NO175400B - echo cancellation - Google Patents

Abstract

The step width with which a transversal filter (21) in the echo canceller (10) is set is also dependent on the size of the error signal (F) at the transmission path output (13). As a result, when a large signal (F) occurs, the echo canceller (10) quickly compensates with a large step width for the echo which causes the greatest interference and subsequently, when a smaller error signal (F) occurs, effectively cancels the residual echo with a smaller step width. In the case of duplex operation which cannot be reliably identified, a large signal is simulated. The aim is to prevent this effect. An echo measuring device (26) identifies duplex operation with relative reliability and sends a step width setting signal (S) to the transversal filter (21). A frame adaptation memory (28) detects a phase shift or slip and then resets the echo measuring device (26) with a reset signal (R). The echo canceller is used in international gateway exchanges. <IMAGE>

Description

Oppfinnelsen angår en ekkokompensator, hvor et adaptivt transversalfilter er anordnet med sin inngang på datamottaksveien og med sin utgang på minusinngangen på en subtraksjonskrets i datasendeveien til en digital fjernledning og utstyrt med en taktinngang for sendeveitakten samt en trinnstørrelse-kontrollinngang, over hvilken det er mulig å styre trinnstørrelsen hvormed transversalfilteret innstilles, ved hvilken utgangen på subtraksjonskretsen er forbundet med feilsignalinngangen på transversalfilteret og ved hvilken det for å styre trinnstørrelsen og for å detektere dobbelttale er anordnet en ekkomåleinnretning, hvis første inngang er forbundet med sendeveidatainngangen, hvis annen inngang er forbundet med sendeveidatautgangen, hvis tredje inngang er forbundet med datamottaksveien og hvis utgang er forbundet med trinnstørrelseskontrollinngangen på transversalfilteret og som er utstyrt med en taktinngang for sendeveitakten, og hvor trinnstørrelsen innstilles på en minimalverdi ved deteksjon av dobbelttale . The invention relates to an echo compensator, where an adaptive transversal filter is arranged with its input on the data reception path and with its output on the minus input of a subtraction circuit in the data transmission path of a digital remote line and equipped with a clock input for the transmission path clock as well as a step size control input, over which it is possible to control the step size with which the transversal filter is set, by which the output of the subtraction circuit is connected to the error signal input of the transversal filter and by which, in order to control the step size and to detect double-talk, an echo measuring device is arranged, the first input of which is connected to the transmission path data input, the second input of which is connected to the transmission path data output , whose third input is connected to the data receive path and whose output is connected to the step size control input of the transversal filter and which is equipped with a clock input for the transmit path clock, and where the step size is set to a minimum value at the tection of doublespeak.

En slik ekkokompensator er kjent fra tidsskriftet "telcom report", 9 Such an echo compensator is known from the journal "telcom report", 9

(1986) hefte 6, sidene 352-357, særlig bilde 7. En ekkokompensator med et rammetilpasningslager er dessuten kjent fra tidsskriftet "Communication & Transmission", nr. 4, 1985, sidene 53-56, spesielt figur 6. Siemens AG leverer rammetilpasningslagre med betegnelsen PEB 2030. (1986) volume 6, pages 352-357, especially figure 7. An echo canceller with a frame matching bearing is also known from the journal "Communication & Transmission", No. 4, 1985, pages 53-56, especially figure 6. Siemens AG supplies frame matching bearings with the designation PEB 2030.

Ekkokompensatorer blir i internasjonale hovedsentraler anordnet ved grensesnittene mellom en internasjonal fjernledning av stor lengde såsom en sjøkabel- eller satellittforbindelse og som munner ut i en firetråds-totrådsovergang i form av en gaffel og i en tilknyttet totrådsledning, den såkalte sluttekkovei. Adskiller gaffelen frem- og tilbakeveien ikke fullstendig, så oppstår det ekko betinget av signa-lenes gangtid. Et talesignal når fra sendestedet etter forsinkelses-tiden over frem- og tilbakeveien dempet tilbake til taleren. In international central exchanges, echo compensators are arranged at the interfaces between an international long-distance line such as a submarine cable or satellite connection and which ends in a four-wire-two-wire transition in the form of a fork and in an associated two-wire line, the so-called end echo path. If the fork does not separate the forward and return path completely, echoes occur depending on the signal's travel time. A voice signal reaches the transmitter after the delay time over the return path attenuated back to the speaker.

