KR0150605B1 - 디더를 이용한 근단 반향 제거회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전화 시스템에서 원단 신호에 섞이는 근단반향신호를 줄이기 위해 취급되는 신호의 대역 통과특성에 따른 근단반향 제거회로의 발산을 방지하고 수렴을 유지하기 위한 근단반향 제거회로에 관한 것인바, 그 특징은 원단 신호중에 섞여 들어오는 근단 반향신호의 양을 줄이기 위한 근단반향 제거회로부를 적용하고 아날로그와 디지탈 부분을 연결하기 위한 A/D 및 D/A 변환부와 하이브리드부를 구비한 전환 시스템에 있어서, 취급되는 신호의 직류 및 표본주파수(fs)/2부근의 스펙트럼의 성분이 근단신호에 더해져서 근단반향 제거회로부에 입력되도록 하여 근단반향 제거회로부의 수렴상태를 유지시키되, 근단반향 제거회로부의 출력에 미치는 영향을 줄이기 위하여 직류와 표본주파수(fs)/2 부근에만 신호의 전원이 존재하도록 하고, 가운데 부분의 신호 전원은 그것이 근단반향 제거회로부의 출력에 지장을 주지 않을 정도로 설정한 대역 차단 형태의 디더를 상기 근단반향 제거회로부의 입력단에 연결하여 구성함에 있다.

Description

디더를 이용한 근단 반향 제거회로

제1도는 종래의 반향 제거회로의 블럭도.

제2도는 본 발명에 의한 근단반향 제거회로의 일 실시예를 보인 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 근단반향 제거회로부 11 : 계수기

12 : 데이터 정렬기 20 : D/A 변환부

30 : 하이브리드부 40 : A/D 변환부

50 : 디더 y : 근단 신호

x : 원단 신호 r : 근단 반향신호

r' : 근단반향 제거부 출력신호 d : 디더 출력신호

본 발명은 디더(Dither)를 이용한 근단반향 제거회로(Near-End Echo Canceller)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전환 시스템에서 원단 신호에 섞이는 근단반향신호를 줄이기 위해 취급되는 신호의 대역 통과특성에 따른 근단반향 제거회로의 발산을 방지하고 수렴을 유지하기 위한 근단반향 제거회로에 관한 것이다.

종래의 반향 제거회로는 중앙국에 위치하여 지연시간이 큰 장거리 반향 신호 따위를 처리함으로써, 쌍방 통화자의 청각에 방해를 주지 않으려는 것을 주된 목적으로 하는 것이며, 이러한 종래의 반향 제거회로를 응용한 근단반향 제거회로 및 그 주변회로는 제1도에서와 같이 임의의 가중치를 공급하기 위한 계수기(11)와 데이타 정렬기(12)로 되는 근단반향 제거회로부(10)와, 디지탈 신호와 아날로그 신호 부분을 서로 연결하기위한 D/A 변환부(20)와 하이브리드부(30)와 A/D 변환부(40)로 구성할 수 있었는데, 이러한 체계는 전화기안에 존재하여 지연시간이 상대적으로 작은 반향 신호를 다루도록 구성되어 있게 된다.

상기와 같은 종래의 반향 제거회로에서 근단신호(y)가 입력되면 D/A 변환부(20)에 의하여 아날로그 신호로 바뀐 후 하이브리드부(30)를 거쳐서 원단신호(x)로 나가게 되고, 이때 신호의 일부는 하이브리드부(30)에서 반사되어 근단반향신호(r)의 형태로 수신단 쪽으로 되돌아 오게 되며, 만약 원단신호(x)가 존재한다면 수신단쪽으로 입력되는 신호는 근단반향신호(r)과 원단신호(x)가 합쳐진 형태가 된다. 이때 하이브리드부(30)에서 반사되는 근단반향신호의 양은 중앙국까기의 지역 루프 길이, A/D 변환부(40), D/A 변환부(20), 하이브리드부(30)를 포함하는 반향 경로의 특성 지역 루프상에 존재하는 브리지 조건 등에 의존한다. 이러한 근단 반향신호는 그 지연시간이 비교적 짧기 때문에 사람의 청각에는 방해가 되지 않지만 대신 전화 시스템에서 다음과 같은 두가지 문제점을 야기시킬 수 있다. 그 중 하나는 원단신호(x)가 존재하는 경우에 반향신호은 잡음으로써 작용하여 수신단이 그 중에 존재할 수 있는 특정한 신호를 찾아내는 데 방해가 될 수 있으며, 다음으로 원단신호(x)가 존재하지 않을 경우에 반향신호가 되돌아와서 수신단에 입력되어 수신단이 이를 어떤 특정한 신호로 잘못 인식하는 수도 생길 수 있으므로 따라서 근단반향 제거회로부(10)는 상기와 같은 근단반향신호(r)에 의하여 전화 시스템이 오동작하는 것을 방지하기 위하여 채택되었다.

