WO1998039855A2 - Verfahren zum messen des übersprechens in elektrischen nachrichtensystemen - Google Patents

Verfahren zum messen des übersprechens in elektrischen nachrichtensystemen Download PDF

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WO1998039855A2
WO1998039855A2 PCT/DE1998/000659 DE9800659W WO9839855A2 WO 1998039855 A2 WO1998039855 A2 WO 1998039855A2 DE 9800659 W DE9800659 W DE 9800659W WO 9839855 A2 WO9839855 A2 WO 9839855A2
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Dieter Leckschat
Karl-Heinz Pflaum
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/46—Monitoring; Testing
    • H04B3/462—Testing group delay or phase shift, e.g. timing jitter

Definitions

  • Hands-free devices in telephones are special transmission links for electrical communication systems having voice transmission, in which the transmission links are mutually influenced by crosstalk.
  • the possibility of "hands-free talking" with a telephone increases the ease of use of a telephone and the quality of a telephone conversation.
  • the hands-free talking enables conversation situations as they occur in the natural conversation between conversation partners and allows a much greater freedom of movement and action of each free speaking participant.
  • the well-known to get in comparison to the overall homely handset-based telecommunications clearly deteriorating meeting and listening conditions in the handle and the other hand to minimize the risk of occurring defects ⁇ Tenden feedback are used voice-activated ⁇ ignal kausmechanismen.
  • the voice-controlled signal processing is performed in free Prechte ⁇ lefonen known, by
  • FIGURE 1 shows a volume V recommendation P.34 according to the ITU document (International Telecommunication Union); Melbourne 1988; Pages 64 to 71, especially chap. 6 constructed measuring arrangement MA for measuring the transmission properties of a hands-free device FSE of a hands-free telephone FST in the conversation situation "two-way talk (double talk)".
  • the hands-free device FSE is connected to a hands-free loudspeaker FL in the direction of transmission (transmission path) via a first amplifier VI (Receiving path)
  • a hands-free microphone FM is connected to the hands-free device FSE via a second amplifier V2.
  • the two-way conversation situation occurring in hands-free mode is achieved by assigning an “artificial ear” KO and an “artificial mouth” KM to the hands-free loudspeaker FL and the hands-free microphone FM to simulate the hands-free conditions.
  • the measuring arrangement also contains a measuring system MS.
  • This measuring system MS supplies the hands-free device FSE for simulating the real hands-free conditions on the one hand via a transmission / reception switch SEW connected upstream of the hands-free device FSE with a "distant" first transmission signal (measurement signal) SS X which reaches the "artificial ear” KO via the hands-free loudspeaker FL and on the other hand via the "artificial mouth” KM and the hands-free microphone FM with a "near" second transmission signal (measurement signal) SS 2 .
  • the signals SSi, SS 2 are preferably selected in the present case so that their properties correspond to those of a natural speech signal (Stw.: Crest factor, envelope, spectral composition, etc.).
  • the measurement of the transmission properties of the hands-free device FSE is carried out in the measuring system MS.
  • the signals SSi, SS 2 transmitted by the measuring system MS are combined with a first reception signal ESi received by the measuring system MS via the “artificial ear” KO and with a second reception signal ES 2 received by the measuring system MS via the transmission / reception switch SEW compared.
  • the known crosstalk phenomenon occurs in the present measuring arrangement by feeding in the signals SSi, SS 2 .
  • This crosstalk is expressed in the fact that a firm with the first transmission ⁇ signal SSI in relationship (for example, properly due to Meßan- and signal propagation characteristics) first over-talk signal ÜSi addition to the second transmission signal SS 2 in the handsfree microphone FM passes and that the second transmission signal SS 2 related (eg due to Measurement arrangement and signal propagation properties) second crosstalk signal ÜS 2 in addition to the first transmission signal SS- * . gets into the "artificial ear" KO.
  • this crosstalk falsifies the measurement of the transmission properties of the hands-free device FSE (undesirable effect).
  • One tries therefore - since the crosstalk in the hands-free mode is inevitable in principle to detect the influences of the crosstalk in order to to be able to take the resulting results into account when setting up the hands-free systems.
  • the transmission properties of the hands-free system FSE can be measured with two monofrequency signals of different frequencies.
  • the object underlying the invention is
  • Measurement signals for measurement systems for measuring the properties of Ubertragungseigen- each other by crosstalk beeinflus ⁇ send transmission paths to produce particular of hands-free so that the measurement of the transmission characteristics is not ver ⁇ is deflected through occurring crosstalk influences.
