DE3238564A1

DE3238564A1 - Entstoerschaltung

Info

Publication number: DE3238564A1
Application number: DE19823238564
Authority: DE
Inventors: Dietrich Anselm 07738 Lincroft N.J. Alsberg; Robert Paul 08857 Old Bridge N.J. Coulter; Thomas H. 07716 Atlantic Highlands N.J. Curtis; Geng-Seng 07722 Colts Neck N.J. Fang
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1983-05-05
Also published as: KR840002179A; SE8205839L; GB2109207A; SE8205839D0; NL8204096A; JPS5881346A; FR2515454A1; AU8965682A

Description

Beschreibung

Entstörschaltung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entstörschaltung und findet beispielsweise Anwendung bei einem Echounterdrücker als Lösung des Nachbildungsproblems.

In Nachrichtenübertragungssystemen treten für" gewöhnlich Echos auf, wenn elektrische Signale auf einem Empfangssignalweg auf eine unzureichend angepaßte Impedanz einer Gabelschaltung treffen und teilweise über den Sendesignalweg zur entfernten Signalquelle zurückreflektiert werden. Als Folge hiervon wird das reflektierte Signal oder Echo einige Zeit nach der übertragung des ursprünglichen Signals am entfernten Ende der Sendeleitung gehört. Mit zunehmender Entfernung zwischen sprechendem und hörendem Teilnehmer benötigt das Echo zum Erreichen des sprechenden Teilnehmers längere Zeit, und folglich stört das Echo - zumindest subjektiv - umso mehr den sprechenden Teilnehmer.

Es wird daher grundsätzlich versucht, Echos zu kontrollieren und auszuschalten. Eine Echosperrenanordnung ist beispielsweise in der US-PS 4 005 277 beschrieben. Diese Anordnung enthält eine vom Sprachsignal betätigte Einrichtung, die als Echosperre bekannt ist. Typischerweise geht mit dem Sperren oder Unterdrücken des Echos eine Art selektiver Dämpfung einher, die in Abhängigkeit der Sprachpegel im Übertragungsweg erfolgt, so daß das Echo, das sonst zum Sprecher zurückkehren würde, unterdrückt wird. Eine solche Anordnung reicht für gewöhnlich bei erdgebundenen Nachrichtenübertragungswegen aus, bei denen die Echoverzögerung bei der Umlaufzeit zwischen dem Ursprung des Signals und der Rückkehr des Echos nicht groß ist. Bei Nachrichtenübertragungen über Satelliten jedoch sind die Übertragungsverzögerungen viel größer, und das Echo ist störender. Es kann sogar das Gespräch unterbrechen, indem es das Rücksignal dann, wenn beide Teilnehmer sprechen, d. h. beim Doppelsprechen, zerhackt.

Darüber hinaus ist eine als Echounterdrückung bekannte Echokontrollanordnung bekannt, die, anstatt den Weg für das abgehende Signal zu unterbrechen, ein Kopiesignal des Echosignals erzeugt und dieses abgeschätzte Signal

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von dem abgehenden Signal algebraisch subtrahiert, um ein echounterdrücktes Signal zu erhalten. Die meisten herkömmlichen Echounterdrücker, wie beispielsweise der in der US-PS 3 499 999 dargestellte Echounterdrücker, setzen das Kopiesignal unter Verwendung einer angezapften Verzögerungsleitung mit einstellbaren Multiplizierern in einer adaptiven Vorkopplungsanordnung, die auch als Transversalfilter bezeichnet wird, zusammen. Die Multiplizierer werden automatisch durch ein aus der Differenz zwischen Echosignal und Kopiesignal abgeleitetes Steuersignal eingestellt.

Im Idealfall gestattet die in der Vierdraht/Zweidraht-Verbindung zwischen den Signalwegen und dem Sender-Empfänger enthaltene Gabelschaltung im Höchstfall, daß 6 dB des empfangenen Signals auf den SendesignaIweg gelangen. Es wurde jedoch herausgefunden, daß eine Gabelschaltung in der Praxis falsch angeschlossen sein kann oder ihre zugehörige Nachbildung fehlt, was zu einer Netzwerkverstimmung führt, wobei ein wesentlicher Teil des empfangenen Signals in den SendesignaIweg einstreut. Häufig kommt es vor, daß herkömmliche Echounterdrücker dieses große Echosignal als abgehende Sprache fehlinterpretieren und dieses Signal daher als abge-

hende Sprache erkennen und somit das Echosignal nicht unterdrücken.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Entstörschaltung zum weitestgehenden Unterdrücken eines Störsignals eines sich auf dem Sendesignalweg eines nahen Sender-Empfängers fortpflanzenden ersten Signals, wobei im Betrieb von dem ersten Signal ein Störungskopiesignal subtrahiert wird, um ein störunterdrücktes Signal zu erzeugen, das Störungskopiesignal ansprechend auf das störunterdrückte Signal und ein Eingangssignal im Empfangsweg des Sender-Empfängers erzeugt wird und die Einstellung der Erzeugung des Störungskopiesignals gesperrt wird, wenn das erste Signal einen vorbestimmten Pegel erreicht. Bei dem ersten Signal handelt es sich um ein vorläufiges störunterdrücktes Signal, das ansprechend auf ein augenblickliches Rücklauf-Störsignal vom Sender-Empfänger und das Eingangssignal erzeugt wird.

