SE427605B - Sett och anordning for overforing av talsignaler - Google Patents

Description

'7802951-9 ljuden inom den reducerade bandbredden. Enligt det amerikanska patentet 3 158 693 uppdelas således varje signalpaket eller burst av talaktivitet i en talkanal i höga och låga frekvensband, varvid det låga frekvensbandet överföres direkt i en kanal med reducerad bandbredd och det höga frekvensbandet fördröjs en tid motsvarande varaktigheten för det egna energipaketet eller -bursten och överföres sedan längs samma kanal med reducerad bandbredd, dvs. under det tysta intervall som följer på nämnda burst. Enligt det amerikanska patentet 2 810 787 reduceras bandbredden för talkanaler och utnyttjas frekvensmultiplex. Därvid tillför för varje talkanal en avkännande omkopplarkrets antingen de lâgfrekventa signalerna eller de högfrekventa signalerna hos talkanalen till en utgång, i beroenüeav om den aktuella aktiviteten i talkanalen vid den aktuella tidpunkten är primärt lågfrekvent eller primärt högfrekvent. För uppnående av bandbreddskompression frekvensskiftas antingen hög- frekvens- eller lågfrekvenssignalerna, så att de upptar samma frekvensområde i den frekvensmultiplexerade signalen som erhålles från samtliga talkanaler.

Ett sätt enligt föreliggande uppfinning för överföring av ett antal individuella talkanaler över ett mindre antal trans- missionskanaler innefattar avkänning för varje talkanal av opera- tionsaktiviteten för var och en av ett flertal frekvenssubkanaler inom frekvensområdet för respektive talkanal, fördelning av de frekvenssubkanaler hos en talkanal som är aktiva på tomma subkanaler hos en utsignal för att bilda åtminstone en sammansatt utsignal med frekvenssubkanaler av vilka några eller samtliga, fastän upptagna av endast en subkanalsignal vid varje tidpunkt, innehåller subkanal- signaler från tvâ eller flera individuella talkanaler, varvid de aktiva subkanalerna hos varje given insignal åtminstone ibland till- delas ej intilliggande subkanaler hos utsignalen, vilka subkanaler är separerade i frekvens av utsignalsubkanaler till vilka subkanaler hos en annan insignal är hänförda, varigenom frekvenssubkanalerna hos den sammansatta talsignalen eller -signalerna utnyttjas bättre än motsvarande kanaler hos de individuella signalerna, samt över- föring av den sammansatta talsignalen eller -signalerna med en kodsignal representerande det sätt på vilket signalerna i frekvens- subkanalerna hos de individuella talkanalerna har kombinerats för bildande av den sammansatta talsignalen. 7802951-9 Det inses att sättet enligt uppfinningen medger en reduktion av antalet överförda kanaler, som är större än vad som har varit möjlig i de tidigare, ovan diskuterade förslagen. Där således varje talkanal uppdelades i hög- och lâgfrekvensband i de tidigare för- slagen hade varje talkanal sitt individuella band med reducerad bredd i den överförda signalen, varför man således ej utnyttjade den statistiska sannolikheten att bland flera upptagna talkanaler några uppvisar tysta intervall, åtminstone inom nâgra delar av frek- vensområdet, medan andra är aktiva.

Vid den tidigare omnämnda tidstilldelade talinterpolationen utnyttjas det faktum, att vissa talkanaler är tysta över hela frek- vensområdet under intervall i vilka andra kanaler är aktiva, men utnyttjas ej den statistiska sannolikheten att i talkanaler som har en burst talaktivitet vid en tidpunkt det finns vissa partier av frekvensområdet som är inaktiva och skulle kunna upptagas av aktiva partier av frekvensområdet hos andra talkanaler. Med andra ord kan sägas, att vid den tidigare kända tekniken med tidstilldelad tal- interpolation "utfryses" talkanalsignaler när än det är tyst i tal- kanalen, medan vid sättet enligt föreliggande uppfinning varje frek- venssubkanal i en talkanal utfryses när än det är tyst i denna sub- kanal, oberoende av om de återstående frekvenssubkanalerna i tal- kanalen är tysta eller ej. Sättet enligt uppfinningen kan således betraktas såsom en tids- och frekvenstilldelad talinterpolation (time and frequency assigment speech interpolation).

