KR100312927B1 - 전송시스템 - Google Patents

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KR100312927B1
KR100312927B1 KR1019930025062A KR930025062A KR100312927B1 KR 100312927 B1 KR100312927 B1 KR 100312927B1 KR 1019930025062 A KR1019930025062 A KR 1019930025062A KR 930025062 A KR930025062 A KR 930025062A KR 100312927 B1 KR100312927 B1 KR 100312927B1
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마리안느케르귀두프
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

에코 소거 장치(1)는 에코(r(i))가 발생하기 쉬운 데이터(x(i)) 및 에코의 영향을 받은 데이터(y(i) + r(i))를 수신한다. 에코 합성기(50)는 지연 소자(701, ···, 70N)에 의해 지연되고, 가중 계수 ck(여기서 k = 1, ···, N)에 의해 가중된 일련의 데이터를 근거로 에코(r(i))의 복제본(r'(i))을 형성한다. 산술 소자(85)는 계수(ck)를 결정한다:
ck(i+1) = ck(i)+d·ck(i)·sign[(x(i-k)·e(i)], 여기서 d < 1

Description

전송 시스템
제 1도는 본 발명의 기본 회로도.
제 2도는 본 발명에 따른 장치로 사용되는 에코 소거기(echo canceller)의 회로도.
제 3도는 본 발명에 따른 장치의 구조 체계(construction scheme)에 대한 도시도.
제 4도 내지 제 6도는 제 3도에 도시된 장치의 동작 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 에코 소거 장치 6 : 전화국 스위칭 센터
10 : 하이브리드 변환기 12 : 아날로그-디지털 변환기
14 : 디지털-아날로그 변환기 16 : 코드 변환기
18 : 무선 섹션
본 발명은 전송 채널을 통하여 상호 연결된 제 1 및 제 2 스테이션을 구비하는 전송 시스템에 관한 것으로, 각각의 스테이션은 송신기 및 수신기를 포함하고, 적어도 제 1 스테이션은 송신기에 의해 송신된 데이터에 기초해서 수신기의 입력 신호에 존재하는 에코의 복제본(replica)을 발생하는 적응형 필터, 및 입력 신호와 에코 복제본간 차를 수신기에 제공하는 감산 회로를 포함하는 에코 소거 장치를 구비하고, 상기 적응형 필터는 시간 간격(T)의 배수만큼 지연되어 송신되는 데이터의 가중 계수로 가중된 합을 계산하여 에코 복제본을 결정하도록 배치된다.
이러한 에코 소거 장치는 이미 공지되어 있고, 전화 송신 및 데이터 송신 분야에서 주로 응용된다. 상기 에코는 대부분 근단 스피커(near-end speaker)와 원단 스피커(far-end speaker)간에 위치된 2선식/4선식 천이(transition)에 기인한 부정합에 의한 경우가 많다. 전화 송신 분야에서, 거리가 멀수록 에코의 악영향은 더 증가된다. 이러한 거리의 영향은, 소정의 시간 간격이 음성 신호를 패킷화하는데 소요되는 부가적인 지연이 발생하는 디지털 전화 시스템에서 증가된다.
가중 계수를 조정하기 위해서 종종 부호 방법(sign method)이 사용된다. 이 방법은 특히, M.BELLANGER의 논문 "ANALYSE DES SIGNAUX ET FILTRAGE NUMERIQUE ADAPTIF"(MASSON PARIS에 의해 1989년 발행됨)의 문단 Ⅳ.7에 기술되어 있다. 그러나, 음성 신호와 같은 비정상 신호(non-stationary signal)를 이용하는 상기 방법은 몇 가지 결점이 있다.
상기 방법은 고정된 값을 계수에 가산하거나 감산함으로써 계수를 정정한다. 이 값이 작으면 계수가 그 최적값으로 수렴하는데 장시간이 소요되고, 그 값이 커지면 불안정하게 되는 위험성이 있다.