Als Echounterdrücker kann die erfindungsgemäße Schaltung somit zwei Stufen aufweisen. Die erste Stufe oder der Vor-Unterdrücker enthält einen herkömmlichen Echounterdrücker ohne Detektor für abgehende Sprache und eliminiert soviel von dem Rücklauf-Echosignal, daß der in der zweiten Stufe vorgesehene Detektor für die ab-

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gehende Sprache richtig arbeitet. Wenn die erste Stufe erst einmal einen bestimmten Anteil des Echosignals entfernt hat, ist der in der zweiten Stufe vorgesehene Detektor für die abgehende Sprache in der Lage, korrekt zu unterscheiden zwischen abgehender Sprache und starkem Echo, und somit, wann die erste Stufe gesperrt werden sollte. Die zweite Stufe eliminiert somit das Echosignal, ohne daß fälschlicherweise das Vorhandensein abgehender Sprache angenommen wird.

Die Erfindung beseitigt somit das den herkömmlichen Echounterdrückern anhaftende Problem, daß fälschlicherweise starke Echosignale als abgehende Sprache erkannt werden. Wenn die Dämpfung der Gabelschaltung beispielsweise weniger als 6 dB beträgt, stellt die Vor-Unterdrückung die korrekte Funktionsweise des Echounterdrückers sicher. Die Echounterdrückung wird aufgeteilt in zwei Stufen, die eine teilweise Unterdrückung und eine endgültige Unterdrückung des Echosignals bewirken. Nachdem eine ausreichende Teilunterdrückung erfolgt ist, ist der in dsr zweiten Stufe vorgesehene Detektor für die abgehende Sprache in der Lage, zwischen abgehender Sprache und Echo zu unterscheiden, und er kann daher das Echosignal entsprechend dem normalen Betrieb eines Echounterdrückers unterdrücken. Da weiterhin die abgehende Sprache mit dem Eingangssignal nicht korre-

liert ist, kann bei Vorhandensein von abgehender Sprache immer noch zwischen abgehender Sprache und Echo unterschieden und die Echounterdrückung verhindert werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße zweistufige Echoentstörschaltung mit einem ersten und einem zweiten Echounterdrücker ,

Fig. 2 und 3, die gemäß Fig. 4 zusammengehören, eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit einem Detektor für abgehende Sprache in dem zweiten Echounterdrücker und einer "Änderungsraten"-Steuereinheit, die in der Lage ist, den Betrieb des ersten Echounterdrückers zu sperren, und

Fig. 5 und 6 die gemäß Fig. 7 zusammengehören, eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer einzigen Steuerung zum überwachen des Betriebs des ersten und zweiten Echounterdrückers.

Die nachstehende Beschreibung sowie die zugehörige Zeichnung stellen die Erfindung anhand einer Echounterdrückungsanordnung dar, die sich an der Zweidraht/Vierdraht-Verbindung einer Fernsprechleitung befindet. Grundsätzlich jedoch kann die Erfindung zur Kontrolle bzw. Ausschaltung jeglicher Art von analogen oder digitalen Störsignalen verwendet werden, die allgemein in Nachrichtenübertragungssystemen auftreten, beispielsweise Radarsystemen, Satellitensystemen, Sonarsystem, Rundfunksystemen, Fernsehsystemen, usw. Es versteht sich daher, daß die nachstehende Beschreibung lediglich beispielhaften Charakter hat und keinerlei Beschränkung bedeutet, da die vorliegende Erfindung überall dort anwendbar ist, wo ein Störsignal vorhanden ist.

Im Idealfall würde ein Echounterdrücker so aufgebaut sein, daß er lediglich die Korrelationseigenschaften zwischen einem vom entfernten Ende eines übertragungsweges stammenden ankommenden Signals x(t) und dem Echo-Rücklaufsignal y{t) verwendet, um den Anpassungsvorgang eines in dem Echounterdrücker enthaltenen Transversalfilters zu steuern, wobei das Korrelationssignal definiert werden kann durch folgende Gleichung

jz5(t) = f x(t)y(t -r )dt (1)

