KR100450606B1 - 에코 보상장치 - Google Patents

에코 보상장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100450606B1
KR100450606B1 KR10-2002-7005783A KR20027005783A KR100450606B1 KR 100450606 B1 KR100450606 B1 KR 100450606B1 KR 20027005783 A KR20027005783 A KR 20027005783A KR 100450606 B1 KR100450606 B1 KR 100450606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
echo
data rate
echo compensation
digital
Prior art date
Application number
KR10-2002-7005783A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020059425A (ko
Inventor
페터 진게를
디에트마 스트로이스니크
하인리히 쉔크
Original Assignee
인피네온 테크놀로지스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인피네온 테크놀로지스 아게 filed Critical 인피네온 테크놀로지스 아게
Publication of KR20020059425A publication Critical patent/KR20020059425A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100450606B1 publication Critical patent/KR100450606B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)

Abstract

2중 전송 시스템용 에코 보상 장치는 에코 보상된 수신 신호를 얻기 위해 디지털 수신 신호와 결합된 디지털 송신 신호(y)에 따라 디지털 에코 보상 신호(yec)를 발생시키기 위한 에코 보상기(10)를 포함한다. 상기 송신 신호(y)는 수신 신호(x)와는 다른 데이터 레이트 또는 샘플링 주파수(fs)를 갖는다. 실시를 용이하게 하기 위해, 디지털 필터(11, 12, 15)가 에코 보상 경로 및/또는 수신 신호 경로에 제공된다.

Description

에코 보상장치{Echo Compensation Device}
도 5에는 데이터가 하나의 전송 채널, 예컨대 2 와이어 라인의 양방향으로 동시에 전송되는 2중 전송 시스템이 도시된다. 도 5에 도시된 2중 전송 시스템은 전화 서비스 제공자에 할당된 중앙 통신 유닛(1), 및 가입자에 할당된 통신 유닛(2)을 포함한다. 각각의 통신 유닛은 디지털 데이터를 송신하기 위한 송신기(4)를 포함한다. 데이터는 송신 필터(5) 및 하이브리드 회로라 불리는 스위칭 장치(6)를 거쳐 전송 라인(3)을 통해 다른 통신 유닛에 전송되고, 거기서 다시 상응하는 하이브리드 회로(6)에 의해 수신되어 수신 필터(7)를 통해 수신기(8)에 공급된다. 중앙 통신 유닛(1)으로부터 가입자 통신 유닛(2)으로의 전송 방향은 "하향(downstream)" 방향이라 하고 그 반대 방향은 "상향(upstream) 방향"이라 한다.
양방향으로 송신된 신호 스펙트럼이 오버랩되면, 주파수 2중 채널 시스템이 다루어진다. 이 경우, 통신 유닛의 송신기(4)로부터 각각의 하이브리드 회로(6)를 통해 동일한 통신 유닛의 수신기(9)로 전송된 간섭 에코, 즉 수신 신호에 대한 송신 신호의 크로스토크에 의해 야기된 간섭 에코가 주파수 분리 채널 시스템에서 가능한 바와 같이 선택적 필터에 의해 억압될 수 없다. 그러나, 주파수 분리 채널 시스템은 큰 신호 대역폭을 필요로 하기 때문에, 대개 주파수 2중 채널 시스템 보다 효율적이지 않다.
따라서, 주파수 2중 채널 시스템을 가진 전송 시스템에서 간섭 에코 효과를 억압하기 위한 에코 보상기(10)가 사용된다. 여기서는 간섭 송신 또는 크로스토크 신호와 가급적 양호하게 일치하는 신호가 특정 방식으로 발생된다. 그리고 나서, 에코 보상기(10)에 의해 발생된 에코 보상 신호는 가산기(9)를 통해, 에코 신호와 상대편의 고유 유효 신호로 이루어진 수신신호로부터 감산된다.
에코 신호가 전송 채널(3)의 입력 저항에 매우 강력히 의존하기 때문에, 에코 보상은 접속 형성을 시작할 때 자동으로 세팅되어야 하고, 데이터 접속 동안 예컨대 온도 변동으로 인한 채널 특성의 변동 시에 적응적으로 재조정되어야 한다. 따라서, 에코 보상기(10)를 실시하기 위한 가능성은 비재귀 디지털 필터의 형태로 형성하는 것에 있으며, 상기 필터의 계수는 에코 보상된 수신 신호, 즉 가산기(9)의 출력 신호에 따라 연속적으로 세팅되고 직접 에코 보상기(10)의 시간적으로 제한된 시간 및 값 이산 펄스 응답을 형성한다. 따라서, 필터 계수는 에코 펄스 응답에 상응한다.
에코 보상기(10)의 전술한 구조는, 특히 디지털 송신 신호에 상응하는 에코 보상기의 입력 신호가 매우 작은 진폭 단계를 가질 때, 실시와 관련해서 바람직한 구조이다. 그 이유는 이 경우 신호 샘플링 값과 필터 계수와의 승산을 위한 8개의승산기가 필요가 없기 때문이다. 따라서, 상기 구조는 특히 기저대 전송 시스템, 예컨대 ISDN 가입자 터미널에 사용된다.
