DE2224403C3

DE2224403C3 - Echounterdrücker mit zwei Echopfadmodellen

Info

Publication number: DE2224403C3
Application number: DE2224403A
Authority: DE
Inventors: Takashi Tokyo Araseki
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1983-12-22
Also published as: CA949247A; DE2224403B2; US3787645A; DE2224403A1; IT955642B; GB1380944A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Echounterdrücker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Echounterdrücker ist durch die DE-AS 16 153. Fig. 2 bekannt.

Bei diesem bekannten Echounterdrücker besteht die erste Schallungseinheit aus einem sich selbst angleichenden, die Übertragungseigenschaften des Echopfads t>o annähernden und ein Modell desselben darstellenden Echosimulator zur Erzeugung eines synthetischen Echosignals, das gemeinsam mit dem von der Gabel kommenden, das tatsächliche Echo aufweisenden Signal einer Differenzeinrichtung zugeführt ist. deren das h5 Restecho darstellende Ausgangssignal nicht nur der Fernübertragungsleitung zugeführt, sondern zusammen mit dem auf dem Empfangsweg ankommenden Signal einer Bewertungseinrichtung zugeführt wird, in deren Steuerabhängigkeit der Echosimulator steht, derart, daß die Echokompensation durch eine immer bessere Anpassung-des synthetischen an das tatsächliche Echo verbessert wird. Abweichend vom Anmeldungsgegenstand besteht dort die zweite Schaltungseinheit aus einer Echosperre mit Abwägeeinrichtung, welche ihrerseits in Steuerabhängigkeit von der Bewertungseinrichtung steht, und zwar derart, daß solange die Güte der Echokompensation mittels Echosimulator ausreicht, die Echosperre unwirksam bleibt, d. h. Sende- und Empfangsweg durchgeschaltet bleiben, und wenn die Güte der Kompensation nicht mehr ausreicht, die Bewer-,ungseinrichtung die Abwägeeinrichtung aktiviert und damit die Echosperre wirksam wird. d. h_ den Sendeweg auftrennt.

Eine ähnliche Echosperre ist in der US-PS 34 65 106 beschrieben. Auch sie weist Einrichtungen auf. mit denen festgestellt wird, ob das Signal auf dem Empfangsdraht der VicrdrahtleHung oder das Signal auf dem Sendepfad der Vierdrahtleitung 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 Zwischenschalten. Auch hierbei ist eine die Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades annähernde, also ein Echopfadmodell darstellende Schaltungseinheit vorgesehen, die ein synthetisches Echosignal erzeugt. d;is dann von dem gesendeten Signal zum Zwecke der Echokompensation abgezogen wird. Das dabei beschriebene Echopfadmodell wird in Abhängigkeit sowohl von dem abgehenden Sendesignal als •auch von dem Fehler bei der Echounterdriickung bzw. dem Restecho derart angeglichen, daß der Fehler bei der Echounterdrückung zu einem Minium gemacht wird.

Derartige Schaltungen zur Echounterdrückung, insbesondere aber solche mit einer Se'rLs!anglcichung werden selbst hochentwickelten Echosperren vorgezogen, da sie im allgemeinen das Sprechsignal nicht unnötig unterbrechen, wie dies auch bei der Schaltung nach der DE-AS 18 16 153 der Fall sein kann.

Jedoch auch die sowohl in der DE-AS 18 16 153 als auch in der US-PS 34 65 106 genannten selbst angleichenden Echounterdrücker weisen Nachteile auf. Die Echounterdrückungsfähigkeit wird stark beeinträchtigt während des Gegensprechens, wenn das abgehende Signal sowohl das an der Stelle entstandene und zur Übertragung bestimmte Sprachsignal als auch das unerwünschte Echosignal, das aus dem eingehenden Signal stemmt, enthält.

