DE69821662T2

DE69821662T2 - Echokompensator zum Gebrauch in einem Übertragungssystem

Info

Publication number: DE69821662T2
Application number: DE69821662T
Authority: DE
Inventors: Shinya Minato-ku Muraoka
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2018-03-03
Also published as: EP0862281A2; EP0862281B1; EP0862281A3; US6185301B1; JP3139405B2; DE69821662D1; JPH10242891A

Description

Die Erfindung betrifft einen Echokompensator, der zum Einsatz beim Minimieren von Echos geeignet ist, die an einem Ende einer Übertragungsleitung eines Telekommunikationssystems auftreten könnten, über das Sprecher an entgegengesetzten Enden der Leitung miteinander sprechen können.
In einem früher vorgeschlagenen Echokompensator befinden sich eine einzelne adaptive Filterschaltung und ein einzelner Subtrahierer. In der adaptiven Filterschaltung werden Abgriffskoeffizienten in Übereinstimmung mit einem Fehlersignal und einem Empfangssignal berechnet, und ein Pseudoechosignal wird in Übereinstimmung mit den Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal erzeugt. Außerdem subtrahiert der Subtrahierer das Pseudoechosignal von einem Sendesignal, was Echos im Sendesignal kompensiert. Ist aber im früher vorgeschlagenen Echokompensator das Hintergrundrauschen am Ende einer Leitung groß oder ist es unmöglich zu bestimmen, ob die Leitung für ein Zweidrahtsystem oder ein Vierdrahtsystem dient, sind die Kennwerte zum Detektieren von Doppelsprechen beeinträchtigt, und die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten sind nicht stabil. Dies wird später näher erläutert.
Ein Merkmal eines später zur Veranschaulichung der Erfindung exemplarisch zu beschreibenden Echokompensators ist, daß er ausgezeichnete Abgriffskoeffizientenkennwerte.stabil bereitstellen kann, ohne die Kennwerte für die Detektion von Doppelsprechen zu beeinträchtigen, auch wenn das Hintergrundrauschen am Ende der Leitung groß oder wenn es unmöglich ist zu bestimmen, ob die Leitung für ein Zweidrahtsystem oder ein Vierdrahtsystem dient.
Die EP-A-0508847 offenbart einen Echokompensator mit einer ersten adaptiven Filterschaltung, einem ersten Subtrahierer, der mit der ersten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, einer zweiten adaptiven Filterschaltung, einem zweiten Subtrahierer, der mit der zweiten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, einer Steuerschaltung, die mit der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung und dem ersten und zweiten Subtrahierer verbunden ist, einer dritten adaptiven Filterschaltung, die mit der Steuerschaltung verbunden ist, und einem dritten Subtrahierer, der mit der dritten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, wobei die erste und zweite Subtrahiererschaltung zum Empfangen von Restsignalen geeignet sind, um Echos zu detektieren.
Die DE-A-19506324 offenbart eine Anordnung mit einem ersten Subtrahierer, der zum Empfangen eines Sendesignals angeordnet ist.
In einem speziellen Echokompensator, der zur Veranschaulichung der Erfindung später exemplarisch zu beschreiben ist, berechnet eine erste adaptive Filterschaltung erste Abgriffskoeffizienten unter Verwendung eines ersten Konvergenzkoeffizienten und erzeugt ein erstes Pseudoechosignal, und ein erster Subtrahierer subtrahiert das erste Pseudoechosignal von einem Sendesignal, um ein erstes Fehlersignal zu erzeugen. Eine zweite adaptive Filterschaltung berechnet zweite Abgriffskoeffizienten unter Verwendung eines zweiten Konvergenzkoeffizienten und erzeugt ein zweites Pseudoechosignal, und ein zweiter Subtrahierer subtrahiert das zweite Pseudoechosignal vom Sendesignal, um ein zweites Fehlersignal zu erzeugen. Eine Steuerschaltung wählt einen Satz der ersten Abgriffskoeffizienten und der zweiten Abgriffskoeffizienten in Übereinstimmung mit einem Empfangssignal, dem Sendesignal und dem ersten und zweiten Fehlersignal aus. Eine dritte adaptive Filterschaltung erzeugt ein drittes Pseudoechosignal in Übereinstimmung mit dem durch die Steuerschaltung ausgewählten Satz der Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal, und ein dritter Subtrahierer subtrahiert das dritte Pseudoechosignal vom Sendesignal, um ein drittes Fehlersignal zu erzeugen, das als eigentliches Sendesignal dient.
In diesem Echokompensator arbeiten die erste und zweite Filterschaltung konstant, um eine Schätzung für die Abgriffskoeffizienten unabhängig vom Betrieb der Steuerschaltung zu bilden.
Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen offenbaren früher vorgeschlagene Anordnungen und mittels eines Beispiels die Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet ist, die das Ausmaß des beanspruchten Schutzes bestimmen. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines früher vorgeschlagenen Echokompensators,
2 einen Ablaufplan zur Beschreibung des Betriebs einer adaptiven Filtersteuerschaltung gemäß 1,
3 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren früher vorgeschlagenen Echokompensators,
4 einen Ablaufplan zur Beschreibung des Betriebs einer adaptiven Filtersteuerschaltung gemäß 3,
5 ein schematisches Blockschaltbild eines Echokompensators, das die Erfindung veranschaulicht, und
6 einen Ablaufplan zur Beschreibung des Betriebs einer adaptiven Filtersteuerschaltung gemäß 5.
Zunächst werden früher vorgeschlagene Echokompensatoren anhand von 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
In 1, die einen ersten früher vorgeschlagenen Echokompensator zeigt, ist eine Leitung 1 mit einem Telefon verbunden, das durch einen Sprecher am proximalen Ende zu verwenden ist, und eine Leitung 2 ist mit einem Modem für einen Sprecher am distalen Ende verbunden. Dadurch können der Sprecher am proximalen Ende und der Sprecher am distalen Ende Sprachsignale über die Leitungen 1 und 2 austauschen. Ein von der Leitung 1 zur Leitung 2 laufendes Sprachsignal wird als Sendesignal S bezeichnet, und ein von der Leitung 2 zur Leitung 1 laufendes Sprachsignal wird als Empfangssignal X bezeichnet.
Ein Echokompensator 3 ist zwischen den Leitungen 1 und 2 vorgesehen, insbesondere auf der Seite der Leitung 1. Das Empfangssignal X wird einer Digital/Analog- (D/A) Wandlung auf der Leitung 1 und auch einer Vierdraht/Zweidraht-Wandlung unterzogen, bevor es zum Sprecher am proximalen Ende ausgegeben wird. Das vom Sprecher am proximalen Ende gesendete Sprachsignal wird einer Zweidraht/Vierdraht-Wandlung und einer A/D-Wandlung unterzogen, bevor es zum Echokompensator 3 ausgegeben wird. Das heißt, das Sendesignal S ist ein lineares digitales Signal oder ein Pulscodemodulations- (PCM) Signal.
Normalerweise ist der Echokompensator 3 so gestaltet, daß er jedes empfangene Sprachsignal (Echo) unterdrückt, das zur Leitung 1 austritt, über die das gesendete Sprachsignal bei einer Zweidraht/Vierdraht-Wandlung auf der Leitung 1 geführt wird. Der Echokompensator 3 ist durch eine Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31, eine Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 32, einen Subtrahierer 33 und eine adaptive Filtersteuerschaltung 34 gebildet. Zu beachten ist, daß die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 und die Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 32 eine adaptive Filterschaltung bilden.
Das Sendesignal kann durch die Formel (1) dargestellt sein: S = A + B (1),wobei A das durch den Sprecher am proximalen Ende geäußerte Sprachsignal und das Hintergrundrauschen und B das Echo ist, das bei der Zweidraht/Vierdraht-Wandlung auf der Leitung 1 erzeugt wird.
Der Subtrahierer 33 subtrahiert ein Pseudoechosignal HX vom Sendesignal S durch die Formel (2), um ein Fehlersignal E zu erhalten: E = S – HX (2),
Das Pseudoechosignal HX wird von der Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 32 erzeugt. Ist das vom Sprecher am proximalen Ende erzeugte Sprachsignal sehr klein und sind die Abgriffskoeffizienten der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 konvergiert, gilt E ≈ 0. Ist in diesem Fall der Sprecher am proximalen Ende nicht stumm, gilt E ≈ A.
Das Pseudoechosignal HX für jedes Signalsymbol wird durch die Pseudoecho-Berechnungsschaltung 32 mit Hilfe der Formel (3) berechnet:
wobei H_i ein i-ter Abgriffskoeffizient und X_(N__i) ein Empfangssignalsymbol zur Zeit (N – i) vor der aktuellen Zeit ist.
Zum Beispiel bezeichnet X₀ das aktuelle Symbol des Empfangssignals X, X₁ bezeichnet ein Symbol des Empfangssignals X, das dem aktuellen Symbol um ein Symbol vorhergeht, usw., und X_N bezeichnet ein Symbol des Empfangssignals X, das dem aktuellen Symbol um N Symbole vorhergeht.
Die Abgriffskomponenten-Berechnungsschaltung 31 hat N Abgriffe und N Abgriffskoeffizienten H_i (i = 1, 2, ..., N). Dazu verfügt die Abgriffskomponenten-Berechnungsschaltung 31 über N Abgriffsspeicher zum Speichern der Abgriffskoeffizienten und ein N-stufiges Schieberegister zum Verschieben des Empfangssignals X. Das Empfangssignal X wird in die Abgriffskomponenten-Berechnungsschaltung 31 eingegeben, um die Abgriffskoeffizienten H_i (i = 1, 2, ..., N) für jedes Symbol zu aktualisieren. Das heißt, ein neuer Abgriffskoeffizient H_i' für den aktuellen Abgriffskoeffizienten H_i wird durch die folgende Formel (4) geschätzt: Hi' = Hi + μ·Ei· Xi – I/α (4)
wobei i eine Abgriffsnummer (i = 1, 2, ..., N) ist; und μ ein Konvergenzkoeffizient ist.
