KR20000044430A - 교환시스템의 에코 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교환시스템에 관한 것으로서, 특히 일정 지연시간후 하울링되는 송신신호의 에코를 제거하는 에코제거 장치에 관한 것이다.

본 발명은 교환시스템의 에코 제거 장치에 있어서, 제1전송속도를 지니는 씨브이에스디 송신 비트스트림을 복조하여 펄스 코드 변조하는 송신 씨브이에스디 디코더와, 상기 펄스 코드 변조한 송신 비트스트림을 소정비율로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통해 소정비율로 압축한 송신 비트스트림을 제2전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 해당 가입자 라인으로 송신하는 제1송신 씨브이에스디 인코더로 구성된 송신 씨브이에스디 비트율 변환부와, 상기 송신 씨브이에스디 인코더를 통해 가입자 라인으로 신호 송신한 후 상기 가입자라인으로부터 수신되는 제2전송속도 씨브이에스디 수신신호를 펄스 코드 변조된 펄스코드 변조하는 수신 씨브이에스디 디코더와, 상기 수신 씨브이에스디 디코더에서 출력한 펄스 코드 변조 신호를 입력하여 소정비율로 확장하는 확장기와, 상기 확장기를 통해 소정비율로 확장한 수신신호를 제1전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 상기 교환시스템의 수신부로 전송하는 수신 씨브이에스디 인코더로 구성된 수신 씨브이에스디 비트율 변환부와, 상기 송신 씨브이에스디 인코더에서 변조한 신호를 참조신호로 하여 소정비율로 확장하는 확장기와, 상기 확장기를 통해 확장된 참조신호를 필터링하여, 그 참조신호의 전력추정을 하여 소정 기준 설정값 이하의 전력을 지닐 경우 잡음신호로 인식하여 필터링을 정지하며, 상기 참조신호의 입력신호와 출력신호를 비교하여 정규화된 상호상관계수가 소정 설정값이하일 경우 송신자의 음성활성으로 인식하여 필터링을 정지하는 적응필터와, 상기 적응필터에서 필터링한 참조신호와 상기 수신 씨브이에스디 디코더를 통해 변조된 펄스 코드 변조 신호의 확장신호를 가산하여 상기 확장기로 입력하는 가산기로 구성된 에코제거부를 포함하여 구성한다.

Description

교환시스템의 에코제거 장치

본 발명은 교환시스템에 관한 것으로서, 특히 일정 지연시간후 하울링되는 송신신호의 에코를 제거하는 에코제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원거리 유·무선 통신에 있어서, 송신측에서 송신한 신호에 대한 반향이 발생하게 되는데, 이는 송신측의 음성신호가 수신측의 스피커폰을 통해 수신자의 귀에만이 아니라, 수신측 수화기의 마이크로폰을 통해 입력되거나, 통신상에서 채널의 다중경로를 통하여 피드백되어 송신측 사용자가 청취하게 되는 하울링 현상이 발생한다.

이런 하울링 현상을 제거하기 위해 반향을 제거하는 방법에는 두 가지 방법이 있다.

첫 번째 방법은, 반향 억압방식이다. 이 반향억압 방식은 송신측의 송신단과 수신측의 수신단의 입출력 신호 출력 레벨을 비교한 후 비교결과 출력 레벨이 큰 쪽으로 통화로를 형성하여 통화를 수행하는 방식이다. 그런데 상기 반향억압방식은 출력 레벨이 큰 측으로 단일 통화로를 형성하여 전이중 전송이 불가능하다.