Der selbst angleichende Echounterdrücker nach der US-PS 34 99 999 enthält Einrichtungen, um die relativen Stärken des eingehenden und des abgehenden Signals zu prüfen und die Echoregelung 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 Pfad dem empfangenen Signal aufgelegte 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 Echounterdriickung unbedingt notwendig ist. Bei der DE-AS 18 16 153 ist es offenbar so. daß bei Gegensprechen ebenfalls die Kchokompensation durch den selbst angleichenden Echosimulator nicht mehr ausreichend isi und dann die Bc-

dingungen vorliegen, unter denen die zweite Schaltungseinheit wirksam wird, d. h. diese als nichtlineare Echosperre ausgebildete Schaltungseinheit den Sendepfad der Vierdrahtleitung unterbricht.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Echounterdrücker gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Echounterdrückung zu gewährleisten, die auch bei Gegensprechen voll funktionsfähig ist, und eine Unterbrechung der Leuung durch eine Echosperre bei Ausfall der Echokompensation durch das Echopfadmodell nicht erforderlich macht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist demnach darin zu sehen, daß zumindest zwei Echopfadmodelle vorgesehen sind. Eines ist so ausgebildet, daß es sich stets selbst anpaßt bzw. angleicht; das zweite Echopfadmodell ist nicht selbstangleichend ausgebildet Es wird nun stets verglichen, welches dieser beiden Echopfadmodeile besser eine Annäherung an die Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfads, der durch die Gabelschaltung zwischen Zweidrahtleitung und Vierdrahtleiiung gebildet wird, darstellt je nachdem wird das Echopfadmodell in der ersten Schaltungseinheit durch das Echopfadmodell in der zweiten Schaltungseinheit ersetzt bzw. umgekehrt. Dies geschieht durch Eingeben derjenigen Parameter, die die Übertragungseigenschaften in der einen Schaltungseinheit bestimmen, in die andere Schaltungseinheit. Man setzt zur ständigen Echokompensation das sich nicht selbst angleichende Echopfadmodell in der zweiten Schaltungseinheit ein und ersetzt nur dann dieses Echopfadmodell durch das sich ständig selbst angleichende Echopfadmodell in der ersten Schaltungseinheit. wenn letztereseine bessere Annäherung an die tatsächliche Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades darstellt Dies wird durch den im Kennzeichen des Patentanspuchs I genannten Vergleicher festgestellt, der dann ein den Eingabevorgang auslösendes Signal abgibt Damit ist gewährleistet, daß keine Verschlechterung der Echokompensation auftritt, wenn — bei Gegensprechen — das sich selbst angleichende Echopfadmodeil in der ersten Schaltungseinheit nicht mehr funktioniert. Dieser Vorteil beruht also darauf, cbß zusätzlich zu der Schaltungseinheit mit dem sich stets selbst angleichenden Echopfadmodell eine weitere Schaltungseinheit vorgesehen ist. die während des Gegensprechens nur wenig ihre Charakteristik verändert. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es nicht nur möglich, das zweite sich nicht stets selbst angleichende Echopfadmodell in der zweiten Schaltungseinheit durch das erste sich stets selbst angleichende Echopfadmodeil in der ersten Schaltungstinheit zu ersetzen, sondern auch umgekehrt Damit wird eine relativ schnelle Anpassung der Übertragungseigenschaften bei Wegfall des örtlichen Sprachsignals erreicht. Ferner ist dadurch, daß ganz allgemein zwei Echopfadmodelle vorgesehen sind, gewährleistet, daß ein — wenn überhaupt — bei der Auswertung des Eehopfadmodells auftretender Fehler die Echounterdriickung nicht negativ beeinflußt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das erste Echopfadmodeil während des Gegensprechens erhebliche Veränderungen durchmacht und daß bei Verschwinden des abgehenden Sprechsignal» eine gewisse Zeit benötigt wird, um die richtige Annäher"jiji an den tatsächlichen Echopfad wieder herzustellen. IiDi Gegensatz dazu stellt das zweite Echopfadmodeil die bessere Annäherung als das erste dar.

