JPH11331047A - 圧伸器を有する多重チャネルエコ―消去装置 - Google Patents
圧伸器を有する多重チャネルエコ―消去装置Info
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- JPH11331047A JPH11331047A JP11083398A JP8339899A JPH11331047A JP H11331047 A JPH11331047 A JP H11331047A JP 11083398 A JP11083398 A JP 11083398A JP 8339899 A JP8339899 A JP 8339899A JP H11331047 A JPH11331047 A JP H11331047A
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
- H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
Abstract
すること。 【解決手段】 圧伸器回路の全ての入力および出力に、
複数のN個の通信チャネルがそれぞれ単一の通信チャネ
ルと比較してN倍のクロックレートで加えられ、出力さ
れること、圧伸器回路の全ての記憶装置がマルチプレク
サバッファデマルチプレクサ(MBD)ユニットとして
設計されること、およびMBDユニットの各々におい
て、特定の通信チャネルに割り当てられた同一の記憶セ
ルが常にアドレス指定されるように、全てのMBDユニ
ットを制御するモジュロNカウンタが備えられることを
特徴とする。
Description
遠端加入者2に送られた送信信号が加えられる入力x’
1と、遠端加入者2から来た受信信号zin(k)と場
合によってはいくつかの成分エコーからなる遠端エコー
とが加えられる入力x’2と、圧伸器回路中で処理され
た受信信号zout(k)が近端加入者1に伝えられる
出力y’1と、エコー結合と線路エコーの遅延とを推定
する推定器モジュールと、zin(k)の短時間入力レ
ベルに応じてzout(k)の短時間出力レベルを制御
するための関連する乗算器を有する特性モジュールとを
有する、端末装置、伝送システム、交換装置などの通信
機器のエコー消去用の圧伸器回路に関する。
724346A1に開示されている。
拡声器から端末装置のマイクロフォンに直接に音声が伝
わることによって「近端」すなわち送信側ユーザにおい
て音響エコーが生じることがある。特に、例えば多数の
電話端末装置がある事務室や会議室内でいくつかの端末
装置が互いに近くにある場合、各拡声器信号が各マイク
ロフォンに結合されるので、近端エコー問題はかなり悪
化する。これはEP0627825A2で提案された多
重チャネルエコー消去方法および回路によって改善する
ことができる。
送信された音声信号が送信チャネル中の様々な点で、例
えば端末装置または中央局の2〜4線式ハイブリッド
で、またアナログネットワークとディジタルネットワー
クとのインタフェースで反射されることによって、様々
な数の成分エコーからなる線路エコー、すなわち電気的
エコーが生じる。一般に、128ms以内に送話者のと
ころに反射して戻ってくるいわゆる近端エコーと、64
0ms以内に送話者のところに戻ってくるいわゆる遠端
エコーとが区別される。送話者自身の反射された音声信
号が送話者のところに戻ってくるときに送話者はその間
話し続けているので、往復遅延時間のために、エコーは
特に送話者を混乱させる。例えば、遅延遠端エコーは、
大陸間通話中、すなわち深海ケーブルまたは衛星を介し
て送信された通話中に起こる。したがって、対応する電
話網のオペレータは、全ての種類のエコー、特に遅延の
長い遠端エコー、ならびにより高い強度で反射される近
端エコーをできるだけ効果的に抑制したいと思う。
フィルタを有するエコー消去装置を提案している。この
エコー消去装置は、エコー消去装置の両側に配置された
精度の低い近端通話検出器と、より精度の高い近端通話
検出器とを含んでおり、したがってエコー消去の前およ
び後に到来信号を観測することができる。近端の非通話
時間中に、反射エコー値に対する適応が行われるように
なっている。
がNMLSアルゴリズムで決定されるFIRフィルタを
使用する、様々な音響条件下での使用に適した低コスト
な方法を提案している。複数の並列チャネルを有する通
信網中でのエコー消去のために、適応FIRフィルタを
ディジタル信号プロセッサ上にソフトウェアの形で実装
したエコー消去装置が各チャネルに使用される。適応F
IRフィルタで、いくつかの成分エコーからなる予想す
べき全エコーの複製を生成し、この複製を通信端末装置
