JPH0380370B2 - - Google Patents

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JPH0380370B2
JPH0380370B2 JP50236783A JP50236783A JPH0380370B2 JP H0380370 B2 JPH0380370 B2 JP H0380370B2 JP 50236783 A JP50236783 A JP 50236783A JP 50236783 A JP50236783 A JP 50236783A JP H0380370 B2 JPH0380370 B2 JP H0380370B2
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JP
Japan
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signal
estimate
signals
power
estimator
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Application number
JP50236783A
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Japanese (ja)
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JPS59501191A (en
Inventor
Donarudo Raasu Datsutoeiraa
Chaaruzu Uiriamu Keuin Guritsuton
Ingu Getsuto Tao
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Technologies Inc
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Publication date
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Publication of JPS59501191A publication Critical patent/JPS59501191A/en
Publication of JPH0380370B2 publication Critical patent/JPH0380370B2/ja
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

請求の範囲 1 タツプ利得制御信号に応動して、更新利得を
制御的に調整するための手段116、及び受信信
号〔X,K〕に応動して受信信号の第1の規定さ
れた特性を表わす第1の正規化信号を発生する手
段201 を含む外部の変動を受ける適応フイルタにおい
て、 受信信号X,Kに応動する手段202が受信信
号の少くとも第2の規定された特性を表す第2の
正規化信号を発生し、 このような第1及び第2の特性に応動する手段
204が、該タツプ利得制御信号として該第1の
正規化信号あるいは該第2の正規化信号のいずれ
か大きい値を選択することを特徴とする適応フイ
ルタ。
Claim 1: Means 116 for controllably adjusting an update gain in response to a tap gain control signal, and in response to a received signal [X, K] representing a first defined characteristic of the received signal. In an adaptive filter subject to external variations, the means 202 for being responsive to the received signal X, K comprises means 201 for generating a first normalized signal; Means 204 for generating a normalized signal and responsive to such first and second characteristics is adapted to generate the tap gain control signal with the greater of the first normalized signal or the second normalized signal. An adaptive filter that selects.

2 請求の範囲第1項に記載のフイルタにおい
て、更に該第1の予め定められた特性は第1の予
め定められた電力推定値であり、該第2の予め定
められた特性は第2の予め定められた電力推定値
であることを特徴とする適応フイルタ。
2. In the filter according to claim 1, further the first predetermined characteristic is a first predetermined power estimate, and the second predetermined characteristic is a second predetermined characteristic. An adaptive filter characterized in that it is a predetermined power estimate.

3 請求の範囲第2項に記載のフイルタにおい
て、さらに該第1の電力推定値は長時間平均電力
推定値であり、該第2の電力推定値はフアストア
タツク尖頭電力推定値であることを特徴とする適
応フイルタ。
3. In the filter according to claim 2, the first power estimate is a long-term average power estimate, and the second power estimate is a fast attack peak power estimate. An adaptive filter featuring:

4 請求の範囲第3項に記載のフイルタにおい
て、さらに該長時間電力推定値(第3図)は受信
信号の平均電力であり、該フアストアタツク電力
推定値(第4図)は受信信号の最大電力であるこ
とを特徴とする適応フイルタ。
4. In the filter according to claim 3, the long-time power estimate (FIG. 3) is the average power of the received signal, and the fast attack power estimate (FIG. 4) is the average power of the received signal. Adaptive filter characterized by maximum power.

5 請求の範囲第4項に記載のフイルタにおい
て、該選択手段204は該長時間電力推定値と該
フアストアタツク電力推定値の内の大きい方を実
効的な正規化制御信号として選択する手段を含む
ことを特徴とする適応フイルタ。
5. In the filter according to claim 4, the selection means 204 includes means for selecting the larger of the long-term power estimate and the fast attack power estimate as the effective normalized control signal. An adaptive filter comprising:

6 請求の範囲第1項に記載のフイルタにおい
て、該第2の正規化信号を予め定められた値でス
ケーリングする手段(第4図の405)をさらに
含むことを特徴とする適応フイルタ。
6. The adaptive filter according to claim 1, further comprising means (405 in FIG. 4) for scaling the second normalized signal by a predetermined value.

7 請求の範囲第6項に記載のフイルタにおい
て、さらに選択手段(第2図の204)は該第1
の正規化信号あるいは該スケーリングされた第2
の正規化信号の内の大きい方を実効的正規化制御
信号として選択することを特徴とする適応フイル
タ。
7. In the filter according to claim 6, furthermore, the selection means (204 in FIG. 2) selects the first
normalized signal or the scaled second
An adaptive filter characterized in that the larger one of the normalized signals of is selected as an effective normalized control signal.

