DE2063183A1

DE2063183A1 - Selbsteinstellendes Filter und Steuerschaltung dafür

Info

Publication number: DE2063183A1
Application number: DE19702063183
Authority: DE
Inventors: Laurence Kenneth Ivanhoe Victoria Mackechme (Australien)
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1970-12-22
Publication date: 1971-06-24
Also published as: AU2364970A; FR2074030A5; SE362763B; GB1334250A; US3732410A; DE2063183B2; NL7018580A; DE2063183C3; AU448805B2

Description

Dr. O. Diitmann K. L ScWfT Dr. A. ν. Füner Dfpl. ßifl. P. Streb!

Patentanwälte Β München 90, MariahlifpJatz 2ä3, Telefon 454040

;, 22. DEZ 1871

COMMONWEALTH OF AUSTRALIA - ' ■■. DA-5046

Selbsteinstellendes Filter und Steuerschaltung dafür Priorität: 22. Dezember-1969* Australien, Nr. 65,671/69

Die Erfindung betrifft selbsteinstellende Filter und Steuerschältungen dafür. Filter dieser Art dienen beispielsweise zum Entzerren von Nachrichtenkanälen oder zum Auslöschen von Echosignalen, wie sie in Telefonverbindungen auftreten, bei denen ein Vierdraht-Übertragungskreis über Gabelschaltungen mit einem Zweidraht-Übertragungskreis verbunden ist.

Ein derartiges Filter ist in der USA-Patentschrift Nr. 3 500 der Bell Telephone Laboratories Incorporated beschrieben. Die vorliegende Erfindung' bezieht sich auf ein Gerät dieser allgemeinen Art, das jedoch über verbesserte Signal-Verarbeitungseinrichtungen verfügt.

Die Erfindung vermittelt eine Steuerschaltung für ein selbsteinstellendes Filter, mit einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer Änderung in der Impulskurve eines Filternetzwerks, wobei diese Änderung eine Änderung der Impuls-Filterkurve darstellt, die erforderlich ist, um ein Ausgangssignal von dem Filternetzwerk derart zu ändern, daß die Tendenz besteht, das ' Ausgangssignal mit einem v/eiteren Signal in Übereinstimmung zu bringen. Die besagte Recheneinrichtung zur Berechnung der Änderung umfaßt eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerfunktion, die ein Maß des Übereinstimmungsgrades zwischen dem Ausgangssignal aus dem Filternetzwerk und dem benagten

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weiteren Signal darstellt, sowie eine Einrichtung zur genauen oder näherungsweisen Bestimmung der Vorzeichen von partiellen Ableitungen der Fehlerfunktion in Bezug auf Koeffizienten der Impulskurve. Die Steuerschaltung kennzeichnet sich dai durch, daß die berechnete Änderung Inkrement-Anpassungen enthält, die an den einzelnen Koeffizienten der Impulskurve des Filternetzwerks vorzunehmen sind und entsprechend den bestimmten oder angenäherten Vorzeichen der partiellen Ableitungen für einen ersten und mindestens einen' weiteren Wert der Fehlerfunktion bestimmt werden; der bzw. jeder weitere Wert ist dabei von der Recheneinrichtung berechnet und stellt eine Modifizierung der Fehlerfunktion dar, wie sie existieren würde, wenn die vorausgehenden Bestimmungen der Anpassungen durchgeführt würden.

Die Einrichtung zur Berechnung einer Änderung kann eine" Einrichtung umfassen, die einstufige Inkrement-Anpassungen nach einem Iterationsverfahren berechnet,, bei dem eine Gruppe von ersten einstufigen Inkrement-Anpassungen der jeweiligen Koeffizienten der Impuls-Filterkurve aus einer Ausgangsgruppe von Koeffizienten der besagten Fehlerfunktion berechnet wird und diese Gruppe von Anpassungen der Koeffizienten dazu benützt wird, einen modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen, der sich ergeben würde, wenn, die Gruppe von Anpassungen durchgeführt würde; der modifizierte Wert dient dabei seinerseits zur Berechnung weiterer einstufiger Inkrement-Anpassungen der Koeffizienten der Impuls-Filterkurve. Dieses Iterationsverfahren wird "entweder.über eine feste Periode durchgeführt oder so lange, bis ein modifizierter Wert der Fehlerfunktion entsprechend einer Bedingung erreicht wird, bei der das Ausgangssignal mit dem besagten v/eiteren Signal im wesentlichen übereinstimmt.

Die Fehlerfunktion kann die KreuzKorrelation zwischen einen sich aus dem besagten Ausgangssignal ergebenden Eingangssignal am Eingang des Filternetzwerks und einem Differenzsignal, das die Differenz zwischen dem besagten Ausgangssignal und dem besagten· weiteren Signal darstellt, umfassen. Die Generatorein-

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richtung zur Erzeugung der Fehlerfunktion umfaßt eine Einrichtung zum Berechnen und Abtasten von Koeffizienten., der ICreuzkorrelation. Die Steuerschaltung v/eist ferner eine Einrichtung zum Berechnen und Abtasten von Koeffizienten der Auto - Korrelation des besagten Eingangssignals auf, wobei die Einrichtung zum Berechnen der einstufigen Inkrement-Anpassungen die Abtastwerte der Autokorrelation in Verbindung mit Bestimmungen oder Näherungen der Vorzeichen der partiellen Ableitungen verwendet, die von der besagten Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung dieser Vorzeichen und für die Initial- und modifizierten Werte der Eehlerfunktion erzeugt werden, um den bzw. jeden modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen. In alternativer Ausführung kann die Fehlerfunktion ein Differenzsignal umfassen, das die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem besagten weiteren Signal darstellt, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Fehlerfunktion eine Einrichtung zum Abtasten des Differenzsignals umfaßt. Die Steuerschaltung weist dabei außerdem eine Einrichtung zum Abtasten eines Signals auf,das ein Eingangssignal des Filternetzwerks darstellt und in dem besagten Ausgangssignal resultiert. Die Einrichtung zum Berechnen der einstufigen Inkrement-rAnpassungen arbeitet dabei mit den Differenzsignal-Abtastwerten in Verbindung mit Vorzeichen-Bestimmungen der partiellen Ableitungen, die von der Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung dieser Vorzeichen für die Initial- und modifizierten Werte der Fehlerfunktion erzeugt werden, um den bzw. jeden modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen. Die Bestimmung der Vorzeichen erfolgt dabei von den Eingangsund Ausgangs-Abtastwerten.