두 번째 방법은, 반향제거 방식이다. 이 반향제거방식은 송신측에서 송신한 송신신호를 참조신호, 즉 레퍼런스 신호로 설정하여 추정방향 신호를 생성하여 수신측의 마이크로폰 입력신호가 되는 것을 방지하여 수신측의 사용자 음성만이 전달되도록 하여 통화를 수행하는 방식이다. 그런데 상기 반향제거 방식에서는 송신측 사용자와 수신측 사용자가 동시에 음성을 입력하는 경우, 즉 동시에 말을 하는 경우 반향제거기의 필터계수를 적응시키면 반향경로의 추정에 에러가 발생하여 동시통화의 안정성에 대한 보장이 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 반향경로를 연속 추정하는 적응 필터링을 구현한 반향제거 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교환시스템의 에코 제거 장치에 있어서, 제1전송속도를 지니는 씨브이에스디 송신 비트스트림을 복조하여 펄스 코드 변조하는 송신 씨브이에스디 디코더와, 상기 펄스 코드 변조한 송신 비트스트림을 소정비율로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통해 소정비율로 압축한 송신 비트스트림을 제2전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 해당 가입자 라인으로 송신하는 제1송신 씨브이에스디 인코더로 구성된 송신 씨브이에스디 비트율 변환부와, 상기 송신 씨브이에스디 인코더를 통해 가입자 라인으로 신호 송신한 후 상기 가입자라인으로부터 수신되는 제2전송속도 씨브이에스디 수신신호를 펄스 코드 변조된 펄스코드 변조하는 수신 씨브이에스디 디코더와, 상기 수신 씨브이에스디 디코더에서 출력한 펄스 코드 변조 신호를 입력하여 소정비율로 확장하는 확장기와, 상기 확장기를 통해 소정비율로 확장한 수신신호를 제1전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 상기 교환시스템의 수신부로 전송하는 수신 씨브이에스디 인코더로 구성된 수신 씨브이에스디 비트율 변환부와, 상기 송신 씨브이에스디 인코더에서 변조한 신호를 참조신호로 하여 소정비율로 확장하는 확장기와, 상기 확장기를 통해 확장된 참조신호를 필터링하여, 그 참조신호의 전력추정을 하여 소정 기준 설정값 이하의 전력을 지닐 경우 잡음신호로 인식하여 필터링을 정지하며, 상기 참조신호의 입력신호와 출력신호를 비교하여 정규화된 상호상관계수가 소정 설정값이하일 경우 송신자의 음성활성으로 인식하여 필터링을 정지하는 적응필터와, 상기 적응필터에서 필터링한 참조신호와 상기 수신 씨브이에스디 디코더를 통해 변조된 펄스 코드 변조 신호의 확장신호를 가산하여 상기 확장기로 입력하는 가산기로 구성된 에코제거부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 기능을 제거하기 위한 에코제거장치의 내부구성을 도시한 블록도

도 2는 도1의 에코제거장치의 시상수값에 따른 전력추정신호를 도시한 도면

도 3은 도 1의 송신 씨브이에스디 인코더의 내부 추정신호를 참조신호로 사용시의 전력추정신호를 도시한 도면

도 4a-도4b는 도 1의 에코제거장치의 음성 비활성 구간 검출 및 동시 통화 구간 검출시의 파형도를 도시한 도면

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 에코 제거 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

상기 에코 제거 장치는 16Kbps CVSD 디코더(111)와, 2:1 압축기(113)와, 32Kbps CVSD 인코더(115)로 구성된 16Kbps TO 32Kbps CVSD 비트율 변환부(100)와, 32Kbps CVSD 디코더(211)와, 1:2확장기(213)와, 16Kbps CVSD 인코더(215)로 구성된 32Kbps TO 16Kbps CVSD 비트율 변환부(200)와, 1:4확장기(311)와, 적응필터(313)와, 가산기(315)와, 1:4확장기(317)로 구성된 에코제거부(300)를 포함하여 구성한다.

