DE3787247T2 - Klassifizierung von Sprachbandsignalen. - Google Patents

Klassifizierung von Sprachbandsignalen.

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DE3787247T2 DE87309538T DE3787247T DE3787247T2 DE 3787247 T2 DE3787247 T2 DE 3787247T2 DE 87309538 T DE87309538 T DE 87309538T DE 3787247 T DE3787247 T DE 3787247T DE 3787247 T2 DE3787247 T2 DE 3787247T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Klassifizierung eines Signals
  • Es sind in letzter Zeit Verfahren zur Bit-Raten-Verringerung verwendet worden, um die Übertragungskapazität von digitalen Übertragungseinrichtungen zu erhöhen. Ein solches Verfahren ist die adaptive differentielle Pulscodemodulation (ADPCM) ADPCM wird zur Erhöhung der Übertragungskapazität über digitale Sprachband- Übertragungseinrichtungen verwendet. Die Verwendung von ADPCM mit 32 kB/s erhöht und verdoppelt im Normalfall die Kapazität von T- Trägereinrichtungen. Eine größere Übertragungskapazität läßt sich realisieren, indem man auf wohlüberlegte Weise die Sprachbandsignale mit noch niedrigeren Bitraten als 32 kB/s überträgt.
  • Eine ADPCM-Übertragung mit 32 kB/s stellt jedoch ein Problem dar, wenn bestimmte Signale, die keine Sprachsignale sind, übertragen werden. In typischer Weise werden Nichtsprachsignale, beispielsweise Sprachband- Datensignale mit der 32 kB/s-ADPCM übertragen. Das bedeutet, daß keine Bits fallengelassen werden dürfen, um die Übertragungs-Bitrate zu verringern. Bei der Übertragung von Sprachband-Datensignalen mit "höherer" Bitrate, beispielsweise Bitraten, die von einem Modem mit einer Bitrate von 9600 Bit/s oder höher erzeugt werden, führt die Verwendung von ADPCM mit einer sogenannten festen Rate von 32 kB/s zu unannehmbaren Bitfehlerraten. Folglich müssen die Daten erneut übertragen werden, wodurch sich ein unannehmbarer Übertragungsdurchsatz ergibt. Zur Verringerung dieses Problems ist es wünschenswert, die Sprachband-Datensignale mit 9600 Bit/s und höherer Rate bei einer ADPCM-Übertragungsbitrate oder anderen PCM- Übertragungsbitraten zu übertragen, die höher sind als die im Augenblick feste ADPCM-Bitrate von 32 kB/s. Außerdem kann es zweckmäßig und wünschenswert sein, Sprachband-Datensignale mit "niedrigeren" Bitraten bei einer Bitrate niedriger als die 32 kB/s-ADPCM zu übertragen. Zur Übertragung der Sprachband-Datensignale mit Bitraten höher oder niedriger als die 32 kB/s-ADPCM-Rate müssen die Signale bezüglich ihrer jeweiligen Baud-Raten und/oder Modulationsverfahren klassifiziert werden.
  • Bisher haben Versuche zur Klassifizierung von Sprachband- Datensignalen eine sogenannte übliche Autokorrelation des Signals benutzt. Ein Problem bei der Verwendung dieser Autokorrelation besteht darin, daß die Ergebnisse mit der Trägerfrequenz des Datensignals moduliert sind. Folglich geben die Ergebnisse einer solchen Klassifizierungsanordnung die Baud-Raten oder den Modulationstyp der Sprachband- Datensignale nicht genau wieder.
  • In der Literaturstelle 1986 IEEE Military Communication Conference MILCOM'86, 5.-9. Oktober 1986, Monterey, Band 2, Seiten 20.2.1-20.2.6, IEEE, New York, USA, J. Hipp: "Modulation classification based on statistical moments" ist eine Vorrichtung zur Klassifizierung eines Signals mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer gefilterten komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signals, einer Einrichtung zur Erzeugung von Momenten der gefilterten komplexen Tiefpassversion und einer Einrichtung zur Erzeugung der Größe der komplexen Tiefpassversion offenbart, wobei die Einrichtung zur Momenterzeugung eine Einrichtung zur Erzeugung eines Moments erster Ordnung für die Größe und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Moments zweiter Ordnung für die Größe und eine Einrichtung enthält, die unter Verwendung einer vorgegebenen Beziehung der Momente das ankommende Signal als eines von einer Vielzahl von Klassifizierungen klassifiziert, mit einer Einrichtung zur Normierung des Moment s zweiter Ordnung mit einer vorgegebenen Beziehung des Moment s erster Ordnung, um eine normierte Varianz der komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signal s zu gewinnen, wobei die normierte Varianz verwendet wird, um das ankommende Signal als ein Signal zu klassifizieren, das eines von einer Vielzahl von Modulationsverfahren aufweist.
