DE3308703A1

DE3308703A1 - Konferenzgespraechsschaltung

Info

Publication number: DE3308703A1
Application number: DE19833308703
Authority: DE
Inventors: Andres 07748 Middletown N.J. Albanese
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1983-09-22
Also published as: GB2117601A; JPS58168374A; JPH0357670B2; FR2523387B1; NL191918C; US4479212A; FR2523387A1; AU565653B2; GB2117601B; GB8306445D0; NL191918B; DE3308703C2; AU1196983A; BE896133A; NL8300902A

Description

Konf er en zgespr ächssc haltung

Die Erfindung betrifft Schaltungen zur Bereitstellung von Konferenzgesprächsmöglichkeiten in digitalen Nachrichtenanlagen.

Viele heute verfügbare Nachrichtenvermittlungsanlagen beinhalten die Möglichkeit von Konferenzgesprächen, bei denen drei oder mehrere Teilnehmerstellen gleichzeitig miteinander verbunden werden können, derart, daß jeder Teilnehmer mit allen anderen in Verbindung treten kann. Es sind zahlreiche Verfahren zur Bereitstellung einer solchen Anordnung bekannt. Gewisse Einzelheiten der Verfahren sind in der US-PS 4 224 688 beschrieben. Ganz allgemein muß eine Einrichtung vorgesehen sein, um die verschiedenen Signale derart zu kombinieren, daß jeder Konferenzteilnehmer alle anderen Konferenzteilnehmer hören kann. In typischer Weise geschieht dies dadurch, daß die Signale aller Konferenzteilnehmer addiert werden und dann das Signal der hörenden Teilnehmerstelle subtrahiert wird. In analogen Anlagen ist dies verhältnismäßig einfach durchzuführen. In einer digitalen Anlage und insbesondere in nichtlinearen digitalen Anlagen ist dies jedoch schwieriger.

Alternative Lösungsversuche sehen die Abtastung aller Signale und die Übertragung nur des größten Signals vor, anders gesagt, eine Abtastung, bei der bestimmt wird, welcher Teilnehmer spricht. Alle diese Verfahren erfordern einen beträchtlichen Geräteaufwand, der vorzugsweise vermieden werden sollte.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die im Augenblick in bestehenden Sprachanlagen verwendeten Digital-Analogwandler nicht voll ausgenutzt sind. In typischer Weise erfordert es etwa 12 MikroSekunden, um ein Digitalwort in sein analoges Äquivalent umzuwandeln.

Da jeder Rahmen einer digitalen Zeitmultiplex-Sprachanlage über 100 Mikrosekunden lang ist, wird der Analog-Digital-Wandler nur zu einem kleinen Prozentsatz der Zeit ausgenutzt. Eine wirksamere Ausnutzung des Wandlers erfolgt nach der vorliegenden Erfindung dadurch, daß seguentiell alle Digitalwörter, die an einer Teilnehmerstelle empfangen werden, in jedem Rahmen zum Analog/Digitalwandler gegeben werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nimmt jeder Empfänger die Digitalwörter jedes anderen Konferenzteilnehmers auf und speichert sie in einem FIFO-Puffer. Darunter wird ein Puffer verstanden, bei dem ein zuerst eingegebenes Wort auch wieder als erstes ausgegeben wird (First-In-First-Out ). Die Wörter werden dann aus dem Puffer ausgelesen und m,it einer solchen Rate dem Digital/Analogwandler zugeführt, daß jedes Wort den gleichen Bruchteil der gesamten Rahmenperiode einnimmt. Das Wandlerausgangssignal durchläuft dann ein Tiefpaßfilter, in welchem die Analogsignale dann im Ergebnis summiert werden.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Konferenzgespräch hergestellt werden kann, ohne daß irgendwelche zusätzlichen digitalen Operationen mit den Digitaldaten durchgeführt werden müssen. Eine Summierung der Signale findet nach der Umwandlung in analoge Form statt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei nichtlinearen Digitalanlagen die Notwendigkeit, zuerst eine Umwandlung von einer nichtlinearen in eine lineare Digitalcodierung durchzuführen, vollständig entfällt.

In den Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 als Blockschaltbild einen Abschnitt einer

Teilnehmerstelle mit einer Konferenzgesprächsschaltung nach der vorliegenden Erfindung ;

Fig. 2, 3 und 4 zur Erläuterung die jeweiligen Signale bei einem Konferenzgespräch mit

vier Teilnehmern für verschiedene Betriebsbedingungen ;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines FIFO-Puffers;

Fig. 6 Beispiele für ein kammförmiges Auswahlsignal

und ein Wortauswahlsignal.

