DE10124189A1 - Verfahren zum Signalempfang - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird 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. Dabei wird innerhalb des Hintergrundsignalgenerators aus den empfangenen Kenndaten ein Ausgangs-Hintergrundsignal mit einer vorgegebenen Bandbreite generiert, welche größer ist als eine Bandbreite des durch die empfangenen Kenndaten charakterisierten Hintergundsignals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Signalempfang in ei­ nem digitalen Kommunikationssystem, bei dem in einem Hinter­ grundsignalgenerator aus empfangenen Kenndaten, welche ein senderseitiges Hintergrundsignal charakterisieren, ein Aus­ gangs-Hintergrundsignal generiert wird. Darüber hinaus be­ trifft die Erfindung ein Verfahren zur Sprachübertragung in digitalen Kommunikationssystemen, bei dem zur Übertragung ei­ nes Hintergrundsignals zumindest in den Sprachpausen mit ei­ nem derartigen Verfahren gearbeitet wird, sowie einen ent­ sprechenden Hintergrundsignalgenerator, mit dem ein derarti­ ges Verfahren durchgeführt werden kann.

In digitalen Kommunikationssystemen, d. h. in Kommunikations­ systemen, bei denen das zu übertragende Signal digitalisiert wird und in digitaler Form vom Sender an den Empfänger über­ tragen 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 sol­ che 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 Ab­ schnitte 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 ver­ breiteten Mobilfunkstandard GSM wird beispielsweise eine Re­ duzierung von 128 bzw. 64 kbit/s auf 12.2 kbit/s erreicht.

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 wesentli­ chen 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 Allgemei­ nen VAD (Voice Activity Detector) genannt, sendeseitig ent­ schieden, ob eine volle oder eine reduzierte Übertragung er­ folgt. 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 folgen­ de Anzahl von fehlenden Rahmen wieder ersetzt, indem einfach der empfangene Rahmen in entsprechender Anzahl wiederholt wird. Dies geschieht üblicherweise in einem Hintergrundsig­ nalgenerator, beispielsweise dem sogenannten CNG (Comfort Noise Generator), der sich neben einem Kern-Sprachdecoder, i 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 Gesprä­ che anderer Teilnehmer oder auch zur Übermittlung sonstiger Daten genutzt werden kann. Die Vervollständigung der fehlen­ den Information über das Hintergrundgeräusch im CNG erfolgt deswegen, um dem jeweiligen Zuhörer das Gefühl der kontinu­ ierlichen Übertragung zu vermitteln, damit dieser nicht irri­ tiert wird und eine Unterbrechung der Verbindung befürchtet.

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) unter­ schieden. Die Bandbreite liegt bei der Schmalbandübertragung z. B. bei 300 bis 3400 Hz, was einer Abtastrate (Sample Fre­ quenz) von 8 kHz entspricht. Hierbei handelt es sich um eine Übertragung in der üblichen Telefonqualität. Eine bessere Ü­ bertragungsqualität 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 sol­ len in Zukunft noch weitere Breitbandcoder-Technologien ent­ wickelt 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 Ver­ hältnis zwischen der Bitrate des Sprachcoders und des Kanal­ coders variiert. Die Summe der Bitrate wird abhängig vom Ver­ kehr sowie der zur Verfügung stehenden Kapazität auf den Ü­ bertragungskanälen gewählt und dann konstant gehalten. Es wird hier unterschieden z. B. zwischen Fullrate- und Halfra­ te-Kanälen.

Wenn auf der Empfängerseite der AMR-WB-Sprachdecoder und der AMR-NB-Sprachdecoder implementiert sind, dann ist dort vorge­ sehen, dass entsprechend der Übertragung zwischen einem Schmalband- und einem Breitbandmodus, d. h. dem AMR-NB-Sprach­ decoder und dem AMR-WB-Sprachdecoder umgeschaltet wird. Gege­ benenfalls kann eine solche Umschaltung auch während eines Gesprächs auftreten. Bei einer Umschaltung von Breitband- auf Schmalbandmodus wird vom Nutzer üblicherweise ein deutlicher Qualitätsverlust wahrgenommen.