Es kann daher wünschenswert sein, den Inhalt tfcs ersten Eehopfadmodells durch den Inhalt des zweiten Eehopfadmodells zu ersetzen, wenn das Letztere die bessere Annäherung enthält

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Vergleich der Echopfadmodelle von einem Fehler begleitet wird, der die Wiedergabe der Übertragungseigenschaften durch das zweite Echopfadmodeil verschlechtert, wenn ίο das erste Echopfadmodeil beachtlichen Veränderungen unterworfen wird, obwohl die Wahrscheinlichkeit hierfür sehr gering ist. Als Sicherheitsmaßnahmen hiergegen 'st es wünschenswert, den Inhalt eines Eehopfadmodells 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 Echopfadmodeil von dem örtlichen entstehenden Sprachr signal geslört, das in dem gesendeten Signal eingangsseitig des Echounterdrückers und ^iamit auch in dem kombinierten Signal vorhanden ist Da- führt zu ungenügender Echounterdrückung und in manchen Fällen auch zu einer Verstärkung des Echosignals. Andererseits wird das zweite Echopfadmodeli, das sich nicht von selbst angleicht, dadurch nicht negativ beeinträchtigt Das hält das abgehende Signal ausgangsseitig der Echounterdrückung in dem gewünschten Zustand.

1st der kurzzeitige Durchschnittswert des ausgangsseitig von dem Echounterdrücker ausgehenden 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 Echopfads auf, dann wird deren Annäherung durch das erste Echopfadmodeil 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 Eehopfadmodells in das zweite Echopfadmodell eingegeben wird. Diese Übermittlung des Eehopfadmodells 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 vorgesehen, mit denen auch der Inhalt des zweiten Eehopfadmodells in das erste Echopfadmodeil zurückgegeben werden kann, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des kombinierten Signals erheblich größer als der des abgehenden Sendesignals ist

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

Fit,, ί ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

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

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines ersten praktischen Ausführungsbeispiels der Ausführungsform nach

6ö F i g. 1 und 2,

Fig.4 ein Blockschaltbild eines zweiten praKtischen Ausführungsbeispiels der ersten Ausführungsform nach F i g. 1 und 2,
Fig.5 ein Block chaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Gabelschaltung 15, die eine Zweidrahtleitung 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 Richtung (also von der Gabelschaltung 15 her weg) überträgt, besteht. Empfangspfad H 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 11 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 h kennzeichnen, die veränderlich ist.

Wie an sich bereits bekannt, enthält nun der Echounterdrücker ein Echopfadmodell 21, d. h. eine die Übertragungseigenschaften des Echopfads annähernde 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 .ventsprechend seiner ihm eingeprägten Eigenschaften, nämlich entsprechend einer ersten Gruppe von Parametern h\, die dem Echopfadmodel! eingegeben sind, in ein erstes synthetisches Echosignal y\ um. Dieses synthetische Echosignal wird einem ersten Kombinationsschaltkreis 22 zugeführt, der das synthetische Signal mit dem Signal y kombiniert, so daß daraus ein erstes kombiniertes Signal ei entsteht.

Mit /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 Echounterdrückers liegt, ist das Signal e?. dessen Entstehung noch weiter unten im einzelnen erläutert werden wird. Von dem Kombinationsschaltkreis 22, der durch Kombination des ersten synthetischen Echosignals y\ und des Sendesignals y das erste kombinierte Signal ei erzeugt, wird 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 Echopfadmodel's 21 in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal χ und dem kombinierten Signal ei so zu verändern, daß das Echosignal, 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 * zugeführt wird. Das empfangene .Signal χ wird in Übereinstimmung mit einer zweiten Gruppe von Parametern hi. die dem zweiten Echopfadmodell 26 eingeprägt sind, modifiziert und dadurch in ein zweites synthetisches Signal y> umgewandelt. Dieses zweite synthetische Echosignal yi wird einem zweiten Kombinationsschaltkreis 27 zugeleitet der in den abgehenden Sendepfad 12 eingeschaltet ist und in den das zweite synthetische Echosignal y₂ mit dem Sendesignal eingangsseitig des Echounterdrückers, also dem von der Gabel J5 abgehenden Signal y kombiniert, um so ein zweites kombiniertes Signal & 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, indem ihm die beiden kombinierten Signale ei und c; zugeführt werden. Der Vergleicher erzeugt ein Befehlssignal, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals ei erheblich geringer als der des zweiten kombinierten Sin, gnals ei ist. Es ist dann ferner eine Schalteinheit 29 vorgesehen, die als Torschaltung oder schlicht auch nur als Schalter angeschen 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 lh und lh. die in dem ersten und in dem zweiten Echopfadmodell 21 bzw. 26 gespeichert sind, stellen Annäherungen der .Ό 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 kornbinierte Signal ei zugleitet wird. Er erzeugt ein erstes SumrrSpsignal £Ί, 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 ei zi'geleitet wird. Er erzeugt ein zweites Summensignal Ei, das ebenfalls für eine Summe repräsentativ ist, die in vergleichbarer Weise gebildet wird. Ferner ist ein Rechenwerk 33 vorgesehen, dem das erste Summensignal Ei 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 Ei-Et bildet. Ferner ist ein Signaldiskriminator34 vorgesehen, der auf das Differenzsignal anspricht und ein Befehlssignal erzeugt, wenn die Differenz Ei — E\ 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 ei bzw. ei 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, dem der gleichgerichtete Ausgang zugeleitet wird. Darin erfolgt eine Integration so des Absolutwertes des kombinierten Signals über ein kurzes vorbestimmtes Zeitintervall.