이와 반대로, 디지털 송신 신호가 예컨대 ASDL(Asymmertric Digital Subscriber Line) 전송 시스템에서와 같이 그 워드 길이에 따른 상대적으로 많은 수의 진폭 단계를 가지면, 에코 보상기(10)를 형성하는 비재귀 디지털 필터의 실시를 위한 8개의 승산기가 사용되어야 한다. 이 경우, 에코 보상기에 대한 실시 비용은 보상할 에코 펄스 응답의 길이 및 그에 따라 필터 계수의 수에 의존한다. ADSL 전송 시스템에서 필터 계수의 수는 300 내지 600의 범위에 놓일 수 있기 때문에, 에코 보상기의 전술한 구조는 최근의 ADSL 전송 시스템에 적합하지 않다.
미국 특허 제 5,311,759호에는 ADSL 전송 시스템에도 적합한 소위 DMT(discrete multiton modulation)용 에코 보상기의 다른 구조가 공지되어 있다. 여기서는, 에코 보상기가 2개의 단으로 나눠지고, 제 1 단은 주파수 범위로 동작하고 각각의 송신 신호의 주기적 부분으로부터 생기는 에코 신호의 성분을 보상하는 한편, 제 2 단은 시간 범위로 동작하고 에코 신호의 과도 성분을 보상한다. 상기 구조에 의해 에코 보상기의 전체 복잡성이 비재귀 필터의 형태로 단지 시간 범위로만 동작하는 에코 보상기에 비해 감소된다. 그러나, 전술한 바와 같은 구조는 주파수 범위로 동작하는 단을 필요로 한다.
많은 용도에서, 에코 효과의 억압과 관련해서, 양방향으로 비대칭 데이터 레이트로 동작하면 충분하므로, 데이터가 예컨대 서비스 제공자와 같은 중앙 통신 유닛(1)으로부터 가입자 통신 유닛(2)으로는 높은 데이터 레이트로 그리고 반대 방향으로는 낮은 데이터 레이트로 전송된다. ADSL 표준에는 상기 방식의 비대칭 전송 시스템이 지정된다. 도 5에는 상기 방식의 ADSL 전송 시스템용 두 송신기(4)의 신호 대역폭이 도시된다. 신호 대역폭이 상이함에도 불구하고, 전송 채널(3)의 양측에 있는 송신기(4) 및 수신기(8)는 클록 동기로 동작한다. 즉, 디지털로 발생된 하향 송신 신호의 샘플링 주파수는 상향 송신 신호의 샘플링 주파수 보다 정확히 팩터 8 만큼 더 크다.
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 에코 보상 장치, 특히 양방향으로 비대칭 데이터 레이트를 가진 2중 전송 시스템용 에코 보상 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에코 보상장치의 개략도.
도 2A-2C는 도 1에 도시된 실시예에 의해 얻어지는 장점을 나타내기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 에코 보상장치의 개략도.
도 4A는 도 3에 도시된 실시예에서 수신 신호 경로에 부가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있는 디지털 필터의 주파수 응답을 나타낸 도면.
도 4B는 도 3에 도시된 실시예에 의해 얻어질 수 있는 장점을 나타내기 위한 도면.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 2중 전송시스템의 개략도.
도 6은 선행기술에 따른 에코 보상기의 가능한 구조를 나타낸 도면.
도 7A 및 7B는 도 6에 도시된 구조에 수반되는 단점을 나타내기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 에코 보상장치의 가능한 구조를 나타낸 도면.
도 9A 및 9B는 다른 공지된 에코 보상장치 구조에 수반되는 단점을 나타내기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 에코 보상장치의 개략도.
본 발명의 목적은 단지 시간 범위로만 동작하고 선행 기술에 비해 적은 실시 비용으로 에코 효과를 확실하게 보상하는, 양방향으로 비대칭 데이터 레이트로 동작하는 전송 시스템용 에코 보상 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항의 특징을 가진 에코 보상장치에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다.
본 발명은 보상 신호 경로, 즉 에코 보상기를 통해 뻗은 신호 경로, 및/또는 수신 신호 경로에 하나 이상의 디지털 필터를 삽입하면, 특정한 잔류 에코 감쇄를 얻기 위해 필요한 에코 보상기의 펄스 응답이 현저히 감소될 수 있다는 사실을 기초로 한다.
예컨대 서비스 제공자에 할당된 통신 유닛의 ADSL 전송 시스템에서와 같이, 송신 신호가 각각의 수신 신호 보다 높은 샘플링 주파수 또는 데이터 레이트로 송신되면, 적응성 에코 보상기의 입력 및 출력에 있는 적합한 데시메이션(decimation) 단에 의해 그리고 제 1 데시메이션 단 앞에 그리고 제 2데시메이션 단 다음에 특별한, 고정, 즉 비적응성 디지털 필터의 삽입에 의해 에코 보상기의 펄스 응답의 길이가 단축될 수 있다.
예컨대 가입자에 할당된 통신 유닛의 ADSL 전송 시스템에서와 같이, 수신 신호가 각각의 송신 신호에 비해 특정 팩터 만큼(특히 팩터 8 만큼) 더 높은 샘플링 주파수로 샘플링되면, 에코 보상기의 출력에서 상응하게 높은 샘플링 주파수를 가진 에코 보상 신호가 발생되어야 한다. 이것은 예컨대 비재귀 필터의 사용에 의해 이루어질 수 있는데, 상기 필터는 특정 팩터에 상응하는 수의 상이한 계수 세트를 포함한다. 송신 심볼마다 각각의 샘플링 값에 대해 하나의 계수 세트가 제공되므로, 전체적으로 하나의 보간단이 형성된다. 이렇게 실시된 적응성 에코 보상기의 전후에 적합한 필터를 삽입함으로써, 이 경우에도 에코 보상기의 필요한 펄스 응답이 단축될 수 있고 따라서 실시 비용이 감소될 수 있다.
