JPS5980030A - エコ−キヤンセラ−の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明はエコーキャンセラーの制御方法に関する。

（２）技術の背景 衛星回線等の長距離電話回線では、一方の端局からの伝
送信号が他方の端局において反射され、いわゆるエコー
となって戻って来ることがある。

これは該他方の端局側におけるインピーダンス不話妨害
に々ることは明らかである。そこでこのようなエコー自
身が生じてしまうことはやむを得なりものとして、発生
したエコーをなるべく少々くしようとするのがエコーキ
ャンセラーであり、伝送回線に対して並列に挿入される
。

（３）従来技術と問題点 第１図はエコーキャンセラーを備える一般的な伝送回線
の一部を概略的に示す図である。本図に番号をもって表
わす。両端局間は伝送回線１３によって接続きれる。こ
の伝送回線１３は特に長語は伝送回線１３（図中の下側
）に乗って他方の端コー・やス（単に参照番号１４とし
てブロックで示す）によって反射され、エコー信号ｙを
生じさせる。このエコー信号ｙが伝送回線１３（図中の
上書を惹起する。このようなエコー信号ｙをなるべく抑
圧するように設けられたのがエコーキャンセラー１５で
ある。このエコーキャンセラー１５は、エコーノ４ス１
４に近似した伝送特性を有し、伝送信号Ｘを取り込んで
近似のエコー信号ｙ′を生成して実際のエコー信号ｙに
加え合わせる（４鉢を行う）。ここに（ｙ−ｙ’）々る
操作がなされ、エコー信号ｙはかなり相殺される。本図
中、受信された伝送信号Ｘを取り込むのが受信伝送信号
レジスタ（、ＲＥＧ）１６であり、前記の引算は加算器
２０にて行われる（　ｙ’は−（マイナス）端子へ入力
する）。

ところで周知のとおり、エコー信号ｙは、受信伝送信号
Ｘとイン・ぐルス応答りとの時系列的なたたき込みすな
わち、 ｙ−Σｈ■ｘ（１） として表わされる。■はたたみ込み操作を表わし、又、
インパルス応答りは前記エコー・仁ｚ　’１．４　ノ伝
送特性を示すものである。このイン・ぞルス応答りは、
実際にはフィルタのタップに入力さ耗、信月Ｘとのたた
み込みが行われるのでタップ係数とも称されるＣ以下こ
のように呼ぶこともある）。

ところでこのタップ係数りは時間の推移と共に補正され
るものである。この補正のアルゴリズムは、例えば周知
の学習同定法によれば、ｈ、　　＝ｈ、＋αｅ、ｘｎ−
１／ΣＸ、　　　　（２）で表わされる。上記（２）式
において、ｎは時系列を表わし、ある時刻（ｎ＋１）で
のり、（複数個のタップ係数のうちの任童の１番目の係
数）、す々ゎちり、　はその前の時刻ｎでのり、すなわ
ちｈ”をペースにして定まる。Ｘｌはタップ係数り、に
相当する前記フィルタのタラ７°に印加される受信伝送
信号を意味する。ｅｎは残留エコーである。さらにαは
制御係数を表わす。

第１図において、１７はタップ係数補正回路であり、上
記（２）式の演算を行う。回路１７で得られた補正タッ
プ係数り、をスト了するのが推定イン・やルス応答レジ
スタ（Ｈ−ＲｉＧ）１８であり、このレジスタ１８の内
容と前述のレジスタ１６の内容とにより上記（１）式の
演算、す々わちｈ　Ｉ　Ｘ　１　、＋　ｈ　２　Ｘ　２
　＋　ｈ　ｓ　Ｘ　ｓ十　・・・・・・を行うのがたた
み込み積分回路（ＩＮＴ）１９であり、近似のエコー信
号ｙ′を出力する。

ところで上記（２）式における前記の制御係数αがエコ
ーキャンセル動作の収束速度を決定する要因となる。α
が小さいとエコーキャンセル動作が定常状態に至るのに
かなり時間を要し好ましくない。

