DE69530040T2

DE69530040T2 - Verfahren zur echokompensation und echopfadschätzung

Info

Publication number: DE69530040T2
Application number: DE69530040T
Authority: DE
Inventors: Toshiro Kawahara; Toshio Miki; Hirohito Suda; Tomoyuki Ohya; Hirofumi Takagi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Mobile Communications Networks Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2015-05-03
Also published as: DE69535116D1; CN1396718A; EP1202469A2; EP1202469A3; CN1128591A; DE69533375T2; EP0708537B1; CA2162570C; WO1995031052A1; CA2162570A1; DE69535116T2; EP1184998A9; CN1232048C; DE69533375D1; ATE235763T1; EP1202469B1; EP1184998B1; EP0708537A4; CN1084976C; CN1185800C

Description

Technischer Bereich
Diese Erfindung betrifft einen Echokompensator, der dazu geeignet ist in einem Mobilkommunikationsnetzwerk und einem Ferntelefonnetzwerk benutzt zu werden. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Echopfadbeurteilungsverfahren, das dazu geeignet ist für diesen Echokompensator verwendet zu werden.
Stand der Technik
Bei einer Fernleitung über ein Unterwasserkabel oder einen Kommunikationssatelliten ist die Leitung des Teilnehmers, die im Allgemeinen mit beiden Enden der Leitung verbunden ist, eine Zweidrahtschaltung und der Fernübertragungsabschnitt ist eine Vierdrahtschaltung zum Zwecke der Verstärkung eines Signals, etc. Ähnlich ist bei dem Mobilkommunikationsnetzwerk, das ein Mobiltelefon (oder Zellulartelefon) verwendet, die Teilnehmerleitung eines terrestrischen analogen Telefons eine Zweidrahtschaltung, und ihr Abschnitt von einem Anschluss des Mobiltelefons zu einer Vermittlungsstelle, etc. ist eine Vierdrahtschaltung. In diesem Fall ist der Verbindungsbereich zwischen dem Zweidraht und dem Vierdraht mit einer Hybridschaltung zum Durchführen einer Vierdraht-/Zweidrahtumwandlung ausgestattet.
Diese Hybridschaltung ist so entworfen, dass sie mit der Impedanz der Zweidrahtschaltung übereinstimmt. Allerdings tendiert ein empfangenes Signal, das eine Eingangsseite der Vierdrahtschaltung der Hybridschaltung erreicht dazu in Richtung einer Ausgangsseite der Vierdrahtschal tung zu streuen, und dadurch ein sogenanntes Echo zu erzeugen, da es schwierig ist immer einen guten Abgleichzustand zu erhalten. Da ein solches Echo einen niedrigeren Pegel hat als die Stimme des Sprecher und den Sprecher nach einer vorbestimmten Verzögerungszeitperiode erreicht, ist ein Sprechhindernis erzeugt. Ein solches durch ein Echo erzeugtes Sprechhindernis wird wesentlicher, wenn die Signalausbreitungszeit länger wird. Insbesondere im Fall von Mobilkommunikation unter Verwendung eines Mobiltelefons, wird, da verschiedene Verarbeitungsprozeduren in dem zu der Vermittlungsstelle etc. führenden Funkkommunikationsabschnitt ausgeführt werden, die Verzögerung des Signals erhöht, was somit insbesondere zu dem Problem des durch das Echo verursachte Sprechhindernisses führt. 2 zeigt ein Beispiel des Schwingungsverlaufs eines Echos bezüglich der Impulsantwort.
Als eine Vorrichtung zum Verhindern einer Erzeugung eines Echos gibt es einen Echounterdrücker und einen Echokompensator. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Echokompensators, der in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk verwendet werden kann. Der hier dargestellte Echokompensator 1 liegt auf einer Vorstufe einer Hybridschaltung 2. In dieser Darstellung wird der Teilnehmer mit einem gewöhnlichen Analogtelefon als "Nahendsprecher" und der Teilnehmer mit einem Mobiltelefon als der "Fernendsprecher" bezeichnet. Ein in den Echokompensator 1 eingegebenes Fernendstimmsignal wird mit Rin dargestellt; ein von dem Echokompensator 1 ausgegebenes Fernendstimmsignal durch Rout; ein in dem Echokompensator 1 eingegebenes Nahendstimmsignal mit Sin; und ein von dem Echokompensator ausgegebenes Nahendstimmsignal mit Sout;
Der in 1 gezeigte Kompensator 1 umfasst eine Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3, eine Steuereinheit 4, einen Addierer 5 und einen nicht linearen Prozessor 6. Hier erfasst die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eine Antwortcharakteristik der Hybridschaltung 2 basierend auf der Fernendstimmeingabe Rin und der Nahendstimmeingabe Sin und beurteilt einen Echopfad (und zwar die Echoausbreitungsleitung). Dann wird von der Hybridschaltung ein erwartetes Echo (und zwar eine Echonachbildung) durch eine Faltungsoperation basierend auf dem Ergebnis der Beurteilung und der Fernendstimmeingabe Rin erzeugt. Diese Echonachbildung wird durch einen FIR-Filter erzeugt, der zum Beispiel aus 512 Taps besteht. Eine Faltungsoperation in einer Echonachbildung bezieht sich darauf. In dem Addierer 5 wird diese Echonachbildung von der Nahendstimmeingabe Sin abgezogen und hebt dadurch das Echo auf. Als der oben erwähnte Echopfadbeurteilungsalgorithmus wird ein lernender Identifikationsalgorithmus verwendet. Unter vielen adaptiven Algorithmen ist dieser lernende Identifikationsalgorithmus vergleichsweise klein an Berechnungskomplexität und weist eine gute Konvergenzcharakteristik auf.
Genauer gesagt weist die Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 einen FIR-Filter auf. Ein Echonachbildungssignal Y(z), das von dem FIR-Filter ausgegeben wird kann durch die folgende Gleichung (1) erhalten werden.
Y(z) = (
biz- i)Rout(z) (1)
In der Gleichung (1) ist N die Anzahl der Taps des FIR-Filters, und b_i (wobei i = 0, 1, 2, ... N – 1) ist ein Tapkoeffizient in jedem Tap. Wenn geeignete Werte der Tapanzahl N und des Tapkoeffizienten b_i durch Beurteilung eines Echopfades erhalten werden können, wird das Echonachbildungssignal Y(z) an ein eigentliches Echo angenä hert. Somit wird das Echo in dem Addierer 5 aufgehoben. Als der oben erwähnte Echopfadbeurteilungsalgorithmus wird eine adaptive Filtertechnik wie zum Beispiel ein lernender Identifikationsalgorithmus verwendet, der wie viele andere adaptive Algorithmen eine vergleichsweise kleine Berechnungskomplexität und eine gute Konvergenzcharakteristik aufweist. Details des lernenden Identifikationsalgorithmuses sind zum Beispiel offengelegt in Insitut of Electonics and Communication Engineers of Japan (IECE) Journal '77/11 Band J60-A Nr. 11, Artikel unter der Überschrift "Regarding Echo Canceling Characteristic of Echo Canceler Using Learning Identification Algorithm". Als Bedingungen zum Ermöglichen des obigen Lernens müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein.
1. Eine Fernendstimmausgabe Rout von dem Pegel, der für ein Echo ausreichend ist, um als eine Nahendstimmeingabe Sin zurückzukommen, ist vorhanden. Mit anderen Worten der Fernendsprecher spricht gerade.
2. Die Nahendstimmeingabe Sin ist allein aus einem Echo (oder einem Echo und einem weißen Rauschen) ausgebildet. Mit anderen Worten der Nahendsprecher spricht nicht.
