VERFAHREN ZUM SIGNALEMPFANG IN EINEM DIGITALEN KOMMUNIKATIONSSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Signalempfang in einem digitalen Kommunikationssystem, bei dem in einem Hintergrundsignalgenerator aus empfangenen Kenndaten, welche ein senderseitiges Hintergrundsignal charakterisieren, ein Ausgangs-Hintergrundsignal generiert wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sprachübertragung in digitalen Kommunikationssystemen, bei dem zur Übertragung eines Hintergrundsignals zumindest in den Sprachpausen mit einem derartigen Verfahren gearbeitet wird, sowie einen entsprechenden Hintergrundsignalgenerator, mit dem ein derartiges Verfahren durchgeführt werden kann.

[0002] In digitalen Kommunikationssystemen, d. h. in Kommunikationssystemen, bei denen das zu übertragende Signal digitalisiert wird und in digitaler Form vom Sender an den Empfänger übertragen wird, beispielsweise in Mobilfunksystemen, kommt es für ein optimales und effizientes Management des gesamten Systems darauf an, die Anzahl der Bits zur Übertragung einer bestimmten Information möglichst gering zu halten. Eine solche Bit-Reduktion wird üblicherweise durch eine bestimmte Art der Quellcodierung erreicht. Im Falle einer Sprachübertragung spricht man von einer Sprachcodierung. In der Sprachcodierung werden die zu übertragende Sprache bzw. Geräusche in Abschnitte konstanter Länge, in sogenannte Rahmen, eingeteilt. Die Länge bzw. Dauer solcher Rahmen beträgt üblicherweise 20 ms. Ein Rahmen wird dann abhängig vom Sprachcodierverfahren in eine bestimmte Anzahl von Bits umgesetzt. Bei Einsatz des EFR-Sprachcodecs (enhanced fullrate) in dem heute weit verbreiteten Mobilfunkstandard GSM wird beispielsweise eine Reduzierung von 128 bzw. 64 kbit/s auf 12.2kbit/s erreicht.

[0003] Eine weitere Möglichkeit, die Übertragungskanäle zu entlasten bzw. effektiver zu nutzen, besteht darin, vor einer Übertragung zwischen wesentlichen Informationen und unwesentlichen Informationen, beispielsweise zwischen aktiver Sprache und Hintergrundgeräusch, zu unterscheiden und nur die wesentlichen Informationen kontinuierlich mit einer höheren Bitrate zu übertragen und die unwesentlicheren Informationen nur in reduzierter Form zu übermitteln. Bei einem derzeit bereits eingesetzten Verfahren, der sog. Discontinuous Transmission (DTX) wird mittels eines Sprachpausendetektors, im Allgemeinen VAD (Voice Activity Detector) genannt, sendeseitig entschieden, ob eine volle oder eine reduzierte Übertragung erfolgt. Bei der Übertragung eines Hintergrundgeräusches ohne eine gleichzeitige Sprachaktivität wird z.B. im GSM-Standard nur jeder 8. Rahmen vom Sender an den Empfänger übermittelt. Dabei wird jeder Rahmen entsprechend gekennzeichnet, ob es sich um einen Sprach-Rahmen oder um ein Hintergrundsignal-Rahmen handelt. Auf der Empfängerseite wird dann innerhalb eines Sprachdecoders erkannt, ob es sich um einen Sprach-Rahmen oder um einen Hintergrundsignal-Rahmen handelt. Bei Empfang eines Hintergrundsignal-Rahmens wird dann die folgende Anzahl von fehlenden Rahmen wieder ersetzt, indem einfach der empfangene Rahmen in entsprechender Anzahl wiederholt wird. Dies geschieht üblicherweise in einem Hintergrundsignalgenerator, beispielsweise dem sogenannten CNG (Comfort Noise Generator), der sich neben einem Kern-Sprachdecoder, welcher die Decodierung der Sprach-Rahmen durchführt, im Sprachdecoder befindet. Die Übertragung nur eines Teils der Rahmen während eines Hintergrundgeräusches hat den Vorteil, dass in dieser Zeit der Übertragungskanal für weitere Gespräche anderer Teilnehmer oder auch zur Übermittlung sonstiger Daten genutzt werden kann. Die Vervollständigung der fehlenden Information über das Hintergrundgeräusch im CNG erfolgt deswegen, um dem jeweiligen Zuhörer das Gefühl der kontinuierlichen Übertragung zu vermitteln, damit dieser nicht irritiert wird und eine Unterbrechung der Verbindung befürchtet.

