DE3906793A1

DE3906793A1 - Verfahren zur korrektur von zellverlusten bei der uebertragung digital codierter analogsignale

Info

Publication number: DE3906793A1
Application number: DE19893906793
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Hessenmueller
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1990-11-15
Also published as: DE3906793C2

Description

Anwendungsgebiet und Zweck

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Einflusses von Zellverlusten in digitalen Nachrichtennetzen, die nach dem Prizip der asynchronen Zeitmultiplextechnik betrieben werden und ist zur Anwendung bei zellstrukturiert übertragenen, digital codierten Analogsignalen gedacht.

Stand der Technik

Nach der CCITT-Empfehlung I. 121 wird als Ziellösung für ein künftiges Breitband-ISDN das dem Prinzip nach schon länger bekannte asynchrone Zeitmultiplexverfahren (Asynchronous Time Division Multiplexing: ATD) angesehen.

Bei dieser Multiplexmethode wird die Folge der Signalelemente des Zeitmultiplexsignals in gleich lange Blöcke, sog. Zellen, eingeteilt, die unmittelbar aufeinanderfolgen. Jede Zelle besteht aus dem Kopf und dem Informationsfeld. Bezüglich deren Größe sind 3-8 Byte für den Kopf und 32-120 Byte für das die Nutzinformation tragende Informationsfeld in der Diskussion. Ein Teil des Kopfes jeder Zelle stellt die Adresse oder logische Kanalnummer dar, die eindeutig die Zuordnung dieser Zelle zu einem bestimmten Digitalsignal oder einer Verbindung festlegt. Das ATD-Prinzip wird zweckmäßig bei allen Netzkomponenten, also in Vermittlungsstellen, auf Übertragungsleitungen etc. angewendet.

Durch verschiedene Umstände, wie Verfälschung der logischen Kanalnummer durch nicht korrigierbare Bitfehler im Zellkopf oder Überlauf von Speichern z. B. in den Vermittlungsstellen, kann es gelegentlich zum Verlust ganzer Zellen kommen. Durch eine fortlaufende Nummerierung der zu einer Verbindung gehörenden Zellen mittels eines Kontinuitätsindex, wie dies in "Specification of Transmission Systems for the Broadcasting- Satellite Service", CCIR, Genf, April 1986, beschrieben ist, können fehlende Zellen aber erkannt werden. Eine fehlende Zelle kann durch eine Blindzelle beliebigen Inhalts ersetzt werden. Es ist allgemein bekannt, diese Blindzelle als Fehlerburst zu betrachten und durch eine Vorwärtskorrektur (FEC) vollständig zu korrigieren, wodurch das Originalsignal der Sendeseite wiederhergestellt wird.

Aus "Der Fernmelde-Ingenieur", Heft 11 (1978), ist weiterhin bekannt, durch Bitfehler verfälschte Codeworte eines digitalen Tonsignals mittels einer Fehlerüberdeckungstechnik (error concealment) zu verschleiern, indem der fehlerhafte Abtastwert durch den Mittelwert aus den benachbarten fehlerfreien Abtastwerten ersetzt wird.

Kritik des Standes der Technik

Das beim Stand der Technik beschriebene FEC-Verfahren hat den Nachteil, daß bei der Korrektur von Fehlerbursts, die der Länge einer Zelle entsprechen, sehr große Blöcke gebildet werden müssen, deren Verarbeitung erhebliche zeitliche Verzögerungen verursacht. Im On-line-Betrieb ist dies für einige Signalarten, besonders solche mit relativ niedriger Bitrate, sehr nachteilig. Bei Sprachsignalen würden sich u. U. Ver zögerungen bis zu mehreren hundert ms ergeben.

Aufgabe

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das den Nachteil der großen Zeitverzögerung bei der Signalverarbeitung zur Korrektur von Zellverlusten nicht kennt.

