DE2251257A1

DE2251257A1 - Sprachdetektor fuer ein fernsprechvermittlungssystem

Info

Publication number: DE2251257A1
Application number: DE2251257A
Authority: DE
Inventors: Jean-Yves Queffeulou
Original assignee: QUEFFEULOU JEAN YVES
Current assignee: QUEFFEULOU JEAN YVES
Priority date: 1971-10-19
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1973-04-26
Also published as: DE2251257B2; GB1364609A; US3801747A; DE2251257C3; FR2157143A5

Description

Dipl.-lng. G. Sdiliebs 61 Darmstadt Claudiusweg 17A

Patentanwalt Telefon (06151) 46753

Postscheckkonto: Frankfurt a.M, 111157 Bankverbindung: Deutsche Bank AG., Darmstadt Telegramme: inventrpn

Deutsche.Patentamt

München 2
Zweibrückenstr. 12 '

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen M 247 J Tag 17· 10. 1972

Betrifft: Patentanmeldung

Anmelder: Jean-Yves QUEFFEULOU, Lannion, und

Gerard VAUTRIN, Perros-Guirec (Frankreich)

Sprachdetektor für ein Fernsprechvermittlungssystem.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sprachdetektor für ein Fernsprechvermittlungssystem mit Zeitvielfach und Interpolation von Sprachsignalen durch zeitliche Zuordnung, wie sie unter der Bezeichnung TASI-Systeme bekannt sind (Time Assignment Speech Interpolation), der gemeinsam alle Signale übertragende Leitungen eines digitalen TASI-Systemes in zeitlicher Staffelung bedient.

Systeme zur Interpolation von Sprachsignalen durch zeitliche Zuordnung, wie sie für Übertragungssysteme mit Modulation durch kodierte Impulse (PCM-Systeme) zum Einsatz kommen, sind bekannt aus der Veröffentlichung von K. Amano und C. Ota "Digital TASI-System in PCM Transmission". Diese Mitteilung erfolgte auf der International Communication Conference, Boulder, Juni 1969» und ist in den Konferenzberichten Seite 34-23 bis Seite 34-28 dokumentiert.

Bei einem derartigen System hat der Detektor zwei Schwellen: eine Amplitudenschwelle definiert den momentanen Sprachpegel, für welchen der Detektor den Zustand ändern soll, eine

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ef vom Blut 2 Dipl.-Ing. G. Schlieb*

das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Zeitschwelle fixiert die Zeitdauer, nach welcher der Detektor das eingehende Signal berücksichtigen soll. So setzt ein Sprachsignal den Detektor jedesmal in den aktiven Zustand, wenn die Differenz zwischen der Anzahl der Sprachproben, deren Amplitude größer als der Amplitudenschwellwert ist, und der Anzahl der Sprachproben, deren Amplitude kleiner oder gleich dem Amplitudenschwellwert ist, den von der Zeitschwelle definierten Wert erreicht. Diese Schwellen variieren innerhalb von Grenzen, und die HalteZeitcharakteristiken sind nicht linear.

Ferner sind Mittel zur Peststellung oder Detektoren für Sprachsignale bekannt, die von mehreren Signalquellen über Übertragungsleitungen eingehen, wobei diese Prüfmittel oder Detektoren nach dem Zeitvielfach arbeiten. Hierbei ist der Signalpegel jeder Signalquelle periodisch in Sprachproben aufgeteilt, die mit denen anderer Signalquellen verschachtelt sind, und ein gemeinsamer Speicher besitzt Speicherplätze für η aufeinanderfolgende Sprachproben jeder Signalquelle. Jedesmal wenn eine Signalquelle abgetastet wird, wird die neue Sprachprobe mit den (n-1) vorangegangenen Sprachproben der gleichen Quelle kombiniert, und das kombinierte Signal wird mit einer fest vorgegebenen Konstanten verglichen, um zu sehen, ob die Signale hinreichend hoch sind, so daß sich daraus die Feststellung herleiten läßt, daß die betrachtete Signalquelle und die an sie angeschlossene Übertragungsleitung in Betrieb sind. Befindet sich die Teilnehmerleitung in Betrieb, dann wird ein Aktivierungssignal erzeugt, das eine Verbindung der Teilnehmerleitung mit einem Übertragungskreis bewirkt. Ein derartiges TASI-System hat also nur einen einzigen Sprachdetektor für eine Vielzahl zu schaltender Leitungen.

Derartige bekannte Systeme bestehen aus zwei identischen Einrichtungen, die sich an den Enden einer zweiseitigen

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ief vom Slutt 3 Dipl.-lng. G. Schliebs

ι das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Multiplex-Fernsprechverbindung befinden. Der der Ausgangsseite vorbehaltene Teil ist mit einem Sprachdetektor ausgerüstet, der eine permanente sequentielle Beobachtung aller Übertragungskreise sicherstellt; Wird einer der Übertragungskreise als aktiv erkannt, dann unternimmt der logische Teil der Einrichtung eine Suche nach einem freien Weg,, dessen Identität zur Einrichtung auf der Eingangsseite über einen speziellen Weg übertragen wird, um auf diese Weise eine normale' Verbindung einzurichten. Wenn der Übertragungskreis passiv geworden ist, was vom Sprachdetektor festgestellt wird, wird die Verbindung durch ähnliche Operationen unterbrochen.

