DE3702316C1 - Method and circuit arrangements for adaptive echo cancellation in terminals for duplex transmission - Google Patents

Method and circuit arrangements for adaptive echo cancellation in terminals for duplex transmission

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DE3702316C1 DE19873702316 DE3702316A DE3702316C1 DE 3702316 C1 DE3702316 C1 DE 3702316C1 DE 19873702316 DE19873702316 DE 19873702316 DE 3702316 A DE3702316 A DE 3702316A DE 3702316 C1 DE3702316 C1 DE 3702316C1
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Abstract

In electrical communications, echo signals occur at the transition from a four-wire to a two-wire line via a hybrid circuit owing to faults in transmission paths. Attempts are made to cancel these echo signals using an adaptive echo canceller. The coefficients are calculated using a variable adjustment step factor. If a relatively long echo is intended to be completely cancelled with an echo canceller of this type containing a single transverse filter, this filter must have an economically unviable number of elements. Furthermore, a large number of elements allows only a small adjustment step factor, which restricts the ability to achieve a high convergence speed. The object is to achieve a high convergence speed at low cost, even in the case of a long echo. A second, non-adaptive filter (RF) is connected downstream of the adaptive transverse filter (Fig. 1). The invention is suitable for use in the transmission modules of the integrated services digital telecommunications network (ISDN). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Schaltungsanordnungen zur adaptiven Echolöschung in Endgeräten für Duplexübertragung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 bzw. 3 und 4.The invention relates to methods and circuit arrangements for adaptive echo cancellation in end devices for duplex transmission according to the preambles of claims 1 and 2 or 3 and 4.

Solche Verfahren bzw. solche Schaltungsanordnungen sind aus der europäischen Offenlegungsschrift 01 01 938 bekannt.Such methods or such circuit arrangements are out the European patent application 01 01 938 known.

Solche Verfahren bzw. Schaltungsanordnungen werden in der elektrischen Nachrichtentechnik beim Übergang von einer Vierdraht- auf eine Zweidrahtleitung über eine Gabelschaltung verwendet. Infolge Unvollkommenheiten der Übertragungswege treten Echosignale auf.Such methods and circuit arrangements are in the electrical communication technology in the transition from one Four-wire to two-wire line via a hybrid circuit used. As a result of imperfections in the transmission paths echo signals occur.

Die Echosignale versucht man durch einen adaptiven Echolöscher zu kompensieren. Er besteht aus einem Transversalfilter und einem Subtrahierer. Das Sendesignal, welches dem Vierdrahteingang der Gabelschaltung zugeführt wird, wird auch dem Dateneingang des Transversalfilters zugeführt. Dieses liefert an seinem Ausgang ein Echolöschsignal, welches dem Minus-Eingang des Subtrahierers zugeführt wird. Der Plus-Eingang des Subtrahierers ist mit dem Vierdrahtausgang der Gabelschaltung verbunden, d. h., ihm wird das mit dem Echosignal überlagerte Empfangssignal zugeführt. Die Koeffizientenberechnung des Transversalfilters geschieht mit veränderlichem Verstellschrittfaktor. Dadurch wird eine hohe Konvergenzgeschwindigkeit erreicht. Soll mit einem solchen Echolöscher ein verhältnismäßig langes Echo ganz gelöscht werden, so muß dieses Filter eine wirtschaftlich nicht mehr tragbare Anzahl von Gliedern aufweisen. Unter "Glieder" werden die Verzögerungselemente, die zugehörigen Multiplizierer und weitere zugehörige Baugruppen, z. B. die zur Koeffizientenberechnung, verstanden. Eine große Zahl von Gliedern läßt ferner nur einen kleinen Verstellschrittfaktor zu, was der Erzielung einer hohen Konvergenzgeschwindigkeit Grenzen setzt.The echo signals are tried using an adaptive echo canceller to compensate. It consists of a transversal filter and a subtractor. The broadcast signal which the Four-wire input is fed to the hybrid circuit also supplied to the data input of the transversal filter. This delivers an echo cancellation signal at its output, which is fed to the minus input of the subtractor. The The subtractor's plus input is with the four-wire output connected to the hybrid, d. that is, he’s going to do that with him Echo signal superimposed received signal supplied. The coefficient calculation of the transversal filter happens with variable  Adjustment step factor. This makes a high one Convergence speed reached. Should with such Echo canceller completely deleted a relatively long echo become, this filter no longer has to be an economical one have a portable number of links. Under "links" the delay elements, the associated multipliers and other associated assemblies, e.g. B. the coefficient calculation, Roger that. A large number of links leaves furthermore only a small adjustment step factor to what the Achieving high convergence speed limits puts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, wenig aufwendige Verfahren bzw. wenig aufwendige Schaltungsanordnungen der obigen Art anzugeben, wobei auch bei verhältnismäßig langen Echosignalen eine hohe Konvergenzgeschwindigkeit erreicht wird.The invention is based on the object, less complex Method or less complex circuit arrangements of the above type, even if proportionately long echo signals achieved a high convergence speed becomes.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst. Der Unteranspruch 5 gibt eine vorteilhafte Weiterbildung an.This task is characterized by the characteristics of Claims 1 to 4 solved. The sub-claim 5 gives an advantageous Advanced training.

Aus den Bildern 4 und 6 sowie den zugehörigen Texten auf den Seiten 302 bis 309 der deutschen Zeitschrift "Frequenz", Band 36 (1982), Heft 11, ist es an sich bekannt, das Transversalfilter mit weniger Gliedern auszustatten als zur vollständigen Echolöschung nötig sind. Dadurch wird nur ein Teil des Echos gelöscht. Für die Löschung des so noch übrigbleibenden Echoendes ist dem Transversalfilter ein zweites Filter nachgeschaltet, welches als rekursives Filter ausgeführt ist. Dieses rekursive Filter arbeitet ebenfalls adaptiv. Dies ist jedoch wieder mit einem hohen Aufwand verbunden wegen der für die Adaption notwendigen Einrichtungen und wegen der Maßnahmen, um die bekannte Instabilität adaptiver rekursiver Filter zu verhindern.From Figures 4 and 6 and the associated texts on the Pages 302 to 309 of the German magazine "Frequency", Volume 36 (1982), Issue 11, it is known per se, the transversal filter to be equipped with fewer links than for the complete one Echo cancellation are necessary. This will only be a part of the echo deleted. For the deletion of what is left The transversal filter has a second echo downstream, which is designed as a recursive filter is. This recursive filter also works adaptively. However, this is associated with a great deal of effort because the facilities necessary for the adaptation and because of measures to adapt to the known instability of recursive To prevent filters.

Die Erfindung wird anhand von in den Fig. 1 . . . 6 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei ihre Zuordnung in der folgenden Tabelle angegeben ist:The invention is illustrated in FIGS. 1. . . 6 exemplary embodiments shown, their assignment is given in the following table:

Die Fig. 2 und 6 befassen sich mit Einzelheiten, wobei die Fig. 2 alle Ausführungsbeispiele betrifft. Figs. 2 and 6 deal with the details, wherein Fig. 2 applies to all embodiments.

Die Fig. 1 und 4 geben die betreffenden Schaltungsanordnungen selbst wieder, während ihre Funktionen an Hand der Fig. 3 und 5 beschrieben werden. In den Fig. 1 und 4 wurden nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten eingezeichnet. Weggelassen wurden z. B. die in solchen Echolöschern üblichen Analog-Digital- und Digital-Analog- Wandler sowie weitere Filter. Dagegen sind solche Baugruppen dargestellt, die zwar nicht zum Echolöscher gehören, deren Darstellung jedoch das Verständnis erleichtert. Figs. 1 and 4 show the circuit arrangements concerned itself again, while their functions with reference to FIGS. 3 and 5 will be described. In Figs. 1 and 4, only the features necessary for understanding of the invention have been located. Have been omitted e.g. B. the usual in such echo canceller analog-digital and digital-analog converter and other filters. On the other hand, such assemblies are shown that do not belong to the echo canceller, but whose representation facilitates understanding.

Es sind dies:They are:

S ein Sender für das Sendesignal a G eine Gabelschaltung Ü ein Zweidraht-Übertragungsweg von der hier gezeichneten Station A zu der nicht gezeichneten Station B E ein Empfänger für Digitalsignale S a transmitter for the transmission signal a G a hybrid circuit Ü a two-wire transmission path from the station A shown here to the station B not shown E a receiver for digital signals

Es wird zunächst das Ausführungsbeispiel 1 gemäß der Fig. 1 beschrieben. Es bedeuten:Embodiment 1 according to FIG. 1 is first described. It means:

Ein vom Sender S gesendetes Signal a, also das Sendesignal, gelangt über die Gabelschaltung G und den Übertragungsweg Ü zur Station B. Umgekehrt gelangt ein von der Station B gesendetes Signal b über den Übertragungsweg Ü, die Gabelschaltung G und über den Subtrahierer Sb zum Empfänger E. Das Signal b ist also für die hier betrachtete Station A das Empfangssignal. Wegen Unvollkommenheiten der Gabelschaltung G, des Übertragungsweges Ü und der Einrichtungen in der Station B ist ein Teil des Sendesignals a als Echosignal e dem Empfangssignal b überlagert; auf den Plus-Eingang + des Subtrahierers Sb gelangt also ein Summensignal b+e.A signal a transmitted by the transmitter S , that is to say the transmission signal, reaches the station B via the hybrid circuit G and the transmission path Ü . Conversely, a signal b sent by station B reaches receiver E via transmission path U , hybrid circuit G and subtractor Sb . The signal b is therefore the received signal for the station A considered here. Because of imperfections in the hybrid circuit G , the transmission path U and the facilities in station B , part of the transmission signal a is superimposed on the reception signal b as an echo signal e ; A sum signal b + e thus reaches the plus input + of the subtractor Sb .

