JPS6130134A - エコ−消去方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、四線通信回線のエコーを消去する方式に関す
る。特に、四線回線の受信信号と送信信号との間にエコ
ー利得がｒｌ　　（ＯｄＢ）　Ｊを越える異常な結合が
発生したときに良好に作動するエコー消去方式に関する
。本発明は、四線回線を加入者装置に接続する場合に、
加入者装置で主として音響結合により発生するレベルの
高いエコーを消去するために利用するに適する。

〔従来の技術〕

従来から、四線回線の長距離回線に生じるエコーを消去
する方式はさまざまに知られているが、これらのエコー
はその発生原因が主として四線二線変換装置のインピー
ダンス不整合にある。したがってエコー利得は例えば−
３０（ｄＢ）であって、この値が０　（ｄＢ）を越える
ような現象は発生しない。

一方、近年専用回線など四線回線が直接加入者装置に接
続されるようになると、加入者装置では回線設計上に予
測されないエコーが発生することが経験されている。例
えば、四線回線が接続された加入者装置の受信装置出力
がスピーカから音響信号として室内に拡声さ゛れ、その
加入者装置の送信装置入力がその室内に配置されたマイ
クロホンに接続されるような使用形態では、スピーカの
音響出力が直接マイクロホンに入力すると、四線回線側
からみてエコー利得がＯ’（ｄＢ）を越えるエコーが発
生することになるす このような大きい結合のエコーが発生すると、四線回線
はいわゆるパラリングの状態になり、多重されている他
の回線に対してもきわめて悪い影響を与える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来のエコー消去方式はこのようにエコー利
得がＯ（ｄＢ）を越えるエコーに対しては、良好な動作
を行うようには構成されていなかった。

本発明はこれを解決するもので、四線回線に接続された
受信装置と測定装置との間で、エコー利得が０　（ｄＢ
）を越えるようなエコーが発生した場合にも良好に作動
するエコー消去方式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、エコー経路の利得が「１」を越える場合に、
等測的にそれをｒｌＪ以下に抑えるか、または擬似エコ
ー経路の推定インパルス応答に一定量の利得を乗するこ
とを特徴とする。

すなわち、送信装置に接続された送信信号入力端子と、
送信回線に、接続された送信信号出力端子と、受信回線
に接続された受信信号入力端子と、受信装置に接続され
た受信信号出力端子と、受信信号入力端子に到来する信
号を分岐して遅延を与えそのレベルを変換する第一の手
段と、この手段の出力信号を送信信号入力端子の信号に
その反対位相で加算する第二の手段と、送信信号出力端
子に送信される信号を分岐して受信装置と送信装置との
間の結合により生じるエコーが第二の手段で打ち消され
るように第一の手段の信号を制御する第三の手段とを含
むエコー消去方式において、受信信号出力端子から送信
信号入力端子までのエコ−経路の利得が「１」を越える
ことを検出する手段と、この検出する手段の検出出力に
したがって、第二の手段に入力する第一の手段の出力信
号および送信信号入力端子の信号の相対レベルを制御す
る相対レベル制御手段とを備えたことを特徴とする。

相対レベル制御手段は、送信信号入力端子と第二の手段
との間に挿入された可変利得減衰回路と、第二の手段と
送信信号出力端子との間に挿入された可変利得増幅回路
と、検出する手段の検出出力により可変利得減衰回路お
よび可変利得増幅回路を制御する制御回路とを含むこと
が好ましい。

また、相対レベル制御手段は、第一の手段と第二の手段
との間に挿入された可変利得増幅回路と、検出する手段
の検出出力により可変利得増幅回路を制御する制御回路
とを含むことが好ましい。

エコー経路の利得が「１」を越えることを検出する手段
は、送信信号出力端子の信号の不連続性を検出する手段
を含むことが好ましい。

また、エコー経路の利得が「１」を越えることを検出す
る手段は、受信出力端子に試験信号を送信する手段と、
送信信号入力端子に到来するこの試験信号を受信する手
段と、この送信する手段の送信する試験信号のレベルと
この受信する手段の受信する試験信号のレベルとを比較
する手段とを含み、あらかじめ設定してお（ことが好ま
しい。

〔作用〕

本発明は、エコー経路の利得が「１」を越える場合に、
これを検出し等測的にエコー経路の利得を「１」以下に
することにより、エコー消去の制御ループを収束させる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第一実施例を説明するブロック構成
図である。第１図において、受信回線に接続される受信
信号入力端子１から入力された受信信号は、この受信信
号入力端子１に接続されている受信信号出力端子２から
、受信装置のスピーカ用増幅器３に入力し、増幅されて
スピーカ４から音響信号が室内に拡声される。一方、こ
の室内の音響は送信装置のマイクロフォン５に集音され
る。集音された音声は、電気信号に変換されてマイクロ
フォン用増幅器６で増幅されて送信信号入力端子７に入
力され、この送信信号入力端子７に接続されている送信
信号出力端子８から送信回線に出力される。この室内で
スピーカ４からマイクロフォン５に音響結合９があると
、これはエコー発生の原因となる。