Die Koppelnetze sind in ähnlicher Weise organisiert wie bei Zeitvielfäch-lfernsprechämtern, während die Übertragungskanäle genau wie Leitungen zur Übertragung numerischer Information organisiert sind.

Die Erfindung geht also aus von einem Sprachdetektor für ein Fernsprechvermittlungssystem mit Zeitvielfach und Interpolation der Sprachsignale durch zeitliche Zuordnung, bei welchem über Sprechkreise laufende analoge Sprachsignale in PCM-Signale umgewandelt werden und über eine gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung ausgehen und im umgekehrten Sinne über eine gemeinsame Eingangsmultiplexleitung.eingehende PCM-Signale in analoge Signale zu den Sprechkreisen umgewandelt werden, wobei die aus- bzw. eingehenden POM-Signale Zeitfächer auf der gemeinsamen Ausgangs- bzw. Eingangsmultiplexleitung besetzen und der Sprachdetektor bei den ausgehenden PCM-Signalen Binärstellen oder Kombinationen von Binärstellen trennt, welche Amplitudenpegel dieser Signale festlegen, und besteht darin, daß der Sprachdetektor außerdem Mittel besitzt, um bei den eingehenden PCM-Signalen Binärstellen oder Kombinationen von Binärstellen zu trennen, welche Amplitudenpegel dieser Signale festlegen, ferner Mittel, um einem Amplitudenpegel der eingehenden POM-Signale einen Amplitudenpegel der

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Brief vom Slctt 4 Dtpl.-Ing. O. Schild»

an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

ausgehenden PCM-Signale entsprechen zu lassen, wobei dieser Amplit.udenpegel durch eine Binärstelle oder durch eine gegebene Kombination der Binärstellen der ausgehenden PCM-Signale dargestellt ist, weiterhin Mittel, um sequentiell für jedes Zeitfach die An- oder Abwesenheit dieser Binärstellen oder Kombinationen von Binärstellen in diesem Zeitfach festzustellen und um von der Anwesenheit einen Besetztimpuls des Zeitfaches abzuleiten, ferner einen Zähler, der mit vorgegebener Wiederholperiode die Besetztimpulse des Zeitfaches während einer ersten vorbestimmten Zeit und sodann während einer zweiten, der ersten folgenden vorbestimmten Zeit zählt, und schließlich Mittel, um aus dem ZählVorgang Steuersignale abzuleiten für Verbindung und Trennung innerhalb des Fernsprech-

Vermittlungssystems mit Zeitvielfach und Interpolation der Sprachsignale durch zeitliche Zuordnung.

Beim Sprachdetektor nach der Erfindung lassen sich zwei Teile unterscheiden. Der erste Teil des Detektors besitzt so viele logische Einrichtungen, wie Zeitfächer in der Verschachtelungsschaltung (Multiplexer) und eventuell im Eingangskonzentrator vorhanden sind. Diese logischen Einrichtungen haben die Aufgabe, für jedes Zeitfach die Zeitpunkte zu bestimmen, an denen das Signal dieses Zeitfaches kleiner oder größer als eine zu einem gegebenen Zeitpunkt vorgegebene Schwellenspannung ist unter Berücksichtigung des vom lückwärtszeitfach beförderten Signales. Ein solches Signal ist ein Rauschen oder Sprache, und sein Pegel liegt oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Schwelle. Die das Rückwärtssignal betreffende Vorsichtsmaßnahme verhindert, daß Verbindungen lediglich aufgrund von RückwärtsSignalen eingerichtet werden« die im ausgehenden Zeitfach durch Signale induziert werden, die im eingehenden Zeitfach eingehen.

Die Sprachsignale werden numerisch verschachtelt, und kodiert» und die Prüfung ihrer Amplitude bezüglich eines Schwellwertes erfolgt durch die Prüfung gewisser Kodeimpulse

durch logische Kreise.

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Brief vom 3ictt 5 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deutsche Patentamt, München 2251257 Patentanwalt

Um den Mittelwert des ■ Signals auf einer Leitung zu berücksichtigen, insbesondere wenn das Analogsignal ein niederfrequentes Signal ist, für welches mehrere aufeinanderfolgende Sprachproben benachbarte Werte besitzen, welche den Übertragungsschwellwert übersteigen oder nicht, wird eine Anzahl ρ dieser Sprachproben beobachtet, bevor entschieden wird, ob ein " Signal ein nützliches Sprachsignal bildet oder nicht. Die Anzahl ρ wird als Funktion derjenigen Komponenten des Sprachspektrums gewählt, die die größte Energie besitzen, so daß die neue Frequenz der Sprachproben, was den Vergleich mit dem Schwellwert anbelangt, der gleich der Folgefrequenz geteilt durch ρ ist, mit genügender Wahrscheinlichkeit in den Frequenz zen dieser Komponenten liegt. Sind z.B. die Ketten im Multiplexer zu 125 /us gruppiert und beträgt die Folgefrequenz 8 kHz, so wird das Kodesignal eines vorgegebenen Zeitfaches 8-mal hintereinander mit dem Übertragungsschwellwert verglichen, bevor entschieden wird, ob das Vergleichsergebnis gilt; die Entscheidungsfrequenz ist 1 kHz, obwohl die Vergleichsfrequenz 8 kHz beträgt.