  • In der EP-0 123349 ist eine Anordnung offenbart, die ein Bandpassfilter zur Beseitigung von Rauschen oder irgendeines Signals mit einer Frequenz größer als 2000 Hz aus dem Eingangssignal benutzt. Das zur Gewinnung einer Autokorrelation verwendete Eingangssignal ist reell. Die Autokorrelationen werden dann in vielen Verzögerungsintervallen ausgewertet, um sogenannte Spitzen und ihre Positionen aufzufinden. Die Informationen bezüglich der Spitzen werden dann benutzt, um das ankommende Signal als Sprache oder Daten zu unterscheiden. Im einzelnen wird festgestellt, ob die Spitzen entlang einer Achse auf nichtdiskontinuierliche Weise rückwärts und vorwärts wandern. Wenn dies der Fall ist, so hat man eine gute Anzeige dafür, daß das Signal Sprache ist. Wenn andererseits die sogenannten Autokorrelogramme keine Spitzen enthalten oder wenn Spitzen vorhanden sind, diese aber nicht auf diskontinuierliche Weise wandern, so ist dies ein starkes Anzeichen dafür, daß das Signal keine Sprache ist. Das Verfahren zur Feststellung, ob die Autokorrelogramme Spitzen enthalten und ob diese stationär sind oder wandern, ist außerordentlich kompliziert.
  • In einer Literaturstelle 7th European Conference on Electrotechnics EUROCON '86, Paris, 21.-23. April 1986, Seiten 484-491, F. Jondral et al.: "On the application of digital signal processing and pattern recognition methods to the automatic classification of high frequency signals" ist eine Anordnung offenbart, die eine komplexe Tiefpassversion des Eingangssignals erzeugt und drei statistische Parameter auswertet, nämlich die Amplitude, die Phase und die augenblickliche Frequenz. Histogramme dieser Parameter werden für den Versuch benutzt, unterschiedliche Modemtypen zu klassifizieren.
  • Entsprechend der Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Die Klassifizierung eines ankommenden Signal s wird unter Verwendung einer Klassifizierungsanordnung realisiert, die auf Momenten der Größe einer komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signals beruht. Im einzelnen wird eine vorgegebene Beziehung wenigstens der absoluten Momente erster und zweiter Ordnung der komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signal s benutzt, um das ankommende Signal als eines von einer Vielzahl von Klassifizierungen zu klassifizieren.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die vorgegebene Beziehung das Moment zweiter Ordnung normalisiert mit dem Moment erster Ordnung, und zwar quadriert für die Größe der komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signals. Dies führt zu einer sogenannten normierten Varianz. Die normierte Varianz wird mit vorbestimmten Schwellenwerten verglichen, um das ankommende Signal als ein Signal zu klassifizieren, das eines von einer Vielzahl von Modulationsverfahren aufweist.
  • Eine sogenannte Phasenbeziehung, d. h., das Vorzeichen der Autokorrelation der komplexen Tiefpassversion des ankommenden Signals kann benutzt werden, um das ankommende Signal als entweder Sprache oder Sprachbanddaten zu klassifizieren. Im einzelnen wird das Vorzeichen der komplexen Autokorrelationsfunktion bei einem vorbestimmten Verzögerungsintervall, d. h., Nacheilen, benutzt, um festzustellen, ob das ankommende Signal Sprache oder Sprachbanddaten sind. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel werden sowohl die Phase als auch die normierte Varianz für die Feststellung benutzt, daß das ankommende Signal entweder Sprache oder Sprachbanddaten sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Signalklassifizierungsanordnung nach der Erfindung;
  • Fig. 2 und 3 in der Kombination A-A und B-B ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise einer Klassifizierungsanordnung nach der Erfindung erläutert.
