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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND COMMUNICATION DEVICE FOR TRANSMITTING USEFUL DATA IN A PACKET-ORIENTED COMMUNICATIONS NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/117272
Kind Code:
A1
Abstract:
A process and a communication device are disclosed for transmitting useful data in a communications network, the useful data consisting of a sequence of sample values (1 34), and a plurality of sample values (1 34) being combined into data packets (B0b B6b) and transmitted over the communications network from a sender (Sb) to a receiver (Eb). Adjacent sample values (1 34) are transmitted by the sender (Sb) in different data packets (B0b B6b), so that when a data packet (B2b) is lost, the missing sample values (8, 12, 14, 16, 18) may be reconstructed on the basis of adjacent received sample values (7 19) belonging to other data packets (B1b, B3b).

Inventors:
JANDEWERTH THEODOR (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/061337
Publication Date:
November 09, 2006
Filing Date:
April 05, 2006
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
JANDEWERTH THEODOR (DE)
International Classes:
H04L1/00; G10L19/00; H03M13/27; H04N19/895
Other References:
TURUNEN J ET AL: "Assessment of objective voice quality over best-effort networks", COMPUTER COMMUNICATIONS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS BV, AMSTERDAM, NL, vol. 28, no. 5, 23 March 2005 (2005-03-23), pages 582 - 588, XP004819783, ISSN: 0140-3664
MATSUO N ET AL: "INTRODUCTION OF LINTERLEAVING IN PACKET VOICE COMMUNICATIONS", ELECTRONICS & COMMUNICATIONS IN JAPAN, PART I - COMMUNICATIONS, WILEY, HOBOKEN, NJ, US, vol. 72, no. 5, PART 1, 1 May 1989 (1989-05-01), pages 40 - 47, XP000085031, ISSN: 8756-6621
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten in einem Kommuni kationsnetzwerk, wobei die Nutzdaten aus einer Folge von Abtastwerten.
2. (1...34) bestehen, und wobei mehrere Abtastwerte (1...34) jeweils zu Blöcken (BOb...B6b, Blc.Bδc) zusammengefasst und über das Kommunika tionsnetzwerk von einem Sender (Sb, Sc) zu einem Empfänger (Eb, Ec) übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Sender (Sb, Sc) benachbarte Abtastwerte.
3. (1...34) jeweils mittels verschiedener Blöcke (BOb...B6b, BIc...B8c) übertragen werden.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Abtastwerte (1...34) Sprachdaten einer Sprach datenanordnung verwendet werden, wobei benachbarte Abtast¬ werte (1...34) zeitlich unmittelbar aufeinander folgende Abtastwerte (1...34) eines Sprachsignals betreffen.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Abtastwerte (1...34) jeweils digitalisierte In¬ formationen über die Bildpunkte eines zu übertragenden Bildes verwendet werden, wobei benachbarte Abtastwerte (1...34) benachbarte Bildpunkte betreffen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den mittels der verschiedenen Blöcke (BOb...B6b, Blc...B8c) übertragenen Abtastwerten (1...34) durch den Emp fänger (Eb, Ec) die ursprüngliche Reihenfolge der Abtast¬ werte (1...34) wieder hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das Kommunikationsnetzwerk ein Datennetz gemäß des InternetProtokolls und/oder ein Funk Kommunikationsnetzwerk mit paketorientierter Datenübertragung verwendet wird, wobei die Blöcke (BOb...B6b, Blc.Bδc) jeweils in einem Datenpaket übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fällen, in denen ein Block (B2b, B3c) bei der Übermittlung verloren geht und/oder zu spät bei dem Empfänger (Eb; Ec) eintrifft, die dadurch fehlenden Abtast¬ werte (8, 10, 12, 14, 16, 18; 9, 12, 15, 18) durch den Empfänger (Eb; Ec) aus zumindest einem empfangenen vorhergehenden und/oder einem empfangenen nachfolgenden und/oder zumindest zwei empfangenen benachbarten Abtastwerten (1...34) interpoliert werden.
9. Kommunikationsgerät zum Versenden von Nutzdaten, mit einer Übertragungseinrichtung zur Zusammenfassung einer Folge von Abtastwerten (1...34) in Blöcken (BOb...B6b, BIc...B8c) mit jeweils mehreren Abtastwerten (1...34) und zur Übermittlung dieser Blöcke (BOb...B6b, BIc...B8c) zu einem Empfänger (Eb, Ec) , dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsgerät zur Aufteilung der Folge von Abtastwerten (1...34) auf zumindest zwei Zeitreihen (ZRIb, ZR2b, ZRIc, ZR2c, ZR3c) eingerichtet ist, wobei benachbar te Abtastwerte (1...34) jeweils unterschiedlichen Zeitreihen (ZRIb, ZR2b, ZRIc, ZR2c, ZR3c) zugeordnet sind und wobei das Kommunikationsgerät zur Zusammenfassung der Abtastwerte (1...34) jeder Zeitreihe (ZRIb, ZR2b, ZRIc, ZR2c, ZR3c) in einer jeweiligen Folge von Blöcken (BOb...B6b, BIc...B8c) eingerichtet ist. Kommunikationsgerät nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung derart konfiguriert ist, dass die Blöcke (BOb...B6b, Blc.Bδc) jeweils in Datenpaketen ver¬ sendet werden, wobei die Blöcke (BOb...B6b, Blc.Bδc) eines Datenpaketes zu einer anderen Zeitreihe (ZRIb, ZR2b, ZRIc, ZR2c, ZR3c) als die des vorhergehend versendeten Datenpa¬ ketes gehören.
Description:
Beschreibung

