DE1957637A1 - Echounterdruecker - Google Patents

Description

Anmelder; Stuttgart, den I5. Nov. I969

Nippon Electric Company, Limited P 2238 7-15, Shiba Gochome,
Minato-ku
Tokio / Japan

Vertreter; . A

Dipl.-Ing. Max Bunke
Patentanwalt
7OOO Stuttgart W
Schloßstr. 73B

Echouni erdrücker

Die Erfindung betrifft einen Echounterdrücker zur Unterdrückung eines Echos infolge eines von der Empfangssei te durch einen Zweidraht/Vierdraht-Konverter in einem Telefonnetz zu der Sendeseite gelangenden Lecksignale.

009886/1279

Die bekannten Echounterdrücker, bei denen das Echo beseitigt wird, arbeiten derart, daß das infolge eines von der Empfangsseite zu der Sendeseite durch den Zweidraht/Vierdraht-Konverter in einem Fernsprechnetz gelangendes Lecksignal durch ein Netzwerk unterdrückt wird« das die gleichen Übertragungseigenschaften wie der Leckweg besitzt, wodurch aus dem Empfangssignal die gleiche Signalwellenform wie die des Lecksignals zusammengesetzt wird und das zusammengesetzte Signal von dem Signal der Sendeseite abgezogen und so die Lecksignalkomponente beseitigt wird.

Da die Übertragungseigenschaften des Leckweges in den meisten Fällen als linear angesehen werden können, können sie durch ein sogenanntes Querfilter dargestellt werden, bei dem jedes Abgriffausgangssignal der Abgriffe aufweisenden Verzögerungsleitung mit einem geeigneten Koeffizienten (in folgenden als "Abgriffverstärkung" bezeichnet) multipliziert und die Summe der Multiplikationsergebnisse als Aus gangs signal abgegeben wird.

In diesem Fall ist die Impulsfilterkurve des Querfilters gleich dem Satz der vorhandenen Abgriffverstärkungswerte. Entsprechend dem Stand der Technik wird ein Netzwerk gebildet, das die gleichen Übertragungseigenschaften wie der Leckweg besitzt, wobei ein Impuls an der Empfangsseite des Konverters eingegeben wird, die sich ergebende Filterkurve ermittelt wird, die sich an der Sendeseite durch den Leckweg zeigt und die ermittelten Werte des festgestellten

009886/1279

-3-

Signals direkt als die Abgriffverstärkungen des Querfilters eingestellt werden. Entsprechend dieser Anordnung kann jedoch die Abgriffverstärkung kaum automatisch geändert werden, wenn sich die Übertragungseigenschaften des Leckweges z.B. infolge eines Nebenstellenanschlusses an der Teilnehmerseite ändern, nachdem eine Abgriffverstärkung einmal eingestellt ist. Dadurch wird es schwierig, die gewünschte Behöbeseitigungswirkung aufrechtzuerhalten.

Gemäß.der Erfindung erreicht man dies jedoch durch eine Einrichtung zur Ermittlung der Zeitdauer, in der vom Teilnehmer kein Gespräch, ausgeht, ein Querfiiter, bestehend aus einer Verzögerungsleitung, Vervielfachern und einem Addierer, das ein Signal auf der Empfangsseite des Konverters während der Zeitdauer, in der kein Gespräch von dem Empfänger ausgeht, als Eingangssignal empfängt, einen Subtrahierer, in dem das Ausgangssignal des Querfilters von dem Signal auf der Sendeseite des Konverters abgezogen wird, einen Teiler, in dem die sich ergebende Differenz durch den ¥ert des Eingangssignals zu einer vorbestimmten Zeit geteilt wird, wobei die sich ergebenden Quotienten aufeinanderfolgend M zur Einstellung der sogenannten Abgriffverstärkung an den Vervielfachern verwendet werden, und einen weiteren Subtrahierer, um das Ausgangssignal des Querfilters von dem Signal auf der Sendeseite des Konverters abzuziehen, so daß die Echo verursachende Lecksignalkomponente beseitigt wird.

009886/1279

Wenn daher kein Signal von der Teilnehmerseite ankommt, werden die Abgriffsverstärkungen des Querfilters berechnet und durch Verwendung des Signals der Empfangsseite des Konverters und des Lecksignals der Sendeseite eingestellt, so daß die Übertragungseigenschaften des Querfilters denen des Leckweges gleichgemacht werden. Dadur.ch ist es leicht, ein Querfilter zu verwirklichen, das automatisch die Eigenschaften des Netzwerks gemäß der-Änderung der Übertragungseigenschaften des Leckweges ohne die Eingabe von Impulsen verändert und das die gewünschten Echobeseitigungseigenschaften aufweist.

