DE2818505C2

DE2818505C2 - Verfahren und Anlage zur Paketübertragung von Sprache

Info

Publication number: DE2818505C2
Application number: DE2818505A
Authority: DE
Inventors: James Loton Warren N.J. Flanagen
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1982-03-18
Also published as: JPS53135502A; FR2389281B1; JPS5915544B2; DE2818505A1; FR2389281A1; US4100377A

Description

2. Mutiiplexübertragungsanlage zur Übertragung von Digitaisignalen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 mit einem Sprachpaketgenerator (20) zur Zusammenfassung wenigstens eines Sprachstoßes in ein einzelnes Digitalpaket von Sprachinformationssignalen, einer Einrichtung (49) zum Anfügen eines Anfangsetikettenblocks an den Anfang jedes Digitalpakets und einer Einrichtung (58) zur Abgabe des Digitalpakets an die Multiplexübertragungsanlage (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (49) zum Anfügen eines Anfangsetikettenblocki °ine Einrichtung (51) zur Anfügung einer Zeitmarke aufweist, die den Zeitpunkt angibt, zu dem der zugehörige Sprachstoß begonnen hat

3. Übertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachpaketgenerator (20) eine Einrichtung (48, 58) zum Zusammenfassen von wenigstens zwei Sprachstößen aufweist, die unmittelbar an die dazwischen liegende und weggelassene Ruheperiode angrenzen.

4. Übertragungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachpaketgenerator (20) einen Zeitmarkengenerator und -.ine Einrichtung (49, 50, 51) zum Einspeichern einer Zeitmarke aus dem Generator in einen Paketspeieher (58) enthält.

5. Übertragungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (72) zum Wiedereinfügen der Ruheintervalle unter Ansprechen auf die Zeitsteuerungssignale.

6. Übertragungsanlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen variablen Sprachcodierer (46), der die Sprachinformationssignale entsprechend einem von einer Vielzahl von Codier-Algorithmen codiert, eine Einrichtung (52), die abhängig von der Belastung der Anlage einen der Codier-Algorithmen wählt und eine Einrichtung, die abhängig von der Belastung den Sprachinformalionssignalen ein Belastungspegelsignal (55) zuordnet.

7. Übertragungsanlage nach einem der Ansprüche bis 6, gekennzeichnet durch ein Anfangsetikettenregister (49) zur Speicherung der Zeitmarke und ein Paketregister (58) zur Speicherung des Inhalts des Anfangsetiketlenregisters und des SprachstoBregisters (48) nacheinander.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Digitalsignalen über eine Multiplexübertragungsanlage von einer Vielzahl von Signalquellen, von denen wenigstens eine eine Sprachsignalquelle ist und bei der Sprachstöße festgestellt, von Ruheintervallen zwischen den Sprachstößen unterschieden und zu Paketen von einem oder mehreren Sprachstößen unter Weglassen der Ruheintervalle zwecks Übertragung zu entfernten Adressen zusammengefaßt werden, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt. Sprachsignale einer Vielzahl von Signalquellen über eine kleine "Zahl von Kanälen zu übertragen. Das dabei angewendete Verfahren wird allgemein TASl-Verfahren genannt. Bei einem solchen System werden Sprachsignale in Form von Sprachstößen bei ihrem Auftreten festgestellt und über irgendeinen freien und verfügbaren Kanal der Vielzahl von Kanälen übertragen. Da die normale menschliche Sprache eine große Zahl von Ruheintervahen zwischen Wörtern, Wortverbindungen und Sätzen aufweist, sowie auch Ruheintervalle beim jeweiligen Zuhören, läßt sich eine beträchtliche Verbesserung des Wirkungsgrades für die Ausnutzung der Übertragungseinrichtungen erzielen. So kann das Verhältnis der Zahl von Sprachquellen zur Zahl der Übertragungskanäle (der sogenannte TASI-Vorteil) unter den Wert zwei oder drei fallen. Ein solches TASl-System ist in der US-PS 29 57 946 beschneben. Ein anderer Typ, ein sogenanntes »Ein-Mann«-TASI-System wird in der US-PS 31 58 693 erläutert.