Verfahren und Kommunikationsgerät zur Übertragung von Nutzda ¬ ten in einem paketorientierten Kommunikationsnetzwerk

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Netzdaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ein Kommunikationsgerät zur Übertragung von Nutzdaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Sprache, Bilder und andere Informationen werden in modernen Kommunikationsnetzwerken meist digital übertragen. Dazu wird das Nutzsignal, beispielsweise ein in „analoger" Form vorlie ¬ gendes Audio-Signal oder ein von einer Kamera aufgenommenes Bild, in eine Folge von Zahlenwerten, den Abtastwerten, umgesetzt und von einem Sender zu einem Empfänger übertragen.

In vielen Kommunikationsnetzwerken werden dabei die Abtastwerte nicht einzeln übermittelt, sondern zusammengefasst zu sogenannten Datenpaketen. Dies ist beispielsweise in den Kommunikationsnetzwerken gemäß des Internet-Protokolls (IP- Netze) und in vielen Funknetzwerken der Fall.

Die paketweise übertragenen Abtastwerte werden bei dem Emp ¬ fänger wieder zu einer kontinuierlichen Folge „zusammengesetzt" und wiedergegeben. Dabei kann ein Datenpaket erst dann „ausgepackt" und zur Wiedergabe gebracht werden, wenn es vollständig bei dem Empfänger angekommen ist. Dadurch kann es insbesondere bei einer „Echtzeit"-Kommunikation, beispielsweise bei Telefongesprächen, zu einem Zeitverzug kommen, dem so genannten „Delay". Aus diesem und aus anderen Gründen ist die Datenmenge, also die Menge der Abtastwerte, für jedes Da- tenpaket beschränkt, beispielsweise bei der Sprachdaten-

Telefonie (VOIP - Voice Over IP) auf eine etwa 30ms dauernde Abfolge von Abtastwerten.

