JPH04323916A - 適応形平衡フィルタ - Google Patents
適応形平衡フィルタInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H21/00—Adaptive networks
- H03H21/0012—Digital adaptive filters
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- H03H2021/007—Computation saving measures; Accelerating measures
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- H03H2021/0072—Measures relating to the coefficients
- H03H2021/0074—Reduction of the update frequency
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
する。
は二重動作、すなわち存在する二線線路を介しての高い
データレートでの同時送信および受信である。その際の
問題点は、なかんずく送信および受信経路内の二線線路
の分岐におけるアナログ送信経路からアナログ受信経路
への漏話である。従来通常のアナログの終端回路技術の
代わりに特に8kmの距離範囲を有する公衆回路網では
一般にディジタルエコー抑制と呼ばれる方法が有利であ
ることが認められている。その際に、エコー経路の伝達
機能による漏話が送信経路と受信経路との間のフィルタ
に相応して言及され得ることから出発される。エコー抑
制のためにはいま、エコー経路に対して逆の伝達機能を
有するいわゆる平衡フィルタが送信経路と受信経路との
間に接続される。
.Poole 、G.Surace、B.Singh
、N.Dyerの「適応形平衡を含んでいるCMOS加
入者線オーディオ処理回路」(A CMOS Subs
criber Line Audio Process
ing Circuits Including Ad
aptive Balance)、回路およびシステム
国際シンポジウム、ヘルシンキ、1988年6月7〜9
日、第1931〜1934頁(特に第4図)から公知で
ある。 この平衡フィルタは適応形フィルタとして構成されてい
る。すなわち平衡フィルタはエコー経路のさまざまなま
たは変化する伝達機能に適応する。逆伝達機能の設定の
ためには平衡フィルタの係数が、特定の規範に従って形
成された誤差信号が最小化されるように変更される。公
知の適応形平衡フィルタはなかんずく、誤差信号により
最適なフィルタ係数を求める適応フィルタ(バックグラ
ウンドフィルタ)と、固定のフィルタ係数を有するシャ
ドーフィルタ(フォアグラウンドフィルタ)とから成っ
ており、その際にシャドーフィルタのフィルタ係数は特
定の条件のもとに適応形フィルタのフィルタ係数に等し
くセットされる。その際に、フィルタ係数の転送のため
の条件は所与の長い監視時間にわたり適応形フィルタの
誤差がシャドーフィルタの誤差よりも小さいことである
。すなわち送信信号の誤差の際には適応はほとんど不可
能であり、また適応形フィルタの伝達機能は、従って、
大きい誤差を伴っている。従って、この状態ではシャド
ーフィルタの最後に設定された伝達特性が一定に保たれ
る。すなわちフィルタ係数は転送されない。
タ伝送の場合のように狭帯域の信号を有する二重動作に
は問題がある。一方では適応形フィルタの適応は狭帯域
の信号の際には非常に困難であり、また大きい誤差と結
び付けられており、他方で連続的にシャドーフィルタに
よる適応形フィルタの誤差を有する係数の転送が行われ
る。なぜならば、シャドーフィルタは適応形フィルタに
くらべてより大きい誤差を有するからである。しかし適
応形フィルタ、従ってまたシャドーフィルタも強く誤差
を有するので、十分なエコー抑制は可能でなく、このこ
とはやはりデータ伝送の擾乱に通じ得る。
らの欠点を有していない適応形平衡フィルタを提供する
ことである。
る適応形平衡フィルタにより解決される。本発明思想の
実施態様は請求項2以下の対象である。
り本発明を一層詳細に説明する。
に示されているように、入力端に図示されていない受信
経路により伝送されたアナログ入力信号AIを与えられ
ているアナログ‐ディジタル変換器ADCと、入力端に
ディジタル入力信号DIを与えられており、また出力端
から図示されていない受信経路にアナログ出力信号AO
を与えるディジタル‐アナログ変換器DACとを含んで
いる。アナログ‐ディジタル変換器ADCもディジタル
‐アナログ変換器DACもエイリアス防止フィルタまた
はサンプリングレート上昇および低下のための装置のよ
