DE69332309T2 - Ausfallgesichertes betriebsverfahren in einem lautfernsprechsystem - Google Patents

Ausfallgesichertes betriebsverfahren in einem lautfernsprechsystem

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  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf Telefontechnologie und genauer gesagt auf ein störungssicheres Betriebsverfahren zur Aufrechterhaltung einer Schleifenstabilität zwischen einem Übertragungsweg und einem Empfangsweg eines Freisprechtelefons, um aus einem Voll-Duplex in einen Halb-Duplex-Modus umzuschalten, wenn eine Schleifeninstabilität detektiert wird.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • Herkömmliche Freisprechtelefone funktionieren in einem Halb-Duplex-Modus, der es jeweils nur einer Person erlaubt, zu sprechen. Wenn ein Sprecher (nahes Ende) in ein Halb-Duplex- System spricht, werden die von dem anderen Sprecher (fernes Ende) erhaltenen Signale geblockt, bis die Sprache am nahen Ende entweder beendet ist oder durch ein stärkeres Signal unterbrochen wird. Während ein Sprecher spricht, werden die Signale oft abgeblockt, falls jemand am anderen Ende leichte Geräusche macht und das Mikrofon aktiviert. In anderen Fällen ist es notwendig, dass ein Sprecher in das Freisprechtelefon schreit, um am anderen Ende gehört zu werden. Es ist allgemein sehr schwierig, soweit nicht gar unmöglich, in einem Halb- Duplex-System gegenwärtige Sprecher zu unterbrechen, während sie sprechen. All diese Bedingungen sind in einer Telekonferenz-Situation sehr unangenehm.
  • Das akustische Raumecho ist bislang eines der schwierigsten Probleme bei Freisprech-Telefonanlagen-Systemen. Akustische Echos treten auf, wenn die über die Telefonleitung gesandte Sprache des fernen Endes aus dem Lautsprecher am nahen Ende austritt, in ein nahegelegenes Mikrofon zurückgekoppelt wird und dann zum Ursprungsort zurückgelangt. Sprecher am fernen Ende können, nachdem sie gerade gesprochen haben, hören, dass ihre eigenen Stimmen schwach zurückkommen. Ein Verfahren zum Eliminieren dieser irritierenden akustischen Echos besteht darin, einen Echo-Unterdrücker zu verwenden, um das Mikrofon abzuschalten, während das andere Ende spricht. Dies führt dazu, dass bei herkömmlichen Freisprechtelefonen der Halb-Duplex- Betrieb gegenwärtig implementiert ist. Zum Voll-Duplex-Betrieb sind fortgeschrittenere Unterdrücker für akustisches Echo erhältlich, um das Zusammenwirken bei Telefonkonferenzen zu verbessern. Unterdrücker für akustisches Echo verwenden adaptive Filterverfahren, um die Impulsantwort des Konferenzraums zu modulieren, um die Echos von dem Sprechsignal wieder herzustellen. Die geschätzten Echos werden dann von den ausgehenden Mikrofonsignalen subtrahiert, um zu vermeiden, dass diese Echos zum fernen Ende zurückgelangen. Ein Beispiel dieser Art von Echo-Unterdrückern ist in der US 4,629,829 offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der gegenwärtigen Erfindung wird ein Verfahren offenbart, um die Schleifenstabilität zwischen einem Übertragungsweg und einem Empfangsweg eines Freisprechtelefons einzuhalten, um allmählich von einem Voll-Duplex-Modus in einen Halb-Duplex-Modus umzuschalten, wenn eine Schleifeninstabilität detektiert wird. Die ausfallsichere Vorrichtung besteht aus steuerbaren Abschwächern, die in dem Übertragungsweg und dem Empfangsweg vorgesehen sind, um die Schleifenverstärkung zu steuern, indem der Signalfluss entlang des Weges begrenzt wird, wenn eine Instabilität detektiert wird.
