DE19729763A1

DE19729763A1 - Verfahren und Vorrichtung für Mehrkanalecholöschung

Info

Publication number: DE19729763A1
Application number: DE19729763A
Authority: DE
Inventors: Donald Fong Gee; Bruce Edward Geren; James Brian Piket; William Chunhung Yip
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1998-02-12
Also published as: GB2316282A; GB9715391D0; US5856970A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Echolöschung von Sprachsignalen und insbesondere auf die Echolöschung mehrerer Sprachkanäle.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Teil des Telefonnetzes, der jeden einzelnen Teilnehmer mit einem zentralen Vermittlungsamt verbindet, das diesen Teilnehmer bedient, verwendet eine Zweidrahtteilnehmer schleife. Im zentralen Vermittlungsamt werden die einlaufen den und nach außen gehenden Signale auf einer Vierdrahtlei tung übertragen. Das Teilnehmertelefon, die Zweidrahtverbin dungsleitung und ein Gabelübertrager im zentralen Vermitt lungsamt bilden eine abgeglichende Brückenschaltung, so daß der Gabelübertrager die einlaufenden und nach außen gehenden Signale am Punkt der Umsetzung von der Zweidrahtleitung auf die Vierdrahtleitung trennt.

Ein wirksames Impedanzungleichgewicht der Brückenschaltung kann verursachen, daß ein wesentlicher Teil des entfernten Sprechersignals in Form eines Echos zu ihm oder ihr zurückkehrt. Die "Quelle" des Echos ist der Gabelübertrager selbst, obwohl andere Echoquellen auch existieren können. Die Entfer nung zwischen dem entfernten Sprecher und der Brückenschal tung ist proportional zur Umlaufverzögerungszeit und auch zu den Effekten des Echos. Wo beispielsweise Satellitenverbin dungen einen Teil des Kommunikationsweges bilden, können die Auswirkungen des Echos schwerwiegend sein.

Die Auswirkungen des Echo können vermindert werden, indem man einen Echounterdrücker oder einen Echolöscher verwendet. Ein Echounterdrücker ist wirksam bei Schaltungen bis zu einer Länge von einigen Tausend Meilen. Der Echounterdrücker er kennt welche Richtung der Konversation zu einem beliebigen Zeitpunkt aktiv ist und schiebt eine Dämpfung in der entge gengesetzten Richtung ein, um somit den Umlaufweg zu unter brechen und das Echo zu dämpfen.

Ein Echolöscher ist wirksamer für längere Schaltungen. Ein Typ eines Echolöschers besteht aus einem Transversalfilter, das zwischen zwei Wegen verbunden ist. Unter Verwendung des ankommenden Signals als Eingangsgröße werden die Filterab griffe so eingestellt, daß sie den Teil des Signals nachbil den, der durch den Gabelübertrager verloren geht. Das nachge bildete Signal wird dann von dem nach außen gehenden Signal abgezogen, um somit wirksam das Echo zu löschen. Im allgemei nen wenden Echolöscher einen Filteradaptionsalgorithmus der kleinsten mittleren Quadrate (LMS) an, um die Effekte des Echos zu schätzen.

Wo mehrere Kommunikationskanäle unterstützt werden, verwenden Systeme des Standes der Technik einen digitalen Signalprozes sor (DSP) mit einem verbundenen Speicher und einer Unter stützungsschaltung, um die Signalverarbeitung, die eine Echolöschung einschließt, für jeden Kanal zu unterstützten. Kommerzielle Produkte, die Echolöschfunktionen liefern, um fassen den AT Echo Canceller (Universal), Tellabs Echo Canceller (2531A), Coherent Echo Canceller (EC-6000) und den DSC-Echo Canceller (EC-24). Echolöscher des Standes der Tech nik haben lange Verzögerungen, da sie DSPs verwenden, um die Echolöschung durchzuführen, und oft, um mehrere andere Sig nalverarbeitungsfunktionen durchzuführen. Somit können durch Taktbegrenzungen Echolöscher des Standes der Technik typi scherweise nicht alle Berechnung in einer direkten Sequenz in Echtzeit durchführen und müssen Daten puffern, um periodi sches Ansteigen der Verarbeitungsnachfrage zu bewältigen, ohne Daten zu verlieren. Als die Kommunikationssysteme zuneh mend digital wurden, wurden diese Komponentenvezögerungen, die sich aus dem Algorithmus und der schlechten Leistung der Implementierung ergeben, als auch aus den Grenzen der ver kauften DSP-Chips, zunehmen ein Problem.

Es wird somit ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, die die Probleme der Echolöschalgorithmen und der schlechten Leistung der Implementierungen des Standes der Technik lösen. Es wird ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, die nicht zugewiesene Komponentenresourcen für die Echolöschung auf jedem Kommunikationskanal benötigen. Es wird ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, die eine vollständige Echolöschung mit einer sehr kurzen Verzögerung im Kommunikationsweg erreicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Kommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Modell eine Echoquelle des Standes der Tech nik und die Plazierung eines Echolöschers, um das Echo in der Rückschleife zu minimieren;

Fig. 3 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm eines Echolö schers des Standes der Technik;

Fig. 4 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm eines adaptiven Filters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Mehrkanalecholöschers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Echolöschbetriebszeitdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens für eine zen trale Steuereinheit, um die Zeitgebung der Echolöscheropera tionen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zu steuern; und

Fig. 8 zeigt ein Diagramm eines Echolöscherpipelineverzöge rung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung lösen Algorithmus- und Implementierungsleistungsprobleme von Echolöschtechniken des Standes der Technik. Die Implementie rung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ergibt eine Echtzeitverarbeitung, eine kleine Sy stemdurchgangsverzögerung, eine realisierbare Betriebsfre quenz (beispielsweise 20 MHz) und eine realisierbare Gatter nutzung. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglichen auch, mehrere unabhängige Sprachkanäle in Echtzeit zu verarbeiten. Weiterhin liefern das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine voll ausgestattete Echolöschung mit einer sehr kurzen Verzögerung (beispielsweise weniger als 0,5 ms) im Kommunikationsweg.

Aus Gründen der Darstellung wird das Verfahren und die Vor richtung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Kommunikationssystem beschrieben, das drahtlose und landlei tungsgebundene Netze hat. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können jedoch innerhalb eines beliebigen Kommunikationssystems angewandt werden, das eine Echolöschung verwendet, um das Echo zu vermindern. Mögliche Anwendungen für die Verwendung dieser Erfindung umfassen landleitungsgebundene oder drahtlose Telefonsysteme.

Fig. 1 zeigt ein Kommunikationssystem 100 gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kommu nikationssystem 100 umfaßt mindestens ein landleitungsgebun denes Netz, wie beispielsweise ein öffentliches Telefonnetz 112 (PSTN), das Dienste an eine landleitungsgebundene Ausrü stung 114 liefert, bei der es sich beispielsweise um ein Telefon, ein Faxgerät oder eine Datenausrüstung handeln kann.

