DE4135977C2 - Method for the simultaneous transmission of signals from N signal sources - Google Patents

Method for the simultaneous transmission of signals from N signal sources

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Abstract

A process is disclosed for simultaneously transmitting signals from N-signal sources over a corresponding number of transmission channels. The individual signals are subdivided into blocks and the blocks are converted into spectral coefficients by transformation or filtering, and the latter are then subjected to a data reduction process. The invention is characterized in that the blocks belonging to the individual signals are subdivided into section. The momentary sections of all signals are processed together, the admissible disturbance is determined for each section by using a perception-specific model and the momentarily required total transmission capacity is calculated. The allocation of the maximum available transmission capacity for each individual signal is calculated from the total available transmission capacity and the total momentarily required transmission capacity. Each individual signal is coded and transmitted with the thus determined capacity.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung von Signalen aus N Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen.The invention relates to a method for simultaneous transmission of signals from N Signal sources over a corresponding number of transmission channels.

Verfahren, bei denen die einzelnen (Zeit-) Signale in Blöcke aufgeteilt und die Blöcke durch eine Transformation oder Filterung in Spektralkoeffizienten umgesetzt werden, die wiederum einem Datenreduktionsverfahren unterzogen bzw. zur Datenreduktion entsprechend codiert werden, sind bekannt.Procedures in which the individual (time) signals in Blocks divided and the blocks through a transformation or filtering implemented in spectral coefficients which in turn is a data reduction process subjected or coded accordingly for data reduction  are known.

Hierzu wird beispielsweise auf den Artikel "Daten-Diät, Datenreduktion bei digitalisierten Audio-Signalen" von Stefanie Renner in Elrad, 1991 H. 4 S. 77 verwiesen. Auf diesen Artikel sowie die PCT-Offenlegungsschrift WO 88/01811 wird im übrigen zur Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen Begriffe und Verfahrensschritte ausdrücklich Bezug genommen.For example, on the article "data diet, Data reduction with digitized audio signals " by Stefanie Renner in Elrad, 1991 H. 4 p. 77. On this article as well as the PCT disclosure Incidentally, WO 88/01811 is used to explain all here Terms and process steps not described in detail expressly referred.

In einer Reihe von Fällen ist es nun erforderlich, Signale aus mehreren Signalquellen gleichzeitig über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen zu übertragen. Als einfachstes Beispiel hierfür sei die Übertragung von Stereo-Signalen über zwei Übertragungskanäle genannt.In a number of cases, it is now necessary Signals from several signal sources simultaneously a corresponding number of transmission channels transfer. The simplest example of this is the Transmission of stereo signals over two transmission channels called.

Bei der Übertragung von Signalen aus N Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen stellt sich nun das Problem der Dimensionierung der Übertragungskanäle: When transmitting signals from N signal sources over a corresponding number of transmission channels now the problem of dimensioning the Transmission channels:  

Dimensioniert man jeden einzelnen Übertragungskanal so, daß er den "maximal anfallenden Bit-Strom" übertragen, kann, so bleibt "im Mittel" vergleichsweise viel Übertragungskapazität ungenutzt.If you dimension each individual transmission channel so that it transmit the "maximum bit stream", can, so "on average" remains comparatively much transmission capacity unused.

Nun ist es aus der digitalen Telefontechnik bekannt, bei der Übertragung von Signalen aus einer Vielzahl von Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen die Übertragungskanäle lediglich für einen "mittleren Bedarf" auszulegen und auf einzelnen Kanälen kurzfristig erhöhten Bedarf durch Zuweisung aus anderen Kanälen auszugleichen. Die Zuweisung erfolgt dabei ausschließlich über die Signalstatistik.Now it’s known from digital phone technology, when transmitting signals from a variety of Signal sources over a corresponding number of transmission channels the transmission channels for only one to interpret "medium demand" and on individual channels short-term increased demand through assignment from others Equalize channels. The assignment is made exclusively via the signal statistics.

