreise realisiert (DE-PS 27 14 132).
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Beim Einsatz eines Freisprechtelefons an einer digitalen Übertragungsstrecke ist es sinnvoll, die Dämpfungsglieder in den digitalen Signalzweig einzufügen, so daß beispielsweise bei einer Übertragungsstrecke von einer digitalen Vermittlungseinrichtung über eine analoge Einrichtung zu einer zweiten digitalen Einrichtung die Dämpfungsanpassungen für die zweite Strecke nicht erst durch Rückwandlung des ankommenden digitalen Signals in ein analoges Signal und dann erneut in ein digitales Signal gewonnen werden muß.
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Es ist bekannt, analoge Signale nach einer logarithmischen Kennlinie (Kompressionslinie) (PCM 30-Übertragungssystem) (NTZ Bd. 33, 1980, Heft 3, S. 151) zu digitalisieren. Dabei wird die echte logarithmische Kennlinie durch eine segmentweise Linearisierung und Quantisierung des Segments in 16 Bit-Schritte angenähert (Fig. 1), wodurch Dämpfungen durch einfache Bitwertsubtraktionen verwirklicht werden können. Bei dem der logarithmischen Kennlinie zugrunde liegenden Koordinatenkreuz sind auf der Abszisse beispielsweise Spannungswerte (Amplituden) des analogen Signals eingetragen und man kann entsprechend der logarithmischen Kennlinie auf der Ordinate den zugehörigen Bitwert ablesen. Soll eine Dämpfung erreicht werden (z. B. 2 : 1), dann gilt als Bitwert der bei der halben Spannung (logarithmischer Maßstab) der logarithmischen Kennlinie zugeordnete Bitwert auf der Ordinate. Um den ganzen Dämpfungsbereich ausnützen zu können und da das analoge Signal den Spannungswert Null erreichen kann, wird für Umsetzung der Signale von analog in digital eine pseudologarithmische Kennlinie (z. B. 13 Segmentkennlinie) verwendet, die durch den Nullpunkt des Koordinatenkreuzes verläuft und in der Nähe des Nullpunktes einen linearen Bereich hat. Da die echte logarithmische Kennlinie nicht durch den Nullpunkt verläuft, ergeben sich dort Abweichungen, die sich bei einer Sprachübertragung störend bemerkbar machen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher darin zu sehen, ein einfaches Verfahren zu finden, mit Hilfe dessen beispielsweise die bekannte 13-Segmentkennlinie so verwendbar ist, daß auch bei Sprachsignalumsetzung eine steuerbare Dämpfung im gesamten Aussteuerbereich einfach realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Mikroprozessor vorgesehen ist, in welchem dem linearen Bereich der pseudologarithmischen Kennlinie entsprechende Werte der realen logarithmischen Kennlinie und umgekehrt abgespeichert und einander zugeordnet sind, daß bei Eingabe eines Wertes des linearen Teiles der pseudologarithmischen Kennlinie automatisch der Wert der realen logarithmischen Kennlinie ermittelt wird, daß aus dem dem letztgenannten Wert entsprechenden Amplitudenwert auf der Abszisse durch Subtraktion der gedämpfte Amplitudenwert festgelegt wird und daß aus dem diesem gedämpften Amplitudenwert entsprechenden Wert auf der realen logarithmischen Kennlinie automatisch der entsprechende Wert auf der pseudologarithmischen Kennlinie ermittelt wird, der den gedämpften Wert des abgehenden Digitalsignals darstellt.
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Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß in einfacher Weise die beim Gebrauch der bekannten pseudologarithmischen Kennlinie gewonnenen Bitwerte auch im linearen Bereich der Kennlinie der gewünschten Dämpfung des digitalen Signals entsprechen und daß damit der gesamte Aussteuerbereich (Abszisse) verwendbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand zweier Figuren erläutert.
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Fig. 1 zeigt die bekannte 13-Segmentkennlinie (ntz Bd. 33, 1980, S. 151), wobei jedoch nur der im positiven Bereich verlaufende Teil der Kennlinie gezeigt ist. Die Buchstaben a bis g bedeuten die einzelnen Segmente. Auf der Abszisse sind die Werte für die Spannungsamplituden der analogen Signale angegeben und auf der Ordinate die Einteilung für die Quantisierung.
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Fig. 2 zeigt ein Beispiel für das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren, wobei PLK die pseudologarithmische Kennlinie und RLK die reale logarithmische Kennlinie bedeuten.
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Zum besseren Verständnis soll zunächst auf die bekannte 13-Segmentkennlinie eingegangen werden. Sinn dieser Kennlinie ist es, einer bestimmten dem momentanen Spannungswert eines analogen Signals entsprechenden Spannung ein digitales Signal zuzuordnen. Dabei soll man mit einem möglichst kurzen Bitblock auskommen. Weiterhin soll in möglichst einfacher Weise der jeweilige Bitblock bestimmt werden können, der einer bestimmten Dämpfung des analogen Signals entspricht.
