(57)【要約】【課題】クロストークノイズにも対応できるエコーキャンセラ。【解決手段】このエコーキャンセラ装置は、送信信号１００をＨＹＢ７０を経由して加入者回線２００へ送出する送信器１０と、回り込み信号をＦ１〜Ｆ４に４分割したエコーレプリカ６００〜６０３で減算してエコー残差信号４００を出力する減算器６０と、エコー残差信号４００及び受信信号３００を受信した受信器３０からＦ１〜Ｆ４の４分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号５００〜５０３及び対向装置へ通知する再トレーニング通知信号７００〜７０３をＦ１〜Ｆ４の４分割別に送出するエラー監視群回路２０と、再トレーニング要求信号５００〜５０３及びエコー残差信号４００を受信し送信信号１００に対してＦ１〜Ｆ４の４分割別にエコーキャンセルを行ってエコーレプリカ６００〜６０３を減算器６０へ送出するＥＣＧ４０とを備えている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＤＳＬの加入者回線に接続するエコーキャンセル装置であって、前記加入者回線の使用可能周波数帯域を予め設定された数のキャリア群に分割し、送信信号を前記キャリア群に分割し変調してハイブリッド回路を経由して前記加入者回線へ送出する送信手段と、前記送信信号が前記ハイブリッド回路を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号を前記キャリア群に分割したエコーレプリカ信号で減算して前記キャリア群に分割されたエコー残差信号を出力する減算手段と、前記エコー残差信号及び前記ハイブリッド回路を経由した受信信号から前記キャリア群の分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号及び対向装置へ前記送信手段を介して通知する再トレーニング通知信号を前記キャリア群の分割別に送出するエラー監視手段と、前記トレーニング要求信号及び前記エコー残差信号を受信し前記送信手段からの前記送信信号に対して前記キャリア群の分割別にエコーキャンセラを行って前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ送出するエコーキャンセル手段とを備えることを特徴とするエコーキャンセル装置。
【請求項２】
前記エコー監視手段は前記予め設定された数のキャリア群の分割された前記エコー残差信号を含む前記受信信号のそれぞれに対してＳ／Ｎ及びエラーレイトを算出し、予め設定された基準値を超えたキャリア群に対して前記再トレーニング要求信号及び前記再トレーニング通知信号を送出する前記キャリア群の群数と同数のエラー監視回路を有することを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセル装置。
【請求項３】
前記エコーキャンセル手段は前記キャリア群の群数と同数のエコーキャンセル回路とから成り、前記エコーキャンセル回路のそれぞれは前記エラー監視回路それぞれと１対１対応して前記再トレーニング要求信号及び前記減算手段からの前記キャリア群に分割されたエコー残差信号を受信し且つ前記キャリア群に分割された送信信号を受信して予め定められた演算の結果前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ出力することを特徴とする請求項１，２記載のエコーキャンセル装置。
【請求項４】
ＡＤＳＬの加入者回線に接続するエコーキャンセル装置であって、前記加入者回線の使用可能周波数帯域を予め設定された４個のキャリア群に分割し、送信信号を前記キャリア群に４分割し変調してハイブリッド回路を経由して前記加入者回線へ送出する送信手段と、前記送信信号が前記ハイブリッド回路を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号を前記キャリア群に４分割したエコーレプリカ信号で減算して前記キャリア群に４分割されたエコー残差信号を出力する減算手段と、前記エコー残差信号及び前記ハイブリッド回路を経由した受信信号を受信した受信手段から前記キャリア群の４分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号及び対向装置へ前記送信手段を介して通知する再トレーニング通知信号を前記キャリア群の４分割別に送出するエラー監視手段と、前記トレーニング要求信号及び前記エコー残差信号を受信し前記送信手段からの前記送信信号に対して前記キャリア群の４分割別にエコーキャンセラを行って前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ送出するエコーキャンセル手段とを備えることを特徴とするエコーキャンセル装置。
【請求項５】
前記エラー監視手段は、前記予め設定された４個のキャリア群に分割された前記エコー残差信号を含む前記受信信号のそれぞれに対してＳ／Ｎ及びエラーレイトを算出し、予め設定された基準値を超えたキャリア群に対して前記再トレーニング要求信号及び前記再トレーニング通知信号を送出する前記キャリア群の群数と同数の４個のエラー監視回路を有することを特徴とする請求項４記載のエコーキャンセル装置。