마찬가지로 수신 신호가 송신 신호 보다 높은 샘플링 주파수 또는 데이터 레이트를 갖는 경우에 송신 신호의 데이터 레이트는 보간에 의해 증가될 수 있다. 이것은 바람직하게는 에코 보상기 전 및 에코 보상기 후에 배치된 보간기에 의해 단계적으로 이루어진다. 수신 신호와, 에코 보상기 다음에 접속된 보간기의 출력 신호 간의 차 신호, 즉 보간기 에러에 상응하는 에러 신호가 일반적으로 적응성 비재귀 필터로 형성된 에코 보상기의 세팅을 위해 사용된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.
본 발명은 에코 보상기의 보상 경로에 특별한 부분 필터 시스템을 삽입함으로써, 특정 잔류 에코 댐핑에 필요한 필터 길이, 즉 비재귀 필터 형태로 형성된 에코 보상기의 필터 계수의 수가 단축될 수 있다는 사실을 기초로 한다. 수신 신호 경로에 부분 필터 시스템을 부가적으로 또는 대안적으로 삽입하면, 실시 비용이 더욱 감소될 수 있고, 이 경우에는 에코 신호와 더불어 상대편으로부터 전송되는 유효 신호도 영향을 받으므로, 이것이 유효 신호에 영향을 주지 않고 가능한지의 여부가 체크될 수 있다.
본 발명이 비대칭 전송시스템에, 즉 양방향으로 상이한 데이터 레이트를 가진 전송시스템에 사용되어야 하기 때문에, 전송 시스템 양측의 에코 보상기 구조는 별도로 고려되어야 한다.
도 5에 도시된 ADSL 전송 시스템에서는 상향 수신측에서, 즉 통신 유닛(1) 측에서 협대역 데이터 신호가 수신되는 한편, 광대역 데이터 신호는 송신된다. 따라서, 시간 범위로 상기 통신 유닛의 에코 보상기(10)를 실시하면, 에코 보상기(10)의 출력 신호가 서브샘플링됨으로써, 후속해서 가산기(9)에 의해 상응하는 수신 신호로부터 감산될 수 있어야 한다. ADSL 표준에 상응하는 전송 시스템에서 송신기 샘플링 주파수 대 수신기 샘플링 주파수의 비는 예컨대 8 : 1 (2208kHz : 276kHz)이다.
선행 기술에 따른 에코 보상 구조가 도 6에 도시된다. 에코 보상기(10)는 이미 설명된 바와 같이, 필터 계수(ho...hN-1)를 가진 길이 N의 비재귀 필터 형태로 형성되고, 그것의 출력 신호는 서브샘플러 또는 데시메이션 단(14)에 의해 비율 8 : 1에 따라 서브샘플링된다.
도 7A에는 전형적인 에코 펄스 응답이 선형 및 대수적(dB) 척도로 도시된다. 도 7A에서 나타나는 바와 같이, 에코 펄스 응답이 매우 많은 클록 주기 후에야 소멸된다.
에코 펄스 응답의 제곱 값이 에코 보상기(10)의 길이에 가산되면, 에코 보상기(10)의 길이 또는 에코 보상기 계수의 수에 따른 잔류 에코 감쇄에 대한 양적 정보가 얻어질 수 있는데, 그 이유는 그것만이 잔류 에코의 값을 제공하기 때문이다. 도 7B에는 이것과 관련해서 에코 보상기(10) 계수의 수에 따른 잔류 에코 감쇄가 도시된다. 도 7B에 나타나는 바와 같이, 예컨대 -80dB(이것은 14 비트 A/D 변환기의 양자화 에러에 대략 상응함)의 잔류 에코 감쇄를 얻기 위해, 560 필터 계수를 가진 종래의 에코 보상기가 필요할 것이다.
이에 반해, 특정 잔류 에코 감쇄를 위해 필요한 에코 보상기(10) 길이의 현저한 감소가 도 1에 도시된 에코 보상 장치에 의해 얻어질 수 있다. 상기 에코 보상 장치에서는 에코 보상 경로에 디지털 필터(11) 및 (12)가 삽입된다. 원칙적으로 필터(11) 및 (12)로는 임의의 필터가 사용될 수 있지만, 특정 잔류 에코 감쇄를 위해 필요한 에코 보상기(10)의 길이가 가급적 작게 유지되어야 한다. 또한, 필터(11) 및 (12)는 그 필터 계수가 2의 제곱이어서, 2의 제곱과의 승산이 간단한 비트 시프트 동작에 의해 실시될 수 있고 복잡한 하드웨어 승산기가 필요하지 않도록 형성되는 것이 중요하다.
각각의 송신 신호(y(k))가 공급되는, 전달 함수 Hl(z)를 가진 제 1 디지털 필터(11) 다음에, 예컨대 4 : 1의 샘플링 비를 가진 제 1 서브샘플러(13)가 삽입됨으로써, 낮은 샘플링 주파수를 가진 입력 데이터가 적응성 가변 에코 보상기(10)로 전달되는데, 그 결과 에코 보상기(10)의 계수의 수가 더 적게 필요하게 된다. 에코 보상기(10)의 출력에는 예컨대 2 : 1의 샘플링 비를 가진 부가의 서브샘플러(14)가 배치됨으로써, w = 8을 가진 에코 보상 신호 yec(wk)의 샘플링 값의 샘플링 주파수가 전체적으로 2.2 MHz로부터 276 kHz로 감소되어 수신 신호 x(wk)의 샘플링 주파수와 일치한다. 적응성 에코 보상기를 비재귀적으로 실시하기 때문에, 상기 샘플링 값만이 계산되면 된다.
