図面 (/)

技術 エコー消去装置

出願人 日本電気株式会社
発明者 池田繁治
出願日 1992年8月28日 (28年4ヶ月経過) 出願番号 1992-230523
公開日 1994年3月18日 (26年9ヶ月経過) 公開番号 1994-077859
状態 拒絶査定
技術分野 有線伝送方式及び無線の等化,エコーの低減
主要キーワード フィルタ積 フィルタ演算結果 送信信号入力 回線雑音 アダプティブフィルタ 受信信号出力端子 送信信号出力 送信信号入力端子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年3月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

回線雑音の多い状況においてエコー消去収束時間の短縮および残留エコー量の低減を計ることを目的とする。

構成

二線四線変換回路の四線側に結合されたエコー消去装置において、アダプティブフィルタに入力される送信信号平均電力を求め、その値に応じて係数更新のステップサイズを切り換える。

概要

背景

従来、二線四線変換回路の四線側で送信回路から受信回路漏れ込むエコー消去する装置として、エコーキャンセラが知られている。この種のエコーキャンセラはエコー路のインパルス応答長以上の長さのタップ係数を持つ適応アダプティブフィルタを用いて、送信信号に対応した疑似エコーエコーレプリカ)を生成することにより、二線四線変換回路の四線側にて送信回路から受信回路へ漏れ込むエコーを抑圧するように動作する。このとき、アダプティブフィルタの各タップ係数は、エコーと受信信号が混在した混在信号からエコーレプリカを差し引いた誤差信号と送信信号との相関をとることにより修正される。このようなアダプティブフィルタの係数修正、すなわち収束アルゴリズムの代表的なものとして、「LMSALGRITHM」(PROCEEDINGS OFIEEE 63巻12号、1975年、1692〜1716ページ参照;以下「文献1」という)と、「LEARNING IDENTIFICATION METHOD;LIM」(IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL 12巻3号、1967年、282〜287ページ参照;以下「文献2」という)が知られている。

図4は従来のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。送信信号入力端子441より入力された送信信号は、アダプティブフィルタ442に入力されるとともに、送信信号出力端子443より伝送路送出される。伝送路へ送出された送信信号は、二線四線変換回路(HYB)444により二線側に伝送される。このとき二線四線変換回路444におけるインピーダンス不整合により受信回路へ一部漏れ込み受信信号入力端子445に入力される。アダプティブフィルタ442は、入力された送信信号をフィルタ入力としてフィルタ積演算を実施し、フィルタ演算結果としてエコーレプリカを出力する。減算回路446は、受信信号入力端子445より入力されたエコー信号から、アダプティブフィルタ442の出力するエコーレプリカを減算し、減算結果を誤差信号としてアダプティブフィルタ442に供給するとともに、エコー消去後の受信信号として受信信号出力端子447に出力する。アダプティブフィルタ442では、入力された誤差信号を基に前述した「文献1」や「文献2」の係数修正アルゴリズムを用いてフィルタ係数の修正が行われる。

ここで、フィルタ係数の修正アルゴリズムとして「文献1」の「LMSALGORITHM」を仮定し、係数修正方法を詳細に説明する。今、送信信号をXk 、エコー信号をYk 、エコーレプリカを〔外1〕、誤差信号をEk (但し、kは時間を示す指標)と表すものとする。また、時間kにおいるjタップ目のフィルタ係数をWJ K と表すものとする。このとき、アダプティブフィルタの出力であるエコーレプリカ〔外1〕は(1)式で表現される。ここで、Nはアダプティブフィルタのタップ数を示す。

概要

回線雑音の多い状況においてエコー消去の収束時間の短縮および残留エコー量の低減を計ることを目的とする。

二線四線変換回路の四線側に結合されたエコー消去装置において、アダプティブフィルタに入力される送信信号の平均電力を求め、その値に応じて係数更新のステップサイズを切り換える。

目的

本発明はこのような問題を解決するもので、雑音の多い回線でも収束速度の速いエコー消去を行うことができるエコー消去装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