Das PSTN 112 bildet eine Schnittstelle mit mindestens einem zellularen Netz, das sich auf der Erde befindet oder sich auf Satelliten stützt oder eine Kombination aus beidem bildet. Fig. 1 zeigt beide Typen von Netzen aus Gründen der beispiel haften Darstellung. Ein Satellitennetz umfaßt ein Gateway 118 (GW), das über Satellitenantennen 120 ein Gatewayaufwärtsver bindung 122 und/oder eine Gatewayabwärtsverbindung 124 mit mindestens einem Satelliten 126 unterhält. Der Satellit 126 wiederum unterhält eine Benutzeraufwärtsverbindung 128 und/oder eine Benutzerabwärtsverbindung 130 mit mindestens einer Kommunikationseinheit 132 (CU), bei der es sich bei spielsweise um ein zellulares Telefon, ein Funkgerät, ein Faxgerät oder eine Datenvorrichtung handeln kann. Obwohl nur ein Satellit 126 aus Gründen der Darstellung gezeigt ist, kann das Satellitennetz mehrere Satelliten umfassen, und Signale zwischen GW 118 und der CU 132 können durch einen oder mehrere Satelliten gelenkt werden unter Verwendung di rekter Querverbindungen zwischen den Satelliten oder geboge nen Rohrverbindungen (bent-pipe links) zwischen Satelliten und Erdrelaisstationen.

Ein erdgestütztes Netz umfaßt eine zellulare Basisstation 140 (CBS), die über eine zellulare Antenne 142 eine Benutzerauf wärtsverbindung 144 und/oder Benutzerabwärtsverbindung 146 mit mindestens einer CU 148 aufrecht hält, bei der es sich beispielsweise um ein zellulares Telefon, ein Funkgerät, ein Faxgerät oder eine Datenvorrichtung handeln kann. Die CUs 132, 148 können nur mit ihrem jeweiligen Netztyp kommunizie ren oder sie können Mehrfachbetriebsart-CUs sein, die mit Netzen kommunizieren können, die verschiedene Funkschnitt stellen aufweisen.

Verschiedene Echoquellen können innerhalb des Kommunikations systems 100 existieren. Beispielsweise ist der Gabelübertra ger, der die Vierdrahtschaltungen und die Zweidrahtschaltun gen des PSTN 112 trennt, häufig eine Echoquelle. Andere Echo quellen können im GW 118 und/oder CBS 140 angeordnet sein. Immer wenn eine Echoquelle vorhanden ist, kann das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Auswirkungen des Echos zu vermindern, und um die Kommunikationsqualität zu erhöhen.

Fig. 2 zeigt ein Modell des Standes der Technik einer Echo quelle und der Plazierung eines Echolöschers 204, um das Echo in der Rückkehrschleife zu minimieren. Das Modell umfaßt eine Vierdrahtschleife, die durch die einlaufende Leitung 208 definiert wird, die ein Referenzsignal x(n) trägt, und den nach außen gehenden Leitungen 210, 212. Beispielsweise kann das Referenzsignal x(n) von einer drahtlosen Vorrichtung (beispielsweise der CU 132, 148, Fig. 1) stammen.

Der Gabelübertrager 202 stellt eine Echoquelle dar und trennt die Vierdrahtschleife von der Zweidrahtleitung 206. Bei spielsweise kann die Zweidrahtleitung 206 ein Signal von einem Teilnehmertelefon tragen (beispielsweise eine Landlei tungsausrüstung 114, Fig. 1). Ein reflektiertes Signal r(n), das sich aus einer Impedanzfehlanpassung der Gabelübertrager schaltung ergibt, tritt auf einer nach außen gehenden Leitung 212 auf. Ein Echolöscher 204 ist zwischen den nach außen gehenden Leitungen 210 und 212 plaziert, um die Auswirkungen des reflektierten Signals zu löschen.

Wie nachfolgend im Detail erläutert wird, empfängt der Echo löscher 204 das Referenzsignal auf Leitung 214 und das re flektierte Signal auf Leitung 212 und erzeugt ein Signal mit gelöschten Echo e(n), das an die nach außen gehende Leitung 210 gelegt wird.

Fig. 3 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm eines Echolö schers 204 des Standes der Technik. Der Echolöscher 204 um faßt drei Hauptkomponenten: eine adaptive Filtervorrichtung 302, eine Doppelsprecherkennungsvorrichtung 304 und eine zentrale Begrenzervorrichtung 306. Die Echolöschung kann als Problem bei der Systemidentifizierung und Modellierung gese hen werden, wobei beispielsweise das System, das modelliert werden muß, einen Gabelübertrager (beispielsweise Gabelüber trager 202, Fig. 2) enthält. Die primären Funktionen des Echolöschers einschließlich der Echoimpulsantwortmodellierung und der nachfolgenden Echoschätzung werden durch eine adapti ve Filtervorrichtung 302 durchgeführt.

Die adaptive Filtervorrichtung 302 empfängt das Referenzsig nal x(n) auf Leitung 214. Die adaptive Filtervorrichtung 302 versucht dann die Aktionen der Echoquelle auf dem Referenz signal x(n) zu modellieren und erzeugt eine Schätzung r′ (n) des reflektierten Signals r(n). Die Signalschätzung r′ (n) wird auf Leitung 310 ausgegeben. Die adaptive Filtervorrich tung 302 wird detaillierter in Verbindung mit Fig. 4 be schrieben.

Eine Summiervorrichtung 308 empfängt die Signalschätzung r (n) auf Leitung 310 und das reflektierte Signal r(n) auf Leitung 212. Die Summiervorrichtung 308 subtrahiert die Sig nalschätzung r′ (n) vom reflektierten Signal r(n), um ein vorabbegrenztes Fehlersignal ep(n) zu erzeugen, das auf der Leitung 312 ausgegeben wird. Das vorabbegrenzte Fehlersignal ep(n) wird als Rückkoppelsignal über die Leitung 312 der adaptiven Filtervorrichtung 302 angeboten. Wie nachfolgend detailliert erläutert wird, wird das Rückkoppelsignal von der adaptiven Filtervorrichtung 302 verwendet, um die Filterkoef fizienten zu aktualisieren, die das Echoimpulsantwortmodell darstellen. Nach einer gewissen Dauer der Konvergenz stellen die Filterkoeffizienten ziemlich genau die tatsächliche Echoimpulsantwort dar, und das Rückkoppelsignal ist idealer weise null.

Die zentrale Begrenzervorrichtung 306 überwacht die Null- Verzögerungs-Autokorrelation oder die mittlere Leistung des Referenzsignals x(n), das auf Leitung 214 empfangen wird, und das vorabbegrenzte Fehlersignal ep(n), das auf Leitung 312 empfangen wird. Wenn die zentrale Begrenzervorrichtung 306 bestimmt, daß das Filter genügend konvergiert ist und ein Doppelsprechen (wird nachfolgend beschrieben) nicht vorhanden ist, führt die zentrale Begrenzervorrichtung 306 ein nicht lineares Echounterdrückungsverfahren durch, um jedes verblei bende reflektierte Signal zu eliminieren, um somit die hörba ren Auswirkungen der Kurzzeitfilterdivergenz zu minimieren. Das echogelöschte Signal e(n) wird dann auf der Leitung 210 ausgegeben.

Die Doppelsprecherkennungsvorrichtung 304 überwacht die mitt lere Leistung des Referenzsignals x(n) auf Leitung 214 und des reflektierten Signals r(n) auf Leitung 212, um zu bestim men, ob das Signal des "nahen Endes" aktiv ist. Eine Periode, wenn das Nahe-Ende-Signal aktiv ist, wird allgemein als Dop pelsprechen bezeichnet. Während des Doppelsprechens sperrt die Doppelsprecherkennungsvorrichtung 304 das Filteradapti onsverfahren über ein Signal auf Leitung 314, das durch die adaptive Filtervorrichtung 302 ausgeführt wird, um eine Di vergenz der Filterkoeffizienten zu verhindern. Die Doppel sprecherkennungsvorrichtung 304 schaltet auch die zentrale Begrenzervorrichtung während des Doppelsprechens ab, um es dem Nah-Ende-Signal zu gestatten, daß es durchgelassen wird.