Andererseits ist es notwendig die Lernfunktion auszuschalten, da die Gefahr besteht einen Fehllernzustand der Echopfadbeurteilung zu verursachen, wenn der Fernendsprecher in einem Nicht-Sprech-Zustand ist, und wenn der Fernendsprecher und der Nahendsprecher gleichzeitig sprechen (dieser Zustand wird nachstehend als "Doppelsprechen" bezeichnet).
In der Übertragungsleitung werden digital die Signale übertragen, und eine D/A-Umwandlung (allgemein ausgedrückt eine μ-LAW-Umwandlung) wird zwischen den Echokompensator 1, der dazu ausgelegt ist solche digitalen Sig nale zu verarbeiten, und der Hybridschaltung 2, die dazu ausgelegt ist eine Umwandlung zu der Analogleitung vorzunehmen, gemacht. Aus diesem Grund ist eine nicht lineare Charakteristikbeziehung zwischen der Fernendstimmausgabe Rout und der Nahendstimmausgabe Sin aufgebaut. Aus diesem Grund kann das Echo nicht vollständig und komplett lediglich durch die lineare Berechnung mittels der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3, etc. aufgehoben werden. Dem zu Folge wird eine Echokomponente, die nicht vollständig aufgehoben werden kann, hergestellt.
Um solch eine Echokomponente zu entfernen (nachstehend als "Restecho" bezeichnet) wird der nicht lineare Prozessor 6 verwendet. Dieser nicht lineare Prozessor 6 unternimmt eine nicht lineare Schaltoperation. Genauer gesagt, in dem Fall, in dem die Nahendstimmausgabe Sout lediglich aus einem Echo besteht, anders ausgedrückt, in dem Fall, in dem nur der Fernendsprecher aktuell spricht (dieser Zustand ist nachstehend als "Einzelgespräch des Fernendsprechers" bezeichnet) wird eine Schaltoperation so vorgenommen, dass die Übertragung der Nahendstimmausgabe Sout verhindert ist oder eine Operation wird so vorgenommen, dass die Nahendstimmausgabe Sout von einem Pseudorauschen ersetzt wird.
Die Steuereinheit 4 steuert die Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 und den nicht linearen Prozessor 6. Das heißt die Steuereinheit 4 erfasst den Nicht-Sprech-Zustand des Fernendsprechers oder erfasst das Doppelsprechen, steuert den EIN/AUS-Zustand der Lernfunktion der Echopfadbeurteilung in Übereinstimmung mit einem Doppelsprechensignal DT, erfasst das Einzelgespräch des Fernendsprechers und steuert die Schaltoperation des nicht linearen Prozessors 6.
Im Übrigen haben die oben erwähnten Techniken die folgenden Probleme.
1. Zunächst ist, da die oben erwähnten Techniken lediglich eine adaptive Filtertechnologie, wie zum Beispiel den Lernidentifikationsalgorithmus verwendet, wenn die Verzögerungszeit eines Echos, das aufgehoben werden soll, erhöht ist, die Anzahl der Taps des adaptiven Filters erhöht, und die Berechnungskomplexität wird ebenso erhöht.
Mit anderen Worten, die Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 beurteilt einen Echopfad unter der Annahme, dass die Fernendstimmeingabe Rin und die Nahendstimmeingabe Sin zeitweise miteinander übereinstimmen, und erzeugt ein Echo basierend auf dem beurteilten Echopfad. Da allerdings die Nahendstimmeingabe Sin von der Hybridschaltung 2 in Bezug auf die Fernendstimmeingabe Rin um eine Verzögerungszeit verzögert ist, die einem Übertragungspfad zwischen dem Echokompensator 1 und der Hybridschaltung 2 zuzuschreiben ist, wird die Fernendstimmeingabe Rin zunächst in die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eingegeben, und dann wird die Nahendstimmeingabe Sin entsprechend Rin darin mit oben erwähnter Verzögerungszeit eingegeben. Während dieser Zeit wird es unmöglich ein Lernen basierend auf der Beurteilung eines Echopfades zufriedenstellend auszuführen.
2. Ebenso hat der Echokompensator in den oben erwähnten herkömmlichen Techniken keinerlei Information des Echopfades bei dem Start eines Betriebs. Allerdings hat die Beobachtung der Erfinder gezeigt, dass die Charakteristik eines Echopfades im Wesentlichen durch die Charakteristik eines Hybrids gesteuert wird. Genauer gesagt wurde der Schwingungsverlauf eines Echos durch einen Hybrid in Längsrichtung auf der Zeitachse in Übereinstimmung mit einer Verzögerung in der Übertragungsleitung verschoben, und in Übereinstimmung mit der Abschwächung in der Übertragungsleitung abgeschwächt. Dem zu Folge wurde ein Schwingungsverlauf eines Echos in der Übertragungsleitung mit Bezug auf eine Impulseingabe mit beträchtlicher Genauigkeit erhalten.
3. Ein Digitalsignal wird in der Übertragungsleitung übertragen, und eine D/A-Umwandlung (allgemein μ-LAW-Umwandlung) wird zwischen dem Echokompensator 1 zum Verarbeiten des digitalen Signals und der Hybridschaltung 2 zum Durchführen einer Umwandlung auf eine analoge Leitung durchgeführt. Aus diesem Grund wird eine lineare Beziehung zwischen der Fernendstimmausgabe Rout und der Nahendstimmeingabe Sin aufgebaut. Daher ist es möglich vollständig und komplett das Echo lediglich durch eine lineare Operation unter Verwendung einer Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3, etc. aufzuheben.
Um die Nachteile von 1 bis 3 als ganzes zu verbessern, ist es notwendig das Design des Echokompensators extensiv zu verändern, oder es komplett abzuwandeln. Ist das der Fall, war nicht zu erwarten, dass die existierende Ausrüstung effektiv verwendet wird. Ferner gibt es jüngst eine Anforderung nach Hochgeschwindigkeitskonvergenz bezüglich eines Echokompensators.
Offenlegung der Erfindung
Die Vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben erwähnten Situation vorgenommen. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen Echokompensator und ein Echopfadbeurteilungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist einen Echopfad schnell mit verringerter Komplexität zur Berechnung der Echonachbildung durch Bereitstellen von Anfangswerten zu beurteilen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst. Weiter vorteilhafte Abwandlungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist ein Aspekt der Erfindung die Aufgabe ohne übermäßige Veränderung der bestehenden Vorrichtungen zu verwirklichen.
Um obige Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Echokompensator in einem Kommunikationsleitungsnetzwerk verwendet, der eine erste Übertragungsleitung zum Übertragen einer Stimme einer Vierdrahtseite und eine zweite Übertragungsleitung zum Übertragen einer Stimme einer Zweidrahtseite enthält, wobei der Echokompensator umfasst:
Eine Trainingssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Trainingssignals und zum Zuführen desselben zu der ersten Übertragungsleitung; und
eine Koeffizientberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Koeffizienten, der zum Erzeugen einer Echonachbildung auf der Basis einer Korrelation, die zwischen dem der ersten Übertragungsleitung zugeführten Trainingssignal, und einem Signal einer zweiten Übertragungsleitung aufgestellt wird.
Hier kann als ein Beispiel des Trainingssignals ein Pseudorauschen oder ein gefiltertes Pseudorauschen aufgelistet werden. Das Trainingssignal ist nicht besonders auf eines begrenzt, das als ein Trainingssignal entworfen wird, und ein Rufton oder ähnliches kann dafür verwendet werden.