Es ist bekannt, codierte Informationen über Übertragungseinrichtungen dadurch zu übertragen, daß die Informationen zu Paketen zusammengefaßt werden, die dann die gemeinsamen Übertragungseinrichtungen konkurrierend belegen, und zwar derart, daß das zuerst ankommende Paket zuerst bedient wird. Solche Pakete besitzen normalerweise Anfangsetiketten, die den Bestimmungsort des Pakets und in gewissen Fällen Wegleitinformationen angehen. Solche Paket-Übertragungssysteme sind bishsr in erster Linie für die Übertragung von Digitalclaten und nicht für Sprachinformationen benutzt worden, weil nicht die Möglichkeit besteht, die Übertragung aller Signalpakete in der richtigen Reihenfolge und mit erträglicher Verzögerung zu garantieren. Ein solches System wird in US-Reissue-Patent28 81l (11.5.1976) beschrieben.

Bekannt ist auch bereit« ein Verfahren mit zugehöriger Anlage (DE-OS 25 03 111) zur Multiplexübertragung sowohl von synchronen Daten unter Verwendung einer Durchschaltvermittlung als auch von intermittierenden Daten unter Verwendung einer Speichervermittlung. Die intermittierenden Daten werden dabei zu Paketen zusammengefaßt,, mit Ziel- und Quellenangaben versehen und in freien Zeitkanälen zwischen den synchronen Daten übertragen.

Einer der einschränkenden Faktoren bei der Anwendung von TASI-Systemen ist das Erfordernis, einen neuen Übertragungskanal praktisch sofort bei Beginn eines neuen Sprachstoßes anbieten und schalten zu müssen. Dieses Erfordernis beschränkt die Belastung der gemeinsamen Übertragungskanäle, damit sichergestellt werden kann, daß ein freier Kanal für einen sehr großen Prozentsatz der Zeit verfügbar ist. Die Bedingung, daß immer ein verfügbarer Kanal vorhanden sein muß, beschränkt die Anzahl von Sprachsignalquellen, die: an die gemeinsamen Kanäle angeschlossen werden können.

Bei Paketübertragungssystemen wird andererseits

angenommen, daß alle Pakete an den vorgesehenen Bestimmungsort gebracht werden und daß der genaue Zeitpunkt des Eintreffens der Pakete für den richtigen Empfang nicht wichtig ist Es ist Aufgabe des Empfängers, die ankommenden Pakete vor Wiederherstellung des Signals in die richtige zeitliche Reihenfolge zu bringen. Bei solchen Paketübertragungssystemen ist außerdem eine örtliche Zwischenspeicherung der Pakete während der konkurrierenden Belegung der gemeinsamen Übertragungseinrichtungen so lange nötig, bis die Einrichtungen dem jeweiligen Paket zugeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Paketübertragung zu schaffen, das nicht nur die Übertragung von Digitaldaten, sondern auch von Sprachinformationen auf zweckmäßige Weise ermöglicht

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen Sprachstoß ein dessen Anfangszeitpunkt angebendes Zeitsteuerungssignal angehängt wird und daß die Zeitsteuerungssignale zur Wiedereinfüg^ng von den ursprünglichen Ruheintervallen mehr oder weniger entsprechenden Ruheintervallen in die wiederhergestellten Sprachsignale benutzt werden.

Jedem Sprachstoß ist also ein Zeitsteuerungssignal, eine »Zeitmarke«, zugeordnet die den Anfangszeitpunkt für den jeweiligen Sprachstoß angibt Wenn eine genügende Anzahl von Sprachstößen unter Bildung eines Pakets optimaler Größe zusammengefaßt ist, konkurriert dieses Paket hinsichtlich einer Benutzung der gemeinsamen Übertragungseinrichtungen, die ihm dann zugeordnet werden, wenn sie verfügbar sind.

Auf der Empfangsseite der Übertragungseinrichtun- js gen werden die Sprachstoßpakete wiederum zwischengespeichert Unter Verwendung der Zeitmarken können die Sprachstöße dann vom Empfangspuffer zu Zeitpunkten abgegeben werden, die angenähert ihrer Erzeugung entsprechen. Die codierten Sprachstöße w werden dann decodiert und einem Zuhörer als verständliche Sprache zugeführt.

Weiterbildungen der Erfindung, die auf sine Multiplex übertragungsanlage zur Durchführung des Verfahrens gerichtet sind, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Länge der Ruheintervalle und demgemäß der Abgabezeitpunkt jedes Sprachstoßes kann über einen größeren Bereich geändert werden, ohne die Verständlichkeit der Sprache schwerwiegend zu beeinträchtigen. Dieser Spielraum für den Abgabezeitpunkt der Sprachstoße kann auf zweckmäßige Weise sowohl benutzt werden, um die Größe des empfangsseitigen Zwischenspeichers (Puffers) wesentlich herabzusetzen, als auch den Wirkungsgrad bei der Benutzung der gemeinsamen Übertragungseinrichtungen zu erhöhen.