この装置では、受信信号は分岐してアナログディジタル
変換回路１０に入力しディジタル信号に変換されて、そ
の信号に遅延を与えそのレベルを変換する受信信号用レ
ジスタ１１に入力される。この受信信号用レジスタ１１
に蓄えられる受信信号と、擬似インパルス応答レジスタ
１２に蓄えられているエコー経路（受信信号出力端子２
−スピーカ用地−幅器３→スピーカ４→マイクロフォン
５→マイクロフォン用増幅器６→送信信号入力端子７の
経路をいう。）の推定インパルス応答とが、畳み込み演
算器１３に入力される。この出力は、ディジタルアナロ
グ変換回路１４に入力してアナログ信号に変換されて、
送信信号入力端子７と送信信号出力端子８との間に挿入
され、送信信号入力端子７から送出された送信信号に反
対位相で加算する加算器１５に入力される。この加算器
１５からの出力は分岐してアナログディジタル変換回路
１６に入力しディジタル信号に変換されて、係数修正回
路Ｉ７に入力し、その出力が擬似インパルス応答レジス
タ１２に接続されている。

ここで本発明の特徴とするところは、送信信号入力端子
７と加算器１５との間に可変利得減衰器１８、また加算
器１５と送信信号出力端子８との間に可変利得増幅器１
９を接続し、この可変利得減衰器１８と可変利得増幅器
１９の利得を利得制御器２０により制御するところにあ
る。この利得制御器２０は、擬似インパルス応答レジス
タ１２がオーバーフローを起こし、エコー経路の真のイ
ンパルス応答に不連続変化がみられるときに、このオー
バーフローを検出するオーバーフロー検出器２１の出力
を入力としている。

受信信号用レジスタ１１に蓄えられる受信信号に対して
、擬似インパルス応答レジスタ１２に蓄えられているエ
コー経路の推定インパルス応答、すなわち擬似エコー経
路の利得を畳み込み演算器１３で演算し、その出力を加
算器１５に入力してその残差出力を取り出す。その残差
出力が「０」になるように係数修正回路１７を制御して
エコー経路のエコーを打ち消す。

このとき、擬似インパルス応答レジスタ１２では、推定
インパルス応答が「１」以下の場合で設定されており、
真のインパルス応答が「１」を越える場合には擬似イン
パルス応答レジスタ１２の値は収束することができない
。エコー経路の利得が「１」を越える場合には、係数修
正回路１７から出力される係数修正信号は、擬似インパ
ルス応答レジスタ１２でオーバーフローを起こし、した
がって残差出力を「０」の方向にもってゆくことができ
ずに発散する。

すなわち、ｊ時刻において受信信号用レジスタ１１に蓄
えられる受信信号は、Ｎ次元ベクトルＸ。

で表示すると、 Ｘ」＝　（Ｘｊ’ｌｓ　Ｘ；ｚ、・・・、Ｘｉｙ〕・・
・ｔｔｌで与えられる。

また、エコー経路の真のインパルス応答は、Ｎ次元ベク
トルｈ、で表示すると、 ｈＪ−（ｈ、いｈＪ！、・・・、ｈ　ｊｓ）　　・・・
（２）である。

そのとき、Ｘｊに対するエコー経路の応答Ｈｊは、 Ｈｊ　　＝　Ｘｊ　　＊ｈｊ　　＝Σ　Ｘ　＝ｉ　’　
ｈ　ｊＮ−４”’（３）になる。

−・方、ｊ時刻において擬似インパルス応答レジスター
２に蓄えられるエコー経路の推定インパルス応答は、Ｎ
次元ベクトルｌｊで表示すると、１１Ｊ＝　Ｃ１ｊｌｓ
　ｌｊｚ、・・・、Ｎ　ｊＨ）　　　・・・（４）で与
えられる。

そのとき、Ｘｊに対する擬似エコー経路の応答り、は、 Ｌｊ　＝Ｘｊ　”　’　ｊ　＝ΣｘＪＬ−ＩｌｊＨ−五
・・・（５）になる。

したがって、式（３）および（５）より加算器１５を通
過したｊ時刻におけるエコーの残差出力ｅｊは、ｅｊ　
＝Ｈｊ　　Ｌｊ　＝　否Ｘｊｉ　（）１７＋１−４　　
ＪｊＮ−ｉ・・・（６） になる。このエコーの残差出力ｅ、は、係数修正回路１
７により「０」になるように制御するので、定常状態で
は、 ｈ、＝ｉｊ　　　　　　　　　　　　・・・（７）であ
る。すなわち、エコー経路の真のインパルス応答と、擬
似エコー経路の推定インパルス応答とはその振幅が等し
くなる。

