JP2002217794A - 適応化動作を制御したエコーキャンセラ - Google Patents

適応化動作を制御したエコーキャンセラ

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JP2002217794A
JP2002217794A JP2001013400A JP2001013400A JP2002217794A JP 2002217794 A JP2002217794 A JP 2002217794A JP 2001013400 A JP2001013400 A JP 2001013400A JP 2001013400 A JP2001013400 A JP 2001013400A JP 2002217794 A JP2002217794 A JP 2002217794A
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echo
echo canceller
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signal
training
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JP2001013400A
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Noriaki Nakanishi
紀彰 中西
Koji Hagiwara
康次 萩原
Kunio Okuda
邦雄 奥田
Atsushi Fujisawa
敦 藤沢
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】FAX或いはモデム信号が入力される際には、
エコーキャンセラのフィルタ係数の更新を停止させる。 【解決手段】対電話機用IBR11にFAX12を接続
し、HYBトランス13を経由してエコーキャンセラ1
4へ信号を入力する構成において、エコーキャンセラ1
4には、エコー経路の特性を推定して擬似エコーを生成
する擬似エコー生成部15と、HYBトランス13の送
信信号から擬似エコーを減算することによりエコーを消
去する減算部16と、対電話機用IBR11の電源投入
時にエコーキャンセラ14のトレーニングを行うトレー
ニング信号を出力するトレーニング信号送出部17と、
前記トレーニング時に設定したフィルタ係数を格納する
フィルタ初期係数格納部18と、エコーキャンセラ14
の受信信号がFAX或いはモデムが出力するアンサー信
号であるか否かを検出するアンサー信号検出部19とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は適応化動作を制御し
たエコーキャンセラに関し、特にフィルタ係数の更新を
行うエコーキャンセラの適応化動作を、FAX、モデム
使用時には、停止させるよう機能する適応化動作を制御
したエコーキャンセラに関する。
【0002】
【従来の技術】現在一般に使用されている電話回線の構
成は、2線式回線と4線式回線とがあり、2線式回線を
4線式回線に接続する際は、通常、ハイブリッドトラン
ス(以降、HYBトランスと称す)を用いている。HY
Bトランスは、バランスネットワーク(以降、BNWと
称す)を接続し、2線式回線のインピーダンスとの平衡
をとることにより4線式回線の受信信号が、4線式回線
の送信側に回り込むエコーの発生を防いでいる。ところ
が、BNWと2線式回線のインピーダンスを完全に一致
させることは不可能であり、通常は、エコーが生じてい
る。このエコーは、通話時において音声信号の遅延時間
が十数msec程度以下であると影響を与えることはな
いが、回線の遅延時間が大幅に増加すると、送話側の音
声信号が、相手側HYBトランスを経由し時間遅れを伴
って送話側に還流されるため、通話品質が著しく低下す
る。そのため、通常2線式回線を4線式回線に接続する
際は、エコーキャンセラを挿入してエコーの消去を行っ
ている。
【0003】図4は、従来のエコーキャンセラを使用し
たシステム構成図で、インバンドリンガ(以降、IBR
と称す)に内蔵した一例である。同図は、対PBX用I
BR1にPBX2を接続し、PBX2には、電話機3を