αが大きいと発散してしまうおそれがある。そこで通常
は０〈α〈２なる範囲で適当な値に予め、このαを定め
ておく。

エコーキャンセル動作の収束速度の向上に前記αに着目
することけ極〈自然な考え方ではあるが、収束せずに発
散するというおそれもあり、安定性。

信頼性に欠ける。これが問題点である。

（４）発明の目的 本発明は上記問題点Ｋｍみ、前記制御係数αζＣよらず
に信号ｙ′を信号ｙへ急速に収束せしめ得るエコーキャ
ンセラーの制御方法を提案することを目的とするもので
ある。

（５）発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、収束動作の初期に
おいて、受信伝送信号とそのエコー信号との間の相互相
関を演算し、これによりエコー・母スのイン・！ルス応
答を推定し、この推定値を用いてフィルタに対するタッ
プ係数の初期設定を行い、その後通常のタップ係数補正
を逐次行うようにしたことを特徴とするものである。

（６）発明の実施例 先ずエコーキャンセラーの収束速度を向上させる本発明
の原理を、従来技術との対比において説フィルタ（り、
ｆ係数補正回路１７内に存する）のタップ係数を全て零
にクリアし、この零クリアの状態からタップ係数補正動
作を開始している。

このため初期の収束速度は必然的に低下する。そコテ、
エコーパス１４のイン・ぐルス応答ヲ、伝送信号Ｘとエ
コー信号ｙとの相互相関を演算して推定し、この推定値
を用いてタップ係数の初期設定を行えば、少々くとも零
クリアの状態から収束開始するよりは能率が良い筈であ
る。これが本発明の原理である。第２図は本発明におけ
る収束動作を従来との対比において図解的に表わすグラ
フであり、横軸は時間ｔ、縦軸は残留エコーレベル（Ｅ
ＲＬＥ）である。縦軸の上方に向う程残留エコーのレベ
ルは小となる。本グラフにおいて、カーブ２１は従来の
収束動作を表わし、カーブ２２は本発明に基づく収束動
作を表わす。時間軸を上のＴは前述の初期設定の期間で
あり、これを経過した後は急速に収束する。

第３図は第１図の系における推定イン・臂ルス応答の一
例を示すグラフであり、横軸の１はフィルタのタップを
示し、縦軸は推定インノｅルス応答ｈ１である。本グラ
フ中の期間τは絶対遅延を表わし、ｈ、＝ｏである。又
、期間Ｔｌはイン、？ルス応答の存在範囲であり、タッ
プ０１〜ｎ２にまたがる。

タップｎ２以降は再びり、ξ０である。

例えば第３図のようなイン・やルス応各を持つエコー・
やスに、伝送信号Ｘが入力されることにょうて生じるエ
コー信号の時系列ｙｋは、ｈＴｈ伝送信号の時系列Ｘｋ
とのたたみ込みの形で式（３）のように表わされる。こ
の（３）式は、上記（１）式をもう少し詳しく表現した
ものである。

ｙｋ＝Σｈ　ｊ’　Ｘ　ｋ−ｊ＋１　　　　　　（３）
Ｊ＝１ この（３）式の関係は第４図から明らかである。第４図
は伝送信号Ｘとそのエコー信号の近似信号ｙ′との関係
を、それぞれ横軸を時間（１）として示すグラフである
。左お近似のエコー信号ｙ′は、インノｆルス応答りと
伝送信号Ｘとの時系列（１）的なたたみ込みで得られる
ものであり上記（３）式のｙｋヶ当ル。

