DE2224403A1

DE2224403A1 - Echounterdruecker mit zwei echopfadmodellen

Info

Publication number: DE2224403A1
Application number: DE2224403A
Authority: DE
Inventors: Takashi Araseki; Kazuo Ochiai
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1973-03-22
Also published as: IT955642B; DE2224403C3; DE2224403B2; GB1380944A; CA949247A; US3787645A

Description

Echounterdrücker mit zwei Echopfadmodeilen

Die Erfindung betrifft einen Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Echopfad einer Übex^tragungs-Ig·? tune ier eine sich selbst angleichende, die Übertragungscigenschäften des Echopfades annähernde erste Schaltungseinheit atif\ioist. Derartige Echounterdrücker werden an den Verbindungen von Vierdrah!".leitungen und Zweidrahtleitungen in Telefon-Fernnetzen eingesetzt.

Es ist bekannt, parallel zur Gabelschaltung an einer Verbindung einer Vieiürahtleitung mit einer Zweidrahtleitung eine Echosperre vorzusehen. Eine derartige Echosperre ist z.B. im US-Patent 3 hO>^rj 106 (Nagata et al.) beschi^ieben. Sie weist Einrichtungen auf, mit denen festgestellt 'werden kann, ob das empfangene Signal auf dem zur Verbindungsstolle hinführenden in einer Richtung übertragenden Empfp.ngspfad der Vierdraht leitung oder das von der Verbindungsstelle abgehende Sendesignal auf den ebenfalls nur in oiner Richtung übertragenden Sendepfad stärker ist. Es sind dann ferner Einrichtungen vor^oschen, dio dann, wenn das enipfangf Signal wesentlich grüßor als das gesendete Signal ist, den £omle pfnd trennen odor eine Dämpfung dazwischen schalten. '

309812/0706

BAD ORIGINAL

WeRon der bekannten Nachteile dieser herkömmlichen Echosporren, sind verschiedene andere Schaltungen zur Unterdrückung des Echos bekannt geworden. So weist z.B. der Echounterdrückor nach VS" Patent 3 ^65 106, der bereits oben erwähnt wurde, Einrichtungen auf, die eine ein Modell des Echopfades darstellende und die Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades annähernde Schaltungseinheit (im Folgenden; Echopfadinodel J ) aufweisen, in dor das empfangene Signal dazu verwendet wird, ein synthetisches Echosignal zu erzeugen. Es sind dann ferner Einrichtungen vorgesehen, um dieses synthetische Signal von dem gesendeten Signal abzuziehen und dadurch erst das eigentliche Sendesignal, das hinter der Echounterdrückunc entsteht, zu erzeugen, das dann über den in einer Richtung übertragenden Sendepfad der Fernsprechleitung an eine entferntgelegene Stelle übertragen wird.

In dem US-Patent-3 k99 999 (Sondhi) ist ein sich selbst angleichender Echounterdrücker beschrieben, der ein Echopfadmodell aufweist, das in Abhängigkeit sowohl von dem abgehenden Sendesignal als auch von dem Fehler bei der Echounterdrückung bzw. dem Restecho derart angeglichen wird, daß der Fehler bei der Echounterclrückunp; zu einem Minimum gemacht wird.

Derartige Schaltungen zur Echounterdrückung, insbesondere ab.er solche mit einer Selbstangleichung, werden selbst hochentwickelten Echosperren vorgezogen, da sie im allgemeinen das Sprechsignal nicht unnötig unterbrochen, das von der Zweidrahtleitung über die genannte Verbindung und den in einer Richtung übertragenden Übertragunfcspfäd übertragen wird. Doch auch derartige Echounterdrücker weisen Nachteile auf. Die Unterdrückungsfähigkei.t dieser selbstangleichenden Echounterdrücker wird stark beeinträchtigt während des GegenSprechens, wenn das abgehende Sende-"" "signal sowohl das an der Stelle entstandene und zur iJbertrn.g1.1nf7 bestimmte Sprachsignal als auch dasjenige Echosignal enthält, das (unerwünschterweise) von dem ankommenden in einer Richtung

BAD ORIGINAL

309812/0706 " " ³ "

übertragenen Jimpfangspfad über die Gabelschaltung in den abgehenden, in einer Richtung übertragenden Sendepfad gelangt ist.

Der selbstangleichende Enchounterdrücker nach dem obenerwähnten US-Patent 3 499 999 enthält Einrichtungen, um die relativen Stärken des eingehenden und de.s abgehenden Signals zu prüfen und die Echoregelung auszusetzen, wenn der Erapfangspegel weniger als ungefähr 3 db über dem Sendepegel liegt. In der Praxis ist es oft der Fall, daß die Verluste, denen das zurückkehrende Echo ausgesetzt ist, oder die vom tatsächlichen Echopfad dem empfangenen Signal auferlegte Dämpfung so gering ist, daß das .Echosignal nicht hinreichend verringert wird. Das stört in •unerwünschter Weise die Regelung des Echopfadniodells trotz der Tatsache, daß gerade in einem solchen Fall von starken Echos eine Echounterdrückung unbedingt notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Schaltungen zur Echounterdrückung zu vermeiden. Insbesondere liegt der Erfindung dabei die Aufgabe zugrunde, eine Echounterdrückung in bestmöglicher Form auch bei Auftreten von Gegensprechen zu erreichen.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Echounterdrücker zu schaffen, der zumindest zwei Echopfadmodelie d.h. Modelle der Echopfade darstellenden und die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde Schaltungseinheiten aufweist, von denen mindestens' eines auch während des Ge gen Sprechens nur wenig in seiner Charakteristik verändert.wird.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen Echounterdrücker zu schaffen, bei dem die Echopfadmodelle jeweils eine gute Annäherung der Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades darstellen.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Echounterdrücker zu schaffen, in den ein sich selbst angleichendes Echopfadmodell sich relativ schnell an die übertragungseigenschaften des

