DE2224403B2

DE2224403B2 - Echounterdrücker mit zwei Echopfadmodellen

Info

Publication number: DE2224403B2
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: 1975-01-30
Also published as: DE2224403C3; IT955642B; CA949247A; GB1380944A; DE2224403A1; US3787645A

Description

Die Erfindung betrifft einen Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Echopfad einer Übertragungsleitung, der eine sich selbst angleichende, die Ubertragungseigenschaften des Echopfades annähernde erste Schaltungseinheit aufweist. Derartige Echounterdrücke;· werden an den Verbindungen von Vierdrahtleitungen und Zweidrahtleitungen in Tekion-Fernnetzen eingesetzt.

Es ist bekannt, parallel zur Gabelschaltung an einer Verbindung einer Vierdrahtleitung mit einer Zweidrahtleitung eine Echosperre vorzusehen. Eine derartige Echosperre ist z. B. im US-Patent 3 465 106 (Nagata et al.) beschrieben. Sie weist Einrichtungen auf, mit denen festgestellt werden kann, ob das empfangene Signal auf dem zur Verbindungsstelle hinführenden, in einer Richtung übertragenden Empfangspfad der Vierdrahtleitung oder das von der Verbindungsstelle abgehende Sendesignal auf den ebenfalls nur in einer Richtung übertragenden Sendepfad stärker ist. Es sind dann ferner Einrichtungen vorgesehen, die dann, wenn das empfangene Signal wesentlich größer als das gesendete Signal ist, den Sendepfad trennen oder eine Dämpfung dazwischen schalten.

Wegen der bekannten Nachteile dieser herkömmlichen Echosperren, sind verschiedene andere Schaltungen zur Unterdrückung des Echos bekanntgeworden. So weist z. B. der Echounterdrücker nach US-Patent 3 465 106, der bereits oben erwähnt wurde, Einrichtungen auf, die eine ein Modell des Echopfadcs darstellende und die Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades annähernde Schaltungseinheit (im Folgenden: Echopfadmodell) aufweisen, in der 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 Sendesigna!, das hinter der Echounterdrückung entsteht, zu erzeugen, das dann über den in einer Richtung übertragenden Sendepfad der Fernsprechleitung an eine entferntgelegene Stelle übertragen wird.

In dem US-Patent 3 499 999 (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 EcbounterdrUckung low. dem Restecho derart angeglichen wird, daß der Fehler bei der Echounterdrückung zu einem Minimum gemacht wird.

Derartige Schaltungen zur Echounterdrückung, insbesondere aber solche mit einer Selbstangleichung, werden selbst hochentwickeltem Echosperren vorgezogen, da sie im allgemeinen das Sprechsignal nicht unnötig unterbrechen, das von der Zweidrahtleitung über die genannte Verbindung und den in einer Riehtung übertragenden Übertragungspfad übertragen wird. Doch auch derartige Echounterdrücker weisen Nachteile auf. Die Unterdmckungsfähigkcit dieser selbstangleichenden Echounterdrücker wird stark beeinträchtigt während des Gegeusprechens, wenn das abgehende Sendesignal sowohl das an der Stelle ent-Itandene und zur Übertragung bestimmte Sprachlignal als auch dasjenige Echosignal enthält, das (unerwünschterweise) von dem ankommenden in finer Richtung übertragenen Empfangspfad über die Gabelschaltung in den abgehenden, in einer Richtung übertragenden Sendepfad gelangt ist.

Der selbstangleichende Echounterdriicker nach dem obenerwähnten US-Patent 3 499 999 enthält Einrichtungen, um die relativen Stärken des eingehenden und des abgehenden Signals zu prüfen und die Echofegelung auszusetzen, wenn der Empfangspegel 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 Echopfadmodells 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 Echopfadmodelle, d. h. Modelle der Echopfade darstellenden und die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde Schaltungseinheiten aufweist, von denen mindestens eines auch während des Gegensprechens nur wenig in seiner Chrakteristik 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 tatsächlichen Echopfades angleicht, wenn das örtliche Sprachsigiial wegfällt.

Es ist ferner Aufgabe air Erfindung, einen Echounterdrücker zu schaffen, der zwei Echopfadmodelle aufweist, und bei dem ein — wenn überhaupt — auftretender Fehler der Auswertung des Echopfadmodells die Echounterdrückung nicht negativ beeinflußt.

