DE10139403A1

DE10139403A1 - Verfahren zur Überbrückung einer tonlosen Sprachpause während einer Telekommunikationsverbindung sowie Telekommunikationsanlage

Info

Publication number: DE10139403A1
Application number: DE2001139403
Authority: DE
Inventors: Peter Scholich
Original assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-27

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren beziehungsweise eine Telekommunikationsanlage vorgeschlagen, bei dem während einer Telekommunikationsverbindung insbesondere über ein digitales Kommunikationsnetz in einer tonlosen Sprachpause, einer Übertragungslücke (a), ein Überbrückungssignal (S5) eingefügt und übertragen wird. Beispielsweise tritt bei der Internet-Telephonie das Problem auf, dass während eines Gespräches aus Sicht eines Teilnehmers mehr oder weniger viele Übertragungslücken (a) auftreten, die als unangenehm und störend empfunden werden. Des Weiteren leidet durch diese Übertragungslücken (a) die Verständlichkeit des Gespräches. Durch das Einfügen eines Überbrückungssignals (S5) in die Übertragungslücke (a) wird die Verständlichkeit des übertragenen Gespräches verbessert. Hinzu kommt, dass durch den Empfang des Überbrückungssignals (S5) der Teilnehmer informiert ist, dass die Verbindung nicht unterbrochen ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überbrückung einer tonlosen Sprachpause während einer Telekommunikationsverbindung mit wenigstens zwei Teilnehmern nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10. Es ist schon bekannt, dass beispielsweise bei der VoIP-Telephonie über das Internet (Voice over Internet Protocol) während der Übertragungsverbindung zwischen zwei Gesprächspartnern kurze tonlose Sprachpausen auftreten können. Diese sogenannte Übertragungslücken entstehen dadurch, dass die Übertragung von Daten im Internet in Form von Datenpaketen erfolgt, die über verschiedene Leitungswege übertragen werden. Um dabei die Leitungskapazitäten für die Datenübertragung zu erhöhen, werden die Daten mit einem entsprechenden Daten-Komprimierungsverfahren verdichtet. Das hat zur Folge, dass die beim Empfänger ankommenden und dekomprimierten Datenpakete nicht nahtlos aneinandergefügt werden können, sondern etwas unterschiedliche Zeitpunkte aufweisen. Zwischen diesen einzelnen Empfangs-Zeitpunkten ist der Empfänger akustisch still geschaltet, für den Teilnehmer also tonlos. Der Teilnehmer kann somit nicht erkennen, ob vielleicht die Gesprächsverbindung schon zustande gekommen ist. Oftmals ist während eines Gesprächs auch störend, das der Teilnehmer bei der scheinbaren Übertragungslücke nicht weiß, ob die Übertragungsleitung beendet oder unterbrochen wurde, ob der andere Gesprächspartner vielleicht auf eine Antwort wartet oder auch schon seinen Hörer aufgelegt hat. Insbesondere wird dieses Systemverhalten bei einer Konferenzschaltung, bei der mehrere Gesprächsteilnehmer zusammengeschaltet sind, für die einzelnen Teilnehmer als sehr unangenehm empfunden.

Das Problem der Übertragungslücken tritt nicht nur bei der Internet-Telephonie auf, sondern auch in anderen, vorzugsweise digitalen Kommunikationsnetzen auf, die für die Übertragungsdaten komprimiert werden. Beispielsweise können die Übertragungslücken auch bei der Telekommunikation mit einem Handy auftreten. Die Verständlichkeit der Sprache kann dabei sehr leiden, da die einzelnen Worte und Sätze als zerhackt empfunden werden.

Eine Lösung für dieses Problem ist bis jetzt nicht bekannt geworden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überbrückung einer tonlosen Sprachpause während einer Telekommunikationsverbindung mit wenigstens zwei Teilnehmern beziehungsweise die Telekommunikationsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 hat demgegenüber den Vorteil, dass in den Übertragungslücken ein Übertragungssignal eingefügt und übertragen wird, so dass die Übertragungslücken nicht mehr als störend empfunden wird. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass durch die fließend empfangenen Datensignale auch die Verständlichkeit des gesprochenen Wortes oder der Sätze verbessert wird. Das kann zur Entspannung der Gesprächsteilnehmer führen und eventuellen Missverständnissen vorbeugen. Des weiteren weiß der Teilnehmer zu jeder Zeit, ob die Verbindungsleitung noch besteht oder bereits beendet wurde.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 10 aufgeführten Verfahrens beziehungsweise der Telekommunikationsanlage gegeben. Als besonders günstig wird dabei angesehen, dass als Überbrückungssignal ein angepasstes Tonsignal verwendet wird. Das angepasste Tonsignal kann dabei auf die Eigenschaften des übertragenen Sprachsignals abgestimmt sein, so dass auf keinen Fall die Qualität des übertragenen Sprachsignals beeinträchtigt wird.