In den Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Prinzip-Blockschaltbild;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Echounterdrückers gemäß der Erfindung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Schaltung zur Berechnung und Einstellung der Abgriffsverstärkungen der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.

Gemäß der Erfindung wird das folgende Prinzip verwendet, um die Abgriffsverstärkungen des Querfilters durch Verwendung des Empfangssignalβ und des Lecksignals zu berechnen und einzustellen·

009886/1279

Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Eingangssignal R(t) einem Querfilter, das aus einer Verzögerungsleitung 1 besteht, die η-Abgriffe besitzt, zugeführt. In diesem Fall läßt sich das Ausgangssignal R*(to), das man an einem Addierer 2 erhält, durch die folgende Gleichung ausdrücken:

R'(to) = R(t_o)X_o + RCt-I)X₁ + ... + R(t-(_n_₁))X_n_₁· In dieser Gleichung ist R(t )der Wert von R(t) des O-ten

·· ■

Abgriffes zur Zeit t ,

R(t-1) der Wert des ersten Abgriffes zur Zeit t

R(t-/ ₁\) der Wert des(n-i)ten Abgriffs zur Zeit t . X , X₁ ..... sind die Abgriffsverstärkungen.

Wenn das Abgriffintervall der Verzögerungsleitung als T angenommen wird, ist das Ausgangssignal R¹Ct₁) zur Zeit t₁ = t_o + T:

_{1 10 01 211n1}

Durch erneute Bildung der obigen Beziehung zur Zeit t bis t , werden η-Gleichungen erhalten. Diese Gleichun- j gen führen gleichzeitig ein lineares Simultangleleitungssystem mit η-Unbekannten (X , X₁, ...., X_-1) ein, wenn R(t) und R'(t) bekannt sind, von denen eindeutige Lösungen gefunden werden. Es ist daher theoretisch möglich, alle Werte der n-AbgrIffsverStärkungen X , X₁, ...., X durch Lösung der Gleichungen unter Verwendung einer ge- ι eigneten Recheneinrichtung zu erhalten. '

009886/1279

Ersetzt man R(t) durch das Signal der Empfangsseite des Konverters und R'(t) durch das Lecksignal auf der Sendeeeite, so ist die berechnete Lösung der Übertragungseigenschaften des Querfilters gleich der des Leckweges. Durch Subtraktion dieses Ausgangssignals von dem Signal auf der Sendeseite kann die Lecksignalkomponente vollkommen beseitigt werden.

Da jedoch η gewöhnlich mehr als 100 beträgt, ist ein vergleichsweise großer und schneller elektrischer Rechner erforderlich, um ein solches linear.es Simultangleichung ssystem mit η-Unbekannten zu lösen.

Gemäß der Erfindung werden die Multiplikationsoperation der Abgriffausgangssignale und der Abgriffsverstärkung und die Addition der Produkte, die zu den Querfiltern gehören, zwangsläufig verwendet und die vorherige lineare Simultangleichung kann mit Rücksicht auf die gegebenen Eingangs- und Ausgangs signale in der reellen Zeitbasis aufeinanderfolgend gelöst werden, indem ein Addierer und ein Teiler zusätzlich beliefert werden.

Das oben beschriebene lineare Simultangleichungssystem mit η-Unbekannten kann wie folgt ausgedrückt werden:

R(t_o)X

_o)X_o

R(t

^Η<*η-2>^Χ1 ··— ^{+ β}(

009886/1279

In diesem Gleichungssystem ist das Zeitintervall so be stimmt, daß es dem Abgriffintervall der Verzögerungsleitung gleich, ist. .

