DE69627359T2

DE69627359T2 - Verbesserter echokompensator mit anwendung in der digitalen telefonie

Info

Publication number: DE69627359T2
Application number: DE69627359T
Authority: DE
Inventors: King-Choi Ho
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: DE69627359D1; EP0853844B1; JPH11513230A; US5912966A; WO1998006185A1; CA2231605A1; HK1017526A1; CA2231605C; CN1111973C; CN1203711A; EP0853844A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Sperren oder Unterbinden von Echo in einer Kommunikationsleitung. Das System ist insbesondere für Kommunikationssysteme brauchbar, die sprachcodierte Signale übertragen, die aus Sprachemodellparametern und Erregungsinformation bestehen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Erregungsinformation aus dem rekonstruierten sprachcodierten Signal extrahiert und zum Trainieren eines adaptiven Filters zum Bewirken der Echounterdrückung verwendet. Das Erregungssignal ist frequenzreich und ermöglicht eine Vergrößerung der Konvergenzrate und der Reflexionsdämpfungsverbesserung des adaptiven Filters.

Hintergrund der Erfindung

In einem typischen Telefonnetz ist ein Gabelschaltungswandler vorgesehen, um die einseitig gerichtete Vierdraht-Verbindungsstrecke von dem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN) mit der Zweidraht-Teilnehmerleitung zu verbinden. Die grundlegende Funktion des Gabelschaltungswandlers besteht in der Trennung des ausgesandten Signals, das von der Teilnehmerleitung ausgeht, von dem empfangenen Signal in dem PSTN-Abschnitt, und umgekehrt. Dieser Vorgang erfordert, daß die Energie des empfangenen Signals vollständig in der Teilnehmerleitung verläuft. Aufgrund einer Impedanzfehlanpassung in dem Gabelschaltungswandler wird jedoch ein Teil der empfangenen Energie zurück zum Sendeanschluß oder -port zurückreflektiert. Als Ergebnis hört ein Sprecher seine eigene verzögerte Sprache, was selbstverständlich unerwünscht ist. Diese Art von Echo, die durch Wechselwirkungen in dem Kommunikationsnetz hervorgerufen wird, wird als ein elektrisches Echo bezeichnet.
Eine weitere Erscheinung, die ein Echo erzeugt, ergibt sich bei einem Freihand- Telefonendgerät. Das von dem Lautsprecher in dem Endgerät erzeugte Sprachesignal breitet sich in Form einer akustischen Welle durch eine akustische Umgebung aus, und ein Teil hiervon wird von dem Mikrofon des Endgerätes wieder aufgefangen. Dieses Restsignal wird zurück zu dem Sprecher übertragen und erzeugt ein Echo. Diese Art von Echo wird als ein akustisches Echo bezeichnet.
Um Echoprobleme zu vermeiden, werden Unterdrückungseinrichtungen in Kommunikationsnetzen verwendet. Eine typische Echounterdrückungseinrichtung ist ein Schalter, der die sich in beiden Richtungen ausbreitenden Sprachesignale überwacht. Die Unterdrückungseinrichtung stellt fest, welche Person spricht, und blockiert das sich in der entgegengesetzten Richtung ausbreitende Signal.
Im Ergebnis wandelt die Echounterdrückungseinrichtung die Kommunikationsverbindungsstrecke in einen einseitig gerichteten Pfad um, der es lediglich einer Person zu einer vorgegebenen Zeit ermöglicht, zu sprechen. Der Nachteil derartiger Echounterdrückungseinrichtungen besteht darin, daß sie dazu neigen, Sprachesignale "zu zerhacken", wenn die Teilnehmer schnell hin und her sprechen. Dies ergibt sich daraus, daß die Unterdrückungseinrichtung nicht in der Lage ist, schnell genug die Richtung zu wechseln. Weiterhin kann die Unterdrückungseinrichtung das Echo beim Gegensprechen, d. h. wenn beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen, nicht mehr kontrollieren.
