DE69118638T2

DE69118638T2 - Gewinnung einer exakten Symbolrate wie angewendet bei Bandbreitenkompression von Modemsignalen durch Demodulation und Remodulation

Info

Publication number: DE69118638T2
Application number: DE69118638T
Authority: DE
Inventors: Eric C Beck
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: IL99558A; EP0478207A3; JPH077971B2; DE69118638D1; JPH04259154A; US5123033A; IL99558A0; AU627667B2; AU8372491A; EP0478207B1; EP0478207A2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft die digitale Übertragung von Sprachbandsignalen und im einzeinen die Übertragung von Sprachband- Modemsignalen

Hintergrund der Erfindung

Vor kurzem sind gute Wirkungsgrade bei der digitalen Übertragung von Modemsignalen erreicht worden, die bei Faksimileanrufen benutzt werden, und zwar durch Demodulation und Remodulation des Seitenteils des Faksimileanrufs. Dies gibt die Möglichkeit, den Seitenteil des Faksimileanrufs mit gutem Wirkungsgrad über eine digitale Übertragungseinrichtung zu geben.
Bei einer solchen bekannten Demodulations-/Remodulations-Anordnung für die Übertragung ist die genaue zeitliche Beziehung zwischen dem Modemsignaldemodulator eines Übertragungsnetzwerks und einem Übertragungsnetzwerk-Remodulator nicht übertragen worden. Dadurch sind Faksimile-Bilddaten wegen kleiner Differenzen in der Symbolrate der sendenden Faksimileausrüstung und dem Übertragungsnetzwerk-Remodulator verlorengegangen. Bei einem Versuch zur Überwindung dieses Problems wurden Verzögerungen in die Übertragung eingefügt, um eine Pufferung der Bilddaten bereitzustellen. Die Einfügung solcher Verzögerungen hat jedoch das Problem nicht vollständig gelöst, weil nur Faksimile-Seitendaten, d.h. Bilddaten einer begrenzten Dauer übertragen werden konnten. Wenn die Dauer der Faksimile-Seitendaten länger als die begrenzte Dauer war, gehen einige Seitendaten bei der Übertragung verloren. Darüber hinaus ist die Einschaltung solcher Verzögerungen in die Übertragung von Digitalsignalen in hohem Maße unerwünscht. Für kontinuierliche Datenanrufe würde in der Tat die Hinzufügung von Verzögerungen das Problem in keiner Weise verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Probleme bekannter Modemsignal-Demodulations- und Remodulationsverfahren für digitale Übertragungssysteme werden entsprechend einem Aspekt der Erfindung dadurch überwunden, daß bei einem Übertragungsnetzwerk-Empfänger die ursprüngliche Symbolrate des Modemsignals wiedergewonnen wird, das zur Übertragung durch den Netzwerksender demoduliert worden ist. Im einzelnen wird die ursprüngliche Symbolrate des sendenden Modems bei einem Netzwerkübertragungsempfänger entsprechend der Erfindung dadurch wiedergewonnen, daß der Fehler zwischen der ursprünglich übertragenen Symbolrate und einer bekannten, nominellen Symbolrate abgeschätzt wird. Dies wird erreicht durch Messen des Intervalls zwischen Datenblöcken in dem empfangenen, demodulierten Digitalsignal, das eine andere Zahl von Datenbits als die Nominalzahl enthält. Dies ist möglich, weil jeder der Datenblöcke ein vorbestimmtes festes Intervall darstellt. Der geschätzte Fehler wird dann zur Einstellung der Symbolrate des remodulierten Signals im Empfänger des Übertragungsnetzwerks benutzt.
Ein technischer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Notwendigkeit einer Pufferung des digitalen Übertragungssignals beseitigt ist und Verzögerungen bei der Übertragung vermieden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten eines Teils eines Übertragungsnetzwerks und den Remodulatorteil eines Netzwerkempfängers einschließlich eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2 als Flußdiagramm die Arbeitsweise der Schätzwerteinrichtung 105 in Fig. 1.