Die Erfindung vermittelt ferner ein selbsteinstellendes Filter , das ein Filternetzwerk mit variabler Impulskurve sowie eine Steuerschaltung umfaßt. Die Steuerschaltung weist dabei eine Einrichtung zum Berechnen einer Änderung der Impulskurve sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieser Änderung auf. Die Änderung besteht in einer Änderung der Impuls-Filterkurve, die erforderlich ist, um ein Ausgangssignal des Filternotzwerkc mit der Tendenz zu verändern, daß das Ausgangssignal mit einem weiteren Signal übereinstimmt. Das selbsteinstellende Filter

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umfaßt ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, da's die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem besagten weiteren Signal darstellt. Die Einrichtung zur Berechnung einer Änderung umfaßt eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerfunktion, die ein Maß des Übereinstimmungsgrades zwischen dem Ausgangssignal und dem v/eiteren Signal bildet, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung der Vorzeichen von partiellen Ableitungen der Fehlerfunktion in Bezug auf Koeffizienten der Impulskurve. Die Einrichtung zur Durchführung der Änderung ist dabei so ausgelegt, daß sie die Koeffizienten der Impulskurve in der Weise ändert, daß die berechnete Änderung durchgeführt wird. Die Steuerschaltung kennzeichnet sich dadurch, daß die berechnete Änderung Inkrement-Anpassungen umfaßt, die an den einzelnen Koeffizienten der Impuls-Filterkurve durchzuführen sind und entsprechend den bestimmten oder angenäherten Vorzeichen der partiellen Ableitungen für einen ersten und mindestens einen weiteren Wert der Fehlerfunktion bestimmt sind. Der bzw. jeder weitere Wert wird dabei von der Recheneinrichtung berechnet und stellt eine Modifizierung der Fehlerfunktion dar, wie sie existieren würde, wenn die vorausgehenden Bestimmungen der Anpassungen durchgeführt würden. - -''--

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild zur generellen

Darstellung der Anwendung des erfindungsgemäßen selbsteinstellenden Filters als Echo-Unterdrücker;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Echo-Unterdrücker;

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls mit einem Echo-Unterdrücker;

Fig. A ein schematisches Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung v/i ede rum mit einem Echo-Unterdrücker; und 109826/1620

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Fig.5 ein schematisch.es Schaltbild zur Darstellung der Verwendung eines erfindungsgemäß gebauten einstellbaren Filters als einstellbarer Entzerrer.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Telefonschaltung zwischen zwei Teilnehmern A und B. Die Schaltung umfaßt zwei Zweidraht-Telefonschaltkreise 2,3, die über ein Paar von Gabelschaltungen 5,6 an einen Vierdraht-Trägerfrequenz-Stromkreis 4 angeschlossen. Spricht ein Anrufer A, so leitet die Gabelschaltung 5 die auf der Leitung 2 abgehenden Sprechsignale auf den oberen Kanal 7 der Vierdraht-Übertragungsschaltung 4 und von dort an die Gabelschaltung 6, die die Sprechsignale über die Zweidraht-Leitung 3 dem Teilnehmer B zuleitet. Spricht in ähnlicher Weise der Teilnehmer B, so leitet die Gabelschaltung 6 die Sprechsignale über den unteren Übertragungskanal 8 der Übertragungsschaltung 4 an die Gabelschaltung 5, die diese Signale über die Leitung 2 dem Teilnehmer A zuführt. Unter idealen Bedingungen zirkuliert kein Signal innerhalb der Vierdraht-Übertragungsschaltung; insbesondere gelangt kein Signal durch die Gabelschaltung 5 vom Punkt C zum Punkt D oder durch die Gabelschaltung 6 vom Punkt E zum Punkt F. Um dies zu erreichen, muß bekanntlich die komplexe Impedanz der Gabelschaltungen, wie sie sich den ankommenden Signalen darbietet, genau gleich dem konjugiert-komplexen Wert der zughörigen Leitungsimpedanz sein. In der Praxis ist eine solche Situation oft unmöglich zu erreichen, da die Leitungsimpedanzen zeitlich schwanken, so daß die Impedanzanpassung der Gabelschaltungen zum Ausgleich dieser Veränderungen kontinuierlich modifiziert werden müßte. : Ist die Anpassung der Gabelschaltungen an die Leitungen nicht ■; vollkommen, so gelangen Signale durch die Gabelschaltung 5 vom Punkt C zum Punkt D und durch die Gabelschaltung 6 vom \ · Punkt E zum Punkt F. Spricht nun ein Teilnehmer, so kehren ; . seine Sprechsignale nach einer gewissen Verzögerung und nach ι Durchlaufen der gesamten von der Vierdraht-Schaltung 4 gebilf deten Schleife zu ihm zurück. Ist die Verzögerung kurz, so wird das rücklaufende Signal von dem Sprechenden nicht als \ eigenes Signal wahrgenommen\ ist die Verzögerung jedoch lang, ; BO hört der Sprechende ein getrenntes Echo. Derartige Echos \ können die Güte der Übertragung ernstlich verschlechtern; daher

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ist es erwünscht, sie zu beseitigen. In Fällen, in denen der Vierdraht-Übertragungsschaltkreis 4 sehr lang ist, wie es bei-, spielsweise bei Verwendung einer Satellitenverbindung der Fall ist, ist es in der Tat praktisch wesentlich, das Echo minimal zu machen, wenn die Übertragungsleitung arbeitsfähig sein soll.

Um dieses Problem zu bewältigen, sind verschiedene Methoden empfohlen worden; ein Weg besteht in der Verwendung von Geräten, die als Echo-Unterdrücker bekannt sind und in Fig. 1 die Bezugsziffern 9 und 11 tragen. Diese Geräte sind parallel zu den jeweiligen Gabelschaltungen eingeschaltet und so ausgelegt, daß sie über Differenz-Netzwerke 12 und 13 Signale abgeben, die den Echosignalen entgegengesetzt sind. Die Echo-Unterdrücker können direkt parallel zu den Gabelschaltungen und in deren Nähe angeschlossen sein. In alternativer Ausführung können sie auch von den Gabelschaltungen entfernt sein, und der Anschluß kann über Trägerfrequenz-Verbindungen erfolgen. Daher wird ein vom Punkt F zum Punkt C gehendes Signal, das vom Teilnehmer B stammt, von dem Unterdrücker 9 wahrgenommen, der die sich aus diesem Sprechsignal ergebende Signalform, die vom Punkt C zum Punkt D über die Gabelschaltung 5 läuft, berechnet und ein derartiges Signal rekonstruiert, v/obei dann der negative Wert dieses Signals an der Stelle D der Gabelschaltung zur Unterdrückung des Echos eingegeben wird. Da die Charakteristiken der Übertragungskanäle schwanken, müssen sich die Unterdrücker 9 und 11 kontinuierlich an solche Schwankungen anpassen.

Die Beziehung zwischen den Eingangsignalen -Jc(t) an der Gabelschaltung 5 und dem Restsignal y(t) ist gegeben durch

y(f) = lim

■Τ*

x(T-t).h(t).dt; ; (1a)

τ¹-»·

v/orin h(t) ein Restimpulsverhalten zwischen der Punkten C und D

OAlGtNAL INSPECTED

·- . - 109826/1620

2Ü

nach Fig. 1 ist und der Gleichung h(t) = r(t) - r(t) genügt, worin r(t) die tatsächliche Impulskurve der Übertragung durch die Gabelschaltung hindurch und r(t) die Impulskurve des Echo-Unterdrückers bedeuten. Angenommen, das Eingagssignal x(t) ist stationär und ergodisch, so ist die Beziehung zwischen seiner Autokorrelation A, (τ) und der Kreuzkorrelation C_V<W.(O durch die Gleichung gegeben

T«

(O =

lim τ¹-*»

A_xx(_T-t).h(t).dt;

(1b)

-T«

worin A (τ) = lim

T'

x(t) .x(t+*r)dt ist.

Haben die Signale begrenzte Bandbreite, so daß das Nyquist-Intervall gleich T ist und das Restimpulsverhalten h(t) nach der Zeit MT ( wobei M eine ganze Zahl und T«T' ist ) als vernachlässigbar angenommen \iird, so können die Gleichungen (1a) und (1b) in folgender Form angenähert werden:

⁶O

-1 ^e-2.... S-

⁵O

^ε-Μ+1

v/,

w.