Sofern ein schmalbandiges Signal übertragen wird, besteht ei­ ne 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 prinzi­ piell durch jedes in der Literatur bekannte Verfahren zur künstlichen Bandbreitenerweiterung geschehen, das auch Sig­ nalanteile bei Frequenzen generiert, die in dem schmalbandi­ gen Signal nicht oder nur gedämpft vorhanden waren. Eine sol­ che künstliche Bandbreitenerweiterung bietet sich insbesonde­ re dann an, wenn es sich um ein System mit verschiedenen Bandbreiten, beispielsweise mit Implementierungen des AMR-NB- und des AMR-WB-Verfahrens, handelt. Bei diesen Systemen kann dann, soweit möglich, im Breitbandmodus übertragen werden, und bei einer geringeren zur Verfügung stehenden Übertra­ gungskapazität wird auf einen schmalbandigeren Modus umge­ schaltet. Es kann dabei beim Umschalten auf den schmalbandi­ geren Modus die künstliche Verbreiterung auf der Empfänger­ seite verwendet werden, um dem jeweiligen Nutzer des Geräts zumindest teilweise eine bessere, vom normalen Breitbandmodus her gewohnte Sprachqualität zu liefern, so dass dieser gege­ benenfalls die geringere Bandbreite bei der Übertragung nicht registriert.

Eine künstliche Bandbreitenerweiterung kann jedoch auch in einem System ohne breitbandige Übertragungsmöglichkeit sinn­ voll eingesetzt werden. Dort wird dann (durchweg oder auch auch vom Nutzer oder dem Netzbetreiber einstellbar) ein Wide­ band-Extender eingesetzt, um einen gegenüber der NB-Übertra­ gung verbesserten Sprachqualitätseindruck zu vermitteln.

Fig. 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 zwi­ schen 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 fol­ genden auch WB-Extender abgekürzt) auf die gewünschte Band­ breite gebracht. Eine solche Erweiterung mittels eines nach­ geschalteten WB-Extenders führt zwar zu einem erhöhten Hör­ komfort. Da aber jede einzelne Schaltungsoperation Energie kostet, wird hierdurch zwangsläufig auch der Gesamtenergie­ verbrauch des Geräts erhöht. Das ist insbesondere bei der Verwendung eines derartigen Verfahrens in mobilen Endgeräten nachteilig, da dies zwangsläufig zu einer schnelleren Entlee­ rung eines Akkus führt und dementsprechend die Betriebszei­ ten, bis eine Nachladung des Akkus erforderlich ist, verkürzt werden.

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 Ver­ wendung in diesem Verfahren angegeben werden.

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

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

Dementsprechend muss ein erfindungsgemäßer Hintergrundsignal­ generator Mittel zum Generieren des Ausgangssignals aufwei­ sen, die derart ausgestaltet sind, dass die Bandbreite des generierten Ausgangs-Hintergrundsignals größer ist als die Bandbreite des durch die eingangsseitigen Kenndaten charakte­ risierten Hintergrundsignals. Ein solcher erfindungsgemäßer Hintergrundsignalgenerator ist vorzugsweise Teil eines Sprachdecoders, welcher in einer beliebigen Empfangseinrich­ tung 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.

Das Verfahren bzw. ein solcher Hintergrundsignalgenerator können überall dort verwendet werden, wo empfangsseitig ein Ausgangs-Hintergrundsignal aus übermittelten Kenndaten er­ zeugt wird, d. h. insbesondere in den üblicherweise in Mobil­ funknetzen 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 Hintergrundsignalgenera­ tor sind hierbei nicht auf die derzeitigen Schmalband- und Breitbandstandards beschränkt, sondern können immer dann an­ gewendet werden, wenn es darum geht, aus einem schmalbandigen übertragenen Signal ein breitbandigeres Signal zu erzeugen.

Das Ausgangs-Hintergrundsignal kann entweder nach entspre­ chender Bearbeitung direkt an einen Benutzer des Geräts auf akustischem Wege als Hintergrundgeräusch ausgegeben werden.

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

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangs- Hintergrundsignal im Hintergrundsignalgenerator mittels der empfangenen Kenndaten aus einem beispielsweise weißen Rausch­ signal erzeugt, welches die gewünschte größere Bandbreite aufweist. Hierbei können die Kenndaten vorzugsweise sog. LPC- Filterkoeffizienten (LPC = Linear Predictive Coding) für ei­ nen LPC-Synthesefilter enthalten. Diese LPC-Filterkoeffi­ zienten enthalten die Spektralinformationen des Hintergrund­ signals. Darüber hinaus können die Kenndaten auch einen Ver­ stärkungsfaktor umfassen, welcher die Signalenergie, d. h. die Lautstärke, des Hintergrundsignals repräsentiert. Die Ü­ bermittlung der Spektralinformationen anhand der LPC-Filter­ koeffizienten sowie die zusätzliche Übermittlung eines Ver­ stärkungsfaktors ist der auch in derzeitigen Standards übli­ che Weg, Kenndaten für ein Hintergrundsignal zu übermitteln. Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls diese Kennda­ ten zur Generierung des Ausgangs-Hintergrundsignals verwendet werden, ist vorteilhafterweise keinerlei Umstellung des Über­ tragungsstandards notwendig, d. h. es kann jederzeit ein Ge­ rät mit dem erfindungsgemäßen Hintergrundsignalgenerator ar­ beiten, ohne dass sich der jeweilige Sender bzw. das Übertra­ gungsnetz danach richten muss.