Zu beachten ist, daß die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 auch einen Multiplexer, einen Addierer, einen Subtrahierer und eine Steuerschaltung dafür aufweist, um die Formel (4) zu berechnen. Somit werden die Abgriffskoeffizienten H_i durch die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 gewöhnlich so konvergiert, daß das Fehlersignal E null angenähert wird. In diesem Fall gilt: Je größer der Konvergenzkoeffizient μ, um so größer ist die Konvergenzgeschwindigkeit.
Die Abgriffschätzung mit Hilfe der Formel (4) sollte nur durchgeführt werden, wenn das Empfangssignal X einen ausreichend hohen Pegel zeigt und die Echokomponente infolge des Empfangssignals X viel größer als das Sprachsignal des Sprechers am proximalen Ende oder das Hintergrundrauschen im Sendesignal S ist. Ansonsten muß der Betrieb der Abgriffsschätzung ausgesetzt werden, um Beeinträchtigungen der Kennwerte der Abgriffskoeffizienten zu vermeiden. In diesem Fall werden die letzten Abgriffskoeffizienten beibehalten. Die Bestimmung, ob der Abgriffsschätzbetrieb durchgeführt wird, erfolgt durch die adaptive Filtersteuerschaltung 34, die ein Steuersignal C erzeugt und zur Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 sendet. Ist hierbei C = "1", wird die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 betrieben, während bei C = "0" die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 nicht betrieben wird.
Als nächstes wird der Betrieb der adaptiven Filtersteuerschaltung 34 von 1 anhand von 2 beschrieben.
Die Routine von 2 wird durch Empfangen eines Symbols des Empfangssignals X durchgeführt.
Zunächst wird im Schritt 201 bestimmt, ob die folgende Formel (5) erfüllt ist: X < p1 (5),wobei p1 eine Konstante ist. Ist X < p1, bedeutet dies, daß der Sprecher am distalen Ende als stumm erkannt ist. Daher fährt die Steuerung mit dem Schritt 204 fort, der bewirkt, daß das Steuersignal C zu "0" wird, so daß kein Abgriffsschätzbetrieb durchgeführt wird, und ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 202 über.
Im Schritt 202 wird bestimmt, ob die folgende Formel (6) erfüllt ist: S > p2·X (6),wobei p2 eine Konstante ist, die nicht größer als 0,5 ist.
Ist S > p2·X, heißt dies, daß der Sprecher am proximalen Ende und der Sprecher am distalen Ende beide offenbar als sprechend erkannt sind. Dies ist ein sogenannter Doppelsprechzustand. Daher geht die Steuerung zum Schritt 204 über, wodurch das Steuersignal C "0" wird, so daß kein Abgriffsschätzbetrieb durchgeführt wird, und ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 203 über.
Im Schritt 203 wird bestimmt, ob die folgende Formel (7) erfüllt ist: E > p3·S (7),wobei p3 eine Konstante ist. Dies bedeutet, daß ein Echounterdrückungsbetrag (S/E) des Echokompensators 3 so klein ist, daß die vom Echo abweichende Sprachkomponente einen großen Anteil im Sendesignal S ausmacht. Um daher eine Beeinträchtigung der Kennwerte von Abgriffskoeffizienten zu vermeiden, fährt die Steuerung mit dem Schritt 204 fort, durch den das Steuersignal C "0" wird, so daß der Abgriffsschätzbetrieb nicht durchgeführt wird. Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 205 über, durch den das Steuersignal "1" wird, so daß der Abgriffsschätzbetrieb erfolgt.
Allerdings hat der zuvor beschriebe erste früher vorgeschlagene Echokompensator die folgenden Probleme:
Im Schritt 202 muß die Konstante p2 durch die Leitung 1 genau festgelegt sein. Ist der Pegel des Empfangssignals X höher als der des Sendesignals S, ist es außerdem schwierig, einen Doppelsprechzustand zu detektieren. Ist dagegen ein kleinerer Wert für die Konstante p2 ausgewählt, um dieses Problem zu mildern, wird ein Doppelsprechzustand falsch detektiert, wenn der Echopegel angehoben wird. Auch wenn die Formel (6) im Schritt 202 erfüllt ist, kommt es ferner bei auftretendem Hintergrundrauschen auf der Seite des Sprechers am proximalen Ende auch zur falschen Detektion eines Doppelsprechzustands.
