DE3339920A1

DE3339920A1 - Method for differentiating between data signals and speech signals in a digital synchronous network

Info

Publication number: DE3339920A1
Application number: DE19833339920
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl.-Ing. 8501 Rückersdorf Bader
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1985-05-15

Abstract

The indicated method for differentiating between data signals and speech signals in a digital synchronous network assumes that both signals, e.g. in ISDN, have a bit rate of 64 kbit/s. Similarly, data terminals are required which can process data only at a lower rate than 64 kbit/s. Speed matching is therefore necessary. When the speed is increased, data bits, filler bits and further additional bits are combined to form a 64 kbit/s data signal. Due to the combination, the data signal is provided with a frame structure which is absent from the speech signals and is thus selected as a differentiation criterion.

Description

Verfahren zur Unterscheidung von Datensignalen undMethod for distinguishing between data signals and

Sprachsignalen in einem digitalen synchronen Netz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung von Datensignalen und Sprachsignalen in einem digitalen synchronen Netz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Ein solches Verfahren kann zoBo bei einem Kommunikationsnetz wie dem ISDN (Integrated Services Digital Network) verwendet werden, das Fernsprechdienst und Datendienste gleichzeitig ermöglicht. In diesem Netz sind 64 kbit/s-Kanäle für die Übertragung von Daten und Sprache vorgesehen Da man weltweit vereinbart hat, digitalisierte Sprachsignale mit einer Geschwindigkeit von 64 kbit/s zu übertragen und über die technischen Details ebenfalls Klarheit besteht, sind auch für das ISDN keine besonderen Maßnahmen zur Sprachübertragung erforderlich.Speech Signals in a Digital Synchronous Network The invention relates to a method for distinguishing between data signals and speech signals in a digital one synchronous network according to the preamble of claim 1 such a method zoBo can be used in a communication network such as ISDN (Integrated Services Digital Network), which enables telephone service and data services at the same time. In this network, 64 kbit / s channels are provided for the transmission of data and voice As one has agreed worldwide, digitized voice signals at one speed of 64 kbit / s and also clarity about the technical details exists, there are no special measures for voice transmission for the ISDN either necessary.

Anders steht es mit der Übertragung von Daten. Für die bisherigen Datendienste gelten die in den CCITT-Empfehlungen V.5,Vo6 und X.1 aufgeführten Geschwindigkeiten.The situation is different with the transmission of data. For the previous For data services, the speeds listed in CCITT Recommendations V.5, Vo6 and X.1 apply.

sie sind allesamt nicht größer als 48 kbit/s. Sollen auch die an diese Empfehlungen angepaßten Datenendgeräte an das ISDN angeschlossen werden9 so ist eine Geschwindigkeitsumsetzung natwendig, d.h. die Daten,die von einem Datenendgerät ausgesendet werden, müssen auf ein Datensignal mit der Bitrate von 64 kbit/s gebracht werden und umgekehrt müssen aus den empfangenen Datensignalen die Daten mit der ursprünglichen Geschwindigkeit wieder zurückgewonrlen werden.they are all no larger than 48 kbit / s. Should they also go to this one Recommendations adapted data terminals are connected to the ISDN9 so is a speed conversion is necessary, i.e. the data received from a data terminal sent out must be brought to a data signal with a bit rate of 64 kbit / s and vice versa, the data from the received data signals must be matched with the original speed can be regained.

Nach einer bisher nur im Entwurf bestehenden CCITT-Empfehlung wird die Geschwindigkeitserhöhung der von den Endgeräten abgegebenen Daten derart vorgenommen, daß Folgen von Oktetten gebildet werden, wobei jedes Oktett entweder nur Füllbits oder Füllbits und Datenbits oder Füllbits, Datenbits und weitere Zusatzbits enthält. Für die Rückgewinnung der ursprünglichen Daten aus diesem 64 kbit/s-Datensignal müssen die Füllbits sowie die Zusatzbits wieder entfernt werden. Es gehört zu den handwerklichen Fähigkeiten des Fachmannes, Mittel für die beschriebene Geschwindigkeitsumsetzung bereitzustellen.According to a CCITT recommendation that has so far only been drafted, the speed increase of the data provided by the end devices is carried out in such a way that that sequences of octets are formed, with each octet either only filling bits or contains filler bits and data bits or filler bits, data bits and other additional bits. For the recovery of the original data from this 64 kbit / s data signal the filling bits and the additional bits must be removed again. It belongs to the manual skills of the skilled person, means for the described speed conversion provide.

