JPH08265225A

JPH08265225A - 適応平衡フィルタ

Info

Publication number: JPH08265225A
Application number: JP8055550A
Authority: JP
Inventors: Achim Degenhardt; デーゲンハルトアヒム
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1996-10-11
Also published as: DE19506324C1; KR960032886A; US5828589A; CA2170221A1; ES2158156T3; EP0729229B1; EP0729229A3; TW282596B; DE59607022D1; HK1003761A1; EP0729229A2

Abstract

(57)【要約】【課題】すべての作動の仕方において最適な線路適応
を保証する適応平衡フィルタを提供する。【解決手段】３つの入力端を有する転送制御装置が設
けられており、それらのうち第１の入力端が第２の減算
器の出力端と、第２の入力端が第２の減算器の一方の入
力端と、また第３の入力端が主フィルタの出力端と接続
されており、その際に転送制御装置が３つの入力端に与
えられている信号から適応フィルタおよび主フィルタの
反響減衰を求め、両反響減衰を互いに比較し、また主フ
ィルタにくらべて適応フィルタの反響減衰が高い場合に
は転送装置に相応のコピー信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号出力端と、そ
の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、送信経路と接続されている信号入力端とを
有する適応フィルタと、信号出力端と、送信経路と接続
されている信号入力端と、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主フィルタと、その一方の入
力端で受信経路と、またその他方の入力端で主フィルタ
の出力端と接続されており、またその出力端で受信経路
の延長部を形成する第１の減算器と、その一方の入力端
で受信経路と、その他方の入力端で適応フィルタの信号
出力端と、またその出力端で適応フィルタの誤差信号入
力端と接続されている第２の減算器と、適応フィルタの
係数出力端と主フィルタの係数入力端との間に接続され
ており、また相応のコピー信号の生起時に適応フィルタ
のフィルタ係数を主フィルタにロードするための制御装
置を有する転送装置と、転送制御装置とを有する適応平
衡フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような平衡フィルタはたとえばプー
ル（S.J.Poole)、シュレイス(G.Surace)、サイン(B.Sin
gh) 、ダイヤー(N.P.Dyer)著「適応平衡を含むＣＭＯＳ
加入者線オーディオ処理回路」回路およびシステムに関
する国際シンポジューム、ヘルシンキ、１９８８年６月
７〜９日、第１９３１〜１９３４頁ならびにヨーロッパ
特許出願第 0491063号明細書から知られている。その際
に主フィルタへの適応フィルタの係数のローディングは
さまざまな規範で行われるが、これは可能な作動形態の
一部分でしか最適な結果に通じない。

【０００３】二線伝送に基づいて電話の接続線に両加入
者の送信および受信信号が同時に存在している。伝送方
向はブリッジ回路（ハイブリッド）内で互いに隔てら
れ、その際に信号路の脱結合は線路インピーダンスへの
平衡回路網の適応良度に関係する。その電話の受信チャ
ネルへの送信信号（一方の加入者の信号）の直接的な入
結合が生じ、これは終端装置減衰と呼ばれる。受信信号
はこうして２つの構成成分から成っている。一方ではそ
れは接続線から到来する信号（他方の加入者の信号）も
入結合された送信信号も含んでいる。入結合された送信
信号は一方の加入者により反響として感じられる。

【０００４】加入者接続線のインピーダンスは変化し得
るし、さらに接続に関係しているので、固定的な平衡回
路網の使用の際の終端装置減衰は大きい範囲にわたり変
化する。適応が最適である場合には、非常に大きい減衰
が達成される。それに対して開いた線路の場合にはそれ
はマイナスでさえあり得る。その際に送信信号は増幅さ
れて受信チャネルに戻されるであろう。

【０００５】たとえば有線電話では、入結合される送信
信号はマイクロホンとスピーカとの間のわずかな信号伝
達時間に基づいて擾乱とならない。それに対して、タイ
ムスリット多重化法が使用される無線電話では、入結合
される送信信号はマイクロホンとスピーカとの間の比較
的長い信号伝達時間に基づいて著しい擾乱として感じら
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、すべての作動の仕方において最適な線路適応を保証
する適応平衡フィルタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、冒頭に記載した種類の適応平衡フィルタにおい
て、３つの入力端を有する転送制御装置が設けられ、そ
れらのうち第１の入力端が第２の減算器の出力端と、第
２の入力端が第２の減算器の一方の入力端と、また第３
の入力端が主フィルタの出力端と接続されており、その
際に転送制御装置が３つの入力端に与えられている信号
から適応フィルタおよび主フィルタの反響減衰を求め、
両反響減衰を互いに比較し、また主フィルタにくらべて
適応フィルタの反響減衰が高い場合には転送装置に相応
のコピー信号を供給することにより解決される。

【０００８】

【発明の効果】本発明の利点は、比較的わずかな費用に
より、すべての可能な作動の仕方において、タイムスリ
ット多重化法を意図するＤＥＣＴ標準（ＤＥＣＴ＝ディ
ジタルヨーロッパコードレス電話）を満足するような高
い適応良度が達成されることにある。

【０００９】

【実施例】以下、図面に示されている実施例により本発
明を一層詳細に説明する。図１による実施例は適応フィ
ルタ５を含んでおり、その信号入力端は整形フィルタ６
を中間に介して送信経路７と接続されている。適応フィ
ルタ５はそのフィルタ係数を出力するための係数出力端
８を有する。適応フィルタの伝達関数を設定するため、
その係数は、特定の規範に従って形成された誤差信号が
最小化され、またそれから適応フィルタに対する駆動信
号が与えられるように変更される。最小化は好ましくは
最小誤差二乗法に従って行われる。ＬＭＳアルゴリズム
とも呼ばれるこの方法はたとえばウィドロー(D.Widro
w)、スターンス(S.D.Stearns) 著「適応信号処理」プレ
ンタイス‐ホール社、エンゲルウッドクリフス、ニュ
ージャーシー、１９８５年、第９９〜１４０頁から公知
である。誤差信号９の最小化はスケーリング装置１０お
よびその後に接続されている設定装置１１によりＬＭＳ
アルゴリズムに従って行われる。スケーリング装置１０
にはそのために誤差信号９が与えられ、またさらに設定
装置１１と同じく適応フィルタ５の内部信号が与えられ
る。スケーリング装置１０は最小化された誤差信号９´
を発生し、それを用いて設定装置１１が適応フィルタ５
の係数を最適に設定する。