(2)

Die Gleichungen (2) und (1a) können in Beziehung gebracht werden, indem i_k - 3^r(kT), E^_n = x(kT-nT) und W_n = &r(nT) gesetzt werden. Die Gleichungen (2) und (1b) lassen sich in Beziehung

0 98^67 1620

CWlGiNAL JNSPECTED

2ÜÜ3183

bringen, indem f_fc = C_xy (kT) , g_k__n = Α_χχ(Μ-ηΤ) und W_n =

* A

gesetzt werden, worin Ar(nt) einen Schätzwert für das Restimpulsverhalten h(t) bei Übertragung durch die Gabelschaltung hindurch darstellt. e_ ist also in beiden Fällen ein Maß für die Genauigkeit der Schätzung.

Es ist möglich, F und G zu messen, während W unbekannt ist. Zur Echo-Unterdrückung muß die Bedingung W = O aufgestellt werden. Daher ist es erforderlich, W so zu bestimmen, daß

e_n = 0(0- n- M) ' -

ist. Es läßt sich zeigen, daß die beiden durch die nachstehenden Gleichungen (3a) und (3b) definierten Modulus- und quadratischen Fehlerfunktionen konvex sind:

E = E ef. ; (3a)

k=o ^K

E =T e_k ; (3b)

k=o ^K

M
worin e_k = f_fc - ^ g^_n' W_n

Wegen dieser Konvexität läßt sich zur Bestimmung eines Minimums der Fehlerfunktion eine Näherung steilsten Abfalls wählen.

Die entsprechenden Ableitungen sind durch die nachstehenden Gleichungen 4(a);(quadratisch) und (Ab) (Modulus) gegeben:

— = -2 · σ g_k 4 . €_k ; (4a)

k=o K-o κ

~-ί = - T, Sv«. i ' Vorzeichen^.) . (4b)

δ w. k-o ^{J K}

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2 Ü Ö 3 I 8

Wie ersichtlich, läßt sich nach Abschätzen von Ausgangswerten für W ( z.B. w= O für alle η ) das umfassende Minimum ' ■ der Fehlerfunktion durch schrittweise Iterationen von w. in den von den Ableitungen angegebenen Richtungen erreichen. Durch Berechnen der Auto- und Kreuz-Korrelationen oder auch einfach durch Sammeln von Abtastwerten des Eingangs. x(t) und des Ausgangs y(t) kann aus dem Signal eine Information herausgezogen werden, um entweder die Kreuz-Korrelation zwischen Eingang und Ausgang oder den Ausgang direkt auf ein Minimum herunterzudrücken. In beiden Fällen wird das Echo effektiv unterdrückt.

Es ist festgestellt worden, daß dann, wenn die Kreuz-Korrelation auf 0 reduziert wird, die Ableitungen nicht berechnet zu werden brauchen, da das Vorzeichen der einzelnen Ableitungen in den meisten Fällen dem entsprechenden Vorzeichen der Kreuz-Korrelation gleich ist und das Vorzeichen der Ableitung genügend Information zur Konvergenz enthält. Wird der Ausgang direkt auf 0 herabgedrückt, so hat sich herausgestellt, daß es für einen zufriedenstellenden Betrieb erforderlich ist, die Ableitungen zu berechnen.

In Fig. 2 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel j eines Echo-Unterdrückers gezeigt, der- die Korrelation zwischen Eingangs- und Ausgangssignal einer Gabelschaltung 21 bestimmt, J Der Echo-Unterdrücker umfaßt eine Verzögerungsleitung 22 mit einem Eingang 20, der an di© Eingangsleitung 23 der Gabelschaltung 21 angeschlossen ist, sowie mit mehreren Ausgangsabgriffen 2k. Die Verzögerungsleitung erzeugt auf den Ausgängen 24 und mit jeweiligen Zeitverzögerungen nT Reproduktionen des Eingangssignal)! mf £er Leitung 23. Die Ausgangssignale über HwJtifliif 2$ geleitet unä in einen Summennetz- 26 stssmi*ft. Oat fcoribiiilerte Ausgangssignai gelangt über *it&- Leitung 27 an tin Differenzsetzwerlf 2$, das an die Ausgangsleitung 29 öef Gabelschaltung 21 angeschlossen ißt. Das Differenz* netzwerk 28 #i*8@ugt «tif der Aus gangs leitung 31 ein Signal, das die Differenz zwt&ühm ά$η Signalen auf den Leitungen ?9 un<I darstellt, Wie «on sieht_f erzeugt also die Verzögerungsleitung

zusammen mit den Multipliern 25 und der Summierstufe 26 aus dem Eingangssignal auf der' Leitung 23 ein Aüsgangssignal, " dessen Kehrwert dem Ausgang der Gabelschaltung 21 zugeführt v/ird.

Bie Ausgänge 24 der Verzögerungsleitung 22 sind ferner jeweils an getrennte-Korrelatoren 32 angeschlossen. Das Ausgangffilgnal der Gabelschaltung 21 auf der Leitung 31 wird über Leitungen 33, 34 den Korrelatoren 32 zugeführt, Jedem Multiplier 32 ist eine Steuerstufe 35 zugeordnet, wobei mit den Steuerstufen 35 eine logische Schaltung 36 verbunden ist. Die Korrelatoren 32 arbeiten mit Analog-Multinlieren, die kontinuierlich die Kreuzkorrelations-Koeffizienten für die verschiedenen Verzögerungen nT berechnen, wobei über die aufeinanderfolgenden Zeitperioden T₁ die · erforderliche Integration ausgeführt v/ird. Am Ende jeder Periode T. wird der Wert der Kreuzkorrelation von den Steuerstuf en 35 abgetastet, und der Ausgangswert bzw. Gewinn der zugehörigen Multiplier 25 wird um Ar inkrementiert. Die Richtung der Inkrementierung jedes Multipliers v/ird durch das Vorzeichen des entsprechenden Kreuzkorrelations-Koeffizienten bestimmt, -und der Wert v/ird. der zugehörigen Steuerstufe 35 unter Führung durch die logische Schaltung 36 zugeführt.

Für jede Gruppe von Abtastwerten der Korrelations-Koeffizienten werden also die Multiplier 25 um einen Schritt inkrementiert; nach wiederholter Inkrementbildung wird daher die impulskurve der Verzögerungsleitung 22 sich der Impulskurve der Gabelschaltung für Übertragung durch die Schaltung hindurch in entsprechender Weise annähern. Die Größe der Inkrement-Anpassungen der Multiplier 25 muß klein genug sein, um eine Wechselwirkung zwischen den Ausgangsabgriffen 24 minimal zu machen und mir einen kleinen Restfehler in dem Wert fc verglichen bit dem Wert r zu erzeugen.Die Inkremente müssen andererseits groß genug sein, damit eine rasche Nachführung der Veränderungen in den Charakteristiken der Übertragungsschaltung möglich ist. Die einzelnen Inkremente nolltsn daher 0>?.5?-' des Höchstv/erfceö des Impulskurven-Koeffizienten entsprechen. ...·-... ...

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Die oben beschriebene AusfUhrungsform erfordert eine Berechnung der Kreuzkorrelations-Koeffizienten mit hoher Genauigkeit, wobei zur Durchführung der erforderlichen Multiplikationen hoch-lineare Multiplier mit einem weiten dynamischen .Bereich erforderlich sind. Ein geeigneter Multiplier ist in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 945 125 beschrieben.