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Um den zweiten Punkt zu erreichen, wird eine logarithmische Kennlinie verwendet, so daß die entsprechende Dämpfung (z. B. von U auf U/2) durch einfache Bitwertsubtraktionen verwirklicht werden kann. Der erste Punkt wird dadurch realisiert, daß auf der Ordinate des Achsenkreuzes eine Einteilung in 0 bis 128 gleiche Abschnitte erfolgt, wobei jeweils 16 Abschnitte einem Segment (a-g) auf der Abszisse zugeordnet sind (Ausnahme bildet Segment a mit 32 Abschnitten). Will man jetzt einer bestimmten Spannung auf der Abszisse entsprechend der logarithmischen Kennlinie einen Quantisierungswert zuordnen, so genügen 3 Bit, um das zugehörige Segment festzulegen. Vier weitere Bit genügen, um innerhalb der 16 einem Segment zugeordneten Einteilungen den genauen Quantisierungswert für die ursprüngliche Spannung zu finden. Die Quantisierungswerte für eine entsprechende Dämpfung werden dann dadurch gewonnen, daß man auf der Abszisse entsprechend dem dort angegebenen logarithmischen Spannungsmaßstab die verminderte Spannung abliest und über die logarithmische Kennlinie den Quantisierungswert abliest. (Die Segmentbereiche der Kurve sind als Gerade gezeichnet, was vor allem in den oberen Bereichen wegen geringer Abweichung zulässig ist.) Zu erwähnen sei noch, daß bei der angeführten 13-Segmentkennlinie die beiden Segment 0-32 als ein Segment (a) betrachtet werden (bei vollständiger Kennlinie von -32 bis +32), wodurch sich die Zahl 13 ergibt. Die angeführte 13-Segmentkennlinie wird in der weiteren Betrachtung als pseudologarithmische Kennlinie (PLK) (Fig. 2) bezeichnet, da in Wirklichkeit die echte Kennlinie (RLK) nicht durch den Nullpunkt des Achsenkreuzes verläuft, sondern sich im negativen Bereich der Ordinate langsam derselben annähert. Will man nach Fig. 1 im als linear zu betrachtenden Bereich 0-16 nun eine Dämpfung entsprechend der pseudologarithmischen Kennlinie vornehmen, dann ergeben sich bei der einfachen Subtraktion der Quantisierungswerte Verzerrungen, die bei einer Freisprechstation nicht mehr akzeptabel sind. Man muß daher z. B. bei einer Dämpfung von U 1 nach U 1/2 (Fig. 2) den sich für den Quantisierungswert v ( ensprechend der ungedämpften Spannung) ergebenden Punkt w auf der pseudologarithmischen Kennlinie zunächst umrechnen in einen Punkt x der realen logarithmischen Kennlinie RLK. Mit Hilfe dieses Punktes x ist die Spannung U 1 ermittelbar, von der jetzt z. B. der Spannungswert U 1 /2 abgezogen werden kann, da es sich ja nun aus der realen logarithmischen Kennlinie gewonnene Werte handelt. Für die neue gedämpfte Spannung ergibt sich ein Wert y auf der realen logarithmischen Kennlinie, aus dem wiederum ein zugehöriger Wert z der pseudologarithmischen Kennlinie errechnet werden kann. Hieraus ergibt sich dann letztendlich der echte Quantisierungswert n auf der Ordinate.
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Diese durchzuführenden Rechnungen sind äußerst kompliziert. Andererseits ist es aber zweckmäßig eine pseudologarithmische Kennlinie zu verwenden, um den gesamten Aussteuerbereich (Abszisse) ausnützen zu können. Damit diese pseudologarithmische Kennlinie in allen Punkten für Subtraktionen zulässig ist und trotzdem keine komplizierten Rechnungen durchgeführt werden müssen, werden die Ergebnisse der einmal durchgerechneten Rechenvorgänge für jeden Punkt des linearen Teiles der pseudologarithmischen Kennlinie in Zuordnung zu den entsprechenden Werten der realen logarithmischen Kennlinie und umgekehrt in einem Mikrocomputer abgespeichert. Dadurch wird erreicht, daß in jedem Dämpfungsfall der innerhalb des linearen Bereiches der pseudologarithmischen Kennlinie vorgenommen wird, oder der in den linearen Bereich der pseudologarithmischen Kennlinie hineinreicht, automatisch die für eine Subtraktion der Quantisierungswerte richtigen Werte vorliegen.
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In einem solchen Fall muß ein Kennzeichen vorgesehen sein, aus welchem entnommen werden kann, ob eine Umrechnung im linearen Bereich erfolgen muß oder nicht. Daher ist bei ausreichendem Speicherplatz in dem Mikrocomputer eine Weiterbildung der Erfindung darin zu sehen, daß grundsätzlich jedem Punkt der pseudologarithmischen Kennlinie ein Punkt der realen logarithmischen Kennlinie zugeordnet ist (und umgekehrt). Außerhalb des linearen Bereiches findet dann einfach eine Umrechnung mit dem Faktor 1 statt.