In dem Fall, in dem ein Pseudorauschen als das Trainingssignal ausgewählt wird, wird ein bestimmtes Pseudorauschen zu einer ersten Übertragungsleitung zum Übertragen der Stimme des Fernendsprechers zugeführt, und dann wird ein Koeffizient, der zum Erzeugen einer Echonachbil dung notwendig ist, basierend auf einer zwischen dem Pseudorauschen und einem Signal einer zweiten Übertragungsleitung aufgestellten Korrelation berechnet. Diese Korrelation wird unter der Bedingung aufgestellt, dass der Stimmpegel des Fernendsprechers fast vernachlässigt werden kann. Die Ausdrucksweise "in solch einer Bedingung, dass ... fast vernachlässigt werden kann", die hierin benutzt wird, bezieht sich auf "Zeit zur Berechnung einer Korrelation die lang genug ist, um eine Korrelation zwischen einem Rauschen, das hinzugefügt werden soll, und einer Stimme auf der Vierdrahtseite ausreichend zu verringern". Mit anderen Worten kann ein Training zur Beurteilung eines Echopfades, und zwar ein Training zum Erzeugen einer Echonachbildung unabhängig von der Stimme des Fernendsprechers durchgeführt werden.
Es wird hier bevorzugt, dass das Pseudorauschen einem Filtern abhängig von dem Pegel oder der Frequenzcharakteristik der Stimme des Nahendsprechers unterzogen wird, so dass die Charakteristik verändert werden kann. Der Grund ist, dass selbst wenn eine Komponente des Pseudorauschens zu dem Nahendsprecher durch eine Hybridschaltung übertragen wird, kein Sprecherhindernis erzeugt werden kann. Ferner wird die Komponente des Pseudorauschens eventuell aufgehoben und niemals zu dem Fernendsprecher übertragen, da eine Echonachbildung durch Hinzufügen einer Komponente eines Pseudorauschens erzeugt wird.
Ferner kann, wenn das der Stimme auf der Vierdrahtseite entsprechende Stimmsignal durch eine Übertragungsverzögerung, die zwischen dem Echokompensator und der Hybridschaltung auftrat, verzögert wird, das verzögerte erste Stimmsignal zeitweise mit dem zweiten Stimmsignal, das der Stimme auf der Zweidrahtseite entspricht, abgeglichen werden kann. Daher bleibt fast keine Zeit zum Erzeugen einer Echonachbildung nur durch das erste Stimm signal. Da diese spezielle Verbesserung direkt auf die existierenden Vorrichtungen angewendet werden kann, wird die zuvor erwähnte Gesamtmodifikation, etc. des Echokompensators nicht benötigt.
Darüber hinaus kann eine Echonachbildung mit hoher Genauigkeit erhalten werden, wenn die Abtastraten des ersten und zweiten Stimmsignals erhöht werden. Da diese bestimmte Verbesserung direkt auf die existierenden Vorrichtungen angewendet werden kann, wird die komplette Modifikation, etc. des Echokompensators nicht benötigt.
Ferner wird, wenn es so entworfen ist, dass die Antwortcharakteristiken oder Frequenzcharakteristiken der Vielzahl von Hybriden in einer Speichereinheit gespeichert sind, eine der Charakteristiken basierend auf der Korrelation zwischen dem Übertragungssignal, das von der Vierdrahtseite zu der Zweidrahtseite übertragen wird, und dem Echosignal, das von der Zweidrahtseite zu der Vierdrahtseite übertragen wird, ausgewählt, und verschiedene Parameter werden basierend auf der ausgewählten Charakteristik initialisiert, wobei die Lerngeschwindigkeit erhöht werden kann. Somit ist das vorzuziehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen Echokompensators zeigt.
2 ist ein Diagramm, das den Schwingungsverlauf eines Echos zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Graph, der eine Frequenzcharakteristik eines Filters zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und 11 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer modifizierten Ausführungsform zeigt, die aus einer Kombination der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform besteht.
Beste Ausführungsform der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
3 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die allerdings nicht innerhalb des Bereiches der Ansprüche liegt. Hier erzeugt ein Pseudorauschgenerator 11 ein bestimmtes Pseu dorauschen und gibt dieses aus. Als dieses Pseudorauschen wird ein Rauschen eines bestimmten Pegels (zum Beispiel weißes Rauschen) verwendet. Dieses Pseudorauschen wird der Fernendstimmeingabe Rin durch einen Addierer 14 hinzugefügt, und dessen Ergebnis wird als Fernendstimmausgabe Rout ausgegeben. Daher wird ein Teil des Pseudorauschens mit der Nahendstimmeingabe Sin durch die Hybridschaltung 2 vermischt und einem Koeffizientberechner 15 zugeführt.
Der Koeffizientberechner 15 berechnet einen Koeffizienten (zum Beispiel einen Tapkoeffizienten, wie zum Beispiel einen digitalen Filter), der zum Erzeugen einer Echonachbildung basierend auf der Fernendstimmausgabe Rout und der Nahendstimmeingabe Sin notwendig ist. In diesem Fall wird eine Korrelation unter der Bedingung aufgebaut, dass die Stimme des Fernendsprechers undeutlich ist oder der Fernendsprecher in einem Zustand des nicht Sprechens ist, wie durch die folgende Gleichung (2) gezeigt.
S(t) =
h(τ)n(t – τ)dτ (2)
In der obigen Gleichung (2) stellt t die Zeit dar, und t = 0 ist die Zeit zum Starten einer Messung. Ein Pseudorauschen, das zu Rout hinzugefügt (oder angelegt) werden soll, ist durch n(t) dargestellt und ein in Sin zu erhaltendes Signal ist durch S(t) dargestellt. h(t) ist eine Impulsantwort eines Echos. Hier kann, da n(t) ein Rauschen ist, das nahe an weiß ist, eine Beziehung, die in der folgenden Gleichung (3) gezeigt ist, mit Bezug auf einen ausreichend großen Wert T_L, aufgebaut werden.
I|N
n(τ)n(t + τ)dτ = δ(τ) (3)
Hier ist δ(t) eine Deltafunktion und wird in dem Fall t = 0 1, und in anderen Fällen 0. N wird, wie durch die folgende Gleichung (4) gezeigt, eingestellt
N =
n2(τ)dτ (4)
Wenn die Beziehung der obigen Gleichung (3) verwendet wird, kann ha(t), ein geschätzter Wert von h(t), in einer wie in der folgenden Gleichung (5) gezeigten Weise entwickelt werden.
In der obigen Gleichung (5) wird ein Abschnitt, der durch die folgende Gleichung (6) gezeigt ist, für den Fall t = τ' 1, und in anderen Fällen 0.
1/N
n(τ)n(t – τ' + τ)dτ = δ(t – τ') (6)
Daher kann die Gleichung (5) wie in der Gleichung (7) gezeigt angenähert werden. Eventuell wird der geschätzte Wert ha(t) allgemein gleich h(t).
ha(τ) =
h(τ')δ(t – τ')dτ' = h(t) (7)
Es sollte beachtet werden, dass obiges h(t) eine Impulsantwort eines Echos ist, und daher gleich dem Koeffizienten zum Erzeugen einer Echonachbildung. Das kann von der durch obige Gleichung (2) gezeigten Korrelation abgeleitet werden, wie zuvor erwähnt. Der Koeffizientberechner 15 berechnet diesen Koeffizienten h(t) mittels der oben erwähnten Berechnungsprozedur und gibt den selben an einen Echonachbildungsgenerator 16 aus. Dieser Echonachbildungsgenerator 16 erzeugt eine Echonachbildung basierend auf diesem Koeffizienten. Die Details werden nun beschrieben. Zunächst ist er so entworfen, dass der Echonachbildungsgenerator 16, wie in dem Fall mit einem bekannten adaptiven Filter, einer Echonachbildung ya basierend auf der folgenden Gleichung (8) ausgibt.