Die beschriebene AusfUhrungsform arbeitet zwar zufriedenstellend, die Konvergenz ist jedoch verhältnismäßig langsam. Relativ schnelle Änderungen in.den Knanal-Charakteristiken können daher nicht in adequater Weise nachvollzogen.werden.

Fig. 3 zeigt eine verbesserte Ausführungsform eines erfindungsgemäß gebauten Echo-Unterdrückers. Während die vorstehend beschriebene Anordnung mit analoger Schaltkreistechnik arbeitet, ist die Schaltung nach Fig. 3 eine digitale. Zur Feststellung, ob zwischen den Impulskurven der Gabelschaltung und der Verzögerungsleitung Differenzen bestehen, werden ferner anstelle einer Kreuzkorrelation zwischen Eingang und Ausgang die Differenzen aus der Faltungsbeziehung zwischen Eingang und Ausgang berechnet. Diese Ausführungsform weist auch Mittel zur Verarbeitung der einzelnen Tastwerte am Eingang und Ausgang in adequaterer Weise auf, um eine schnellere Konvergenz zu erzielen.

Die Anordnung arbeitet mit einer Verzögerungsleitung, die die Form eines Schieberegisters 41 hat. Mittels eines Schalters 42 wird das auf der Leitung 43 ankommende Signal in Intervallen T abgetastet und einem Analog/Digital-Wandler 44 zugeführt. Die digitalisierten Tastwerte werden dann über einen Schalter 45 in das Schieberegister 41 eingegeben. Die Verzögerungsleitung kann (M+1) Tastwerte aufnehmen. Nach Eingabe eines Tastwertes wird das Schieberegister 41 rasch (M+1)-mal zyklisch durchgeschaltet (wobei der Schalter 45 in entsprechender Weise betätigt wird), und die Ausgangssignale werden über einen Multiplier 46 geleitet. Gleichzeitig werden Impulskurven-Koeffizienten f!₀ ... f_M , die in einem Koeffizienten-Speicher-Schieberegister 47 gespeichert sind, dem Multiplier 46 zugeführt. Während dieses Vorgangs wird das Koeffizienten-Speicher-SchieberegiGter kj mit

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:_f ORIGINAL INSPECTS)

einem entsprechend angeordneten Schalter 48 zyklisch geschaltet. Die Anordnung zur Paarbildung der Ausgänge von den beiden■ Schieberegistern 47 und 41 ist so getroffen, daß der Multiplier 46 Ausgangskomponenten y. der folgenden Form erzeugt:

wobei ^xi»»'^xi_]y[ ^die gespeicherten Tastv/erte des Eingangssignals in dem Register 47 sind. ^:

Die Komponenten jeder Summenbildung v/erden in einer Summierstufe 80 akkumuliert; ist die Summenbildung für die einzelnen Komponenten y. vollständig, so wird die Komponente über einen Digital/Analog-Wandler 85 in analoge Form umgewandelt und der Ausgangsleitung von der Gabelschaltung 49 über ein Differenznetzwerk 50 in der gleichen Weise wie oben zugeführt* Wie ersichtlich, stellt die Arbeitsweise des Schaltungsteils innerhalb der gestrichelten Linie 87, der den Echo-Simulator bildet, im wesentlichen nur ein digitales Equivalent der Verzögerungsleitung, der Multiplier und des Summennetzwerks 26 der vorausgehenden Ausführungsform dar.

Die digitalisierten Abtastwerte der Eingangsspannung auf der Leitung 43, die dem Verzögerungsregister 41 zugeführt werden, werden gleichzeitig über Leitungen 52, 53 und 54 sowie einen Schalter 55 in einen Eingangs-Abtastwertspeicher 51 eingegeben. Entsprechende Ausgangsspannungen auf der Leitung 84 v/erden ferner über den Schalter 42 und eine Leitung 56 abgetastet, in den Analög/Digital-Vandler 44 eingegeben und von dort über die Ceitungen 52, 57 und einen Schalter 58 einem Ausgangs-Abtastwertspeicher 59 zugeführt. Die Abtastwerte der Ausgangs- und Eingangsspannung sind zu entsprechenden Zeitpunkten erforderlich, und da die Abtastungen über einen einzelnen Schalter 42 vor-. genommen werden, ist in die Ausgan^sleitung 82 von der Gabelschaltung A? zwischen diener und dem Differ en ".netzwerk 51 . eine Vorzcgerungsstufe 61 eingeschaltet.

Die ^incnngr,- und AuGsnncr.-Tastwertspeioher 51 und 59 haben

■ 109826/1620 _(Mm^ _msPECTB5

die· Form von Schieberegistern, wobei der Ausgangsspeicher (M+1) Tastwerte und der Eingangsspeicher (2M+1) Tastwerte faßt.

Werden den Speichern 51 und 59 neue Gruppen von Tastwerten der Eingangs- und Ausgangsspannungen zugeführt, so wird eine Berechnung der notwendigen Änderungen an den entsprechenden Koeffizienten der Impulskurve der Verzögerungsleitung durchgeführt. Dazu muß zunächst - in diesem Fall gemäß der Gleichung (4a) - ein Gradient £x berechnet v/erden. Für diese Berechnung werden die Ausgänge der Speicher 51 und 59 über Leitungen 63 und 64 sowie einen Schalter 65 mit einem Multiplier 62 verbunden. Die Speicher 51 und 59 werden dann zyklisch durchgeschaltet, so daß die einzelnen Ableitungen der Reihe nach berechnet werden. Die Berechnung für die einzelnen Ableitungen umfaßt dabei (M+1) Multiplikationen, die gemäß der nachstehenden Gleichung (6) durchgeführt werden:

	—


* *
*
•
δΕ
*^δΜ**

^O

M-1

-M

-M+1

■y₀

2y,

Die einzelnen Komponenten der Ableitungen erscheinen am Ausgang des Multipliers 62 und werden in einem Summennetzwerk 66 akkumuliert. Sowie die summierten Komonenten der einzelnen Ableitungen verfügbar werden,, wird das Vorzeichen der botreffenden Leitung von einem Netzwerk 70 abgelesen, und der entfjprechende Inkrementvmrt &f wird einem Cch.teboregister 67 zum Trikremcntieren der TnpnlcskurvQ zugeführt j rlnr. Vorzeichen den Tnkromentn gibt

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SAß ORIGINAL

dabei das Vorzeichen der Ableitung an. Dies erfolgt über die Leitung 68. Bevor weitere Tastwerte x(t), y(t) abgenommen werden, v/erden revidierte Werte des Ausgangssignals Y¹ gemäß der folgenden Gleichung (7) berechnet: -.-.■'

Y» = &■ = X. [H - A¹R ] = Y - X. AR ; (7)

beispielsweise y» = y. - j χ 'λ*

it Λ- V—ο κ—η η.