Bei Verwendung eines Korrelationsdetektors bestimmt sich die Zeit, die der Unterdrücker für ein gegebenes Maß an Unterdrückung benötigt, durch die Bandbreite oder Bitrate des ankommenden Signals, die sich ergebende maximale Abtastrate des ankommenden Signals, den relativen Rauschpegel und die abgehende Sprache. Bei Verwendung des Korrelationsvorgangs wird - vom Standpunkt des Teilnehmers aus gesehen - die Anpassungszeit bei Vorhandensein hoher Rauschpegel und den typischen Pegeln der abgehenden Sprache übermäßig groß. Daher wird bei herkömmlichen Echounterdrückern ein Detektor für abgehende Sprache verwendet, um den Adaptionsvorgang bei Vorhandensein abgehender Sprache zu verhindern oder zu sperren. Jedoch können diese Detektoren für abgehende Sprache nicht unterscheiden zwischen Echosignalen mit hohem Pegel und abgehender Sprache, so daß die herkömmlichen Echounterdrücker bei Vorhandensein von Echosignalen mit hohem Pegel nicht korrekt arbeiten.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung dieses Problems dadurch, daß sie den Unterdrückungsvorgang stufenweise unterteilt. Eine beispielhafte Anordnung,

die die Störunterdrückungseigenschaften der Erfindung veranschaulicht, ist in Fig. 1 beispielhaft anhand eines Echounterdrückers dargestellt. Die Zeichnung zeigt einen einzelnen Übertragungsanschluß zum Verbinden eines "nahen" Sender-Empfängers 10 mit einem Empfangssignalweg 12 und einem Sendesignalweg 14 über eine Gabelschaltung 16. An die Gabelschaltung 16 ist zur möglichst weitgehenden Anpassung an die Impedanz des Saider-Empfängers 10 eine Nachbildung 17 angeschlossen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, enthält der Echounterdrücker in erster Linie eine Kaskadenschaltung bestehend aus einem zweiten Echounterdrücker 18 und einem ersten Echounterdrücker 20, wobei der erste Echounterdrücker 20 zwischen dem zweiten Echounterdrücker 18 und der Gabelschaltung 16 liegt. Der zweite Echounterdrücker 18, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann, beispielsweise entsprechend der US-PS 3 499 999, empfängt Abtastwerte des den Sender-Empfänger 10 über eine Empfangssignalleitung 12 erreichenden Signals x(t) und verarbeitet diese Abtastwerte, um als Ausgangssignal eine Abschätzung des Echosignals zu bilden, die als ein zweites Echokopiesignal $₂ ^ definiert wird. Eine in dem Sendesignalweg 14 liegende Verknüpfungsschaltung 24 subtrahiert das von dem zweiten Echounterdrücker 18 erzeugte zweite Echokopiesignal y~(t) von dem über den

Sendesignalweg 14 laufenden Signal e.. (t) , um ein Differenzsignal zu bilden. Dieses als zweites echounterdrücktes Signal e_(t) definierte Differenzsignal pflanzt sich anschließend auf dem Rest des Sendesignalwegs fort, um von einem (nicht dargestellten) entfernten Sender-Empfänger empfangen zu werden. Dieses zweite echounterdrückte Signal e„(t) wird außerdem zu dem zweiten Echounterdrücker 18 zurückgeführt, um diesem diejenige Information zuzuführen, die notwendig ist, um die Abschätzung der Impulsantwort, das zweite Echokopiesignal y~(t), das es als Ausgangssignal erzeugt, zu verbessern.

Weiterhin ist dem in Fig. 1 gezeigten zweiten Echounterdrücker 18 ein Detektor 23 für die abgehende Sprache zugeordnet, welcher den Betrieb des Echounterdrückers sperrt, wenn angenommen wird, daß abgehende Sprache vorhanden ist. Abgehende Sprache, d. h. vom Sender-Empfänger 10 stammende Sprache, stellt für den Echounterdrücker 18 unerwünschtes Rauschen dar und würde das zweite Echokopiesignal Y₂ (t) ^vom augenblicklichen Rücklauf-Echosignal y(t) abweichen lassen, wenn der zweite Echounterdrücker 18 bei Vorhandensein abgehender Sprache mit dem AdaptionsVorgang fortfahren würde. Daher sperrt der Detektor 23 für abgehende Sprache den zweiten Echounterdrücker 18, wenn durch Vergleichen von ge-

speicherten Werten des Eingangssignals mit dem Signal e.(t), das sich auf dem Sendesignalweg 14 fortpflanzt, angenommen wird, daß abgehende Sprache vorhanden ist. Wie oben erläutert wurde, besteht bei herkömmlichen Anordnungen das Problem darin, daß der Detektor 23 für die abgehende Sprache bei Vorhandensein von Echosignalen mit hohem Pegel häufig fehlerhaft abgehende Sprache erkennt und den zweiten Echounterdrücker 18 sperrt.

Aus diesem Grund arbeitet der erste Echounterdrücker so, daß er eine vorläufige Unterdrückung des Echosignals vornimmt und das sich auf dem Sendesignalweg 14 fortpflanzende Signal soweit verkleinert, daß es etwas unterhalb des Schwellenwerts des Detektors 23 für die abgehende Sprache liegt, wobei dieser Schwellenwert typischerweise um 6 dB unterhalb des Eingangssignals liegt. Grundsätzlich enthält der erste Echounterdrücker 20 eine Korrelationseinrichtung 26, die sowohl auf das Eingangssignal χ Ct) als auch ein erstes echounterdrücktes Signal e* (t) anspricht. Die Korrelationseinrichtung 26 arbeitet entsprechend der Gleichung (1), und sie ist in der Lage, als Ausgangssignal ein erstes Echokopiesignal y.. (t) zu erzeugen, bei dem es sich entsprechend Gleichung (1) um die Kreuzkorrelation des Eingangssignals