【００１０】誤差信号９は減算器１２により与えられ、
その反転入力端は適応フィルタ５の信号出力端と接続さ
れており、またその非反転入力端は好ましくは整形フィ
ルタ１３を中間に介して受信経路１４と接続されてい
る。

【００１１】さらに、適応フィルタ５と同一の伝達特性
を有する主フィルタ１５が設けられており、その入力端
は送信経路７と接続されており、またその出力端は減算
器１６の反転入力端に導かれている。減算器１６は、そ
の非反転入力端が受信経路１４と接続されており、また
その出力端が別の受信経路１４´を形成するように受信
経路１４に接続されている。主フィルタ１５はさらに係
数入力端を有し、それを経てその伝達関数を決定する係
数が転送装置１７によりロードされ得る。転送装置１７
はそのために、転送装置１７と接続されている適応フィ
ルタ５の係数出力端８と接続されている係数出力端に与
えられる適応フィルタ５の係数を受ける。しかし、主フ
ィルタ１５への適応フィルタ５の係数の受け渡しは、相
応のコピー信号ＥＣＰＹが転送装置１７に与えられると
きにのみ行われる。

【００１２】コピー信号ＥＣＰＹはコピー制御装置１８
からその入力端に与えられる信号ＮＭＯＤ、ＥＵＰＤ、
ＱＵＡＬＳおよびＤＱＵＡＬに関係して発生される。キ
ュー（Ｑ）信号ＱＵＡＬＳおよびキュー差信号ＤＱＵＡ
Ｌはキュー比較装置１９により与えられ、その第１の入
力端１は減算器１２の出力端と、その第２の入力端２は
整形フィルタ１３の出力端と、またその第３の入力端３
は整形フィルタ２０を中間に介して主フィルタ１５の出
力端と接続されている。

【００１３】キュー信号ＱＵＡＬＳはさらに作動の仕方
を認識するための装置２１の入力端に導かれており、そ
の他方の入力端４は整形フィルタ６の出力端と接続され
ており、またその出力端にレリーズ信号ＮＭＯＤが与え
られる。コピー制御装置１８のほかに設定装置１１にも
供給されるレリーズ信号ＥＵＰＤはレリーズ装置２２に
より発生され、その一方の入力端は受信電力を求めるた
めの装置２３と、またその他方の入力端は送信電力を求
めるための装置２４と接続されている。受信電力を求め
るための装置２３は入力側で整形フィルタ１３の出力端
と接続されている。出力端でさらにスケーリング装置１
０と接続されている送信電力を求めるための装置２４の
入力端は整形フィルタ６の出力端と接続されている。

【００１４】図１によるキュー比較装置１９は好ましく
は図２に示されている実施例により実現される。これは
減算器２５を含んでおり、その反転入力端がキュー比較
装置１９の入力端３を、またその非反転入力端がキュー
比較装置１９の入力端２を形成する。絶対値形成器２６
の入力端がキュー比較装置１９の入力端１を形成する。
減算器２５の反転入力端および出力端とそれぞれ絶対値
形成器２７または２８が接続されており、それらの出力
端は絶対値形成器２６の出力端と同じくそれぞれ対数形
成器２９、３０または３１の入力端に導かれている。対
数形成器２９の出力端には減算器３２の反転入力端が、
対数形成器３０の出力端には減算器３２の非反転入力端
が接続されており、減算器３２の後に低域通過フィルタ
３３が接続されている。同様に、対数形成器３０の出力
端は減算器３４の非反転入力端に導かれており、対数形
成器３１の出力端は減算器３４の反転入力端に導かれて
おり、減算器３４の後に低域通過フィルタ３５が接続さ
れている。低域通過フィルタ３５の出力信号ＱＵＡＬは
減算器３６の反転入力端に与えられており、その非反転
入力端には低域通過フィルタ３３からキュー信号ＱＵＡ
ＬＳが与えられている。減算器３６の出力端はキュー差
信号を発生し、このキュー差信号は好ましくは低域通過
フィルタ３７により低域通過フィルタされ、またキュー
差信号ＤＱＵＡＬを形成する。

【００１５】図３は低域通過フィルタ３３および３５の
好ましい実施例を示す。減算器３２または３３から与え
られる信号は係数乗算装置３８により係数ａを乗算さ
れ、また加算器３９に供給される。加算器３９は減算器
４０の出力信号も供給される。加算器３９の出力信号は
低域通過フィルタ３３または３５の出力信号、すなわち
キュー信号ＱＵＡＬＳまたは信号ＱＵＡＬを形成する。
加算器３９の出力端にはさらに遅延要素４１が接続され
ており、その出力端は減算器４０の非反転入力端と直接
に、またその反転入力端と係数ａの乗算のための係数乗
算装置４２を中間に介して接続されている。この構造の
使用は低域通過フィルタ３３および３５に制限されず
に、低域通過フィルタ３７にも応用され得る。その場合
には係数ａの代わりにそれとは異なる係数を使用すべき
であろう。

