KR20000059425A - 통신 시스템에서의 반향 소거 장치 - Google Patents

Abstract

반향 소거 장치에 관한 것으로 특히 단말기 및 긴 경로에서 발생하는 반향을 소거할 때 단말기에서 소거하기에 적당하도록 한 통신 시스템에서의 반향 소거 장치에 관한 것이다. 이와 같은 통신 시스템에서의 반향 소거 장치는 단말기에서 기지국으로 발생된 신호와 상기 기지국에서 상기 단말기로 반향되는 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 딜레이 트랙커와, 상기 딜레이 트랙커에서 입력되는 값에 따라 상기 기지국에서 상기 단말기로 입력되는 반향 신호를 소거하는 반향 소거부로 구성된다.

Description

통신 시스템에서의 반향 소거 장치{Echo canceller in communication system}

본 발명은 반향 소거 장치에 관한 것으로 특히 단말기 및 긴 경로에서 발생하는 반향을 소거할 때 단말기에서 소거하기에 적당하도록 한 통신 시스템에서의 반향 소거 장치에 관한 것이다.

고도의 산업화 사회로 빠른 변화를 보이고 있는 요즘에는 다양한 고속 정보 통신 서비스들에 대한 요구가 급증하고 있으며, 그 중에서 대표적인 서비스가 음성을 이용한 인간과 기계의 대화라고 할 수 있다.

이러한 인간과 기계와의 대화가 가능한 음성 입출력 장치에서는 입력되는 음성 신호에 대한 출력 신호의 반향(Echo) 성분에 의해 음성 품질이 저하되는 경우가 발생되므로, 음질 저하의 원인이 되는 반향 성분을 효과적으로 소거할 수 있도록 적응 필터링(Adaptive Filtering) 개념을 적용한 반향 소거(Echo Canceller) 방법을 사용하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 종래 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

종래 통신 시스템에서의 반향 소거 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 단말기(10)의 송신 신호가 입력되는 마이크와, 단말기(10)에 수신되는 신호가 출력되는 스피커와, 마이크와 스피커를 통해 입력 및 출력되는 신호를 송수신하는 제 1 무선 주파수(RF : Radio Frequency)(이하, RF라 약칭 함) 송수신부(1)로 구성된 단말기(무선 전화기 또는 이동 단말기)(10)와, 상기 제 1 RF 송수신부(1)와 무선 구간을 통해 신호를 주고받는 제 2 RF 송수신부(2)와, 상기 제 2 RF 송수신부(2)를 통해 수신된 단말기(10)의 신호를 일반 유선 가입자(도시하지 않음)에게 연결하기 위한 하이브리드(hybrid) 회로부(4)로 구성된 기지국(20)에 있어서, 상기 제 2 RF 송수신부(2)와 하이브리드 회로부(4) 사이에 반향 소거기(6)가 구성된다.

이와 같은 종래 반향 소거 장치는 단말기(10)와 기지국(20)중 기지국(20)측에서 반향 성분을 줄이는 방식으로 그 동작은 다음과 같다.

단말기(10)의 송신신호가 제 1, 제 2 RF 송수신부(1)(2)를 거쳐 기지국(20)에 수신되어 유선 가입자에게 전송된다. 이때, 기지국(20)측의 유선 가입자(도시하지 않음)에게 도달하기 위해서는 하이브리드 회로부(4선-2선 변환기)(4)를 거쳐야 하는데 일반적으로 하이브리드 회로부(4)를 거치면서 반향 성분이 발생한다.

이 반향이 기지국(20)측 송신 신호와 함께 그대로 단말기(10)측 가입자에게 전송될 경우 유선 가입자와 단말기(10) 사용자간의 대화를 지속하기 어렵게 되는 문제가 발생된다.

이와 같은, 반향을 제거하기 위해 기지국(20)측에 반향 소거기(6)를 설치하여 기지국(20)측에서 수신되는 신호(X(n))를 기준으로 반향을 소거하였다.

