RU210266U1 - UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK - Google Patents

UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK Download PDF

Info

Publication number
RU210266U1
RU210266U1 RU2021113036U RU2021113036U RU210266U1 RU 210266 U1 RU210266 U1 RU 210266U1 RU 2021113036 U RU2021113036 U RU 2021113036U RU 2021113036 U RU2021113036 U RU 2021113036U RU 210266 U1 RU210266 U1 RU 210266U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
echo
invariant
key
calculator
output
Prior art date
Application number
RU2021113036U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Иванович Павлов
Валерий Васильевич Лебедянцев
Мария Сергеевна Павлова
Евгения Сергеевна Абрамова
Максим Валерьевич Лебедянцев
Сергей Степанович Абрамов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ)
Priority to RU2021113036U priority Critical patent/RU210266U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU210266U1 publication Critical patent/RU210266U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

Предполагаемая полезная модель относится к области систем, сетей и устройств телекоммуникации для подавления сигналов передатчика, проходящих через паразитный эхотракт устройств разделения направлений передачи на вход собственного приемника. Достигаемый технический результат полезной модели направлен на возможность применения нового для теории связи математического аппарата - теории групп преобразований, который открывает возможность разработки эхокомпенсаторов с инвариантными относительно характеристик эхотрактов свойствами. Преимуществом универсального инвариантного эхокомпенсатора для нелинейного эхотракта относительно табличного эхокомпенсатора являются меньшие требования к объему памяти эхокомпенсатора, а по отношению к эхокомпенсатору, использующему физическую или математическую модель, - меньшее количество математических операций для вычисления копии эха. 1илл.The intended utility model relates to the field of telecommunication systems, networks and devices for suppressing transmitter signals passing through the parasitic echo path of devices for dividing transmission directions to the input of its own receiver. The achieved technical result of the utility model is aimed at the possibility of using a new mathematical apparatus for the theory of communication - the theory of transformation groups, which opens up the possibility of developing echo cancellers with properties that are invariant with respect to the characteristics of echo paths. The advantage of a universal invariant echo canceller for a non-linear echo path relative to a tabular echo canceller is less memory requirements for the echo canceller, and in relation to an echo canceller using a physical or mathematical model, a smaller number of mathematical operations to calculate a copy of the echo. 1ill.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области систем, сетей и устройств телекоммуникации для подавления сигналов передатчика, проходящих через паразитный эхотракт устройств разделения направлений передачи на вход собственного приемника.The intended utility model relates to the field of telecommunication systems, networks and devices for suppressing transmitter signals passing through the parasitic echo path of devices for dividing transmission directions to the input of its own receiver.

В настоящее время наиболее известны три способа эхокомпенсации путем вычитания копий эхосигналов из суммы принимаемых сигналов и сигналов эха собственного передатчика.Currently, three methods of echo cancellation are best known by subtracting copies of echo signals from the sum of the received signals and the echo signals of the own transmitter.

Первый способ, называемый табличным, заключается в запоминании на этапе обучения эхокомпенсатора всех возможных копий эхосигналов на выходе эхотракта. После окончания обучения компенсация эха происходит путем вычитания из принимаемой совокупности сигналов противоположной стороны и сигналов эха, соответствующих передаваемым сигналам копий эха.The first method, called tabular, consists in storing all possible copies of echo signals at the output of the echo path at the stage of training the echo canceller. After the end of training, echo cancellation occurs by subtracting from the received set of signals of the opposite side and echo signals corresponding to the transmitted signals of echo copies.

Второй метод формирования копий эхосигналов осуществляется пропусканием сигналов передатчика через физическую или математическую модель (при цифровой реализации) паразитного эхотракта.The second method of forming copies of echo signals is carried out by passing the transmitter signals through a physical or mathematical model (if implemented digitally) of a spurious echo path.

Третий, инвариантный метод эхокомпенсации, базируется на использовании для вычисления копий эхосигналов инварианта эхотракта - особого соотношения между параметрами передаваемых сигналов, которое не меняется эхотрактом для подобных по форме сигналов. За счет этого свойства копия эхосигнала может быть рассчитана путем умножения текущей величины инварианта для передаваемого сигнала на копию эха от предыдущего сигнала с подобной формой [1, 2].The third, invariant method of echo cancellation, is based on the use of the echo path invariant for calculating copies of echo signals - a special relationship between the parameters of the transmitted signals, which is not changed by the echo path for signals of similar shape. Due to this property, a copy of the echo signal can be calculated by multiplying the current value of the invariant for the transmitted signal by a copy of the echo from the previous signal with a similar shape [1, 2].