Diese modifizierten Werte Y stellen den Wert des Ausgangssignals dar, das auftreten würde, wenn die Koeffizienten r ...r_M

der Impulskurve der Verzögerungsleitung gemäß den gerade berechneten Inkrementen hätten modifiziert v/erden müssen. Um die Berechnungen durchzuführen, werden der Eingangs-Koeffizientspeicher 51 und der Impulskurven-Inkrementspeicher 67 über Leitungen 64 und 50 sowie Schalter 60 und 65 mit dem Multiplier 62 verbunden. Die den einzelnen Werten von y entsprechenden Komponenten XAR v/erden in dem Summennetzwerk 66 akkumuliert und dann von dem entsprechenden y-Wert in einem Subtraktionsnetzwerk 71 subtrahiert, um den Wert y¹ zu erzeugen, der über eine Leitung 72 in das Schieberegister 59 eingegeben wird und dort den entsprechenden Wert von y ersetzt. In diesem Zeitpunkt werden die Werte Ar aus dem Register 67 in das Register 47 übertragen, um den Wert von R auf neuesten Stand zu bringen.

Unter Verwendung der revidierten Werte y¹ anstelle der Werte von y in Gleichung (4a) v/erden nun die Ableitungen |rp in der gleichen Weise wie bei der ersten Berechnung erneut berechnet, und in das Register 67 werden entsprechende neue Inkrement-Anpassurigen Ar anstelle der vorher errechneten Inkrement-Anpassungen eingegeben. Von den neu berechneten Werten Af* werden revidierte Ausgangswerte berechnet, und das Iterationsverfahren wird so lange fortgesetzt, bisman die dem minimalen Ausgangssignal entsprechenden Koeffizienten von R erzielt oder mindestens hinreichend Information in sonstiger Weise entnommen hat. Die Koeffizienten von AR indem- P-peicher ^7 werden nach jeder Berechnung r.\t den entsprechenden Koeffizienten von R im Speicher 47 hinz-uaddiert* indem die Speicher l\7 und 67 zyklisch geschaltet und die entsprechenden Ai\s.~ rjrsignale über Leltimgon 7? und 74. einer. Additiow'schaltung **·*.>;^:ν;:.- 109Β2Β/Ι620

8AO ORIGINAL

zugeführt werden. Die neuen Koeffizienten von R werden dann über eine Leitung 78 und den Schalter 48 in das Register 47 eingegeben.

Wie ersichtlich, können für jede neue Gruppe von in die Schieberegister 51 und 59 eingegebenen Abtastwerten der Eingangs- und Ausgangsspannungen die Koeffizientwerte von R in einer Weise inkrementiert werden, die für die in dem Eingangssignal enthaltenen Frequenzen eine im wesentlichen vollständige Konvergenz ergibt. Auf diese Weise lassen sich Änderungen in den Koeffizienten rQf.-R^ der Vierdraht-Schaltung nachführen, vorausgesetzt, daß diese Änderungen mit Geschwindigkeiten auftreten, die im Vergleich zur Rechenzeit .kurz sind. Die Anzahl der für jede neue Gruppe von Abtastwerten der Eingangs- und Aus- m gangsignale durchgeführten Multiplikationen ist groß; ist jedoch eine.Gruppe von Abtastwerten aufgenommen worden, so wird die Konvergenzzeit nur von der Geschwindigkeit der Steuerschaltung 86 begrenzt, die nur durch die Arbeitsgeschwindigkeit der die Ste\ierschaltung enthaltenden Einrichtungen bestimmt wird. In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind unter Umständen viele Korrelationen erforderlich, bevor Konvergenz bewirkt wird; dies stellt eine grundsätzliche Begrenzung der Konvergenzgeschwindigkeit dar. Ursache dafür ist es, daß zur Erzielung eines zufriedenstellenden Betriebs in der Praxis jede Korrelation über eine· Zeitspanne berechnet werden muß, die.mit derjenigen Zeit vergleichbar ist, die die Anordnung nach Fig. ? erfordert, um eine Gruppe \^on Tastwerten zu verarbeiten und im wesentlichen vollständige Konvergenz zu erzielen.

Die Anordnung nach Fig. ? v/eist eine Moniturstufe 81 auf, die die Quadrate der Koeffizienten des Ausgangssignals in dem Register 59 am Ende jeder Iteration und vor Aufnahme einer neuen Gruppe von Tastwerten sinniert. Diese Sunmierung durch die Stufe 81 ergibt den Restfehler der Iteration, und die Stufe 81 dient dazu, zur übertragung der entsprechenden Werte von Ar zu verhindern, falls dor erwähnte Restfehler zu groß ist. Auf diese Weise werden fc^l^rh^fte Berechnungen in ZeitintervPllen, in denen ein Teilnehmer auf der zu der Gabelschaltung führenden Zwcidraht-Leitrmg spricht, vernachlässigt.

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BAD

Die Monitorstufe 81 könnte auch so angeordnet sein, daß sie den* Fehler für die einzelnen Rechnungen vergleicht, um zu prüfen, ob Konvergenz erzielt wurde. Die Stufe könnte ferner mit einer Einrichtung versehen sein, um die stufenweisen Inkremen te Ar gemäß der Konvergenz-Bestimmung zu variieren. Die Monitorstufe könnte so ausgelegt sein, daß sie lediglich die Moduli der Koeffizienten im Register 59 addiert_y· so daß der Restfehler nicht nach Gleichung (3a) sondern nach Gleichung (3b) bestimmt wird.

Fig. 4 zeigt eine v/eitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß aufgebauten Echo-Unterdrückers. Er funktioniert analog der zuletzt beschriebenen Ausführungsform, arbeitet jedoch mit einer Kreuzkorrelation als Fehlerfunktion und nicht mit dem Ausgangssig nal selbst. Die Anordnung iimfaßt eine Verzögerungsleitung 91, deren Eingang en die Eingangsleitung 90 einer Gabelschaltung 9?- angeschlossen ist und die mehrere Ausgangsabgriffe 93, 94 aufweist.

Die Anordnung umfaßt mehrere Autokorrelatoren 96, die hoch-präzise Analog-Multiplier enthalten und die Autokorrelntions-Koeffizienten .zwischen den Signalen auf den verschiedenen Ausgängen 93 der Verzögerungsleitung 91 und dem (verzögerten) ankommenden Signal auf der Leitung 90 berechnen. Ferner sind mehrere Krajzkorrelatoren 97 vorgesehen, die die Kreuzkorrelations-Koeffizienten zwischen dem abgehenden Signal auf der Leitung 95 und den verschiedenen verzögerten Eingangsignalen an den Ausgängen 94 der Verzögerungsleitung 91 berechnen.

Die Ausgänge 93 der Verzögerungsleitung 91 sind ferner mit MuI-

tiplieren 98 verbunden, die die verschiedenen verzögerten Ausgangsignale Xq...x^ von der Verzögerungsleitung mit den darin enthaltenen entsprechenden Impulskurven-Koeffizienten Fq..r«. multiplizieren. Diese Multiplikation ist die gleiche, wie sie die Gleichung (5) darstellt. Die Ausgangssignale f. von den. Multiplicren 98 v/erden einem Summennetzwerk 101 zugeführt, und die summierten Ausgangsignale v/erden durch ein Differenznctzv.'crk 102 vom Aus gangs signal der Gabelschaltung 9? auf der Leitung 103 subtrahiert.