Eine Möglichkeit zur Vermeidung der Probleme von Echounterdrückungseinrichtungen besteht darin, Schaltungen bereitzustellen, die anstelle einer Sperrung von Sprachesignalen in einer Richtung in der Kommunikationsverbindungsstrecke das Echo durch die Verwendung eines adaptiven Filters kompensieren. Im Ergebnis synthetisiert die Echokompensationseinrichtung das Echo, das dann von dem zusammengesetzten Signal (Sprachesignal + Echosignal) subtrahiert wird. Wenn die Echokompensationseinrichtung den tatsächlichen Echopfad gut modelliert, so ist das resultierende Signal im wesentlichen frei von jeder Echobeeinträchtigung.
Um das Echokompensationskonzept brauchbar zu machen, müssen die typischen Merkmale des Echosignals gemessen und in der Echokompensationseinrichtung für den Betrieb gespeichert werden. Eine vorausgehende direkte Messung ist nicht praktisch ausführbar, weil zunächst einmal das Echo im Fall des elektrischen Echos von den Schaltungsverbindungen und im Fall des akustischen Echos von der akustischen Umgebung abhängig ist. Dies macht die Messung äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich. Zweitens kann sich das Echo aufgrund von dynamischen Verbindungsstreckenverbindungen oder einer unstabilen akustischen Umgebung ändern. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, besteht eine Möglichkeit zur Überwindung dieser Schwierigkeit in der Verwendung eines adaptiven Filters zur graduellen Identifikation der Merkmale des Echos, um eine Kompensation durchzuführen. Obwohl eine adaptive Echokompensationseinrichtung das Echosignal modellieren kann, ohne eine vorhergehende Kenntnis seiner Merkmale zu benötigen, hat sie eine endliche Lernzeit zum Erreichen einer abschließenden Lösung Die Konvergenzgeschwindigkeit ist ein Maß, wie schnell ein adaptives Filter einen annehmbaren Filtergrad erreicht. Als eine Folge hiervon ist das Echo zu Beginn einer Gesprächsverbindung vorhanden, weil zu diesem Zeitpunkt das adaptive Filter den Lernprozeß beginnt und die Größe des Fehlersignals mit größter Wahrscheinlichkeit noch nicht optimal ist. Zusätzlich hört der Benutzer eine kurze Periode eines elektrischen Echos, wenn die Gesprächsverbindung auf eine neue Verbindungsstrecke umgeschaltet wird. Im Fall eines akustischen Echos ändern sich die Echocharakteristiken von Zeit zu Zeit. Eine effektive Echokompensation in diesen Fällen erfordert eine schnelle Konvergenzrate.
Die Konvergenzgeschwindigkeit eines typischen adaptiven Filters ist derart, daß eine effektive Echokompensation einige wenige Sekunden nach dem Einleiten des Lernprozesses eintritt. Daher ergibt sich zu Beginn einer Gesprächsverbindung eine Zeitperiode, während der der Teilnehmer zumindest ein gewisses Echo hört. Dieses Problem ist insbesondere bei Zellulartelefon-Anwendungen störend, bei denen sich der Teilnehmer von einer Empfangszelle zur anderen bewegt. Beim Eintritt in eine vorgegebene Empfangszelle muß der Lernprozeß der Echokompensationseinrichtung wiederholt werden, was eine kurze, jedoch störende Zeitperiode mit Vorhandensein von Echo bedingt.
Die Erzeugung eines linearen Echos kann wie folgt modelliert werden:
Y(k) = h x(k - 1) + ω(k)
worin Y(k) die k-te Ausgangs-Abtastprobe des Echosignals ist,
h die Parameter sind, die den Echopfad charakterisieren,
ω(k) das Zufallsrauschen oder der Modellierungsfehler ist,
x(k) die k-te Eingangsabtastprobe des Quellensignals ist,
N - 1 die Ordnung des Modells ist.