二線四線変換回路の四線側に結合され、送信信号受信信号とに基づき疑似エコー信号を生成するアダプティブフィルタと、この疑似エコー信号を受信信号から減算し、この演算結果である信号をアダプティブフィルタの係数修正を行う誤差信号として供給する減算器とを備えたエコー消去装置において、上記アダプティブフィルタに入力する送信信号の平均電力を求める手段と、上記アダプティブフィルタに供給する係数修正のためのステップサイズを切り換えセレクタと、上記平均電力に基づいてこのセレクタを制御する制御回路とを備えたことを特徴とするエコー消去装置。

請求項2

上記平均電力を求める手段は、上記アダプティブフィルタの内部にある各遅延素子の出力を自乗する複数の乗算器と、この複数の乗算器の各出力を加算する加算器とを含む請求項1記載のエコー消去装置。

技術分野

0001

本発明は、二線四線変換回路の四線側にて送信回路から受信回路漏れ込むエコー消去に利用する。本発明は、アダプティブフィルタを用いてエコー消去の時間を短縮し、残留エコー量を低減することができるエコー消去装置に関する。

背景技術

0002

従来、二線四線変換回路の四線側で送信回路から受信回路へ漏れ込むエコーを消去する装置として、エコーキャンセラが知られている。この種のエコーキャンセラはエコー路のインパルス応答長以上の長さのタップ係数を持つ適応アダプティブフィルタを用いて、送信信号に対応した疑似エコーエコーレプリカ)を生成することにより、二線四線変換回路の四線側にて送信回路から受信回路へ漏れ込むエコーを抑圧するように動作する。このとき、アダプティブフィルタの各タップ係数は、エコーと受信信号が混在した混在信号からエコーレプリカを差し引いた誤差信号と送信信号との相関をとることにより修正される。このようなアダプティブフィルタの係数修正、すなわち収束アルゴリズムの代表的なものとして、「LMSALGRITHM」(PROCEEDINGS OFIEEE 63巻12号、1975年、1692〜1716ページ参照;以下「文献1」という)と、「LEARNING IDENTIFICATION METHOD;LIM」(IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL 12巻3号、1967年、282〜287ページ参照;以下「文献2」という)が知られている。

0003

図4は従来のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。送信信号入力端子441より入力された送信信号は、アダプティブフィルタ442に入力されるとともに、送信信号出力端子443より伝送路送出される。伝送路へ送出された送信信号は、二線四線変換回路(HYB)444により二線側に伝送される。このとき二線四線変換回路444におけるインピーダンス不整合により受信回路へ一部漏れ込み受信信号入力端子445に入力される。アダプティブフィルタ442は、入力された送信信号をフィルタ入力としてフィルタ積演算を実施し、フィルタ演算結果としてエコーレプリカを出力する。減算回路446は、受信信号入力端子445より入力されたエコー信号から、アダプティブフィルタ442の出力するエコーレプリカを減算し、減算結果を誤差信号としてアダプティブフィルタ442に供給するとともに、エコー消去後の受信信号として受信信号出力端子447に出力する。アダプティブフィルタ442では、入力された誤差信号を基に前述した「文献1」や「文献2」の係数修正アルゴリズムを用いてフィルタ係数の修正が行われる。

0004

ここで、フィルタ係数の修正アルゴリズムとして「文献1」の「LMSALGORITHM」を仮定し、係数修正方法を詳細に説明する。今、送信信号をXk 、エコー信号をYk 、エコーレプリカを〔外1〕、誤差信号をEk (但し、kは時間を示す指標)と表すものとする。また、時間kにおいるjタップ目のフィルタ係数をWJ K と表すものとする。このとき、アダプティブフィルタの出力であるエコーレプリカ〔外1〕は(1)式で表現される。ここで、Nはアダプティブフィルタのタップ数を示す。

0005

0006

ID=000004HE=015 WI=090 LX=0600 LY=2450
また、誤差信号Ek は、(2)式で表現される。

0007

ID=000005HE=010 WI=090 LX=0600 LY=2700
また、係数修正は(3)式で表現される。

0008

Wj k-1 =Wj k +μ・Ek ・XK-J (3)
(3)式おいて、μはステップサイズと呼ばれる定数であり、係数の収束時間や収束後の残留エコー量を決定するパラメータである。ステップサイズが大きいと収束は速いが残留エコー量は大きくなる。逆に、ステップサイズが小さいとき収束は遅くなるが残留エコー量は小さくなる。つまり、収束時間と残留エコー量はトレードオフの関係にある。