収容している。一方、対電話機用IBR4は、2線式イ
ンタフェースを備えており、電話機5を接続している。
又、対PBX用IBR1には、エコーキャンセラ6を内
蔵し、PBX2には、HYBトランス7を備え、対電話
機用IBR4には、エコーキャンセラ8とHYBトラン
ス9とを内蔵し、対PBX用IBR1と対電話機用IB
R4は、4線式回線10により接続している。
【0004】図4の動作を説明する。IBRは、電話機
のダイヤルパルスや呼出信号、直流極性信号等の低周波
数或いは直流の信号を、音声帯域内周波数信号に変換し
て送受信するもので、図に示した4線式回線10の使用
周波数帯域が、音声周波数帯域に制限されているために
対PBX用IBR1と対電話機用IBR4が使用されて
いる。そこで、電話機3が出力する送信信号は、PBX
2に備えたHYBトランス7を介して4線式回線の送信
側に出力され、対PBX用IBR1を経由して対電話機
用IBR4に入力する。この時、送信信号は、電話機5
に入力する他、HYBトランス9の4線式回線の受信側
から4線式回線の送信側にエコーAとして還流するた
め、エコーキャンセラ8を用いてエコーAを消去する。
【0005】一方、電話機5が出力する送信信号は、対
電話機用IBR4に備えたHYBトランス9を介して4
線式回線の送信側に出力され、対PBX用IBR1及び
PBX2を経由して電話機3へ入力する。この時、PB
X2に備えたHYBトランス7において、送信信号が4
線式回線の受信側から4線式回線の送信側に、エコーB
として還流するため、エコーキャンセラ6を用いてエコ
ーBを消去する。
【0006】エコーキャンセラの動作に必要なフィルタ
係数の設定方法としては、二つの方法があり、第一の方
法としては、電源立ち上げ時に1回、トレーニング信号
を用いて適応化動作を行い、運用時はその時設定したフ
ィルタ係数を固定的に使用するものである。一方、第二
の方法は、2線式回線が交換回線等のようにエコー経路
の特性が変化する場合においても常に良好なエコー消去
特性を得られるように、通常運用時に常時エコーキャン
セラの適応化動作を行うものである。一般的には、エコ
ー経路の特性が変化した場合でも使用可能となる第二の
方法が用いられることが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た常時エコーキャンセラの適応化動作を行うタイプのエ
コーキャンセラに、FAX或いはモデムの信号を入力す
ると、FAX或いはモデム自身に備えているエコーキャ
ンセラと相互作用を起こし、互いに悪影響を及ぼすこと
によりFAX或いはモデムの動作に問題を与えていた。
【0008】又、FAX或いはモデム間の通信に使われ
ている制御信号の一つであるアンサー信号は、音声帯域
周波数内の単一周波数信号であるが、単一周波数のよう
な狭帯域の信号をIBRのエコーキャンセラに入力する
と、フィルタ係数の更新に当たって演算誤差を生じ、適
応化動作の発散現象を生じる場合があり、却ってエコー
を増大させる結果にもなりかねない。本発明は、上述し
たような従来のエコーキャンセラの問題を解決するため
になされたものであって、FAX或いはモデム信号が入
力される際には、エコーキャンセラのフィルタ係数を更
新する適応化動作を停止するよう制御したエコーキャン
セラを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わる適応化動作を制御したエコーキャンセ
ラは、以下の構成をとる。請求項1記載の適応化動作を
制御したエコーキャンセラは、4線式受信回線から4線
式送信回線へ2線式/4線式変換手段を介して還流する
エコーを消去するエコーキャンセラにおいて、エコー経
路の特性を推定してフィルタ係数を設定し擬似エコーを
生成する擬似エコー生成部と、還流するエコーから擬似
エコーを減算することによりエコーを消去する減算部
と、電源立ち上げ時にフィルタ係数を決定するためのト
レーニング信号を出力するトレーニング信号送出部と、
前記電源立ち上げ時のフィルタ係数を記憶するフィルタ
初期係数格納部と、エコーキャンセラが受信する信号か
ら所定の周波数信号を検出した際にエコーキャンセラの
適応化動作を停止し前記フィルタ初期係数によりエコー