본 발명은 상기 방법을 사용하는 장치의 결점을 상당히 제거한, 서두에서 규정된 형태의 장치를 제안한다.
따라서, 이러한 에코 소거 장치는 가중 계수의 원래의 값 및 상기 가증 계수에 비례하는 보정항(correction term)에 기초해서 적어도 하나의 새로운 가중 계수 값을 결정하고; 이 가중 계수로 가중된 지연 데이터 값과, 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차의 상관 관계를 결정하는 계산회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, d가 d = 2-m이 되도록 선택되는데, 여기서 m은 정수이다·
따라서, 상기 값에 의한 승산은, 프로세스의 속도 및 실현을 용이하게 하는 단순한 쉬프트에 의해 수행될 수 있다.
첨부된 도면을 참조한 다음 설명은 비제한적인 예이며, 본 발명이 어떻게 구현되는 예시한다.
제 1 도에 있어서, 도면 부호 1은 에코 소거기 장치를 나타낸다. 설명된 예의 범위내에서, 이 소거기는 ETSI에 의해 무선 전화 장치로서 정의된 DECT 장치의 고정부(5)에 삽입된다(논문 ETS 300 175-8 참조). 도면 부호 6은 전화국의 교환센터(switching centre)를 나타내며, 도면 부호 8은 2선식(two-wire) 출력 라인을 나타낸다. DECT 장치의 고정부(5)는 수신 채널(R)과 송신 채널(A)을 분리하는 하이브리드 변환기(10)를 통해 스위칭 센터(6)에 접속한다. 이들 채널은 아날로그-디지털 변환기(12) 및 디지털-아날로그 변환기(14)를 각각 포함하며, 이들 변환기는 선형 디지털 샘플을 처리한다. 즉, 이들 변환기는 샘플을 나타내는 아날로그 크기(analogue magnitude)를 선형으로 부호화하기 때문에, 에코 소거기 장치(1)는 선형 디지털 샘플을 처리한다. 송신 채널(A)에 삽입된 부호 변환기(16)는 상기 선형 코드를 상기 장치(5)의 무선부(radio section;18)에 의한 처리에 보다 더 적절한 차분 부호로 변환한다. 변환기(20)는 수신 채널(R)에서 역 연산을 실행한다.
DECT 장치는 가입자 전화기(32)들의 조합이 접속되는 이동부(mobile part;30)도 포함한다. 두 안테나(34 및 36)가 이동부 및 고정부에 각각 할당되어, 이동부와 고정부간 정보 교환용 무선 링크를 형성한다.
에코 소거기 장치(1)는 조정 제어기(52), 및 시점 "i"에서 변환기(12)에 의해 공급된 신호로부터 합성 에코 신호(r'(i))를 감산하는 감산 회로(54)를 포함한다. 상기 신호(r'(i))의 목적은 주로 하이브리드 변환기(10)에 의해서 야기된 에코(r(i))를 소거하는 것이다. 이 에코의 방해성 영향은 상기 고정부 및 이동부에 의해 야기된 지연에 의해 증폭된다. 따라서 합성기는 회로(54) 출력 상의 신호(r(i))를 가능한 많이 소거하도록 조정된다.
제 2 도는 에코 소거기 장치(1) 및 에코 합성기(50)의 연산 회로도를 나타낸다. 합성기(50)는 일련의 지연 소자(701, …, 70N)로 형성되는데, 지연 소자 각각은 변환기(12)에 의해 발생된 샘플이 나타나는 타이밍에 대응하는 값(T)의 지연을 일으킨다. 각각의 승산 회로(multiplier circuits; 800, 801, …, 80N)는 회로(701, …, 70N) 입력에서의 샘플과 계수(c0, c1, …, cN)를 각각 승산한다· 산술 회로(85)감산 회로(54)의 출력 신호에 응답하여 계수(c0, c1, …, cN)를 결정한다. 이들 계수를 조정하기 위하여 변환기(12 및 20)의 출력 신호 또한 사용되지만 중요한 정도는 아니다. 가산 회로(summing circuit; 90)는 여러 승산 회로(800, 801, …, 80N)에서 발생된 모든 결과를 가산하여 합성 에코를 발생한다.