Weiterhin können adaptive digitale Codierverfahren, die nicht nur auf das zu codierende Signal, sondern auch auf die Belastung der gemeinsamen Übertragungseinrichtungen ansprechen, angewendet werden. Es kann also die Qualität der digitalen Codierung entsprechend den Bedienungsanforderungen an die Übertragungseinrichtung angepaßt werden. Schließlich können Sprachstoßpakete über die gemeinsamen Übertragungseinrichttingen mit einer Rate übertragen werden, die größer als im ursprünglichen Realzeitbereich ist, um den h5 Wirkungsgrad der gemeinsamen Einrichtungen weiter zu erhöhen.

Nachfolgend wird jie Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben, Es zeigt

F i g. 1 ein allgemeines Blockschaltbild eines TASI-Systems, bei dem eine Paketübertragung von Sprache gemäli der Erfindung benutzt wird,

F i g. 2 ein genaueres Blockschaltbild des Sprachpaketgenerators, der im Sender des TASI-Systems gemäß F i g. 1 benutzt wird,

Fig.3 ein genaueres Blockschaltbild der Sprachregenerierschaltungen, die im Empfänger des TASI-Systems gemäß F i g. 1 benutzt werden,

Fig.4 eine graphische Darstellung der codierten Sprache und des Anfangsetiketts für einen einzigen Sprachstoß,

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Sprachstöße, die digital zu Paketen codiert und zwischengespeichert auf eine Übertragung warten, wobei diese Figur das Verständnis der Sprachpaket-Erzeugungsschaltungen gemäß F i g. 2 erleichtern soll,

Fig.6 ein allgemeines Blockschaltbild eines gemischten Übertragungssystems, bei dem Sprachpakete und Datenpakete konkurrierend gemeinsame Übertragungseinrichtungen benutzen, wobei das Sprachpaketverfahren nach der vorliegenden Anmeldung verwendet wird,

F i g. 7 ein Blockschaltbild eines Sprachpa*etgenerators in Verbindung mit einem Schleifenübertragungssystem.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines TASI-Systems unter Verwendung der Paketübertragung von Spi-aehe nach der Erfindung dargestellt. Das TASI-System gemäß Fig. 1 weist einen Sender 10, einen Empfänger 11 und gemeinsame Übertragungseinrichtungen 12 auf. Das System ist für eine Sprachübertragung von einer Vielzahl von Eingangssignalleitungen 13 zu einer gleichen Zahl von entfernten Zuhörerleitungen 14 über eine geringere Zahl von Übertragungskanälen 15 ausgelegt Die Eingangsleitungen 13 und die Zuhörerleitungen 14 können normale Fernsprechanschlüsse sein. Die gemeinsamen Übertragungseinrichtungfn 15 können beliebige Einrichtungen sein, die eine Anzahl von Übertragungskanälen bereitstellen können, die kleiner ist als die Anzahl von Eingangssprachleitungen 13. Die Einrichtungen 13 können also eine Vielzahl von Adernpaaren, eine Frequenzmultiplex-Übertragungseinrichtung oder eine Zeitmultiplex-Übertragungseinrichtung aufweisen und Koaxialkabel-, Mikrowellen-, Hochfrequenz- oder Satellitenkanäle enthalten. Eine übliche Anwendung von TASI-Systemen findet sich bei Unterwasserkabeln, bei denen die Kosten je Kanal besonders hoch sind.

Die Gesamtfunktion eines TASI-Systems ist eine bessere Ausnutzung der Übertragungskanäle dadurch, daß einem Sprecher ein Kanal nur dann zugeordnet w»rd, wenn der Sprecher aktiv ist. Während der Ruheintervalle kann der Kanal dann einem anderen Sprecher zugeordnet werden und dar.ii? eine größere Zahl von Sprechern versorgt werden, als dies bei einer dauernden Zuordnung der Kanäle möglich wäre.

In Fig. 1 weist der Sender 10 eine Vielzahl von Sprachpaketg.neratoren 20 auf, die entsprechend der nachfolgenden Erläuterung jeweils einen Sprachabschnitt zu einem digital codierten Impulsrtoß zusammenfassen, der dann zu den Übertragungseinrichtungen 15 gegeben wird. Der Sender 10 weist außerdem einen TASI-Schalter 21 und eine TASI-Übertragungssteuerschaltung 22 aur, die die Schalt- und Steuerfunktionen für einen fehlerfreien Sende- und Empfangsbetrieb mit den Impulsstößen durchführen. Der TASI-Schalter 21

und die TASI-Übertragungssteuerschaltungen 22 können im wesentlichen identisch mit den in den US-Patentschriften 29 57 946 und 40 02 841 beschriebenen Anordnungen sein.