【請求項６】
前記エコーキャンセル手段は前記キャリア群の群数と同数の４個のエコーキャンセル回路とから成り、前記４個のエコーキャンセル回路のそれぞれは前記４個のエラー監視回路のそれぞれと１対１対応して前記再トレーニング要求信号及び前記減算手段からの前記キャリア群に４分割されたエコー残差信号を受信し且つ前記キャリア群に４分割された送信信号を受信して予め定められた演算の結果前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ出力することを特徴とする請求項４，５記載のエコーキャンセル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエコーキャンセル装置に関し、特に２線式全二重ディジタルデータ伝送システムのためのエコーキャンセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のエコーキャンセル装置について図面を参照して説明する。
【０００３】
図３は従来のエコーキャンセル装置の一例を示すブロック図である。
【０００４】
図３において、この従来のエコーキャンセル装置は、特開平３−８８４３３号の開示内容を示し、送信器１１４からの送信信号は送信信号ライン１０４及びハイブリッド回路１１６を介して伝送路１０３に送出される。この場合、トランス１６１の２次側から伝送路１０３を見込んだインピーダンスと整合インピーダンス１６２とが一致すれば増幅器１６５の出力はエコー信号としては零となる。しかしながら、実際にはインピーダンスの不一致により近端エコーが発生し、このエコー信号とトランス１６１を介して接続される相手端末側からの遠端信号とが相加わって受信信号ライン１０５に現れる。エコーキャンセラ１１０におけるフィルタ１１１は擬似エコー信号を発生して減算器１１３に送出する。減算器１１３は受信信号ライン５に到来するエコー信号から擬似エコー信号を除去し除去しきれない分を残留エコー信号として出力してフィルタ１１１の乗算器２６０に供給する。乗算器２６０に供給された残留エコー信号は残留エコー抑圧用の補正係数α１と乗算され、エコー残差をさらに抑圧するように補正される。
【０００５】
こうして補正された補正残留エコー信号は、フィルタ１１１の各タップに供給される。各タップを構成する２つの乗算器、レジスタ及び加算器、たとえば先頭タップの乗算器２２０Ａ，２３０Ａ，レジスタ２１０Ａ及び加算器２４０Ａにおいては、単位遅延素子２００Ａから１タイムスロットごとの送信信号を受け、この送信信号と補正残留エコー信号とを乗算器２２０Ａにより乗算し、乗算結果を時変的なタップ係数補正量として加算器２４０Ａにレジスタ２１０Ａから読み出した先行タップ係数に加え、更新タップ係数としてレジスタ２１０Ａに登録する。この更新タップ係数は単位遅延素子２００Ａの出力と乗算器２３０Ａにより乗算され加算器２５０に供給される。フィルタ１１１の他のタップについても全く同様にして次々に補正残留エコー信号を利用したタップ係数の適応更新が行われる。
【０００６】
ところで、こうして行われるエコー消去によって、なおかつ残留する補正残留エコー信号は前述した低周波成分を含む。低周波成分抑圧回路１１２は補正残留エコー信号に含まれる低周波成分を消去するために、フィルタ１１１のタップ数を実効的に６４とする実質的な最終段のタップを形成するものとして配設されたものである。この抑圧回路１１２において、補正残留エコー信号は乗算器１２１に供給されて補正係数α２と乗算される。
【０００７】
この場合、補正係数α２としては、予め十分小さい値が設定される。この係数α２を小さくする程、低周波成分抑圧回路１１２を後段に有するフィルタ１１１のインパルス応答は、恰もタップ数を増大したと同様なインパルス応答を提供する伝達関数を持った適応形フィルタを実効的に形成することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例のエコーキャンセル装置は、適応形ディジタルフィルタのタップ数を等価的に増加し、擬似エコー信号のインパルス応答の収れん期に対応してエコー信号と擬似エコー信号との差分の残留エコー信号に含まれる低周波成分のレベル抑圧を行う低周波成分抑圧回路を備えることにより、トランスバーサルフィルタのタップ数を著しく低減し、演算量を大幅に減少することができる構成になっているが、この従来例のエコーキャンセル装置は、あくまでも送信信号がシングルキャリアに対応した装置であり、マルチキャリアの送信信号に対応できないという問題点がある。
【０００９】