109 8 2 6/1620 0AO

Die Ausgänge der Kreuzkorrelatoren 97 und der Autokorrelatoren 96 werden über einen Schalter 110 abgetastet. Die Koeffizientenwerte jeder Abtastung werden von einem Analog/Digital-Wandler 100 in digitale Form umgewandelt, woraufhin die Kreuzkorrelations Koeffizienten einem Schieberegister 104 und die Autokorrelations-Koeffizienten einem Schieberegister 105 zugeführt werden. Es ist festzustellen, daß das Schieberegister 105 in der Lage seil muß, (2M + 1) Autokorrelations-Tastwerte zu speichern, während nur (M + 1) Autokorrelatoren 96 vorhanden sind. Da jedoch der Autokorrelationsvrert Α_νν(τ) gleich dem Autokorrelationswert (-τ) ist, reichen diese M-+ 1 Tastwerte aus.

In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Ableitungen

direkt zu berechnen; die Werte Ar für die Modifikationen der Impulskurven-Koeffizienten in dem Register 99 werden lediglich entsprechend dem Vorzeichen der jeweiligen Kreuzkorrelationswerte erzeugt.

Nach der ersten Inkrementierung werden modifizierte Koeffiz.ientenwerte C^f _k der Kreuzkorrelation gemäß folgender Gleichung berechnet:

C=A- [H- AR] = [C] - [A. aR 3. (₇b)

M
also ist C*_k -- C^ - χ, ^Ak-n" **n" ^⁰ ^

Um bespielsv/eise C'_o zu berechnen* wird der erste Term in der Summe der Gleichung (?c), (Αφ,ΔΓφ) von dem Multiplier 106 net, wobei sieh die Register 104 und 105 in dem in Fig. & Zustand befinden. Dieser Wert wird in einem Integrator 107 gespeieh,ert, die Reglater 10/> und 105 v/erden um, eine Stelle verscho- hen, laiider zwttte Ausdryok (Α^^.Δί¹^) wird berechnet und zu dem Wert in deia Iiite^rittfer 10? hinzuaeleJtert, Die aufsummierten Au^» drücke werdeyi.öann z.vts(srpeB Slit dem entf5prechenden Wert C- einer· Eubtraktionsgitli^e! Ί1Μ gwteftlhrt, \M eine Griiße 0*_Λ zu erzeugen. iie iiß 4a§ Regigttr 104 gesöhoben vdrd. In ähnliehor V,^reise \tl?a ^Ie Gr?5ße e«^ be-reohnet, nachdesa das Schiebaregister 1ΟΓ¹ υ© eine Stelle veraehc&en v/<5rden ir-t, um zimHchn.t den Wert A,j auf den Kin^nPiJ «iea Multipliers 106. aus?.iiricbtcn. Jede ßrHÖe C*

BAO

IO -

wird in ähnlicher Weise berechnet und in das Register 104 eingespeichert. Nach jeder anfänglichen Berechnung sowie nach jeder Berechnung der neuen Werte für C werden die Werte [δγ]zu den Koeffizienten der Verzögerungsleitung hinzuaddiert; dieser Prozeß wird so lange wiederholt, bis die Koeffizienten der Verzögerungsleitung um eine optimale Wertegruppe oszilieren. Sodann wird eine neue Gruppe von Tastwerten[c] und [Λ] über den Wandler 100 von den Korrelatorausgangen abgenommen, und das oben beschriebene Verfahren wird wiederholt.

Wie einzusehen, könnten die beiden zuletzt beschriebenen Anordnungen auch so modifiziert werden, daß sie mit analoger Schaltkreistechnik arbeiten. Im Falle der Anordnung nach Fig, 4 könnten beispielsweise die Schieberegister 10.4, 105 durch analoge Haltekreise ersetzt werden, dre direkt mit den Ausgängen der Auto- und Kreuz-Korrelatoren 96, 97 verbunden wären, wodurch sich der Schalter 110 und dor Wandler 100 erübrigen vjürden, Statt eine:· Schieberegister-Technik zu verwenden, würde ein elektronischer Schalter die Ausgänge der Haltekreise abtasten und in entsptechender Weise die Eingänge eines Analog-Multipliers versorgen. Der Ausgang des Analog-Integrators und der Analog-Subtraktionsstufe würde die neu berechneten Werte von C* ergeben, die nicht in das Schieberegister 104 eingegeben sondern so geschaltet wurden, daß sie direkt die entsprechenden Werte von C ersetzen. Der Zwischenspeicherwert &f läßt sieh selbstverständlich ebenso leicht in analoger Form realisieren.

Wie ferner einzusehen ist, könnten die Schaltungsanordnungpn:. nach Fig. 2 und 4 leicht so. modifiziert werden, daß sie das in Fig. 3 gezeigte Verzögerungsleitungs-Schieberegister umfassen und eine digitale Berechnimg der Kreuzkorrelation sowie, im Falle der Anordnung nach Fig. 4» eine digitale Berechnung der Autokorrelation durchführen» In ähnlicher Weise ließe sich die Anordnung nach Fig. 3 ohne weiteres so modifizieren, daß sie mit der Verzögerungcleitung nach Fig. 4 arbeitet. Biese Anordnung könnte ferner direkt derart abgeändert werden, daß sie die Kreuz- und Autokorrelationsr-Werte bestimmt und abtastest und die Gradienten τψ senäß der folgenden Beziehung berechnet?

original

Fig. 5 zeigt schematisch die Art der Verwendung eines erfindungsgemäß gebauten selbsteinstellenden Filters zur einstellbaren Entzerrung eines Übertragungskanals 112. Die Anordnung des Filters entspricht der in Fig. 3 gezeigten, wobei die Schaltungen 86 und 87 des Filters denjenigen Teilen des Filters nach Fig. 3 entsprechen, die in den gestrichelten Kästen 86 bzw. 87 angeordnet sind. In Fig. 5 stellt demnach die Bezugsziffer 87 das Entzerrungs-Filternetzwerk urddie Bezu.gsziffer 86 die Steuerschaltung für das Netzwerk 87 dar.

Der Zweck des aus den Teilen 86 und 87 gebildten Entzerrers besteht darin, die tVbertragungs-Charakteristik des Kanals 1-12 auszugleichen bzw. zu entzerren. Dazu muß das Entzerrungs-Filternetzwerk 87 eine Impulskurve H^e repräsentieren, die die Inversion der Impulskurve H^c dee Kanals 11? ist. Dieser Zustand entspricht einem Fall, bei dem bis auf einen sämtliche Koeffizienten h^ der kombinierter. Impulskurve des Kanals 112 und des Netzwerks 87 null sein.

Von einen'Sender 111 erzeugte Signale x(t) werden der Leitung bzw. den Kanal 112 zugeführt, während die Ausgangssignale x'(t) diores Kanals über das Entzerrernet^werk 87 und danach über einen Detektor 113 geführt v/erden, der das empfangene Signal in seine ursprüngliche Form vor der Übertragung umv.andelt. Das Ausgangssignal. des Detektors 113 ist mit x(t) bezeichnet.