Eine einfache und vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn das Überbrückungssignal durch ein angepasstes Sprachsignalrauschen gebildet wird. Das Sprachsignalrauschen kann beispielsweise in der Art und der Amplitude so ausgebildet werden, dass es nicht als störend empfunden wird.

Eine günstige Lösung ergibt sich auch, wenn das Überbrückungssignal in Abhängigkeit vom Mindestpegel des Übertragenden Signals gebildet wird. In der Regel werden alle Signale unterdrückt, die unterhalb eines vorgegebenen Mindestpegels liegen, so dass die tonlose Übertragungslücke entsteht. Diese Übertragungslücke ist somit leicht erkennbar und kann von dem Überbrückungssignal ausgefüllt werden.

Optimale Bedingungen für das Überbrückungssignal ergeben sich in vorteilhafter Weise, wenn das Überbrückungssignal bezüglich seiner Bandbreite und/oder seinem Effektivwert dem des Schwellwertes nachgebildet wird.

Die Schaltzeiten der Übertragungslücke werden - je nach dem verwendeten Übertragungsnetz - in der Regel protokolliert und sind dann einem entsprechenden Protokoll entnehmbar. Dieses vereinfacht die Erfassung der genauen Zeitintervalle für die Übertragungslücke.

Eine alternativ günstige Lösung wird auch darin gesehen, dass die Schaltzeiten für die Übertragungslücke aus dem vorgegebenen Mindestpegel abgeleitet werden. Das ist insbesondere in den Fällen anwendbar, wenn die Schaltzeiten für die Übertragungslücke nicht protokolliert werden.

Vorteilhaft ist weiterhin, das Überbrückungssignal insbesondere bei der Telephonie über das Internet (VoIP) einzusetzen. Die Internet-Telephonie erfreut sich auf Grund ihrer günstigen Kostenstruktur zunehmender Beliebtheit. Andererseits treten hier sehr häufig die unangenehmen und erwünschten Übertragungslücken auf. Mit der Erfindung können somit deren Vorteile genutzt, aber deren Nachteile vermieden werden.

Als eine besonders vorteilhafte Lösung wird auch darin angesehen, dass das Ausfüllen der Übertragungslücke unabhängig von einem verwendeten Daten-Komprimierungsverfahren erfolgt. Das wird dadurch erreicht, dass die Schaltzeiten für den Beginn und das Ende der Übertragungslücke direkt erfassbar sind. Die Länge einer entstandenen Übertragungslücke ist dabei unerheblich.

Bei der Telekommunikationsanlage ergibt sich der Vorteil, dass ein Generator das Überbrückungssignal beispielsweise kontinuierlich erzeugt. Eine Steuerung setzt dann zu den entsprechenden Zeitpunkten das Überbrückungssignal in das übertragene Sprachsignal ein.

Vorteilhaft ist weiter, dass das Überbrückungssignal mit Hilfe eines Analogschalters einsetzbar ist. Dadurch lassen sich beispielsweise unangenehme Knackgeräusche beim Einfügen des Übertragungssignals wirkungsvoll vermeiden.

