JPS6155812B2 - - Google Patents

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JPS6155812B2
JPS6155812B2 JP15612078A JP15612078A JPS6155812B2 JP S6155812 B2 JPS6155812 B2 JP S6155812B2 JP 15612078 A JP15612078 A JP 15612078A JP 15612078 A JP15612078 A JP 15612078A JP S6155812 B2 JPS6155812 B2 JP S6155812B2
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JP
Japan
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baud rate
tap coefficient
output
phase
signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP15612078A
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English (en)
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JPS5582551A (en
Inventor
Mitsuharu Yano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5582551A publication Critical patent/JPS5582551A/ja
Publication of JPS6155812B2 publication Critical patent/JPS6155812B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23Reducing 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Bidirectional Digital Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2線式全2重通信データモデム用エ
コーキヤンセル装置、特にボーレートで動作する
エコーキヤンセル装置に関するものである。
2線式全2重データモデム用エコーキヤンセル
装置とは、公衆電話網のような2線式区間を含む
ような通信回線において全2重通信を行うデータ
モデムに付属して用いられる装置である。
上記のような回線においては、モデムから送信
された信号は、回線内に存在する2線−4線変換
のためのハイブリツド回路において、一部反射さ
れ再び当該モデムにまで戻つてくる。これを、エ
コー信号と称する。全2重通信では、モデムの送
信部と受信部は同時に動作するので、このエコー
信号は、受信部に妨害を与える。
2線式全2重データモデム用エコーキヤンセル
装置は、送信部から送信シンボル系列を受け、擬
似エコー信号を作り出し、これをエコー信号の混
入した受信信号から引きさることにより、ほとん
どエコー信号の除去された信号を得るのが、その
主要な機能である。
この機能を実現するための従来の方式として
は、対向する2台のモデムの送信ボーレートクロ
ツクが同期しているものとの前提のもとに、その
同期したボーレートにおいてデータモデム用エコ
ーキヤンセル装置を動作させる方式がある。
しかしながら、この前提を満たすためには、2
台のモデム間で同期を確立する手順とそのための
装置が新たに必要となる。
本発明の目的は、ボーレートで動作し、かつ対
向するモデム間での送信ボーレートクロツクの同
期確立を必要としない2線式全2重通信データモ
デム用エコーキヤンセル装置を提供するにある。
その目的を達成するため、本発明の2線式全2
重通信データモデム用エコーキヤンセル装置は、
送信シンボル系列を入力とするトランスバーサル
フイルタ、上記トランスバーサルフイルタの出力
信号を受信信号から引算する引算器、上記引算器
の出力を受信ボーレートクロツクでサンプルする
サンプラ、上記サンプルの出力信号を判定する判
定器、上記判定器の入出力信号の差信号から上記
トランスバーサルフイルタのタツプ係数を修正す
るタツプ係数修正回路、送信ボーレートクロツク
と受信ボーレートクロツクとの位相差を検出する
位相比較器、上記位相比較器により検出された位
相差が+2πもしくは−2πを越えたとき、それ
ぞれその位相差の極性に基き、上記トランスバー
サルフイルタのタツプ係数を右または左へ一段シ
フトするタツプ系数シフト回路とを備えることを
特徴とするものである。
以下、実施例について詳細に説明する。
第1図は、本発明の実施例のブロツク線図であ
る。
1は、送信シンボル系列akを入力するトラン
スバーサルフイルタであり、そのタツプ係数ベク