Zur korrekten Entzerrung sollte das Ausgangssignal y(t) des Entzerrungsnetzwerks 87 gleich dem Signal x(t) sein; daher stellt die Differenz y(t) - x(t) den Anpassungsfehler des Entzerrungsnetzwerk 87 dar. Das Signal x(t) steht normalerweise an der Empfangsεeite des Kanals 112 nicht zur Verfügung;. da Jedoch das Signal x(t) unter praktischen Arbeitsbedingungen das Signal x(t) sehr genau wiedergibt, wird es hier anstelle von x(t) verwendet. Demgemäß werden dio Signale x(t) und 3'(t) über die Leitungen 114 bzw. 115 einer Subtraktionsstufe ?Oa zugeführt, die.dos Signal y(t) - x(t) erzeugt, Über eir.en Schalter 42n werden Ab-

1 Ω 9 8 2 6 / 1 6 2 ί), BAD

tastwerte dieses Differenzsignals sowie Abtastwerte des Eingangsignals x^!(t) am Eingang des Netzwerks 87 aufgenommen und über den Wandler 44a in digitale Form umgesetzt. Die Tastwerte werden den Schieberegistern in der Steuerschaltung 86 zugeführt; die Tastwerte x'(t) werden dabei in ein Schieberegister eingegeben, das dem Register 51 nach Fig. 3 entspricht, während die Tastwerte y(t) - x(t) einem Register zugeführt werden, das dem Register 59 in' Fig. 3 entspricht. Die Berechnungen der Änderungen der Impulskurven-Koeffizienten h . des Entzerrernetzwerks 87 werden dannjin analoger Weise zu der Berechnung der entsprechenden Koeffizienten in der Anordnung nach Fig. durchgeführt. In diesem Fall wird jedoch die Fehlerfunkti'an durch j(t) - x(t) repräsentiert, und die partiellen Ableitungen rr-g. werden aus der folgenden Beziehung berechnet:

M
6h^e. k=O ^{K K}. ^{K Of}

wobei D eine ganze Zahl ist, die den Koeffizienten h _D bezeichnet, der von O verschieden sein muß.

Die Berechnung der modifizierten Werte der Fehlerfunktions Koeffizienten erfolgt aus der Beziehung

Ce¹I-Ce] + [X'. ΔΗ⁶]; ■ (11)

worin _Sk.y_k - y^_O

Dieser selbsteinstellende Entzerrer frbeitet analog dem Echo-Unterdrücker npch Fig. ?; wie einzusehen ir.t, könnten auch dj.e anderen beschriebenen AusführtngEformen den Echo-Unterdrückers zum Zv.'ecke der Kana!entzerrung eingenetzt werden.,

Das erfindungEgen'vBe nelbsteinstellende Filter schrift ein Mittel, nit den eich Änderungen in den Charakteristiken der 3chr.lt.ung, deren Anposrung oder"Einr.tcÜlnrg bev.^r.i.rl:t worden soll,

n'^ig. ranch nachführen !arsen. In Falle den 109826/1620

8AO ORlGfNAL

_wm -. ,

Unterdrückers der Pig, 3 können beispielsv/eise Änderungen in der Impulskurye <&ar Gabelschaltung bei Übertragung durch Schaltung hin4urph gelb, st dann noch nachvollzogen werden, diese Änderungen mit einigen Hertz auftreten, Änderungen dieser Frequenz können in der Praxis dort auftreten, wo die Verbindung zwischen dem Teilnehmer und dem zugehörigen Echo-Unterdrücker ein unsynohrpnijsier^es Trägerfrequenz^Systes enthält.

Die Arbeitsgeßch*fin4ig$£eit 4er Anordnung m§h Fig, 3, 4 un4 5 wird, wie erwöhnt;_f ψβη der Recheng$ßchwin4i|$:§it der Steiigr» sfcufe bestimmt, 3?a 4i§)5S ßesehwindigkeit begr^njst ißt, gehen v|.ele mögliche fa^twprte i'vfyloyenf J d,h» v^h^end der Periode, der de? IteratlonspFQzell stattfindet, v/§rdej| keine neuen Tast«» J

werte aufgienoffPffi, Pwr©H Irljöhung &$? JtQrationsfjeschiridigksit; .wäre es -aj^o pQfß.i#k_t 4ie tiaehfühPg©Behv4ilätg!i:#it diaper gen weiter £u

beBchrieb§niSR Awgführungßheispiele der lyfindung ßind in Lage, ßln& m*H®Aßn§ißllßP4$ TfowavßQn* ZU erzielen, wenn Eingangs ε %. gjqaj In &ßm eineß Sprechßignalß vorliegt, εο daß es nicht erfordepli§h ißt, ßpezielle Prüfsigjnale in die gugehÖFigen Schaltkreise ßinzug§bpn_f D§fai»tige prüfsignale sind zur effektivst Benützung vieler seJpGteinetellsr-der Filter naeh dem Stand 4βί* Technik ßpfssrderiieh, ■

mit 4sr si§h di« ^

in den AwBfiötfw»gi?f§r»in nmn Fig, 5

f§3m§i· in· §lnlg§n PiHfη ii{lß3-leh| pIü· tinetin·

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der ^τ·'Γ:?ίηφιη2 fnlTcr»,- Tn den ptm'X'l.riCM ^onOif^ rln-on

1Öf SII/ 1110 L

Ausführungsformen imfaßt beispielsweise das Filternetzwerfc eine mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung; auch andere Ausgestaltungen sind in gleicher Weise anwendbar.

Ein in der obigen Besehreibung unter einem mathematischen Symbol stehender Strich (z.B. ej) bedeutet, daß dieses Symbol eine Matrix darstellt. '

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Claims

Patentansprüche

Steuerschaltung für ein selbsteinstellendes Filter mit einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer derartigen Änderung der Impulskurve eines Filternetzwerks, daß ein Ausgangssignal von dem Filternetzwerk mit einer Tendenz verändert wird, dieses mit einem weiteren Signal in Übereinstimmung zu bringen, wobei die Recheneinrichtung einen Generator zur Erzeugung einer Fehlerfunktion, die ein Maß für den Übereinstimmungsgrad zwischen dem Ausgangssignal des Filternetzwerke und dem besagten weiteren Signal darstellt, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung der Vorzeichen von partiellen Ableitungen der Fehlerfunktion in Bezug auf Koeffizienten der Impulskurve umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Änderung an den einzelnen Koeffizienten der Inpulskurve des Filternetzwerks durchzuführende Inkrement-Anpassungen umfaßt, die gemäß den bestimmten oder angenäherten Vorzeichen der Partialableitungen für einen ersten und mindestens einen weiteren ™ert der Fehlerfunktion bestimmt sind, wobei der bzw. jeder weitere ^T.\^Tert durch die Recheneinrichtung berechnet wird und eine Änderung der Fehlerf\i.r.ktion darstellt, wie sie existieren würde, wenn die vorausgegangenen Bestimmungen der Anpassungen durchgeführt würden.

?.steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ c i c h-

n e t, ließ die Recheneinrichtung cine Einrichtung zum Berechnen von einstufiger? Tr.krement-Ar.p-nsungen nach einen

1,09826/182 0

8AD ORlGiNAL

rt erationsverfahren umfaßt, bei dem eine Gruppe von ersten einstufigen Inkrement-Anpassungen der jeweiligen Koeffizienten der Filternetzwerk-Impulskurve aus einer anfänglichen Gruppe von. Koeffizienten der besagten Fehlerfunktion berechnet wird und diese Gruppe von Anpassungen der Koeffizienten dazu dient, einen modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen, wie sie sich ergeben würde;, wenn die Gruppe von Anpassungen durchgeführt würde, wobei der:, modifizierte Wert* dazu dient, weitere einstufige Inkrement-Anpassungen der Koeffizienten der Filternetzwerk-Impulskurve zu berechnen und das Iterationsverfahren entweder über eine feste Periode oder so lange durchgeführt wird, bis ein modifizierter Viert der Fehlerfunktion entsprechend einem Zustand erreicht ist, bei dem das Ausgangssignal . mit dem besagten weiteren Singal im wesentlichen übereinstimmt. .

