JPH0787344B2 - 適応フイルタ - Google Patents

適応フイルタ

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JPH0787344B2
JPH0787344B2 JP62071909A JP7190987A JPH0787344B2 JP H0787344 B2 JPH0787344 B2 JP H0787344B2 JP 62071909 A JP62071909 A JP 62071909A JP 7190987 A JP7190987 A JP 7190987A JP H0787344 B2 JPH0787344 B2 JP H0787344B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、 （ａ）.N個の最も直前に送信された記号を受け取り、遅
延させるための遅延手段および （ｂ）．最も直前に送信された記号のうちの非遅延の記
号と、所定の第１系列の遅延された記号の少なくとも１
個とをその番地指定回路に常に供給するための前記遅延
手段に結合される番地指定回路 を具えるとともに、 前記番地指定回路はその番地指定回路に結合されるメモ
リに対する番地を、供給される信号から形成するように
設けられるとともに、このメモリには常に第１の補正信
号が前記番地夫々に対して記憶され、 また、 （ｃ）．最も直前に送信された記号のうちの非遅延の記
号と、所定の第２系列からの遅延された記号とをその加
重加算装置に常に供給するための前記遅延手段に結合さ
れる加重加算装置を具え、 前記加重加算装置はその加重加算装置に供給される夫々
の信号を所定の特定の係数と乗算するように、またその
加重加算装置に供給され前記特定係数と乗算された全て
の信号の合計である第２の補正信号を供給するように設
けられ、 更に、 （ｄ）．前記第１の補正信号と第２の補正信号とを加算
するための手段および （ｅ）．前記加重加算装置の係数と前記メモリの補正値
を適応できるように制御する手段を具えて、一対の導体
を通じてデュプレックスのディジタル通信に対して設け
られるトランシーバシステムにおけるエコーキャンセル
信号を形成する適応フィルタに関するものである。
２線式リングによる２（双）方向でのディジタル通信に
とって、このような２線式リンクにおいて用いられる受
信器の入力における信号がその受信器と統合される送信
器の送信信号によって発生される強いエコー成分を含む
ために、エコーキャンセラの使用は、やむを得ないこと
である。この受信された信号に存しそれ自体の送信器に
より送信された信号のうちの通常はエコー信号と称せら
れる小部分に関し、非常に接近した可能な限りの近似値
である信号によりその受信された信号を減ずることによ
って、この受信された信号に存する強いエコー成分にも
かかわらずその受信された信号から実際に受信される信
号を抽出することは可能である。このようなタイプのエ
コーキャンセラにおいては、送信された先立つ記号のど
んな線形組合わせに対しても補償可能なフィルタ、通常
はトランスバーサルフィルタと称せられるものを用いる
ことができる。このエコーキャンセルの方法は、広範囲
に亘って、“Digital echo cancellation for baseband
data transmission"（N.A.M.Verhoecks等著、IEEE Tra
ns.ASSP,VoI.ASSP−27,No.6,1979年12月、768頁〜781
頁）に詳述されている。しかしながら、前記送信器と受
信器との間における通信通路の非線形伝送特性は前記ト
ランスバーサルフィルタによっては補償されることはで
きなく、見逃し誤り値が形成されて十分なエコーキャン
セルができない。
米国特許第4,237,463号明細書には、適応制御ループよ
り成るエコーキャンセラが開示されている。この適応制
御ループには、所定の先行する時間の間において送信さ
れる記号のどんな起こり得る組み合せに対しても特定の
補償値がそのテーブルに有されるテーブルを記憶したメ
モリが用いられる。このようなエコーキャンセラを用い
る場合には、補正信号が線形的に先に送信された一連の
記号と関係される必要がないために、確かに非線形性を
補償することは可能である。
しかしながら、このようなエコーキャンセラは、前記適