본 발명에 따른 산술 회로(85)는 여러 계수(c0, c1, ···, cN)를 결정하기 위해서 다음과 같은 방법으로 동작한다:
가산 회로(90)는 다음 수학식 1에 따라서 주어지는 합성 에코(r')를 발생한다:
[수학식 1]
계수 ck(i)는 다음 수학식 2와 같이 주어진다:
[수학식 2]
ck(i+1) = ck(i) (1+d·sign[x(i-k)·u(i)])
상기 수학식 2에서, sign[…] 함수는 변수의 부호에 따라 "+1" 또는 "-1" 값을 택하고, u(i)는 다음 수학식 3과 같이 주어진다.
[수학식 3]
u(i) = y(i) + r(i) - r'(i)
d = 2-m, 여기서 m은 정수.
제 3 도는 본 발명에 따른 배치의 구성을 개략적으로 도시한다. 본 배치는 실제 마이크로프로세서, 여러 특정 중간 데이터를 포함하기 위한 판독/기록 메모리(RAM) 및 예를 들어 동작 프로그램을 포함하는 판독 전용 메모리(ROM)로 구성되는 마이크로프로세서 앙상블(microprocessor ensemble;100)을 중심으로 구성된다. 상기 앙상블은 TMS320 형의 신호 프로세서에 의해 형성될 수 있다. 제 3 도에 도시된 개략도에, 장치(1)의 동작에 필요한 레지스터(101, 102 및 103)에 접속된 여러 액세스 포트가 상세히 도시되어 있지만, 상기 레지스터는 동일 하우징(housing)에 수용된다. 레지스터(101)는 변환기(12)가 발생한 샘플을 수신하며, 레지스터(102)는 변환기(20)가 발생한 샘플을 수신하며, 레지스터(103)는 변환기(16)용의 샘플을 보관한다. 도면 부호 150은 1/T의 샘플링 레이트인 클록 발생 신호이다. 상기 클록이 인터럽트 입력단(160)에 접속되므로, 인터럽트 루틴이 각각의 샘플에 대해 실행될 수 있다.
제 4 도는 본 발명에 따라서 배치된 장치의 연산 순서도 일부를 도시한다. 박스(K0)는 프로그램의 시작을 나타낸다. 박스(K1)는 여러 변수가 각각의 초기값을 수신하는 초기 단계를 나타낸다. 프로그램의 잔여부를 수행하도록 상기 클록(150)이 생성한 인터럽트 신호가 발생할 필요가 있는데, 인터럽트 신호는 박스(K2)에 표시되어 있다. 박스(K5)는 인터럽트 카운터("cpint")의 증가를 나타내며, 그 다음 박스(K6)에서, 레지스터(102)에 포함된 값(x(0))이 판독된다. 박스(K7)에서 x(4)의 진폭값이 레벨값(NIVX)에 대해서 테스트된다. 상기 샘플(x(0), x(1), x(2), x(3))은 나머지 프로세스에 의해 영향받지 않는다. 이들 네 개의 샘플은 에코의 출현에 동반하는 지연에 대응한다. 따라서 프로세스는 신호(x(4))의 레벨 검사를 시작한다. 상기 신호(x(4)) 진폭의 절대값이 소정 계수(FACO)만큼 레벨(NIVX)을 초과하는지 여부가 검사된다. 또한, 상기 레벨(NIVX)이 -42dBm0를 초과하는지의 여부도 검사된다. 이들 두 조건은 박스(K7)에 도시된다. 만약 이들 조건이 충족되지 않으면, 변수(xc(0))에 0이 할당되고, 이들 조건이 만족되면, 박스(K7)의 가지(branch) "Y"가 선택되고, 박스(K10)에서 x(4)의 값이 검사된다. 만약 x(4)의 값이 0을 초과하면, +1이 Vc(0)에 할당된다(박스K(12)). 상기 값이 음의 값이면, -1이 변수(xc(0))에 할당된다(박스(K11)). 따라서, 부호 함수의 평가는 이미 개시되어졌다.
