(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線４線変換のための回路装置であって、
入力側がデジタル２線受信路（12）に接続されておりかつ該受信路を介してデジタル受信信号が供給されるようになっている受信手段（10）を備え、該受信手段に後置接続されている信号処理手段（28）を備え、該信号処理手段は第１の信号および第２の信号を送出し、
前記第１の信号が供給されかつ第３の信号を送出するエコー抑圧手段（26）を備え、
前記第２の信号が供給されかつ第４の信号を送出するDA変換手段（14）を備え、
双方向伝送路（18）に接続されているハイブリッド回路（16）を備え、該ハイブリッド回路には第４の信号が供給されかつ第５の信号を送出し、
該第５の信号が供給されかつ第６の信号を送出するAD変換手段（20）を備え、かつ
前記第３および第６の信号が供給されかつ出力側がデジタル２線送信路（24）に接続されておりかつ該送信路にデジタル送信信号を送出する送信手段（22）を備えており、その際DA変換手段（14）は第７の信号を送出し、該第７の信号はエコー推定フィルタ（30）に供給され、該エコー推定フィルタの出力信号は前記第６の信号に減算的に（32）に重畳される
形式の回路装置において、
前記DA変換手段（14）は、前記第２の信号が供給される補間フィルタ（97）と、該補間フィルタに後置接続されているデジタルノイズ整形フィルタ（98）と、該ノイズ整形フィルタに後置接続されている再構成フィルタ（99）とを有しており、前記補間フィルタ（97）は後続のオーバサンプリングに対してデジタル補間し、デジタルノイズ整形フィルタ（98）はＮビットのデジタル入力信号から帰還結合ループを用いて１ビット幅のパルス変調信号を発生しかつ該１ビット幅のパルス変調信号から再構成フィルタ（99）がアナログ信号を再構成し、
前記データノイズ整形フィルタ（98）を出力信号は近似フィルタ（104,100）に供給され、該近似フィルタは前記エコー推定フィルタ（30）に前置接続されている
ことを特徴とする回路装置。
【請求項２】
遅延推定フィルタ（103）の入力側に、前記第２の信号が供給されかつ該遅延推定フィルタの出力信号は前記近似フィルタ（100）の出力信号に減算的に重畳されかつ該近似フィルタの出力信号と一緒に前記エコー推定フィルタ（30）に供給される
請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
サンプリングレートを低減変換するために、独自のデジタル間引きフィルタ（108,100c）が設けられており、該間引きフィルタは前記近似フィルタ（104,100a）に後置接続されている
請求項１または２記載の回路装置。
【請求項４】
前記デジタル間引きフィルタ（100c）にハイブリッド推定フィルタ（100b）が後置接続されており、該ハイブリッド推定フィルタは前記ハイブリッド回路の特性を近似する
請求項３記載の回路装置。
【請求項５】
前記エコー推定フィルタ（30）の出力信号は、別の補間フィルタ（109）、別のノイズ整形フィルタ（109b）並びに別の間引きフィルタ（109c）を中間介挿して前記AD変換手段（20）の出力信号と直列に結合される（32）
請求項１から４までのいずれか１項記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、２線４線変換のための回路装置であって、
入力側がデジタル２線受信路に接続されておりかつ該受信路を介してデジタル受信信号が供給されるようになっている受信手段を備え、
該受信手段に後置接続されている信号処理手段を備え、該信号処理手段は第１の信号および第２の信号を送出し、
前記第１の信号が供給されかつ第３の信号を送出するエコー抑圧手段を備え、
前記第２の信号が供給されかつ第４の信号を送出するDA変換手段を備え、
双方向の伝送路に接続されているハイブリッド回路を備え、該ハイブリッド回路には第４の信号が供給されかつ第５の信号を送出し、
該第５の信号が供給されかつ第６の信号を送出するAD変換手段を備え、かつ前記第３および第６の信号が供給されかつ出力側がデジタル２線送信路に接続されておりかつ該送信路にデジタル送信信号を送出する送信手段を備えている
形式の回路装置に関する。