Eine weitere vorteilhafte Lösung wird auch darin gesehen, Dass die Telekommunikationsanlage selbst das Überbrückungssignal einsetzt. Dies kann beispielsweise bei einem Telekommunikationsendgerät wie einem Telefon, Modem usw. erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Telekommunikationsverbindung eine entstandene tonlose Sprachpause mit einem Überbrückungssignal auszufüllen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, die als Blockschaltbild ausgebildet ist und
Fig. 2 zeigt zugeordnete Diagramme.
Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt eihe Schaltungsanordnung, bei der ein Generator E1 mit einem ersten Eingang eines Analogschalters X1 verbunden ist. Der Generator E1 ist mit seinem zweiten Anschluss auf Masse gelegt. Der Generator E1 ist ausgebildet, ein angepasstes Sprachsignalrauschen S4 zu erzeugen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das Sprachsignalrauschen S4 wird dann als Überbrückungssignal in die Übertragungslücke a eingesetzt, wie später noch erläutert wird.
Das Sprachsignalrauschen S4 ist ein angepasstes Tonsignal im hörbaren Bereich und wird bezüglich der Frequenz und seiner Amplitude oder gegebenenfalls weiterer Parameter einem vorgegebenen Schwellwert angepasst. Beispielsweise wird es der Bandbreite und/oder dem Effektivwert des vorgegebenen Schwellwertes beziehungsweise eines Mindestpegels S1 angepasst. Dieses Verfahren findet insbesondere bei der Internet- Telephonie (VoIP) Anwendung, bei der das Sprachsignal durch ein entsprechendes Komprimierungsverfahren für die Signalkomprimierung zu Übertragungspaketen zusammengefasst wird.
Alternativ ist dieses Verfahren natürlich auch bei anderen vorzugsweise digitalen Netzen anwendbar, die beispielsweise nach dem GSM-, DECT-, UMTS-Standard usw. arbeiten.
Ein zweiter Eingang E2 des Analogschalters X1 wird als Steuereingang für den Analogschalter X1 verwendet. Der Analogschalter X1 schaltet seinen Ausgang P1 in Abhängigkeit vom Spannungspegel an seinem zweiten Eingang E2 durch.
Der Spannungspegel am zweiten Eingang E2 wird durch die Schaltzeiten der Übertragungslücke a getaktet. Diese Schaltzeiten werden beispielsweise aus einem Übertragungsprotokoll des verwendeten, vorzugsweise digitalen Telekommunikationsnetzes abgeleitet oder durch Auswertung des übertragenen Sprachsignals in Verbindung mit dem vorgegebenen Mindestpegel S1 gebildet.
Der Ausgang P1 des Analogschalters X1 ist einem ersten Eingang einer Steuerung verbunden, die im Wesentlichen eine Summierungseinheit X2 aufweist. Die Summierungseinheit X2, die in Fig. 1 schematisch in dem gestrichelt gezeichneten Feld dargestellt ist, weist eine Eingangsschaltung auf, die, wie gezeigt, beispielsweise aus einem Spannungsteiler R0/R0 mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen R0 gebildet ist. An dem zweiten Widerstand R0 wird über einen Eingang E3 das übertragene Sprachsignal mit den vorhandenen Übertragungslücken a eingekoppelt.
Der Teilerpunkt zwischen den beiden Widerständen R0 ist auf einen Eingang eines Verstärkers 1 geführt, sein zweiter Eingang ist auf Masse gelegt. An einem Ausgang A1 der Summierungseinheit X2 ist das übertragene Sprachsignal zusammen mit dem eingeblendeten Überbrückungssignal abgreifbar.
Bei diesem Überlagerungsverfahren ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass das nutzbare Sprachsignal durch das eingefügte Überbrückungssignal, beispielsweise durch eine hörbares Rauschsignal, nicht verschlechtert wird, da die qualitativen Eigenschaften des übertragenen Sprachsignals selbst nicht verändert werden.
Bei bekannten, wie beispielsweise analogen Übertragungsverfahren würde dagegen ein in der Übertraglücke übertragenes Rauschsignal automatisch zu einer Verschlechterung der übertragenen Sprachqualität führen.
Die Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 2 wird vorzugsweise in eine vorhandene Telekommunikationsanlage eingesetzt. Beispielsweise kann dies ein Telekommunikationsendgerät wie ein Telefon, ein Modem, das an einem Computer angeschlossen ist, oder dergleichen sein.
Im folgenden wird an Hand der Fig. 2 die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung näher erläutert. Fig. 2 zeigt sechs übereinander angeordnete Diagramme, die die x-Achse als Zeitachse haben. Das oberste Diagramm zeigt ein willkürlich angenommenes Sprachsignal, bevor es beispielsweise nach dem VoIP- Verfahren mit einem entsprechenden und per se bekannten Komprimierungsverfahren komprimiert und an den Empfänger geschickt wird. Es zeigt Bereiche auf, in denen die Amplitude wesentlich größer ist als der vorgegeben Schwellwert oder Mindestpegel S1. In anderen Bereichen liegt der Pegel unterhalb des Mindestpegels S1 und bildet die dargestellten Übertragungslücken a. Die Übertragungslücken a werden durch ein Filter bestimmt, das nur solche Signale durchlässt, die dem vorgegebenen Mindestpegel S1 entsprechen. Wird der Mindestpegel S1 unterschritten, dann wird das Sprachsignal tonlos geschaltet.
Dieser Vorgang wird bei der VoIP-Telephonie erfasst, so dass (von oben gerechnet) entsprechend dem zweiten Diagramm eine Nutzdatensignalisierung S2 protokollierbar wird. Die Nutzdatensignalisierung S2 ist somit ein digitales Signal, aus dem die Komprimierungslücken erkennbar sind. Die Übertragungslücken a sind somit durch eindeutige Schaltzeiten bestimmt und können beispielsweise dem VoIP-Protokoll entnommen werden.
Die Übertragungslücken a werden bereits durch entsprechende Steuerungen für das Übertragungsnetz am Beginn der Übertragungsstrecke nach der Datenkomprimierung festgelegt. Für das Übertragungsnetz ist das kein Nachteil, da die Übertragungslücken a für die Übertragung anderer Datenpakete genutzt werden können. Durch dieses Verfahren wird somit die Übertragungskapazität vorteilhaft gesteigert.
Das dritte Diagramm zeigt das übertragene und vom Empfänger nutzbare Sprachsignal, wie es gemäß der Fig. 1 am Eingang E3 ankommt. Dieses Signal zeigt Bereiche mit großer Amplitude, die hörbar sind. Daneben sind die tonlosen Übertragungslücken a erkennbar.
Der parallel arbeitende Generator E1 (Fig. 1) erzeugt ein angepasstes Sprachsignalrauschen S4, das innerhalb vorgegebener Schwellwertgrenzen liegt. Dieses Sprachsignalrauschen S4 wird nach vorgegebenen Kriterien gebildet, wie es zuvor beschrieben wurde. Es kann in der Bandbreite und dem Effektivwert dem Schwellwert für die Signalkomprimierung nahe kommen.
Aus dem Sprachsignalrauschen S4 wird mit Hilfe des Analogschalters X1 das Überbrückungssignal S5 gebildet, das am Ausgang P1 des Analogschalters X1 verfügbar ist. Das fünfte Diagramm zeigt den entsprechenden Verlauf.
Das Überbrückungssignal S5 wird nun mit Hilfe der Steuerung (Summierungseinheit X2) in das ankommende Sprachsignal S3 eingefügt, so dass nun das im sechsten Diagramm dargestellte Nutz-Sprachsignals S6 entsteht. Das Nutz-Sprachsignal S6 enthält nun keine Übertragungslücken a beziehungsweise tonlose Sprachpause mehr. Dennoch entspricht es in vorteilhafter Weise der Qualität des originalen Sprachsignals. Bezugszeichenliste 1 Verstärker
a Übertragungslücke
A1 Ausgang der Summierungseinheit
E1 Generator
E2 zweiter Eingang
E3 Eingang
R0 Widerstand
R0/R0 Widerstandsteiler
P1 Ausgang des Analogschalters
S1 Mindestpegel
S2 Nutzdatensignalisierung
S3 Ankommendes Sprachsignal
S4 Sprachsignalrauschen
S5 Überbrückungssignal
S6 Nutz-Sprachsignal
X1 Analogschalter
X2 Summierungs-Einheit/Steuerung

