DE2624560C3 - Echo-Unterdrückungssystem für Zeitmultiplex-Telefonieschakkreise - Google Patents
Echo-Unterdrückungssystem für Zeitmultiplex-TelefonieschakkreiseInfo
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Echo-Unterdrückungssystem für Zeitmultiplex-Telefonieschaltkreise, in denen
eine Impulsantwort eines Echopfades von Signalen an den jeweiligen Enden des Übertragungsweges erhalten
werden und der Empfangspfad mit dem Echopfad verbunden ist, um ein Echopfadmodell zu erzeugen,
wobei ein Pseudoechosignal in dem Echopfadmodell erzeugt und vom Echosignal des Echopfades abgezogen
wird, um damit das Echosignal zu unterdrücken.
Bei Schaltungen für Fernsprechverbindungen über große Entfernungen wird üblicherweise ein Zweileitungssystem
und ein Vierleitungssystem miteinander vermischt, und es werden Hybridspulen verwendet, die
die Verbindung zwischen diesen beiden Systemarten herstellen. Es ist jedoch praktisch unmöglich, mit diesen
Hybridspulen eine ideale Impedanzanpassung zu erzielen.
Es treten deshalb Reflektionen an diesen Hybridspulen auf, was zu Echoerscheinungen in den Telefonleitungen
führt, woraus sich bei Telefonverbindungen über große Entfernungen Schwierigkeiten ergeben.
Man hat dem Auftreten von Echoerscheinungen bisher auf wei verschiedene Weisen zu begegnen
versucht Im einen Fall wird im Vierdrahtsystem in einem Übertragungspfad und einem Empfangspfad eine
Verluststrecke eingebaut in Übereinstimmung mit den Signalpegeln an den jeweiligen Enden des Übertragungspfades
und des Empfangspfades, um damit Echoerscheinungen zu unterdrücken. Im anderen Fall
wird, nachdem eine Impulsantwort eines echobehafteten Pfades von Signalen erhalten wird, an den jeweiligen
Enden des Übertragungspfades und des Empfangspfades, ein Pseudoechosignal erzeugt, das dann vom
Echosignal substrahiert wird. Im ersten Fall muß die Sprechverbindung unterbrochen werden, so daß am
Anfang des Sprechsignals eine Unterdrückung oder Dämpfung auftritt, was zu Beeinträchtigungen des
Gespräches führt Im Gegensatz dazu treten derartige Mängel im zweiten Fall nicht auf, so daß er in dieser
Hinsicht besser ist Der zweite Lösungsweg hat jedoch den wesentlichen Nachteil, daß ein Echopfadmodell
ermittelt und aufgebaut werden muß, innerhalb einer
ίο sehr kurzen Zeitspanne, nachdem die Verbindung
hergestellt ist, und daß außerdem dieses Echopfadmodell in Abhängigkeit von Schwankungen der Übertragungsstreckeneigenschaften
gleichzeitig modifiziert werden muß, wobei dieses Echopfadmodell in der Zeit, in der beide Teilnehmer sprechen, gestört ist Um mit
dieser Störung des Echopfadmodells beim Doppelsprechen fertig zu werden, wurde bereits mit einem
anpaßbaren Echopfadmodell und einem halbstabilen EchopfadmodelJ gearbeitet, deren jeweiliger Vorrang
M danach entschieden wird, wie der Vergleich zwischen
den Pegeln der verbleibenden Echosignale in den zwei Modellen auffällt, so daß jeweils das bessere der beiden
Modelle dem anderen vorgezogen wird. Diese Lösung erfordert jedoch zwei Echopfadmodelle von etwa
gleichem Speicherumfang (d. h. die annähernd gleiche Anzahl von Registern), und insbesondere für eine
Multiplexschaltung müssen Für jeden Kanal zwei Modelle bereitstehen, was aus wirtschaftlichen Gründen
überaus nachteilig ist
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Echo-Unterdrückungssystem wesentlich zu vereinfachen
ohne dabei seine Zuverlässigkeit und Wirksamkeit zu vermindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird so verfahren, daß anpaßbarc Echopfadmodelle für jeden Kanal der Multiplexschaltungen vorgesehen sind, die Impulsantwortsignale innerhalb einer Belegzeit einer Impulsantwort in den Multiplexschaltkreisen speichern, und ein anpaßfähiges Echopfadmodell zur Verwendung für alle Multiplexschaltkreise gemeinsam vorgesehen ist, um Informationen in einer abgeflachten Verzögerungszeit der Impuisantwort, Impulsantwortsignale innerhalb der Belegzeit der Impulsantwort und Informationen innerhalb einer konstanten bestimmten Zeitspanne nach der Impulsantwort zu speichern, und daß das anpaßbare Echopfadmodell für alle Multiplexschaltkreise aktiviert wird, wenn der Pegel eines Restechosigrials höher als ein bestimmter Grenzwert ist. während das anpaßbare Echopfadmodell jedes einzelnen Kanals aktiviert wird,
