DE69532403T2

DE69532403T2 - Verfahren und Gerät zur Systemidentifizierung mit adaptivem Filter

Info

Publication number: DE69532403T2
Application number: DE69532403T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Hirano
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2015-11-01
Also published as: CA2161356A1; EP0711035A2; EP0711035B1; CA2161356C; DE69532403D1; JP2947093B2; EP0711035A3; JPH08130495A; US5699424A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Systemidentifizierung durch ein adaptives Filter zur Verwendung mit einem Echokompensator, einem Rauschunterdrücker oder einem ähnlichen Gerät.
Als Verfahren und Gerät zur Systemidentifizierung für die Abschätzung einer Kenngröße eines unbekannten Systems unter Verwendung eines adaptiven Filters sind ein in "IEEE Transactions on Automatic Control", Bd. AC-12, Nr. 3, S. 282–287, 1967, USA, offenbartes Systemidentifizierungsverfahren und -gerät bekannt, in denen ein adaptives Transversalfilter verwendet wird, das auf einem lernenden Identifizierungsverfahren basiert. Hier wird das Funktionsprinzip eines adaptiven Transversalfilters, das auf einem lernenden Identifizierungsverfahren basiert, anhand eines Anwendungsbeispiels auf einen akustischen Echokompensator beschrieben.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines akustischen Echokompensators, der auf einem lernenden Identifizierungsverfahren basiert. In 1 wird ein Systemidentifizierungsgerät als Echokompensator 130 verwendet.
Ein Lautsprecher 10 wandelt ein darin eingegebenes Bezugseingangssignal 1 in ein akustisches Signal um. Das durch den Lautsprecher 10 umgewandelte akustische Signal breitet sich auf einem Schallweg 11 aus, der ein unbekanntes System ist, und erreicht ein Mikrofon 12. Danach wird in dem akustischen Signal ein Echo (akustisches Echo) erzeugt. Das Mikrofon 12 wandelt das akustische Signal zusammen mit dem Rauschen 2 in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal als Beobachtungssignal 3 aus.
Der Echokompensator 130 entfernt den Echoeinfluß, der in dem vom Mikrofon 12 ausgegebenen Beobachtungssignal 3 enthalten ist. Der Echokompensator 130 weist ein adaptives Filter 101, ein Subtrahierglied 102, eine Schrittgrößeneinstellschaltung 110 und eine Leistungsschätzschaltung 131 auf.
Das adaptive Filter 101 führt eine Faltungsberechnung des Bezugseingangssignals 1 und der Filterkoeffizienten aus und übermittelt ein Ergebnis der Faltungsberechnung als Ausgangssignal 5 an das Subtrahierglied 102. Das Subtrahierglied 102 subtrahiert das vom adaptiven Filter 101 dorthin übermittelte Ausgangssignal 5 von dem durch das Mikrofon 12 ausgegebenen Beobachtungssignal 3 und gibt das Subtraktionsergebnis als Fehlersignal 4 aus. Das vom Subtrahierglied 102 ausgegebene Fehlersignal 4 wird als Ausgangssignal des Echokompensators 130 ausgegeben und außerdem zum adaptiven Filter 101 übermittelt (rückgekoppelt).
Die Leistungsschätzschaltung 131 schätzt die Leistung des Bezugseingangssignals 1 und übermittelt das Schätzergebnis (den Leistungsschätzwert 109) zum adaptiven Filter 101. Die Schrittgrößeneinstellschaltung 110 übermittelt eine Schrittgröße μ zum adaptiven Filter 101 (Schrittgröße 111).
In dem oben beschriebenen Echokompensator 130 aktualisiert das adaptive Filter 101 die Filterkoeffizienten, um das Fehlersignal 4 als Ausgangssignal des Echokompensators 130 zu minimieren, wobei das in den Echokompensator 130 eingegebene Bezugseingangssignal 1, der von der Leistungsschätzschaltung 131 übermittelte Schätzwert 109, die von der Schrittgrößeneinstellschaltung 110 übermittelte Schrittgröße 111 und das vom Subtrahierglied 102 ausgegebene (rückgekoppelte) Fehlersignal 4 verwendet werden.
Die oben beschriebene Operationsfolge kann durch die folgenden Ausdrücke dargestellt werden. Die Impulsantwort des Schallwegs 11 wird durch h(i) i = 0, ..., N – 1) dargestellt, das Bezugseingangssignal 1 zum Zeitpunkt t wird durch x(t) dargestellt, das Rauschen 2 wird durch n(t) dargestellt, und das Beobachtungssignal 3 wird durch d(t) dargestellt. Die Beziehung zwischen Bezugseingangssignal x(t), Rauschen n(t) und Beobachtungssignal d(t) ist gegeben durch
Wenn die Zahl der Abgriffe des adaptiven Filters 101 durch N und die Filterkoeffizienten durch w(i, t) (i = 0, ..., N – 1) dargestellt werden, ist das Ausgangssignal y(t) des adaptiven Filters 101 gegeben durch
Aus den Ausdrücken (1) und (2) ergibt sich das Fehlersignal e(t) als
Die Aktualisierung der Filterkoeffizienten w(i, t) unter Verwendung der Schrittgröße μ ist gegeben durch
wobei Px(t) eine einfache mittlere Leistung
von x(t) und μ eine Konstante im Bereich 0 < μ < 2 ist.
Bei dem lernenden Identifizierungsverfahren werden die Filterkoeffizienten unter Verwendung des Fehlersignals e(t) modifiziert. Aus dem Ausdruck (3) ist ersichtlich, daß das Fehlersignal e(t) zusätzlich zu dem Systemidentifizierungsfehler h(i) – w(i, t) ein Rauschen n(t) enthält. Wenn das Rauschen n(t) im Vergleich zum Ausgangssignal des unbekannten Systems ausreichend niedrig ist, können die Filterkoeffizienten unter Anwendung des lernenden Identifizierungsverfahrens korrekt modifiziert werden, um eine Kenngröße des unbekannten Systems zu identifizieren.
