DE2259242A1

DE2259242A1 - Adaptiver echokompensator

Info

Publication number: DE2259242A1
Application number: DE2259242A
Authority: DE
Inventors: Samuel J Campanella; Jun Michael Onufry; Henri G Suyderhoud
Original assignee: Comsat Corp
Current assignee: Comsat Corp
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-12-04
Publication date: 1973-06-07
Also published as: JPS5728981B2; NL7216440A; FR2162162B1; AU467176B2; GB1409299A; US3836734A; NL172715C; SE387800B; IT975920B; NL172715B; JPS4862322A; DE2259242C2; CA965891A; AU4955872A; FR2162162A1

Description

öoimnuiiications Satellite Corporation, Washington D.C. /USA Adaptiver Echokompensator

Die Erfindung "bezieht sieh auf einen adaptiven Echokompensator des Konvergenztyps mit, einem Querfilter zum Zusammensetzen eines Echosignals über eine digitale Faltung aufgenommener Abtastirerte mit den geschätzten Koeffizienten des Impulsverhaltens, erzeugt durch zusammengehörige Abtastwerte eines IPehlersignals und des empfangenen Signals, wobei das zusammengesetzte Echosignal in einer Subtrahiereinrichtung subtrahiert wird, und einem auf das

BAD OfIlGiNAL 3 0 9823/0854 ~~

Restecho zum Variieren der geschätzten Koeffizienten des Impuls-Verhaltens ansprechenden adaptiven Regelkreis, welcher einen Vorzeichenproduktdetektor zum Bestimmen des Vorzeichens der Änderung des Koeffizienten des Impulsverhaltens enthält.

Es ist "bekannt, daß Hybridschaltungen, welche Zweidraht- mit Vierdrahtleitungen verbinden, keine echofreie Kopplung zwischen den Empfangs- und Sendeleitungen der Vierdrahtleitung ergeben. Ein Teil des Signals, typisch eines Tonsignals auf der Empfangsleitung wird zu der Sendeleitung übergehen und als Echosignal erscheinen. Wenn. Vierdrahtsysteme für Nachrichtenverbindungen über weite Entfernungen benutzt werden, z.B. über ein Unterseekabel oder über Satelliten, können die Echosignale besonders störend sein.

Zum Beseitigen des durch Mängel der Hybridschaltung oder anderer Echowege bewirkten Echos durch Dämpfen des Signals auf der Sendeleitung v/erden allgemein Echounterdrücker verwendet. Eine Klasse solcher Echounterdrücker arbeitet so, daß die Sendeleitung unterbrochen wird, wann immer ein Tonhöhensignal auf der Empfangsleitung erfaßt wird. Dies eliminiert zwar das Echo, aber ebenso von der örtlichen Zweidrahtleitung ausgehende Tonsignale und schneidet daher die hinausgehende Unterhaltung ab. Gewöhnlich wird ein Doppelsprechdetektor verwendet, um die Unterbrechung der Sendeleitung zu verringern; welche normalerweise durch Tonsignale auf der Empfangsleitung verursa-cht wird, wenn Tonsignale gleichzeitig von den Zweidrahtleitungen ausgehen, d.h. die Sprecher an beiden Enden gleichzeitig sprechen. Wenn jedoch der Sprecher an der örtlichen Zweidrahtleitung verglichen mit dem Sprecher ara entfernten Ende leise spricht, kann das größere Ton-signal auf der Empfangsleitung den Betrieb des Doppelsprechdetektors unterbinden, und die Sendeleitung wird so unterbrochen, wodurch das Gespräch auf der Sendeleitung abgeoohnitten wird. V/enn der Doppelsprechdetektor korrekt arbeitet, wird das Echo während des Doppelijprechens nicht verhindert, sondern'mit dem Sprechen des nahen Sprechers übertragen.

Eine neuere Klasse von Vorrichtungen zum Handhaben des Echoprob Leins

3 0^823/085/» -V-

BAD ORIGINAL

³ ??59242

ist als Echokompensator bekannt. Ein EcIi okomp ensat or unterbricht nicht die Sendeleitung, sondern erzeugt eine Näherung y (t) des Echos y(t) und subtrahiert diese von dem auf der Sendeleitung auftretenden Signal. Das auf der Sendeleitung bleibende Signal während des .Doppelsprechens ist S(t) + e(t),wobei s(t) das örtliche Tonsignal unde(t)der llestfehler ist, welcher dadurch hervorgerufen wird, daß y (t) nicht genau gleich y(t') ist.

