JP2725268B2 - 2線式加入者線双方向伝送用エコーキャンセラ - Google Patents

2線式加入者線双方向伝送用エコーキャンセラ

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JP2725268B2 JP3334888A JP3334888A JP2725268B2 JP 2725268 B2 JP2725268 B2 JP 2725268B2 JP 3334888 A JP3334888 A JP 3334888A JP 3334888 A JP3334888 A JP 3334888A JP 2725268 B2 JP2725268 B2 JP 2725268B2
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエコーキャンセラに関し、特に統合ディジタ
ル・サービス網(ISDN)におけるメタリック加入者線を
利用した2線式加入者線双方向伝送用エコーキャンセラ
に関する。
〔従来の技術〕
近年各国でISDNのフィールド試験が実施されている。
このなかで加入者インタフェースとしては、既存メタリ
ック加入者線を利用したエコーキャンセラによる双方向
伝送方式が試験されている。
そのようなエコーキンセラ回路においては通常、トラ
ンスによって加入者線に結合して送受信信号をやりとり
し、送信信号が自分側の受信部にまわりこんでいるいわ
ゆるエコー信号については、簡単なバランシングネット
ワークを有するハイブリッド回路によって若干の減衰を
実現し、さらに、送信シンボルを入力とするアダプティ
ブフィルタによるエコーレプリカを発生し減算するエコ
ーキャンセラ部によって、エコー信号を約60dB以上の抑
圧度をもって完全に除去する手法が採用される。このと
き、トランスバーサルフィルタの必要タップ数は、エコ
ーキャンセラ部に入力されるエコーの独立波形のインパ
ルス応答の長さから決定されるため、このインパルス応
答長を短かくするようなエコーパス等化フィルタが送信
ドライバからエコーキャンセラ部までの間にそう入され
る。このエコーパス等化フィルタとしては従来、インパ
ルス応答が長く尾を引く部分(エコーテール)は低周波
成分が多く含んでいるために、低周波成分が抑圧される
ようハイパスフィルタが使用され、通常、直流ロスが無
限大となるような直流完全しゃ断形のハイパスフィルタ
が使用される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、近年提案されている2B1Qのような、送信シ
ンボル系列がランダム系列であり直流平衡性のない伝送
路符号が前述のハイパスフィルタ形のエコーキャンセラ
に入力された場合、このエコーキャンセラは、タップ数
をNとしたとき、除去しきれないエコー残差が、インパ
ルス応答波形の時間軸N+1以後の成分を送信シンボル
系列とたたみ込んだ分だけ発生する。例えばタップ数N
=30程度とすると、このエコー残差の平均パワーは、エ
コーパス等化フィルタがない場合−10デシベル(dB)程
度、また直流完全遮断形のエコーパス等化フィルタを使
用した場合−40dB程度となる。これらの値は、通常必要
とされる−60dBの抑圧量に比較して不十分である。一
方、タップ数Nを大きくして十分な抑圧量を得ることも
考えられるが、前記エコーパス等化フィルタのタップ数
Nは100以上としなければならず、実現困難である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の2線式加入者線双方向伝送用エコーキャンセ
ラは、2線式加入者線路と接続するためのライン結合ト
ランスと、ライン結合トランスを介して2線式加入者線
路と4線側を接続するハイブリッド回路と、ハイブリッ
ド回路と接続され、4線部分の回り込み信号を除去する
エコーキャンセラ回路と、ハイブリッド回路とエコーキ
ャンセラ回路との間に接続され、ライン結合トランスの
インダクタンス成分によって生じるエコーパス伝達関数
の極を打ち消すような零点を有するエコーパスフィルタ
とを有することを特徴とする。
また、本発明のエコーキャンセラは、前記フィルタの
伝達関数R(S)を、Kを1に近く1より小さい定数、T
をディジタルフィルタの動作周期として、R(s)=1−K
e-STなるディジタルフィルタで構成することを特徴とす
る。
さらに本発明のエコーキャンセラは、Rsを2線側送
出インピーダンス,Lをライン結合トランスのインダクタ
ンスとするとき、前記定数Kは、 となるように構成することを特徴とする。
さらにまた、本発明のエコーキャンセラは、前記フィ
ルタの伝達関数R(s)をR(s)=(s+ω0)/(s+