이를 좀더 상세히 설명하면, X(n)은 단말기(10)에서 발생한 신호를 입력받은 제 2 RF 송수신부(2)의 출력신호이며, 반향 소거기(6)에 구성된 적응 필터(3)의 기준입력이 되는 신호이다. 그리고, R(n)은 X(n)의 반향 성분이다.

이때, 적응 필터(3)는 X(n)를 반향 성분과 동일한 신호로 만들어 중첩되는 반향 성분의 영향을 합산부(5)에서 자동적으로 제거시키게 된다. 따라서 적응 필터(3)는 반향 경로의 성분을 정확히 모델링해야 하며 만약 반향 성분을 제거한후 잔여신호 E(n)가 남아 있다면 적응 필터(3)는 잔여 신호 E(n)과 출력 신호 X(n)를 입력으로 하여 필터 계수를 조절하게 된다.

이와 같은 종래 통신 시스템에서의 반향 소거 장치에 있어서는 단말기와 기지국간의 반향이 기지국측의 하이브리드 회로부에서만 발생한다는 전제하에 반향 소거기를 기지국측에 장착함으로써 반향 성분이 하이브리드 회로부가 아닌 제 1, 제 2 송수신부사이의 무선 구간등에서 발생할 경우에는 반향 소거 장치가 장착된 시스템으로도 반향을 제거하지 못해 단말기 사용자와 유선 가입자간의 통화가 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 반향 소거 장치의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 반향 소거 장치를 단말기측에 구비하도록 하여 기지국측에서 발생한 반향 뿐만 아니라 무선 구간에서 발생한 반향에 대하여도 제거할 수 있는 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치는 단말기에서 기지국으로 발생된 신호와 상기 기지국에서 상기 단말기로 반향되는 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 딜레이 트랙커와, 상기 딜레이 트랙커에서 입력되는 값에 따라 상기 기지국에서 상기 단말기로 입력되는 반향 신호를 소거하는 반향 소거부로 구성된다.

바람직하게, 상기 딜레이 트랙커는 상기 단말기에서 기지국으로 발생된 신호를 저장하는 제 1 버퍼와, 상기 기지국에서 단말기로 반향되는 반향 신호를 저장하는 제 2 버퍼와, 상기 제 1, 제 2 버퍼에 저장된 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 비교기로 구성되고, 상기 반향 소거부는 상기 비교기에서 구한 상호 상관 값을 입력받아 상기 반향 신호를 지연시키는 딜레이 버퍼와, 상기 딜레이 버퍼로부터 입력되는 값에 따라 반향을 소거하는 적응 필터로 구성된다.

바람직하게, 상기 딜레이 트랙커와 상기 반향 소거부는 단말기에 구비된다.

도 1은 종래 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 나타낸 블록 구성도

도 2는 본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 나타낸 블록 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

30 : 딜레이 트랙커 31 : 제 1 버퍼

32 : 제 2 버퍼 33 : 비교기

40 : 반향 소거부 41 : 딜레이 버퍼

42 : 적응 필터 43 : 합산부

50 : 제 1 RF 송수신부 60 : 제 2 RF 송수신부

70 : 하이브리드 회로부 100 : 단말기

200 : 기지국

이하, 본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, 단말기(100)에서 기지국(200)으로 발생된 신호와 상기 기지국(200)에서 상기 단말기(100)로 반향되는 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 딜레이 트랙커(Delay Tracker)(30)와, 상기 딜레이 트랙커(30)에서 입력되는 값에 따라 상기 기지국(200)에서 상기 단말기(100)로 입력되는 반향 신호를 소거하는 반향 소거부(40)로 구성된다.

이때, 상기 딜레이 트랙커(30)는 단말기(100)에서 기지국(200)으로 발생된 신호를 저장하는 제 1 버퍼(31)와, 상기 기지국(200)에서 단말기(100)로 반향되는 반향 신호를 저장하는 제 2 버퍼(32)와, 상기 제 1, 제 2 버퍼(31)(32)에 저장된 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 비교기(33)로 구성되며, 상기 반향 소거부(40)는 상기 비교기(33)에서 구한 상호 상관 값을 입력받아 상기 반향 신호를 지연시키는(딜레이를 보정하는) 딜레이 버퍼(41)와, 상기 딜레이 버퍼(41)로부터 입력되는 값에 따라 반향을 소거하는 적응 필터(42)로 구성된다.