Die Modifikation der Filterkoeffizienten unter Anwendung des oben beschriebenen lernenden Identifizierungsverfahrens weist jedoch insofern ein Problem auf, als bei hohem Rauschen n(t) die Filterkoeffizienten nicht fehlerfrei modifiziert werden können. Ferner können, wenn das Bezugseingangs gnal x(t) ein nichtstationäres Signal ist, wie z. B. ein Sprachsignal, auch bei vergleichsweise niedrigem Rauschen n(t) die Filterkoeffizienten manchmal nicht fehlerfrei modifiziert werden. Es besteht die Ansicht, daß dies aus dem folgenden Grunde zustande kommt.
Da gemäß Ausdruck (4) der Aktualisierungsbetrag der Filterkoeffizienten w(i, t) umgekehrt proportional zur Leistung Px(t) des Bezugseingangssignals ansteigt, ist bei sehr niedrigem Bezugseingangssignal x(t) der Aktualisierungsbetrag der Filterkoeffizienten w(i, t) sehr hoch. Das Ausgangssignal des Schallwegs 11 ist indessen sehr klein, und das Fehlersignal e(t) enthält ein vergleichsweise starkes Rauschen n(t). Dementsprechend besteht die Ansicht, daß ein Filterkoeffizient w(i, t) um einen hohen Betrag aktualisiert wird, wobei nicht der Identifikationsfehler h(i) – w(i, t) des unbekannten Systems, sondern das Rauschen n(t) verwendet wird, und daß dadurch eine fehlerfreie Aktualisierung der Filterkoeffizienten verhindert wird.
Als Schätzverfahren für die Leistung Px(t) des Bezugseingangssignals in einem lernenden Identifizierungsverfahren wird in "The Foundation of an Adaptive Filter (Part 2)" (Grundlagen eines adaptiven Filters), Journal of the Acoustic Society of Japan, Bd. 45, Nr. 9, S.- 731–738, ein Verfahren mit Anwendung der verlustbehafteten bzw. "Leckintegration" (leaky integration) offenbart. In folgenden wird das Verfahren in seinen Grundzügen beschrieben.
Bei Anwendung der verlustbehafteten Integration erhält man Px(t) durch Px(t) = αPx(t – 1) + βx2(t) (7)wobei α und β jeweils Konstanten innerhalb der folgenden Bereiche sind: 0 < α < 1 (8) 0 < β (9)und in den meisten Fällen gilt β = 1 – α (10)
Wenn die Leistung Px(t) eines nichtstationären Bezugseingangssignals unter Anwendung der verlustbehafteten Integration berechnet wird, ist das Verhalten des adaptiven Fil ters von einer Zeitkonstante der verlustbehafteten Integration abhängig, die als Konstante α definiert ist. Wenn die Zeitkonstante gleich der Anzahl N der Abgriffe des adaptiven Filters ist, erhält man ein ähnliches Ergebnis wie bei Verwendung einer einfachen mittleren Leistung. Wenn eine lange Zeitkonstante festgesetzt wird, verringert sich die Nachführgeschwindigkeit von Px(t), und die Reaktion auf einen Leistungsanstieg oder -abfalle verlangsamt sich.
Wenn sich die Nachführung bei einem Leistungsabfall verlangsamt, hat auch bei einer Abnahme des Bezugseingangssignals der Leistungsschätzwert Px(t) noch einen hohen Wert. In diesem Fall tritt das Problem des lernenden Identifizierungsverfahrens nicht auf, d. h. ein Leistungsabfall durch Rauschen, der von der Division durch eine niedrige Leistung herrührt. Dementsprechend ist eine Verbesserung der Leistung im Vergleich zum Rauschen zu erwarten.
Wenn sich andererseits die Nachführung bei einem Leistungsanstieg verlangsamt, dann wird auch dann, wenn das Bezugseingangssignal einen hohen Wert annimmt, der Leistungsschätzwert Px(t) noch auf einem niedrigen Wert gehalten. Als Ergebnis kann der Aktualisierungsbetrag der Filterkoeffizienten möglicherweise zu hoch werden, was zu einer Divergenz der Filterkoeffizienten führt. Das obenerwähnte Dokument offenbart jedoch kein Kriterium für die Wahl einer Zeitkonstante für die verlustbehaftete Integration bzw. kein Verfahren zur Verhinderung einer Divergenz der Filterkoeffizienten.
Wie oben in Bezug auf 1 beschrieben, weist ein adaptives Filter, das auf einem lernenden Identifizierungsverfahren mit Verwendung einer einfachen mittleren Leistung basiert, insofern ein Problem auf, als bei starkem Rauschen die Filterkoeffizienten nicht fehlerfrei modifiziert werden können. Ein lernendes Identifizierungsverfahren mit Verwendung der verlustbehafteten Integration weist indessen ein anderes Problem auf, da die Filterkoeffizienten divergieren können.
Das oben beschriebene adaptive Filter wird insbesondere in den folgenden Dokumenten erläutert:

(1) "The Foundation of an Adaptive Filter (Part 1)" (Grundlagen eines adaptiven Filters), Journal of the Acoustic Society of Japan, Bd. 45, Nr. 8, S. 624–630: hier wird ein adaptives Filter mit Anwendung eines LMS-Algorithmus offenbart, der insbesondere von der Methode des steilsten Abstiegs Gebrauch macht; und
(2) Proceedings of the 1994 Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Fall Conference of Japan in 1994, S. 115: dieses Dokument offenbart einen akustischen Echokompensator, der von einem Algorithmus Gebrauch macht, in dem ein Parameter eines Verfahrens mit variabler Schrittgröße als Reaktion auf einen Rauschpegel variiert wird.

EP-A-1-0 525 772 betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Identifizierung eines unbekannten Systems unter Anwendung eines adaptiven Filters, wobei die Schrittgröße dem adaptiven Filter anschließend zugeführt wird, so daß der Identifikationsfehler vermindert werden kann. Der Wert der Schrittgröße wird unter Verwendung eines Leistungsgradienten des Fehlersignals gemäß dem LMS- oder LIM-Algorithmus (Algorithmus des lernenden Identifizierungsverfahrens) berechnet und durch den vorhergehenden Wert der Schrittgröße begrenzt. Ferner kann die Schrittgröße bei Erfassung einer plötzlichen Änderung des Fehlersignals neu eingestellt werden, oder die Begrenzung der Schrittgröße kann aufgehoben werden.