Denkt man sich zunächst das zweite Filter RF weg sowie den Ausgang des letzten Multiplizierers M n unmittelbar mit dem Summierer Su verbunden, so ergibt sich ein aus einem einzigen adaptiven Transversalfilter AF aufgebauter Echolöscher. Seine Funktion ist folgende: Das Sendesignal a wird den Multiplizierern M₀ bis M n zugeführt, und zwar dem Multiplizierer M₀ unmittelbar, den anderen über die aus den Verzögerungselementen V₁ bis V n aufgebaute Verzögerungskette, wobei alle Verzögerungselemente die gleiche Verzögerungszeit T aufweisen. In den Multiplizierern wird das unmittelbare bzw. verzögerte Sendesignal mit den zugehörigen Koeffizienten k₀ bis k n multipliziert. Die so gebildeten Multiplizierer-Ausgangssignale y₀ bis y n werden im Summierer Su zum Echolöschsignal ê summiert, welches dem Minus-Eingang des Subtrahierers Sb zugeführt wird. So wird das Echolöschsignal ê von dem mit dem Echosignal überlagerten Empfangssignal b+e subtrahiert, und es entsteht am Ausgang des Subtrahierers Sb das kompensierte Empfangssignal b+er, wobei mit er der Restfehler bezeichnet wird. Das kompensierte Empfangssignal b+er wird dem Empfänger E und über den Multiplizierer M a dem Koeffizientenrechner KR zugeführt. Dieser bestimmt die Koeffizienten k₀ bis k n so, daß in dem vom Transversalfilter auf Grund der Zahl seiner Glieder zu löschenden Teils des Echos das Echolöschsignal ê möglichst gleich dem Echosignal e ist. Dann ist in erwünschter Weise der Restfehler er ein Minimum, und das Transversalfilter befindet sich im adaptierten Zustand.If one initially thinks the second filter RF away and the output of the last multiplier M n directly connected to the summer Su , an echo canceller constructed from a single adaptive transversal filter AF results. Its function is as follows: The transmission signal a is fed to the multipliers M ₀ to M n , specifically to the multiplier M ₀, the other via the delay chain built up from the delay elements V ₁ to V n , all delay elements having the same delay time T. The immediate or delayed transmission signal is multiplied in the multipliers by the associated coefficients k ₀ to k n . The multiplier output signals y ₀ to y n thus formed are summed in the summer Su to the echo cancellation signal ê , which is fed to the minus input of the subtractor Sb . Thus, the echo canceling signal ê of the echo signal superimposed with the received signal b + e is subtracted, and there arises at the output of the subtractor Sb b the compensated reception signal + he, being referred with it the residual error. The compensated received signal b + er is fed to the receiver E and, via the multiplier M a, to the coefficient calculator KR . This determines the coefficients k ₀ to k n such that in the part of the echo to be canceled by the transversal filter due to the number of its elements, the echo cancellation signal ê is as equal as possible to the echo signal e . Then in the desired manner, the residual error is he, and the transversal Minimum located in the adapted state.

Dem Multiplizierer M a wird ein veränderlicher Verstellschrittfaktor v zugeführt. So wird erreicht, daß die Koeffizienten k₀, k₁ bis k n abhängig von diesem Verstellschrittfaktor berechnet werden. Er wird folgendermaßen gewonnen: Das Echolöschsignal ê und das kompensierte Empfangssignal b+er werden dem Multiplizierer M p zugeleitet, welcher daraus das Produkt bildet und dieses an seinem Ausgang als Ausgangswert p abgibt. Aus diesem wird im Tiefpaß TP der Mittelwert m gewonnen, welcher der Baugruppe "Kennlinienerzeugung" KE zugeführt wird.A variable adjustment step factor v is fed to the multiplier M a . This ensures that the coefficients k ₀, k ₁ to k n are calculated depending on this adjustment step factor. It is obtained as follows: the echo cancellation signal ê and the compensated received signal b + it are fed to the multiplier M p , which forms the product therefrom and outputs it as an output value p at its output. From this, the mean value m is obtained in the low-pass filter TP , which is supplied to the “characteristic curve generation” assembly KE .

Aus dem Mittelwert m bildet die Baugruppe "Kennlinienerzeugung" KE den Verstellschrittfaktor v wie folgt: The "characteristic curve generation" module KE forms the adjustment step factor v from the mean value m as follows:

v = c B · | m | bei c B · | m | ≧ v min v = c B · | m | at c B · | m | ≧ v min

bzw.respectively.

v = v min bei c B · | m | < v min v = v min at c B · | m | < v min

Durch die Betragsbildung des Mittelwertes m wird erreicht, daß der Verstellschrittfaktor v nie negativ wird, was eine rapide Divergenz des Echolöschers zur Folge hätte. Der Mindestverstellschrittfaktor v min und der Bewertungsfaktor c B sind fest vorgegebene Werte. Durch die Anhebung des Verstellschrittfaktors v auf den Mindestverstellschrittfaktor v min wird erreicht, daß auch dann eine Adaption stattfindet, wenn alle Koeffizienten auf Null stehen und trotzdem ein Restfehler vorliegt.The value of the mean m ensures that the adjustment step factor v never becomes negative, which would result in a rapid divergence of the echo canceller. The minimum adjustment step factor v min and the evaluation factor c B are fixed values. By raising the adjustment step factor v to the minimum adjustment step factor v min it is achieved that an adaptation takes place even if all the coefficients are at zero and there is still a residual error.

Der Tiefpaß läßt sich, wie in der Fig. 2 gezeigt wird, als rekursives Filter ausführen. Es bedeuten darin:The low-pass filter, as shown in FIG. 2, can be implemented as a recursive filter. It means:

V T ein Verzögerungselement10ein Addierer11 und 12Multiplizierer deine Integrationskonstante V T a delay element 10 an adder 11 and 12 multipliers d an integration constant

Mit p und m sind wie in der Fig. 1 die Leitungen für den Ausgangswert p bzw. dessen Mittelwert m bezeichnet. P and m are the lines as shown in FIG. 1 p for the output value and designates the mean value m.

Die höchstmögliche Konvergenzgeschwindigkeit erreicht man, wenn man den Mindestverstellschrittfaktor v min , die Integrationskonstante d und den Bewertungsfaktor c B so wählt, daß folgenden Bedingungen entsprochen wird:The highest possible convergence speed is achieved if the minimum adjustment step factor v min , the integration constant d and the evaluation factor c B are selected so that the following conditions are met:

d · c B v min d · c B v min

undand

Die Werte von c B , d und besonders von v min sind vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig. Bei v min =2-19 als Beispiel ist die Kombination mit d=2-13 und c B =2-12 besonders vorteilhaft.The values of c B , d and especially v min depend on the respective application. With v min = 2 -19 as an example, the combination with d = 2 -13 and c B = 2 -12 is particularly advantageous.

Dem adaptiven Transversalfilter AF ist, wie in der Fig. 1 dargestellt, das zweite Filter RF nachgeschaltet. Das Transversalfilter AF ist also das erste Filter. Diesem ist das zweite Filter RF derart nachgeschaltet, daß sein Addierer Ad in die Verbindung vom Ausgang des letzten Multiplizierers M n des Transversalfilters AF zum Summierer Su eingeschleift ist. Das zweite Filter RF ist ein rekursives Filter ersten Grades, da es nur ein Verzögerungselement und einen Multiplizierer aufweist. Es wird nicht adaptiv betrieben, sondern sein Multiplizierer M R wird mit einem im Speicher Sp gespeicherten festen Abklingfaktor c k betrieben, welcher kleiner als eins ist. Es weist die ÜbertragungsfunktionAs shown in FIG. 1, the second filter RF is connected downstream of the adaptive transversal filter AF . The transversal filter AF is therefore the first filter. This is followed by the second filter RF in such a way that its adder Ad is looped into the connection from the output of the last multiplier M n of the transversal filter AF to the summer Su . The second filter RF is a first degree recursive filter since it has only one delay element and one multiplier. It is not operated adaptively, but its multiplier M R is operated with a fixed decay factor c k stored in the memory Sp , which is less than one. It assigns the transfer function

auf. Sie ist die z-Transformierte der zeitdiskreten Impulsantwort dieses Filters. on. It is the z- transform of the discrete-time impulse response of this filter.

Das Transversalfilter AF sowie das rekursive Filter RF sind als zeitdiskretes System aufgebaut. Die Multiplizierer M₀ bis M n geben an ihren Ausgängen nur zu diskreten Zeitpunkten i · T Multiplizierer-Ausgangswerte ab, d. h., jedes der Multiplizierer- Ausgangssignale y₀ bis y n wird durch eine Folge von Multiplizierer-Ausgangswerten y 0,i , y 1,i usw. bis y n,i dargestellt. Auch der Addierer Ad des rekursiven Filters RF gibt nur zu diesen diskreten Zeitpunkten jeweils einen Ausgangswert ab. Dieser und die Multiplizierer-Ausgangswerte werden im Summierer Su zum Zeitpunkt i · T zu dem Echolöschwert ê i summiert. Die Folge der Echolöschwerte ê i stellt das Echolöschsignal ê dar. Wenn die Echolöschwerte ê i zwischen den diskreten Zeitpunkten i · T beibehalten werden, ergibt sich ein treppenförmiger Verlauf des Echolöschsignals ê. Somit erfährt auch ein Echosignal e nur zu diesen diskreten Zeitpunkten i · T die gewünschte Kompensation. Lediglich zu diesen Zeitpunkten wertet der Empfänger E das kompensierte Empfangssignal b+er aus. Deshalb genügt es, nur zu diesen diskreten Zeitpunkten Gleichheit von Echosignal und Echolöschsignal anzustreben. The transversal filter AF and the recursive filter RF are constructed as a discrete-time system. The multipliers M ₀ to M n only output multiplier output values at their outputs at discrete times i * T , ie each of the multiplier output signals y ₀ to y n is obtained by a sequence of multiplier output values y 0, i , y 1 , i etc. to y n, i . The adder Ad of the recursive filter RF also only outputs an output value at these discrete times. This and the multiplier output values are summed in the summer Su at the time i · T to the echo cancellation value ê i . The sequence of the echo cancellation values ê i represents the echo cancellation signal ê . If the echo cancellation values ê i are maintained between the discrete times i · T , the echo cancellation signal ê is stepped. An echo signal e thus only experiences the desired compensation at these discrete times i · T. The receiver E evaluates the compensated received signal b + er only at these times. It is therefore sufficient to strive for equality of the echo signal and echo cancellation signal only at these discrete points in time.

Im Ausdruck i · T ist mit T die Periodendauer eines Taktes bezeichnet, mit dem das zeitdiskrete System betrieben wird. Diese Periodendauer ist gleich der Verzögerungszeit T der Verzögerungselemente V₁ bis V n und V R .In the expression i · T , T denotes the period of a cycle with which the time-discrete system is operated. This period is equal to the delay time T of the delay elements V ₁ to V n and V R.