Zur Lösung dieser Aufgabe wird so verfahren, daß anpaßbarc Echopfadmodelle für jeden Kanal der Multiplexschaltungen vorgesehen sind, die Impulsantwortsignale innerhalb einer Belegzeit einer Impulsantwort in den Multiplexschaltkreisen speichern, und ein anpaßfähiges Echopfadmodell zur Verwendung für alle Multiplexschaltkreise gemeinsam vorgesehen ist, um Informationen in einer abgeflachten Verzögerungszeit der Impuisantwort, Impulsantwortsignale innerhalb der Belegzeit der Impulsantwort und Informationen innerhalb einer konstanten bestimmten Zeitspanne nach der Impulsantwort zu speichern, und daß das anpaßbare Echopfadmodell für alle Multiplexschaltkreise aktiviert wird, wenn der Pegel eines Restechosigrials höher als ein bestimmter Grenzwert ist. während das anpaßbare Echopfadmodell jedes einzelnen Kanals aktiviert wird,
so wenn der Pegel des Restechosignals kleiner als der bestimmte Grenzwert ist.
Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert
werden. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung und
Fig.2 ein die hauptsächlichen Teile des erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels darstellenden Blockdiagramm.
Anhand der F i g. 1 soll das Grundprinzip der Erfindung dargelegt werden. Mit 110 sind Echopfadmodelle
bezeichnet, die jeweils einem bestimmten Kanal von Multiplex-Fernsprechschaltkreisen zugeordnet
sind. Den Echopfadmodellen 110 ist ein Modifizierer 100
h5 zugeordnet. In gleicher Weise gehört ein Modifizierer
200 einem Echopfadmodell 210 für eine Zeitmultiplexschaltung
210 zu. Ein Pegeldetektor 500 ist beispielsweise mit einigen Komparaioren ausgestattet, die fesistei-
len können, ob der Pegel eines verbliebenen Echosignals
einen bestimmten Grenzwert überschreitet, und der dann aufgrund des Feststellergebnisses die Schalterkreise
300, 600, 900 und 220 entsprechend steuert Ein Verzögerungskreis 700 mit Abgriffen (z. B. ein Schieberegister,
wenn ein Digitalsignal verarbeitet werden soll) dient zum allmählichen Verzögern eines Signals χ des
Teilnehmers am entfernten Ende, um eine Vielzahl von Signalketten X zu erhalten. Ein Puisintegrator 400 dient
zum pulsweisen Integrieren der Signalketten X und der Inhalte eines Modells (entweder UO oder 210), also der
Impulsantworten H, um ein Pseudoechosignal y zu bekommen. Ein Subtrahierer 800 (und Addierer für den
Fall, daß das Signal y ein negatives Vorzeichen hat) zum Subtrahieren eines Echosignals y vom Echopfad und
eines Pseudoechosignals y vom Pulsintegrator 400 gibt als Ausgang ein Restechosignal e ab, wenn zwischen den
Signalen y und y ein Unterschied btJteht Die
Kapazitäten (die Anzahl der Register) der beiden Echopfadmodelle 210 und UO unterscheiden sich
voneinander. Das Modell 210 hat eine ausreichende Kapazität, um eine abgeflachte Verzögerungszeit fi
einer Impulsantwort zu speichern, eine Belegdauer h einer Impulsantwort und eine bestimmte konstante Zeit
ti nach dem Ende einer Impulsantwort, während die Modelle 110 eine kleinere Kapazität haben, die
ausreicht, während der Belegdauer h einer Impulsantwort die Impulsantwortsignale zu speichern.
Der Modifizierer 100 ist so ausgebildet, daß seine Konvergenzzeit durch Vermindern des Einheitssprunges
des Modifiziervorgangs gedehnt ist. Der Modifizierer 200 ist so ausgebildet, daß seine Konvergenzzeit
verkürzt ist durch Verändern der Einheitszeit des Modifiziervorgangs abhängig vom Auftreten oder
Nichtauftreten der Periodizität des Signals χ vom entfernten Teilnehmer und abhängig vom Pegelschwankungsbereich
des Signals x. Da außerdem die Konvergenzzeit des Modifizierens 100 lang gewählt wird, wird
das Modell beim zweiseitigen Sprechen praktisch nicht gestört.