수신 신호 x(wk)의 클록 주파수로 동작하는 디지털 필터(12)의 적합한 치수 설계에 의해, 에코 보상기(10)에 필요한 계수의 수가 더욱 감소될 수 있다. 시뮬레이션에 의해 2개의 디지털 필터(11) 및 (12)에 대해 하기 전달 함수가 검출되었다. 상기 전달 함수에 의해 적응성 에코 보상기(10)의 펄스 응답이 현저히 감소될 수 있다:
부가로 에코 신호 경로에, 디지털 필터(11) 및 (12)와 같이 고역 통과 특성을 가지며 그 계수가 바람직하게는 2의 제곱으로 표시될 수 있는 부가의 디지털 필터(15)가 배치되면, 예컨대 -80dB의 잔류 에코 감쇄를 위해 필요한 에코 보상기(10)의 계수의 수가 더욱 감소될 수 있다.
디지털 필터(15)로는 예컨대 하기 전달 함수
를 가진 배재귀 필터가 사용될 수 있다. 마찬가지로 하기 전달 함수
를 가진 재귀 필터가 사용될 수 있다. 상기 식에서 L은 정수이다. m=n이면, 상기 재귀 필터에 하기 전달 함수가 얻어진다:
다단 디지털 필터를 선택하면, 피드백 계수 Co를 상이하게 설정할 수도 있다. 일반적으로 시간 범위로 동작하는 디지털 필터(15)의 전달 함수에 대해서는 하기 식이 얻어진다:
하기에서는 에코 보상기(10)의 길이 감소와 관련해서 상기 디지털 필터의 효과를 나타내기 위해, 디지털 필터(15)의 하기 4개의 전달 함수가 사용된다:
도 2A에는 도 1에 도시된 수신 신호 경로에서 샘플링 주파수가 276kHz일 때 상기 순서로 상기 필터의 감쇄가 특성 곡선 a-d로 도시된다. 수신 신호 x(wk)의 입력 필터링을 위해 특별한 디지털 필터를 선택하면, 수신 신호 x(wk)의 주파수 스펙트럼이 약 26kHz 내지 138kHz의 범위에 놓여야 한다.
도 2B에는 수신 신호 경로에 상기 디지털 필터(15)를 사용할 때 각각의 상응하는 에코 펄스 응답이 대수적 척도로 특성 곡선 a-d로 도시된다. 도 2B에 나타나는 바와 같이, 각각의 디지털 필터(15)에 있어 에코 펄스 응답이 특성 곡선 e에 비해 상당히 단축될 수 있다. 상기 특성 곡선 e은 디지털 필터(15)를 사용하지 않는 경우에 해당한다.
도 2C에는 도 2B에 도시된 경우에서 에코 보상기(10)의 계수 또는 탭의 수에 따른 잔류 에코 감쇄 곡선이 도시된다. 도 2C에 나타나는 바와 같이, 상기 각각의 디지털 필터(15)에 의해 에코 보상기(10)의 필요한 계수의 수가 현저히 감소될 수 있다. 시스템이 전달 함수(특성 곡선 d)을 갖는 것이 가장 바람직한데, 상기 전달 함수는 수신 신호 필터링이 없는 경우(특성 곡선 e)에 비해 계수의 수를 560(도 7B 참고)으로부터 약 200으로 감소시킬 수 있다.
하기 표에는 -80dB의 잔류 에코 감쇄를 위해 필요한 에코 보상기(10)의 길이가 디지털 필터(11) 및 (12)의 상기 전달 함수 H1(z) 및 H2(z)에 대한 도 1에 도시된 장치에 대해 도시된다. 나타나는 바와 같이, 하나의 디지털 필터가 에코 보상경로 또는 수신 신호 경로에 삽입되면, 에코 보상기의 필요한 길이가 현저히 감소될 수 있다. 최상의 결과는 디지털 필터가 에코 보상 경로 및 수신 신호 경로에 삽입될 때 얻어진다.
도 5에 도시된 중앙 통신 유닛(1)의 상향 수신과는 달리 가입자 통신 유닛(2)의 하향 수신 시에 수신 신호는 D/A 변환기를 통해 출력된 송신 신호 보다 팩터 w 만큼 더 큰 클록 주파수로 샘플링된다. 따라서, 이 경우에는 에코 보상 신호가 수신 신호로부터 감산될 수 있도록 하기 위해, 에코 보상기(10)가 에코 보상 신호용 그 출력에 송신 심볼 당 w 샘플링 값을 발생시켜야 한다.
도 8에는 에코 보상기(10)에 대한 블록 회로도가 도시된다. 에코 보상기는 비재귀 디지털 필터로서 형성되지만, 이 경우에는 w 필터 계수 세트 hi,1...hi,w를 포함한다. 송신 심볼 당 에코 보상 신호의 각각 하나의 샘플링 값에 대해 하나의 계수 세트가 제공된다. 에코 보상기의 출력에서 수신 신호의 높은 샘플링 주파수에의해 개별 계수 세트의 개별 출력값 간의 전환이 이루어지므로, 송신 심볼 y(wk) 당 에코 보상 신호 yec(k)에 대해 w 샘플링 심볼이 발생된다.