うな信号処理のために必要なすべての装置を含んでいる
。送信経路と受信経路との間のエコー経路はその際に伝
達関数H(s)により書かれ得る。
端には一方では減算器S1の非反転入力端が直接に、ま
た他方では減算器S2の非反転入力端がフォームフィル
タFO1を介して接続されている。減算器S1の反転入
力端は伝達関数Hs(z)を有するシャドーフィルタF
Fの出力端と、また減算器S2の反転入力端は伝達関数
Ha(z)を有する適応形フィルタBFの出力端と接続
されている。減算器S1の出力端からディジタル出力信
号DOが与えられる。
ナログ変換器DACのほかにシャドーフィルタFF、適
応形フィルタBFおよびフィルタバンクFBの入力端に
も導かれている。その際にシャドーフィルタFF、適応
形フィルタBFおよびフィルタバンクFBの入力端の間
にフィックスフィルタFXが、また適応形フィルタBF
およびフィルタバンクFBの入力端の前に追加的にフォ
ームフィルタFO1と同一に構成されている別のフォー
ムフィルタFO2が接続されている。
れている信号、すなわちフィックスフィルタFXおよび
フォームフィルタFO2を介して導かれたディジタル入
力信号DIを3つの特定の周波数範囲に対応付けられて
いる部分信号に分割する。そのためにフィルタバンクF
Bは3つの帯域通過フィルタBP1ないしBP3を有す
る。フィルタバンクFBの出力端は帯域通過フィルタB
P1ないしBP3の出力端と一致しており、またそれぞ
れ評価回路CCの入力端と接続されている。評価回路C
Cの出力端から、フィルタバンクFBにより定められた
周波数範囲の各々のなかの特定の最小エネルギーの超過
の際に制御信号が与えられる。そのために評価回路CC
はたとえば、それぞれフィルタFBの相応の出力信号の
絶対値を形成する3つの絶対値装置AV1ないしAV3
と、それぞれ絶対値装置AV1ないしAV3の後に接続
されている3つの低域通過フィルタLP1ないしLP3
と、低域通過フィルタLP1ないしLP3の後に接続さ
れている3つのコンパレータC1ないしC3とから成っ
ている。これらのコンパレータはそれぞれ等しい参照値
または異なる参照値R1ないしR3を与えられており、
またアンドゲートAGと接続されている。このアンドゲ
ートはコンパレータC1ないしC3の出力のアンド演算
を行い、またその出力端から制御信号を与える。この制
御信号は適応形フィルタBFの係数出力端とシャドーフ
ィルタFFの係数入力端との間に接続されている転送装
置GTの制御入力端に導かれており、その際に制御信号
の生起の際に適応形フィルタBFのフィルタ係数がシャ
ドーフィルタFFに転送される。
ことは、ディジタル入力信号DIのみが評価されること
、評価が少なくともディジタル入力信号DIの3つの周
波数範囲内で行われること、また個々の周波数範囲内の
特定の最小エネルギーの生起の際に初めてシャドーフィ
ルタFFへの適応形フィルタBFの係数の転送が行われ
ることである。すなわちこの場合にのみシャドーフィル
タFFのデータが更新される。さもなければシャドーフ
ィルタFFの係数は、再び広帯域のディジタル信号が与
えられるまで、一定に保たれる。
フィルタFXおよび両フォームフィルタFO1およびF
O2が設けられている。その際にフィックスフィルタF
Xは一定の係数、すなわち適応形フィルタBF、従って
またシャドーフィルタFFのすべての適応範囲内に生起
する、別個に実現される伝達関数Ha(z)またはHs
(z)の係数を実現し、従ってまた適応形フィルタBF
およびシャドーフィルタFFに対する費用を減ずる。 フォームフィルタFO2は、平均的な音声スペクトルが
白色雑音のスペクトルに近似するように、すなわち本質
的に高域通過特性を有するように設計されている。それ
により、フィルタバンクFBおよび評価回路CCの個々
の周波数範囲に対応付けられている回路部分の一層均等
な駆動が与えられていることが達成される。フォームフ
ィルタFO2と同一のフォームフィルタFO1はアナロ
グ入力信号AIの成分と適応形フィルタBFを介して導
かれるディジタル入力信号DIの成分との一致評価を減
算器S2の出力端から与えられる誤差信号において達成
する役割をする。
の分割は、たとえば再帰的および非再帰的構造を有する
任意のディジタルフィルタ、特にウェーブディジタルフ
ィルタとして構成されている複数個の帯域通過フィルタ
から成るフィルタバンクFBにより行われる。評価回路
CCによる個々の周波数範囲内の信号エネルギーの評価
はなかんずく、低域通過フィルタリングによる絶対値形
成および所与の参照値との比較により実行される。等し
い仕方で絶対値形成の代わりにたとえば二乗も可能であ
る。参照値はその際に、低域通過フィルタの時定数によ
り決定される監視時間中にエネルギーが適応形フィルタ
BFの正確な適応のために十分であったときにのみシャ