また、従来例のエコーキャンセル装置では、自分自身が送信しているエコー信号の定常的なエコーテール抑圧を行っているので、クロストークノイズのような外来ノイズの変化に追従することができないという問題点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のエコーキャンセル装置は、ＡＤＳＬの加入者回線に接続するエコーキャンセル装置であって、前記加入者回線の使用可能周波数帯域を予め設定された数のキャリア群に分割し、送信信号を前記キャリア群に分割し変調してハイブリッド回路を経由して前記加入者回線へ送出する送信手段と、前記送信信号が前記ハイブリッド回路を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号を前記キャリア群に分割したエコーレプリカ信号で減算して前記キャリア群に分割されたエコー残差信号を出力する減算手段と、前記エコー残差信号及び前記ハイブリッド回路を経由した受信信号から前記キャリア群の分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号及び対向装置へ前記送信手段を介して通知する再トレーニング通知信号を前記キャリア群の分割別に送出するエラー監視手段と、前記トレーニング要求信号及び前記エコー残差信号を受信し前記送信手段からの前記送信信号に対して前記キャリア群の分割別にエコーキャンセラを行って前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ送出するエコーキャンセル手段とを備え、前記エコー監視手段は前記予め設定された数のキャリア群の分割された前記エコー残差信号を含む前記受信信号のそれぞれに対してＳ／Ｎ及びエラーレイトを算出し、予め設定された基準値を超えたキャリア群に対して前記再トレーニング要求信号及び前記再トレーニング通知信号を送出する前記キャリア群の群数と同数のエラー監視回路を有し、前記エコーキャンセル手段は前記キャリア群の群数と同数のエコーキャンセル回路とから成り、前記エコーキャンセル回路のそれぞれは前記エラー監視回路それぞれと１対１対応して前記再トレーニング要求信号及び前記減算手段からの前記キャリア群に分割されたエコー残差信号を受信し且つ前記キャリア群に分割された送信信号を受信して予め定められた演算の結果前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ出力する。
【００１１】
本発明のエコーキャンセル装置は、ＡＤＳＬの加入者回線に接続するエコーキャンセル装置であって、前記加入者回線の使用可能周波数帯域を予め設定された４個のキャリア群に分割し、送信信号を前記キャリア群に４分割し変調してハイブリッド回路を経由して前記加入者回線へ送出する送信手段と、前記送信信号が前記ハイブリッド回路を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号を前記キャリア群に４分割したエコーレプリカ信号で減算して前記キャリア群に４分割されたエコー残差信号を出力する減算手段と、前記エコー残差信号及び前記ハイブリッド回路を経由した受信信号を受信した受信手段から前記キャリア群の４分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号及び対向装置へ前記送信手段を介して通知する再トレーニング通知信号を前記キャリア群の４分割別に送出するエラー監視手段と、前記トレーニング要求信号及び前記エコー残差信号を受信し前記送信手段からの前記送信信号に対して前記キャリア群の４分割別にエコーキャンセラを行って前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ送出するエコーキャンセル手段を備え、前記エラー監視手段は、前記予め設定された４個のキャリア群に分割された前記エコー残差信号を含む前記受信信号のそれぞれに対してＳ／Ｎ及びエラーレイトを算出し、予め設定された基準値を超えたキャリア群に対して前記再トレーニング要求信号及び前記再トレーニング通知信号を送出する前記キャリア群の群数と同数の４個のエラー監視回路を有し、前記エコーキャンセル手段は前記キャリア群の群数と同数の４個のエコーキャンセル回路とから成り、前記４個キャンセル回路のそれぞれは前記４個のエラー監視回路のそれぞれと１対１対応して前記再トレーニング要求信号及び前記減算手段からの前記キャリア群に４分割されたエコー残差信号を受信し且つ前記キャリア群に４分割された送信信号を受信して予め定められた演算の結果前記エコーレプリカ信号を前記減算手段へ出力する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態のエコーキャンセル装置は、Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ（以下ＡＤＳＬ）に使用される装置であって、図２に示すように送信信号１００を予め定められたＡＤＳＬの使用周波数帯を予め定められた４分割した４グループのキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）によって変調して出力する送信器１０を有している。
【００１４】