하향 수신 시에도, 특정 잔류 에코 감쇄를 얻기 위해 필요한 에코 보상기(10)의 계수의 수 및 그것의 실시 비용은 에코 펄스 응답의 시간적 길이에 의해 결정된다. 도 9A에는 이것과 관련해서 ADSL-전송 시스템의 하향 수신기에서 에코 펄스 응답이 도시된다. 특성 곡선 a는 소위 "브리지 탭" 없는 CSA6 루프 전송 라인에 관련되는 한편, 특성 곡선 b는 "브리지 탭"을 가진 ANSI 루프 13 전송 라인에 관련된다. 특히 미국에서는 가입자 바로 전에 분기되는 가입자에 대한 전화 라인이 종종 부설된다. 분기된 전화 라인의 한 단부에만 단말 장치가 접속된다. 상기 전화 라인의 나머지 "블라인드(blind)" 단부는 "브리지 탭"이라 하며 일반적으로 라인 임피던스에 영향을 준다.
도 9B에는 동일한 전송 라인에 대해 에코 보상기(10)의 필터 계수의 수에 따라, 즉 탭의 수에 따라 결과되는 잔류 에코 감쇄가 특성 곡선 a 및 b로 도시된다. 도 9B에 나타나는 바와 같이, -80dB의 잔류 에코 감쇄를 얻기 위해 2가지 경우에 에코 보상기(10)의 333 필터 계수가 필요하다.
에코 보상기(10)의 실시 비용을 감소하기 위해, 에코 보상기(10)의 입출력에서 상이한 샘플링 주파수로 인해 상향 수신기와 유사하게 에코 보상 경로에 각각 하나의 디지털 필터(11) 또는 (12)를 에코 보상기(10)의 전후에 삽입하는 것이 중요하다. 하향 수신기용 에코 보상 장치는 도 3에 도시된다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 팩터 w 만큼 더 큰 샘플링 주파수(예컨대 2.2MHz)를 가진 수신 신호 x(k)및 에코 보상 신호 yec(k)가 송신 신호 y(wk))(예컨대 276kHz)로서 주어진다. 전술한 바와 같이, 이 경우 에코 보상기(10)는 도 8과 유사하게 보간단의 형태로 형성되므로, 출력에 높은 샘플링 주파수가 제공된다.
비재귀 필터로서 형성된 에코 보상기(10)의 길이, 즉 특정한 잔류 에코 감쇄를 위해 필요한 필터 계수의 수를 감소시키기 위해, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해서, 디지털 필터(11) 및 (12)에 대해 하기 전달 함수가 특히 바람직한 것으로 검출되었다:
도 3에 도시되지 않았지만, 하향 수신 시에도 도 1과 유사하게 부가의 디지털 필터(15)가 수신 신호 경로에 삽입되면, 에코 보상기(10)의 실시 비용이 더욱 감소될 수 있다. 하기에서는 상기 부가의 필터(15)가 전달 함수를 갖는 것으로 가정한다. 도 4A에는 상기 필터(15)의 주파수 응답이 대수적 척도로 도시된다.
도 4B에는 수신 신호 경로에 상기 디지털 필터(15)를 삽입한 상기 2개의 전송 라인에 대해 에코 보상기(10)의 길이에 따른, 즉 탭 수에 따른 잔류 에코 감쇄의 곡선이 도시된다. 2가지 경우에 도 9B에 비해 디지털 필터(15)의 삽입에 의해 에코 보상기(10)의 실시 비용이 현저히 감소된다. 특정 잔류 에코 감쇄(예컨대 -80dB)를 얻기 위해 CSA6 라인(특성 곡선 a)에 비해 ANSI 루프 13 라인(특성 곡선 b)용의 약간 더 긴 에코 보상기가 필요하다. 이것은 ANSI 루프 13 라인에서 라인 단부에 존재하는 수신기 입력에서의 스터브 라인에 주어진다.
하기 표에는 에코 보상 및 수신 신호 경로에 디지털 필터를 가진 그리고 갖지 않은 2개의 라인에 필요한 에코 보상기의 길이가 표시된다. 디지털 부분 필터(15)용 수신 신호 경로에 전달 함수를 가진 재귀 필터가 사용된다. 디지털 필터가 에코 보상 경로 또는 수신 신호 경로에 삽입되면, 에코 보상기의 필요한 길이가 현저히 감소될 수 있는 것으로 나타난다. 최상의 결과는 디지털 필터를 에코 보상 경로 및 수신 신호 경로에 삽입할 때 얻어진다.
이미 설명한 바와 같이, 에코 보상기(10)는 일반적으로 적응성 비재귀 필터로 형성된다. 하향 수신 시에, 즉 가입자측 수신기에서 에코 보상기 또는 적응성 비재귀 필터는 높은 데이터 레이트로 동작하기 때문에, 필터 계수의 수가 많고 따라서, 상기 적응성 필터의 단위 시간 당 승산의 수도 상응하게 많다. 하기에서 도10을 참고로 상기 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 부가 실시예를 설명한다.
도 10에 도시된 실시예에서, 송신 신호의 낮은 데이터 레이트는 단계적으로 확장됨으로써, 미지의 전달 함수를 가지고 높은 데이터 레이트로 동작하는 시스템을, 즉 에코 신호 경로를 이 실시예에서 낮은 데이터 레이트로 동작하는 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터(FIR-필터)에 의해, 에코 또는 수신 신호 x(k)와 에코 보상 신호 또는 에코 추정치 yec(k)사이의 차의 제곱의 기대치가 최소화되도록 시뮬레이션하는 것이 가능해진다.