Eine Echokompensation kann unter Verwendung eines adaptiven Filters bewirkt werden, das Y(k) durch den Filterausgang A(k) abschätzt, um das Sprachesignal zu Null zu machen, das das Echo darstellt. Der Ausgang des adaptiven Filters wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
A(k) = hix(k - i)
Das Echo geht gegen Null, wenn der Fehler e(k) zwischen den zwei Größen zu einem Minimum gemacht wird:
Die Filterkoeffizienten werden so eingestellt, daß der quadratische Mittelwert- Ausgangsfehler (MSE) E[e²(k)] zu einem Minimum gemacht wird:
E[e²(k)] = E[( h - hix(k - i))²] + E[ω²(k)]
Nach einer gewissen Lernperiode konvergiert das adaptive Filter zu:
h = hi O ≤ i ≤ N - 1
Um die Lösung zu erreichen, muß man ein Verfahren zum Führen des adaptiven Filters derart finden, daß dieses den minimalen Fehler erreicht. Dies wird als ein adaptiver Algorithmus bezeichnet. Es gibt zwei gut bekannte Anpassungsalgorithmen: der kleinste mittlere quadratische Fehler und die rekursiven kleinsten Fehlerquadrate. Der erste Algorithmus ist im Hinblick auf seine einfache Realisierung populär, während der letztere Algorithmus eine wesentlich schnellere Lerngeschwindigkeit hat. Diese Algorithmen sind in der Technik der digitalen Telefonie gut bekannt und müssen hier nicht ausführlich beschrieben werden.
Der Algorithmus mit den kleinsten mittleren Fehlerquadraten konvergiert am schnellsten, wenn der Eingang weiß ist (gleiche Energie pro Bandbreiteneinheit hat). Man kann daher die Konvergenzgeschwindigkeit dadurch verbessern, daß das Eingangssignal an die Echokompensationseinrichtung vorher auf einen weißen Zustand gebracht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Weißfilter vor der Kompensationseinrichtung angeordnet wird. Ein festes Weißfilter kann jedoch die Konvergenzgeschwindigkeit lediglich in statistischem Sinne verbessern. Das heißt, es vergrößert die Geschwindigkeit, wenn das Eingangssignal an die Korrelationsfunktion angepaßt ist, die bei der Auslegung des Filters verwendet wird. Andererseits verlangsamt eine Fehlanpassung die Konvergenzgeschwindigkeit. Eine bessere Lösung besteht darin, das Weißfilter dadurch änderbar zu machen, daß ein gewisser adaptiver Algorithmus verwendet wird. Ein derartiges adaptives Weißfilter ist jedoch wenig effektiv, schwierig und aufwendig zu realisieren und stellt aus diesem Grund keine optimale Lösung dar.
Echokompensationseinrichtungen, die adaptive Filter zur Abschätzung des Echos in einem Kommunikationssystem verwenden, sind in dem US-Patent 4 697 261 vom 29. September 1987 und in der internationalen Anmeldung PCT/U591106522 beschrieben, die am 23. Juli 1992 unter der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 92/12583 veröffentlicht wurde.
In dem US-Patent 4 697 261 werden ein Vordergrund-Schätzwert und ein Hintergrund-Schätzwert des Echosignals von der Echokompensationseinrichtung dadurch erzeugt, daß das empfangene Signal mit einem Satz von aktualisierten Anpassungskoeffizienten gefiltert wird. Die Anpassungskoeffizienten werden durch eine Kreuzkorrelation eines einer vorhergehenden Weißbildung unterworfenen empfangenen Signals mit einem einer vorhergehenden Weißbildung unterworfenen Vordergrund-Sendesignal und durch Addieren des Produktes dieser Kreuzkorrelation zu den Anpassungskoeffizienten erzeugt, die zur Erzeugung des Vordergrund-Schätzwertes des Echosignals verwendet werden.
In der internationalen Veröffentlichung WO 92/12583 schließt die Echokompensationseinrichtung ein Weißbildungs-Filter ein, um das Spektrum des Mikrofonsignals abzuflachen. Signalteiler trennen das der Weißbildung unterworfene Mikrofonsignal und das der Weißbildung unterworfene Lautsprechersignal in eine Vielzahl von bandbreitenbegrenzten Signalen auf. Eine Vielzahl von Band-Echokompensationseinrichtungen erzeugt dann Echoabschätzsignale, die jeweils eine Näherung der akustischen Rückführung von einem entsprechenden bandbreitenbegrenzten Lautsprechersignal an das Mikrofon darstellen. Das Echosignal für jedes Band wird unter Verwendung eines adaptiven Filters mit kleinsten mittleren Filterquadraten und mit Anzapfungswertigkeiten abgeschätzt, die in Abhängigkeit von Änderungen in den akustischen Eigenschaften des Kanals zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrofon eingestellt werden.