ya = hatx (8)
wobei ha = (h₁, h₂,.... h_n)^t, (^t ist eine Transposition eines Vektors)
x = (x_k-1, x_k-2, ..., x_k-n)^t, x_j = x(jT),
(T ist ein Abtastintervall, und x(hT) ist ein Abtastergebnis des Fernendstimmsignal Rout zum Zeitpunkt jT)
In dieser Ausführungsform sind die Koeffizienten h_l, h₂, ..., h_n jeweils auf h(T), h(2T), ...h(nT) gesetzt. Dementsprechend wird eine in der Nahendstimmeingabe Sin enthaltene Komponente durch einen Addierer 17 aufgehoben. Da solch eine Echonachbildung, wie zuvor erwähnt, durch Hinzufügen eines Pseudorauschens, das mit der Fernendstimmausgabe Rout vermischt ist, erzeugt wird, kann es selbst für den Fall aufgehoben werden, dass die Komponente des Pseudorauschens mit der Nahendstimmeingabe Sin vermischt ist. Demzufolge kann vermieden werden, dass die Komponente des Pseudorauschens zu dem Fernendsprecher übertragen wird. Daher tritt ein Sprachhindernis, das für den Fernendsprecher durch die Beimischung des Pseudorauschens auftreten kann, nicht auf. Wenn ein Rauschen irgendwie zu dem nahen Sprecher oder dem fernen Sprecher durch die Beimischung des Pseudorauschens übertragen wer den sollte, würde ein mögliches Sprachhindernis durch geeignetes Anpassen des Pegel des spezifischen Pseudorauschens, etc. verhindert werden.
(Zweite Ausführungsform)
4 ist ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Abschnitt eines Echokompensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die allerdings nicht innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Ansprüche liegt. In dieser Ausführungsform erzeugt ein Pseudorauschgenerator 11, wie in dem Fall mit dem Vergleichbaren der ersten Ausführungsform, ein bestimmtes Pseudorauschen und gibt dieses aus. Andererseits misst eine Pegel/Frequenzcharakteristikmesseinheit 12 den Pegel und die Frequenzcharakteristik eines Signals der Nahendstimmeingabe Sin. Abhängig von dem Ergebnis dieser Messung werden die Charakteristiken der Filter 13 und 18 verändert.
5(a) zeigt eine Frequenzcharakteristik des obigen Pseudorauschens. Wie in dieser Darstellung gezeigt wird ein Pseudorauschen, das eine flache Charakteristik aufweist, verwendet. 5(b) zeigt eine Frequenzcharakteristik der Nahendstimmeingabe Sin entsprechend der Stimme des Nahendsprechers, die durch die Pegel/Frequenzcharakteristikmesseinheit 12 gemessen wird. Die Charakteristik des Filters 13 wird wie in 5(c) gezeigt in Übereinstimmung mit der gemessenen Frequenzcharakteristik verändert. In dieser Ausführungsform wird die Filtercharakteristik veränderbar gesetzt, so dass die Frequenz der Stimme des Nahendsprechers simuliert wird, und die Differenz des Pegels festgesetzt wird (in dem dargestellten Beispiel 20dB). Der Filter 18 wird so eingestellt, dass er eine umgekehrte Charakteristik in Bezug auf die des Filters 13 aufweist. Mit diesem Merkmal werden, wenn die Filter 13 und 18 in Reihe geschaltet sind, Eingangs- und Ausgangssignale der Reihenschaltung zueinander gleich.
Der Filter 13 macht die variable Filtercharakteristik, die so eingestellt ist, zu Pseudorauschen, und gibt dann das Rauschen aus. Folglich wird die Frequenzcharakteristik des Pseudorauschens in Übereinstimmung mit der Stimme des Nahendsprechers verändert. Da die Charakteristik des Pseudorauschens, wenn es ausgegeben wird, der Stimme des Nahendsprechers entsprechen wird, können jegliche negativen Auswirkungen auf den Nahendsprecher, die durch das Pseudorauschen verursacht werden, verhindert werden, selbst wenn ein Pseudorauschen mit der Fernendsprecherstimmausgabe Rout vermischt und zu dem Nahendsprecher durch die Hybridschaltung 2 übertragen wird. Der Grund dafür ist, dass der Mensch auf Grund der Fähigkeit des Gehörsinns kaum einen Sinn für körperliche Störung in Bezug auf ein Signal hat, dessen Frequenzcharakteristik angenähert ist, und eine mögliche Verschlechterung der Qualität, die in einem Gespräch auftreten kann, kann von dem Blickwinkel des körperlichen Sinnes des Gefühls verhindert werden.
Ebenso wird es so eingestellt, dass, je höher der Pegel der Stimme des Fernendsprechers wird, desto höher die Verstärkung des Filters 18 wird. Diese Anordnung besteht aus dem gleichen Grund wie oben erwähnt. Und zwar kann, wenn der Sprachpegel hoch ist, das Rauschen durch den Menschen kaum wahrgenommen werden, selbst wenn der Rauschpegel vergleichsweise hoch ist.
Eine Ausgabe von dem Filter 13 wird zu der Übertragungsleitung zum Übertragen der Stimme des Fernendsprechers durch den Addierer 14 zugeführt, und dient als die zuvor erwähnte Fernendstimmausgabe Rout. Daher wird die Ausgabe von dem Filter 13 teilweise mit der Nahendstimm eingabe Sin durch die Hybridschaltung 2 vermischt, und dann zu dem Filter 18 zugeführt. Da der Filter 18 eine inverse Charakteristik in Bezug auf die des Filters 13 aufweist, wird eine Ausgabe von Filter 18 ähnlich zu einem Signal, das erhaltbar ist, wenn eine Pseudorauschausgabe von dem Pseudorauschgenerator 11 ausgegeben wird, direkt zu der Hybridschaltung 2 zugeführt.
Als nächstes berechnet der Koeffizientberechner 15 einen Koeffizienten (zum Beispiel einen Tapkoeffizienten eines digitalen Filters oder ähnliches), der zum Erzeugen einer Echonachbildung basierend auf der Fernendstimmausgabe Rout und der Nahendstimmeingabe Sin notwendig ist. Dieses Prinzip wird nun detailliert beschrieben.
Zunächst kann, wenn das Rauschen durch N(f) in Bezug auf eine Frequenz f; die Charakteristik des Filters 11 durch G(f); die Charakteristik des Filters 18 durch G-¹(f); und die Charakteristik eines Echos durch H(f) dargestellt ist, die Frequenzcharakteristik S(f) des Nahendstimmsignals Sin durch die folgende Gleichung (9) gegeben werden.
S (f) = H (f) G (f) N (f) (9)
Als nächstes wird ein Ausgangssignal S' (f) des Filters 18 durch die folgende Gleichung (10) gegeben.
S' (f) = G-1 (f) S (f) = G-1 (f) S (f) = G-1 (f) H(f) G(f) N(f) = H(f) N(f) (10)
Eine Korrelationsberechnungsausgabe zwischen dieser und N(f) kann durch die folgende Gleichung (11) ausgedrückt werden.
Ha(f) = S' (f) N*(f) = H(f) N(f) N* (f) (11)
In der obigen Gleichung ist, da N(f) ein Rauschen nahe weiß ist, die folgende Gleichung (12) ungefähr erfüllt.
N(f) N* (f) = 1 (12)
Daher wird die folgende Gleichung (13) aufgestellt und eine Impulsantwort eines Echos kann ungefähr erhalten werden.
Ha(f) = H(f) (13)
Daher kann in einem Zeitbereich eine Impulsantwort eines Echos, und zwar ein Koeffizient zum Erzeugen einer Echonachbildung von einer Korrelationsberechnung (die unten aufgeführte Gleichung (14)) zwischen einer Ausgabe S(t) des Filters 18 und einer Ausgabe n(t) des Rauschgenerators 11 erhalten werden.
ha(t) = 1/N·
S' (τ) n (t – τ) dτ (14)
wobei
N =
n2 (τ) dτ
Der Echonachbildungsgenerator 16 gibt, wie in dem Fall mit bekannten adaptiven Filter, eine Echonachbildung ya basierend auf der folgenden Gleichung (15) aus (wie in dem Fall mit der Gleichung (7) der ersten Ausführungsform) . ya = hat x (15)
wobei ha = (h₁, h₂, , h_n)^t x – (x_k-1, x_k-2, ..., x_k-n)^t, x_j = x (jT) ist.