8 請求の範囲第1項に記載のフイルタにおい
て、受信信号は振幅サンプルの系列を含み、該第
1の正規化信号発生手段は所定の数の受信信号サ
ンプルの大きさの平均電力の表示を発生する手段
(第3図)を含み、該第2の正規化信号発生手段
はこのような所定の数の受信信号サンプルの大き
さの内の最大の電力推定値の表示を発生する手段
(第4図)を含むことを特徴とする適応フイルタ。
8. The filter of claim 1, wherein the received signal includes a sequence of amplitude samples, and the first normalized signal generating means generates an indication of the average power of the magnitude of the predetermined number of received signal samples. means (FIG. 3) for generating a maximum power estimate of the magnitude of such predetermined number of received signal samples; An adaptive filter characterized by comprising:

9 請求の範囲第8項に記載のフイルタにおい
て、さらに該最大電力推定値の表示は予め定めら
れた値によつてスケーリングされており(第4図
の404,405)、該選択手段(第2図の20
4)は実効的正規化制御信号として平均電力(第
3図)あるいは修正された最大電力(第4図)の
内の大きい方を選択する手段を含むことを特徴と
する適応フイルタ。
9. In the filter according to claim 8, the display of the estimated maximum power value is further scaled by a predetermined value (404, 405 in FIG. 4), and the selection means (second Figure 20
4) An adaptive filter comprising means for selecting the greater of the average power (FIG. 3) or the modified maximum power (FIG. 4) as the effective normalized control signal.

明細書 本発明は適応フイルタ、特に予め定められた信
号の受信の間のフイルタ特性の更新に関する。
Description The present invention relates to adaptive filters, and in particular to updating filter characteristics during reception of a predetermined signal.

適応フイルタは予め定められた条件に従つてそ
れに与えられた信号に応動して出力信号を発生す
る。典型的にはフイルタは誤差信号に応動する伝
達関数特性の更新を含むアルゴリズムに従つて伝
達関数(インパルス応答特性)を発生する。この
ようにして、フイルタ特性が最適化されて所望の
結果を生ずる。
The adaptive filter generates an output signal in response to a signal applied to it according to predetermined conditions. Typically, the filter generates a transfer function (impulse response characteristic) according to an algorithm that includes updating the transfer function characteristic in response to an error signal. In this way, the filter characteristics are optimized to produce the desired results.

適応フイルタの更新利得を正規化することが望
ましいことが知られている。正規化によつてフイ
ルタの動作を受信信号電力の変動に無関係にする
ことができる。IEEE会報・通信誌(IEEE
Transactions on CommunicationsVol Co −
26,No.5 1978年5月の頁647−653のD・L・デ
イトワイラの「12チヤネルデジタルエコーキヤン
セラ」(D・L・Duttweiler“A Twelve−
Channel Digital Echo Canceler”)と題する論
文に述べられているように、従来技術の装置では
利得を正規化するために入力信号サンプルの大き
さの二乗の平均が用いられる。平方和の推定値を
用いる他の利得正規化装置が1975年11月25日の米
国特許3922505に示されている。
It is known that it is desirable to normalize the update gain of an adaptive filter. Normalization makes the operation of the filter independent of variations in received signal power. IEEE Newsletter/Communication Magazine (IEEE
Transactions on CommunicationsVol Co −
26, No. 5, May 1978, pp. 647-653, D. L. Duttweiler “A Twelve-Channel Digital Echo Canceller”
Prior art devices use the average of the squared magnitudes of the input signal samples to normalize the gain, as described in the paper entitled ``Channel Digital Echo Canceler''. Using an estimate of the sum of squares, Another gain normalizer is shown in US Pat. No. 3,922,505, issued Nov. 25, 1975.

これらの従来の装置はある種の応用では満足で
きる特性を示すが、受信信号が過渡信号、急速な
パルス状信号あるいはこれに類似した信号を含む
ときには性能の劣化あるいは不安定を生ずる。電
話の応用では、エコーキヤンセラが話中信号、電
話信号音のようなパルス信号、データセツトの入
出力信号のようなものを扱かうときに不安定が生
ずる。過渡信号では従来の装置で使用される平均
電力推定値が比較的小さく、このため発生される
更新利得が大きすぎるため性能の低下が生ずるの
である。フイルタが不安定になることはないとし
ても、最も良くても収束が悪くなり、収束した特
性は所望の特性を良く近似しないことになる。こ
の結果は望ましくない。
Although these conventional devices exhibit satisfactory characteristics in certain applications, they suffer from degraded or unstable performance when the received signal contains transient signals, rapidly pulsed signals, or the like. In telephone applications, instability occurs when echo cancellers handle things such as busy signals, pulsed signals such as telephone tones, and data set input and output signals. For transient signals, the average power estimate used in conventional devices is relatively small, so the update gain generated is too large, resulting in degraded performance. Even if the filter does not become unstable, at best it will have poor convergence and the converged characteristic will not be a good approximation of the desired characteristic. This result is undesirable.