  • Ins einzelne gehende Beschreibung
  • Fig. 1 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild eine Anordnung zur Klassifizierung von Sprachbandsignalen. Ein ankommendes Digitalsignal d(n) ist Multiplizierern 10 und 11 zugeführt. Bei diesem Beispiel liegt das Signal d(n) in linearer PCM-Form mit einer Abtastrate von 8 kHz vor. Ein Abtastintervall beträgt demgemäß 125 us. Von einem (πn/2) Generator 12 wird eine Darstellung von cos (πn/2) an den Multiplizierer 10 geliefert. Der Multiplizierer 10 erzeugt dann a(n)= d(n) cos (πn/2). Entsprechend liefert der sin (πn/2) Generator 13 eine Signaldarstellung von sin (πn/2) an den Multiplizierer 11 und dieser erzeugt b(n)=d(n)sin (πn/2). Das Signal a(n) wird an ein Tiefpassfilter 14 gegeben, das eine Tiefpassversion erzeugt, nämlich u(n). Entsprechend wird das Signal b(n) an ein Tiefpassfilter 15 gegeben, das ebenfalls eine Tiefpassversion v(n) erzeugt. Bei diesem Beispiel sind die Tiefpassfilter 14 und 15 je rekursive Filter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 2 kHz. Beide Signale u(n) und v(n) werden an einen komplexen Signalgenerator 16 gegeben, der γ(n)=u(n)-jv(n) erzeugt. γ(n) ist eine komplexe Tiefpassversion von d(n) Man beachte, daß die komplexe Tiefpassversion γ(n) durch andere Anordnungen erzeugt werden kann, wobei ein Beispiel ein Hilbert-Filter ist. Das Signal γ(n) wird an einen Multiplizierer 17, einen komplex konjugierten Generator 18 und an einen Größengenerator 19 geliefert. Der komplex konjugierte Wert γ*(n) der komplexen Tiefpassversion γ(n) wird vom Generator 18 zur Verzögerungseinheit 20 geliefert. Diese wiederum verzögert jede Abtastdarstellung von γ*(n) um eine vorbestimmte Anzahl k von Abtastintervallen. Bei diesem Beispiel wird zweckmäßig eine Verzögerung k, d. h., ein Nacheilen, von zwei (2) Abtastintervallen benutzt. Der verzögerte komplex konjugierte Wert γ*(n-k) wird an den Multiplexierer 17 gegeben und dort durch Multiplikation mit γ(n) kombiniert, so daß man erhält y(n)y*(n-k). Dieses kombinierte Signal γ(n)γ*(n-k) gelangt zum Mittelwertfilter 21, das die komplexe Autokorrelation von γ(n) liefert, nämlich
  • wobei N eine Anzahl von Abtastwerten ist, nämlich die Fenstergröße, die zur Erzeugung des sogenannten Schätzwertes von R(k) benutzt wird. Bei einem Beispiel ist N=1024 zur Klassifizierung von Sprachband-Datensignalen und N=226 zur Klassifizierung zwischen Sprache und Sprachbanddaten. Das Mittelwertfilter 21 erzeugt die komplexe Autokorrelation R(k)=R(k)+γ(n)γ*(n-k)/N, d. h., der augenblickliche Schätzwert R(k) ist der vorhergehende Schätzwert von R(k) zuzüglich eines gemittelten Aktualisierungsteils γ(n)γ*(n-k)/N. Es ist wichtig, zu beachten, daß die Größe der komplexen Autokorrelation R(k) des Digitalsignals γ(n) unabhängig von der Trägerfrequenz des Sprachband-Datensignals d(n) ist. Demgemäß sind die Ergebnisse der Klassifizierungsanordnung nach der Erfindung nicht durch die Trägerfrequenz des Sprachband-Datensignals moduliert und geben genau die Baud-Raten der Sprachband-Datensignale wieder. Die komplexe Autokorrelation R(k) wird zur Einheit 22 für die normierte Größe und zur Einheit 23 für den normierten Realteil gegeben.
  • Die Einheit 22 für die normierte Größe erzeugt C(k)= R(k) /R(0)· R(k) wird normiert durch R(0), da der Signalpegel von d(n) schwanken kann. R(0) stellt die Leistung des ankommenden Signals d(n) dar. Bei diesem Beispiel wird, wie oben angegeben, der Wert von C(k) mit einer Verzögerung k=2 benutzt, und der Normierungsfaktor ist R(k) bei der Verzögerung k=0. Das Ausgangssignal C(k) oder bei diesem Beispiel C(2) der Einheit 22 für normierte Größe wird an die Schwellenwert-Detektoreinheit 24 übertragen. Diese enthält eine Vielzahl von Schwellenwert-Detektoren (nicht gezeigt), die zwischen den Baud-Raten der Sprachband-Datensignale unterscheiden. Die jeweiligen Schwellenwerte werden durch Minimierung der Wahrscheinlichkeit für eine fehlerhafte Detektierung unter der Annahme gewonnen, daß C(k) bei einer gegebenen Verzögerung k eine Gauß'sche Verteilung über viele experimentelle Ergebnisse zeigt. Der Verzögerungswert k=2 wurde bei diesem Beispiel gewählt, da er die besten Gesamtergebnisse zeigt. Für niedrigere Übertragungsraten, beispielsweise 1200 und 300 FSK, scheint eine Verzögerung von k=3 bessere Ergebnisse zu liefern. Wenn bei diesem Beispiel gilt 0&le;C(2)&le;0,646, dann besitzt das Sprachband-Datensignal eine Baud-Rate von 2400/s, die sich auf ein Sprachband-Datensignal mit 9600 oder mehr Bit/s bezieht. Für 0,646< C(2)&le;0,785 besitzt das Sprachband- Datensignal eine Baud-Rate von 1600/s, die sich auf ein Sprachband- Datensignal mit 4800 Bit/s bezieht, und für 0,785< C(2)&le;0,878 besitzt das Sprachband-Datensignal eine Baud-Rate von 1200/s, die sich auf ein Sprachband-Datensignal mit 2400 Bit/s bezieht. Für 0,878< C(2)&le;1 besitzt das Sprachband-Datensignal eine Baud-Rate von &le; 600/s, die sich auf Sprachband- Datensignale mit Bitraten kleiner als 1200 Bit/s bezieht. Die Ergebnisse der Schwellenwert-Detektoreinheit 24 werden an eine Benutzungseinrichtung 32 für eine gewünschte Verwendung übertragen. Beispielsweise können die Ergebnisse mit Vorteil zur Einstellung der in einem ADPCM-Codierer verwendeten Anzahl von Bits benutzt werden, um die Qualität und den Wirkungsgrad bei der Übertragung von Sprachband-Datensignalen zu verbessern.