Eine bevorzugte Möglichkeit der Generierung eines Ausgangs- Hintergrundsignals mit der gewünschten größeren Bandbreite aus den empfangenen LPC-Filterkoeffizienten eines schmalban­ digen Filters besteht darin, die empfangenen LPC-Filter­ koeffizienten 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 Rausch­ signal der gewünschten Bandbreite angeregt wird.

Ein erfindungsgemäßer Hintergrundsignalgenerator benötigt hierzu zum einen entweder einen Rauschsignalgenerator zur Er­ zeugung 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 breit­ bandige LPC-Synthesefilter umzusetzen.

Eine besonders einfache Möglichkeit, die LPC-Filterkoeffi­ zienten 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 "breitbandi­ ge" LPC-Filterkoeffizienten einander zugeordnet sind. Vor­ zugsweise sind die LPC-Filterkoeffizienten einander satzweise zugeordnet, d. h. es sind in der Tabelle komplette LPC- Filterkoeffizientensätze gespeichert und einander zugeordnet.

Diese Umsetzung ist insofern einfach, da lediglich ein Spei­ cher mit einer entsprechenden Zuordnungstabelle benötigt wird. Die Zuordnungstabelle kann beispielsweise über ein pa­ ralleles Training mit geeigneten Schätzverfahren ermittelt werden. Bei dem Speicher kann es sich um einen Speicher in­ nerhalb 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 befindli­ chen 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 mehr­ teilige Zuordnungstabelle bzw. um mehrere einzelne Zuord­ nungstabellen handeln.

Eine Vielzahl weiterer Methoden zur Umsetzung schmalbandiger in breitbandige LPC-Koeffizienten ist aus der Literatur be­ kannt.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige­ fügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Es zeigen:

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

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

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei­ spiels des erfindungsgemäßen Hintergrundsignalgenerators,

Aus einem Vergleich der Fig. 1 und 2 wird sofort der Un­ terschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem derzeit üblichen Verfahren ersichtlich.

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 - Hinter­ grundsignal-Rahmen H, die entsprechend für den jeweiligen Sprachdecoder erkennbar sind. Die Sprachsignal-Rahmen S wer­ den 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 Fig. 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 Aktivi­ tät des Kern-Sprachdecoders und des CNG's umschaltet, wird das Signal auf eine Ausgangsleitung des Sprachdecoders gege­ ben, so dass an dieser Ausgangsleitung ein kontinuierliches schmalbandiges Signal anliegt, welches dann dem Wideband- Extender zugeführt wird. D. h., bei diesem herkömmlichen Ver­ fahren wird das Ausgangs-Hintergrundsignal schmalbandig er­ zeugt und anschließend im Wideband-Extender mit entsprechend umfangreichen Schaltoperation in ein breitbandiges Signal um­ gewandelt. Alternativ kann nach dem Stand der Technik das Ausgangssignal des CNG auch zunächst noch im Kern-Sprach­ decoder weiterverarbeitet werden, der seinerseits dann das decodierte Hintergrundsignal ausgibt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Fig. 2 wird dage­ gen ein breitbandig arbeitender CNG 1 verwendet, welcher so­ fort 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 Ausgän­ gen dieser Geräte umschaltet, ist folglich hinter dem Wide­ band-Extender 10 angeordnet.

Fig. 3 zeigt ein besonders einfach und kostengünstig aufge­ bautes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen CNG 1, welcher aus dem Hintergrundsignal-Rahmen H eines schmalbandi­ gen Hintergrundsignals ein breitbandiges Ausgangs-Hinter­ grundsignal HS erzeugt. Der Vorteil dieses CNG 1 besteht dar­ in, 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 Ver­ stärkungsfaktors VF, welcher die Signalenergie repräsentiert, aus. Daher sind keine Änderungen eines Übertragungsstandards oder Ähnliches nötig.