本発明に従えば、外部のパータベーシヨンを受
けた適応フイルタの利得係数は第1および第2の
正規化信号の選択的制御の下に更新され、第1の
正規化信号は過去の利得係数の長期平均電力の推
定値から発生され、第2の正規化信号は過去の利
得係数のフアストアタツク尖頭電力の推定値から
発生される。さらに本発明の特徴に従えば、単一
タツプ利得制御信号として平均電力あるいは尖頭
値電力推定値の大きいほうだけ従つてセレクタが
利得係数の更新を修正する。
According to the invention, the gain coefficient of the adaptive filter subjected to external perturbation is updated under the selective control of first and second normalization signals, the first normalization signal being a long-range of the past gain coefficient. A second normalized signal is generated from an estimate of the average power and a second normalized signal is generated from an estimate of the fast attack peak power of the past gain factor. Further in accordance with a feature of the present invention, the selector modifies the gain factor update accordingly by the greater of the average power or peak power estimates as a single tap gain control signal.

以下本発明について添付図面を参照して説明す
る。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例たる適応フイルタの
簡単化されたブロツク図; 第2図は第1図に用いられる電力推定器の一実
施例の簡単化された詳細を示す図; 第3図は第2図に用いられる長時間推定器の簡
単化されたブロツク図の形をとる詳細図; 第4図は第2図の電力推定器に用いられるフア
ストアタツプ推定器の簡単化されたブロツク図の
形をとる詳細図である。
FIG. 1 is a simplified block diagram of an adaptive filter that is an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram showing simplified details of an embodiment of the power estimator used in FIG. 1; Figure 4 is a detailed diagram in the form of a simplified block diagram of the long-time estimator used in Figure 2; Figure 4 is a simplified block diagram of the fast attack estimator used in the power estimator of Figure 2; FIG.

本発明の一実施例を含む適応フイルタ100を
簡単化された詳細図の形式で第1図に示す。一般
的に適応フイルタ100は米国特許3499999およ
び3500000で示されたエコーキヤンセラに用いら
れる適応フイルタと類似している。簡単に述べれ
ば、適応フイルタ100は出力路の信号の変動を
自動的に追尾するように自己適応的になつた閉ル
ープ誤差制御システムを持つ調整可能な信号プロ
セツサを含んでいる。詳しく述べれば、フイルタ
100はブロツク102によつて表わされる任意
の所望のシステムの線形近似を合成するための適
応トランスバーサルフイルタ装置を含むシステム
出力推定器101を用いている。
An adaptive filter 100 that includes one embodiment of the invention is shown in simplified detailed diagram form in FIG. In general, adaptive filter 100 is similar to the adaptive filters used in echo cancellers shown in US Pat. Nos. 3,499,999 and 3,500,000. Briefly, adaptive filter 100 includes an adjustable signal processor with a closed loop error control system that is self-adaptive to automatically track variations in the signal in the output path. Specifically, filter 100 employs a system output estimator 101 that includes an adaptive transversal filter arrangement to synthesize a linear approximation of any desired system represented by block 102.