Ziele und Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf die vorstehenden Probleme, die beim Stand der Technik auftreten, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Echokompensationssystem zu schaffen, das für eine schnelle Anpassung an den speziellen Echopfad während einer vorgegebenen Gesprächsverbindung geeignet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahren zur Durchführung der Echokompensation, das es ermöglicht, den Fehler zwischen dem Echo-Schätzwert und dem tatsächlichen Echo im Vergleich zu bekannten Verfahren schneller zu verringern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Kommunikationssystems, das die oben erwähnte Echokompensationseinrichtung verwendet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Verringerung der Konvergenzrate eines Echokompensationssystems.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuartigen adaptiven Filtersystems mit einer hohen Kompensationsrate, das insbesondere für die Verwendung in Echokompensationssystemen gut geeignet ist.
Es sei bemerkt, daß für die Zwecke dieser Beschreibung der Ausdruck "Echokompensationseinrichtung" in breitem Sinn interpretiert werden sollte, um Systeme zu bezeichnen, die im wesentlichen das Echo beseitigen oder zumindest teilweise die Echoamplitude verringern. Somit soll das Wort "Echokompensation" nicht ausschließlich ein System bezeichnen, das das Echo vollständig beseitigt.
Wie dies hier verwirklicht und allgemein beschrieben wird, ergibt die Erfindung eine Echokompensationseinrichtung zur Verringerung einer Amplitude eines Echos, das in einem Rückkanal eines Kommunikationssystems auftritt, wobei die Echokompensationseinrichtung folgendes einschließt:
- eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Echo-Schätzwertes, wobei die erste Einrichtung einen ersten Eingang zum Empfang eines ersten Signals, das ein Vorgänger des Echos in dem Echokanal des Kommunikationssystems ist, und einen zweiten Eingang zum Empfang eines zweiten Signals einschließt, das auf das erste Signal bezogen ist und stärker dekorreliert ist, als das erste Signal, und
- eine zweite Einrichtung in betriebsmäßiger Beziehung mit der ersten Einrichtung, wobei die zweite Einrichtung auf den Echo-Schätzwert zur Aufbereitung eines sich auf dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitenden Signals Zum Sperren des Echos in diesem anspricht.
Der Erfinder hat die unerwartete Feststellung gemacht, daß bewirkt werden kann, daß die Echokompensationseinrichtung schneller konvergiert, indem in dem Anpassungsprozeß eine Komponente des Quellensignals (des Signals, aus dem der Echo-Schätzwert erzeugt wird), verwendet wird, die stärker dekorreliert ist, als das Quellensignal. Dieses zusätzliche Signalelement ermöglicht eine Verringerung der Lernperiode der Echokompensationseinrichtung in sehr erheblicher Weise.
In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt die Echokompensationseinrichtung ein adaptives Filter ein, das mit einer Dekorrelationseinheit versehen ist, deren Funktion darin besteht, eine Weißbildung (Vergleichförmigung der Energie pro Bandbreiteneinheit) des rekonstruierten Spracheeinganges durchzuführen, das von dem Sprache-Decodierer erzeugt wird. Die dekorrelierten Daten werden zusammen mit dem Fehlersignal e(k) dazu verwendet, die Charakteristiken des adaptiven Filters so zu ändern, daß das Fehlersignal auf einem Minimum gehalten wird. Das Dekorrelationsfilter verwendet die gleichen Parameter, wie sie von dem eine niedrige Bitrate aufweisenden Sprache-Decodierer verwendet werden, so daß keine zusätzliche Verarbeitung zur Abstimmung des Dekorrelationsfilters erforderlich ist. Typischerweise ist die von dem Dekorrelationsfilter extrahierte Information eng auf das Erregungssignal bezögen, das in jedem Rahmen des codierten Sprachesignals enthalten ist. Eine Charakteristik des Erregungssignals besteht darin, daß es stark dekorreliert ist. Die dekorrelierte Art des Erregungssignals ermöglicht es den adaptiven Filter, schneller auf den minimalen Fehler zu konvergieren, als bekannte Systeme, bei denen der Eingang des adaptiven Filters lediglich ein korreliertes Sprachesignal ist.