DE3817228C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Konferenzbrücke, bei der die linear codierten Codeworte eines Teilnehmersignales durch einen Pegelregler mit adaptiven Gewichtungsfaktoren mul­ tipliziert werden, mit einer Summenbildungseinheit, die für jeden Teilnehmer ein Konferenzsignal erzeugt, dessen Codeworte ebenfalls durch den Pegelregler mit adaptiven Gewichtungsfaktoren multipliziert werden.

Eine derartige Konferenzbrücke ist z.B. aus der DE 33 29 779 C2 bekannt. Die nähere Beschreibung einer auf drei Teilnehmer beschränkten Konferenzbrücke mit den oben aufgezählten Merkmalen findet man in einem Artikel von R. Hofmann (Hofmann, R.: Digitale Telefonkonfe­ renz PKI, Technische Mitteilungen 1/1986, Seiten 53 bis 56, Philips Kommunikations Industrie AG, Post­ fach 35 38, D-8500 Nürnberg 1).

Bei der bekannten Konferenzbrücke muß - wie weiter unten noch näher dargelegt wird - der sprechende Konferenzteil­ nehmer erkannt werden, damit die Regelung der Sprachsig­ nale im gewünschten Sinne erfolgen kann. In Sonderfällen hat der Erkennungsvorgang bei der bekannten Konferenz­ brücke zu Fehlentscheidungen geführt. Des weiteren wird - vor allem bei einer größeren Zahl von Konferenzteilneh­ mern - ebenfalls in Sonderfällen das Sprachsignal des alleinsprechenden Teilnehmers verzerrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konferenz­ brücke mit den angegebenen Merkmalen soweit zu verbes­ sern, daß Fehlentscheidungen und Sprachverzerrungen im oben angegebenen Sinne nicht mehr vorkommen können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jedes Teilnehmer­ signal vor der Zuführung zum Pegelregler durch einen di­ gitalen Hochpaß von seinem Gleichanteil befreit wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die oben erwähnten Fehlentscheidungen ihre Ursache in den Gleich­ anteilen der Teilnehmersignale haben. Dieser, keinen In­ formationsinhalt tragende Bestandteil eines Teilnehmer­ signales, kann - wegen des Offsets der im Signalweg lie­ genden analogen aktiven Bausteine (z.B. Verstärker) - in manchen Teilnehmersignalen so groß sein, daß sein Pegel über dem Pegel des Sprachsignales eines gerade sprechen­ den Teilnehmers liegt. Dieser Umstand führt zu der oben erwähnten Fehlentscheidung. Da das von der Summenbil­ dungseinheit für einen Teilnehmer erzeugte Konferenzsig­ nal im wesentlichen aus der Summe der Teilnehmersignale aller anderen Teilnehmer besteht, kann auch die Summe al­ ler Gleichanteile so hoch werden, daß das Konferenzsignal nach der PCM-Rückwandlung eine unsymmetrische Aussteue­ rung auf der PCM-Kennlinie erfährt. Dieser Effekt hat stets eine Erhöhung der Verzerrungen zur Folge, wobei es insbesondere bei hohen Sprachpegeln durch eine einseitige Begrenzung zu starken Verzerrungen kommen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Figuren und eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Konferenzbrücke mit erfindungsgemäßen Merk­ malen,

Fig. 2 eine genauere Darstellung eines Pegelreglers und Begrenzers einer Konferenzbrücke,

Fig. 3 einen nichtlinearen, digitalen Hochpaß und

Fig. 4 zwei Strukturen von digitalen Hochpässen erster Ordnung, wie sie bevorzugt in einer Konferenz­ brücke verwendet werden können.