Ein Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Echopfad einer Übertragungsleitung, der eine sich selbst angleichende, dte Übertragungseigenscbaften des Echopfades annähernde erste Schaltungseinheit aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde und ein Modell desselben darstellende Schaltungseinheit vorgesehen ist, und daß ein Vergleicher an den Ausgängen beider Schaltungseinheiten die Annäherung der Ubertragungsesgenschaften miteinander vergleicht und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs ein Signal erzeugt, das den Inhalt einer Schaltungseinheit durch den Inhalt der anderen Schaltungseinheit ersetzt.

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

Gemäß der Erfinder ist ein Echounterdriicker, der eine sich selbst angleichende, ein Modell de» tatsächlichen Echopfades darstellende und dessen Übertragungseigenschaften annähernde 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 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, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite ein Modell des Echopfades darstellende und die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde Schaltungseinheit vorgesehen ist, die das empfangene Signal in ein zweites synthetisches Signal umwandelt und durch Kombination desselben mit dem gesendeten Signal am Eingang der Sendeleitung das abgehende Signal erzeugt, und ein Vergleicher die die Annäherung der Übertragungseigenschaften darstellenden Aufgänge der Schaltungseinheiten miteinander vergleicht und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs den Inhalt der zweiten Schaltungseinheit durch den Inhalt der ersten Schaltungseinheit ersetzt.

Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist demnach darin zu sehen, daß zumindest zwei Echopfadmodelle vorgesehen sind. Von diesen Echopfadmodellen ist das erste so ausgebildet, daß es sich selbst gnpaßt bzw. angleicht, so daß die bessere Annäherung eines vorgegebenen Echopfades darstellt. Das zweite Echopfadmodell ist nicht selbst ar.gleichend.

Die Ausgangssignale, 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 (ausgangsseitig der Echoumterdrückung) erzeugt wird. Die kurzzeitigen Durchschnittswerte des kombinierten und des ausgangsseitig der Echounterdrückung abgehenden gesendeten Signals schaffen die Kriterien für das erste und das zweite Echopfadmodell, hinsichtlich des Grades der durch sie erreichten Annäherung an den tatsächlichen Echopfad.

Das bedeutet im Zusammenhang mit der zuletzt gegebenen Kennzeichnung der Erfindung, daß der Inhalt des ersten Echopfadmodells in das zweite

Echopfadmodell eingeschrieben wird, wenn das abgegebene Sendesignal — alls kombiniertes Signal — hinreichend groß ist. Das zweite Echopfadmodell bietet dann eine bessere Anniiherung des tatsächlichen Echopfades. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das erste Echopfadmodell während des Gegensprechens erheblicher Veränderungen durchmacht und daß bei Verschwinden des abgehenden Sprechsignales eine gewisse Zeit benötigt Wird, um die richtige Annäherung an den tatsächlichen Echopfad wieder herzustellen. Im Gegensatz dazu stellt das zweite Echopfadmodell die bessere Annäherung als das erste dar. Es kann daher wünschenswert sein, den Inhalt des ersten Echopfadmodells duirch 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, daß der Vergleich der Echopfadmodelle von einem Fehler begleitet wird, der die Wiedergabe der Übertragungseigenschaften durch das zweite Echopfadmodell verschlechtert, wenn das erste Echopfadmodell beachtlichen Veränderungen unterworfen wird, obwohl die Wahrscheinlichkeit hierfür sehr gering ist. Als Sicherheitsmaßnahmen 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 ist.

Während des Gegensprechens wird das erste Echopfadmodell von dem örtlichen entstehenden Sprachsignal gestört, das in dem gesendeten Signal eingangsseitig des 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 negativ beeinträchtigt. Das hält das abgehende Signal ausgangsseitig der Echounterdrückung in dem gewünschten Zustand.