ω1)なる関数で構成することを特徴とする。
また、本発明のエコーキャンセラは、前記ω0をRs/L
となるように構成することを特徴とする。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図に示すハイブリッド回路のモデル構成を参照す
れば、ラインドライバ12からハイブリッド部出口までの
伝達関数H(s)は、ライン結合トランス11側を経由して
くる成分H1(s)とバランシングネットワーク(ZB)13
側を経由してくる成分H2(s)との和である。このうち成
分H2(s)はバランシングネットワーク13を抵抗あるいは
通常考えられる3素子インピーダンスで構成した場合、
インパルス応答の減衰は早く、時刻10T(Tはボー周
期)以上では、成分H1(s)が波形を支配的に決定する。
成分H1(s)は次のように書き表わせる。
ここでRsは2線側送出インピーダンス,Z0は回路から
回線側をみたときのインピーダンス,SはjωおよびLは
トランスのインダクタンスを表わす。
ここで前記(1)式を低域について評価してみると、
受信信号レベルに対してエコーテールの振幅が無視でき
なくなる遠距離伝送時には、Z0として付加される線路
のゲージ,長さ,ブリッジドタップの有無等にかかわら
ずZ0>Rsであるため、(1)式の以下のように近似さ
れる。
(2)式は時定数τ=L/Rsの一次のハイパス特性であ
り、(2)式の極がエコーテールを決定していることが
わかる。エコーテールの減衰時定数はτ=L/Rsと等しく
なり、例えばL=50mH,Rs=135Ωとすれば、τ=約370
μsとなり、T=12.5μsとすれば、τ≒30Tとなる。
これが第2図のエコーパス等価フィルタが無い場合のエ
コー孤立波形のインパルス応答波形(A)のt>30Tの
部分に相当する。
次に、このエコーテール波形を1−e-STなるフィル
タ(図示せず)に通過させた場合には、振幅は元のエコ
ーテール波形の1T離れたもの同志の差となり、振幅が に減衰する。前記数値例では、約1/30の減衰である。こ
れが第2図の波形(B)のt>30Tの部分に相当する。
波形(B)では振幅は(A)に比べて減衰するが、時定
数は(A)と同じである。
第3図を参照すれば本発明の基本構成はハイブリッド
回路1,エコーキャンセラ回路2およびエコーパスフィル
タ3を含み構成される。ハイブリッド回路1はライン結
合トランス11を介して2線式加入者線15へ接続するとと
もに2線4線変換を行なう。なおこのハイブリッド回路
には電子回路構成およびトランス構成等種々のものがあ
るが、本発明においては、加入者線15はトランス11によ
って接続されている必要がある。
エコーキャンセラ回路2は前記ハイブリッド回路の4
線側に接続されている。このエコーキャンセラ回路2
は、2線式加入者線の双方向ディジタル伝送用として、
通常、トランスバーサルフィルタタイプとメモリタイプ
のものがある。第3図にはトランスバーサルフィルタタ
イプの概略を示しており、その詳細は例えばUSP4,087,6
54記載の構成を適用できる。エコーパスフィルタ3は、
前記ハイブリッド回路1とエコーキャンセラ回路2の間
に接続され、伝達関数R(s)を有し、前記ハイブリンド
回路1のトランス11の直流遮断特性によって発生するエ
コーテールの減衰を早める動作を行なう。
第4図は本発明の第1の実施例を示しており、第3図
に示した基本構成のエコーパスフィルタ3をより詳細に
記載している。ハイブリッド回路1およびエコーキャン
セラ回路2は前記第3図で説明したとおりであり説明は
省略する。本実施例においてエコーパスフィルタ3は遅
延素子31,加算器32および乗算器33を有するデジタルフ
ィルタで構成し、 なる特性を備えている。このエコーパスフィルタ3と前
記ハイブリッドは回路1とはA/D変換器4を介して接続
される。
エコーパスフィルタ3はA/D変換器4の出力を受け遅
延素子31と加算器32へ入力される。乗算器33は遅延素子
31からの出力e-STと別に入力した 出力する。前記加算器32は乗算器33の出力と前記A/D変
換器4の出力とを加算し、伝達関数 をエコーキャンセラ回路2へ出力する。
なお、前記エコーパスフィルタ3は、遅延素子31,加
算器32および乗算器33の代わりにメモリおよびマイクロ
プロセッサで構成し、マイクロプログラムで制御しても
よい。このとき、該マイクロプロセッサで前記エコーキ
ャンセラ回路2の演算も行なわせることもできる。
前記エコーパスフィルタ3の伝送関数R(s)は、 なる形をしているが、低域でe-STを展開すれば次のよ
うに近似される。
(4)式より伝達関数R(s)に零点を持ち、その周波数は前記(2)式の極と同一で
ある。第2図の(C)の波形は、(A)の波形をこのエ