この目的のために、遠端からの入力信号X,K
は第1の伝送路例えば、リード103を通して遠
端の信号源からフイルタ100の第1の入力に供
給され、その中で電力推定器104の入力と任意
システム出力推定器101の入力に与えられる。
遠端の信号X,Kは、例えば、デイジタル的にサ
ンプルされた音声信号で良く、ここでKはサンプ
リング期間を示す整数である。遠端の信号X,K
はまたリード105、多分図示していないデイジ
タル−アナログ変換器のような変換回路を経由し
て任意システム102に供給される。エコーキヤ
ンセラの応用では、任意システム102はハイブ
リツド106、整合インピーダンス108および
両方向伝送路107を含んでいる。リード105
からハイブリツド106への入力信号は双方向伝
送路107を経由して、近端の聴者に与えられる
ようになつていることが通常望ましい。しかしハ
イブリツド106で典型的には平衡インピーダン
ス108が双方向伝送路107のインピーダンス
に正確に整合できないことによつて生ずるインピ
ーダンス不整合のために、ハイブリツドの入力信
号の一部が出力リード109に現われ、エコー信
号として遠端の信号源に反射される。同様に、任
意のシステム102は適応フイルタが任意のシス
テム特性に収束するまで、推定器101によつて
発生されるのとは異るシステム出力信号を発生す
る。従つて、任意システム102の出力はエコー
キヤンセラの応用のエコー信号と等価である。任
意システム102の出力はリード109を経由し
てフイルタ100の他方の入力に供給され、その
中で組合せ回路網110の第1の入力に与えられ
る。リード109はまた図示していないアナログ
デイジタル変換器のような変換装置を含んでいて
も良い。組合せ回路網110の第2の入力は推定
器101によつて発生される任意のシステム出力
信号の信号推定値である。任意システムの出力推
定値は推定器101の出力から、リード111を
経由して組合せ回路網110の第2の入力に与え
られる。組合せ回路網110は推定器101から
の任意システム出力推定値と任意システム102
からの出力の代数的な差に対応する誤差信号E,
Kを発生する。誤差信号E,Kは第2の伝送路、
例えばリード112を経由して遠端の信号源と推
定器101に供給される。
For this purpose, input signals X, K from the far end
is fed from the far end signal source through a first transmission path, eg, lead 103, to a first input of filter 100, and therein to the input of power estimator 104 and the input of arbitrary system output estimator 101.
The far end signals X, K may be, for example, digitally sampled audio signals, where K is an integer indicating the sampling period. far end signals X,K
is also provided to optional system 102 via lead 105, possibly a conversion circuit such as a digital-to-analog converter not shown. In an echo canceller application, optional system 102 includes a hybrid 106, a matched impedance 108, and a bidirectional transmission line 107. lead 105
It is usually desirable that the input signal from the listener to the hybrid 106 be provided to the near-end listener via a bidirectional transmission line 107. However, because of the impedance mismatch typically caused by the inability of balanced impedance 108 in hybrid 106 to precisely match the impedance of bidirectional transmission line 107, a portion of the hybrid's input signal appears on output lead 109. It is reflected back to the signal source at the far end as an echo signal. Similarly, any system 102 will produce a system output signal different from that produced by estimator 101 until the adaptive filter converges to the arbitrary system characteristics. Therefore, the output of arbitrary system 102 is equivalent to the echo signal of an echo canceller application. The output of optional system 102 is provided via lead 109 to the other input of filter 100 and therein to a first input of combinational network 110. Lead 109 may also include a conversion device, such as an analog-to-digital converter, not shown. The second input of combinational network 110 is the signal estimate of any system output signal produced by estimator 101. The output estimate of the arbitrary system is provided from the output of estimator 101 via lead 111 to a second input of combinational network 110. Combinatorial network 110 combines arbitrary system output estimates from estimator 101 and arbitrary system 102
The error signal E, corresponding to the algebraic difference of the outputs from
Generates K. Error signals E and K are on the second transmission line,
For example, it is supplied to the far end signal source and estimator 101 via lead 112.

推定器101は便利なナイキスト間隔に対応す
るタツプに所望の遅延を実現するための遅延ユニ
ツト115−1乃至115−N−1(シフトレジ
スタ)を含むいわゆるタツプ付き遅延線を含んで
いる。従つて対応するタツプに入来した遠端信号
X,Kの遅延された写しX,K−1乃至X,K−
N+1が生ずる。各々のタツプ位置における信号
X,K−1乃至X,K−N−1とX,Kは誤差信
号E,Kに応動して調整される。詳しく述べれ
ば、信号X,K乃至X,K−N+1はそれぞれ調
整回路網116−0乃至116−N−1の対応す
るものを経由してE,Kに応動して個々に重み付
けされる。調整回路網116−0乃至116−N
−1の各々は乗算器117および118とフイー
ドバツクループ119を含んでいる。フイードバ
ツクループ119は当業者には周知で前記文献に
説明された方法でタツプの重みを所望の値に調整
する。この調整において、適切なシステムを生ず
るために個々のループ利得を適切に調整すること
が重要である。これはループ利得Gを入力信号
X,Kの予め定められた特性の推定値で除するこ
とによつてループ利得を正規化することによつて
実現される。この例では、正規化制御信号として
入力信号電力の推定値P,Xが用いられ、電力推
定器104によつて発生される。正規化制御信号
P,Xは調整回路網116の各々の制御可能な利
得ユニツト121に供給される。これについて
は、平均の、すなわちX,Kの電力の長時間推定
値P,Xをループ利得Gの正規化に用いる、すな
わちG/P,Xとする方法を開示した上述の“12
チヤネルデイジタルエコーキヤンセラ”と題する
論文を参照されたい。調整ネツトワーク116−
0乃至116−N−1からのX,Kの重み付けら
れた写しは、加算回路網120によつて加算され
て任意システム102からの出力あるいは相殺さ
れるべきエコーを近似したエコー推定信号が発生
される。任意システムの出力推定値はリード11
1を経由して組合せ回路網110の第2の入力に
与えられる。
Estimator 101 includes a so-called tapped delay line containing delay units 115-1 to 115-N-1 (shift registers) for achieving the desired delay in taps corresponding to a convenient Nyquist interval. Therefore, the delayed copies X,K-1 to X,K- of the far-end signals X,K entering the corresponding taps
N+1 occurs. The signals X, K-1 through X, K-N-1 and X, K at each tap position are adjusted in response to the error signals E, K. Specifically, signals X,K through X,K-N+1 are individually weighted in response to E,K via corresponding ones of conditioning circuitry 116-0 through 116-N-1, respectively. Adjustment circuit networks 116-0 to 116-N
-1 each includes multipliers 117 and 118 and a feedback loop 119. Feedback loop 119 adjusts the tap weights to the desired values in a manner well known to those skilled in the art and described in the references cited above. In this adjustment, it is important to properly adjust the individual loop gains to yield a suitable system. This is achieved by normalizing the loop gain by dividing the loop gain G by an estimate of a predetermined characteristic of the input signals X,K. In this example, input signal power estimates P, X are used as normalized control signals and are generated by power estimator 104. The normalized control signals P,X are provided to each controllable gain unit 121 of the adjustment network 116. Regarding this, the above-mentioned "12
See the paper entitled "Channel Digital Echo Canceller". Coordination Network 116-
The weighted copies of X,K from 0 to 116-N-1 are summed by summing circuitry 120 to generate an echo estimate signal that approximates the output from arbitrary system 102 or the echo to be canceled. Ru. The output estimate for any system is lead 11.
1 to the second input of the combinational network 110.