この形式の回路装置は、ヨーロッパ特許出願公開第0122594号公報、米国特許第5051981号明細書および多種多様な構成において例えばWO95/17049号から公知である。その際殊に、DA変換器のクリッピングまたは量子化誤差を低減するための方法がエコー抑圧の送信路において使用される。マルチキャリア変調を使用するADSLに特別適しているシステムは、とりわけ、John A.C.Bingham,IEEE Communications Magazine,Vol.28,No.5第５〜14頁、990年５月、S.Flemingetal.,Telephony,1993年７月12日、第20〜26頁並びに M.Hoetal.,1993 International Conferenceon Commnications,第772〜776頁、第1993年５月に記載されている。これら上に挙げた３つの装置における問題は、クリッピングおよび量子化によって引き起こされる雑音が通例のエコー抑圧システムによって除去されず、それ故に伝送システムの伝送特性が不都合な影響を受けるということである。WO95/17049号で提案されている方法および伝送システムを用いれば、この効果は著しく低減される。しかしその場合殊にAD変換の品質に対して高められた要求が課せられる。その際AD変換ほぼ理想的であるべきであるので、ナイキスト基準を満足しないDA変換器は適していない。しかし適当なDA変換器は高い回路技術的なコスト並びに高い調整コストを要求し、それ故にそれは集積回路技術において実現するにはあまり適していない。これに対して集積回路技術において実現するのに非常に適しているのは、シグマ・デルタ変調原理に従って動作するDA変換器あるが、これはナイキスト基準を満足せず、それ故にWO95/17049号に記載されているシステムはただちに使用することができるというわけではない。適当なDA変換器は例えば米国特許5585802号明細書から公知である。
本発明の課題は、クリッピングおよび量子化効果を低減するための公知の方法を使用する場合にも、改善された集積度を有する冒頭に述べた形式の回路装置を提供することである。
この課題は、請求項１に記載の回路装置によって解決される。本発明の思想の実施の形態および改良例は、従属請求項の対象である。
回路装置は、AD変換のための手段としてシグマ・デルタ変調器を有している。殊にDA変換手段は、シグマ・デルタ変調器をして、第２の信号が供給される補間フィルタと、該補間フィルタに後置接続されているデジタルノイズ整形フィルタと、該ノイズ整形フィルタに後置接続されている再構成フィルタとを有している。その際アナログ再構成フィルタの出力側にて第４の信号が取り出される。補間フィルタにおいて第２の信号がデジタル補間され、従って後続のオーバサンプリングのために調製される。後置接続されているノイズ整形フィルタは補間フィルタの出力側におけるデジタル信号のＮビットから１ビット幅のパルス変調信号を、複数の、例えば１ないし６個の帰還結合ループを使用して発生する。この１ビット幅のデジタルビット流から、例えばRC回路またはスイッチ・キャパシタ回路網のようなアナログフィルタを用いてアナログ信号が再構成される。
本発明によれば、デジタルノイズ整形フィルタの出力信号は近似フィルタに供給され、該近似フィルタにはエコー推定フィルタが後置接続されている。その際エコー推定フィルタの出力信号は、AD変換手段の出力信号、即ち第６の信号に減算的に重畳される。近似フィルタは、アナログ再構成フィルタを近似するために用いられる。従ってそれはとりわけ、DAC推定フィルタである。このことは、アナログ再構成フィルタの出力側におけるアナログ信号、即ち第４の信号が、近似フィルタの出力側におけるデジタル信号によって近似されることを意味している。更に、オーバサンプリングされた信号は近似フィルタにおいて全体の回路装置において使用されるサンプリングレートに低減変換される。エコー推定フィルタを用いて、ハイブリッド回路およびアナログ送受信路の特性が適応近似される。その際、例えばデジタルノイズ整形において生じる線形並びに非線形の信号が補償されることは有利である。
更に本発明の上述した形態は、遅延推定フィルタによって拡張することができ、その際遅延推定フィルタの入力側に、第２の信号が供給されかつ該遅延推定フィルタの出力信号は近似フィルタの出力信号に減算的に重畳されかつ該近似フィルタの出力信号と一緒にエコー推定フィルタに供給される。これにより、デジタルノイズ整形フィルタにおいて生じた非線形の信号成分のみが先に送られかつ従ってエコー推定フィルタを簡単な手法で、ひいては比較的僅かなコストで実現することができるようになる。その際遅延推定フィルタは、補間フィルタの時間遅延および振幅特性が補償されるように構成されている。