프로세서는 박스(K8, K11 및 K12)로부터 합성된 에코(r'(i))가 수학식 1에 따라 평가되는 박스(K15)로 진행한다. 박스(K17)에서, 레지스터(101)에 포함된 변수(RIN)가 판독되므로, 박스(K20)에서 에코가 억제된 신호를 나타내는 양(ROUT)을 계산할 수 있다. 박스(K20)에 표시된 ROUT는 수학식 3과 비교될 것이다. 이 방식으로 계산된 값 ROUT 은 레지스터(103)에 저장된다(박스(K22)). 다음, 레지스터(101, 102 및 103)의 내용에 의해 결정된 신호 레벨과 연관된 여러 변수(NIX, NIRI, NIRO)가 갱신된다(박스(K24)). 다음, 박스(K26)에서 여러 조건이 검사된다: 플래그(GCOP)가 0과 동일한지, 신호(ROUT)의 절대값이 -60dBm0 보다 큰지, 상기 값이 NIVX-42dB보다 큰지, 및 "m"이 SLOW 또는 FAST 값을 갖는지 여부가 검사된다. 이들 조건이 충족되지 않으면, 제 5 도의 박스(K30)로 진행된다.
상기 박스(K30)는 값(m)의 검사를 나타낸다. 값(m)이 두 기능을 갖는 경우, 제 1 기능은 수렴 파라미터(SLOW 또는 FAST)의 값을 포함하는 것이고, 제 2 기능(m이 -1 값을 택함)은 알고리즘의 발산(divergence)을 나타낸다. 따라서 상기 값이 -1 이면(즉, 발산이 존재하면), 박스(K32)로 진행하여 Ck의 값이 0으로 설정된다. 다음, 박스(K34)에서 m의 값이 값(FAST)을 택하므로 수학식 2의 수렴이 빨라진다. 제 4 도의 박스(K26)에 도시된 조건이 충족되면, 제 5 도의 박스(K40)로 진행된다. 박스(K40)에서 ROUT의 값이 테스트된다. 상기 값이 양이면, 브랜치(Y)가 선택되어 박스(K42)로 진행한다. 여기서, 계수 ck의 값은 부호값 ="+"에 의해 +2-m·Xc(K)로 수정된다. 상기 값이 음이면, 박스(K44)로 진행되어, 계수 ck의 값이 -2-m·Xc(K)로 수정된다. 여기서 최하위 비트(LSB)와 일치하는 작은 값(Low value)이 의도적으로 가산되며, 이는 계수의 전개(Development)를 확실히 한다. 박스(K34, K42 및 K44)중 하나에 표시된 연산이 실행된 후 박스(K50)로 진행된다. 박스(K50)에서, 여러 샘플 x(k)의 쉬프트 연산(k는 0 에서 N+4까지 변화함)과 관련 부호 Xc(k)의 쉬프트 연산(k는 0 에서 N으로 변화함)이 수행된다. 다음, 박스(K52)로 진행되며, 여기서 인터럽트 수가 카운트된다. 상기 숫자가 32와 같지 않으면, 브랜치(N)가 선택되어 인터럽트 프로그램의 종료를 표시하는 박스(K55)로 진행한다. 상기 값이 32와 같으면, 브랜치(Y)가 선택되어 박스(K60)로 진행한다. 환언하면, 추후의 연산이 32회의 초기화 인터럽션마다 실행된다. 상기 박스(K60)에서, "cpint"가 0 때 인터럽션 카운트가 재시작된다. 상기 과정의 나머지는 제 6 도에 도시된다.