に送信された実際のエコー信号から引く。
ル配線と接続およびそれらに関連する誤差を小さくする
ために、PCMマルチプレクサとネットワーク監視機能
が1つのパッケージ中でエコー消去装置と統合されてい
るエコー消去装置を示している。複数の通信チャネルを
同時に処理できる単一のエコー消去装置を技術的に実現
する方法は示されていない。空間的に分離された機能、
特に代表的な性能監視機能のための補助機能が1つのユ
ニット中でエコー消去装置に結合されているだけであ
る。エコー消去ユニット自体は、信号対雑音比および各
チャネルのエコーレベルを測定することによって単チャ
ネルだけを処理する。このようにして、個々のチャネル
の品質、DS1レベル性能(24個の64−kビット/
秒チャネル)およびDS3レベル性能(28×24個の
チャネル)の監視が双方向設計の装置で実現される。
コーの複製を生成し、この複製を到来信号から引くディ
ジタルトランスバーサルフィルタを有するエコー消去装
置が開示されている。提案された装置は、音声サンプル
が疑似対数特性で符号化されるディジタルPCM多重伝
送システム用のエコー消去を改善することができる。従
来技術のディジタルエコー消去装置は一様量子化サンプ
リング特性(線形)で動作するので、非一様な特性(A
法則またはm法則)で形成されたサンプルはまず、一様
に量子化されたサンプルに戻さなければならない。和信
号は交換機側アナログディジタル変換器で非一様に量子
化されていたので、誤差が生じる。US−A44671
46によれば、非一様量子化の誤差を計算し、修正する
ことができる。
より除去する上記の方法のほかに、より容易に実施でき
るエコー消去方法が知られている。すなわちいわゆる圧
伸器原理である。線路エコーの結合と遅延を推定器回路
中で推定し、短時間受信レベルがそれに応じて低下する
場合には、到来線路エコーとバックグラウンドノイズが
効果的に抑制されるように、特性モジュールによって非
通話時間中に出力レベルを低下させる。受信経路では到
来信号からの全体的なエコーの減算は行われず、短時間
出力レベルの対応する低下による非通話時間中のエコー
の「マスキング」だけが行われる。2人の加入者の一方
が話している間、すなわち高い入力レベルが存在してい
る場合、かなり弱いエコーは音声信号の高いレベルの下
に「隠れて」おり、障害にはならないので、特性モジュ
ール中での対応するシフトによって、出力レベルは上側
範囲内に保持される。この圧伸器原理は、例えば上記の
DE3724346A1に記載されている。
術のエコー消去装置システムは、個々の送信チャネルに
エコー消去機能を提供するのに適しているだけである。
本発明の目的は、最初に述べた種類のエコー消去圧伸器
回路を、その圧伸器回路を変更するために必要な追加の
回路を最小にして、単一の圧伸器回路で複数のチャネ
ル、好ましくは2000以上のチャネルを同時に処理す
ることができるように改善することである。
全ての入力および出力に、複数のN個の通信チャネルが
それぞれ単一の通信チャネルと比較してN倍のクロック
レートで加えられ、出力されること、圧伸器回路中の全
ての記憶装置がマルチプレクサバッファデマルチプレク
サ(MBD)ユニットとして設計されること、およびM
BDユニットの各々において、特定の通信チャネルに割
り当てられた同一の記憶セルが常にアドレス指定される
ように全てのMBDユニットを制御するモジュロNカウ
ンタが備えられることを特徴とする。
れた単チャネル圧伸器回路は、同時に処理される通信チ
ャネルの数Nに応じて、単チャネル回路のクロックレー
トのN倍で動作する。モジュロNカウンタは、各MBD
ユニットにおいて、所与のチャネルに関連する同一の記
憶セルが常にアドレス指定されるように、アドレスバス
を介して全てのMBDユニットを同期的に制御する。こ
のようにして、現在では問題のないクロックレート、例
えば16MHzで、ごくわずかな追加の回路を使用して
単一のコンパクトなエコー消去圧伸器回路で、約200
0個の通信チャネルを処理することができる。
よる圧伸器回路は特定用途向け集積回路(ASIC)チ
ップ上に実装される。ASICの高い実装密度のため
に、多数の通信チャネルにエコー消去機能を提供するに
もかかわらず、回路の物理的サイズを比較的小さく保つ
ことができる。
MBDユニットは、ASICとは別の外部メモリチップ
上、好ましくはランダムアクセスメモリ(RAM)チッ
プ上に実装される。このようにして、ASICに必要な
チップ面積、したがってASICの製造コストを最小に
保つことができる。市販の標準のRAM上に実装する方
法は特にコストが低い。他の好ましい実施形態では、顧
客の要件を満たすために、様々なタイプの特性を活動化