Wenn nun eine Verbindung durchgeschaltet ist und das Signal χ vom entfernten Teilnehmer an der Klemme
10 ankommt, wird das Signal χ auf eine Klemme 20 und einen Echopfad mit Hybridspule (in der Zeichnung nicht
dargestellt) gegeben, und anschließend kommt ein Echosignal y auf eine Klemme 30. Außerdem wird, wie
noch im einzelnen erläutert wird, ein Pseudoechosignal y erzeugt, und durch Subtrahieren des Pseudoechosignals
y vom Echosignal χ wird ein Restechosignal e erzeugt, das dann einer Klemme 40 abgegeben wird.
Das Echosignal e wird dann dem Pegeldetektor 500 zugeleitet, und sein Pegel wird mit einem Pegelgrenzwert
e,/, (z.B. -2OdBm) verglichen. Ergibt rieh bei
diesem Vergleich, daß |e)>e,fc dann werden die Schalterkreise 220,300,600 und 900 vom Detektor 500
so gesteuert, daß der Modifizierer 200 und das Echopfadmodell 210 ausgewählt werden. Ist dagegen
das Vergleichsergebnis |ej <e,h, so werden die Schalterkreise
auf ihren normalen Stand zurückgestellt, womit der Modifizierer 100 und die Echopfadmodelle 110
ausgewählt sind. Der Inhalt des Echopfadmodells 210 ist auf seinen Anfangszustand gebracht. Wenn die Sprechschaltkreise
an die Klemmen 10, 20, 30 und 40 angeschlossen sind und das Eingangssignal χ der
Klemme 10 zugeführt wird, dann wird das Signal c als gebildete Differenz aus den Worten y und ygroß, da das
Signal y für die Anfangsbedingung klein ist. Es stellt sich
also die Bedingung |e|>e,/, ein, und der Pegeldetektor
500 steuert die Schalterkreise 220, 300, 600 und 90O, so daß das Modell 210 angewählt wird. Indem Augenblick,
da eine Verbindung hergestellt wird, werden das verbleibende Echosignal e und die Signalketten X dem
Modifizierer 200 zugeleitet so daß ein Modifizierfaktor Δ H daraus erhalten wird. Damit geht der Inhalt des
Zeitmultiplex-Echopfadmodells 210 auf den Wert H, abgewandelt um ΔH, und wird dem Pulsintegratoi· 400
zugeführt wo eine stufenförmige Pulsintegration mit
ίο den Signalketten X durchgeführt wird, um das
Pseudoechosignal yzu erzeugen. Das Signal y wird dem
Subtrahierer 800 zugeleitet und vom Echosignal y des Echopfades subtrahiert wodurch ein Restechosignal
e=y-y erhalten wird. Dieses Signal e kommt auf den
is Modifizierer 200, womit der Modifizierfaktor ΔΗ
gesteuert wird. Derselbe Konvergiervorgang wird stets wiederholt, und in dem Augenblick, wo | e|
< ef/· wird, schaltet der Pegeldetektor 500 die Schalter 300,60(1 und
900 auf die Echopfadmodelle ίίΟ und gleichzeitig den
Schalterkreis 220 so, daß der Inhalt (Information der abgeflachten Verzögerungszeit t\ eines Impulsantwortsignals
und einer Belegzeit k für eine Impulsantwort) vom Modell 210 auf die Modelle 110 übertragen wird.
Dann werden die stufenweisen Impulsintegrationen mit
Impulsantworten H von den Modellen 110 und mit den Signalen X durchgeführt, wobei dann durch ständige
Wiederholungen dieser Vorgänge das Restechosiginal e gegen Null geht. Wenn die Bedingung |e|
> e,/, aufgrund etwa einer plötzlichen Änderung des Zustands in der
Gesprächsverbindung erneut auftritt, dann werden die Schalter vom Pegeldetektor 500 wieder in ihren
Ausgangszustand zurückgeschaltet.
Wenn das Modell 210 seinen Inhalt abgibt ist dieser sofort für die Aufnahme des nächsten Signals gelöscht.
Ein in der Zeichnung der F i g. 1 mit gestrichelten Linien
umschlossener Bereich 1000 entspricht einem Bereich 1000a, der in der F i g. 2 in gleicher Weise gestrichelt
eingerahmt ist und wird nur im Augenblick des Zustandekommens der Verbindung oder bei plötzlichen
Veränderungen im Zustand der Gesprächsverbindung benötigt, während er danach überflüssig ist. Der
entsprechende Teil in der F i g. 2, der mit gestrichelten Linien umschlossen ist, wird auf die Multiplexkreise
geschaltet und somit auch allgemein für die Multiplexkreise benützt.