Den Echolöschwert ê i kann man sich als Summe eines Echolöschwertes erster Art ê i und eines Echolöschwertes zweiter Art ê i ′′ vorstellen. Derjenige der ersten Art ist der, der ohne das rekursive Filter, also bei unmittelbarer Verbindung des Ausgangs des letzten Multiplizierers M n mit dem Summierer Su, erzeugt würde. Die Folge der Echolöschwerte erster Art wird als Echolöschsignal der ersten Art ê′ bezeichnet. Der Echolöschwert zweiter Art ist der, der nach Einfügen des rekursiven Filters zusätzlich auftritt. Die Folge der Echolöschwerte zweiter Art wird als Echolöschsignal der zweiten Art ê′′ bezeichnet.The echo cancellation value ê i can be thought of as the sum of an echo cancellation value of the first type ê i ' and an echo cancellation value of the second type ê i '' . The first type is the one that would be generated without the recursive filter, that is, when the output of the last multiplier M n is directly connected to the summer Su . The sequence of the echo cancellation values of the first type is referred to as the echo cancellation signal of the first type ê ' . The echo cancellation value of the second type is that which additionally occurs after the recursive filter has been inserted. The sequence of the echo cancellation values of the second type is referred to as the echo cancellation signal of the second type ê '' .

Ein einzelner, zum Zeitpunkt i · T auftretender Echolöschwert der ersten Art ê i ist die Summe aller zum selben Zeitpunkt auftretender Multiplizierer-Ausgangswerte y 0,i , y 1,i usw. bis y n,i . Der zum selben Zeitpunkt auftretende Echolöschwert der zweiten Art wird mit ê i ′′ bezeichnet. Beide addiert ergeben den zu diesem Zeitpunkt auftretenden Echolöschwert ê i .A single echo cancellation value of the first type ê i ' occurring at time i · T is the sum of all multiplier output values y 0, i , y 1, i etc. to y n, i occurring at the same time. The echo cancellation value of the second type occurring at the same time is denoted by ê i '' . The sum of both results in the echo cancellation value ê i occurring at this point in time.

Die Folge der Echolöschwerte der zweiten Art wird vom rekursiven Filter dadurch erzeugt, daß jeder der Ausgangswerte des rekursiven Filters nicht nur dem Summierer Su, sondern auch dem Multiplizierer M R zugeführt, dort mit dem Abklingfaktor c k multipliziert, im Verzögerungselement V R um eine Taktperiode T verzögert und dann dem Addierer Ad zugeführt wird. Dort wird der zu diesem Zeitpunkt am anderen Eingang anliegende Multiplizierer-Ausgangswert addiert, und so entsteht der nächste Ausgangswert des Addierers Ad, der dann wieder mit dem Abklingfaktor multipliziert und um eine Taktperiode verzögert wird usw.The sequence of the echo cancellation values of the second type is generated by the recursive filter in that each of the output values of the recursive filter is supplied not only to the summer Su but also to the multiplier M R , multiplied there by the decay factor c k , in the delay element V R by one clock period T is delayed and then fed to the adder Ad . There, the multiplier output value present at the other input at that time is added, and so the next output value of the adder Ad is created , which is then multiplied again by the decay factor and delayed by a clock period, etc.

Da jeder Ausgangswert des Addierers Ad einen Summand aufweist, der als zu einem Echolöschwert der ersten Art beitragend definiert ist, nämlich der zum jeweiligen Zeitpunkt auftretende Multiplizierer-Ausgangswert, ist also ein einzelner, zum diskreten Zeitpunkt j · T auftretender Echolöschwert der zweiten Art ê j ′′ die Summe von einmal bzw. mehrmals um die Periodendauer T verzögerten und jedesmal mit dem festen Abklingfaktor c k multiplizierten Multiplizierer-Ausgangswerten y n,i , wobei gilt:Since each output value of the adder Ad has a summand which is defined as contributing to an echo cancellation value of the first type, namely the multiplier output value occurring at the respective time, is therefore a single echo cancellation value of the second type ê j occurring at the discrete time j · T '' The sum of one or more times delayed by the period T and multiplied each time by the fixed decay factor c k multiplier output values y n, i , where:

ê j ′′ = y n,j-1 · c k + y n,j-2 · c k ² + y n,j-3 · c k ³ + . . . ê j ′ ′ = y n, j -1 · c k + y n, j -2 · c k ² + y n, j -3 · c k ³ +. . .

Hierbei sind y n,j-1, y n,j-2, y n,j-3 usw. die zu den diskreten Zeitpunkten (j-1) · T, (j-2) · T, (j-3) · T usw. auftretenden Multiplizierer-Ausgangswerte y n,i des letzten Multiplizierers M n .Here y n, j -1 , y n, j -2 , y n, j -3 etc. are those at the discrete times ( j -1) · T , ( j -2) · T , ( j -3) · T etc. occurring multiplier output values y n, i of the last multiplier M n .

Weitere Einzelheiten werden an Hand der Fig. 3 erläutert. In ihr sind auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die normierten Amplituden der Echolöschwerte ê i , des Echosignals e sowie des Restfehlers er aufgetragen. Auf der Abszisse sind diskrete Zeitpunkte i · T für i=ν-1 bis i=ν+8 eingezeichnet. Mit der durchgezogenen Kurve ist ein Ausschnitt aus dem Echosignal e und mit der gestrichelten Kurve ein Ausschnitt aus dem Restfehler er dargestellt. Mit Balken sind Echolöschwerte ê i für i=ν-1 bis i=ν+8 eingetragen. Die Darstellung des Restfehlers als stetig verlaufende Kurve bedeutet nicht, daß ein Signal mit einem solchen Verlauf tatsächlich vorhanden sein muß. Es können statt dessen zu diskreten Zeitpunkten entsprechende Abtastwerte auftreten.Further details are explained with reference to FIG. 3. The time t is plotted on the abscissa and the normalized amplitudes of the echo cancellation values ê i , the echo signal e and the residual error er are plotted on the ordinate. Discrete times i · T for i = ν -1 to i = ν +8 are plotted on the abscissa. By the solid curve a detail of the echo signal e and with the dashed curve a detail of the residual error is it shown. Echo cancellation values ê i for i = ν -1 to i = ν +8 are entered with bars. The representation of the residual error as a continuous curve does not mean that a signal with such a course must actually be present. Corresponding samples can occur instead at discrete times.

Diese Figur und der folgende Text gilt für den Sonderfall, daß zum Zeitpunkt i · T=0 als Sendesignal a ein Dirac-Stoß gesendet wurde und ein Empfangssignal fehlt. This figure and the following text apply to the special case that at the time i · T = 0 a Dirac burst was sent as the transmission signal a and a reception signal is missing.

Da ferner dieser Dirac-Stoß auch am Eingang des ersten Verzögerungselementes V₁ des Transversalfilters liegt und die Verzögerungszeit T dieses und der weiteren Verzögerungselemente gleich der Taktperiode T gewählt ist, ergibt es sich, daß die Zahl n gleich der Zahl ν ist. Daraus folgt, daß von den Echolöschwerten ê i diejenigen mit i=0 bis i=ν vom Transversalfilter AF erzeugt werden, wobei sie folgendermaßen den Multiplizierer-Ausgangswerten entsprechen:Furthermore, since this Dirac surge is also at the input of the first delay element V ₁ of the transversal filter and the delay time T of this and the other delay elements is chosen equal to the clock period T , it follows that the number n is equal to the number ν . It follows that of the echo cancellation values ê i those with i = 0 to i = ν are generated by the transversal filter AF , and they correspond to the multiplier output values as follows:

ê₀ = y 0,0; ê₁=y 1,1 usw. bis ê ν =y ν,ν ê ₀ = y 0.0 ; ê ₁ = y 1,1 etc. to ê ν = y ν, ν

Es handelt sich also hier um die Folge der Echolöschwerte der ersten Art ê i .So this is the sequence of the echo cancellation values of the first type ê i .

Der Echolöschwert ê ν wird noch deshalb als vom Transversalfilter erzeugt angesehen, weil der zugehörige Multiplizierer- Ausgangswert y ν,ν den Addierer Ad unverzögert passiert, d. h., der Echolöschwert ê ν würde auch dann erzeugt, wenn das rekursive Filter nicht vorhanden und der Ausgang des letzten Multiplizierers M n unmittelbar mit dem Summierer Su verbunden wäre.The echo cancellation value ê ν is still considered to be generated by the transversal filter because the associated multiplier output value y ν, ν passes through the adder Ad without delay, ie the echo cancellation value ê ν would also be generated if the recursive filter was not present and the output of the last multiplier M n would be connected directly to the summer Su .

Die Folge der Echolöschwerte ê i mit i<ν, also die Echolöschwerte der zweiten Art ê i ′′ werden vom rekursiven Filter RF aus dem letzten Multiplizierer-Ausgangssignal y n erzeugt, indem jeder Ausgangswert des Addierers im Multiplizierer M R mit dem festen Abklingfaktor c k multipliziert, im Verzögerungselement V R um eine Taktperiode T verzögert und wieder dem Addierer zugeführt wird und so als neuer Ausgangswert des Addierers erscheint. Die so gewonnenen Ausgangswerte gelangen zum Summierer Su und erscheinen als die Folge der Echolöschwerte der zweiten Art ê i ′′. Für diese Echolöschwerte gilt:The sequence of the echo cancellation values ê i with i < ν , that is to say the echo cancellation values of the second type ê i '', are generated by the recursive filter RF from the last multiplier output signal y n by each output value of the adder in the multiplier M R having the fixed decay factor c k multiplied, delayed by a clock period T in the delay element V R and fed back to the adder and thus appears as the new output value of the adder. The output values obtained in this way arrive at the adder Su and appear as the sequence of the echo cancellation values of the second type ê i ′ ′ . The following applies to these echo cancellation values:

ê i+1 = c k · ê i ê i +1 = c k · ê i

Nach dieser Beziehung wurden, von ê ν =0,1 ausgehend, die Echolöschwerte ê ν+1 bis ê ν+8 ermittelt, wobei der Abklingfaktor zwecks deutlicher Darstellung mit c k =0,6 übertrieben klein gewählt wurde. In Wirklichkeit wählt man ihn aus dem Bereich zwischen 0,75 und 0,95.Based on this relationship, starting from ê ν = 0.1, the echo cancellation values ê ν +1 to ê ν +8 were determined, whereby the decay factor was chosen to be exaggeratedly small with c k = 0.6 for the sake of clarity. In reality, you choose it from the range between 0.75 and 0.95.