In Fig. 1 ist als Blockschaltbild derjenige Teil einer Anlage dargestellt, der an einen Konferenzgesprächsbetrieb angepaßt ist. Wenn die Teilnehmerschleife digital betrieben wird, kann die Konferenzschaltung beim Teilnehmerapparat untergebracht werden. Wenn die Teilnehmerschleife analog arbeitet, kann die Konferenzschaltung im Amt bei der Digital-Analogschnittstelle angeordnet werden. In beiden Fällen umfaßt der relevante Teil in Reihenschaltung einen FIFO-Puffer 10, einen Digital-Analogwandler 11 und ein Filter 12. Das Filter ist in typischer Weise ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 4 kHz , das ein getrenntes Bauteil oder ein integraler Teil des Wandlers sein kann.

Bei einer Übertragungsanlage, auf die sich die Erfindung bezieht, wird ein Signalformat verwendet, bei dem die Daten für die jeweiligen Konferenzteilnehmer sequentiellübertragen werden. Typisch für solche Signalformate ist das digitale Zeitmultiplexsignal (TDM-PCM). Ein solches Signal ist durch eine Rahmenperiode T gekennzeichnet, die in W Wörter mit je B Bits unterteilt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel für eine Sprachanlage ist ein Rahmen von 125 us unterteilt in 128 Wörter mit je 8 Bits. Wenn eine Verbindung zwischen zwei Teilnehmern E und F hergestellt wird, wird jedem Teilnehmer für das Sprechen eine Zeitlage zugeordnet, und jeder Teilnehmer kann zum Zuhören aus dem Datenstrom das jeweilige, dem anderen Teilnehmer zugeordnete Wort entnehmen. Wenn demgemäß dem Teilnehmer E das Wort 5 und dem Teilnehmer F das Wort 12 zugeordnet sind, so kann der Teilnehmer E all das hören, was sich im Wort 12 befindet, und der Teilnehmer F kann all das hören, was sich im Wort 5 befindet. Die in den auf diese Weise wiedergewonnenen Bits enthaltene Nachricht wird von jedem Teilnehmer durch den Digital-Analogwandler 11 und das Filter 12 in ein analoges Sprachsignal umgewandelt.

Es ergibt sich, daß für ein Gespräch mit zwei Teilnehmern das Verfahren verhältnismäßig einfach zu über-

blicken ist. Für ein Konferenzgespräch mit drei oder mehr Teilnehmern sind jedoch zusätzliche Vorrichtungen an jeder Teilnehmerstelle erforderlich, um die Signale von den anderen Teilnehmern zu kombinieren oder auf andere Weise zu verarbeiten. Dies geschieht mittels des FIFO-Puffers 10, der eine bestimmte Folge von Informationen aufnimmt und speichert und sie dann zu einem späteren Zeitpunkt in der gleichen Reihenfolge wieder abgibt, in der sie aufgenommen worden sind. Außerdem wird im vorliegenden Anwendungsfall die Information mit einer Rate aus dem Puffer gelesen, die verschieden ist von der Rate, mit der sie aufgenommen wurde. Der Grund für diesen Unterschied wird unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3 und 4 dargelegt, die zur Erläuterung die relevanten Signale in Verbindung mit einem Konferenzgespräch für vier Teilnehmer zeigen. Im einzelnen zeigt Fig. 2 drei Wörter E, F, G und E¹, F¹, G' für drei der Konferenzteilnehmer, die an der Teilnehmerstelle des vierten Konferenzteilnehmers aus zwei benachbarten Rahmen 1 bzw. 2 entnommen worden sind. Wenn diese Wörter aus dem Puffer mit der gleichen Rate ausgelesen werden, mit der sie eingeschrieben worden sind, so ergibt sich ein Ausgangssignal des Digital-Anal og wand ler s 11 entsprechend der Darstellung in Fig.3. Im einzelnen hat jedes Ausgangssignal eine Größe, die durch die Bit-Information gegeben ist, und eine Dauer, die eine Funktion der Verteilung der Wörter in jedem Rahmen ist.