교환시스템의 송신단은 송신하고자 하는 출력신호인 16Kbps 비트 스트림(bit stream)을 16Kbps CVSD(CONCURRENT VARIABLE SLOPE DELTA MODULATION) 디코더(DECODER)(111)로 출력한다. 상기 16Kbps CVSD 디코더(111)는 상기 송신단에서 출력한 16Kbps 비트스트림 신호를 입력하여 16Kbps CVSD 신호로 변조하여 2:1압축기(113)로 출력한다. 상기 2:1압축기(113)는 상기 16Kbps CVSD 디코더(111)에서 출력한 16Kbps CVSD 신호를 입력하여 2:1로 압축하여, 즉 32Kbps로 압축하여 출력한다. 32Kbps CVSD 인코더(115)는 상기 2:1압축기(113)에서 출력한 32Kbps로 압축된 신호를 입력하여 32Kbps CVSD 신호로 변조하여 는 그 내부에 무한 임펄스 응답 필터(IIR FILTER: INFINITE IMPULSE RESPONSE FILTER)를 구비하고 있어, 상기 송신단에서 출력한 16Kbps 비트스트림 신호를 입력하여 16Kbps CVSD 신호로 변조하며, 상기 2:1압축기(113)를 통해 소정비율로 압축한 송신 비트스트림을 제2전송속도, 즉 32Kbps의 씨브이에스디 신호 변조하여 해당 가입자 라인으로 송신한다.

상기 송신 씨브이에스디 인코더, 즉 32Kbps CVSD 인코더(115)를 통해 가입자 라인으로 신호 송신한 후 상기 가입자라인으로부터 수신되는 제2전송속도, 즉 32Kbps CVSD 수신신호를 펄스 코드 변조된 펄스코드 변조하는 32Kbps CVSD 디코더(125)와, 상기 32Kbps CVSD 디코더(125)에서 출력한 펄스 코드 변조 신호를 입력하여 소정비율, 즉 1:2 비율로 확장하는 1:2 확장기(123)와, 상기 1:2확장기(123)를 통해 소정비율로 확장한 수신신호를 제1전송속도, 즉 16Kbps로 CVSD 신호 변조하여 상기 교환시스템의 수신부로 전송하는 16Kbps CVSD 인코더(121)로 구성된다.

또한, 상기 32Kbps CVSD 인코더(115)에서 변조한 신호를 참조신호 S(n)로 하여 소정비율, 예를 들어 1:4로 확장하는 1:4확장기(131)와, 상기 1:4확장기(131)를 통해 확장된 참조신호 S(n)를 필터링하여, 그 참조신호의 전력추정을 하여 소정 기준 설정값 이하의 전력을 지닐 경우 잡음신호로 인식하여 필터링을 정지하며, 상기 참조신호의 입력신호와 출력신호를 비교하여 정규화된 상호상관계수가 소정 설정값이하일 경우 송신자의 음성활성으로 인식하여 필터링을 정지하는 적응필터(133)와, 상기 적응필터(133)에서 필터링한 참조신호 S(n)와 상기 32Kbps CVSD 디코더(125)를 통해 변조된 펄스 코드 변조 신호의 확장신호를 가산하여 상기 1:4확장기(137)로 입력하는 가산기(135)로 구성된다.

도 2는 도1의 에코제거장치의 시상수값에 따른 전력추정신호를 도시한 도면이다.

도 1의 에코제거장치에 있어서 적응필터(133)의 전력추정은 NLMS 알고리즘의 정규화 요인 및 동시통화구간 검출의 상호상관계수를 계산하기 위해서 필요하게 되는데, 그 전력추정은 1-POLE 무한 임펄스 응답(INFINITE IMPULSE RESPONSE) 필터를 사용한다. 상기 무한 임펄스 응답 필터의 입력신호를 X², 출력신호를 (A_X)²이라 가정하면, 하기와 같은 식이 성립한다.

(A_X)²= (1 - β)(A_X)²(K - 1) + βX²(K) 단, 0≤β≤1 일 경우이다.

상기의 입력신호 X², 출력신호 (A_X)²의 전달함수를 구하면, 하기와 같다.

² ≅ β^2//[β²+(1-β)θ²] 단, θ = ωT 일 경우이다.

이에 ²= 1/2일 경우 시상수τ를 구하면 하기와 같다.

τ = 1/ω_3dB= T

상기의 τ를 5로 설정하였을 경우 그 전력추정신호가 가장 효율적으로 나타내고, 이 전력추정신호가 상기 도 2에 도시되어 있다.

도3은 도 1의 송신 씨브이에스디 인코더의 내부 추정신호를 참조신호로 사용시의 전력추정신호를 도시한 도면이다.