応制御が適切な補償値に到達するのに、トランスバーサ
ルフィルタが用いられる場合よりもかなりに長い時間を
必要とするという欠点を有している。この理由は、前記
テーブルのどんな任意の値でも非常に低速度でしか読み
出されなく、そしてその後で前記適応制御ループを介し
て補正されるにすぎないからである。
補正値を有するテーブルを用いる他の欠点は、前記補正
値がカバーできなければならない巾広い振幅範囲を考え
ると、大記憶容量が必要とされることである。そして、
この大記憶容量は、大チップ表面積を要することとな
り、チップのコスト価格が増加する。一方、加えるに、
製造過程での不合格品数は、大表面積を有するチップほ
ど大になる。
ヨーロッパ特許第0092569号明細書には、冒頭で説明さ
れたタイプの適応フィルタが開示されている。この内容
は、エコー信号の非線形成分もまた線形成分の補償に加
えて補償することができるというものである。この目的
のために、前記適応フィルタは第１の部分と第２の部分
とに分割されている。この第１の部分は最も直前に送信
された記号に対するエコーキャンセル信号を形成し、こ
の目的のために補正値を有するテーブルを具えている。
これに対して、前記第２の部分はより前に送信された記
号に対するエコーキャンセル信号を形成し、この目的の
ためにトランスバーサルフィルタを具えている。この基
本的な考え方は、最も直前の送信された記号であるため
に、このエコー成分は最も大きな振幅を有するととも
に、このエコー成分の非線形は前記エコー信号に大きな
影響を有している。したがって、最も直前に送信された
記号のエコー成分に対しては、エコーキャンセル信号が
テーブルの助けによって形成される。このテーブルにお
いては、また非線形が考慮されている。より前に送信さ
れた記号によってもたらされるエコー成分はより小さい
振幅を有するとともに、このエコー成分の非線形は全エ
コー信号において比較的小さな影響しか有さない。した
がって、これらの非線形を補償しないということは、エ
コーキャンセルをそれ程には低下させるものではない。
これが、より前に送信された記号に対するエコーキャン
セル信号を形成するためにトランスバーサルフィルタを
用いる理由である。完全なエコーキャンセル信号は、そ
の後に、前記テーブル構成のフィルタの出力信号と、前
記トランスバーサルフィルタの出力信号とを加算するこ
とによって得られる。
満足できるエコーキャンセル信号は前記ヨーロッパ特許
第0092569号明細書において開示されるような適応フィ
ルタによって発生されることはできるけれども、この適
応フィルタはそのフィルタの第１の部分、最も直前の送
信された記号に対するエコーキャンセル信号が形成され
る部分に関して、巾の広い振幅範囲を考えると、補償さ
れる信号に対する補正値が通過することができなければ
ならない比較的大きな記憶容量を必要とするという欠点
を有している。非常に多くの可能な補正値を考えると、
各補正値は比較的に少しの程度にしか利用されない。し
たがって、前記適応制御の助けによって低速度で最適と
なる。これは収束速度、言い換えれば前記フィルタが最
適エコーキャンセル信号を形成することが可能な速度を
かなり低下させる。加えるに、既に前述されたように、
前記テーブルに対して比較的大きなメモリは高価格のチ
ップを必要とする。
本発明は、前記ヨーロッパ特許第0092569号明細書にそ
って適応フィルタに関して前述されたような欠点を有さ
ない前記タイプの適応フィルタを提供することを目的と
するものである。この目的のために、本発明による適応
フィルタは、最も直前に送信された信号のうちのＭ個の
遅延された記号は前記番地指定回路に供給され、また最
も直前に送信された信号のうちのＭ個の遅延された記号
は前記加重加算装置に供給され、 Ｍ＜Ｎ である。
本発明によれば、テーブル構造を有する適応フィルタ
は、最も直前に送信された記号に対するエコーキャンセ
ル信号での非線形部分のみを形成することができること
を必要する。これに対して、エコー信号でのそれらの送
信された記号の線形部分は加重加算装置によって補償さ
れる。テーブルの補正値は小さな振幅範囲を通過するこ
とができることだけが必要である。したがって、各補正
値は比較的しばしば番地指定されるとともに、前記適応
制御ループを介して最も効果的にされる。これにより、