させたり、非活動化させたりすることができるディジタ
ル信号プロセッサが備えられる。このようにして、45
゜の立上りを有する特性をレベルに忠実な信号再生に使
用することができ、また特性の水平な部分を信号再生に
使用することができる(例えば、DE19611548
参照)。
施形態では、全エコーの複製を生成し、この複製を各通
信機器に送信された有用な信号から引くことができるア
クティブ有限インパルス応答(FIR)フィルタを含む
回路がさらに備えられる。線路エコーは、マスキングさ
れるほかに、フィルタリングにより除去されるので、エ
コー消去は一層効果的になり、したがってエコー性能は
さらに改善される。
ィルタもASICチップ上、好ましくは圧伸器回路と同
じASICチップ上に実装される。そうすると、多重チ
ャネルエコー消去に必要なハードウェア装置は特にコン
パクトになり、安価に製造できる。
ムで計算し、それを各通信チャネル上の有用な信号から
引くことができるコンピュータプログラムで適応FIR
フィルタを実現することができる。また、圧伸器回路自
体をコンピュータプログラムとして実現することができ
る。これによって、本発明によるエコー消去装置のハー
ドウェアが最小限に抑えられ、またコンピュータプログ
ラムを変更するかまたは置き換えることによって、シス
テムの変更を簡単に行うことができる。
施形態では、通信チャネル上の非音声信号を検出するた
め、特にモデム信号またはファックス信号を検出するた
めの装置がさらに備えられる。これによって、非音声信
号が存在する時にエコー消去機能を自動的に無効化する
ことができる。これによって、モデムはしばしばそれ自
身の(量子化フィードバックによる)エコー消去装置を
有しているので、ファックスまたはモデム接続の信頼性
が高くなる。
号を検出する装置の全ての記憶装置もMBDユニットと
して設計される。これによって、回路全体を標準化され
たサブアセンブリで組み立てることができ、したがって
製造コストが大幅に減少する。
ェル(Goertzel)アルゴリズムを非音声信号を検出する
装置上に実現することが有利である。本発明によれば、
ゲルツェルアルゴリズムはごくわずかな記憶空間と計算
能力しか必要としないので、非音声信号を検出する追加
の機能を、MBDユニットを使用して、特に低いコスト
で実現することができる。
トの各々のバッファのN個のセルは、2進値を一時的に
記憶するマスタスレーブフリップフロップを含んでい
る。このようにして、単一のクロックサイクル中にセル
の読み出しと書き込みを同時に行うことが可能になる。
行われる下記の説明から明らかになろう。
特徴は、単独で、または任意の組合せで使用することが
できる。本発明の特定の実施形態を示し、説明するが、
この説明は、例として行うものにすぎず、本発明の範囲
を限定するものではない。
付の図面を参照しながらより詳細に説明する。
間変化を示す。このエコーは、各加入者によって信号が
送信された瞬間に対して最高128msだけ遅れてい
る。そのような線路エコーは、交換機、ネットワークハ
イブリッドおよびネットワーク中の他のタイプのノード
における反射によって生じるが、元の信号が送信された
瞬間とエコーが受信された瞬間との間に感知できるほど
の遅延(10ms程度)がなければ、障害にはならな
い。なぜならば、通信端末装置の送話者は、自分の周り
の部屋の音響エコーや自分自身の身体中で生じるノイズ
も感知しており、ある程度のエコー効果を自動的に「補
償」し、したがって許容することができるからである。
0msを超えると、線路エコーは非常にうるさくなる。
最高640ms程度の遅延を有するそのような遠端エコ
ーは、例えば大陸長距離通話中に、または大陸間通話中
に生じることがある。信号が1つまたは複数の衛星を介
してある大陸から他の大陸に送信される場合、遅延は通
常約250msである。そのような遠端エコーが元の送
信者によって受信された瞬間、その送信者は話し続けて
いるので、エコーの影響は特に障害になる。同様に、音
声信号に大きい圧縮および圧縮解除を施す場合、または
唇との同期を維持するために音声信号を圧縮画像伝送と
平行して遅らせる必要がある場合、長い遅延が生じるこ
とがある。
ような線路エコーをマスキングする圧伸器回路は、単チ
ャネル動作について当技術分野においてすでに知られて
いる。図2に、そのような従来技術の単チャネル圧伸回
路10を概略図で示す。送信経路x1→y2上には、近
端加入者1から遠端加入者2に送られる信号が存在し、
その信号の遠端エコーは、伝送システム中で反射され、
いくつかの成分エコーからなるが、受信経路x2→y1
を介して近端加入者1に戻ってくることがある。このエ
コーを抑制するために、送信経路x1→y2上の送信信