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung werden die Ausdrücke "dekorreliert" und, "korreliert" in Beziehung zueinander definiert. Ein "dekorreliertes" Signal bezeichnet ein Signal, das durch eine gleichförmigere Energieverteilung über dem interessierenden Frequenzbereich gekennzeichnet ist, als ein "korreliertes" Signal. Daher ist für einen vorgegebenen Frequenzbereich, der in eine vorgegebene Anzahl von Bändern unterteilt ist, der Energieinhalt eines dekorrelierten Signals typischerweise gleichförmiger über den Frequenzbereich und über eine größere Anzahl von Bändern verteilt, als im Fall eines korrelierten Signals. Die korrelierte Eigenart eines vorgegebenen Signals kann weiterhin in Ausdrücken der Spektraldichte- oder Spektralenergieverteilung ausgedrückt werden, die als die Leistung definiert, ist, die von dem Signal in irgendeinem Frequenzintervall übertragen wird. Ein korreliertes Signal weist eine wesentlich weniger gleichförmige spektrale Dichte über den gleichen Frequenzbereich auf, als ein dekorreliertes Signal. Als ein Beispiel erzeugt ein vollständig zufälliges oder anvorhersagbares Signal in der Zeitdomäne ein perfekt dekorreliertes Signal, das ein Frequenzspektrum hat, das über den interessierenden Frequenzbereich eben ist. Andererseits weist eine Sprache-Schwingungsform einen wesentlich höheren Korrelationsgrad auf.
Die vorstehende Definition hinsichtlich dessen, was ein korreliertes Signal und ein dekorreliertes Signal darstellt, gilt für Langzeitmessungen oder -beobachtungen, nicht für Kurzzeitvorgänge. Tatsächlich, kann ein vollständig zufälliges Signal über eine kurze Zeitperiode als sehr stark korreliert erscheinen die Energie ist in einem schmalen Frequenzband konzentriert), während über eine längere Zeitperiode das Signal dekorreliert ist, weil der Energieinhalt über den gesamten interessierenden Frequenzbereich "wandert". Im Gegensatz hierzu kann festgestellt werden, daß in einem korrelierten Signal der größte Teil der Energie systematisch in einem schmalen Frequenzband innerhalb des Frequenzbereiches auftritt. Beispielsweise könnte bei Sprachecodierungsanwendungen der Ausdruck "Langzelt" sich auf eine Zeitperiode in der Größenordnung von 20-40 Millisekunden beziehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorstehend zusammengefaßten Erfindung wird das Dekorrelationsfilter zu der gleichen Zeit aktualisiert, wie der Sprache-Decodierer, was typischerweise bei jedem Rahmen des codierten Sprachesignals erfolgt. Das Aktualisierungsverfahren des Dekorrelationsfilter besteht einfach in einem Kopieren der Koeffizienten des Sprache-Decodierers.
In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform verwendet die Echokompensationseinrichtung einen neuartigen Algorithmus mit kleinsten mittleren Fehlerquadraten zur Aktualisierung der Parameter des adaptiven Filters, um das Fehlersignal niedrig zu halten. Dieser Algorithmus verwendet die folgenden drei Eingange:
(A) Das Fehlersignal e(k);
(B) Ein Leistungsabschätzsignal, das exponentielle laufende Mittelwert des Ausganges des Dekorrelationsfilters ist,
(C) Eine Anzahl von Teilparametern, die auf der Grundlage des Ausganges des dekorrelierten Signals festgelegt werden.
Der adaptive Algorithmus verarbeitet diese Signale zur Berechnung eines Satzes von Koeffizienten, die an das adaptive Filter der Echokompensationseinrichtung übertragen werden.