이와 같은 본 발명 통신 시스템에서의 반향 소거 장치는 기지국(200)측이 아닌 단말기(100)측에 장착하는 것으로 상호 상관(Cross-correlation) 기능을 이용하여 신호의 딜레이를 계산하는 비교기(33)를 반향 소거부(40)와 제 1 RF 송수신부(50)사이에 위치시킨다.

그리고, 상기 딜레이 버퍼(41)는 마이크에서 발생되는 신호와 비교기(33)에서 입력되는 신호를 비교하여 딜레이 보정값을 적응 필터(42)에 입력시킨다.

단말기(100)의 마이크에서 발생한 송신신호는 제 1, 제 2 RF 송수신부(50)(60)를 통해 기지국(200)으로 전송되면서 단말기(100)내의 딜레이 트랙커(30)의 제 1 버퍼(31)에 쌓이게 된다.

기지국(200)측으로 전송된 신호는 하이브리드 회로부(70)를 통해 유선 가입자 측으로 전송된다. 이때, 유선 가입자 측의 신호는 하이브리드 회로부(70)에서 발생된 반향(Echo) 신호와 함께 제 2 RF 송수신부(60) 및 제 1 RF 송수신부(50)의 무선 구간을 거쳐 단말기(100)측으로 전송되고 이 값들은 제 2 버퍼(32)에 쌓이게 된다.

이때, 제 1, 제 2 버퍼(31)(32)의 신호를 이용하여 상호 상관값을 구하면 단말기(100)측의 송신 신호와 가장 유사한 반향 신호 R(n)이 들어올 때 상호 상관은 가장 큰 값을 내게 되며 이때 상호 상관값이 딜레이(delay) 된다.

이 딜레이 값 -10 정도부터 신호를 딜레이 버퍼(41)에서 지연시켜 적응 필터(42)를 통해 반향 소거를 하면 기지국(200)측에서 발생한 반향 뿐만 아니라 제 1, 제 2 RF 송수신부(50)(60)의 무선 구간에서 발생한 긴 거리의 반향(long haul echo) 역시 제거할 수 있는 것이다.

이때, 딜레이 버퍼(41)의 지연 값을 τ라 했을 때 τ는 다음과 같은 수학식1로 유도된다.

에서 C를 최대로 하는 τ를 찾으면 된다.

본 발명에 따른 통신 시스템에서의 반향 소거 장치에 있어서는 반향 제거 장치가 기지국이 아닌 단말기내에 구성되어 있으므로 기지국에서 발생한 반향 뿐만 아니라 RF 송수신부 사이의 무선 구간에서도 반향을 제거할 수 있으므로 단말기 사용자와 기지국측에 연결된 사용자간의 원활한 통화를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 단말기에서 기지국으로 발생된 신호와 상기 기지국에서 상기 단말기로 반향되는 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 딜레이 트랙커와;

   상기 딜레이 트랙커에서 입력되는 값에 따라 상기 기지국에서 상기 단말기로 입력되는 반향 신호를 소거하는 반향 소거부로 구성됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 반향 소거 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 딜레이 트랙커는 상기 단말기에서 상기 기지국으로 발생된 신호를 저장하는 제 1 버퍼와, 상기 기지국에서 단말기로 반향되는 반향 신호를 저장하는 제 2 버퍼와, 상기 제 1, 제 2 버퍼에 저장된 신호를 비교하여 상호 상관값을 구하는 비교기로 구성되고, 상기 반향 소거부는 상기 비교기에서 구한 상호 상관 값을 입력받아 상기 반향 신호를 지연시키는 딜레이 버퍼와, 상기 딜레이 버퍼로부터 입력되는 값에 따라 반향을 소거하는 적응 필터로 구성됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 반향 소거 장치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 딜레이 트랙커와 상기 반향 소거부는 상기 단말기에 구성됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 반향 소거 장치.