[0004] Für die Sprachcodierung gibt es außerdem derzeit verschiedene Standards mit unterschiedlichen Bandbreiten. Hierbei wird zwischen den Grundvarianten für Schmalbandübertragung (Narrow Band; NB) und Breitbandübertragung (Wide Band; WB) unterschieden. Die Bandbreite liegt bei der Schmalbandübertragung z.B. bei 300 bis 3400 Hz, was einer Abtastrate (Sample Frequenz) von 8 kHz entspricht. Hierbei handelt es sich um eine Übertragung in der üblichen Telefonqualität. Eine bessere Übertragungsqualität wird mit der Breitbandcodierung erreicht. Diese liegt beispielsweise im Bereich von 50 bis 7000 Hz, entsprechend einer Abtastrate von 16 kHz. Dieser Standard wird in den derzeit üblichen Telefon-Festnetzen zum Teil schon für Videokonferenzen etc. genutzt. Darüber hinaus sollen in Zukunft noch weitere Breitbandcoder-Technologien entwickelt und standardisiert werden, beispielsweise bei dem ITU-T-System verschiedene Technologien mit 16, 24 oder 32 kbit/s Bitrate. Im Rahmen der ETSI/3GPP-Standardisierung ist ein Wideband-AMR-Coder vorgesehen, ein Narrowband-AMR-Coder ist schon spezifiziert. Im sog. AMR-Verfahren (Adaptive Multi Rate) wird auf der Senderseite je nach Kanalqualität das Verhältnis zwischen der Bitrate des Sprachcoders und des Kanalcoders variiert. Die Summe der Bitrate wird abhängig vom Verkehr sowie der zur Verfügung stehenden Kapazität auf den Übertragungskanälen gewählt und dann konstant gehalten. Es wird hier unterschieden z. B. zwischen Fullrate- und Halfrate-Kanälen.
Wenn auf der Empfängerseite der AMR-WB-Sprachdecoder und der AMR-NB-Sprachdecoder implementiert sind, dann ist dort vorgesehen, dass entsprechend der Übertragung zwischen einem Schmalband- und einem Breitbandmodus, d.h. dem AMR-NB-Sprachdecoder und dem AMR-WB-Sprachdecoder umgeschaltet wird. Gegebenenfalls kann eine solche Umschaltung auch während eines Gesprächs auftreten. Bei einer Umschaltung von Breitband- auf Schmalbandmodus wird vom Nutzer üblicherweise ein deutlicher Qualitätsverlust wahrgenommen.

[0005] Sofern ein schmalbandiges Signal übertragen wird, besteht eine Möglichkeit zur Verbesserung des Hörkomforts darin, das empfangene Signal in einem NB-Sprachdecoder (Schmalbandiger Sprachdecoder) zu decodieren und anschließend das gesamte Signal innerhalb eines sog. Wideband-Extenders "künstlich" auf die größere Bandbreite zu erweitern. Dies kann prinzipiell durch jedes in der Literatur bekannte Verfahren zur künstlichen Bandbreitenerweiterung geschehen, das auch Signalanteile bei Frequenzen generiert, die in dem schmalbandigen Signal nicht oder nur gedämpft vorhanden waren. Eine solche künstliche Bandbreitenerweiterung bietet sich insbesondere dann an, wenn es sich um ein System mit verschiedenen Bandbreiten, beispielsweise mit Implementierungen des AMR-NBund des AMR-WB-Verfahrens, handelt. Bei diesen Systemen kann dann, soweit möglich, im Breitbandmodus übertragen werden, und bei einer geringeren zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität wird auf einen schmalbandigeren Modus umgeschaltet. Es kann dabei beim Umschalten auf den schmalbandigeren Modus die künstliche Verbreiterung auf der Empfängerseite verwendet werden, um dem jeweiligen Nutzer des Geräts zumindest teilweise eine bessere, vom normalen Breitbandmodus her gewohnte Sprachqualität zu liefern, so dass dieser gegebenenfalls die geringere Bandbreite bei der Übertragung nicht registriert.
Eine künstliche Bandbreitenerweiterung kann jedoch auch in einem System ohne breitbandige Übertragungsmöglichkeit sinnvoll eingesetzt werden. Dort wird dann (durchweg oder auch vom Nutzer oder dem Netzbetreiber einstellbar) ein Wideband-Extender eingesetzt, um einen gegenüber der NB-Übertragung verbesserten Sprachqualitätseindruck zu vermitteln.