  • the preservation of the properties mentioned is important in order to determine the dynamic behavior of the transmission links in electrical communication systems, in particular the free lines, which influence one another through crosstalk. to be able to examine speech devices with real speech signals or special test signals.
  • FIGURE 2 shows a flow chart for measuring the transmission properties of hands-free devices
  • FIGURES 3 to 11 show the simulation of the measuring process in the measuring system on the basis of diagrams created with the program "MathCad".
  • FIGURE 2 shows a flow chart for measuring the transmission properties of the hands-free device FSE according to FIGURE 1, as is installed in the measuring system MS according to FIGURE 1 and is used for the measurement.
  • the measuring system MS preferably has generally known means, not shown, such as a microprocessor, data memory, A / D converter, D / A converter and program modules, which are connected to one another for measuring the transmission properties of the hands-free device FSE according to the flow chart are and cooperate accordingly.
  • the number "k” can also be greater than "2". This happens then if - (Emp ⁇ fangsweg that influence each other by crosstalk transmission path and) in contrast to the conditions in speakerphone or with the handsfree device FSE according to FIG 1 - the transmission characteristics of more than two influence each other due to crosstalk Transmission lines are to be measured.
  • the respective length of the original signals US X , US 2 is determined.
  • the number of coefficients or samples of the two original signals USi, US 2 is determined. For example:
  • n 'eNo and m' 2 en n t t ( ( ( ( l l d d ( ( m m a a x x ⁇ ⁇ Vx n + ⁇ , x ⁇ )) +0, 5 k
  • the original signals USi, US 2 are filled with "0" to the unit length "m".
  • a number of “m-Xi” zeros are appended to the first original signal USi immediately after the last sample value or coefficient “a”, while the
  • FIGURE 5 shows the prolonged in this manner origin signal USi ', while FIGURE 6, the extended in this way origin signal US 2 shows
  • the extended original signals USi, US 2 are transformed with the already ⁇ sprochenen Fast Fourier Transformation (FFT) in a known manner in the frequency domain and obtain transformed original signals USi '', US 2 ''.
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • FIGURE 7 shows the transformed original signal US / '
  • FIGURE 6 shows the transformed original signal US 2 ''.
  • a sixth method step VS6 individual (certain, predetermined) spectral lines of the transformed original signals US- ', US /' are multiplied by "0" according to a predetermined criterion, while other spectral lines, obeying the same criterion, are multiplied by "1" become.
  • the specification of which spectral lines of the transformed original signals US ', US /' ultimates by "0" and which are multiplied by "1” can be made, for example, by the following alternation rules:
  • the factors b0 ... bx indicate how many spectral lines are multiplied by "0" or "1".
  • the factors can all be the same or different in each case.
  • the block lengths and thus the factors are advantageously chosen so that they adapt to the frequency resolution of the human ear (Bark scale) or are based on the spectral resolution of subband algorithms.
  • the predetermined criterion is that the sum of the 3ewe ⁇ ls "zero" -Multipl ⁇ katoren and "one" -Multiplikatoren with which group the spectral lines of the same frequency or the same frequency are multiplied by ⁇ , equal to "1".
  • FIGURE 9 shows the spectra of the orthogonal signal pair SS /, SS / for a small frequency segment.
  • a final seventh method step VS7 the orthogonal signal pair SS /, SS / shown in the frequency domain is transformed into the time domain.
  • orthogonal measurement signals SS / ', SS /' which, like the measurement signal SSi, SS 2 according to FI-GUR 1, can be used to measure the transmission properties of the hands-free device FSE.
  • the orthogonal measurement signal SS / ' is shown in FIGURE 10
  • FIG. 10 shows that the orthogonal measurement signal SS / 'is the original signal USi with an echo folded outside the original signal USi.
  • the orthogonal measurement signal SS 2 ′′ which is formed from the original signal US 2 with an echo folded outside the original signal US 2 .
  • the generation of the orthogonal measurement signals SS / ', SS /' from the original signals USi, US 2 can also be carried out directly in the time domain, ie without a transformation from the time domain to the frequency domain and a reverse transformation from the frequency domain to the time domain. Process steps VS5 and VS7 are thus omitted.
  • the orthogonal measurement signals SS / ', SS /' are obtained in the following way: 1. Generate a copy of the first original signal US X and the second original signal US 2 .
  • the measurement signals SS / ', SS /' are used when measuring the transmission properties of the hands-free device FSE in the measuring system MS according to FIGURE 1, corresponding reception signals ES / ', ES /' are obtained.
  • These received signals ES / ', ES /' are processed in the measuring system MS in exactly the same way as the original signals USi, US 2 (flow diagram according to FIG. 2). In this way, the signal components caused by the crosstalk can be eliminated.