号が取り出され、入力x’1を介して推定器モジュール
に供給される。また、この推定器には、別の入力x’2
を介して、遠端加入者2から受信経路x2→y1を介し
て到来した受信信号zin(k)も供給される。この受
信信号はエコーによって損なわれることがある。
合、遅延、受信レベルおよびバックグラウンドノイズが
計算され、対応する命令が制御信号経路12を介して特
性モジュール13に送られる。この特性モジュール13
は、非通話時間中の有用な信号に加わる近端加入者1に
よって感知されうるエコーを抑制するために、信号レベ
ルが遠端送話者の非通話時間中には下がり、通話時間中
には上がるように、乗算器14を介して、受信経路x2
→y1上のエコーによって損なわれた信号の短時間入力
レベルzin(k)に応じて短時間出力レベルzout
(k)を制御するための対応する特性を生成する。それ
に応じて処理された出力信号は、出力y’ 1において近
端加入者1に送られる。
ュール11と特性モジュール13の両方は複数の記憶セ
ル15を含んでいる。これらの記憶セル15は異なった
機能を実行するが、構成はほぼ同じであり、したがって
それらは図2では同じ参照記号で示されている。単一の
サンプル用のそのような記憶セルを図4aに概略的に示
す。記憶セルは1つのサンプルを、例えば16ビットで
記憶する。
能を提供するための本発明による圧伸器回路20の概略
図を図3に示す。送信経路x1→y2上にはチャネル1
からNまでの複数の信号が存在する。これをN個の通信
チャネルの信号の様々なサンプルの時間変化として図3
の左上の枠内に示す。これらのサンプルは、図2に示さ
れる従来技術の単チャネル圧伸器回路と比較してN倍高
いクロックレートで時分割多重化を使用して、入力x’
1を介して圧伸器回路20に供給される。受信経路x2
→y1についても同様である。図3の右下の別の枠内に
概略的に示される入力チャネルからの受信信号のサンプ
ルは、単チャネル圧伸器回路10よりもN倍高いレート
で入力x’2に供給される。
びx’2を介して、N倍のクロックレートでそれぞれの
サンプルを受け取り、それからエコー結合と遅延を推定
し、対応する制御信号を形成し、この制御信号を制御線
22上を介して特性モジュール23に転送する。特性モ
ジュール23は対応する特性を生成し、これらの特性
は、エコー消去のために短時間入力レベルzin(k)
に応じてk番目のチャネル上の有用な信号の短時間出力
レベルzout(k)を制御する乗算器14中に供給さ
れる。
全ての記憶装置はマルチプレクサバッファデマルチプレ
クサ(MBD)ユニット30として設計される。これに
ついては図4bを参照して以下でより詳細に説明する。
多重チャネル圧伸器回路20はさらにモジュロNカウン
タ26を含む。このモジュロNカウンタ26は、MBD
ユニット30の各々において、特定のチャネル(図示の
例ではk番目のチャネル)に割り当てられた同一の記憶
セルが常にアドレス指定されるように、アドレスバス2
7を介して推定モジュール21中および特性モジュール
23中のMBDユニット30を制御する。
入力レベルzin(k)に応じて制御される代表的な圧
伸器特性を図3の左下に示す。それに応じて処理された
N個のチャネルの信号は、単チャネル圧伸器回路10よ
りもN倍高いレートで、多重チャネル圧伸器回路20の
出力y’1から、複数の近端加入者1に至る受信経路に
供給される。
ュロNカウンタ26によって制御されるMBDユニット
30の1つの構造を概略的に示す。それぞれ1つのサン
プルを記憶する、通信チャネルの数に等しいN個の並列
接続記憶セル351、352、...、35Nが備えられ
ており、各サンプルは、マルチプレクサ31を介してセ
ルに転送され、デマルチプレクサ32を介してセルから
読み出される。セルは、それぞれ1つの2進値を一時的
に記憶する基本要素としてマスタスレーブフリップフロ
ップを含むことがある。
ップ上に実装することができる。また、図面に示されて
いない実施形態では、MBDユニットは、ASICとは
別の外部メモリチップ上、好ましくはRAMチップ上に
実装することができる。特性モジュール23の様々なタ
イプの特性を活動化させたり、非活動化させたりするこ
とができ、かつ/または各チャネルのエコー遅延を決定
し、これらの値を推定器モジュール21に送るディジタ
ル信号プロセッサ(図示せず)が備えられる。
は、全エコーの複製を生成し、この複製を各通信機器に
送信された有用な信号から引く適応有限インパルス応答
(FIR)フィルタを含む回路がさらに備えられる。特
に、適応FIRフィルタは、圧伸器回路と同じASIC
チップ上に実装することができる。
処理すべき通信チャネルの1つの通信チャネル上で非音