WO 84/00260 offenbart eine Normierung der Aktualisierung eines adaptiven Filters. Die Normierung der Schleifenverstärkung wird bei adaptiven Filtern angewandt, um die Gewichtung der Aktualisierungen der Filterkenngrößen so zu steuern, daß sie gegen eine gewünschte Filterkenngröße konvergieren. Die Filterstabilität und die schnelle Konvergenz mit hoher Güte werden für verschiedene empfangene oder eingegebene Signale durch Verwendung von Schätzwerten für kurze und lange Ansprechzeiten einer vorgeschriebenen Eingangssignalkenngröße zur Steuerung der Aktualisierungsverstärkung realisiert. In einer Ausführungsform werden Eingangssignalleistungsschätzwerte sowohl für kurze als auch für lange Ansprechzeiten erzeugt, und einer der beiden Schätzwerte wird zur Steuerung der Aktualisierungsverstärkung ausgewählt. Konkret wird der Schätzwert für kurze Ansprechzeit durch einen vorgegebenen Wert modifiziert, und dann wird von dem Schätzwert für lange Ansprechzeit und dem modifizierten Schätzwert für kurze Ansprechzeit der größere Wert für die Steuerung der Aktualisierungsverstärkung ausgewählt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Gerät zur Systemidentifizierung mit Verwendung eines adaptiven Filters bereitzustellen, wobei zur Lösung der oben beschriebenen Probleme Filterkoeffizienten auch in einer Umgebung mit hohem Rauschpegel fehlerfrei aktualisiert werden können und auch bei einer plötzlichen Leistungsänderung eines Bezugseingangssignals ein stabiler Betrieb sichergestellt ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.
Bei dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Identifizierungsverfahren und -gerät können durch Berechnung der Leistung eines Bezugseingangssignals unter Verwendung eines Kurzzeit-Leistungsmittelwerts und eines Langzeit-Leistungsmittelwerts des Bezugseingangssignals die Filterkoeffizienten auch in einer Umgebung mit nichtstationärem Bezugseingangssignal und hohem Rauschpegel fehlerfrei aktualisiert werden. Ferner werden auch bei einer plötzlichen Leistungsänderung des Bezugseingangssignals die Filterkoeffizienten nicht divergieren.
Bei Anwendung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Identifizierungsverfahrens und -geräts wirkt sich dementsprechend die Abschätzung der Leistung eines Bezugseingangssignals unter Verwendung eines Kurzzeit-Leistungsmittelwerts und eines Langzeit-Leistungsmittelwerts so aus, daß die Filterkoeffizienten in einer Umgebung mit gemischtem Rauschen fehlerfrei aktualisiert werden können und ein stabilisierter Betrieb auch bei plötzlicher Änderung der Eingangssignalleistung gewährleistet ist.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockschaltbild eine herkömmlichen Echokompensators;
2 ein Blockschaltbild, das einen Echokompensator darstellt, der eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgeräts ist;
3 ein Blockschaltbild, das eine Form einer Schätzschaltung für einen Kurzzeit-Leistungsmittelwert darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird;
4 ein Blockschaltbild, das eine Form einer Schätzschaltung für einen Langzeit-Leistungsmittelwert darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird;
5 ein Blockschaltbild, das eine erste Form einer Leistungsschätzschaltung darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird;
6 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen adaptiven Filters;
7 ein Blockschaltbild einer in 6 dargestellten Rechenschaltung;
8 ein Blockschaltbild, das eine zweite Form der Leistungsschätzschaltung darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird;
9 ein Blockschaltbild, das einen weiteren Echokompensator darstellt, der eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgeräts ist;
10 ein Blockschaltbild, das eine dritte Form der Leistungsschätzschaltung darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird; und
11 ein Blockschaltbild, das eine vierte Form der Leistungsschätzschaltung darstellt, die in dem erfindungsgemäßen Systemidentifizierungsgerät verwendet wird.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 bis 11 ausführlich beschrieben, wobei als Beispiel ein Echokompensator betrachtet wird, der ein akustisches Echo beseitigt, wenn sich ein Empfangssignal von einem Lautsprecher auf einem räumlichen Schallweg ausbreitet und durch ein Mikrofon erfaßt wird. In dem nachstehend beschriebenen Beispiel wird ein Systemidentifizierungsgerät als Echokompensator eingesetzt.
2 zeigt ein Blockschaltbild, das den Echokompensator nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Der Lautsprecher 10 wandelt ein eingegebenes Bezugseingangssignal 1 in ein akustisches Signal um. Das durch den Lautsprecher 10 umgewandelte akustische Signal breitet sich entlang einem Schallweg aus, der ein unbekanntes System ist, und erreicht das Mikrofon 12. Daraufhin wird in dem akustischen Signal ein Echo (akustisches Echo) erzeugt. Das Mikrofon 12 wandelt das akustische Signal zusammen mit dem Echo und dem Rauschen 2 in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal als Beobachtungssignal 3 aus.
Der Echokompensator 100 entfernt den Einfluß des Echos, das in dem vom Mikrofon 12 ausgegebenen Beobachtungssignal 3 enthalten ist. Der Echokompensator 100 weist ein adaptives Filter 101, ein Subtrahierglied 102, eine Schätzschaltung 103 für einen Kurzzeit-Leistungsmittelwert, eine Schätzschaltung 105 für einen Langzeit-Leistungsmittelwert, eine Leistungsschätzschaltung 107 und eine Schrittgrößeneinstellschaltung 110 auf.
Das adaptive Filter 101 führt eine Faltungsberechnung des Bezugseingangssignals 1 und der Filterkoeffizienten aus und übermittelt das Ergebnis der Faltungsberechnung als Ausgangssignal 5 zum Subtrahierglied 102. Das Subtrahierglied 102 subtrahiert das vom adaptiven Filter 101 übermittelte Ausgangssignal 5 von dem vom Mikrofon 12 ausgegebenen Beobachtungssignal 3 und gibt das Subtraktionsergebnis als Fehlersignal 4 aus. Das vom Subtrahierglied 102 ausgegebene Fehlersignal 4 wird als Ausgangssignal des Echokompensators 100 ausgegeben und außerdem zum adaptiven Filter 101 übermittelt (rückgekoppelt).