[0006] Figur 1 zeigt hierbei eine entsprechende Vorrichtung nach dem derzeitigen Stand der Technik. Innerhalb des Sprachdecoders befindet sich der Kern-Sprachdecoder (Core-SD), welcher die eigentlichen ankommenden Sprachsignalrahmen S decodiert und ein CNG, welcher die Hintergrundsignalrahmen H empfängt und ein entsprechendes Ausgangs-Hintergrundsignal generiert. Je nachdem, ob der Core-SD oder der CNG aktiv sind, wird zwischen den Ausgängen dieser beiden Einrichtungen umgeschaltet. Als Ergebnis kommt aus dem schmalbandigen Sprachdecoder ein entsprechendes schmalbandiges Signal, welches sowohl die Sprache als auch das Hintergrundsignal umfasst. Dieses Signal wird dann in einem nachfolgenden Wideband-Extender (im folgenden auch WB-Extender abgekürzt) auf die gewünschte Bandbreite gebracht. Eine solche Vorrichtung ist im Artikel von P. Jax und P. Vary "Wideband Extension of Telephone Speech Using a Hidden Markov Model", IEEE Speech Coding Workshop (09-2000), Seite 133-135 offenbart. Eine solche Erweiterung mittels eines nachgeschalteten WB-Extenders führt zwar zu einem erhöhten Hörkomfort. Da aber jede einzelne Schaltungsoperation Energie kostet, wird hierdurch zwangsläufig auch der Gesamtenergieverbrauch des Geräts erhöht. Das ist insbesondere bei der Verwendung eines derartigen Verfahrens in mobilen Endgeräten nachteilig, da dies zwangsläufig zu einer schnelleren Entleerung eines Akkus führt und dementsprechend die Betriebszeiten, bis eine Nachladung des Akkus erforderlich ist, verkürzt werden.

[0007] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu diesem Stand der Technik anzugeben, welche auf einfache und kostengünstige Weise eine Vergrößerung der Bandbreite auf der Empfängerseite bei reduziertem Energieverbrauch erlaubt. Darüber hinaus soll ein Hintergrundsignalgenerator zur Verwendung in diesem Verfahren angegeben werden.

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einen Hintergrundsignalgenerator gemäß Patentanspruch 8 gelöst.

[0009] Erfindungsgemäß wird dabei innerhalb des Hintergrundsignalgenerators aus den empfangenen Kenndaten ein Ausgangs-Hintergrundsignal mit einer vorgegebenen Bandbreite generiert, welches größer ist als die Bandbreite des durch die empfangenen Kenndaten charakterisierten Hintergrundsignals, d. h. es wird bereits direkt im Hintergrundsignalgenerator aus den Kenndaten des schmalbandigen Hintergrundsignals das breitbandige Hintergrundsignal erzeugt. Bei dem Verfahren wird folglich zumindest für den Teil des Signals, der im Hintergrundsignalgenerator, d. h. in einem erfindungsgemäß aufgebauten CNG, bearbeitet wird, kein nachgeschalteter Wideband-Extender mehr benötigt. Dadurch werden eine erhebliche Anzahl von Schaltungsoperationen während des Empfangs nicht mehr benötigt, was zu der gewünschten Reduzierung des Gesamtenergiebedarfs führt.

[0010] Dementsprechend muss ein erfindungsgemäßer Hintergrundsignalgenerator Mittel zum Generieren des Ausgangssignals aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass die Bandbreite des generierten Ausgangs-Hintergrundsignals größer ist als die Bandbreite des durch die eingangsseitigen Kenndaten charakterisierten Hintergrundsignals. Ein solcher erfindungsgemäßer Hintergrundsignalgenerator ist vorzugsweise Teil eines Sprachdecoders, welcher in einer beliebigen Empfangseinrichtung angeordnet sein kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Empfangseinrichtung um ein Endgerät. Es kann sich aber auch um eine Empfangseinrichtung innerhalb eines beliebigen Kommunikationsnetzes, beispielsweise eines Mobilfunknetzes oder eines Telefonfestnetzes, handeln.

[0011] Das Verfahren bzw. ein solcher Hintergrundsignalgenerator können überall dort verwendet werden, wo empfangsseitig ein Ausgangs-Hintergrundsignal aus übermittelten Kenndaten erzeugt wird, d. h, insbesondere in den üblicherweise in Mobilfunknetzen verwendeten Verfahren zur Sprachübertragung, bei denen separate Hintergrundsignal-Rahmen in den Sprachpausen übermittelt werden, die dann im Empfängergerät innerhalb des CNG in ein Ausgangs-Hintergrundsignal umgewandelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der Hintergrundsignalgenerator sind hierbei nicht auf die derzeitigen Schmalband- und Breitbandstandards beschränkt, sondern können immer dann angewendet werden, wenn es darum geht, aus einem schmalbandigen übertragenen Signal ein breitbandigeres Signal zu erzeugen.

[0012] Das Ausgangs-Hintergrundsignal kann entweder nach entsprechender Bearbeitung direkt an einen Benutzer des Geräts auf akustischem Wege als Hintergrundgeräusch ausgegeben werden.

[0013] Es kann aber auch in sonstiger Weise weiterbearbeitet bzw. weitergeleitet werden.