Erfindungsgemäß ist nun erkannt worden, daß die in der digitalen Telefontechnik gebräuchlichen Verfahren zum Ausgleich eines schwankenden Bedarfs bei der Übertragung einer Vielzahl von Signalen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen dann keine guten Resultate liefern, wenn die zu übertragenden digitalen Signale vorher einer Datenreduktion beispielsweise nach dem sogenannten OCF-Verfahren unterzogen worden sind.According to the invention it has now been recognized that the in digital telephone technology Compensate for fluctuating transmission needs a variety of signals via a corresponding Number of transmission channels then no good results deliver when the digital to be transferred Signals before data reduction, for example have been subjected to the so-called OCF process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung von Signalen aus N Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen anzugeben, mit denen "datenreduzierte Signale" über Übertragungskanäle, die lediglich für einen "mittleren Bedarf" dimensioniert sind, ohne wahrnehmbare, d. h. beispielsweise hörbare Einbußen an Signalkapazität übertragen werden können.The invention has for its object a method  for the simultaneous transmission of signals from N Signal sources over a corresponding number of transmission channels specify with which "data-reduced Signals "via transmission channels that are only for an "average need" are dimensioned without noticeable, d. H. for example, audible losses Signal capacity can be transmitted.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The achievement of this task is in Claim 1 specified. Developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, zum Ausgleich des schwankenden Bedarfs bei der gleichzeitigen Übertragung von Signalen aus N Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen die Zuteilung an die einzelnen Signale nicht nach statistischen Gesichtspunkten vorzunehmen, sondern bereits in dem Verfahrensschritt, in dem die Signale zur Datenreduktion codiert werden, den schwankenden Bedarf durch entsprechende Maßnahmen auszugleichen.The invention is based on the basic idea of Compensate for fluctuating needs at the same time Transmission of signals from N signal sources via a corresponding number of transmission channels Allocation to the individual signals not according to statistical Aspects, but already in the process step in which the signals for data reduction are encoded, the fluctuating demand to compensate for corresponding measures.

Dieser erfindungsgemäße Grundgedanke wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigtThis basic idea according to the invention is as follows based on an embodiment and the drawings explained in more detail in which shows

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 1 is a block diagram for explaining the method according to the invention, and

Fig. 2a und 2b den erfindungsgemäßen Signalaufbau. FIGS. 2a and 2b shows the signal structure according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die einzelnen Signale in Blöcke aufgeteilt und die Blöcke durch eine Transformation oder Filterung in Spektralkoeffizienten umgesetzt. Zum Ausgleich des schwankenden Bedarfs werden die zu den einzelnen Signalen gehörenden transformierten Blöcke in Abschnitte aufgeteilt, und die jeweils aktuellen Abschnitte aller Signale gleichzeitig bearbeitet.In the method according to the invention, the individual Signals divided into blocks and the blocks through a transformation or filtering in spectral coefficients  implemented. To compensate for fluctuating needs the transforms belonging to the individual signals are transformed Blocks divided into sections, and the current one Sections of all signals processed simultaneously.

Unter Verwendung eines wahrnehmungsspezifischen Modells, das beispielsweise bei der Übertragung von Audio-Signalen ein psycho-akustisches Modell sein kann, wird für jeden Abschnitt die erlaubte Störung bestimmt und hieraus die Anforderung an die aktuell erforderliche Gesamt-Übertragungskapazität berechnet. Die Berechnung der Gesamt-Übertragungskapazität, d. h. der nötigen Bitzahl, erfolgt für alle Blöcke gleichzeitig. Aus der insgesamt zur Verfügung stehenden Übertragungskapzität und der aktuell benötigten Gesamt-Übertragungskapazität wird die Zuteilung an maximal zur Verfügung stehender Übertragungskapazität für jedes Einzelsignal berechnet. Mit der für jedes Einzelsignal zugeteilten "Bitzahl" erfolgt die Codierung des Einzelsignals und entsprechend die Übertragung dieses Einzelsignals. Dabei erfolgt im einfachsten Falle ein Ausgleich der jeweils benötigten Übertragungskapazität nur zwischen den Kanälen.Using a perception-specific model, for example when transferring Audio signals can be a psycho-acoustic model the permitted fault is determined for each section and from this the requirement for the currently required Total transmission capacity calculated. The calculation the total transmission capacity, d. H. the necessary Number of bits, occurs for all blocks at the same time. From the total available transmission capacity and the currently required total transmission capacity the allocation to the maximum available Transmission capacity calculated for each individual signal. With the "number of bits" allocated for each individual signal the individual signal is encoded and accordingly the transmission of this single signal. Here in the simplest case, each is balanced required transmission capacity only between the Channels.