Der Echolöscher 204 verwendet die Concentrated Section LMS (CSLMS)-Techniken, die im US-Patent Nr. 5,295,136 beschrieben sind. Die CSLMS hat eine bessere Filterkonvergenz als die LMS. Konzentrierte Abschnittechniken erfordern jedoch, daß wesentliche Komponenten der Echoimpulsantwort über einem begrenzten Bereich (das ist ein "konzentrierter Abschnitt") modelliert werden können. Wenn eine solche Bedingung nicht erfüllt wird, wie beispielsweise während Mehrspitzenechobe dingungen, schaltet die adaptive Filtervorrichtung auf die Durchführung der normalisierten LMS um. Im vorliegenden Fall tritt eine Mehrspitzenechobedingung auf, wenn mehrere Echo quellen vorhanden sind (beispielsweise die Landleitungstele fonausrüstung 114 und das PSTN 112, Fig. 1) oder wenn das Echo nicht in einen konzentrierten Abschnitt paßt (das heißt, das Echo ist breit verteilt).

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglichen nicht nur eine Echolöschung mit kleiner Verzöge rung und hoher Qualität, sondern liefern auch eine Mehrkanal lösung für das Problem eines Echos, das sich aus den Zwei draht-zu-Vierdraht Gabelübertragern und anderen Echoquellen ergibt, die man in Telefonsystemen findet. In einer bevorzug ten Ausführungsform verwendet das Verfahren und die Vorrich tung der vorliegenden Erfindung die CSLMS/LMS-Techniken des Standes der Technik und arbeitet mit einer 8 kHz Rate, 16 Bit digitalen Größenabtastungen, obwohl es auch verschiedene Filterkonvergenztechniken verwenden kann und bei verschiede nen Abtastraten und/oder Abtastgrößen angewandt werden kann.

Mit Beginn des Doppelsprechzustandes tritt eine Divergenz der Filterkoeffizienten auf. Somit unterhalten in einer bevorzug ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Mehrkanallösung der Echolöschung erzielt, das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung Filterge schichtspuffer für jeden Kanal, so daß ein Umschalten auf einen Satz bekanntermaßen "guter" Filterkoeffizienten durch geführt werden kann, wenn ein Doppelsprechen erkannt wird. Beispielsweise kann die adaptive Filtervorrichtung 302 den Filterkoeffizientengeschichtsvektor für jeden N-ten Rahmen (beispielsweise jeder 160. Rahmen) in einer M tiefen (beispielsweise M=5) First-in-first-out-(FIFO)-Vektorbank speichern. Mehrere Filterkoeffizientensätze werden für jeden Kanal auf diese Weise gespeichert. Ein Satz von Filterkoeffi zienten kann abgerufen werden, wenn der Doppelsprech-Detektor 304 zum ersten Mal ein Doppelsprechen für einen speziellen Kanal erkennt, um einen bekannten "guten" Satz von Koeffizi enten zu speichern.

Fig. 4 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm einer adaptiven Filtervorrichtung 302 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die adaptive Filtervorrichtung 302 umfaßt eine Koeffizientenadaptionsvorrichtung 400, eine Adaptionsabschaltvorrichtung 402, eine Systemkoeffizienten speichervorrichtung 404, eine Referenzsignalspeichervorrich tung 406 und eine Faltungsvorrichtung 408.

Die Koeffizientenadaptionsvorrichtung 400 adaptiert die Fil terkoeffizienten, die in der Systemkoeffizientenspeichervor richtung 404 gespeichert sind, unter Verwendung von CSLMS/LMS-Fehlerminimiertechniken, wie das oben erläutert wurde. Die Adaption basiert auf dem vorbegrenzten Fehler signal ep(n), das auf Leitung 312 empfangen wird. Die Adapti onsabschaltvorrichtung 402 wird verwendet, wenn der Doppel sprech-Detektor 304 (Fig. 3) auf Leitung 314 anzeigt, daß ein Doppelsprechen vorhanden ist. Dies verhindert eine Filter koeffizientendivergenz, die durch eine Adaption beim Vorhan densein eines (Nicht-Echo) Nah-Endsignals verursacht wird. Die Referenzsignalspeichervorrichtung 406 speichert die ein laufenden Referenzsignalabtastungen von der Leitung 214. Die Faltungsvorrichtung 408 führt die Filteroperation durch Fal tung des Referenzsignals mit dem Echoimpulsantwortsystemmo dell 404 durch, um die Echosignalschätzung r′ (n) zu erzeugen, die auf Leitung 310 ausgegeben wird.

Durch Taktbegrenzungen können Echolöscher des Standes der Technik typischerweise nicht alle Berechnungen in direkter Sequenz in Echtzeit durchführen und verursachen oft lange Signaldurchgangsverzögerung durch die Pufferung, die erfor derlich ist, um periodische Anstiege der Verarbeitungsanfor derungen aufzunehmen, ohne Daten zu verlieren. Die Anstiege in den Verarbeitungsanforderungen können auftreten während der Aufrechterhaltung der Filterkoeffizientengeschichte und bei der Unterstützung verwandter Funktionen wie der konzen trierten Abschnittfilteraufteilung, der Doppelsprecherkennung und den zentralen Begrenzungsverfahren. Für die Zwecke der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird die Ausdruckvorverarbeitung auf die Dop pelsprecherkennung und andere geforderte Berechnungen ange wandt. Die Nachverarbeitung bezieht sich auf die zentralen Begrenzerfunktionen, die konzentrierte Abschnittsfilterauf teilung und andere erforderliche Berechnungen. Die Faltungs verarbeitung bezieht sich vornehmlich auf den Filterbetrieb und das Koeffizientenaktualisierungsverfahren und umfaßt auch verschiedene andere verwandte Funktionen. Es sind die sequen tielle Natur und die variierenden Verfahrensanfordernisse der Vor-, Nach- und Faltungsverarbeitung, die die oben beschrie bene Pufferung und die Durchgangsverzögerungen, die man bei Lösungen des Standes der Technik findet, notwendig macht.

In einer bevorzugten Ausführungsform führt das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Filterkoeffi zientengeschichtsspeicherung und eine Vor-/Nachbearbeitung gleichzeitig mit einer Faltungsverarbeitung durch. Dies ge stattet es dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, minimale Verzögerungen zu erzielen, die nicht möglich sind mit Echolöschern des Standes der Technik. Die gleichzeitige Verarbeitung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird im Detail in Verbindung mit den Fig. 5-8 beschrieben.

Die gleichzeitige Verarbeitung gestattet es dem Echolöscher der vorliegenden Erfindung, eine Echolöschung nahezu in di rekter Sequenz in Echtzeit durchzuführen, was wesentlich die Systemverzögerungen vermindert. Zusätzlich gestattet die durch die vorliegende Erfindung gelieferten Verbesserungen eine gleichzeitige Mehrkanalecholöschung unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung. Kein Echolöscher des Standes der Technik kann eine Mehrkanalverarbeitung in einer einzigen Vorrichtung in der hier beschriebenen Art liefern. Die Mehr kanalverarbeitung wird erzielt durch Verwendung einer Zeit multiplexierung der Komponenten und einer oder mehreren Fal tungsverarbeitungseinheiten auf derselben integrierten Schal tung. Zusätzlich verarbeitet jede Faltungsverarbeitungsein heit mehrere Kanäle.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Mehrkanal-Echolöschers 500 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die funktionelle Echolöschermodelle, die in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben wurden, in eine Mehrkanallösung eingebaut, die die Bereiche der Inte gration, der begrenzten Gattergestaltung und Erfordernisse der hohen Leistungsfähigkeit anspricht. In alternativen Aus führungsformen kann der Mehrkanalecholöscher 500 mit ver schiedenen Typen von Echolöschermodellen verwendet werden.