Die Schätzschaltung 103 für einen Kurzzeit-Leistungsmittelwert schätzt den Kurzzeitmittelwert der Leistung des in die Schaltung eingegebenen Bezugseingangssignals 1 und übermittelt ein Schätzergebnis (Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104) zur Leistungsschätzschaltung 107.
Die Leistungsschätzschaltung 107 schätzt die Leistung des Bezugseingangssignals 1 auf der Basis des von der Kurzzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 103 zugeführten Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 und des von der Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105 zugeführten Langzeit- Leistungsmittelwerts 106 und übermittelt das Schätzergebnis, (den Leistungsschätzwert 109) zum adaptiven Filter 101 und zur Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105. Ferner übermittelt die Leistungsschätzschaltung 107 zur Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105 ein Leistungsschätzungssteuersignal 108 zur Steuerung des Betriebs der Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105.
Die Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105 schätzt einen Langzeitmittelwert der Leistung des Bezugseingangssignals 1 auf der Basis des in den Echokompensator 100 eingegebenen Bezugseingangssignals 1 und des Schätzwertes 109 der Leistung des Bezugseingangssignals 1 sowie des von der Leistungsschätzschaltung 107 zugeführten Leistungsschätzungssteuersignals 108 und übermittelt das Schätzergebnis (Langzeit-Leistungsmittelwert 106) zur Leistungsschätzschaltung 107.
Die Schrittgrößeneinstellschaltung 110 übermittelt eine eingestellte Schrittgröße μ (Schrittgröße 111) zum adaptiven Filter 101.
In dem oben beschriebenen Echokompensator 100 modifiziert das adaptive Filter 101 die Filterkoeffizienten unter Verwendung des in den Echokompensator 100 eingegebenen Bezugseingangssignals 1, des von der Leistungsschätzschaltung 107 übermittelten Leistungsschätzwerts 109, der von der Schrittgrößeneinstellschaltung 110 übermittelten Schrittgröße 111 und des vom Subtrahierglied 102 ausgegebenen (rückgekoppelten) Fehlersignals 4, um das Fehlersignal 4 zu minimieren, das ein Ausgangssignal des Echokompensators 100 ist.
3 zeigt eine Konstruktion einer Form der Kurzzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 103. Die vorliegende Kurzzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 300 berechnet den Leistungsmittelwert des Eingangssignals 301 mit Hilfe eines verlustbehafteten (leaky) Integrators erster Ordnung und gibt das Berechnungsergebnis als mittlere Leistung 302 aus.
Eine Quadrierschaltung 303 quadriert das Eingangssignal 301 und übermittelt das Ergebnis der Quadratberechnung zu einem ersten Koeffizientenmultiplizierglied 304. Das erste Koeffizientenmultiplizierglied 304 multipliziert das empfangene Quadrierungsergebnis mit der Konstante β und übermittelt das Multiplikationsergebnis zu einem Addierglied 305. Das Addierglied 305 addiert das Multiplikationsergebnis des ersten Koeffizientenmultiplizierglieds 304 und das Multiplikationsergebnis des zweiten Koeffizientenmultiplizierglieds 306 und gibt das Additionsergebnis als mittlere Leistung 302 aus. Ferner übermittelt das Addierglied 305 das Additionsergebnis zu einem Register 307. Das Register 307 verzögert das Additionsergebnis des Addierglieds 305 um ein Abtastintervall und übermittelt das Verzögerungsergebnis zum zweiten Koeffizientenmultiplizierglied 306. Das zweite Koeffizientenmultiplizierglied 306 multipliziert den vom Register 307 übermittelten Wert mit einer Konstante α und übermittelt das Multiplikationsergebnis zum Addierglied 305.
Die Konstante α definiert eine Zeitkonstante der verlustbehafteten Integration und ist eine positive Konstante, die kleiner als 1,0 ist. Mit zunehmendem Wert von α nimmt die Zeitkonstante zu. Die Konstante β ist ein willkürlicher positiver Wert. Da bei der durch den Ausdruck (4) dargestellten Aktualisierung der Filterkoeffizienten das N-fache der Bezugseingangssignalleistung Px(t) verwendet wird, sollte β auf β = N(1 – α) (11)eingestellt werden, um das N-fache eines gewichteten quadratischen Mittelwerts des Eingangssignals 301 zu erhalten.
Hier wird zwar ein Mittelwert durch verlustbehaftete Integration erster Ordnung berechnet, aber zur Berechnung des Mittelwerts kann auch ein Filter beliebiger Ordnung verwendet werden. Ferner kann statt eines gewichteten Mittelwerts ein einfacher Mittelwert berechnet werden.
4 zeigt eine Konstruktion einer Form der Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 105. Die vorliegende Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 310 berechnet einen Langzeit-Leistungsmittelwert 314 des Eingangssignals 311 auf der Basis des Eingangssignals 311, des Schätzwerts 312 der mittleren Leistung und des Leistungsschätzungssteuersignals 313. Das Leistungsschätzungssteuersignal 313 ist ein Signal, das anweist, ob der Langzeit-Leistungsmittelwert 314 auf der Basis des Eingangssignals 311 und des Schätzwerts 312 der mittleren Leistung zu modifizieren ist oder ein früherer Wert des Langzeit-Leistungsmittelwerts 314 unverändert zu halten ist.
Eine Quadrierschaltung 315 quadriert das Eingangssignal 311 und übermittelt das Quadrierungsergebnis zum ersten Koeffizientenmultiplizierglied 316. Das erste Koeffizientenmultiplizierglied 316 multipliziert das Quadrierungsergebnis mit der Konstante δ und übermittelt das Multiplikationsergebnis zum Addierglied 317.
Das Register 318 verzögert den Schätzwert 312 der mittleren Leistung um ein Abtastintervall und übermittelt das Verzögerungsergebnis zu einem zweiten Koeffizientenmultiplizierglied 319 und einem Selektor 320. Das Addierglied 317 addiert die Multiplikationsergebnisse des ersten Koeffizientenmultiplizierglieds 316 und des zweiten Koeffizientenmultiplizierglieds 319 und übermittelt das Additionsergebnis zum Selektor 320.