即ち、１キャリアを４．３１２５ＫＨｚとし（１キャリアを１ｂｉｎと記す）、本実施の形態のエコーキャンセル装置では、１ｂｉｎ〜６４ｂｉｎを第１のキャリア群（Ｆ１）とし、６５ｂｉｎ〜１２８ｂｉｎを第２のキャリア群（Ｆ２）とし、１２９〜１９２を第３のキャリア群（Ｆ３）とし、１９３〜２５６を第４のキャリア群（Ｆ４）とし、本実施の形態においては４．３１２５ＫＨｚ×２５６ｂｉｎ＝１１０４ＫＨｚの周波数帯域がＡＤＳＬに使用されている。
【００１５】
本実施の形態のエコーキャンセル装置は、加入者回線２００の使用可能周波数帯域１１０４ＫＨｚを予め設定された４個のキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に分割し、送信信号１００をキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割に変調してハイブリッド回路（ＨＹＢ）７０を経由して加入者回線２００へ送出する送信器１０と、送信信号１００がＨＹＢ７０を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号をキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割したエコー擬似信号（エコーレプリカ）６００〜６０３で減算してキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割されたエコー残差信号４００と出力する減算器６０とエコー残差信号４００及びＨＹＢ７０を経由した受信信号３００を受信した受信器３０からキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）の４分割別にエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号５００〜５０３及び対向装置へ送信器１０を介して通知する再トレーニング通知信号７００〜７０３をキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）の４分割別に送出するエラー監視群回路２０と、再トレーニング要求信号５００〜５０３及びエコー残差信号４００を受信し送信器１０からの送信信号１００に対してキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）の４分割別にエコーキャンセルを行ってエコーレプリカ６００〜６０３を減算器６０へ送出するエコーキャンセル群回路（ＥＣＧ）４０とを備えている。
【００１６】
エラー監視群回路２０は、予め設定された４個のキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割されたエコー残差信号４００を含む受信信号３００のそれぞれに対してＳ／Ｎ及びエラーレイトを算出し、予め設定された基準値を超えたキャリア群に対して再トレーニング要求信号及び前記再トレーニング通知信号を送出するキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）の群数と同数の４個のエラー監視回路２１，２２，２３，２４を有している。
【００１７】
エコーキャンセル群回路（ＥＣＧ）４０はキャリア群Ｆ１〜Ｆ４の群数と同数の４個のエコーキャンセル回路即ちＦ１エコーキャンセラ（Ｆ１＿ＥＣ４１），Ｆ２エコーキャンセラ（Ｆ２＿ＥＣ４２），Ｆ３エコーキャンセラ（Ｆ３＿ＥＣ４３），Ｆ４エコーキャンセラ（Ｆ４＿ＥＣ４４）から成り、キャンセラＦ１＿ＥＣ４１，Ｆ２＿ＥＣ４２，Ｆ３＿ＥＣ４３，Ｆ４＿ＥＣ４４のそれぞれはエラー監視回路２１〜２４のそれぞれと１対１対応して再トレーニング要求信号５００〜５０３及び減算量６０からキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割されたエラー残差信号４００を受信し且つキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）に４分割された送信信号１００を受信して予め定められた演算の結果エコーレプリカ６００〜６０３を減算器３００へ出力している。
【００１８】
次に、本実施の形態のエコーキャンセル装置の動作について図１，図２を参照して説明する。
【００１９】
送信器１０から送信される送信信号１００はＨＹＢ７０を経由しエコーとして受信側に回り込んでくる。このエコーと加入者回線２００からの信号が加算された信号が受信信号３００となる。
【００２０】
ＡＤＳＬの使用周波数帯域の２５６ｂｉｎを４分割し、それぞれの分割された周波数帯域毎にエコーキャンセラＦ１＿ＥＣ４１，Ｆ２＿ＥＣ４２，Ｆ３＿ＥＣ４３，Ｆ４＿ＥＣ４４と、エラー監視回路２１、エラー監視回路２２、エラー監視回路２３、エラー監視回路２４を設けており、それぞれが独立したトレーニングを行う。
【００２１】
各エラー監視回路２１〜２４はそれぞれ受信器３０で受信した信号を、それぞれ分割された周波数帯域毎にエラー、ＳＮＲがそれぞれ規準値１×１０−６以下、２ｄＢ以下であるかどうかの監視を行い、エラー発生数の増大やＳＮＲ劣化の継続性を検出した場合に、各キャリア群別に各エラー監視回路２１〜２４は、各周波数帯に対応するエコーキャンセラＦ１＿ＥＣ４１，Ｆ２＿ＥＣ４２，Ｆ３＿ＥＣ４３，Ｆ４＿ＥＣ４４に再トレーニング要求信号５００、再トレーニング要求信号５０１、再トレーニング要求信号５０２、再トレーニング要求信号５０３を送出する。