Da beispielsweise E und F benachbarte Wörter sind, dauert das Wandlerausgangssignal beim Wort E nur für eine Wortperiode an. Im Gegensatz dazu dauert das Wandlerausgangssignal für die Wörter F und G wegen des längeren Intervalls zwischen den Wörtern F und G für viele Wortperioden an. Das Ergebnis dieser zeitlichen Verzerrung ist eine entsprechende Amplitudenverzerrung der Ausgangssignale aufgrund des integrierenden Einflusses des Filters 12. Um dies zu vermeiden, wird jedes Wort beim Lesen so ausgedehnt, daß es einen gleichen Bruchteil der Rahmenperiode einnimmt, wie in Fig. 4 dargestellt. Als Ergebnis wird jedem Wort gleiches Gewicht gegeben, und das kombinierte Signal am Filterausgang ist eine genaue Wiedergabe der relativen

Größen,

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines FIFO-Puffers zur praktischen Verwirklichung der Erfindung. Wenn die Konferenz verbindung hergestellt ist, werden Informa-. tionen hinsichtlich der Anzahl von Konferenzteilnehmern, denen zugehört werden muß (d.h. ein Konferenzteilnehmer weniger als die Gesamtzahl N von Konferenzteilnehmern) und ihrer zugeordneten Wortnummern durch die zentrale Vermittlungseinrichtung an ein Steuergerät 16 an jeder Konferenz teilnehmerstelle gegeben. Diese Informationen können über eine getrennte Steuersignalleitung 14 übertragen werden, oder es kann ihnen ein Wort in jedem Rahmen zugeordnet und zusammen mit den Daten auf der Leitung 13 übertragen werden. In beiden Fällen enthalten die Informationen ein Betätigungssignal, das einen ersten Zähler 40 und einen Teiler 41 zurückstellt. Vorgesehen ist außerdem ein Bittaktsignal und ein Wortauswählsignal. Diese werden in einem UND-Gatter kombiniert und bilden ein Kammtaktsignal, das zur Entnahme der zugeordneten Wörter aus dem Bitstrom benutzt wird. Außerdem wird durch einen Zwischenspeicher 15 eine Zahl in einen zweiten Zähler 51 eingegeben, die von der Anzahl von Konferenzteilnehmern abhängt. Das soll genauer weiter unten erläutert werden. In einer Nachrichtenanlage mit verteilter Intelligenz können einige dieser Signale örtlich erzeugt werden, statt daß sie von der zentralen Vermittlungseinrichtung geliefert werden.

Fig. 6 zeigt als Beispiel ein Kammtaktsignal, das für einen der Teilnehmer, nämlich den Teilnehmer D, einer Konferenz verbindung mit vier Teilnehmern D, E, F und G geliefert wird. Unter Verwendung des gleichen Signalformats, das oben beschrieben worden ist, umfaßt das Kammtaktsignal 8 Impulse mit der Bitrate, die in den Wortpositionen E, F und G auftreten, bei denen der Teilnehmer D zuhören soll ι Außerdem ist das Wortauswählsignal mit 1 MHz dargestellt.

im Betrieb wird jedes der Konferenzwörter E, F und G unter Takteinfluß in einen von einer Reihenanordnung von Schieberegistern 42-1, 42-2 ... 42-n mit serieller Eingabe und paralleler Ausgabe eingeschoben. Außerdem wird beim

Eintritt, jedes Wortes der Zähler 40 weitergeschaltet. Das Zahlerausgangssignal wird in einem Decoder 43 decodiert, ein Gnttorbetätigungssignal erzeugt. Dieses Signal ist an das jeweilige Register, das das zuerst eingegebene Wort enthält, angelegt und identifiziert demgemäß dieses spezielle Register. Wenn beispielsweise der im Zähler 40 enthaltene Zählwert gleich "2" ist, so weist der Decoder 43 auf das Register 42-2 hin, dessen Ausgangssignal dann bei Empfang eines entsprechenden Ladesignals zur Eingabe in ein Register 43 mit paralleler Eingabe und serieller Ausgabe zur Verfügung steht. Das Ladesignal wird von einer Schaltung mit einem zweiten Zähler 51 , der gleichzeitig Bittaktsignale aufnimmt, und einem Teiler 52 abgeleitet.

Wie oben erläutert, hängt die Bitrate R, mit der die Information aus dem Puffer gelesen wird, von der Anzahl von Konferenzteilnehmern ab. Im einzelnen ergibt sich , wenn jedes Wort 8 Bits enthält, für R:

^{125 X 10}

wobei 125 χ 10" Sekunden die Rahmenperiode und N die Anzahl von Konferenzteilnehmern sind.