309812/0708

%AD ORIGINAL " ^h '

tatsächlichen Echopfades angleicht, wenn das örtliche Sprachsignal wegfällt.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen Echouriterdrückcr zu schaffen, der zwei Echopfadmodelle aufweist, und bei dem ein - wenn überhaupt - auftretender Fehler der Auöwertun.^t: des Echopfadrnodells die Eohounterdrückung nicht negativ beeijiiPJ.ußt«

Ein Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Echopfad einer Übertragungsleitung, der eine sich selbst angleichende, die, Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde erste Schaltungseinheit aufweist, ist orfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite,die Übertragxmgseigenschaften des Echopfades annähxende und ein Modell desselben darstellende Schaltungseinheit vorgesehen ist, und ' daß ein Vergleicher die Annäherung der Übertragungseigenschaften darstellende Ausgänge beider Schaltungseinheiten miteimmder vergleicht und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs ein Signal erzeugt, das den Inhalt einer Schaltungseinheit durch den Inhalt der anderen SchaJtungseinheit ersetzt.

Im Falle einer Verbindung zwischen einer Viordrahtleitnng und einer Zweidrahtleitung wird der tatsächliche Echopfad durch die Gabelschaltung gebildet, die die Zweidrahtleitung mit den beiden nur In einer Richtung übertragenden Pfaden der Vierdrahtleitung verbindet.

Gemäß der Erfinder ist ein EchounterdrUcker, der eine sich selbst angleichende, ein Modell des tatsächlichen Echopfades darstellende und dessen Übertragungseigenschriften anuährende erste Schaltungseinheit aufweist, die das empfangene Signal in ein erstes synthetisches Signal umwandelt und durch Kombination desselben mit dem gesendeten Signal am Eingang der Sendeleitung ein kombiniertes Signal erzeugt, und bei dein das empfangen« Signal und das kombinierte Signal die Schaitiuii7Poinl-o.it. derart

BADORIGiNAL 309812/0700

5 -

■ abgleicht, daß das im gesendeten Signal am Ausgang der Sendeleitung enthaltene Echo reduziert wird, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite ein Modell des Eehopfad e_;s darstellende und die tJbertragungseigeijschaftein des Eetoopfades annährende Schaltungseinheit vorgesehen ist» die das empfangene Signal in ein zweites synthetisches Signal uriwandelt und durch Kombjnntion desselben mit dew gesende.t#;n Signal am JBingajrg der' Sende leitung . das abgehende Signal erzeugt, u»d ein VergleieJier di;e die Annäherung der Öbertragungseigiejiiscfeiift.en darsteJ-lenden der Schal tun gseinhei $en ini te inander y;er.{Tleicht und bei bestiramten Ergebnis <les Fer^leiejis den Inhalt der zweiten 'tungseinheit durch den Inhalt der ersten Schaltungseinljeit ersetzt ,

Ein vesentjLiehes Ifennajeichen der Erfindung ist detnnaeli darin zu sehen, daß zumindest zwei. EchopfpdnaGdelle vorgesehen sind. Von diesen Echppfadniodellen ist das erste so ausgebildet, daß es sich selbst anpaßt bzw, angleicht, so daß die bessere An-^ nMherung eines vorgegebenen Echopfades darstellt. Pas zweite Echopfadmodell ist nicht selbst angleichend.

Die Ausgangs signale^ die von diesen Echopfadmodellen abgeleitet werden, werden mit dem gesendeten Signal am. Eingang der Sendeleitung (eingangsseitig vor der Echounterdrückung) kombiniert, so daß daraus das kombinierte bzw. das schließlich gesendete Signal (ausgangseeitig der Echounterdrückung) erzeugt wird. Die kurzzeitigen Durchschnittswerte des kombinierten und des ausgangsseitig der Echounterdrückung abgehenden gesendeten Signals schaffen die Kriterien für das erste und das zweite ßchopfad-„J&odell. hinsichtlich des Grades der durch sie erreichten Annäherung an den tatsächlichen Echopfad.

Das bedeutet im Zusammenhang mit der zuletzt gegebenen Kennzeich nung der Erfindung, daß der Inhalt des ersten EchopfadmodelIs in das zweite Echopfadmodell eingeschrieben wird, wenn das

ORiGINAL

309812/0706 " ' ⁶ "

abgegebene Sendesignal - als kombiniertes Signal - hinreichend groß 1st. Das zweite Echopfadmodell bietet dann eine bessere Annäherung des tatsächlichen Echopfades. Es Bei jedoch darauf hingewiesen, daß das erste Echopfädinqdeli während des Gegen— Sprechens erheblicher Veränderungen durchmacht und daß bei Verschwinden des abgehenden Sprecheigraales eine gewisse Zeit benötigt wird, mn die richtige Annäherung an den tatsächlichen Echopfad wieder herzuste/len. Im Gegensatz dazu stellt das zweite Ecbopfadmodell die bessere Annähoraaig als das erste dar·

Es kann daher wünsehenswert sein, den Inhalt des ersten Echopfadrnodells durch den Inhalt des zweiten Echopfadmodells zu ersetzen, wenn das letztere die bessere Annäherung enthält.