Ist der kurzzeitige Durchschnittswert des ausgangsseitig von der Echounterdrückung abgehenden Sendesignals niedriger als der 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 Selbstangleichbarkeit verbessert Das führt zu einem kombinierten Signal, dessen kurzzeitiger Pegeldurchschnitt nun geringer als der des abgehenden Sendesignals ist. Nun ist es notwendig, daß der Inhalt des ersten Echopfadmodells in das zweite Echopfadmodell eingelesen wird. Diese Übermittlung des Echopfadmodells setzt sich so lange fort, bis kein erheblicher Unterschied zwischen den kurzzeitigen Durchschnittswerten mehr besteht. Bei einer hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind ferner Mittel voi gesehen, mit denen auch der Inhalt des zweiten Echopfadmodells in das erste Echopfadmodell znrückgelesen werden kann, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des kombinierten Signals erheblich großer als der des abgehenden Sendesignals ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es bedeutet

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Beispiels des Echopfadmodells, das in der Ausführungsform nach F i g. 1 verwendet wird,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines ersten praktischen Ausführungsbeispiels der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines zweiten praktisehen Ausfuhrungsbeispiels der ersten AusfUhrungsform nach F i g. 1 und 2,

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Gabelschaltung 15, die eine ZwH-d rahtleitung 14 mit einer Vierdrahtleitung 13 verbindet, die 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 ao 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 mit der Zweidrahtleitung 14 verbunden. Es ist nun so, daß in der Praxis ein Teil des auf dem Empfangspfad *. 1 empfangenen Signals wieder über die Gabelschaltung 15 auf den Sendepfad 12 übertragen wird. Dieser Teil stellt das Echosignal dar.

Die Gabelschaltung 15 wird durch die in F i g. 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 /1 kennzeichnen, die veränderlich ist.

Wie an sich bereits bekannt, enthält nun der Echounterdrücker ein Echopfadmodell 21, d. h. eine die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde und ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit 21. Dieses Echopfadmodell 21 isi mit dem Empfangspfad 11 verbunden. Es wandeil das auf dem Empfangspfad empfangene Signal χ entsprechend seiner ihm eingeprägten Eigenschaften nämlich entsprechend einer ersten Gruppe von Para metern A₁, die dem Echopfadmodell eingehen sind in ein erstes synthetisches Echosignal J₁ um. Diese; synthetische Echosignal wird einem ersten Kombina S» tionsschaltkreis 22 zugeführt, der das synthetisch! Signal mit dem Signal y kombiniert, so daß daray: ein erstes kombiniertes Signal e_x entsteht.

Mit y ist das Sendesignal am Anfang des Sende pfades 12, d. h. hinter der Gabel 15 singangsseitij des Echounterdrückers bezeichnet. Das schließlich ii die Fernsprechleitung zum auf der anderen Seite der selben liegenden Ende hin übertragene abgehendi gesendete Signal, das ausgangsseitig des Echounter drückers hegt, ist das Signal e₂, dessen Entstehunj noch weiter unten im einzelnen erläutert werdei wird. Von dem Kombinationsschaltkreis 22, de durch Kombination des synthetischen Echosignals y und des Sendesignals y das erste kombinierte Signale erzeugt, wird diese dann Mitteln zugeleitet, die ii Fig. 1 nur schematisch durch die Verbindungslei rung 23 angedeutet sind und die dazu dienen, di erste Gruppe von Parametern A₁ des ersten Echo pfadmodells 21 in Abhängigkeit von dem empfange

nen Signal χ und dem kombinierten Signal e, so zu verändern, daß das Echosignal, das in dem abgehenden Sendesignal e_t 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 Übereinstimmung mit einer zweiten Gruppe von Parametern /i₂, die dem zweiten Echopfadmodell 26 eingeprägt sind, modifiziert und dadurch in ein zweites synthetisches Signal y_% 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 y_t mit dem Sendesignal eingangsseitig des Echounterdrückers, also dem von der Gabel 15 abgehenden Signal y kombiniert, um so ein zweites kombiniertes Signal e₂ zu erzeugen, das auch dasjenige, bereits oben erwähnte Signal ist, das dann schließlich an die andere Seite der Fernübertragungsleitung hin abgesendet wird. Ferner ist ein Vergleicher 28 vorgesehen. Er dient dazu, die Inhalte der beiden Echopfadmodelle 21 und 26 miteinander zu vergleichen. Das geschieht, in dem ihn die beiden kombinierten Signale e_t und e₂ zugeführt werden. Der Vergleicher erzeugt ein Befehlssignal, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals r_t erheblich geringer als der des zweiten kombinierten Signals e₂ ist. Es ist dann ferner eine Schalteinheit 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 Echopfadmodell 26 einliest, d. h. das zweite Echopfadmodell 26 durch das erste Echopfadmodell 21 ersetzt. Die Parameter A₁ und A₂, die in dem ersten und in dem zweiten Echopfadmodell 21 bzw. 26 gespeichert sind, stellen Annäherungen der Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades dar.