なお、本グラフ（右側）中のτは、第３図に示した絶対
遅延と同じである。

第５図は本発明に基づくエコーキャンセラーを備える伝
送回線の一部を概略的に示す図である。

なセ、本図中第１図と同一の構成要素には同一の参照番
号又は記号を付して示す。従って、新たなエコーキャン
セラー５１は従Ｕ／Ｃ々いエコー信号レジスタ（Ｙ−Ｒ
ＥＧ）５２と相互相関器５３とをさらに含み、相関器５
３においてレジスタ５２に取り込んだエコー信号の時系
列ｙｋとレジスター６に取り込んだ受信伝送信号の時系
列Ｘｋの間で相互相関を求める。この演算の間は、従来
のエコーキャンセル動作は停止している。そして相互相
関の演算結果により、推定インパルス応答と必要な補正
タップ数が決定され石と、必要々タッ７°数に対応する
推定イン・やルス応答（第３図のｈ′１１〜”ｏ２）だ
けをレジスター８に送ると共に（ラインＬｌ）、レジス
ター６に補正タップに対応した伝送信号を読み出すため
の、すなわち絶対遅延τの分だけ遅延させて、読出し信
号を送る（ラインＬ２　）。かくして初期設定がなされ
た後は、必要なタラｆについてだけ（第３図の期間Ｔ１
）、従来の学習同定法による収束動作を行う。

第６図は伝送信号の時系列又　とエコー信号の時に 系列ｙｋとの間の相互相関を図解的に表わす図であり、
ｆｉ、ニ時系列Ｘ１〜Ｘｎと時系列ｙ１〜ｙ１との間で
々される相互相関を示す。この場合の演算を式％式％ φ□−Σｘｋ−ｙｋ＋□−１（４） ｋ＝１ 局、本発明ではこの相互相関を用いて、エコーＡ？ス１
４のイン・２ルス応答の推定値ｈ′ｌを予め推定してし
まう。

この推定値ｈ／、ば、 とする。この（５）式の導出過程は、先ず（４）式より
、となり、又、上記（３）式より となる。この（７）式は、 伝送信号の自己相関となっているため、この信号が白色
雑音であると、すなわち全く信号に周期性が々いと、 が成立する。

この（９）式より、 トナリ、推定値ｈ’ｌ　’ｒｉエコー／Ｆス１４のイン
パルス応答り、を正しく推定すること力ｊ可能となる。

ただし、完全な白色雑音は無限の長さを持つ系列であり
、実際には有限の長さだけを取り出して処理するため、
上記０１式には精度上に限界があり、値をもって初期設
定することから、収束速度の向上が図れる。又、先にも
少し触れたが本発明では派生的にさらに収束速度の向上
が図れる。上述のように求めた推定インパルス応答ｈｓ
を用いて、前述した第３図のようにｈ／、ζＯの絶対遅
延の部分とイン・ぐルス応答の終端（ｎ２）とを見分け
ることができるので、エコーキャンセラーで近似のエコ
ー信号ｙ′を発生するために必要なタップを、実際のイ
ン・ぐルス応答の存在範囲（第３図の’ｒ、　　）ｃ限
ることができる。エコーキャンセラーのタップ係数をＨ
とすると、馬””ｈ’ｎ　ｊ　、　Ｈ２＝　”ｎ　１＋
１　。

・・・・・・Ｈｎ２−ｎ１＋１　＝”ｎ２　（”ｎｌ、
　”ｎ２は第３図中に図示）と初期設定して、受信伝送
信号の時系列Ｘｋをシフトレジスタで絶対遅延τに相当
する分遅延すれば、従来の方法ではＮ２２１分必要とし
たタップ補正の演算が、（ｎ２−ｎ　１＋１　）タップ
での演算で済むことになり、演算量を減らすことかでき
る。この点も収束速度の向上に大いに寄与する。

以上述べた方法の処理フローを例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ　　Ｓｉｇｎａｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　）
アーキテクチャ−に従って実現すれば次のとおりになる
。

（ステップ１） ■　上記（６）式の演算 ■　ピーク値ｈ′ｒＱ（第３図参照）の決定。

■　必要タップの決定（第３図のｈ′１１〜ｈ／ｎ２参
照）。

（ステラ、７’２） 初期タップの決定 （ステップ３） エコーキャンセラーの通常処理（第５図の５２゜５３を
除く部分での処理ン開始。

ＤＳＰアーキテクチャ−では、いくつかの演算をマイク
ロプログラムで制御し実行する。つまり、実時間周期の
信号によってマイクロプログラムを起動し、以降、エコ
ーキャンセラーの処理体系に応じてデータ処理を行う。