Der Zeitbereich, in dem die vom TransversalfilterAF erzeugten Echolöschwerte ê i , d. h. die Echolöschwerte erster Art ê i , auftreten, wird als Kompensationsfenster des Transversalfilters bezeichnet. Es erstreckt sich in diesem Fall von t=0 bis t=ν · T.The time range in which the echo cancellation values ê i generated by the transversal filter AF , ie the echo cancellation values of the first type ê i ' , occur is referred to as the compensation window of the transversal filter. In this case it extends from t = 0 to t = ν · T.

Es wird ferner angenommen, daß sich das Transversalfilter AF im adaptierten Zustand befindet, d. h., innerhalb des Kompensationsfensters sind zu den jeweiligen diskreten Zeitpunkten i · T die Echolöschwerte ê i gleich den jeweiligen Werten des Echosignals e. Daraus folgt, daß innerhalb des Kompensationsfensters des Transversalfilters AF der Restfehler gleich Null ist.It is also assumed that the transversal filter AF is in the adapted state, ie, within the compensation window, the echo cancellation values ê i are equal to the respective values of the echo signal e at the respective discrete times i · T. It follows that the residual error is zero within the compensation window of the transversal filter AF .

Das Echosignal e ist so lang, daß es vom Transversalfilter AF wegen der geringen Zahl seiner Glieder nicht ganz kompensiert werden kann. Das heißt, das Kompensationsfenster umfaßt nur einen Teil des Echosignals. Außerhalb des Kompensationsfensters, also bei t≧(ν+1) · T, wird das Echosignal e von den Echolöschwerten der zweiten Art ê i ′′ kompensiert. Diese Kompensation ist nur ausnahmsweise vollständig, d. h., der Restfehler er ist nur ausnahmsweise gleich Null, nämlich wenn das Echosignal e zufällig mit den Echolöschwerten der zweiten Art übereinstimmt. In der Regel wird sich also, wie in der Fig. 3 gestrichelt dargestellt, ein von Null abweichender Restfehler ergeben. Nicht mehr dargestellt ist, daß im Bereich t<(ν+8) · T das Echosignal e und die Echolöschwerte ê i (für i<ν+8) auf Null abklingen und daß dadurch auch der Restfehler auf Null abklingt. The echo signal e is so long that it cannot be completely compensated for by the transversal filter AF because of the small number of its elements. This means that the compensation window comprises only a part of the echo signal. Outside the compensation window, ie at t ≧ ( ν +1) · T , the echo signal e is compensated by the echo cancellation values of the second type ê i '' . This compensation is only exceptionally complete, ie, the residual error it is only exceptionally zero, namely when the echo signal e coincide by chance with the echo canceller values of the second kind. As a rule, as shown in broken lines in FIG. 3, a residual error deviating from zero will result. It is no longer shown that in the range t <( ν +8) · T the echo signal e and the echo cancellation values ê i (for i < ν +8) decay to zero and that the residual error thus also decays to zero.

Da erfindungsgemäß das Echolöschsignal der zweiten Art ê′′ aus dem letzten Multiplizierer-Ausgangssignal y n des Transversalfilters AF gewonnen wird, tritt immer, wenn der Abklingfaktor innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt, ein nur langsamer und mäßiger, die Übertragungsgüte noch nicht beeinträchtigender Anstieg des Restfehlers auf. Trotzdem ist es vorteilhaft, einen "günstigen" Abklingfaktor zu wählen, d. h. einen solchen, bei dem der Restfehler möglichst klein ist.Since, according to the invention, the echo cancellation signal of the second type ê '' is obtained from the last multiplier output signal y n of the transversal filter AF , whenever the decay factor lies within the range specified above, there is only a slow and moderate increase in the transmission quality, which does not yet impair the transmission quality Residual error. Nevertheless, it is advantageous to choose a "favorable" decay factor, ie one in which the residual error is as small as possible.

Für die Ermittlung und Speicherung eines solchen günstigen Abklingfaktors c k besteht eine der Möglichkeiten darin, aus Untersuchungen der in Frage kommenden Übertragungswege einen solchen zu bestimmen und diesen bei der Herstellung des Gerätes in dem Speicher Sp fest einzustellen. Die andere Möglichkeit besteht darin, den Speicher Sp einstellbar zu gestalten. So kann das Wartungspersonal bei der Inbetriebnahme oder auch später einen günstigen Abklingfaktor einstellen, indem es den Abklingfaktor so lange z. B. in Stufen verändert, bis sich im Augendiagramm eine möglichst große Öffnung oder an einem Bitfehlermeßgerät eine möglichst kleine Bitfehlerzahl ergibt.For the determination and storage of such a favorable decay factor c k , one of the possibilities is to determine one from examinations of the transmission paths in question and to set this permanently in the memory Sp during manufacture of the device. The other possibility is to make the memory Sp adjustable. Thus, the maintenance personnel can set a favorable decay factor during commissioning or later by setting the decay factor for as long as. B. changed in steps until the eye diagram shows the largest possible opening or the smallest possible bit error number on a bit error measuring device.

Soll das Echolöschsignal der zweiten Art ê′′ genauer an die Echosignale angepaßt werden, die sich bei unterschiedlichen Übertragungswegen ergeben, ist ein Verfahren bzw. eine Anordnung nach den Patentansprüchen 2 und 4 günstiger. Das entsprechende Ausführungsbeispiel 2 wird an Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben, indem im folgenden lediglich auf die Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 hingewiesen wird. If the echo cancellation signal of the second type ê '' to be more precisely adapted to the echo signals that result from different transmission paths, a method or an arrangement according to claims 2 and 4 is cheaper. The corresponding exemplary embodiment 2 is described with reference to FIGS. 4 and 5, in which only the differences from the exemplary embodiment 1 are referred to below.

Statt des Speichers für den Abklingfaktor ist ein Abklingfaktorrechner AR vorgesehen, welcher mit den beiden letzten Koeffizienten k n-1 und k n des Transversalfilters AF beaufschlagt wird. Daraus errechnet er den variablen Abklingfaktor c v nach der BeziehungInstead of the memory for the decay factor, a decay factor computer AR is provided, to which the two last coefficients k n -1 and k n of the transversal filter AF are applied. From this, he calculates the variable decay factor c v based on the relationship

Diese Beziehung gilt unter der im allgemeinen zutreffenden Voraussetzung, daß das letzte Verzögerungselement V n des Transversalfilters AF und das Verzögerungselement V R des rekursiven Filters RF′ gleiche Verzögerungszeiten aufweisen. Mit dem so gewonnenen Abklingfaktor c v wird der Multiplizierer M R betrieben. Die Übertragungsfunktion lautet dann sinngemäß:This relationship applies under the generally applicable assumption that the last delay element V n of the transversal filter AF and the delay element V R of the recursive filter RF 'have the same delay times. The multiplier M R is operated with the decay factor c v obtained in this way. The transfer function then reads accordingly:

Da sich die Koeffizienten k n-1 und k n ändern können, kann sich auch der Abklingfaktor ändern. Deshalb muß bei der Angabe der Gesetzmäßigkeit, mit der ein bestimmter Echolöschwert der zweiten Art ê j ′′ gebildet wird, unterschieden werden, ob der jeweilige Multiplizierer-Ausgangswert des Addierers Ad zunächst mit dem Abklingfaktor multipliziert und dann verzögert wird oder ob die Reihenfolge umgekehrt ist. Im ersten Fall, also bei einer Schaltungsanordnung nach der Fig. 4, gilt:Since the coefficients k n -1 and k n can change, the decay factor can also change. Therefore, when specifying the regularity with which a specific echo cancellation value of the second type ê j ′ 'is formed, a distinction must be made as to whether the respective multiplier output value of the adder Ad is first multiplied by the decay factor and then delayed, or whether the sequence is reversed . In the first case, that is to say with a circuit arrangement according to FIG. 4, the following applies:

ê j ′′ = y n,j-1 · c v,j + y n,j-2 · c v,j-1 · c v,j-2 + y n,j-3 · c v,j-1 · c v,j-2 · c v,j-3 + . . . ê j ′ ′ = y n, j -1 · c v, j + y n, j -2 · c v, j -1 · c v, j -2 + y n, j -3 · c v, j - 1 · c v, j -2 · c v, j -3 +. . .

Im zweiten Fall, also wenn dem Addierer Ad das Verzögerungselement V R und diesem der Multiplizierer M R nachgeschaltet ist, gilt:In the second case, that is, when the adder Ad is followed by the delay element V R and this is followed by the multiplier M R :

ê j ′′ = y n,j-1 · c v,j + y n,j-2 · c v,j · c v,j-1 + y n,j-3 · c v,j · c v,j-1 · c v,j-2 + . . . ê j ′ ′ = y n, j -1 · c v, j + y n, j -2 · c v, j · c v, j -1 + y n, j -3 · c v, j · c v , j -1 · c v, j -2 +. . .

Hierbei bedeuten y n-1 usw. wieder wie im Einführungsbeispiel 2 die Multiplizierer-Ausgangswerte.Here, y n -1 etc. again mean the multiplier output values as in introductory example 2.

Mit c v,j ; c v,j-1; c v,j-2; c v,j-3 usw. sind die zu den diskreten Zeitpunkten j · T, (j-1) · T, (j-2) · T, (j-3) · T usw. auftretenden Abklingfaktoren bezeichnet.With c v, j ; c v, j -1 ; c v, j -2 ; c v, j -3 etc. are the decay factors occurring at the discrete times j · T , ( j -1) · T , ( j -2) · T , ( j -3) · T etc.

Die Wirkung der vorstehenden Maßnahme wird an Hand der Fig. 5 erläutert. Sie stimmt mit der Fig. 3 in folgenden Einzelheiten überein:The effect of the above measure is explained with reference to FIG. 5. It agrees with FIG. 3 in the following details:

  • a) In den Amplituden der beiden Echolöschwerte ê ν-1 und ê n ; es gilt:ê ν-1 = 0,125 und ê ν = 0,1;a) In the amplitudes of the two echo cancellation values ê ν -1 and ê n ; the following applies: ê ν -1 = 0.125 and ê ν = 0.1;
  • b) im Kurvenlauf des Echosignals e.b) in the curve of the echo signal e .