Bei der Übermittlung der Datenpakete können verschiedene Probleme auftreten. Ein bei der Übertragung von Datenpaketen im Internet bekanntes Problem ist beispielsweise die verzö ¬ gerte Übertragung einzelner Datenpakete. Es kann also vorkom- men, dass einzelne Datenpakete viel später als andere, nach ¬ folgend erzeugte Datenpakete beim Empfänger ankommen und so ¬ mit zu einem hohen Zeitverzug („Delay") führen. Um den Zeit ¬ verzug zwischen dem Versenden und dem Empfangen der Nutzdaten zu begrenzen, werden solche verzögert übermittelten Datenpa- kete in der Regel verworfen, so dass sich beim Empfänger eine Lücke im wiedergegebenen Nutzsignal ergibt, dafür der Delay aber beschränkt wird. Gleiches gilt entsprechend auch für verloren gegangene Datenpakete; diese Probleme sind insbeson ¬ dere in Funknetzwerken mit bewegten Sendern oder Empfängern häufig zu beobachten. Aufgrund der Echtzeit-Anforderung ist in solchen Fällen auch keine erneute Anforderung des verloren gegangenen Datenpaketes möglich.

Die in solchen Fällen entstehende „Lücke" führt zum einen zum Verlust von Informationen und ist zum anderen eine Störung, die den Empfänger irritiert.

Als Abhilfe werden im Stand der Technik solche Lücken häufig mit einem Rauschsignal ausgefüllt, welches im Falle der Über- tragung eines Audio-Signals üblicherweise in seiner Signal ¬ energie („Lautstärke") den zuvor empfangenden Datenpaketen angeglichen wird. Das Rauschen ersetzt zwar nicht die fehlende Information, verringert aber die Irritation bei der Wiedergabe. Gleiches gilt für „Lücken" bei empfangenen Bildin- formationen, wobei fehlende Teile eines empfangenen Bildes („Pixelgruppen") für die Wiedergabe durch graue oder anders monochrom eingefärbte Flächen ersetzt werden.

Eine bekannte Strategie zur Vermeidung des Problems ist es, die Übertragungskapazität des verwendeten Kommunikationsnetzwerkes zu vergrößern, so dass der Anteil der verloren gegangenen Datenpakete bzw. die Laufzeit der übermittelten Datenpakete verringert wird. Dadurch können zwar kapazitätsbeding-

te Verzögerungen vermindert werden, aber andere Störungen, beispielsweise atmosphärische oder bewegungsbedingte Störun ¬ gen in Funknetzwerken und daraus resultierende Paket- Verluste, können dadurch nicht beseitigt werden. Die durch derartige Störungen nicht oder verzögert übertragene Datenpa ¬ kete führen also zu Beeinträchtigungen in Form von Informationsverlusten und Irritationen.

Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die durch den Verlust von Datenpaketen auftretenden Beeinträchtigungen zu verringern.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß des Patentan ¬ spruchs 1 und durch das Kommunikationsgerät gemäß des Patent- anspruchs 6 gelöst.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten in einem Kommunikationsnetzwerk gelöst, wobei die Nutzdaten aus einer Folge von Abtastwerten bestehen, und wo- bei mehrere Abtastwerte jeweils in Datenpaketen mit Abtast ¬ wert-Blöcken zusammengefasst und über das Kommunikationsnetzwerk von einem Sender zu einem Empfänger übermittelt werden. Dabei werden benachbarte Abtastwerte durch den Sender jeweils mittels verschiedener Blöcke in verschiedenen Datenpaketen übertragen. Dadurch ist sichergestellt, dass bei Verlust ei ¬ nes Datenpaketes bei dem Empfänger eine Folge von verbleiben ¬ den Abtastwerten empfangen wird, bei der maximal jeder zweite ursprüngliche Abtastwert fehlt. Das heißt, dass im Fall eines Verlustes eines Datenpaketes sich zwar eine reduzierte Ab- tastrate und somit eine reduzierte Signalbandbreite ergibt, aber kein längeres zusammenhängendes Informationsstück verlo ¬ ren geht .