이러한 목적을 위해, 도 10에 따라 제 1 보간기(16)가 에코 보상기(10) 전에 그리고 제 2 보간기(17)가 에코 보상기(10) 후에 접속된다. 2개의 보간기(16) 및 (17)에 의해 에코 또는 수신 신호 x(k)에 비해 예컨대 팩터 w = 8 만큼 낮은 송신 신호 y(wk)의 데이터 레이트가 단계적으로 증가 또는 확장된다. 가산기(19)에 의해, 수신 신호 x(k)와 보간기(17)의 출력 신호 사이의 차가 형성됨으로써, 보간 에러가 예컨대 LMS("Least Mean Square")-알고리즘에 의해 제곱 평균에서 최소화된다(예컨대, 매우 효율적으로 실시 가능한 부호 알고리즘의 사용에 의해). 서브샘플러 또는 데시메이터(18)에 의해 상기 차 또는 에러 신호의 데이터 레이트 또는 샘플링 주파수가 에코 보상기(10)의 데이터 레이트에 따라 조정된다. 가산기(19)에 의해 발생된 차 또는 에러 신호는 에코 보상기(10)를 형성하는 비재귀 필터의 적응성 세팅을 위해 사용된다. 상기 에러 신호가 서브샘플러(18)의 데이터 레이트 압축 후에 최소화될 출력 또는 보간 에러와 동일한 통계학적 특성을 갖기 때문에, 정지 상태에서 보간 에러도 최소화되어야 한다.
전술한 실시예에서와 같이, 에코 보상 경로에 2개의 고정, 즉 비적응성 디지털 필터(11) 또는 (12), 특히 IIR-필터가 제공된다. 여기서는, 상기 디지털 필터(12)가 적응 루프에 배치되지 않으므로, 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터의 전술한 조정이 상기 디지털 필터에 의해 이루어지지 않는다. 디지털 필터((11)에 의해 전술한 바와 같이 에코 보상기(10)에 필요한 필터 계수의 수가 더욱 감소될 수 있는데, 그 이유는 낮은 주파수 범위에서 상이한 에코 경로의 펄스 응답이 그 재귀 성분에 대해 동일한 특성을 갖기 때문이다.
에코 또는 수신 신호 x(k)는 지연 소자(20)를 통해 전술한 가산기(10)에 공급된다. 상기 지연 소자(20)는 특히 가산기(9)와 가산기(19) 사이에 배치된다.
에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터의 필터 차수 N-1로부터 시작하면, 적응성 비재귀 필터에 대해 N 필터 계수 및 콘벌류우션 합계를 계산하기 위한 N/M 승산이 필요하게 되는데, 그 이유는 팩터 만큼의 확장에 의해 각각 2개의 샘플링 값 사이에 M-1 제로점이 보간기(16) 및 (17)에 의해 삽입되기 때문이다. 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터에 대한 데이터 레이트가 어느 정도까지 감소될 수 있는지는 한편으로는 에코 펄스 응답의 주파수 응답에 그리고 다른 한편으로는 데이터 레이트의 확장 후 주파수 스펙트럼으로부터 반사 성분이 필터링될 수 있는 가능성에 의존한다.
송신 신호 y(wk)가 예컨대 276 kHz의 데이터 레이트 또는 주파수를 갖는 한편, 에코 또는 수신 신호 x(k)가 2.2 MHz의 높은 데이터 레이트를 갖는(w = 8), ADSL 시스템에서 데이터 레이트는 보간기(16)에 의해 예컨대 비 1 : 4에 따라 그리고 보간기(17)에 의해 비 1 : 2에 따라 증가되는 한편, 서브샘플러(18)가 데이터 레이트를 비율 2 : 1에 따라 감소시킨다. 이 실시예에서, 지연 소자(20)는 전달 함수 z-2를 갖는다. 따라서, 이 구체적인 실시예에서 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터는 수신 신호 x(k)의 데이터 레이트의 1/2에 상응하는 데이터 레이트로 동작할 수 있으므로, 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터에 필요한 필터 계수의 수가 상응하게 반분된다. 에코 보상기(10) 다음에서 데이터 레이트가 팩터 2 만큼 증가되기 때문에, 그로 인해 생긴 반사 성분을 주파수 스펙트럼으로부터 필터링하거나 억압하기 위해 디지털 필터(12)가 세팅된다. 전술한 테스트 신호 라인에 대해 -80dB의 잔류 에코 감쇄를 얻기 위해, 디지털 필터(12)로서 특히 4차 고정 IIR 필터가 사용될 수 있다. 디지털 필터(11)로는 예컨대 1차 고정 IIR 필터가 사용될 수 있다.
에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터에 의한 콘벌류우션 합계의 계산은 바람직하게는 신속한 콘벌류우션에 의해 이루어지므로, 실시될 승산의 수가 현저히 감소된다.
도 10을 참고로 전술한 실시예에 의해, 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터에 필요한 계수의 수가 선행 기술에 비해 560으로부터 160으로 감소될 수 있다. 실시될 승산의 수는 154·106으로부터 22·106으로 감소되고 단위 시간 당 실시될 승산의 수는 70으로부터 20으로 감소된다.