Wird im Schritt 203 ein Doppelsprechzustand richtig von einem Zustand unterschieden, in dem die Abgriffskoeffizienten konvergieren, wird außerdem ein Einfachsprechzustand fehlerhaft für einen Doppelsprechzustand angesehen, so daß die Abgriffskoeffizienten nicht mehr konvergieren.
Ist ferner ein Vierdrahttelefon mit der Leistung 1 verbunden oder liegen gewisse andere Gründe vor, kann es zu akustischer Kopplung zwischen dem erzeugten Echo und dem Telefon kommen, eine solche Kopplung kann eine nichtlineare Kennlinie haben, und in diesem Fall kann der Ansprechpegel des Echos gering sein. Wird daher ein durch Formel (7) dargestellter Echounterdrückungsbetrag E/S verwendet, kann dieser Betrag recht klein und/oder instabil sein, weshalb dieser Betrag nicht zweckmäßig zur Bestimmung verwendet werden kann.
Bei einem sehr geringen Ansprechpegel des Echos der Leitung 2 wird, wenn kein Echo mit einem mit der Leitung 2 verbundenen Vierdrahttelefon vorliegt oder wenn ein nichtlineares Echo vorhanden ist, der Betrag der Echounterdrückung klein, so daß ein Doppelsprechzustand falsch detektiert werden kann.
In 3, die einen zweiten früher vorgeschlagenen Echokompensator zeigt (siehe JP-A-7-170337), ist ein variables Dämpfungsglied 35 den Elementen von 1 zugefügt, wodurch jedes Restecho durch Ein- und Ausschalten des variablen Dämpfungsglieds 35 unterdrückt wird, ohne durch die Verzögerung eines Echowegs beeinflußt zu sein.
Als nächstes wird der Betrieb der adaptiven Filtersteuerschaltung 34 von 3 anhand von 4 beschrieben. In 4 sind Schritte 401, 402 und 403 anstelle der Schritte 202 und 203 von 2 vorgesehen. Das heißt, nur wenn die Bestimmung im Schritt 201 negativ ist, geht die Steuerung zu den Schritten 401, 402 und 403 über.
Im Schritt 401 wird bestimmt, ob die folgende Formel (8) erfüllt ist: S/E ≤ C1 (SM/EM) (8).
Außerdem wird im Schritt 402 bestimmt, ob die folgende Formel (9) erfüllt ist: S/E ≤ C2 (SM/EM) (9).
In den Formeln (8) und (9) sind C₁ und C_Z Konstanten mit folgender Beziehung: 0 < C1 < C2 < 1.
Zum Beispiel betragen C₁ = 1/4 und C₂ = 1/2. Außerdem stellen SM und EM die mittlere Leistung des Sendesignals bzw. den Mittelwert des Subtrahierers 33 dar, wenn nur der Sprecher am distalen Ende spricht, so daß die Abgriffskoeffizienten in einem Einfachsprechzustand ausreichend konvergiert sind. Zu beachten ist, daß SM und EM der Formel (8) und (9) in den Schritten 401 und 402 die aktuelle mittlere Leistung des Sendesignals S bzw. den aktuellen Ausgangswert des Subtrahierers 33 darstellen.
Ist S/E ≤ C₁·(SM/EM), heißt dies, daß ein vollständiger Doppelsprechzustand realisiert ist. Daher fährt die Steuerung mit dem Schritt 204 fort, durch den das Steuersignal C "0" wird, so daß kein Abgriffsschätzbetrieb durchgeführt wird.
Ist C₁·(SM/EM) < S/E ≤ C₂·(SM/EM), bedeutet dies, daß ein Zwischenzustand zwischen einem Doppelsprechzustand und einem Einfachsprechzustand vorliegt. Daher geht die Steuerung zum Schritt 403 über, der das variable Dämpfungsglied 35 einschaltet, und fährt dann mit dem Schritt 204 fort.
Ist S/E > C₂·(SM/EM), heißt dies, daß ein vollständiger Einfachsprechzustand realisiert ist. Daher geht die Steuerung zum Schritt 205 über, durch den das Steuersignal C "1" wird, so daß der Abgriffsschätzbetrieb erfolgt.
Ist im zuvor beschriebenen zweiten früher vorgeschlagenen Echokompensator das Hintergrundrauschen auf der Seite des Sprechers am proximalen Ende groß, zeigt der Wert von SM/EM konstant einen kleinen Wert. Da also die Konstanten C₁ und C₂ kleiner als 1 sind, sind die Formeln (8) und (9) in den Schritten 401 und 402 konstant nicht erfüllt. Als Ergebnis wird ein Abgriffsschätzbetrieb konstant durchgeführt, was die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten beeinträchtigt, die schlimmstenfalls divergieren können.
In 5, die eine Ausführungsform zur Veranschaulichung der Erfindung zeigt, weist ein Kompensator 3' drei adaptive Filterschaltungen auf.