x(t) und des ersten echounterdrückten Signals e₁(t) handelt, die als separate Eingangssignale angelegt werden. Eine in dem Sendesignalweg 14 zwischen der Verknüpfungsschaltung 24 und dem Sender-Empfänger 14 angeordnete Verknüpfungsschaltung 28 subtrahiert dieses erste Echokopiesignal y.(t) von dem augenblicklichen Rücklauf-Echosignal y(t), welches durch die Gabelschaltung 16 streut, und bildet als Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 28 das erste echounterdrückte Signal e.. (t) , welches anschließend über den Sendesignalweg 14 zu der Verknüpfungsschaltung 24 läuft. Ferner wird - wie oben beschrieben wurde - das erste echounterdrückte Signal e.(t) als ein Eingangssignal der Korrelationseinrichtung 26 zurückgeführt.

Das erste echounterdrückte Signal e* (t) gelangt über den Sendesignalweg 14 zu der oben beschriebenen Verknüpfungsschaltung 24, die in der beschriebenen Weise das zweite Echokopiesignal Y₂Ct) ^{von dem} ersten echounterdrückten Signal e-(t) subtrahiert, um als Ausgangssignal der Echounterdrückungsanordnung das zweite echounterdrückte Signal e-it) zu bilden, das von dem entfernten Sender-Empfänger empfangen wird. Das erste echounterdrückte Signal e,(t) gelangt als ein Eingangssignal an den Detektor 23 für abgehende Sprache und wird mit dem Ein-

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gangssignal x(t) verglichen, um den Betrieb des zweiten Echounterdrückers 18 zu steuern. Da das erste echounterdrückte Signal e-(t) unter dem Schwellenwert des Detektors 23 für die abgehende Sprache liegt, wird der Detektor 23 korrekt arbeiten und nicht fälschlicherweise das Vorhandensein abgehender Sprache erkennen, wenn tatsächlich ein starkes Echosignal vorliegt. Da außerdem jedes starke Echosignal mit dem Eingangssignal korreliert wird, während abgehende Sprache nicht mit dem Eingangssignal korreliert wird, arbeitet der Detektor 23 für die abgehende Sprache nur bei Vorhandensein einer korrelierten Version des Eingangssignals und ändert daher nicht irgendein möglicherweise vorhandenes abgehendes Sprachsignal.

Der fortgesetzte gleichzeitige Betrieb der in Kaskade geschalteten Echounterdrücker 20 und 18 kann dynamische Instabilitäten hervorrufen. Wenn diese Instabilitäten für den Hörer störend sind, kann eine zusätzliche Schaltungsanordnung vorgesehen werden, um den ersten Echounterdrücker 20 am weiteren Adaptieren zu hindern, nachdem ein vorgegebener Pegel einer anfänglichen Echoverringerung erreicht wurde.

Aus diesem Grund kann (muß jedoch nicht notwendigerweise)

eine Steuereinheit 30 in dem ersten Echounterdrücker vorgesehen sein, um den Betrieb der Korrelationseinrichtung 26 beispielsweise dadurch zu überwachen, daß die Änderungsrate oder Änderungsgeschwindigkeit des ersten echounterdrückten Signals e.(t) verfolgt und der Aktualisierungsvorgang des Transversalfilters 26 festgehalten wird, wenn die Änderungsrate einen vorgegebenen Wert erreicht. Die Korrelationseinrichtung 26 wird im Anschluß an eine Sperrung durch die Steuereinheit 30 fortfahren, das erste Echokopiesignal y.. (t) mit einem solchen Wert zu erzeugen, daß das Signal mit dem augenblicklichen Echosignal y(t) so kombiniert werden kann, daß sich ein Wert e₁(t) ergibt, der unter dem Schwellenwert des Detektors 23 für die abgehende Sprache liegt. Diese Funktion der Steuereinheit 30 soll im folgenden unter Bezugnahme auf die übrigen Figuren näher beschrieben werden. Das durch die Steuereinheit 30 verursachte Festhalten oder Verriegeln sperrt nicht die Korrelationseinrichtung 26, sondern hält vielmehr den Zustand der Korrelationseinrichtung 26 bei ihrem vorbestimmten akzeptablen Wert aufrecht, welcher der die Steuereinheit 30 auslösenden vorbestimmten Änderungsrate entspricht. Daher fährt der erste Echounterdrücker 20 mit dem Erzeugen des ersten echounterdrückten Signals e* (t) fort, welches exakt den Echosignalinhalt von y(t) repräsentiert, solange die Kennlinien des

Ubertragungsweges sich nicht mit der Zeit ändern. Wenn jedoch Änderungen auftreten und das erste echounterdrückte Signal e., (t) für ein richtiges Arbeiten des Detektors 23 für abgehende Sprache zu groß wird, kann die Steuereinheit 30 den ersten Echounterdrücker 20 neu aktivieren, was dazu führen würde, ein verbessertes erstes echounterdrücktes Signal e.(t) zu erzeugen.