Die Aufgabe wird weiter durch ein Kommunikationsgerät zum Versenden von Nutzdaten gelöst, wobei das Kommunikationsgerät mit einer Übertragungseinrichtung zur Zusammenfassung einer Folge von Abtastwerten zu Blöcken mit jeweils mehreren Abtastwerten und zur Übermittlung dieser Blöcke zu einem Emp-

fänger ausgestattet ist. Dabei ist das Kommunikationsgerät zur Aufteilung der Folge von Abtastwerten in zumindest zwei Zeitreihen eingerichtet, wobei benachbarte Abtastwerte je ¬ weils unterschiedlichen Zeitreihen zugeordnet sind und wobei das Kommunikationsgerät zur Zusammenfassung der Abtastwerte jeder Zeitreihe zu einer jeweiligen Folge von Blöcken eingerichtet ist. Dabei ist die Sendeeinrichtung vorteilhaft der ¬ art konfiguriert, dass jeder versendete Block zu einer ande ¬ ren Zeitreihe als ein vorhergehend versendeter Block gehört. Ein derart ausgerüstetes Kommunikationsgerät stellt sicher, dass aufeinander folgende Abtastwerte mittels verschiedener Datenpakete versendet werden. So lange nicht zu viele aufein ¬ ander folgende Datenpakete bei der Übertragung verloren gehen bzw. zu spät beim Empfänger eintreffen, ist gewährleistet, dass bei der Wiedergabe der Nutzdaten nicht mehrere aufeinan ¬ der folgende Abtastwerte fehlen. Der Verlust eines Datenpake ¬ tes oder weniger Datenpakete bewirkt somit bei dem erfin ¬ dungsgemäßen Kommunikationsgerät lediglich eine Herabsetzung der effektiven Abtastrate, wodurch die effektive Bandbreite der Übertragung zwar reduziert (maximal halbiert) wird, aber keine größeren Lücken in der Wiedergabe entstehen. Irritationen, die durch Lücken in der Wiedergabe entstehen, werden somit vermieden, indem der entstehende Fehler auf einen größeren Zeitbereich verteilt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale der Un ¬ teransprüche vorteilhaft weiter ausgebildet. Die dabei be ¬ schriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Kommunikationsgerät.

Das Verfahren kann vorteilhaft für die Übertragung von Sprachdaten einer Sprachdatenanordnung, häufig auch VoIP- Anordnung genannt (VoIP = Voice over Internet Protocol), ein ¬ gesetzt werden. Dabei betreffen benachbarte Abtastwerte dann zeitlich direkt aufeinander folgende Abtastwerte, die aus ei ¬ ner zeitdiskreten Abtastung eines Audiosignals hervorgehen.

Das Verfahren kann weiter auch vorteilhaft zur Übertragung von Bildinformationen eingesetzt werden. Dabei werden als die Abtastwerte jeweils digitalisierte Informationen über die Bildpunkte eines zu übertragenden Bildes verwendet, wobei dann benachbarte Abtastwerte benachbarte Bildpunkte betref ¬ fen. Im Fall eines Datenpaket-Verlustes und damit eines Block-Verlustes gehen durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht kleinere Bildbereiche vollkommen verloren, sondern es wird in einem etwas größeren Bildbereich lediglich die BiId- qualität herabgesetzt. Das liegt daran, dass nach dem Verlust eines Datenpaketes zumindest jeder zweite Bildpunkt (Pixel) weiter vorhanden bleibt und somit das Bild - wenn auch mit einer niedrigeren Auflösung - erhalten bleibt. Die Störung wird so auf einen größeren Bildbereich „verteilt".