Claims

1. Verfahren zur Überbrückung einer tonlosen Sprachpause während einer Telekommunikationsverbindung mit wenigstens zwei Teilnehmern, die insbesondere über ein digitales Telekommunikationsnetz miteinander verbunden sind, und wobei ein zu übertragendes Sprachsignal innerhalb eines bestimmten übertragungszeitraumes einen vorgegebenen Mindestpegel (S1) unterschreitet, so dass eine Übertragungslücke (a) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Übertragungslücke (a) ein Überbrückungssignal (S5) eingefügt und übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Überbrückungssignal (S5) ein angepasstes Tonsignal verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungssignals (S5) ein angepasstes Sprachsignalrauschen (S4) ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungssignal (S5) in Abhängigkeit vom Mindestpegel (S1) gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungssignal (S5) vorzugsweise der Bandbreite und/oder dem Effektivwert des Schwellwertes (S1) entspricht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzeiten der Übertragungslücke (a) aus einem Übertragungsprotokoll entnommen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzeiten der Übertragungslücke (a) aus dem Mindestpegel (S1) abgeleitet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungssignal (S5) bei der Internet-Telephonie angewendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungslücke unabhängig von der Art eines Daten-Komprimierungsverfahrens gefüllt wird.

10. Telekommunikationsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Telekommunikationsanlage mit einem digitalen Kommunikationsnetz verbunden ist, in dem wenigstens eine Übertragungslücke (a) auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Telekommunikationsanlage einen Generator (E1) zur Erzeugung eines Überbrückungssignals (S5) sowie eine Steuerung (X2) aufweist, mit der das Überbrückungssignal (S5) in die Übertragungslücke (a) einfügbar ist.

11. Telekommunikationsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (X2) mit einen Analogschalter (X1) verbunden ist, mit dem das Überbrückungssignal (S5) in die Übertragungslücke (a) einfügbar ist.

12. Telekommunikationsanlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Telekommunikationsanlage zur Telephonie nach dem VoIP-Protokoll ausgebildet ist.

13. Telekommunikationsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Telekommunikationsanlage ein Telekommunikationsendgerät aufweist, das zur Einfügung des Überbrückungssignals (S5) ausgebildet ist.