Die Echolöschwerte ê ν-1 und ê ν haben bei einem Dirac-Stoß als Sendesignal die gleichen Werte wie die Koeffizienten k n-1 bzw. k n . Somit kann an Hand der Echolöschwerte ê ν-1 und ê ν gezeigt werden, daß in diesem Beispiel der Abklingfaktorrechner AR einen Abklingfaktor c v von 0,8 errechnet. Aus diesem Abklingfaktor und dem Echolöschwert ê ν ergeben sich, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, die Echolöschwerte des rekursiven Filters.The echo cancellation values ê ν -1 and ê ν have the same values for a Dirac burst as the transmission signal as the coefficients k n -1 and k n . It can thus be shown on the basis of the echo cancellation values ê ν -1 and ê ν that in this example the decay factor calculator AR calculates a decay factor c v of 0.8. As described in exemplary embodiment 1, this decay factor and the echo cancellation value ê ν result in the echo cancellation values of the recursive filter.

Durch die erfindungsgemäße Errechnung des Abklingfaktors ergibt sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 eine bessere Übereinstimmung der Echolöschwerte der zweiten Art mit dem tatsächlichen Verlauf des Echosignals e. The inventive calculation of the decay factor results in a better match of the echo cancellation values of the second type with the actual course of the echo signal e compared to embodiment 1.

An Hand der Fig. 6 wird ein Ausführungsbeispiel des Abklingfaktorrechners AR gemäß dem Patentanspruch 5 beschrieben. Er weist zwei Eingänge E 1 und E 2 auf, über welche die Koeffizienten k n-1 bzw. k n einem ersten bzw. einem zweiten Mittelwertbildner MW 1 bzw. MW 2 zugeführt werden, die daraus die Mittelwerte n-1 bzw. n bilden. Diese Mittelwerte werden einem ersten Eingang eines Multiplizierers MU bzw. dem Plus-Eingang eines Differenzgliedes DG zugeführt. Der Ausgang des Multiplizierers MU ist mit dem Minus-Eingang des Differenzgliedes DG verbunden. Dessen Ausgang ist mit einem ersten Eingang eines Vergleichers VG verbunden. Einem zweiten Eingang dieses Vergleichers VG wird ein Schwellwert Sch zugeführt. Der Ausgang des Vergleichers ist mit einem ersten Eingang einer UND-Schaltung 1 verbunden. An deren zweitem Eingang liegt ein Takt CL. Der Ausgang dieser UND-Schaltung 1 ist mit dem Steuereingang eines Abklingfaktorspeichers AFS verbunden. In ihm sind in einem zyklischen Speicher unterschiedliche Abklingfaktoren aus dem in Frage kommenden Wertbereich gespeichert. Hier sind es die Werte 0,75; 0,8; 0,9; 0,95. Je nach Stellung des zyklischen Speichers erscheint einer dieser Abklingfaktoren c v am Ausgang des Abklingfaktorspeichers AFS und damit auch am zweiten Eingang des Multiplizierers MU. Über den Ausgang A des Abklingfaktorrechners AR gelangt dieser Abklingfaktor c v auch, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, an den Eingang des Multiplizierers M R .Based onFig. 6 becomes an embodiment of the decay factor calculator AR described according to claim 5. It has two entrancesE 1 andE 2nd on which the Coefficientsk n -1 respectively.k n  a first or a second AveragerMW 1 respectively.MW 2nd be fed out of it the mean values n -1 respectively. n  form. These averages will be a first input of a multiplierMU or the Plus input of a differential elementDG fed. The exit of the multiplierMU is with the minus input of the Differential elementDG connected. Its exit is with a first input of a comparatorVG connected. A second Receipt of this comparatorVG becomes a thresholdSch  fed. The output of the comparator is with a first one Input of an AND circuit1 connected. On the second Entrance is one barCL. The output of this AND circuit 1 is with the control input of a decay factor memory AFS connected. In it are in a cyclic memory different decay factors from the one in question Value range saved. Here it is the values 0.75; 0.8; 0.9; 0.95. Depending on the position of the cyclical memory one of these decay factors appearsc v  at the exit of the decay factor memoryAFS and therefore also on the second Input of the multiplierMU. About the exitA the decay factor calculator AR reaches this decay factorc v  also, like in theFig. 4 is shown at the input of the multiplier M R .

Im Multiplizierer MU wird der Mittelwert n-1 mit dem jeweiligen Abklingfaktor c v multipliziert. Im Differenzglied DG wird aus dem so gewonnenen Produkt und dem Mittelwert n eine Differenz df gewonnen, welche im Vergleicher VG mit dem Schwellwert Sch verglichen wird. Ist die Differenz df kleiner als der Schwellwert Sch, nimmt der Ausgang des Vergleichers VG den Wert logisch "0" an, und es gelangen keine Taktimpulse des Taktes CL über die UND-Schaltung 1 zum Steuereingang des Abklingfaktorspeichers AFS. Der zyklische Speicher behält seine Stellung bei.In the multiplierMU becomes the mean n -1 with the respective Decay factorc v  multiplied. In the differential elementDG  is the product obtained and the mean n  a differencedf won which in the comparatorVG with the ThresholdSch is compared. Is the differencedf smaller than the thresholdSch, takes the output of the comparator  VG the value logically "0" and none arrive Clock pulses of the clockCL via the AND circuit1 to the Control input of the decay factor memoryAFS. The cyclical Speicher maintains its position.

Ist jedoch die Differenz df größer als der Schwellwert Sch, so nimmt der Ausgang des Vergleichers VG den Wert logisch "1" an, die UND-Schaltung 1 schaltet den Takt CL zum Steuereingang des Abklingfaktorspeichers AFS durch. Mit jedem Taktimpuls wird der zyklische Speicher um eine Stellung weitergeschaltet, und es erscheint so der nächste gespeicherte Abklingfaktor am Ausgang des Abklingfaktorspeichers AFS. Dieses Weiterschalten geschieht so lange, bis die Differenz df kleiner als der Schwellwert Sch ist und die UND-Schaltung 1 den Takt CL sperrt. Der zuletzt erschienene Abklingfaktor erscheint dann dauernd.However, if the difference df is greater than the threshold value Sch , the output of the comparator VG assumes the value logic "1", the AND circuit 1 switches the clock CL through to the control input of the decay factor memory AFS . With each clock pulse, the cyclic memory is advanced by one position, and the next stored decay factor appears at the output of the decay factor memory AFS . This switching continues until the difference df is less than the threshold value Sch and the AND circuit 1 blocks the clock CL . The last appearing decay factor then appears continuously.

Durch den Adaptionsvorgang des adaptiven Transversalfilters AF schwanken im adaptierten Zustand die Koeffizienten k n-1 und k n um ihre Mittelwerte. Durch die Mittelwertbildner MW 1 und MW 2 werden diese Schwankungen unterdrückt und beeinflussen somit den Abklingfaktor nicht.Due to the adaptation process of the adaptive transversal filter AF, the coefficients k n -1 and k n fluctuate around their mean values in the adapted state. These fluctuations are suppressed by the mean value formers MW 1 and MW 2 and therefore do not influence the decay factor.

Ein weiterer Vorteil dieses Abklingfaktorrechners ist, daß eine gemäß Anspruch 2 bzw. 4 zur Ermittlung des Abklingfaktors erforderliche und nur mit großem Aufwand ausführbare Division vermieden wird.Another advantage of this decay factor calculator is that one according to claim 2 or 4 for determining the decay factor required and can only be carried out with great effort Division is avoided.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen wählt man die Zahl der Glieder des adaptiven Transversalfilters so groß, daß nach dem Ende seines Kompensationsfensters die Amplitude des Echosignals e absinkt, so wie es in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist. Das heißt, der letzte Koeffizient k n ist kleiner als der vorletzte Koeffizient k n-1, die Division gemäß Anspruch 2 bzw. 4 führt zu einem Abklingfaktor, welcher kleiner als 1 ist, und das Echolöschsignal der zweiten Art ê′′ klingt in erwünschter Weise asymptotisch auf Null ab. Wenn aber wider Erwarten und vielleicht nur kurzzeitig der letzte Koeffizient größer als der vorletzte ist und die Division einen "Abklingfaktor" größer als eins ergäbe, so gewährleistet die Ausführung des Abklingfaktorrechners gemäß dem Patentanspruch 5 auch in diesem Fall das erwünschte Abklingen des Echolöschsignals der zweiten Art auf Null, weil im Abklingfaktorspeicher AFS nur Abklingfaktoren gespeichert sind, die kleiner als eins sind und deshalb nur solche zum Multiplizierer M R gelangen können.When using the circuit arrangements according to the invention, the number of elements of the adaptive transversal filter is chosen so large that after the end of its compensation window the amplitude of the echo signal e decreases, as shown in FIGS. 3 and 5. That is, the last coefficient k n is less than the penultimate coefficient k n -1 , the division according to claim 2 or 4 leads to a decay factor which is less than 1, and the echo cancellation signal of the second type ê '' sounds more desirable Deny to zero asymptotically. However, if, contrary to expectations and perhaps only briefly, the last coefficient is greater than the penultimate one and the division gives a "decay factor" greater than one, the execution of the decay factor calculator according to claim 5 also ensures the desired decay of the echo cancellation signal of the second type in this case to zero because the decay factor memory AFS only stores decay factors that are less than one and therefore only those can reach the multiplier M R.

Die Erfindung eignet sich gut zum Einsatz in den teilnehmerseitigen und vermittlungsseitigen Übertragungsbaugruppen des zukünftigen sogenannten diensteintegrierenden digitalen Fernmeldenetzes, bekannt auch unter der Abkürzung "ISDN". In diesem neuen Netz sollen die vom herkömmlichen Fernsprechnetz vorhandenen Teilnehmerkabel verwendet werden, um das Auslegen neuer Kabel zu vermeiden. Die so gewonnenen Übertragungswege weisen jedoch verhältnismäßig lange Echosignale auf. Durch Anwendung dieser Erfindung gelingt eine befriedigende Echolöschung mit wirtschaftlichem Aufwand, so daß diese Übertragungswege für die im neuen Netz vorgesehene Digitalsignalübertragung mit hoher Bitrate brauchbar werden.The invention is well suited for use on the subscriber side and exchange-side transmission modules of the future so-called integrated service digital telecommunications network, also known by the abbreviation "ISDN". In this new network should be the existing from the conventional telephone network Subscriber cables are used to lay out to avoid new cables. The transmission paths obtained in this way however, have relatively long echo signals. By application this invention achieves satisfactory echo cancellation with economic effort, so that these transmission routes for the digital signal transmission provided in the new network become usable with high bit rate.