Das Prinzipschaltbild einer Konferenzbrücke nach Fig. 1 enthält fünf Funktionseinheiten, die ihrerseits wiederum für jeden Teilnehmer gleichgestaltete Untereinheiten ent­ halten. Zu diesen Funktionseinheiten gehört eine Teilneh­ merschaltung TS, eine Codier- und Decodiereinheit CD, ei­ ne Begrenzer- und Filtereinheit BT, eine Pegelregelungs­ einheit PR und eine Einheit KF zur Bildung der Konferenz­ signale für die Teilnehmer. Im Beispiel ist die Zahl der Teilnehmer auf drei beschränkt. Der Fig. 1 und der fol­ genden Beschreibung ist ohne weiteres zu entnehmen, wie bei einer Erweiterung auf mehr Teilnehmer vorzugehen ist. In allen Beispielen ist auf die Taktversorgung der Bausteine nicht eingegangen, da sie zum handwerklichen Können des Fachmanns gehört.

Ein abgehendes Teilnehmersignal ui (i=1, 2 oder 3) ge­ langt von einem analogen Telefonapparat Ti über eine Zwei-Drahtleitung und eine Gabelschaltung zu einem Ana­ log-Digital-Umsetzer (PCM-Codec) der Einheit TS. Der Ana­ log-Digital-Wandler liefert logarithmisch codierte Daten, die anschließend durch einen Baustein Ci der Einheit CD in die linearisierte Form umcodiert und dann durch einen digitalen Hochpaß HPi von ihrem Gleichanteil befreit werden. Das so veränderte abgehende Teilnehmersignal wird durch einen Multiplizierer Mvi (i ist hier Laufvariante und kann die Werte 1, 2 oder 3 annehmen) mit einem adaptiven Gewichtungsfaktor vi multipliziert, auf dessen Zustandekom­ men weiter unten näher eingegangen wird. Das resultieren­ de Teilnehmersignal wird von der Einheit PR als Signal xi an die Einheit KF zur Bildung von Konferenzsignalen wei­ tergeleitet. Von dieser Einheit KF wird das für den i-ten Teilnehmer bestimmte Konferenzignal zi ermittelt; dieses Signal ist eine Teilsumme der Signale x 1, x 2 und x 3, die durch einen Addierer Ai berechnet wird. Das so erhaltene Konferenzsignal zi wird in der Einheit PR nochmals mit adaptiven Gewichtungsfaktoren wi multipliziert, und zwar durch einen Multiplizierer Mwi mit dem Ausgangssig­ nal ti. Ein Begrenzer Bi der Einheit BT begrenzt das Kon­ ferenzsignal ti, das anschließend durch einen Baustein Di der Einheit CD in logarithmisch codierte Daten zurück­ transformiert und durch einen Digital-Analog-Wandler der Einheit TS in analoger Form dem i-ten Teilnehmer als Si­ gnal yi zugeführt wird.