In dieser Ausführungsform werden die Koeffizienten h₁, h₂, ..., h_n, jeweils auf ha(T), ha(2T),..., ha(nT) gesetzt. Daher wird die in der Nahendstimmeingabe Sin enthaltene Komponente durch den Addierer 17 aufgehoben. Solch eine Echonachbildung, wie oben erwähnt, wird durch Addieren eines Pseudorauschens erzeugt, das mit der Fernendstimmausgabe Rout vermischt ist. Daher kann, selbst wenn die Komponente des spezifischen Pseudorauschens mit der Nahendstimmeingabe Sin vermischt ist, das Rauschen aufgehoben werden. Eventuell kann verhindert werden, dass die Komponente des Pseudorauschens zu dem Fernendsprecher übertragen wird. Daher tritt ein Sprachhindernis, das bei dem Fernendsprecher auftreten kann, durch die Beimischung des Pseudorauschens nicht auf. Wenn ein Rauschen irgendwie zu dem Nahendsprecher oder dem Fernendsprecher durch die Beimischung des Pseudorauschens übertragen werden sollte, würde solch ein mögliches Sprachhindernis durch geeignete Einstellung des Pegels des spezifischen Pseudorauschens etc. verhindert.
Wie oben erwähnt wird gemäß dieser Ausführungsform das Pseudorauschen, dessen Frequenzcharakteristik, in Übereinstimmung mit der Stimme des Nahendsprechers variabel ist, zwangsweise zu der Übertragungsleitung zum Übertragen der Stimme des Fernendsprechers zugeführt, und ein Echopfad wird beurteilt, und eine Echonachbildung wird unter Verwendung des spezifischen Pseudorauschens erzeugt. Dementsprechend kann ein Training zum Beurteilen eines Echopfades unabhängig von der Stimme des Fernendsprechers ausgeführt werden. Somit kann durch die Umgestaltung des Rauschens in Übereinstimmung mit dem Pe gel/der Frequenz der Nahendstimme eine geeignete Echonachbildung erzeugt werden, während eine mögliche Verschlechterung der Sprachqualität des Nahendsprechers minimiert wird.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die allerdings als solches nicht innerhalb des Bereichs der vorliegenden Ansprüche liegt, wird nun beschrieben. In dieser Ausführungsform werden die Fernendstimmeingabe Rin und die Nahendstimmeingabe Sin zeitweise abgeglichen, so dass die Genauigkeit der Aufhebungscharakteristik des Echokompensators verbessert wird.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der dritten Ausführungsform zeigt. Ein Echokompensator 10, der in dieser Darstellung gezeigt wird, unterscheidet sich von dem herkömmlichen Echokompensator 1, der in 1 gezeigt ist, dahingehend, dass eine Verzögerungsschaltung 31 zum Verzögern der Fernendstimmeingabe Rin auf einer Vorderstufe einer Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 liegt. Eine Verzögerungszeit in dieser Verzögerungsschaltung 31 ist im Allgemeinen gleich einer Übertragungsverzögerung, die zwischen einem Echokompensator 10 und einer Hybridschaltung 2 auftreten kann.
Als nächstes werden Wirkungsweisen des obigen Aufbaus beschrieben. Wie zuvor erwähnt wird im Stand der Technik, der keine Verzögerungsschaltung 31 aufweist, die Nahendstimmeingabe Sin von der Hybridschaltung 2 im Ansprechen um die oben erwähnte Verzögerungszeit im Bezug auf die Fernendstimmeingabe Rin verzögert. Dementsprechend wird die Fernendstimmeingabe Rin zunächst in die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eingege ben, und dann wird die entsprechende Nahendstimmeingabe Sin darin mit oben erwähnter Verzögerungszeit eingegeben. Aus diesem Grund sind es, wenn die Verzögerungszeit der Berechnungszeit von zum Beispiel 200 Taps des FIR-Filters entspricht, nur 312 Taps unter 512, die im Wesentlichen zu der Beurteilung des Echopfades und/oder der Erzeugung einer Echonachbildung in der Prozedur der Echopfadbeurteilung/Echonachbildungserzeugung beitragen können.
Im Gegensatz dazu kann in dieser Ausführungsform, da die Verzögerungszeit in Bezug auf die Hybridschaltung 2 zu der Fernendstimmeingabe Rin gegeben wird, so dass die Fernendstimmeingabe Rin zeitweise mit der Nahendstimmeingabe Sin abgeglichen ist, die Leistung des FIR-Filters vollständig gewonnen werden, und eine Echonachbildung kann mit höherer Genauigkeit erzeugt werden. Somit kann die Genauigkeit der Aufhebungscharakteristik des Echokompensators verbessert werden. Darüber hinaus ist, da die existierenden Vorrichtungen direkt in dieser Ausführungsform verwendet werden können, die zuvor erwähnte komplette Modifikation, etc. nicht mehr erforderlich.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben, die allerdings nicht innerhalb des Bereiches der vorliegenden Ansprüche ist. In dieser Ausführungsform werden die Fernendstimmeingabe Rin und die Nahendstimmeingabe Sin oversampled, um die Genauigkeit der Aufhebungscharakteristik des Echokompensators zu verbessern.
7 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der vierten Ausführungsform zeigt. Ein Echokompensator 20, der in dieser Darstellung gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Echokompensator 1, der in 1 gezeigt ist, in der Hinsicht, dass ein Abtastratenerhöher 32 zum Erhöhen der Abtastrate der Fernendstimmeingabe Rin und ein anderer Abtastratenerhöher 33 zum Erhöhen der Abtastrate der Nahendstimmeingabe Sin an einer Vorderstufe der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 liegen, und ein Abtastratenverringerer 34 zum Abtastratenverringern einer Echonachbildung an einer Rückstufe der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 liegt.
Hier ist, wenn zum Beispiel die Abtastfrequenz der Fernendstimmeingabe Rin und der Nahendstimmeingabe Sin 8kHz (=Fs) ist, die Abtastfrequenz der Abtastratenerhöher 32, 33 16kHz von 2Fs. Ähnlich ist die Abtastfrequenz durch den Abtastratenverringerer 34 8kHz von Fs.
Als nächstes werden Wirkungsweisen des oben erwähnten Aufbaus beschrieben. Mit solch einem Aufbau werden, wie oben erwähnt, die Beurteilung eines Echopfades und/oder die Erzeugung einer Echonachbildung bei den selben 2Fs wie den Abtastratenerhöhern 32, 33 durchgeführt. Da dieses Echo durch Faltungsoperation zwischen einer Echopfadbeurteilung basierend auf der abtasterhöhten Fernendstimmeingabe Rin und der Nahendstimmeingabe Sin und der abtasterhöhten Fernendstimmeingabe Rin erzeugt wird, ist die Genauigkeit höher als bei dem herkömmlichen Echokompensator. Folglich kann die Genauigkeit der Aufhebungscharakteristik des Echokompensators verbessert werden. Ferner gibt es einen Vorteil, dass die Geschwindigkeit der Konvergenz schneller wird als die Abtastrate erhöht wird. Darüber hinaus ist, da der Echokompensator dieser Ausführungsform, wie im Fall der dritten Ausführungsform, die existierenden Vorrichtungen wie sie sind verwenden kann, die oben erwähnte komplette Modifikation, etc. nicht notwendig.