  • Das ausfallsichere Betriebsverfahren berechnet Verstärkungswerte von Gesamtecho-Rückführverlust des Leitungsecho- Unterdrückers und von dem Echo-Rückführverlust des Unterdrückers des akustischen Echos, und bestimmt den Betriebszustand. Bei einer bevorzugten Ausführung gibt es sechs mögliche Betriebszustände. Nachdem der geeignete Betriebszustand ausgewählt ist, werden bestimmte Betriebsparameter unter Verwendung der gemessenen Signalpegel an unterschiedlichen Schaltungspunkten in Abhängigkeit von der Leistung der Echo-Unterdrücker ausgewertet. Diese Betriebsparameter werden dann verwendet, um eine Wertetabelle anzusprechen, die das Freisprechtelefon in einen definierten Betriebszustand einstellt (Empfangen, Senden, schneller Leerlauf oder langsamer Leerlauf), in dem das Verhalten der beiden Abschwächer in der Schaltung eingestellt wird. Das ausfallsichere Verfahren aktualisiert die Abschwächer ungefähr jede Millisekunde.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Fig. 1 (a) und (b) sind Blockdiagramme, die die Hauptkomponenten eines Freisprechtelefons gemäß der gegenwärtigen Erfindung darstellen und
  • Fig. 2 illustriert einen Flowchart zur Implementierung des ausfallsicheren Betriebsverfahrens, um die Übertragungsschlei fenstabilität und die Empfangsschleifenstabilität in dem Freisprechtelefon gemäß der Fig. 1(a) und (b) aufrechtzuerhalten.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
  • Bezug nehmend auf die Fig. 1(a) und (b) ist ein Freisprechtelefon 10 dargestellt, das zwei Ausgangssignalwege aufweist, wozu ein Lautsprechersignal 45 und ein Mikrofonsignal 14 gehören. Diese in den Fig. 1(a) und (b) des Freisprechtelefons 10 gezeigten Funktionen sind weitgehend digital implementiert unter Verwendung von herkömmlicher digitaler Signalverarbeitungshardware. Bei der bevorzugten Ausführung wird ein digitaler Signalprozessor DSP16A (kommerziell erhältlich von AT&T) zusammen mit einem herkömmlichen Speicher und mit Hardware- Logikkomponenten verwendet. Das Lautsprechersignal 45 kommt von dem fernen Ende über die Telefonleitung 44, pflanzt sich zu und über den Lautsprecher 71 am nahen Ende fort und wird von den Hörern am nahen Ende gehört. Sprache, die von dem nahen Ende ausgeht, wird vom Mikrofon 12 detektiert und zu dem fernen Ende über Telefonleitungen 44 übertragen. Das von dem nahen Ende ausgehende Mikrofonsignal 14 kann ferner ein Echo aufweisen, das von dem fernen Ende über den Lautsprecher 71 kommt. Der Hauptzweck des digitalen Verarbeitens dieser Lautsprecher- und Telefonsignale 45, 14 besteht darin, die Echos im Mikrofonsignal 14 zu entfernen, so dass Zuhörer am fernen Ende nur ihre Sprecher am nahen Ende hören, ohne dass ihre eigenen Stimmen nach einer verschleiften Verzögerung der Telefonübertragung zurückkommen. Die Signalverarbeitung entfernt ferner die Echos und die Nebentöne im Lautsprechersignal 45, so dass am nahen Ende nur die Sprache des fernen Endes gehört werden kann.
  • Analoge Signale, die von den Sprechern am nahen Ende erzeugt werden, werden vom Mikrofon 12 aufgenommen, tiefpassgefiltert und bei 8 Kilohertz von dem A/D-Wandler 16 zu ganzzahligen 16-Bits digitalisiert. Bei der bevorzugten Ausführung können das Tiefpassfilter und der A/D-Wandler unter Verwendung eines Modells 7025 Kodex, das kommerziell von AT&T erhältlich ist, implementiert sein. Das digitale Signal wird dann durch ein Hochpass-Vorverstärkungsfilter 18 von herkömmlicher Bauart verarbeitet, um die Hochfrequenz-Komponenten zu verstärken, um die Leistung der Echo-Unterdrücker zu verbessern. Das verarbeitete Signal 20 wird dann mit dem akustischen Echo- Unterdrückersignal 28 (AEC) im Summierer 22 kombiniert, um ein Summierer-Output 24 zu erzeugen. Der akustische Echounterdrücker 26 (AEC) nimmt den Abschwächer-Output 59 als Referenzsignal und stellt ein simuliertes Echosignal bereit, das, wenn es von dem verarbeiteten Signal 20 subtrahiert wird, die Lautsprechersignalkomponente 45 von dem verarbeiteten Signal 20 im Summierer 22 entfernt. Der Summierer-Output 24 wird in den AEC 26 zurückgekoppelt, um dem AEC26 ein Rückkopplungssignal zu liefern, an dem die Wirksamkeit der Unterdrücker gemessen werden kann. Akustische Echo-Unterdrücker sind in der Telefontechnik bekannt und spezielle Details der bevorzugten Ausführung werden in den oben erwähnten, damit zusammenhängenden Anmeldungen identifiziert. Zusätzliche Informationen über akustische Echo-Unterdrücker kann aus "Acoustic Echo Cancellation with the WE DSP16A Digital Signal Processor" von S. M. Kuo und H. Zhao in der AT&T-Gebrauchsanweisung gefunden werden..