한편 근단신호(y)는 근단반향신호(r)의 경로를 흉내내기 위하여 근단반향 제거회로부(10)에 입력되는데, 근단반향 제거회로부(10)는 FIR(유한충격응답)횡단 필터의 형태로서, 근단반향 제거회로부(10)의 출력신호(r')와 근단 반향신호(r)의 차이를 이용하여 근단반향 제거회로부(10)의 계수기(11)에서는 가중치를 갱신시켜 데이터 정렬기(12)로 공급(*)시키게 되는데, 그 방법으로는 기존의 LMS알고리즘 또는 그 변형된 형태 등을 이용할 수 있다. 적정한 천이기간을 거쳐서 근단반향 제거회로부(10)가 수렴하게 되면 근단반향신호(r)는 효과적으로 줄여줄 수 있게 되었다.

그런데 상기와 같은 종래의 체계에서 각각의 신호들이 전화시스템에서는 대역통과의 형태를 갖으므로 근단반향 제거회로부(10)가 발산할 소지가 남아 있었다. 이때 근단 신호(y)가 대역통과 형태라는 것은 직류 및 표본주파수(fs)/2부근에 스펙트럼 성분을 갖고 있지 않다는 뜻으로서, 하이브리드부(30)에서 반사되는 반향신호 또한 그 주파수 부분의 성분을 갖고 있지 않게 된다. 결국 근단반향 제거회로부(10)의 관점에서 보면 직류 및 표본주파수(fs)/2근처에서 입/출력간의 이득이 무한소/무한소가 되어 결국 무한대가 될 가능성을 지니게 되므로 이러한 잠재적인 원인 때문에 일시적으로 수렴한 것처럼 보였던 근단반향 제거회로부(10)가 오랜 시간이 지난 후에 이 부분에서의 이득을 맞추는 쪽으로 움직이게 되어 그 결과 발산하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 근단반향 제거회로에 디더를 적용하여 하이브리드 등으로 이루어진 반향 환경을 흉내냄으로써 최종적으로는 원단 신호에 섞이는 근단 반향신호를 줄일 수 있도록 한 디더를 이용한 근단반향 제거회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디더를 이용한 근단반향 제거회로의 특징은 원단 신호중에 섞여 들어오는 근단 반향신호의 양을 줄이기 위한 근단반향 제거회로부를 적용하고 아날로그와 디지탈 부분을 연결하기 위한 A/D 및 D/A 변환부와 하이브리드부를 구비한 전화 시스템에 있어서, 취급되는 신호의 직류 및 표본주파수(fs)/2부근의 스펙트럼의 성분이 근단 신호에 더해져서 근단반향 제거회로부에 입력되도록 하여 근단반향 제거회로부의 수렴상태를 유지시키되, 근단반향 제거회로부의 출력에 미치는 영향을 줄이기 위하여 직류와 표본주파수(fs)/2 부근에만 신호의 전원이 존재하도록 하고, 가운데 부분의 신호 전원은 그것이 근단반향 제거회로부의 출력에 지장을 주지 않을 정도로 설정한 대역 차단 형태의 디더를 상기 근단반향 제거회로부의 입력단에 연결하여 구성함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 디더를 이용한 근단반향 제거회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 전환 시스템에 적용되는 근단반향 제거회로 및 그 주변회로의 디더를 이용한 근단반향 제거회로의 일 실시에를 보인 블럭도로서, 도면에 도시된 바와 같이 원단 신호중에 섞여 들어오는 근단 반향신호의 양을 줄이기 위한 데이터 정렬기(12)가 계수기(11)로 된 근단반향 제거회로부(10)와, 아날로그 영역과 디지탈 영역을 연결시키는 D/A 변환부(20) 및 A/D 변환부(40)와 하이브리드부(30)등으로 구성된 전화 시스템에 있어서, 상기 근단반향 제거회로부(10)의 입력단에 직류 및 표본 주파수(fs)/2 부근의 신호 성분(d)이 입력되도록 하여 원할하고 지속적인 적응에 의하여 근단반향 제거회로부의 발산을 억제하면서 근단반향 제거회로부를 수렴상태로 유지시키는 디더(50)를 연결하여 근단반향 제거회로를 구성하며, 또한 상기의 디더(50)가 근단반향 제거회로부(10)의 출력에 미치는 영향을 줄이기 위하여 직류와 표본주파수(fs)/2 부근에만 신호의 전원이 존재하도록 하고, 가운데 부분의 신호 전원은 그것이 근단반향 제거회로부의 출력에 지장을 주지 않을 정도로 설정한 대역차단 형태로 설계함으로써, 직류 및 표본 주파수(fs)/2 부근 이외의 신호 성분이 출력에 미치는 영향을 줄이고 직류 및 표본 주파수(fs)/2 부근의 신호 성분도 근단반향 제거회로부가 수렴된 후 결국 자체에 의하여 감소되도록 구성함이 바람직하다.