Der Empfänger 11 weist einen TASI-Schalter 21, TASI-Empfangssteuerschaltungen 32 und eine Vielzahl von Sprachregeneratoren 33 auf. Der Schalter 31 ergänzt die Verbindungen des Schalters 21 derart, daß Sprache von einer der Eingangsleitungen 13 zur entsprechenden Ausgangsleitung 14 übertragen wird. Die Empfangssteuerschaltungen 32 steuern diese Verbindungen und führen zahlreiche weitere Überwaschungsfunktionen aus. Der Schalter 31 und die Steuerschaltungen 32 können ebenfalls entsprechend den in den vorgenannten US-Patentschriften beschriebenen Anordnungen ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt ein genaueres Blockschaltbild eines Sprachpaketgenerators, der in der TASI-Anlage gemäß Fig. ! verwendet werden kann. Bei dem Paketgenera-Eingangsanschluß 40 und werden gleichzeitig an ein Abtastgatter 41 und einen Sprachdetektor 42 gegeben. Der Sprachdetektor 42 unterscheidet zwischen dem Vorhandensein und der Abwesenheit von Sprache am Anschluß 40 und erzeugt ein zweistufiges Ausgangssignal, das das Vorhandensein von Sprache am Anschluß 40 angibt.

Die digitale Codierqualität kann auf zwei Arten geändert werden. Zum einen kann die Abtastfrequenz des Eingangssprachsignals von einem Wert weit oberhalb der Nyquist-Frequenz bis etwa zur Nyquist-Frequenz (oder nicht wesentlich darunter) verringert werden, und zum anderen kann die Anzahl von Bits, die zur Quantisierung des Signals benutzt wird, verändert werden. Die erste Möglichkeit ist besonders zweckmäßig für eine kleine Anzahl von Bits bei der Quantisierung einschließlich der Delta-Modulation (eine Quantisierung mit einem einzelnen Bit). Die Änderung der Abtastfrequenz kann wie folgt durchgeführt werden. Das Abtastgalier 41 steht unter Steuerung eines Generators 43 mit variabler Abtastfrequenz, dessen Ausgangssignal nach einer Impulsteilung im Impulsteiler 44 an ein UND-Gatter 45 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Sprachdetektors 42 gelangt ebenfalls zum UND-Gatter 45 und ermöglicht das Anlegen von Abtastimpulsen an das Abtastgatter4l.

Die Codierschaltung 46 wird durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 47 zeitlich gesteuert, das ebenfalls durch den Sprachdetektor 42 betätigt wird und Impulse variabler Frequenz vom Generator 43 liefert. Wegen der Einschaltung der Teilerschaltung 44 wird für je m zum Codierer 46 gegebene Taktimpulse ein Impuls zum Gatter 41 geführt, so daß der Codierer 46 jeden Abtastwert entsprechend irgendeinem Standard-Codierverfahren in eine Vielbit-Pulscodegruppe codieren kann. Die zum Codieren verwendete Anzahl von Bits kann dabei, wie oben beschrieben, verändert werden, um eine von den in jedem Augenblick vorliegenden Anforderungen der Übertragungseinrichtungen abhängige Codierqualität zu erreichen.

Das Ausgangssignal des Codierers 46 wird unter Steuerung von Weiterschaltimpulsen. die vom UND-Gatter 47 kommen, in ein Sprachstoßregister 48 eingeschoben. Die vom Codierer 46 erzeugten Impulse werden also in das Sprachstoßregister 48 eingeschoben und dort gespeichert.

Ein Anfangsetiketten-Register 49 mit der gleichen Anzahi von Speicherpositionen wie das Sprachstoßregister 48 speichert Anfangsetikett-Informationen, die jedem codierten Sprachstoß vom Sprachstoßregister 48 vorausgehen. Das Anfangsetikett ist natürlich wesentlich kurzer als die meisten Sprachstöße, und das Register 48 braucht keinen vollständigen Sprachstoß zu enthalten. Es wirkt vielmehr lediglich als Verzögerung, um die Einfügung eines Anfangsetiketts zu ermöglichen. Das Anfangsetikett wird im Register 49 durch das Gatter 50 zusammengestellt, das durch die Vorderflanke des Ausgangssignals vom Sprachdetektor 42 bei auftretender Sprachaktivität betätigt wird. Das Gatter 50 führt dann die Codierungen in den Registern 51, 52 und 53 zu einem Zeitpunkt in das Anfangsetikettenregister 49. der dem Beginn jedes Sprachstoßes entspricht. Das Register 51 enthält einen Zeitmarkencode, der von den Zeitsteuerungsadern 54 abgeleitet ist. Die codierten Signale auf den Adern 54 ändern sich regelmäßig mit der Zeit und geben die augenblickliche Taktzeit an. Der Zeitmarkencode, der zum jeweiligen Zeitpunkt im

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Sprachstoßes in das Anfangsetiketten-Register 49 geführt und gibt demnach die Zeit an, zu der der jeweilige Sprachstoß begonnen hat.