  • Nach der Echounterdrückung im Summierer 22 wird der Summierer-Output 24 in einem digitalen Übertragungsabschwächer 30 verarbeitet, der die Gesamtverstärkung des Sendeweges vom Mikrofon 12 zur Telefonleitung 44 steuert. Das Verfahren des Bestimmen des Abschwächungspegels am Übertragungsabschwächer 30 und am komplementären Empfänger-Abschwächer 57 gehört zum fehlersicheren Mechanismus der gegenwärtigen Erfindung und wird nachfolgend anhand von Fig. 2 detaillierter beschrieben.
  • Das Abschwächer-Output-Signal 32 wird als nächstes vom Geräusch-Ausfüller 34 verarbeitet, der die Veränderungen im Hintergrund-Geräuschpegel in einer noch nachfolgend beschriebenen Weise kompensiert, die mit dem dynamischen Betrieb des Übertragungs-Abschwächers 30 zusammenhängt. Der Übertragungs- Abschwächer 30 und der Empfangs-Abschwächer 57 führen geeignete Werte der Abschwächung in den Lautsprechersignalweg und den Mikrofonsignalweg ein, während das Freisprechtelefon 10 in einem von sechs Zuständen arbeitet, die in Tabelle II nachfolgend dargestellt und beschrieben sind.
  • Die Abschwächer 30 und 57 stellen die Systemschleifenstabilität sicher, wenn die adaptiven Filter des AEC26 und des Leitungsecho-Unterdrückers 40 nicht vollständig konvergieren und verbessern die Leistung beider Echo-Unterdrücker 26, 40, wenn das Freisprechtelefon 10 im normalen Betrieb ist. Wenn sich der Abschwächer 30 einstellt, um den Signalübertragungswert zu reduzieren und um die Schleifenstabilität aufrecht zu erhalten, wird der Pegel des Hintergrundgeräusches gleichfalls proportional reduziert. Somit können die Benutzer am fernen Ende die Veränderungen des Hintergrundgeräusches hören. Es ist nicht nur ärgerlich, sondern es gibt einem auch das Empfinden, in einem Halb-Duplex-Betriebsmodus zu sein, obwohl das Freisprechtelefon 10 im Voll-Duplex-Betrieb arbeitet. Der Geräusch- Einfüller 34 arbeitet, um die Übertragungssignale am nahen Ende mit einem angemessenen Anteil von Geräuschenergie zu versehen, um dieses Artefakt zu mildern. Es werden herkömmliche Verfahren verwendet, um weißes Pseudo-Zufallsrauschen zu erzeugen und zu addieren, vgl. "WE DSP16 and DSP16A Application Software Library Reference Manual" von AT&T, Oktober 1989.