Die Grundlage der Arbeitswerts e des Echokompensator besteht darin, daß der Echoweg als ein Filter betrachtet werden kann und der Beziehung genügt:

y(t) = J f(t-r) k (r) d c ,

wobei f(t) das dem Echoweg zugeführte Signal, k(Z~) das Impulsverhalten des Echowegs und y(t) das Echo ist.

In einer besonderen Realisierung der obigen Gleichung werden digitale Schaltkreise verwendet. Ein X-Speicherregister speichert digital dargestellte Abtastwerte des ankommenden Signals X(t) über eine Periode T, und H-Speicherregister speichert eine digitale Darstellung des Impulsverhaltens des Echowegs. Beide Speicher laufen durch, der älteste Abtastwert in dem X-Speicherregister wird jedoch während jeder Abtastperiode durch einen neuen Abtastwert des Signals X (t) ersetzt. Mit dem Inhalt der beiden Speicherregister wird eine digitale Faltung durchgeführt - die Inhalte werden Abtastwert um Abtastwert multipliziert und die Produkte summiert was zu einer Näherung y (t) des Echos führt. In einem Fall wird das Impulsverhalten des Echowegs in dem H-Speicherregister unter Verwendung der Such- oder Abfrageimpulstechnik gespeichert. Das heißt, nachdem die Verbindung zwischen dem . Anrufer und der angerufenen Stelle hergestellt ist, jedoch ehe die Unterhaltung beginnt, wird ein künstlicher Such- oder Abfrageimpuls der Empfangsleitung zugeführt. Der Impuls läuft durch den Echoweg und das resultierende Signal auf der Sendeleitung ist die Impulsantwort oder das Impulsverhalten des Echowegs, Das Impulsverhalten wird

30982.3/08SA. - 4 - .

-A-

über die Periode T abgetastet, digital dargestellt und in dem H-Speicherregister gespeichert.

Wegen einer Anzahl von Gründen, einschließlich der Tatsache, daß das Impulßverhalten des Echowegs möglicherweise nicht konstant ist, ist die Suchimpulstechnik nicht zufriedenstellend. Jüngere Echokompensatoren berechnen kontinuierlich ein Impulsverhalten, welches den mittleren quadratischen Fehler zwischen y(t) und f(±) auf ein Minimum bringt. Insbesondere enthält die Schaltung einen adaptiven Regelkreis, welcher auf den Restfehler e(t) und das Signal x(t) auf der Empfangsseite anspricht, um die Technik des steilsten Abfalls durch Einstellen der N Abtastwerte des II-Speicherregisters durch Vergrößern oder Verkleinern jedes Abtastwertes um einen gegebenen Betrag zu realisieren. Nach der Konvergenz, d.h. nach Erreichen eines minimalen Fehlers oder Echos stellt der Inhalt des H-Speicherregisters in digitaler Form das Impulsverhalten des Echowegs dar. .Die Zeit bis zur Konvergenz und die Amplitude des Restechos e(t) sind wichtige Eigenschaften für jeden Echokompensator.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile bekannter Echokompensatoren des Konvergenztyps zu beseitigen und insbesondere die Zeit bis zur Konvergenz zu verringern.

Dieses Ziel wird mit einem Echokompensator dsr eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der adaptive Regelkreis einen mehrstufigen Schwellwertdetektor zum Erzeugen verschiedener Schwellwertsteuersignale im Ansprechen auf die Grüße des Restfehlers und eine auf die verschiedenen Signale ansprechende Einrichtung zum Modifizieren der Koeffizienten des Impulsverhalt ens um verschiedene Teilbeträge aufweist.

Mit der Erfindung wird also die Zeit bis zur Konvergens durch Erzeugen variabler■zu- oder abnehmender Teilbeträge zum Einstellen der N Abtastwerte des Il-Speieherregioters im Ansprechen auf ctk? Höhe des Restfehlers e(t) verkleinert. Da große Fehlersignale

3 0 ■:< 8 2 3 / 0 8 5 L

~ 5 —

größere zu- oder abnehmende !De übe träge als Kbinere Fehle rs ignale erzeugen, wird die Geschwindigkeit des Konvergierens oder bis zur Konvergenz vergrößert. Die Technik variabler Schrittgröße proportional dem Fehler gemäß der Erfindung hält auch die Stabilität des Konvergiervorgangs aufrecht, da diese letztlich von dem Verhältnis der kleinsten Schi'ittgröße zu den Abtastwerten des Impulsverhaltens abhängt. · ·