トルをcとする。11は、akを蓄える右方向へ
シフト可能なシフトレジスタ、12はcを蓄える
左右両方向へシフト可能なシフトレジスタであ
る。2はトランスバーサルフイルタ1の出力及び
ローパスフイルタ9の出力を入力とする引算器で
ある。3は引算器2の出力を入力とし、受信ボー
レートクロツクでサンプリングを行うサンプラで
ある。4は、サンプラ3の出力を入力とし、受信
シンボルの判定を行う判定器であり、その出力は
判定受信シンボルである。5は、サンプラ3の出
力及び判定器4の出力を入力とするタツプ係数修
正回路である。6は、送信ボーレートクロツク
R1及び受信ボーレートクロツクR2を入力する位
相比較器である。7は、位相比較器6の出力を入
力とするタツプ係数シフト回路である。8は送信
シンボル系列akを入力とするローパスフイルタ
である。9はハイブリツド回路10の出力を入力
とするローパスフイルタである。10は、ローパ
スフイルタ8及び9に接続されるハイブリツド回
路である。
以下、本実施例の動作説明を行う。トランスバ
バーサルフイルタ1の出力ykは、 i:i番目の送信シンボル ci:i番目のタツプ係数 M:タツプ数 と表される。このykを擬似エコー信号とい
う。また、真のエコー信号Zkは、 と表される。ただしriは、エコー信号伝搬路の
インパルス応答r(t)を送信ボーレートクロツ
クR2でサンプルして得られるベクトルrのi番
目の要素である。サンプラ3の出力と判定器4の
出力の差信号ekは、 i:i番目の遠端モデム送信シンボル bi:i番目の判定受信シンボル ni:回線の雑音 と表せる。ただしhiは遠端モデム送信信号伝
搬路のインパルス応答h(t)を受信ボーレート
クロツクR2でサンプルして得られるベクトルh
のi番目の要素である。
(3)式にいて、第1項はM個のタツプ系数Cがエ
コー伝送路のインパルス応答rと一致しないこと
から生じる成分、第2項は、遠端モデム送信信号
により生じる成分であり、もし遠端モデムの送信
部が休止中には存在しないものである。第3項
は、タツプ係数Cが無限個ではなく有限のM個し
か存在しないことによるエコーのうち消去不能な
部分を示す成分、第4項は回線の雑音による成
分、第5項は判定器の出力を示している。第5項
において、hpの大きさは省略されたAGC回路の
動作により通常は1となつている。
もし、遠端モデム送信信号伝搬路において符号
間千渉が無ければ、hi=0(i≠0)であるか
ら、bkを判定したbkが誤つていない限り、第2
項と第5項は完全に相殺する。実際には、多少な
りとも符号間千渉が存在するが、通常の伝送路に
おいては、hp≫hi(i≠0)が成り立つから、
第2項と第5項は相当程度相殺されることが期待
できる。すなわち、差信号ekとして、たとえダ
ブルトークのときであつても、ほとんどシングル
トークのとき(このときは、第2項と第5項は存
在しない)に近いような信号が得られる。タツプ
修正回路5は、この差信号ekを用い、タツプ修
正式 ck+1=ck+αekk (4) により、トランスバーサルフイルタ1のタツプ
係数ベクトルcの修正を行う。ただし、αは修正
係数である。エコー信号伝搬路のインパルス応答
r(t)が時不変もしくは時間的にゆるやかに変
動する場合には、エコー信号伝搬路のインパルス
応答のサンプル値ベクトルrもまたゆるやかに変
化することとなる。この状態で、もし送信ボーレ
ートクロツクR1と受信ボーレートクロツクR2
同期していれば、αを適当な値に定めることによ
り、cはrへ収束することとなり、エコー信号Z
kを擬似エコーykによりほぼ完全に消去できるこ
とになる。
以下、R1とR2が同期していない一般の場合に
ついて述べる。受信ボーレートクロツクR2を基
準とし、これに対し送信ボーレートクロツクR1
の位相が進みもしくは遅れると考えるものとす
る。
このとき、エコー信号伝搬路のインパルス応答
r(t)をR1でサンプルして得られる系列ベク
トルrは、R1の位相の進みに遅れに従つて以下
のように変動する。
第2図aに示すようにR1の位相変動が±2π
を越えないときは、R2で計つた時点をk及びk
+1、R1で計つた時点をn及びn+1として、 なる関係がある。ただし、Z(t)及びy
(t)は、それぞれ時点tでの真のエコー信号及
び擬似エコー信号、T1は送信ボーレート間隔、
T2は受信ボーレート間隔である。
ここで(6),(7)式を、……n=k−iとおいて書
き直すと、 ここで真のエコーと擬似エコーが等しくなるとい
うことは、恒等的にZ(kT2)=y(KT2)が成立
するということである。またこの関係が任意の
{ak}によつて成立する必要があるのでZ
(kT2)=y(KT2)が成立するためには、 Ci=r(kT2−(k−i)T1) (10) が成立しなければならない。
また(8)式、(9)式についても同様の計算を行なえ
ば、以下の(11)式が成立しなければならないことが
わかる。
i=r(kT2−(k−i)T1+(T2−T1)) (11) すなわち、(10),(11)式が成立すれば、真のエコー
