JPH04177922A - 適応制御型エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エコー信号の往復伝搬遅延時間が大きい場合
の適応制御型エコーキャンセラに関するものである。

（従来の技術） マルチメディアが収容可能な広帯域通信網は、音声、画
像、データをセル化して通信するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈ
ｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ　：非同期
転送モード）ＩＲで構築されようとしている。このＡＴ
Ｍ網の欠点としてセル組立遅延、及びセル遅延ゆらぎが
ある。

ＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委員会）で勧告されてい
るセル長は５３バイトであり、このうちヘッダは５バイ
ト、音声、画像、データを格納する情報長は４８バイト
でとなっている。従って、例えば６４Ｋ　ｂ　／　Ｓの
ＰＣＭ音声信号（ＣＣＩＴＴＧ、７１１）をセル化する
と、６ｍｓ　ｅ　ｃのセル組立遅延時間が発生する。

また、セル遅延ゆらぎは、セルがＡＴＭ網をスイッチン
グされながら伝搬する際、そのトラヒックに応じてスイ
ッチング処理時間が毎度具なることにより発生する。こ
のセル遅延ゆらぎは、受信側において到着したセルに遅
延を与えることにより吸収するすことができる。

第２図にＡＴＭＪｆｌｌの構成を示す。

第２図において、アナログ電話３００はアナログ加入者
回路３０１のハイブリッド回路（２線４線交換回路）３
０２に接続されており、アナログ電話３００から送出さ
れる音声信号はハイブリッド回路３０２を経由してセル
組立回路３０３でセル化されてからＡＴＭスイッチ３０
５に送出される。逆に、通信相手から送出されてくる音
声セル３１１はＡＴＭスイッチ３０５を介してアナログ
加入者回路３０１のセル分解回路３０４に接続され、セ
ル分解された後、ハイブリッド回路３０２を介してアナ
ログ電話３００に送出される。このとき、ハイブリッド
回路３０２においてインピーダンス不整合のためセル組
立回路３０３にも音声信号が漏れこんでしまい、エコー
が発生する。

このエコーは相手との信号伝搬遅延時間が短い近距離通
信のときは音声品質劣化要因とはならないが、遠距離通
信のときはエコーが耳障りとなり音声品質の劣化要因と
なるので、エコーキャンセラでこのエコーを除去する必
要がある。

第２図において、トランク３１０にはアナログ電話３０
０からの音声セル３１３と通信相手からの音声セル３１
１とがＡＴＭスイッチ３０５を介して接続されている。

これらのセルはそれぞれセル分解回路３０７、３０８で
分解されてエコーキャンセラ３０９に入力される。エコ
ーキャンセラ３０９に入力されたアナログ電話３００か
らの音声セルは、エコーを除去され、セル組立回路３０
６に出力される。そして、セル組立回路３０６でセル化
され、ＡＴＭスイッチ３０５を介して通信相手に送出さ
れる。

ところで、第２図においては、エコーキャンセラ３０９
は、アナログ加入者回路３０１を小型化、低コスト化す
るために、アナログ加入者回路３０１に配備せず、トラ
ンク３１０に配備して集線効果を図っているが、トラン
ク３１０内にエコーキャンセラ３０９を配備すると、エ
コーキャンセラ３０９はアナログ加入者回路３０１内の
セル組立回路３０３とセル分解回路３０４で生じる遅延
時間も適応制御の対象としなければならない。

従来、訂記適応型ニコーキャンセラとしては、例えば第
３図に示されたもの考えられている。

以下、その構成を説明する。

第３図においてＸ２（ｎ）は遠端信号、Ｙ２（ｎ）はエ
コー径路１０１によって発生するＸ２（ｎ）のエコー信
号、Ｙｚ（ｎ）はエコーキャンセラ１００が出力するＹ
、（ｎ）の推定エコー信号、Ｅ２（ｎ）はＹｚ（ｎ）が
らＹｚ（ｎ）を引いた信号、Ｔｄｓｘはエコーキャンセ
ラ１００からエコー径路１０１までの信号の伝搬遅延時
間、Ｔ　ｄｒ、はエコー径路１０１がらエコーキャンセ
ラ１００までの伝搬遅延時間である。ここで、エコーキ
ャンセラ１００はディジタル信号処理による適応制御型
エコーキャンセラである。