Hinsichtlich der zuletzt gegebenen Kennzeichnung der Erfindung sei ferner darauf hingewiesen, d:*3 der Vergleich der Echopfadmodelle von einem Fehler begleitet wird, der die Wiedergabe der Übertragungseigenschaften durch das zweite Echopfadmodell verschlechtert, wenn das erste Eehopfadniodell beachtlichen Veränderungen unterworfen wird, obwohl "die Wahrscheinlichkeit hierfür sehr gering ist. Als Sicherheitsmaßnahme hiergegen ist es wünschenswert, den Inhalt eines Echopfadmodells lediglich dann neu einzuschreiben, wenn der Inhalt des anderen Echopfadmodells, durch den der Erstgenannte ersetzt wird, erheblich besser 1st.

Während des Q®6^ensprechens wird das erste Echopfadmodell von (tem örtlichen stehenden Sprachsignal gestört, das in dem gesendeten Signal eingangsseitig dos Echounterdrückers und damit auch in dem kombinierten Signal vorhanden ist» Das führt zu ungenügender Echounterdrückung und in manchen Fällen auch zu einer Verstärkung des Echosignals. Andererseits wird das zweite Echopfadmodell, das sich nicht von selbst angleicht, dadurch nicht negEitiv beeinträchtigt. Das hält das abgehende Signal : ausgangsseitig der Echounterdrückung in dom gewünschten Zustand.

BAD. QRJGINAL

309812/0706

Ist der kurzzeitige ,Durchschnittswert des auspangsseitig von : der Echounterdrückung abgehenden Sendesignals niedriger als der ι des kombinierten Signals, dann ,ist es wünschenswert, daß das zweite Echopfadmodell unverändert gelassen wird. Tritt jedoch eine Veränderung in den Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades auf, dann wird deren Annäherung durch das erste Echopfadmodell wegen der S,elbstangleichbarkeit verbessert. Das führt zu einem kombinierten Signal, dessen kurzzeitiger Pegeldurchschnitt nun geringer als der des abgehenden Sendesignales ist. Nun ist es notwendig, daß der Inhalt des ersten Echopfadmodells in das zweite Echopfadmodell eingelesen wird. •Diese Übermittlung des Echopfadmodells setzt sich so lanfjß fort, "bis kein erheblicher Unterschied zwischen den kurzzeitigen Durchschnittswerten mehr besteht. Bei einer hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind ferner Mittel vorgesehen, mit denen auch der Inhalt des zweiten Echopfadmodells in das erste Echopfadmodell zurückgelesen werden kann, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des kombinierten Signals erheblich größer als der des abgehenden Sendesignals ist,

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es bedeuten:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausfülrrungsform der Erfindung;

yig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels des Echopfadmodells, das in der AusfÜhrungsfortn nach Fig. 1 verwendet wird|

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines ersten praktischen Ausführungsbeispiele der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2;,

Fig. k ist ein Blockschaltbild eines zweiten praktischen Ausführungsbeispiels der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 und 2; :

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

&AD ORIGINAL

309812/0706

Fig. 1 zeigt eine Gabelschaltung 15» die eine Zweidrahtleitung }k mit einer Vierdrahtleitung 13 verbindet, diq durch den lediglich in einer Richtung, nämlich in Empfangsrichtung (also in .Richtung zur Gabelschaltung 15 hin) übertragenden-Empfangspfad 11 und dem Sendepfad 12, der ebenfalls nur in einer Richtung (also von der Gabelschaltung 15 her weg) überträgt, besteht. Empfangspfad 11 und Sendepfad 12'bilden zusammen die Vierdrahtleitung 13· Diese Vierdrahtleitung 13 ist durch die Gabelschaltung 15 niit der Zweidrahtleitung lh verbunden.,Es ist nun so, daß in der Praxis ein Teil des auf dem Empfangspfad 11 empfangenen Signal _ wieder über die Gabelschaltung 15 auf den Sendepfad 12 übertragen wird. Dieser Teil stellt das Echosignal dar.

Die Gabelschaltung 15·wird durch die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung überbrückt.

Der tatsächliche Echopfad, der durch eine Teilübertragung des auf dem Empfangspfad 11 empfangenen Signals auf dem.Sendepfad 12 gebildet wird, unterliegt Veränderungen. Der tatsächliche Echopfad läßt sich daher durch eine Übertragungsfunktion h kennzeichnen, die· veränderlich ist.

Wie an sich bereits bekannt, enthält nun der Echounterdrücker ein Echopfadmodell 21, d.h. eine die Übertragungseigenschaften des Echöpfadee annäherende und ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit 21, Dieses Echopfadmodell 21 ist mit dem Empfangspfad 11 verbunden. Es wandelt das auf dem Empfangspfad empfangene Signal χ entsprechend seiner ihm eingeprägten Eigenschaften, nämlich entsprechend einer ersten —Gruppe von Parametern h.. , die dem Echopfadmodell eingegeben sind, in ein erstes synthetisches Echosignal £ um. Dieses -synthetisches Echosignal wird einem ersten Kombinationsschaltkreis "22 zugeführt, der das synthetische Signal mdt dom Signal ν kombiniert," £3 o daß daraus ein orstes kombiniertes Signal e _Λ entsteht.