Die erste adaptive Filterschaltung ist durch eine Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 11 und eine Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 12 gebildet, die der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 und der Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 32 von 1 entsprechen. Ein Subtrahierer 13, der dem Subtrahierer 33 von 1 entspricht, subtrahiert ein Pseudoechosignal HX1 vom Sendesignal S durch eine Formel (2) ähnelnde Formel: E1 = S – HX1.
Die zweite adaptive Filterschaltung ist durch eine Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 14 und eine Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 15 gebildet, die der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 31 und der Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 32 von 1 entsprechen. Ein Subtrahierer 16, der dem Subtrahierer 33 von 1 entspricht, subtrahiert ein Pseudoechosignal HX2 vom Sendesignal S durch eine Formel (2) ähnelnde Formel: E2 = S – HX2.
In der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung werden die Pseudoechosignale HX1 und HX2 in den Pseudoecho-Erzeugungsschaltungen 12 bzw. 15 für jedes Symbol unter Verwendung der Formel (3) berechnet, und die Abgriffskoeffizienten H1 und H2 werden in den Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltungen 11 bzw. 14 für jedes Symbol unter Verwendung der Formel (4) berechnet. Das heißt, die erste adaptive Filterschaltung (11, 12) arbeitet ähnlich wie die zweite adaptive Filterschaltung (14, 15), aber die erste und zweite adaptive Filterschaltung haben Konvergenzkoeffizienten, die sich voneinander unterscheiden. Die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 11 verwendet μ1, und die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 13 verwendet μ2, wobei μ1 > μ2 ist. Somit hat in einem Einfachsprechzustand, in dem nur der Sprecher am distalen Ende spricht, die erste adaptive Filterschaltung (11, 12) eine schnelle Konvergenz, um für eine Beziehung E1 < E2 zu sorgen, wogegen in einem Fall, in dem der Sprecher am proximalen Ende zu sprechen beginnt und/oder das Hintergrundrauschen groß wird, um die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten zu beeinträchtigen, eine Beziehung E1 > E2 vorliegt, da die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten für die Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 14 langsam beeinträchtigt werden.
Das dritte adaptive Filter ist durch einen Abgriffskoeffizientenspeicher 17, ein N-stufiges Schieberegister 18 und eine Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 19 gebildet, die der Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 33 von 1 entspricht. Ein Subtrahierer 20, der dem Subtrahierer 33 von 1 entspricht, subtrahiert ein Pseudoechosignal HX3 vom Sendesignal durch eine Formel (2) ähnelnde Formel: E3 = S – HX3.
In der dritten adaptiven Filterschaltung wird das Pseudoechosignal HX3 in der Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 19 für jedes Symbol unter Verwendung der Formel (3) berechnet. Allerdings werden in der dritten adaptiven Filterschaltung die Abgriffskoeffizienten nicht berechnet, sondern die Abgriffskoeffizienten werden von einem Filterselektor 21 zum Abgriffskoeffizientenspeicher 17 geführt.
Für jeweils M Symbole empfängt der Filterselektor 21 Abgriffskoeffizienten H1 von der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 11, Abgriffskoeffizienten H2 von der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltung 14 und Abgriffskoeffizienten H3 vom Abgriffskoeffizientenspeicher 17. Zu beachten ist, daß die Abgriffskoeffizienten H3 in einem Register 17a zwischengespeichert werden. Danach wählt der Filterselektor 21 einen der drei Sätze von Abgriffskoeffizienten als optimale Abgriffskoeffizienten H4 gemäß einem Steuersignal C aus, das durch eine adaptive Filtersteuerschaltung 22 zugeführt wird, und sendet sie zum Abgriffskoeffizientenspeicher 17.
Die adaptive Filtersteuerschaltung 22 empfängt das Sendesignal S von der Leitung 1, das Empfangssignal X von der Leitung 2, das Fehlersignal E1 vom Subtrahierer 13 und das Fehlersignal E2 vom Subtrahierer 16 und bestimmt den Sende- und Empfangszustand sowie den Zustand der Abgriffskoeffizienten in den Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltungen 11 und 14 für jeweils M Symbole.
Der Abgriffskoeffizientenspeicher 17 speichert konstant N Abgriffskoeffizienten und gibt sie zur Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 19 für jedes Symbol aus. Wie zuvor erwähnt, werden andererseits die Abgriffskoeffizienten des Abgriffskoeffizientenspeichers 17 für jeweils M Symbole aktualisiert, so daß die Abgriffskoeffizienten H4 durch den Filterselektor 21 als optimale Abgriffskoeffizienten während der anschließenden M Symbole bereitgestellt werden. In diesem Fall werden die Abgriffskoeffizienten, die im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 bis zur Aktualisierung gespeichert waren, als Abgriffskoeffizienten H3 zum Filterselektor 21 ausgegeben.