Et adaptivt transversalfilter simulerer sluttekkoveien ved at det genererer et kunstig ekko mens det gjennomløpes av mottaksveisignalet. Dette ekko blir deretter tatt ut av sendeveiutgangssignalet. En kontrollkrets forskyver transversalfilterets koeffisienter inntil sendeveiutgangssignalet i stor utstrekning er fritt for ekko. An adaptive transversal filter simulates the final echo path by generating an artificial echo while passing through the receive path signal. This echo is then removed from the transmission path output signal. A control circuit shifts the coefficients of the transversal filter until the transmission path output signal is largely free of echo.

Trinnstørrelsen hvormed koeffisientene for transversalfilteret blir innstilt, er generelt avhengig av størrelsen til feilsignalet på sendeveiutgangen. Dette bevirker at ekkokompensatoren ved stort feilsignal med stor trinnstørrelse raskt kompenserer de mest forstyrrende ekko og deretter, ved mindre feilsignal, utvisker ekkoresten godt med mindre trinnstørrelse. The step size with which the coefficients of the transversal filter are adjusted is generally dependent on the size of the error signal at the transmission path output. This causes the echo compensator to quickly compensate for the most disturbing echoes in the case of a large error signal with a large step size and then, in the case of a smaller error signal, blurs out the echo crust well with a smaller step size.

En enkel trinnstørrelsesstyring av denne art har imidlertid den ulempe at ved ikke sikker registrerbar dobbelttale blir et stort feilsignal forinnblandet. Derved oppstår det en stor trinnstørrelse som atter forringer den gode innstilling av ekkokompensatoren. A simple step size control of this kind, however, has the disadvantage that in case of double speech that cannot be reliably registered, a large error signal is premixed. This results in a large step size which again impairs the good setting of the echo compensator.

For å unngå denne effekt kan på samme måte som ved den adaptive ekko-sperre, ekkodempingen måles med relativt stor tidskonstant i det tidsrom hvor den fjerne abonnent taler, og således en dobbelttale deretter la seg registrere relativt sikkert. In order to avoid this effect, in the same way as with the adaptive echo blocker, the echo damping can be measured with a relatively large time constant in the time period when the remote subscriber is speaking, and thus a double speech can then be registered relatively reliably.

Dobbelttalen er sikkert registrerbar når sendenivået er høyere enn eller likt mottaksnivået. I dette tilfelle blir ekkomåleinnretningen deaktivert. Dobbelttalen er ikke sikkert registrerbar når sendenivået er lavere enn mottaksnivået, men høyere enn hva mottaksnivået minus resultatet til ekkomåleinnretningen er. I dette tilfelle reduserer resultatet til ekkomåleinnretningen seg litt etter litt. The double speech is certainly detectable when the transmit level is higher than or equal to the receive level. In this case, the echo measuring device is deactivated. The double number is not definitely detectable when the transmission level is lower than the reception level, but higher than what the reception level minus the result of the echo measuring device is. In this case, the result of the echo measuring device decreases little by little.

Ved dobbelttale kan trinnstørrelsen innstilles på den minst mulige verdi eller helt til null. Bare ved relativt lenge vedvarende, ikke sikkert registrerbar dobbelttale, vil resultatet av ekkomålingen redusere seg i så stor grad at det til slutt oppstår en stor, uønsket trinnstørrelse. Denne i og for seg svært hensiktsmessige kobling har ved et fasesprang - en innføyning eller utelatelse av en PCM-ramme i veien til det kunstige ekko - som er forårsaket av forskjellige bitrater i sende- og mottaksveien, den ulempe at det på grunn av den ikke lenger tilpassede gangtid i det adaptive filter på ny oppstår et ekko. Særlig når etterslepet oppstår etter at ekkokompensatoren var svært godt innkjørt, kan kompensatoren først etterregulere det adaptive filter meget forsinket da det plutselig økende restekkosignal på falsk måte registreres som dobbelttalesignal. Trinnstørrelsen for innstillingen av det adaptive filter blir følgelig meget liten eller null inntil resultatet av ekkomålingen har innstilt seg på den faktisk lave verdi. Først da skjer en nyinnstilling av det adaptive filter med stor trinnstørrelse. In the case of double speech, the step size can be set to the smallest possible value or all the way to zero. Only in the case of relatively long persistent, not reliably detectable double-talk will the result of the echo measurement be reduced to such an extent that a large, unwanted step size will eventually occur. In the case of a phase jump - an insertion or omission of a PCM frame in the path of the artificial echo - which is caused by different bitrates in the transmission and reception path, this in itself very appropriate connection has the disadvantage that because of it it does not longer adapted travel time in the adaptive filter again an echo occurs. Especially when the lag occurs after the echo compensator was very well run-in, the compensator can first adjust the adaptive filter very late as the suddenly increasing residual echo signal is falsely registered as a double-speech signal. The step size for the adjustment of the adaptive filter consequently becomes very small or zero until the result of the echo measurement has settled to the actual low value. Only then does a new setting of the adaptive filter with a large step size take place.