Wenn das Eingangssignal Null ist, bevor t = t , , d.h. R(ti) = 0 und i ^ 0, wird die Matrix auf den linken Seiten der η-ten Simultangleichungen eine trigonometrische Matrix, vobei die rechten oberen Halbelemente Null sind. Wenn daher R(t) und R'(t) gegeben sind, können die Abgriffverstärkungen X₀, X₁, ....X₁ leicht durch aufeinanderfolgende Substitution bestimmt werden. Das bedeutet, daß der Wert von X₀ = R*(t_o)/ R(t) zur Zeit t = t-. aus der Beziehung in der ersten Zeile in Gleichung (i) erhalten wird, und der Wert von X durch Substitution des Wertes X_n in der zweiten Beziehung, die den Zustand zur Zeit t = t₁ darstellt. In der gleichen Weise können alle Werte zwischen X„ und

X ., vor der Zeit t _H bestimmt werden. Das bedeutet, η— ι η—ι

daß die Beziehung· der Gleichung (i) zur Zeit t = t₁ allgemein in der folgenden Form ausgedrückt werden kann:

£(i-i) +R(^)X₁ = R'(t_±) (2)

in der

Der Wert von X. wird daher aus der folgenden Gleichung berechnet:

X₁ R'(t_±) - S(J-D (4).

009886/1279

Der Wert ^Z ^ist exakt der Wert des Ausgangssignals des"Querfilters zur Zeit t = ^_-1* Die i-te Abgriffsverstärkung X, erhält man durch Subtraktion des Wertes 5^ " 'von dem gegebenen Ausgangssignal R'(t.)_f das das gewünschte Querfilter-Ausgangssignal zur Zeit t = t ist, und dann durch Division der sich ergebenden Differenzen durch den Wert R(t„) des gegebenen Eingangssignals zur Zeit t = t_. Für diese Operationen ist nur je ein,-Subtraktions- und ein Divisionsgerät ausser der Operationsfunktion des Querfilters erforderlich.

Eine Ausführungsform eines Echounterdrückers, der nach dem obigen Prinzip arbeitet, wird anhand der Fig. 2 er-' läutert. Eine Steuer/Rechen-Schaltung 21 wird verwendet, wodurch die Zeit, während der kein Gespräch von der Teilnehmerseite ausgeht, durch Verwendung des Empfangssignals R(t) an der Empfangsseite des Konverters und der Signalpegel an der Empfangsseite ermittelt werden. In der Steuer/Rechen-Schaltung 21 werden die Abgriffsverstärkungen des Querfilters 22 berechnet und entsprechend dem Signal R(t) an der Empfangsseite und dem Lecksignal R'(t) an der Sendeseite während der Zeit, in der kein Gespräch geführt wird, eingestellt.

Das Ausgangssignal des Querfilters 22 wird von dem

das

Signal an der Sendeseite des Konverters durch Subtraktionsgerät 23 abgezogen. Somit wird ein Signal, dessen Teil R'(t), der das Echo verursacht, und der wirksam beseitigt wurde, zu dem Sendeanschluss 25 geleitet, wenn das Sprechsignal von der Teilnehmerseite und das Lecksignal R'(t) an der Sendeseite vorhanden waren. Gemäß der Erfindung wird die Abgriffsverstärkung stets

009886/1279

berechnet und während der Zeit eingestellt, wenn kein Gespräch von dem Teilnehmer ausgeht. Selbst wenn die Übertragungseigenschaften des Leckweges geändert werden, können somit die gewünschten Eigenschaften erhalten werden, indem der Änderung der Übertragungseigenschaften automatisch nachgegangen wird.

Eine Schaltung zur Berechnung und Einstellung der Abgriff sverstärkungen in dem Echounterdrücker, der in Fig. 2 gezeigt ist, wird anhand der Fig. 3 beschrieben, die ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer ^

solchen Schaltung zeigt.

Die Abgriffausgangssignale der Verzögerungsleitung 31» die zehn Abgriffe besitzt, werden mit dem Inhalt der jeweiligen Abgriffsverstärkungsregister 320 mittels der Multiplizierschaltung 330 multipliziert und die Produkte werden dann mittels des Addierers 3^ addiert. Bei der Anfangsoperation wird der Inhalt der Abgriffsvers tärkungeregi st er 320 gelöscht und es wird die Zeit t = t_ bei der R(t. ) Null, i^O und R(t_)^O ist, mittels der Steuerschaltung 30 bestimmt. Zu dieser Zeit wird ein Schalter SW geschlossen, um den Wert von R(t ) Λ

in dem Register 37 zu speichern.