Ein Beliistungscoderegister 52 spricht auf eine Systembelastungsanzeige auf der Leitung 55 an, die den Belastungspegel des Übertragungssystem* angibt, in welchem der Paketgenerator gemäß Fig. 1 benutzt wird. Ein solcher Belastungsfaktor-Generator ist in der US-P^r· 34 66 398 beschrieben, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines sogenannten »Ausfrierbruchteilw-Signals offenbart, welche die Anzahl von Sprechern angibt, die aktiv sind und νο·η Übertragungssystem noch nicht bedient wurden. Dieses Signal ist daher ein Maß für die Belastung der Anlage und kann auf die Leitung 55 gegeben werden.

Jedes Sprachstoß-Anfangsetikett kann einsn Bestimmungscode aus dem Register 53 enthalten, das den Bestimmungsort angibt, an den der jeweilige Sprachstoß adressiert ist. Dieser Code, der auf der Leitung 56 erscheint, wird im Register 53 gespeichert und bei Betätigung des Gatters 50 zum Anfangsetiketten-Register 49 übertragen. Der Bestimmungscode kann an jeden Sprachstoß individuell oder nur an jedes Paket angehängt werden, das eine Vielzahl von Sprachstößen enthält. Die Fähigkeit, einen Bestimmungscode an jeden Sprachstoß anhängen zu können, beinhaltet die Möglichkeit, einen einzigen Sprachstoß für jedes Paket anstelle von mehreren Sprachstößen zu verwenden.

Nachdem die Anfangsetiketten-Information im Register 49 zusammengefaßt ist, schiebt das Ausgangssignal des UND-Gatters 47 diese Anfangsetiketten-Information über ein ODER-Gatter 57 in das Paketre£^-«er 58. Gleichzeitig damit wird ein codierter Sprachstoß im Sprachstoßregister 48 zusammengefaßt Da die Register die gleiche Größe haben, ist, wenn das Anfangsetiketten-Register 49 geleert worden ist, das Sprachstoßregister 48 gefüllt, so daß der Sprachstoß dem zugeordneten Anfangsetikett im Paketregister 58 unmittelbar folgt.

Das Paketregister 58 kann so groß sein, daß es einen einzelnen Sprachstoß oder eine beliebige Anzahl von Sprachstößen aufnimmt In der Praxis ist die Größe des Paketregisters 58 so gewählt daß sich optimale Übertragungseigenschaften auf den gemeinsamen Übertragungseinrichtungen 12 (Fig. 1) ergeben. Diese optimale Größe ist eine Funktion der für die - Übertragung zulässigen Verzögerung, des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Signalquellen und den

Übertragungseinrichtungen sowie der Organisation in Verbindung mit der Verarbeitung der Anfangsetiketten-Information. Diese Größe ändert sich demgemäß für unterschiedliche Arten von Übertragungssystemen und für unterschiedliche Signalaktivität.

Man beachte, daß der Belastungscode im Register 52 nach Durchlaufen des Gatters 50 an den Abtastfrequenzgenerator 43 und an den Codierer 46 gegeben wird. .Oieser Belastungscode wird im Generator 43 zur Einstellung der Abtastfrequenz benutzt, wodurch gleichzeitig die Qualität der codierten Sprache und die Belastung der Übertragungseinrichtungtti kurzzeitig verringert werden. Der Belastungscode kann außerdem im Codierer 46 zur Einstellung des Codier-Algorhythmus zum gleichen Zweck benutzt werden, d. h., zur Verringerung der Belastung des Systems auf Kosten einer gewissen Verschlechterung des codierten Sprachsignals. Beide Steuermöglichkeiten oder jeweils eine von ihnen können zur Einstellung der Signalqualität benutz: werden, um eine Anpsjsung an sir.s größere Zahl von Signalen auf den gleichen Übertragungseinrichtungen bei starker Belastung zu ermöglichen.