Die Erfindung führt mehrere unabhängige Kanäle der Echolöschung durch, indem die zentrale Verarbeitungseinheit 502 (CCU) mit einer oder mehreren Faltungsverarbeitungsein heiten 504 (CPU) und einer Filterkoeffizientengeschichtsein heit 506 geteilt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform führen die CCU 502, die CPUs 504 und die Filterkoeffizienten geschichtseinheit 506 Funktionen des Echolöschermodells durch, das in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben wurde.

In einer bevorzugten Ausführungsform führt die CCU 502 Funk tionen aus, die mit den Teilen einer adaptiven Filtervorrich tung 302, einer Doppelsprecherkennungsvorrichtung 304 und einer zentralen Begrenzervorrichtung 306, Fig. 3, verbunden sind. Insbesondere führt in einer bevorzugten Ausführungsform die CCU 502 eine Vorverarbeitung, Hintergrundaufgaben und eine Nachverarbeitung durch. Jede davon wird nachfolgend erläutert.

Die CCU 502 führt eine Vorverarbeitung der Referenzsignale x_i(n) und der reflektierten Signale r_i(n) durch, die auf den Leitungen 510 beziehungsweise 512 empfangen werden, wobei i einen speziellen Kanal der verarbeiteten Kanäle darstellt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorverarbeitung eine Hochpaßfilterung des Referenzsignals, die Bestimmung, wann das "Nah-Ende-Signal" aktiv ist (das heißt, wann ein Doppelsprechen vorhanden ist) und die Berechnung von Multi plizierern für die CPUs 504. In alternativen Ausführungsfor men können andere oder andersartige Vorverarbeitungsfunktio nen durchgeführt werden.

Die Doppelsprechherkennung bedingt das Schätzen der Energien des Referenzsignals und des reflektierten Signals und das Vergleichen der beiden. Wenn der Vergleich zeigt, daß Doppel sprechen vorhanden ist, so sendet die CCU 502 ein Steuersig nal an die CPU 504, die den Kanal verarbeitet, auf dem das Doppelsprechen existiert. Die CCU 502 führt auch Hintergrund aufgaben, wie das Steuern der Filterkoeffizientengeschichts speicherung und das Wiederabrufen gemäß einem periodischen oder aperiodischen Schema durch.

Die CCU 502 führt eine anfängliche Vorverarbeitungsfunktion durch und sendet vorverarbeitete (beispielsweise hochpaßge filterte) Referenzsignaldaten x_i(n) und andere Steuerdaten an die CPUs 504. Die CPUs 504 führen dann die Aktualisierungsbe rechnungen für die Faltung und die adaptiven Filterkoeffi zienten durch und geben die Ergebnisse an die CCU 502. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Ergebnisse die Form einer oder mehrerer reflektierter Signalschätzungen annehmen. Die CCU 502 vervollständigt jede Echolöschnachver arbeitung unter Verwendung der Ergebnisse von den CPUs 504. Die Nachverarbeitung umfaßt in einer bevorzugten Ausführungs form die Berechnung des echogelöschten Signals, die Mehrspit zenechoerkennung und eine Steuerung des Filterverfahrens, wenn ein Mehrspitzenechozustand vorhanden ist (das heißt, die Steuerung ob LMS oder CSLMS durchgeführt wird). Die CCU 502 verwendet eine arithmetische Logikeinheit 510 (ALU) für diese Berechnungen. Die ALU 510 kann sich in der CCU 502 befinden oder extern und mit ihr verbunden sein.

Die CCU 502 gibt ein echogelöschtes, reflektiertes Signal e_i(n) auf der Leitung 514 aus. Die CCU 502 steuert auch die Geschichtseinheit 506, um Filterkoeffizientendaten zu spei chern oder abzurufen, wenn dies notwendig ist. Die Ge schichtseinheit 506 liefert einen Speicher für die Filter koeffizientendaten.

Die CPUs 504 führen hauptsächlich Funktionen durch, die mit der Faltungsvorrichtung 308 (Fig. 4) der adaptiven Filtervor richtung 302 (Fig. 3) verbunden sind, und sie führen auch gewisse verwandte Funktionen durch, die mit der Vor- und der Nachverarbeitung verbunden sind.

Die CPUs 504 empfangen die vorverarbeiteten Referenzsignalda ten von der CCU 502. In einer bevorzugten Ausführungsform führen die CPUs 504 dann eine Faltungsverfahren, eine adapti ve Filterung (siehe Block 302 der Fig. 3 und 4), Berech nungen der Energie des Filters und des Lokalisierens der Spitzenorte des Filters durch.

Jede CPU 504 umfaßt ein Multiplizier/Akkumulier-Verfahren, das den adaptiven Filter, Koeffizientenaktualisierungen und Energieberechnungen aufnimmt. Die CPUs 504 empfangen auch Steuerdaten von der CPU 502, wie die Anzeige, daß ein Doppel sprechen auf einem speziellen Kanal auftritt. Die CPUs 504 antworten auf solche Daten beispielsweise durch Verhindern der Filteradaption während des Doppelsprechens. Die CPUs 504 arbeiten mit der Geschichtseinheit 506 zusammen, um Filter koeffizientendaten zu speichern und abzurufen, sofern dies notwendig ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann jede CPU 504 meh rere Kanäle der Faltungsberechnungen, der Filterkoeffizien tenaktualisierungen und der Energieberechnungen ausführen. Die maximale Zahl der Kanäle, die der Echolöscher 500 gleich zeitig bearbeiten kann, ist die Summe der Kanäle, die jede CPU 504 handhaben kann. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die CPUs 504 durch die CPU-Steuerung 508 gesteuert.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erzielt mehrere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Als erstes vermin dert das Teilen der CPU 504, CCU 502 und der ALU 510 Resour cen unter mehreren Kanälen die Zahl der Gatter, die notwendig ist, um eine Mehrkanalecholöschung auf einer einzigen inte grierten Schaltung zu erzielen. Als zweites können die CPU 504 und ALU 510 Leistungen stark optimiert werden, so daß sie mehrere Kanäle in Echtzeit aufnehmen können. Als drittes führt die CCU 502 Zeitgebungs- und Steuerfunktionen durch, die es der CCU 502, den CPUs 504 und der Geschichtseinheit 506 gestatten, in der passenden Reihenfolge zusammen zu ar beiten. Diese Sequenz wird im Detail in Verbindung mit den Fig. 6-8 beschrieben.

Ein anderer Vorteil gegenüber Echolöschern des Standes der Technik ist der, daß gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die CPUs 504 mehrere Faltungen und mehrere Filterkoeffizienteaktualisierungen innerhalb einer Abtastzeitdauer durchführen können. Die Geschichtseinheit 506 liefert auch Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, inso fern sie Transfers der Filterkoeffizienten zu/vom Speicher und den CPUs 504 durchführt, ohne die Verarbeitungsresourcen der CCU 502 zu bemühen.

Die CCU 502 führt Zeitgebungsfunktionen durch, die es der CCU 502, den CPUs 504 und der Geschichtseinheit 506 ermöglichen, in der passenden Sequenz zusammen zu arbeiten. Um die Echt zeitverarbeitung zu erzielen, muß die Echolöschverarbeitung jeder Abtastung der Referenzsignaldaten x(n) und der reflek tierten Signaldaten r(n) innerhalb einer einzigen Abtastperi ode beendet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Segmente der Verarbeitung über mehreren Abtastpe rioden durchgeführt, aber der Durchsatz erfolgt in Echtzeit. Das ist als Pipeline-Architektur bekannt.