Der Selektor 320 wählt den im Register 318 gespeicherten Wert aus, wenn durch das Leistungsschätzungssteuersignal 313 eine Anweisung zum Halten eines früheren Wertes eingegeben wird, wählt aber das Additionsergebnis des Addierglieds 317 aus, wenn eine andere Anweisung zur Aktualisierung des Leistungsschätzwerts eingegeben wird. Das Auswahlergebnis wird als Ausgangssignal 314 der Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung 310 ausgegeben.
Die Konstante γ definiert eine Zeitkonstante der verlustbehafteten Integration und ist eine positive Konstante, die kleiner als 1,0 ist. Da die Zeitkonstante der Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung länger eingestellt werden muß als die Zeitkonstante der Kurzzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung, wird γ so eingestellt, daß es in dem Bereich 0 < α < γ < 1 (12)liegt. Die Konstante δ ist zwar ein willkürlicher positiver Wert, sollte aber ähnlich der Konstanten β auf δ = N(1 – γ) (13)eingestellt werden, um das N-fache des gewichteten quadratischen Mittelwerts des Eingangssignals 311 zu erhalten.
Hier wird zwar ein Mittelwert durch verlustbehaftete Integration erster Ordnung berechnet, aber es kann auch ein Filter beliebiger Ordnung zur Berechnung des Mittelwerts eingesetzt werden.
5 zeigt eine erste Form der Leistungsschätzschaltung 107. Die vorliegende Leistungsschätzschaltung 400 empfängt den Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 und den Langzeit-Leistungsmittelwert 106 als Eingangssignale und gibt ein Leistungsschätzungssteuersignal 108 und einen Leistungsschätzwert 109 aus.
Eine Schwellwerteinstellschaltung 401 setzt auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 einen Schwellwert fest, der einen unteren Grenzwert für den Leistungsschätzwert 109 definiert, und übermittelt den Schwellwert zu einem Komparator 402 und einem Selektor 403. Der Komparator 402 vergleicht den von der Schwellwerteinstellschaltung 401 zugeführten Schwellwert mit dem Langzeit-Leistungsmittelwert 106 und übermittelt das Vergleichsergebnis zum Selektor 403.
Der Selektor 403 wählt unter dem von der Schwellwerteinstellschaltung 401 übermittelten Schwellwert und dem Langzeit-Leistungsmittelwert 106 den Wert aus, der vom Komparator 402 als größer ermittelt worden ist, und gibt den gewählten Wert als Leistungsschätzwert 109 aus. Das Register 404 gibt das Leistungsschätzungssteuersignal 108 als Anweisung aus, um den Langzeit-Leistungsmittelwert stets zu aktualisieren.
Als Verfahren zur Einstellung des Schwellwerts kann eine willkürliche Funktion des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 verwendet werden. Um zu bewirken, daß das adaptive Filter stabil arbeitet, wird vorzugsweise eine Funktion verwendet, die mit zunehmendem Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 monoton zunimmt. Das einfachste Beispiel ist die Verwendung eines Schwellwerts, der proportional zum Kurzzeit-Leistungsmittelwert zunimmt. Als Schwellwert kann der Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 selbst verwendet werden.
Nachstehend wird ein adaptives Transversalfilter beschrieben, das eine Form des adaptiven Filters 101 ist. Ein Ausgangssignal y(t) des adaptiven Filters ist durch den Ausdruck (2) gegeben, und die Aktualisierung eines Filterkoeffi zienten w(i, t) ist durch den Ausdruck (4) gegeben. Diese Prozesse können durch eine Kaskadenschaltung von Rechenschaltungen realisiert werden, welche die Berechnung für einen Abgriff ausführen. Die j-te Rechenschaltung (j = 1, ..., N) empfängt das Eingangssignal xin(j, t) der Verzögerungseinheit, das Eingangssignal yin(j, t) des Addierglieds und den Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag Δ(t) als Eingangssignale und führt einen Verzögerungsprozeß xout(j, t) = xin(j, t – 1), (14)eine Faltungsberechnung yout(j, t) = yin(j, t) + w(j – 1, t)xin(j, t) (15)und eine Koeffizientenaktualisierung E(j – 1, t + 1) = w(j – 1, t) + Δ(t)xin(j, t) (16)aus und gibt dann das Ausgangssignal xout(j, t) der Verzögerungseinheit und das Ausgangssignal yout(j, t) des Addierglieds aus. Hierbei sind xin(1, t) bzw. yin(1, t) durch xin(1, t) = x(t) (17) yin(1, t) = 0 (18)gegeben, und der Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag Δ(t) ist definiert als Δ(t) = μe(t)/NPx(t) (19)
6 zeigt eine Form des adaptiven Filters 101. Das vorliegende adaptive Filter 200 empfängt ein Bezugseingangssignal 201 als Eingangssignal und erzeugt ein Ausgangssignal 205. Ferner werden die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters 200 aktualisiert, um das Fehlersignal 204 zu minimieren. Das Bezugseingangssignal 201 zum adaptiven Filter 200 wird als Eingangssignal xin(1, t) der Verzögerungseinheit zur ersten Rechenschaltung 206₁ übermittelt.
Die erste Rechenschaltung 206₁ empfängt das Bezugseingangssignal 201 zum adaptiven Filter 200 als Eingangssignal xin(1, t) der Verzögerungseinheit und empfängt die im ersten Konstantenregister 207 gespeicherte Konstante 0 als Eingangssignal yin(1, t) des Addierglieds und führt einen Verzögerungsprozeß, eine Faltungsberechnung und eine Koeffizientenaktualisierung aus. Ferner übermittelt die erste Rechenschaltung 206₁ das Ausgangssignal xout(1, t) der Verzögerungseinheit zum Eingang xin(2, t) der zweiten Rechenschaltung 206₂ und übermittelt das Ausgangssignal yout(1, t) des Addierglieds zum Eingang yin(2, t) des Addierglieds der zweiten Rechenschaltung 206₂ .