In F i g. 2 ist schematisch ein Beispiel einer Verwirklichung des Vergleichers 28 dargestellt. Er enthält einen ersten Quadratsummenrechner 31, dem das erste kombinierte Signal e, zugeleitet wird. Er erzeugt ein erstes Summensignal £,, das repräsentativ ist für die Summe der Quadrate der während eines kurzen vorbestimmten Zeitintervalls zugeführten Signale. Femer ist ein zweiter Quadralsumraenrechner 32 vorgesehen, dem das zweite !kombinierte Signal e₂ zugeleitet wird. Er erzeugt ein zweites Summensignal E₂, 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 Summensignal E₂ zugeführt werden. Bei dem Rechenwerk 33 handelt es sich um eine Subtrahierschaltung, die ein Differenzsignal bildet, in dem es die Differenz E₂-E₁ bildet. Ferner ist ein Signaldiskriminator 34 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 31 und 32 auch dadurch gebildet werden, daß jeweils für das erste und das zweite kombinierte Signal e, bzw. e^ ein Gleichrichter vorgesehen ist, der diese Signale, die ihm jeweils zugeführt werden, gleichrichtet und so den Absolutwert der Amplitude des jeweiligen kombinierten Signals darstellt. Daran schließt sich dann ein Integrator an, den der gleichgerichtete Ausgang zugeleitet wird. Darii erfolgt eine integration des Absolutwertes des kombi nierten Signals über ein kurzes vorbestimmtes Zeit Intervall.

Vorteilhaft ist es, das der Substraktion dienend! Rechenwerk 33 und/oder den Signaldiskriminator 34 so auszubilden, daß ein Befehlssignal erzeugt wird wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des zweiter

ίο kombinierten Signals e₂ erheblich größer als derjenige des ersten kombinierten Signals e, ist.

In F i g. 3 ist nun ein praktisches Beispiel einei Verwirklichung der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in dem Echopfadmodelle verwendet werden, die die charakteristischen Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades auf dei Grundlage einer Darstellung im Zeitbereich in üblicher Weise darstellen, wie das auch beispielsweise bei dem schon erwähnten US-Patent 3 499 999 dei

ao Fall ist. Den Inhalt der Echopfadmodelle 21 oder 2< kann man als Ausgangssignale beispielsweise dei Integrationsnetzwerke 32 nach US-Patent 3 499 999 oder als Ausgangssignale der Register 320 bis 329 erhalten, die in der US-AnmeldungSerial No. 877 887

as (angemeldet 19. 11. 1969, Anmelder: Chiba et al.), deren Erteilung in Kürze bevorsteht, beschrieben sind. Das erste Echopfadmodell 21 nach F i g. 3 enthält einen Analog-Digital-Wandler 31, dem das empfangene Signal χ zugeleitet wird. In dem Analog-Digital-Wandler 36 wird dieses empfangene Signal χ in digitale Proben x_k des empfangenen Signals umgewandelt. Ferner ist ein lediglich schematisch dagestellter Schalter 37 vorgesehen, dem die Proben x_k an einem seiner beiden schaltbaren Kontakte zugeleitet werden. Es ist ferner ein Schieberegister 38 vorgesehen, dessen Eingangs- und Ausgangsklemmen mit dem festen Kontakt bzw. mit dem anderen schaltbaren Kontakt des Schalters 37 verbunden sind, so daß η dem Schieberegister eine vorbestimmte Anzahl η der diesen zugeführten Proben x_k 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 Probenentnahme darstellt, dann wird eine neue Probe x_k für die älteste Probe x_k,_a substituiert.

In dem abgehenden Sendepfad 12 ist ein Analog-

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 Proben des empfangenen Signals Proben

des gesendeten Signals ab, so daß das erste bzw. das zweite kombinierte Signal e, bzw. e₂ ebenfalls als Proben zur Verfügung stehen.