[0014] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangs-Hintergrundsignal im Hintergrundsignalgenerator mittels der empfangenen Kenndaten aus einem beispielsweise weißen Rauschsignal erzeugt, welches die gewünschte größere Bandbreite aufweist. Hierbei können die Kenndaten vorzugsweise sog. LPC-Filterkoeffizienten (LPC = Linear Predictive Coding) für einen LPC-Synthesefilter enthalten. Diese LPC-Filterkoeffizienten enthalten die Spektralinformationen des Hintergrundsignals. Darüber hinaus können die Kenndaten auch einen Verstärkungsfaktor umfassen, welcher die Signalenergie, d. h. die Lautstärke, des Hintergrundsignals repräsentiert. Die Übermittlung der Spektralinformationen anhand der LPC-Filterkoeffizienten sowie die zusätzliche Übermittlung eines Verstärkungsfaktors ist der auch in derzeitigen Standards übliche Weg, Kenndaten für ein Hintergrundsignal zu übermitteln. Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls diese Kenndaten zur Generierung des Ausgangs-Hintergrundsignals verwendet werden, ist vorteilhafterweise keinerlei Umstellung des Übertragungsstandards notwendig, d. h. es kann jederzeit ein Gerät mit dem erfindungsgemäßen Hintergrundsignalgenerator arbeiten, ohne dass sich der jeweilige Sender bzw. das Übertragungsnetz danach richten muss.

[0015] Eine bevorzugte Möglichkeit der Generierung eines Ausgangs-Hintergrundsignals mit der gewünschten größeren Bandbreite aus den empfangenen LPC-Filterkoeffizienten eines schmalbandigen Filters besteht darin, die empfangenen LPC-Filterkoeffizienten in entsprechende LPC-Filterkoeffizienten für ein LPC-Synthesefilter der gewünschten größeren Bandbreite umzuwandeln und die umgewandelten LPC-Filterkoeffizienten dann einem LPC-Synthesefilter zuzuführen, das mit dem Rauschsignal der gewünschten Bandbreite angeregt wird.

[0016] Ein erfindungsgemäßer Hintergrundsignalgenerator benötigt hierzu zum einen entweder einen Rauschsignalgenerator zur Erzeugung eines entsprechenden Rauschsignals oder alternativ einen Eingang für ein derartiges Rauschsignal. Zum anderen benötigt er Mittel, um das Ausgangs-Hintergrundsignal mittels der empfangenen Kenndaten aus dem Rauschsignal zu erzeugen. Bei diesen Mitteln kann es sich dementsprechend um ein LPC-Synthesefilter der gewünschten Bandbreite handeln sowie um Mittel, um die LPC-Filterkoeffizienten für ein schmalbandiges Filter, wie sie in den eingangsseitigen Kenndaten enthalten sind, in entsprechende LPC-Filterkoeffizienten für das breitbandige LPC-Synthesefilter umzusetzen.

[0017] Eine besonders einfache Möglichkeit, die LPC-Filterkoeffizienten für das breitbandigere LPC-Synthesefilter aus den zu empfangenden LPC-Filterkoeffizienten zu ermitteln, besteht in der Verwendung einer Zuordnungstabelle (Look Up Table), in der "schmalbandige" LPC-Filterkoeffizienten und "breitbandige" LPC-Filterkoeffizienten einander zugeordnet sind. Vorzugsweise sind die LPC-Filterkoeffizienten einander satzweise zugeordnet, d. h. es sind in der Tabelle komplette LPC-Filterkoeffizientensätze gespeichert und einander zugeordnet.

[0018] Diese Umsetzung ist insofern einfach, da lediglich ein Speicher mit einer entsprechenden Zuordnungstabelle benötigt wird. Die Zuordnungstabelle kann beispielsweise über ein paralleles Training mit geeigneten Schätzverfahren ermittelt werden. Bei dem Speicher kann es sich um einen Speicher innerhalb des CNG bzw. des Sprachdecoders handeln. Es kann sich aber auch um einen externen, ggf. für andere Zwecke ohnehin innerhalb der Empfangseinrichtung bzw. des Geräts befindlichen Speicher handeln, auf den der Sprachdecoder bzw. CNG Zugriff hat. Die Zuordnungstabelle kann eine einzelne große Zuordnungstabelle sein. Es kann sich aber auch um eine mehrteilige Zuordnungstabelle bzw. um mehrere einzelne Zuordnungstabellen handeln.

[0019] Eine Vielzahl weiterer Methoden zur Umsetzung schmalbandiger in breitbandige LPC-Koeffizienten ist aus der Literatur bekannt.

[0020] Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines schmalbandigen Sprachdecoders mit nachfolgender Bandbreitenerweiterung gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines schmalbandigen Sprachdecoders mit nachfolgender Bandbreitenerweiterung mit einem erfindungsgemäßen Hintergrundsignalgenerator.

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hintergrundsignalgenerators,

[0021] Aus einem Vergleich der Figuren 1 und 2 wird sofort der Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem derzeit üblichen Verfahren ersichtlich.