  • Das Lautsprechersignal 45 von den Telefonleitungen 44 wird tiefpassgefiltert und bei 8 Kilohertz vom A/D-Wandler 47 digitalisiert. Das digitalisierte Lautsprechersignal 51 wird mit dem Leitungsecho-Unterdrückersignal 49 (LEC) im Summierer 53 kombiniert, um den Summierer-Output 55 zu erzeugen. Wie der AEC26 verwendet der LEC40 ein adaptives Filter, um die Impulsantwort der Nebentöne zu modellieren, die über das Mikrofon 12 von den Signalen am nahen Ende kommen. Die Replik der Nebentöne wird dann von den Lautsprechersignalen 51 eliminiert, um zu verhindern, dass die Sprecher am nahen Ende hören, dass ihre eigenen Stimmen zurückkommen. Ähnlich zu dem adaptiven Filter im AEC26 wird ein herkömmlicher normalisierter Algorithmus nach der Methode der kleinsten Quadrate verwendet. Der Summierer- Output 55 wird zu dem LEC40 zurückgeführt, um die Wirksamkeit der Echo-Unterdrücker zu messen.
  • Nachfolgend auf die Echo-Unterdrückung auf der Empfangsseite verbindet der Summierer-Output 55 zum Empfangsabschwächer 57, der in einer derjenigen des Übertragunsabschwächers 30 ähnlichen Weise funktioniert, und wirkt als ein Kontrollpunkt zur Aufrechterhaltung einer stabilen Gesamtsystem-Schleifenverstärkung. Der Abschwächer-Output 59 wird dann vom Filter 63 verarbeitet, um spektrale Veränderungen zu kompensieren, die von dem Lautsprecher 71 erzeugt werden. Das Output-Signal des Filters 63 wird selektiv zu dem Signal 64 zurückgeführt, um, wie unten beschrieben, die Stabilität zu verbessern. Die Umwandlung von einem digitalen Signal am Ausgang des Filters 63 in ein analoges Signal erfolgt bei 65, und das analoge Signal wird für den Zuhörer am nahen Ende durch den Lautsprecher 71 übertragen.
  • Nunmehr Bezug nehmend auf Fig. 2 ist ein Flowchart dargestellt, der die Vorgangsschritte illustriert, durch die der ausfallsichere Mechanismus der gegenwärtigen Erfindung auf das Freisprechtelefon 10 einwirkt, um die Schleifenstabilität zu überwachen und um eine verlässliche Betriebsweise sicherzustellen. Der ausfallsichere Mechanismus der gegenwärtigen Erfindung ist ein Protokoll, gemäß dem die Abschwächer 30 und 57 innerhalb eines von vier Betriebsmodi gesteuert werden: Übertragen, Empfangen, schneller Leerlauf und langsamer Leerlauf. Das durch den Flowchart gemäß Fig. 2 zusammengefasste Verfahren ist das Verfahren, durch das der geeignete ausfallsichere Betriebsmodus ausgewählt wird und die Abschwächer wirkungsvoll gesteuert werden.
  • Der erste Modus oder Übertragunsmodus ist dadurch charakterisiert, dass der Übertragungsabschwächer 30 vollständig ausgesteuert ist (keine Abschwächung) und das der Empfangsabschwächer 57 auf einen minimalen Wert gesetzt ist. Dieser minimale Wert des Empfangsabschwächers 57, der bei der bevorzugten Ausführung verwendet wird, ist eine Variable des Betriebszustands (rcv_min in Tabelle II). Der minimale Wert des Empfangsabschwächers variiert von -6 dB beim besten Zustand bis zu -40 dB beim schlechtesten Zustand, während das Freisprechtelefon 10 im Halb-Duplex arbeitet. Dieser Übertragungsmodus tritt beim Vorhandensein eines Sprechers am nahen Ende auf, wenn das ferne Ende ruhig ist.
  • In entsprechender Weise ist der zweite Modus oder Empfangsmodus durch den minimalen Wert des Übertragungsabschwächers gekennzeichnet und dadurch, dass die Verstärkung des Empfangsabschwächers 57 Null ist. In diesem Modus spricht der Sprecher am fernen Ende und das nahe Ende ist ruhig.
  • Ein dritter Betriebsmodus wird als "schneller Leerlauf" bezeichnet und tritt auf, wenn sowohl das nahe Ende als auch das ferne Ende gleichzeitig sprechen und wenn die Parameter AB, AC, LB und LC eine gegensätzliche Information bereitstellen. Der Übergang vom schnellen Leerlauf in einen der anderen Betriebsmodi (Übertragen, Empfangen oder langsamer Leerlauf) ist dazu ausgebildet, sehr schnell aufzutreten. Der vierte Betriebsmodus ist "langsamer Leerlauf". Der langsame Leerlauf ist allgemein der Modus, der verwendet wird, wenn sowohl das ferne Ende als auch das nahe Ende ruhig sind. Der Übergang vom langsamen Leerlaufmodus in einen der drei anderen Modi erfolgt ungefähr 50 mal langsamer als vom schnellen Leerlauf.