제 6 도의 박스(K70)에서, 여러 레벨(NIVX, NIVRI, NIVRO)이 갱신된다. 박스(K72)에서, 이전 레벨을 갱신하기 위해 사용되는 여러 값들(NIX, NIRI 및 NIRO)이 재초기화된다. 최종적으로, 박스(K80)로 진행한다. 상기 박스(K80)에서, 알고리즘의 최종적인 발산이 테스트된다. 처음, NIVRO가 -40dBm0 레벨에 대해 테스트되고, 다음, NIVRI 레벨의 계수 FAC1 보다 큰지 여부를 알기 위해 테스트된다. 만약 이들 조건이 충족되면, 발산하는 경향이 있고, 브랜치(Y)가 선택되어 박스(K82)로 진행한다. 박스(K82)에서 발산 카운터(cpdiv)가 1씩 증가된다. 박스(K84)에서 발산 카운터의 내용이 수 밀리 초의 시간 간격에 대응하는 소정 값(ms)과 비교된다. 이 카운터의 내용이 ms의 값을 초과하면 발산이 있다. 발산 카운터는 0으로 설정되고 m은 -1로 설정되어 발산이 있음을 나타내고, 이 값은 다음 인터럽트 호출에 사용될 것이다. 박스(K80)에 표시된 조건이 충족되지 않으면, 브랜치(N)가 선택되어 박스(K88)로 진행하는데, 여기서 발산 카운터(cpdiv)가 0으로 설정된다. 박스(K90)에서 알고리즘이 수렴을 개시하는 점을 검출하는 테스트가 이루어진다. 박스(K90)의 테스트는 NIVR0 레벨이 NIVRI 레벨의 계수(FAC2) 보다 큰지 여부, 상기 NIVRO 레벨이 -42dBm0 보다 큰지 여부, 및 계수(m)가 FAST와 동일한지 여부를 검사한다. 박스(K90)의 조건이 충족되면, "m"은 값(SLOW)을 선택한다(박스(K92)). 박스(K90)의 상기 조건이 충족되지 않으면, 박스(K100)로 진행한다. 박스(K92)의 처리가 이루어진 후에도 박스(K100)로 진행한다. 전화 가입자가 수신기(32)에 말을 하면(더블토크(doubletalk)라 함), 에코 소거기는 가입자가 야기한 신호에 의해 불완전하게 될 수 있다. 따라서 상기 조건이 검출된다(박스(K100) 참조). 박스(K100)의 테스트에서 조건이 충족되면, 박스(K102)로 진행되어 플래그(GCOP)가 1로 설정된다. 상기 테스트에서 조건이 충족되지 않으면, 박스(K104)로 진행하여 첫째 m이 SLOW 값을 가지는지 둘째는 NIVRO가 FAC4 만큼 NIVRI를 초과하는지 여부가 검증된다. 박스(Kl04)의 조건이 충족되면, 박스(K106)에서 플래그(GCOP)가 값 1을 택한다. 박스(K104)의 조건이 충족되지 않으면, 박스(Kl08)에서 플래그(GCOP)는 값 0을 택한다. 다음, 프로그램은 박스(K11O)에서 종료된다.
계수 FAC0, FAC1, FAC2, FAC3 및 FAC4는 다음 값에 대응하도록 선택된다.