[0022] Beiden Verfahren ist gemeinsam, dass in einem Sprachdecoder (SD) 8 ein CNG 1 sowie ein schmalbandiger Kern-Sprachdecoder (Core-SD) 7 angeordnet sind. Das ankommende Signal umfasst jeweils Sprach-Rahmen S sowie - in Sprachpausen - Hintergrundsignal-Rahmen H, die entsprechend für den jeweiligen Sprachdecoder erkennbar sind. Die Sprachsignal-Rahmen S werden innerhalb des Kern-Sprachdecoders 7 decodiert und daraus wird ein schmalbandiges Sprachsignal SS erzeugt, welches in einem nachfolgenden Wideband-Extender in ein breitbandiges Signal umgesetzt wird. Der Unterschied des erfindungsgemäßen Aufbaus zum Stand der Technik besteht hierbei im Aufbau des Hintergrundsignalgenerators 1, d. h. im CNG 1. Beim Stand der Technik gemäß Figur 1 wird ein herkömmlicher schmalbandiger CNG verwendet, welcher aus einem ankommenden Hintergrundsignal-Rahmen H ein schmalbandiges Hintergrundsignal erzeugt. Über einen Schalter, welcher jeweils entsprechend der Aktivität des Kern-Sprachdecoders und des CNG's umschaltet, wird das Signal auf eine Ausgangsleitung des Sprachdecoders gegeben, so dass an dieser Ausgangsleitung ein kontinuierliches schmalbandiges Signal anliegt, welches dann dem Wideband-Extender zugeführt wird. D. h., bei diesem herkömmlichen Verfahren wird das Ausgangs-Hintergrundsignal schmalbandig erzeugt und anschließend im Wideband-Extender mit entsprechend umfangreichen Schaltoperation in ein breitbandiges Signal umgewandelt. Alternativ kann nach dem Stand der Technik das Ausgangssignal des CNG auch zunächst noch im Kern-Sprachdecoder weiterverarbeitet werden, der seinerseits dann das decodierte Hintergrundsignal ausgibt.

[0023] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Figur 2 wird dagegen ein breitbandig arbeitender CNG 1 verwendet, welcher sofort aus einem ankommenden Hintergrundsignal-Rahmen H eines schmalbandigen Hintergrundsignals ein breitbandiges Ausgangs-Hintergrundsignal HS am Ausgang erzeugt. Dieses breitbandige Hintergrundsignal HS braucht nicht mehr dem Wideband-Extender 10 zugeführt zu werden. Dementsprechend wird nur noch das vom Kern-Sprachdecoder 7 ausgehende Signal SS dem Wideband-Extender 10 zugeführt. Der Schalter 9, der je nach Aktivität des Kern-Sprachdecoders 7 oder des CNG 1 zwischen den Ausgängen dieser Geräte umschaltet, ist folglich hinter dem Wideband-Extender 10 angeordnet.

[0024] Figur 3 zeigt ein besonders einfach und kostengünstig aufgebautes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen CNG 1, welcher aus dem Hintergrundsignal-Rahmen H eines schmalbandigen Hintergrundsignals ein breitbandiges Ausgangs-Hintergrundsignal HS erzeugt. Der Vorteil dieses CNG 1 besteht darin, dass als Eingangssignal normale, nach dem derzeitigen Standard übertragene Hintergrundsignal-Rahmen H verwendet werden können. D. h., es reicht eine Übermittlung der derzeit üblichen LPC-Filterkoeffizienten, welche die Spektralinformationen des Signals enthalten, und die Übermittlung des Verstärkungsfaktors VF, welcher die Signalenergie repräsentiert, aus. Daher sind keine Änderungen eines Übertragungsstandards oder Ähnliches nötig.

[0025] Dementsprechend ist der erfindungsgemäße Hintergrundsignalgenerator auch sehr ähnlich einem herkömmlichen Hintergrundsignalgenerator aufgebaut und weist zum einen ein LPC-Synthesefilter 2 auf, welches mittels des weißen Rauschens RS eines Rauschsignalgenerators 6 angeregt wird.

[0026] Die Lautstärke des Signals wird über den Verstärkungsfaktor VF eingestellt, welcher in einer Verstärkungseinrichtung 5 das am Eingang des LPC-Filters anliegende weiße Rauschsignal RS entsprechend verstärkt. Dieser Verstärkungsfaktor VF wird mittels einer Analyseeinrichtung 4 aus dem ankommenden Hintergrundsignal-Rahmen ermittelt.

[0027] Der wesentliche Unterschied zu einem CNG des Stands der Technik besteht darin, dass anstelle eines LPC-Filters der Bandbreite entsprechend dem ankommenden Hintergrundsignal-Rahmen H hier ein LPC-Filter 2 der gewünschten Bandbreite verwendet wird und dementsprechend auch der Rauschsignalgenerator 6 kein Rauschen der Bandbreite des gesendeten Hintergrundsignals, sondern ein Rauschsignal RS der gewünschten breiteren Bandbreite erzeugt.