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner ein erstes Parameter-Schieberegister 41, in dem eine vorbestimmte Anzahl π der ersten Gruppe von Parametern h_t gespeichert wird. Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner eine angleichbare Regelungseinheit 42, der die Proben des empfangenen Signals von dem feststehenden Kontakt des Schalters 37 her zugeführt werden. Das spezifische Beispiel der Regelungseinheit 42, das in F i g. 3 gezeigt ist, nimmt die Regelung entsprechend dem Algorithmus vor, der von Nagumo et al. in »IEEE Trans, on Automatic

Control«, Bd. AC-13, No. 3 (Juni 1967) S. 282, be- Proben λ*., des empfangenen Signals und die schrieben ist. Diese angleichbare Regeleinheit enthält ebenfalls umlaufende zweite Gruppe von Parametern einen Quadratrechner 43, dem die aufeinanderfol- A₂,*_,, zugeführt werden. In diesem Multiplizierwerk genden Proben des empfangenen Signals, nämlich die werden nacheinander die Produkte beider zugeführ-Proben x_k_,(i ~ 0) 1 ... /V— 1) zugeführt werden. 5 ten Größen erzeugt und dann einer Summenschal· Dieser Quadratrechner 43 berechnet dann das Qua- tung 54 zugeführt, die die Produkte aufsummiert. Die drat der Weite für diese Proben. Die von ihm abge- Summenschaltung 54 gibt demgemäß als Faltung des gebenen Werte werden einer Summenschallung 44 empfangenen Signals x_k und der zweiten Gruppe von zugeführt, die die Quadrate addiert. Parametern A₂ _k das zweite synthetische Echosignal

Ferner enthält die Regelungseinheit 42 ein Multi- ίο y_ik zum Zeitpunkt k ab. Von dort wird dieses Erplizierwerk 45. Diesem werden die aufeinanderfol- gebnis dem zweiten Kombinationsschaltkreis 27 zugenden Proben des empfangenen Signals x_k_, und geführt.

die Proben des ersten kombinierten Signals e_lk zum In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das

Probenzeitpunkt k zugeführt. Er stellt dann das Pro- zweite kombinierte Signal dann einem Digilal-Anadukt beider Werte her. Zusammen mit dem Ausgang 15 log-Konverter 59 zugeführt, der ein im wesentlichen der Summenschaltung 44 wird das Ergebnis der MuI- echofreies Sendesignal an das andere Ende dei Ferntiplikation im Multiplizierwerk 45 dem Dividierwerk übertragungsleitung überträgt. Die Frequenz, mit der 46 zugeführt. Darin wird das Produkt durch die die einzelnen Proben genommen werden, d. h., die Summe dividiert. Es entsteht so eine Reihe von Wer- die Zeitabstände bestimmt, zu denen die Signale in ten IA₁*, die der Korrektur des Echopfadmodells »o digitaler Form quantisiert weraen, kann etwa 8 kHz dienen und die gemäß dieser Schaltung wie folgt er- betragen. Die Zahl η beträgt ungefähr 250. rechnet werden: In F i g. 4 ist ein weiteres Beispiel einer Verwirkli-

,_N _, . chung der ersten Ausführungsform dargestellt. Dabei

Ah₁* = -Kfe-r^e*/( 'S) v/t-«²]· werden die Übertragungseigenschaften des tatsächli-

ViTi) ' ^a5 chen Echopfades auf der Grundlage des Frequenz

bereichs dargestellt. Dem ersten Echopfadmodell 21

Diese Werte werden nacheinander in einem Ad- und dem zweiten Echopfadmode',1 26 ist ein Fourierdierwerk 47 zu dem umlaufenden entsprechenden In- Transformationsrechner 61 gemeinsam, dem eine behalt des ersten Parameter-Schieberegisters 41 hinzu- stimmte Anzahl von Proben χ des empfangenen Siaddiert. 3° gnals zugeführt werden. Er führt eine schnelle Fou-

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner ein rier-Transformation dieser Proben auf und leitet so erstes Multiplizierwerk 48. dem nacheinander die die Fourier-Transformierte X der Proben des emp-Proben des empfangenen Signals (vom Schalter 37 fangenen Signals ab.