声信号を検出するため、特にモデム信号またはファック
ス信号を検出するための装置がさらに備えられる。これ
によって、ITU−T勧告G.165で要求されている
自動エコー消去装置無効化機能が可能になる。
端エコーシーケンスの時間変化を、下半分に3つの成分
エコーを有する遠端エコーシーケンスの時間変化を示す
図である。
を含む単一の通信チャネルの従来技術のエコー消去用圧
伸器を示す図である。
図、ならびに概略的に示されたサンプルx1とx2およ
び代表的な圧伸器特性を示す図である。
である。
D)ユニット 31 マルチプレクサ 32 デマルチプレクサ 351、352、353、35N 並列接続メモリセル
Claims (11)
- 【請求項1】 端末装置、伝送システム、交換装置など
の通信機器のエコー消去用の圧伸器回路(20)であっ
て、近端加入者1から遠端加入者2に送られた送信信号
が加えられる入力x’1と、遠端加入者2から来た受信
信号zin(k)と場合によってはいくつかの成分エコ
ーからなる遠端エコーとが加えられる入力x’2と、圧
伸器回路(20)中で処理された受信信号z
out(k)が近端加入者1に伝えられる出力y’
1と、エコー結合と線路エコーの遅延とを推定する推定
器モジュール(21)と、zin(k)の短時間入力レ
ベルに応じてz out(k)の短時間出力レベルを制御
するための関連する乗算器(24)を有する特性モジュ
ール(23)とを有し、 前記圧伸器(20)の全ての入力および出力に、複数の
N個の通信チャネルがそれぞれ単一の通信チャネルと比
較してN倍のクロックレートで加えられ、出力されるこ
と、 前記圧伸器(20)の全ての記憶装置がマルチプレクサ
バッファデマルチプレクサ(MBD)ユニット(30)
として設計されること、および前記MBDユニット(3
0)の各々において、特定の通信チャネルに割り当てら
れた同一の記憶セル(351、352、35N)が常に
アドレス指定されるように、全てのMBDユニット(3
0)を制御するモジュロNカウンタ(26)が備えられ
ることを特徴とする圧伸器回路。 - 【請求項2】 特定用途向け集積回路(ASIC)チッ
プ上に実装されることを特徴とする請求項1に記載の圧
伸器回路。 - 【請求項3】 前記MBDユニット(30)が前記AS
ICとは別の外部メモリチップ上、好ましくはランダム
アクセスメモリ(RAM)チップ上に実装されることを
特徴とする請求項2に記載の圧伸器回路。 - 【請求項4】 前記特性モジュール(23)の様々なタ
イプの特性を必要に応じて活動化させたり、非活動化さ
せることができ、かつ/または前記推定器回路(21)
の機能を実行するか、または前記特性モジュール(2
3)を適応的に制御するディジタル信号プロセッサが備
えられることを特徴とする請求項2または3に記載の圧
伸器回路。 - 【請求項5】 さらに、全エコーの複製を生成し、各前
記通信機器に送信された有用な信号から前記複製を引く
ことができる適応有限インパルス応答(FIR)フィル
タを含む回路が備えられることを特徴とする請求項1か
ら4のいずれか一項に記載の圧伸器回路。 - 【請求項6】 前記適応FIRフィルタが、ASICチ
ップ上、好ましくは前記圧伸器回路(20)と同じAS
ICチップ上に実装されることを特徴とする請求項5に
記載の圧伸器回路。 - 【請求項7】 前記適応FIRフィルタおよび/または
前記圧伸器回路(20)が、前記エコーをリアルタイム
で計算し、それを各前記通信チャネル上の有用な信号か
ら引くことができるコンピュータプログラムで実現され
ることを特徴とする請求項5に記載の圧伸器回路。 - 【請求項8】 さらに、通信チャネル上の非音声信号を
検出するため、特にモデム信号またはファックス信号を
検出するための装置が備えられることを特徴とする請求
項1から7のいずれか一項に記載の圧伸器回路。 - 【請求項9】 非音声信号を検出する前記装置の全ての
記憶装置もMBDユニット(30)として設計されるこ
とを特徴とする請求項8に記載の圧伸器回路。 - 【請求項10】 非音声信号を検出する前記装置上に、
離散フーリエ変換および/またはゲルツェルアルゴリズ
ムが実現されることを特徴とする請求項8または9に記
載の圧伸器回路。 - 【請求項11】 各MBDユニット(30)中の前記記
憶セル(351、352、35N)がそれぞれ1つのサ
ンプルを(例えば16ビットで)記憶し、前記記憶セル
(351、352、35N)が、それぞれ1つの2進値
を一時的に記憶する基本要素としてマスタスレーブフリ
ップフロップを含むことを特徴とする請求項1から10
のいずれか一項に記載の圧伸器回路。
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