ドーフィルタFFによる係数の転送が行われるように設
定される。参照値はその際に異なっていても同一であっ
てもよく、さらに一定に保たれてもよいし、たとえば外
部プログラミングにより変更可能であってもよい。フィ
ルタバンクFBおよび評価回路CCの精度は周波数範囲
の数の増大により一層高められ得るが、3つの周波数範
囲、すなわち低い周波数範囲、中間の周波数範囲および
高い周波数範囲への分割は特に電話分野での大抵の応用
に対して完全に十分である。こうして本発明による適応
形フィルタは狭帯域信号を有する動作に対しても二重動
作、ここでは特に狭帯域信号を有する二重動作に対して
も特に適している。
ィジタル入力信号DIとして白色雑音に相応する検査信
号を供給する際には両フォームフィルタFO1およびF
O2は橋絡されるべきである。
アナログ出力信号 AV1〜AV3 絶対器装置 BF 適応形フィルタ C1〜C3 コンパレータ CC 評価回路 DAC ディジタル‐アナログ変換器DI
ディジタル入力信号 DO ディジタル出力信号 FB フィルタバンク FF シャドーフィルタ FO1、FO2 フォームフィルタFX
フィックスフィルタ GT 転送装置 LP1〜LP3 低域通過フィルタR1〜R3
参照値 S1、S2 減算器
Claims (4)
- 【請求項1】 適応形平衡フィルタにおいて、入力端
にディジタル入力信号(DI)を与えられており、また
出力端にアナログ出力信号(AO)を与えるディジタル
‐アナログ変換器(DAC)と、入力端にディジタル入
力信号(DI)を与えられており、またそれぞれ周波数
範囲に対応付けられている2つよりも多い出力端を有す
るフィルタバンク(FB)と、入力端でそれぞれフィル
タバンク(FB)の出力端と接続されており、また出力
端に各周波数範囲内で特定の最小エネルギーの超過の際
に制御信号を与える評価回路(CC)と、信号出力端と
、フィルタ係数を出力するための係数出力端と、誤差信
号入力端と、ディジタル入力信号(DI)を与えられて
いる信号入力端とを有する適応形フィルタ(BF)と、
信号入力端にディジタル入力信号(DI)を与えられて
おり、また信号出力端とフィルタ係数をロードするため
の係数入力端とを有するシャドーフィルタ(FF)と、
入力端にアナログ入力信号(AI)を与えられているア
ナログ‐ディジタル変換器(ADC)と、非反転入力端
でアナログ‐ディジタル変換器(ADC)の出力端と、
また反転入力端でシャドーフィルタ(FF)の信号出力
端と接続されており、また出力端にディジタル出力信号
(DO)を与える第1の減算器(S1)と、非反転入力
端でアナログ‐ディジタル変換器(ADC)の出力端と
、また反転入力端で適応形フィルタ(BF)の信号出力
端と、また出力端で適応形フィルタ(BF)の誤差信号
入力端と接続されている第2の減算器(S2)と、適応
形フィルタ(BF)の係数出力端とシャドーフィルタ(
FF)の係数入力端との間に接続されており、また制御
入力端で評価回路(CC)の出力端と接続されており、
制御入力端における相応の制御信号の生起の際に適応形
フィルタ(BF)のフィルタ係数をシャドーフィルタ(
FF)に転送する転送装置(GT)とを含んでいること
を特徴とする適応形平衡フィルタ。 - 【請求項2】 シャドーフィルタ(FF)、適応形フ
ィルタ(BF)およびフィルタバンク(FB)の前に接
続されているフィックスフィルタ(FX)を含んでいる
ことを特徴とする請求項1記載の適応形平衡フィルタ。 - 【請求項3】 第2の減算器(S2)の非反転入力端
の前に接続されている第1のフォームフィルタ(FO1
)と、第1のフォームフィルタと同一の伝達特性を有し
、またフィルタバンク(FB)ならびに適応形フィルタ
(BF)の前に接続されている第2のフォームフィルタ
(FO2)とを含んでいることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の適応形平衡フィルタ。 - 【請求項4】 評価回路(CC)が、それぞれ入力端
に対応付けられている絶対値装置(AV1、AV2、A
V3)と、その後に接続されているそれぞれの低域通過
フィルタ(LP1、LP2、LP3)と、その後に接続
されているそれぞれ参照値(R1、R2、R3)との比
較のためのコンパレータ(C1、C2、C3)と、コン
パレータ(C1、C2、C3)の出力をアンド演算し、
出力端に制御信号を与えるアンドゲート(AG)とを含
んでいることを特徴とする請求項1ないし3の1つに記
載の適応形平衡フィルタ。
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-
1991
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