Da der Filterselektor 21 und die adaptive Filtersteuerschaltung 22 für jeweils M Symbole betrieben werden, müssen die Pseudoecho-Erzeugungsschaltung 19 und der Subtrahierer 20 für ein verzögertes Sendesignal und ein verzögertes Empfangssignal betrieben werden. Dazu sind Verzögerungsschaltungen 23 und 24 vorgesehen. Das heißt, die Verzögerungsschaltung 23 verzögert das Sendesignal S um M Symbole und sendet es zum Subtrahierer 20. Ferner verzögert die Verzögerungsschaltung 24 das Empfangssignal X um M Symbole und sendet es zum Schieberegister 18.
Im folgenden wird der Betrieb der adaptiven Filtersteuerschaltung 22 von 5 anhand von 6 beschrieben.
Die Routine von 6 wird durch Empfangen von jeweils M Symbolen des Empfangssignals X durchgeführt.
Zuerst wird im Schritt 601 auf die gleiche Weise wie im Schritt 201 von 2 bestimmt, ob die folgende Formel (10) erfüllt ist: X < p4 (10),wobei p4 eine Konstante ist. Ist X < p4, bedeutet dies, daß der Sprecher am distalen Ende als stumm erkannt ist. Daher fährt die Steuerung mit dem Schritt 605 fort, durch den das Steuersignal C zu C3 zum Auswählen der Abgriffskoeffizienten H3 wird. Als Ergebnis werden die Abgriffskoeffizienten H3 wieder im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 gespeichert. Anders ausgedrückt wird der Abgriffsschätzbetrieb im wesentlichen gestoppt. Ferner initialisiert im Schritt 606 die adaptive Filtersteuerschaltung 22 die Abgriffskoeffizienten der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltungen 11 und 14 unter Verwendung der Abgriffskoeffizienten H3. Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 602 über.
Im Schritt 602 wird bestimmt, ob die folgende Formel (11) erfüllt ist: S > p5·X (11),wobei p5 eine Konstante ist. Zu beachten ist, daß 0,5 am zweckmäßigsten für die Konstante p5 verwendet werden kann. Grund dafür ist, daß die CCITT-Normen festlegen, daß ein Echosignal einen höchstens 0,5-fachen Pegel eines Empfangssignals haben sollte, und die Konstante p5 sollte maximal ausgenutzt werden, um zu verhindern, daß infolge des Echosignals ein Doppelsprechzustand falsch detektiert wird.
Ist im Schritt 602 S > p5·X, heiß dies, daß ein Einfachsprechzustand des Sprechers am proximalen Ende oder ein Doppelsprechzustand realisiert ist. Daher fährt die Steuerung mit dem Schritt 605 fort, so daß die Abgriffskoeffizienten H3 wieder im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 gespeichert werden. Außerdem werden im Schritt 606 die Abgriffskoeffizienten der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltungen 11 und 14 unter Verwendung der Abgriffskoeffizienten H3 initialisiert. Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 603 über.
Im Schritt 603 wird bestimmt, ob die folgende Formel (12) erfüllt ist: p6·|E1| < |E2| (12),wobei p6 eine Konstante ist. Ist p6·|E1| < |E2|, bedeutet dies, daß ein Signal gerade empfangen wird und das Sprachsignal des Sprechers am proximalen Ende und das Hintergrundrauschen den Abgriffsschätzbetrieb nicht beeinflussen. Daher fährt die Steuerung mit dem Schritt 608 fort, durch den das Steuersignal C zu C1 zum Auswählen der Abgriffskoeffizienten H1 wird. Als Ergebnis werden die Abgriffskoeffizienten H1 im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 gespeichert. Ansonsten fährt die Steuerung mit dem Schritt 604 fort.
Im Schritt 604 wird bestimmt, ob die folgende Formel (13) erfüllt ist: p7·|E2| < |S| (13),wobei p7 eine Konstante ist. Ist p7·|E2| < |S|, heißt dies, daß die Abgriffskoeffizienten befriedigend konvergiert sind. Daher geht die Steuerung zum Schritt 607 über, durch den das Steuersignal C zu C2 zum Auswählen der Abgriffskoeffizienten H2 wird. Als Ergebnis werden die Abgriffskoeffizienten H2 im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 gespeichert. Ansonsten bedeutet dies, daß ein Sprachsignal empfangen wird, aber die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten durch externe Störungen (Sprache, Hintergrundrauschen usw.) auf der Seite des Sprechers am proximalen Ende beeinträchtigt sind. Daher geht die Steuerung zum Schritt 605 über, durch den das Steuersignal C zu C3 zum Auswählen der Abgriffskoeffizienten H3 wird. Als Ergebnis werden die Abgriffskoeffizienten H3 wieder im Abgriffskoeffizientenspeicher 17 gespeichert. Im Schritt 606 werden die Abgriffskoeffizienten der Abgriffskoeffizienten-Berechnungsschaltungen 11 und 14 unter Verwendung der Abgriffskoeffizienten H3 initialisiert.