Det framgår, att föreliggande uppfinning således utnyttjar frekvensspektrumredundans i de talsignaler som skall överföras.

Sätt som utnyttjar uppfinningen kan innefatta modifikationer av den ovan angivna metoden. Således kan om så önskas en frekvens- subkanal i en talsignal tidförskjutas relativt andra subkanaler i denna talsignal, för att ytterligare reducera antalet transmissions- kanaler som krävs för att rymma ett givet antal talkanaler, vilken tidsförskjutning kodas pâ lämpligt sätt för att sedan elimineras vid mottagaren.

Enligt ett annat sätt kan vissa frekvenssubkanaler i talsig- nalerna vara frekvensförskjutna för upptagande av andra frekvens- subkanaler i sammansatta signaler, vilka subkanaler annars skulle vara tomme, för att reducera antalet transmissionskanaler som krävs för överföring av ett antal talkanaler, varvid åter frekvensför- skjutningen kodas för att sedan elimineras vid mottagaren. '7802951'9 Vid ytterligare en annan utföringsform av uppfinningen ut- sättes en del av talkanalsignalerna för frekvensinversion innan av- känningen av operationsaktiviteten hos frekvenssubkanalerna. Sådan frekvensinversion av en del av talsignalerna tenderar att åstadkomma en mer likformig upptagning av de avkända frekvenssubkanalerna och att därigenom reducera redundansenhos subkanalerna hos transmissions signalerna.

För att närmare beskriva uppfinningen kommer ett exempel på ett sätt och en anordning enligt uppfinningen att beskrivas närmare under hänvisning till ritningarna. _ Fig. l är ett frekvensdiagram för en typisk talsignal.

Fig. 2 visar en linjär subuppdelning av en telefonkanal.

Pig. 3 är ett blockschema över en anordning för detektering av aktiva frekvenssubkanaler i en talkanal.

Fig. 4 och 5 illustrerar schematiskt anordningar för multip- lexering respektive demultiplexering.

Figur 1 visar frekvensfördelningen över en period på två se- kunder för en talad mening längs tidsaxeln. Det framgår att, fastän de tysta intervallerna över frekvensspektrat är korta under denna talperiod, vissa delar av frekvensspektrat har förlängda tysta inter vall, speciellt om man bortser från talpartier med låg intensitet.

Figur 2 illustrerar en frekvenssubuppdelning av frekvens- spektrat hos en telefontalkanal, vilket frekvensspektrum innefattar området från 300 Hz till 3400 Hz. En linjär subuppdelning av tele- fontalkanalen visas för enkelhets skull, men icke-linjär frekvens- bandsfördelning är fördelaktig på grund av möjligheten att utnyttja den ojämna spectraltäthetsfördelningen av tal, som är mer koncent- rerat vid lägre frekvensen som visas i figur l.

Figur 3 visar en anordning för detektering av talaktiviteten i frekvenssubkanaler hos en enda talkanal A. Kanalens A insignal tillföres ett kanalfilter 10 och sedan till individuella filter l,2,3...n, vilka utväljer talsignaler inom frekvenssubkanalbanden, se figur 2, till vilka de är avstämda. Vart och ett av dessa filter l-n har sin utgång förbunden med en individuell omkopplaravkännare l2 och en individuell omkopplare 14.

Utsignalen från kanalfiltret l0 tillföres även till en tal- detektorkrets 16 och till en talnivâkrets 18. Taldetektorkretsen 16 förbereder omkopplaravkännaren 12, när än en talsignal är närvarande i kanal A. Omkopplaravkännarna arbetar såsom komparatorkretsar, var och en jämförande nivån hos subkanalsignalen, som den mottager från respektive subkanalfilter l-n, med en referensnivåsignal. Referens- 7802951-9 nivåsignalen för samtliga dessa omkopplaravkännare representeras av en signal från talnivåkretsen, varvid referensnivån erhålles med hjälp av denna krets från den fullständiga frekvenstalsignalen i kanal A och från en ledning 20 kopplad till en ej visad systemnivå- övervakare. Då en subkanals talnivå överstiger referensnivàn, bringal omkopplaravkännaren 12 för denna subkanal motsvarande omkopplare 14 att bli ledande, varvid subkanalens talsignal tillåts passera från motsvarande filter l-n till subkanalens utgång Al, A2, A3...An.