Die korrekte Wiedergabe der übertragenen Informationen (Sprache, Bilder, etc.) setzt natürlich voraus, dass aus den mit ¬ tels der verschiedenen Datenpakete übertragenen Abtastwerten durch den Empfänger die ursprüngliche Reihenfolge der Abtast- werte wieder hergestellt wird. Dabei kann in den Fällen, in denen ein Datenpaket bei der Übermittlung verloren geht und/oder zu spät bei dem Empfänger eintrifft, die dadurch fehlenden Abtastwerte durch den Empfänger aus zumindest einem empfangenen vorhergehenden und/oder zumindest zwei empfange- nen benachbarten Abtastwerten interpoliert werden. Dadurch wird (im Fall übertragener akustischer Informationen) gewährleistet, dass die Wiedergabe des Signals auch bei verloren gegangenen Datenpaketen nicht „schneller" wird. Die Synchro- nität bzw. die zeitliche Verzögerung („Delay") zwischen abge- tasteten Sendesignal und dem wiedergegebenen EmpfangsSignal bleibt also erhalten bzw. konstant. Bei übertragenen Bildinformationen bewirkt die Interpolation „fehlender" Bildpunkte, dass Verschiebungen im wiedergegebenen Bild vermieden werden bzw. das Format (Bildgröße) des wiedergegebenen Bildes kon- stant bleibt.

Als Kommunikationsnetzwerk wird vorteilhaft ein Datennetz gemäß des Internet-Protokolls und/oder ein Funk-Kommunikations-

netzwerk mit paketorientierter Datenübertragung verwendet. In solchen Netzwerken kann das Verfahren eingesetzt werden, ohne die Übertragungstechnik des jeweiligen Netzwerks verändern zu müssen. Lediglich Sender und Empfänger müssen auf das erfin- dungsgemäße Verfahren eingerichtet werden. Durch die paket ¬ orientierte Übertragung können zwei oder mehr Zeitreihen auf einfache Weise innerhalb eines Übertragungs-Kanals abgebildet werden.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Sie dienen gleichzeitig zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Kommunikationsgerätes .

Dabei zeigen:

Figur 1 die blockweise Übertragung von Abtastwerten nach einem Verfahren gemäß des Standes der Technik, wobei ein Datenpaket mit einem Block Abtastwerte ver- loren geht,

Figur 2 die Verteilung von Abtastwerten auf zwei Zeitreihen, und

Figur 3 die Verteilung von Abtastwerten auf drei Zeitreihen.

Die Figur 1 zeigt schematisch die blockweise Übertragung von Abtastwerten in einem (nicht gezeigten) Kommunikationsnetz- werk. Dabei werden fünf zeitlich aufeinander folgende Abtastwerte (in der Abbildung als Punkte gezeigt) jeweils zu Blö ¬ cken BIa, B2a, B3a, B4a zusammengefasst . Die Blöcke BIa, B2a, B3a, B4a werden jeweils mittels eines Datenpaketes (nicht dargestellt) von einem Sender Sa zu einem Empfänger Ea über- tragen. Das Kommunikationsnetzwerk ist dazu paketorientiert aufgebaut; im vorliegenden Fall handelt es sich um ein Sprachdatennetzwerk (VoIP-Netzwerk) gemäß des Internet Protokolls.

Im Folgenden wird angenommen, dass in jeweils einem Datenpaket ein Block übertragen wird, so dass sich die Bezeichnungen und Bezugszeichen der Blöcke Bla...B8c gleichermaßen auf Daten- pakete beziehen.

Jedes Datenpaket enthält neben dem Block BIa, B2a, B3a, B4a mit den Abtastwerten eine fortlaufende Identifikationsnummer, die es dem Empfänger Ea gestattet, die Blöcke BIa, B2a, B3a, B4a in der richtigen Reihenfolge aneinander zu reihen und wiederzugeben .

Aus der Figur 1 ist ersichtlich, dass der Block B3a beim Empfänger nicht oder nicht rechtzeitig ankommt. In dem vorlie- genden Sprachdatennetz geschieht die Übertragung der Datenpakete mit den Blöcken BIa, B2a, B3a, B4a üblicher Weise nach dem UDP-Protokoll (UDP = User Datagram Protocol) . Das UDP- Protokoll hat einen minimalen Protokollmechanismus und garan ¬ tiert nicht die Ablieferung (Übertragung) eines Datagramms (Datenpakets); man spricht dabei auch von einer ungesicherten Übertragung.