【００１６】作動の仕方を認識するための装置２１は、
図４によれば、好ましくはフィルタバンク４３を含んで
いる。フィルタバンク４３には整形フィルタ６の出力信
号が供給される。フィルタバンク４３はたとえば４つの
周波数固有の出力信号を出力する。フィルタバンク４３
の出力信号は絶対値形成のための装置４４に導かれる。
この装置４４は出力信号の数に相応する数の絶対値形成
器を含んでいる。この装置の後に、等しい数の低域通過
フィルタを有する低域通過フィルタリングのためのユニ
ット４５が接続されている。低域通過フィルタリングの
ためのユニット４５の出力信号は平均値形成器４６に与
えられており、平均値形成器４６はこれらの信号から、
定数ＦＢＡを乗算するための定数乗算装置４７を中間に
介して評価装置４８に供給される出力信号を発生する。
評価装置４８にはさらに低域通過フィルタリングのため
のユニット４５の４つの出力信号の３つが与えられる。
決定器４９の入力端は評価装置４８の出力端に接続され
ている。決定器４９の他方の入力端は比較器５０の出力
端と接続されており、その入力端にはキュー信号ＱＵＡ
ＬＳおよび比較値Ｌｉｍｉｔが与えられている。決定器
４９の出力端からレリーズ信号ＮＭＯＤＥが出力され
る。

【００１７】上記の実施例による本発明による適応平衡
フィルタはマイクロプログラムとして信号プロセッサに
おいて実現されている。しかし、それとならんで、本発
明による適応平衡フィルタはたとえばマイクロコントロ
ーラ、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなど
のようなすべての他の形式のデータ処理装置においても
設置され、またそれとならんで全面的または部分的にハ
ードウェアで構成され得る。ソフトウェア構成の際には
個々の機能ブロックは個々のプログラム部分を成し、他
方においてハードウェア構成の際にはそれらは固定配線
された回路部分を表す。

【００１８】以上に本発明による平衡フィルタの原理的
構成を説明したので、以下に平衡フィルタの機能の仕方
を一層詳細に説明する。

【００１９】本発明による適応平衡フィルタは、適応フ
ィルタ５が十分にその係数を常に後調節することから出
発している。単独の電話加入者（Ａ加入者）のみが通話
する場合には、適応フィルタ５の反響減衰は主フィルタ
１５の反響減衰よりも大きい。この場合には適応フィル
タ５の係数が主フィルタ１５でコピーされる。両加入者
の同時通話の場合には、適応フィルタ５の係数のさらに
行われる後調節に基づいて適応フィルタ５の反響減衰が
減少する。なぜならば、他方の加入者（Ｂ加入者）の信
号が後調節を誤らせるからである。従って、適応フィル
タ５の反響減衰は主フィルタ１５の反響減衰よりも悪
い。この場合、係数はコピーされない。

【００２０】適応フィルタ５の係数は、その反響減衰が
主フィルタ１５の反響減衰よりも良いときに常にコピー
される。その結果として、同時通話の間にもコピー過程
が行われ得る。たとえば平衡フィルタの能動化の直後に
すべての係数が零にリセットされている。適応フィルタ
５の反響減衰も主フィルタ１５の反響減衰も零に等し
い。適応フィルタはその係数の後調節により確かに最大
可能ではないが少なくとも特定の反響減衰を達成する。
それに対して主フィルタ１５の反響減衰は零にとどま
る。それによって係数のコピーのための条件が満たされ
ている。

【００２１】適応フィルタ５の係数が全く誤って設定さ
れるのを防止するため、適応フィルタ５の係数の後調節
は送信および受信信号の平均エネルギーの簡単な比較に
よりレリーズまたはストップされる。誤設定はたとえば
Ｂ加入者のみが通話するときに生じ得よう。

【００２２】送信および受信電力を求めるための装置２
４、２３は送信および受信経路７、１４上の信号の電力
を平均化する。レリーズ装置２２は平均化された電力を
評価し、また適応フィルタ５の係数の後調節を制御す
る。係数がＬＭＳアルゴリズムにより後調節されるため
には、２つの条件が満たされていなければならない。一
方では、送信電力が設定可能な第１の値を越えていなけ
ればならず、また他方では送信電力と受信電力との間の
差が特定の設定可能な第２の値を越えていなければなら
ない。第２の値は、開いた線路においてもなお調節され
るように設定されるべきであろう。Ｂ加入者が通話する
と直ちに、後調節はストップされる。この作動の場合に
は制御は理想的に動作する。しかし成立している接続の
間は終端装置減衰は開いた線路の際よりも著しく大き
く、従ってまた帰還結合される送信信号は開いた線路の
際よりも著しく小さい。しかしこの場合、送信電力と受
信電力との差に対する設定されたしきい値は明らかに小
さ過ぎる。この際に後調節をストップし得るためには、
Ｂ加入者はＡ加入者よりも明らかに大声でなければなら
ないであろう。しかし、それによっては適応フィルタ５
の完全な後調節のみが防止され得る。すなわち、適応フ
ィルタ５は両加入者の同時通話の際には理想的に決定さ
れておらず、また係数はこの場合にはコピーされるべき
ではないであろう。

【００２３】制御される係数のコピーの結果は、係数が
コピーされる以前に適応フィルタ５の設定が主フィルタ
１５の設定よりも良いことが確認されていなければなら
ないので、特定の反応時間が与えられていることであ
る。２０ないし８０ｍｓの反応時間は人間の聴覚に対し
てほとんど検知可能でなく、従って受容可能である。し
かし、たとえばドイツ郵政省の検査測定の際には周波数
的に速く通過するサイン音によるいくつかの測定が行わ
れる。その際に反応時間はマイナスとして認められる。
なぜならば、測定は常に、係数がまさにコピーされたと
きにのみ最適であるからである。検査測定の間の反応時
間の欠点を避けるため、コピー制御装置１８において２
つの作動形式が区別され、その際に作動形式の同定は作
動形式認識のための装置２１により行われる。その機能
の仕方は後で一層詳細に説明する。

【００２４】本発明による適応平衡フィルタの機能の仕
方にとって重要なことは、適応フィルタ５の反響減衰が
主フィルタ１５の反響減衰よりも良いときにのみ係数が
コピーされることである。いつ係数がコピーされるべき
かの決定に対しては、両反響減衰の比較のみが必要であ
るので、そのつどの反響減衰の絶対値は知られていなく
てよい。