  • Das ausfallsichere Betriebsverfahren startet in Fig. 2 bei 70. Nach dem Start werden der LEC Total Echo Return Loss (ERL), der AEC Echo Return Loss Enhancement (ERLE) und der LEC Echo Return Loss Enhancement (ERLE) bei 72, 73 bzw. 74 berechnet. Der LEC Total ERL ist als das Verhältnis der Rückkopplungsenergie zu der Signalenergie des abgeschwächten Signal 38 definiert, während die Rückkopplungsenergie als die Mikrofonsignalenergie definiert ist, die als eine Komponente des Signals 55 um die Schleife herum gespeist wird. Das AEC ERLE wird be stimmt, indem die Energie des Echos im Summierer-Output 24 durch die Energie des verarbeiteten Signals 20 dividiert wird. Das LEC ERLE wird bestimmt, indem die Energie des Echos im Summierer-Output durch die Energie im digitalisierten Lautsprechersignal 51 dividiert wird.
  • Nach der Berechnung von LEC ERLE und AEC ERLE wird die Bestimmung 76 durchgeführt, ob das Rückführungssignal oder das Vorwärtsführungssignal verwendet wird. Das Vorwärtsführungssignal und das Rückführungssignal wird bestimmt, um die Variablen AB, AC, LB und LC zu bestimmen, die nachfolgend im Detail beschrieben werden. Die Unterscheidung zwischen dem Vorwärtsführungssignal und dem Rückführungssignal liegt in den Orten innerhalb des Freisprechtelefons, an denen die bei der variablen Bestimmung verwendeten Signalwerte gemessen werden. Sowohl das LEC ERLE als auch das AEC ERLE werden mit empirisch abgeleiteten Schwellwerten verglichen und falls sowohl das LEC ERLE als auch AEC ERLE unterhalb dieser Schwellwerte liegen, wird das sich in dem System ausbreitende Echo als ausreichend niedrig bestimmt, um ein Rückführsignal zu verwenden, um die Stabilität einzuhalten. Falls ein übermäßiger Echosignalwert vorhanden ist, wird ein vorwärts gerichtetes Signal verwendet, während die adaptiven Filter in AEC26 und LEC40 zur Unterdrückung des unerwünschten Echos arbeiten. Die LEC ERLE und AEC ERLE- Grenzwerte verändern sich mit zahlreichen Faktoren und sind bei der bevorzugten Ausführung -3 dB bzw. -6 dB.
  • Nachfolgend auf die Bestimmung im Schritt 76 werden vier Parameter (AB, AC, LB und LC) in den Schritten 78 und 80 ausgewertet. Falls die Verwendung des vorwärts gerichteten Signals bei 76 bestimmt wird, dann wird die Variablenauswertung bei 78 gewählt. Falls die Verwendung eines Rückführsignals bei 76 bestimmt wird, erfolgt die Auswertung der Parameter im Schritt 80. Die wichtige Unterscheidung zwischen den Schritten 78 und 80 ist der Ort innerhalb des Freisprechtelefons, an dem die verwendeten Signalwerte in der Variablenbestimmung gemessen werden. Wie nachfolgend im Detail beschrieben wird, tritt der übergang des Freisprechtelefons 10 in jeden der ausfallsicheren Betriebsmodi (d. h. Empfangen, Übertragen, schneller Leerlauf, langsamer Leerlauf) als Reaktion auf einen Satz von Signalwerten auf, wenn ein vorwärts gerichtetes Signal verwendet wird und bei einer bestimmten Folge von Signalwerten auf, falls das Freisprechtelefon 10 ein Rückführsignal verwendet.