Hensikten med oppfinnelsen er å realisere en ekkokompensator som forhindrer denne effekt. The purpose of the invention is to realize an echo compensator which prevents this effect.

Ut fra en ekkokompensator av den i innledningen beskrevne art oppnåes denne hensikt i henhold til oppfinnelsen ved at det mellom inngangen på transversalfilteret og datamottaksveien er innføyet et i og for seg kjent rammetilpasningslager som er i stand til å detektere et faseetterslep og er forsynt med en første taktinngang for mottaksveitakten, en annen taktinngang for sendeveitakten og en utgang for et tilbakestillingssignal ved etterslepsdeteksjon, og at det er anordnet en forbindelse mellom utgangen på rammetilpasningslageret for tilbakestillingssignalet og en tilbakestillingsinngang på ekkomåleinnretningen, idet trinnstørrelsen tilbakestilles til en maksimumsverdi dersom etterslep detekteres. Based on an echo compensator of the type described in the introduction, this purpose is achieved according to the invention in that between the input of the transversal filter and the data reception path, a known per se frame matching layer is inserted which is capable of detecting a phase lag and is provided with a first clock input for the receive path clock, another clock input for the transmit path clock and an output for a reset signal in the event of lag detection, and that a connection is arranged between the output of the frame matching layer for the reset signal and a reset input on the echo measuring device, the step size being reset to a maximum value if lag is detected.

Ved deteksjon av et fasesprang tilbakestilles ekkomåleinnretningen. Dette muliggjør en øyeblikkelig nyinnstilling av det adaptive trans-versalf ilter . When a phase jump is detected, the echo measuring device is reset. This enables an instant reset of the adaptive trans-versal filter.

I tilknytning til et utførelseseksempel skal oppfinnelsen forklares nærmere i det følgende: Fig. 1 viser en del av et digitalt telekommunikasjonsanlegg som inneholder en ekkokompensator i henhold til teknikkens stand. In connection with an exemplary embodiment, the invention shall be explained in more detail in the following: Fig. 1 shows a part of a digital telecommunications system which contains an echo compensator according to the state of the art.

Fig. 2 viser en ekkokompensator i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 shows an echo compensator according to the invention.

Fig. 1 viser en ende av et digitalt telekommunikasjonsanlegg. Dette delanlegg omfatter et abonnentapparat 1, en gaffel 2, et PCM-system 3, HDB3-binæromformere 4 og 17, binær-HDB3-omformere 5 og 16 samt en ekkokompensator 10. Fig. 1 shows one end of a digital telecommunications system. This sub-system comprises a subscriber device 1, a fork 2, a PCM system 3, HDB3 binary converters 4 and 17, HDB3 binary converters 5 and 16 and an echo compensator 10.

Sendte signaler går fra abonnentapparatet 1 til fjernledningsutgangen 18 og mottatte signaler fra fjernledningsinngangen 19 til abonnentapparatet 1. HDB3-binæromformerne 4 og 17 skiller dataene og takten og leverer dataene på datasendeveien 6 resp. datamottaksveien 8 og takten på taktsendeveien 7 resp. taktmottaksveien 9. Sent signals go from the subscriber device 1 to the remote line output 18 and received signals from the remote line input 19 to the subscriber device 1. The HDB3 binary converters 4 and 17 separate the data and the clock and deliver the data on the data transmission path 6 resp. the data reception path 8 and the clock on the clock transmission path 7 resp. takt reception road 9.