Wie sie hier verwirklicht und allgemein beschrieben ist, ergibt die Erfindung weiterhin ein Kommunikationssystem, das folgendes einschließt:
- einen Sprache-Decodierer zum Empfang von Koeffizienten-Daten- und Erregungsinformation zur Rekonstruktion eines Sprachesignals;
- einen Rückkanal, in dem ein Echo auftreten kann;
- eine Echokompensationseinrichtung zum Verringern der Amplitude des Echos in dem Rückkanal, wobei die Echokompensationseinrichtung folgendes umfaßt:
(a) eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Schätzwertes des Echos in dem Rückkanal, die folgendes einschließt:
I) einen ersten Eingang in betriebsmäßiger Beziehung mit dem Sprache-Decodierer zum Empfang des rekonstruierten Sprachesignals;
II) einen zweiten Eingang zum Empfang einer Komponente des rekonstruierten Sprachesignals, wobei die Komponente stärker dekorreliert ist, als das rekonstruierte Sprachesignal;
III) einen dritten Eingang zum Empfang eines Fehlersignals, das eine Divergenz zwischen dem Echo-Schätzwert und einem tatsächlichen Echo darstellt, das sich auf dem Rückkanal ausbreitet;
IV) Einrichtungen zur Verarbeitung der Signale an den ersten, zweiten und dritten Eingängen und zur Ausgabe eines Echo-Abschätzsignals;
b) eine zweite Einrichtung in betriebsmäßiger Beziehung mit der ersten Einrichtung, wobei die zweiten Einrichtung auf dem Echo-Schätzwert zur Aufbereitung eines Signals anspricht, das sich auf dem Rückkanal ausbreitet, um das Echo in diesem zu unterdrücken,
c) eine Divergenzdetektoreinrichtung zur Berechnung des Fehlersignals zwischen dem Echo-Schätzwert und einem tatsächlichen Echo, das sich in dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitet, wobei der Divergenzdetektor betriebsmäßig dem dritten Eingang zugeordnet ist, um an diesen das Fehlersignal zu liefern.
Wie sie hier verwirklicht und allgemein beschrieben ist, ergibt die Erfindung weiterhin eine Kombination, die folgendes einschließt:
- einen Sprache-Decodierer zur Erzeugung eines rekonstruierten Sprachesignals;
- eine Einrichtung zur Erzeugung eines Schätzwertes eines Echos des rekonstruierten Sprachesignals; mit:
- einem adaptiven Filter, das in Betriebsbeziehung mit dem Sprache-Decodierer steht, um das rekonstruierte Sprachesignal zu konditionieren und seinerseits den Schätzwert eines Echos zu erzeugen, wobei das adaptive Filter eine Übertragungsfunktion aufweist, die durch eine Vielzahl von Koeffizienten bestimmt ist;
- Verarbeitungseinrichtungen; die folgendes einschließen:
a) einen ersten Eingang zum Empfang eines Signals, das von dem rekonstruierten Sprachesignal ableitbar ist, und stärker dekorreliert ist, als das rekonstruierte Sprachesignal;
b) einen zweiten Eingang zum Empfang eines Fehlersignals, das eine Differenz zwischen dem Schätzwert eines Echos und eines gewünschten Ausganges anzeigt, wobei die Verarbeitungseinrichtung zumindest teilweise aus dem Signal an den ersten Eingang und dem Fehlersignal die Vielzahl von Koeffizienten bestimmt.
Wie dies hier verwirklicht und allgemein beschrieben ist, ergibt die Erfindung außerdem ein Verfahren zur Vergrößerung der Konvergenzrate einer Echokompensationseinrichtung, die die Größe eines in einem Rückkanal eines Kommunikationssystems auftretenden Echos vergrößert, wobei die Echokompensationseinrichtung folgendes einschließt:
- eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Echo-Schätzwertes, wobei die erste Einrichtung einen Eingang zum Empfang eines ersten Signals einschließt, das en Vorgänger des Echos in dem Rückkanal des Kommunikationssystems ist;
- eine zweite Einrichtung in Betriebsbeziehung mit der ersten Einrichtung, wobei die zweite Einrichtung auf dem Echo-Schätzwert anspricht, um ein sich auf dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitendes Signal zu konditionieren, um das Echo in diesem Kanal zu unterdrücken, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- Liefern eines zweiten Signals, dasvon dem ersten Signal ableitbar ist, an die ersten Einrichtungen, wobei das zweite Signal stärker dekorreliert ist, als das erste Signal, wobei die ersten und zweiten Signale die erste Einrichtung bei der Erzeugung des Echo-Schätzwertes beeinflussen, wobei das Vorhandensein des zweiten Signals es der Echokompensationseinrichtung ermöglicht, mit einer höheren Rate Zu konvergieren.