Die Erfindung wird also dadurch verwirklicht, daß der adaptive Regelkreis einen mehrstufigen Schwellwertdetektor enthält, welcher verschiedene Schwellwertsteuersignale erzeugt, die jeweils verschiedene Restechogrößen e(t) darstellen. Ein bilateraler Addierer modifiziert im Ansprechen auf die Vielzahl von Signalen jeden Abtastwert in dem H-Speicherregister um ,die variierenden Beträge.·

Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben, Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Echokompensators,

Fig. 2 ein Schaltbild des alaptiven Regelkreises des Echokompensators nach Pig. 1 einschließlich Einzelheiten eines Schwell· wertdetektors,

Pig. 3 ein Schaltbild des Schwellwertdetektors nach Fig. 2, modifiziert entsprechend der Erfindung,

Fig. 4 eine die Codes der Steuerlogik für verschiedene Restechosignale darstellende Tabelle,

Fig. 5 ein Schaltbild des in ^g. 1 gezeigten Addierers¹ modifiziert entsprechend der Erfindung zum Erzielen von zwei Teilbetragshöhen,und

3 Oi) 823/0854.

Pig. 6 ein Schaltbild des Addierers in Pig. 1 modifiziert entsprechend der Erfindung zum Erzielen von drei Teilbetragshöhen.

Pig. 1 zeigt einen Echokompensator bekannter Art. Eine Vierdrahtleitung bestehend aus einer Empfangsleitung 10 und einer Sendeleitung 12 ist über eine Hybridschaltung 16 mit einer Zweidrahtleitung 14 verbunden. Der EcIioweg ist definiert als der Weg von der Empfangs-Aus-Seite über die Hybridschaltung 16 zu der Sende-Ein-Seite des Echokompensators. Die zwei Hauptkomponenten des Echokompensators sind ein digitales Querfilter 10 und ein adaptive Regelkreis 20.

Das digitale Querfilter 10 besteht aus einem Analog/Digitalumsetzer 32, welcher das ankommende Signal X(t) im Nyquistverhältnis abtastet und jeden Abta3twert in ein digitales m-Bit-Wort umsetzt, einem X-Speicherregister 24, welches N Abtastwerte X, X. bis X„. speichert und während jeder Abtastpeiode einmal umläuft, einem H-Speicherregister 26, welches IT digitale V/orte h.. bis tu, speichert, welche das Impulsverhalten des Echowegs darstellen, einem Multiplikator 20 zum Multiplizieren von X^ mit h^ und einer Summierschaltung 30 zum Summieren des Multiplikatorausgangs über die Abtastperiode. Der Ausgang der Summierschaltung 30 ist eine Näherung y (t) des Echos y(t).

Das H-Speicherregister 26 ist anfänglich bei 11^=0 für i=1, 2, '■)...U. Digitale Konvergenz wird hervorgerufen durch den adaptiven Regelkreis 20, welcher besteht aus einem Abtast- und Haltekreis 44 zum Abtasten des Echos y(t), welches auf der Sendeleitung 12 erscheint, einem Differenzverstärker 42 zum Aufnehmen von y(t) und y (t) und Ableiten des Restechos e(t), einem Λ, 2-Schwellwertkreis oder -detektor 40 zum Bestimmen, obje(t)|über einer minimalen Amplitude U\ 2/ist und zum Vorsehen eines Ausgangs, welcher das Vorzeichen von e(t) anzeigt, wenn e(t) den Schwellwert übersteigt, einem /\ 1-Schwellwertkreis oder -detektoren 36 zum Erfassen, weimjX|| den Schwellwert Γ_\ ₁I überschreitet und zum Vorsehen einer Anzeige

30-J823/08S4 ^{BAD 0RIGINAL}

des Vorzeichens von Χ· , wenn der Schwellwert überschritten ist, einem Vorzeichenproduktdetektor 38 zum Vorsehen eines Ausgangs, welcher das Vorzeichenprodukt von X. und e(t) anzeigt, und einem Addierer 34 zum Addieren oder Subtrahieren eines Teilbetrags A h. zu dem Abtastwert h. zum Bilden des neuen Abtastwertes h·*=

Um ein Ansprechen des adaptiven Regelkreises auf S(t) + e(t) zu verhindern, was bei gleichzeitigem Auftreten von 8(t) und X(t) auftreten wird, kann ein üblicher Detektor 22 für Doppelsprechen verwendet werden. Der übektor 22 wird nicht auf übliche V/eise zum Unterbrechen der Sendeleitung, sondern zum Offnen des adaptiven Regelkreises mit einem Schalter 46 verwendet. Es ist zu bemerken, daß, wenn der adaptive Regelkreis 20 geöffnet wird, das Signal y (t) weiter von S(t) + y(t) subtrahiert wird, während das H-Schieberegister nicht geändert wird.