Wenn ein Paketregister gefüllt worden ist, so sperrt ein Signal auf der Leitung 59 das Gatter 57 und gibt eine Bedienungsanforderung an die TASI-Steuerschaltungen 22 in Fig. 1. Diese ordnen daraufhin dem Paketgenerator gemäß F i g. 2 einen bestimmten Übertragungskanal zu, führen die erforderlichen Umschaltungen durch und geben ein Kanal-Verfügbar-Signal auf der Leitung 60 zurück. Dieses Signal wird im UND-Gatter 61 mit einem Aussende-Taktsignal auf der Leitung 62 kombiniert, und das .usgangssignal des Gatters 61 wird zum Aussenden des Pakets aus dem Paketregister 58 benutzt. Man beachte, daß die Aussende-Taktfrequenz völlig unabhängig von der Eingangsabtastfrequenz ist, so daß Sprachpakete mit einer Frequenz übertragen werden können, die größer ist als die, mit der die Pakete ursprünglich erzeugt worden sind. Diese Möglichkeit läßt sich ebenfalls benutzen, um die Belastung der Übertragungseinrichtungen herabzusetzen.

In Fig.3 ist ein genaueres Blockschaltbild eines Sprachregenerators dargestellt, der zweckmäßig in dem TASI-System gemäß Fig. 1 benutzt werden kann und dort als Sprachregenerator 33 bezeichnet ist. In F i g. 3 wird ein Sprachpaket an einen Eingangsanschluß 70 und gleichzeitig an einen Taktgenerator 71 sowie ein Paketregister 72 angelegt. Das Paketregister 72 stellt in Verbindung mit einem Anfangsetiketten-Register 75 genügend Speicherkapazität bereit, um wenigstens ein vollständiges Paket und unter Umständen eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Paketen zu speichern. Der Taktregenerator 71 erzeugt unter Verwendung des ankommenden Sprachpakets ein mit dem ankommenden Paket synchronisiertes Zeitsteuerungssginal. Dieses Signal wird benutzt, um das Sprachpaket in das Paketregister 72 einzuführen. Wenn das vollständige Sprachpaket aufgenommen ist so erscheint ein Signa! auf der Leitung 73, das die Schaltung 74 mit variablem Schwellenwert betätigt Zu diesem Zeitpunkt ist die Anfangsetiketten-Information in das Anfangsetiketten-Register 75 weitergelaufen und die Zeitmarke wird vom Zeitmarkendetektor 76 festgestellt. Diese Zeitmarke wird von einem Taktsignal auf der Leitung 77, das zu dem Zeitsteuerungssignal auf der Leitung 54 (Fig.2) synchronisiert ist in der Subtrahierschaltung 78 abgezogen. Die Differenz geht zur Schaltung 74 mit variablem Schwellenwert Wenn die Differenz zwischen dem Zeitsignal und der Zeitmarke den eingestellten Schwellenwert übersteigt, so wird ein Ausgangssignal auf der Leitung 79 erzeugt. Dieses Ausgangssignal betätigt einen Taktgenerator 80 mit variabler Frequenz, der wiederum Sprachstoßsignale vom Paketregister 72 an einen Decoder 82 weiterschaltet und gleichzeitig eine geeignete Zeitsteuerung für den Decoder 82 bereitstellt. Der Generator 80 mit variabler Frequenz steht unter Steuerung des Belastungscode aus dem Belastungscodedetektor 83, der an das Anfangsetiketten-Register 75

ίο angeschlossen ist. Der Belastungscode stellt nach Feststellung durch den Detektor 83 die Frequenz des Generators 80 so ein, daß sie der durch den Generator 43 in Fig. 2 benutzten Frequenz entspricht. Dadurch kann die Sprache mit der gleichen Frequenz decodiert

Ii werden mit der sie sendeseitig codiert worden ist. Das Ausgangssignal des Detektors 83 wird außerdem an den Decoder 82 angelegt, um den Codier-Algorhythmus (einschl. der Anzahl von Bits für die Quantisierung) so einzustellen, daß er dem im Codierer 46 in Fig. 2 h(»niil7ten Algnrhylhmns entspricht.

