DIGITAL SPEECH TRANSMISSION METHOD USING A SINGLE RADIO CHANNEL

Abstract: 1. Method for the digital transmission of speech by way of a single radio channel between two subscribers A and B each with a respective simplex radio set, in which always either the sending section or the receiving section is switched through, wherein the station just sending briefly interrupt its emission at regular time intervals and switches through the receiving path in order to ascertain wheter the counter-station intends to speak, characterized by the following features : - In both radio sets, the own speech amplitude is determined in parallel to the conversion of the speech into a bit current and digitalised on the one hand and conducted to a comparator on the other hand - In the sending radio set, the digitalised speech amplitude is periodically inserted into the bit current to be emitted and in the receiving radio set filtered out, converted and conducted to the comparator ; if the received speech amplitude at the comparator is lower than the own speech amplitude of the receiving radio set, then the speech direction is switched over. - In the receiving radio set, the transmitter is switched on briefly at the same periodicity, but displaced by a suitable time span, and the digitalised speech amplitude is emitted and received in the sending radio set by the receiver briefly switched on in synchronism, converted and conducted to the comparator ; if the received speech amplitude at the comparator is higher than the own speech amplitude of the sending radio set, then the speech direction is switched over.

Description: Vorfahren zur digitalen Sprachübortragung über einen einzigen Funkkanal Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Beim Simplex-Funkbetrieb auf einet einzigen Funkkanal zwischen zwei Teilnehmern A und B ist eine strenge Sprechdisziplin einzuhalten. Dem empfangenden Teilnehmer ist es nicht möglich einzusprechen. Beim Dplexbetrieb im Frequenzmultiplex werden zwei Funkkanäle benötigt und eine aufwendige Frequenzweiche. bei der digitalisierten Sprechfunktechnik ist die Anwendung des Zeitduplex bereits bekannt. Dabei werden kurze Datenblöcke von beiden Teilnehmern synchronisiert gesendet, so dass es sich in bezug auf die Funkgeräte um einen schnellen Simplexbetrieb handelt, Die Übertragungsgeschwindigkeit auf dem Frequenzkanal ist allerdings verdoppelt, so dass bei symmetrischem Zeitduplex zwei (direkt nebeneinander liegende) Kanäle belegt werden. Eine Frequenzweiche wird nicht benötigt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem es dem empfangenden Teilnehmer möglich ist, jederzeit einzusprechen. Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Sie geht aus von einer FM/PM-Funkübertragung unterhalb 1 GHz bei üblichem Kanalabstand. FIG. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Simplex-Funkgeräts für die Durchführung einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Sprachdigitalisierung erfolst.nach dem an sich bekannten Subband Coding-(SBC) oder Adaptive Predictive Coding-Verfahren (AP ) bei 9,6 kBd. Bei den Funkgeräten ist stets der Sende- oder Empfangszug durchgeschaltet. Eine Umschaltung der Sprechrichtung erfolgt durch Vergleich der Sprachamplituden in beiden beteiligten Funkgeräten. Spricht keiner der Teilnehmer A und B, so bleibt der zuletzt erreichte Schaltzustand erhalten. Bei beiden Funkgeräten wird parallel zur Sprachdigitali =X°rUB± die eigene Sprachamplitude ermittelt und zun einen einem Vergie^her (VA) zugeführt, zum anderen in 16 Stufen digitalisiert (so)' Beim sendenden Funkgerät wird periodisch alle 20 msec die digitalisierte Sprachamplitude für 1 msec in den Bitstrom eingefügt (vgl. die schraffierten Blöcke in der eraten Zeile des Datendiagramms in FIG. 1). Dabei stehen 10 Bit zur Verfügung, 4 für die 16-stufige Amplitudeninformation und 6 für Kenn eichnung und Synchronisation. Synchron wird im empfangenden Funkgerät diese Information aus dem Bitstrom ausgeblendet, gewandelt und dem Vergleicher zugeführt. Zeigt dieser an, dass die empfangene Sprachamplitude niedriger ist als die eigene (des empfan gehenden Funkgeräts), so wird die Sprechrichtung umgeschaltet. Zu der rtragung um 10 msec versetzt wird ebenfalls periodisch alle 20 msec beim empfangenden Funkgerät der Sender S und synchron beim sendenden Funkgerät der Empfänger E eingeschaltet und für i msec die digitalisierte Sprachamplitude des empfangenden Funkgeräts übertragen. Diese wird im sendenden Funkgerät gewandelt und dem Ver gLeichorVA zugeführt (vgl. auch die zweite Zeile des Datendiagramms in FIG. 1). Zeigt der Vergleicher an, dass die empfangene Sprachamplitude höher ist als die eigene (des sendenden Funkgeräts), so wird die Sprechrichtung umgeschaltet. Beim erfindungsgemässen Verfahren kann der hörende Teil- nehmer jederzeit einsprechen. Die Vergleicher in den beiden Funkgeräten reagieren mit einem Zeitunterschied von 10 msec. wenn die Sprachamplitude des hörenden Teilnehmers höher ist als die des gerade sendenden, so dass in beiden Funkgeräten praktisch gleichzeitig automatisch die Sprechrichtung umgeschaltet