Die zweite Rechenschaltung 206₂ empfängt das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(1, t) der ersten Rechenschaltung 206₁ als Verzögerungseinheit-Eingangssignal xin(2, t) und empfängt das Addierglied-Ausgangssignal yout(1, t) der ersten Rechenschaltung 206₁ als Addierglied-Eingangssignal yin(2, t) und führt einen Verzögerungsprozeß, eine Faltungsberechnung und eine Koeffizientenaktualisierung aus. Ferner übermittelt die zweite Rechenschaltung 206₂ das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(2, t) zum Eingang xin(3, t) der Verzögerungseinheit der dritten Rechenschaltung 206₃ und übermittelt das Ausgangssignal yout(2, t) des Addierglieds zum Addiergliedeingang yin(3, t) der dritten Rechenschaltung 206₃ .
Auf ähnliche Weise wie die zweite Rechenschaltung 206₂ empfängt die j-te Rechenschaltung 206_j (j = 3, ..., N – 1) das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(j – 1, t) der (j – 1)-ten Rechenschaltung 206_j–1 als Verzögerungseinheit-Eingangssignal xin(j, t) und empfängt das Addierglied-Ausgangssignal yout(j – 1, t) der (j – 1)-ten Rechenschaltung 206_j–1 als Addierglied-Eingangssignal yin(j, t) und führt einen Verzögerungsprozeß, eine Faltungsberechnung und eine Koeffizientenaktualisierung aus. Die j-te Rechenschaltung 206_j übermittelt das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(j, t) zum Eingang der Verzögerungseinheit xin(j + 1, t) der (j + 1)-ten Rechenschaltung 206_j+1 und übermittelt das Addierglied-Ausgangssignal yout(j, t) zum Addierglied-Eingang yin(j + 1, t) der (j + 1)-ten Rechenschaltung 206_j+1.
Entsprechend empfängt die N-te Rechenschaltung 206_N das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(N – 1, t) der (N – 1)-ten Rechenschaltung 206_N–1 als Verzögerungseinheit-Eingangssignal xin(N, t) und empfängt das Addierglied-Ausgangssignal yout(N – 1, t) der (N – 1)-ten Rechenschaltung 206_N–1 als Addierglied-Eingangssignal yin(N, t) und führt einen Verzögerungsprozeß, eine Faltungsberechnung und eine Koeffizientenaktualisierung aus. Das Addierglied-Ausgangssignal yout(N, t) der N-ten Re chenschaltung 206_N dient als Ausgangssignal 205 des adaptiven Filters 200. Das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal xout(N, t) der N-ten Rechenschaltung 206_N wird nicht verwendet.
Das Multiplizierglied 208 multipliziert das Fehlersignal 204 mit der Schrittgröße 203 und übermittelt das Multiplikationsergebnis zur Dividiereinrichtung 209. Die Dividiereinrichtung 209 dividiert das Multiplikationsergebnis des Multiplizierglieds 208 durch den Leistungsschätzwert 202, um den Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag Δ(t) zu erhalten, und übermittelt den Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag Δ(t) zu den N Rechenschaltungen 206₁ , ..., 206_N .
7 zeigt eine Form der Rechenschaltungen 206₁ , ..., 206_N . Wie aus 7 erkennbar, empfängt die vorliegende Rechenschaltung 220 das Verzögerungseinheit-Eingangssignal 221, das Addierglied-Eingangssignal 222 und den Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag 223 als Eingangssignale, führt einen Verzögerungsprozeß, eine Faltungsberechnung und eine Koeffizientenaktualisierung aus und gibt das Verzögerungseinheit-Ausgangssignal 224 und das Addierglied-Ausgangssignal 225 aus.
Das Verzögerungseinheit-Eingangssignal 221 wird der Verzögerungseinheit 226 und dem ersten Multiplizierglied 227 zugeführt. Die Verzögerungseinheit 226 verzögert das Verzögerungseinheit Eingangssignal 221 um ein Abtastintervall und gibt das Verzögerungsergebnis als Verzögerungseinheit-Ausgangssignal 224 aus.
Das erste Multiplizierglied 227 multipliziert das Verzögerungseinheit-Eingangssignal 221 mit dem Inhalt des Koeffizientenregisters 231 und übermittelt das Multiplikationsergebnis zum ersten Addierglied 228. Das erste Addierglied 228 addiert das Multiplikationsergebnis des ersten Multiplikationsglieds 227 zum Addierglied-Eingangssignal 222 und gibt das Additionsergebnis als Addierglied-Ausgangssignal 225 aus.
Das zweite Multiplizierglied 229 multipliziert das Verzögerungseinheit-Eingangssignal 221 mit dem Filterkoeffizientenaktualisierungsbetrag 223 und übermittelt das Multiplikationsergebnis zum zweiten Addierglied 230. Das zweite Addierglied 230 addiert das Multiplikationsergebnis des zweiten Multiplizierglieds 229 und den Inhalt des Koeffizientenregisters 231 und speichert das Additionsergebnis im Koeffizientenregister 231.
Das Beispiel des adaptiven Transversalfilters ist zwar oben unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung kann auf ein beliebiges adaptives Filter angewandt werden, in dem die Leistung eines Bezugseingangssignals zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten verwendet wird. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf ein rekursives adaptives Filter oder ein nichtlineares adaptives Filter angewandt werden.
8 zeigt eine zweite Form der erfindungsgemäßen Leistungsschätzschaltung 107. Die vorliegende Leistungsschätzschaltung 410 empfängt den Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 und den Langzeit-Leistungsmittelwert 106 als Eingangssignale und gibt das Leistungsschätzungssteuersignal 108 und den Leistungsschätzwert 109 aus.
Die erste Schwellwerteinstellschaltung 401 stellt auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 einen ersten Schwellwert ein, der einen unteren Grenzwert des Schätzwerts 109 definiert, und übermittelt den ersten Schwellwert zum ersten Komparator 402 und zum Selektor 403. Der erste Komparator 402 vergleicht den durch die erste Schwellwerteinstellschaltung 401 eingestellten ersten Schwellwert mit dem Langzeit-Leistungsmittelwert 106 und übermittelt das Vergleichsergebnis zum Selektor 403. Der Selektor 403 wählt unter dem von der ersten Schwellwerteinstellschaltung 401 eingestellten ersten Schwellwert und dem Langzeit-Leistungsmittelwert 106 den Wert aus, der durch den ersten Komparator 402 als größer ermittelt wurde, und gibt den ausgewählten Wert als Leistungsschätzwert 109 aus.