  • Die Auswertung von AB, AC, LB und LC erfolgt im Schritt 78, wenn das Freisprechtelefon 10 bei 76 bestimmt, ein vorwärts gerichtetes Signal zu verwenden. Die Definition für jeden dieser Parameter ist wie folgt:
  • AB ist ein binäres Flag, das auf "1" "gesetzt" wird, wenn der Signalwert des verarbeiteten Signals 20 den Hintergrundgeräuschpegel um einen bestimmten Wert überschreitet, wobei das verarbeitete Signal 20 das Signal nach der Vorverstärkung repräsentiert. Dieser Vergleich von Signalwert zu Rauschpegel kann durch einen einzigen Vergleich in dem gesamten Frequenzspektrum gemacht werden oder kann durch eine Folge von Vergleichen über diskrete Frequenzbänder gemacht werden, die das gesamte Spektrum umfassen. Bei der bevorzugten Ausführung wird der Vergleich über drei diskrete Frequenzbänder gemacht, die als Frequenz- Unterbänder bezeichnet werden, indem das Signal zunächst durch eine Filterbank geleitet wird. Bei der bevorzugten Ausführung besteht die Filterbank aus drei Filtern: einem Tiefpassfilter mit einem Durchlassband von 0 bis 800 Hz, einem Bandpassfilter mit einem Durchlassband von 800 Hz bis 2 400 Hz und einem Hochpassfilter mit einem Durchlassband von 2 400 Hz bis 4 000 Hz. Falls der Vergleich über mehr als eines der Frequenz- Unterbänder gemacht wird, dann wird das binäre Flag AB auf "1" "gesetzt", falls ein Frequenz-Unterband anzeigt, dass der Signalwert den Hintergrundrauschwert um den vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Bei der bevorzugten Ausführung wird ein Wert von 9 dB verwendet, so dass das Mikrofonsignal 14 nur dann als vorhanden deklariert wird, falls es den Hintergrundrauschpegel deutlich überschreitet.
  • AC ist ein binäres Flag, das auf "1" gesetzt wird, falls die folgende Gleichung beim Vergleich der Signalwerte des verarbeiteten Signals 20 und des Abschwächer-Outputs 59 wahr ist:
  • level_20·th_ac + bias_ac > level_59
  • wobei th_ac ein Skalierfaktor ist, um die beiden Signalwerte zum geeigneten Vergleich einzustellen und um die Empfindlichkeit des akustischen Vergleichers AC zu bestimmen. Der Ausdruck th_ac ist auch eine Variable von AEC ERLE. Die Empfindlichkeit des Parameters AC kann verändert werden, indem der Wert von th_ac gemäß der Leistung des AEC variiert wird. Ein Vorspannungswert bias_ac wird verwendet, um das Rauschen in den Signalwertschätzungen des verarbeiteten Signals 20 und des Abschwächer-Outputs 59 kompensieren. Dieser Signalwertvergleich kann in einem einzigen Vergleich über das gesamte Frequenzspektrum gemacht werden, oder durch eine Folge von Vergleichen über diskrete Frequenzbänder, die als Unterbänder bezeichnet werden, die das gesamte Frequenzspektrum umfassen. Bei der bevorzugten Ausführung wird der Vergleich über drei diskrete Frequenz-Unterbänder gemacht, indem jedes Signal zunächst durch eine Filterbank geleitet wird. Bei der bevorzugten Ausführung umfasst die Filterbank drei Filter, ein Tiefpassfilter mit einem Durchlassband von 0 bis 800 Hz, ein Bandpassfilter mit einem Durchlassband von 800 Hz bis 2 400 Hz, und ein Hochpassfilter mit einem Durchlassband von 2 400 bis 4 000 Hz. Falls der Vergleich über mehr als ein Frequenz-Unterband gemacht wird, dann wird das binäre Flag AC auf "1" gesetzt, falls irgendein Frequenz-Unterband anzeigt, dass die Vergleichsgleichung wahr ist, wobei th_ac in unterschiedlichen Unterbändern gemäß dem ERLE variieren kann, das in dem speziellen Unterband berechnet wird.