Der zweite Teil des Detektors dient zur sequentiellen Verarbeitung der an den Übertragungskreisen festgestellten Beobachtungen, wobei die Zeitkonstanten berücksichtigt werden, die für eine korrekte Sensibilisierung der Organe erforderlich sind, welche mit der Verbindung und Trennung der Übertragungskreise an den Zeitfächern beaufträgt sind. Diese Verzögerungszeiten sind durch Bruchteile der Verschachtelungsfrequenz definiert. So benachrichtigt der Sprachdetektor den Steuerkreis für Verbindung und Trennung von Übertragungskreisen nur in drei Fällen:

1. Übergang vom passiven in den aktiven Zustand. Von dieser Möglichkeit wird nur dann Gebrauch gemacht, wenn im Verlaufe von N aneinanderschließenden Folgen oder Ketten von jeweils ,p Sprachproben mindestens eine der ρ Proben die vorgegebene Schwelle nach Verlauf einer Ruheperiode der Dauer T überstiegen hat. Die letztgenannte Bedingung ist eingeführt, um nicht einen bereits verburdenenKreis erneut zu verbinden. Im vorliegenden Fall liefert der Sprachdetektor eine "Übertragung 1"

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Brief vom Blatt 6 Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

an das Deutsche Patentamt, München 2 2 O I 2 b / Patentanwalt

genannte Information oder Anforderung auf adressierte Besetzung an den Steuerkreis für Verbindung und Trennung der Übertragungskreise.

2. Aktivhalten eines seit der Zeit T aktiv gewordenen Kreises während einer Zeitdauer T¹.

3. Übergang eines Kreises vom aktiven zum passiven Zustand, wenn eine Ruheperiode in diesem Kreis festgestellt worden ist, die langer als T dauert. Der Sprachdetektor meldet dies der Steuereinrichtung und startet eine Trennungsprozedur, bei der zwei Fälle zu unterscheiden sind:

3.1 War der Kreis während einer kürzeren Zeit als T besetzt, dann kann die Trennung unmittelbar erfolgen,

3.2 dauerte diese Besetzung langer als T, dann wird die Trennung bis zur Zeit T¹ verschoben.

Unter allen Umständen wird eine Trennung nur vollzogen, wenn ein aktiv gewordener Ubertragungskreis kein freies Zeitfach finden kann.

Die Bedingungen 2. und 3· werden unter der Bezeichnung "Übertragung 2" zusammengefaßt, "Übertragung 2" ist dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskreis mindestens während der Zeit T den gleichen Zustand behalten hat.

Zur Ausführung all dieser Funktionen besitzt der Sprachdetektor logische Kreise, denen die Kodeimpulse mit bestimmten Stellengewichten zugehen, die den beiden Schwellwerten für Auslösen des Detektors entsprechen. Die Impulsgruppen stellen Kodekombinationen dar, die von einer Zeitvielfacheinrichtung ausgehen, bei der eine durch lineare Einzelschritte angenäherte logarithmische Verdichtung angewandt wird. Diese Anordnung gestattet die Einrichtung von Auslöseschwellen für Sprechverbindungen, deren Signal/Rauschen-Verhältnisse durch

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Brief vom Blatt 7 0¹)C1')i;7 DipL-lng. G. Sdiliebt

an das Deutsche Patentamt, München ^ ^ > £$ f p_atentanwa|_t

Anwendung des logarithmischen Gesetzes bei der Erstellung der Kodekombinationen annähernd konstant gemacht sind. Dies hat zur Folge, daß die Schwellwertspannungen auf. allen Übertragungskreisen bei beliebigen Übertragungsbedingungen vergleichmäßigt sind, was einer der Vorteile des Sprachdetektors nach der Erfindung ist.

Dieser Vorteil kann deutlich herausgestellt werden durch Betrachtung einer Sprachprobe, die eine kleine Amplitude S im Verhältnis zum maximal zulässigen Signal besitzt, wobei der Sprachprobe ein Rauschen überlagert ist, dessen mittlere quadratische Amplitude B ist und wobei man üblicherweise ein Verhältnis R = S/B definiert, welches die Qualität der Verbindung kennzeichnet.

Wenn eine Übertragungseinrichtung einen Kodeverdichter besitzt, der eine logarithmische Verdichtungscharakteristik aufweist, dann beträgt die neue Amplitude nach der Kodierung

S = b · (1 + Log aS); hierbei sind a, b Konstanten,

wie sich aus dem Verdichtungsgesetzt ergibt. Das Zeitfach der Verdichtungskurve mit der durch die Sprachprobe definierten Abszisse beträgt

/\ S b

S———— = Q *
O

= B · —g-, und das neue Signal/Rauschen-Verhältnis nach

Die mittlere quadratische Amplitude des Rauschens wird B_c = B · —g-, und das η
der Verdichtung beträgt ■

-D (1 + Log aS)S

Hieraus ergibt sich, daß R_Q deutlich größer ist als R, wenn man voraussetzt, daß S größer ist als 1/a.