第2図は本発明のひとつの特徴に従つて受信信
号X,Kの予め定められた特性の推定値を表わす
第1および第2の表現を発生し、予め定められた
条件に従つて正規化制御信号P,Xとして推定値
の一方を選択する電力推定器104の一実施例を
簡単化されたブロツク図の形式で示している。こ
の例は本発明の範囲を制限するものではないが、
信号X,Kの予め定められた特性はその長期電力
推定値PL,Xとフアストアタツク電力推定値
PS,Xである。
FIG. 2 shows, in accordance with one feature of the invention, first and second representations representing estimates of predetermined characteristics of the received signals X, K are generated and normalized according to predetermined conditions. One embodiment of a power estimator 104 that selects one of the estimates as control signals P, X is shown in simplified block diagram form. This example does not limit the scope of the invention, but
The predetermined characteristics of the signals X,K are their long-term power estimates PL,X and fast attack power estimates.
PS,X.

上述したようにある種の受信信号条件では受信
信号の長期の、すなわち平均の推定値PL,Xを
使用すると望ましくない結果を生ずる。同様にあ
る種の受信信号条件では受信信号電力のフアスト
アタツク推定値PS,Xを使用しても望ましくな
い結果を生ずる。詳しく述べれば、近似方法を用
いてフアストアタツク電力推定値を発生するとき
には、音声、正弦波あるいは雑音のいずれかの受
信信号の特定のタイプについて、使用されるクレ
ストすなわちピークフアクタが選択される。音声
についてクレストすなわちピークフアクタを使用
すればこれは正弦波すなわち単一周波数のトーン
あるいは雑音が受信されたときには正しい値には
ならないことになる。例えば音声のクレストすな
わちピークフアクタは正弦波には大きすぎ、正規
化制御信号P,Xは小さくなりすぎて正規化更新
利得を大きくしてしまう。更新利得が大きいと、
フイルタの性能が劣化する傾向がある。本発明の
特徴に従えば、長期電力推定値とフアストアタツ
ク電力推定値の両方を使用し、予め定められた条
件に従つてこの両者の一方を正規化制御信号P,
Xとして選択することによつてこの問題は解決さ
れる。詳しく述べれば、長期推定値とフアストア
タツク推定値を修正したものの内大きい方がP,
Xとして選択される。従つて更新利得Gは常に電
力推定値の内の大きい方で割られ、この結果更新
利得は小さくなり、適応フイルタはより安定にな
つて高品質の収束が行なわれることになる。従つ
て他方の信号に高い品質を保ちながら、過渡信号
についての安定性が改善される。
As mentioned above, under certain received signal conditions, the use of a long-term, or average, estimate of the received signal PL,X can produce undesirable results. Similarly, under certain received signal conditions, use of the fast attack estimate of received signal power PS,X may produce undesirable results. Specifically, when using approximation methods to generate fast attack power estimates, the crest or peak factor used is selected for the particular type of received signal, whether speech, sinusoidal, or noise. Using a crest or peak factor for voice means that this will not be the correct value when a sine wave or single frequency tone or noise is received. For example, the crest or peak factor of the voice is too large for a sine wave, and the normalized control signals P, X are too small, making the normalized update gain too large. If the update gain is large,
Filter performance tends to deteriorate. According to a feature of the invention, both the long-term power estimate and the fast attack power estimate are used, and one of the two is normalized according to predetermined conditions by the control signal P,
Choosing as X solves this problem. Specifically, the larger of the corrected long-term and fast attack estimates is P,
Selected as X. Therefore, the update gain G is always divided by the larger of the power estimates, which results in a smaller update gain and a more stable adaptive filter with higher quality convergence. Therefore, stability with respect to transient signals is improved while maintaining high quality of the other signals.