Nach dem Empfang der anderen Blöcke BIa, B2a, B4a stellt der Empfänger Ea nach Ablauf einer maximalen Wartezeit fest, dass das Datenpaket mit dem Block B3a nicht zur Wiedergabe zur

Verfügung steht. Die maximale Wartezeit hängt dabei von dem maximalen erlaubten „Delay" der Übertragung und von der Größe eines empfängerseitigen Empfangspuffers ab.

Es entsteht also bei der Wiedergabe eine Lücke zwischen der

Wiedergabe der Blöcke B2a und B4a. Da diese Lücke in der Pra ¬ xis nicht, wie hier exemplarisch gezeigt, lediglich fünf Abtastwerte umfasst, sondern beispielsweise einen etwa 30 ms dauernden Signalabschnitt betrifft, was bei einer Abtastrate von 8 ks/s also 240 Abtastwerten entspricht, führt dieser Blockverlust zu einer schlechten Sprachverständlichkeit.

Die Figur 2 zeigt in ihrem oberen Teil eine Reihe von Abtast ¬ werten 1...34, die von dem Sender Sb zu dem Empfänger Eb übertragen werden sollen. Im Gegensatz zum Verfahren aus dem Stand der Technik (siehe Figur 1) werden jetzt die Abtastwer- te 1...34 auf zwei Zeitreihen ZRIb, ZR2b aufgeteilt, wobei die Abtastwerte 1, 3, 5, ... mit einer ungeraden Ordnungsnummer der Zeitreihe ZRIb angehören, und die restlichen Abtastwerte der Zeitreihe ZR2b.

Auch hier werden Abtastwerte zu Blöcken BOb, BIb, B2b, B4b, B5b, B6b, ... zusammengefasst, wobei jedoch - im Gegensatz zu dem anhand der Figur 1 beschriebenen Verfahren - für jede Zeitreihe ZRIb, ZR2b eine eigene Abfolge von Blöcken erstellt wird, nämlich die Blöcke BIb, B3b, B5b für die Zeitreihe ZRIb und die Blöcke BOb, B2b, B4b, B6b für die Zeitreihe ZR2b. Die Blöcke der Zeitreihen ZRIb, ZR2b werden abwechselnd nach der Zusammenfassung der jeweiligen Abtastwerte jeweils mittels eines Datenpaketes (nicht dargestellt) zu dem Empfänger Eb übermittelt. So ist beispielsweise nach der Abtastung des Ab- tastwertes Nr. 6 der Block BOb der Zeitreihe ZR2b fertig ge ¬ stellt und kann zu dem Empfänger Eb übermittelt werden. Der nächste vollständige Block ist der Block BIb, der fertig ge ¬ stellt ist, nachdem ihm der Abtastwert 11 zugeordnet ist; der Block Ib wird nach dem Block Ob zu dem Empfänger übermittelt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zur besseren Veranschaulichung jeweils sechs Abtastwerte zu einem Block zusammengefasst. Wie anhand der Figur 1 bereits erläutert, liegt die Anzahl der jeweils zusammengefassten Abtastwerte in der Praxis meist höher, weil in Folge des sog. „Overheads", der beispielsweise durch Adressierung mittels eines sog. Datenpa- ket-„Headers", durch eine Identifikationsnummer des Blocks etc. entsteht, eine nur geringe Anzahl von Abtastwerten pro Block und damit pro Datenpaket zu einer ungünstigen Ausnut- zung der Übertragungskapazität der Verbindung führt.