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Abstract

Um die Übertragungseigenschaften von sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflussenden Übertragungsstrecken in elektrischen Nachrichtensystemen, insbesondere von Freisprecheinrichtungen (FSE), so messen zu können, daß die Messung durch auftretende Übersprecheinflüsse nicht verfälscht wird, werden in dem Meßsystem (MS) aus jeweils mindestens zwei Sprach- oder Testsignalen im Zeit- oder Frequenzbereich Meßsignale generiert, die im wesentlichen orthogonal sind.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM MESSEN DER ÜBERSPRECHENS IN ELEKTRISCHEN NACHRICHTENSYSTEMEN
Freisprecheinrichtungen in Telefonen sind spezielle Übertra- gungsstrecken zur Sprachübertragung aufweisende elektrische Nachrichtensysteme, bei denen die Übertragungsstrecken durch Ubersprechen gegenseitig beeinflußt werden. Die Möglichkeit mit einem Telefon „Freisprechen" zu können, erhöht den Bedienkomfort eines Telefons und die Qualität eines Telefonge- sprächs wesentlich. Das Freisprechen ermöglicht Gesprächssituationen, wie sie bei der natürlichen Konversation zwischen Gesprächspartnern auftreten und erlaubt eine wesentlich größere Bewegungs- und Handlungsfreiheit des jeweils freisprechenden Teilnehmers. Um einerseits die im Vergleich zur ge- wohnlichen handapparatgebundenen Telekommunikation sich deutlich verschlechternden Besprechungs- und Abhörverhältnisse in den Griff zu bekommen und andererseits die Gefahr von auftre¬ tenden Rückkopplungen zu minimieren, werden bekannte, sprachgesteuerte Ξignalverarbeitungsmechanismen eingesetzt. Die sprachgesteuerte Signalverarbeitung erfolgt in Freisprechte¬ lefonen bekannterweise durch
1) sprachabhängig geschaltete Dämpfungen im jeweiligen Sende- und Empfangsweg (Dämpfungsregelung des Sende- und Empfangsweges; Prinzip der Pegelwaage) , 2) Dynamikkompressionsverfahren,
3) frequenzselektive Pegelwaagen,
4) Dekorrelation der Sende- und Empfangssignale und
5) adaptive Kompensation akustischer Echos.
Ein wesentliches Merkmal von Freisprecheinrichtungen ist darüber hinaus das Phänomen des Gegensprechens (double talk) . Hierbei können die miteinander kommunizierenden fernen Teil nehmer gleichzeitig sprechen. Von den vorstehend vorgestellten in Freisprecheinrichtungen eingesetzten Methoden zur Signalverarbeitung führt insbesondere die adaptive Kompensation akustischer Echos (Aufbau von adaptiven Echokompensatoren) in Freisprecheinrichtungen zu einem erheblich verringerten Dämpfungshub der jeweils verwendeten Pegelwaage. Dadurch ist, weil im Prinzip Sende- und Empfangsweg gleichzeitig aktiv sind, das angesprochene Gegensprechen erst möglich. Der Einsatz von Echokompensatoren gewährleistet aber noch nicht ei- nen problemlosen Gegensprechbetrieb, weil die verwendeten Adaptionsalgorithmen mehr oder weniger empfindlich auf Veränderungen im Raum (Aufstellort der Freisprechtelefons) und Störungen durch Gegensprechphasen („Double talk"-Phasen) reagieren. Außerdem hat die endliche Adaptionsgeschwindigkeit unter Umständen eine störende Zunahme bzw. zu langsame Abnahme der Echos zur Folge. Gerade das in den Freisprecheinrichtungen auftretende Gegensprechen (double talk) wird durch die vorstehend angegebenen Signalverarbeitungsmechanismen stark beeinträchtigt. Damit mit den Freisprecheinrichtungen reali- tätsnahe Konversationen (Erfassung der realen Gegensprech- Gesprächssituation) durchgeführt werden können, müssen zum einen die auditiv relevanten Parameter extrahiert und die die Fernsprecheinrichtung beschreibenden instrumentell meßbaren, technischen Parameter erfaßt werden. Instrumenteil meßbare Parameter zur Charakterisierung der Konversationsmöglichkeit eines Freisprechgerätes sind in derzeit diskutierten Meßvorschriften - wie z. B. die Publikation prl-ETS 300-245-3, Part 3; PCM A-Law, Loudspeaking and Handsfree Telephony, Stock¬ holm, November 1994 (Zulassungsvorschrift) - nicht enthalten. Sowohl zu den Gegensprechmöglichkeiten als auch zur