상기 송신 씨브이에스디 인코더(115)의 내부 참조신호 S(n)을 사용하였을 경우의 성능향상을 상기 송신 씨브이에스디 인코더(115) 전단의 펄스 코드 변조 신호 S'(n)을 사용하였을 경우와 비교하여 도시한 도면이다. 도시되어 있는 바와 같이 A는 상기 내부 참조신호 S(n)을 사용하였을 경우의 파형도이고, B는 상기 펄스 코드 변조 신호 S'(n)을 사용하였을 경우의 파형도이고, 결국 3dB 정도의 성능향상이 있음을 나타낸다.

도 4a-도4b는 도 1의 에코제거장치의 음성 비활성 구간 검출 및 동시 통화 구간 검출시의 파형도를 도시한 도면이다.

도 4a의 "가"는 수신자의 음성이 활성화되었음을 나타내며, "나"는 송신자의 음성이 비활성화 상태임을, 그리고 "다"는 적응필터(133)의 로직 활성화 및 비활성화 구간을 나타내는 파형도이다.

한편, 도 4b의 "라"는 수신자의 음성이 활성화되었음을 나태내며, "마"는 송신자의 음성 역시 활성화 상태를 나타내어, "바"와 같이 상기 적응필터(133)가 동시통화구간, 즉 송신자와 수신자의 음성활성화 상태가 동시에 일어나는 구간을 검출할 경우 필터링 동작을 정지하는 경우 및 다시 동시 통화구간이 존재하지 않음을 검출할 경우 다시 동작을 수행하는 비활성화 및 활성화 구간을 나타내는 파형도이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 예를 들어 설명되었지만, 사안이 허용하는 범위에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 송신자측에서 발생한 송신신호가 일정시간 후 하울링되는 하울링 신호를 제거하는 것을 가능하게 하여, 통화의 질을 향상시킨다는 이점을 갖는다.

Claims (1)

1. 교환시스템의 에코 제거 장치에 있어서,

   제1전송속도를 지니는 씨브이에스디 송신 비트스트림을 복조하여 펄스 코드 변조하는 송신 씨브이에스디 디코더와,

   상기 펄스 코드 변조한 송신 비트스트림을 소정비율로 압축하는 압축기와,

   상기 압축기를 통해 소정비율로 압축한 송신 비트스트림을 제2전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 해당 가입자 라인으로 송신하는 제1송신 씨브이에스디 인코더로 구성된 송신 씨브이에스디 비트율 변환부와,

   상기 송신 씨브이에스디 인코더를 통해 가입자 라인으로 신호 송신한 후 상기 가입자라인으로부터 수신되는 제2전송속도 씨브이에스디 수신신호를 펄스 코드 변조된 펄스코드 변조하는 수신 씨브이에스디 디코더와,

   상기 수신 씨브이에스디 디코더에서 출력한 펄스 코드 변조 신호를 입력하여 소정비율로 확장하는 확장기와,

   상기 확장기를 통해 소정비율로 확장한 수신신호를 제1전송속도로 씨브이에스디 신호 변조하여 상기 교환시스템의 수신부로 전송하는 수신 씨브이에스디 인코더로 구성된 수신 씨브이에스디 비트율 변환부와,

   상기 송신 씨브이에스디 인코더에서 변조한 신호를 참조신호로 하여 소정비율로 확장하는 확장기와,

   상기 확장기를 통해 확장된 참조신호를 필터링하여, 그 참조신호의 전력추정을 하여 소정 기준 설정값 이하의 전력을 지닐 경우 잡음신호로 인식하여 필터링을 정지하며, 상기 참조신호의 입력신호와 출력신호를 비교하여 정규화된 상호상관계수가 소정 설정값이하일 경우 송신자의 음성활성으로 인식하여 필터링을 정지하는 적응필터와,

   상기 적응필터에서 필터링한 참조신호와 상기 수신 씨브이에스디 디코더를 통해 변조된 펄스 코드 변조 신호의 확장신호를 가산하여 상기 확장기로 입력하는 가산기로 구성된 에코제거부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 교환시스템의 에코제거장치.