(Fünfte Ausführungsform)
A. AUFBAU DER AUSFÜHRUNGSFORM
9 ist ein Blockdiagramm eines wichtigen Abschnitts eines Echokompensators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Vorrichtung wird eine Initialbeurteilungsschaltung 7 zusätzlich zu dem Echokompensator von 1 verwendet. Ein Abschnitt, der nicht dargestellt ist, ist auf dieselbe Weise wie in 1 aufgebaut.
In 9 bezeichnet Bezugszeichen 71 eine Verzögerungszeitmessschaltung. Die Verzögerungszeitmessschaltung erhält eine Verzögerungszeit T_D (siehe 2) basierend auf der Nahendstimmeingabe und der Fernendstimmausgabe Rout und gibt dessen Ergebnis aus. Als Einrichtung zum Erhalten der Verzögerungszeit T_D kann zum Beispiel eine Differenz zwischen der Zeit, wenn ein Peak der Nahendstimmeingabe Sin erzeugt wird, und der Zeit, wenn ein Peak der Fernendstimmausgabe Rout erzeugt wird, beide in einer vorbestimmten Periode, erhalten werden, oder eine gegenseitige Korrelation zwischen den zwei Signalen kann erhalten werden kann.
Bezugszeichen 75 bezeichnet eine Verzögerungsschaltung. Diese Verzögerungsschaltung 75 verzögert die Fernendstimmausgabe Rout um die Verzögerungszeit T_D, die von der Verzögerungszeitmessschaltung 71 ausgegeben wird. Bezugszeichen 72 bezeichnet eine Pegelverhältnismessschaltung. Diese Pegelverhältnismessschaltung 72 vergleicht einen Pegel zwischen der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout und führt ein Signal, das dem Verhältnis entspricht einem Ende des Multiplizierers 76 zu. Auch wird die verzögerte Fernendstimmausgabe Rout zu einem anderen Ende des Multiplizierers 76 zugeführt. Auch wird eine Fernendstimmausgabe Rout, die bezüglich Verzögerungszeit und Pegel normalisiert ist (diese Ausgabe wird nachstehend als "das Signal Rout" bezeichnet) von dem Multiplizierer 76 ausgegeben.
Bezugszeichen 74 bezeichnet eine Schwingungsverlaufdatenbank. Diese Schwingungsverlaufdatenbank 74 speichert charakteristische Daten von Echoschwingungsformen für verschiedene Arten von Hybriden. Die Formulierungen "charakteristische Daten", die hierin verwendet werden, beziehen sich auf den Tapkoeffizienten bi (siehe Gleichung (1)) in dem FIR-Filter der Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3. Es sollte beachtet werden, dass es dutzende Arten von Hybriden gibt, die aktuell in einer Telefonleitung verwendet werden, und es keine schwierige Aufgabe ist die charakteristischen Daten für alle Arten von Hybriden zu speichern. Bezugszeichen 73 bezeichnet einen Konfigurationskomparator. Dieser Konfigurationskomparator 73 wählt einen der charakteristischen Daten aus, die der aktuellen Korrelation am meisten ähneln, basierend auf der Korrelation zwischen dem Signal Rout' und der Nahendstimmeingabe Sin. Die ausgewählten Charakteristikdaten (Tapkoeffizient bi) werden auf einen Initialwert des Tapkoeffizienten des FIR-Filters der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 gesetzt.
Die Fernendstimmausgabe Rout die durch die Verzögerungsschaltung 75 verzögert ist, wird auch zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt. Somit existiert in der Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 keine Verzögerungszeit T_D (siehe Fig. 2) zwischen der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout. Es sollte beachtet werden, dass die Verzögerungszeitmessschaltung 71, die Pegelverhältnismessschaltung 72 und der Konfigurati onskomparator 73 alle im Betrieb gestoppt werden, wenn ein Doppelsprechen in der Steuereinheit 4 erfasst wird (das heißt, wenn das Doppelsprechensignal DT ausgegeben wird).
B. BETRIEB DER AUSFÜHRUNGSFORM
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
Zunächst wird, wenn der Fernendsprecher einen Ton abgibt, dessen Inhalt zu der Verzögerungszeitmessschaltung 71 in Form der Fernendsprechausgabe Rout zugeführt. Wenn die Nahendstimmeingabe Sin als ein auf ihr basierendes Echo zu der Verzögerungszeitmessschaltung 71 in Kürze weitergegeben wird, wird die Verzögerungszeit T_D in der Verzögerungszeitmessschaltung 71 berechnet, und ihr Wert wird der Verzögerungsschaltung 75 und der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt.
Folglich wird die Fernendstimmausgabe Rout, die nun um T_D verzögert ist, zu der Pegelverhältnismessschaltung 72 zugeführt. Die Pegelverhältnismessschaltung 72 wiederum führt ein Signal entsprechend dem Verhältnis der Pegel zwischen der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout zu einem Ende des Multiplizierers 76 zu. Dadurch wird das Signal Rout', das nun bezüglich Verzögerungszeit und Pegel normalisiert ist, zu dem Konfigurationskomparator 73 zugeführt.
In dem Konfigurationskomparator 73 wird eines der charakteristischen Daten, die in der Schwingungsformdatenbank 74 gespeichert sind, das der aktuellen Korrelation am ähnlichsten ist, basierend auf der Korrelation zwischen dem Signal Rout' und der Nahendstimmeingabe Sin ausgewählt. Die ausgewählten Charakteristikdaten werden bezüglich ihrem Pegel durch den Multiplizierer 77 korrigiert, und werden dann zu der Echopfadbeurteilungs/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt. Durch diese Prozedur wird ein Initialwert des Tapkoeffizienten des FIR-Filters gesetzt. Die Fernendstimmausgabe Rout, die nun um T_D verzögert ist, wird ferner zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 durch die Verzögerungsschaltung 75 zugeführt.
Zu dem Zeitpunkt, wenn die Einstellung der Verzögerungszeit T_D bezüglich der Verzögerungsschaltung 75 und die Einstellung eines Initialwertes des Tapkoeffizienten b_i mit Bezug auf den FIR-Filter auf die wie eben erwähnte Weise alle beendet sind, ist der Betrieb der Initialbeurteilungsschaltung 7 beendet. Danach wird in der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eine Lernidentifikation basierend auf der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout gemacht, und der Tapkoeffizient bi wird geeignet verändert, um einen korrekteren Echopfad zu beurteilen. Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 75 durch die Verzögerungszeitmessschaltung 71 gesetzt werden, und ein Initialwert des Tap-koeffizienten b_i in der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 kann durch den Konfigurationskomparator 73 und die Schwingungsverlaufdatenbank 74 gesetzt werden.
Natürlich ist die Beurteilung eines Echopfades durch diese Initialwerte nicht beendet, und weiteres Lernen ist in der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 erforderlich. Allerdings kann mit der oben erwähnten Anordnung die für das Konvergieren des Ergebnisses des Lernens merklich verkürzt werden durch Wiedergeben der Initialwerte, die einen etwas zufriedenstellen den Grad an Korrektheit aufweisen, zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3. Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Fernendstimmausgabe Rout, die nun um T_D verzögert ist, zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 durch die Verzögerungsschaltung 75 zugeführt wird, die Last des Lernens in der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 verringert werden, und die Echopfadbeurteilung kann mit höherer Geschwindigkeit und mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden.
Wie zuvor beschrieben kann gemäß dem Echokompensator dieser Ausführungsform, da die Verzögerungszeit zu dem Zeitpunkt, wenn eine Echonachbildung erzeugt wird, voreingestellt wird, oder ein vergleichsweise genauerer Initialwert jedes Parameters eingestellt werden kann, eine Echopfadbeurteilung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
(Sechste Ausführungsform)
A. AUFBAU DER AUSFÜHRUNGSFORM
10 ist ein Blockdiagramm eines wichtigen Abschnitts eines Echokompensators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform werden ein Spektrumkomparator 81 und eine Frequenzantwortdatenbank 81 anstelle des Konfigurationskomparators 73 und der Schwingungsverlaufdatenbank 74 der fünften Ausführungsform verwendet.
