DE3510353A1

DE3510353A1 - System zur uebertragung insbesondere von sprache

Info

Publication number: DE3510353A1
Application number: DE19853510353
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 7150 Backnang Stiehle
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-09-25

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei der Übertragung mehrerer Sprachkanäle über eine einzige Leitung wird üblicherweise das Frequenzmultiplex- oder das Zeitmultiplexverfahren angewendet. Während beim Frequenzmultiplex die Sprachkanäle auf der Frequenzachse nebeneinander angeordnet sind, findet beim Zeitmultiplex eine zeitliche Verschachtelung der Folgen von Abtastwerten der einzelnen Sprachkanäle statt.
Unter bestimmten Voraussetzungen ist aber auch eine frequenzmäßige Verschachtelung bekannt: So wird beispielsweise beim Farbfernsehen die Tatsache ausgenutzt, daß das Frequenzspektrum des Helligkeitsignales nicht kontinuierlich ist, so daß in Lücken dieses Spektrums die Farbinformation untergebracht werden kann.
Weiterhin ist es bekannt (PCT-Anmeldung WO 83/02 533) einem Signalspektrum ein weiteres gespreiztes Signalspektrum mit stark reduziertem Pegel zur Übertragung eines Datensignals zu überlagern. Dies setzt voraus, daß der Bandbreitenbedarf für das Datensignal gering ist; außerdem wird es auch hier als vorteilhaft angesehen, wenn das Spektrum des anderen Signals nicht kontinuierlich ist, sondern kammförmige Gestalt hat wie ein Fernsehsignal.
Im Gegensatz hierzu ist es Aufgabe der Erfindung, ein System anzugeben zur Übertragung von redundanzbchafteten Signalen, die ein kontinuierliches Frequenzspektrum aufweisen, insbesondere von Sprache, wobei mehrere Sprachkanäle nur über einen Übertragungskanal übertragen werden sollen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das System mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es werden also bevorzugt bei zwei Sprachkanälen, die über eine gemeinsame Leitung zu übertragen sind, bewußt nur über die jeweilige Sprachkanalbandbreite verteilte Teilfrequenzbänder übertragen, also kammförmige Ausschnitte aus den jeweiligen Frequenzspektren, wobei diese kammförmigen Ausschnitte ineinander verzahnt oder verschachtelt sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Sprache soweit redundanzbehaftet ist, daß die Verständlichkeit nicht leidet, wenn eine ausreichende Zahl von Teilfrequenzbändern übertragen wird. Werden zwei Sprachkanäle auf diese Weise verschachtelt, so genügen bei einer Sprachfrequenzbandbreite von 0,3 bis 3,4 kHz bis hinab zu sieben Teilfrequenzbänder für jeden Sprachkanal.
Bevorzugt haben die Übertragungspegel der gemeinsam auf einer Leitung übertragenen Sprachkanäle größenordnungsmäßig untereinander gleiche Übertragungspegel, die sich also um nicht mehr als den Faktor 10 voneinander unterscheiden. Dadurch wird vermieden, daß die Sprachsignale des einen Sprachkanals in Störungen, die durch den anderen verursacht werden, untergehen.
Die Übertragung erfolgt - jedenfalls in dem Übertragungsabschnitt, in welchem die Teilfrequenzbänder gebildet werden - bevorzugt niederfrequent, so daß die zur Bildung der Teilfrequenzbänder zu benutzenden Filter in großen Stückzahlen hergestellt werden können, weil hiervon nur zwei unterschiedliche Sorten für den Frequenzbereich der bevorzugt niederfrequenten Signale benötigt werden.
Dadurch daß zur Übertragung jeweils eines Sprachkanals nur bestimmte Teilfrequenzbänder benutzt werden, wird der Sprachkanal sozusagen ausgedünnt Es kann sich als zweckmäßig erweisen, einen solchen Sprachkanal im tieffrequenten Bereich weniger auszudünnen als bei höheren Frequenzen. Dann läßt sich ein auf gleiche Weise ausgedünnter weiterer Sprachkanal nicht ohne weiteres mit dem ersten verschachteln. Als Abhilfe ist es möglich, beispielsweise bei einer Sprachkanalbandbreite von 3,4 kHz den zweiten, ausgedünnten Sprachkanal einem Träger von 5,4 kHz aufzumodulieren und das untere (ausgedünnte) Seitenband mit dem ersten ausgedünnten und keinem Träger aufmodulierten Sprachkanal zu verschachteln. Es ergibt sich dann für den gesamten Kanal, der zur Übertragung der beiden Sprachkanäle geeignet ist, eine Bandbreite von 5,4 kHz. Der Bandbreitenverbrauch ist damit immer noch geringer als beim Frequenzmultiplex, bei dem für zwei Sprachkanäle mindestens 2 x 3,4 kHz, also ca. 7 kHz benötigt werden.
Aus der DE-OS 2104425 ist zwar schon bekannt, zwei Teile eines Kammspektrums in der Weise ineinander zu schachteln, daß ein Teil in die Kehrlage gebracht wird. Dort handelt es sich aber wiederum um ein zu übertragendes Signal, das von Natur aus ein Kammspektrum aufweist. Im Gegensatz hierzu geht es bei der vorliegenden Erfindung um die Übertragung von Signa- len mit einem kontinuierlichen Frequenzspektrum.
Ergänzend sei bemerkt, daß es aus der Vocodertechnik bekannt ist, Übertragungsbandbreite dadurch einzusparen, daß von höherfrequenten Spektralanteilen lediglich Teilfrequenzbänder ausgewählt und mit geringem Bandbreitenverbrauch codiert übertragen werden.
Solche Verfahren sind zu aufwendig, um ein breites Anwendungsgebiet zu finden. Bei der Erfindung kann auf die Codierung von Signalen aus Teilfrequenzbändern verzichtet werden. Zwar ist bei dem erfindungsgemäßen System ein nicht unerheblicher Filteraufwand erforderlich, der aber in dem Maße weniger ins Gewicht fällt, als immer preiswerter werdende Digitalfilter zur Verfügung stehen.
Weitere Einzelheiten werden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Systems nach der Erfindung und Fig. 2 den Dämpfungsverlauf über der Frequenz für die Filter in Fig. 1.
In Fig. 1 sind zwei Sprachkanäle A-A und B-B vorgesehen, die streckenweise zu einem gemeinsamen Übertragungskanal K zusammengefügt sind. Damit in diesem Übertragungskanal K keine gegenseitigen Störungen zwischen den Sprachkanälen stattfinden, sind im Sprachkanal A-A Filter FA 1 bzw. FA 2 dem Übertragungskanal Kvor- bzw. nachgeschaltet. Entsprechendes gilt für den Sprachkanal B-B mit seinen Filtern FB 1 und FB2.
Zur Erzielung einer frequenzmäßigen Verschachtelung auf dem Übertragungskanal Kweist der Betrag des Übertragungsmaßes der Filter mit steigender Frequenz abwechselnd höhere und niedrigere Werte auf, wobei den niedrigeren Werten für einen Sprachkanal bei jeweils derselben Frequenz höhere Werte für den anderen Sprachkanal zugeordnet sind.
Dies sei an Hand von Fig. 2 verdeutlicht, wo der Dämpfungswert (Kehrwert des Betrages des Ühertragungsmaßes) D der Filter über der Frequenz faufgetragen ist. Es ist ersichtlich, daß die Filter FA t und FA 2 des Sprachkanales A-A gerade bei denjenigen Frequenzen hohe Dämpfungswerte aufweisen, bei denen die Filter FB 1 und FB 2 des anderen Sprachkanales B-B geringe Dämpfungen haben.
Über die Sprachkanäle und den Übertragungskanai K werden daher nicht die ursprünglich kontinuierlichen Frequenzspektren (insbesondere Sprachfrequenzspektren) übertragen, sondern sozusagen nur ausgedünnte Frequenzspektren, bestehend aus denjenigen Teilfrequenzbändern, die von den Filtern hindurchgelassen werden. Man kann die Sprachkanäle A-A und B-B daher auch als ausgedünnte Sprachkanäle bezeichnen, die über den Übertragungskanal K ineinander verschachlelt übertragen werden.
Die Filter können aus bevorzugt digitalen Einzelfiltern, insbesondere Niederfrequenzfiltern zusammengesetzt sein, beispielsweise aus relativ schmalbandigen Bandsperren oder Bandpässen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Frequenzcharakteristiken der Filter, insbesondere die Dämpfungs- und/oder Verstärkungsmaxima einstellbar sein. Auf diese Weise können sie gleichzeitig zur Entzerrung der Übertragungswege dienen.
Mit der Erfindung kann auf einfache Weise der Bandbreitenbedarf bei der Übertragung insbesondere von Sprache vermindert werden. Die Erfindung ist daher insbesondere anwendbar für die Übertragung von Sprache für Audio- oder Videokonferenzen, für Telefon oder Bildtelefon, für Gegensprechanlagen und Weitverkehrsverbindungen (Satelliten, Überseekabel usw.).