Преимуществом инвариантного метода эхокомпенсации относительно табличного метода является меньшие требования к объему памяти эхокомпенсатора, а по отношению ко второму методу - меньшее количество математических операций для вычисления копии эха.The advantage of the invariant echo cancellation method relative to the tabular method is the smaller requirements for the memory of the echo canceller, and in relation to the second method, the smaller number of mathematical operations for calculating the echo copy.

Известные устройства, реализующие инвариантный метод эхокомпенсации, используют инвариант аффинной группы преобразований в виде отношения длин векторов сигналов подобной формы [3, 4]. Аффинная группа преобразований описывает преобразования сигналов системами с линейными амплитудными характеристиками [1]. Следовательно, известные устройства инвариантной эхокомпенсации применимы только для ситуации, когда амплитудная характеристика эхотракта линейна.Known devices that implement the invariant method of echo cancellation use the invariant of the affine group of transformations in the form of the ratio of the lengths of signal vectors of a similar shape [3, 4]. The affine transformation group describes signal transformations by systems with linear amplitude characteristics [1]. Therefore, the known devices for invariant echo cancellation are applicable only for a situation where the amplitude response of the echo path is linear.

Однако на практике в общем случае могут использоваться устройства разделения направлений передачи, амплитудная характеристика эхотракта которых имеет нелинейный характер.However, in practice, in the general case, devices for separating transmission directions can be used, the amplitude characteristic of the echo path of which is non-linear.

Для таких ситуаций в инвариантных эхокомпенсаторах необходимо использовать инвариант более общей группы преобразований, включающую в себя аффинную группу в качестве подгруппы. В нашей полезной модели определим синтез универсального инвариантного метода эхокомпенсации, использующего инвариант этой группы.For such situations in invariant echo cancellers, it is necessary to use the invariant of a more general group of transformations, including the affine group as a subgroup. In our utility model, we define the synthesis of a universal invariant echo cancellation method using the invariant of this group.

Структурная схема универсального инвариантного эхокомпенсатораStructural diagram of a universal invariant echo canceller

Рассмотрим структурную схему универсального инвариантного эхокомпенсатора, использующего инвариант нелинейного эхотракта, преобразования сигналов в котором характеризуются проективной группой преобразований (фиг. 1).Let's consider a block diagram of a universal invariant echo canceller using an invariant of a nonlinear echo path, the signal transformations in which are characterized by a projective group of transformations (Fig. 1).

Сигналы передатчика Si(t) последовательно поступают на вход устройства разделения направлений передачи и вследствие наличия паразитного эхотракта проходят на вход приемника в виде эхосигналов Siэ(t). Задача эхокомпенсатора, включаемого на входе приемника, состоит в устранении сигнала эха.The transmitter signals S i (t) are sequentially fed to the input of the transmission direction separation device and, due to the presence of a spurious echo path, pass to the receiver input in the form of echo signals S iе (t). The task of the echo canceller, switched on at the input of the receiver, is to eliminate the echo signal.

Назначение блоков схемы:Purpose of circuit blocks:

ИС - источник сообщений;IS - message source;

Пер - передатчик;Per - transmitter;

Кл1, Кл2, Кл3, Кл4 - ключи;Cl 1 , Cl 2 , Cl 3 , Cl 4 - keys;

БП1, БП2, БП3, БП4 - блоки памяти;BP 1 , BP 2 , BP 3 , BP 4 - memory blocks;

ВМВС - вычислитель модулей векторов сигналов;VMVS - calculator of modules of signal vectors;

НХЭС - блок нормирования и хранения образа эхосигнала;NHES - unit for normalization and storage of the echo signal image;

БВМС - блок вычисления модулей и их векторов.BVMS is a block for calculating modules and their vectors.

Работа схемы состоит в следующем. При этом полагаем, что информационные и опорные сигналы имеют подобные формы, отличающиеся лишь множителем. Последовательность работы схемы состоит из двух этапов: обучения и рабочего этапа.The operation of the scheme is as follows. At the same time, we assume that information and reference signals have similar shapes, differing only by a multiplier. The sequence of operation of the scheme consists of two stages: training and working stage.