Die Frequenzantwortdatenbank 81 speichert Daten der Frequenzantwortcharakteristiken von verschiedenen Arten von Hybriden. Da es nur ungefähr ein Dutzend Arten von Hybriden gibt, die aktuell in einer Telefonleitung, wie zuvor erwähnt, verwendet werden, ist es nicht schwierig Daten der Frequenzantwortcharakteristiken aller Arten von Hybriden zu speichern. Der Spektrumkomparator 81 wählt eine der Frequenzantwortcharakteristiken aus, die der aktuellen Charakteristik am ähnlichsten ist, basierend auf der Korrelation zwischen dem Signal Rout' und dem Nahendstimmeingang Sin. Ein Konverter 83 konvertiert die ausgewählte Frequenzantwortcharakteristik zu einer Antwortcharakteristik auf einer Zeitachse. Genauer gesagt werden die Frequenzantwortcharakteristiken in die Tapkoeffizienten bi umgewandelt, und diese Tapkoeffizienten bi werden zu Initialwerten der Tapkoeffizienten des FIR-Filters der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eingestellt. Der Spektrumkomparator 81 wird, wie in dem Fall mit dem Konfigurationskomparator 73 der fünften Ausführungsform, in seinem Betrieb gestoppt, wenn ein Doppelsprechen in der Steuereinheit 4 erfasst wird (das heißt, wenn das Doppelsprechensignal DT ausgegeben wird).
B. BETRIEB DER AUSFÜHRUNGSFORM
Als nächstes wird der Betrieb der Ausführungsform beschrieben.
Zunächst wird, wenn der Fernendsprecher ein Geräusch von sich gibt, dessen Inhalt zu der Verzögerungszeitmessschaltung 71 in der Form der Fernendstimmausgabe Rout ausgegeben. Wenn die Nahendstimmeingabe Sin als ein darauf basierendes Echo zu der Verzögerungszeitmessschaltung 71 in Kürze zugeführt wird, wird die Verzögerungszeit T_D in der Verzögerungszeitmessschaltung 71 berechnet und deren Wert wird zu der Verzögerungsschaltung 75 und der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt.
Folglich wird die Fernendstimmausgabe Rout, die nun um T_D verzögert ist, zu der Pegelverhältnismessschaltung 72 zugeführt. Die Pegelverhältnismessschaltung 72 wiederum führt ein Signal entsprechend einem Verhältnis des Pegels zwischen der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout zu einem Ende des Multiplizierers 76 zu. Dadurch wird das Signal Rout', das nun bezüglich Verzögerungszeit und Pegel normalisiert ist, zu dem Spektrumkomparator 81 zugeführt.
In dem Spektrumkomparator 81 wird eines der charakteristischen Daten, die in der Frequenzantwortdatenbank 82 gespeichert sind, das der aktuellen Charakteristik am ähnlichsten ist, basierend auf der Korrelation zwischen dem Signal Rout' und der Nahendstimmeingabe Sin ausgewählt. Die ausgewählte Charakteristik wird zu dem Tapkoeffizienten b_i durch den Konverter 83 umgewandelt, dann wird ihr Pegel durch den Multiplizierer 77 korrigiert und dann zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt. Durch diese Prozedur wird ein Initialwert des Tapkoeffizienten des FIR-Filters eingestellt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn das Einstellen der Verzögerungszeit T_D in Bezug auf die Verzögerungsschaltung 75 und das Einstellen eines Initialwertes des Tapkoeffizienten b_i in Bezug auf den FIR-Filter in wie eben erwähnter Weise beendet werden, die Operation der Initialbeurteilungsschaltung 7 beendet. Danach wird in der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 eine Lernidentifikation basierend auf der Nahendstimmeingabe Sin und der Fernendstimmausgabe Rout gemacht, und der Tapkoeffizient bi wird geeignet verändert, um einen korrekteren Echopfad zu beurteilen. Auf diese Weise kann gemäß dieser Ausführungsform die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 75 durch die Verzögerungszeitmess schaltung 71 eingestellt werden, und ein Initialwert des Tapkoeffizienten bi kann durch die Verzögerungszeitmessschaltung 71, die Frequenzantwortdatenbank 81 und den Konverter 83 eingestellt werden.
Wie oben erwähnt kann gemäß dieser Ausführungsform die zum Konvergieren des Ergebnisses des Lernens benötigte Zeit beachtlich verkürzt werden, wie in dem Fall mit der fünften Ausführungsform durch Wiedergeben der Initialwerte, die einen etwas zufriedenstellenderen Grad an Korrektheit aufweisen, an die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3.
(Abgeänderte Ausführungsform)
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf oben erwähnte Ausführungsformen begrenzt ist. Zum Beispiel können viele Veränderungen und Modifikationen wie folgt vorgenommen werden.

1. In jeder der oben erwähnten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf eine Signalübertragung zwischen einem Mobiltelefon und einem terrestrischen Telefon angewandt. Allerdings ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auf alle Kommunikationsnetzwerke, in denen eine Signalübertragung zwischen einer Zweidrahtschaltung und einer Vierdrahtschaltung gemacht wird, angewendet werden.
2. In der ersten und in der zweiten Ausführungsform erzeugt der Pseudorauschgenerator 11 normalerweise ein Pseudorauschen. Allerdings kann ebenso eine Anordnung gemacht werden, in der eine Rufgrenze von der Vermittlungsstelle empfangen wird, und kein Pseudosignal erzeugt wird, bis nach Durchlaufen einer bestimmten Zeit. Wegen dieser Anordnung kann das Lernen mit der Zeit beendet werden, in der der Nahendsprecher den Empfänger sehr nah an das Ohr bringt, so dass verhindert werden kann, dass ein Pseudorauschen zu dem Nahendsprecher zu dem Zeitpunkt eines aktuellen Sprechens übertragen wird.
3. Der Pseudorauschgenerator 11 kann ein Pseudorauschen erzeugen, wenn der Fernendsprecher in einem Nicht-Sprech-Zustand für mehr als eine vorbestimmte Zeit bleibt. Der Grund ist, dass, wenn die Fernendsprecherseite in einem Nicht-Sprech-Zustand ist, die Übertragung eines Rauschens, wenn es welches gibt, zu der Nahendsprecherseite kein Hindernis für das Sprechen sein kann.
4. Der Pseudorauschgenerator 11 kann ein Pseudorauschen erzeugen, wenn eine Aufhebung des Echos unter einen vorbestimmten Pegel in dem Addierer 17 gegangen ist. Der Grund dafür ist, dass es eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür gibt, dass keine Erzeugung einer normalen Echonachbildung in dem Echonachbildungsgenerator 16 stattfindet, und ein Wiederlernen scheint wünschenswert zu sein.
5. Der Pegel eines Pseudorauschens ist in der ersten Ausführungsform konstant. Allerdings kann der Pegel des Pseudorauschens verringert werden, wenn die für das Ausführen der Korrelationsoperation erforderliche Zeit erhöht ist.
6. In der vierten Ausführungsform sind die Abtastratenerhöher 32, 33 und der Abtastratenverringerer 34 aus getrennten Elementen gebildet. Alternativ können sie aus einem einzelnen Element durch einen Digitalsignalprozessor (DSP) 35, wie in 8 gezeigt, ausgebildet sein. In diesem Fall kann, da es gut genug ist, dass der DSP 35 dem herkömmlichen Aufbau bereitgestellt ist, und ein Takt zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 auf 2Fs verändert ist, die Genauigkeit der Aufhebungscharakteristik des Echokompensators durch leichtes Verändern des Entwurfs allein der Schaltung verbessert werden. Mit anderen Worten kann, da es gut genug ist, dass die Abtastrate der Eingangs-/Ausgangssignale zu der Beurteilungseinrichtung und dem Echonachbildungsgenerator mittels eines einzelnen Signalkonverters umgewandelt wird, eine Veränderung von existierenden Vorrichtungen einfacher gemacht werden.