Dämpfungsregelung der beiden Übertragungswege (Sende- und Empfangsweg) sind keinerlei Messungen spezifiziert. Um dennoch erste Aussagen bezüglich der Konversationsmöglichkeit von Freisprechgeräten machen zu können, ist es wenigstens erfor- derlich, daß in einem gemäß der angegebenen Zulassungsvorschrift konstruierten Freisprechgerät erstens der in dem Freisprechgerät realisierte Dämpfungshub und zweitens die Dämpfungsverteilung auf den beiden Übertragungswegen des Freisprechgerätes im Ruhezustand bekannt sind. Mit diesen beiden Parametern (Dämpfungshub und Dämpfungsverteilung) sind weder Aussagen möglich, die das Verhalten des Freisprechgerä- tes während eines Gegensprechvorgangs charakterisieren noch weitergehende Analysen der Übertragungsqualität während des Gegensprechvorgangs möglich, weil hierfür noch weitere technische Parameter, wie z. B. die Sprachrichtungsbevorzugung, Umschaltzeiten, Sperrzeiten etc., eine Rolle spielen. Um das Verhalten von sprachgesteuerten Einrichtungen ganz allgemein in Abhängigkeit von den Zeit- und Pegelverhältnissen der beiden Eingangssignale zu erfassen, ist es aus der Druckschrift Fortschritte der Akustik - DAGA 1993, Bad Honnef, DPG GmbH, Seiten 932-935; F. Kettler: „Neue Meßmethodik zur Bestimmung der Übertragungseigenschaften von Sprachechokompensatoren im Fernsprechnetz für Einzelmessungen und Tandemschaltungen" bekannt, zwei „composite source"-Signale mit jeweils unterschiedlicher Periodendauer zu verwenden. Dadurch ist eine geeignete Simulation und Analyse eines Zeitabschnittes möglich, bei dem die beiden Signale gleichzeitig eingespeist werden (echtes Gegensprechen) . Aus der übertragenen Sequenz läßt sich ermitteln, ob ein Sprachweg bevorzugt wird, ob beide Sprachwege abwechselnd bedmpft werden oder z. B. eine feste Dämpfungsverteilung beider Wege während des Gegensprechens vorliegt.
FIGUR 1 zeigt eine gemäß der ITU-Druckschrift (International Telecommunication Union) Volume V - Recommendation P.34; Melbourne 1988; Seiten 64 bis 71, insbesondere Kap. 6 aufgebaute Meßanordnung MA zur Messung der Übertragungseigenschaften einer Freisprecheinrichtung FSE eines Freisprechtelefons FST in der Gesprächssituation „Gegensprechen (double talk)". Die Freisprecheinrichtung FSE ist hierzu in Senderichtung (Sendeweg) über einen ersten Verstärker VI mit einem Freisprech- lautsprecher FL verbunden. In Empfangsrichtung (Empfangsweg) ist ein Freisprechmikrofon FM über einen zweiten Verstärker V2 mit der Freisprecheinrichtung FSE verbunden. Bei der dar- gestellten Meßanordnung wird die beim Freisprechen auftretende Gegensprech-Gesprächssituation dadurch erreicht, daß dem Freisprechlautsprecher FL und dem Freisprechmikrofon FM zur Simulation der Freisprechverhältnisse ein „künstliches Ohr" KO und ein „künstlicher Mund" KM zugeordnet werden. Um die Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE erfassen zu können, enthält die Meßanordnung außerdem ein Meßsystem MS. Dieses Meßsystem MS versorgt die Freisprecheinrichtung FSE zur Simulation der realen Freisprechverhältnisse zum einen über eine der Freisprecheinrichtung FSE vorgeschalteten Sende-/Empfangsweiche SEW mit einem „fernen" ersten Sendesignal (Meßsignal) SSX, das über den Freisprechlautsprecher FL zum „künstliches Ohr" KO gelangt und zum anderen über den „künstlicher Mund" KM und das Freisprechmikrofon FM mit einem „nahen" zweiten Sendesignal (Meßsignal) SS2. Die Signale SSi, SS2 sind im vorliegenden Fall vorzugsweise so gewählt, daß ihre Eigenschaften denen eines natürlichen Sprachsignals entsprechen (Stw. : Crestfaktor, Hüllkurve, spektrale Zusammensetzung usw.) .
Die Messung der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE wird in dem Meßsystem MS durchgeführt. Dazu werden die von Meßsystem MS gesendeten Signale SSi, SS2 mit einem von dem Meßsystem MS über das „künstliches Ohr" KO emp- fangenen ersten Empfangssignal ESi und mit einem von dem Meßsystem MS über die Sende-/Empfangsweiche SEW empfangenen zweiten Empfangssignal ES2 verglichen.