Wie dies hier verwirklicht und allgemein beschrieben ist, ergibt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Verringerung der Amplitude eines Echosignals, das in einem Rückkanal eines Kommunikationssystems auftritt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte einschließt:
a) Erzeugen eines Echo-Schätzwertes, mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines ersten Signals, das ein Vorgänger des Echos in dem Rückkanal des Kommunikationssystems ist;
- Verarbeiten des ersten Signals zur Gewinnung eines zweiten Signals hieraus, das stärker dekorreliert ist, als das erste Signal;
- Liefern eines Fehlersignals, das eine Divergenz zwischen dem Echo-Schätzwert und einem tatsächlichen, sich auf den Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitenden Echo darstellt;
- Verarbeiten der ersten, zweiten und dritten Signale zur Erzeugung des Echo-Schätzwertes;
b) Subtrahieren des Echo-Schätzwertes von einem Signal, das sich durch den Rückkanal ausbreitet.
Wie dies hier verwirklicht und allgemein beschrieben ist, ergibt die Erfindung weiterhin ein adaptives Filtersystem mit einer hohen Konvergenzrate, wobei das adaptive Filtersystem folgendes umfaßt:
- eine Filterstufe, die ein vorgegebene Anzahl von Anzapfungskoeffizienten hat, die die Übertragungsfunktion des Filters bestimmen, wobei die Filterstufe einen Eingang zum Empfang eines ersten Signals einschließt, das durch die Filterstufe zu konditionieren ist;
- eine Verarbeitungsstufe zur Berechnung der Anzapfungskoeffizienten, wobei die Verarbeitungsstufe folgendes einschließt:
- einen Eingang zum Empfang eines zweiten Signals, das eine Komponente des ersten Signals ist, wobei das zweite Signal stärker dekorreliert ist, als das erste Signal; und
- einen Eingang zum Empfang eines Fehlersignals, das einen Unterschied zwischen einem tatsächlichen Ausgang der Filterstufe und einem gewünschten Ausgang darstellt, wobei die Verarbeitungsstufe die Anzapfungskoeffizienten zumindest teilweise auf der Grundlage des zweiten Signals und des Fehlersignals bestimmt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Kommunikations-Verbindungsstrecke, die eine Gabelschaltung zwischen einem Vierdraht-Abschnitt und einem Zweidraht- Abschnitt der Verbindungsstrecke verwendet.
Fig. 2 ist eine Darstellung einer typischen Sprache-Schwingungsform.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Sprache-Codierschaltung.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Sprache-Decodierers zur Sprache- Regeneration.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Echokompensationsschaltung, die die Beziehung mit dem Sprache-Decodierer zeigt, der in Fig. 4 gezeigt ist.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild zur Regeneration der Erregung von dem decodierten Sprachesignal zur Verwendung in dem adaptiven Filter der Echokompensationseinrichtung.
Fig. 7 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Echokompensationsschaltung.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das die Übertragungsfunktion des Algorithmus zeigt, der das adaptive Filter der Echokompensationseinrichtung nach Fig. 7 betreibt.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das die Übertragungsfunktion des Leistungsabschätzblockes zeigt, der in dem Schaltbild nach Fig. 7 gezeigt ist, und
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das die Übertragungsfunktion des Blockes zeigt, der die Koeffizienten pj(k) nach Fig. 7 erzeugt.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung ergibt ein verbessertes Echokompensationssystem, das insbesondere gut für die Verwendung in Kommunikationsnetzen geeignet ist, bei denen ein Echo entweder aufgrund elektrischer Wechselwirkungen innerhalb der Kommunikationsverbindungsstrecke (elektrisches Echo) oder als Ergebnis einer akustischen Rückführung auftreten kann, die an einem Ende der Kommunikationsverbindungsstrecke hervorgerufen wird (akustisches Echo). Aus Vereinfachungsgründen wird das nachstehend beschriebene Beispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Zellulartelefon-Netz beschrieben, bei dem das Echo als Ergebnis einer Impedanzfehlanpassung auftritt. Es sei jedoch verständlich, daß der Schutzumfang der Erfindung nicht auf diese spezielle Kommunikationsnetz- Umgebung beschränkt sein soll und auch nicht auf die spezielle Art des auftretenden Echos (elektrisches Echo).