BAD ORIGINAL - 9 -

309812/0708

■ - 9 -

Mit y_ ist das Sendesignal am Anfang des Sendepfades 12, d.h. hinter der Gabel 15 eingangsseitig des Echounterdrückers bezeichnet. Das schließlich in die Fernsprechleitung zum auf der anderen Seite derselben liegenden Ende hin übertragene abgehende gesendete Signal, das ausgangsseitig des Echounter'drückers liegt, ist das Signal e_o, dessen Entstehung noch weiter unten im einzelnen erläutert werden wird. Von dem Kombinationsschalt-

j, -

kreis 22, der durch Kombination des.synthetischen Echosignals £ und des Sendesignals £ das erste kombinierte Signal £.. erzeugt, wi-rd diese dann Mitteln zugeleitet, die in Fig» 1 nur schematisch durch, die Verbindungsleitung 23 angedeutet sind und die dazu dienen, die erste Gruppe von Parametern h, des ersten s. Echopfadmodells 21 in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal χ und dem kombinierten Signal e. so zu verändern, daß das Echo-

■—1

signal, das in dem abgehenden Sendesignal- e„ enthalten ist, reduziert wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 enthält ferner ein. zweites Echopfadmodell 26, das mit dem Empfangspfad 11 ebenfalls in Verbindung steht, und dem demgemäß auch das empfangene Signal χ zugeführt wird. Das empfangene Signal χ wird in Übereinstim-• mung mit einer zweiten Gruppe von Parametern h„, die dem zweiten Echopfadmodell 26 eingeprägt sind, modifiziert und dadurch in ein zweites synthetisches Signal jL· umgewandelt. Dieses zweite synthetische Echosignal £„ wird einem zweiten Kombinationsschaltkreis 27 zugeleitet, der in den abgehenden Sendepfad 12. eingeschaltet ist und in den das zweite synthetische Echosignal £₂ mit dem Sendesignal eingangsseitig des Echounterdriickers, also dem von der Gabel 15 abgehenden Signal y_ kombiniert, um so ein zweites kombiniertes Signal e_o zu erzeugen, das auch das™ jenige, bereits oben erwähnte Signal ist, das dann schließlich an die andere Seite der Femübertragungsleitung hin abgesendet wird. Ferner ist ein Vergleicher 28 vorgesehen. Er dient dazu, ; die Inhalte der beiden Echopfadmode J. Ie 21 und 26 miteinander ₍ zu vergleichen. Das geschieht ^ ^n^flenrjAfcin ^c^^e beiden kombinierten

ORIGINAl - 10 -

308812/0706

Signale e. und e> zugeführt werden. Der Vergleicher erzeugt ein Befohlssignal _t wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals e. erheblich geringer als der des zweiten kombinierton Signales e„ ist. Es ist dann ferner eine Schalt-

; —2

einheit 29 vorgesehen, die als Torschaltung oder schlicht auch nur als Schalter angesehen werden kann, die von den genannten Befehlssignalen in Gang .gesetzt wird und bei· Auftreten dieses Befehlssignals den Inhalt des ersten Echopfadmodells 21 in das zweite Echopfeidmodel.l 26 etnliest, d.h. das zweite Echopfacimodell 26 durch das erste Echopfadmodell 21 ersetzt. Die Parameter h und h„ ι die in den ersten und in dem ztioitcn Echopfadtnbdell 21 bzw. 26 gespeichert sind, stellen Annäherungen der Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades dar.

In Fig. 2 ist schematisch ein Beispiel einer Verwirklichung des Vergloiclre 28 dargestellt. Er enthält einen ersten Quadratsummenrechner 31» dem das erste kombinierte Signal e, zugeleitet wird. Er erzeugt ein erstes Summensignal E., das repräsentativ ist für die Summe der Quadrate der während eines kurzen vorbestimmten Zeitintervalls zugeführten Signale. Ferner ist ein zweiter Quadratsummenrechner 32 vorgesehen, dem das zweite kombinierte Signal <j_? zugeleitet wird. Er erzeugt ein zweites Summensignal E_, das ebenfalls für eine Summe repräsentativ·ist, die in vergleichbarer Weise gebildet wird. Ferner ist ein Rechenwerk 33 vorgesehen» dem das erste Summensignal E₁ und das zweite Summonsignal E„ zugeführt werden. Bei dem Rechenwerk 33 handelt es sich um eine Subtrahierschaltung, die ein Differenzsignal bildet, in dem es die Differenz E - E₁ bildot. Ferner ist ein Signaldiskriminator 3^ vorgesehen, der auf das Differenzsignal anspricht und ein Befehlssignal erzeugt, wenn die Differenz E₂ - E₁ positiv ist.

Der Vergleicher 28 kann, anstatt durch die Quadratsummenrechner und 32 auch dadurch gebildet werden, daß jeweils für das erste und das zweite kombinierte Signal £ bzw. <3„ ein Gleichrichter

309812/0706 * - n -

BADORiGlNAL

vorgesehen ist, der diese Signale, die ihm jeweils zugeführt" werden, gleichrichtet und so den Absolutwert der Amplitude des jeweiligen kombinierten Signals darstellet. Daran schließt sich dann ein Integrator an, dem der gleichgerichtete Ausgang zugeleitet wird. Darin erfolgt eine Integration des Absolutwertes des kombinierten Signals über ein kurzes vörbestimmtes Zeitintervall.

Vorteilhart ist,es, das der Substraktion dienende Rechenwerk und/oder den Signaldiskriminator 3^· so auszubilden, daß ein Befehlssignal erzeugt wird, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des zweiten kombinierten Signales e_₂ erheblich größer als derjenige des ersten kombinierten Signals e. ist.