Ins einzelne gehende Beschreibung

Fig. 1 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild einen Teil eines Übertragungssystems mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Wiedergewinnung der tatsächlichen Symbolrate eines ursprünglich übertragenen Modemsignals, das zur Gewinnung eines Grundbandsignals für die digitale Übertragung demoduliert worden ist. Zur Vereinfachung und zum Zwecke der Klarheit der Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung angenommen, daß die Modemsignale für einen Faksimileanruf gelten und daß die demodulierten Modemsignale im Paketformat übertragen werden. Für den Fachmann ist klar, daß sich die Erfindung ebenfalls bei anderen Modemsignal-Übertragungsanordnungen anwenden läßt, solange Datenblöcke vorbestimmter Dauer festgestellt werden können, um die ankommende Symbolrate zu bestimmen. Demgemäß ist ein Teil des Übertragungsnetzwerks 110 mit einer Entpaketier-Einrichtung 102 dargestellt. Auf der Übertragungsleitung 108 ankommende Datensignale werden in der Einheit 102 in digitale Abtastwerte entpaketiert, die an den Netzwerkempfänger 103 und in diesem an einen Remodulator 104 gegeben werden. Bei einem Beispiel, das nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung angesehen werden soll, wird die Faksimile-Seiteninformation im Format der CCITT-Empfehlung V.29 übertragen. Demgemäß liefert der Remodulator 104 ein V.29-Modem-moduliertes Signal in bekannter Weise mit der nominellen Symbolrate des Modemsignals. Es ist wichtig zu beachten, daß die Symbolrate des remodulierten Modem-Ausgangssignals vom Remodulator 104 die nominelle Anzahl von Symbolen für jedes Paketintervall besitzt. Dieses Ergebnis läßt sich leicht realisieren, indem die gleiche Übertragungsnetzwerk-Zeitreferenz sowohl für die Erzeugung von Paketen in einem Netzwerksender als auch den Symbolratentakt im Remodulator 104 benutzt wird. Solche Remodulatoranordnungen sind bekannt.
Die Entpaketiereinrichtung 102 liefert außerdem ein Steuersignal, das anzeigt, daß ein Paket empfangen worden ist, und eine Anzeige für die Länge des Pakets. Die Paketlängenanzeige gibt die Anzahl von Datenbits im Paket an. Man beachte, daß der informationstragende Teil jedes Pakets ein vorbestimmtes, festes Intervall ist. Bei diesem Beispiel beträgt das feste Intervall, das nicht als Einschränkung für die Erfindung angesehen werden soll, 20 ms. Die Paket-Empfangen-Anzeige und die Paketlängenanzeige werden an eine Schätzwerteinrichtung 105 gegeben. Solche Entpaketieranordnungen sind bekannt. Darüber hinaus ist es für den Fachmann klar, wie man eine Anzeige dafür erhält, daß ein Paket empfangen worden ist und wie man die Längenanzeige für das Paket gewinnt.
Die Schätzwerteinrichtung 105 wird entsprechend der Erfindung benutzt, um einen Schätzwert für den Fehler zwischen der tatsächlich übertragenen Symbolrate und der nominellen Symbolrate des remodulierten Modem-Aausgangssignals vom Remodulator 104 zu erzeugen. Man beachte, daß der Fehlerschätzwert &epsi;'m positiv oder negativ sein kann. Die Arbeitsweise der Schätzwerteinrichtung 105 entsprechend der Erfindung wird weiter unten in Verbindung mit dem Flußdiagram in Fig. 2 beschrieben. Der Fehlerschätzwert &epsi;'m wird an einen Integrator 106 geliefert, der eine integrierte Version des Fehlersignals an einen Interpolator 107 liefert, nämlich Verzögerung(n)=Verzögerung(n-1) + &epsi;'m. Der Interpolator 107 stellt die Anzahl von Abtastwerten je Symbol für das als Ausgangssignal vom Remodulator 104 gelieferte Datensignal ein. Solche Interpolatoranordnungen sind bekannt (man vergleiche beispielsweise das US-Patent 4 866 647, ausgegeben an Cecil W. Farrow, 12. September 1989). Das eingestellte Ausgangssignal des Interpolators 107 ist das remodulierte Modemsignal, das auf die tatsächlich übertragene Modem-Symbolrate eingestellt ist.
Fig. 2 zeigt als Flußdiagramm die Arbeitsweise der Schätzwerteinrichtung 105 entsprechend der Erfindung. Wie oben angegeben, erzeugt die Schätzwerteinrichtung 105 einen Schätzwert für den Fehler zwischen der tatsächlichen, vom Modem übertragenen Symbolrate und einer nominellen Symbolrate. In den Prozeß wird beim Start-Schritt 201 eingetreten, und zwar je Datenblock- (Paket-) Intervall mehrfach entsprechend einer vorbestimmten Zahl. Vor Eintritt in den Prozeß werden Parameter auf vorbestimmte Bedingungen initialisiert. Beim vorliegenden Beispiel wird der Start-Schritt 18 mal je Paketintervall ausgeführt. Danach prüft der bedingte Verzweigungspunkt 202, ob ein Paket empfangen worden ist. Wenn das Ergebnis nein lautet, wird die Steuerung über den Schritt 210 zu einem Hauptunterprogramm (hier nicht beschrieben) zurückgegeben. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 202 ja lautet, schaltet der Block 203 einen Paketzähler um 1 weiter und berechnet die Abweichung (DEV) zwischen der Anzahl von empfangenen Symbolen und der erwarteten Nominalzahl von Symbolen, die je Paket empfangen werden sollen. Bei diesem Beispiel wird die Anzahl der empfangenen Symbole dadurch gewonnen, daß die Anzahl von Bits im empfangenen Paket durch einen bekannten, im V.29-Format angegebenen Faktor dividiert wird. Dann prüft der bedingte Verzweigungspunkt 204, ob die Abweichung DEV gleich 0 ist. Wenn das Ergebnis ja lautet, ist die Symbolrate der Daten im empfangenen Paket auf nominellem Wert und die Steuerung wird über den Schritt 210 zurück zum Hauptunterprogramm gegeben. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 204 nein lautet, ist eine Abweichung vom nominellen Wert vorhanden und der bedingte Verzweigungspunkt 205 stellt fest, ob eine Fehlerbedingung vorhanden ist. Fehlerbedingungen können beispielsweise fallengelassene Pakete und Hochlauf- Anomalitäten umfassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 205 nein lautet, berechnet der Block 206 den Symbolratenfehler &epsi;'m wie folgt:
Die Konstante K wird benutzt, um die Funktion DEV/PAKETZÄHLWERT in eine Form zu transformieren, die durch den Integrator 106 und den Interpolator 107 verwendet werden kann. Man beachte, daß die Division in der oben angegebenen Gleichung mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit ausgeführt wird, bei diesem Beispiel mit 32 Bits. Danach bewirkt der Block 207 die Begrenzung der Fehlergröße auf einen vorbestimmten Maximalwert, nämlich &epsi;'m ≤ &epsi;'m max. Der Block 208 veranlaßt die Übertragung des geschätzten Fehlers &epsi;'m an den Integrator 106. Danach bewirkt der Block 209 die Rückstellung des Paketzählers auf 0 und der Schritt 210 gibt die Steuerung zum Hauptunterprogramm zurück. Wenn entsprechend dem Schritt 205 ein Fehlerzustand festgestellt worden ist und das Prüfergebnis ja lautet, veranlaßt der Block 211 die Verwendung des früheren Fehlerschätzwertes &epsi;m = &epsi;'m-1, der über den Schritt 208 an den Integrator 106 gegeben wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Wiedergewinnung der ursprünglich übertragenen Symbolrate eines Modem-modulierten Digitalsignais, das zur digitalen Übertragung demoduliert worden ist, mit einer Einrichtung zur Remodulation eines empfangenen Digitalsignals unter Gewinnung eines Modem-signals mit bekannter Nominal- Symbolrate,