Vorteilhaft ist es, das der Substraktion dienende Rechenwerk 33 und/oder den Signaldiskriminator 34 so auszubilden, daß ein Befehlssignal erzeugt wird, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des zweiten kombinierten Signals e2 erheblich größer als derjenige des ersten kombinierten Signals Pi ist.

In Fig.3 ist nun ein praktisches Beispiel einer Verwirklichung der ersten Ausführungsform der Erfindung so dargestellt in dem Echopfadmodelle verwendet werden, die die charakteristischen Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades auf der Grundlage einer Darstellung im Zeitbereich in üblicher Weise darstellen, wie das auch beispielsweise bei dem schon erwähnten US-Patent 34 99 999 der Fall ist Den inhalt der Echopfadmodelle 21 oder 26 kann man als Ausgangssignale beispielsweise der Integrationsnetzwerke 32 nach US-Patent 34 99 999 erhalten.

ι Das erste Echopfadmodell 21 nach F i g. 3 enthält einen Analog-Digital-Wandler 36, dem das empfangene

■ Signal χ zugcle'tet wird. In dem Analog-Digital-Wand- i ler 36 wird dieses empfangene Signal χ in digitale Pro-

■ ben Xk des empfangenen Signals umgewandelt. Ferner , ist ein lediglich schematisch dargestellter Schalter 37 vonpsehen, dem die Proben xt an einem seiner beiden schaltbaren Kontakte zugeleitet werden. Es ist ferner ein Schieberegister 38 vorgesehen, dessen Eingangsund Ausgangsklemmen mit dem festen Kontakt bzw. mit dem anderen schaltbaren Kontakt des Schalters 37 verbunden sind, so daß in dem Schieberegister eine vorbestimmte Anzahl η der diesen zugeführten Proben xt 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 it umgeschaltet, wobei dieser Zeitpunkt k den Zeitpunkt der Probenentnahme darstellt, dann wird eine neue Probe .vt für die älteste Probe .Ya_„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 Sendesignai 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 c\ bzw. t\> ebenfalls als Proben zur Verfügun^r" stehen.

Das erste Echopfadmodcll 21 enthält ferner ein erstes Parameter-Schieberegister 41, in dem eine vorbestimmte Anzahl η der ersten Gruppe von Parametern h\ gespeichert wird. Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner eine angleichbare Regelungseinheil 42. der die· Proben des empfangenen Signals von dem feststehenden Kontakt des Schalters 37 her zugeführt werden. Das spezifische Beispiel der Regclungseinheit 42, das in Fig.3 gezeigt isi. 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, beschrieben ist. Diese angleichbare Regeleinheit enthält einen Quadratrechner 43. dem die aufeinanderfolgenden Proben des empfangenen Signals, nämlich die Proben xt-,(i = 0) 1... N— 1) zugeführt werden. Dieser Quadratrechner 43 berechnet dann das Quadrat der Werte für diese Proben. Die von ihm abgegebenen Werte werden einer Summenschaltung 44 zugeführt, die die Quadrate addiert.