キャンセラを行うよう制御する特定周波数検出部とによ
り構成する。
【0010】請求項2記載の適応化動作を制御したエコ
ーキャンセラは、前記エコーキャンセラにおいて、エコ
ーキャンセラの信号入力に設けアナログ/ディジタル変
換を行う第一のA/D変換部及び第二のA/D変換部
と、エコーキャンセラの信号出力に設けディジタル/ア
ナログ変換を行う第一のD/A変換部及び第二のD/A
変換部と、前記第一のA/D変換部が出力する受信信号
を格納するリファレンスデータ格納部と、残留エコーを
基にフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部と、更
新したフィルタ係数を格納するフィルタ係数格納部と、
フィルタリング演算を行い擬似エコーを生成するFIR
フィルタと、第二のA/D変換部が出力する信号から擬
似エコーを減算する減算部と、電源立ち上げ時に行うト
レーニング動作を制御するトレーニング制御部と、トレ
ーニング信号を出力するトレーニング信号送出部と、ト
レーニング制御部の制御によりトレーニング信号送出部
の出力を開閉する第一の接点と、トレーニング時に設定
したフィルタ初期係数を格納する初期係数格納部と、ト
レーニング制御部の制御により初期係数格納部の入力を
開閉する第二の接点と、第一のA/D変換部及び第二の
A/D変換部の出力が所定の周波数信号であるか否かを
検出する特定周波数検出部と、特定周波数検出部の制御
によりフィルタ係数格納部の入力を切替える第三の接点
と、特定周波数検出部の制御によりフィルタ係数更新部
の入力を開閉する第四の接点とにより構成する。
【0011】請求項3記載の適応化動作を制御したエコ
ーキャンセラは、前記所定の周波数信号がFAX及びモ
デムが出力するアンサー信号であるよう構成する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に係る適応化
動作を制御したエコーキャンセラを対電話機用IBRに
内蔵した際の一実施例を示す構成図である。同図は、対
電話機用IBR11にFAX12を接続し、HYBトラ
ンス13を経由してエコーキャンセラ14へ信号を入力
する。エコーキャンセラ14には、エコー経路の特性を
推定して擬似エコーを生成する擬似エコー生成部15
と、HYBトランス13の送信信号から擬似エコーを減
算することによりエコーを消去する減算部16と、対電
話機用IBR11の電源投入時にエコーキャンセラ14
のトレーニングを行うトレーニング信号を出力するトレ
ーニング信号送出部17と、前記トレーニング時に設定
したフィルタ係数を格納するフィルタ初期係数格納部1
8と、エコーキャンセラ14の受信信号がFAX或いは
モデムが出力するアンサー信号であるか否かを検出する
アンサー信号検出部19とを備えている。
【0013】図1の動作を説明すると、本実施例におい
ては、FAX或いはモデムが出力する信号を受信したか
否かの検出に、FAX或いはモデムが出力するアンサー
信号を使用し、エコーキャンセラにおいてアンサー信号
を検出すると、対電話機用IBR11の電源立ち上げ時
に設定したフィルタ初期係数を使用して擬似エコーを生
成し、フィルタ係数の更新は停止させるようにした。
【0014】そこで、対電話機用IBR11の電源を立
ち上げると、先ず、トレーニング信号送出部17が動作
して、白色雑音からなるトレーニング信号を出力する。
擬似エコー生成部15は、減算部16が出力する残留エ
コーを基にエコー経路の特性を推定し、得られたフィル
タ初期係数をフィルタ初期係数格納部18に格納する。
以降、通常運用に移行し、擬似エコー生成部15は、エ
コー経路の特性を推定しつつ常時フィルタ係数の更新を
行い、エコーキャンセラの適応化動作を継続する。
【0015】次に、アンサー信号検出部19において、
FAX或いはモデムが出力するアンサー信号を検出する
と、擬似エコー生成部15とフィルタ初期係数格納部1
8を制御して、電源立ち上げ時のトレーニングにより得
たフィルタ初期係数をフィルタ初期係数格納部18から
擬似エコー生成部15に入力し、フィルタ初期係数によ
るフィルタリング演算を行った後、フィルタ係数の更新
を停止する。従って、以降、エコーキャンセラは、適応
化動作を行わないため、FAX或いはモデムへの悪影響