ところで、エコーキャンセラに採用される一般的なアル
ゴリズムに学習同定法がある。第３図にこのアルゴリズ
ムを適用すると以下のようになる。

Ｙｚ（ｎ）＝）：ｌ、ｈｘ（ｆ）’Ｘ５（ｎ−４）　　
−（１）ｉ鴫Ｏ ｈｚ　　−（ｋ）　＝Ｊ（ｋ）＋ ａ、　　・Ｘｔ（ｎ　−ｋ）−Ｅ＊（ｎ）／Ｍｚ　　　
’−’　（２）Ｍ、＝ΣＸ　ｚ”（ｎ　−ｊ）　　　　
　　　　＝−（３）Ｅ　＊（ｎ）＝　Ｙ　２（ｎ）　　
Ｙ　２（ｎ）　　　　　　　−（４＞ここで、ｈａ（ｎ
）はＴａＢ２、エコー径路１０１、Ｔｄｒｉで構成され
る伝達関数Ｈａ（ｚ）をＮ次のＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　
Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ　）型のディジタル
フィルタで表現したと３２７７・ルタ係数である。

つまり、Ｈａ（ｚ）＝　ｈ　１（ｏ）＋　ｈ　２（１）
Ｚ　−’　十ｈ　２（２）Ｚ　−２＋　−−−＋　ｈ　
２（Ｎ）Ｚ　−Ｎ＝　ｆ：　Ｊ（ｎ）Ｚ　−ａ　　　　
　　　　−（５）である。また、ｈ２−（ｎ）は次回使
用するｈ２（ｎ）であり、α２は収束の速さを決める定
数（ステップゲイン）である。

ところで、ディジタル信号処理で使用するディジタルデ
ータのサンプリング周期をＴｓ２としたとき、ＴＳｚ＜
　＜ＴａＳ２　＋Ｔｄｒｚ　川（６）なる関係が成立す
ると、式（５）は以下のように表現できる。

Ｈ２（Ｚ）＝Ｚ−ＬＬ、Σｈ　２（ｎ　＋Ｌｓ）　　’
　Ｚ　−”・・・（７） ただし、Ｌ　ｚ　＝　（ＴａＢ２　＋　Ｔｄｒｚ　）　
／　ＴＳ２・・・（８） とする。

このときのＨ２（Ｚ）のインパルス応答波形を第３図に
示す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成のエコーキャンセラでは、第３
図のインパルス応答波形に示されるように、伝搬遅延時
ＩＩ　（ＴａＳ２　＋Ｔｄｒ２　）もエコーキャンセラ
が推定する未知の伝達関数の一部となってしまうため、
エコーキャンセラの処理量が増大すると共に、推定速度
の低下を招（という問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決し、伝搬遅延時間を適応制
御の対象外とするエコーキャンセラを提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、適応制御型エコ
ーキャンセラにおいて、エコー信号が有する固定遅延時
間と同等の遅延時間を入力信号に与えることが可能なバ
ッファメモリと、このバッファメモリの遅延時間を制御
するバッファメモリ制御回路とを設けたものである。

（作用） 本発明によれば、上記したように適応型エコーキャンセ
ラを構成したから、バッファメモリを用いて入力信号（
第３図の場合は遠端信号）をエコー信号が有する固定遅
延時間と同等の時間遅延させることにより、エコー信号
が育する固定遅延時間を適応制御の対象外することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明における適応型エコーキャンセラの実施
例である。

第１図において、）’＋（ｎ）は遠端信号、Ｙ＋（ｎ）
はエコー径路１１によって発生するＸ＋（ｎ）のエコー
信号、Ｙ＋（ｎ）はエコーキャンセラｌＯが出力するＹ
＋（ｎ）の推定エコー信号、Ｅ＋（ｎ）はＹ＋（ｎ）か
らＹ＋（ｎ）を引いた信号、Ｔｄｓｔはエコーキャンセ
ラ１０からエコー径路１１までの信号の伝搬遅延時間、
Ｔｄｒ＋はエコー径路１１からエコーキャンセラ１０ま
での伝搬遅延時間である。ここで、エコーキャンセラ１
０はディジタル信号処理による適応制御型エコーキャン
セラーである。