Während das Alisgangssignal des Addierers 34 zu dieser Zeit Null ist, wird der Quotient, der durch Teilung durch den Registerinhalt H(t_Q) erhalten wird, wobei eine Differenz in einem Subtrahierer 35 zwischen dem gegebenen Auegangssignal R'(t_Q) und dem Ausgangssignal S(t) dee Addierers erhalten wurde, R¹(t_Q)/R(t_). der Quotient stellt die AbgriffsverStärkung X_Q dar. Wenn

009886/1279

der Wert von X₀ erhalten ist, wird ein Schalter SW geschlossen, um den Wert von X_ in einem Abgriff- · Verstärkungsregister 320 zu speichern. In der folgenden Zeit t = t₁ Afird das Aus gangs signal des Addierers 3k R(t )X_Q. Der Wert von R'(t Jminus RCt₁)X₀ wird durch R(t_.) geteilt und der Quotient ist ein gewünschter Wert von X₁ und wird in einem Abgriffverstärkungsregister 321 durch Schließen des Schalters gespeichert. In gleicher Weise wird das Ausgangs-

ϋΐτ. gDapcxuiicj. i/ · j. χ ι gicxuiici «ciöc wxx ei uaa aus gciiig ö — signal des Addierers 34 zur Zeit t = t gleich ^I ~ in der Gleichung (3).

Der Wert wird von R'(t,) abgezogen und die sich ergebende Differenz wird dann durch R(t_Q) geteilt. Der Quotient bzw.' das Aus gangs signal des Teilers 36, das so erhalten wird, wird gleich dem Wert X₁, der in Gleichung (k) gezeigt ist. Durch Schließen des Schalters SW₁ zu dieser Zelt wird der Wert der entsprechen-

¹ . einem

den Abgriffsverstärkung X₁ in Abgriffverstärkungs- register 32(i) gespeichert. Wenn die Werte von X_Q bis X₀ in entsprechenden Abgriffverstärkungsregistern gespeichert sind, wird ein 10. Befehl ausgeführt, der eine übertragungsfunktion besitzt, die durch die gegebenen Eingangs- und Ausgangssignale R(t) und R'(t) bestimmt werden. In der obigen Beschreibung wurde die Erfindung in Verbindung mit einem analogen Querfilter beschrieben.

Außer der obigen Ausführungsform können Umlaufspeicher als Abgriffverzögerungsleitung und als Abgriffverstärkungsregister verwendet werden, in denen digitale

009886/1

Signale als Eingangs- und Ausgangssignale verwendet werden und das Ausgangssignal einer Schnelldigital-Verzögerungsleitung,zu der Eingangsseite zurückgekoppelt wird. Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Multiplikation eines jeden Speichers und der Abgriffverstärkung im Simultanbetrieb durchgeführt; es ist nur eine Multiplizierschaltung erforderlich und ein Schalter kann gemeinsam für die Schalter SW(i) auch während des Simultanbetriebs verwendet werdenj die gesamte Struktur wird erheblich vereinfach^.

009886/1279

Claims (3)

Patentansprüche

1. Echoünterdrücker zur Unterdrückung eines Echos infolge eines von der Empfangsseite durch, einen Zweidraht/ Vierdraht-Konverter in einem Telefonnetz zu der Sendeseite gelangenden Lecksignals, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30) zur Ermittlung der Zeitdauer, in der vom Teilnehmer kein Gespräch ausgeht, ein Querfilter, bestehend aus einer Verzögerungsleitung (31)» Vervielfachern (330-339) und einem Addierer (34), das ein Signal auf der Empfangsseite des Konverters (H) während der Zeitdauer, in der kein Gespräch von dem Empfänger ausgeht, als Eingangssignal empfängt, einen Subtrahierer (35)» in dem das Ausgangssignal des Querfilters von dem Signal auf der Sendeseite des Konverters abgezogen wird, einen Teiler (3^), in dem die sich ergebende Fifferenz durch den Wert des Eingangssignals zu einer vorbestimmten Zeit geteilt wird, wobei die sich ergebenden Quotienten aufeinanderfolgend zur Einstellung der sogenannten Abgriffverstärkung an den Vervielfachern verwendet werden, und einen weiteren Subtrahierer (23)» um das Ausgangssignal des Querfilters von dem Signal auf der Sendeseite des Konverter.=! abzuziehen, so daß die Echo verursachende Lecksignalkomponente beseitigt wird.

2. Echounterdrücker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Speicherregister (320-329) zur Speicherung der Quotienten des Teilers (36).

009886/1279

3. Echounterdrucker nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Speicherregister (37) zur
Speicherung des Divisors des Teilers (36),

k, Echounterdrücker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Schalter (S¥_Q, SW₁, S¥_g) zur aufeinanderfolgenden Anschaltung der Speicherregister
(320-329) an den Teiler (36).

009886/1279