Claims

Patentansprüche 1. System zur Übertragung redundanzbehafteter Signale mit kontinuierlichen Frequenzspektren, insbesondere von Sprache, mehrerer Sprachkanäle über nur einen Übertragungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung eine Kanalbandbreite von weniger als die Summe der Bandbreiten der Sprachkanäle zur Verfügung steht, daß von den Sprachkanälen jeweils nur über deren Sprachkanalbandbreite verteilte Teilfrequenzbänder zur Übertragung ausgewählt sind, die jeweils ausgedünnte Sprachkanäle bilden, und daß diese ausgedünnten Sprachkanäle ungespreizt frequenzmäßig ineinander verschachtelt sind.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die frequenzmäßige Verschachtelung sende- und empfangsseitig Filter vorgesehen sind, bei denen der Betrag des Übertragungsmaßes mit steigender Frequenz abwechselnd höhere und niedrigere Werte aufweist, wobei höheren Werten für einen Sprachkanal bei jeweils derselben Frequenz niedrigere Werte für alle anderen Sprachkanäle zugeordnet sind
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragung über einen gemeinsamen Übertragungskanal auf zwei Sprachkanäle beschränkt ist.
4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es für niederfrequente Übertragung vorgesehen ist.
5. System nach einem der Ansprüche 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter Digitalfilter sind.
6.System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Übertragungspegel der Sprachkanäle nicht mehr als um den Faktor 10 voneinander unterscheiden.
7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter bezüglich ihres frequenzabhängigen Dämpfungsverlaufes einstellbar sind.