ところで、擬似インパルス応答レジスタ１２には「１」
以下の値を持たせているので、エコー経路の利得が「１
」を越える場合には、オーバーフローを起こし収束しな
い。そこで、このオーバーフ□　ローをオーバーフロー
検出器２１で検出し、可変利得減衰器１８の利得を利得
制御器２０で制御して減衰量を増加させることにより、
等測的にエコー経路の利得を「１」以下に制御し、擬似
インパルス応答レジスター２の値を収束させる。

すなわち、エコー経路の利得をＡ（＞１）とし、ＢＡＡ
を満たす定数Ｂを用いて可変利得減衰器１８に対して、
ｌ／Ｂの減衰を与えた場合にその出力Ｈ，ｌ　は、 ｊ ＝ＸＪ　＊　（−）　　・・・（８） となる。

一方、入力Ｘｊに対する擬似エコー経路のインパルス応
答Ｌｊ　は、式（５）のように与えられるから式（５）
と（８）を比較すると、 ｊ □−β、　　　　　　　　　　・・・（９）が得られる
。すなわち、Ｂ＞１であるからエコー経路の推定インパ
ルス応答を真のインパルス応答より小さく「１」以下に
抑えることが可能である。

また、可変利得増幅器１９は可変利得減衰器１８で減衰
された送信信号を補償するものである。

第２図は、本発明の第二実施例を説明するブロック構成
図である。

擬似インパルス応答レジスタ１２には、「１」以下の値
を持たせているので、エコー経路の利得が「１」を越え
る場合には、擬似インパルス応答レジスタ１２はオーバ
ーフローを起こし収束しない。

第一実施例では、送信信号入力端子７から送出される送
信信号に減衰を与えこれを解決しているが、本実施例で
は、擬似インパルス応答レジスタ１２のオーバーフロー
をオーバーフロー検出器２１で検出し、この検出出力を
入力とする利得制御器２０で、畳み込み演算器１３の出
力に挿入された可変利得増幅器２２を制御して、等測的
にエコー経路の利得を「１」以下にし、擬似インパルス
応答レジスタ１２の値を収束させている。

すなわち、エコー経路の利得をＡ（＞１）とし、Ｃ＞Ａ
を満たす定数Ｃを用いて可変利得増幅器１９にＣの利得
を与えた場合にその出力ＬＪ′は、Ｌ、’　＝ＣＬ、＝
ＣＸＪ＊＃ｊ ＝ＸＪ＊（ＣＩＪ）　　・・・顛 となる。

一方、入力ＸＪに対する真のエコー経路のインパルス応
答Ｈｊは、式（３）のように与えられるから式（３）と
ａθ）を比較すると、 Ｃ７！、−ｈ、　　　　　　　　　　　・・・（１１）
が得られる。すなわち、Ｃ〉１であるからエコー経路の
推定インパルス応答を真のインパルス応答より小さく「
１」以下に抑えることが可能である。

第３図は、本発明の第一実施例および第二実施例に用い
た、擬似インパルス応答レジスタ１２とオーバーフロー
検出器２１の構造の概略を説明する図である。

係数修正回路１７から「１」を越えるエコー経路の利得
を打ち消すような係数修正信号が、擬似インパルス応答
レジスタ１２に入力されたどきに、キャリービット検出
を応用したオーバーフロー［１器２１から、そのオーバ
ーフロー検出出力を取り出す。

第４図は、本発明の第三実施例を説明するブロック構成
図である。

本実施例は、あらかじめエコー経路の利得を測定してお
き、その結果を用いて上記と同様の制御を行うことを特
徴としている。

受信信号入力端子１と受信信号出力端子２の間に接続さ
れた切換回路２３により、試験信号源２４を切り換え接
続する。送信信号入力端子７と送信信号出力端子８の間
に接続された切換回路２５により、試験信号源２４の信
号を利得測定器２６に人力させる。

このようにしてエコー経路の利得を測定し、その結果が
「１」を越える場合には２、利得制御器２０から制御信
号を可変利得減衰器１８および可変利得増幅器１９に出
力する。以下の動作は、第一実施例と同様である。

なお、この第三実施例によるあらかじめエコー経路の利
得を測定しておき、その結果を用いてエコー経路のエコ
ーを消去する方式は、第二実施例の方式においても同様
に実施することができる。