Da erläuterungsgemäß in der zuvor zur Veranschaulichung der Erfindung beschriebenen Anordnung die beiden adaptiven Filterschaltungen zur Abgriffsschätzung konstant arbeiten, kann jede Verlangsamung der Konvergenzrate und jede Konvergenzunterbrechung infolge einer Fehlbestimmung eines Doppelsprechzustands wirksam verhindert werden.
Außerdem wird der aktuelle Sende- und Empfangszustand nicht nur durch die Pegel des Sendesignals und des Empfangssignals bestimmt, und die Abgriffskoeffizienten werden mit Hilfe zweier unterschiedlicher Konvergenzschaltungen in den beiden adaptiven Filterschaltungen geschätzt, so daß der aktuelle Sende- und Empfangszustand bestimmt wird, indem ermittelt wird, ob die Kennwerte der Abgriffskoeffizienten besser oder schlechter werden. Ruch bei großem Hintergrundrauschen kann dadurch der Abgriffsschätzbetrieb ohne Beeinträchtigung der Kennwerte der Abgriffskoeffizienten durchgeführt werden. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, Parameter mit Hilfe der Leitung genau auszuwählen.
Ferner kann aus den o. g. Gründen eine Bestimmung eines Doppelsprechzustands schnell und genau erfolgen.
Auch wenn ein nichtlineares Echo vorhanden ist, werden außerdem die Abgriffskoeffizienten konvergiert, wenn auch etwas langsam, so daß das Echo in einem bestimmten Grad unterdrückt werden kann.
Obwohl eine spezielle Ausführungsform zur Veranschaulichung der Erfindung exemplarisch beschrieben wurde, ist verständlich, daß Varianten und Abwandlungen sowie andere Ausführungsformen im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims

Echokompensator mit: einer ersten adaptiven Filterschaltung (11, 12) zum Empfangen eines Empfangssignals (X) zum Berechnen erster Abgriffskoeffizienten (H1) unter Verwendung eines ersten Konvergenzkoeffizienten (μ1) und zum Erzeugen eines ersten Pseudoechosignals (HX1) in Übereinstimmung mit den ersten Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal, einem ersten Subtrahierer (13), der mit der ersten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, zum Empfangen eines Sendesignals (S) und zum Subtrahieren des ersten Pseudoechosignals vom Sendesignal, um ein erstes Fehlersignal (E1) zu erzeugen, das durch das erste Pseudoechosignal abzüglich des Sendesignals festgelegt ist, einer zweiten adaptiven Filterschaltung (14, 15) zum Empfangen des Empfangssignals zum Berechnen zweiter Abgriffskoeffizienten (H2) unter Verwendung eines zweiten Konvergenzkoeffizienten (μ2), der kleiner als der erste Konvergenzkoeffizient ist, und zum Erzeugen eines zweiten Pseudoechosignals (HX2) in Übereinstimmung mit den zweiten Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal, einem zweiten Subtrahierer (16), der mit der zweiten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, zum Empfangen des Sendesignals und zum Subtrahieren des zweiten Pseudoechosignals vom Sendesignal, um ein zweites Fehlersignal (E2) zu erzeugen, das durch das zweite Pseudoechosignal abzüglich des Sendesignals festgelegt ist, einer Steuerschaltung (21, 22), die mit der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung und dem ersten und zweiten Subtrahierer verbunden ist, zum Auswählen eines Satzes der ersten Abgriffskoeffizienten und der zweiten Abgriffskoeffizienten in Übereinstimmung mit dem Emp fangssignal, dem Sendesignal und dem ersten und zweiten Fehlersignal, einer dritten adaptiven Filterschaltung (17, 18, 19), die mit der Steuerschaltung verbunden ist, zum Empfangen des Empfangssignals und des Sendesignals und Erzeugen eines dritten Pseudoechosignals (HX3) in Übereinstimmung mit dem durch die Steuerschaltung ausgewählten Satz von Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal, und einem dritten Subtrahierer (20), der mit der dritten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, zum Subtrahieren des dritten Pseudoechosignals vom Sendesignal, um ein drittes Fehlersignal (E3) zu erzeugen, das durch das dritte Pseudoechosignal abzüglich des Sendesignals festgelegt ist, wobei die Steuerschaltung aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die mittlere Leistung des Empfangssignals kleiner als ein erster Wert (p4) ist, eine Einrichtung zum Bestimmen, ob das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des Empfangssignals größer als ein zweiter Wert (p5) ist, eine Einrichtung zum Bestimmen, ob das Verhältnis der mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals zur mittleren Leistung des ersten Fehlersignals größer als ein dritter Wert (p6) ist, eine Einrichtung zum Bestimmen, ob das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals größer als ein vierter Wert (p7) ist, eine Einrichtung zum Auswählen der ersten Abgriffskoeffizienten, wenn die mittlere Leistung des Empfangssignals nicht kleiner als der erste Wert ist, das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des Empfangssignals nicht größer als der zweite Wert ist und das Verhältnis der mittleren Leistung des ersten Fehlersignals zur mittleren Lei stung des zweiten Fehlersignals kleiner als der dritte Wert ist, und eine Einrichtung zum Auswählen der zweiten Abgriffskoeffizienten, wenn die mittlere Leistung des Empfangssignals nicht kleiner als der erste Wert ist, das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des Empfangssignals nicht größer als der zweite Wert ist, das Verhältnis der mittleren Leistung des ersten Fehlersignals zur mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals nicht kleiner als der dritte Wert ist und das Verhältnis der mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals zur mittleren Leistung des Sendesignals kleiner als der vierte Wert ist.