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Brief vom Bictt 8 -«„...7 Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

απ das Deutsche Patentamt, München * * ^ IaO/ Patentanwalt

Sobald das Signal im Rückwärtsweg eine Kodekombination enthält, die eine Sprachprobe mit größerer Amplitude als ein vorbestimmter Pegel trägt, sperrt eine Schwellwertwählvorrichtung den Schwellwert großer Empfindlichkeit im Vorwärtsweg. Diese Einrichtung ist ebenfalls in ihrem Rücklauf auf Null verzögert, um wie bei der ersten Signalprüfung den Einfluß kurzer Störungen in Grenzen zu halten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. In diesen zeigt:

Fig. 1 in Form eines Blockschaltbildes ein TASI-Fern-

sprechvermittlungssystem mit einem erfindungsgemäßen Sprachdetektor;

Fig. 2 ein Schaltbild des Sprachdetektors und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise des Sprachdetektors in Fig. 2.

In Fig. Λ sind die Endschalter eines TASI-Fernsprechvermittlungssystemes dargestellt; beide sind identisch, und die entsprechenden Baugruppen sind durch die gleichen Bezugszahlen mit und ohne angehängten Strich bezeichnet. Im folgenden wird nur die eine der beiden Einrichtungen beschrieben.

Eine Vielzahl von Teilnehmerleitungen oder Fernsprechkreisen 1 (im folgenden wird angenommen, daß es sich um Übertragungskreise handelt), z.B. 256, sind mit einem Multiplexer-Demultiplexer 2 verbunden, der auch die Rolle eines Konzentrators spielen kann, wenn die Anzahl der Zeitfächer kleiner ist als die Anzahl der Übertragungskreise. Die von den Übertragungskreisen kommenden Analogsignale werden im Multiplexer 2 in PAM-Signale (amplitüdenmodulierte Impulse) verschachtelt,

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Brief vom , Biatt 9 9 9 R 1 9 ζ 7 ⁰¹P¹'"'¹^'^G· Sehliebs

an das Deutsche Patentamt, München * *-£,*j 140/ Patentanwalt

und diese so gewonnenen Sprachproben werden im Kodierer 5 i Gruppen kodierter Impulse, d.h. in POM-Signale (kodemodulierte Impulsgruppen) verwandelt und sodann im Kodeverdichter 23 verdichtet und anschließend über die gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung 13 zum Koppelnetz 5 geschickt. In der anderen Übertragungsrichtung werden die über die gemeinsame Eingangsmultiplexleitung 14 vom Koppelnetz 5 kommenden verdichteten-PCM-Signale im Kodeexpander 24 expandiert, im Dekodierer 24 in PAM-Signale dekodiert und im Demultiplexer 2 in Analogsignale gewandelt.

Die gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung 13 und die gemeinsame Eingangsmultiplexleitung 14 sind mit dem Sprachdetektor 10 der Erfindung verbunden sowie mit einem Schwellwertwähler 31. Der Sprachdetektor besitzt einen Steuerkreis 9? der seinerseits mit dem Koppelnetz 5 verbunden ist. Am Ausgang des Koppelnetzes 5 befindet sich eine gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung 26 und eine gemeinsame Eingangsmultiplexleitung 27, die mit einem "PCM-Analog"-Dekodierer 6 bzw. einem "Analog-PCM"Kodierer 7 verbunden sind, welche ihrerseits mit einer Trägerfrequenzeinrichtung 8 verbunden sind»

Die Trägerfrequenzeinrichtung 8 ist über Zwei- oder Yierdraht-Übertragungsleitungen 16 mit einer Trägerfrequenzeinrichtung 8¹ der anderen Endeinrichtung verbunden» Die Übertragungsleitungen sind in geringerer Anzahl vorhanden als die Teilnehmerleitungen oder Kreise 1 oder 1'ο Es sind z„B_o 256 Kreise 1 und 128 Übertragungsleitungen 16 vorhanden- Ein Ausgangssignalkreis 12 und ein Eingangssignalkreis 15 verbinden den Steuerkreis 9 mit der Trägerfrequenzeinrichtung 8c Diese Signalkreise umfassen Modulatoren-Demodulatoren und übertragen die Befehle zur Verbindung und Trennung und die Hummern der zu verbindenden oder zu trennenden Leitungen zum entfernten Ende der Übertragungsleitung und empfangen diese Informationen von dort.

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vom 3!ott 10 99R19R7 ⁰¹P''"¹"*'^G*^SAIieb»

das Deutsche Patentamt, München *■ *■ ^ Patentanwalt

Die Sprachdetektoren 10 und 10' liefern dem Steuerkreis 9 die Befehle "Übertragung 1" und "Übertragung 2", die schon eingangs besprochen v/orden sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist vorausgesetzt, daß die Übertragung zwischen den beiden Einrichtungen 8 und 8' über analoge Trägerfrequenzsignale erfolgt. Die Übertragung kann aber in gleicher Weise durch PCM-Signale erfolgen, und zwar entweder über eine Zeitvielfachleitung 17 oder über einen Satelliten mit vielfachem Zugriff. In diesem Falle können die Kodierer 7 und 7', die Dekodierer 6 und 6¹ und die Trägerfrequenzeinrichtungen 8 und 8¹ entfallen.