Samtidigt tillför samma omkopplaravkännare 12 subkanalens kravsignal till tillhörande ledning Dl, D2, D3...Dn.

Av figur l framgår, att i en typisk burst av talaktivitet i kanalen A är några av frekvenssubkanalens talutgångar och kravsig- nalledningar (exempelvis Al, Dl) aktiva och de återstående inaktiva.

Figur 4 visar en krets för fördelning av var och en av ett antal subkanalmodulatorutsignaler vid en FDM-utrustning av standard- typ (Freqeuncy Discrimination Modulation) till en enda subkanalin- gång Al från figur 3. Som visas i figur 4 tillföres subkanaltal- signalen på ingàngsledning Al till var och en av ett antal röstom- kopplare 22. Motsvarande kravsignal på ledningen Dl tillföres till J~ingången hos var och en av ett motsvarande antal bistabila JK- vippor 24, vilkas Q-utgångar är förbundna både med respektive röst- omkopplare 22 och respektive detektor 26 för kretsaktivitet. K-in- gångarna är förbundna med utgångarna hos respektive detektorer 26 över ledningar 27. Signalen på varje ledning 27 hindrar motsvarande JK-vippas funktion, om detektorn 26 indikerar att motsvarande modu- lators subkanalkrets redan är aktiv, Utsignalerna från röstomkopplarna kopplas genom respektive förbindningar 28 (till vilka ledningar 30 från andra subkanalstyr- ande kretsar är kopplade) till respektive modulator- och filter- kretsar 32 av känt utförande.

En avkännare 34 pulsas av en klockkrets 36. Avkännaren består av ett cirkulerande skiftregister, vars utgångar är kopplade till respektive klockingângar hos bistabila JK-kretsar.

Då således en talsignal från en subkanal tillförs ledningen Al tillförs en motsvarande kravsignal Dl samtidigt till de bistabi- la JK-omkopplarna för samtliga modulatorer på ritningen. Avkännaren klockar var och en av de bistabila JK-vipporna i tur och ordning.

Under antagande av att en ordersignal är närvarande på ledningen Dl fortgår klockningen av de bistabila kretsarna 24 tills en detektor 26 påträffas i ett tillstånd, som indikerar att motsvarande modula- tors subkanalkrets är inaktiv. Motsvarande JK-krets 24 omkopplas där 7802951-9 vid och Q-utgången hos densamma bringar motsvarande röstomkopplare 22 att bli ledande, genom vilken subkanalens talsignal på ledningen Al sedan tillföres till motsvarande modulator/filter-krets 32.

Då en röstomkopplare 22 bringas att svara på subkanalsigna- len, överföres även en signal över ledningar 38a till samtliga öv- riga aktiva detektorer 26, vilka är förbundna med samma modulator 32 och till alla övriga detektorer för kretsaktivitet, vilka är för- bundna med samma kravsignalledning (Dl på ritningen). För detek- torerna 26 visade i figur 4 mottages dessa passiveringssignaler över ledningar 38b. ' _ Då en JK-krets 24 omkopplas som svar på en kravsignal på ledningen Dl överföres dessutom en kodsignal av motsvarande detek- tor 26 över en ledning 40 till en styrkanalkrets 42. Kretsen 42 mottar signaler från samtliga styrkanaler och överför en sammansatt kodad multifrekvenssignal över en reservsubkanal hos den frekvens- modulerande utrustningen med hjälp av en modualtor/filter-krets 32x.

Det framgår, att var och en av modulator/filter-kretsarna 32 i figur 4 representerar en enda subkanalutgång. Vid varje tidpunkt kan var och en av dessa kretsar 32 upptagas av skilda talsubkanaler, vilka kanaler erhålles från fler än en talkanal. Vidare upptages var~ je modulator/filter-subkanal 36 vid skilda tidpunkter av skilda tal- subkanaler.