を排除できると共に、狭帯域信号であるアンサー信号を
受信することによるエコーキャンセラの誤動作を防ぐこ
とが出来る。又、エコーキャンセラの適応化動作の復旧
は、対電話機用IBR側にて検出する通話終了信号を用
いて行う。
【0016】図2は、本発明に関わる適応化動作を制御
したエコーキャンセラの一実施例を示す構成図である。
同図は、本実施例の動作説明に必要な機能を記載したエ
コーキャンセラ20に、2線式回線に接続するためのH
YBトランス21を接続した構成で、FAX或いはモデ
ムが出力する信号を、アンサー信号を用いて検出した場
合である。エコーキャンセラ20には、エコーキャンセ
ラの処理をディジタル化するためのA/D変換部22、
23と、D/A変換部24、25と、受信信号を格納す
るリファレンスデータ格納部26と、演算回路のフィル
タ係数を更新するフィルタ係数更新部27と、更新した
フィルタ係数を格納するフィルタ係数格納部28と、フ
ィルタリング演算を行い擬似エコーを生成するFIRフ
ィルタ29と、A/D変換部23が出力する信号から擬
似エコーを減算する減算部30と、電源立ち上げ時に行
うトレーニング動作を制御するトレーニング制御部31
と、トレーニング信号を出力するトレーニング信号送出
部32と、トレーニング制御部31の制御により開閉す
る接点33、34と、トレーニング時に設定したフィル
タ初期係数を格納する初期係数格納部35と、エコーキ
ャンセラが受信する信号がFAX或いはモデムが出力す
るアンサー信号であるか否かを検出するアンサー信号検
出部36と、アンサー信号検出部36の制御により開閉
する接点37、38とを備えている。
【0017】図2の動作を説明すると、エコーキャンセ
ラ20は、内部処理をディジタル化して行うため、信号
受信側にはA/D変換部22、23を、信号送信側には
D/A変換部24、25を設けている。そこで、先ず、
通常運用時の動作を説明すると、HYBトランス21の
4線式受信側から4線式送信側へ還流するエコーを消去
するため、A/D変換部22が出力する受信信号をリフ
ァレンスデータ格納部26に入力し、後述するフィルタ
リング演算に必要なサンプルデータをレジスタに格納す
る。
【0018】格納したサンプルデータは、フィルタ係数
更新部27に入力し、後述するエコーから擬似エコーを
減算して得られる残留エコーを基にしてフィルタ係数の
修正を行う。更新したフィルタ係数は、フィルタ係数格
納部28に入力し、FIRフィルタ29のフィルタ係数
としてレジスタに格納する。そこで、FIRフィルタ2
9は、前記の二つのレジスタに格納したサンプルデータ
とフィルタ係数とをたたみ込み演算し、擬似エコーを生
成する。更に、減算部30は、A/D変換部23により
ディジタル化した受信信号から、FIRフィルタ29に
より生成した擬似エコーを減算することによりエコーを
消去する。
【0019】次に、電源立ち上げ時のトレーニングにつ
いて説明する。エコーキャンセラ20の電源を立ち上げ
ると、トレーニング制御部31の制御により、トレーニ
ング信号送出部32が出力するトレーニング信号を、接
点33を介してエコーキャンセラの受信側に入力する。
このトレーニング信号は、白色雑音からなる信号で、前
述したエコーキャンセラの動作と同様に処理され、擬似
エコーを生成して減算部30にてエコーを消去するよう
適応化動作を行う。そこで、この時、設定したフィルタ
係数をフィルタ初期係数とし、トレーニング制御部31
の制御により接点34を介して初期係数格納部35に格
納する。
【0020】次に、エコーキャンセラ20が、FAX或
いはモデムが出力するアンサー信号を受信した際の動作
を説明する。アンサー信号検出部36が、A/D変換部
22或いはA/D変換部23が出力するアンサー信号を
検出すると、端末装置側にFAX或いはモデムが接続さ
れていることを認識し、フィルタ係数の更新を停止し
て、固定のフィルタ係数によりフィルタリング演算を行
うよう設定する。
【0021】そこで、アンサー信号検出部36の制御に
より、接点37を切替えて初期係数格納部35が格納し
ているフィルタ初期係数をフィルタ係数格納部28へ入
力し、FIRフィルタ29によりフィルタリング演算さ
せると共に、接点38を開放してフィルタ係数更新部2