На этапе обучения передатчик последовательно во времени вырабатывает опорные сигналы S1(t) и S2(t). В блоки памяти БП1 и БП2 записываются величины модулей векторов первого и второго опорных сигналов и, соответственно. Величины модулей рассчитываются блоком вычисления модулей векторов сигналов. При этом эхосигналы, порождаемые опорными сигналами, поступают с выхода эхотракта устройства разделения направлений передачи на блок вычисления модулей их векторов.During the learning phase, the transmitter generates reference signals S 1 (t) and S 2 (t) sequentially in time. In the memory blocks BP 1 and BP 2 are written values of the modules of the vectors of the first and second reference signals and, respectively. The modulus values are calculated by the module for calculating the moduli of the signal vectors. In this case, the echo signals generated by the reference signals come from the output of the echo path of the device for separating transmission directions to the unit for calculating the modules of their vectors.

Вычисленные значения длин векторов эхосигналов и записываются, соответственно, в блоки памяти БП3 и БП4. Распределение вычисленных величин модулей векторов опорных сигналов и модулей векторов их эхосигналов по блокам памяти осуществляется через ключи Кл1 и Кл4 с использованием ключа Кл3.The calculated values of the lengths of the vectors of echo signals and are recorded, respectively, in the memory blocks BP 3 and BP 4 . The distribution of the calculated values of the modules of the vectors of the reference signals and the modules of the vectors of their echo signals on the memory blocks is carried out through the keys CL 1 and CL 4 using the key CL 3 .

На этапе обучения через ключ Кл2 в блок нормирования и хранения образа эхосигнала поступает образец формы эхосигнала.At the training stage, through the key Kl 2 , a sample of the echo signal form enters the block for normalization and storage of the echo signal image.

После этапа обучения начинается рабочий этап, алгоритм которого описывается выражениями (1) и (2).After the training stage, the working stage begins, the algorithm of which is described by expressions (1) and (2).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

В этом режиме ключ Кл1 находится в крайнем левом положении и через него на вычислитель инварианта Ji поступают длины векторов информационных сигналов. Ключ Кл2 находится в разомкнутом состоянии, а ключ Кл3 - в крайнем правом положении.In this mode, the key Kl 1 is in the extreme left position and through it the lengths of the vectors of information signals arrive at the calculator of the invariant J i . The key Kl 2 is in the open state, and the key Kl 3 is in the extreme right position.

На вычислитель копий сигналов эха S'iэ(t) подаются величины инварианта Ji модули векторов сигналов эха S1э(t) и S2э(t), а также нормированный образец эха с выхода блока нормирования и хранения образа эхосигнала. В соответствии с выражением (1) вычислитель копии сигнала эхо осуществляет ее расчетThe calculator of copies of the echo signals S' ie (t) is supplied with the values of the invariant J i , the modules of the vectors of the echo signals S 1e (t) and S 2e (t), as well as the normalized echo sample from the output of the block for normalizing and storing the echo signal image. In accordance with expression (1), the calculator of the echo signal copy calculates it

Figure 00000003
Figure 00000003

Рассчитанная таким образом копия эхосигнала устраняется вычитателем из суммы принимаемого сигнала и сигнала эха, в результате чего осуществляется компенсация эха. Координация согласованной работы блоков нелинейного инвариантного эхокомпенсатора осуществляется передатчиком.The copy of the echo signal calculated in this way is eliminated by the subtractor from the sum of the received signal and the echo signal, resulting in echo cancellation. Coordination of the coordinated operation of the blocks of the nonlinear invariant echo canceller is carried out by the transmitter.

Заключение.Conclusion.

Применение для синтеза эхокомпенсаторов дуплексных систем связи нового для теории связи математического аппарата - теории групп преобразований - открывает возможность разработки эхокомпенсаторов с инвариантными относительно характеристик эхотрактов свойствами.Application for the synthesis of echo cancellers of duplex communication systems, a new mathematical apparatus for the theory of communication - the theory of transformation groups - opens up the possibility of developing echo cancellers with properties that are invariant with respect to the characteristics of echo paths.