In Analogie zu den realen Freisprechverhältnissen tritt bei der vorliegenden Meßanordnung durch die Einspeisung der Signale SSi, SS2 das bekannte Übersprec phänomen auf. Dieses Übersprechen äußert sich darin, daß ein mit dem ersten Sende¬ signal SSI in Beziehung stehendes (z.B. aufgrund von Meßan- ordnungs- und Signalausbreitungseigenschaften) erstes Über- sprechsignal ÜSi zusätzlich zum zweiten Sendesignal SS2 in das Freisprechmikrofon FM gelangt und daß ein mit dem zweiten Sendesignal SS2 in Beziehung stehendes (z.B. aufgrund von Meßanordnungs- und Signalausbreitungseigenschaften) zweites Übersprechsignal ÜS2 zusätzlich zum ersten Sendesignal SS-*. in das „künstliches Ohr" KO gelangt. Durch dieses Übersprechen wird jedoch die Messung der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE verfälscht (unerwünschter Effekt) . Man ist daher bestrebt - nachdem das Übersprechen beim Freisprechen im Prinzip unvermeidbar ist, die Einflüsse des Übersprechens zu erfassen, um die hieraus resultierenden Ergebnisse beim Aufbau der Freisprecheinrichtungen berücksichtigen zu können.
Bei sehr einfach aufgebauten Freisprecheinrichtungen, bei denen eine frequenzunabhängige Pegelwaage zum Einsatz kommt, kann man die Messung der Übertragungseigenschaften der Frei- Sprecheinrichtung FSE mit zwei monofrequenten Signalen unterschiedlicher Frequenz vornehmen.
Sollen jedoch Telefone mit modernen Freisprecheinrichtungen (adaptive Filter, dynamische Kennlinienanpassung, Störge- räuschunterdrückung usw.) gemessen werden, so müssen die Si¬ gnale sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich die statistischen Eigenschaften natürlicher Sprache haben (z.B. Crestfaktor, Hüllkurve, spektrale Zusammensetzung etc.).
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
Meßsignale für Meßsysteme zum Messen der Ubertragungseigen- schaften von sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflus¬ senden Übertragungsstrecken, insbesondere von Freisprecheinrichtungen so zu erzeugen, daß das Messen der Übertragungsei- genschaften durch auftretende Übersprecheinflüsse nicht ver¬ fälscht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, daß in dem Meßsystem zum Messen der Übertragungseigenschaften von sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflussenden Übertragungsstrecken in elektrischen Nachrichtensystemen, insbesondere von Freisprecheinrichtungen, aus jeweils mindestens zwei Sprach- oder Testsignalen („k=2" Ursprungssignale) im Zeit- oder Frequenzbereich Meßsignale (z.B. die Sendesignale SSI, SS2 nach FIGUR 1) generiert werden, die im wesentliche orthogonal sind. Die übrigen Eigenschaften der Meßsignale werden durch die Eigenschaften der verwendeten Sprach- oder Testsignale bestimmt. Die Erhaltung der genannten Eigenschaften ist wichtig, um das dynamische Verhalten der sich gegenseitig durch Ubersprechen beeinflussenden Übertragungsstrecken in elektrischen Nachrichtensystemen, insbesondere der Frei- sprecheinrichtungen, mit realen Sprachsignalen oder speziellen Testsignalen untersuchen zu können.
Die Orthogonalitätsbeziehung wird dabei nicht im mathematisch exakten Sinn verwendet, d.h. zwei Vektoren x,y eines euklidische Vektorraumes V sind orthogonal genau dann, wenn (x, y) =0 ist, sondern in einer auf endliche Genauigkeit entschärften Version: Zwei Vektoren x,y eines euklidische Vektorraumes V sind orthogonal dann, wenn - sinngemäß zu Anspruch 2 - | (x, y) | « |x| Λ | (x, y) | « |y| sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der FIGUREN 2 bis 11 erläutert.
FIGUR 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für das Messen der Übertragungseigenschaften von Freisprecheinrichtungen,
FIGUREN 3 bis 11 zeigen anhand von mit dem Programm „MathCad" erstellten Diagrammen die Simulation des Meßvorganges in dem Meßsystem. FIGUR 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Messen der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE nach FIGUR 1, wie es in dem Meßsystem MS nach FIGUR 1 installiert ist und für die Messung benutzt wird. Das Meßsystem MS weist hierzu vor- zugsweise nicht dargestellte, allgemein bekannte Mittel auf, wie z.B. einen Mikroprozessor, Datenspeicher, A/D-Wandler, D/A-Wandler und Programmodule, die zum Messen der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE gemäß dem Ablaufdiagramm miteinander verbunden sind und entsprechend zusammenwirken.