Bei bekannten Echokompensatoren wie dem in Pig. 1 dargestellten ist der Teilbetrag/lh ein konstanter Wert unabhängig von Änderungen des Werts j e(t-)|. ^ Um das Maß an Konvergenz zu vergrößern, wird gemäß der Erfindung der bekannte Echokompensator modifiziert^ um einen variablen Teilbetrag /S. h. im Ansprechen auf variierende Werte e(t)| zu ergeben.

Pig. 2 zeigt einen Teil des Echokompensatorsnach Pig. 1 zur näheren Darstellung des Λ 2-Schwellwertdetektors 40, Der Restfehlere(t) wird in einem Verstärker 43 verstärkt und mit einem vorgewählten + /_1 2 verglichen, um zu bestimmen, ob[e(t)/^/\2. Wenn dies der Pail ist, ändert sich einer der Ausgänge Λ 2-Schwellwertdetektors 40 von einer normalen logischen 0 zu einer logischen 1. Der jeweilige Ausgang, welcher ansteigt, hängt davon ab, ob der Pehler positiver als der Schwellwert A 2 oder negativer als der Schwellwert - l\ 2 ist. Der Ausgang des A 2-Schwellwertdetektors 40 im Zusammenhang mit dem Vorzeichen der Stufen des X-Speicherregistersj welches am Ausgang des A1-Schwellwertdetektors 36 erfaßt wird, ermöglicht

■ - 8 -

3 0 9823/0854

BAD ORIGINAL

ein Anwachsen der N Stufen des H-Speicherregisters um eine konstante .Λ h. entsprechend dem Vorzeichenprodukt jedes der Abtastwerte X₁.. .Xjj und des Fehlers e(t). Uenn e(t) geringer als \ 2 ist, wird für die gespeicherten Abta3twerte in dem II-Speicherregister 26 keine Korrektur durchgeführt.

Um die vorliegende Erfindung auszuführen, wird der Λ 2-Schwellwertdetektor 40 modifiziert, um an seinem Ausgang verschiedene Schwellwertsteuersignale .j 2a .... <Λ 2n und -__\ 2a....-, .2n entsprechend verschiedenen Werton von e(t) vorzusehen. Der Addierer 34 wird so modifiziert, daß er Ilehrfachteilkorrekturen .Λ h ...

\ h im Ansprechen auf die Steuersignale von dem \ 2-3chwellwertdetektor erzeugen kann. So ist abhängig vom Wert von e(t) der neue Abtastwert h.* = (h. _i+.\h ) \+ (h. _+ . Ui-^) + ... .+' (h^ + ' Ii ), wobei das Symbol (+ die logische Operation "exklusiv oder" darstellt.

Pig. 3 zeigt die Modifikation des \ 2-Schwellwertdetektors 40 entsprechend der Erfindung. Der minimale oder kleinste Schwellvert i₍\ 2 J entspricht der minimalen Amplitudenliöhe ' 2 j in dem bekannten Detektor nach Fig. 2, während Vergleichskreise 50a und 50 -a Kreisen 47 bzw. 45 entsprechen. Zusätzliche Vergleichskreise 50b .. 5On und 5O-b...5O-n, welche wie die Vergleichskreise 50a und 50-a Differentialverstärker sein können, sorgen für die zusätzlichen Schwellwertsteuersignale. Da der minimale Schwellwert +. 2 unverändert ist, sind in der Regelkreislogik keine Änderungen zum Bestimmen des Vorzeichens der Korrektur erforderlich. Weiter ist nur ein Signal erforderlich, welches anzeigt, daß jede folgende Schwellwerthöhe, \ 2b ... ,A, 2n überschritten worden ist, weil das Vorzeichen des Fehlers sich von den Ausgängen der Vorgleic]i3kreise 50a und 50-a ergibt. So ist eine einsige Steuerleitung Cb...Cn, welche jeweils ein einziges Schwellwertsteuersignal c. '''⁰V₁ führt, mit jedem der zwei korrespondierenden Vergleichskreise 5ob und 50-b, 50c und 5O-c...5On und 50-n verbunden. Diese Steußrleitungen siiui ;*.u dem Addierer 34 geführt, v/o sie den Teilbetrag \h._t ... \ h, bcurtinmen, v/elclicr zu dem Koeffizienten h- des Impulsverlialtens :;u addieren odor von diesem ::u subtraliiercn ict.