  • Die Einheit 23 für einen normierten Realteil erzeugt Rd(k)=-Real[R(k)]/R/0, das zur Phase der komplexen Autokorrelation von &gamma;(n) in Beziehung steht. Der Realteil der komplexen Autokorrelation R(k) wird durch den Autokorrelationswert für k=0 normiert, um Pegeländerungen von d(n) zu kompensieren. Wiederum werden die besten Gesamtergebnisse bei einer Verzögerung k=2 erhalten. Wenn demgemäß Rd(2)> 0 ist, so hat die komplexe Autokorrelation eine erste Phase, beispielsweise eine Phase im zweiten und dritten Quadranten, und wenn Rd(2)&le;0 ist, so hat die Autokorrelation eine zweite Phase, beispielsweise eine Phase im ersten und vierten Quadranten. Es wurde festgestellt, daß, wenn Rd(2)&le;0 ist, d(n) ein Sprachband- Datensignal ist, und wenn Rd(2)> 0 ist, das Signal ein Sprachsignal ist. Das Signal Rd(2) wird an einen Eingang eines zweidimensionalen Schwellenwertdetektors 25 geliefert. Dieser Detektor spricht gemeinsam auf Rd(k) und das Signal &eta; von der Einheit 29 für ein Verhältnis -1 an und liefert eine Bestimmung, ob d(n) ein Sprachsignal oder ein Sprachband- Datensignal ist. Wie nachfolgend erläutert wird, ist
  • wobei m&sub1; das Absolutmoment erster Ordnung der Tiefpassversion &gamma;(n) von d(n) ist, nämlich
  • oder m&sub1; = m&sub1;+ &gamma;(n) /N, und m&sub2; das Absolutmoment zweiter Ordnung der Tiefpassversion &gamma;(n) von d(n), nämlich
  • oder m&sub2;=m&sub2;+ &gamma;(n) ²/N. Bei diesem Beispiel ist N gleich 256 für eine Sprachfeststellung und 1024 für eine Sprachband-Datenfeststellung. Der Schwellenwertdetektor 25 liefert bei diesem Beispiel ein Signal, das angibt, daß d(n) ein Sprachsignal ist, wenn Rd(2)> 0 oder &eta;> 0,3, und im anderen Fall ein Signal, das angibt, daß d(n) ein Sprachband-Datensignal ist. Ein solcher Schwellenwertdetektor enthält zwei getrennte Detektoren, deren Ausgangssignale durch eine ODER-Funktion zusammengefügt werden. Das Ausgangssignal des Schwellenwertdetektors 25 wird an die Benutzungseinrichtung 32 für eine gewünschte Verwendung weitergeleitet. Obwohl sowohl die sogenannte Phase Rd(2) als auch die normierte Varianz &eta; benutzt werden, um zwischen Sprache und Sprachbanddaten zu unterscheiden, dürfte klar sein, daß ein Wert von beiden individuell für eine solche Bestimmung verwendet werden kann.