In einem ersten Verfahrensschritt VS1 werden entsprechend der Anzahl der zu erzeugenden Meßsignale gemäß der beiden Sendesignale SSi, SS2 nach FIGUR 1 also zwei (k=2) z.B. im Zeitbe- reich dargestellte Ursprungssignale (Zeitsignale) , ein erstes Ursprungssignal USi gemäß FIGUR 3 und ein zweites Ursprungssignal US2 gemäß FIGUR 4, dem Meßsystem MS zugeführt bzw. in das Meßsystem MS eingegeben. Die Anzahl „k" kann aber auch größer als „2" sein. Dieser Fall tritt dann auf, wenn - im Unterschied zu den Verhältnissen beim Freisprechen bzw. bei der Freisprecheinrichtung FSE nach FIGUR 1 (Sendeweg und Emp¬ fangsweg, die sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflussen) - die Übertragungseigenschaften von mehr als zwei sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflussenden Übertragungs- strecken meßtechnisch zu erfassen sind. Die nachfolgenden Ausführungen gelten für k>2.
In einem sich daran anschließenden zweiten Verfahrensschritt VS2 wird die jeweilige Länge der Ursprungssignale USX, US2 bestimmt. Hierzu wird beispielsweise jeweils die Anzahl der Koeffizienten bzw. Abtastwerte der beiden Ursprungssignalen USi, US2 ermittelt. So z.B.:
k-n + l k-n + l k-n + l k-n + l k-n + l
=> mit k=2 und ne{2...k} --> Länge von USi = Xi
US2 = {a
--> mit k=2
US; {a -r
===> Länge von US2 = x
In einem weiteren dritten Verfahrensschritt VS3 wird eine Einheitslänge „m" für beide Ursprungssignale USi, US2 berech¬ net. Diese Berechnung erfolgt nach der Formel:
m = n'*m' (Fl) ,
wobei n' eNo und m' = 2 enntt (( ((lldd ((mmaaxx{{Vx n+ι , x } ) ) +0, 5 k
Mit dieser Formel erhält man einen neue Länge dergestalt, daß ausgehend vom längsten Ursprungssignal der nächstgrößere 2n- Wert ermittelt wird. Dies ist die Voraussetzung für eine Fast Fourier Transformation (FFT) , die in einem späteren Verfah¬ rensschritt des Ablaufgiagramms angewandt wird. Darüber hin- aus liefert die Funktion f(z) = ent(z) die größte ganze Zahl die kleiner oder gleich z ist.
Unter Berücksichtigung von k=2, n'=2 und ne{2...k} ergibt sich hieraus die Formel:
m = 1+ent I (ld(max{x , x }))+0,5 f F2 ) Die Begründung für die Wahl von n'=2 ist, daß bei einem n'≥2 die Einheitslänge „m" so groß ist, daß ein von dem jeweiligen Ursprungssignal USi, US2 gebildetes Echo (eine von dem jewei- ligen Ursprungssignal USi, US2 gebildete Kopie) nicht in den Signalbereich des jeweiligen Ursprungssignals USi, US2 gefaltet wird. Dadurch wird das Ursprungssignal in seinen dynamischen Eigenschaften vorteilhafterweise nicht beeinflußt. Ist hingegen n'=l, so kommt es zu einer Faltung des Echos bzw. der Kopie über das jeweilige Ursprungssignal.
In einem weiteren vierten Verfahrensschritt VS4 werden die Ursprungssignals USi, US2 bis auf die Einheitslänge „m" mit „0" aufgefüllt. Dazu werden beim ersten Ursprungssignal USi unmittelbar nach dem letzten Abtastwert bzw. Koeffizient „a " eine Anzahl „m-Xi" Nullen angehängt, während bei dem
X
1 zweiten Ursprungssignal US2 unmittelbar nach dem letzten Ab- tastwert bzw. Koeffizient „a " eine Anzahl „m-x2" Nullen an¬
gehängt werden.
Figure imgf000011_0001
FIGUR 5 zeigt das auf diese Weise verlängerte Ursprungssignal USi' , während FIGUR 6 das auf diese Weise verlängerte Ursprungssignal US2 zeigt
In einem weiteren fünften Verfahrensschritt VS5 werden die verlängerten Ursprungssignale USi, US2 mit der bereits ange¬ sprochenen Fast Fourier Transformation (FFT) in bekannter Weise in den Frequenzbereich transformiert und man erhält transformierte Ursprungssignale USi' ' , US2' ' .