Bei der im Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung ist eine Reserve an Übertragungskapazität, ein sogenanntes Bitreservoir vorhanden, aus dem in dem Falle, daß die benötigte Gesamt-Übertragungskapazität die im Mittel zur Verfügung stehende Übertragungskapazität übersteigt, eine Zuteilung an Übertragungskapazität erfolgt. In the training specified in claim 2 a reserve of transmission capacity, a so-called Bit reservoir available from which in the event that the total transmission capacity required on average available transmission capacity exceeds an allocation of transmission capacity is made.  

Dieses Bitreservoir wird immer dann aufgefüllt, wenn die angeforderte Übertragungskapazität kleiner als die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität ist (Anspruch 3).This bit reservoir is always filled up when the requested transmission capacity is less than that available transmission capacity is (Claim 3).

Vorteilhaft ist es, daß - um ein zu großes Anwachsen des Bitreservoirs zu verhindern - in dem Falle, daß die Übertragungskapazität sehr viel kleiner als die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität ist, eine Zwangs-Zuteilung von Bits an die einzelnen Kanäle erfolgt (Anspruch 4). Diese Zwangs-Zuteilung erfolgt dabei bevorzugt lediglich an die Kanäle bzw. Signalquellen, die einen Bedarf angemeldet haben, der größer als ein mittlerer Bedarf ist. Ein wesentlich größerer Bedarf als der durchschnittliche Bedarf bedeutet nämlich, daß diese Signale wesentlich schwerer zu codieren sind als übliche Signale.It is advantageous that - to one to prevent large growth of the bit reservoir - in in the event that the transmission capacity is very much smaller than the available transmission capacity is a forced allocation of bits to the individual channels takes place (claim 4). This compulsory allocation is preferably done only to the Channels or signal sources that registered a need that are greater than a medium need. On much greater need than the average Namely, need means that these signals are essential are more difficult to code than normal signals.

Nach Anspruch 9 ist es bevorzugt, wenn aus allen getrennt codierten Signalen der Signalquellen ein Gesamtblock gebildet wird, der aus einem festen Bereich, der Information beinhaltet, aus der die Separierung der Signale ermittelt werden kann, sowie aus mehreren Bereichen flexibler Länge besteht, die die codierten Signale aufnehmen. Dies ist schematisch in Fig. 2a dargestellt.According to claim 9, it is preferred if an overall block is formed from all separately coded signals of the signal sources, which consists of a fixed area, which contains information from which the separation of the signals can be determined, and of several areas of flexible length, which record coded signals. This is shown schematically in Fig. 2a.

Eine weitere Einsparung an Übertragungskapazität erhält man dadurch, daß gleiche Eingangssignale erkannt und durch ein geeignetes Übertragungsformat nur einmal übertragen werden (Anspruch 6). Dies ist schematisch in Fig. 2b dargestellt.A further saving in transmission capacity is obtained by recognizing the same input signals and transmitting them only once using a suitable transmission format (claim 6). This is shown schematically in Fig. 2b.

In jedem Falle ist es möglich, die aktuell benötigte Übertragungskapazität exakt zu bestimmen oder lediglich abzuschätzen (Ansprüche 7 und 8).In any case, it is possible to find the one currently required  To determine transmission capacity exactly or only to estimate (claims 7 and 8).

Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend parallel auszuführen. Hierzu ist es bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 10 die Codierung der Einzelsignale bereits während der Berechnung der Zuteilung der Übertragungskapazität für jedes Signal beginnt.In addition, it is possible to use the invention Execute procedures largely in parallel. This is it is preferred if, according to claim 10, the coding of the Individual signals already during the calculation of the allocation the transmission capacity for each signal begins.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist im Anspruch 11 angegeben:Another preferred embodiment of the invention The basic idea is stated in claim 11:

Wenn die benötigte Übertragungskapazität die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität übersteigt und keine Zuteilung aus dem Bit-Reservoir erfolgen kann, so ist es möglich, den Wert der erlaubten Störung für sämtliche Signale so anzuheben, daß die benötigte Gesamt-Übertragungskapazität die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität nicht übersteigt (Anspruch 11).If the required transmission capacity is available standing transmission capacity exceeds and no allocation can be made from the bit reservoir, so it is possible to change the value of the allowed interference for raise all signals so that the required Total transmission capacity the available Transmission capacity does not exceed (claim 11).