[0028] Außerdem werden auch nicht die im Hintergrundsignal-Rahmen H übertragenen LPC-Filterkoeffizienten direkt dem LPC-Filter 2 zugeführt, sondern diese LPC-Filterkoeffizienten werden zunächst in einer Umwandlungseinrichtung 3 aus dem Hintergrundsignal-Rahmen H ermittelt und in LPC-Filterkoeffizienten FK der gewünschten größeren Bandbreite umgewandelt. Diese Umwandlung erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer in einem Speicher 3a gespeicherten Zuordnungstabelle LUT. In dieser Zuordnungstabelle LUT sind den verschiedensten LPC-Filterkoeffizientensätzen, welche dem Hintergrundsignal der gesendeten Bandbreite entsprechen, jeweils LPC-Filterkoeffizientensätze der gewünschten Bandbreite des breitbandigen Ausgangs-Hintergrundsignals HS zugeordnet.

[0029] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Bandbreitenerweiterung direkt in den CNG 1 integriert, wodurch eine effiziente Methode der Bandbreitenerweiterung für die Perioden der Sprachpausen möglich ist. Da die Summe der Sprachpausen während eines Gesamtgesprächs einen recht hohen Anteil annehmen kann, ist insgesamt auch von einem erheblich geringeren Energiebedarf eines solchen Empfängers auszugehen. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Behandlung des eigentlichen übertragenen Sprachsignals, d. h. die Behandlung der übertragenen Sprach-Rahmen S während der Perioden der Sprachaktivitäten, nicht davon betroffen ist, so dass hier mit herkömmlichen Einrichtungen nach den bekannten Standards weitergearbeitet werden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum Signalempfang in einem digitalen Kommunikationssystem, bei dem in einem Hintergrundsignalgenerator (1) aus empfangenen Kenndaten (H), welche ein senderseitiges Hintergrundsignal charakterisieren, ein Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) generiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Hintergrundsignalgenerators (1) aus den empfangenen Kenndaten (H) ein Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) mit einer vorgegebenen Bandbreite generiert wird, welche größer ist als eine Bandbreite des durch die empfangenen Kenndaten (H) charakterisierten Hintergrundsignals.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) im Hintergrundsignalgenerator (1) mittels der empfangenen Kenndaten (H) aus einem Rauschsignal (RS) erzeugt wird, welches die gewünschte größere Bandbreite aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kenndaten LPC-Filterkoeffizienten (FK) für ein LPC-Synthesefilter und/oder einen Verstärkungsfaktor (VF) umfassen.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf Basis der empfangenen LPC-Filterkoeffizienten entsprechende LPC-Filterkoeffizienten (FK) für ein LPC-Synthesefilter (2) der gewünschten größeren Bandbreite ermittelt werden, welches mit dem Rauschsignal (RS) der gewünschten Bandbreite angeregt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ermittlung der LPC-Filterkoeffizienten (FK) für das breitbandigere LPC-Synthesefilter aus den empfangenen LPC-Filterkoeffizienten mittels einer Zuordnungstabelle (LUT) erfolgt, in denen LPC-Filterkoeffizienten für ein LPC-Synthesefilter der Bandbreite des senderseitigen Hintergrundsignals und LPC-Filterkoeffizienten (FK) für das breitbandigere LPC-Synthesefilter (2) einander zugeordnet sind.

6. Verfahren zur Signalübertragung in digitalen Kommunikationssystemen, bei dem zur Übertragung eines Hintergrundsignals zumindest in den Sprachpausen Kenndaten (H), welche das jeweilige Hintergrundsignal charakterisieren, an einen Empfänger übertragen werden und auf der Empfängerseite ein Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) generiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 generiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das digitale Kommunikationssystem ein Mobilfunksystem umfasst.

8. Hintergrundsignalgenerator (1) mit Mitteln (2, 3, 4, 5, 6), um aus eingangsseitigen Kenndaten (H), welche ein senderseitiges Hintergrundsignal charakterisieren, ein entsprechendes Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) zu generieren,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (2, 3, 4, 5, 6), zum Generieren des Ausgangs-Hintergrundsignals (HS) derart ausgestaltet sind, dass die Bandbreite des generierten Ausgangs-Hintergrundsignals (HS) größer ist als eine Bandbreite des durch die eingangsseitigen Kenndaten (H) charakterisierten Hintergrundsignals.

9. Hintergrundsignalgenerator nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch
einen Rauschsignalgenerator (6) zur Erzeugung eines Rauschsignals (RS), welches die gewünschte größere Bandbreite aufweist, und/oder einen Eingang für ein solches Rauschsignal und Mittel (2, 3, 5), um das Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) mittels der empfangenen Kenndaten (H) aus dem Rauschsignal (RS) zu generieren.