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Fehlerfunktion die Kreuzkorrelation zwischen einem das besagte Ausgangssignal ergebenden Eingangssignal des Filternetzwerks und einem die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem besagten weiteren Signal darstellenden Differenzsignal ist, daß der Generator zur Erzeugung der Fehlerfunktion eine Einrichtung zum Berechnen und Abtasten von Koeffizienten der Kreuzkorrelation umfeiM;, daß ferner .eine Einrichtung zi'jn Berechnen und Abtasten von Koeffizienten der Autokorrelation des Eingangs-.

109826/1620 ₈ad ori«3.nau

signals vorhanden ist, und daß die Einrichtung zum Berechnen der einstufigen Inkrement-Anpassungen diese Autokorrelations-Tastwerte zusammen mit Bestimmungen öder I Näherungen der Vorzeichen der partiellen Ableitungen für j * den ursprünglichen sowie für modifizierte Werte der Fehlerfunktion dazu verwendet, den bzw. jeden modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen.

ΐ 4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-) net, daß für den gesamten Iterationsvorgang die gleiche Grup- ™ pe von Autokorrelations-Tastwerten dient.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η .- '_{ zeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen oder i Annähern der Vorzeichen der partiellen Ableitungen die Vor- \ zeichen entsprechend den Vorzeichen der Koeffizienten des

Ausgangswertes oder des bzw. jedes modifizierten Wertes der '_x Fehler funkt ion annähert.

\ 6. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

zeichne t, daß die Fehlerfunktion ein die Differenz

: zwischen dem Ausgangssignal und dem besagten weiteren Signal

{ darstellendes Differenzsignal umfaßt, daß der Generator zur

I ' Erzeugung dör Fehlerfunktion eine Einrichtung zum Abtasten des

fi Differenzsignals aufweist, daß ferner eine Einrichtung zum

; Abtasten eirjies Singals vorhanden ist, das ein das besagte

ι Außgangseignal ergebendes Eingangssignal des Filternetzwerks

¹ darstellt, daß die Hinrichtung zum Berechnen der einstufigen

•λ 4 :^oüAfl10982 6/ 18 2 0

■ Inkrement-Anpassungen das Differenzsignal zusammen mit Bestimmungen der Vorzeichen der partiellen Ableitungen für die Anfangs- und modifizierten Werte der Fehlerfunktion dazu verwendet', den bzw. jeden modifizierten Wert der Fehlerfunktion zu berechnen und daß die Bestimmung der Vorzeichen aus den Eingangs- und Ausgangs-Signal-Abtastwerten erfolgt. ·

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesamten Iterationsvorgang die gleiche Gruppe von Eingangssignal-Abtastwerten dient.

8. Steuerschaltung für ein selbsteinstellendes Filter mit einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer derartigen

' Änderung der Impulskurve eines Filternetzwerks, daß ein Ausgangssignal von dem Filternetzwerk mit einer Tendenz verändert wird, dieses mit einem weiteren Signal in Übereinstimmung zu bringen, wobei die Recheneinrichtung einen Generator zur Erzeugung einer Fehlerfunktion, die ein Maß für den Übereinstimmun,gsgrad zwischen dem Aus gangs signal des Filternetzwerks und dem besagten weiteren Signal darstellt, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung der Vorzeichen von partiellen Ableitungen der Fehlerfunktion in Bezug auf Koeffizienten der Impulskurve umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerfunktion die Kreuzkorrelation zwischen einem das besagte Ausgangssignal ergebenden Einsangsignal den Filternetz·

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werks und einem die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem "besagten weiteren Signal darstellenden Differenzsignal "bildet und daß der Generator zur Erzeugung" der Fehlerfunktion eine Einrichtung zum Berechnen und Abtasten von Koeffizienten der Kreuzkorrelation umfaßt.

9. Steuerschaltung für ein selbsteinstellendes Filter mit einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer derartigen Änderung der Impulskurve eines Filternetzwerks, daß ein Ausgangssignal von dem Filternetzwerk mit einer Tendenz verändert wird, dieses mit einem weiteren Signal in Übereinstimmung zu bringen, wobei die Recheneinrichtung einen Generator zur Erzeugung einer Fehlerfunktion, die ein Maß für don Übereinstimmungsgrad zwischen dem Ausgangssignal des Filternetzwerks und dem besagten weiteren Signal darstellt, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung oder Annäherung der Vorzeichen von partiellen Ableitungen der Fehlerfunktion· in Bezug' auf Koeffizienten der Impulskurve umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerfunktion ein die Differenz zwischen den Ausgangssignal und dem besagten weiteren Signal darstellendes Differenzsignal bildet und der Generator zur Erzeugung der Fehlerfunktion eine Einrichtung zum Abtasten des Differenzsignals umfaßt.

Selbsteinetellendes Filter, umf^srend ein Filternetzwerk mit veränderbarer Inp-tlskurve und eine .Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , gekennzeichnet durch einen Generator zur Erzeugung

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BAD ORIGINAL

eines die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und

dem besagten weiteren Signal darstellenden Signals sowie einer Einrichtung zur Durchführung der besagten Änderung, die die Koeffizienten der Impulskurve gemäß der Berechnung ändert.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Durchführung der Änderung die einstufigen Inkrement-Änpassungen so durchführt, wie die einzelnen Gruppen dieser Anpassungen berechnet werden.

12. Filter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Einrichtung, die die Größe der 'Fehlerfunktion bestimmt,

s.owie eine Einrichtung umfaßt, die eine berechnete Änderung unterdrückt, falls die Fehlerfunktion einen bestimmten VJert überschreitet..

13. Filter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch g ekennzeichnet, daß das Netzwerk eine Verzögerungsleitung aufweist.

14. Übertragungssystem mit einer Vierdraht-Verbindung, die an beiden Enden mit Gabelschaltungen verbunden ist, die ihrerseits an getrennte Zweirad-Verbindungen angeschlossen sind, sowie mit einem Echo- Unterdrücker, der ein selbsteinstellendec Filter nach einem der Ansprüche -10

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bis 13 umfaßt, gekennzeichnet durch derartige Einschaltung des Filters in das übertragungssystem, daß das Eingangssignal ein gemeinsames Eingangssignal für das · Filternetzwerk und für die Vierdraht-Eingangsklemme einer Gabelschaltung umfaßt, daß das besagte v/eitere Signal das Ausgangssignal der Vierdraht-Ausgangsklemme der anderen Gabelschaltung umfaßt, und daß das Differenzsignal die. Differenz zwischen den Ausgangssignalen von der Gabelschaltung und dem Netzwerk umfaßt.

15. Übertragungskanal mit einem Entzerrer, der ein selbsteinstellendes Filter nach einem der Ansprüche 10 bis 13 umfaßt, gekennzeichnet durch derartigen An_r

Schluß des Filters an den Übertraglingskanal, daß das ■γ"."'■""""■■■■" Eingangssignal ein Aus gangs signal von dem Kanal und das ;'■ ^; . besagte Differenzsignal die Differenz zwischen dein Ausgangssignal des Filternetzwerks und dem Ausgangssigiial eines

--; . . dem Filternetzwerk nachgeschälteten Detektors umfaßt, wo- ;y· bei das Detektor-Ausgangalgnal das besagte weitere Signal i--■■-■'.4" enthält. ■ . ;

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