wird. Das vorstehend beschriebene verfahren soll im folgender als "Differential-Zeitduplex" bezeichnet werden. In erfinderischer Weiterbildung des Verfahrens schalten beide Furlkgeräte vom Differential-Zeitduplex auf dc symmetrischerl Zeitduplex um, wenn die Vergleicher feststellen, dass beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen. FIG. 2 zeigt ein Blockschaltbild für die Durchführung des weitergebildeten erfindungsgemässen Verfahrens. Der linke Tcil der Anordnung entspricht vollständig der Anordnung gemäss FIG. 1. Solange beide Teilnehmer abwechselnd sprechen, wird nach dem Differential-Zeitduplex verfahren. Stellen die Und-Schaltungen der Vergleicher fest, dass beide gleichzeitig sprechen, so wird zwischen A/D-Wandlung und Sender S'bzw. Empfänger E und D/A-Wandlung der rechte Teil der Anordnung mit den Speichern SP1 bis 5P4 eingeschaltet. In an sich bekannter Weise wird zum Senden der Bitstrom mit 9,6 kBd abwechselnd in die Speicher 5P1 bzw. 5P2 eingelesen und mit doppelter Geschwindigkeit bei 19,2 kBd ausgelesen. Der Empfang läuft sinngemäss umgekehrt ab. Wird die Modulationsart (vorzugsweise eine 2-tufige FSK) beibehalten, so wird während des Betriebs im symmetrischen Zeitduplex auf dem Funkkanal die doppelte Bandbreite belegt. Da dies aber während weniger als 10 % der Zeit der Fall sein wird, kann die kurzfristige Bandüberschreitung in Kauf genommen werden. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Band überschreitung dadurch vermieden, dass beim Betrieb im symmetrischen Zeitduplex aie Modulationsart auf die doppelte Anzahl von Stufen verändert wird. Im Adsführungsbeispiel der FIG. 2 wird z. B. der mit 19,2 kBd am Sender S anstehende zweiwertige Bitstrom in zwei Kanäle aufgespalten, die dann gleichzeitig mit einer 4-stufigen FSK bei 9,6 kBd über den Funkkanal betragen werden. Durch diese Umkodierung wird also mit der gleichen Sohrittgeschwindigkeit wie beim einfachen Simplexbetrieb die digitalisierte Sprache doppelt so schnell übertragen. Die 4-stufige Modulation bringt allerdings gegenüber der 2-stufigen einen geriilgeren Störabstand und damit höhere Bitfehlerzahl mit sich. In einer alternativen Ausführung der 'Veiterbildunz der Erfindung wird während des Betriebs im symmetrischen Zeit- duplex die Datenrate der Sprachdigitalisierung auf die Hälfte reduziert, also kurzzeitig eine Verschlechterung der Sprachqualität in Kauf genommen. In FIG. 2 bedeutet dies, dass die Wandlung (SBC/APC) bei 4,8 kBd stattfindet und mit 9,6 kBd übertragen wird, wobei die Modulationsart beibehaiten wird. Eine Bandüberschreitung findet auch in diesem Fall nicht statt.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur digitalen Sprachübertragung über einen einzigen Funkkanal zwischen zwei Teilnehmern A und B mit je einem. Simplex-Funkgerät, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - Bei den Funkgeräten ist stets der Sende- oder Empfags- zug durchgeschaltet - Bei beiden Funkgeräten wird parallel zur Umwandlung der Sprache in einen Bitstrom die eigene Sprachamplitude ermittelt und zum einen dtgitalisiert, zum anderen einem Vergleicher zugeführt - Beim sendenden Funkgerät wird periodisch die digitali- sierte Sprachamplitude in den auszusendenden B4'stPom eingefügt, beim empfangenden Funkgerät ausgeblendet, gewandelt und dem Vergleicher zugeführt; ist die empfangene Sprachamplitude am Vergleicher niedriger als die eigene Sprachamplitude des empfangenden Funkgeräts, so wird die Sprechrichtung umgeschaltet - Beim empfangenden Funkgerät wird um eine geeignete Zeitspanne verschoben mit der gleichen Periodizität kurzzeitig der Sender eingeschaltet und die digitali siebte Sprachamplitude ausgesendet, beim sendenden Funkgerät mit dem synchron kurzzeitig eingeschalteten Empfänger empfangen, gewandelt und dem Vergleicher zugeführt; ist die empfangene Sprachamplitude am Ver gleicher höher als die eigene Sprachamplitude des sendenden Funkgeräts, so wird die Sprechrichtung umge schaltet. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Funkgeräte auf symmetrischen Zeitduplex umgeschaltet werden, wenn die Vergleicher feststellen, dass beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsart der Funkübertragung auf die doppelte Anzahl von Stufen erhöht wird, wenn beide Teilnehmer glichzeitig sprechen. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenrate der Sprachdigitalisierung auf die Hälftc reduziert wird, wenn beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachdigitalisierung nach dem an sich bekannten Subband Coding- oder Adaptive Predictive Coding-Verfahren bei 9,6 kBd durchgeführt wird. 6. Verfahren nach Anspruch i und 5, dadurch gekenn2eich- net, dass die Aussendung der digitalisierten Sprachamplitude alle 20 msec für die Dauer von 1 msec erfolgt und dass die Aussendung bei den beiden Funkgeräten um 10 msec gegeneinander versetzt ist. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachamplitude in 16 Stufen digitalisiert wird.

Inventors: FISCHER, KARL, DIPL.-ING., SCHALLER, WOLFGANG, DR.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1983
Main classification: H04B1
IPC codes: H04B1