Im weiteren v/ird vorausgesetzt, daß die Multiplexer-Demultiplexer 2 und 2' keine Konzentratorfunktion erfüllen.

Die Zeit ist in vollständige Prozeßabläufe von 1 ms Dauer unterteilt und jeder Prozeßablauf wieder in 256 Einzelabläufe von 1/256 = 3,9 /us, die mit θ bis θρκκ bezeichnet werden. Die Dauer eines Zeitvielfaches beträgt 125 /US und ist unterteilt in 256 Zeitfächer von 125/256 = Ο,Ιφ /us, die mit r_ bis νρκκ bezeichnet werden. Jeder Einzelablauf θ enthält 8 Teilabläufe t_Q bis t

_Q bis ty

Ein Teilablauf t_k (k = 0,1 .. 7) eines Einzelablaufes Θ32 m+j (m = 1, 2 .. 7; j = 0,1 ..31) koinzidiert zeitlich mit einem Zeitfach f_i (i = 1, 2 .. 255); zwischen den Indizes besteht die Beziehung

i = 8 3 + k.

Die folgende Tabelle veranschaulicht das Zeitverteilungsgesetz mit Bezug auf den Prozeßablauf (θ, t) und das Multiplexing (

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Brief vom Elutt 1£β . O O C 1 "> C 7 Dipl.-lng. 6. Schliebs

απ das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Einzelablauf Teilablauf Zeitfach

Θ-

⁷32 m+j ^uk i

m .i θ k

O	O	O	O
O	31	31	O 1 7
1	O	32	O 1 7
1	31	63	O 1 7
7	O	224	O 1 7
7	31	255	O 1 7

248 249 255

O
1
7

248 249 255

O
1
7

248 249 255

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das Deutsche Patentamt, München ^ ' Patentanwalt

Wie schon gezeigt wurde, sind die in den Zeitfächern enthaltenen und von dem Sprachdetektor zu verarbeitenden Signale logarithmisch verdichtete Signale, die sich in binärer Schreibweise folgendermaßen ausdrücken:

SABCXYZ (1)

Hierin ist S ein Vorzeichenbit und ABOXYZ sind die Kode-Bits der Stellengewichte 5 bis 0. Obwohl die Art des logarithmischen Kodeverdichters vom Standpunkt der Erfindung aus unerheblich ist, eignet sich ein Kodeverdichter besonders gut, der in der französischen Patentschrift ... (71-02011 vom 21. Januar 1971) angegeben ist. Bei diesem Kodeverdichter entspricht dem verdichteten Signal (1) folgendes expandiertes Signal

[io]

^ABC "Ί χ q XYZ

Hierin ist fioj die Ziffer 2 in binärer Schreibweise und q die Boole'sehe Größe A + B + C, die, wie weiter unten gezeigt wird, als einer der beiden Schwellwerte genommen wird.

Bei dem Schaltschema Fig. 2 des Sprachdetektors sind der Multiplexer-Demultiplexer 2, der Kodierer-Kodeverdichter 3'23 und der Dekodierer-Kodeexpander 4'24 ebenfalls eingezeichnet. Die ausgehenden Gruppen kodierter Impulse werden im Ausgangskodewandler 21 parallel-serien-gewandelt und die eingehenden Gruppen kodierter Impulse werden im Eingangskodewandler 22 Serien-parallel-gewandelt. Die ausgehenden Gruppen verdichteter kodierter Impulse werden über die gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung 13 vom Kodewandler 21 zum Koppelnetz geschickt, und die eingehenden Gruppen verdichteter kodierter Impulse werden vom Koppelnetz 5 zum Kodewandler 22 übertragen.

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Brief vom -UaiU^A&y 2251257 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an ■ das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Der Kodewandler 21 trennt die Impulse A aufeinanderfolgender Impulsgruppen (Impulse des binären Stellengewichtes 5) ι ab und bringt sie auf den Ausgang 210 auf. Ferner erarbeitet der Kodewandler 21 die Impulse (A + B + 0), und zwar mit Hilfe eines nicht dargestellten ODER-Tores, das an seinen Eingängen die Impulse A, B und C der verschiedenen Gruppen empfängt. Die Impulse (A + B + C) bringt der Kodewandler 21 auf"den Ausgang 211 auf. Di^ Impulse A (für geringe Empfindlichkeit) werden auf einen der Eingänge eines UND-Tores 101 und sodann auf das ODER-Tor 102 aufgebracht, und die Impulse (A + B + C) (hoher Empfindlichkeit) werden direkt auf das ODER-Tor 102 aufgebracht. Das UND-Tor 101 wird direkt vom Schwellwertwähler 31 gesteuert. Der Ausgang des ODER-Tores 102 ist mit einem Eingang eines UND-Tores 103 verbunden, das durch den nicht dargestellten Taktgeber der Fernsprechvermittlungsanlage mit Zeitvielfach während sieben aufeinanderfolgender Zeitfächer f. offengehalten wird. Der Ausgang des Tores 103 ist mit dem Eingang eines Flip-Flops 104 verbunden,, der auf Eins gesetzt wird, wenn der Flip-Flop während der Dauer dieser sieben Zeitfächer mindestens einen Impuls empfängt, der eine vorbestimmte Schwelle überschritten hat. Die in den 256 Flip-Flops 104 gespeicherte und mit A₀ ¹ bezeichnete Information wird sequentiell über UND-Tore 106 und 107 in den Flip-Flop 105 übertragen. Die UND-Tore 106 werden durch Zeitfachimpulse geöffnet und die UND-Tore 107 durch die Impulse