【００２５】主フィルタ１５はＢ加入者を補償し得ない
ので、Ｂ加入者の信号は減算器１６の非反転入力端およ
び出力端において同一である。Ａ加入者の反響信号は減
算器１６の出力端における信号に減少されて現れる。減
算器１６の非反転入力端および出力端における信号の比
較により得られる信号は、Ｂ加入者が通話しないときに
のみ、適応平衡フィルタの絶対反響減衰に一致する。通
話の間にこの値は適応平衡フィルタの減衰キューに対す
る単なる尺度である。

【００２６】適応平衡フィルタの減衰キューの評価のた
めに減算器１２の非反転入力端および出力端における信
号が利用される。これらの両信号は直接にキュー比較装
置１９に供給される。しかし、主フィルタ１５に対する
相応の信号も求める必要がある。適応フィルタ５と主フ
ィルタ１５との間の効果的な比較を可能にするため、好
ましくは主フィルタ１５の出力信号が整形フィルタ２０
を経てキュー比較装置１９に導かれる。整形フィルタ２
０の出力信号はキュー比較装置１９において入力端２に
与えられている整形フィルタ１３の出力信号から減算さ
れる。減算により得られる信号は主フィルタ１５の正規
化された誤差信号を表す。それに対して、入力端１に与
えられている信号は適応フィルタ５の誤差信号９を形成
する。

【００２７】適応フィルタ５および主フィルタ１５の減
衰キューに対する規範として、入力端２に与えられてい
る適応フィルタ５の誤差信号９と主フィルタ１５の正規
化された誤差信号とから最初に絶対値が、またそれから
再び対数が形成される。適応フィルタ５の対数化された
誤差信号は整形フィルタ１３の対数化された出力信号か
ら差し引かれ、また低域通過フィルタ３５により平均化
される。主フィルタ１５の対数化され正規化された誤差
信号は整形フィルタ１３の対数化された出力信号から差
し引かれ、また低域通過フィルタ３３により同じく平均
化される。低域通過フィルタ３５の出力信号ＱＵＡＬは
主フィルタ１５の減衰キューに対する尺度である。出力
信号ＱＵＡＬＳは適応フィルタ５のキューに対する尺度
であり、従ってキュー信号ＱＵＡＬＳと呼ばれる。最適
な比較結果を得るため、両低域通過フィルタ３３および
３５の時定数は好ましくは同一に選ばれる。通常の値と
してはたとえば２０ｍｓと５０ｍｓとの間の時定数が用
いられる。時定数が小さければ、キューの変化は確かに
より速く認識されるが、平均化はより大きい誤差を伴
う。時定数が大きければ、平均化はより正確であるが、
キューの決定はより遅く反応する。

【００２８】両フィルタすなわち適応フィルタ５および
主フィルタ１５のどちらがより良く設定されているかを
決定するため、主フィルタ１５のキューを表す信号ＱＵ
ＡＬが、適応フィルタ５のキューを表すキュー信号ＱＵ
ＡＬＳから減算される。こうして得られた信号は好まし
くは低域通過フィルタされる。低域通過フィルタ３７の
出力信号ＤＱＵＡＬはこうして適応フィルタ５と主フィ
ルタ１５との間のキュー差を特徴付ける。正のキュー差
信号ＤＱＵＡＬの際に適応フィルタ５は主フィルタ１５
よりも良く設定されている。低域通過フィルタ３７の時
定数はたとえば１０ｍｓと４０ｍｓとの間の値をとり得
る。減算器３６の出力信号の平均化は、両帯低通過フィ
ルタ３３および３５に対して既により大きい時定数が選
ばれたならば、省略され得る。

【００２９】Ａ加入者のみが通話する場合には、キュー
信号ＱＵＡＬＳは適応フィルタ５の反響減衰に対する尺
度である。キュー差信号ＤＱＵＡＬから、両フィルタす
なわち適応フィルタ５および主フィルタ１５のいずれが
より良く設定されているかが導き出され得る。Ｂ加入者
がＡ加入者の通話に入り込むと、反響減衰が受信経路１
４上の信号の電力の百分率で小さくなるので、キュー信
号ＱＵＡＬＳもキュー差信号ＤＱＵＡＬも低くなる。追
加的に適応フィルタ５の反響減衰が係数の後調節へのＢ
加入者からの信号の影響に基づいて悪化し、またこうし
て信号ＱＵＡＬＳおよびＤＱＵＡＬがさらに減ずる。両
効果は、適応フィルタ５の係数が誤って両加入者の同時
通話の間にコピーされることを防止する。従って、両効
果はコピー制御装置１８の安定な動作を可能にする。適
応フィルタ５の係数がたとえば適応平衡フィルタの初回
の投入後のように調節されていると、キュー差信号ＤＱ
ＵＡＬが、係数が同時通話にもかかわらずコピーされる
ように、大きくなることが必ずあり得る。しかし、上記
の両効果に基づいて、適応フィルタ５があらゆる場合に
主フィルタ１５よりも良好な設定を有することが保証さ
れている。

【００３０】たとえばディジタル信号プロセッサに平衡
フィルタを実施する際には信号は２進数として存在し、
またキュー比較装置１９において必要とされる対数化は
非常に簡単な周波数により行われ得る。２を底とする近
似化された対数はたとえば正規化ユニットにより得られ
る。その際に単に先行の１（指数）および先行の１の後
の下位ビット（仮数）が必要とされる。指数の２進数を
仮数の２進数の前に継ぎ足すと、近似化された対数が得
られる。場合によっては対数形成器２９、３０、３１に
与えられる入力語の後のビットの計算精度がキュー比較
装置１９の出力信号に影響するのを排除するため、対数
形成器はプログラム可能なしきいを設けられ得る。その
ためにそのつどの対数形成器の入力または出力信号から
プログラム可能な固定の値が減算される。結果がマイナ
スであれば、減算の結果は零にセットされる。