Fig. 2 und 3, die gemäß Fig. 4 zusammengehören, stellen ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail dar. Dieses Ausführungsbeispiel kann eingesetzt werden bei digitalen Signalen. Fig. 2 zeigt eine mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung des zweiten Echounterdrückers 18 im einzelnen. Ein Transversalfilter 22 enthält N-T Verzögerungselemente 32.-32 ., N Multiplizierer 33^-33^ N Abgriffgewichtgeneratoren 34.J-34 und einen Akkumulator 36. Das über den Empfangssignalweg 12 laufende Signal x(k) wird in das Transversalfilter 22 eingegeben und durchläuft die N-1 Verzögerungselemente 32.-32 ., um zusammen mit dem anstehenden Eingangssignalwert x(k) eine Signalwertfolge der Länge N mit den Werten {x(k), x(k-1) , x(k-2),. x(k-(N-1))} zu bilden, wie aus Fig. 2 hervorgeht.

Wie oben in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde,

wird das zweite echounterdrückte Signal, das in digitaler Form die Bezeichnung e_?(k) trägt, zum Transversalfilter 22 zurückgeführt, um bei der Verbesserung des Musters des zweiten Echokopiesignals y_(k) des augenblicklichen Rücklauf-Echosignals e₁(k) beteiligt zu sein, wobei das genannte Muster seinerseits den Pegel des zweiten echounterdrückten Signals e„(k) verringert. Das zweite echounterdrückte Signal e-(k) eignet sich jedoch selbst nicht zum Verbessern des zweiten Echokopiesignals y₂(k). Folglich durchläuft das zweite echounterdrückte Signal e,(k) N Abgriffgewichtgeneratoren 34 -34 , die das zweite echounterdrückte Signal e_(k) individuell justieren, um mehrere Abgrif fgewichte n\. (k) bis R₁(k) zu bilden, die zusammen mit den abgetasteten und verzögerten Eingangssignalwerten x(k) bis x(k-(N-1)) verwendet werden, um das zweite Echokopiesignal y„(k) zu bilden. Wie bei dem Abgriffgewichtgenerator 34.. , der einen Multiplizierer 3I₁ und einen Integrierer 35 enthält, dargestellt ist, wird beispielsweise ein Abgriffgewicht fi (k) aus dem zweiten echounterdrückten Signal e~ (k) dadurch gebildet, daß das zweite echounterdrückte Signal e„(k) im Multiplizierer 3I₁ mit dem zugehörigen verzögerten Eingangssignal-Abtastwert x(k) multipliziert und das sich ergebende zusammengesetzte Signal

in dem Integrierer 35« gemittelt wird, um das Abgriffgewicht fiL(k) zu erzeugen. Die Polarität und die Amplitude des hierdurch gebildeten Abgriffgewichts R (k) kennzeichnen die für den Eingangssignal-Abtastwert x(k) notwendige Korrektur.

Die Werte der Abgriffgewichte R_(k) bis B .. (k) werden anschließend jeweils mit ihren entsprechenden verzögerten Abtastwerten des Eingangssignals von den Multiplizierern 33.J-33 multipliziert, um N Produkte R_Q(k)x(k) bis B_n-1 (k)x(k-(N-1)) zu bilden. D₄ h.s R_Q(k) wird von dem Multiplizierer 33.. mit x(k) multipliziert, E-(k) wird von dem Multiplizierer 33_ mit x(k-1) multipliziert, usw., und H_n-1(k) wird von dem Multiplizierer 33_N mit x(k-(N-D) multipliziert. Die N Produkte, die die Ausgangssignale der Multiplizierer 33,.-33 bilden, werden als separate Eingangssignale an den Akkumulator 36 gelegt, der die N Produktwerte summiert, um das von dem Transversalfilter 22 erzeugte zweite Echokopiesignal y~(k) abzugeben. Wie oben bemerkt wurde, gelangen dieses Signal y_(k) und das erste echounterdrückte Signal e* (k) als Eingangssignale an die Verknüpfungsschaltung 24, die y₂(k) von e.(k) subtrahiert, um das zweite echounterdrückte Signal e₂(k) zu erzeu-

gen, das über den Rest des Sendesignalwegs 14 läuft und von dem fernen Hörer empfangen wird.