これに従つて、第2図には長時間推定器20
1、フアストアタツク推定器202、割算器20
3およびセレクタ204が示されている。上述し
たようにこの実施例で用いられる予め定められた
入力信号特性の推定値とはそれぞれ長時間および
フアストアタツクの電力推定値すなわちPL,X,
PS,Xである。X,Kの長時間電力推定値PL,
Xは長時間推定器201によつて発生され、フア
ストアタツク電力推定値PS,Xはフアストアタ
ツク推定器202によつて発生される。推定器2
01および202の実施例の詳細はそれぞれ第3
図および第4図に図示され、以下に説明される。
割算器203はフアストアタツク推定値PS,X
を予め定められた値αで修正すなわち大きさをス
ケーリングして、PS,Xの修正版すなわちPS′,
Xを発生するのに使用される。PS,Xの修正に
よつて過渡信号条件が存在するとき以外大部分の
時間高品質の長時間推定値が使用されることが保
証される。すなわち、受信信号X,Kに急激な変
化が生じフアストアタツク推定値を修正したもの
PS′,Xが長時間電力推定値PL,Xを越えたとき
だけフアストアタツク推定値が用いられる。この
例ではPS,Xは割算器203によつてlog2〔PS,
X〕からlog2αを減算し、PS′,Xを発生するこ
とによつて修正され、ここでαは6dBである。周
知のように対数の減算は割算と同一であり、従つ
て単純な逆対数操作によつてPS′,Xを生ずる。
セレクタ204は予め定められた条件に従つて更
新利得正規化制御信号として長時間推定値PL,
Xあるいは修正されたフアストアタツク推定値
PS,Xのいずれかを選択するのに用いられる。
この実施例においては、予め定められた条件はフ
アストアタツク推定値PS,Xを修正し、長時間
推定値PL,Xと修正されたフアストアタツク推
定値PS′,Xの内の大きい方の値のものを選択す
ることである。この例における選択はlog2PL,
Xとlog2PS′,Xの間で行なわれ、周知の方法で
実現される。セレクタ204からの正規化制御信
号は更新利得を正規化する、すなわち、G/P,
Xするために調整回路網116の各々に供給され
る。一例において、log2P,Xが各々の調整回路
網116の利得ユニツト121に供給され、これ
がlog2Gから減算されて単純な逆対数操作でG/
P,Xを生ずる。
Accordingly, FIG. 2 shows a long-time estimator 20
1. Fast attack estimator 202, divider 20
3 and selector 204 are shown. As mentioned above, the predetermined input signal characteristic estimates used in this embodiment are the long-term and fast attack power estimates, PL,
PS,X. Long-term power estimate PL of X, K,
X is generated by long-term estimator 201 and fast attack power estimate PS,X is generated by fast attack estimator 202. Estimator 2
Details of the embodiments 01 and 202 are provided in the third section, respectively.
4 and described below.
The divider 203 calculates the estimated fast attack value PS,X
is corrected, that is, scaled by a predetermined value α, to obtain a modified version of PS,X, that is, PS′,
Used to generate X. The modification of PS,X ensures that high quality long-term estimates are used most of the time except when transient signal conditions exist. In other words, the fast attack estimate is corrected due to sudden changes in the received signals X and K.
The fast attack estimate is used only when PS',X exceeds the long-term power estimate PL,X. In this example, PS ,
X] by subtracting log 2 α from it to produce PS′,X, where α is 6 dB. As is well known, subtraction of logarithms is the same as division, so a simple anti-logarithm operation yields PS',X.
The selector 204 selects the long-term estimated value PL, as the update gain normalization control signal according to predetermined conditions.
X or modified fast attack estimate
Used to select either PS or X.
In this example, the predetermined condition is to modify the fast attack estimate PS, It is to choose the one of value. The selection in this example is log 2 PL,
X and log 2 PS',X, and is realized in a well-known manner. The normalization control signal from selector 204 normalizes the update gain, i.e., G/P,
X is provided to each of the conditioning circuitry 116 to In one example, log 2 P ,
Produces P,X.

第3図は簡単化された形式でX,Kの第1の予
め定められた特性、すなわちいわゆる長時間電力
推定値PL,Xを発生するための長時間推定器2
01の簡単化されたブロツク図を示している。入
力信号X,Kは各々がμ則による量子化された振
幅サンプルを表わすデイジタル形式での信号のサ
ンプルである。典型的にはサンプリング周波数は
8kHzでN=128である。各々のデイジタルサンプ
ル表示は符号ビツトと3ビツトのセグメントビツ
トと4ビツトのステツプビツトを含む。
FIG. 3 shows in simplified form a first predetermined characteristic of
2 shows a simplified block diagram of 01. The input signals X, K are samples of the signal in digital form, each representing a μ-law quantized amplitude sample. Typically the sampling frequency is
At 8kHz, N=128. Each digital sample representation includes a sign bit, 3 segment bits and 4 step bits.