例えば ｙ　＝Σｈ、・ｘｋ−４＋１（、（３）式）においては
、ｈ。

ｊ＝１ に対して開始アドレスｎｌ、終了アドレスｎ２を予めセ
ットしておき、一定のタップ（ディレィライン）を持つ
トランスパーサルフィルタ演算を実行できる。このアド
レスの設定には、例えば第７図のよう々回路によって実
際に演算すべきタップ係数のアドレスを与えることがで
きる。第７図は第５図の回路の一部に用いるアドレス設
定回路の一例を示すブロック図であり、この回路では、
処理フローのステップ１で決定された開始アドレスｎ１
をプリセット−１（Ｐｌ）によってＨ−カウンタにロー
ドし、終了アドレスｎ２をプリセット−２（Ｐ２）でレ
ジスタにセットする。そしてＨ−カウンタがカウントア
ツプを始め比較器でアドレスがｎ２となったことを検出
すると再びＨ−カウンタにアドレスｎ１がロードされる
という一連の動作を繰り返す。従って、データの開始／
終了アドレスを適当に設定すれば任意の長さのタップに
ついてエコーキャンセラーの処理を行わせることが可能
になる。

（７）発明の詳細 な説明したように本発明によれば、従来に比してより収
束速度を向上せしめ得るエコーキャンセラーの制御方法
が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はエコーキャンセラーを備える一般的な伝送回線
の一部を概略的に示す図、第２図は本発明における収束
動作を従来との対比において図解的に表わすグラフ、第
３図は第１図の系における推定インパルス応答の一例を
示すグラフ、第４図は伝送信号Ｘとそのエコー信号の近
似信号ｙ′との関係を、それぞれ横軸を時間（１）とし
て示すグラフ、第５図は本発明に基づくエコーキャンセ
ラーを備える伝送回線の一部を概略的に示す図、第６図
は伝送信号の時系列Ｘｋとエコー信号の時系列ｙｋとの
間の相互相関を図解的に表わす図、第７図は第５図の回
路の一部に用いるアドレス設定回路の一例を示すブロッ
ク図である。 １３・・・伝送回線、１５・・・エコーキャンセラー、
１６・・・受信伝送信号レジスタ、１７・・・タ、ツブ
係数補正回路、１８・・・推定インノ４ルス応答レゾス
タ、１９・・・たたみ込み積分回路、５１・・・エコー
キャンセラー、５２・・・エコー信号レジスタ、５３・
・・相互相関器。 特許出願人 富十通株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士　山　口　昭　之 第　１　図 第２　図 １ 第　３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方の端局側からの伝送信号Ｘを、伝送回線を介し
   て、他方の端局側において取り込み、該他方の端局側で
   生じた該伝送信号Ｘのエコー信号側で形成されるエコー
   信号側のインパルス応答をｈとするとき前記伝送４８号
   の時系列Ｘｋと該イン・ぐルス応答りとの時系列的なた
   たみ込みにより前記近似のエコー信号の時系列ｙ′□を
   得、且つ該イン・やルス応答りはフィルタのタップ係数
   補正操作により逐次補正されるようにしたエコーキャン
   セラーの制御方法において、 前記タップ係数補正操作の開始前に、前記インパルス応
   答りを推定して推定値ｈ′を求める演算を行い、この推
   定値ｈ’によって前記エコーキャンセラーするようにし
   たことを特徴とするエコーキャンセラーの制御方法。 ２、前記伝送信号Ｘと前記エコー信号ｙとの相互相関を
   演算することにより前記推定値ｈ′を求める特許請求の
   範囲第１項記載のエコーキャンセラーの制御方法。 ３、前記相互相関において割り出した前記イン・ぐル・
   ス応答りの存在範囲に対応するタップの範囲内で前記タ
   ップ係数補正操作を行う特許請求の範囲第２項記載のエ
   コーキャンセラーの制御方法。