her) und die aufeinanderfolgenden Summen von der Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner einen

Summenschaltung 44 her zugeführt werden; in die- 35 ersten Fourier-Transformationsrechner 62, der eine sem Multiplizierwerk wird das Produkt beider Ein- schnelle Fournier-Transformation für eine gleiche gänge gebildet und dann der Summenschaltung 49 Anzahl von Proben des ersten kombinierten Sizugeführt, die die Produkte aufsummiert und so die gnals e_x vornimmt und so dessen Fiurier-Transfor-Faltungssumme des empfangenen Signals x_u und der micrte E₁ erzeugt. Sie wird einem nichtlinearen Koncrsten Gruppe von Parametern A₁ * bildet. Das durch 40 verter 63 zugeführt, der die Fourier-Transfordiesen Vorgang der Faltung gebildete Signal stellt micrte E₁ in noch weiter unten näher 7U erläuternden das erste synthetische Echosignal y_t * der Probe y_k Weise modifiziert und auf diese Weise eine erste des von der Gabel abgehenden gesendeten Signals modifizierte Fourier-Transformierte E der Proben des zum Zeitpunkt k dar. ersten kombinierten Signals herstellt. Der Ausgang

Zum zweiten Echopfadmodell 26 gehört ebenfalls 45 des nichtlinearen Konverters 63 ist mit einem ersten der Analog-Digital-Konverter 36, der Schalter 37 und Register 64 verbunden, in dem die modifizierte Foudas Schieberegister 38 zur Verschiebung der Proben rier-Transformierte als die erste Gruppe von Parades empfangenen Signals. metern A₁ bzw. als erste Annäherung der Frequenz-Der Schalter 29 ist in F i g. 3 als Bestandteil des charakteristik des tatsächlichen Echopfades gespeizweiten Echopfadmodells 26 gezeigt, seine Darstel- 50 chert wird. Der Ausgang des Registers gelangt an lung als einfacher Schalter ist nur schematisch zu ein erstes Multiplizierwerk 65, das das Produkt dei verstehen. Er wird von dem Befehlssignal betätigt. Fourier-Transformierten X und der Proben des emp-Emer seiner beiden schaltbaren Kontakte ist mit der fangenen Signals und der ersten Gruppe von Para-Ausgangsklemme des ersten Parameterschieberegi- metern A₁ herstellt und so die Fourier-Transforsters 41 verbunden. 55 mierte Y₁ der Proben des ersten synthetischen Echo-Das zweite Echopfadmodell 26 weist ferner ein signals % erzeugt. Ferner ist ein erster zur Herstelzweites Parameter-Schieberegister 51 auf, dessen Ein- lung einer invertierten Fournier-Transformierten diegangs- bzw. Ausgangsklemmen mit dem feststehen- nender Rechner 66 vorgesehen, der die invertierte den bzw. mit dem anderen schaltbaTen Kontakt des Fourier-Transformierte des Ausgangssignals des erSchalters 29 verbunden sind. Je nach Stellung des 60 sten MultipHzierwerks 65 erzeugt und diese als erstes Schalters 29 werden also dem Schieberegister 51 ent* synthetisches Echosignal an den Kombinationsschalt· weder die erste Gruppe von Parametern A, (bei Vor- kreis 22 weiterleitet

liegen eines Befehlssignals) zugeführt oder es wird Die nichtlineare Konversion im Konverter 63 wire

(in Abwesenheit eines Befehlssignals) die so züge- so vorgenommen, daß das erste kombinierte Signa¹ führte Gruppe von Parametern A₂ durch Umlauf im 65 in Abwesenheit eines Gegensprechens gegen NuI Schieberegister gespeichert. konvergiert

Das zweite Echopfadmodell 26 enthält ferner ein Das zweite Echopfadmodell ?5 enthält ein zweit«

zweites Multiplizierwerk 53, dem die umlaufenden Register 74, in dem als zweite Gruppe von Parame