Fig. 6 zeigt ein Echolöschbetriebszeitdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aus Gründen der Darstellung zeigt das Zeitdiagramm die Verarbei tung von vier Kanälen, obwohl mehr oder weniger Kanäle verar beitet werden können. Das in Fig. 6 gezeigte "Pipelinen" zeigt, wie die Echolöschung in Echtzeit und mit minimalen Abtastverzögerungen durchgeführt wird.

Die Zeitgebungskonfiguration beginnt zur Zeit 601, wenn die CPU 1 eine Faltungsverarbeitung 11 für Kanal 1 und die CPU 2 eine Faltungsverarbeitung 31 für Kanal 3 durchführt. Zur Zeit 602 wird die Beendigung der Faltungsverarbeitung für die Kanäle 1 und 3, die Nachverarbeitung 12 durch die CCU für Kanal 1 durchgeführt, gefolgt von einer Vorverarbeitung 13 für einen nächsten Satz von Daten von Kanal 1. Die Nachverarbei tung 32 und die Vorverarbeitung 33 wird dann für Kanal 3 durchgeführt. Zu einer Zeit 602 beginnen auch die CPU 1 und die CPU 2 die Faltungsverarbeitung 21, 41 für die Kanäle 2 und 4. Dies tritt nahezu sofort nach dem Beendigen der Fal tungsverarbeitung für die Kanäle 1 und 3 auf.

Zu einer Zeit 603 können, wenn die Nach- und Vorverarbeitung der Kanäle 1 und 3 beendet ist, die Filterkoeffizientendaten für die Kanäle 1 und 3 gespeichert und/oder aus der Ge schichtseinheit wiedergewonnen werden, 14, 34. In einer be vorzugten Ausführungsform muß die Geschichtsspeicherung oder Wiedergewinnung beendet sein, bevor die Faltungsverarbeitung wieder zur Zeit 605 für die Kanäle 1 und 3 beginnt. Ebenso werden für die Kanäle 2 und 4, wenn die CPUs die Faltungsver arbeitung 21, 41 zu einer Zeit 604 beenden, die Nachverarbei tung 22 und die Vorverarbeitung 23 für Kanal 2 durchgeführt. Dann wird die Nachverarbeitung 42 und die Vorverarbeitung 43 für Kanal 4 durchgeführt. Diesem folgt zur Zeit 606 die Spei cherung und/oder das Wiedergewinnen 24, 44 der Filterkoeffi zienten für die Kanäle 2 und 4. Die Zeitgebungsprozedur nimmt eine Interation für jeden Kanal vor, solange der Kanal aktiv ist.

Obwohl Fig. 6 ein Zeitdiagramm für vier Kanäle darstellt, kann das Diagramm leicht modifiziert werden, um mehr oder weniger Kanäle zu handhaben. Zusätzlich können, obwohl eine Funktion für einen speziellen Kanal gezeigt ist, wie sie vor einer Funktion für einen anderen Kanal durchgeführt wird, diese Funktionen in anderen Reihenfolgen durchgeführt werden, während man das gleiche Ergebnis erzielt. Beispielsweise muß die Nach- und die Vorverarbeitung für die Kanäle 1 und 3 nicht streng in der Reihenfolge 12, 13, 32, 33 durchgeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform können die Prozesse beispielsweise in der Reihenfolge 32, 12, 33, 13 durchgeführt werden. Andere Variationen können verwendet werden und diese Variationen sollen innerhalb des Umfangs der Erfindung eingeschlossen sein. In anderen alternativen Aus führungsformen können andere Kanalgruppierungen verwendet werden. Beispielsweise kann statt der gleichzeitigen Verar beitung von Kanal 1 mit Kanal 3 Kanal 1 gleichzeitig mit Kanal 2 oder Kanal 4 verarbeitet werden. Alternativ kann Kanal 1 getrennt verarbeitet werden, beispielsweise wenn sein Begleitkanal inaktiv ist. Diese Änderungen sollen auch inner halb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens für eine CCU, um die Zeitgebung der Echolöschoperationen gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu steuern. Das Flußdiagramm zeigt die CCU-Steuerung für vier Kanäle, die von zwei CPUs verarbeitet werden. In alternativen Ausfüh rungsformen können mehr oder weniger Kanäle und/oder mehr oder weniger CPUs verwendet werden. Die Schritte des Flußdia gramms der Fig. 7 werden durchgeführt, wenn der Echolöscher für alle verarbeiteten Kanäle angeschaltet wird und alle Kanäle initialisiert wurden und aktiv sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die mehreren Kanäle in nahezu dergleichen Sequenz verarbeitet. Somit wer den die Schritte des Zeitgebungssteuerverfahrens gezeigt, wie sie während getrennten Iterationen für jeden der Kanäle durchgeführt werden. Vor der Durchführung der Schritte wird ein Kanal für die Verarbeitung ausgewählt. Für eine leichte Erläuterung sei angenommen, daß Kanal 1 vor Durchführung des Schrittes 702 während einer ersten Iteration ausgewählt wurde. In einer alternativen Ausführungsform kann die mehrfa che Kanalsteuerung parallel durchgeführt werden.

Das Zeitgebungssteuerverfahren ist iterativ, so daß das Fluß diagramm nahezu an jedem Punkt begannen kann. Wie in Verbin dung mit Fig. 6 beschrieben wurde, tritt eine Nachverarbei tung für einen speziellen Signalrahmen eines vorgegebenen Kanals gerade vor der Vorverarbeitung eines nächsten Signal rahmens des gleichen Kanals auf. Da die Nach- und die Vorver arbeitung für aufeinanderfolgende Rahmen innerhalb benachbar ter Zeitfenster auftritt, beginnt das Flußdiagramm der Fig. 7 mit dem Nachverarbeitungsschritt 702, der der Zeit 602 der Fig. 6 entspricht.

In Schritt 702 wird die Nachverarbeitung für einen Signalrah men des Kanals 1 durchgeführt und das Ausgangssignal e(n) wird berechnet und an einen nahebei befindlichen Anschluß in Schritt 704 gesandt. Die Nachverarbeitung bedingt alle Be rechnungen, die durch die CCU 502 (Fig. 5) und eine entspre chende ALU 510 (Fig. 5) für einen speziellen Kanal nach (oder hinter) Faltungsberechnungen, die von der CPU 504 (Fig. 5) für diesen Kanal durchgeführt wurden, ausgeführt werden. Insbesondere können Berechnungen des echogelöschten Signals e(n), das auf Leitung 210 (Fig. 3) ausgegeben wird, die Im plementierung der zentralen Begrenzervorrichtung 306 (Fig. 3), die Mehrfachspitzenechoerkennung und andere Verfahren während dieser Verarbeitungsphase durchgeführt werden.

Die Schritte 706-710 stellen die Vorverarbeitung eines näch sten Signalrahmens des Kanals 1 dar. Die Vorverarbeitung beginnt mit dem Lesen des reflektierten Signals r(n) in Schritt 706. Wenn man annimmt, daß das Filter angeschaltet wird, wird das Signal, das während des Faltungsverfahrens verwendet werden soll, s(n), eine hochpaßgefilterte (HPF) Version von r(n) (das ist HPF(r(n))) in Schritt 708. Die Vorverarbeitung wird dann mit s(n) in Schritt 710 durchge führt. Die Vorverarbeitung bedingt alle Berechnungen, die von der CCU 502 (Fig. 5) und der entsprechenden ALU 510 (Fig. 5) für einen speziellen Kanal vor (oder vor) den Faltungsberech nungen, die durch die CPU 504 (Fig. 5) für diesen Kanal durchgeführt werden, durchgeführt werden. Insbesondere die Berechnungen der Energien der x(n) Leitung 214 (Fig. 3) und der r(n) Leitung 212 (Fig. 3), die Implementierung der Dop pelsprechdetektorvorrichtung 304 (Fig. 3) und die Filterkoef fizientenmultipliziererbestimmungen werden während dieser Verarbeitungsphase durchgeführt.