コーパスフィルタ3を通過させた場合の波形である。伝
達関数R(s)は前記(2)式の極を零点でキャンセルし
たために、長い時定数τを有する波形をなくする効果が
ある。このため、波形(C)の減衰は急激であり、時刻
20T以上では波形(B)よりも振幅が小さくなってい
る。
波形(C)についてエコーキャンセラ回路のタップ数
をNとして、(N+1)T以後のインパルス応答成分と
送信シンボル系列とのたたみこみによって生じるエコー
残差を計算すると、N=30でも60dB以上の抑圧度が実現
でき、波形(A),(B)の場合よりも少ないタップ数
で抑圧度の十分なエコーキャンセラが実現できる。
なお、通常 となるようにトランスのインダクタンスが選択されるた
め、 は1に近いが1より小さい定数である。前述(2)式の
ようにトランスインダクタンスによって生じるポールは
遠距離条件で であり、伝送距離等が異なる場合には、 以外の別の定数が最適の場合もある。
第5図は本発明の第2の実施例である。第5図では、
エコーパスフィルタ3が抵抗R1,R2およびコンデンサC
によるアナログフィルタで実現され、その後段にA/D変
換器4が配置されている。このとき伝達関数R(s)は抵
抗R1,R2,およびコンデンサCにより(5)式のようにな
る。
(2)式の極と(5)式の零点が一致した時、すなわ
ち、 のときエコーパス全体の特性には長い時定数の項がなく
なり、エコーのインパルス応答は第2図(C)とほぼ同
様のはやい減衰特性を示す。第4図の例と同様に遠距離
条件において、 が最適となる。
〔発明の効果〕
本発明のエコーキャンセラは、以上説明したように、
ライン結合トランスのインダクタンス成分によって生ず
るエコーハス伝達関数の極を打ち消すことにより長い時
定数を有する極をなくし、エコーテールの減衰を早める
ことができる。
また本発明のエコーキャンセラは、前記エコーパス伝
達関数を打ち消すフィルタのタップ数を減少できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なハイブリッド回路の一例を示す回路
図、第2図はエコーテールの波形を示す図、第3図は本
発明の基本構成を示すブロック図、第4図は本発明の第
1の実施例を示すブロック図、および第5図は本発明の
第2の実施例を示すブロック図である。 1……ハイブリッド回路、2……エコーキャンセラ回
路、3……エコーパスフィルタ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2線式加入者線路と接続するためのライン
    結合トランスと、 前記ライン結合トランスを介して前記2線式加入者線路
    と4線側を接続するハイブリッド回路と、 前記ハイブリッド回路と接続され、4線部分の回り込み
    信号を除去するエコーキャンセラ回路と、 前記ハイブリッド回路とエコーキャンセラ回路との間に
    接続され、前記ライン結合トランスのインダクタンス成
    分によって生じるエコーパス伝達関数の極を打ち消すよ
    うな零点を有するエコーパスフィルタと を有することを特徴とする2線式加入者線双方向伝送用
    エコーキャンセラ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のエコーキャンセラにおい
    て、前記フィルタの伝達関数R(s)は、Kを1に近く1
    より小さい定数、Tをディジタルフィルタの動作周期と
    して、R(s)=1−Ke-STなるデジタルフィルタで構成す
    ることを特徴とする2線式加入者線双方向伝送用エコー
    キャンセラ。
  3. 【請求項3】請求項2記載のエコーキャンセラにおい
    て、前記定数KはRsを2線側送出インピーダンス、L
    をライン結合トランスのインダクタンスとしたとき、K
    =1−RsT/Lとなるよう構成することを特徴とする2線
    式加入者線双方向伝送用エコーキャンセラ。
  4. 【請求項4】請求項1記載のエコーキャンセラにおい
    て、前記フィルタの、伝送関数R(s)は、R(s)=(s+
    ω0)/(s+ω1)なる関数で構成することを特徴とす
    る2線式加入者線双方向伝送用エコーキャンセラ。
  5. 【請求項5】請求項4記載のエコーキャンセラにおい
    て、前記ω0は、Rsを2線側送出インピーダンス、Lを
    ライン結合トランスのインダクタンスとしたとき、ω0
    =Rs/Lとなるよう構成することを特徴とする2線式加
    入者線双方向伝送用エコーキャンセラ。
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