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tern /ι₂ der Inhalt des ersten Registers 64 gespeichert wird. Ferner ist ein zweiter Kombinationsschaltkreis wird, der dem zweiten Register 74 über eine Tor- 27 in den Ausgangspfad 12 eingeschaltet, in dem das schaltung 29 zugeführt wird, wenn ein Befehlssignal zweite synthetische Signal mit dem von der Gabel 15 auftritt. Ferner ist ein zweites Multiplizierwerk 75 ausgehenden gesendeten Signal kombiniert und auf vorgesehen, in dem das Produkt der Fourier-Trans- 5 diese Weise ein zweites kombiniertes Signal e₂ erzeugt formierten X der Probe des empfangenen Signals und wird, das auch gleichzeitig das endgültig gesendete der zweiten Gruppe von Parametern Zi₂ hergestellt (d. h. ausgangsseitig der Echounterdrückung) darwird, um so die Fourier-Transformierte P₁, des zwei- stellt. Ferner ist ein Vergleicher 71 vorgesehen, dem ten synthetischen Echosignals % zu erhalten. Ferner das erste und das zweite kombinierte Signal jeweils wird der Ausgang dieses Multiplizierwerks 75 dem io zugeführt wird. Er ist so aufgebaut, daß er ein erstes der Herstellung der invertierten Fourier-Transfor- Befehlssignal erzeugt, wenn der kurzzeitige Durchmierten dienenden Rechner 76 zugeleitet, der die schniitswert des ersten kombinierten Signals erhebinverfierte Fourier-Transformierte des Ausgangssi- lieh kleiner als der kurzzeitige Durchschnittswert des gnals des zweiten Multiplizierwerkes 75 als zweites zweiten kombinierten Signals ist. Ferner erzeugt er synthetisches Echosignal % an das zweite Kombina- 15 ein zweites Befehlssignal, wenn der Durchschnittstionsnetzwerk 27 weiterleitet. wert des ersten kombinierten Signals erheblich größer In F i g. 5 ist eine zweite Ausführungsform der Er- als dtr des zweiten kombinierten Signals ist. Ferner findung gezeigt. Der eingehende Empfangspfad 11 sind zwei symbolisch als Schalter dargestellte Tor- und acr ausgehende Sendepfad 12 der Vierdrahtlei- schaltungen 29 und 72 vorgesehen, die von dem ertung 13, die über die Gabel 15 mit der Zweidraht- 20 steu bzw. von dem zweiten Befehlssignal derart beleitung 14 in Verbindung steht, wird von dem Echo- tätigt werden. Die Betätigung der Torschaltung 29 Unterdrücker überbrückt. Der Echounterdrücker be- durch das erste Befehlssignal bewirkt, daß der Inhalt steht aus einem Echopfadmodell 21, das mit dem des ersten Echopfadmodells 21 in das zweite Echo-Empfangspfad 11 verbunden ist und das empfangene pfadmodell 26 eingelesen wird und dessen vorherigen Signal χ in Übereinstimmung mit den in dem ersten 25 Inhalt substituiert. Die Betätigung der Torschaltung Echopfadmodell eingeschriebenen Übertragungsei- 72 durch das zweite Befehlssignal bewirkt, daß der genschaften /1, des Echopfades modifiziert und ein Inhalt des zweiten Echopfadmodells 26 in das erste entsprechendes erstes synthetisches Echosignal .v, Echonfadmodell 21 eingelesen wird und dessen erzeugt. Inhalt substituiert. Wie bei der ersten Ausführungs-Es ist ferner ein erster Kombinationsschaltkreis 22 3° form der Erfindung stellen die Echopfadmodelle 21 vorgesehen, in dem das synthetische Echosignal mit und 26 bzw. die in ihnen gespeicherten ParameterΛ, dem von der Gabel 15 abgehenden gesendeten Si- und /i₂ eine Annäherung der Übertragungseigenschafgnal y kombiniert wird, um auf diese Weise ein er- ten des tatsächlichen Echopfades dar. An Hand diestes kombiniertes Signal e, zu erzeugen. Ferner sind ser zweiten Ausführungsform der Erfindung wird symbolisch mit Hilfe der Verbindungsleitung 23 dar- 35 deutlich, daß auch das erste kombinierte Signal gleigestellte Mittel vorgesehen, die dazu dienen, das chermaßen als das endgültig gesendete Signal an erste Echopfadmodell in Abhängigkeit von dem Stelle des zweiten kombinierten Signals verwende! empfangenen Signal und dem kombinierten Signal werden kann.