Inder Fig. 2 ist mit den Ziffern 801,802 823 und
824 je ein Subtrahierer für bestimmte Multiplexkanäle ch 1, ch2,..., ch23 und ch24 bezeichnet. Logikeinheiten
1001, 1002 1023 und 1024 enthalten einen
Verzögerungsschaltkreis, einen Pulsstufenintegrator, ein Modell mit einer kleinen Kapazität (die nur Signale
innerhalb einer Belegzeit einer Impulsantwort speichern kann), und einen Modell-modifizierer mit einer
langen Konvergenzzeit. Der mit 1000a bezeichnete und mit gestrichelten Linien umschlossene Schaltungsteil
zeigt die Multiplexausführung des Teils 1000 in der Fig. 1.
Wie bereits beschrieben, enthält die Einrichtung nach der Erfindung ein anpaßbares Echopfadmodell für jeden
fco Kanal zum Speichern von Impulsantwortsignalen
innerhalb einer Belegzeit einer Impulsantwort für jeden Kanal in Multiplex-Telefonverbindungsschaliungen für
große Entfernungen und zur Verwendung in Multiplexschaltungen
allgemein ein anpaßbares Echopfadmodell
hi zum Speichern (a) einer Information innerhalb einer
abgeflachten Verzögerungszeit der Impulsantwort, (b) von Impulsantwortsignalen innerhalb der Belegzeil der
Impuisantwort und (c) einer Information innerhalb einer
bestimmten konstanten Zeit nach der Impulsantwort.
Das anpaßbare Echopfadmodell für allgemeine Nutzung wird aktiviert, wenn der Pegel eines Restechosignals
e höher als ein bestimmter Wert ist, und das anpaßbare Echopfadmodcll für jeden einzelnen Kanal
wird aktiviert, wenn der Wert des Restechosignals e diesen vorgegebenen Wert unterschreitet. Nur ein
einziges allgemein gültiges Modell reicht für 24 Kanäle aus und ist deshalb für den Einsatz von Multiplex-Schaltkreisen
wirtschaftlich. Da das Modell für jeden einzelnen Kanal nur für einen kleinen Bereich eines
Restechosignals e zuständig ist, kann die Genauigkeit hinsichtlich Signal-Zu-Rauschverhältnis erhöht werden.
Da außerdem die Konvergierzeit lang eingestellt wird, tritt im Modell für jeden einzelnen Kanal praktisch nie
eine Störung aufgrund äußerer Störungen oder Rauschens bei beidseitigen Gesprächen ein. Da zudem
noch das Echopfadmodell den augenblicklichen Änderungen der Schaltkreisbedingungen angepaßt werden
kann, wird die gesamte Schaltungsanordnung einfacher als die herkömmliche, und die Kapazität eines Modells
ίο für einen einzelnen Kanal braucht etwa nur ein Drittel
der herkömmlichen zu sein, was zu einem sehr wirtschaftlichen Ergebnis führt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Echo-Unterdrückungssystem für Multiplex-Telefonieschaltkreise, in denen eine Impulsantwort eines Echopfades von Signalen an den jeweiligen Enden des Übertragungsweges erhalten werden und der Empfangspfad mit dem Echopfad verbunden ist, um ein Echopfadmodell zu erzeugen, wobei ein Pseudoechosignal in dem Echopfadmodell erzeugt und vom Echosignal des Echopfades abgezogen wird, um damit das Echosignal zu unterdrücken, dadurch gekennzeichnet, daß anpaßbare Echopfadmodelle (UO) für jeden Kanal der Multiplexschaltungen vorgesehen sind, die Impulsantwortsignale innerhalb einer Belegzeit einer Impulsantwort iri den Mult'plexschaltkreisen zu speichern, und ein anpaßfähiges Echopfadmodell (210) zur Verwendung für alle Multiplexschaltkreise gemeinsam vorgesehen ist, um Information in einer abgeflachten Verzögerungszeit der Impulsantwort, Impulsantwortsignale innerhalb der Belegzeit der Impulsantwort und Informationen innerhalb einer konstanten bestimmten Zeitspanne nach der Impulsantwort zu speichern, und daß das anpaßbare Echopfadmodell (210) für alle Multiplexschaltkreise aktiviert wird, wenn der Pegel eines Restechosignals höher als ein bestimmter Grenzwert ist, während das anpaßbare Echopfadmodell (110) jedes einzelnen Kanals aktiviert wird, wenn der Pegel des Restechosignals kleiner als der bestimmte Grenzwert ist.
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