Die zweite Schwellwerteinstellschaltung 411 stellt auf der Basis des Langzeit-Leistungsmittelwerts 106 einen zweiten Schwellwert ein, der benutzt werden soll, um festzustellen, ob der Langzeit-Leistungsmittelwert zu aktualisieren ist oder nicht, und übermittelt den so eingestellten zweiten Schwellwert zum zweiten Komparator 412. Der zweite Komparator 412 vergleicht den von der zweiten Schwellwerteinstellschaltung 411 übermittelten zweiten Schwellwert mit dem Kurzzeit- Leistungsmittelwert 104 und erzeugt, wenn der Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 höher als der zweite Schwellwert ist, ein Steuersignal zur Aktualisierung des Langzeit-Leistungsmittelwerts, erzeugt aber in jedem anderen Fall ein anderes Steuersignal, um den Langzeit-Leistungsmittelwert zu halten. Das so erzeugte Steuersignal wird als Leistungsschätzungssteuersignal 108 ausgegeben.
Der erste Schwellwert wird auf ähnliche Weise wie bei der ersten Form der Leistungsschätzschaltung 107 eingestellt. Zur Einstellung des zweiten Schwellwerts kann eine beliebige Funktion des Langzeit-Leistungsmittelwerts 106 verwendet werden. Wenn jedoch der zweite Schwellwert höher als der Langzeit-Leistungsmittelwert 106 eingestellt wird, dann weist der Langzeit-Leistungsmittelwert einen monotonen Anstieg auf, was ungünstig ist. Vorzugsweise wird eine Funktion verwendet, die mit einer Zunahme des Langzeit-Leistungsmittelwerts 106 monoton ansteigt, aber niedriger als der Langzeit-Leistungsmittelwert 106 bleibt. Als eine derartige Funktion kann einfach ein Wert des Langzeit-Leistungsmittelwerts 106 verwendet werden, der mit einem positiven Wert kleiner als 1 multipliziert wird.
9 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Echokompensators, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Leistungsschätzschaltung 107 in der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform durch eine Leistungsschätzschaltung 121 ersetzt, welche die Leistung auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104, des Langzeit-Leistungsmittelwerts 106 und der Schrittgröße 111 schätzt. Folglich unterscheidet sich die Leistungsschätzschaltung 121 von der Leistungsschätzschaltung 107 darin, daß sie zur Leistungsschätzung auch die Schrittgröße 111 verwendet.
10 zeigt eine dritte Form der Leistungsschätzschaltung 121. Die vorliegende Leistungsschätzschaltung 420 enthält anstelle der Schwellwerteinstellschaltung 401 in der in 5 dargestellten Leistungsschätzschaltung 400 eine Schwellwerteinstellschaltung 421, die einen Schwellwert auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 und der Schrittgröße 111 einstellt. Das Bezugszeichen 422 bezeichnet ein Register.
Zur Einstellung des Schwellwerts kann eine beliebige Funktion des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 und der Schrittgröße 111 verwendet werden. Vorzugsweise wird eine Funktion verwendet, die mit zunehmendem Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 und zunehmender Schrittgröße 111 monoton ansteigt. Eine derartige Funktion ist eine Funktion, die proportional zum Kurzzeit-Leistungsmittelwert 104 und zur Schrittgröße 111 zunimmt.
Der Kurzzeit-Leistungsmittelwert des Bezugseingangssignals wird durch Pxs(t) dargestellt, und der Langzeit-Leistungsmittelwert wird durch Pxl(t) dargestellt. Ein lernendes Identifizierungsverfahren, das einen Kurzzeit-Leistungsmittelwert Psx(t) verwendet, in dem die Zeitkonstante annähernd gleich einer Abgriffzahl ist, ist stabil, falls die Schrittgröße μ kleiner als 2,0 ist. Folglich ist auch bei Verwendung des Langzeit-Leistungsmittelwerts Pxl(t) erkennbar, daß das lernende Identifizierungsverfahren stabil ist, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist:
Dementsprechend ist der Schwellwert Pth(t) so einzustellen, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:
Zum Beispiel kann als Schwellwert Pth(t) ein Wert verwendet werden, den man durch Multiplikation der Schrittgröße μ, des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts Psx(t) und einer Konstante erhält, die größer oder gleich 0,5 ist.
11 zeigt eine vierte Form der Leistungsschätzschaltung 121. Die vorliegende Leistungsschätzschaltung 430 enthält anstelle der Schwellwerteinstellschaltung 401 in der in 8 dargestellten Leistungsschätzschaltung 410 eine Schwellwerteinstellschaltung 421, die einen Schwellwert auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts 104 und der Schrittgröße 111 einstellt.
Der erste Schwellwert in der vorliegenden Form wird auf ähnliche Weise eingestellt wie in der dritten Form der Leistungsschätzschaltung 121. Der zweite Schwellwert wird auf ähnliche Weise eingestellt wird der zweite Schwellwert in der zweiten Form der Leistungsschätzschaltung 121.

Claims

Systemidentifizierungsverfahren, wobei ein Ausgangssignal, das durch Verarbeitung eines Bezugseingangssignals (1) mit Hilfe eines adaptiven Filters (101) gewonnen wird, von einem Beobachtungssignal (3) subtrahiert wird, das ein Ausgangssignal eines unbekannten Systems (11) und Rauschen (2) enthält, um ein Fehlersignal (4) zu erhalten, und wobei Koeffizienten des adaptiven Filters (101) unter Verwendung zumindest des Fehlersignals, des Bezugseingangssignals (1), eines Leistungsschätzwerts (109) des Bezugseingangssignals (1) und einer Schrittgröße (111) modifiziert werden, um das Fehlersignal (4) zu minimieren und eine Kenngröße des unbekannten Systems (11) abzuschätzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Berechnen eines Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104), der durch Mittelung der Leistung des Bezugseingangssignals (1) über eine kurze Zeit gewonnen wird, und eines Langzeit-Leistungsmittelwerts (106), der durch Mittelung der Leistung des Bezugseingangssignals (1) über eine lange Zeit gewonnen wird, und Berechnen des Schätzwerts (109) der Leistung des Bezugseingangssignals (1) auf der Basis zumindest des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts und des Langzeit-Leistungsmittelwerts, wobei für die Berechnung des Leistungsschätzwerts (109) des Bezugseingangssignals (1) ein erster Schwellwert auf der Basis zumindest des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104) eingestellt wird und, wenn der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) niedriger ist als der erste Schwellwert, der erste Schwellwert als Leistungsschätzwert (109) des Bezugseingangssignals (1) verwendet wird, aber in jedem anderen Fall der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) als Leistungsschätzwert (109) des Bezugseingangssignals (1) verwendet wird, und wobei für die Berechnung des ersten Schwellwerts der Kurzzeit-Leistungsmittelwert (104) und die Schrittgröße (111) verwendet werden.
Systemidentifizierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei für die Berechnung des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106) ein zweiter Schwellwert auf der Basis des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106) eingestellt wird und, wenn der Kurzzeit-Leistungsmittelwert (104) höher als der zweite Schwellwert ist, der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) unter Verwendung des Bezugseingangssignals (1) aktualisiert wird, aber in jedem anderen Fall der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) nicht aktualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für die Berechnung des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106), wenn der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) niedriger als der erste Schwellwert ist, der Langzeit-Leistungsmittelwert (106) durch den ersten Schwellwert ersetzt wird.
Systemidentifizierungsgerät, wobei ein Ergebnis der Verarbeitung eines Bezugseingangssignals (1) mit Hilfe eines adaptiven Filters (101) von einem Beobachtungssignal (3) subtrahiert wird, das ein Ausgangssignal eines unbekannten Systems (11) und Rauschen (2) enthält, um ein Fehlersignal (4) zu erhalten, und wobei Koeffizienten des adaptiven Filters (101) auf der Basis des Fehlersignals (4) modifiziert werden, um eine Kenngröße des unbekannten Systems (11) abzuschätzen, wobei das Gerät aufweist: das adaptive Filter (101), um unter Verwendung zumindest des Bezugseingangssignals (1) und der Filterkoeffizienten ein Ausgangssignal (5) zu erhalten, ein Subtrahierglied (102) zum Subtrahieren des Ausgangssignals (5) des adaptiven Filters (101) von dem Beobachtungssignal (3), welches das Ausgangssignal des unbekannten Systems (11) und Rauschen (2) enthält, um das Fehlersignal (4) zu erhalten und das Fehlersignal (4) zu dem adaptiven Filter (101) zu übermitteln, eine Kurzzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung (103) zum Abschätzen eines Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104), der ein Kurzzeitmittelwert einer Leistung des Bezugseingangssignals (1) ist, eine Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung (105) zum Abschätzen eines Langzeit-Leistungsmittelwerts (106), der ein Langzeitmittelwert der Leistung des Bezugseingangssignals (1) ist, auf der Basis zumindest des Bezugseingangssignals, eine Leistungsschätzschaltung (107) zum Berech nen eines Schätzwerts (109) der Leistung des Bezugseingangssignals (1) auf der Basis zumindest des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104) und des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106), und eine Schrittgrößeneinstellschaltung (110) zum Einstellen einer Schrittgröße (111), wobei die Koeffizienten des adaptiven Filters (101) unter Verwendung zumindest des Fehlersignals (4), des Bezugseingangssignals (1), des Leistungsschätzwerts (109) und der Schrittgröße (111) so modifiziert werden, daß das Fehlersignal (4) minimiert wird, um das unbekannte System (11) abzuschätzen, wobei die Leistungsschätzschaltung (107) mindestens eine erste Schwellwerteinstellschaltung (401) zum Einstellen eines ersten Schwellwerts auf der Basis zumindest des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104), einen ersten Komparator (402) zum Vergleichen des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106) mit dem ersten Schwellwert sowie einen Selektor (403) aufweist, um auf der Basis des Vergleichsergebnisses des ersten Komparators (402) unter dem ersten Schwellwert und dem Langzeit-Leistungsmittelwert (106) den größeren Wert auszuwählen und den gewählten Wert als Leistungsschätzwert (109) auszugeben.
Systemidentifizierungsgerät nach Anspruch 4, wobei die Leistungsschätzschaltung (107) ferner aufweist: eine zweite Schwellwerteinstellschaltung (411) zum Einstellen eines zweiten Schwellwerts auf der Basis des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106), einen zweiten Komparator (412), um den Kurzzeit-Leistungsmittelwert (104) und den zweiten Schwellwert miteinander zu vergleichen und zur Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung ein Leistungsschätzungssteuersignal mit der Anweisung zu übermitteln, den Langzeit-Leistungsmittelwert (106) zu aktualisieren, wenn der Kurzzeit-Leistungsmittelwert höher ist als der zweite Schwellwert, in jedem anderen Falle aber ein anderes Leistungsschätzungssteuersignal mit der Anweisung zu übermitteln, den Langzeit-Leistungsmittelwert (106) nicht zu aktualisieren, und eine Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung (105) zum Schätzen des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106) als Reaktion auf die Anweisung des Leistungsschätzungssteuersignals.
Systemidentifizierungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, wobei die erste Schwellwerteinstellschaltung (401) den ersten Schwellwert auf der Basis des Kurzzeit-Leistungsmittelwerts (104) und der Schrittgröße (111) einstellt.
Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung (105) den Langzeit-Leistungsmittelwert (106) zumindest auf der Basis des Bezugseinganssignals (1) und des Leistungsschätzwerts (109) berechnet.
Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die Langzeit-Leistungsmittelwertschätzschaltung (105) den Schätzwert für den Langzeit-Leistungsmittelwert (106) auf der Basis des Bezugseingangssignals (1) und des Leistungsschätzwerts (109) aktualisiert, wenn das Leistungsschätzungssteuersignal eine Anweisung zum Aktualisieren des Langzeit-Leistungsmittelwerts (106) enthält, aber in jedem anderen Fall der Leistungsschätzwert (109) als Langzeit-Leistungsmittelwert verwendet wird.