  • LB ist ein Flag ähnlich demjenigen von AB, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalwert des digitalisierten Lautsprechersignals 51 den Pegel des Hintergrundrauschens um einen vorbestimmten Betrag überschreitet, wobei das digitalisierte Lautsprechersignal 51 vor dem Echo unterdrückt wird; und
  • LC ist ein Flag ähnlich dem von AC, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalwert des digitalisierten Lautsprechersignals 51 den Signalwert des abgeschwächten Signals 38 um einen geeigneten Grenzwert in einem ähnlichen Vergleich wie bei AC überschreitet.
  • Falls ein Rückführsignal bei 76 bestimmt wird, erfolgt die Auswertung der vier Parameter im Schritt 80. Die Definition dieser vier Parameter ist wie folgt:
  • AB ist ein binäres Flag, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalwert des Summierer-Outputs 24 den Wert des Hintergrundrauschens um einen bestimmten Wert überschreitet, wobei der Summierer-Output 24 ein Abschwächer-Signal vor der Übertragung darstellt. Wie für den vorwärts gerichteten Fall erläutert, kann dieser Vergleich zwischen Signalpegel und Rauschpegel durch einen einzigen Vergleich über das gesamte Frequenzspektrum gemacht werden oder kann durch eine Folge von Vergleichen über diskrete Unterfrequenzbänder gemacht werden, die das gesamte Spektrum umfassen. Bei der bevorzugten Ausführung wird der Vergleich über drei diskrete Frequenz-Unterbänder gemacht, indem zunächst das Signal durch eine Filterbank geleitet wird. Bei der bevorzugten Ausführung weist die Filterbank drei Filter auf: einen Tiefpassfilter mit einem Durchlassband von 0 bis 800 Hz, einen Bandpassfilter mit einem Durchlassband von 800 Hz bis 2 400 Hz und einen Hochpassfilter mit einem Durchlassband von 2 400 Hz bis 4 000 Hz. Falls der Vergleich über mehr als ein Frequenzband gemacht wird, dann wird das binäre AB-Flag auf "1" "gesetzt", falls irgendein Frequenz-Unterband anzeigt, dass der Signalpegel den Pegel des Hintergrundrauschens um den vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
  • AC ist ein binäres Flag, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalpegel des Summierer-Outputs 24 den Signalpegel des AEC-Signals 28 um einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, ähnlich wie in dem Fall, bei dem ein vorwärts gerichtetes Signal verwendet wird, wobei das AEC-Signal 28 ein Filtersignal nach der Anpassung darstellt. Wie für den Fall mit dem vorwärts gerichteten Signal erläutert, kann dieser Signalpegelvergleich in einem einzigen Vergleich über das gesamte Frequenzspektrum gemacht werden, oder er kann mittels einer Folge von Verglei chen über diskrete Frequenz-Unterbänder gemacht werden, die das gesamte Spektrum umfassen. Bei der bevorzugten Ausführung wird der Vergleich über drei diskrete Frequenzbänder gemacht, indem zunächst jedes Signal durch eine Filterbank geleitet wird. Bei der bevorzugten Ausführung weist die Filterbank drei Filter auf: einen Tiefpassfilter mit einem Durchlassband von 0 bis 800 Hz, einen Bandpassfilter mit einem Durchlassband von 800 Hz bis 2 400 Hz und einen Hochpassfilter mit einem Durchlassband von 2 400 Hz bis 4 000 Hz. Falls der Vergleich über mehr als eines der Frequenzbänder gemacht wird, dann wird das binäre Flag AC auf "1" gesetzt, falls irgendeines der Frequenz-Unterbänder anzeigt, dass die Vergleichsgleichung wahr ist.
  • LB ist ein Flag ähnlich dem von AB, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalpegel des Summierer-Outputs 55 den Pegel des Hintergrundrauschens um einen bestimmten Wert überschreitet, wobei der Summierer-Output 55 ein Abschwächersignal vor dem Empfänger repräsentiert; und
  • LC ist ein Flag ähnlich dem von AC, das auf "1" gesetzt wird, wenn der Signalpegel des Summierer-Outputs 55 den Pegel des LEC-Signals 49 um einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei das LEC-Signal 49 ein Filtersignal nach der Anpassung repräsentiert.