이상에서와 같은 구성을 참고하여 본 발명에 따른 디더를 이용한 근단반향 제거회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 제2도에서 근단신호(y)는 D/A 변환부(20)에 의하여 아날로그 신호로 바뀐 후 하이브리드부(30)를 거쳐서 원단신호(x)로 나가게 되며, 신호의 일부는 하이브리드부(30)에서 반사되어 근단반향신호(r)의 형태로 수신단 쪽으로 되돌아 오게 되는데, 이러한 근단반향신호(r)는 그 지연시간이 비교적 짧기 때문에 사람의 청각에는 방해가 되지 않지만 대신 전화 시스템에서 원단신호(x)의 존재 여부에 따라 원단신호(x)가 존재한다면 수신단쪽으로 입력되는 신호는 근단반향신호(r)과 원단신호(x)가 합쳐진 형태가 된다. 한편 근단신호(y)는 근단반향신호(r)의 경로를 흉내내기 위하여 근단반향 제거회로부(10)에 입력되는데, 여기서 근단반향 제거회로부(10)는 FIR(유한충격응답)횡단 필터의 형태로서, 근단반향 제거회로부(10)의 충격신호(r')과 근단 반향신호(r)의 차이를 이용하여 근단반향 제거회로부(10)의 계수기(11)에서는 가중치를 갱신시키게 된다. 이때 근단반향 제거회로부(10)는 제2도에서 처럼 디더(50)를 채택함으로써, 이 디더(50)는 근단 신호(y)에 더해져서 직률 및 표본주파수(fs)/2부근의 스펙트럼의 성분이 근단반향 제거회로부(10)에 입력되도록 한다. 그 결과 근단반향 제거회로부(10)의 관점에서 보면 문제가 되었던 주파수 영역에서 입/출력간의 이득이 무한소/유한값이 되어 결국 무한 소쪽으로 되어 근단반향 제거회로부(10)의 발산을 막을 수 있게 되며, 여기서 디더(50)에 의하여 발산을 방지할 수는 있지만, 오히려 가해진 디더에 있어서 직률 및 표본주파수(fs)/2부분 이외의 성분이 너무 크면 근단반향 제거회로부(10)의 출력신호(r')에 디더(50)의 출력신호(d)가 섞이게 됨으로써 근단반향 제거회로부(10)의 적응 성능에 좋지 않은 형향을 줄수 있으므로 이러한 악영향을 줄이기 위하여 디더(50)를 대역 차단형태, 즉 직류와 표본주파수(fs)/2 부근에만 신호 전원이 존재하도록 하고 가운데 부분의 신호 전원은 그것이 근단반향 제거회로부(10)의 출력에 나타나도 전체적으로 성능에 지장을 주지 않을 정도로 줄여 설계하였으므로 직류 및 표본주파수(fs)/2부분 이외의 성분이 근단반향 제거회로부(10)의 출력에 영향을 미치지 않게 되며, 또한 근단반향 제거회로부(10)의 발산을 막는데 도움을 주는 직류 및 표본주파수(fs)/2부분의 신호 전원은 근단반향 제거회로부(10)가 반향 경로를 적절히 따라가서 대역 통과 형태로 수렴하게 되면 결국 근단반향 제거회로부(10)의 자체에 의하여 줄여지게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 디더를 이용한 근단반향 제거회로에 의하면 디더가 근단반향 제거회로부의 발산을 막는데 도움을 주면서도 그 출력에 미치는 영향을 줄일 수 있으므로 최종적으로 원단 신호에 섞이는 근단 반향신호의 양을 줄일 수 있는 유용함이 있다.

Claims (1)

1. 원단 신호중에 섞여 들어오는 근단 반향신호의 양을 줄이기 위한 근단반향 제거회로부를 적용하고 아날로그와 디지탈 부분을 연결하기 위한 A/D 및 D/A 변환부와 하이브리드부를 구비한 전환 시스템에 있어서, 취급되는 신호의 직류 및 표본주파수(fs)/2부근의 스펙트럼의 성분이 근단신호에 더해져서 근단반향 제거회로부에 입력되도록 하여 근단반향 제거회로부의 수렴상태를 유지시키되, 상기 근단반향 제거회로부의 출력에 미치는 영향을 줄이기 위하여 직류와 표본주파수(fs)/2 부근에만 신호의 전원이 존재하도록 하고, 가운데 부분의 신호 전원은 그것이 근단반향 제거회로부의 출력에 지장을 주지 않을 정도로 설정한 대역 차단 형태의 디더를 상기 근단반향 제거회로부의 입력단에 연결하여 구성함을 특징으로 하는 디더를 이용한 근단반향 제거회로.