7. In der vierten Ausführungsform kann die Reihenfolge der Abtastprozedur in Abhängigkeit von der Notwendigkeit verändert werden. Wichtige Dinge sind hier, dass die Verarbeitungszeit der Abtastratenerhöher 32, 33 und des Abtastratenverringerers 34 zeitweise übereinstimmen müssen, und die Ausgabe von dem Abtastratenverringerer 34 zeitweise kontinuierlich sein muss.
8. Die oben erwähnte dritte und vierte Ausführungsform können kombiniert werden. 11 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus eines Echokompensators 30, der von solch einer Kombination verwendet wird. Wie in der Darstellung gezeigt, liegt eine Verzögerungsschaltung 31 an der Vorderstufe des Abtastratenerhöhers 32. Diese Verzögerungsschaltung 31 ist an die Verzögerung des Fernendstimmeingangs Rin durch eine Übertragungsverzögerung, die zwischen dem Echokompensator 30 und der Hybridschaltung 2 auftreten kann, angepasst. Gemäß diesem Aufbaubeispiel kann die Genauigkeit der Kompensationscharakteristik des Echokompensators durch den Multiplizierereffekt der dritten und der vierten Ausführungsform verbessert werden.
9. In der fünften Ausführungsform speichert die Schwingungsverlaufdatenbank 74 den Tapkoeffizienten bi als die charakteristischen Daten. Allerdings sind die charakteristischen Daten nicht auf den Tapkoeffizienten b_i begrenzt. Zum Beispiel können ein Alphaparameter, ein LSP Parameter, ein Proanrufkoeffizient oder ähnliches, das die Antwortcharakteristik verschiedener Arten von Hybriden anzeigen kann, als die charakteristischen Daten gespeichert werden.
10. In der fünften und in der sechsten Ausführungsform ist die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 nicht auf eine begrenzt, die den Lernidentifikationsalgorithmus verwendet. Alternativ kann ein weiter Bereich an Algorithmen, wie zum Beispiel ein Kalman Filter und ähnliches verwendet werden.
11. In der fünften und der sechsten Ausführungsform kann die Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 so neu entworfen werden, dass zunächst der Pegel der Echonachbildung so eingestellt ist, dass er kleiner ist als der geschätzte Wert, und er allmählich zu dem Originalpegel im Laufe der Zeit erhöht wird. Der Grund ist, dass, da es schwierig ist eine Echonachbildung korrekt zu einem frühen Zeitpunkt zu beurteilen, ein hohes Einstellen des Pegels des Echonachbildungssignals Y eher zu solch einer Unannehmlichkeit führt als eine Erzeugung eines Rauschens, etc.
12. In der dritten bis zur sechsten Ausführungsform wird ein Echopfad basierend auf der von dem Fernendsprecher erzeugten Stimme beurteilt. Alternativ kann ein Echopfad unter Verwendung anderer Signale beurteilt werden. Zum Beispiel in dem Fall, in dem ein Rufen von dem nahen Ende ausgegeben wird, kann ein Echopfad unter Verwendung eines Ruftons beurteilt werden, wohingegen in dem Fall, in dem ein Rufen von dem Fernende ausgegeben wird, ein Echopfad durch Übertragung eines Trainingssignals zu dem Hybriden unmittelbar nach dem Abheben auf der nahen Seite beurteilt werden, so dass ein Echopfad darauf basierend beurteilt wird. Der Grund ist, dass wegen vorhe riger Anordnung, wenn der Nahendsprecher oder der Fernendsprecher eigentlich ein Gespräch starten, eine genaue Echopfadbeurteilung bereits erhalten wird.
13. In der fünften und sechsten Ausführungsform wird die Fernendstimmausgabe Rout, die durch die Verzögerungsschaltung 75 verzögert wurde, zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt. Alternativ kann eine nicht verzögerte Fernendstimmausgabe Rout zu der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 zugeführt werden. In diesem Fall kann die Fernendstimmausgabe Rout um die Verzögerungszeit T_D verzögert werden, die in der Verzögerungszeitmessschaltung 71 innerhalb der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungsverzögerungsschaltung 3 gemessen wird (insbesondere in einer numerischen Zahl 1, wird ein entsprechender Tapkoeffizient bi auf "0" gebracht). Dadurch kann, selbst wenn die Verzögerungszeit T_D verändert ist, die Echonachbildung zu der verzögerten Zeit T_D mittels eines Lernens innerhalb der Echopfadbeurteilungs-/Echonachbildungserzeugungsschaltung 3 folgsamer gemacht werden.

Claims

Ein Echokompensator, der in einem Kommunikationsleitungsnetzwerk zum Durchführen einer Übertragung zwischen einer durch eine Vierdrahtseite übertragenen und eine Zweidrahtseite übertragnen Stimme verwendet wird, wobei der Echokompensator umfasst: eine Speichereinrichtung (74, 82) zum Speichern der Antwortcharakteristiken einer Vielzahl von Hybriden; eine Auswahleinrichtung (73, 81) zum Auswählen einer der Antwortcharakteristiken basierend auf einer Beziehung zwischen einem Übertragungssignal, das sich von der Vierdrahtseite zu der Zweidrahtseite ausbreitet, und einem Echosignal, das sich von der Zweidrahtseite zu der Vierdrahtseite ausbreitet; eine Echonachbildungserzeugungseinrichtung (3) zum Beurteilen eines Echopfads durch einen vorbestimmten Lernalgorithmus und zum Erzeugen einer Echonachbildung durch geeignetes Verzögern des Übertragungssignals und durch Umgestalten des Signals in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Parameter; und eine Initialparametereinstelleinrichtung zum einstellen eines Initialwertes des Parameters auf der Grundlage der Antwortcharakteristik, die von der Auswahleinrichtung ausgewählt wird.
Ein Echokompensator, der in einem Kommunikationsleitungsnetzwerk nach Anspruch 1 verwendet wird, dadurch ge kennzeichnet, dass die Antwortcharakteristiken Frequenzantwortcharakteristiken sind.
Ein Echopfadbeurteilungsverfahren zum Beurteilen eines Echopfades mit Bezug auf das Kommunikationsleitungsnetzwerk zum Durchführen einer Übertragung zwischen einer durch eine Vierdrahtseite übertragenen Stimme und einer durch eine Zweidrahtseite übertragenen Stimme, wobei das Verfahren die Schritt umfasst: Speichern der Antwortcharakteristiken einer Vielzahl von Hybriden; Auswählen einer der Antwortcharakteristiken basierend auf einer Beziehung zwischen einem Übertragungssignal, das sich von der Vierdrahtseite zu der Zweidrahtseite ausbreitet und einem Echosignal, das sich von der Zweidrahtseite zu der Vierdrahtseite ausbreitet; Beurteilen eines Echopfades durch einen vorbestimmten Lernalgorithmus und Erzeugen einer Echonachbildung durch geeignetes Verzögern des Übertragungssignals und Umgestalten des Signals in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Parameter; und Einstellen eines Initialwertes des Parameters basierend auf der Antwortcharakteristik, die durch die Auswahleinrichtung ausgewählt wird.
Ein Echopfadbeurteilungsverfahren nach Anspruch 3, adurch gekennzeichnet, dass die Antwortcharakteristiken Frequenzantwortcharakteristiken sind.