7の動作を停止させる。従って、エコーキャンセラの以
降の動作は、固定のフィルタ係数によりエコー消去を行
うことになり、FAX或いはモデムが接続された場合に
おいても、最適なエコー消去が可能である。又、エコー
キャンセラの適応化動作への復旧は、通話終了時に出力
される通話終了信号を、IBRより受信することにより
行う。
【0022】図3は、本発明に関わる適応化動作を制御
したエコーキャンセラをIBRに内蔵した際の動作を示
すフローチャートである。同図を説明すると、電源の投
入後(ステップ1)、エコーキャンセラの初期設定を行
うために、トレーニング信号を用いてエコーキャンセラ
のトレーニングを行う(ステップ2)。そこで、トレー
ニング時に設定したフィルタ係数を初期値として初期係
数格納部に格納する(ステップ3)。以降、運用状態に
入り、IBRの待受け状態となる(ステップ4)。IB
Rが、発信或いは着信状態に入り接続動作を開始して
(ステップ5)、接続が完了すると通話が開始される
(ステップ6)。この時、エコーキャンセラは、適応化
動作状態である(ステップ7)。
【0023】次に、エコーキャンセラは、FAX或いは
モデムが出力するアンサー信号を検出した場合(ステッ
プ8)、エコーキャンセラの適応化動作を停止させ(ス
テップ9)、トレーニング時に記憶したフィルタ初期係
数をFIRフィルタは読み込み(ステップ10)、フィ
ルタリング演算を行って擬似エコーを生成し、固定した
フィルタ係数によるエコー消去を行い(ステップ1
1)、ステップ12に移行する。ステップ8において、
FAX或いはモデムが出力するアンサー信号を検出しな
い場合は、エコーキャンセラを適応化動作状態のままと
して通話を行う。通話が終了すると(ステップ12)、
IBRは、復旧動作を行うと共に、エコーキャンセラを
適応化動作状態に復旧し、ステップ4のIBR待受け状
態に移行する。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述したように、請求項1及び
2記載の適応化動作を制御したエコーキャンセラは、エ
コーキャンセラが所定の周波数信号を検出した際に、エ
コーキャンセラの適応化動作を停止させることができ、
エコーキャンセラの適応化動作が他の機器に影響を与え
ることや所定の周波数信号によりエコーキャンセラの適
応化動作が誤動作することを防ぐことが可能となり、エ
コーキャンセラを運用する上で大きな効果を発揮する。
請求項3記載の適応化動作を制御したエコーキャンセラ
は、エコーキャンセラがFAX或いはモデムが出力する
信号を受信したことを、FAX或いはモデムが通信に先
立って送受信するアンサー信号を検出することにより認
識し、エコーキャンセラが、FAX或いはモデムの通信
が行われている際は、適応化動作を停止してフィルタ初
期係数により動作するようにしたため、エコーキャンセ
ラがFAX或いはモデムの動作に悪影響を与えることを
防ぐと共に、狭帯域周波数のアンサー信号によるエコー
キャンセラの誤動作を防止し、エコーキャンセラを運用
する上で大きな効果を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る適応化動作を制御したエコーキャ
ンセラを対電話機用IBRに内蔵した際の一実施例を示
す構成図である。
【図2】本発明に関わる適応化動作を制御したエコーキ
ャンセラの一実施例を示す構成図である。
【図3】本発明に関わる適応化動作を制御したエコーキ
ャンセラをIBRに内蔵した際の動作を示すフローチャ
ートである。
【図4】従来のエコーキャンセラを使用したシステム構
成図でIBRに内蔵した一例である。
【符号の説明】
1・・対PBX用IBR、 2・・PBX、3
・・電話機、 4・・対電話機用I
BR、5・・電話機、 6・・エコ
ーキャンセラ、7・・HYBトランス、 8
・・エコーキャンセラ、9・・HYBトランス、
10・・4線式電話回線、11・・対電話機用IB
R、 12・・FAX、13・・HYBトラン
ス、 14・・エコーキャンセラ、15・・擬
似エコー生成部、 16・・減算部、17・・ト
レーニング信号送出部、 18・・フィルタ初期係数格
納部、19・・アンサー信号検出部、 20・・エ
コーキャンセラ、21・・HYBトランス、