derart einzuregeln, daß das im abgehenden gesen- Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der an deten Signal enthaltene Echosignal reduziert wird. 40 Hand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Echo-Die zweite Ausführungsform enthält ferner ein pfadmodelle beschränkt. Es können auch Echopfddzweites Echopfadmodell 26, das mit dem Empfangs- modelle verwendet werden, wie sie beispielsweise ir pfad 11 in Verbindung steht, und in dem das emp- dem USA.-Patent Nr. 3 500 000 (Kelly et. al.) befangene Signal in Übereinstimmung mit Parame- schrieben sind oder Modelle, bei denen die Übertern h,_v die im zweiten Echopfadmodell 26 einge- 15 tragungsfunktion des tatsächlichen Echopfades durch schrieben sind, modifiziert sind, so daß auf diese eine entsprechende Anzahl von Polen und Null-Weise ein zweites synthetisches Echosignal y_% erzeugt durchgängen simuliert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ecbounterdrüeker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Ecbopfad einer Übertragungsleitung, der eine sich selbst angleichende, die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde und ein Modell desselben darstellende erste Schaltungseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde und ein Modell desselben darstellende Schaltungsejnheit (26) vorgesehen ist und daß ein Vergleicher (28) an den Ausgängen (^ei*> *ίέ) beider Schaltungseinheiten (21, 26) die Annäherung der Übertragungseigenschaften miteinander vergleicht und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs ein Signal erzeugt, das den Inhalt einer Schaltungseinheit (21) durch den Inhalt der anderen Schaltungseinheit (26) ersetzt.

2. Echounterdrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (28) ein Signal erzeugt, wenn die erste ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit (21) eine erheblich bessere Annäherung der Übertragungseigenschaften als die zweite ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit (26) enthält, und daß das Signal drn Inhalt der ersten Schaltungseinheit (21) in die zweite Schaltungseinheit (26) einlie::.

3. Echounterdrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der \ ergieicher (28) ein erstes Signal erzeugt, wenn die erste ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit (21) eine erheblich bessere Annäherung der Übertragungseigenschaften als die zweite ein Modell des Echopfades darstellende Schaltungseinheit (26) enthält und daß dies erste Signal den Inhalt der ersten Schaltungseinheit (21) in die zweite Schaltungseinheif (26) einliest, und der Vergleicher (28) ferner ein zweites Signal erzeugt, wenn die zweite Schaltungseinheit (26) eine erhtuiich Dessere Annäherung der Ubertragungs- «igenschaften des Echopfades enthält als die erste Schaltungseinheit (21) und daß dies zweite Signal den Inhalt der zweiten Schaltungseinheit (26) in die erste Schaltungseinheit (21) einliest.

4. Echounterdrücker, der eine sich selbst angleichende, ein Modell des tatsächlichen Echopfades darstellende und dessen Übertragungseigenschaften annähernde erste Schaltungseinheit aufweist, die das empfangene Signal in ein erstes synthetisches Signal umwandelt und durch Kombination desselben mit dem 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 gekennzeichnet, daß eine zweite ein Modell des Echopfades darstellende und die Übertragungseigenschaften des Echopfades annähernde Schaltungseinheit (26) vorgesehen ist, die das empfangene Signal (x) in ein zweites synthetisches Signal (?»*) umwandelt und durch Kombination desselben mit dem gesendeten Signal (y) am Eingang der Sendeleitung das abgehende Signal (e₂) erzeugt, und ein Vergleicher (28) die die Annäherung der Übertragungseigenschaften darstellenden Ausgänge der Schaltiingseinheiten (21, 26) miteinander vergleicht und bei einem bestimmten Ergebnis des Vergleichs den Inhalt der zweiten Schaltungseinheit (26) durch den Inhalt der ersten Schaltungseinheit (21) ersetzt.

5. Echounterdrücker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (28) den kurzzeitigen Durchschnittswert det» kombinierten Signals (e_x) und des abgehenden gesendeten Signals ^₂) bildet, beide Werte miteinander vergleicht und ein Befehlssignal erzeugt, wenn der erstgenannte Wert erheblich kleiner ist als der zweitgenannte Wert, das Schalter (29) betätigt, uie den Inhalt der ersten Schaltungseinheit (21) der zweiten Schaltungseinheit (26) zuführen.