In diesem Netz muß ein Basisanschluß innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit aktiviert werden. Die Erfindung ermöglicht die dazu notwendige hohe Konvergenzgeschwindigkeit durch einen möglichen großen Verstellschrittfaktor. Da dem ersten, adaptiv betriebenen Filter ein zweites, nicht adaptiv betriebenes Filter nachgeschaltet ist, braucht das erste Filter nicht so viele Glieder aufzuweisen wie notwendig wären, um mit diesem ersten Filter allein ein Echosignal in seiner ganzen Länge zu löschen. Das erste Filter kann also mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Gliedern ausgeführt werden. Je geringer die Zahl der Glieder eines adaptiven Transversalfilters gewählt wird, um so größer kann der Verstellschrittfaktor gewählt werden, ohne daß Instabilitäten befürchtet werden müssen. So kann zu Beginn der Adaption zur Erzielung einer hohen Konvergenzgeschwindigkeit mit einem großen Verstellschrittfaktor gearbeitet werden. Bei zunehmender Adaption wird dann selbsttätig mit einem kleinen Verstellschrittfaktor gearbeitet, um die andererseits auch geforderte hohe Genauigkeit der Adaption zu erreichen.In this network, a basic connection must be within a prescribed Time can be activated. The invention enables the high speed of convergence necessary for this possible large adjustment step factor. Since the first adaptively operated filter a second, not adaptively operated Filter is connected, the first filter needs not have as many links as would be necessary in order to use this first filter alone to produce an echo signal  to delete its entire length. So the first filter can executed with a relatively small number of links will. The lower the number of limbs of an adaptive Transversal filter is selected, the larger the Adjustment step factor can be selected without instabilities must be feared. So at the beginning of the adaptation to Achieve a high rate of convergence with one large adjustment step factor can be worked. With increasing Adaptation then becomes automatic with a small adjustment step factor worked on the other hand also required to achieve high accuracy of adaptation.

Claims (8)