22、23・・A/D変換部、24、25・・D/A変
換部、 26・・リファレンスデータ格納部、27
・・フィルタ係数更新部、 28・・フィルタ係数
格納部、29・・FIRフィルタ、 30・・
減算部、31・・トレーニング制御部、 32・・
トレーニング信号送出部、33、34・・接点、
35・・初期係数格納部、36・・アンサー信
号検出部、 37、38・・接点
フロントページの続き (72)発明者 藤沢 敦 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目1番1号 東洋通信機株式会社内 Fターム(参考) 5K027 BB03 DD10 5K046 AA01 BA05 BB01 HH11 HH72 HH74 HH79

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】4線式受信回線から4線式送信回線へ2線
    式/4線式変換手段を介して還流するエコーを消去する
    エコーキャンセラにおいて、 エコー経路の特性を推定してフィルタ係数を設定し擬似
    エコーを生成する擬似エコー生成部と、還流するエコー
    から擬似エコーを減算することによりエコーを消去する
    減算部と、電源立ち上げ時にフィルタ係数を決定するた
    めのトレーニング信号を出力するトレーニング信号送出
    部と、前記電源立ち上げ時のフィルタ係数を記憶するフ
    ィルタ初期係数格納部と、エコーキャンセラが受信する
    信号から所定の周波数信号を検出した際にエコーキャン
    セラの適応化動作を停止し前記フィルタ初期係数により
    エコーキャンセラを行うよう制御する特定周波数検出部
    とにより構成したことを特徴とする適応化動作を制御し
    たエコーキャンセラ。
  2. 【請求項2】前記エコーキャンセラにおいて、 エコーキャンセラの信号入力に設けアナログ/ディジタ
    ル変換を行う第一のA/D変換部及び第二のA/D変換
    部と、エコーキャンセラの信号出力に設けディジタル/
    アナログ変換を行う第一のD/A変換部及び第二のD/
    A変換部と、前記第一のA/D変換部が出力する受信信
    号を格納するリファレンスデータ格納部と、残留エコー
    を基にフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新部と、
    更新したフィルタ係数を格納するフィルタ係数格納部
    と、フィルタリング演算を行い擬似エコーを生成するF
    IRフィルタと、第二のA/D変換部が出力する信号か
    ら擬似エコーを減算する減算部と、電源立ち上げ時に行
    うトレーニング動作を制御するトレーニング制御部と、
    トレーニング信号を出力するトレーニング信号送出部
    と、トレーニング制御部の制御によりトレーニング信号
    送出部の出力を開閉する第一の接点と、トレーニング時
    に設定したフィルタ初期係数を格納する初期係数格納部
    と、トレーニング制御部の制御により初期係数格納部の
    入力を開閉する第二の接点と、第一のA/D変換部及び
    第二のA/D変換部の出力が所定の周波数信号であるか
    否かを検出する特定周波数検出部と、特定周波数検出部
    の制御によりフィルタ係数格納部の入力を切替える第三
    の接点と、特定周波数検出部の制御によりフィルタ係数
    更新部の入力を開閉する第四の接点とにより構成したこ
    とを特徴とする請求項1記戴の適応化動作を制御したエ
    コーキャンセラ。
  3. 【請求項3】前記所定の周波数信号がFAX及びモデム
    が出力するアンサー信号であることを特徴とする請求項
    1及び2記載の適応化動作を制御したエコーキャンセ
    ラ。
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JP2001013400A Pending JP2002217794A (ja) 2001-01-22 2001-01-22 適応化動作を制御したエコーキャンセラ

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