Lösung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Folge der Abtastwerte eines digitalisierten Analogsignals, also die Codeworte, abgezählt und in geradzahlige und ungeradzahlige Abtastwerte eingeteilt wird, im Informationsfeld einer ersten Zelle eine bestimmte Anzahl von ungeradzahligen Abtastwerten und im Informationsfeld der darauffolgenden zweiten Zelle die gleiche Anzahl der korrespondierenden geradzahligen Abtastwerte übertragen werden usw., daß nach Feststellung eines Zellverlusts auf der Empfangsseite die fehlende Zelle durch eine Zelle mit leerem Informationsfeld ersetzt wird, und daß nach Wiederherstellung der richtigen Reihenfolge der Abtastwerte, die dann für die Dauer zweier Zellen abwechselnd richtige und falsche Abtastwerte enthält, mittels der allgemein bekannten Concealment-Technik die falschen Abtastwerte durch Interpolationswerte aus den benachbarten Abtastwerten ersetzt werden.

Vorteile

Der mit der Erfindung erzielbare wesentliche Vorteil besteht insbesondere darin, daß im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren bei der Korrektur eines Zellverlustes nur eine geringe zeitliche Verzögerung auftritt. Ein weiterer Vorteil ist es, daß zur Korrektur der Zellverluste keine zusätzliche Übertragungskapazität benötigt wird.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf bei der Signalverarbeitung entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 die Rekonstruktion des Analogsignals auf der Empfangsseite.

Die in Zeile 1 der Fig. 1 dargestellte kontinuierliche Folge der aus 8 Bit bestehenden Abtastwerte eines Fernsprechsignals wird durch Abzählen in Blöcke zu 62 Byte, entsprechend der zu Datenübertragung nutzbaren Kapazität der Informationsfelder zweier Zellen, unterteilt. In Zeile 2 sind zwei Zellen mit je 32 Byte großen Informationsfeldern dargestellt. Die Größe des Zellkopfes ist offengelassen. Jedes erste Byte S eines Informationsfeldes ist für die Sequenznummer, auch Kontinuitätsindex genannt, reserviert. Durch Prüfung der Sequenznummern kann die unverletzte Folge, oder das Fehlen einer Zelle erkannt weden. Nach dem in Fig. 1 dargestellten Schema werden an den Plätzen 2 bis 32 des Informationsfeldes der Zelle (2n-1) die ungeradzahligen Abtastwerte 1, 3, 5 ... 61 und an den Plätzen 2 bis 32 des Informationsfeldes der Zelle 2 n die geradzahligen Abtastwerte 2, 4, 6 ... 62 der kontinuierlichen Abtastwertfolge aus Zeile 1 von Fig. 1 übertragen.

Der beschriebene Umordnungsvorgang läuft im Empfänger in umgekehrter Richtung ab. Dies geschieht auch dann, wenn eine von zwei komplementären Zellen verlorengegangen ist. An ihrer Stelle wird eine Zelle mit Abtastwerten des Wertes Null eingefügt und ausgewertet.

Für einige Abtastproben ist die Folge der durch D/A-Wandlung empfangsseitig entstandenen Abtastwertfolge beispielhaft in Fig. 2 aufgezeigt. Die fehlenden Proben werden durch Interpolation aus den vorhandenen Stützwerten St gewonnen. Man erkennt, daß die Differenz zwischen den Originalwerten A und den Schätzwerten I im Mittel gering ist.

Außer für Fernsprechsignale ist das beschriebene Verfahren auch für die andere Signale, wie z. B. hochwertige Tonsignale, anwendbar.

Claims

1. Verfahren zur Korrektur von Zellverlusten bei der zellstrukturierten Übertragung digital codierter Analogsignale, wobei jeweils m digitale Abtastwerte zu Zellen zusammengefaßt und diese Zellen zeitmultiplex übertragen werden, dadurch gekenn zeichnet,
daß jeweils q aufeinanderfolgende Abtastwerte sendeseitig auf q Zellen verteilt werden,
daß empfangsseitig durch Zwischenspeichern der q Zellen und einem, entsprechend der sendeseitigen Verteilung dieser Abtastwerte gesteuerten Auslesen aus den zwischenge speicherten Zellen die ursprüngliche Folge der Abtastwerte wieder hergestellt wird und
daß die durch den Verlust einer Zelle während der Übertragung entstandenen m Lücken im Abstand von q Abtastwerten in der empfangsseitig wieder hergestellten Folge durch eine bekannte Fehlerüberdeckungstechnik zur Rekonstruierung der fehlenden Abtastwerte geschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß q gleich zwei ist.