In Fig. 3 ißt nun ein praktisches Beispiel einer Verwirklichung der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in dem Echopfadmodelle verwendet werden, die die charakteristischen Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades auf der Grundla-ge einer Darstellung im Zeitbereich in üblicher Weise darstellen, wie das auch beispielsweise bei dem schon erwähnten US-Patent 3 h99 999 der Fall ist. Den Inhalt der Echopfadmodelle 21 oder 26 kann man als Ausgangssignale beispielsweise der Integrationenetzwerke 32 nach US-Patent 3 f*99 999 oder etls Ausgangssignale der Register 320 bis 329 erhalten, die in der US-Anmeldung Serial No. 877 887 (angemeldet 19.11.19^9, Anmelder: Ciiiba et al.), deren Erteilung in Kürze bevorsteht, beschrieben sind.

Das erste Echopfadmodell 21 nach Figi 3 enthält einen Analog/ "Digital-Wandler 31, dem das empfangene Signal χ zugeleitet wird. In dem Analog/Digital-Wandler 36 wird dieses empfangene Signal x, in digitale Proben jc, des empfangenen Signals umgewandefÖL. Ferner ist ein lediglich schematisch dargestellter Schalter 37 vorgesehen, dem die - Proben χ an einem seiner beiden schaltbaren Kontakte zugeleitet werden. Es ist ferner ein Schieberngister

309812/0706 * - 12 -

BAD ORiGtNAL

38 vorgesehen, dessen Eingangs- und Ausgangsklemmen mit dem festen Kontakt bzw. mit dem anderen schaltbarei\ Kontakt des Schalters 37 verbunden sind, so daß in dem Schieberegister eine vorbestimmte Anzahl η der diesen zugeführten ■- Proben x. des empfangenen Signals so lange gespeichert werden können, wie Eingangs- und Ausgangsklemmen des "Schieberegisters 38 durch eine entsprechende Einstellung des Schalters 37 kurzgeschlossen sind. Wird dann der Schalter 37 zum Zeitpunkt k umgeschaltet, wobei dieser Zeitpunkt k den Zeitpunkt der PrSBiS- darstellt, dann wird eine neue '^w probe x, für die älteste Probe x, substituiert.

In dem abgehenden Sendepfad 12 ist ein Analοg/Digital-Konverter

39 vorgesehen, der den Kombinationsschaltkreisen 22 und 27 vorgeschaltet ist. Er leitet" aus dem ihm zugeführten Sendesignal in entsprechender zeitlicher Beziehung zu den bereits beschriebenen ." '*' . roben des empfangenen Signals _vr Proben des gesendeten Signals ab, so daß das erste bzw. das zweite kombinierte Signal JB₁ bzw. e_ ebenfalls als \^cff^~ . Proben zur Verfügung stehend

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner ein erstes Paramete-Schieberegister Ή , in dem eine vorbestimmte Anzahl n_ der ersten Gruppe von Parametern h.. gespeichert wird. Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner eine angleichbare Regelungseinhelt k2_f der die ·;"""" Proben des empfangenen Signals von dem feststehenden Kontakt des Schalters 37 her zugeführt werden. Das spezifische Be'ispiel der Regelungseinheit k2, das in Fig. 3 gezeigt ist, nimmt die Regelung entsprechend dein Algorithmus vor, d er von Nagunio et al. in "IEEE Trans, on Automatic Control", Bd. AC-13, _No. 3 (Juni 1967) S. 282 beschrieben ist. Diese angleichbare Regoleinheit enthält einen Quadratrechner 43» dem die aufeinander folgenden »fe.V Proben des empfangenen Signals, nämlich die

Proben χ _. (i = O, 1 ... N-I) zugeführt werden. Dieser ; Quadratrechnot ^3 berechnet dann das Quadrat der Werte für diese 1. ■ Proben. Die von ihm abgegebenen Werte werden einer Sumnenschaltung Uk zugeführt, die die Quadrate addiert.

badorig,nal· 309812/0708 " . ₁₃ .

λ - 13 -

Ferner enthält die Regelungseinheit kZ ein Multiplizierwerk 45· Diesem werden die aufeinander folgenden *^% P-roben des empfangene Signals x. . und die ' Proben des ersten kombinierten Signals <» zum w Probonzritpunkt k zugeführt. Er stellt dann das Produkt beider Werte η<φ. Zusammen mit dem Ausgang der Siintmenschaltung 44 wird das Ertfrcbnis der Multiplikation im Multiplizierwerk 45 dem Dividierwerk 46 zugeführt. Darin wird das Produkt durch die Summe dividiert. Es entsteht so eine Heihe von Werten.^i^ t die der Korrektur des Echopfadniodelles· dienen und die gemäß dieser Schaltung wie folgt errechnet werden:

k " N-I 2 "

?
x=

Diese Werte werden nacheinander in einem Addierwerk kj zu dem umlaufenden entsprechenden Inhalt des ersten Parameter-Schieberegisters ifi hinzu addiert.

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner ein erstes Multiplizierwerk 48, dem. nacheinander die '^ *"*·;. P roben des ejnpfangenen Signals (vom Schalter 37 her) und die aufeinanderfolgenden Summen von der Summenschaltung hk her zugeführt werden; in diesem Multiplizierwerk wird das Produkt beider Eingänge gebildet und dann der Summenschaltung 49 zugeführt, die die Produkte aufauramiert und so die Faltungssumme des empfangenen Signals Xj^ und der ersten Gruppe von Parametern h bildet. Das durch diesen Vorgang der Faltung gebildete Signal stellt

das erste synthetische Echosignal .£_1V der >*·^

-* .; · Probe y. des von der Gabel abgehenden gesendeten Signals zum Zeitpunkt k dar.

