NO812082L - Fremgangsmaate for omforming av for den siffrerte overfoering i signalavsnitt oppdelte talesignaler, samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrbrer en fremgangsmåte for omforming av talesignaler som er oppdelt i signalavsnitt for sifrert overforing, hvor de enkelte signalavsnitt ved innforing og uttagning i hhv. fra lagringsenheter med forskjellige innforings- og uttagningshastigheter blir tidsmessig sammenpresset/samt en anordning for utforelse av fremgangsmåten.

Ved de fleste analoge talesifreringsmetoder blir inngangs-signalet som skal sifreres delt opp i avsnitt. Oppdelingen kan skje frekvensmessig eller tidsmessig eller i begge ak-ser samtidig. De oppnådde signalavsnitt blir sifferavhengig ombyttet (permutert). Sifratet består da av en forandret sekvens av signalavsnitt, hvor det opptrer diskontinuiteter i grenseflatene. Som folge av overføringskanalens endelige båndgrense skjer en dispersjon. Grensestedet blir således uklart og dette medforer krysstale mellom to tidsmessige nabo-signalavsnitt. Dersom overforingskanalen foruten båndbegrensningen også har signaltidsforskjeller, noe som er tilfelle ved praktisk talt alle anvendelser, kan denne ef-fekt forsterkes drastisk, da innkoplingsprosessen (Ein-schwingvorgang) varer lengre i' en slik kanal.

Dispersjonen kan bevirke en betydelig dårligere talekvalitet etter desifrering. Som regel vil det derved opptre en svært forstyrrende, pulsaktig stoy.

I forbindelse med overforingen av audiosignaler i tidsmessig komprimert form gjennom videokanaler er det kjent fra US-PS 3 819 85 2 å foreta én multipleksoverforing ved grensene for de oppståtte signalluker. Ved multipleksmetoder med tidsmessig komprimering er det videre ifolge Proceedings of the I.E.F., bind III, No. 4, s 647 ff kjent å fylle ut luker mellom signalgrupper med fyllsignaler på en slik måte at det ved overforing oppnås en utbalansert energifordeling. Ende-lig foreslås ifolge GB-PS 1 407 196 ved en fremgangsmåte for endring av audiosignalers toneleie at de dannede signalluker fylles ved hjelp av interpolasjon.

Ingen av de nevnte metoder er egnet til å eliminere de effek- ter som forårsakes av amplitydesprang i grenseflatene for signalavsnitt ved analog overforing av talesignaler i sifrert form.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å fjerne disse ulemper som oppstår ved innledningsvis nevnte fremgangsmåte og unngå signalujevnhetene i sifratet, slik at de forstyrrende virk-ningene kan utelukkes ved hjelp av egnet bedommelse på mottakersiden.

Denne oppgave loses ved de trekk som er angitt i krav 1 og 5.

På denne måte er det ved analog sifrering av talesignaler mulig å bedre talekvaliteten etter desifrering. Spesielt be-kjempes de forstyrrende påvirkninger av båndbegrensningen i overføringskanalen.

I det folgende skal de prinsipper som ligger til grunn for oppfinnelsen samt et utforelseseksempel beskrives under hen-visning til tegningen, hvor

fig. la - lc viser tre skjematiske båndbredde-tids-diagrammer som forklarer fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen,

fig. 2a - 2c tre skjematiske amplityde-tids-diagrammer i om-koplingsområdet mellom to signalavsnitt,

fig. 3 et blokkskjerna av et mulig utforelseseksempel av oppfinnelsen og

fig. 4 et sekvensdiagram med innforings- og uttagningssekven-sen i lagringsenhetene for sender- hhv. mottakersiden.

Fremgangsmåtens grunnleggende ide ligger i at signalet blir tidsmessig sammenpresset og at det således oppnådde tidsrom blir benyttet til dobbelt overforing av de kritiske signalandeler i grenseflatepmrådene (jfr. fig. 1). Den tidsmessige sammenpresning og den dermed forbundne okning av båndbredden oppnås ved at signalet som skal behandles blir innfort i en lagringsenhet med en bestemt hastighet og tatt ut med okt hastighet. De signalandeler som gjentas i det tidsrom som vinnes kan forsynes med en vektfunksjon (jfr. fig. 4). Ved hjelp av dem kan man realisere en myk opptoning og nedto-ning. På mottakersiden bedommes bare de signalandeler, som ikke er vektlagt. Når de blir korrekt sammensatt og utvidet til den opprinnelige tidsmessige lengde, vil de igjen gi det opprinnelige signal.