テーブル構造を有する適応フィルタの収束速度は速くな
る。一方、加えるに、このメモリに対して必要とされる
記憶場所、したがってチップの表面積は小さくなり得
る。
次に、本発明による適応フィルタの具体的一実施例につ
き図面を参照しつつ説明する。なお、このトランシーバ
システムは、一対の導体を通じてディジタル通信のデュ
プレックス動作を行なうものである。また、この関係に
おいて、完成のために、注目されるべきことは、非常に
種々の実施がトランシーバシステムに対する概念上の構
成に関して可能であるということである。
第１図のトランシーバシステムにおいて、送信されるデ
ィジタル記号は、ライン１を介して送信増幅器２に伝達
される。この送信増幅器２の出力において、送信される
信号Ｓが得られる。この信号Ｓは、ハイブリッド回路３
の第１の端子に加えられる。このハイブリッド回路３の
第２の端子に、一対の導体４が接続されている。この一
対の導体４を介して、図示されない別のトランシーバシ
ステムに記号が送信され、同時に別のトランシーバシス
テムから信号Ｓ′が受信される。
前記ハイブリッド回路３は、比較的強いエコー信号ｅを
前記第１の端子から第３の端子に直接的に通り抜けさせ
る。この第３の端子は伝送システムの受信セクションに
結合されている。また、第３の端子を介して、信号Ｓ′
＋ｅがアナログ−ディジタル変換器５に伝えられる。こ
のアナログ−ディジタル変換器５は、アナログ信号とし
て考えられることができる前記信号Ｓ′＋ｅをディジタ
ル信号に変換する。このディジタル信号は、減算回路６
の入力端子に加えられる。この減算回路６の他の入力端
子には、前記エコー信号ｅに関して非常に接近した可能
な限りの近似値が、エコーキャンセル信号として、こ
の後になお一層に詳述される方法でもって供給され、前
記信号Ｓ′にできるだけ同じ信号が前記減算回路６の出
力において得られるように確保する。この得られた信号
は、ライン７を介して図示されない受信器に供給され
る。
このブロック回路には前記アナログ−ディジタル変換器
５を含むけれども、替わりに、このディジタル−アナロ
グ変換器５を取り除いて、ディジタルの前記エコーキャ
ンセル信号をディジタル−アナログ変換器を介して前
記減算回路６に供給するとともに、直接的にアナログの
前記信号Ｓ′＋ｅを前記減算回路６に供給することは可
能である。したがって、前記減算回路６の出力には、信
号がその後においてサンプルされディジタル化され得
るアナログ信号の形で得られる。このディジタル化後の
ディジタル信号は、受信器と、この後において詳細に説
明される適応制御ループとに供給されるようになる。
前記エコー信号ｅがＮ個の先に送信された記号と線形関
係にある線形部分を含むだけではなく非線形部分も含む
ことに関しては、前記送信増幅器２および／またはハイ
ブリッド回路３、およびアナログ−ディジタル変換器５
がある場合にはその変換器５の非線形伝送特性が起因し
ている。
前記エコーキャンセル信号を発生する適応フィルタ
は、本発明によって前記エコー信号ｅの線形部分および
非線形部分の両者に対して適切なエコーキャンセル信号
を発生するように配される。
次の説明においては、前記エコーキャンセル信号の発
生に対して、Ｎ個の先に送信された記号の影響が考慮さ
れねばならないことが仮定される。このＮ個の記号は経
験的に決定されるとともに、トランシーバシステムの特
有の構成と、満たされるべき品質要求とに依存してい
る。
前記適応フィルタは、Ｎ個の出力を有する遅延回路８、
例えばシフトレジスタを具えている。なお、Ｎ個の先に
送信された信号の１個が夫々の出力に現われて、最も直
前に送信された記号が最初の出力に現われる。
本質的に知られている加重加算装置９のＮ個の入力は、
前記遅延回路８のＮ個の出力夫々に接続されている。
前記遅延時間８および加重加算装置９の組み合わせは、
現にトランスバーサルフィルタを構成するとともに、Ｎ
個の先に送信された記号の線形組み合わせである信号を
前記加重加算装置９の出力から供給することを可能にす
る。これらＮ個の記号夫々は、前記加重加算装置９にお
いて特定の係数と乗算される。この理由は、エコー補償
信号において非常に直前に送信された信号の部分は、当
然に、例えばＮ個の期間前に送信された信号の影響力に
比べて一層大きくてかなりに重みをかけなければならな