Zum zweiten Echopfadmodell 26 gehört ebenfalls der Analog/Digital-Konverter 36, der Schalter 37 und das Schieberegister 38 zur · Verschiebung der .<·*·. proben des empfangenen Signals.

-Ί4 -

309812/0706 ^-οαέά

UADORiGINAL

Der Schalter 29 ist in Fj g. 3 als Bestandteil dos zweiten EchopfadmodeIls 26 gezeigt, seine Darstellung als einfacher Schalter ist nur scheraatisch zu verstehen. Er wird von dem J3efehlssignal betätigt. Einer seiner beiden echaltbaron Kontakte ist mit der Ausgangsklemme des ersten Paramterfschieberegisters 4i verbunden.

Das zweite Echopfadmodell 26 weist ferner ein zweites Parameter-Schieberegister 51 auf, dessen Eingangs- bzw. Ausgangsklemmen mit dem feststehenden bzw. mit dem anderen schaltbaren Kontakt, des Schalters 29 verbunden sind. Je nach Stellung des Schalters w'erden also dem Schieberegister 51 entweder die erste Gruppe von Parametern h« (bei Vorliegen eines Befehlssignalcs) zugeführt oder es wird (.in Abwesenheit eines Bcfeblssignals) die so ztigoführte Gruppe von Parametern h„ durch Umlauf im Schieberegister gespeichert.

Das zweite Echopfadmodell 26 enthält ferner oin zweites Multiplizierwerk 53, dem die umlaufenden -"""^" Iroben x_k-.· des empfangenen Signals und die ebenfalls umlaufende zweite Gruppe von Parametern h,,/. . \ zugeführt werden. In diesem Miiltiplizierwerk werden nacheinander die Produkte beider zugeführten Größen erzeugt und dann einer Summenschaltung $k zugeführt, die die Produkte auf summiert. Die Sunimenschaltung $k gibt demgemäß als Faltung des empfangenen Signals x. und der zweiten Gruppe von Parametern h„ das zweite synthetische Echosignal γ , zum Zeitpunkt k ab. Von dort.wird dieses Ergebnis dem zweiton Kombinationsschal tkreis 27 zugeführt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das zweite kombinierte Signal dann einem Dig|tal/Analog-Konvortor ^9 zugnführfc, der ein in wesentlichen echofreies Sendosignal an das andere Ende der Fernübertragiingslei tung überträgt. Die Frequenz, mit dor d!.e einzelnen Proben genommen werden, d.h. die die Zei tabstiindo

BAD ORIGINAL

- 15 -

309812/0706

bestimmt, zu denen die Signale in digitaler Form quantisiert werden, kann ca. 8 kHz betrafen. Die Zahl η beträgt ungeführt 250. ' .

In Fig. h ist ein weitoi^es Beispiel einer Verwirklichung der ersten Ausführungsform dargestellt. Dabei werden die Übei^tragungs ei gen schaft en des tatsächlichen Echopf aties auf der Grundlage des Frequenzbereichs dargestellt. Dem ersten Echopfadmodell 21 und dem zweiten Echopfadmodell 26 ist ein Fourier— Transforinationsrechner 61 gemeinsam, dem eine bestimmte Anzahl von · ' " P^robcn χ des empfangenen Signals zugeführt worden. Er führt eine schnelle Fourier-Trnnsformation diesel"

Proben auf und leitet so die Fourier-Transformierto X der groben des empfangenen Signals ab.

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner einen ersten Fourier-Transf ormatioiisrechner 62 der eine schnelle Pourier-Transforination für eine gleiche Anzahl von ^j^' Proben des ersten kombinierten Signals e. vornimmt und so dessen Fourier-Transfor-

—"1

mierte E erzeugt. Sie wird einem nicht-linearon Konverter 63 zugeführt, der die Fourier-Transformierte E₁ in noch weiter unten näher zu erläuternden Weise modifiziert und auf diese ¥eise eine erste modifizierte Fourier-Transforuiierte E der · , ' proben des ersten kombinierten Signals barstellt. Der Ausgang des nicht-linearen Konverters 63 ist mit einem ersten Register 6h verbunden, in dem die modifizierte Fourier-Transformierte als die erste Gruppe von Parametern h bzw. als erste Annäherung der Frequenzcharakteristik des tatsächlichen Echopfades gespeichert wird. Der Ausgang des Registers gelangt an eJ η erstes Multiplizierwerk 651 das das Produkt der Fourier-Tr.-nisfortniorten X und der proben des empfangenen Signals, und der ersten Gruppe; von Parametern Ji₁ herste.! It und so die Fourior-Transfurinierte Y. der __..■ proben dos ersten synthetischen Echosignals. £.. erzeugt. Fernrr ist ein .erster zur Herstellung einer invortiortnn Fuoui'ior-Tran.sformiorten dienender

309812/0706 * - 16 -

BAD OFSiGlNAL

— 1 ο -

Rechner 66 vorgesehen, der die invertierte Fourio>x*-Transformiorte des Ausgan^nsri gnals des ersten Multijalizierwerks 65 erzeugt und diese als erstes synthetisches Echosignal an den Kombinationsschaltkreis 22 weiterleitet".