0009

以上が、「文献1」に示された「LMSALGORITHM」による係数修正方法である。もし、(3)式μの代わりに、μを入力信号電力で割った値を用いることにより、「文献2」に示された「LIM」を適用したことになる。

発明が解決しようとする課題

0010

上述した従来のエコーキャンセラには、次のような問題がある。すでに説明したように、エコーキャンセラは、送信信号とエコーの重畳した受信信号を用いてアダプティブフィルタの係数を修正する。一般に、受信信号には雑音成分が含まれており、送信信号入力が小さい場合、受信信号はエコー成分よりも雑音成分が支配的になる。この状態で大きなステップサイズで係数修正を行うと、雑音成分のために係数修正が誤った方向に大きく変動し、残留エコーが大きくなる。したがって、従来のエコーキャンセラでは、ステップサイズを大きくできず、係数の収束が遅くなるという問題があった。

0011

本発明はこのような問題を解決するもので、雑音の多い回線でも収束速度の速いエコー消去を行うことができるエコー消去装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

本発明は、二線四線変換回路の四線側に結合され、送信信号と受信信号とに基づき疑似エコー信号を生成するアダプティブフィルタと、この疑似エコー信号を受信信号から減算し、この演算結果である信号をアダプティブフィルタの係数修正を行う誤差信号として供給する減算器とを備えたエコー消去装置において、上記アダプティブフィルタに入力する送信信号の平均電力を求める手段と、上記アダプティブフィルタに供給する係数修正のためのステップサイズを切り換えセレクタと、上記平均電力に基づいてこのセレクタを制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

0013

上記平均電力を求める手段は、上記アダプティブフィルタの内部にある各遅延素子の出力を自乗する複数の乗算器と、この複数の乗算器の各出力を加算する加算器とを含むことが望ましい。

0014

まず、アダプティブフィルタ内の各タップに対する遅延素子の出力を自乗し、加算することによって送信信号電力平均値を求める。この平均送信信号電力が大きい場合には、受信信号に含まれるエコー信号が重畳されている雑音成分よりも十分大きいと判断し、大きなステップサイズをアダプティブフィルタに供給するようにセレクタを制御する。これにより、係数収束を速めることができる。一方、平均送信信号電力が小さい場合には、受信信号に含まれるエコー信号よりも重畳されている複雑成分が支配的であると判断し、雑音成分による係数の変動を防ぐために小さいステップサイズをアダプティブフィルタに供給するようにセレクタを制御する。このように、送信信号電力によって、ステップサイズを切り換える制御を行うことによって、雑音が多い伝送路においても、収束の速いエコーキャンセラを実現することができる。

0015

次に、本発明実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明の構成を示すブロック図、図2は本発明実施例のアダプティブフィルタの構成を示すブロック図、図3は本発明実施例のアダプティブフィルタに含まれる係数更新回路の構成を示すブロック図である。

0016

本発明実施例は、二線四線変換回路105の四線側に結合され、送信信号と受信信号とに基づき疑似エコー信号を生成するアダプティブフィルタ201と、この疑似エコー信号を受信信号から減算し、この演算結果である信号をアダプティブフィルタ201の係数修正を行う誤差信号として供給する減算器111とを備え、さらに、本発明の特徴とする手段として、アダプティブフィルタ201の内部にある各遅延素子の出力を自乗する乗算器108〜110と、この乗算器108〜110の各出力を加算する加算器106と、アダプティブフィルタ201に供給する係数修正のためのステップサイズを切り換えるセレクタ112と、加算器106の結果に基づいてセレクタ112を制御する制御回路107とを備え、減算器111は、アダプティブフィルタ201の出力を受信信号から減算し、誤差信号としてアダプティブフィルタ201に供給する手段を含む。