本発明の別の形態において、サンプリングレートを低減変換するために、独自のデジタル間引きフィルタが設けられていり、該間引きフィルタは近似フィルタに後置接続されている。従って、デジタル間引きフィルタにはエコー推定フィルタが続く。この形態によれば、補間フィルタの出力信号は近似フィルタの出力信号に減算的に重畳されかつこのようにしてデジタル間引きフィルタに供給される。近似フィルタを近似（「推定」）だけする部分と間引きする部分とに分割することによって、減算は高いサンプリングレートにおいて実施され、その際遅延時間の補償を省略することができる。
更に、デジタル間引きフィルタの後ろにハイブリッド推定フィルタを設けることができ、該ハイブリッド推定フィルタはハイブリッド回路における、例えばライン・ドライバの非線形性を近似する。この近似は、例えば、デジタル間引きフィルタの出力側におけるデジタルビット流に使用される非線形の特性曲線を介して行われる。
更に、エコー推定フィルタの出力信号は、別の補間フィルタ、別のノイズ整形フィルタ並びに別の間引きフィルタを中間介挿してAD変換手段の出力信号と直接に結合することができる。別の補間フィルタ、別のノイズ整形フィルタ並びに別の間引きフィルタから成る装置は、AD変換の伝送特性をシミュレートするために用いられる。
更に、信号処理手段が更に第７の信号を送出し、該第７の信号はエコー推定手段を中間介挿して第６の信号と減算的に結合されて送信手段に供給されるおよび／または信号処理手段が更に第８の信号を送出し、該第８の信号はエコー抑圧手段を制御するように設定されているようにすることができる。
更に、AD変換手段と前記送信手段との間に、信号を処理するための複数の別の手段を挿入することができる。
次に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。その際：
第１図ないし第８図は、従来技術の回路装置の基本構成を示し、
第９図は、AD変換器、ハイブリッド回路およびDA変換器を含んでいる回路部分の第１の実施例を示し、第10図は、第９図の実施例における近似フィルタの特性曲線を示しかつ
第11図は、AD変換器、ハイブリッド回路およびDA変換器を含んでいる回路部分の第２の実施例を示している。
第１図ないし第８図には冒頭に挙げたWO95/17049号に記載の従来技術が示されている。第１図ないし第８図に図示の実施例は全部が受信手段10ないし40を有しており、これら受信手段は入力側がデジタル２線受信路12に接続されている。受信手段10ないし40には、信号処理手段28が後置接続されている。この手段は第１および第２の信号を送出する。その際第１の信号はエコー抑圧手段26ないし58に供給される。エコー抑圧手段は第３の信号を送出する。第２の信号は、DA変換手段14に加えられる。その出力信号、第４の信号はハイブリッド回路16に供給される。この回路は、双方向の伝送路に接続されておりかつ第５の信号を送出する。この信号は、AD変換手段20に対する入力信号として設定されている。AD変換手段20には、送信手段22が後置接続されている。送信手段にはAD変換手段の出力信号、即ち第６の信号の他に、エコー抑圧手段の出力信号、即ち第３の信号が供給される。送信手段22ないし56は出力側が２線送信路24に接続されている。その際本発明によれば、DA変換手段14はシグマ・デルタ変調原理に従って動作する。
その際、信号処理手段28が更に第７の信号Ｅを送出するようにすることができる。この信号はエコー抑圧手段30を中間介挿し、第６の信号と減算結合されて送信手段22ないし56に供給される。これに加えてまたは択一的に、信号処理手段28は更に、エコー抑圧手段26なし58を制御するように設定されている第８の信号を送出するようにすることができる。AD変換手段20と送信手段22との間に信号処理のための別の手段50,52を接続することもできる。
第９図に示されているように、DA変換手段は殊に、信号処理手段28の出力信号が供給される補間フィルタ97と、この補間フィルタ97に後置接続されているデジタルノイズ整形フィルタ98と、これに後置接続されているアナログ再構成フィルタ99とを含んでいる。アナログ再構成フィルタ99の出力側に取り出される信号は補間フィルタ97においてデジタル補間されかつこれにより後続のオーバサンプリングのために調製される。後続のノイズ整形フィルタ98は、補間フィルタ97の出力側におけるデジタル信号のＮビットから、複数の、例えば１ないし６個の帰還結合ループを使用して１ビット幅のパスル変調信号を発生する。この１ビット幅のデジタルビット流から、例えばRC回路またはスイッチド・キャパシタ回路網を有しているアナログ再構成フィルタを用いてアナログ信号が再構成される。
デジタルノイズ整形フィルタ98の出力信号は、本発明の実施の形態において、近似フィルタ100に供給される。これにはエコー推定フィルタ106が後置接続されている。その際エコー推定フィルタ30の出力信号はAD変換手段20の出力信号に減算装置10を用いて減算的に重畳される。近似フィルタ100は、アナログ再構成フィルタ99を近似するために用いられる。従ってこれは実質的に、DA変換手段14の特性を近似するための推定フィルタである。このことは、アナログ再構成フィルタ99の出力側におけるアナログ信号が近似フィルタ100の出力側におけるデジタルフィルタによって近似されることを意味している。更に、近似フィルタ100においてオーバサンプリングされた信号は回路全体において使用されるサンプリングレートに低減変換される。エコー推定フィルタ30を用いて、ハイブリッド回路16およびアナログ送受信路18の特性が適応近似される。その際、例えばデジタルノイズ整形の際に生じた線形の信号も、非線形の信号も補償されることは有利である。
更に、上述の実施例は遅延推定フィルタ103によって拡張される。このフィルタは入力側に信号処理手段28の出力信号が供給されかつ出力側信号が近似フィルタ100の出力信号に減算装置105を用いて減算的に重畳されかつこれと一緒にエコー推定フィルタ30に供給される。遅延推定フィルタ103の出力信号と近似フィルタ100の出力信号との差形成によって、デジタルノイズ整形フィルタ98において生じた非線形の信号成分のみが先に送られかつ従ってエコー推定フィルタ106を簡単に、ひいては比較的僅かなコストで実現することが可能になる。その際遅延推定フィルタ103は、補間フィルタ97の時間遅延および振幅特性が補償されるように構成されている。その際線形のエコー成分は場合によってはエコー抑圧手段26によって既に補償することができる。
更に、近似フィルタ100はDAC推定フィルタ100aの他に、例えばハイブリッド回路16におけるライン・ドライバの非線形性を近似するハイブリッド推定フィルタ100bと、デジタル間引きフィルタ100cとを有していることもできる。
ハイブリッド推定フィルタ100bにおける近似は第10図に示されているように例えば、デジタル間引きフィルタ100cの入力側（または出力側）におけるデジタルビットビット流に使用される線形の経過121に比較して制限作用をする、例えば近似的に対数経過を有する非線形の特性曲線120に従って行われる。特性曲線120は例えば、必要であれば、調整設定可能である種々の定数α、βに依存しているようにすることができる。
第11図の実施例では、第９図の実施例が本発明により次のように変形されている：サンプリングレートを低減するために、独自のデジタル間引きフィルタ108が使用され得ている、これは近似フィルタ100に取って代わるDAC推定フィルタ104に後置接続されていり、その際第９図および第11図の実施例において、同じエレメントには同じ参照番号が付されている。従って、デジタル間引きフィルタ108にはエコー推定フィルタが続いている。
１つの形態によれば、補間フィルタ97の出力信号はDAC推定フィルタ104の出力信号に減算的に、減算装置101を用いて重畳され、即ちデジタル間引きフィルタ108に供給される。第９図の近似フィルタ100を純然たる近似部（「推定」）部と間引き部とに分割することによって、減算は減算装置101を用いて高いサンプリングレートにおいて実施され、その際遅延時間の補償を省略することができる。
更に、エコー推定フィルタ106の出力信号は、別の補間フィルタ109a、別のデジタルノイズ整形フィルタ109b並びに別の間引きフィルタ109cを中間介挿して、AD変換手段20の出力信号と減算装置107を用いて直列に結合される。別の補間フィルタ109a、別のデジタルノイズ整形フィルタ109b並びに別の間引きフィルタ109cから成る装置は、AD変換手段20の伝送特性をシミュレートするために用いられる。
補間フィルタの出力側におけるサンプリングレートがその入力側におけるサンプリングレートより高いこと、および間引きフィルタの出力側におけるサンプリングレートがその入力側におけるサンプリングレートより低いことは勿論である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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