Für eine dienstabhängige Behandlung der 64 kbit/s-Signale des ISDN, wie sie z.B. bei einem Übergang vom ISDN zum Fernsprechnetz erforderlich ist, muß die Möglichkeit bestehen, Datensignale und Sprachsignale voneinander zu unterscheiden. Für eine solche Unterscheidung ist es naheliegend, die nötigen Informationen über einen gesonderten Signalisierungsweg zu übertragen ("Outband"-Signalisierung).For a service-dependent handling of the 64 kbit / s signals of the ISDN, as it is necessary e.g. for a transition from ISDN to the telephone network it is possible to differentiate between data signals and voice signals. For such a distinction it is obvious to have the necessary information about to transmit a separate signaling path ("outband" signaling).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnelle Unterscheidungsmöglichkeit zwischen Daten- und Sprachsignalen der eingangs genannten Art anzugeben, ohne daß hierfür ein gesonderter Signalisierungsweg erforderlich ist.The invention is based on the object of a quick way of differentiation to specify between data and voice signals of the type mentioned above, without a separate signaling path is required for this.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Kennzeichen des Anspruchs 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen enthalten die Unteransprüche.The solution to this problem can be found in the characterizing part of claim 1. The subclaims contain advantageous developments.

Bei der Lösung der Aufgabe wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Bits mit fest vorgegebenem Binärwert im Datensignal eine periodische Struktur bilden, die im Sprachsignal praktisch ausgeschlossen ist.The solution to the problem is based on the knowledge that the bits with a fixed binary value in the data signal have a periodic structure form, which is practically excluded in the speech signal.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail with the aid of the figures.

Es zeigt: Fig. 1 ein 64 kbit/s-Datensignal, in dem 9S6 kbit/s Teilnehmerdaten enthalten sind, Fig. 2 ein 64 kbit/s-Datensignal, in dem 4,8 oder 2,4 oder 096 kbit/s Teilnehmerdaten enthalten sind, Fig. 3 eine Verbindung zwischen dem ISDN und dem Fernsprechnetz Die Figo 1 zeigt Oktette - also Gruppierungen zu je 8 Bit - eines 64 kbit/s-Datensignales, wie sie nach der oben erwähnten CCITT-Empfehlung für die Geschwindigkeitserhöhung von Daten mit einer Bitrate von 9,6 kbit/s vorgesehen sind Die Bits werden - angefangen beim obersten Oktett - in der Reihenfolge von links nach rechts als serielles Signal übertragen Das Auffüllen der Oktette mit den Bits D der Daten9 mit Füllbits, deren Binärwerte fest vorgeschrieben sind9 und mit weiteren Zusatzbits S, E, X9 deren Werte auch variabel sein können, erfolgt derart, daß sich eine Wiederholung der gesamten Struktur nach 40 Oktetten ergibt. Die 40 Oktette bilden den Rahmen R des Signales, in dem die Daten und einige Zusatzinformationen mit 64 kbit/s übertragen werden. Links in der Fig. 1 ist zur Orientierung die Nummer jedes zehnten Oktetts eingetragen.It shows: FIG. 1 a 64 kbit / s data signal in which 9S6 kbit / s subscriber data Fig. 2 contains a 64 kbit / s data signal in which 4.8 or 2.4 or 096 kbit / s Subscriber data are included, Fig. 3 shows a connection between the ISDN and the Telephone network Figo 1 shows octets - that is, groupings of 8 bits each - one 64 kbit / s data signal according to the above-mentioned CCITT recommendation for the Speed increase of data with a bit rate of 9.6 kbit / s are provided The bits are - starting with the top octet - in the order from the left transmitted to the right as a serial signal Padding the octets with the bits D of the data9 with filler bits whose binary values are fixed9 and with others Additional bits S, E, X9, the values of which can also be variable, take place in such a way that a repetition of the entire structure after 40 octets results. The 40 octets form the frame R of the signal, in which the data and some additional information can be transmitted at 64 kbit / s. On the left in Fig. 1 is the number for orientation every tenth octet entered.

Bits oder Bitkombinationen mit fest vorgeschriebenem Wert wiederholen sich im Datensignal nach einer Rahmenlänge R. Wird daher ein 64 kbit/s-Signal auf eine derartige Kombination - im Beispiel nach Fig. 1 können es die ersten beiden Binärwerte im ersten (1) bis vierten Oktett sein - abgefragt und ergibt sich eine Wiederholung dieser Kombination nach jeweils einer Rahmenlänge R, so liegt ein Datensignal vor.Repeat bits or bit combinations with a fixed value in the data signal after a frame length R. This is a 64 kbit / s signal such a combination - in the example of FIG. 1 it can the first two binary values in the first (1) to fourth octet - queried and results If there is a repetition of this combination after each frame length R, then lies a data signal.