Der Bestirrmungscodedetektor 84 liefert ein Ausgangssignal auf der Leitung 85, das an die empfangsseitigen TASI-Steuerschaltungen 32 in F i g. I gegeben wird und zur Steuerung der weiteren Wegleitung der

2% empfangenen Sprachsignale verwendet werden kann. Das Ausgangssignal des Decoders 82 wird einem Tiefpaßfilter 86 und dann einem Sprachausgangsanschluß 87 zugeführt.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 faßt der Paketgenerator nach Fi g. 2 jeden Sprachstoß in einen Codeblock zusammen, der einen Anfangsetikettenabschnitt und einen Sprachstoßabschnitt aufweist. Der Anfangsetikettenabschnitt enthält wiederum einen Bestimmungscode, einen Belastungscode und eine Zeitmarke, die alle dem Sprachstoßcode zeitlich vorangehen. Die Sprachstoß-Codegruppen können entsprechend der Darstellung in F i g. 5 zu Sprachpaketen zusammengestellt werden, die mehr als einen Sprachstoß enthalten. Lediglich zur Erläuterung werden zwei Sprachstöße entsprechend der Kurvenform a) in F i g. 5 festgestellt, wie durch die Kurvenform b) gezeigt, und zu einem einzigen Sprachpaket zusammenfaßt, wiu die Kurvenform c) angibt. Man beachte, daß das Ruheintervall zwischen dem ersten und zweiten Sprachstoß aus dem Sprachpaket gemäß Kurvenform c) beseitigt worden ist. Diese Beseitigung der Ruheintervalle vor der Übertragung verbessert den Wirkungsgrad bei der Ausnutzung der Übertragungseinrichtungen und ermöglicht außerdem die Zusammenstellung von Sprachpaketen optimalerer Größe. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 sind nur zwei Sprachstöße zu einem Paket zusammengestellt worden. Hs dürfte jedoch klar sein, daß jede Anzahl von aufeinanderfolgenden Sprachstößen auf entsprechende Weise zusammengefaßt und ein Sprachpaket scheinbar beliebiger Größe erzeugt werden kann. Es sei auch darauf hingewiesen, daß der zusätzliche Aufwand für das Anfangsetikett sehr klein ist da dessen Länge im Mittel wesentlich kleiner als die Länge eines Sprachstoßes ist

In F i g. 6 ist eine weitere Anwendung des Sprachpaketgenerators gemäß F i g. 2 dargestellt In F i g. 6 wird ein Sprachpaketgenerator 100 in Verbindung mit einem Datenpaketgenerator 101 benutzt, die sich eine einzige Übertragungseinrichtung 102 teilen. Sprachsignale auf der Leitung 103 werden dem Sprachpaketgenerator 100 zugeführt, der wie der Generator in Fig.2 aufgebaut sein kann. Wenn ein Sprachpaket zusammengefaßt

worden ist, so betätigt eine Bedienungsanforderung auf der Leitung 104 einen Schalter 105, um das Sprachpaket auf die Übertragungseinrichtung 102 zu geben. In den Intervallen zwischen Anforderungen für eine Sprachbedienung wird die Übertragungseinrichtung 102 zur Übertragung von Datenpaketen benutzt, die im Datenpaketgenerator 101 aus Daten zusammengestellt werden, die über die Eingangsleitung 106 geliefert werden. Der Schalter 1OS verbindet normalerweise den Datenpaketgenerator 101 mit der Übertragungseinrichtung 102. Wenn ein Sprachpaket für die Übertragung bereit ist, so betätigt das Signal auf der Leitung 104 den Schalter 105, der dann die Übertragung des Datenpakets unterbricht und gleichzeitig den Datenpaketgenerator 101 anweist, das unterbrochene Datenpaket erneut zu übertragen, wenn die Übertragungseinrichtung 102 wieder frei wird. Sprach- und Datenpakete werden daher ineinander geschoben und teilen sich die gleiche Übertragungseinrichtung. Auf diese Weise haben die Sprachsignale Priorität gegenüber den Datensignalen und unterbrechen die Übertragung des Datensignals immer dann, wenn es erforderlich ist. In typischer Weise ist die Datenübertragungsfrequenz niedriger als die Sprachübertragungsfrequenz. Praktische Werte können bei 4,8 Kilobit/Sek. bzw. 24 Kilobit/ Sek. liegen.

Empfangsseitig ordnet ein Sprachregenerator 103, der gemäß F i g. 3 aufgebaut sein kann, die Sprachsignale zeitlich neu und gibt sie an einen Schalter 108. Dieser Schalter steht unter Steuerung des Bestimmungscodesignals auf der Leitung 109, das aus dem Anfangsetikett des ankommenden Pakets abgeleitet wird. Wenn ein Sprachpaket empfangen worden ist, so spricht der Schalter 108 an und verbindet den Regenerator 107 mit dem Decoder 112 und dann mit der Sprachausgangsleitung 110. Zu allen anderen Zeiten ist der Regenerator 107 mit der Datenausgangsleitung 111 verbunden. Es ergibt sich demgemäß, daß das Multiplex-Übertragungssystem gemäß Fig.6 Sprach- und Datensignale gleichzeitig verarbeitet und daß sich eine wirtschaftliche Übertragung dadurch erreichen läßt, daß die Sprachsignale zu Paketen optimaler Größe zusammengefaßt werden, die zwischen die Datensignale eingeschoben werden.