Der Vorgang der Pegelregelung ist in Fig. 2 genauer dar­ gestellt. Ein ankommendes Teilnehmersignal si (i = 1, 2 oder 3) wird durch den Hochpaß HPi von seinem Gleichan­ teil befreit. Der Pegel des Restsignales wird durch einen Pegelvergleicher PVi mit dem Pegel des Konferenzsigna­ les zi verglichen. Ist der Pegel des Konferenzsignales zi größer als der vom Gleichanteil befreite Pegel des Signa­ les si, so wird diese Tatsache als Schweigen des i-ten Teilnehmers interpretiert, anderenfalls als Sprechen des i-ten Teilnehmers. Im ersten Fall werden durch einen Rechner R 2i laufend kleiner werdende Gewichtungsfakto­ ren vi erzeugt und dem Multiplizierer Mvi zugeführt. Der Pegel des Signales xi am Ausgang des Rechners Mvi ist dann stark gedämpft. Gleichzeitig führt ein zweiter Rech­ ner R 1i dem Multiplizierer Mwi laufend größer werdende Faktoren wi zu, deren Maximalwert 1 ist. Wird entschie­ den, daß der i-te Teilnehmer spricht, so läuft der Ge­ wichtungsfaktor vi nach 1 und der Gewichtungsfaktor wi auf sein Minimum zu. Damit das abgehende Konferenzsig­ nal ti die zulässigen Pegelgrenzen nicht überschreitet, ist ein Begrenzer Bi in seinen Weg eingefügt. Übersteigt das Konferenzsignal diese zulässigen Grenzen, so wird ei­ ne Begrenzung auf diese Pegelgrenzen durchgeführt. Gleichzeitig gibt der Begrenzer Bi über eine Verbindung zum Rechner R 1i ein Steuersignal ab, der daraufhin den Gewichtungsfaktor wi solange verringert, bis das Ein­ gangssignal des Begrenzers Bi innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines digitalen Hochpasses HPi dar, und zwar eines nichtlinearen Hochpas­ ses. Durch einen Komparator K wird jedes Codewort eines Eingangssignals s 1 mit dem gerade in einem Verzögerungs­ glied T gespeicherten Zahlenwert verglichen. Je nach Aus­ gang des Vergleiches wird einem Eingang eines Multipli­ zierers M 31 eine der drei Zahlen 0, 1 oder -1 zugeführt. Stellt der Vergleicher K fest, daß die zu vergleichenden Zahlen gleich sind, so wird dem Eingang des Multiplizie­ rers M 31 eine 0 zugeführt. Ist der im Verzögerungsglied T gespeicherte Wert kleiner als das gerade anliegende Code­ wort des Eingangssignales s 1, dann wird dem Multiplizie­ rer eine 1 zugeführt und bei der letzten der drei Mög­ lichkeiten eine -1. Die Zuführung erfolgt über drei nicht näher bezeichnete Schalter, die von den drei Ausgangslei­ tungen a 1, a 2 und a 3 des Komparators K angesteuert wer­ den. Dem anderen Eingang des Multiplizierers M 31 wird ein fester Zahlenwert d zugeführt. Am Ausgang des Multipli­ zierers M 31 erscheint daher entweder der Wert 0, der Wert d oder der Wert -d. Der Ausgang des Multiplizie­ rers M 31 ist mit dem einen Eingang eines Addierers A 31 verbunden. Der andere Eingang dieses Addierers ist mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes T verknüpft. Folglich trifft am Ausgang des Addierers A 31 ein Zahlenwert m auf, der entweder so groß ist wie der Inhalt des Verzögerungs­ gliedes T oder sich von diesem um ±d unterscheidet. Die­ ser neue Wert wird wegen der Verbindung des Ausgangs des Addierers A 31 mit dem Eingang des Verzögerungsgliedes T erneut in ihm gespeichert, während der alte Wert über­ schrieben wird. Der im Verzögerungsglied T gespeicherte Wert m wird durch einen Subtrahierer A 32 von den Codewor­ ten des Eingangssignals s 1 abgezogen. Der Wert m ist ein Mittelwert des Eingangssignales s 1. Der feste Zahlen­ wert d ist in einem nicht gezeichneten Speicher abgespei­ chert; sein Wert ist vom Fachmann nach Lage der Dinge festzulegen.

Als Hochpässe HPi können auch bekannte lineare, zeitinva­ riante digitale Filter verwendet werden. Von allen mögli­ chen Filterstrukturen haben sich die in Fig. 4 gezeigten Strukturen beim Einsatz in Konferenzbrücken am besten be­ währt. Es handelt sich um Hochpässe erster Ordnung.

Im Hochpaß nach Fig. 4a werden von den Codeworten eines Eingangssignals s 1 die in einem Verzögerungsglied T 4a ge­ speicherten und mit einem Faktor p gewichteten Codeworte abgezogen. Die Gewichtung nimmt der Multiplizierer M 4a vor. Der Faktor p muß klein gegen 1 sein, damit sich Hochpaßcharakteristik ergibt. Die Differenzbildung er­ folgt durch einen Subtrahierer S 4a, dessen Ausgangswerte auch die Ausgangswerte des Filters sind. Diese werden mit einem Rückkopplungszweig einem Eingang eines Addie­ rers A 4a zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem Aus­ gang des Verzögerungsgliedes T 4a verbunden ist. Der Aus­ gang des Addierers A 4a ist mit dem Eingang des Verzöge­ rungsgliedes T 4a verbunden.