FACO:0dB
FAC1: ±1dB
FAC2 : -12dB
FAC3 : +6dB
FAC4 : -9dB

Claims (10)

  1. 전송 채널에 의해 연결되는 제 1 스테이션과 제 2 스테이션을 포함하고, 상기 스테이션 각각은 송신기와 수신기를 포함하며, 적어도 상기 제 1 스테이션은 에코 소거 장치-여기서 에코 소거 장치는 상기 송신기가 송신한 데이터에 기초해서 상기 수신기의 입력 신호에 존재하는 에코의 복제본을 생성하는 적응형 필터, 및 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차를 상기 수신기에 제공하는 감산 회로를 구비하고, 상기 적응형 필터는 시간 간격(T)의 배수만큼 지연된 송신 데이터의 가중 합을 계산하여 상기 에코 복제본을 결정하고, 상기 송신 데이터는 가중 계수로 가중됨-를 포함하는 전송 시스템에 있어서,
    상기 에코 소거 장치는 상기 가중 계수의 원래의 값 및 상기 가중 계수에 비례하는 보정항에 기초하여 적어도 하나의 새로운 가중 계수 값을 결정하고, 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차, 및 상기 가중 계수로 가중된 지연 데이터 값간 상관 관계(correlation)를 결정하는 계산 희로를 포함하는, 전송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정항의 비례값이 2-m이고, m은 정수인 전송 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 에코 소거 장치는 상기 장치의 액세스 포트에 접속되는 레지스터를 포함하는 신호 처리기에 의해 형성되고, 특히 상기 연산을 트리거(trigger)하기 위한 인터럽트 클록과 링크된 인터럽트 신호를 수신하는 입력을 구비하는, 전송 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 정수 m은 초기값과 연산값 중 하나이며, 수렴이 검출되면 연산값을 정수 m의 값으로 하고, 발산이 검출되면 초기값을 정수 m의 값으로 하도록, 수렴을 분석하는 분석 수단을 포함하는, 전송 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연산 파라미터를 변경하기 위해 여러 액세스 포트에서 이용 가능한 신호의 다양한 레벨을 분석하는 분석 수단을 포함하는, 전송 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 더블토크(doubletalk)를 검출하기 위한 검출 수단을 포함하고, 상기 검출 수단은 상기 액세스 포트의 신호가 방해 레벨(disturbance level)을 가지면 상기 레벨 분석 수단과 협력하여 상기 가중 계수의 전개(development)를 중지하는, 전송 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 레벨의 분석이 소정 인터럽트에 대해 수행되는 전송 시스템.
  8. 송신기, 수신기, 및 에코 소거 장치-여기서 에코 소거 장치는 상기 송신기가 송신한 데이터에 기초해서 상기 수신기의 입력 신호에 존재하는 에코의 복제본을 생성하는 적응형 필터, 및 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차를 상기 수신기에 제공하는 감산 회로를 구비하고, 상기 적응형 필터는 시간 간격(T)의 배수만큼 지연된 송신 데이터의 가중 합을 계산하여 상기 에코 복제본을 결정하고, 상기 송신 데이터는 가중 계수로 가중됨-를 포함하는 원격통신 스테이션에 있어서,
    상기 에코 소거 장치는 상기 가중 계수의 원래의 값 및 상기 가중 계수에 비례하는 보정항에 기초하여 적어도 하나의 새로운 가중 계수 값을 결정하고, 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차, 및 상기 가중 계수로 가중된 지연 데이터 값간 상관 관계를 결정하는 계산 회로를 포함하는, 원격통신 스테이션.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 보정항의 비례값이 2-m이고, m은 정수인 원격통신 스테이션.
  10. 송신된 데이터에 기초해서 입력 신호에 존재하는 에코의 복제본을 생성하는 적응형 필터, 및 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차를 생성하는 감산 회로를 구비하고, 상기 적응형 필터는 시간 간격(T)의 배수만큼 지연된 송신 데이터의 가중 합을 계산하여 상기 에코 복제본을 결정하고, 상기 송신 데이터는 가중 계수로 가중되는 에코 소거 장치에 있어서,
    상기 에코 소거 장치는 상기 가중 계수의 원래의 값 및 상기 가중 계수에 비례하는 보정항에 기초하여 적어도 하나의 새로운 가중 계수 값을 결정하고, 상기 입력 신호와 에코 복제본간 차, 및 상기 가중 계수로 가중된 지연 데이터 값간 상관 관계를 결정하는 계산 회로를 포함하는, 에코 소거 장치.
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