また、受信信号用レジスタ１１の出力と、擬似インパル
ス応答レジスタ１２の出力との比較は畳み込み演算に限
らず、これ以外の遅延利得を制御するループ制御方法を
用いても同様に本発明を実施することができる。

さらに、本実施例ではエコーの原因として、スピーカと
マイクロフォンで構成される音響結合系をエコー経路と
して説明したが、エコーの原因となるエコー経路は音響
結合に限らず、送信装置および受信装置の不用意な結合
により、そのエコー経路の利得が「１」を越えるあらゆ
る場合について本発明を実施することができる。

〔効果〕

以上説明したように本発明の方式により、エコー経路の
利得が「１」を越える場合でも、擬似エコー経路の利得
を「１」以下にすることができる。

すなわち、種々のエコー経路特性を持った装置に適用す
ることができるエコーキャンセラを構成することができ
る。

したがって、四線回線に直接接続する加入者装置に本発
明の装置を備えることにより、通信回線に影響を与えず
に音響結合によるレベルの高いエコーを消去することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明エコー消去方式の第一実施例を説明する
ブロック構成図。 第２図は本発明エコー消去方式の第二実施例を説明する
ブロック構成図。 第３図はオーバーフロー検出回路の一例を説明する構造
の概略図。 第４図は本発明エコー消去方式の第三実施例を説明する
ブロック構成図。 １・・・受信信号入力端子、２・・・受信信号出力端子
、３・・・スピーカ用増幅器、４・・・スピーカ、５・
・・マイクロフォン、６・・・マイクロフォン用増幅器
、７・・・送信信号入力端子、８・・・送信信号出力端
子、９・・・音響結合、１０・・・アナログディジタル
変換回路、１１・・・受信信号用レジスタ、１２・・・
擬似インパルス応答レジスタ、１３・・・畳み込み演算
器、１４・・・ディジタルアナログ変換回路、１５・・
・加算器、１６・・・アナログディジタル変換回路、１
７・・・係数修正回路、１８・・・可変利得減衰器、１
９・・・可変利得増幅器、２０・・・利得制御器、２１
・・・オーバーフロー検出器、２２・・・可変利得増幅
器、２３．２５・・・切換回路、２４・・・試験信号源
、２６・・・利得測定器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信装置に接続された送信信号入力端子と、送信
   回線に接続された送信信号出力端子と、受信回線に接続
   された受信信号入力端子と、受信装置に接続された受信
   信号出力端子と、上記受信信号入力端子に到来する信号
   を分岐して遅延を与えそのレベルを変換する第一の手段
   と、この手段の出力信号を上記送信信号入力端子の信号
   にその反対位相で加算する第二の手段と、上記送信信号
   出力端子に送信される信号を分岐して上記受信装置と上
   記送信装置との間の結合により生じるエコーが上記第二
   の手段で打ち消されるように上記第一の手段の信号を制
   御する第三の手段と を含むエコー消去方式において、 上記受信信号出力端子から上記送信信号入力端子までの
   エコー経路の利得が「１」を越えることを検出する手段
   と、 この検出する手段の検出出力にしたがって、上記第二の
   手段に入力する上記第一の手段の出力信号および上記送
   信信号入力端子の信号の相対レベルを制御する相対レベ
   ル制御手段と を備えたことを特徴とするエコー消去方式。
2. （２）相対レベル制御手段は、 上記送信信号入力端子と上記第二の手段との間に挿入さ
   れた可変利得減衰回路と、 上記第二の手段と上記送信信号出力端子との間に挿入さ
   れた可変利得増幅回路と、 上記検出する手段の検出出力により上記可変利得減衰回
   路および上記可変利得増幅回路を制御する制御回路と を含む特許請求の範囲第（１）項に記載のエコー消去方
   式。
3. （３）相対レベル制御手段は、 上記第一の手段と上記第二の手段との間に挿入された可
   変利得増幅回路と、 上記検出する手段の検出出力により上記可変利得増幅回
   路を制御する制御回路と を含む特許請求の範囲第（１）頂に記載のエコー消去方
   式。
4. （４）エコー経路の利得が「１」を越えることを検出す
   る手段は、送信信号出力端子の信号の不連続性を検出す
   る手段を含む特許請求の範囲第（１）項に記載のエコー
   消去方式。
5. （５）エコー経路の利得が「１」を越えることを検出す
   る手段は、 受信出力端子に試験信号を送信する手段と、送信信号入
   力端子に到来するこの試験信号を受信する手段と、 この送信する手段の送信する上記試験信号のレベルとこ
   の受信する手段の受信する上記試験信号のレベルとを比
   較する手段と を含む特許請求の範囲第（１）項に記載のエコー消去方
   式。