Claims (20)

  1. 송신 및 수신 방향으로 비대칭 데이터 레이트를 갖는 전송 시스템용 에코 보상 장치에 있어서,
    디지털 송신 신호(y)에 따라 디지털 에코 보상 신호(yec)를 발생시키기 위해 에코 보상 경로에 배치된 에코 보상기(10); 및
    에코 보상 신호(yec)와 디지털 수신 신호(x)를 결합하여 에코 보상된 수신 신호를 얻는 신호 결합 수단(9)을 포함하여 이루어지며,
    상기 에코 보상기(10)를 통해 신호 결합 수단(9)으로 뻗는 에코 보상 경로 에는, 상기 에코 보상기(10) 전에 송신 신호(y)의 서브 샘플링을 위해 제 1 디지털 필터(11)와 제1 서브 샘플러(13); 상기 에코 보상기(10)와 신호 결합 수단(9) 사이에 에코 보상 신호(yec)의 서브 샘플링을 위해 제 2 서브 샘플러(14); 및 상기 에코 보상 신호(yec)의 필터링을 위해 제 2 디지털 필터(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 디지털 필터(11, 12)의 전달 함수(H1(z), H2(z))는 그것의 필터 계수가 2의 제곱으로 표시될 수 있도록 선택되고,
    상기 제 1 및 제 2 디지털 필터(11, 12)는 디지털 필터링을 위해 각각의 필터 계수와의 승산이 비트 시프트 동작에 의해 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 신호(y)가 수신 신호(x) 보다 특정 팩터(w) 만큼 더 높은 데이터 레이트를 가지며,
    상기 제 1 디지털 필터(11)의 전달 함수 H1(z)가 하기 식
    에 상응하고, 상기 제 2 디지털 필터(12)의 전달 함수 H2(z)가 하기 식
    에 상응하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 신호(y)가 수신 신호(x) 보다 팩터 8 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가지며, 제 1 서브 샘플러(13)가 비율 4:1에 따른 서브 샘플링을 그리고 제 2 서브 샘플러(14)가 비율 2:1에 따른 서브 샘플링을 실행하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  6. 송신 및 수신 방향으로 비대칭 데이터 레이트를 갖는 전송 시스템용 에코 보상 장치에 있어서,
    디지털 송신 신호(y)에 따라 디지털 에코 보상 신호(yec)를 발생시키기 위해 에코 보상 경로에 배치된 에코 보상기(10); 및
    에코 보상 신호(yec)와 디지털 수신 신호(x)를 결합하여 에코 보상된 수신 신호를 얻는 신호 결합 수단(9)을 포함하여 이루어지며,
    상기 에코 보상기(10)를 통해 신호 결합 수단(9)으로 뻗는 에코 보상 경로에는, 상기 에코 보상기(10) 전에 송신 신호(y)의 필터링을 위해 제 1 디지털 필터(11); 데이터 레이트를 높이기 위한 제 1 수단(16); 상기 에코 보상기(10)와 신호 결합 수단(9) 사이에 에코 보상 신호(yec)를 수신신호(x)의 데이터 레이트로 신호 결합 수단(9)에 공급하기 위하여 데이터 레이트를 높이기 위한 제 2 수단(17); 및 상기 에코 보상 신호(yec)의 필터링을 위해 제 2 디지털 필터(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)가 송신 신호(y) 보다 특정 팩터(w) 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가지며,
    상기 제 1 디지털 필터(11)의 전달 함수 H1(z)는 하기 식
    에 상응하고, 상기 제 2 디지털 필터(12)의 전달 함수 H2(z)는 하기 식
    에 상응하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)와 에코 보상 신호(yec)가 송신 신호(y) 보다 특정 팩터(w) 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가지며,
    상기 에코 보상기(10)는 비재귀 필터의 형태로, 특정 팩터(w)의 값에 상응하는 수의 상이한 필터 계수 세트가 제공됨으로써 특정 팩터(w) 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가진 에코 보상 신호(yec)를 발생시키도록 형성되고, 더 큰 데이터 레이트에 상응하는 샘플링 주파수에 의해 그 출발값 간의 전환이 이루어짐으로써, 매 송신 심볼(y) 마다 하나의 샘플링 값에 대해 각각 하나의 필터 계수 세트가 제공되는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  9. 삭제
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 에코 보상 장치(10)가 적응성 비재귀 필터의 형태로 형성되고,
    적응성 세팅을 위해 수신 신호(x)와, 데이터 레이트를 높이기 위한 제 2 수단(17)의 출력 신호 사이의 차 신호가 서브 샘플러(18)를 통해 에코 보상기(10)의 적응성 비재귀 필터에 공급되는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  11. 삭제
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)가 송신 신호(y) 보다 팩터 8 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가지며,
    상기 에코 보상기(10) 앞에 접속된 데이터 레이트를 높이기 위한 제 1 수단(16)이 데이터 레이트를 팩터 4 만큼 증가시키는 한편, 에코 보상기(10) 다음에 접속된 데이터 레이트를 높이기 위한 제 2 수단(17)은 데이터 레이트를 팩터 2 만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 디지털 필터(11)가 1차 재귀 디지털 필터의 형태로 형성되는 한편, 제 2 디지털 필터(12)는 4차 재귀 디지털 필터의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  14. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)의 필터링을 위한 디지털 필터(15)가 신호 결합 수단(9)에 의한 상기 수신 신호와 에코 보상 신호(yec)와의 결합 전에 제공되는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)의 필터링을 위해 제공된 디지털 필터(15)의 전달 함수 H3(z)가 하기 식
    에 상응하고, 상기 식에서 Lv는 정수인 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 신호(y)가 수신 신호(x) 보다 특정 팩터(w) 만큼 더 높은 데이터 레이트를 가지며,
    상기 수신 신호(x)의 필터링을 위해 제공된 디지털 필터(15)의 전달 함수 H3(z)가 하기 식
    에 상응하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  17. 제 6항에 있어서,
    상기 수신 신호(x)가 송신 신호(y) 보다 특정 팩터(w) 만큼 더 큰 데이터 레이트를 가지며,
    상기 수신 신호(x)의 필터링을 위해 제공된 디지털 필터(15)의 전달 함수 H3(z)가 하기 식
    에 상응하는 것을 특징으로 하는 에코 보상 장치.