ίΐ ; ;? / ii ι: b U

BAD ORIGINAL

]?i_v ^r;. 4 zeigt den Code der Steuerlogik entsprechend den verschiedenen Fehlerspannungen e(t) in der Darstellung der Schwellwerthöhen , \ 2a... .\ 2n. wie im einzelnen im Zusammenhang mit :Fig.5 erläutert v/erden wird, nimmt der Addierer diese Codes auf und verwendet sie zum Auswählen der Größe des entsprechenden Teilbetrages oder Zuwachses.

Pig. 5 zeigt einen Addierer 34, v/elcher entsprechend der Erfindung modifiziert ist. Der konventionelle Addierer wie in dem Echokompensator nach Pig. 1 verwendet ^ nimmt ein kodiertes Wort mit z.B. 11 Bits, welches jeden Koeffizienten des Impulsverhaltens h^ von dem H-Speicherregister 26 darstellt, auf. Ein Zuwachsbefehlssignal unter der Steuerung des Ausgangs des ., \ 2-Sehwellwertdetektors 40 wird dem B-Eingang der 2 -Stufe des Addierers zugeführt, während die Α-Eingänge der 2° ... 2 -Stufen das Codewort h. mit

1 10 11 Bits erhalten. Die B-Eingänge der 2 .... 2 -Stufen sind zusammengeschaltet und erhalten den Addier- oder Subtrahierbefehl von dem Vorzeichenproduktdetektor38· auf der Leitung für den Addier/

1

ßubtrahierbefehl. Eine logische 1 zu den B-Eingängen der 2 ... 2 Stufen gibt Befehl für einen Subtraktionsvorgang, und eine Zwei->erkomplementaddition wird durchgeführt.

Der Addiereraufbau nach Fig. 5 hebt die Modifikationen entsprechend der Erfindung hervor, während übliche ungeänderte Teile des Addierers zur Vermeidung von Konfusionen weggelassen worden sind.

Die Schaltung nach lig. 5 sieht Zuwächse oder Teilbeträge von ent-'

11 11

weder einem Teil in 2 oder vier Teilen in 2 vor, abhängig davon, ob das Steuersignal c, auf eine logische 1 gehoben ist oder nicht. Unter der Annahme eines Verstärkungskoeffizienten h. = 1 nehmen die mit dem H-SpeicJierregister 26 verbundenen elf Bit-Leitungen das Godewort 10000000000 auf. Der Eingang c_b von demΔ 2-Schwellvertdetektor ist normalerweise 'auf einer logischen 0. Eine logische 0 von dem Vorzeichenproduktdetektor 38 zeigt einen Addierbefehl an und erscheint a.if der Leitung für den Addier/Subtrahierbefehl . Der B-Eingang der 2°-Stufe des Addierers ist mit dem _:\ 2-Schwell-

- 10 -3 rj ¹I 8 2 3 / ü 8 5 Λ

BAD ORIGINAL

2250242

wertdetektor 40 gekoppelt und ist auf einer logischen 1, wann immer der Fehler | e(t)| ^y- \ 2a ist. Insbesondere kann der B-Eingang der 2 -Stufe des Addierers mit den Leitungen Ca+ und Ca- verbunden sein. Unter der Annahme, daß der Fehler e(t) der Beziehung ,.\2a - |e(t)|- /\ 2b gonügt und daß der Vorzeichenproduktdetektor anzeigt, daß ein Addiervorgang erforderlich ist, bleibt die Steuerleitung Cb auf einer logischen 0 wie die Leitung für den Addier/ Subtrahierbefehl, während der B-Eingang der 2 -Stufe auf eine logische 1 geht. Paare von NAIID-Gattern 1q, 4q und 1<ti4.i sind in einer Oder-Konfiguration derart verdrahtet, daß ein Ausgang logisch 0 von einem der Gatter in einem Paar einen Ausgang logisch 1 von dem anderen Gatter überdeckt.

So kann an den Ausgängen der Gatter 1~ und I₁ keine logische 1 erscheinen. In dem beschriebenen Beispiel erscheint eine logische 1 am Eingang des Gatters 3q» welche als logische 1 am Ausgang des Gatters 4_n erscheint. Die logische 1 an den A- und B-Eingängen

O ·· 1

der 2 -Stufe erzeugt einen 1-Ubertrag zu der 2 -Stufe.

Bei Betrachtung der 2 -Stufe erscheint die angenommene logische O am Eingang des Gatters Ύ, als logische 0 am Ausgang des Gatters 4.,.

Dieae logische 0 überdeckt die logisch-e 1 von dem Gatter I₁, um

1 ι

dem Α-Eingang der 2 -Stufe eine logische 0 Einzuführen. Der B-Eingang, welcher mit der Leitung für den Addier/Subtrahierbefehl verbunden ist, ist ebenfalls auf einer logischen 0, und so erscheint eine logische 1 am Ausgang der 2 -Stufe.