Использование инварианта проективной группы преобразований для решения задачи эхокомпенсации позволяет синтезировать инвариантный эхокомпенсатор для широкого класса устройств разделения направлений передачи как с линейными, так и нелинейными амплитудными характеристиками эхотракта.Using the invariant of the projective group of transformations for solving the problem of echo cancellation makes it possible to synthesize an invariant echo canceller for a wide class of devices for separating transmission directions with both linear and nonlinear amplitude characteristics of the echo path.

Список используемой литературы.Bibliography.

1. Лебедянцев В.В., Разработка и исследование методов анализа и синтеза инвариантных систем связи. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Новосибирск: СибГУТИ, 1995 г. - 253 с. 1. V. V. Lebedyantsev, Development and research of methods for analysis and synthesis of invariant communication systems. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. - Novosibirsk: SibGUTI, 1995 - 253 p.

2. Абрамов С.С., Повышение помехоустойчивости дуплексных систем на основе инвариантной эхокомпенсации: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Новосибирск: СибГУТИ, 2016 г. - 241 с. 2. Abramov S.S., Improving the noise immunity of duplex systems based on invariant echo cancellation: Thesis for the degree of Doctor of Technical Sciences. - Novosibirsk: SibGUTI, 2016 - 241 p.

3. Адаптивный инвариантный эхокомпенсатор / Патент РФ №148617 от 12.11.2014. / С.С. Абрамов, В.В. Лебедянцев, Е.В. Морозов, А.А. Калачиков.3. Adaptive invariant echo canceller / RF Patent No. 148617 dated 11/12/2014. / S.S. Abramov, V.V. Lebedyantsev, E.V. Morozov, A.A. Kalachikov.

4. Корреляционный адаптивный инвариантный эхокомпенсатор / Патент РФ №168793 от 21.02.2017. / С.С .Абрамов, В.В. Лебедянцев, Е.В. Морозов, А.А. Калачиков.4. Correlation adaptive invariant echo canceller / RF Patent No. 168793 dated February 21, 2017. / S.S. Abramov, V.V. Lebedyantsev, E.V. Morozov, A.A. Kalachikov.

Claims (1)

Универсальный инвариантный эхокомпенсатор для нелинейного эхотракта, характеризующийся тем, что содержит передатчик, выполненный с возможностью последовательного формирования во времени опорных сигналов S1(t) и S2(t) и информационного сигнала Si(t), также состоящего из вычислителя модулей векторов сигналов (ВМВС), выполненного с возможностью поступления опорных сигналов S1(t) и S2(t) и информационного сигнала Si(t), выход блока ВМВС подключен через ключ Кл1 к блокам памяти БП1 и БП2, выходы блоков памяти БП1 и БП2 подключены к вычислителю инварианта Ji, выполненному с возможностью поступления на вычислитель инварианта Ji вектора информационного сигнала Si(t) через ключ Кл1, ключ Кл3, выполненный с возможностью поступления на его вход образца эхосигнала, выход ключа Кл3 одновременно подключен к блоку вычисления модулей и их векторов (БВМС) и к ключу Кл2, ключ Кл2 подключен на вход блока нормирования и хранения образа эхосигнала (НХЭС), выход блока БВМС подключен через ключ Кл4 к блокам памяти БП3 и БП4, выходы блоков памяти БП3 и БП4 подключены к вычислителю копий эхосигналов S'iэхо(t) вход вычислителя копий эхосигналов S'iэхо(t) подключен к выходу вычислителя инварианта Ji, вход вычислителя копий эхосигналов S'iэхо(t) подключен к выходу блока НХЭС, выполненного с возможностью формирования нормированного образа эха Sэн(t); выход вычислителя копий эхосигналов S'iэхо(t) подключен к вычитателю, с возможностью поступления на его вход суммы принимаемого сигнала и сигнала эха через ключ Кл3, при этом вычитатель выполнен с возможностью формирования на его выходе оценки информационного сигнала Siпр(t).A universal invariant echo canceller for a non-linear echo path, characterized in that it contains a transmitter configured to sequentially generate reference signals S 1 (t) and S 2 (t) in time and an information signal S i (t), also consisting of a signal vector module calculator (VMVS), made with the possibility of receiving reference signals S 1 (t) and S 2 (t) and information signal S i (t), the output of the VMVS unit is connected through the key Kl 1 to the memory blocks BP 1 and BP 2 , the outputs of the memory blocks BP 1 and BP 2 are connected to the J i invariant calculator, configured to receive the information signal vector S i (t) to the invariant J i calculator via the key Kl 1 , the key Kl 3 , configured to receive an echo signal sample at its input, the key output Cl 3 is simultaneously connected to the block for calculating modules and their vectors (BVMS) and to the key Cl 2 , the key Cl 2 is connected to the input of the block for normalization and storage of the echo signal image (NHES), the output of the block BVMS under connected through the key Kl 4 to the memory blocks BP 3 and BP 4 , the outputs of the memory blocks BP 3 and BP 4 are connected to the echo signal copy calculator S' iecho (t) the input of the echo signal copy calculator S' iecho (t) is connected to the output of the invariant calculator J i , the input of the calculator copies of the echo S' iecho (t) is connected to the output of the block NHES, configured to form a normalized image of the echo S en (t); the output of the calculator of copies of echo signals S' iecho (t) is connected to the subtractor, with the possibility of receiving the sum of the received signal and the echo signal through the key Kl 3 at its input, while the subtractor is configured to generate an estimate of the information signal S ipr (t) at its output.
RU2021113036U 2021-05-04 2021-05-04 UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK RU210266U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113036U RU210266U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113036U RU210266U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210266U1 true RU210266U1 (en) 2022-04-05