10. Hintergrundsignalgenerator nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch
einen LPC-Synthesefilter (2) der gewünschten Bandbreite und Mittel (3) um in den eingangseitigen Kenndaten (H) enthaltene LPC-Filterkoeffizienten in entsprechende LPC-Filterkoeffizienten (FK) für das LPC-Synthesefilter (2) umzusetzen.

11. Hintergrundsignalgenerator nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch
einen Speicher (3a) mit einer Zuordnungstabelle (LUT), in der LPC-Filterkoeffizienten der Bandbreite des senderseitigen Hintergrundsignals und LPC-Filterkoeffizienten (FK) für das breitbandigere LPC-Synthesefilter (2) einander zugeordnet sind.

12. Sprachdecoder (8) mit einem Hintergrundsignalgenerator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11.

13. Empfangseinrichtung mit einem Hintergrundsignalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11 oder mit einem Sprachdecoder nach Anspruch 12.

14. Endgerät mit einer Empfangseinrichtung nach Anspruch 13.

Claims

1. A method for receiving signals in a digital communication system, wherein an output background signal (HS) is generated in a background signal generator (1) from received characteristic data (H) which characterizes a background signal on the transmitter side,
characterized in that
an output background signal (HS) having a predetermined bandwidth is generated within the background signal generator (1) from the received characteristic data (H), said bandwidth being wider than a bandwidth of the background signal which is characterized by the received characteristic data (H).

2. The method as claimed in Claim 1,
characterized in that
the output background signal (HS) is generated in the background signal generator (1), by means of the received characteristic data (H), from a noise signal (RS) which has the desired wider bandwidth.

3. The method as claimed in Claim 1 or 2,
characterized in that
the characteristic data contains LPC filter coefficients (FK) for an LPC synthesis filter and/or an amplification factor (VF).

4. The method as claimed in Claim 3,
characterized in that
corresponding LPC filter coefficients (FK) are determined for an LPC synthesis filter (2) of the desired wider bandwidth on the basis of the received LPC filter coefficients, said LPC synthesis filter being activated by the noise signal (RS) of the desired bandwidth.

5. The method as claimed in Claim 4,
characterized in that
the ascertainment of the LPC filter coefficients (FK) for the wider-band LPC synthesis filter, from the received LPC filter coefficients, is done by means of a lookup table (LUT) in which LPC filter coefficients for an LPC synthesis filter of the bandwidth of the background signal on the transmitter side and LPC filter coefficients (FK) for the wider-band LPC synthesis filter (2) are assigned to each other.

6. A method for transmitting signals in digital communication systems, wherein for transmitting a background signal at least in the voice pauses, characteristic data (H) which characterizes the relevant background signal is transmitted to a receiver and an output background signal (HS) is generated on the receiver side,
characterized in that
the output background signal (HS) is generated according to a method as claimed in one of the Claims 1 to 5.

7. The method as claimed in one of the Claims 1 to 6,
characterized in that
the digital communication system comprises a mobile radio system.

8. A background signal generator (1) having means (2, 3, 4, 5, 6) for generating a corresponding output background signal (HS) from characteristic data (H) on the input side, said characteristic data characterizing a background signal on the transmitter side,
characterized in that
the means (2, 3, 4, 5, 6) for generating the output background signal (HS) are configured in such a way that the bandwidth of the generated output background signal (HS) is wider than a bandwidth of the background signal which is characterized by the characteristic data (H) on the input side.

9. The background signal generator as claimed in Claim 8,
characterized by
a noise signal generator (6) for generating a noise signal (RS) which has the desired wider bandwidth, and/or an input for such a noise signal, and means (2, 3, 5) for generating the output background signal (HS) from the noise signal (RS) by means of the received characteristic data (H).

10. The background signal generator as claimed in Claim 9,
characterized by
an LPC synthesis filter (2) of the desired bandwidth and means (3) for converting LPC filter coefficients which are contained in the characteristic data (H) on the input side into corresponding LPC filter coefficients (FK) for the LPC synthesis filter (2).

11. The background signal generator as claimed in Claim 10,
characterized by
a memory (3a) including a lookup table (LUT) in which LPC filter coefficients of the bandwidth of the background signal on the transmitter side and LPC filter coefficients (FK) for the wider-band LPC synthesis filter (2) are assigned to each other.

12. A voice decoder (8) including a background signal generator (1) as claimed in one of the preceding Claims 8 to 11.

13. A receiving device including a background signal generator as claimed in one of the preceding Claims 8 to 11 or including a voice decoder as claimed in Claim 12.