ここでX,Kの電力の平均二乗推定値、すなわ
ち PL,X=1/NN-1i=0 X2(K−i) (1) を発生することが望ましい。ここでこの例ではN
=128である。しかしこの応用では幾何二乗平均
の推定値が所望の長時間電力推定値に充分近いこ
とが判つている。すなわち となる。さらに加算は乗算や二乗よりは実現しや
すいことが知られている。さらにμ則のデイジタ
ルサンプル表示ではセグメントビツトは対応する
サンプルの大きさの2を底とする対数を近似して
おり、これについては例えば、D・L・
Duttweilerの1980年2月19日の米国特許4189715
を参照されたい。
Here, it is desirable to generate a mean square estimate of the power of X and K, that is, PL, X=1/N N-1i=0 X 2 (K-i) (1). Here in this example N
=128. However, for this application, the geometric mean square estimate has been found to be sufficiently close to the desired long-term power estimate. i.e. becomes. Furthermore, addition is known to be easier to implement than multiplication or squaring. Furthermore, in μ-law digital sample representation, the segment bits approximate the base 2 logarithm of the corresponding sample size;
U.S. Patent No. 4,189,715 to Duttweiler, February 19, 1980
Please refer to

従つて第3図に示すように受信信号サンプル
X,Kはセグメント抽出器301に供給されて受
信サンプルのセグメントビツトが得られる。これ
は3ビツトのセグメントビツトだけを遅延素子3
02−1、次に遅延素子302−2乃至302−
(N−1)に通すように付勢される対応する複数
個のゲートを用いることによつて容易に実現され
る。遅延素子302はセグメントビツトXL,K
のN個の遅延された写しすなわちXL(K−1)乃
至XL(K−N+1)を記憶するためのシフトレジ
スタでよい。上述したように、セグメントビツト
XL,K乃至XL(K−N+1)は対応するサンプ
ルの大きさの対数を近似的に表わすものである。
信号XL,K乃至XL(K−N+1)は加算器30
3に供給される。XL,K乃至XL(K−N+1)
は対応するサンプルの大きさの2を底とする対数
値であるから、加算器303は大きさの積の対数
すなわち log2N-1 πi=0 X(K−i) (3) を表わす信号を発生する。次に加算器303の出
力は1/Nの利得を持つ増幅器に与えられ、これ
によつて 1/Nlog2N-1 πi=0 X(K−i) すなわち(4) log2N-1 πi=0 X(K−i)]1/N (5) が発生される。次に増幅器304からの出力は増
幅器305に与えられて 2log2N-1 πi=0 X(K−i)]1/N (6) すなわち式(2)のPL,Xの対数すなわち log2PL,X (7) が発生される。実際には増幅器304と305は
組合せることができる。増幅器305のlog2PL,
Xの出力はセレクタ204(第2図)に与えられ
る。
Therefore, as shown in FIG. 3, received signal samples X, K are provided to a segment extractor 301 to obtain segment bits of the received samples. This means that only 3 segment bits are connected to delay element 3.
02-1, then delay elements 302-2 to 302-
This is easily accomplished by using a corresponding plurality of gates that are energized to pass through (N-1). The delay element 302 has segment bits XL,K
may be a shift register for storing N delayed copies of XL(K-1) to XL(K-N+1). As mentioned above, segment bits
XL, K to XL(K-N+1) approximately represent the logarithm of the corresponding sample size.
Signals XL, K to XL (K-N+1) are sent to the adder 30
3. XL, K to XL (K-N+1)
Since is the base 2 logarithm of the magnitude of the corresponding sample, adder 303 generates a signal representing the logarithm of the product of magnitudes, i.e. log 2N-1 π i=0 X(K-i) (3) occurs. The output of adder 303 is then fed to an amplifier with a gain of 1/N, thereby giving 1/Nlog 2N-1 π i=0 X(K-i) or (4) log 2 [ N-1 π i=0 X(K-i)] 1/N (5) is generated. Next, the output from the amplifier 304 is given to the amplifier 305 as follows: 2log 2 [ N-1 π i=0 X(K-i)] 1/N (6) That is, the logarithm of PL, 2 PL,X (7) is generated. In practice amplifiers 304 and 305 can be combined. log 2 PL of amplifier 305,
The output of X is provided to selector 204 (FIG. 2).

前記の“12チヤネルデイジタルエコーキヤンセ
ラ”と題する論文では長時間の電力推定値PL,
Xを発生するための同様の装置について述べてい
る。
In the above-mentioned paper entitled “12 Channel Digital Echo Canceller”, the long-term power estimate PL,
A similar device for generating X is described.