Echokompensator nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung eine Einrichtung zum Festsetzen der ausgewählten Abgriffskoeffizienten aufweist, wenn die mittlere Leistung des Empfangssignals kleiner als der erste Wert ist, wenn die mittlere Leistung des Empfangssignals nicht kleiner als der erste Wert ist und das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des Empfangssignals größer als der zweite Wert ist, oder wenn die mittlere Leistung des Empfangssignals nicht kleiner als der erste Wert ist, das Verhältnis der mittleren Leistung des Sendesignals zur mittleren Leistung des Empfangssignals nicht größer als der zweite Wert ist, das Verhältnis der mittleren Leistung des ersten Fehlersignals zur mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals nicht kleiner als der dritte Wert ist und das Verhältnis der mittleren Leistung des zweiten Fehlersignals zur mittleren Leistung des Sendesignals nicht kleiner als der vierte Wert ist.
Echokompensator nach Anspruch 1, wobei der zweite Wert 0,5 beträgt.
Echokompensator nach Anspruch 1 mit: einer ersten Verzögerungsschaltung (24), die mit der dritten adaptiven Filterschaltung verbunden ist, wobei das Empfangssignal über die erste Verzögerungsschaltung zur dritten adaptiven Filterschaltung geführt wird, und einer zweiten Verzögerungsschaltung (25), die mit dem dritten Subtrahierer verbunden ist, wobei das Sendesignal über die zweite Verzögerungsschaltung zum dritten Subtrahierer geführt wird.
Echokompensator nach Anspruch 1, wobei die erste adaptive Filterschaltung (11, 12) zum Empfangen eines Empfangssignals (X) erste Abgriffskoeffizienten (H1) unter Verwendung des ersten Konvergenzkoeffizienten (μ1) für jedes Symbol des Empfangssignals berechnet und das erste Pseudoechosignal (HX1) in Übereinstimmung mit den ersten Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal für jedes Symbol des Empfangssignals erzeugt, wobei die zweite adaptive Filterschaltung (14, 15) zum Empfangen des Empfangssignals zweite Abgriffskoeffizienten (H2) unter Verwendung des zweiten Konvergenzkoeffizienten (μ2), der kleiner als der erste Konvergenzkoeffizient ist, für jedes Symbol des Empfangssignals berechnet und das zweite Pseudoechosignal (HX2) in Übereinstimmung mit den zweiten Abgriffskoeffizienten und dem Empfangssignal für jedes Symbol des Empfangssignals erzeugt, wobei die dritte adaptive Filterschaltung aufweist: einen Abgriffskoeffizientenspeicher (17) zum Speichern dritter Abgriffskoeffizienten (H3), ein Schieberegister (18) zum Speichern des Empfangssignals und eine Pseudoecho-Erzeugungsschaltung (19), die mit dem Abgriffskoeffizientenspeicher und dem Schieberegister verbunden ist, zum Erzeugen eines dritten Pseudoechosignals (HX3) in Übereinstimmung mit den im Abgriffskoeffizientenspeicher gespeicherten Abgriffskoeffizienten und dem im Schieberegister gespeicherten Empfangssignal, wobei die Steuerschaltung aufweist: einen Selektor (21), der mit der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung und dem Abgriffskoeffizientenspeicher verbunden ist, zum Auswählen eines Satzes der ersten, zweiten und dritten Abgriffskoeffizienten und Senden eines ausgewählten Satzes der ersten, zweiten und dritten Abgriffskoeffizienten zum Abgriffskoeffizientenspeicher, und eine adaptive Filtersteuerschaltung (22), die mit der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung und dem ersten und zweiten Subtrahierer verbunden ist, zum Betreiben des Selektors in Übereinstimmung mit dem Empfangssignal, dem Sendesignal und dem ersten und zweiten Fehlersignal für jeweils M Symbole des Empfangssignals.
Echokompensator nach Anspruch 5, wobei die adaptive Filtersteuerschaltung eine Einrichtung zum Initialisieren der ersten und zweiten Abgriffskoeffizienten der ersten und zweiten adaptiven Filterschaltung durch die dritten Abgriffskoeffizienten aufweist und der Selektor veranlaßt wird, die Abgriffskoeffizienten auszuwählen.