Ferner enthält die Regclungseinheit 42 ein Multiplizierwerk 45. Diesem werden die aufeinanderfolgenden Proben des empfangenen Signals v*-, und die Proben des ersten kombinierten Signals en zum Probenzeitpunkt k zugeführt. Er stellt dann das Produkt beider Werte her. Zusammen mit dem Ausgang der Summenschaltung 44 wird das Ergebnis der Multiplikation im Multiplizierwerk 45 dem Dividierwerk 46 zugeführt. Darin wird das Produkt durch die Summe dividiert Es j entsteht so eine Reihe von Werten Ahh,A\e der Korrektur des Echopfadmodells dienen und die gemäß dieser Schaltung wie folgt errechnet werden:

.H-X

/-0

Diese Werte werden nacheinander in einem Addierwerk 47 zu dem umlaufenden entsprechenden Inhalt des ersten Parameter-Schieberegisters 41 hinzuaddiert.

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner ein erstes Multiplizierwerk 48, dem nacheinander die Proben des empfangenen Signals (vom Schalter 37 her) und die aufeinanderfolgenden Summen von der Summenschaltung 44 her zugeführt werden; in diesem Multiplizierwerk

to wird das Produkt beider Eingänge gebildet und dann der Summenschaltung 49 zugeführt, die die Produkte aufsummiert und so die Faltungssumme des empfangenen Signals ** und der ersten Gruppe von Parametern h\k bildet. Das durch diesen Vorgang der Faltung gebildete Signal stellt das erste synthetische Echosignal jfo der Probe y*. des von der Gabel abgehenden gesendeten Signals zum Zeitpunkt Ar dar.

Zum zweiten Echopfadmodell 26 gehört ebenfalls der Analog-Digita'-Konverter 36, der Schalter 37 und das Schieberegister 38 zur Verschiebung der Proben des empfangenen Signals.

Der Schalter 29 ist in F i g. 3 als Bestandteil des zweiten Echopfadmodells 26 gezeigt, seine Darstellung als einfacher Schalter ist nur schematisch zu verstehen. Er wird von dem Befehlssignal betätigt. Einer seiner beiden schaltbaren Kontakte ist mit der Ausgangsklemme des ersten Parameterschieberegisters 41 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 29 werden also dem Schieberegister 51 entweder die erste Gruppe von Parametern Λι (bei Vorliegen eines Befehlssignals) zugeführt oder es wird (in Abwesenheit eines Befehlssignals) die so zugeführte Gruppe von Parametern //7 durch Umlauf im Schieberegister gespeichert.

Das zweite Echopfadmodell 26 enthält ferner ein zweites Multiplizierwerk 53, dem die umlaufenden Proben xt_,des empfangenen Signals und die ebenfalls umlaufende zweite Gruppe von Parametern ftyk-i) zugeführt werden. In diesem Multiplizierwerk werden nacheinander die Produkte beider zugeführten Größen erzeugt und dann einer Summenschaltung 54 zugeführt, die die Produkte aufsummiert. Die Summenschaltung 54 gibt demgemäß als Faltung des empfangenen Signals Xi₁ und der zweiten Gruppe von Parametern Λ?* das zweite synthetische Echosignal fit zum Zeitpunkt k ab. Von dort wird dieses Ergebnis dem zweiten Kombinationsschaltkreis 27 zugeführt.

in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das zweite kombinierte Silgnal dann einem Digital-Analog-Konverter 59 zugeführt, der ein im wesentlichen echofreies Sendesignal an das andere Ende der Fernübertragungsleitung überträgt Die Frequenz, mit der die einzelnen Proben genommen werden, d. h, die die Zeitabstände bestimmt, zu denen die Signale in digitaler Form quantisiert werden, kann etwa 8 kHz betragen. Die Zahl η beträgt ungefähr 250.

In Fig.4 ist ein weiteres Beispiel einer Verwirklichung der ersten Ausführungsform dargestellt Dabei werden die Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfads auf der Grundlage des Frequenzbereichs dargestellt Dem ersten Echopfadmodell 21 und dem zweiten Echopfadmodell 26 ist ein Fourier-Transformationsrechner 61 gemeinsam, dem eine bestimmte Anzahl von Proben χ des empfangenen Signals zugeführt werden. Er führt eine schnelle Fourier-Transfor-

mation dieser Proben auf und leitet so die Fourier-Transformierte X der Proben des empfangenen Signals ab.