1. Verfahren zur Echolöschung in Endgeräten für Duplex-Übertragung mit folgenden Merkmalen:
  • a) das Sendesignal (a) eines Datensenders (S) wird schrittweise verzögert;
  • b) es werden Multiplizierer-Ausgangssignale (y₀, y₁ . . . y n ) gewonnen, indem das Sendesignal (a) und die verzögerten Sendesignale mit Koeffizienten (k₀, k₁ bis k n ) multipliziert werden;
  • c) die Multiplizierer-Ausgangssignale (y₀, y₁ . . . y n ) bilden ein Echolöschsignal erster Art (ê′);
  • d1) das letzte Multiplizierer-Ausgangssignal (y n ) wird durch eine Folge von Multiplizierer-Ausgangswerten (y n,i ) dargestellt;
  • d2) diese Multiplizierer-Ausgangswerte (y n,i ) treten zu diskreten Zeitpunkten (i · T) auf;
  • d3) aus der Folge der Multiplizierer-Ausgangswerte (y n,i ) wird eine Folge von Echolöschwerten der zweiten Art i ′′) gewonnen, wobei ein bestimmter, zum diskreten Zeitpunkt j · T auftretender Echolöschwert der zweiten Art j ′′) folgendermaßen gebildet wird: ê j ′′ = y n,j-1 · c k + y n,j-2 · c k ² + y n,j-3 · c k ³ + . . .hierbei bedeuten:y n,j-1, y n,j-2, y n,j-3 usw. von den Multiplizierausgangswerten (y n,i ) diejenigen, die zu den diskreten Zeitpunkten (j-1) · T, (j-2) · T, (j-3) · T usw. auftreten,
    c k : ein fester Abklingfaktor, welcher kleiner als eins gewählt ist;
  • d4) die Folge der Echolöschwerte der zweiten Art i ′′) stellt ein Echolöschsignal zweiter Art (ê′′) dar;
  • e) ein kompensiertes Empfangssignal (b+er), welches noch einen Restfehler (er) aufweist, wird gewonnen, indem von dem mit einem Echosignal überlagerten Empfangssignal (b+e) subtrahiert werden:
    • e1) das Echolöschsignal erster Art (ê′),
    • e2) das Echolöschsignal zweiter Art (ê′′);
  • f) die Koeffizienten (k₀, k₁ bis k n ) werden aus dem kompensierten Empfangssignal (b+er) in der Weise ermittelt, daß der Restfehler (er) minimal wird;
  • g) der Verfahrensschritt f) wird mit einem veränderlichen Verstellschrittfaktor (v) ausgeführt;
  • h) der veränderliche Verstellschrittfaktor (v) wird folgendermaßen gewonnen:
    • h1) die Echolöschsignale erster und zweiter Art (ê′ und ê′′) werden zu einem Echolöschsignal (ê) summiert;
    • h2) aus dem Echolöschsignal (ê) und dem kompensierten Empfangssignal (b+er) wird durch Multiplikation ein Ausgangswert (p) gebildet;
    • h3) aus dem Ausgangswert (p) wird ein Mittelwert (m) gebildet;
    • h4) aus dem Mittelwert (m) wird der Verstellschrittfaktor (v) wie folgt gewonnen: v = c B · | m | bei c B · | m | ≧ v min bzw.v = v min bei c B · | m | < v min hierbei ist v min ein fester Mindestverstellschrittfaktor und c B ein fester Bewertungsfaktor;
1. Method for echo cancellation in terminals for duplex transmission with the following features:
  • a) the transmission signal (a) of a data transmitter (S) is gradually delayed;
  • b) multiplier output signals ( y ₀, y ₁... y n ) are obtained by multiplying the transmission signal (a) and the delayed transmission signals by coefficients ( k ₀, k ₁ to k n );
  • c) the multiplier output signals ( y ₀, y ₁... y n ) form an echo cancellation signal of the first type (ê ') ;
  • d1) the last multiplier output signal ( y n ) is represented by a sequence of multiplier output values ( y n, i );
  • d2) these multiplier output values ( y n, i ) occur at discrete times (i · T) ;
  • d3) a sequence of echo cancellation values of the second type i ′ ′) is obtained from the sequence of the multiplier output values ( y n, i ), a certain echo cancellation value of the second type j ′) occurring at the discrete time j · T ′) Is formed as follows: ê j ′ ′ = y n, j -1 · c k + y n, j -2 · c k ² + y n, j -3 · c k ³ +. . where y n, j -1 , y n, j -2 , y n, j -3 etc. of the multiplication output values ( y n, i ) mean those at the discrete times ( j -1) · T , ( j -2) · T , ( j -3) · T etc. occur,
    c k : a fixed decay factor which is chosen to be less than one;
  • d4) the sequence of the echo cancellation values of the second type i ′ ′) represents an echo cancellation signal of the second type (ê ′ ′) ;
  • e) a compensated received signal (b + er) which still has a residual error (er) is obtained by subtracting from the received signal (b + e) superimposed with an echo signal:
    • e1) the echo cancellation signal of the first type (ê ′) ,
    • e2) the echo cancellation signal of the second kind (ê ′ ′) ;
  • f) the coefficients ( k ₀, k ₁ to k n ) are determined from the compensated received signal (b + er) in such a way that the residual error (er) becomes minimal;
  • g) method step f) is carried out with a variable adjustment step factor (v) ;
  • h) the variable adjustment step factor (v) is obtained as follows:
    • h1) the echo cancellation signals of the first and second types (ê ′ and ê ′ ′) are summed to form an echo cancellation signal (ê) ;
    • h2) an output value (p) is formed from the echo cancellation signal (ê) and the compensated received signal (b + er) by multiplication;
    • h3) an average value (m) is formed from the initial value (p) ;
    • h4) the adjustment step factor (v) is obtained from the mean (m) as follows: v = c B · | m | at c B · | m | ≧ v min or v = v min at c B · | m | < v min here, v min is a fixed minimum adjustment step factor and c B is a fixed evaluation factor;
die Merkmale a, b, c, d1, d2, e, e1, f, g, h, h2, h3, h4 bilden den Oberbegriff; die übrigen Merkmale bilden den kennzeichnenden Teil.the features a, b, c, d1, d2, e, e1, f, g, h, h2, h3, h4 form the Generic term; the remaining features form the characteristic part. 2. Verfahren zur Echolösung in Endgeräten für Duplex-Übertragung mit folgenden Merkmalen:
  • a) das Sendesignal (a) eines Datensenders (S) wird schrittweise verzögert;
  • b) es werden Multiplizierer-Ausgangssignale (y₀, y₁ . . . y n ) gewonnen, indem das Sendesignal (a) und die verzögerten Sendesignale mit Koeffizienten (k₀, K₁ bis k n ) multipliziert werden;
  • c) die Multiplizierer-Ausgangssignale (y₀, y₁ . . . y n ) bilden ein Echolöschsignal erster Art (ê′);
  • d1) das letzte Multiplizierer-Ausgangssignal (y n ) wird durch eine Folge von Multiplizierer-Ausgangswerten (y n,i ) dargestellt;
  • d2) diese Multiplizierer-Ausgangswerte (y n,i ) treten zu diskreten Zeitpunkten (i · T) auf;
  • d3) aus der Folge der Multiplizierer-Ausgangswerte (y n,i ) wird eine Folge von Echolöschwerten der zweiten Art i ′′) gewonnen, wobei ein bestimmter, zum diskreten Zeitpunkt j · T auftretender Echolöschwert der zweiten Art j ′′) nach einer der beiden folgenden Beziehungen gebildet wird: ê j ′′ = y n,j-1 · c v,j-1 + y n,j-2 · c v,j-1 · c v,j-2 + y n,j-3 · c v,j-1 · c v,j-2 · c v,j-3 + . . .ê j ′′ = y n,j-1 · c v,j + y n,j-2 · c v,j · c v,j-1 + y n,j-3 · c v,j · c v,j-1 · c v,j-2 + . . .hierbei bedeuten:y n,j-1; y n,j-2; y n,j-3 usw. von den Multipliziererausgangswerten (y n,i ) diejenigen, die zu den diskreten Zeitpunkten (j-1) · T, (j-2) · T, (j-3) · T usw. auftreten,c v,j ; c v,j-1; c v,j-2; c v,j-3 usw.die Abklingfaktoren zu den diskreten Zeitpunkten j · T, (j-1) · T, (j-2) · T usw.;
  • d4) der variable Abklingfaktor c v wird nach folgender Beziehung gewonnen: mit k n ist der letzte und mit k n-1 ist der vorletzte Koeffizient bezeichnet;
  • d5) die Folge der Echolöschwerte der zweiten Art i ′′) stellt ein Echolöschsignal zweiter Art (ê′′) dar;
  • e) ein kompensiertes Empfangssignal (b+er), welches noch einen Restfehler (er) aufweist, wird gewonnen, indem von dem mit einem Echosignal überlagerten Empfangssignal (b+e) subtrahiert werden:
    • e1) das Echolöschsignal erster Art (ê′),
    • e2) das Echolöschsignal zweiter Art (ê′′);
  • f) die Koeffizienten (k₀, k₁ bis k n ) werden aus dem kompensierten Empfangssignal (b+er) in der Weise ermittelt, daß der Restfehler (er) minimal wird;
  • g) der Verfahrensschritt f) wird mit einem veränderlichen Verstellschrittfaktor (v) ausgeführt;
  • h) der veränderliche Verstellschrittfaktor (v) wird folgendermaßen gewonnen:
    • h1) die Echolöschsignale erster und zweiter Art (ê′ und ê′′) werden zu einem Echolöschsignal (ê) summiert;
    • h2) aus dem Echolöschsignal (ê) und dem kompensierten Empfangssignal (b+er) wird durch Multiplikation ein Ausgangswert (p) gebildet;
    • h3) aus dem Ausgangswert (p) wird ein Mittelwert (m) gebildet;
    • h4) aus dem Mittelwert (m) wird der Verstellschrittfaktor (v) wie folgt gewonnen: v = c B · | m | bei c B · | m | ≧ v min bzw.v = v min bei c B · | m | < v min hierbei ist v min ein fester Mindestverstellschrittfaktor und c B ein fester Bewertungsfaktor;
    • die Merkmale a, b, c, d1, d2, e, e1, f, g, h, h2, h3, h4 bilden den Oberbegriff; die übrigen Merkmale bilden den kennzeichnenden Teil.
2. Method for echo solution in terminals for duplex transmission with the following features:
  • a) the transmission signal (a) of a data transmitter (S) is gradually delayed;
  • b) multiplier output signals ( y ₀, y ₁... y n ) are obtained by multiplying the transmission signal (a) and the delayed transmission signals by coefficients ( k ₀, K ₁ to k n );
  • c) the multiplier output signals ( y ₀, y ₁... y n ) form an echo cancellation signal of the first type (ê ') ;
  • d1) the last multiplier output signal ( y n ) is represented by a sequence of multiplier output values ( y n, i );
  • d2) these multiplier output values ( y n, i ) occur at discrete times (i · T) ;
  • d3) a sequence of echo cancellation values of the second type i ′ ′) is obtained from the sequence of the multiplier output values ( y n, i ), a certain echo cancellation value of the second type j ′) occurring at the discrete time j · T ′) Is formed according to one of the following two relationships: ê j ′ ′ = y n, j -1 · c v, j -1 + y n, j -2 · c v, j -1 · c v, j -2 + y n, j -3 · c v, j -1 · c v, j -2 · c v, j -3 +. . . ê j ′ ′ = y n, j -1 · c v, j + y n, j -2 · c v, j · c v, j -1 + y n, j -3 · c v, j · c v , j -1 · c v, j -2 +. . . mean: y n, j -1 ; y n, j -2 ; y n, j -3 , etc. of the multiplier output values ( y n, i ) those occurring at the discrete times ( j -1) · T , ( j -2) · T , ( j -3) · T , etc. , c v, j ; c v, j -1 ; c v, j -2 ; c v, j -3 etc. the decay factors at the discrete times j · T , ( j -1) · T , ( j -2) · T, etc .;
  • d4) the variable decay factor c v is obtained according to the following relationship: k n is the last and k n -1 is the penultimate coefficient;
  • d5) the sequence of the echo cancellation values of the second type i ′ ′) represents an echo cancellation signal of the second type (ê ′ ′) ;
  • e) a compensated received signal (b + er) which still has a residual error (er) is obtained by subtracting from the received signal (b + e) superimposed with an echo signal:
    • e1) the echo cancellation signal of the first type (ê ′) ,
    • e2) the echo cancellation signal of the second kind (ê ′ ′) ;
  • f) the coefficients ( k ₀, k ₁ to k n ) are determined from the compensated received signal (b + er) in such a way that the residual error (er) becomes minimal;
  • g) method step f) is carried out with a variable adjustment step factor (v) ;
  • h) the variable adjustment step factor (v) is obtained as follows:
    • h1) the echo cancellation signals of the first and second types (ê ′ and ê ′ ′) are summed to form an echo cancellation signal (ê) ;
    • h2) an output value (p) is formed from the echo cancellation signal (ê) and the compensated received signal (b + er) by multiplication;
    • h3) an average value (m) is formed from the initial value (p) ;
    • h4) the adjustment step factor (v) is obtained from the mean (m) as follows: v = c B · | m | at c B · | m | ≧ v min or v = v min at c B · | m | < v min here, v min is a fixed minimum adjustment step factor and c B is a fixed evaluation factor;
    • the features a, b, c, d1, d2, e, e1, f, g, h, h2, h3, h4 form the generic term; the remaining features form the characteristic part.
3. Schaltungsanordnung zur adaptiven Echolöschung in Endgeräten für Duplexübertragung mit folgenden Merkmalen:
  • a) es ist ein erstes, als Transversalfilter mit adaptiver Koeffizientenberechnung ausgeführtes Filter (AF) vorgesehen mit folgendem Aufbau:
    • a1) es weist eine Verzögerungskette aus mehreren Verzögerungselementen (V₁ . . . V n ) auf;
    • a2) an den Eingang, an jeden Abgriff und an den Ausgang der Verzögerungskette ist je ein Multiplizierer (M₀ . . . M n ) angeschlossen;
    • a3) jeder Multiplizierer (M₀ . . . M n ) ist mit einem Koeffizientenrechner (KR) verbunden;
    • a4) der Ausgang eines jeden Multiplizierers (M₀ . . . M n ) ist mit je einem Eingang eines Summierers (Su) verbunden;
  • b) dem ersten Filter (AF) ist ein zweites Filter (RF) nachgeschaltet;
    • b1) das zweite Filter (RF) ist als rekursives Filter ausgeführt;
    • b2) das zweite Filter (RF) weist die Übertragungsfunktion auf;
    • b3) das zweite Filter (RF) ist dem ersten Filter derart nachgeschaltet, daß in die Verbindung zwischen dem letzten Multiplizierer (M n ) des ersten Filters (AF) und dem Summierer (Su) der Addierer (Ad) des zweiten Filters (RF) eingefügt ist;
    • b4) der Abklingfaktor (c k ) weist einen festen Wert kleiner als eines auf;
  • c) es ist ein Subtrahierer (Sb) vorgesehen, dessen Plus-Eingang der Eingang für das mit einem Echosignal überlagerte Empfangssignal (b+e) ist und dessen Minus-Eingang mit dem Ausgang des Summierers (Su) verbunden ist;
  • d) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist der Ausgang für das kompensierte Empfangssignal (b+er);
  • e) der Ausgang des Summierers (Su) ist mit dem ersten Eingang eines Multiplizierers (M p ) verbunden;
  • f) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers (M p ) verbunden;