Als nächstes wird in Schritt 712 eine Bestimmung durchge führt, welcher Kanal gerade verarbeitet wurde und das Verfah ren verzweigt entsprechend. Wenn der Kanal 1 gerade verarbei tet wurde, so geht die Verarbeitung in Schritt 714 mit dem Auswählen von Kanal 3 als Kanal, der als nächstes zu verar beiten ist, weiter, und dann werden die Schritte 702-710 für den Kanal 3 durchgeführt. Wenn Kanal 2 gerade verarbeitet wurde, so geht die Verarbeitung weiter in Schritt 716 mit dem Auswählen von Kanal 4 als nächstem zu verarbeitenden Kanal und dem Durchführen der Schritt 702-710 für Kanal 4.

Wenn Kanal 3 gerade verarbeitet wurde, so wird in Schritt 718 ein Befehl zur Geschichtseinheit gesandt, um die Speicherun gen und/oder das Wiedergewinnen für die Kanäle 1 und 3 zu beginnen. Nach Schritt 718 wartet das Verfahren in Schritt 720 auf das Fertig-2,4-Signal von der CPU, was anzeigt, daß die Faltungsverarbeitung für die Kanäle 2 und 4 beendet wurde. Das Fertig-2,4-Signal entspricht der Zeit 604 (Fig. 6). Wenn das Fertig-2,4-Signal ankommt, wurde die Verarbeitung aller vier Kanäle beendet, und die Referenzdaten können in der Referenzspeichervorrichtung (beispielsweise der Referenz koeffizientenspeichervorrichtung 406, Fig. 4) für alle vier Kanäle in Schritt 722 gespeichert werden. Das Verfahren ite riert dann wie in Fig. 7 gezeigt durch Auswählen des Kanals 2 in Schritt 724 als nächstem zu verarbeitendem Kanal und dem Durchführen der Schritte 702-710 für den Kanal 2.

Wenn der Kanal 4 gerade verarbeitet wurde, so wird in Schritt 726 ein Befehl zur Speichereinheit gesandt, um die Speiche rungen und/oder das Wiedergewinnen für die Kanäle 2 und 4 durchzuführen. Nach Schritt 726 wartet die CCU in Schritt 728 auf das Fertig-1,3-Signal von der ersten CPU. Das Fertig-1,3-Signal entspricht der Zeit 602 (Fig. 6) und zeigt an, daß die Faltungsverarbeitung für die Kanäle 1 und 3 beendet ist. Das Verfahren iteriert dann, wie in Fig. 7 gezeigt, in Schritt 730 durch Auswählen des Kanals 1 als nächstem zu verarbeiten den Kanal und führt dann die Schritte 702-710 für den Kanal 1 durch.

Das oben beschriebene Flußdiagramm zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Änderungen können am Flußdia gramm vorgenommen werden, die das gleiche Ergebnis, wie das oben beschriebene Flußdiagramm ergeben. Solche Änderungen sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung lie gen.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm einer Echolöscherpipelineverzöge rung, die eine Vierkanalkonfiguration verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Diagramm kann mit dem in Fig. 6 dargestellten Zeitdiagramm korreliert werden, obwohl die Zeitgebung gewisser Funktionen in Fig. 8 sich leicht von der in Fig. 6 unterscheidet.

Die vertikalen Linien 800-803 stellen die Zeiten einer Rah mensynchronisation 812 dar, die in der Abtastperiode (beispielsweise 8 kHz) auftritt. Die vertikalen Linien 805-808 stellen die Zeiten einer Zwischenrahmensynchronisation 814 dar, die aus dem Fertig-1,3-Signal (siehe Schritt 728, Fig. 7) von den CPUs abgeleitet wird.

Das Diagramm zeigt einen Satz reflektierter Signaldaten 810, wie er verarbeitet wird. Die Daten sind als "B" Daten identi fiziert, wobei "B1" B Daten für Kanal 1, "B2" B Daten für Kanal 2, "B3" B Daten für Kanal 3 und "B4" B Daten für Kanal 4 darstellt. Das reflektierte Signal r(n) ist ursprünglich synchronisiert mit der Rahmensynchronisation 812. Es wird verschoben, wie das durch das verschobene r(n) 816 gezeigt ist, um mit der Fertig-1,3-Synchronisierung 814 der CPU syn chronisiert zu werden, so daß die ganze Verarbeitung mit der CCU und der CPU synchronisiert ist.

Als nächstes wird eine Vorverarbeitung 818 auf allen Kanälen (in diesem Beispiel vier Kanäle) durchgeführt, wie das durch B1 bis B4 entlang des Vorverarbeitungsflusses 818 gezeigt ist. Während der Vorverarbeitung und vor der Faltungsverar beitung werden Geschichtswiedergewinnungen 830 für die Kanäle 1 und 3 durchgeführt.

Während die CCU eine Vorverarbeitung 818 für B2 und B4 durch führt, führen die CPUs eine Faltungsverarbeitung 820, 822 auf B1 und B3 durch. Während dieser Zeit werden Geschichtswieder gewinnungen 830 für die Kanäle 2 und 4 durchgeführt.

Wenn dies beendet ist, so führt die CCU eine Nachverarbeitung 824 von B1 und B3 durch, während die CPUs eine Faltungsverar beitung 820, 822 auf B2 und B4 durchführen. Die CCU führt dann eine Nachverarbeitung 824 von B2 und B4 durch, und Ge schichtsspeicherungen 832 werden für alle Kanäle durchge führt. Die echogelöschten Ausgangssignale e(n) für die Kanäle werden dann mit dem CPU Fertig-1,3-Signal 814 synchronisiert, 826. Dann werden die echogelöschten Ausgangssignale e(n) mit der Rahmensynchronisation 812 wieder synchronisiert, 828, und die Verarbeitung ist beendet.

Das Diagramm der Fig. 8 zeigt daß das Verfahren und die Vor richtung der vorliegenden Erfindung gestattet, daß eine Echolöschung mit wesentlich kleineren Verzögerungen, als dies mit Echolöschern des Standes der Technik möglich war, durch geführt wird. Echolöscher des Standes der Technik haben lange Verzögerungen, da sie nur einen DSP pro Kanal verwenden, um die ganze Echolöschverarbeitung durchzuführen. Somit müssen Echolöscher des Standes der Technik Daten puffern, so daß sie eine Off-line Verarbeitung (beispielsweise historische Spei cherauszüge) durchführen können, ohne Daten zu verlieren. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erzielt eine minimale Verzögerung durch Durchführung der Vor- und Nachverarbeitung gleichzeitig mit der Faltungsverarbei tung und den historischen Speicherauszügen. Mit einer 8 kHz-Rahmensynchronisation ergibt das Verfahren und die Vorrich tung eine Gesamtverzögerung von 0,375 ms, was eine Verzöge rung von nur drei Abtastungen darstellt.