【００３１】ディジタル信号プロセッサ上での低域通過
フィルタ３３および３５および場合によっては低域通過
フィルタ３７の簡単な実現例が図３の実施例に示されて
いる。そのつどの低域通過フィルタの１サンプリングク
ロックだけ遅らされた出力信号が係数ａを乗算される。
この乗算の結果は１クロックだけ遅らされた出力信号か
ら減算され、またこの値にそのつどの低域通過フィルタ
の係数ａを乗算された入力信号が加算される。加算によ
り得られた値は低域通過フィルタの新しい出力値であ
る。係数ａは低域通過フィルタの時定数τを決定する。
その際に時定数τおよび係数ａならびに２つのサンプル
値の間の時間Ｔの間に下記の関係が成り立つ。 τ＝Ｔ／ｌｎ（１−ａ）選ばれた時定数に応じて係数ａが右方への簡単なシフト
操作により補われ得る。これは常に、係数ａに対して下
記の値が選ばれる場合である。ａ＝１／２ⁿ、ｎ＝１，２，３…

【００３２】低域通過フィルタ３３および３５および場
合によっては低域通過フィルタ３７の時定数により、反
響減衰の変化と信号ＱＵＡＬＳおよびＤＱＵＡＬの完全
な後調節との間に有限の遅れ時間が生ずる。それにより
適応フィルタ５の係数が、適応フィルタ５が特定の時間
にわたり主フィルタ１５よりも良好な反響減衰を達成し
ているときに初めてコピーされることが可能である。こ
のことは、コピー過程が開始される以前に、適応フィル
タ５の係数が主フィルタ１５の係数よりも良好であるこ
とが確実でなければならないので、必要である。適応平
衡フィルタの実際の作動中に遅れ時間はほとんど認めら
れず、従ってまた擾乱として感じられない。

【００３３】たとえば、周波数的に速く通過するサイン
音が供給されるドイツ郵政省の検査測定の際には、適応
フィルタ５はその係数を周波数の各々に比較的速く適応
させる。しかし、サイン音のわずかな周波数情報に基づ
いて適応フィルタ５の反響減衰はそれぞれ与えられてい
るサイン音が周波数に対してのみ最適に設定されてい
る。すべての他の周波数に対する反響減衰は定義されて
いない。しかし係数は遅れ時間により常に、適応フィル
タ５が特定の時間にわたり主フィルタ１５よりも良好な
反響減衰を有するときにしかコピーされ得ないので、主
フィルタ１５の反響減衰は常にコピー過程の直後にしか
最適でないであろう。

【００３４】この問題点を回避するため、２つの異なる
作動の仕方が定義された。適応平衡フィルタの投入の直
後にはレリーズ信号ＮＭＯＤＥは零に等しい。この場合
コピー制御装置１８は、係数を絶えずコピーすることを
指令される。それにより主フィルタ１５は絶えず適応フ
ィルタ５の現在の係数を受け、またその結果としてサイ
ンを補償し得る。作動の仕方を認識するための装置２１
が通話を検出した後に初めて、レリーズ信号ＮＭＯＤＥ
が１に等しくセットされ，またそれによって正規な作動
の仕方に切換えられる。正規な作動の仕方の際にのみ信
号ＱＵＡＬＳおよびＤＱＵＡＬがコピー制御装置により
評価される。コピー信号ＥＣＰＹにより開始される係数
のコピーは適応フィルタ５および主フィルタ１５の減衰
キューの比較に関係している。

【００３５】作動の仕方を認識するための装置２１は図
４により好ましくは、整形フィルタ６の出力信号をそれ
ぞれ周波数帯に対応付けられているたとえば４つの信号
に分解するフィルタバンク４３を含んでいる。４つの帯
域通過フィルタの通過範囲は好ましくは重なり合ってい
ない。個々の帯域通過フィルタの急峻度および帯域幅の
選定は比較的非臨界的である。なぜならば、サイン信号
は最大２つの隣接する周波数帯に現れ得るからである。
フィルタバンク４３の４つの出力信号からそれぞれ絶対
値が形成され、また続いて低域通過フィルタ４５により
平均化される。必要の際には低域通過フィルタ４５と絶
対値形成器４４との間に個々の信号の各々に対して対数
形成器が設けられ得る。

【００３６】低域通過フィルタ４５の出力端における信
号は４つの信号の平均値を計算する平均値形成器４６に
供給される。平均値は続いて、設定可能でありまた１よ
りも小さくなければならない係数ＦＢＡを乗算される。
乗算の結果は評価装置４８に対する比較値である。評価
装置４８は最も下の３つの周波数帯の平均化された値を
比較値と比較する。評価装置４８の出力信号はまさに下
側の３つの周波数帯のすべての３つの平均化された値が
比較値の上に位置するときに１となる。すなわちその場
合、最も下の３つの周波数帯内の適応フィルタ５の入力
端における信号のスペクトルが主な成分を有する。通話
の際に一般に主として３０００Ｈｚ以下の周波数が存在
するので、特に３０００Ｈｚを越える上側周波数範囲の
評価は省略され得る。

【００３７】正規な作動の仕方への切換のためには相応
の周波数スペクトルだけでなく適応フィルタ５の特定の
反響減衰も必要である。適応フィルタ５の反響減衰の尺
度であるキュー信号ＱＵＡＬＳを自由に設定可能な最小
値と比較することにより、必要とされる反響減衰が達成
されているかどうかが決定される。キュー信号ＱＵＡＬ
Ｓが設定可能な値Ｌｉｍｉｔよりも大きいならば、比較
装置５０の出力信号は１となる。他の場合には、その出
力信号は零となる。決定器４９は比較装置５０および評
価装置４８の出力信号により、いつ正規な作動の仕方に
移行されるかを決定する。レリーズ信号ＮＭＯＤＥがそ
の場合に１となり、またそれによって、評価装置４８の
出力信号および比較装置５０の出力信号が設定可能な時
間スパンにわたり同時にかつ一定に１に等しいときに、
正規な作動の仕方を信号する。適応フィルタ５の入力端
に与えられている信号のスペクトルも適応フィルタ５の
反響減衰もその場合、特定の時間にわたり必要とされる
よりも良好である。