第１図に前記学習同定法を適用し、Ｔｄｓｔ　、エコー
径路１１、Ｔｄｒ＋で構成される伝達関数Ｈ＋（ｚ）を
Ｎ次のＦ　Ｉ　Ｒ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒ
ｅ５ｐｏｎｓｅ　）型のディジタルフィルタで表現する
と、式（５）と同様に以下のようになる。

Ｈ＋（ｚ）＝ｈ＋（０）＋ｈ＋（１）ｚ　−’＋ｈ＋（
２）ｚ　−’＋　Ｉ　＊・・・十ｈ　＋（Ｎ）Ｚ　−” ＝Σｈ　＋（ｎ）Ｚ　”　　　　　　　　　　・・・（
９）ここで、ディジタル信号処理で使用するディジタル
データのサンプリング周期をＴＳ＋とじたとき、Ｔｓ、
　＜　＜　Ｔｄｓ、　＋　Ｔｄｒ＋　　　　　　　”’
　（１０）なる関係が成立すると、式（９）は式（７）
と同様以下のように表現できる。

Ｈ＋（ｚ）＝Ｚ　−Ｌｌ・　Σｂ＋（ｎ　＋ｔ、＋）　
　−Ｚ　−”・・・（１１） ただし、Ｌ＋　＝　（Ｔｄｓｔ　下Ｔｄｒ＋　）　／Ｔ
ｓ＋・・・（１２） とする。

ここで、式（１１）の右辺にあるＺ　−Ｌは固定遅延に
他ならない。よって、この遅延時間と等しい遅延をバッ
ファメモリ１８で実現することにより、エコーキャンセ
ラ１０はエコー径路１１のみを適応制御の対象外とする
ことができる。バッファメモリ１８で実現する遅延時間
は、バッファメモリ制御回路１９を設けて外部（図示せ
ず）から設定可能にする。

なお、上記実施例においては、エコーキャンセラ１０に
適用するアルゴリズムとして学習同定法を例にとり説明
したが、本発明はこのアルゴリズムだけでなく、全ての
適応型アルゴリズムに適用可能である。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、適応制
御型エコーキャンセラにおいて、エコー信号が有する固
定遅延時間と同等の遅延時間を入力信号に与えることが
可能なバッファメモリと、このバッファメモリの遅延時
間を開側するバッファメモリ制御回路とを設け、このバ
ッファメモリを用いて入力信号をエコー信号が有する固
定遅延時間と同等の時間遅延させることにより、エコー
信号の有する固定遅延時間をエコーキャンセラの適応制
御の対象外とすることが可能なので、エコーキャンセラ
のハードウェア規模と処理量を小さくし、更に推定速度
を向上させることができる。したがって、本発明はＡＴ
Ｍ交換機においてアナログ加入者回路で発生するエコー
を除去する目的でトランクに配備されたエコーキャンセ
ラ、及び回線交換網における国際通信等の長距離回線用
のエコーキャンセラとして特に作動である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の適応制御型エコーキャンセラ
を示すブロック図、第２図はＡＴＭＪＩの構成を示すブ
ロック図、第３図は従来の適応制御型エコーキャンセラ
を示すブロック図、第４図は従来の適応制御型エコーキ
ャンセラにおけるインパルス応答波形図である。 １０、３０９・・・エコーキャンセラ、１１・・・エコ
ー径路、１８・・・バッファメモリ、１９・・・バッフ
ァメモリ制御回路、３００・・・アナログ電話、３０１
・・・加入者回路、３０２・・・ハイブリッド回路、３
０３．３０６・・・セル組立回路、３０４．３０７．３
０８・・・セル分解回路、３０５・・・ＡＴＭスイッチ
、３１０・・・トランク。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　　杉　出　　猛（外３名）本発明の畝
制荀ヤ型エコーＮヤンヒラ乞ホすフ゛０ソフ図第１図 ＡＴＭ＆１２１０才黄が乏゛（示す７”ｎンク叫第２図 ィ赴の２膣、ホと柘１１屏匹口ψ玉コーキャ〉七う（元
す〕゛ロソ７図第３図 インハ０ルス氏３プ牝止ｌ謁 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）エコー信号が有する固定遅延時間と同等の遅延時
   間を入力信号に与えることが可能なバッファメモリと、 （ｂ）前記バッファメモリの遅延時間を制御するバッフ
   ァメモリ制御回路とを設けたことを特徴とする適応制御
   型エコーキャンセラ。