Insgesamt wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrie ben, die wesentliche Vorteile gegenüber Echolöschern des Standes der Technik bieten. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um mehre re DSPs mit Speicher und Unterstützungsschaltung durch eine einzige Vorrichtung zu ersetzen, die eine Echolöschung für mehrere Kanäle durchführen kann. Das ergibt eine wesentliche Verminderung der Schaltungsfläche und der Kosten. Das Verfah ren und die Vorrichtung gestattet auch eine Integration auf einem kundenspezifischen ASIC mit anderen Telefonfunktionen, die weiter die Leiterplattenfläche und die Kosten vermindern. Zusätzlich vermindern das Verfahren und die Vorrichtung der aktuellen Erfindung stark die Verzögerung, die mit der Echolöschfunktion verbunden ist, durch ein Zeitmultiplexen der Echolöschfunktionen und Komponenten durch die Verwendung mehrerer CPUs. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorlie genden Erfindung ist einzigartig, insofern es in einer bevor zugten Ausführungsform verschiedene Typen einer Echolöschver arbeitung (beispielsweise LMS und CSLMS) für mehrere Kanäle durchführen kann. Zusätzlich kann der Echolöscher extern zwischen den verschiedenen Arten der Verarbeitung (beispielsweise auf LMS) umgeschaltet werden, wenn eine Mehr fachspitzenzustand auf einem speziellen Kanal auftaucht.

Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Bezug auf bevor zugte und alternative Ausführungsformen beschrieben. Fach leute werden jedoch erkennen, daß Änderungen und Modifikatio nen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Bei spielsweise können die Verfahren und die Stufen, die hier beschrieben wurden, anders als sie hier beschrieben wurden kategorisiert und organisiert werden, wenn sie äquivalente Ergebnisse erzielen. Diese und andere Änderungen und Modifi kationen, die für Fachleute offensichtlich sind, sollen im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.

Claims

1. Echolöschvorrichtung (500) bei der die Eingangssignale der Echolöschvorrichtung ein Referenzsignal und ein reflektiertes Signal umfassen, und ein Ausgangssignal der Echolöschvorrich tung ein echogelöschtes Signal ist, wobei die Echolöschvor richtung (500) gekennzeichnet ist durch:
eine zentrale Steuereinheit (CCU) (502) für die Verar beitung des Referenzsignals und des reflektierten Signals und dem Senden des Referenzsignals an einer Faltungsverarbei tungseinheit (CPU) (504) für das Empfangen einer reflektier ten Signalschätzung als Ergebnis eines Faltungsverfahrens, das durch die CPU durchgeführt wird, und für das Erzeugen des echogelöschten Signals, basierend auf der reflektierten Sig nalschätzung; und
eine CPU (504), die mit der CCU (502) verbunden ist für das Empfangen des Referenzsignals und für das Durchführen des Faltungsverfahrens basierend auf dem Referenzsignal, und dem Rückführen der reflektierten Signalschätzung an die CCU.

2. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, weiter gekenn zeichnet durch mindestens eine zusätzliche CPU (504), die mit der CCU (502) verbunden ist, wobei jede der mindestens einen zusätzlichen CPU Funktionen der CPU parallel mit der Durch führung der Funktionen durch die CPU durchführen kann.

3. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, wobei die CPU (504) gekennzeichnet ist durch die Fähigkeit der Durchführung der Faltung und des adaptiven Verfahrens auf mehreren Kanälen durch zeitgemultiplexte Funktionen, die für jeden Kanal durchgeführt werden.

4. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 3, weiter gekenn zeichnet durch mindestens eine zusätzliche CPU (504), die mit der CCU verbunden ist, wobei die CPU und die mindestens eine zusätzliche CPU durch die CCU gesteuert werden, so daß die Echolöschung mehrerer Kanäle parallel durchgeführt werden kann.

5. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, wobei die CCU (502) weiter gekennzeichnet ist durch die Bestimmung, ob ein Doppelsprechen innerhalb des reflektierten Signals existiert und dem Senden von Steuerdaten an die CPU (504), die anzei gen, daß das Doppelsprechen existiert, wobei die CPU weiter für das Empfangen der Steuerdaten und das Verhindern eines adaptiven Verfahrens basierend auf den Steuerdaten dient.

6. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, wobei die CCU (502) weiter gekennzeichnet ist durch die Bestimmung, ob ein Mehrfachechozustand innerhalb des reflektierten Signals exi stiert und für das Durchführen einer ersten Fehlerminimie rungstechnik, wenn die Mehrfachechobedingung nicht existiert und einer zweiten Fehlerminimertechnik, wenn die Mehrfach echobedingung existiert.

7. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 6, wobei die erste Fehlerminimertechnik gekennzeichnet ist durch eine Technik der kleinsten mittleren Quadrate eines konzentrierten Abschnitts.

8. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 6, wobei die zweite Fehlerminimiertechnik gekennzeichnet ist durch eine normalisierte Technik der kleinsten mittleren Quadrate.

9. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, weiter gekenn zeichnet durch eine Geschichtseinheit (506), die mit der CPU (504) verbunden ist, wobei die CPU Filterkoeffizienten spei chern und aus der Geschichtseinheit wieder abrufen kann.

10. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 1, weiter ge kennzeichnet durch eine Geschichtseinheit (506), die mit der CCU (502) verbunden ist, wobei die CCU die Geschichtseinheit veranlassen kann, Filterkoeffizienten zu speichern und wieder abzurufen.

11. Echolöschvorrichtung (500) für die Durchführung einer Echolöschung auf mehreren Kommunikationskanälen, wobei die Eingangssignale der Echolöschvorrichtung mehrere Referenz signale und mehrere reflektierte Signale umfassen, und die Ausgangssignale der Echolöschvorrichtung mehrere echoge löschte Signale sind, wobei die Echolöschvorrichtung (500) gekennzeichnet ist durch:
eine zentrale Steuereinheit (CCU) (502) für die Verar beitung der Referenzsignale und der reflektierten Signale und dem Senden der Referenzsignale an mehrere Faltungsverarbei tungseinheiten (CPUs) (504) für das Empfangen reflektierter Signalschätzungen als Ergebnis der Faltungsverfahren, die durch die mehreren CPUs durchgeführt wurden, und für das Erzeugen echogelöschter Signale, basierend auf den reflek tierten Signalschätzungen; und
mehrere CPUs (504), die mit der CCU (502) verbunden sind, wobei jede der mehreren CPUs für das Empfangen eines Referenzsignals und für das Durchführen des Faltungsverfah rens und adaptiven Verfahrens basierend auf dem Referenzsi gnal, dem reflektierten Signal, einem Fehlersignal, aktueller Filterkoeffizienten und den Steuerdaten, und dem Rückführen einer reflektierten Signalschätzung an die CCU, wobei jede der mehreren CPUs die Faltung und das adaptive Verfahren unabhängig durchführen kann, so daß eine Echolöschung für mehrere Kanäle parallel durchgeführt werden kann, dient.

12. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 11, wobei jede der mehreren CPUs (504) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Verarbeitung von mindestens zwei der mehreren Kommunika tionskanäle durch ein Zeitmultiplexierung der Echolöschfunk tionen durchführen kann.

13. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 11, wobei die CCU (502) und die mehreren CPUs (504) dadurch gekennzeichnet sind, daß sie auf einer einzigen integrierten Schaltung ange ordnet sind.

14. Echolöschvorrichtung (500) nach Anspruch 11, wobei die CCU (502) weiter gekennzeichnet ist durch das Durchführen von Zeitgebungs- und Steuerfunktionen, um die CCU und die mehre ren CPUs (504) einzuschalten, um eine Echolöschverarbeitung auf mehreren Kanälen durchzuführen.