Das erste Echopfadmodell 21 enthält ferner einen ersten Fourier-Transformationsrechner 62, der eine schnelle FoL.rier-Transformation für eine gleiche Anzahl von Proben des ersten kombinierten Signals ei vornimmt und so dessen Fourier-Transformierte E\ erzeugt. Sie wird einem nichtlinearen Konverter 63 zugeführt, der die Fourier-Transformierte E\ in noch weiter unten näher zu erläuternden Weise modifiziert und auf diese Weise eine erste modifizierte Fourier-Transformierte E der Proben des ersten kombinierten Signals herstellt. Der Ausgang des nichtlinearen Konverters 63 ist mit einem ersten Register 64 verbunden, in dem die modifizierte Fourier-Transformierte als die erste Gruppe von Parametern h, bzw. als erste Annäherung der Frequenzcharakteristik des tatsächlichen Echopfads gespeichert wird. Der Ausgang des Registers gelangt an ein erstes Multiplizierwerk 65, das das Produkt der Fourier-Transformierten X und der Proben des empfangenen Signals und der ersten Gruppe von Parametern h\ herstellt und so die Fourier-Transformierte vi der Proben des ersten synthetischen Echosignals y\ erzeugt. Ferner ist ein erster zur Herstellung einer invertierten Fourier-Transformierten dienender Rechner 66 vorgesehen, der die invertierte Fourier-Transformierte des Ausgangssignals des ersten Multiplizierwerks 65 erzeugt und diese als erstes synthetisches Echosignal an den Kombinationsschaltkreis 22 weiterleitet.

Die nichtlineare Konversion im Konverter 63 wird so vorgenommen, daß das erste kombinierte Signal in Abwesenheit eines Gegensprechens gegen Null konvergiert.

Das zweite Echopfadmodell 26 enthält ein zweites Register 74, in dem als zweite Gruppe von Parametern A₂ der Inhalt des ersten Registers 64 gespeichert wird, der dem zweiten Register 74 über eine Torschaltung 29 zugeführt wird, wenn ein Befehlssignal auftritt. Ferner ist ein zweites Multip'izierwerk 75 vorgesehen, in dem das Produkt der Fourier-Transformierten X der Probe des empfangenen Signals und der zweiten Gruppe von Parametern Zj₂ hergestellt wird, um so die Fourier-Transformierte y₂ des zweiten synthetischen Echosignals Ϋ2 zu erhalten. Ferner wird der Ausgang dieses Multiplizierwerks 75 dem der Herstellung der invertierten Fourier-Transformierten dienenden Rechner 76 zugeleitet, der die invertierte Fourier-Transformierte des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierwerks 75 als zweites synthetisches Echosignal yi an das zweite Kombinationsnetzwerk 27 weiterleitet

In F i g. 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der eingehende Empfangspfad 11 und der ausgehende Sendepfad 12 der Vierdrahtleitung 13, die über die Gabel 15 mit der Zweidrahtleitung 14 in Verbindung steht, wird von dem Echounterdrücker überbrückt. Der Echounterdrücker besteht aus einem Echopfadmodell 21, das mit dem Empfangspfad 11 verbunden ist und das empfangene Signal χ in Obereinstimmung mit den in dem ersten Echopfadmodell eingeschriebenen Übertragungseigenschaften h\ des Echopfades modifiziert und ein entsprechendes erstes synthetisches Echosignal j'i erzeugt.

Es ist ferner ein erster Kombinationsschaltkreis 22 vorgesehen, in dem das synthetische Echosignal mit dem von der Gabel 15 abgehenden gesendeten Signal y kombiniert wird, um a'if diese Weise ein erstes kombiniertes Signal ei zu erzeugen. Ferner sind symbolisch mit Hilfe der Verbindungsleitung 23 dargestellte Mittel vorgesehen, die dazu dienen, das erste Echopfadmodell in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal und dem 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 Λ2, die im zweiten Echopfadmodell 26 eingeschrieben sind, modifiziert Sind, SO daß ?.u! diese W?jw ei" 7wpitps wnthptisrhps Echosignal ^2 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 Echounterdrükkung) darstellt. Ferner ist ein Vergleicher 71 vorgesehen, dem das erste und das zweite kombinierte Signal jeweils zugeführt wird. Er ist so aufgebaut, daß er ein erstes Befehlssignal erzeugt, wenn der kurzzeitige Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals er-