Fig. 3 zeigt einen beispielhaften ersten Echounterdrücker 20 im einzelnen. Ähnlich wie das Transversalfilter 22 gemäß Fig. 2 hat auch die Korrelationseinrichtung 26 gemäß Fig. 3 die Form eines Transversalfilters, das eine Reihe von M-1 Verzögerungselementen 40,-40 . enthält, wobei die Zahl M zweckmäßigerweise, jedoch nicht notwendigerweise gleich N ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist auch die Korrelationseinrichtung, oder in diesem digitalen Beispiel, das Transversalfilter 26 so verschaltet, daß es die Signale von dem Empfangssignalweg 12 empfängt, wobei das anstehende Signal sich durch die Verzögerungselemente 40'-4O₁ fortpflanzt, um zusammen mit dem anstehenden Wert des Eingangssignals eine Signalfolge der Länge M mit den Werten {x(k), x(k-1), ..., x(k-(M-1))} zu bilden. Der erste Echounterdrücker 20 enthält ähnlich den N Bauelementen des zweiten Echounterdrückers 1 8 eine Anzahl von M Abgriffgewichtgeneratoren 42.-42 (wobei zur Vereinfachung der Zeichnung lediglich der einen Multiplizierer 41. und einen Integrierer 45 enthaltende Abgriffgewichtgenerator 42 im einzelnen dargestellt ist) und M Multiplizierer 43 -43 Die Abgriffgewichtgeneratoren 42>-42 erzeugen abhängig

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von dem ersten echounterdrückten Signal e.(k) und in der oben in Zusammenhang mit dem Abgriffgewichtgenerator beschriebenen Weise M Abgriffgewichte 5-(K)-J₁(Ic), wobei jedes Abgriffgewicht mit seinem zugehörigen Verzögerungswert des Signals x(k), das von einem der Verzögerungselemente 4O₁-40 . erzeugt wird, von einem zugehörigen Multiplizierer der M Multiplizierer 43 -43_M in der Weise multipliziert wird, wie es oben in Zusammenhang mit den entsprechenden Bauteilen des zweiten Echounterdrückers 18 beschrieben wurde. Die M Produkte (J₀(Ic) x(k-)-5_M_₁ (k)x(k-(M-D) ,■ die von den Multiplizierern 43..-43 erzeugt werden, werden als separate Eingangssignale an einen Akkumulator 44 gegeben, der die M Größen summiert, um das erste Echokopiesignal £.. (k) als Ausgangssignal des Transversalfilters 26 zu erzeugen. Wie oben in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde, werden das von dem Transversalfilter 26 erzeugte Signal £.. (k) und das von der Gabelschaltung 16 erzeugte Rücklauf-Echosignal y(k) als Eingangssignale an die Verknüpfungsschaltung 28 gegeben, die das erste Echokopiesignal y\. (k) von dem Rücklauf-Echosignal y(k) subtrahiert, um das erste echounterdrückte Signal e.. (k) zu erzeugen, das entlang dem Sendesignalweg 14 läuft und ein Eingangssignal der Verknüpfungsschaltung 24 bildet.

Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 3 gelangt das erste echounterdrückte Signal e (k) auch als Eingangssignal an die Steuereinheit 30, die die Werte von $L(k) bis 5.« ι (JO verriegelt oder aufrechterhält, wenn die Gleichung

< A (2)

dt

für eine vorbestimmte Änderungsrate oder -geschwindigkeit A erfüllt ist. In anderen Worten: Wenn die Änderungsgeschwindigkeit A des ersten echounterdrückten Signals e.. (k) einen Wert erreicht, der für den Teilnehmer annehmbar ist (beispielsweise einen Wert, der derjenigen Zeit entspricht, bei der das erste echounterdrückte Signal e.. (k) unter dem Schwellenwert des Detektors 23 für die abgehende Sprache liegt), hat der erste Echounterdrücker 20 ein für das korrekte Arbeiten des für die abgehende Sprache vorgesehenen Detektors 23 ausreichendes Echokopiesignal erreicht, und die dieser Änderungsrate zugeordneten Abgriffgewichte D_n(k) bis 1., _i (k) können von dem Detektor 23 fixiert werden.

J>1— I

Wenn daher der erste Echounterdrücker 20 erst einmal den Pegel des Echosignals auf einen für den Detektor 23 an-

nehmbaren Pegel absenkt, vervollständigt der zweite Echounterdrücker 18 die Echounterdrückung auf der Grundlage des festen ersten echounterdrückten Signals e.. (k) , welches fortlaufend von dem ersten Echounterdrücker 20 erzeugt wird. Nach Beendigung des Gesprächs zwischen den beiden Teilnehmern müssen die Abgriffgewichte j.(k) freigegeben, d. h. auf Null zurückgesetzt werden, und die Steuereinheit 30 muß ebenfalls zurückgesetzt werden, damit der Vorgang zu Beginn des nächsten Gesprächs erneut gestartet werden kann. Die Beendigung des Gesprächs kann durch das Fehlen eines Signals im Empfangssignalweg 12 und im Sendesignalweg 14 erkannt werden, oder aber durch ein externes (nicht dargestelltes) Signal, welches kennzeichnend ist für das Einhängen bzw. Abheben des Fernsprechapparates. Darüberhinaus kann irgendein anderes bekanntes Verfahren verwendet werden, um festzustellen, daß kein Gespräch geführt wird.