信号に等しい擬似エコー信号が作り出せることが
わかる。
一般に、r(t)は、なだらかに変化し、|
T1−T2|も、極めて小であるから、(4)式におい
て修正係数αを適当な大きさに定めることにより c〜r (5) なる状態を実現することができる。
以上の説明は、第2図aに示したようにR1
R2が非同期ではあつても周波数自体は一致して
いる場合である。ところが、第2図b,第2図c
に示したように、R1とR2とが周波数までも異な
つている場合には、事情が異なつてくる。たとえ
ば、第2図bにおいてnとkとの関係をみると、
kはnよりほぼ1周期(2π)近く先行し、n+
1に追いつかんとしている。さらにk+1ではつ
いにn+2を追いぬき、R1,R2が同期していた
とすれば、これと等しくあるべきn+1を1周期
先行してしまつたことになる。すなわち、時点k
とk+1の間では位相変動が+2πを越えたこと
になる。同様に、第2図bでは位相変動が−2π
を越えたことになる。第2図bもしくは第2図c
に示すように、時点kから時点k+1の間でR1
の位相変動が+2πもしくは−2πを越えたとき
は、(9)式がそれぞれ 及び となることにより、時点k+1にて達成すべき
タツプ係数の値は、それぞれ、 ci=r(kT2−(k−(k−i)T1 +(T2−T1)−T1) (14) 及び ci=r(kT2−(k−i)T1 +(T2−T1)+T1) (15) となる。r(t)がなだらかに変化するといえ
ども、T1は、その変化の周期に対して大である
から、(4)式において修正係数αを、どのような大
きさに定めようとも、 c〜r (5) なる状態は、少なくともR1の位相変動が+2
πもしくは−2πを越えたのちしばらくの間は、
実現されえない。
このことについてもう少し詳しく述べる。(10)式
に示されたように時点kにおけるi番目のタツプ
係数Ciの理想解は、 Ci=r(kT2−(k−i)T1) =r(iT1+k(T2−T1)) となる。これはエコー伝搬路のインパルス応答
r(t)を、送信ボー間隔T1ごとにサンプルし
た値であるが、そのサンプル位相は時刻kが1進
むにつれ時間長でT2−T1づつ毎回移動してゆく
ものであると解釈することができる。ところが送
信ボー間隔T1と受信ボー間隔T2との差は対向す
る2台のモデムの水晶発振器の周波数によるもの
であるから、時刻kごとのサンプル位相の移動量
T2−T1は絶対量としては微少なものであり、関
数r(t)は、ボー間隔T1もしくはT2ごとにサ
ンプルしてみればそのサンプル値は様々であるも
のの、T2−T1程度の微少なサンプル位相のずれ
に対してはほとんど不変ということになる。
従つて、タツプ係数Ciの理想解は極めてゆつ
くりと変動するわけで、(4)式に示したグラデイエ
ント法により十分満足すべき適応動作が行なわれ
る。
ところがこの微少なサンプル位相の変動がたま
たま+2πもしくは−2πを越えてしまうと、そ
の瞬間においては、(14)式もしくは(15)式に
示したごとく、タツプ係数Ciの理想解として
は、1ボー前の理想解に比べて関数r(t)のサ
ンプル位相がT1だけ大きく飛ぶことになり、r
(t)はサンプル位相の微少量T2−T1程度の変動
についてはなめらかであり、サンプル値もほとん
ど不変と見なせたとしても、T1なる大きな変動
に対してはそのサンプル値は大きく異なり、従つ
てタツプ係数Ciの理想解はわずか1ボーのうち
に大きな変化をこうむることになる。このような
大きな変化に対してグラデイエント法でただちに
適応動作が行なわれることは、まつたく期待でき
なくなつてしまう。
以上のような困難さが存在するため、従来の方
法では、やむを得ず、R1とR2の同期が確立され
たとの前提を設け、R1の位相変動が+2πもし
くは−2πを越える可能性を除いたわけである。
しかしながら、再び(14)及び(15)式に注目
すると両式は、それぞれ ci=r(kT2−(k−(i−1))T1 +(T2−T1)) (16) 及び ci=r(kT2−(k−(i+1))T1 +(T2−T1)) (17) と変形される。これは、R1の位相変動が+2
πもしくは−2πを越えたとき、 ci=ci-1,2≦i≦M (18) =0 ,i=0 及び ci=ci+1,1≦i≦M−1 (19) =0 ,i=M のごとく、タツプ係数を右または左へ一段シフ
トすることにより、従来、不可能と考えられてき
たR1とR2が非同期の状態で c〜r (5) を、常に実現することが可能になることを示
す。
すなわち、位相比較器6は、R1とR2の位相差
を検出し、タツプ係数シフト回路7は第2図に示
すように、R1の位相変動が+2πもしくは−2
πを越えたときは、それぞれ(18)及び(19)式
に示すように、タツプ係数を右または左へシフト
するべく、シフトレジスタ12へ右シフトパルス
もしくは左シフトパルスを与えるものである。
以上述べたように、本発明によりボーレートで
動作し、かつ対向するモデム間での送信ボーレー
トクロツクの同期確立を必要としない2線式全2
重通信データモデム用エコーキヤンセル装置が、