【００２２】
一方、周波数毎に分割されたエコーキャンセルは送信器１０からの４個のキャリア群別の送信信号１００と減算器６０から４個のキャリア群別のエコー残差信号４００とを入力とし、該当する周波数帯域のエコーレプリカ６００、エコーレプリカ６０１、エコーレプリカ６０２、エコーレプリカ６０３を生成し、受信信号３００から減算器６０でキャリア群別に減算され、更新されたエコー残差信号４００が生成される。
【００２３】
本実施の形態のエコーキャンセル装置においては、再トレーニングの手法までのフローとして、まず図２に示すようなＡＤＳＬ使用周波数帯域がＦ１〜Ｆ４のキャリア群にされており、他システムや同一システムのクロストーク量の変化により４分割された周波数帯域への影響の度合いをエラー監視回路２１〜２４でエラー発生数の増大や、ＳＮＲ劣化を検出することにより感知し、影響のあった周波数帯域（キャリア群）を再トレーニングの対象としている。
【００２４】
また、エコーキャンセルは４分割された周波数帯域毎に独立にトレーニングを行うため、エラー監視回路２１〜２４のそれぞれの検出結果を、対向装置に該当周波数帯域の再トレーニングを行うよう送信器１０を介して再トレーニング通知信号として通知する。対向装置は、該当周波数帯域の再トレーニング通知に従い、自装置とのハンドシェーク、トレーニングを行い該当周波数帯域の最適な同期状態を得る。
【００２５】
本発明の他の実施例として、その基本的構成は上記の通りであるが、上記実施例では、周波数を４分割としている。周波数の分割方法として、他システムや同一システム、外来ノイズ等の影響度合いによっては更に周波数を多分割してもよい。更に発展させ、周波数の分割を最小単位であるＡＤＳＬのキャリア単位としてもよい。
【００２６】
また、エラー監視回路の再トレーニング要求信号の発生条件として、同期直後のＳＮＲと比較し、２ｄＢ劣化、かつエラーレートが１×１０−６以上を判定基準とするが、回線状況により可変な構成としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ＡＤＳＬの加入者回線に接続するエコーキャンセル装置であって、加入者回線の使用可能周波数帯域を予め設定された数のキャリア群に分割し、送信信号へキャリア群に分割し変調してハイブリッド回路を経由して加入者回線へ送出する送信手段と、送信信号がハイブリッド回路を経由してエコーとして回り込んでくる回り込み信号をキャリア群に分割したエコーレプリカで減算してキャリア群に分割されたエコー残差信号を出力する減算手段と、エコー残差信号及びハイブリッド回路を経由した受信信号からエラーを監視してエラーがある場合には再トレーニング要求信号及び対向装置へ送信信号を介して通知する再トレーニング通知信号を送出するエラー監視手段と、トレーニング要求信号及びエラー残差信号を受信し送信手段からの送信信号に対してエコーキャンセラを行ってエコーレプリカを減算手段へ送出するエコーキャンセル手段とを備えることにより、以下に示す効果を有している。
【００２８】
即ち、ＡＤＳＬの使用周波数帯域を複数に分割し、それぞれの周波数帯域でエラー状態を監視し、クロストークの変化等によるエラーレートやＳＮの劣化が発生した場合に、該当する周波数帯のみ再トレーニングを実行する構成になっているので、他システムや同一システムによるＤｉｓｔｕｂｅｒ数の変化によるクロストーク量が変化した場合に、伝送レートは一時的に低下するが、従来のように同期断が発生することなく、変化したクロストークノイズに対するの最適同期状態を再確立できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のエコーキャンセル装置を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態のエコーキャンセル装置における４個のキャリア群（Ｆ１〜Ｆ４）のそれぞれの周波数帯域を示す模式図である。
【図３】従来のエコーキャンセル装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０　　送信器
２０　　エラー監視群回路
２１〜２４　　エラー監視回路
３０　　受信器
４０　　エコーキャンセル群回路（ＥＣＧ）
４１　　Ｆ１エコーキャンセラ（Ｆ１＿ＥＣ）
４２　　Ｆ２エコーキャンセラ（Ｆ２＿ＥＣ）
４３　　Ｆ３エコーキャンセラ（Ｆ３＿ＥＣ）
４４　　Ｆ４エコーキャンセラ（Ｆ４＿ＥＣ）
６０　　減算器
７０　　ハイブリッド回路（ＨＹＢ）
１００　　送信信号
２００　　加入者回線
３００　　受信信号
４００　　エコー残差信号
５００〜５０３　　再トレーニング要求信号
６００〜６０３　　エコー擬似信号（エコーレプリカ）
７００〜７０３　　再トレーニング通知信号
【図１】
2004023773.tif 000003
【図２】
2004023773.tif 000004
【図３】
2004023773.tif 000005