Dementsprechend ist der erfindungsgemäße Hintergrundsignalge­ nerator auch sehr ähnlich einem herkömmlichen Hintergrundsig­ nalgenerator aufgebaut und weist zum einen ein LPC-Synthese­ filter 2 auf, welches mittels des weißen Rauschens RS eines Rauschsignalgenerators 6 angeregt wird.

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 Hin­ tergrundsignal-Rahmen ermittelt.

Der wesentliche Unterschied zu einem CNG des Stands der Tech­ nik besteht darin, dass anstelle eines LPC-Filters der Band­ breite 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 Hintergrundsig­ nals, sondern ein Rauschsignal RS der gewünschten breiteren Bandbreite erzeugt.

Außerdem werden auch nicht die im Hintergrundsignal-Rahmen H übertragenen LPC-Filterkoeffizienten direkt dem LPC-Filter 2 zugeführt, sondern diese LPC-Filterkoeffizienten werden zu­ nächst in einer Umwandlungseinrichtung 3 aus dem Hintergrund­ signal-Rahmen H ermittelt und in LPC-Filterkoeffizienten FK der gewünschten größeren Bandbreite umgewandelt. Diese Um­ wandlung erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer in einem Speicher 3a gespeicherten Zuordnungstabelle LUT. In dieser Zuordnungstabelle LUT sind den verschiedensten LPC-Filter­ koeffizientensätzen, welche dem Hintergrundsignal der gesendeten Bandbreite entsprechen, jeweils LPC-Filterkoeffizien­ tensätze der gewünschten Bandbreite des breitbandigen Aus­ gangs-Hintergrundsignals HS zugeordnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Bandbrei­ tenerweiterung direkt in den CNG 1 integriert, wodurch eine effiziente Methode der Bandbreitenerweiterung für die Perio­ den der Sprachpausen möglich ist. Da die Summe der Sprachpau­ sen während eines Gesamtgesprächs einen recht hohen Anteil annehmen kann, ist insgesamt auch von einem erheblich gerin­ geren 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.

Bezugszeichenliste

1

Hintergrundsignalgenerator/CNG

2

LPC-Synthesefilter

3

Umwandlungseinrichtung

3

a Speicher

4

Analyseeinrichtung

5

Verstärkungseinrichtung

6

Rauschsignalgenerator

7

Kern-Sprachdecoder

8

Sprachdecoder

9

Schalter

10

Wideband-Extender
S Kenndaten/Sprach-Rahmen
H Kenndaten/Hintergrundsignal-Rahmen
FK Filterkoeffizienten
HS Ausgangs-Hintergrundsignal
RS Rauschsignal
SS Sprachsignal
VF Verstärkungsfaktor
LUT Zuordnungstabelle

Claims (14)

1. Verfahren zum Signalempfang in einem digitalen Kommunika­ tionssystem, bei dem in einem Hintergrundsignalgenerator (1) aus empfangenen Kenndaten (H), welche ein senderseitiges Hin­ tergrundsignal charakterisieren, ein Ausgangs-Hintergrund­ signal (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 grö­ ßer ist als eine Bandbreite des durch die empfangenen Kennda­ ten (H) charakterisierten Hintergrundsignals.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) im Hintergrundsig­ nalgenerator (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) umfas­ sen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der empfangenen LPC-Filterkoeffizienten ent­ sprechende LPC-Filterkoeffizienten (FK) für ein LPC- Synthesefilter (2) der gewünschten größeren Bandbreite ermit­ telt werden, welches mit dem Rauschsignal (RS) der gewünsch­ ten 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) er­ folgt, in denen LPC-Filterkoeffizienten für ein LPC- Synthesefilter der Bandbreite des senderseitigen Hintergrund­ signals und LPC-Filterkoeffizienten (FK) für das breitbandi­ gere LPC-Synthesefilter (2) einander zugeordnet sind.

6. Verfahren zur Signalübertragung in digitalen Kommunikati­ onssystemen, bei dem zur Übertragung eines Hintergrundsignals zumindest in den Sprachpausen Kenndaten (H), welche das je­ weilige Hintergrundsignal charakterisieren, an einen Empfän­ ger übertragen werden und auf der Empfängerseite ein Aus­ gangs-Hintergrundsignal (HS) generiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Hintergrundsignal (HS) gemäß einem Verfah­ ren 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 sender­ seitiges Hintergrundsignal charakterisieren, ein entsprechen­ des 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 auf­ weist, 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-Filterkoeffi­ zienten (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.