【００３８】いったん正規な作動の仕方に切換えられた
後、適応平衡フィルタは、再びリセットされるまで、正
規な作動の仕方にとどまる。

【００３９】レリーズ信号ＮＭＯＤが零に等しく、また
それによって適応平衡フィルタがまだ正規な作動の仕方
にないならば、適応フィルタ５の係数が絶えず主フィル
タ１５にコピーされる。レリーズ信号ＮＭＯＤが１に等
しいときに初めて、係数のコピーが目的に合致して制御
される。

【００４０】両側の通話を認識したことによって、レリ
ーズ装置２２がレリーズ信号ＥＵＰＤの零へのリセット
により適応フィルタ５の係数の後調節を停止すると、係
数のコピーはあらゆる場合に中断される。両側の通話が
認識された場合には、適応フィルタ５がＢ加入者により
そのそれまでの最適状態から離れるように調節されたこ
とから出発されなければならない。従って、係数のコピ
ーは有意義でない。

【００４１】適応平衡フィルタの初回の調節の際に調節
速度がキュー比較装置１９内の低域通過フィルタ、すな
わち低域通過フィルタ３３、３５および３７の時定数に
より決定されないように、適応フィルタ５の減衰キュー
ＱＵＡＬＳがそのそれまでに到達された最大値と比較さ
れる。適応フィルタ５の現在の減衰キューＱＵＡＬＳが
それまでの最大値よりも大きいならば、係数がコピーさ
れる。それにより低域通過フィルタ３３の時定数のみは
整定挙動を決定するが、低域通過フィルタ３７の時定数
は整定挙動を決定しない。

【００４２】大きい反響減衰がなかんずく周波数スペク
トルがわずかな周波数成分から成る信号の際に達成され
るので、非常に大きい反響減衰の達成の後に係数が実際
上もはやコピーされ得ないことは妨げられなければなら
ない。このことは、キュー差信号ＤＱＵＡＬが設定可能
な値と比較されることにより実現される。キュー差信号
ＤＱＵＡＬがパラメータＤＥＬＱの設定された値よりも
大きいならば、係数がコピーされる。パラメータＤＥＬ
Ｑがたとえば約３ｄＢの反響減衰に相応する値をとる。
このような比較は、線路インピーダンスが変化し、また
さらにより悪い反響減衰しか達成され得ないときにも必
要である。最大値は自動的にコピー過程の際に適応フィ
ルタ５の現在のキュー値にセットされるので、コピー過
程の後に適応フィルタ５の反響減衰がさらに高くなる場
合に、主フィルタ１５の係数、従ってまたすべての適応
平衡フィルタの係数が直ちに後調節されることが保証さ
れている。たとえば通話の間に線路のインピーダンスが
変化するならば、反響経路の変化に基づいてそれに続く
コピー過程がキュー差信号ＤＱＵＡＬと固定の予め定め
られたパラメータＤＥＬＱとの比較に基づいて開始さ
れ、その際にキュー差信号ＤＱＵＡＬはパラメータＤＥ
ＬＱよりも大きくなければならない。最大値ＱＭＡＸＳ
をキュー信号ＱＵＡＬＳと等しく置くことにより、その
後のコピー過程はキュー信号ＱＵＡＬＳと最大値ＱＭＡ
ＸＳとの比較により行われる。低域通過フィルタ３７の
時定数はキュー差信号ＤＱＵＡＬに対しては以後はもは
や主フィルタ１５の整定速度に入らない。主フィルタ１
５の主減衰が適応フィルタ５の反響減衰と全く同じ大き
さになるべきであれば、係数のコピーに対する別の条件
が考慮に入れられていなければならない。係数のコピー
に対する別の条件は、キュー差信号ＤＱＵＡＬが零より
も大きいこと、すなわち適応フィルタ５が主フィルタ１
５よりも良好に設定されていることである。両加入者の
同時通話の際には信号ＱＵＡＬＳおよびＱＵＡＬに対す
る値が零に近づくので、コピー過程に対してキュー差信
号ＤＱＵＡＬが零よりも大きくなければならないだけで
なく、追加的にキュー信号ＱＵＡＬＳも設定可能な値Ｌ
ｉｍｉｔよりも大きくなければならない。このことは、
適応フィルタ５のキューが最小値を越えていなければな
らないことを意味する。コピー決定の確実さを高めるた
めには、係数がこれらの条件に基づいてコピーされるた
めに、上記の両条件は予め定められた時間にわたり満た
されていなければならない。予め定められた時間スパン
がその目的をあらゆる場合に満たし得るためには、それ
は、係数がコピーされてよい、またはコピーされてはな
らないことが確認されると直ちに、毎回リセットされな
ければならない。

【００４３】コピー過程が指令された後に、信号ＱＵＡ
Ｌを、またそれに応じて付設の低域通過フィルタ３５の
内部メモリセルをキュー信号ＱＵＡＬＳの値にセットす
ることは、無条件に必要ではないが、推奨に値する。そ
れにより、コピー過程の直後に、キュー信号ＱＵＡＬＳ
が最大値ＱＭＡＸよりも大きいという条件が存在する際
にのみ、新たなコピー過程が指令され得ることが達成さ
れる。なぜならば、その際に信号ＱＵＡＬ、ＱＵＡＬＳ
およびＤＱＵＡＬに対する値は設定された時定数をもっ
てのみ変化し得るからである。このことは、コピー過程
の直後に条件ＤＱＵＡＬ＞ＤＥＬＱが満たされることが
できることを意味する。このことは信号ＱＵＡＬおよび
ＱＵＡＬＳを等しく置くことにより妨げられる。従っ
て、信号ＤＱＵＡＬはコピー過程の後に小さくならなけ
ればならない。上記の理由からキュー差信号ＤＱＵＡＬ
はコピー過程の間に同じく零にセットされ得よう。

【００４４】コピー制御装置１８における機能進行は以
下にＣプログラムにより詳細に示されている。既に説明
した信号および変数とならんで、さらに、時間スパンを
発生するためのカウンタ変数がＺＴＩＭＱと呼ばれ、ま
た限界値Ｌｉｍｉｔ、キュー差信号ＤＱＵＡＬの最小値
および時間スパンの継続時間に対する設定可能なパラメ
ータがＬＩＭＱ、ＤＥＬＱまたはＴＩＭＱと呼ばれる。
プログラムは下記のように記述される。