Fig. 2 viser ekkokompensatoren 10 i henhold til oppfinnelsen med et subtrasjonsledd 20, en ekkomåleinnretning 26 og et rammetilpasningslager 28. Fig. 2 shows the echo compensator 10 according to the invention with a subtraction link 20, an echo measuring device 26 and a frame matching bearing 28.

Det legges en nyverdi X på inngangen 25 og et feilsignal F fra utgangen på subtraksjonsleddet 20 på feilsignalinngangen 23 på transversalfilteret 21. Derved innstiller dets koeffisienter seg automatisk på en slik måte at det på dets utgang 22 forekommende akkumulerte resultat Y blir mest mulig likt det på datasendeveiinngangen 11 forekommende signal. I dette tilfelle blir den av subtraksjonsleddet 20 dannede differanse mellom disse to signaler minst mulig. A new value X is applied to the input 25 and an error signal F from the output of the subtraction term 20 is applied to the error signal input 23 of the transversal filter 21. Thereby its coefficients are automatically adjusted in such a way that the accumulated result Y occurring at its output 22 is as similar as possible to that of the data transmission path input 11 occurring signal. In this case, the difference between these two signals formed by the subtraction term 20 becomes as small as possible.

Ekkomåleinnretningen 26 måler med relativt stor tidskonstant ekkodemp-ningen. En dobbelttale blir relativt sikkert detektert når nivået på datasendeveien 6 er lik eller større enn nivået på datamottaksveien 8. I dette tilfelle blir ekkomåleinnretningen 26 deaktivert. En dobbel-tale er derimot ikke sikkert detekterbar når nivået på datasendeveien 6 er mindre enn nivået på datamottaksveien 8, men større enn dette nivå fratrukket resultatet til ekkomåleinnretningen 26. I dette tilfelle reduserer dette seg litt etter litt. The echo measurement device 26 measures the echo attenuation with a relatively large time constant. A double speech is relatively reliably detected when the level of the data transmission path 6 is equal to or greater than the level of the data reception path 8. In this case, the echo measurement device 26 is deactivated. A double-talk, on the other hand, is not certainly detectable when the level of the data transmission path 6 is less than the level of the data reception path 8, but greater than this level minus the result of the echo measuring device 26. In this case, this decreases little by little.

Ved dobbelttale kan trinnstørrelsen innstilles på den minst mulige verdi eller helt til null med trinnstørrelsesinnstillingssignalet S over trinnstørrelsestyreinngangen 24 på transversalfilteret 21. Utelukkende ved relativt lenge vedvarende, ikke sikkert detekterbar dobbelttale vil resultatet av ekkomålingen redusere seg i en slik grad at det til slutt oppstår en stor, uønsket trinnstørrelse. In the case of doublespeak, the step size can be set to the smallest possible value or all the way to zero with the step size setting signal S above the step size control input 24 of the transversal filter 21. Only in the case of relatively long persistent, not reliably detectable doublespeak will the result of the echo measurement be reduced to such an extent that eventually a large, unwanted step size.

Rammetilpasningslageret 28 detekterer et fasesprang som er forårsaket av innføyning eller utelatelse av en PCM-ramme i veien til det kunstige ekko pga. forskjellige bitrater i datasendeveien 6 og datamottaksveien 8. Ved fasespranget og den ikke lenger tilpassede gangtid i transversalfilteret 21 dannes det på ny ekko. Spesielt når etterslepet opptrer etter at ekkokompensatoren 10 var meget godt innkjørt, kan denne først etterjustere transversalfilteret 21 sterkt forsinket fordi det plutselig økende restekkosignal uriktig ble detektert som dobbelttalesignal. Trinnstørrelsen for innstilling av transversalfilteret 21 blir følgelig meget liten eller null inntil resultatet av ekkomålingen har innstilt seg på den faktisk lavere verdi. Først da skjer en nyinnstilling av transversalfilteret 21 med stor trinnstør-relse . The frame matching layer 28 detects a phase jump caused by the insertion or omission of a PCM frame in the path of the artificial echo due to different bitrates in the data transmission path 6 and the data reception path 8. With the phase jump and the no longer adapted travel time in the transversal filter 21, a new echo is formed. In particular, when the lag occurs after the echo compensator 10 was very well run-in, this can first readjust the transversal filter 21 greatly delayed because the suddenly increasing residual echo signal was incorrectly detected as a double-speech signal. The step size for setting the transversal filter 21 consequently becomes very small or zero until the result of the echo measurement has settled on the actual lower value. Only then is a new setting of the transversal filter 21 with a large step size.