Figure imgf000012_0001
wob,ei■ u= m
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0003
,-"?! ,J"% ./P ./■?>
{A, eJΨ\ A ,^V2 A e- J"Ψ''3T, , A A u+1
(1 (2 (3. ) ,
(« ((« + 1)
2) 2) 2) 2) 2)
wovb.ei* u= w
Figure imgf000012_0004
Figure imgf000012_0005
FIGUR 7 zeigt das transformierte Ursprungssignal US/ ' , während FIGUR 6 das transformierte Ursprungssignal US2' ' zeigt.
In dem Frequenzbereich werden in einem sechsten Verfahrensschritt VS6 einzelne (bestimmte, vorgegebene) Spektrallinien der transformierten Ursprungssignale US- ' , US/ ' nach einem vorgegebenen Kriterium mit „0" multipliziert, während andere Spektrallinien, dem gleiche Kriterium gehorchend, mit „1" multipliziert werden. Die Vorgabe, welche Spektrallinien der transformierten Ursprungssignale US ' , US/ ' mit „0" ulti- pliziert und welche mit „1" multipliziert werden, kann beispielsweise durch die nachfolgenden Alternanzvorschriften erfolgen:
1. Vorschrift;
Figure imgf000012_0006
Vorschrift
Figure imgf000013_0001
. Vorschrift
Figure imgf000013_0002
4 . Vorschrift :
Figure imgf000013_0003
Die Faktoren b0...bx geben an, wie viele Spektrallinien jeweils mit „0" bzw. mit „1" multipliziert werden. Die Faktoren können dabei alle gleich oder jeweils unterschiedlich sein. Es entstehen somit alternierende Blocke gleicher oder unter¬ schiedlicher Blocklange. Die Blocklangen und somit die Faktoren werden vorteilhafterweise so gewählt, daß sie sich an die Frequenzauflösung des menschlichen Gehörs (Bark-Skala) anpassen oder an der spektralen Auflosung von Subband-Algorith en orientieren.
Das vorgegebene Kriterium ist, daß 3eweιls die Summe der „Null"-Multiplιkatoren und „Eins"-Multiplikatoren, mit denen die Spektrallinien gleicher Frequenz oder gleicher Frequenz¬ gruppe multipliziert werden, gleich „1" ist.
Aus den transformierten Ursprungssignale US/ US; gewinnt man auf diese Weise ein orthogonales Signalpaar SS- , SS/ , das im Frequenzbereich dargestellt ist. Bei Anwendung der Vorschrift 1 ergeben sich für das Signalpaar SS-/ , SS/ folgende Fourierwerte:
SS/ = {A eiφ\ 0, A ejφ~ , . . . A e *" , 0},
(1 (3 («
1) 1) 1) SS/ - {0, A ejΨl , 0,...0, A e^" + 1},
(22) ((w + 1) 2)
In FIGUR 9 sind die Spektren des orthogonalen Signalpaares SS/, SS/ für einen kleinen Frequenzausschnitt dargestellt.
In einem abschließenden siebten Verfahrensschritt VS7 wird das ortogonale, im Frequenzbereich dargestellte Signalpaar SS/, SS/ in den Zeitbereich transformiert. Als Ergebnis dieser Transformation erhält man schließlich orthogonale Meßsignale SS/ ' , SS/ ' , die wie die Meßsignal SSi, SS2 nach FI- GUR 1 zum Messen der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE verwendet werden können. Das orthogonale Meßsignal SS/' ist in den FIGUR 10 dargestellt, während das orthogonale Meßsignal SS2' ' in den FIGUR 11 dargestellt ist. In der FIGUR 10 sieht man, daß das orthogonale Meßsignal SS/ ' das Ursprungssignal USi mit einem außerhalb des Ursprungssignals USi gefalteten Echo ist. Das gleiche gilt für das orthogonale Meßsignal SS2' ' , das aus dem Ursprungssignal US2 mit einem außerhalb des Ursprungssignals US2 gefalteten Echo gebildet ist.
Das Generieren der orthogonalen Meßsignale SS/ ' , SS/ ' aus den Ursprungssignalen USi, US2 kann auch unmittelbar im Zeitbereich, also ohne eine Transformation von den Zeitbereich in den Frequenzbereich und eine Rücktransformation von den Fre- quenzbereich in den Zeitbereich, erfolgen. Es entfallen somit die Verfahrensschritte VS5 und VS7.
Die orthogonalen Meßsignale SS/ ' , SS/ ' erhält man auf folgende Weise: 1. Erzeugen einer Kopie des ersten Ursprungssignals USX und des zweiten Ursprungssignals US2.