第4図はX,Kの第2の予め定められた特性の
推定値、すなわち、いわゆるフアストアタツク電
力推定値PS,Xを発生するためのフアストアタ
ツク推定器202の一実施例の簡単化されたブロ
ツク図を示している。受信信号X,Kは各々がμ
則の量子化された振幅サンプルを表わすデイジタ
ル形式での信号のサンプルを含んでいる。各々の
デイジタルサンプル表現は符号ビツト、3ビツト
のセグメントビツトおよび4ビツトのステツプビ
ツトを含んでいる。
FIG. 4 shows a simplified embodiment of a fast attack estimator 202 for generating a second predetermined characteristic estimate of X, K, ie a so-called fast attack power estimate PS, The block diagram is shown below. The received signals X and K are each μ
contains samples of the signal in digital form representing quantized amplitude samples of the law. Each digital sample representation includes a sign bit, 3 segment bits and 4 step bits.

尖頭値電力と平均二乗電力の推定値はいわゆる
クレストすなわちピークフアクタγで関係してい
ることが知られている。すなわち P,XP,X,MAX/γ2 (8) である。また減算は乗算より簡単であることが知
られている。従つて、P,X,MAXとγ2の対数
が利用できれば、所望の平均二乗フアストアタツ
ク電力推定値PS,Xは等価の対数を減算するこ
とによつて得られる。上述のように、μ則のデイ
ジタルサンプルのセグメントビツトは対応するサ
ンプルの大きさの2を底とする対数の近似表現で
ある。
It is known that the peak power and the estimated mean square power are related by a so-called crest or peak factor γ. That is, P, XP, X, MAX/γ 2 (8). It is also known that subtraction is easier than multiplication. Therefore, if the logarithms of P, X, MAX and γ 2 are available, the desired mean square fast attack power estimate PS, As mentioned above, the segment bits of a μ-law digital sample are approximate representations of the base 2 logarithm of the corresponding sample magnitude.

従つて、第4図に図示するように、受信された
信号サンプルX,Kはセグメント抽出器401に
与えられて受信サンプルのセグメントビツトが得
られる。これは3ビツトのセグメントビツトだけ
を遅延素子402−1に、次に遅延素子402−
2乃至402−Nに与えるように動作する対応す
る複数個のゲートを用いることによつて容易に実
現される。遅延素子402はセグメントビツト
XS,KのN個の遅延された写し、すなわちXS,
K乃至XS,(K−N+1)を記憶するシフトレジ
スタで良い。上述したように、セグメントビツト
XS,K乃至XS,(K−N+1)は対応するサン
プルの大きさの対数を近似表現したものである。
信号XS,K乃至XS,(K−N+1)の内の最大
のものは周知の方法で最大セレクタ403によつ
て得られ、次に、増幅器404を経由して加算器
405の加算入力に供給される。増幅器404は
例えば2の利得を持つ。従つて増幅器404の出
力は2log2X,K,MAX すなわちlog2P,X,
MAXを表わすものとなる。信号βは加算器40
5の減算入力に供給される。信号βは2log2γ2
選択されている。ここでγはクレストすなわちピ
ークフアクタである。この例ではフアクタは音声
信号について選定されている。このようなクレス
トあるいはピークフアクタ値は周知の方法で計算
機シミユレーシヨンによつて容易に得られる。従
つて加算器405の出力はlog2PS,Xを近似的
に表現する。ここでPS,Xは所望のフアストア
タツク電力推定値である。log2PS,Xの信号は
割算器203(第2図)の一方の入力に与えられ
る。
Therefore, as shown in FIG. 4, the received signal samples X, K are provided to a segment extractor 401 to obtain the segment bits of the received samples. This means that only the 3 segment bits are sent to delay element 402-1, and then to delay element 402-1.
This is easily accomplished by using a corresponding plurality of gates that operate to provide signals 2 through 402-N. Delay element 402 is a segment bit.
N delayed copies of XS,K, i.e., XS,
A shift register that stores K to XS, (K-N+1) may be used. As mentioned above, segment bits
XS, K to XS, (K-N+1) are approximate expressions of the logarithm of the corresponding sample size.
The largest of the signals XS,K to XS,(K-N+1) is obtained by a maximum selector 403 in a well-known manner and is then fed via an amplifier 404 to the summing input of an adder 405. Ru. Amplifier 404 has a gain of 2, for example. Therefore, the output of amplifier 404 is 2log 2 X,K,MAX or log 2 P,X,
It represents MAX. Signal β is added to adder 40
5 subtraction input. The signal β is chosen to be 2log 2 γ 2 . Here γ is the crest or peak factor. In this example, the factor is chosen for the audio signal. Such crest or peak factor values are easily obtained by computer simulation in a well-known manner. Therefore, the output of adder 405 approximately represents log 2 PS,X. where PS,X is the desired fast attack power estimate. The log 2 PS,X signal is applied to one input of divider 203 (FIG. 2).

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