Die nicht-lineare Konversion im Konverter 63 wird so vorgono;nmen, daß das erste kombinierte Signal in Abwesenheit eines Oogsnsprechpns £?efff*n Null konvergiert.

Das zweite Echopfadnodell 26 enthält ein zweites Register 7'* t in dem als zweite Gruppe von Parametern h der Inhalt des - ersten Registers 6h gespeichert wird, der dem zweiten Register ' 7^ übtsr eine Torschaltung 29 zugeführt wird, wenn ein Befelilssignal auftritt. Forner ist ein zweites Multiplizierwerk 75 vorgesehen, in dem das Produkt der Fourier-Transformierten X der '" probe des empfangenen Signals und der zweiton Gruppe von Parametern jh_? hergestellt wird, um so die Fourier-Transformierte t_o des zweiten synthetischen Echosignalr> £_ zu erhalten. Ferner wird der Ausgang dieses Multiplizierwerks 75 dem der Herstellung der invertierten Fourier-Transformierten dienenden Rechner 76 zugeleitet, der die invertierte Fourier-Trans f ormierte des Ausgangssignals des zweiten Multiplizicrwcrkes 75 als zweites synthetisches Echosignal £„ an das zveite Kombinat.! onsnotzwerk 27 weiterleitet.

In Fig. 5 is* eine zweite AusfUhrungsform dor Erfindung gezeigt. Der eingehende Eiupfangspfad ti und der ausgehende Sendepfad der Vierdrahtleitung 13» die über die Gabel 15 mit dor Zweidrahtlei turjg lh in Verbindung steht, wird von dem Echounterdriicker überbrückt. Der Echounterdrücker besteht aus einen Echopfadinodel.1 21, das mit dem Empfangspfad 11 verbunden ist und das empfangene Signal s. in Übereinstimmung mit den in den ersten Echopfadmodoll eingeschrn ebenen IJbertrogungseigen.scJiaf ton Ji₁ des ,Eel"; op fade s modifiziert und· ein entsprechendes erstes synthetisches Echosignal ^₁ crsougt.

BAD ORIGINAL - 17 ' -

309812/0706

Es ist ferner ein erster Kombinationsschaltkreis 22 vor^esehen, in dem das synthetische Echosignal mit dem von der Gabel 15 abgehenden gesendeten Signal y^ kombiniert wird, um • auf -diese Weise ein erstes kombiniertes Signal e. zu erzeugen. Ferner sind symbolisch mit Hilfe der Verbimlungsleitung 23 dargestellte Mittel vorgesehen, die dazu dienen, das erste Echopfadmodell in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal und den kombinierten Signal derart einzuregeln, daß das im abgehenden gesendeten Signal enthaltene Echosignal reduziert wird«

Die zweite Ausführungsform enthält ferner ein zweites Echopfadmodell 26, das mit dem Empfangspfad 11 in Verbindung steht, und in dem das empfangene Signal in Übereinstimmung mit Parametern h_, die im zweiton Echopfadmodell 26 eingeschrieben sind, modifiziert sind, so daß auf diese Weise ein zweitos «yntbetisch.es Echosignal £„ erzeugt wird. Ferner ist ein zweiter Kombinationsschaltkreis 27 in den Ausgangspfad 12 eingeschaltet, in dem das zweite synthetische Signal mit dem von der Gabel 15 ausgehenden gesendeten Signal kombiniert und auf diese Weise ein zweites kombiniertes Signal e« erzeugt wird, das auch gleichzeitig das endgültig gesendete (d.h. ausgangsseitig der Echounterdrückung) darstellt. Ferner ist ein Vergleicher 71 vorgesehen, dem das erste und das zweite kombinierte Signal jeweils zugeführt wird. Er ist so aufge-'baut, daß er ein erstes Befehlssignal erzeugt, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals erheblich kleiner als der kurzzeitige Durchschnittsv/ert des zweiten kombinierten Signals ist. Ferner erzeugt er ein zweites Defeblssignnl, wenn der Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals erheblich größer als dor des zweiten kombinierten Signals i«st. Ferner sind zwei symbolisch als Schalter dargestellte Torschaltungen 29 und 72 vorgesehen, die von dem ersten bzw. ' · von dem zweiten >3efehlssign?il derart betätigt wcrdon. Di« Betätigung der Torschaltung 29 durch das erste BefehTfs signal

309812/0706 " ""¹V

SAD ORIGINAL

- - 18 -

bewirkt, daß der Inhalt dos ersten Echopfadraodells 21 in das zweite Echopfadrnodell 26 eingelesou wird und dessen vorhoj'ifien Inhalt substituiert. Die Betätigung dei; Torschaltung 72 durch das zweite Befßhlssigna.l bewirkt, daß der Inhalt des zweiten Echopfadmodells26 in das erste Echopfadmodel 121 ein/jelesen wird und dessen Inhalt substituiert. Wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung stellen die Echopfadmodelle 21 und 26 bzw. die in ihnen gespeicherten Parameter h, und .h,. eine Annäherung der Übertragungseigenscbaften des tatsächlichen Echopfades dar. Anhand dieser zweiten Ausführungform der Erfindung wird deutlich, daß auch das erste kombinierte Signal gleichermaßen als das endgültig gosendote Signal anstelle des zweiten kombinierten Signals verwendet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der anhand der AusführungsbeispieJ e beschriebenen Echopf fulmodelle beschränkt»· Ee können auch Echopfadmodollo verwendet werden, wie sie beispielsweise in dem US-Patent No. 3 500 000 (Kelly et, al.) beschrieben sind oder Modelle, bei denen die OberLragungsfunktion des tatsächlichen Echopfades durch eine entsprechende Anzahl von Polen und Nulldurchgängen simuliert wird.