いためである。この加重加算装置９の係数は、適応制御
ループによって連続的に最も効果的にされる。
前記遅延時間８の初めのＭ個（Ｍ＜Ｎ）の出力はまた番
地指定回路10のＭ個の入力夫々に接続されている。この
番地指定回路10は、Ｍ個の供給された記号からメモリ1
1、例えばRAMに対する番地を形成する。このメモリ11に
おいて、適切な補正値は、前記エコーキャンセル信号
での初めのＭ個の記号に対するＭ個の記号の組み合わせ
夫々に対して記憶される。原則的には、前記エコー信号
ｅの初めのＭ個の記号の非線形部分に対するキャンセル
信号だけがそのＭ個の記号の夫々に対して前記メモリ11
に記憶される。
これは、前記エコー信号ｅの最も直前のＭ個の記号での
非線形だけが補償されなければならないことにもとづい
ている。この理由は、より前に送信されたＭ＋１番目か
らＮ番目の記号での非線形は前記エコー信号ｅにおいて
どんな明らかな影響をも有さないし、したがってキャン
セルされるには及ばないためである。
前記メモリ11の出力信号nlin.と、前記加重加算装置
９の出力信号linとは、加算回路12において加算さ
れ、前記エコーキャンセル信号として前記減算回路６
に供給される。
連続的に前記加重加算装置９の係数および前記メモリ11
の補正値を最も効果的にする目的で、回路13を有する適
応制御ループはそれ自体既知の手段で提供される。この
ような回路の動作のモードは、Verhoecks著の前述され
た記事から知られる。また、前記ヨーロッパ特許出願第
0092569号にも開示されている。
前記回路13の４個の入力において、この回路13は、前記
ライン１からの信号、ライン７からの信号、最も直前に
形成された補正信号linのために用いられた前記加重
加算装置９の係数値および最も直前に形成された補正信
号nlinのために用いられた前記メモリ11の補正値夫々
を受け取る。これにもとづいて、前記回路13は、前記加
重加算装置９に対するＮ個の係数の新しいシーケンスを
決定する。また、前記メモリ11の用いられる補正値を置
き換えるために新しい補正値をも定める。このメモリ11
が比較的少数の補正値を記憶することだけを必要として
いるために、このメモリ11の個々の補正値は比較的しば
しば読み出されて、したがって前記回路13によって適合
される。また、さらに前記エコー信号ｅの非線形部分に
対する補正値は比較的小さい振幅範囲を通過することが
できるだけを必要としているために、全体フィルタの収
束速度は速くなる。
前記適応制御ループは同時に前記加重加算装置９の係数
および前記メモリ11の補正値を最も効果的にするため
に、これはそれら係数および補正値が統合した最終値ま
で最も効果的にされることを意味する。この結果、前記
メモリ11が最終値に対して余裕があるかぎり、このメモ
リ11は前記線形フィルタの課せられた仕事の部分を引き
継ぐことができる。しかしながら、これはどんな方法で
あれ異議の余地はない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による適応フィルタの具体的一実施例を
説明するためのブロック回路図である。 1,7……ライン、２……送信増幅器 ３……ハイブリッド回路、４……導体 ５……アナログ−ディジタル変換器 ６……減算回路、８……遅延回路 ９……加重加算装置、10……番地指定回路 11……メモリ、12……加算回路 13……回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−57042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−148533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−263331（ＪＰ，Ａ) 特表 昭58−501849（ＪＰ，Ａ) 米国特許4817081（ＵＳ，Ａ) 米国特許4237463（ＵＳ，Ａ) 欧州特許240056（ＥＰ，Ｂ) 欧州特許出願公開203726（ＥＰ，Ａ) 欧州特許出願公開92569（ＥＰ，Ａ) ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＡＣＯＵＳＴＩＣＳ，ＳＰＥＥＣＨ ＡＮＤ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳ ＩＮＧ，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ−27，ｎｏ. ６，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ 1979，ｐａｇｅｓ 768−781；Ｎ．