【００４５】

【数１】 if(!NMOD) ｛ZTIMQ=0; ECPY=TRUE; QUAL=QMAXS=QUALS;
｝ else if(!EUPD)｛ZTIMQ=0; ECPY=FALSE;｝ else if(QUALS>QMAXS) ｛ZTIMQ=0; ECPY=TRUE; QUAL=QMAXS=Q
UALS; ｝ else if(DQUAL>DELQ) ｛ZTIMQ=0; ECPY=TRUE; QUAL=QMAXS=QU
ALS; ｝ else if(DQUAL>0) && (QUALS>LIMQ) ｛ if(ZTIMQ>TIMQ)｛ZTIMQ=0; ECPY=TRUE; QUAL=QMAXS=QUALS; ｝ else ｛ZTIMQ++; ECPY=FALSE;｝｝else｛ZTIMQ=0; ECPY=FALSE;｝

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による適応平衡フィルタの基本構造を示
すブロック図。

【図２】図１による本発明による適応平衡フィルタにお
けるキュー比較装置の好ましい実施例を示すブロック
図。

【図３】図２による転送装置に含まれている低域通過フ
ィルタの好ましい実施例を示すブロック図。

【図４】図２による転送制御装置において作動の仕方を
認識するための装置の好ましい実施例を示すブロック
図。

【符号の説明】

５適応フィルタ６整形フィルタ７送信経路１２減算器１３整形フィルタ１４受信経路１５主フィルタ１６減算器１７転送装置１８コピー制御装置１９キュー比較装置２０整形フィルタ２１作動の仕方を認識するための装置２５減算器２６〜２８絶対値形成器２９〜３１対数形成器３２減算器３３低域通過フィルタ３４減算器３５低域通過フィルタ３６減算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号出力端と、その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、送信経路
（７）と接続されている信号入力端とを有する適応フィ
ルタ（５）と、信号出力端と、送信経路（７）と接続されている信号入
力端と、フィルタ係数をロードするための係数入力端と
を有する主フィルタ（１５）と、その一方の入力端で受信経路（１４）と、またその他方
の入力端で主フィルタ（１５）の出力端と接続されてお
り、またその出力端で受信経路（１４）の延長部（１４
´）を形成する第１の減算器（１６）と、その一方の入力端で受信経路（１４）と、その他方の入
力端で適応フィルタ（５）の信号出力端と、またその出
力端で適応フィルタ（５）の誤差信号入力端と接続され
ている第２の減算器（１２）と、適応フィルタ（５）の係数出力端と主フィルタ（１５）
の係数入力端との間に接続されており、また相応のコピ
ー信号（ＥＣＰＹ）の生起時に適応フィルタ（５）のフ
ィルタ係数を主フィルタ（１５）にロードするための制
御装置を有する転送装置（１７）と、転送制御装置（１８、１９）とを有する適応平衡フィル
タにおいて、転送制御装置（１８、１９）が３つの入力端（１、２、
３）を有し、それらのうち第１の入力端（１）が第２の
減算器（１２）の出力端と、第２の入力端（２）が第２
の減算器（１２）の一方の入力端と、また第３の入力端
が主フィルタ（１５）の出力端と接続されており、転送制御装置（１８、１９）が３つの入力端（１、２、
３）に与えられている信号から適応フィルタ（５）およ
び主フィルタ（１５）の反響減衰を求め、両反響減衰が
互いに比較され、また主フィルタ（１５）にくらべて適
応フィルタ（５）の反響減衰が高い場合には転送装置
（１７）に相応のコピー信号が供給されることを特徴と
する適応平衡フィルタ。
【請求項２】第２の減算器（１２）の一方の入力端と
受信経路（１４）との間に接続されている第１の整形フ
ィルタ（１３）と、第１の整形フィルタ（１３）と同一の伝達特性を有し、
また送信経路（７）と適応フィルタ（５）の信号入力端
との間に接続されている第２の整形フィルタ（６）と、第１の整形フィルタ（１３）と同一の伝達特性を有し、
また主フィルタ（１５）の出力端と転送制御装置の第３
の入力端（３）との間に接続されている第３の整形フィ
ルタ（２０）とを含んでいることを特徴とする請求項１
記載の平衡フィルタ。
【請求項３】転送制御装置（１８、１９）がキュー比
較装置（１９）およびコピー制御装置（１８）を含んで
おり、キュー比較装置（１９）が、その一方の入力端で転送装置の第２の入力端（２）を、
またその他方の入力端で転送装置の第３の入力端（３）
を形成する第３の減算器（２５）と、その入力端で転送制御装置（１８、１９）の第１の入力
端（１）を形成する第１の絶対値形成器（２６）と、その入力端で第３の減算器（２５）の一方の入力端
（１）と接続されている第２の絶対値形成器（２７）
と、第３の減算器（２５）の後に接続されている第３の絶対
値形成器（２８）と、それぞれ第１、第２および第３の絶対値形成器（２６、
２７、２８）の後に接続されている第１、第２および第
３の対数形成器（２９、３０、３１）と、その入力端でそれぞれ第１または第２の対数形成器（２
９、３０）の出力端と接続されている第４の減算器（３
２）と、その入力端でそれぞれ第２または第３の対数形成器（３
０、３１）の出力端と接続されている第５の減算器（３
４）と、それぞれ第４または第５の減算器（３２、３４）の後に
接続されている第１および第２の低域通過フィルタ（３
３、３５）と、その入力端で第１および第２の低域通過フィルタ（３
３、３５）の出力端と接続されている第６の減算器（３
６）とを含んでおり、またコピー制御装置（１８）がその入力端で第６の減算
器（３６）の出力端と接続されており、第６の減算器
（３６）から与えられるキュー差信号（ＤＱＵＡＬ）を
第１の比較値と比較し、また両者が特定の方向に互いに
偏差する際には転送装置（１７）に対してコピー信号
（ＥＣＰＹ）を発生し、その際に第１の比較値はキュー