gekennzeichnet durch

eine auf das empfangene Digitalsignal ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Fehlerschätzwertes zwischen der bekannten Nominal-Symbolrate und der ursprünglich übertragenen Symbolrate und eine Einrichtung, der der Fehlerschätzwert zugeführt wird, zur Einstellung der Nominal-Symbolrate des remodulierten Modemsignals zwecks Gewinnung eines Modemsignals mit der ursprünglich übertragenen Symbolrate.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Digitalsignal Datenblöcke enthält, die normalerweise eine bekannte Nominalanzahl von Datenbits aufweisen, und daß die Schätzwerteinrichtung eine Einrichtung zur Messung eines Intervalls zwischen Datenblöcken im empfangenen Digitalsignal aufweist, die eine von der Nominalzahl von Datenbits abweichende Anzahl von Bits besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock ein vorbestimmtes, festes Intervall besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Intervall proportional zu dem Fehlerschätzwert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock einen informationstragenden Teil eines Pakets umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Einrichtung zur Gewinnung einer integrierten Version des Fehlersignals und eine Interpolartoreinrichtung aufweist, die unter Ansprechen auf die integrierte Version des Fehlersignals die Symbolrate des remodulierten Modemsignals zur Gewinnung der ursprünglich übertragenen Symbolrate einstellt.

7. Verfahren zur Wiedergewinnung der ursprünglich übertragenenen Symbolrate eines Modem-modulierten Digitalsignals, das zur digitalen Übertragung demoduliert worden ist, mit dem Verfahrensschritt: Remodulieren eines empfangenen Digitalsignals zur Gewinnung eines Modemsignals mit einer bekannten Nominal-Symbolrate,

gekennzeichnet durch

unter Ansprechen auf das empfangene Digitalsignal Erzeugen eines Schätzwertes für den Fehler zwischen der Nominal-Symbolrate und der ursprünglich übertragenen Symbolrate und

unter Ansprechen auf den Fehlerschätzwert Einstellen der Nominal-Symbolrate eines remodulierten Modemsignals zur Gewinnung eines Modemsignals mit der ursprünglich übertragenen Symbolrate.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Digitalsignal normalerweise Datenblöcke mit einer bekannten Nominalzahl von Datenbits enthält und daß der Schritt für die Erzeugung des Fehlerschätzwertes den Schritt enthält: Messen eines Intervalls zwischen Datenblöcken im empfangenen Digitalsignal, die eine von der Nominalzahl der Datenbits abweichende Zahl von Bits enthalten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock ein vorbestimmtes, festes Intervall besitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Intervall proportional zu dem Fehlerschätzwert ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock einen informationstragenden Teil eines Pakets umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellschritt die Schritte umfaßt: Gewinnen einer integrierten Version des Fehlersignals und Interpolation unter Ansprechen auf die integrierte Version des Fehlersignals zur Einstellung der Symbolrate des remodulierten Modemsignals zur Einstellung der Symbolrate des remodulierten Modemsignals zwecks Gewinnung der ursprünglich übertragenen Symbolrate.