Der Empfindlichkeitswechsel wird vom Schwsllwertwähler 31 vorgenommen, der über die ODEE-Tore 312 und ÜND-Tore 313 die Gruppen kodierter verdichteter Eingangssignale empfängt oder genauer die Signale (A + B C)₉ die über ©in UNB-Tor erhalten werden, welches BC liefert, sowie über ein ODER-Tor, welches (A + BC) liefert, wobei die beiden zuletzt genannten Tore nicht dargestellt sind. Die Tore 313 werden synchron mit den Toren 103 geöffnet und liefern zu Flip-Flops 314

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Brief vom ^Mi^sjA^f ? ? R 1 ? S 7 Dlpl.-Ing. O. Schliebs

on das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Zugriff, welche die zugehörigen Tore 101 des Vorwärtsweges öffnen. Das von den UND-Toren 313 kommende Signal setzt den Zähler 315 auf Null zurück, der bis 255 zählt. Dieser Zähler wird durch Taktimpulse mit der Frequenz der Zeitfächer fortgeschaltet. Nach Verlauf einer Millisekunde setzt das Überlauf signal des Zählers den Flip-Flop 315 auf Null zurück, wenn auf dem Rückwärtsweg während des Intervalles kein anderes Signal empfangen worden ist.

Der auf einem der Kreise 1 festgestellte aktive Zustand wird in den Flip-Flop 105 der logischen Einheit 100 übertragen, und dieser Zustand kann über zur Zeit tg geöffnete Tore in den Speicher 108 eingespeichert werden. Der Speicher 108 besitzt so viele Wörter, wie Kreise an den Multiplexer-Demultiplexer angeschlossen sind, oder wenn es sich bei diesem um einen Konzentrator handelt, wie viele Zeitfächer vorgesehen sind.

Der zur Zeit t₀ eingeschriebene Zustand des Flip-Flops 105 wird mit dem zum Zeitpunkt t* im Flip-Flop 109 eingeschriebene Zustand durch Übertragung des Speichers 108 verglichen, um zu sehen, ob der momentane Zustand eines gegebenen Kreises mit dem im Verlauf der vorigen Hauptkette eingeschriebene Zustand identisch ist oder nicht. Im Falle einer Nichtidentität wird der Zähler 110 mit den drei Flip-Flops 1101, 1102, 1103 zum Zeitpunkt tp auf Null zurückgesetzt, und zwar durch den Vergleicher 111, der von den UND-Toren 1111 und 1112 und dem ODER-Tor 1113 gebildet ist. Auf diese Weise nimmt der Zähler 110 die Zählung der Hauptketten von 1 Millisekunde des neuen Zustandes wieder auf. Der Zähler 110 wird zur Zeit t^ ausgehend vom Speicher 108 gestellt, in diesen Speicher 108 wurde der Inhalt zur Zeit tg eingespeichert. Der Speicher 110 wird eventuell zur Zeit t2 gelöscht, eventuell zur Zeit te um eine Eins erhöht und systematisch zur Zeit t« gelöscht.

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Brief vom £bttoc~44o 9 ? S 1 2 B 7 ^0|Ρ'·"^Ιηβ·^G· Sdiliebt

an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Es ist so ersichtlich, daß alle Millisekunden der Zustand der 256 Zeitfächer zur Zeit t_Q von 104 (Information A_o ^x) nach 105 (Information A₀) übertragen wird, sodann zur Zeit tg im Speicher 108 eingereiht wird, um zur Zeit t^ in den Flip-Flop 109 (Information A'_o ) übertragen zu werden. Die aufeinanderfolgenden identischen Zustände werden im Zähler 110 gewählt, bis sie den Wert N erreichen.

Die Überläufe des Zählers 110 werden in einem Zähler 130 gezählt, der von Flip-Flops 1301, 1302, 15Ο3 gebildet*wird. Die Anzahl Ή wird durch die UND-Tore 115 und 116 sowie durch das ODER-Tor 117 dekodiert. An diese UND-Tore sind die Ausgänge eines oder mehrerer Flip-Flops des Zählers angeschlossen. Diese UND-Tore öffnen sich in dem Zeitpunkt, wo der Zähler eines von zwei festgelegten Zählergebnissen erreicht hat. Die Wahl zwischen diesen beiden Zählergebnissen erfolgt durch den Flip-Flop 118, der eines der UND-Tore 115 und 116 öffnet, während er das andere schließt.