Die Fig. 5 und 6, die gemäß Fig. 7 zusammengehören, stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. Diese Ausführungsform entspricht der Anordnung gemäß Fig. 4 mit der Ausnahme, daß die in Fig. 3 gezeigte Steuereinheit 30 in den Detektor 23 für abgehende Sprache einbezogen ist, um eine Detektor/Steuerungs-Anord-

nung 38 zu bilden. Im Betrieb arbeitet der zweite Echounterdrücker 18 genauso wie es oben für den Echounterdrücker 18 gemäß Fig. 2 beschrieben wurde. Der zweite. Echounterdrücker 20 wird jedoch in bezug auf das erste echounterdrückte Signal e (k) selbst verriegelt oder blockiert, anstatt durch die zeitliche Ableitung des ersten echounterdrückten Signals e.. (k) , wie es bei dem oben in Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall war. Speziell verriegelt auch die Detektor/Steuerungs-Anordnung 38 die Abgriffgewichte 5_o(k) bis 5_M_i(Ό, die den Abgriffgewichtgeneratoren 42.-42 zugeordnet sind, und zwar zusätzlich zu dem Sperren der Abgriffgewichtgeneratoren 34..-34 nach Maßgabe der Gleichung (1). Das Verriegeln der Abgriffgewichte erfolgt nach Maßgabe der Beziehung

< Bmax£x(k), x(k-1), ... χ (Jc-(M-D)J (3)

Bei dem Koeffizienten B handelt es sich um einen vorbestimmten Wert, der es der Detektor/Steuerungs-Anordnung 38 gestattet, die Werte j\ (k) festzuhalten, nachdem ein ausreichender Wert des ersten echounterdrückten Signals e.(k) erreicht ist. Somit ist entsprechend Gleichung (3) das erste echounterdrückte Signal e.. (k) eindeutig klein

genug, um als etwa 6 dB des Eingangssignals x(k) angesehen zu werden, wenn es kleiner ist als das B-fache des maximalen Abtastwertes des Eingangssignals, wodurch die Detektor/Steuerungs-Anordnung 38 ordnungsgemäß arbeiten kann und der zweite Echounterdrücker 18 den Annäherungsvorgang abschließen kann. Alternativ kann die Detektor/Steuerungs-Anordnung 38 auf das augenblickliche Rücklauf-Echosignal y(k) anstatt auf das Eingangssignal x(k) ansprechen, wie in Fig. 6 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Anstatt also die Gleichung (3) zugrundezulegen, fixiert die Detektor/Steuerungs-Anordnung die Abgriffgewichte 5_Q(k) bis 5 ,(k), die den Abgriffgewichtgeneratoren 42₁~42_M zugeordnet sind, nach Maßgabe der folgenden Beziehung:

[ _ei(k) I < c|y(k) I (4)

Bei dem Koeffizienten C handelt es sich um einen vorbestimmten Wert, der es der Detektor/Steuerungs-Änordnung 38 ermöglicht, den ersten Echounterdrücker 20 zu sperren, wenn eine Unterdrückung erfolgt ist, die ausreicht für das korrekte Arbeiten des zweiten Echounterdrückers 18. Wie bei der Anordnung gemäß den Fig. 2 und 3 müssen die Werte 5j (k) nach Beendigung des Gesprächs auf Null zurückgestellt werden. Das Erkennen eines nicht geführten Gesprächs kann auf bekannte Weise erfolgen.

Leerseite

Claims

BLUMBACH . W£&£R---B-ERGlEiSU KRAMER ZWIRNER - HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

PateniconsuH Radedcestraße43 8C00 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patenlconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186737 Telegramme.Patentconsult

Western Electric Company, Incorporated

New York, N.Y., USA Älsberg2O

Patentansprüche

f VJEntstörschaltung zum weitestgehenden Unterdrücken eines Störsignals eines sich auf einem Sendesignalweg eines nahen Sende-Empfängers fortpflanzenden ersten Signals, in der im Betrieb von dem ersten Signal ein Störungskopiesignal subtrahiert wird, um ein störunterdrücktes Signal zu erzeugen, das Störungskopiesignal ansprechend auf das störunterdrückte Signal und ein Eingangssignal im Empfangsweg des Sender-Empfängers erzeugt wird, und die Einstellung der Erzeugung des Störungskopiesignals gesperrt wird, wenn das erste Signal einen vorbestimmten Pegel erreicht, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Signal (e„(t)) ein vorläufiges störunterdrücktes Signal ist, das ansprechend auf ein tatsächliches Rücklauf-Störsignal Cy(t)) vom Sender-

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser DipL-Phys. Dr. rer, nal. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P.G. Blumboch Dipl.-Ing. - P. Bergen Prof Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pal.-Anw.bis 1979 . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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Empfänger (10) und ansprechend auf das Eingangssignal (x(t)) erzeugt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß eine Subtrahiereinrichtung (24) vorgesehen ist, um von dem ersten Signal (e.(t)) das Störungskopiesignal ($₂(t)) zu subtrahieren und ein störunterdrücktes Signal (e₂(t)) zu erzeugen, daß eine Einrichtung (18) vorgesehen ist, die auf das Eingangssignal (x(t)) und das störunterdrückte Signal (e_?(t)) anspricht und das Störungskopiesignal (y_(t)) erzeugt, daß eine Einrichtung (23) vorgesehen ist, die auf das Eingangssignal und das erste Signal anspricht, um die Einstellung der vorgenannten Einrichtung (18) zu sperren, wenn das erste Signal den vorbestimmten Pegel erreicht, daß eine Einrichtung (28) vorgesehen ist zum Subtrahieren eines weiteren Störungskopiesignals (Y₁(t)) ^von dem tatsächlichen Rücklauf-Störsignal (y(t)), um das erste Signal (e₁(t)) zu erzeugen, und daß eine auf das Eingangssignal (x(t)) und das erste Signal (e.(t)) ansprechende Einrichtung (26) vorgesehen ist, um das weitere Störkopiesignal (Y₁(t)) zu erzeugen.