  • Wenn die vier Parameter ausgewertet sind, kann der Betriebsmodus unter Verwendung der folgenden Auswertetafel (Tabelle I) im Schritt 82 bestimmt werden: TABELLE I
  • Nachdem der Betriebsmodus bei 82 bestimmt ist, werden die Abschwächerwerte der Abschwächer 30 und 57 aufgefrischt, um Werte des gegenwärtigen Modus zu reflektieren. Bei dem in Tabelle I dargestellten Übertragungsmodus sollte der Übertragungs-abschwächer 30 vollständig ausgesteuert sein, während der Empfängerabschwächer 57 auf einen minimalen Wert gesetzt wird (volle Abschwächung), um den Signalempfang zu begrenzen. Der minimale Wert ist eine Variable des Zustandes, wie dieser im Schritt 75, wie nachfolgend beschrieben, bestimmt wird. Die Abschwächungen sowohl für den Übertragerabschwächer 30 als auch den Empfängerabschwächer 57 werden in dem Empfangsmodus umge kehrt eingestellt - der Übertragungsabschwächer 30 wird auf einen minmalen Wert gesetzt, während der Empfangsabschwächer vollständig aufgesteuert wird (minimale Abschwächung). Der Übergang zu dem Übertragungsmodus oder Sendemodus ist allmählich, um ein hörbares Klicken in dem Kommunikationssignal des Freisprechtelefon 10 zu vermeiden, das auftreten würde, falls ein sofortiges Schalten auftreten würde. Der schnelle Leerlaufmodus und der langsame Leerlaufmodus von Tabelle I ist durch die Geschwindigkeit charakterisiert, mit der die Abschwächungswerte der Abschwächer 30 und 57 sich mit Veränderungen von AEC ERLE und LEC Total ERL verändern. Wie der Name andeutet, ist im schnellen Leerlaufmodus die Geschwindigkeit der Veränderung der Abschwächer deutlich größer als die Geschwindigkeit während des langsamen Leerlaufmodus. Der Unterschied zwischen den Änderungsgeschwindigkeiten zwischen diesen beiden Moden ist ungefähr 50.
  • Die Auswahl des Zustands im Schritt 75 ist auch eine Komponente beim Auffrischen 84 der Abschwächer 30 und 57. Die Werte für LEC Total ERL und AEC ERLE werden auf die Wertetabelle von Tabelle II angewandt. Dann wird ein geeigneter Zustand aus den möglichen sechs Zuständen ausgewählt, um die minimalen Werte für den Übertragungs-Abschwächer und den Empfangsabschwächer zu bestimmen (xmit_min und rcv_min), sowie die Größe der Abschwächung in den Leerlaufmodi (atten_idle). TABELLE II
  • Das ausfallsichere Verfahren endet im Schritt 86 und kehrt zum Start 70 jede Millisekunde zurück (oder jede achte Probe von abgetasteten Daten).

Claims (1)

1. Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Schleifenstabilität zwischen einem Übertragungsweg und einem Empfangsweg eines Freisprechtelefons (10), gekennzeichnet durch die Schritte:
- Berechnen eines ersten und eines zweiten Energieverhältnisses für jeden der Übertragungs- und Empfangswege, wobei das Energieverhältnis ein Energiewert eines zurückkehrenden Echos dividiert durch einen Gesamtsignalenergiepegel ist;
- Festlegen auf der Basis des ersten und zweiten Energieverhältnisses zwischen der Verwendung eines Rückkopplungssignals und eines Vorwärtssignals für die Auswertung von Betriebsparametern;
- Auswerten eines Satzes von Betriebsparametern auf der Basis von Abtastpunkten von Signalwerten aus dem Signalweg, die sich in Abhängigkeit davon unterscheiden, welcher von Rückkopplungssignalwert und der Vorwärtssignalwert verwendet wird;
- Bestimmen eines Dämpfungsbetriebsmodus auf der Basis der ausgewählten Betriebsparameter und
- Einstellen von Abschwächern (30, 57), die in dem Übertragungsweg und Empfangsweg liegen, auf der Basis des ausgewählten Modus, um die Schleifenstabilität einzuhalten.
DE69332309T 1992-07-02 1993-06-28 Ausfallgesichertes betriebsverfahren in einem lautfernsprechsystem Expired - Fee Related DE69332309T2 (de)

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