Ved spesielt valg av vektfunksjonen blir ingen signalandeler gjentatt. I dette teknisk særdeles enkle tilfelle hindres riktignok ikke noen båndbreddeokning. Derimot hindres også her krysstale mellom nærliggende signalavsnitt.

I det folgende skal fremgangsmåten belyses ved hjelp av et eksempel på en enkel tidspakkeombytting. Fig. la viser et mulig format på talesignalet som skal sifreres. Signalavsnittene har her en båndbredde B og en tidsmessig lengde T. Dette signal blir innfort i en lagringsenhet med en bestemt hastighet og blir i permutert rekkefolge uttatt med l/g-gan-. ger så stor hastighet. Derved 'får hvert signalavsnitt T en tidsmessig sammenpresning til lengden sT, samtidig som båndbredden B oker- til B/ s. I de tidsavsnitt som derved vinnes, omkoplingsintervallene T^, blir en del av informasjonen uts-tått en gang til (se fig. la og b). På denne måte kan det hindres at det opptrer ujevnheter på grensene av signalavsnittene med lengden T hhv sT, da det opprinnelige signal-forlop på disse steder fortsettes under Ty/2. Det egentlige overgangssted opptrer da innenfor omkoplingsintervallet Ty.

Den signaldel som overfores i intervallet T , blir slettet i mottakeren, idet hele informasjonen foreligger i de ovrige avsnitt. Disse avsnitt blir innfort med en bestemt hastighet i lagringsenheten på mottakersiden og blir uttatt i tilbakebyttet rekkefolge med s-doblet hastighet (se fig. lc). Signalet får da sin opprinnelige båndbredde B. Den overflodige signalandel, som ikke benyttes i mottakeren og som overfores i omkoplingsintervallet T , kan for overforing forsynes med en vektleggingsfunksjon, som tillater en maksimalt myk om-

kopling og dermed forkorter innkoplingsprosessene på overfø-ringskanalen. Fig. 2 viser skjematiske utsnitt av et sifrat s(t) på et overgangssted. I fig. 2a mangler slettingsfunksjonen, i fig. 2b er sifratet vektlagt i en "myk" omkoplingsfunksjon. I fig. 2c vises et spesialtilfelle. Her er den tekniske realisering særdeles enkel/men de onskede egenskaper nås bare delvis. Fig. 3 viser et blokkskjema for en mulig realisering av det omtalte utforelseseksempel. 1 et inngangsfilter 1 blir talesignalet som skal sifreres begrenset til båndbredden B. Via en analog-digital-omformer 2 og en bryteranordning 3 blir signalet innfort i et lag-ringssett 4. Denne innforingsprosess foregår ifolge det, skjema som er vist i fig. 4. Med okt uttagningshastighet og i permutert rekkefolge innenfor en signalramme TR kommer signalavsnittene med lengden T (T rn i. = n»T;.n i hele tall) via en bryter 5 og en digital-analog-omformer 6 til et styrbart forsterkertrinn 7. Ved hjelp av denne uttagningsprosess får signalet den omforming som er vist i fig. la og b. Takket være den overlappende innforing i begynnelsen og slutten av hver signalramme (jfr. fig. 4), kan man realisere dobbelt uttagning av de samme signalutsnitt i området for overgangs-stedene, ikke bare innenfor en ramme/, men også i begynnelsen og slutten av hver ramme. Den myke omkopling som er vist i fig. 2b realiseres ved hjelp av forsterkeren 7. Via et sen-derfilter 8 blir sifratet nå innmatet i overforingskanalen. Styringen av bryterne 3,5 og den variable forsterker og ad-resseringen av lagringsenhetene 4 overtar en styreenhet 9. Senderens styreenhet 9 er derved i stand til å adressere hhv. styre de tre lagringsdeler og bryteranordningens bryte-re enkeltvis. Ved gjentagelse av en adressesekvens ved uttagning kan vedkommende signalavsnitt tas ut og overfores en andre gang, slik at man får den situasjon som er vist i fig. 1.

I mottakeren går signalet via et mottakerfilter 10, en analog-digital-omf ormer 11 og en bryter 12 til lagringsenheten 13.

I motsetning til senderen, hvor det benyttes 3 lagringsenheter for at den overlappende uttagning av sifratet i grensene for rammen T skal muliggjores på en enkel måte, omfatter mottakeren 2 lagringsenheter. Med redusert uttagningshastighet og i tilbakebyttet rekkefolge blir signalavsnittene fort til et utgangsfilter 16 via en bryter 14 og en digital-analog-omformer 15. Også i mottakeren blir bryterne 12,14 og adres-seringen av lagringsenhetene 13 styrt av en styreenhet 17. Fig. 4 gir et overblikk over innforings- og uttagningsrytmen i sender og mottaker.