Um eine Zerstörung der Genauigkeit der Koeffizienten h. zu ver-

0 1
hindern, müssen die 2 - und 2 -Bits von dem H-Speiclierregister 26 um die 2 τ und 2 -Stufen des Addierers gesteuert v/erden , wenn die Steuerleitung Cb eine logische 1 aufweist. Wenn die Steuerleitung Cb auf einer logischen 1 ist, verhindern die Gtitter 2_f) und 2-, daß die Gatter 5q und 5* einen konstanten Aur.gang einer logischen zum Aktivieren der Gatter T_n und 7* ergeben. Weiter ermöglicht

eine logische 1 auf der Steuerleitung Cb, daß dio Gatter S_n und 6.. 0 1 ui

die 2 - und 2 -Bits von dem Il-Speicherregioter durchlassen.Wenn

ORIGINAL

D Ü 8 2 Ί I U ü 5 U ^AL

die Steuerleitun/j Cb auf einer logischen 0 ist, sind die Gatter 6_Λ und 6., gesperrt und die Gatter 5_n u^d 5 λ aktiviert. Dies ermöglicht die Operationen mit den 2 - und 2 -Bits, um einen Teilbetrag oder Zuwachs um ein Teil in 2 im Ansprechen auf/1 2a ^ |e(t)/'=i_/\ 2b zu ergeben. Die Gatter 7_Q und 7* invertieren die Signale zuiück in ihre richtige Phase. So ist eine logische 0 am Ausgang der 2 -Stufe als logische 0 am Ausgang des Gatters 7 zu sehen während die logische 0 am Ausgang der 2 -Stufe als logische 1 am Ausgang des Gatters 7₁ erscheint. Das Codewort im Eingang ist nun

11
an einen Teil in 2 angewachsen. Eine ähnliche Analyse zeigt, daß eine logische 1 auf der Leitung für den Addier/Subtrahierbefehl eine Zweierkomplementaddition, d.h. eine Subtraktion von einem

11
Teil in 2 bewirken wird.

Ein Zuwachs von vier'Teilen in 2 zu h. wird entwickelt, wenn die Steuerleitung Cb auf eine logische 1 angehoben wird. Das Anheben der Steuerleitung Cb sperrt wie oben angedeutet die Gatter 5q und 5-j und ergibt einen Weg für die 2 - und 2 -Bits deejÄbtastwerts h. durch Aktivieren der Gatter 6q und 6.. Weiter verhindert das Anheben der Steuerleitung Cb, daß die Gatter 4q und 4-j an ihremAusgang eine konstante logische 1 abgeben, während die Gatter 1q und 1- auf das Signal auf der Leitung für den Addier/Subtrahierbefehl ansprechen können. Wenn von dem Vorzeichenproduktdetektor ein Addiersignal in Form einer logischen 0 übermittelt wird, füh-

0 1 ren die Gatter 1_Q und 1.. den Α-Eingängen der 2 - und 2 -Stufen des Addierers eine logische 1 zu. Dieses bewirkt, daß der B-Eingang

0 2 '

der 2 -ßtufe zu der 2 -Stufe v/eiterläuft und h. um vier Zählungen vergrößert. Wenn sich die Leitung für den Addier/Sübtrahierbefehl auf einer logischen 1 befindet, sind die Ausgänge der Gatter 1« und I₁ auf einer logischen 0, überdecken die Ausgänge der Gatter 4_n

0 1

und 4.J und zwingen die A^Eiagänge der 2 - und 2 -Stufen des Addierers auf eine logische 0. Die Zweierkomplementaddition bewirkt nun, daß h. um vier Zählungen verringert wird.

AIn Beispiel soll angenommen werden, daß das Wort des II-Speichern am Eingang des Addierers das digitale Wort 10110000000 ist.

- 12 - ^Hy3/ ° ^?> ⁵ ^h ' BAD ORIGINAL

was der Zahl 13 entspricht, und daß eine Subtraktion durchgeführt werden soll. Das Endresultat sollte 13-4 = 9 oder 10010000000 sein. Eine logische 1 erscheint auf der Leitung für den Addier/ Subtrahierbefehl, und der B -Eingang der 2 -Stufe wird auf eine logische 1 gehoben und zeigt an, daß eine Korrektur durchzuführen ist. Weiter wird die Steuerleitung Cb von dem . \ 2-Schwellwertdetektor 40 auf eine logische 1 gehoben, was die Höhe der durchzuführenden Korrektur anzeigt. Da auf der Steuerleitung Cb eine logische 1 ist, sind die Gatter 5_n und 5-i gesperrt, während die