Dieses Signal wird vom Zähler 51 gewonnen, der vorher mit Hilfe eines Zwischenspeichers 15 mit einer Zahl geladen worden ist, die eine Funktion der Anzahl von Konferenzteilnehmern ist. Zur Gewinnung des Ladesignals wird das Zählerausgangssignal im Teiler 52 durch 8 dividiert. Demgemäß nimmt ein an das Register 43 angelegtes Ladesignal das im Register gespeicherte Wort auf, welches das zuerst eingegebene, durch den Zähler 40 identifizierte Wort enthält. Dieses Wort wird dann aus dem Register mit der Leserate ausgelesen und an den Digital-Analogwandler angelegt, in welchem es in analoge Form umgewandelt wird. Das Ausgangssignal des Teilers 52 gelangt außerdem zum Zähler 40 _t um den Zählwert zu erniedrigen und dadurch das als nächstes zu lesende Wort zu identifizieren. Geeignete Verzögerungseinrichtungen 54 und 55 sind an der erforderlichen Stelle vorgesehen, um die richtige zeitliche Lage zu

—9-

erreichen.

Der obenbeschriebene Prozeß läuft weiter, wobei Wörter in das Register mit der Bitrate der Datensammelleitung eingegeben und dann mit einer Rate ausgelesen werden, die durch die Anzahl von Konferenzteilnehmern bestimmt wird.

; In typischer Weise benötigt man etwa 12 us, um ein Digitalwort in sein analoges Äquivalent umzuwandeln. Demgemäß können für einen typischen Rahmen mit 125 \xs 10 Könfe-IQ renzteilnehmer zugelassen werden. Andererseits ist die Anlage in gleicher Weise in der Lage, eine einfache Verbindung mit zwei Teilnehmern zu verarbeiten.

Ein Beispiel für einen handelsüblichen sequentiellen FlPO-Speicher ist eine integrierte Schaltung 5 7401/ 67401 , die von der Firma Monolithic Memories.in Sunnyvale, Kalifornien, Vereinigte Staaten von Amerika, verkauft wird.

Claims

Western Electric Company Incorporated New York N.Y. 10038, USA Albanese,A.7 Patentansprüche

1) Konferenzgesprächsschaltung für eine digitale Nachrichtenanlage mit Mehrfachzugriff, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung mit einer FIFO-Pufferstufe (10), einem Digital-Analogwandler (11) und einem Filter (12) und durch eine Übertragungseinrichtung (13), die die Anlage mit dem Eingang der Pufferstufe (10) verbindet.

2. Konferenzgesprächsschaltung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenanlage eine digitale Zeitmultiplexanlage ist, daß im Betrieb die Digitaldaten als ein Datenbitstrom mit einer Folge von Rahmen übertragen wird, von denen jeder W Wörter mit je B Bits enthält,und daß die Pufferstufe so ausgelegt ist, daß sie gewählte Wörter aus dem Datenbitstrom mit einer ersten Bitrate entnimmt, die gewählten Wörter speichert und dann mit einer zweiten Bitrate, die niedriger als die erste Bitrate ist, ausliest.

3. Konforenzgesprächsschaltung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Herstellung eines Konferenzgesprächs mit N Konferenzteilnehmern die gespeicherten

Wörter mit einer Bitrate R = —~ ausgelesen werden, wobei T die Rahmenperiode ist.

Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbeden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Patentconsutt

Raueckestraße 43 8000 München 60 Telefon (0S9) 883603/883604 Telex5212313 Telegramme Patentconsult

Telefax (CCITT 2) Wiesbaden und München (089) 8344618 Attention Patemconsult

4. Konferenzgesprächsschaltung für eine digitrilc Nachrichtenanlage mit Mehrfachzugriff, bei der die DigitaldRten als ein Bitstrom mit einer Folge von Rahmen übertragen werden, die je W Wörter mit je B Bits enthalten, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Entnahme gewählter Digitalwörter aus dem Datenbitstrom, eine Einrichtung zur Speicherung der gewählten Digitalwörter, eine Einrichtung zum Lesen der gespeicherten Wörter und Umwandlung der Wörter in Analogform derart, daß jedes Wort einen gleichen Teil der Rahmenperiode einnimmt, und durch eine Einrichtung zum Filtern der umgewandelten Wörter.