  • Es wurde außerdem festgestellt, daß es wünschenswert und wichtig ist, die Art des bei dem Sprachband-Datensignal verwendeten Modulationsschemas festzustellen, um genau zwischen bestimmten Sprachband- Datensignalen zu unterscheiden. Beispielsweise wird bei Verwendung des oben beschriebenen komplexen autokorrelations-bezogenen Parameters C(k) nicht genau zwischen einem 1200-FSK-Signal und einem Signal mit 2400 Bit/s oder 4800 Bit/s unterschieden. Es wurde festgestellt, daß eine vorbestimmte Beziehung zwischen einem Absolutmoment erster Ordnung und einem Absolutmoment zweiter Ordnung für die komplexe Tiefpassversion &gamma;(n) von d(n) brauchbar unterscheidet, ob der Modulationstyp FSK, PSK und QAM ist. Per Definition ist das Moment der Ordnung P eines Signals x(n) der Mittelwert von xP(n) und das Absolutmoment der Ordnung P eines Signals x(n) der Mittelwert von &chi;(n) P.
  • Zu diesem Zweck erzeugt die Größeneinheit 19 &gamma;(n) = . Dann kann das Moment erster Ordnung von &gamma;(n) ausgewertet werden als m&sub1;=m&sub1;+ &gamma;(n) /N. Das Moment zweiter Ordnung von &gamma;(n) kann ausgewertet werden als m&sub2;=m&sub2; &gamma;(n) ². Wiederum ist bei diesem Beispiel zur Feststellung von Sprache N=256 und zur Feststellung von Sprachbanddaten N=1024. Es wird also das Moment m&sub1; erster Ordnung von &gamma;(n) durch das Mittelwertfilter 26 erzeugt, das liefert m&sub1;=m&sub1;+ &gamma;(n) /N. Die Quadriereinheit 28 erzeugt m²&sub1;, das an die Einheit 29 gegeben wird. Entsprechend wird das Moment m&sub2; zweiter Ordnung von &gamma;(n) erzeugt, indem &gamma;(n) an die Quadriereinheit 27 zur Gewinnung von &gamma;(n) ² übertragen wird und dann das Mittelwertfilter 30 m&sub2;=m&sub2;+ &gamma;(n) ²/N liefert. Es wird dann m&sub2; an die Einheit 29 für ein Verhältnis -1 übertragen, die dann eine sogenannte normierte Varianz &eta; von &gamma;(n) erzeugt, nämlich
  • Wie oben angegeben, wird die normierte Varianz &eta; an den zweidimensionalen Schwellenwertdetektor 25 zur Unterscheidung zwischen Sprache und Sprachband-Datensignalen gegeben. Die normierte Varianz &eta; wird außerdem an die Schwellenwert-Detektoren 31 übertragen, um zwischen mehreren Typen einer Sprachband-Datenmodulation zu unterscheiden. Bei diesem Beispiel sind die unterschiedenen Modulationstypen eine Frequenzumtastung (FSK), eine Pulsumtastung (PSK) und eine Quadratur- Amlitudenmodulation (QAM). Es wurde für dieses Beispiel festgestellt, daß, wenn 0< &eta;&le;0,021, dann der Modulationstyp FSK vorliegt, wenn 0,021< &eta;&le;0,122 ist, dann der Modulationstyp PSK vorliegt und wenn 0,122< &eta; ist, dann der Modulationstyp QAM vorliegt. Die Ergebnisse der Schwellenwertdetektoren 31 werden an die Benutzereinrichtung 32 gegeben und dort benutzt, um das jeweils empfangene, spezielle Sprachband-Datensignal zu bestimmen.
  • Man erkennt also, daß die Verwendung von &eta; die Möglichkeit gibt, zwischen FSK-, PSK- und QAM-Sprachband-Datensignalen zu unterscheiden, während C(2) verwendet werden kann, um zwischen Signalen mit 2400 Baud/s. 1600 Baud/s, 1200 Baud/s und 600 Baud/s oder niedrigerer Baud-Rate zu unterscheiden. Die letztgenannten Signale stehen in Beziehung zu Signalen mit 9600 Bit/s, 4800 Bit/s, 2400 Bit/s und 1200 Bit/s oder niedrigerer Bitrate. Falls gewünscht, kann C(k) für eine Verzögerung (k)=3, d. h., C(3) erzeugt werden, wie oben für C(2) beschrieben, und benutzt werden, um zwischen Sprachband-Datensignalen mit 1200 Bit/s und 300 Bit/s zu unterscheiden.
  • In Fällen, in denen es nur erwünscht ist, zwischen Sprachband- Datensignalen mit 9600 Bit/s und allen anderen Signalen zu unterscheiden und eine Zuordnung zu 4800-QAM-Sprachband-Datensignalen zu einer Klassifizierung höherer Geschwindigkeit zulässig ist, dann reicht die Verwendung der normierten Varianz &eta; für N&ge;512 aus.