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3. Schaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Empfang eines digitalen Eingangssignals (x(k)) und zum Senden eines digitalen störunterdrückten Signals (e₂(k)) ausgebildet ist, daß die Einrichtung (18) zum Erzeugen des Störkopiesignals (y~(t)) auf das Eingangssignal anspricht, um N fortschreitend stärker verzögerte Abtastwerte des Eingangssignals (x(k) , x(k-1), ... , x(k-(N-1))) "■ zu erzeugen und die N Werte mit dem störunterdrückten Signal so zu kombinieren, daß das Störkopiesignal (Y₂W) erzeugt wird, und daß die Einrichtung (26) zum Erzeugen des weiteren Störungskopiesignals (Y₁(t)) auf das Eingangssignal anspricht, um M fortschreitend stärker verzögerte Abtastwerte des Eingangssignals (x(k), x(k-1), ... , x(k-(M-1))) zu erzeugen und die M Werte mit dem ersten Signal so zu kombinieren, daß das weitere Störungskopiesignal erzeugt wird.
4. Schaltung nach Anspruchs,

dadurch gekennzeichnet , daß die Sperreinrichtung (23) auf das Eingangssignal anspricht, um N fortschreitend stärker verzögerte Ab-

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tastwerte des Eingangssignals zu erzeugen und die N Werte mit dem ersten Signal zu vergleichen, um das Sperren zu bewirken, wenn das erste Signal größer ist als die Hälfte des maximalen Abtastwertes der N Werte.
5. Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (18) zum Erzeugen des Störungskopiesignals mehrere (N-1) Verzögerungselemente (32-32 .) aufweist, die ein Transversalfilter bilden, welches auf das Eingangssignal anspricht und die N Werte des Eingangssignals bildet, daß N Abgriffgewichtgeneratoren (34 -34 ) vorgesehen sind, von denen jeder auf das Störungsunterdrückte Signal anspricht, um eines von N Abgriffgewichten (H (k) , ... fi .. (k) ) zu erzeugen, daß N Multiplizierer (33--33 ) vorgesehen sind, von denen jeder auf einen der N Abtastwerte und eines der N Abgriffgewichte anspricht, um Produkte dieser Werte zu erzeugen, und daß eine Summiereinrichtung (36) vorgesehen ist zum Summieren der N Produktwerte, um das Störungskopiesignal zu erzeugen, und daß die Einrichtung (26) zum Erzeugen des weiteren Störungskopiesignals mehrere (M-1) Verzögerungs-

elemente (4O..~4O_M ,) aufweist, die ein Transversalfilter bilden, welches auf das Eingangssignal anspricht und M Werte des Eingangssignals erzeugt, weiterhin M Abgriffgewichtgeneratoren (42 -42 ) besitzt, die jeweils auf das erste Signal ansprechen und eines der M Abgriffgewichte (5_o(k)> ··· 5_M-1(k)) erzeugen, weiterhin M Multiplizierer (43,.-43 ) besitzt, von denen jeder auf einen der M Abtastwerte und eines der M Abgriff gewichte anspricht, um jeweils einen Produktwert zu bilden, und daß eine Summiereinrichtung (44) vorgesehen ist zum Summieren der M Produktwerte, um das weitere Störungskopiesignal zu erzeugen.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30) zum Sperren der Einstellung der Einrichtung (26) zum Erzeugen des weiteren Störungskopiesignals bei einem vorbestimmten Grad von Störungsunterdrückung«
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30), die auf das weitere Störungskopiesignal anspricht, um daraus eine zeitliche Ableitung zu bilden und eine Störungskopie-Änderungs-

geschwindigkeit (de (k)/dt) zu erzeugen und die ftnderungsgeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Wert zu vergleichen, um die Einstellung der Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Störungskopiesignals zu sperren, wenn die Änderungsgeschwindigkeit kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30), die auf das Eingangssignal und das erste Signal anspricht und M fortschreitend stärker verzögerte Abtastwerte des Eingangssignals erzeugt, diese Werte mit dem ersten Signal vergleicht und die Einstellung der Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Störungskopiesignals sperrt, wenn das erste Signal kleiner ist als ein vorbestimmter, gewichteter Wert eines maximalen Abtastwertes.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (38), die auf das tatsächliche Rücklauf-StÖrungssignal und das erste Signal anspricht, um die Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Störungssignals zu sperren, wenn das erste Signal kleiner ist als ein vorbestimmter, gewichteter Wert des tatsächlichen Rücklauf-Störsignals.