実現可能となつた。
なお、本発明の実施例においては、ベースバン
ドモデルにて説明を行なつたが、これをパスバン
ドモデルにも拡張することができるのは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例のブロツク線図であ
り、1はトランスバーサルフイルタ、2は引算
器、3はサンプラ、4は判定器、5はタップ係数
修正回路、6は位相比較器、7はタツプ係数シフ
ト回路、8及び9はローパスフイルタ、10はハ
イブリツト回路である。 第2図aは、本発明の実施例において、R1
位相差が±2πを越えない場合のタイムチヤー
ト、第2図bは、同じく+2πを越えた場合の及
び第2図cは、−2πを越えた場合のタイムチヤ
ートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 送信シンボル系列を入力とするトランスバー
    サルフイルタ、上記トランスバーサルフイルタの
    出力信号を受信信号から引算する引算器、上記引
    算器の出力を受信ボーレートクロツクでサンプル
    するサンプラ、上記サンプラの出力信号を判定す
    る判定器、上記判定器の入出力信号の差信号から
    上記トランスバーサルフイルタのタツプ係数を修
    正するタツプ係数修正回路、送信ボーレートクロ
    ツクと受信ボーレートクロツクとの位相差を検出
    する位相比較器、上記位相比較器により検出され
    た位相差が+2πもしくは−2πを越えたとき、
    それぞれその位相差の極性に基き、上記トランス
    バーサルフイルタのタツプ係数を右または左へ一
    段シフトするタツプ係数シフト回路とを備えるこ
    とにより、ボーレートで動作しかつ対向するデー
    タモデムが互いに送信ボーレートクロツクで同期
    することを必要としないことを特徴とする2線式
    全2重通信データモデム用エコーキヤンセル装
    置。
JP15612078A 1978-12-15 1978-12-15 Echo cancel unit for two line type duplex data communication modem Granted JPS5582551A (en)

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JP15612078A JPS5582551A (en) 1978-12-15 1978-12-15 Echo cancel unit for two line type duplex data communication modem

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JP15612078A JPS5582551A (en) 1978-12-15 1978-12-15 Echo cancel unit for two line type duplex data communication modem

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JPS5582551A JPS5582551A (en) 1980-06-21
JPS6155812B2 true JPS6155812B2 (ja) 1986-11-29

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ID=15620748

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JP15612078A Granted JPS5582551A (en) 1978-12-15 1978-12-15 Echo cancel unit for two line type duplex data communication modem

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1175521A (en) * 1980-04-09 1984-10-02 David D. Falconer Echo cancellation in two-wire full-duplex data transmission with estimation of far-end data components
NZ214905A (en) * 1985-01-29 1988-09-29 British Telecomm Noise cancellation by adaptive filter compensates for timing variations

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JPS5582551A (en) 1980-06-21

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