2. Anfügen der Kopie hinter das jeweilige Ursprungssignal
3. Invertieren der Signalanteile der Kopie des ersten Ursprungssignals USi und Nichtändern der Signalanteile der Kopie des zweiten Ursprungssignals US2. Es entstehen gemäß Figur 10 ein Signal, bestehend aus dem ersten Ursprungssignal USi und einem vorzeicheninvertierten „Echo", und gemäß FIGUR 11 ein Signal, bestehend aus dem zweiten Ursprungssignal US2 und einem vorzeichenrichtigen „Echo".
Werden bei der Messung der Übertragungseigenschaften der Freisprecheinrichtung FSE in dem Meßsystem MS nach FIGUR 1 die Meßsignale SS/ ' , SS/ ' verwendet, so erhält man entsprechende Empfangssignale ES/ ' , ES/ ' . Diese Empfangssignale ES/ ' , ES/ ' werden in dem Meßsystem MS genauso bearbeitet wie die Ursprungssignale USi, US2 (Ablaufdiagramm nach FIGUR 2) . Auf diese Weise kann man die durch das Übersprechen her- vorgerufenen Signalanteile eliminieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Meßsignalen für Meßsysteme zum Messen der Übertragungseigenschaften von sich gegenseitig durch Übersprechen beeinflussenden Ubertragungsstrecken in elektrischen Nachrichtensystemen, insbesondere von Freisprecheinrichtungen mit folgenden Verfahrensschritten:
(a) Eine Anzahl „k" Ursprungssignale mit keNi wird generiert,
(b) eine (k-n+l) -te Ursprungssignallänge „xk_n+1" eines (k- n+l)-ten Ursprungssignals sk-n+ι mit „xk-nti" Signalanteilen „a , a , a ...a , a " wird be-
1 2 3 x - 1 x k - n + l k - n + l k - n + l k - n + l k - n + l stimmt, wobei xeN0, keNi und ne{2...k} sind,
(c) eine k-te Ursprungssignallänge „xk" eines k-ten Ursprungssignals sk mit „xk" Signalanteilen „a , a , k k a 3 . . . ax - 1 , ax " wird bestimmt, wobei xeN0, keNi und k k k ns{2...k} sind,
(d) eine Meßsignallänge „ ", wobei m=n'm' mit n' eN0 und m'=
2ent((ld(max{xk_n+ι. x^D+0,5 wird berechnet,
(e) das (k-n+l) -te Ursprungssignal wird auf die Meßsignallän- ge „m" verlängert, indem eine Anzahl
„m-xk-n+ι" Nullen an das Signalende angehängt wird,
(f) das k-te Ursprungssignal wird auf die Meßsignallänge „ " verlängert, indem eine Anzahl „m-xk" Nullen an das Signa¬ lende angehängt wird, (g) das verlängerte (k-n+l) -te Ursprungssignal und das ver¬ längerte k-te Ursprungssignal werden derart modifiziert, daß das (k-n+l) -te Ursprungssignal und das k-te Ur¬ sprungssignal im wesentlichen orthogonal sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Orthogonalitätsbeziehung | (sk_n+ι, sk) | « |sk-n+ιl und | (sk-n+ι, sk) |« | sk| gilt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß (a) Spektrallinien der verlängerten Ursprungssignale generiert werden, indem die Ursprungssignale in den Frequenzbereich transformiert werden,
(b) die Spektrallinien der Ursprungssignale jeweils mit Null und Eins derart alternierend oder blockweise alternierend multipliziert werden, daß die Summe der „Null"-Multiplikatoren und „Eins"-Multiplikatoren, mit denen die Spektrallinien gleicher Frequenz oder gleicher Frequenzgruppe multipliziert werden, gleich „1" ist, (c) die bezüglich der Spektrallinien modifizierten Ursprungssignale in den Zeitbereich zurücktransformiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die alternierenden Blöcke jeder Spektrallinie mindestens eine einheitliche Länge haben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß a) zwei [k=2] Ursprungssignale, ein erstes Ursprungssignal Si und ein zweites Ursprungssignal S2, generiert werden, b) jeweils eine Kopie des jeweiligen Ursprungssignales Si, S2 erzeugt wird, c) die erzeugte Kopie jeweils hinter das jeweilige Ursprungs- signal Si, S2 angefügt wird, d) die Signalanteile einer der beiden erzeugten Kopien inver¬ tiert werden, während die Signalanteile der anderen Kopie nicht geändert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Meßsignallänge m gleich 2m' [n'=2] ist.
7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Meßsystemen zum Messen der Übertragungseigenschaften von Freisprecheinrichtungen in Telefonen.
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