Family

ID=81076445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113036U RU210266U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210266U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2526503A1 (en) * 1974-06-13 1976-01-02 Communications Satellite Corp Echo suppressor
US7366118B2 (en) * 2002-04-26 2008-04-29 Global Ip Solutions Inc. Echo cancellation
RU2407148C1 (en) * 2009-08-03 2010-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТяжПромИнжиниринг" Adaptive echo-canceller on m-th order recursive filter
RU112562U1 (en) * 2011-07-26 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) ECHO COMPENSATOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2526503A1 (en) * 1974-06-13 1976-01-02 Communications Satellite Corp Echo suppressor
US7366118B2 (en) * 2002-04-26 2008-04-29 Global Ip Solutions Inc. Echo cancellation
RU2407148C1 (en) * 2009-08-03 2010-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТяжПромИнжиниринг" Adaptive echo-canceller on m-th order recursive filter
RU112562U1 (en) * 2011-07-26 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) ECHO COMPENSATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100407594C (en) Sound echo inhibitor for hand free voice communication
JP2792252B2 (en) Method and apparatus for removing multi-channel echo
EP0627825B1 (en) Multi-channel echo cancelling method and a device thereof
US8947992B2 (en) Combined echo and crosstalk cancellation
JP4702372B2 (en) Echo suppression method and apparatus
JP5501527B2 (en) Echo canceller and echo detector
JPH08288890A (en) Method and device for adaptive type filtering
WO2000004698A1 (en) Digital adaptive filter and acoustic echo canceller using the same
WO2006049260A1 (en) Signal processing method, signal processing device, and signal processing program
JPH09507120A (en) Method for determining echo position in echo canceller
JPH10304489A (en) Echo noise component eliminating device
JPH0618331B2 (en) Device for digitally erasing echo generated in wiring having aging characteristics
JP2856113B2 (en) Echo canceller
CN102165708B (en) Signal processing method, signal processing device, and signal processing program
RU210266U1 (en) UNIVERSAL INVARIANT ECHO COMPENSATOR FOR A NONLINEAR ECHO TRACK
Stanciu et al. Variable-forgetting factor RLS for stereophonic acoustic echo cancellation with widely linear model
JP2000511756A (en) Orthogonal LMS algorithm for fast line echo canceller training
RU168793U1 (en) CORRELATION ADAPTIVE INVARIANT ECHO COMPENSATOR
US8804946B2 (en) Stochastic vector based network echo cancellation
RU148617U1 (en) ADAPTIVE INVARIANT ECHO COMPENSATOR
Childs et al. Tameness and local normal bases for objects of finite Hopf algebras
JPH09261135A (en) Acoustic echo erasion device
JP3121983B2 (en) Acoustic echo canceller
KR20050047374A (en) A hybrid-active noise control system and methode for communication equipments
JP3145547B2 (en) Acoustic echo canceller