Ａ．Ｍ．ＶＥＲＨＯＥＣ ＫＸ ｅｔ ａｌ．：“Ｄｉｇｉｔａｌ ｅｃｈｏ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｆ ｏｒ ｂａｓｅｂａｎｄ ｄａｔａ ｔｒ ａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ" ＣＯＮＥＥＲＥＮＣＥ ＯＮ ＣＯＭＭ ＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮ Ｔ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ；20ｔｈ−22ｎ ｄ Ａｐｒｉｌ 1982，ｐａｇｅｓ 65− 69，ＧＢ；Ｐ．Ｊ．ＶＡＮ ＧＥＲＷＥＮ ｅｔ ａｌ．：“Ａ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｎｉｔ ｆ ｏｒ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｎｅｔｗｏｒ ｋ"

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）.N個の最も直前に送信された記号を
    受け取り、遅延させるための遅延手段および （ｂ）．最も直前に送信された記号のうちの非遅延の記
    号と、所定の第１系列の遅延された記号の少なくとも１
    個とをその番地指定回路に常に供給するための前記遅延
    手段に結合される番地指定回路 を具えるとともに、 前記番地指定回路はその番地指定回路に結合されるメモ
    リに対する番地を、供給される信号から形成するように
    設けられるとともに、このメモリには常に第１の補正信
    号が前記番地夫々に対して記憶され、 また、 （ｃ）．最も直前に送信された記号のうちの非遅延の記
    号と、所定の第２系列からの遅延された記号とをその加
    重加算装置に常に供給するための前記遅延手段に結合さ
    れる加重加算装置を具え、 前記加重加算装置はその加重加算装置に供給される夫々
    の信号を所定の特定の係数と乗算するように、またその
    加重加算装置に供給され前記特定の係数と乗算された全
    ての信号の合計である第２の補正信号を供給するように
    設けられ、 更に、 （ｄ）．前記第１の補正信号と第２の補正信号とを加算
    するための手段および （ｅ）．前記加重加算装置の係数と前記メモリの補正値
    を適応できるように制御する手段を具えて、 一対の導体を通じてデュプレックスのディジタル通信に
    対して設けられるトランシーバシステムにおけるエコー
    キャンセル信号を形成する適応フィルタにおいて、 最も直前に送信された信号のうちのＭ個の遅延された記
    号は前記番地指定回路に供給され、 また最も直前に送信された信号のうちのＭ個の遅延され
    た記号は前記加重加算装置に供給され、 Ｍ＜Ｎ であることを特徴とする適応フィルタ。
JP62071909A 1986-03-28 1987-03-27 適応フイルタ Expired - Lifetime JPH0787344B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPS62294315A JPS62294315A (ja) 1987-12-21
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US (1) US4817081A (ja)
EP (1) EP0240056B1 (ja)
JP (1) JPH0787344B2 (ja)
AU (1) AU609715B2 (ja)
CA (1) CA1265854A (ja)
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