BAD ORIGINAL

309812/0706

Claims

Patentanwalt Or. Owe DriUa T Stuttf,*rt 1 10» AUxaixterutr. ββ " '" " Tel.: (0711) 24 ββ 29 Anmelder: ΙΊοίη Zeichen: Nippon Electric Co.,Ltd. Ki - 223 7-15 Shiba Gocbomo Minato-ku Tokyo/Japan Pat entansprü

1) Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tat-■ sächlichen Ecliopfad einer Übertragungsloitung, der eine sich selbst angleichende, die Übertragunfcseigennohaf ton des Echopfades annähernde und ei« Modell desselben dorstellonde erste Schaltungseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, die Übertragungseigenschnften des Echppfades annähernde" und ein Modell desselben darstellende Schaltungseinheit (26) vorgesehen ist und daß ein Vergleicher (28) die die Annäherung der tJbertragungsöigetischftften darstellenden Ausgänge(£.., C_-OU) beider Schaltungseinheiten (21, 26) miteinander vergleicht , und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs ein Signal erzeugt, das den Inhalt einer Schnltungsoinheit (21) durch den Inho.lt der anderen Scha3 tungsoinheit (2i>) ersetzt.

2)" Echounterdriickor nach Anspruch. 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (28) ein .Signal erzeugt, wenn die erste ein

Modell des Echopfades darstellende Schalttingseinheit (21 ) e:ine erheblich bessere Annäherung der 'Übertrngiuigsseigenschaftoii als die zweite ein Modell dos Echopfpdes darstellende 'FJcbaltungseinbcjit (26) -enthält _f und daß di.s Signal den Inhalt dor ersten ; fJchaltungseJ tihoi 1 (21 ) in die awffitc Scha Ltungseinhcsi t (2ό) ein I ί ußt. ·...<·""

308812/0706

OPUGfNÄL

". . 2224405*-'

3) Echountei'driicker nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dor Vergleicher (28) ein erstes Signal erzeupt«, wenn die erste ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit (21 ) eine erheblich bessere Annäherung der Übortragungsei gßiisclmf ten als die zweite ein Model], des Echopfades darstellende Scha]tungK-einheit (26) enthält,und daß dies erste Signal den Inhalt dor ersten Schaltungseinheit (21 ) in die zweite 6chal tungsoinhoit (26) einliest, und der Vergleicher (28) ferner¹ ein zweites Signal erzeugt, \ienn die zweite Scha] tuugseinheit (26) eine erheblich bessere Annäherung der Übertragungsoigenschaften dos Eoho- _ pfad.es enthält als die e'rste Schal tungseinhori t (21 ) und da(3 dies zweite Signal den Inha.lt der zweiten Schal tungsoj nheit (26) in die erste Schaltungsoinheit (21) einlicst,

h) Echounterdi'ücker, dor eine sich selbst angleichende, ein Modell des tatsächlichen Echopfades darstellende und dc? a sen Übertrngungs ei gen schaf tennnnäherndo erste Schal tungseinhr>it aufwei i-:t, die das empfangene Signal in ein erstes synthetisches Signal umwandelt und durch Konbination desselben mit dom gesendeten Signal ein kombiniertes Signal erzeugt und bei dem das empfangene Signal und das kombinierte Signal die Schaltungseinheit derart abgleicht, daß das im gesendeten Signal am Ausgang der Sendeleitung enthaltene Echo reduziert wird, dadurch gokennze.l chnet, daß eine zweite ein Modell des Echopfades darstellende und die Ubertragungseigenschoften des Echopfades annähernde Schaltunreinheit (26) vorgesehen ist, die das empfangene Signal (x) in ein zweites synthetisches Signal (£_O1 ) umwandelt und durch Kombination desselben mit dem gesendeten Signal (^r) am Eingang dor Sendoleitung dan abgehende Sjgnn] (e_,_,) erzeugt, und ein -·-Vergleichet· (28) die die Annfihorun,"; dor Übertragnngso igen schaft en darstellenden Ausgänge der Sclia.lt ungsci nbe.i. ton (21, 26) miteinander vr-rgl eicht und bei ο im; πι b*>st;i.!i;nil:<>n E.rgcbni £·> de.s Vergleichs den Jnhnlt der zwei t«n Scha 1 i ungso i rihei t (26) durch dr»n TnJinlt der ersten Schn.l tungseinhri t (21 ) ersetzt.

BAD ORIGINAL - '*-1 -

309812/0706

-.21 -

Eohounterdi'ücker nach Anspruch h, dadurch ^ekonnzeichnot, daß der Vorgleichcr (28) deii kurzzeitigen Durchschnittovert dos kombinierten Signals (R₁) und des abgehenden gesendeten Signals "(e_o) bildet, beido Worte mitoiiiiuiclor vergleicht und ein Ho fehl f.-signal orzoufjt, wenn der erstgenannte Wert erhob! ich kleiner j r,t als der zwoitgeiiannte Wert, das Schalter (29\ betätigt, d.i ο (lon Inhalt der ersten Schaltungseinheit (21.) der zweiten Schaltung«- einheit (26) zuführen.

BAD;QfiilGINAt-

309812/0706

Le

e r s e i \ e