For en sifferavhengig permutasjon av signalblokkene, trenger styreenhetene 9 og 17 tilsvarende informasjon. Den avgir en her ikke nærmere omtalt sifferstromgenerator.

Med fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er det mulig å bedre talekvaliteten etter desifrering og dempe den forstyrrende påvirkning av.overforingskanalens båndbegrensning.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for omforming av talesignaler, som er oppdelt i signalavsnitt for sifrert overforing, "hvor de enkelte signalavsnitt (T) blir tidsmessig sammenpresset ved innforing i hhv uttagning av lagringsenheter med forskjel-lig innfbrings- hhv. uttagningshastighet, karakterisert ved at de tidsavsnitt .(T ) som disponeres som folge av denne sammenpresning benyttes til dobbelt overforing av signalandelene i området for grensestedene for hvert signalavsnitt, slik at signalets opprinnelige forlbp bibeholdes ved grensene for hvert signalavsnitt i det sifrerte signal, og at det sifrerte signal innenfor tidsavsnittene (Tu ) som er vunnet ved sammenpresningen blir forsynt med en vektleggingsfunksjon, slik at en valgfri omkoplingsfunksjon kan oppnås innenfor disse tidsavsnitt.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at vektleggingsfunksjonen er konstant og i begynnelsen av hvert tidsavsnitt (T u) tar verdien 1, i tilslutning synker til null til det egentlige omkoplings-tidspunkt og deretter stiger til verdien 1 igjen til slutten av tidsavsnittet (T ).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at tidsavsnittene (T ) på mottakersiden blir slettet og at signalavsnittene strekkes til sin opprinnelige tidsmessige lengde.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 3, hvor flere signalavsnitt (T) på sendersiden blir sammenfattet til en signalramme (TR ) og hvor sifreringen gjennomfbres ved sifferavhengig ombytting av signalavsnittene (T) innenfor sig-nalrammen, karakterisert ved at den dobbelte overforing på grensestedene for signalrammene skjer ved overlappende innfbring i forskjellige lagringsenheter, fulgt av uttagning etter tur fra disse lagringsenheter med okt hastighet og at den dobbelte overforing på grensestedene for signalavsnittene (T) innenfor eri signalramme (TR ) oppnås ved dobbelt uttagning av grenseområder for signalavsnittene (T) og tilsvarende okt uttagningshastighet.

5. Anordning for gjennomforing av fremgangsmåten som an-. gitt i krav 4 med en anordning pås endersiden som omfatter en analog-digital-ornformer (2) og en digital-analog-omformer (6), karakterisert ved at analog-digital-omformerens utgang er koplet til en bryteranordning (3), som kan betjenes slik av en styreenhet (9) som er forbundet med den at signalet fra analog-digital-ornformeren (2) i form av tidsmessig innbyrdes overlappende signalrammer vekselvis kan innfores i til enhver tid en av minst tre lagringsenheter (4) som er forbundet med bryteranordningen (3), hvor lagringsenhetene (4) for ombytting og for delvis dobbelt uttagning av signalavsnittene på grensestedene samt til styring av uttagningshastigheten er koplet til styreenheten (9), at lagringsenhetene (4) på utgangssiden er koplet til digital-analog-omf ormeren (6) via en bryter (5), som for sammen-setting av de uttattes ignalrammer er forbundet med styreenheten (9), og at det etter digital-analog-omformeren (6) er koplet en variabel forsterker som likeledes er forbundet med styreenheten (9).

6. Anordning som angitt i krav 5, med en anordning på mottakersiden som omfatter en analog-digital-ornformer (11) og en digital-analog-omformer (15), karakterisert ved at analog-digital-ornformerens utgang er forbundet med en bryter (12), som kan betjenes slik av en styreenhet (17) som er forbundet med den at de inntreffende signalrammer vekselvis kan innfores i en,av minst to lagringsenheter (13), hvor lagringsenhetene for tilbakebytting av signalavsnittene og for uttagning av dem med redusert hastighet under slettelse av de dobbelt overforte signalandeler er forbundet med styreenheten (17),og at lagringsen- . hetene på utgangssiden er koplet til digital-analog-omformeren (15) via ytterligere en bryter (14), som for sammenset-ning av de uttatte signalrammer likeledes er forbundet med styreenheten (17).