Claims (11)

1. Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung von Signalen aus N Signalquellen über eine entsprechende Zahl von Übertragungskanälen, bei dem die einzelnen Signale in Blöcke aufgeteilt und die Blöcke durch eine Transformation oder Filterung in Spektralkoeffizienten umgesetzt werden, die derart einem Datenreduktionsverfahren unterzogen werden, daß der zu einem Block gehörende Bereich der Spektralkoeffizienten in Abschnitte aufgeteilt wird, wobei jeweils aktuell zu verarbeitende Abschnitte aller Signale gleichzeitig bearbeitet werden, und ein wahrnehmungsspezifisches Modell eine erlaubte Störung für jeden Abschnitt bestimmt und zur Ermittlung der Anforderung an eine aktuell erforderliche Gesamt-Übertragungskapazität verwendet wird, und eine aus der insgesamt zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität und der aktuell erforderlichen Gesamt-Übertragungskapazität die Zuteilung an maximal zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität für jedes Einzelsignal blockweise berechnet und jedes Einzelsignal unter Zugrundelegung dieser so bestimmten Kapazität codiert und übertragen wird.1. Procedure for the simultaneous transmission of signals from N signal sources over a corresponding number of Transmission channels in which the individual signals in Blocks divided and the blocks through a transformation or filtering implemented in spectral coefficients be such a data reduction process undergo that to a block belonging range of spectral coefficients divided into sections is, each being currently processed Sections of all signals are processed simultaneously and a perception-specific model allowed one Disturbance determined for each section and to determine the Requirement for a currently required total transmission capacity is used and one of the total available Transmission capacity and the currently required Total transmission capacity the allocation to maximum available transmission capacity calculated block by block for each individual signal and each individual signal based on this determined capacity is encoded and transmitted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reserve an Übertragungskapazität (Bit-Reservoir) vorhanden ist, aus der in dem Falle, daß die benötigte Gesamt-Übertragungskapazität die im Mittel zur Verfügung stehende Übertragungskapazität übersteigt, eine Zuteilung erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that a reserve of transmission capacity (Bit reservoir) exists from which in the If the total transmission capacity required is average available transmission capacity an allocation is made. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bit-Reservoir aufgefüllt wird, wenn die angeforderte Übertragungskapazität kleiner als die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität ist.3. The method according to claim 2,  characterized in that the bit reservoir is filled becomes smaller when the requested transmission capacity than the available transmission capacity. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß - um ein zu großes Anwachsen des Bit-Reservoirs zu verhindern - in dem Falle, daß die angeforderte Übertragungskapazität sehr viel kleiner als die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität ist, eine Zwangs-Zuteilung von Bits erfolgt.4. The method according to claim 3, characterized in that - to overgrowth of the bit reservoir - in the event that the requested transmission capacity much smaller than the available transmission capacity is one Forced assignment of bits is done. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangs-Zuteilung lediglich bei einem Bedarf erfolgt, der größer als ein mittlerer Bedarf ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the compulsory allocation only when there is a need that is greater than a medium one Need is. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Eingangssignale erkannt und durch ein geeignetes Übertragungsformat nur einmal übertragen werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the same input signals are recognized and only through a suitable transmission format be transmitted once. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der aktuell nötigen Übertragungskapazität exakt erfolgt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the determination of the current necessary transmission capacity takes place exactly. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der aktuell nötigen Übertragungskapazität nur abgeschätzt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the determination of the current necessary transmission capacity is only estimated. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus allen getrennt codierten Signalen der Signalquellen ein Gesamtblock gebildet wird, der aus einem festen Bereich, der eine Information beinhaltet, aus der die Separierung der einzelnen Signale ermittelt werden kann, sowie aus mehreren Bereichen flexibler Länge besteht.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that separately coded from all Signals of the signal sources form an overall block, from a fixed area that contains information from which the separation of the individual signals  can be determined, as well as from several areas flexible length exists. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung der Einzelsignale bereits während der Berechnung der Zuteilung der Übertragungskapazität für jedes Signal beginnt.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the coding of the individual signals already during the calculation of the allocation the transmission capacity for each signal begins. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Falle, daß die angeforderte Bitzahl die insgesamt zur Verfügung stehende Bitzahl übersteigt, die erlaubte Störung für alle Signalquellen vergrößert wird, so daß sich eine verringerte Bit-Anforderung ergibt.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that in the event that the requested number of bits the total available Number of bits exceeds the permitted interference for all Signal sources is increased, so that a decreased Bit request results.
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