Oppfinnelsen avhjelper denne mangel fordi rammetilpasningslageret 28 ved detektering av et fasesprang tilbakestiller ekkomåleinnretningen 26 med tilbakestillingssignalet R over tilbakestillingssignalinngangen 27. Derved kan ekkokompensatoren 10 på ny raskt la seg innstille. The invention remedies this deficiency because the frame matching layer 28, upon detection of a phase jump, resets the echo measuring device 26 with the reset signal R via the reset signal input 27. Thereby, the echo compensator 10 can be quickly adjusted again.

Claims (1)

Ekkokompensator (10), hvor et adaptivt transversalfilter (21) er anordnet med sin inngang (25) på datamottaksveien (8) og med sin utgang (22) på minusinngangen på en subtraksjonskrets (20) i datasendeveien (6) til en digital fjernledning og utstyrt med en taktinngang (12) for sendeveitakten (Ts) samt en trinnstørrelse-kontrollinn-gang (24) over hvilken det er mulig å styre trinnstørrelsen hvormed transversalfilteret innstilles, ved hvilken utgangen på subtraksjonskretsen (20) er forbundet med feilsignalinngangen (23) på transversalfilteret (21) og ved hvilken det for å styre trinnstørrelsen og for å detektere dobbelttale er anordnet en ekkomåleinnretning (26), hvis første inngang er forbundet med sendeveidatainngangen (11), hvis annen inngang er forbundet med sendeveidatautgangen (13), hvis tredje inngang er forbundet med datamottaksveien (8) og hvis utgang er forbundet med trinnstørrelseskontrollinngangen (24) på transversalfilteret (21) og som er utstyrt med en taktinngang for sendeveitakten (Ts), og hvor trinnstørrelsen innstilles på en minimalverdi ved deteksjon av dobbelttale,karakterisert ved at det mellom inngangen (25) på transversalfilteret (21) og datamottaksveien (8) er innføyet et i og for seg kjent rammetilpasningslager (28) som er i stand til å detektere et faseetterslep og er forsynt med en første taktinngang for mottaksveitakten (Te), en annen taktinngang for sendeveitakten (Ts) og en utgang (29) for et tilbakestillingssignal (R) ved etterslepsdeteksjon, og at det er anordnet en forbindelse mellom utgangen (29) på rammetilpasningslageret for tilbakestillingssignalet (R) og en-tilbakestillingsinngang (27) på ekkomåleinnretningen (26), idet trinn-størrelsen tilbakestilles til en maksimumsverdi dersom etterslep detekteres.Echo compensator (10), where an adaptive transverse filter (21) is arranged with its input (25) on the data reception path (8) and with its output (22) on the minus input of a subtraction circuit (20) in the data transmission path (6) of a digital remote line and equipped with a clock input (12) for the transmission path clock (Ts) as well as a step size control input (24) over which it is possible to control the step size with which the transversal filter is set, whereby the output of the subtraction circuit (20) is connected to the error signal input (23) on the transversal filter (21) and by which, in order to control the step size and to detect double-talk, an echo measurement device (26) is arranged, whose first input is connected to the transmission path data input (11), whose second input is connected to the transmission path data output (13), whose third input is connected to the data receiving path (8) and whose output is connected to the step size control input (24) of the transversal filter (21) and which is equipped with a clock input for transmit the one-step (Ts), and where the step size is set to a minimum value upon detection of double speech, characterized in that between the input (25) of the transversal filter (21) and the data reception path (8) a known per se frame adjustment layer (28) is inserted which is capable of detecting a phase lag and is provided with a first clock input for the receive path clock (Te), a second clock input for the transmit path clock (Ts) and an output (29) for a reset signal (R) in case of lag detection, and that a connection is provided between the output (29) of the frame matching layer for the reset signal (R) and a reset input (27) of the echo measuring device (26), the step size being reset to a maximum value if lag is detected.