  18. 2중 전송 시스템에 있어서,
    제 1 통신 유닛(1)과 제 2 통신 유닛(2); 및
    상기 제 1 통신 유닛(1) 및 제 2 통신 유닛(2) 간에 데이터를 양방향 전송하기 위한 전송 채널(3)을 포함하여 이루어 지며,
    상기 제 1 통신 유닛(1)으로부터 상기 제 2 통신 유닛(2)으로의 데이터 전송은 반대 방향에서 보다 높은 데이터 레이트로 이루어지고,
    상기 제 1 통신 유닛(1)은 제 1항에 따른 에코 보상 장치를 포함하고, 상기 제 2 통신 유닛(2)은 제 6항에 따른 에코 보상 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 전송 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 2중 전송 시스템이 ADSL 전송 시스템인 것을 특징으로 하는 2중 전송 시스템.
  20. 삭제
KR10-2002-7005783A 1999-11-05 2000-11-03 에코 보상장치 KR100450606B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19953347.4 1999-11-05
DE19953347A DE19953347A1 (de) 1999-11-05 1999-11-05 Echokompensationsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020059425A KR20020059425A (ko) 2002-07-12
KR100450606B1 true KR100450606B1 (ko) 2004-09-30

Family

ID=7928065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-7005783A KR100450606B1 (ko) 1999-11-05 2000-11-03 에코 보상장치

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1226660B1 (ko)
JP (1) JP2003513585A (ko)
KR (1) KR100450606B1 (ko)
CN (1) CN1201502C (ko)
DE (2) DE19953347A1 (ko)
WO (1) WO2001033730A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL144890A0 (en) * 2001-08-14 2002-06-30 Broadlight Ltd A device for crosstalk cancellation in optical transceivers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232727A (ja) * 1985-08-05 1987-02-12 Fujitsu Ltd エコ−キヤンセラ装置
SE467436B (sv) * 1990-11-16 1992-07-13 Ericsson Telefon Ab L M Foerfarande och anordning foer att minska den erforderliga storleken hos ett digitalt filter i samband med ekoeliminering i en abonnentlinjekrets
JPH07303067A (ja) * 1994-05-06 1995-11-14 N T T Idou Tsuushinmou Kk エコーキャンセラ
US5917809A (en) * 1997-01-08 1999-06-29 Analog Devices, Inc. Asymmetric digital subscriber loop modem and method
DE19820690C2 (de) * 1998-05-08 2000-05-25 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Echokompensation in Teilbändern

Also Published As

Publication number Publication date
CN1201502C (zh) 2005-05-11
EP1226660A1 (de) 2002-07-31
DE50009668D1 (de) 2005-04-07
CN1387704A (zh) 2002-12-25
DE19953347A1 (de) 2001-06-28
WO2001033730A1 (de) 2001-05-10
JP2003513585A (ja) 2003-04-08
EP1226660B1 (de) 2005-03-02
KR20020059425A (ko) 2002-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3988802B2 (ja) 無線周波数ノイズ・キャンセラ
EP0615350B1 (en) Method of identifying an unknown system with a band-splitting adaptive filter and a device thereof
US8300802B2 (en) Adaptive filter for use in echo reduction
US20110085656A1 (en) Method and System for Filtering a Signal and for Providing Echo Cancellation
US6829296B1 (en) Spectrally flat time domain equalizer and methods
US4633046A (en) Adaptive echo canceller
JP2985675B2 (ja) 帯域分割適応フィルタによる未知システム同定の方法及び装置
US5181228A (en) System and method for phase equalization
AU608795B2 (en) Adaptive time-discrete filter for forming a cancelling signal from synchronous data symbols
US4272648A (en) Gain control apparatus for digital telephone line circuits
US6466631B1 (en) Device and method of changing the noise characteristic in a receiver of a data transmission system
CA2487183C (en) Digital echo canceller
EP1817847B1 (en) System and method of echo cancellation
US6876699B1 (en) Filter circuit for a bit pump and method of configuring the same
KR100450606B1 (ko) 에코 보상장치
EP0929160B1 (en) Apparatus and method for reducing local interference in subscriber loop communication system
KR100475771B1 (ko) 2선 풀 듀플렉스 채널 송신 방법에서의 에코 보상 장치 및방법
US4891801A (en) Terminal for the transmission of data over a bidirectional analog channel with echo cancellation controlled by the reception rate
US7280493B2 (en) Method for hardware reduction in echo canceller and near-end crosstalk canceller
US4669115A (en) Hybrid circuit and method
US6920471B2 (en) Compensation scheme for reducing delay in a digital impedance matching circuit to improve return loss
US7200221B2 (en) Methods and systems for providing multi-path echo cancellation
US6134570A (en) Method and apparatus for efficient implementation of a multirate LMS filter
KR100456759B1 (ko) 무선주파수노이즈소거기
US6930567B2 (en) Transmission system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee