Brevet FR2254159A1 — publié le 19750704

La présente invention concerne un demi-suppresseur d'écho et son utilisation dans les systèmes de transmission téléphonique ayant des retards en boucles appréciables dans la voie à fréquence vocale. Dans de nombreux systèmes de communication, il est usuel d'interconnecter des lignes locales deux fils dans un terminal à des lignes quatre fils par l'intermédiaire d'un réseau différentiel ou tout autre réseau de séparation. Le système quatre fils procure une voie unidirectionnelle séparée pour la transmission et pour la réception des signaux échangés entre terminaux tandis que les circuits locaux deux fils établissent une voie bidirectionnelle unique entre le terminal et l'usager. Le réseau différentiel n tétant jamais idéal, une partie du signal transmis se trouve renvoyée au terminal émetteur et se fait sentir comme écho lorsque le retard en boucle est non négligeable. Ce retard peut être dû à la distance entre les deux abonnés en communication et il peut être également dû à la présence d'une ligne à retard concentrée qui sert dans les réseaux modernes pour permettre le traitement du signal vocal en vue d'une compression de l'information et d'une meilleure utilisation des lignes. Il est connu d'insérer dans un tel cas à chaque terminal un demi-suppresseur d'écho qui observe l'état d'occupation des deux voies et introduit dans la voie émission un bloqueur lorsque l'abonné proche ne parle pas, et dans la voie réception un atténuateur lorsque l'abonné proche parle. Certains suppresseurs d'échos permettent l'intervention de l'abonné proche pendant que l'abonné éloigné parle, et on connaît également des suppresseurs d'échos qui sont spécialement adaptés à des réseaux numériques MIC (PCM) dans lesquels les ondes vocales sont décomposées en échantillons dont les amplitudes sont codées numériquement. Les suppresseurs d'échos connus comportent donc en général a) sur la voie émission un bloqueur et un détecteur de parole, b) sur la voie de réception un atténuateur et un autre détecteur de parole, et c) un dispositif de commande pour le bloqueur et l'atténuateur qui compare lessignaux sortant des deux détecteurs. -L'invention vise à réduire la complexité et le cout d'un tel suppresseur et devrait permettre en particulier son intégration dans un dispositif de compression d'informations qui a déjà besoin d'un détecteurde parole très perfectionné et d'une ligne à retard sur la voie d'émission. Dans un demi-suppresseur d'écho pour un terminal d'une ligne téléphonique à quatre fils, comportant une voie émission dans laquelle est inséré un bloqueur à commande, et une voie réception dans laquelle est inséré un atténuateur à commande, la commande du bloqueur et de l'atténuateur étant obtenue en fonction de signaux observés en aval de l'atténuateur et en amont du bloqueur, l'invention est carac térisée par le fait que l'observation du signal sur la voie émission est faite dans un détecteur de parole qui a deux modes de fonctionnement dont le premier délivre un signal de présence de parole à partir de critères d'amplitude et des changements de signe sur la voie émission et dont le deuxième délivre un signal de présence de parole à partir dune comparaison entre l'amplitude sur la voie émission et l'amplitude sur la voie réception, le deuxième mode n'intervenant que lorsque la voie de réception est seule active. Dans un tel demi-suppresseur d'écho, l'observation du signal sur la voie réception se fait de préférence dans un simple détecteur à seuil fixe. Dans une réalisation préférée de l'invention, le détecteur de parole est alimenté dans le deuxième mode de son fonctionnement par un détecteur de crête du signal téléphonique sur la voie de réception. Comme on le verra plus loin, l'invention est particulièrement adaptée à un système téléphonique en MIC (PCM). Dans ce cas, tous les composants du demi-suppresseur sont réalisés en technique numérique. L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide d'une figure qui se réfère à un exemple de réalisation préféré de l'invention. La figure unique montre un schérn-bloc d'un demi-suppresseur d'écho selon l'invention. On ne considère ci-après que l'équipement d'un terminal. I1 est évident qu'il sera nécessaire d'avoir l'équivalent à l'autre extrémité. Un abonné A qui est considéré comme l'abonné proche est lié à un réseau différentiel 1 par une ligne bidirectionnelle à deux fils. Ce réseau réunit les quatre fils du terminal dont deux appartiennent à la voie émission 2 et les deux autres à la voie réception 3. Dans la voie émission, on voit une ligne à retard 4 et un bloqueur 5. Cette voie alimente également un détecteur de parole 6 qui peut faire partie iintégrante d'un concentrateur visant à attribuer la voie d'émission à d'autres abonnés lorsque l'abonné A ne parle pas. Comme on le verra plus tard en détail, ce détecteur possède deux modes de fonctionnement dont l'un correspond à sa fonction dans le cadre d'un concentrateur et l'autre, plus simple, prépare l'intervention de l'abonné A lorsque l'abonné éloigné parle, en délivrant un seuil de détection en fonction de l'état des signaux sur la voie rEception.-A ces fins, il est lié à un détecteur de crête 7 qui surveille la voie réception. Dans la voie réception, on insère un atténuateur 8 à affaiblissement constant, par exemple de 6 dB lorsque l'abonné A parle. La voie de réception alimente en aval de cet atténuateur un détecteur d'amplitude à seuil fixe 9 qui délivre à une logique de commande 10 un signal binaire lorsque l'amplitude sur la voie réception dépasse ce seuil. Cette logique de commande compare le signal venant du détecteur 9- avec un signal binaire venant du détecteur de parole 6 et en déduit les signaux d'instruction pour rendre le bloqueur 5 ou l'atténuateur 8 actif ou pour changer le mode de fonctionneemnt- du détecteur de parole. Ce détecteur de parole est un des éléments essentiels d'un système concentrateur qui exploite les temps d'inactivité des circuits. Son rôle est de discriminer le signal de parole des silences et du bruit afin de savoir si un circuit téléphonique est actif ou non. Dans son mode de fonctionnement normal, il détecte la parole en utilisant des critères sur l'amplitude et des critères sur les passages à zéro. Un tel détecteur est décrit par exemple dans le brevet français (F" 6426). La logique de commande reçoit donc un signal binaire qui indique la présence ou l'absence de parole, en tenant éventuellement compte d'un certain temps de maintien après la disparition de la parole. Dans le mode de fonctionnement d'intervention1 ce détecteur de parole n'utilise que les critères sur ltamplitude mais contrairement au cas précédent où un seuil assez bas et fixe de l'amplitude est appliqué, juste assez pour distinguer-un faible niveau de parole du bruit, on utilise ici un seuil qui est fonction du niveau de la voie réception. Ce seuil est alors élaboré dans le détecteur de crête 7. La ligne à retard 4 péut avoir un retard de l'ordre de 20 millisecondes et compense le retard dû à la détection de la parole avant que la parole soit reconnue avec sécurité. Cette ligne à retard peut être également nécessaire pour permettre la transmission de la signalisation dans le système à concentration. - Le détecteur d'amplitude 9, à seuil fixe, utilise comme seul critère de détection l'amplitude sur la voie de réception. Dès que le niveau crête est supérieur à une certaine valeur fixe, il délivre immédiatement un signal d'activité Cette valeur peut être -31 dBmo. Le détecteur possède un temps de maintien de 50 millisecondes. Le détecteur de crête 7 élabore un code fonction de l'amplitude sur la voie réception. Ce code joue le rôle d'un seuil pour le détecteur de parole 6 dans son mode de fonctionnement correspondant à l'intervention. Dans une réalisation préférée, le détecteur de crête possède un temps de maintien tel qu'il ne suit un abaissement de l'amplitude qu'apres que celui-ci soit confirmé pendant un certain temps qui peut être de 50 millisecondes. Le bloqueur 5 peut être une porte binaire qui, sous contrôle d'un signal venant de la logique de commande 10, permet ou ne permet pas le passage des signaux sortant de la ligne à retard 4. -L'organe de commande sera décrit ci-après en développant son mode de fonctionnement. La logique de commande 10 reçoit des signaux binaires du détecteur de parole 6 et du détecteur d'amplitude 9 et elle commande le fonctionnement du détecteur de parole 6, du bloqueur 5 et de l'atténuateur 8. On peut distinguer quatre états du demi-suppresseur : I. Repos : les deux abonnés se taisent, le détecteur de parole 6 et le détecteur 9 signalent absence de parole. Le bloqeur 5 et l'atténuateur 8 sont hors du circuit et le détecteur de parole se trouve dans son mode de fonctionnement normal. 2. Abonné éloigné parle : dans ce cas, l'atténuateur 8 est hors du circuit, le bloqueur 5 est en circuit, le détecteur d'amplitude 9 signale présence et le détecteur de parole 6 absence de parole. La logique de commande met le détecteur de parole 6 dans son mode de fonctionnement intervention dans lequel son seuil de détection est fonction du code sortant du détecteur de crête 7. Si l'abonné éloigné arrête de parler, la logique de comnande restitue l'état repos. 3. Intervention : si par contre, l'abonné proche intervient lorsque l'abonné éloigné parle, il lui faut une voix puissante pour dépasser le seuil affiché par le détecteur 7. Dans ce cas, le bloqueur 5 est éliminé du circuit et l'atténuateur 8 est mis dans le circuit malgré la présence de parole sur la voie réception. On voit donc que la commande d'intervention -n'est possible qu'après le deuxième état, c'est-à-dire lorsque l'abonné éloigné parle seul. L'intervention conduit nécessairement à l'état suivant. 4. Abonné proche parle : dans ce cas, le détecteur de parole 6 fonctionne normalement et délivre un signal d'activité. Le bloqueur est hors du circuit et l'atténuateur est en circuit indépendamment de l'état de la voie réception, le signal sortant du détecteur d'amplitude 9 n'ayant donc pas d'importance. L'invention a été réalisée en pratique dans un système MIC. Dans un tel système un atténuateur se realise par un transcodage. Une-ligne à retard est réalisée comme registre à décalage et un détecteur de parole est un petit calculateur spécialisé qui manipule et accumule les valeurs numériques. Une application particulièrement avantageuse consiste à combiner le demi-suppresseur d'écho numérique décrit ci-dessus avec un dispositif concentrateur qui exploite les temps d'in-activité des circuits. On peut également associer à ce demisuppresseur d'écho un neutraliseur qui permet de supprimer tout fonctionnement du suppresseur d'écho lorsqu'on observe la transmission simultanée bidirectionnelle des données, par exemple dans la liaison entre des sources des données et un calculateur. Mais il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette réalisation. On peut en particulier, rester en technique analogique ou combiner le demisuppresseur d'écho -avec d'autres dispositifs de traitement des signaux sur une voie téléphonique. REVENDICATIONS 11 Demi-suppresseur d'écho pour un terminal d'une ligne téléphonique à quatre fils comportant une voié émission dans laquelle est inséré un bloqueur à commande, et une voie réception dans laquelle est inséré un atténuateur à commande, la commande du bloqueur et de l'atténuateur entant obtenue dans une logique de commande en fonction des signaux observés en aval de l'atténuateur et en amont du bloqueur, caractérisé par le fait que l'observation du signal sur la voie émission (2) est faite dans un détecteur de parole (6) qui a deux modes de fonctionnement dont le premier délivre un signal de présence de parole à partir de critères d'amplitude et de changement de signe sur la voie émission, et le deuxième délivre un signal de présence de parole à partir d'une comparaison entre l'amplitude sur la voie émission et l'amplitude sur la voie réception (3), le deuxième mode n'intervenant que lorsque la voie de réception est seule active. 2/ Demi-suppresseur d'écho selon la revendication 1, caractérisé par le faitque l'observation de ltamplitude du signal sur la voie de réception (3) se fait dans un détecteur à seuil fixe (9). 31 Demi-suppresseur d'écho selon l'une des revendications précédentes, carac térisé par le fait que le détecteur de parole (6) est alimenté dans le deuxième mode de son fonctionnement par un détecteur de crête (7) du signal téléphonique sur le voie de réception (3). 4t Demi-suppresseur d'écho selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, les informations sur les deux voies (2, 3) étant en forme d'impulsions binaires qui signifient des codes pour des amplitudes échantillonnées du signal téléphonique, tous les composants du demi-suppresseur sont réalisés en technique numérique.