Bei Sprachsignalen, bei denen die codierten Abtastwerte als 8-Bit-Codeworte übertragen werden, kann die gesuchte Bitkombination nur zufällig auftreten. Eine mehrmalige Wiederholung der gesuchten Bitkombination im Abstand einer Rahmenlänge ist mit einer an Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen, so daß auch Fehlentscheidungen praktisch nicht auftreten.In the case of speech signals in which the encoded samples are used as 8-bit code words are transmitted, the desired bit combination can only occur randomly. One repeated repetition of the sought bit combination at a distance of one frame length is excluded with a probability bordering on certainty, so that wrong decisions practically do not occur either.

Werden zur Unterscheidung von Sprachsignalen und Datensignalen Bitkombinationen geprüft, die sich jeweils nach einer Rahmenlänge wiederholen, so liegt die Prüfzeit in der Größenordnung von 20 ms. Schneller kommt man zu einem Ergebnis, wenn Füllbits überprüft werden, die in jedem Oktett an der gleichen Stelle stehen, wie etwa bei dem angegebenen Beispiel die Binäre 1 an der achten Stelle eines jeden Oktetts. Die Prüfzeit kann dann in der Größenordnung einer Rahmenlänge liegen, also rund 5 ms betragen. In dieser Zeit sind 40 Abfragungen möglich, die im Fall eines Datensignales nach Fig. 1 alle den Wert 1 ergeben würden. Auch hier ist eine Fehlentscheidung praktisch unmöglich, da es höchst unwahrscheinlich ist, daß ein Sprachsignal auftritt, bei dem 40 aufeinanderfolgende Codeworte an einer bestimmten Stelle den gleichen Binärwert haben.Bit combinations are used to distinguish between speech signals and data signals checked, which are repeated after each frame length, then the test time is on the order of 20 ms. A result can be obtained more quickly if fill bits which are in the same place in each octet, such as for In the example given, the binary 1 is in the eighth position of each octet. The test time can then be in the order of magnitude of a frame length, i.e. around 5 ms. During this time 40 inquiries are possible, in the case of a data signal 1 would all result in the value 1. Here, too, is a wrong decision practically impossible as it is highly unlikely that a speech signal will occur, in which 40 consecutive code words have the same at a certain point Have binary value.

Fig. 2 zeigt als weiteres Beispiel die Oktettfolgen, die für ein 64 kbit/s-Datensignal nach der erwähnten CCITT-Empfehlung vorgesehen sind, wenn die Datenbitraten der Datenendgeräte 600, 2400 und 4800 kbit/sbetragen. Die periodische Struktur wiederholt sich in diesen Fällen nach 80 Oktetten. Für dieDatenbitraten 600 und 2400. kbit/s erscheint das gleiche Datenbit an mehreren Positionen innerhalb des Rahmens R.As a further example, FIG. 2 shows the octet sequences which are required for a 64th kbit / s data signal are provided according to the mentioned CCITT recommendation if the Data bit rates of the data terminals are 600, 2400 and 4800 kbit / s. The periodic Structure is repeated in these Cases after 80 octets. For the data bit rates 600 and 2400. kbit / s appears the same data bit at several Positions within the frame R.