In F i g. 7 ist eine weitere Anwendung des Sprachpaketgenerators gemäß F i g. 2 dargestellt. Sprachsignale auf einer Eingangsleitung 120 werden an einen Sprachpaketgenerator 121 gegeben, der das Sprachsignal entsprechend der obigen Erläuterung zu digital codierten Paketen zusammenstellt Diese Pakete können durch Anlegen an einen Zugriffsanschluß 123 auf ein Schleifenübertragungssystem gegeben werden. Ein solches System ist im US-Reissue-Patent 28 811 beschrieben. Bei diesem System wird der Zugriffsanschluß als »B-Station« identifiziert und ordnet Pakete der zur Verfügung stehenden Zeit auf einer gemeinsamen Übertragungseinrichtung 124 zu. Wie in dem genannten Reissue-Patent beschrieben wird, kann die Anfangsetiketten-Information benutzt werden, um Pakete über ein Mehrfachschleifensystem zum endgültigen Bestimmungsort zu lenken. Auf diese Weise können

ίο Schleifenübertragungssysteme zur Übertragung von Sprachsignalen sowie von Datensignalen benutzt werden.

Die Sprachsignale können empfangsseitig mit brauchbarer Sprachqualität unter Verwendung der in

is den Anfangsetiketten des Pakets enthaltenen Zeitmarken wieder zusammengestellt werden. Darüber hinaus können Verzögerungen bei der Übertragung jedes Pakets dadurch kompensiert werden, daß die gleichen Zeitmarken benutzt werden, um die Sprachstöße in Realzeit mit vernünftiger Annäherung der Dauer für die Ruheintervalle wieder zusammen zu stellen. Die Dauer der Ruheintervalle kann jedoch in typischer Weise um ±50% oder mehr verändert werden, wobei man trotzdem noch eine brauchbare Sprachqualität erhält.

Tatsächlich ist es die Fähigkeit, die Dauer der Ruheintervalle im wiederhergestellten Signal abzuändern, die die Möglichkeit schafft, Sprache mit hohem Wirkungsgrad üner Paketübertragungssysteme zu übertragen. Darüber hinaus vereinfacht die Möglichkeit zur Änderung der Ruheintervalldauer bei der Rekonstruktion die Anforderungen an die Zwischenspeicherung der Sprachpakete wesentlich.

Der Paketgenerator gemäß Fig. 2 ist nur aus Gründen der Vereinfachung mit einer analogen Sprachanzeige dargestellt worden. Es ist klar, daß Eingangssprachsignale zu Anfang codiert werden können und die Sprachanzeige mit Hilfe von digitalen Verfahren erreicht werden kann. Anstelle einer variablen Codierung der Sprachsignale können Standard-PCM-Codierungen wiederum unter Verwendung von Digitalverfahren in weniger redundante Codeformate für die Zusammenfassung in Pakete umgewandelt werden.
Schließlich können in Übertragungssystemen, bei

•»5 denen die Weglenkung außerhalb der Signalwege durchgeführt wird, die Bestimmungscodierungen in den Anfangsetiketten weggelassen werden und die Weglenkung mit Hilfe anderer Mittel durchgeführt werden. Dieses Verfahren wird in den TASI-Systemen benutzt,

so die in den US-Patentschriften 29 57 946 und 40 02 841 beschrieben werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Übertragen von Digitalsignalen Ober eine Multiplexübertragungsanlage von einer Vielzahl von Signalquellen, von denen wenigstens eine eine Sprachsignalquelle ist und bei der Sprachstöße festgestellt, von Ruheintervallen zwischen den Sprachstößen unterschieden und zu Paketen von einem oder mehreren Sprachstößen unter Weglassen der Ruheintervalle zwecks Übertragung zu entfernten Adressen zusammengefaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen Sprachstoß ein dessen Anfangszeitpunkt angebendes Zeitsteuerungssignal angehängt wird und daß die Zeitsteuerungssignale zur Wiedereinfügung von den ursprünglichen Ruheintervallen mehr oder weniger entsprechende Ruheintervalle in die wiederhergestellten Sprachsignale benutzt werden.