14. A terminal including a receiving device as claimed in Claim 13.

Revendications

1. Procédé pour la réception de signaux dans un système de communication numérique dans lequel un signal d'arrière-plan de sortie (HS) est créé dans un générateur (1) de signaux d'arrière-plan à partir de données caractéristiques (H) reçues qui caractérisent un signal d'arrière-plan du côté de l'émetteur,
caractérisé en ce
que dans le générateur (1) de signaux d'arrière-plan, un signal d'arrière-plan de sortie (HS) d'une largeur de bande prédéterminée est créé à partir des données caractéristiques (H) reçues, cette largeur de bande étant plus grande que la largeur de bande du signal d'arrière-plan caractérisé par les données caractéristiques (H) reçues.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce
que le signal d'arrière-plan de sortie (HS) est créé dans le générateur (1) de signaux d'arrière-plan au moyen des données caractéristiques (H) reçues, à partir d'un signal de bruit (RS) qui présente la largeur de bande plus grande souhaitée.

3. Procédé selon les revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce
que les données caractéristiques comprennent des coefficients (FK) de filtrage LPC pour un filtre à synthèse LPC et/ou un facteur d'amplification (VF).

4. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce
que des coefficients de filtrage LPC (FK) qui conviennent à un filtre (2) à synthèse LPC qui présente la largeur de bande plus grande souhaitée sont déterminés sur base des coefficients de filtrage LPC reçus, le signal de bruit (RS) qui présente la largeur de bande que l'on souhaite étant appliqué sur ce filtre.

5. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce
que la détermination des coefficients (FK) de filtrage LPC pour le filtre à synthèse LPC à plus large bande s'effectue à partir des coefficients de filtrage LPC reçus, au moyen d'un tableau de correspondance (LUT) dans lequel des coefficients de filtrage LPC pour un filtre à synthèse LPC qui présente la largeur de bande du signal d'arrière-plan du côté de l'émetteur et des coefficients (FK) de filtrage LPC pour le filtre (2) à synthèse LPC et à plus large bande sont mis en correspondance mutuelle.

6. Procédé de transmission de signaux dans des systèmes de communication numérique, dans lequel, pour la transmission d'un signal d'arrière-plan, des données caractéristiques (H) qui caractérisent le signal d'arrière-plan concerné sont transmises au moins pendant les pauses de conversation à un récepteur, un signal d'arrière-plan de sortie (HS) étant créé du côté du récepteur,
caractérisé en ce
que le signal d'arrière-plan de sortie (HS) est créé par un procédé selon l'une des revendications 1 à 5.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce
que le système de communication numérique comprend un système de radiotéléphonie mobile.

8. Générateur (1) de signaux d'arrière-plan doté de moyen (2, 3, 4, 5, 6) qui, à partir de données caractéristiques (H) présentes à l'entrée et qui caractérisent un signal d'arrière-plan du côté de l'émetteur, crée un signal d'arrière-plan de sortie (HS) correspondant,
caractérisé en ce
que les moyens (2, 3, 4, 5, 6) pour la création du signal d'arrière-plan de sortie (HS) sont configurés de telle sorte que la largeur de bande du signal d'arrière-plan de sortie (HS) créé est plus grande que la largeur de bande du signal d'arrière-plan caractérisé par les données caractéristiques (H) appliquées à l'entrée.

9. Générateur de signaux d'arrière-plan selon la revendication 8,
caractérisé par
un générateur (6) de signaux de bruit pour la création d'un signal de bruit (RS) qui présente la largeur de bande plus grande souhaitée, et/ou par une entrée pour un tel signal de bruit ainsi que par des moyens (2, 3, 5) qui créent le signal d'arrière-plan de sortie (HS) à partir du signal de bruit (RS) au moyen des données caractéristiques (H) reçues.

10. Générateur de signaux d'arrière-plan selon la revendication 9,
caractérisé par
un filtre (2) à synthèse LPC qui présente la largeur de bande que l'on souhaite et par des moyens (3) qui convertissent les coefficients de filtrage LPC contenus dans les données caractéristiques (H) appliquées à l'entrée en coefficients (FK) de filtrage LPC qui conviennent au filtre (2) à synthèse LPC.

11. Générateur de signaux d'arrière-plan selon la revendication 10,
caractérisé par
une mémoire (3a) dotée d'un tableau de correspondance (LUT) dans lequel des coefficients de filtrage LPC qui présentent la largeur de bande du signal d'arrière-plan de l'émetteur et des coefficients (FK) de filtrage LPC pour le filtre (2) à synthèse LPC à plus large bande sont mis en correspondance mutuelle.

12. Décodeur vocal (8) doté d'un générateur (1) de signaux d'arrière-plan selon l'une des revendications 8 à 11 qui précèdent.

13. Dispositif de réception doté d'un générateur de signaux d'arrière-plan selon l'une des revendications 8 à 11 qui précèdent ou d'un décodeur vocal selon la revendication 12.

14. Terminal doté d'un dispositif de réception selon la revendication 13.

Zeichnung