Abweichend vom Beispiel nach Fig. 1 treten die Datenbits D und die Zusatzbits S, E und X nur in Bitposition 1 der Oktette auf, während die restlichen Positionen mit Füllbits besetzt sind, deren Binärwert 'f1" ist. An der-Dauer-"1" auf den Positionen 2 bis 8 wird das Signal als Datensignal erkannt. Wie die periodische Struktur von der Datenbitrate DR der Datenendgeräte abhängt, ist der in Fig. 2 eingezeichneten Tabelle zu entnehmen. Die Bits E1, E2 und E3 haben für je de der genannten Datenbitraten andere Werte. An diesen Bits läßt sich daher die Datenbitrate erkennen. Eine grobe Aussage über die Datenbitrate ergibt das Überprüfen der Bitsposition 2: Eine Daten-'F1" auf dieser Position besagt, daß die Datenbitrate nicht größer als 4,8 kbit/s ist. Die Werte der Bits E4, E5 und E6 sind im vorliegenden Zusammenhang ohne Bedeutung.In contrast to the example according to FIG. 1, the data bits D and the occur Additional bits S, E and X only appear in bit position 1 of the octets, while the rest Positions are filled with filler bits, the binary value of which is' f1 ". At the duration" 1 " in positions 2 to 8 the signal is recognized as a data signal. Like the periodic The structure of the data bit rate DR of the data terminals is that shown in FIG Table. The bits E1, E2 and E3 have the data bit rates mentioned for each de other values. The data bit rate can therefore be recognized from these bits. A rough one Checking bit position 2 gives a statement about the data bit rate: A data'F1 " in this position means that the data bit rate is not greater than 4.8 kbit / s. The values of bits E4, E5 and E6 are irrelevant in the present context.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, auf einfache Weise eine für Sprache bestehende Duplex-Verbindung zwischen dem ISDN und den Telefonnetz für dem Austausch von Daten umzuschalten.The inventive method allows in a simple manner a for voice existing duplex connection between the ISDN and the telephone network for to switch to the exchange of data.

Die in Fig. 3 abgebildete Stellung von Umschaltern US1 und US2 ist die Stellung, die für eine Duplex-Sprachverbindung zwischen dem ISDN und dem Fernsprechnetz erforderlich ist. Die Signale, die vom ISDN kommen, gelangen über einen Anschluß D1, einen Digital-Analog-Umsetzer U1, über die Kontaktstrecke des Umschalters US1 und die Klemme A1 in das Fernsprechnetz. In der Gegenrichtung laufen die Sprachsignale vom Fernsprechnetz über einen Anschluß A2, einen Analog-Digital-Wandler U2 und die Kontaktstrecke des Umschalters US2 ins ISDN.The position of switches US1 and US2 shown in FIG. 3 is the position required for a duplex voice connection between the ISDN and the telephone network is required. The signals coming from the ISDN arrive via a connection D1, a digital-to-analog converter U1, via the contact path of switch US1 and the terminal A1 in the telephone network. The voice signals run in the opposite direction from the telephone network via a connection A2, an analog-to-digital converter U2 and the Contact path from switch US2 to ISDN.

Wird zwischen den beiden Teilnehmern der Duplex-Sprachverbindung ein Austausch von Daten vereinbart, so gelangt ein Datensignal vom ISDN zur Einheit RA1. Diese Einheit erkennt das Datensignal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und nimmt gleichzeitig die Geschwindigkeitsanpassung vor. Mit dem Erkennen des Datensignales werden die Umschalter US1 und US2 in ihre zweite Stellung gebracht. Das in seiner Geschwindigkeit herabgesetzte Datensignal des ISDN läuft nun über den Modulator Ml und die Kontaktstrecke des Umschalters US1 ins Fernsprechnetz. Datensignale, die über den Anschluß A2 aus dem Fernsprechnetz kommen, werden über einen Demodulator M2, eine Einheit RA2 zur Geschwindigkeitserhöhung, die Kontaktstrecke des Umschalters US2 und den Anschluß D2 an das ISDN weitergeleitet.A duplex voice connection is established between the two participants If the exchange of data is agreed, a data signal is sent from the ISDN to the unit RA1. This unit recognizes the data signal according to the method according to the invention and adjusts the speed at the same time. With the recognition of the data signal switches US1 and US2 are brought into their second position. That in his The speed-reduced data signal of the ISDN now runs through the modulator Ml and the contact path of the switch US1 into the telephone network. Data signals, which come from the telephone network via the connection A2 are via a demodulator M2, a unit RA2 for increasing the speed, the contact path of the switch US2 and port D2 are forwarded to the ISDN.

Claims

Claims method for differentiating data signals and Speech signals in a digital synchronous network in which a) both types of signals are transmitted as a sequence of octets over channels with a bit rate of 64 kbit / s, b) the connected data terminals work with data bit rates that are less than 64 kbit / s, c) the speed increase necessary for the transmission of the data given to the terminals is made in such a way that the octets of a 64 kbit / s data signal either only from filler bits or from filler bits and data bits or composed of filler bits, data bits and other additional bits, thereby gE indicates that d) the periodic structure, which is obtained by padding the octets with bits of fixed binary values results in 9 is detected and as a differentiation criterion is used between data and voice signals

2 The method according to claim 1, characterized indicated that the bit position of successive octets is checked9 a fill bit with a fixed value when the speed is increased was used

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the dependence of the periodic structure on the data bit rate of the data terminals is used to also detect the data bit rate.