Bei der Variante nach Fig. 4b - ein Hochpaß erster Ord­ nung in der zweiten kanonischen Form - wird zu den Code­ worten des Eingangssignales s 1 durch einen Addierer A 4b die mit einem Faktor 1-p gewichteten Zahlenwerte hinzuad­ diert, die in einem Verzögerungsglied T 4b gespeichert sind. Die Gewichtung übernimmt ein Multiplizierer M 4b. Der Ausgang des Addierers A 4b ist an den Eingang des Ver­ zögerungsgliedes T 4b geführt und gleichzeitig an den po­ sitiven Eingang eines Subtrahierers S 4b. Der negative Eingang des Subtrahierers S 4b ist mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes T 4b verbunden. Am Ausgang des Subtra­ hierers S 4b liegen die Ausgangscodeworte des Filters an.

Claims (4)

1. Konferenzbrücke, bei der die linearcodierten Codeworte eines Teilnehmersignales (s 1, s 2, s 3) durch einen Pegel­ regler (P 1, P 2, P 3) mit adaptiven Gewichtungsfakto­ ren (v 1, v 2, v 3) multipliziert werden, mit einer Summen­ bildungseinheit (KF), die für jeden Teilnehmer ein Konfe­ renzsignal erzeugt, dessen Codeworte ebenfalls durch den Pegelregler (P 1, P 2, P 3) mit adaptiven Gewichtungsfakto­ ren (w 1, w 2, w 3) multipliziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmersignale (s 1, s 2, s 3) vor der Zuführung zum Pegelregler (P 1, P 2, P 3) durch einen digitalen Hoch­ paß (HP 1, HP 2, HP 3) von ihrem Gleichanteil befreit wer­ den.

2. Digitaler Hochpaß für eine Konferenzbrücke nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (K) mit drei Ausgängen (a 1, a 2, a 3) vorgesehen ist, der jedes Codewort eines Eingangssigna­ les (s 1) mit einem in einem Verzögerungsglied (T) gespei­ cherten Zahlenwert vergleicht, daß dieser Zahlenwert auch dem Eingang eines ersten Addierers (A 31) zugeführt wird, während dem anderen Eingang des ersten Addierers (A 31), gesteuert von den drei Ausgangssignalen (a 1, a 2, a 3) des Komparators, entweder eine Null oder ein zeitlich unab­ hängiger Zahlenwert (d) mit positiven oder negativen Vor­ zeichen zugeführt wird, daß der Ausgang des ersten Addie­ rers (A 31) mit dem Eingang des Verzögerungsgliedes (T) und einem Eingang eines Subtrahierers verbunden ist und daß durch den Subtrahierer (A 32) jedes Codewort des Ein­ gangssignals (s 1) um das am Ausgang des ersten Addie­ rers (A 31) anliegende Codewort verringert wird.

3. Konferenzbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Hochpaß (HP 1, HP 2, HP 3) um einen Hochpaß erster Ordnung handelt, von dessen Eingangssig­ nal (s 1) die in einem Verzögerungsglied (T 4a) gespeicher­ ten und mit einem Faktor (p) multiplizierten (M 4a) Werte abgezogen werden, wobei diese Differenz und der Inhalt des Verzögerungsgliedes (T 4a) addiert (A 4a) werden und die Summe des alten Inhaltes im Verzögerungsglied (T 4a) gespeichert wird.

4. Konferenzbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Hochpaß (HP 1, HP 2, HP 3) um einen Hochpaß erster Ordnung in der zweiten kanonischen Form (Fig. 4b) handelt.