0017

本実施例では、アダプティブフィルタ201はフィルタタップ数が3タップの場合を示したもので、図2に示すようにアダプティブフィルタ201のXINより入力された信号は、遅延素子202〜204により遅延される。各遅延素子202〜204の出力は係数更新回路301−1〜301−3と乗算器205〜207とに入力するとともに、遅延素子出力X1 〜X3 として外部に出力される。係数更新回路301−1〜301−3は各遅延素子出力X1 〜X3 と誤差信号ERとステップサイズMUを入力して各タップのフィルタ係数W1 〜W3 を出力する。乗算器205〜207は遅延素子出力X1 〜X3 とフィルタ係数W1 〜W3の間の乗算を行い、その結果を加算器208に入力する。加算器208は疑似エコーSUMを出力する。

0018

ここで、係数更新回路301−1〜301−3の内部を図3を参照して説明する。係数更新回路301−1〜301−3は入力信号XK と誤差信号Eとを乗算する乗算器302と、その乗算結果とステップサイズμ(定数)とを乗算する乗算器303と、その乗算結果と遅延素子305に格納されている過去の係数とを加算して新しい係数値として改めて遅延素子に格納する加算器304とからなる。遅延素子305の値はフィルタ係数値WK として出力される。

0019

次に、このように構成された本発明実施例の動作について説明する。送信信号入力端子101から入力された送信信号は、アダプティブフィルタ201に入力されるとともに送信信号出力端子102から伝送路へ送出される。伝送路へ送出された送信信号は、二線四線変換回路105によって二線側へ伝送されるが、インピーダンス不整合により受信回路へ一部漏れ込み、エコー信号として受信信号入力端子103に入力される。アダプティブフィルタ201は、入力された送信信号をフィルタ入力としてフィルタ積和演算を実施し、フィルタ演算結果として疑似エコーSUMを出力する。演算器111は、入力されたエコー信号からアダプティブフィルタ201の出力する疑似エコーを減算し、減算結果を誤差信号ERとしてアダプティブフィルタ201に入力するとともに受信信号出力端子104に出力する。アダプティブフィルタ201は、前述したようにフィルタ内部にある遅延素子の出力X1 〜X3 を出力している。乗算器108〜110は、遅延素子X1 〜X3 をそれぞれ自乗し加算器106に出力する。加算器106で計算された加算結果は、制御回路107に出力される。制御回路107は、入力された加算結果に基づいてセレクタ112を制御する。

0020

ここで、制御回路107に入力される値をPとし、P1 、P2 を予め定められた定数とする。また、μ1 、μ2 、μ3 を予め定められたステップサイズとする(但し、P1 <P2 、μ1 <μ2 <μ3 とする)。このとき、制御回路107はPの値に応じて制御を行う。もし、P<P1 ならば、ステップサイズとしてμ1を選択するようにセレクタ112を制御する。同様に、P1 ≦P≦P2 ならばμ1 を選択するように制御する。P>P2 ならばμ3 を選択するように制御する。セレクタ112は、制御回路107の選択信号によってアダプティブフィルタ201に供給するステップサイズを切り換える。アダプティブフィルタ201は、供給されたステップサイズを用いて係数修正を実行する。

発明の効果

0021

以上説明したように本発明によれば、送信信号電力が大きい場合には、受信信号に含まれるエコー信号が重畳されている雑音成分よりも十分大きいと判断し、大きなステップサイズをアダプティブ・フィルタに供給するようにして係数の収束速め、一方、平均送信信号電力が小さい場合には、受信信号に含まれるエコー信号よりも重畳されている雑音成分が支配的であると判断し、雑音成分による係数の変動を防ぐために小さいステップサイズをアダプティブ・フィルタに供給するように制御することによって、雑音が多い伝送路においても収束の速いエコーキャンセラを実現することができる効果がある。

図面の簡単な説明

0022

図1本発明実施例の構成を示すブロック図。
図2本発明実施例のアダプティブフィルタの構成を示すブロック図。
図3本発明実施例のアダプティブフィルタに含まれる係数更新回路の構成を示すブロック図。
図4従来例の構成を示すブロック図。

--

0023

101、441送信信号入力端子
102、443送信信号出力端子
103、445受信信号入力端子
104、447受信信号出力端子
105、444 二線四線変換回路
106、208、304加算器
107制御回路
108〜110、205〜207、302、303乗算器
111、446減算器
112セレクタ
201、442アダプティブフィルタ
202〜204、305遅延素子
301−1〜301−3 係数更新回路

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