heblich kleiner als der kurzzehige Durchschnittswert des zweiten kombinierten Signals ist. Ferner erzeugt er ein zweites Befehlssignal, wenn der Durchschnittswert des ersten kombinierten Signals erheblich größer als der des zweiten kombinierten Signals ist. Ferner sind zwei symbolisch als Schalter dargestellte Torschaltungen 29 und 72 vorgesehen, die von dem ersten bzw. von dem zweiten Befehlssignal betätigt werden. Die Betätigung der Torschaltung 29 durch das erste Befehlssignal bewirkt, daß der Inhalt des ersten EchopfaHmodells 21 in das zweite Echopfadmodell 26 eingelesen wird und dessen vorherigen Inhalt substituiert. Die Betätigung der Torschaltung 72 durch das zweite Befehlssignal bewirkt, daß der Inhalt des zweiten Echopfadmodells 26 in das erste Echopfadmodell 21 eingelesen 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 Λ2 eine Annäherung der Übertragungseigenschaften des tatsächlichen Echopfades dar. An Hand dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung wird deutlich, daß auch das erste kombinierte Signal gleichermaßen als das endgültig gesendete Signal an Stelle des zweiten kombinierten Signals verwendet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der an Hand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Echopfadmodeüe beschränkt Es können auch Echopfadmodelle verwendet werde ., wie sie beispielsweise in dem USA.-Patent Nr. 3 500 000 (Kelly et aL) beschrieben sind oder Modelle, bei denen die Übertragungsfunktion des tatsächlichen Echopfades durch eine entsprechende Anzahl von Polen und Nulldurchgängen simuliert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Echounterdrücker zur Unterdrückung des Echosignals im tatsächlichen Echopfad einer Obertragungsleitung, der eine sich selbst angleichende, die Übertragungseigenschaften des Echopfads annähernde und ein Modell desselben darstellende erste Schaltungseinheit (21) aufweist die ein synthetisches (y\) erzeugt, das einer ersten Differenzeinrichtung (Kombinationsschaltkreis 22) zugeführt wird, weiche ein für die Echokompensation charakteristisches erstes Differenzsignal (ei) aus dem das tatsächliche Echo enthaltenden Sendesignal (y) und dem ersten synthetischen Echosignal (y_x) bildet, und eine zweite Schaltungseinheit (26) vorgesehen ist, die mit der ersten Schaltungseinheit (21) in Steuerabhängigkeit steht, dadurch gekennzeichnet, dali die zweite Schaltungseinheit (26) ebenfalls die Übertragungseigenschaften des Echopfads annähert und ein Modell desselben darstellt, aber nicht sich selbst angleicht, daß das von der zweiten Schaltungseinheit (26) erzeugte zweite synthetische Echosignal (y>) einer zweiten Differenzeinrichtung (Kombinationsschaltkreis 27) zugeführt wird, welche ein zweites Differenzsignal (ς>) aus dem Sendesignal (^ und dem zweiten synthetischen Echosignal (yJ) bildet, daß das zweite Differenzsignal (ei) der Fernübertragungsleitung zugeführt wird, daß ein Vergleicher (28) vorgesehen ist, der iie beiden Differenzsignale (ei, e*) mit- jo einander vergleicht und ein «rstes Signal erzeugt, wenn das erste Differenzsignal fei) um einen vorgegebenen Wert kleiner ist als dsc, zweite Differenzsignal Ce₂). und daß dieses erste Signal die Eingabe der in der ersten Schallungseinheit (21) gespeicher- J5 ten Parameter (hi) in die zweite Schaltungseinheit (26) bewirkt (F ig. 1).

2. Echounterdrücker nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (71) zusätzlich ein zweites Signal erzeugt, wenn das zweite Diffe- -to renzsignal (ei) um einen vorgegebenen Wert kleiner ist als das erste Differenzsignal (e\) und daß dieses zweite Signal die Eingabe der in der zweiten Schaltungseinheit (26) gespeicherten Parameter (hj) in die erste Schaltungseinheit (21) bewirkt (Fig. 5).

3. Echounterdrücker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (28; 71) kurzzeitige Durchschnittswerte der Differenzsignale (ei. Ct) miteinander vergleicht.

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