0 1 Gatter 6~ und 6.. den Wert, der 2 - und 2 -Bits durchlassen können. Da weiter beide Eingänge der Gatter 1q und 1- eine logische 1 sind, sind die Ausginge von diesen Gattern eine logische 0. Das Signal c_b wird durch das Gatter 2q invertiert und sperrt das Gatter 4_Q , was einen konstanten Ausgang einer logischen 1 bewirkt. Da die Gatter 1q und 4₀ igi&er Oder-Konfiguration verdrahtet sind, überdeckt die logische 0 im Ausgang des Gatters 1_n die logische 1 des

0 Gatters 4 ^ und führt zu einer logischen 0 am Α-Eingang der 2 -Stufe.

• 1

Ahnlich erscheint an dem Α-Eingang der 2 -Stufe eine logische 0. So treten folgende Eingangszustände in dem Addierer auf:

2° 2¹ 2² 2⁵ 2⁴ 2⁵ 2⁶ 2⁷ 2⁸ 2⁹ 2¹⁰

B-Eingänge 11111111111 A-Eingänge 00110000000

Summe 11010000000

Da die Gatter 5_Q und 5. gesperrt sind, sind die Ausgänge der 2 und 2 -Stufen des Addierers gesperrt, während die Gatter 7_n und Y₁

0 1 ui

die Zustände 1, 0 der 2 - bzw. 2 -Bits durchlassen können. Das endgültige Resultat der Subtraktion ist das logische Wort 10010000000 gleich 9, das erwartete Resultat.

BAD ORIGINAL

- 13 - 22üG242

Die obige aus den Gattern 1-7 und ihren Yerbindungsleitungen bestehende Schaltung muß nur zu den Stufen hinzugefügt werden, welche Bits mit geringerer Wertigkeit als der größte gewünschte Teilbetrag oder Zuwachs Λ h aufnehmen. Da in dem vorliegenden Beispiel der größte Y/<
modifiziert.

ο Ω 1

der größte V/ert von Λ h = 4 = 2 , wurden nur die 2 - und 2 -Stufe

Fig. 6 zeigt einen modifizierten Addierer, weicher Teilbeträge oder Zuwächse Λ h von 1,2,4 und 8 vorsehen kann. Die zugefügten

C 1 2 Gatter 1-7 sind nur mit den Stufen 2 , 2 und 2 verbunden, da der größte Teilbetrag oder Zuwachs <_\h 2^ = 8. Der Betrieb dieses modifizierten Addierers erfordert' Eingänge von Steuersignalleitungen Oc und Gd von dem Λ 2-Schwellwertdetektor 40 zusätzlich zu dem Eingang von der Steuerleitung Cb und dem Zuwach ssteuereingang, v/elcher einen Fehler ) e(t)/ - ...\ 2a darstellt. Die Arbeitsweise der Schalt ng i3t gleich derjenigen der Schaltung nach Pig. 5.

Weitere Teilbeträge oder Zuwächse Λ h können vorgesehen werden durch Duplizieren der beschriebenen Logik zusammen mit zusätzlichen Stufen des Addierers.

Während die Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Aib führungsbeispielen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß der Fachmann verschiedene Änderungen in Aufbau und Einzelheiten durchführen kann, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung abzuv/eichea. Kurz umrissen umfaßt die Erfindung einen verbesserten adaptiven Echokompensatoren mit einem adaptiven Regelkreis zum Hodiösieren der Koeffizienten der Impulsverhaltenswerte, welche bei der Durchführung der digitalen Faltung verwendet werden. Der adaptive Regelkreis enthält einen mehrstufigen Schwellwertdetektor, welcher eine Mehrzahl von verschiedenen Steuersignalen entsprechend verschiedenen Restechosignalen e(t) erzeugt, realisiert durch Subtraktion eines zusammengesetzten Echos von einem realen Echo. Ein auf die verschiedenen Steuersignale ansprechender Addierer modifiaiert die Koeffizienten um verschiedene Beträge entsprechend der.

Hehrzahl von Teilbeträgen.

BAD ORIGINAL

309823/08 5/.