Die UND-Tore 120 und 121 und das ODER-Tor 122 dienen dazu, zum Zeitpunkt t^, nachdem der Zähler 110 N Millisekunden gezählt hat, den Zustand des Flip-Flops 109 in den Flip-Flop 125 zu übertragen (Information A^). Diese Übertragung bedeu- ^! tet, daß der Übertragungskreis der Ordnung i während N Millisekunden bei beliebigem Zustand in diesem Zustand verblieben ist. Der Zustand des Flip-Flops 125 wird zum Zeitpunkt tg in den Speicher 108 eingeführt, um zum Zeitpunkt ty. in den Flip-Flop 129 übertragen zu werden.

Die Information A_x. während des Zeitfaches χ . zeigt an, daß der Kreis i während N Milljyeekunden im gleichen Zustand geblieben ist. Ist A^ = 0, dann ist der Kreis N Millisekunden in Ruhe geblieben, ist A^ » 1, dann ist der Kreis während N Millisekunden aktiv gewesen.

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Brief vom ^£»•0*4^7" 9 O R 1 9 R 7 ^DtP'-~^lne· 0· SchlUbs

an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

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Der zum Zeitpunkt t, gestellte Flip-Flop 125 wird mit dem Zustand des Flip-Flops 129 (Information A¹^) verglichen, der zur Zeit t. durch übertragung aus dem Speicher 108 gestellt worden ist, um jede Zustandsänderung des Kreises festzustellen, nach dem dieser während einer vorbestimmten Zeit in einem gegebenen Zustand verblieben war. Dieser Vergleich erfolgt durch den Vergleicher 131» der von den UND-Toren 1311 und 1312 und dem ODER-Tor 1313 gebildet ist und identisch mit dem Vergleicher 111 ist. Im Falle der Nichtidentität wird der Zähler 13O mit den drei Flip-Flops I301, 1302, I3O3 zum Zeitpunkt t,- auf Null zurückgesetzt und in diesem Falle bleibt der Flip-Flop 135 (Information B) im Zustand Null.

Das eventuelle Überlaufsignal des Zählers I30 wird über die UND-Tore 126, 127, 128 und das ODER-Tor 133 auf den Flip-Flop 135 aufgebracht, um diesen in den Zustand 1 zu setzen. Der Zustand des Flip-Flops 135 wird zum Zeitpunkt tg eingespeichert und zum Zeitpunkt t- der nächsten Folge in den Flip-Flop 139 übertragen (Information B¹).

Die Zustände A_x., A',-, B, B' sowie ihre Komplemente sind die Daten, die zur Erzeugung der Signale "übertragung 1" und "übertragung 2" sowie zu deren Übertragung zum Steuerkreis 9 erforderlich sind.

Wenn eine Sprechperiode von N Millisekunden (A- » 1; A¹^ ■ O) einer Ruheperiode von einer Dauer von mindestens gleich T (B¹ - 1) folgt, dann ergibt sich im UND-Tor 134 zur Zeit tj, eine Koinzidenz der Zustände

A^ , "P"^ und B'.

Diese Bedingung bildet den Befehl "übertragung 1", der zum Steuerkreis 9 übertragen wird. Selbstverständlich muß hierzu der Steuerkreis seinerseits in der Lage sein, diesen Übertragungsbefehl aufzunehmen. Hierzu besitzt dieser Kreis ein Zugriff system, das nicht Teil der Erfindung ist und nicht weiter dargestellt wird.

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Brief vom -^t*tn*«™~-^r& 0 9K 1 9R7 Däpl.-Sng. G. Schliebs

an das Deutsche Patentamt, München ^^ «Zu/ Patentanwalt

Der Zähler I30 zählt die Überläufe des Zählers 110, bis er seinerseits überläuft und dadurch angibt, daß der Kreis i T Millisekunden lang im gleichen Zustand verblieben ist. Das Fortschalten des Zählers wird hierbei durch ein auf das UND-Tor 137 aufgebrachtes Signal verhindert. Dieses Signal kommt vom Vorzeiclienumkehrer 138 und vom ODER-Tor 133· Das Überlaufen bewirkt, wie schon gezeigt, das Auf-Eins-Setzen des Flip-Flops 135 und liefert unter diesem Umstand den Befehl BB¹ = 1 über das UND-Tor 136. Dieser "Übertragung 2" genannte Befehl wird sum Steuerkreis 9 übertragen.

In diesem Steuerkreis sind alle Organe zusammengefaßt, die zur Verarbeitung aller Yerbindungs™ uzid Trennungsbefehle erforderlich sind. Es ist ein Übertragungsweg zu suchen, wenn einer vorhanden ist. Ist ©in freier Übertragungsweg gefunden, dann ist mit diesem ein aktiver, nicht verbundener Übertragungskreis zu verbinden. Dies hat zur gleichen Zeit zu erfolgen, zu der die Adressen des Weges und des Kreises ausgegeben werden.

Wenn kein freier Weg vorhanden ist·, muß ein inaktiver verbundener Kreis gesucht und dessen Trennung durchgeführt werden. In Zeiten geringen Sprechverkehrs₉ wo die Anzahl der benutzten Kreise kleiner ist als die Anzahl der Zeitfächer₉ sind . außerdem Befehle für systematische Trennungen zu geben, an die sich Verbindungen anschließen, wenn diese Kreise wieder aktiv werden. Auf diese Weise tritt keine kontinuierliche Durchmischung von Kreisen auf, die als Folge eines Fehlers bei der Adressenübertragnng auftreten könnte«, Dieses Verfahren verleiht jedem derartigen Fehler eine geringere Bedeutung.