  • g) der Ausgang des Multiplizierers (M p ) ist mit dem Eingang eines Tiefpasses (TP) verbunden;
  • h) der Ausgang des Tiefpasses (TP) ist mit dem Eingang einer Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) verbunden;
  • i) die Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) ist so gestaltet, daß sie aus dem an ihrem Eingang anliegenden, im Tiefpaß (TP) aus dem Ausgangswert (p) des Multiplizierers (M p ) gewonnenen Mittelwert (m) einen von ihrem Ausgang abgegebenen Verstellschrittfaktor (v) folgendermaßen bildet:
    • i1) aus dem Mittelwert (m) wird der Betrag gebildet;
    • i2) der Betrag wird mit einem vorgegebenen festen Bewertungsfaktor (c B ) multipliziert;
    • i3) der Verstellschrittfaktor (v) unterschreitet nicht einen vorgegebenen festen Mindestverstellschrittfaktor (v min );
  • k) der Ausgang der Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) ist mit einem Multiplizierer (M a ) verbunden;
  • l) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist mit dem Multiplizierer (M a ) verbunden;
  • m) der Ausgang des Multiplizierers (M a ) ist mit dem Koeffizientenrechner (KR) verbunden.
3. Circuit arrangement for adaptive echo cancellation in terminals for duplex transmission with the following features:
  • a) a first filter (AF) designed as a transversal filter with adaptive coefficient calculation is provided with the following structure:
    • a1) it has a delay chain consisting of several delay elements ( V ₁... V n );
    • a2) a multiplier ( M ₀... M n ) is connected to the input, to each tap and to the output of the delay chain;
    • a3) each multiplier ( M ₀... M n ) is connected to a coefficient calculator (KR) ;
    • a4) the output of each multiplier ( M ₀... M n ) is connected to an input of a summer (Su) ;
  • b) the first filter (AF) is followed by a second filter (RF) ;
    • b1) the second filter (RF) is designed as a recursive filter;
    • b2) the second filter (RF) has the transfer function on;
    • b3) the second filter (RF) is connected downstream of the first filter in such a way that in the connection between the last multiplier ( M n ) of the first filter (AF) and the summer (Su) the adder (Ad) of the second filter (RF) is inserted;
    • b4) the decay factor ( c k ) has a fixed value less than one;
  • c) a subtractor (Sb) is provided, the plus input of which is the input for the received signal (b + e) superimposed with an echo signal and the minus input of which is connected to the output of the summer (Su) ;
  • d) the output of the subtractor (Sb) is the output for the compensated received signal (b + er) ;
  • e) the output of the summer (Su) is connected to the first input of a multiplier ( M p );
  • f) the output of the subtractor (Sb) is connected to the second input of the multiplier ( M p );
  • g) the output of the multiplier ( M p ) is connected to the input of a low pass (TP) ;
  • h) the output of the low-pass filter (TP) is connected to the input of a "characteristic curve generation" module (KE) ;
  • i) the module "generating characteristic curves" (KE) is designed in such a way that it outputs a mean value (m) from its output from the low-pass filter (TP) present at its input from the output value (p) of the multiplier ( M p ) Adjustment step factor (v) forms as follows:
    • i1) the amount is formed from the mean (m) ;
    • i2) the amount is multiplied by a predetermined fixed evaluation factor ( c B );
    • i3) the adjustment step factor (v) does not fall below a predetermined fixed minimum adjustment step factor ( v min );
  • k) the output of the "characteristic curve generation" module (KE) is connected to a multiplier ( M a );
  • l) the output of the subtractor (Sb) is connected to the multiplier ( M a );
  • m) the output of the multiplier ( M a ) is connected to the coefficient calculator (KR) .
Den Oberbegriff bilden die Merkmale a, a1 . . . a4, c . . . m; die übrigen Merkmale bilden den kennzeichnenden Teil.The generic term is formed by the features a, a1. . . a4, c. . . m; the remaining Characteristics form the characteristic part. 4. Schaltungsanordnung zur adaptiven Echolöschung in Endgeräten für Duplexübertragung mit folgenden Merkmalen:
  • a) es ist ein erstes, als Transversalfilter mit adaptiver Koeffizientenberechnung ausgeführtes Filter (AF) vorgesehen mit folgendem Aufbau:
    • a1) es weist eine Verzögerungskette aus mehreren Verzögerungselementen (V₁ . . . V n ) auf;
    • a2) an den Eingang, an jeden Abgriff und an den Ausgang der Verzögerungskette ist je ein Multiplizierer (M₀ . . . M n ) angeschlossen;
    • a3) jeder Multiplizierer (M₀ . . . M n ) ist mit einem Koeffizientenrechner (KR) verbunden;
    • a4) der Ausgang eines jeden Multiplizierers (M₀ . . . M n ) ist mit je einem Eingang eines Summierers (Su) verbunden;
  • b) dem ersten Filter (AF) ist ein zweites Filter (RF′) nachgeschaltet;
    • b1) das zweite Filter (RF′) ist als rekursives Filter ausgeführt;
    • b2) das zweite Filter (RF′) weist die Übertragungsfunktion auf;
    • b3) das zweite Filter (RF′) ist dem ersten Filter derart nachgeschaltet, daß in die Verbindung zwischen dem letzten Multiplizierer (M n ) des ersten Filters (AF) und dem Summierer (Su) der Addierer (Ad) des zweiten Filters (RF′) eingefügt ist;
    • b4) es ist ein Abklingfaktorrechner (AR) vorgesehen, welcher mit den zwei letzten Koeffizienten (k n-1, k n ) des ersten Filters beaufschlagt wird und daraus den Abklingfaktor (c v ) des zweiten Filters berechnet, wobei die Beziehung gilt;
  • c) es ist ein Subtrahierer (Sb) vorgesehen, dessen Plus-Eingang der Eingang für das mit einem Echosignal überlagerte Empfangssignal (b+e) ist und dessen Minus-Eingang mit dem Ausgang des Summierers (Su) verbunden ist;
  • d) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist der Ausgang für das kompensierte Empfangssignal (b+er);
  • e) der Ausgang des Summierers (Su) ist mit dem ersten Eingang eines Multiplizierers (M p ) verbunden;
  • f) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist mit dem zweiten Eingang des Multiplierers (M p ) verbunden;
  • g) der Ausgang des Multiplizierers (M p ) ist mit dem Eingang eines Tiefpasses (TP) verbunden;
  • h) der Ausgang des Tiefpasses (TP) ist mit dem Eingang einer Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) verbunden;
  • i) die Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) ist so gestaltet, daß sie aus dem an ihrem Eingang anliegenden, im Tiefpaß (TP) aus dem Ausgangswert (p) des Multiplizierers (M p ) gewonnenen Mittelwert (m) einen von ihrem Ausgang abgegebenen Verstellschrittfaktor (v) folgendermaßen bildet:
    • i1) aus dem Mittelwert (m) wird der Betrag gebildet;
    • i2) der Betrag wird mit einem vorgegebenen festen Bewertungsfaktor (c B ) multipliziert;
    • i3) der Verstellschrittfaktor (v) unterschreitet nicht einen vorgegebenen festen Mindestverstellschrittfaktor (v min );
  • k) der Ausgang der Baugruppe "Kennlinienerzeugung" (KE) ist mit einem Multiplizierer (M a ) verbunden;
  • l) der Ausgang des Subtrahierers (Sb) ist mit dem Multiplizierer (M a ) verbunden;
  • m) der Ausgang des Multiplizierers (M a ) ist mit dem Koeffizientenrechner (KR) verbunden.
4. Circuit arrangement for adaptive echo cancellation in terminals for duplex transmission with the following features:
  • a) a first filter (AF) designed as a transversal filter with adaptive coefficient calculation is provided with the following structure:
    • a1) it has a delay chain consisting of several delay elements ( V ₁... V n );
    • a2) a multiplier ( M ₀... M n ) is connected to the input, to each tap and to the output of the delay chain;
    • a3) each multiplier ( M ₀... M n ) is connected to a coefficient calculator (KR) ;
    • a4) the output of each multiplier ( M ₀... M n ) is connected to an input of a summer (Su) ;
  • b) the first filter (AF) is followed by a second filter (RF ') ;
    • b1) the second filter (RF ′) is designed as a recursive filter;
    • b2) the second filter (RF ') has the transfer function on;
    • b3) the second filter (RF ') is connected downstream of the first filter such that in the connection between the last multiplier ( M n ) of the first filter (AF) and the summer (Su) the adder (Ad) of the second filter (RF ') Is inserted;
    • b4) a decay factor calculator (AR) is provided, which is acted upon by the last two coefficients ( k n -1 , k n ) of the first filter and from this calculates the decay factor ( c v ) of the second filter, the relationship applies;
  • c) a subtractor (Sb) is provided, the plus input of which is the input for the received signal (b + e) superimposed with an echo signal and the minus input of which is connected to the output of the summer (Su) ;
  • d) the output of the subtractor (Sb) is the output for the compensated received signal (b + er) ;
  • e) the output of the summer (Su) is connected to the first input of a multiplier ( M p );
  • f) the output of the subtractor (Sb) is connected to the second input of the multiplier ( M p );
  • g) the output of the multiplier ( M p ) is connected to the input of a low pass (TP) ;
  • h) the output of the low-pass filter (TP) is connected to the input of a "characteristic curve generation" module (KE) ;
  • i) the module "generating characteristic curves" (KE) is designed in such a way that it outputs a mean value (m) from its output from the low-pass filter (TP) present at its input from the output value (p) of the multiplier ( M p ) Adjustment step factor (v) forms as follows:
    • i1) the amount is formed from the mean (m) ;
    • i2) the amount is multiplied by a predetermined fixed evaluation factor ( c B );
    • i3) the adjustment step factor (v) does not fall below a predetermined fixed minimum adjustment step factor ( v min );
  • k) the output of the "characteristic curve generation" module (KE) is connected to a multiplier ( M a );
  • l) the output of the subtractor (Sb) is connected to the multiplier ( M a );
  • m) the output of the multiplier ( M a ) is connected to the coefficient calculator (KR) .
Den Oberbegriff bilden die Merkmale a, a1 . . . a4, c . . . m; die übrigen Merkmale bilden den kennzeichnenden Teil.The generic term is formed by the features a, a1. . . a4, c. . . m; the remaining Characteristics form the characteristic part. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Abklingfaktorrechner (AR) der vorletzte und letzte Koeffizient (k n-1 und k n ) einem ersten bzw. zweiten Mittelwertbildner (MW 1 und MW 2) zugeführt werden, deren Ausgänge mit einem Eingang eines Multiplizierers (MU) bzw. mit dem Plus-Eingang eines Differenzgliedes (DG) verbunden sind, daß der Ausgang des Multiplizierers (MU) mit dem Minus-Eingang des Differenzgliedes (DG) verbunden ist, daß dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Vergleichers (VG) verbunden ist, daß dessen zweitem Eingang ein Schwellwert (SCH) zugeführt wird und dessen Ausgang mit einem ersten Eingang einer UND-Schaltung (1) verbunden ist, daß deren zweitem Eingang ein Takt (CL) zugeführt wird und deren Ausgang mit einem Steuereingang eines Abklingfaktorspeichers (AFS) verbunden ist, daß dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers (MU) und mit dem Multiplizierer des rekursiven Filters (M R ) verbunden ist, daß der Vergleicher (VG) an seinem Ausgang ein logisches "ja"-Signal abgibt, wenn die Differenz (df) am Ausgang des Differenzgliedes (DG) größer ist als der Schwellwert (Sch), daß im Abklingfaktorspeicher (AFS) unterschiedliche Abklingfaktoren gespeichert sind, daß diese Abklingfaktoren nacheinander am Ausgang des Abklingfaktorspeichers (AFS) erscheinen, solange der Takt (CL) am Steuereingang anliegt, daß der zuletzt erschienene Abklingfaktor dauernd erscheint, solange der Takt (CL) durch die UND-Schaltung (1) gesperrt ist, und daß die gespeicherten Abklingfaktoren kleiner als eins sind.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that in the decay factor calculator (AR) the penultimate and last coefficient ( k n -1 and k n ) a first or second averager ( MW 1 and MW 2 ), the outputs of which are supplied with a Input of a multiplier (MU) or connected to the plus input of a differential element (DG) , that the output of the multiplier (MU) is connected to the negative input of the differential element (DG) , that its output is connected to a first input of a Comparator (VG) is connected that its second input is supplied with a threshold value (SCH) and its output is connected to a first input of an AND circuit ( 1 ), that its second input is supplied with a clock (CL) and its output with a control input of a decay factor memory (AFS) is connected, that its output is connected to the second input of the multiplier (MU) and to the multiplier of the recursive filter ( M R ), that the comp Eicher (VG) outputs a logical "yes" signal at its output if the difference (df) at the output of the differential element ( DG) is greater than the threshold value (Sch) that different decay factors are stored in the decay factor memory (AFS) these decay factors appear one after the other at the output of the decay factor memory (AFS) , as long as the clock (CL) is present at the control input, that the last decay factor appears continuously, as long as the clock (CL) is blocked by the AND circuit ( 1 ), and that the stored decay factors are less than one.
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EP0384490A3 (en) * 1989-02-23 1992-05-13 Nec Corporation Echo canceller having fir and iir filters for cancelling long tail echoes

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