- 14 -

Claims

P a t e n t a nspriiche

[^Jj Adaptiver Echokompensator des Konvergenztyps mit einem Querfilter zum Zusammensetzen eines Echosignals über eine digitale Faltung aufgenommener Abtastwerte mit den geschätzten Koeffizienten des Impulsverhaltens,erzeugt durch zusammengehörige Abtastwerte eines Fehlersignals und des "empfangenen Signals, wobei das zusammengesetzte Echosignal von dem realen Echosignal in einer Subtrahiereinrichtung subtrahiert wird und einem auf das Restecho zum Variieren der geschätzten Koeffizienten des Impulsverhaltens ansprechenden adaptiven Regelkreis, welcher einen Vorzeichenproduktdetektor zum Bestimmen des Vorzeichens der Änderung des Koeffizienten des Impulsverhaltens enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der adaptive Regelkreis (20) einen mehrstufigen Schwellwertdetektor (40) zum Erzeugen verschiedener Schwellwertsteueroignale im Ansprechen auf die Größe des Restfehlers und eine auf die verschiedenen Signalen ansprechende Einrichtung (34) zum Modifizieren der Koeffizienten des Impul3verhaltens um verschiedene Teilbeträge auf v/eist.
2. Echokompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertdetektor (40) eine Mehrzahl von Verglei'chskreisen (50) aufweist, welche jeweils das Restecho und eines einer Vielzahl von Schwellwertsignalen verschiedener Höhe aufnehmen und jeweils ein Schwellwertsteuersignal erzeugen, wenn die Höhe des aufgenommenen Restechos größer als das aufgenommene Schwellwerts-ignal ist.
3. Echokompensator nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Vergloichskreioe (50) in Paaren gruppiert sind und die Vergleichskreise jeden Paares jeweils ein positiver und ein negatives Schwellwertsignal gleicher Höhe erhalten, wobei das Paar von Vergleichskreisen, welches die Schwellwertsignalo der kleinsten Höhe aufnimmt, mit dem Vorzeichenprödiiktdetektor (3ü) gekoppelt ist.

ORIGINAL

3 (I ) 8 2 3 / Ü 8 5 U

-15 -
4. Echokompensator nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Addierer (34) vorgesehen ist, welcher eine Vielzahl von Addierstufen mit jeweils einem Addier element, eine Einrichtung zum Aufnehmen eines bitbezeichnenden Signals entsprechend einem Bit des digital kodierten Koeffizienten des Impulsverhaltens und Einrichtungen zum Aufnehmen eines Signals von dem Vorzeiehenproduktdetektor aufweist, wobei ausgewählte Stufen eine Steuersignalempfangseinrichtung zum Aufnehmen wenigste*¹⁸ eines Steuersignals entsprechend einem erfaßten Restfehler gleich oder größer als eine zweite Schwellwerthöhe größer, als die kleinste Schwellwerthöhe enthalten.
5. . Echokompensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Stufen denjenigen Stufen entsprechen, welche bitbezeichnende Signale entsprechend Bits geringerer Wertigkeit als der größte der verschiedenen Teilbeträge aufnehmen. ■
6. Echokompensator nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die ein bitbezeichnendes Signal entsprechend dem geringstwertigen Bit in dem Yerstärkungskoeffizienten aufnehmende Stufe weiter eine Einrichtung zum Aufnehmen eines Zuwachssteuersignals enthält, welche auf den Ausgang eines Schwellwertdetektors anspricht, der einen Eestfehler gleich oder größer als die kleinste Schwellwerthöhe anzeigt.
7. Echokompensator nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e ichnet, daß die ausgewählten Stufen Logikelemente mit ersten Gattern zum selekt-iven Sperren des Ausgangs ihrer entsprechenden Addierelementen aufweisen, wobei die ersten Gatter weiter ein bitbezeichnendes Signal aufnehmen und Einrichtungen zum selektiven Sperren des bitbezeichnenden Signals aufweisen.

(3. Echokomponsator nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ e ich η e t, daß die Logikelemente weiter mit der Einrichtung zum aufnehmen des Yorzeichenproduktsignals und einem Steuersignal-

3 iJ '' B ? 3 / ü B G Z₊ 16 -

BAD ORIGINAL"

2259742

eingang gekoppelte zweite Gatter und dritte ein bitbezeichnendes Signal aufnehmende Gatter aufweisen, und ein Steuersignalausgang mit den Ausgängen der zweiten und dritten Gatter mit einem Eingang ihrer zugehörigen Addierelemente gekoppelt ist, jedes Addierelement einen zweiten Eingang besitzt, welcher mit Ausnahme der das geringstwertige bitbezeichnende Signal empfangenden Stufe mit der das Vorzeichenproduktsignal aufnehmenden Einrichtung verbunden ist, während der zweite Eingang der das geringstwertige bitbezeichnende Signal empfangenden Stufe mit der Einrichtung zum Aufnehmen des Zuwachssteuersignals verbunden ist.

BAD ORIGINAL 309323/0854