Der Eingang des Befehles "Übertragung 1^re wird vom Steuerkreis 9 wie ein Befehl zur Verbindung eines Kreises interpretiert, dessen Adresse gleichzeitig geliefert wird.

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Brief vom ^iofcU-^—^Jl 7 — ? ? R 1 ? R 7 ^DiP'*-^|ne· G· Sdilieb«

an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Der Eingang des Befehles "Übertragung 2" signalisiert dem Steuerkreis 9» daß seit T = 32 Millisekunden keine Zustandsänderung im Kreis eingetreten ist und daß zwei Möglichkeiten betrachtet werden müssen:

a) A- =. 1, der Kreis ist seit T Millisekunden besetzt, die Haltezeit beläuft sich auf T¹ Millisekunden;

b) A- = O, der Kreis ist seit T Millisekunden unbesetzt, der Steuerkreis kann zu seiner Trennung übergehen, und zwar unmittelbar, wenn kein freies Zeitfach vorhanden ist und ein Kreis eine Verbindung verlangt, oder nach Verlauf von T¹ - T = 224 Millisekunden, wenn die Haltezeit T¹ = 256 Millisekunden betragen hat.

Fig. 3 zeigt den Ablauf der Operationen des Sprachdetektors im Verlauf der Bearbeitung eines Zeitfaches i. Das Ablaufdiagramm faßt das soeben Erklärte zusammen und präzisiert die Bedingungen, die für die verschiedenen Funktionen im Verlaufe eines Verarbeitungszyklus erfüllt sein müssen. Der Zyklus beginnt zur Zeit t^ durch eine übertragung der Information A₀^ nach A; zur Zeit t- folgt die übertragung der im Speicher 108 gespeicherten Summe in die logische Einheit 100, zum Zeitpunkt tp der Vergleich von AV und A₀, zum Zeitpunkt t, die Betrachtung der Inhalte der Zähler 110 und 130 sowie der Funktion B, und schließlich erfolgt zum Zeitpunkt t^ die Aussendung der Befehle.

Die Erfindung wurde für den Fall beschrieben, in dem lediglich zwei Schwellen der ausgehenden Signale vorhanden sind, die durch eine Schwelle der eingehenden Signale ausgewählt werden. Es ist naheliegend, daß der Sprachdetektor der Erfindung auf den Fall erweitert werden kann, in dem q Schwellen für die Eingangssignale und (q + 1) Schwellen für die Ausgangssignale vorhanden sind.

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Claims

Brief vom ν^Οί— '" λλγίλγΠ Dlpl.-Ing. 6. Schlicht

an das Deutsche Patentamt, Müncheir ^ ^ '^³ ' Patentanwalt

Patentanspruch

Sprachdetektor für ein Fernsprechvermittlungssystem mit Zeitvielfach und Interpolation der Sprachsignale durch zeitliche Zuordnung, bei welchem über Sprechkreise laufende analoge Sprachsignale in PCM-Signale umgewandelt werden und über eine gemeinsame Ausgangsmultiplexleitung ausgehen und im umgekehrten Sinne über eine gemeinsame Eingangsmultiplexleitung eingehende PCM-Signale in analoge Signale zu den Sprechkreisen umgewandelt werden, wobei die aus- bzw. eingehenden PCM-Signale Zeitfächer auf der gemeinsamen Ausgangs- bzw. Eingangsmultiplexleitung besetzen und der Sprachdetektor bei den ausgehenden PCM-Signalen Binärstellen oder Kombinationen- von Binärstellen trennt, welche Amplitudenpegel dieser Signale festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachdetektor außerdem Mittel besitzt, um bei den eingehenden PCM-Signalen Binärstellen oder Kombinationen von Binärstellen zu trennen, welche Amplitudenpegel dieser Signale festlegen , ferner Mittel, um einem Amplitudenpegel der eingehenden PCM-Signale einen Amplitudenpegel der ausgehenden PCM-Signale entsprechen zu lassen, wobei dieser Amplitudenpegel durch eine Binärstelle oder durch eine gegebene Kombination der Binärstellen der ausgehenden PCM-Signale dargestellt ist, weiterhin Mittel^ um sequentiell für jedes Zeitfach die An- oder Abwesenheit · dieser Binärstellen oder Kombinationen von Binärstellen in diesem Zeitfach festzustellen und um von der Anwesenheit einen Besetztimpuls des Zeitfaches abzuleiten, ferner einen Zähler, der mit vorgegebener Wiederholperiode die Besetztimpulse des Zeitfaches während einer ersten vorbestimmten Zeit und sodann während einer zweiten, der ersten folgenden vorbestimmten Zeit zählt, und schließlich Mittel, um aus dem Zählvorgang Steuersignale abzuleiten für Verbindung und Trennung innerhalb des lernsprechvermittlungssystems mit Zeitvielfach und Interpolation der Sprachsignale durch zeitliche Zuordnung.

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