15. Zentrale Steuereinheit (CCU) (502) einer Echolöschvor richtung (500), dadurch gekennzeichnet, daß sie Zeitgebungs- und Steuerfunktionen durchführt, die es der Echolöschvorrich tung ermöglicht, mindestens einen Kommunikationskanal zu ver arbeiten, wobei die CCU die Zeitgebungs- und Steuerfunktionen durchführt durch das Ausführen einer wiederholten Sequenz von Schritten, die eine Vorverarbeitung eines Referenzsignals und eines reflektierten Signals, das aus dem ersten Kanal erhal ten wird, eine Veranlassung einer Faltungsverarbeitungsein heit (CPU) (504), ein erstes Faltungsverfahren für das Refe renzsignal auszuführen, die Nachverarbeitung einer reflek tierten Signalschätzung, die man von der CPU als Ergebnis des ersten Faltungsverfahrens erhält, um ein echogelöschtes Sig nal zu erzeugen, umfassen.

16. CCU (502) nach Anspruch 15, wobei die CCU weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß sie veranlaßt, daß Filterkoeffizien ten, die aus dem ersten Faltungsverfahren abgeleitet werden, gespeichert werden.

17. CCU (502) nach Anspruch 15, wobei die CCU weiter gekenn zeichnet ist durch Durchführen der Zeitgebungs- und Steuer funktionen für mindestens eine zusätzliche CPU, so daß mehre re Kanäle gleichzeitig verarbeitet werden können.

18. CCU (502) nach Anspruch 15, wobei die CCU weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zusätzliche Zeitgebungs- und Steuerfunktionen durchführt, die es der CPU (504) gestatten, einen zweiten Kanal zu verarbeiten, wobei die zusätzlichen Zeitgebungs- und Steuerfunktionen die Schritte der Vorverar beitung eines zweiten Referenzsignals und eines zweiten re flektierten Signals, das man vom ersten Kanal erhält vor dem Veranlassen, daß die CPU das erste Faltungsverfahren durch führt, das Veranlassen der CPU, ein zweites Faltungsverfahren für das zweite Referenzsignal durchzuführen, während die CPU eine Nachverarbeitung des ersten Kanals durchführt, die Nach verarbeitung eines reflektierten Signalschätzung, die man als Ergebnis des zweiten Faltungsverfahrens erhält, während die CPU veranlaßt, daß die Filterkoeffizienten, die vom ersten Faltungsverfahren abgeleitet werden, gespeichert werden, und veranlaßt, daß die zweiten Filterkoeffizienten, die vom zwei ten Faltungsverfahren abgeleitet werden, gespeichert werden, während die CPU das erste Faltungsverfahren mit einem näch sten Referenzsignal vom ersten Kanal durchführt, umfassen.

19. CCU (502) nach Anspruch 15, wobei die CCU weiter gekenn zeichnet ist durch Durchführen von zusätzlichen Zeitgebungs- und Steuerfunktionen, die es einer zweiten CPU (504) gestat ten, einen zweiten Kanal zu verarbeiten, wobei die zusätzli chen Zeitgebungs- und Steuerfunktionen Schritte einer Vorver arbeitung eines zweiten Referenzsignals und eines zweiten reflektierten Signals, das man vom zweiten Kanal erhält, das Veranlassen der zweiten CPU, ein zweites Faltungsverfahren durchzuführen, während die CPU das erste Faltungsverfahren für den ersten Kanal durchführt, eine Nachverarbeitung einer zweiten reflektierten Signalschätzung, die man von der zwei ten CPU als Ergebnis des zweiten Faltungsverfahrens erhält, und das Veranlassen, daß die zweiten Filterkoeffizienten, die aus dem zweiten Faltungsverfahren abgeleitet werden, gespei chert werden, umfassen.

20. Verfahren zur Echolöschung mindestens eines Kommunika tionskanals, wobei das Verfahren durch folgende Schritte ge kennzeichnet ist:

a) Bestimmen (720, 728), ob eine Faltungsverarbeitungsein heit (CPU) (504) verfügbar ist, um ein Faltungsverfahren für ein Referenzsignal und ein reflektiertes Signal für einen speziellen Kanal durchzuführen;
b) wenn die CPU verfügbar ist, Warten auf eine reflektierte Signalschätzung, die von der CPU zurückzugeben ist;
c) Nachverarbeiten (702) der reflektierten Signalschätzung, um ein echogelöschtes Signal zu erzeugen; und
d) Wiederholen der Schritte a) bis d).

21. Verfahren nach Anspruch 20, weiter gekennzeichnet durch den Schritt:

e) Durchführen anderer Aufgaben, während die CPU das Fal tungsverfahren durchführt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Durch führens der anderen Aufgaben gekennzeichnet ist durch folgen den Schritt:

e1) Vorverarbeiten (710) des Referenzsignals und des reflek tierten Signals.

23. Verfahren nach Anspruch 20, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:

e) Lesen (706) des Referenzsignals für den speziellen Kanal; und
f) Senden (708) des Referenzsignals an die CPU.

24. Verfahren nach Anspruch 20, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:

e) Bestimmen durch die CCU, ob eine zweite CPU verfügbar ist, um ein zweites Faltungsverfahren für ein zweites Referenzsig nal und ein zweites reflektiertes Signal von einem zweiten Kanal durchzuführen;
f) wenn die zweite CPU verfügbar ist, Warten auf eine zweite reflektierte Signalschätzung, die von der zweiten CPU zurück gegeben werden muß;
g) Veranlassen (722) daß die zweiten Filterkoeffizienten aus dem zweiten Faltungsverfahren gespeichert werden; und h) Wiederholen der Schritte e) bis h).

25. Verfahren nach Anspruch 24, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:

j) Lesen des zweiten Referenzsignals für den zweiten Kanal; und
k) Senden des zweiten Referenzsignals an die zweite CPU.

26. Verfahren zur Echolöschung für mindestens einen Kommuni kationskanal, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a) Lesen (706) eines ersten Referenzsignals und eines ersten reflektierten Signals für einen ersten Kanal;
b) Lesen eines zweiten Referenzsignals und eines zweiten reflektierten Signals für einen zweiten Kanal;
c) Vorverarbeiten (710) des ersten Referenzsignals des ersten reflektierten Signals, des zweiten Referenzsignals und des zweiten reflektierten Signals;
d) gleichzeitiges Durchführen einer Faltungsverarbeitung des ersten Referenzsignals, des ersten reflektierten Signals, des zweiten Referenzsignals und des zweiten reflektierten Signals unter Verwendung einer ersten Faltungsverarbeitungseinheit (CPU) und einer zweiten CPU, was eine erste reflektierte Signalschätzung und eine zweite reflektierte Signalschätzung ergibt;
e) Nachverarbeiten (702) der ersten reflektierten Signal schätzung und der zweiten reflektierten Signalschätzung, was ein erstes echogelöschtes Signal und ein zweites echoge löschtes Signal ergibt.

27. Verfahren nach Anspruch 26, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:

f) Lesen eines dritten Referenzsignals und eines dritten reflektierten Signals für einen dritten Kanal;
g) Lesen eines vierten Referenzsignals und eines vierten reflektierten Signals für einen vierten Kanal;
h) Vorverarbeiten (710) des dritten Referenzsignals, des dritten reflektierten Signals, des vierten Referenzsignals und des vierten reflektierten Signals;
i) gleichzeitig mit der Durchführen der Nachverarbeitung des Schrittes e), Durchführen einer Faltungsverarbeitung des dritten Referenzsignals, des dritten reflektierten Signals, des vierten Referenzsignals und des vierten reflektierten Signals unter Verwendung der ersten CPU und der zweiten CPU, was zu einer dritten reflektierten Signalschätzung und einer vierten reflektierten Signalschätzung führt; und
j) Nachverarbeiten (702) der dritten reflektierten Signal schätzung und der vierten reflektierten Signalschätzung, was zu einem dritten echogelöschten Signal und einem vierten echogelöschten Signal führt.