Figur 5 illustrerar en utrustning för äemultiplexering och avkodning för återvinnande och återställande av en signal, som över- förts medelst utrusntingen i figur 4, Såsom vid figur 4 visas för enkelhets skull endast den hårdvara som krävs för enbart en kanal.

I figur 5 tillföres de modulerade subkanalsignalerna till demodula- tor/filterkretsar 50, vilka tillför motsvarande demodulerade sig- naler till förbindningar 52. Varje förbindning 52 är kopplad till ett antal röstomkopplare 54 styrda av en avkodarkrets 56. Kretsen 56 mottar signalen som överförts över den frekvensmultiplexerade re- servsubkanalen efter demodulation av denna signal i motsvarande de- modulator/filter-krets 50x. Röstomkopplarna 54 bringas bli ledande med hjälp av avkodaren 56 i enlighet med de mottagna, kodade signa- lerna. Då en röstomkopplare 54 bringas bli ledande tillföres sig- nalen vid förbindningen 52 genom röstomkopplaren till ettsubkanal- filter 58. Samtliga subkanalfilter 58 för en enda mottagen talkanal har sina utgångar förbundna med en enda förstärkare 60, i vilken de kombineras, varvid den resulterande utgående helfrekvenssignalen därvid tillföres genom ett làgpassfilter 62 till en icke visad transmissionslänk, vilken rekonstituerar talsignalen i akustisk ?eo29s1-9 form.

Det framgår klar, att andra modifikationer av sättet enligt uppfinningen är möjliga. Exempelvis kan varja talsubkanal som be- finns aktiv samples vid regelbundna intervall under dess aktiva period, varvid signalsamplen från ett antal talkanaler multiple- xeras i varje frekvenssubkanal för överföring och frekvenssubkana- lerna rekonstituteras senare från samplen vid raottagaren, på samma sätt som vid konventionell tidsmultiplexering.

Claims (11)

1. 7802951-9 Patentkrav l. Sätt för överföring av ett antal individuella tal- kanaler över ett mindre antal transmissionskanaler, k ä n n e- t e c k n a t av att det innefattar avkänning för varje tal- kanal av operationsaktiviteten för var och en av ett flertal frekvenssubkanaler inom frekvensområdet för respektive tal- kanal, fördelning av de frekvenssubkanaler hos en talkanal som är aktiva på tomma subkanaler hos en utsignal för att bilda åtminstone en sammansatt utsignal med frekvenssubkana- ler av vilka några eller samtliga, fastän upptagna av endast en subkanalsignal vid varje tidpunkt, innehåller subkanal- signaler från två eller flera individuella talkanaler, varvid de aktiva subkanalerna hos varje given insignal åtminstone ibland tilldelas ej intilliggande subkanaler hos utsignalen, vilka subkanaler är separerade i frekvens av utsignalsub- kanaler till vilka subkanaler hos en annan insignal är hän- förda, varigenom frekvenssubkanalerna hos den sammansatta talsignalen eller -signalerna utnyttjas bättre än motsvarande kanaler hos de individuella signalerna, samt överföring av den sammansatta talsignalen eller -signalerna med en kodsignal representerande det sätt på vilket signalerna i frekvens- subkanalerna hos de individuella talkanalerna har kombinerats för bildande av den sammansatta talsignalen.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar relativ tidsförskjutning i den sammansatta talsignalen av den signal i en frekvenssubkanal hos en av nämnda talkanaler som skall överföras i förhållande till signalen i en annan av frekvenssubkanalerna hos denna tal- kanal, för att ytterligare reducera antalet transmissions- kanaler som erfordras för att ge plats för ett givet antal talkanaler. 7802951-9

3. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av frekvensförskjutning av signalen i en frekvenssubkanal i en talkanal för att upptaga en annan frekvenssubkanal i den sammansatta signalen, vilken annars skulle vara tom vid denna tidpunkt, för att reducera antalet transmissionskanaler som erfordras för överföring av ett givet antal talkanaler.

4. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av frekvensinvertering av några av de talkanalsignaler som skall överföras före avkänning av operationsaktiviteten hos frekvens- subkanalerna däri, för att åstadkomma en mer likformig upp- tagning av frekvenssubkanalerna i talkanalsignalerna be- traktade som helhet.

5. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av tidsuppdelad sampling av varje frekvenssubkanal som befinns aktiv i en talkanalsignal, varvid de resulterande frekvens- subkanalsignalsamplen från ett antal talkanaler tidsmulti- plexeras i varje frekvenssubkanal i nämnda för överföring av- sedda sammansatta talsignal.

6. Talsignalmultiplexerande anordning, k ä n n e t e c k- n a d av att den innefattar ett flertal frekvenssub- kanalfilterkretsar för varje inkommande kanal, en avkännare för bestämning av nivån hos talaktiviteten i var och en av frekvenssubkanalerna hos varje talkanal, organ för bildande av en sammansatt utsignal med frekvenssubkanaler, vilka vid olika tidpunkter var och en innehåller talsubkanaler från två eller flera av de individuella ingångstalkanalerna, genom lfördelning av varje frekvenssubkanalhos en talkanal medan subkanalen är aktiv på en tom subkanal hos den sammansatta kanalen, varvid subkanalerna hos varje given insignal åtminstone någon gång blir tilldelad ej intilliggande utsignalsub- kanaler, vilka är separerade av utsignalsubkanaler motsvarande subkanaler hos en annan insignal, varvid frekvenssubkanalerna i den sammansatta talsignalen utnyttjas bättre än motsvarande kanaler i de individuella talsignalerna, samt organ för att i den sammansatta signalen inkludera en kodsignal indikativ för innehållet i nämnda subkanaler i den sammansatta ut- signalen. 7802951 "9 10

7. Anordning enligt krav É, k ä n n e t e cyk n a d av att avkännaren för varje ingående subkanal innefattar en komparator, som för det första mottager signalen från mot- svarande ingående subkanalfilter och för det andra en referens- nivåsignal, och som alstrar en utsignal, då subkanalens ingående signal överstiger referensnivån.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för bildande av den sammansatta utsignalen innefattar ett omkopplarorgan inkopplat för mottagande av varje ingående subkanalsignal och inrättat att styras av nämnda avkännare för att tillåta subkanalsignalen att passe- ra, då subkanalen är aktiv.

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att avkännaren, då den bringar nämnda omkopplarorgan att träda i funktion med avseende på en ingående subkanal, även alstrar en kravsignal, och att nämnda organ för bildande av den sammansatta utsignalen innefattar styrkretsar mottagliga för kravsignalerna från skilda ingående talsubkanaler för fördelning av motsvarande ingående talsubkanalsignaler till skilda frekvenssubkanaler i en multiplexerad utsignal.

l0. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att styrkretsarna för varje subkanal i var och en av de ingående talkanalerna innefattar ett antal omkopplarkretsar, var och en inrättad att kunna förbinda nämnda ingående sub- kanalsignal med någon av ett antal subkanaler i en sammansatt utsignal, och avkänningsorgan inrättade för avsökning av nämnda utgående subkanaler för att medföra avkänning av upptaget eller ledigt tillstånd hos varje utgående subkanal, varvid motsvarande omkopplarkrets tillför den ingående subkanal- signalen till den första lediga utgående subkanalen som av- kännes.

ll. Talsignalmultiplexerande anordning i enlighet med krav 6 i kombination med en talsignaldemultiplexerande anord- ning, k ä n n e t e c k n a d av att den demultiplexerande 7802951-9 11 anordningen innefattar en demodulator för varje subkanal hos en mottagen multiplexerad signal, och för varje talsignal- mottagande kanal ett flertal röstomkopplare förbundna med respektive utgång hos skilda demodulatorer, samt dessutom en avkodande krets kopplad för mottagande av den överförda kodade signalen och inrättad att bringa röstomkopplarna att bli ledande i enlighet med kodsignalen, för tillförande av talsubkanalsignalerna som tillåtits passera av röstom- kopplarna till nämnda talmottagande kanal, varvid den tal- mottagande kanalen mottager en rekonstituerad signal inne- fattande ett flertal subkanalsignaler som motsvarande röst- omkopplare har tillåtit passera.