Im Beispiel der Figur 2 wird angenommen, dass der Block B2b der Zeitreihe ZR2b mit den Abtastwerten 8, 10, 12, 14, 15, 18

überhaupt nicht bzw. verzögert zu dem Empfänger Eb übermit ¬ telt wird und somit für eine Wiedergabe nicht zur Verfügung steht. In dem Empfänger Eb stehen also zwischen dem Abtastwert 7 und dem Abtastwert 19 nur Abtastwerte mit einer unge- raden Ordnungsnummer zur Verfügung. Die einfachste Möglichkeit wäre, die vorhandenen Abtastwerte 9, 11, 13, 15, 17, 19 unter Auslassung der „fehlenden" Abtastwerte wiederzugeben. Dies würde jedoch zu einer Verdopplung der Frequenz des wiedergegebenen Signals führen und außerdem zu einer Verringe- rung der Datenmenge in dem sog. „Wiedergabepuffer". D.h., dass zumindest bei wiederholten Datenverlusten eine Pause in der Wiedergabe eingefügt werden müsste. Stattdessen wird im vorliegenden Beispiel jeder fehlende Abtastwert durch einen „geschätzten" Abtastwert ersetzt. Diese letztgenannten Ab- tastwerte sind in der Figur 2 durch eine Raute gekennzeichnet .

Die beschriebene Erzeugung von „Ersatz-Abtastwerten" kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So ist im Ausfüh- rungsbeispiel der Abtastwert mit der Ordnungsnummer 10 durch den Empfänger durch eine lineare Interpolation der benachbarten Abtastwerte 9 und 11, die mit dem Block BIb tatsächlich empfangen wurden, errechnet worden. Alternativ kann ein fehlender Abtastwert auch durch die Duplizierung des vorangehen- den, tatsächlich empfangenen Abtastwertes erzeugt werden, o- der aber auch „zufällig" durch einen Zufallsgenerator (Rausch-Generator) erzeugt werden. Bei der hier vorliegenden Aufteilung der Abtastwerte auf zwei Zeitreihen ZRl, ZR2 führt der Verlust eines Blockes B2 dazu, dass die Störung auf einen Zeitbereich „gestreckt" wird, der doppelt so lange wie die Zeitdauer des verloren gegangenen Blockes dauert. Bezüglich der übertragenen Informationen heißt das, dass sich in diesem Zeitraum die effektive Abtastrate halbiert, was einer Ein ¬ schränkung der verfügbaren Signalbandbreite auf die Hälfe der ungestörten Bandbreite entspricht.

Die Figur 3 zeigt das bereits anhand der Figur 2 erläuterte Verfahren, hier jedoch modifiziert mit einer Verteilung der

Abtastwerte auf drei Zeitreihen ZRIc, ZR2c, ZR3c. Hierbei ist zu beobachten, dass nach Wegfall des Blocks B3c zur Rekon ¬ struktion des zu übertragenden Signals neben jedem „fehlenden" Abtastwert vier real übertragene Abtastwerte verbleiben, nämlich zwei vorangehende Abtastwerte und zwei nachfolgende Abtastwerte. Hierdurch verbleiben somit auch zwei Drittel der ursprünglichen Übertragungsbandbreite. Die zu rekonstruierenden Abtastwerte können auch hier anhand der „realen" benachbarten Abtastwerte interpoliert werden, wobei die Rekonstruk- tion aufgrund der zur Verfügung stehenden größeren Datenbasis harmonischere Ergebnisse liefert. Dafür ist jedoch die in Folge eines fehlenden Datenblocks gegebene eingeschränkte Ü- bertragungsqualität auf einen größeren Zeitraum verteilt als in dem Beispiel mit zwei Zeitreihen.