差信号（ＤＱＵＡＬ）の現在の値に等しくセットされる
ことを特徴とする請求項１または２記載の平衡フィル
タ。
【請求項４】第６の減算器（３６）の後に第３の低域
通過フィルタ（３７）が接続されていることを特徴とす
る請求項３記載の平衡フィルタ。
【請求項５】転送装置（１８、１９、２２、２３、２
４）が、適応フィルタ（５）の入力端に与えられている送信信号
および第２の減算器（１２）の入力端に与えられている
受信信号の電力を求めるための装置（２４、２３）と、送信および受信電力を求めるための両装置の後に接続さ
れており、送信電力信号が第１の参照値を、また送信電
力信号および受信電力信号の間の差が第２の参照値を越
えるときに、コピー信号（ＥＣＰＹ）をレリーズするた
めコピー制御装置（１８）にレリーズ信号（ＥＵＰＤ）
を与えるレリーズ装置（２２）とを含んでいることを特
徴とする請求項１ないし４の１つに記載の平衡フィル
タ。
【請求項６】レリーズ信号（ＥＵＰＤ）が適応フィル
タ（５）にも供給され、また適応フィルタ（５）がレリ
ーズ信号（ＥＵＰＤ）の生起の際に初めて適応させられ
ることを特徴とする請求項５記載の平衡フィルタ。
【請求項７】転送装置（１８、１９、２１、２２、２
３、２４）が、適応フィルタ（５）の入力端における信
号を広帯域性および狭帯域性に関して評価しまた広帯域
信号の存在の際に別のレリーズ信号（ＮＭＯＤ）を与え
る装置（２１）を有することを特徴とする請求項１ない
し６の１つに記載の平衡フィルタ。
【請求項８】作動モード認識のための装置（２１）
が、適応フィルタ（５）の入力信号により駆動され、また多
くの周波数帯特有の出力端を有するフィルタバンク（４
３）と、フィルタバンク（４３）の出力端の後に接続されている
別の絶対値形成器（４４）と、この絶対値形成器（４４）の後に接続されている別の低
域通過フィルタ（４５）と、低域通過フィルタ（４５）の出力端と接続されている平
均値形成器（４６）と、平均値形成器（４６）の出力端と接続されている定数乗
算装置（４７）と、定数乗算装置（４７）の出力端および低域通過フィルタ
（４５）の出力端と接続されており、それぞれ低域通過
フィルタ（４５）の出力端に与えられている周波数帯特
有の信号を定数乗算装置（４７）から発せられる比較信
号と比較し、また最大２つの周波数帯特有の信号が比較
信号を超過する際に帯域幅信号を発する評価装置（４
８）とを含んでいることを特徴とする請求項７記載の平
衡フィルタ。
【請求項９】決定器（４９）が帯域幅信号および比較
器（５０）の出力信号を、適応フィルタ（５）の入力端
における信号の広帯域性に相応する帯域幅信号および特
定の反響減衰に相応する比較器（５０）の出力信号の存
在の際にコピー制御装置（１８）に対する別のレリーズ
信号（ＮＭＯＤＥ）を与えるように互いに論理演算し、
その際に比較器の一方の入力端にキュー信号（ＱＵＡＬ
Ｓ）が、また他方の入力端に特定の反響減衰に相応する
減衰参照信号（Ｌｉｍｉｔ）が与えられていることを特
徴とする請求項８記載の平衡フィルタ。
【請求項１０】コピー制御装置（１８）が、ａ）別のレリーズ信号（ＮＭＯＤ）の不存在の際に、 −内部カウンタをリセットし、 −適応フィルタ（５）の係数を主フィルタ（１５）にコ
ピーするためのコピー制御信号（ＥＣＰＹ）を発生し、 −第２の低域通過フィルタ（３５）の出力信号（ＱＵＡ
Ｌ）をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセットし、ま
た −最大値変数をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセッ
トし、さもなければ、ｂ）第１のレリーズ信号（ＥＵＰＤ）の不存在の際に、 −内部カウンタをリセットし、さもなければ、ｃ）第１の低域通過フィルタ（３３）の出力信号（ＱＵ
ＡＬＳ）が最大値変数よりも大きいならば、 −内部カウンタをリセットし、 −適応フィルタ（５）の係数を主フィルタ（１５）にコ
ピーするためのコピー制御信号（ＥＣＰＹ）を発生し、 −第２の低域通過フィルタ（３５）の出力信号（ＱＵＡ
Ｌ）をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセットし、ま
た −最大値変数をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセッ
トし、さもなければ、ｄ）キュー差信号がキューパラメータよりも大きいなら
ば、 −内部カウンタをリセットし、 −コピー制御信号（ＥＣＰＹ）を発生し、 −第２の低域通過フィルタ（３５）の出力信号（ＱＵＡ
Ｌ）をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセットし、ま
た −最大値変数をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセッ
トすることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載
の平衡フィルタ。
【請求項１１】コピー制御装置（１８）が、さもなけ
れば、ｅ）キュー差信号（ＤＱＵＡＬ）が零よりも大きく、ま
たキュー信号（ＱＵＡＬＳ）が限界値パラメータよりも
大きいならば、ｉ）カウンタ状態が時間パラメータよりも大きいなら
ば、 −内部カウンタをリセットし、 −コピー制御信号（ＥＣＰＹ）を発生し、 −第２の低域通過フィルタ（３５）の出力信号（ＱＵＡ
Ｌ）をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセットし、ま
た −最大値変数をキュー信号（ＱＵＡＬＳ）に等しくセッ
トし、またｉｉ）他の場合には、 −内部カウンタをリセットし、さもなければ、ｆ）カウンタをリセットすることを特徴とする請求項１
０記載の平衡フィルタ。
【請求項１２】少なくとも部分的に相応にプログラム
されたデータ処理装置として実現されていることを特徴
とする請求項１ないし１１の１つに記載の平衡フィル
タ。