  • Vorzugsweise werden die oben beschriebenen Klassifizierungsanordnungen auf einer großintegrierten (VLSI) Schaltung verwirklicht. Die Klassifizierungsanordnungen können sich aber auch unter Verwendung eines Prozessors, beispielsweise eines Array-Prozessors verwirklicht werden. Zu diesem Zweck erläutern die Fig. 2 und 3, die in der Kombination A-A und B-B ein Flußdiagramm bilden, die Schritte zur Verwirklichung der Klassifizierung ankommender Digitalsignale.
  • In die Programmroutine wird über den Initialisierungsschritt 201 eingetreten. Die bedingte Verzweigung 202 stellt fest, ob Eingangsenergie vorhanden ist. Wenn das Prüfergebnis ja ist, so ist Energie vorhanden und der Block 203 veranlaßt, daß n auf 1 und N auf N=256 gesetzt werden. Wie oben angegeben, ist N=256 die Anzahl von Abtastwerten, die benutzt wird, um festzustellen, ob das ankommende Signal d(n) Sprache oder Sprachbanddaten ist. Der Block 204 veranlaßt, daß n, R(k), m&sub1; und m&sub2; auf n=1. R(k)=0, m&sub1;=0 und m&sub2;=0 gesetzt werden. Der Block 205 veranlaßt die Berechnung von a(n)=d(n)cos (&pi;n/2) b(n)=d(n)sin (&pi;n/2). Der Block 206 veranlaßt die Erzeugung der komplexen Tiefpassversion &gamma;(n) des ankommenden Signals d(n) durch Tiefpassfiltern der Ergebnisse des Schritts 205 durch die Filterfunktion g(n), nämlich &gamma;(n)=[a(n)-jb(n)] &gamma;(r), wobei die Hüllfunktion angibt. Wie oben angegeben, wird bei diesem Beispiel eine Tiefpass-Filterfunktion g(n) verwendet, die ein rekursives Filter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz bei 2 kHz ist. Der Block 207 bewirkt eine Aktualisierung der Schätzwerte von R(k), m&sub1; und m&sub2;. Wie oben erläutert, ist R(k) die Autokorrelation des ankommenden komplexen Digitalsignals &gamma;(n), und der aktualisierte Wert beträgt R(k)=R(k)+&gamma;(n)&gamma;*(n-k)/N, wobei * den komplex konjugierten Wert angibt. Bei diesem Beispiel wird eine Verzögerung um k=2 Abtastintervalle benutzt. m&sub1; ist das Moment erster Ordnung von &gamma;(n) und sein aktualisierter Wert ist m&sub1;=m&sub1;+ &gamma;(n) &gamma;/N. m&sub2; ist das Moment zweiter Ordnung von &gamma;(n) und sein aktualisierter Wert ist m&sub2;=m&sub2;+ &gamma;(n) /N. Der Block 208 veranlaßt die Einstellung von n=n+1. Die bedingte Verzweigung 209 prüft, ob n&le;N ist. Wenn das Ergebnis ja ist, so wird die Steuerung zum Block 205 zurückgegeben, und die Schritte 205-209 werden wiederholt, bis das Prüfergebnis beim Schritt 209 nein ist. Dadurch wird angezeigt, daß das Fenster mit 256 Abtastwerten aufgetreten ist, für das die Werte von R(k), m&sub1; und m&sub2; geschätzt werden. Der Block 210 veranlaßt dann die Ausführung der folgenden Berechnungen: Die normierte Größe C(k) der komplexen Autokorrelation von &gamma;(n), nämlich C(k)= R(k) /R(0), wobei R(0) die komplexe Autokorrelation von &gamma;(n) bei der Verzögerung k=0 ist, der normierte Realteil Rd(2) der komplexen Autokorrelation bei der Verzögerung k=2 nämlich Rd(2)=-Real[R(2)]/R(0), und der normierten Varianz &eta; für die Größe der komplexen Tiefpassversion &gamma;(n) des ankommenden Signals d(n), nämlich
  • wobei m&sub1; das Moment erster Ordnung von &gamma;(n) und m&sub2; das Moment zweiter Ordnung von &gamma;(n) gemäß Schritt 207 sind. Die bedingte Verzweigung 211 stellt fest, ob das ankommende Signal Sprache oder Sprachbanddaten sind, indem bei diesem Beispiel festgestellt wird, ob Rd(2)< 0 oder &eta;> 0,3 ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 211 ja ist, so stellt der Block 212 einen Indikator ein, daß das ankommende Signal Sprache ist. Danach wird der Prozeß gemäß 213 angehalten. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 211 nein ist, stellt der Block 214 einen Indikator ein, daß das ankommende Signal Sprachbanddaten sind. Die bedingte Verzweigung 215 stellt fest, ob N=256 ist. Wenn das Prüfergebnis ja ist, stellt der Block 216 N=1024 und n=1 an und die Steuerung wird zum Block 204 zurückgegeben. Wie oben angegeben, wird bei diesem Beispiel ein Fenster von 1024 Abtastwerten benutzt, um die Schätzwerte von R(k), m&sub1; und m&sub2; für Sprachband-Datensignale zu erzeugen. Danach werden die Schritte 204 bis 211, 214 und 215 wiederholt. Da N=1024 ist, so lautet das Prüfergebnis beim Schritt 215 nein. Danach bestimmt der Block 217 die Sprachband-Datensignalparameter bei diesem Beispiel wie folgt: wenn 0&le;C(2)&le;0,646 ist, dann beträgt die Baud-Rate des ankommenden Signals 2400/s, wenn 0,646< C(2)&le;0,785 ist, dann beträgt die Baud-Rate des ankommenden Signals 1600/s, wenn 0,785< C(2)&le;0,878 ist, dann beträgt die Baud-Rate des ankommenden Signals 1200/s, wenn 0,878< C(2)&le;1 ist, dann ist die Baud-Rate des ankommenden Signals gleich oder kleiner als 600/s, wenn 0< &eta;&le;0,021 ist, dann ist der Modulationstyp des ankommenden Signals FSK, wenn 0,021< &eta;&le;0,122 ist, dann ist der Modulationstyp für das ankommende Signal PSK, und wenn 0,122< &eta; ist, dann ist der Modulationstyp für das ankommende Signal QAM. Danach wird der Prozeß gemäß 218 angehalten.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Klassifizierung eines Signals einschließlich einer komplexen Tiefpaßeinrichtung (14-16) zur Erzeugung einer gefilterten, komplexen Tiefpaßversion &gamma;(n)) des ankommenden Signals (d(n)) und einer Momenterzeugungseinrichtung (19, 26, 27, 30) zur Erzeugung von Momenten der gefilterten komplexen Tiefpaßversion und einer Einrichtung zur Erzeugung der Größe ( &gamma;(n) ) der komplexen Tiefpaßversion, wobei die Momenterzeugungseinrichtung eine Einrichtung (26) zur Erzeugung eines Moments (m&sub1;) erster Ordnung der Größe und eine Einrichtung (27, 30) zur Erzeugung eines Moments (m&sub2;) zweiter Ordnung der Größe enthält, sowie einschließlich einer Verwendungseinrichtung (29, 31, 32) zur Verwendung einer vorgeschriebenen Beziehung der Momente zur Klassifizierung des ankommenden Signals als eine von einer Vielzahl von Klassifizierungen mit einer Normierungseinrichtung (26-30) zur Normierung des Moments zweiter Ordnung mit einer vorgeschriebenen Beziehung des Moments erster Ordnung zur Gewinnung einer normierten Varianz (&eta;) der komplexen Tiefpaßversion des ankommenden Signals, wobei die normierte Varianz zur Klassifizierung (über 32) des ankommenden Signals als ein Signal mit einem von einer Vielzahl von Modulationsverfahren verwendet wird, gekennzeichnet durch eine Autokorrelationseinrichtung (17, 18, 20) zur Erzeugung einer Autokorrelation der komplexen Tiefpaßversion des ankommenden Signals, wobei die Verwendungseinrichtung (22, 24, 32) eine Einrichtung zur Verwendung eines vorgeschriebenen Kennwertes der Autokorrelation und der normierten Varianz enthält, um die ankommenden Signale als eine von einer Vielzahl von Klassifizierungen zu klassifizieren, und eine Erzeugungseinrichtung (21, 23) zur Erzeugung eines ersten Kennwertes (Rd(k)) der Autokorrelation, sowie einer ersten Vergleichseinrichtung (25) zum Vergleichen des ersten Kennwertes mit einem ersten vorbestimmten Schwellenwert und einer zweiten Vergleichseinrichtung (25) zum Vergleichen der normierten Varianz (&eta;) mit einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert, wobei das ankommende Signal als Sprache klassifiziert wird, wenn entweder der erste Schwellenwert oder der zweite Schwellenwert überschritten wird, und im anderen Fall als Sprachbanddaten klassifiziert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Normierungseinrichtung eine Quadriereinrichtung (28) zum Quadrieren des Moments erster Ordnung sowie eine Verhältnisbildungseinrichtung (29) zur Gewinnung des Verhältnisses des Moments zweiter Ordnung zu dem Quadrat des Moments erster Ordnung abzüglich Eins enthält, das heißt, &eta; = (m&sub2;/m&sub1;²)-1, wobei das Verhältnis abzüglich Eins die normierte Varianz &eta; der komplexen Tiefpaßversion des ankommenden Signals ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verwendungseinrichtung eine Einrichtung (21, 22, 24) zur Verwendung eines vorgeschriebenen Kennwertes (C(k)) der Autokorrelation zur Klassifizierung der ankommenden Signale als ein Signal mit einer von einer Vielzahl von Baudraten enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das ankommende Signal ein Digitalsignal mit einem vorbestimmten Abtastintervall ist und die Autokorrelationseinrichtung die Autokorrelation mit einem vorgeschriebenen Verzögerungsintervall erzeugt, das einer vorbestimmten Anzahl von Abtastintervallen entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste Kennwert zur Phase der Autokorrelation in Beziehung steht.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5018190A (en) * 1989-09-21 1991-05-21 Hewlett-Packard Company Device to block unauthorized modem access over a PBX line