Selbstverständlich können auch mehr als drei Zeitreihen zur weiteren Minimierung der Störungen bzw. der resultierenden Beeinträchtigungen eingesetzt werden, wodurch jedoch in der Regel ein größerer Empfangspuffer beim Empfänger vorgesehen werden muss. Außerdem steigt mit einer zunehmenden Anzahl an Zeitreihen der minimale zeitliche Verzug zwischen Abtastzeit ¬ punkt und Wiedergabezeitpunkt, also der „Delay". Allerdings ist in dem Beispiel mit drei Zeitreihen auch ein Verlust von zwei aufeinander folgenden Blöcken kompensierbar. Dann fehlen zwar empfängerseitig jeweils zwei Abtastwerte in Folge nach bzw. vor jedem real empfangenen Abtastwert, aber auch diese Lücke ist durch eine geeignete Interpolation zu füllen. Im Falle der Figur 3 würde also ein Verlust der Blöcke B2c, B3c im betroffenen Bereich der empfangenen Abtastwerte bedeuten, dass die Abtastwerte 4, 7, 10, 13, 16 , 17, 19 tatsächlich empfangen werden, die zwischenliegenden Abtastwerte aber anhand der empfangenen geschätzt werden.

Bei den beschriebenen Beispielen wurde von einem analogen Au- dio-Signal ausgegangen, welches digital abgetastet, übertra ¬ gen und durch einen Empfänger, beispielsweise einem Telefon, ausgegeben wird. Ein weiteres Beispiel stellt die Übertragung von Bildinformationen dar. Hier werden die Abtastwerte durch

die Digitalisierung einzelner Bildpunkte erzeugt, wobei ein Bild beispielsweise zeilenweise abgetastet wird.

Im Stand der Technik führt der Verlust eines Datenpakets mit Bildinformationen dann zu einem linienweisen Ausfall des wiedergegebenen Bildes. Anstelle der „nicht-empfangenen" Abtastwerte (Bildpunkte) wird dann entweder keine Bildinformation ausgegeben (was in Wirklichkeit schwarzen Bildpunkten entspricht) , oder es werden ersatzweise monochrom eingefärbte Linien bzw. Flächen gezeigt, wobei beides den Betrachter des Bildes irritiert. Beim Einsatz des anhand der Figuren 2 und 3 beschriebenen Verfahrens wird die Störung des wiedergegebenen Bildes auf eine größere Fläche bzw. ein längeres Linienstück verteilt. Auch in diesem Bereich kann man von einer reduzier- ten Übertragungs-Bandbreite sprechen, die als Bildunschärfe oder Bildrauschen wahrgenommen wird, aber nicht als Bildlücke. Zudem werden im Falle einer Interpolation die ersatzweise erzeugten Bildpunkte anhand realer Bildpunkte errechnet, wodurch die empfundene Beeinträchtigung weiter reduziert wird.

Zuvor wurde beschrieben, dass idealer Weise zwei aufeinander folgend versendete Datenpakete jeweils Blöcke aus unter ¬ schiedlichen Zeitreihen enthalten sollen. Dieses Vorgehen führt dazu, dass bei Wegfall eines Blockes bei dem Empfänger möglichst schnell „benachbarte" Abtastwerte zur Rekonstrukti ¬ on zur Verfügung stehen. Dies ist besonders sinnvoll in Kommunikationsnetzwerken, in denen nur mit kurzzeitigen Störungen, die beispielsweise nur ein Datenpaket betreffen, gerech- net wird. In Kommunikationsnetzwerken, in denen mit zwar selteneren, dafür aber länger andauernden Störungen gerechnet wird, kann es sinnvoll sein, aufeinander folgend mehrere Da ¬ tenpakete mit Blöcken aus einer ersten Zeitreihe und danach mehrere Datenpakete mit Blöcken und somit Abtastwerten einer zweiten Zeitreihe zu versenden. Alternativ ist es auch möglich, mehrere Blöcke mit Abtastwerten einer Zeitreihe mittels eines größeren Datenpaketes zu übertragen. In beiden Fällen

muss jedoch ein vergrößerter Verzögerungswert (Delay) in Kauf genommen und ein größerer Empfangspuffer vorgesehen werden.