US5123033A (en) * 1990-09-27 1992-06-16 At&T Bell Laboratories Extraction of an exact symbol rate as applied to bandwidth compression of modem signals through demodulation and remodulation
US5299257A (en) * 1992-02-21 1994-03-29 At&T Bell Laboratories Subscriber initiated non-intrusive network-based analysis of facsimile transmissions
US5490199A (en) * 1992-02-21 1996-02-06 At&T Corp. Non-intrusive network-based analysis of facsimile transmissions
WO1994000944A1 (en) * 1992-06-30 1994-01-06 Polycom, Inc. Method and apparatus for ringer detection
US5535299A (en) * 1993-11-02 1996-07-09 Pacific Communication Sciences, Inc. Adaptive error control for ADPCM speech coders
FR2727236B1 (fr) * 1994-11-22 1996-12-27 Alcatel Mobile Comm France Detection d'activite vocale
US5757867A (en) * 1995-03-30 1998-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Digital mixing to baseband decimation filter
US5999898A (en) * 1996-06-20 1999-12-07 International Business Machines Corporation Voice/data discriminator
US6708146B1 (en) 1997-01-03 2004-03-16 Telecommunications Research Laboratories Voiceband signal classifier
US5949864A (en) * 1997-05-08 1999-09-07 Cox; Neil B. Fraud prevention apparatus and method for performing policing functions for telephone services
US6574321B1 (en) 1997-05-08 2003-06-03 Sentry Telecom Systems Inc. Apparatus and method for management of policies on the usage of telecommunications services
JP3252782B2 (ja) * 1998-01-13 2002-02-04 日本電気株式会社 モデム信号対応音声符号化復号化装置
CA2260336A1 (en) 1999-02-15 2000-08-15 Robert Inkol Modulation recognition system
US20030086444A1 (en) * 2001-09-28 2003-05-08 Globespan Virata, Incorporated Voice/tone discriminator
AU2003275728A1 (en) 2003-06-16 2005-01-04 Peter Johannes Nijhof Removable denture
US7710919B2 (en) 2005-10-21 2010-05-04 Samsung Electro-Mechanics Systems, methods, and apparatuses for spectrum-sensing cognitive radios
US20070092045A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Wangmyong Woo Systems, Methods, and Apparatuses for Fine-Sensing Modules
US7668262B2 (en) 2005-10-21 2010-02-23 Samsung Electro-Mechanics Systems, methods, and apparatuses for coarse spectrum-sensing modules
US7528751B2 (en) 2006-07-28 2009-05-05 Samsung Electro-Mechanics Systems, methods, and apparatuses for a long delay generation technique for spectrum-sensing of cognitive radios
US7860197B2 (en) 2006-09-29 2010-12-28 Samsung Electro-Mechanics Spectrum-sensing algorithms and methods
CN102194452B (zh) * 2011-04-14 2013-10-23 西安烽火电子科技有限责任公司 复杂背景噪声中的语音激活检测方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH635695A5 (de) * 1978-08-31 1983-04-15 Landis & Gyr Ag Detektor zur feststellung der anwesenheit mindestens eines elektrischen signals mit einer vorbestimmten charakteristik.
US4281218A (en) * 1979-10-26 1981-07-28 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Speech-nonspeech detector-classifier
US4597107A (en) * 1983-04-01 1986-06-24 Psr Products, Inc. Modulation detector and classifier
GB2139052A (en) * 1983-04-20 1984-10-31 Philips Electronic Associated Apparatus for distinguishing between speech and certain other signals

Also Published As

Publication number Publication date
IL84338A (en) 1991-07-18
IL84338A0 (en) 1988-04-29
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CA1307341C (en) 1992-09-08
JPS63131651A (ja) 1988-06-03
US4815137A (en) 1989-03-21
DE3787247D1 (de) 1993-10-07
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JPH0566058B2 (de) 1993-09-21
KR880006860A (ko) 1988-07-25
EP0266962B1 (de) 1993-09-01
EP0266962A3 (en) 1989-08-02

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