Ein typisches drahtloses Kommunikationsnetz ist durch das Blockschaltbild nach Fig. 1 dargestellt. Das Netz schließt ein drahtloses Telefon 10 ein, das codierte Sprachesignale mit einer landgestützten Station 20 austauschen kann. Die Station schließt einen Sendekanal 22 und einen Empfangskanal 24 ein, die mit einer Gabelschaltung 26 verbunden sind, die eine Schnittstelle zwischen dem Vierdraht- Empfangs-/Sende-Kanalabschnitt und der Zweidraht-Fernsprechleitung bildet.
Während einer typischen Gesprächsverbindung wird die Sprache-Schwingungsform den in der grafischen Darstellung in Fig. 2 gezeigten Art digitalisiert, und die daraus folgenden Bytes werden in aufeinanderfolgenden Rahmen gruppiert, die codiert und einzeln an den Empfangsport 24 übertragen werden. Für die. Zwecke eines Beispiels sei ein einziger Rahmen der digitalisierten Sprache-Schwingungsform betrachtet. Die digitalisierten Daten werden durch eine Sprache-Codierer verarbeitet, der in Fig. 3 gezeigt ist und der sich in dem Telefon 10 befindet, der für die Wahrnehmung wesentliche Merkmale der Sprache aus der Zeitschwingungsform extrahiert. Im wesentlichen analysiert der Sprache-Codierer 28 die Schwingungsform, um ein sich zeitlich änderndes Modell der Stimmkanalerregung und Übertragungsfunktion zu erzeugen. Während eines vorgegebenen Rahmens wird jedoch angenommen, daß der Stimmkanal einen linearen, zeitlich unveränderlichen Prozeß darstellt.
Damit erzeugt der Sprache-Codierer für jeden Rahmen der Sprache-Schwingungsform ein Erregungssignal und einen Satz von Vorhersagekoeffizienten, die die Übertragungsfunktion des Modells charakterisieren. Das Erregungssignal und der Satz von Vorhersagekoeffizienten werden moduliert und in Richtung auf den Empfangskanal 24 ausgesandt. Der gleiche Prozeß wird für jeden Rahmen der Sprache-Schwingungsform wiederholt.
An dem Empfangskanal 24 wird das codierte Signal demoduliert und die digitalisierte Sprache-Schwingungsform wird unter Verwendung eines Decodierers 30 rekonstruiert, dessen Übertragungsfunktion - in Fig. 4 gezeigt ist. Im wesentlichen erzeugt der Decodierer 30 die aktuelle Sprache-Abtastprobe durch eine lineare Kombination der vorhergehenden Sprache-Abtastproben und, der Erregung. Eine Nachverarbeitung, wie sie durch den Block 31 dargestellt ist, wird dann angewandt, um die Sprache-Qualität zu verbessern. Das Ausgangssignal x(k) des Decodierers 30, das die rekonstruierte digitalisierte Schwingungsform ist, wird durch die folgende Gleichung ausgedruckt:
x(k) = cix(k - i) + n(k)
worin x(k) die k-te Ausgangsabtastprobe ist,
n(k) das Erregungssignal ist;
c&sub1;, c&sub2;, ... cM die Vorhersagekoeffizienten für einen vorgegebenen Rahmen sind;
M die Ordnung des Modells ist. Typischerweise hat M einen Wert von 10.
Es sei bemerkt, daß n(k) nicht exakt gleich dem Erregungssignal ist, das von dem Sprache-Decodierer empfangen wird, der die Sprache-Schwingungsform rekonstruiert. Der Unterschied ergibt sich hauptsächlich aus dem Vorhandensein der Nachverarbeitungsstufe 31, die einige Komponenten des rekonstruierten Sprachesignals beseitigt. Um diese zwei Größen zu unterscheiden, wird n(k) in der folgenden Beschreibung als rekonstruierte Erregung bezeichnet.
In der Theorie sollte die gesamte Energie des rekonstruierten Sprachesignals x(k) vollständig zu der Fernsprechleitung über die Gabelschaltung übertragen werden. Die Gabelschaltung reflektiert jedoch einen kleinen Bruchteil der ankommenden Signalenergie aufgrund von Impedanzfehlanpassungsproblemen. Als Ergebnis wird das reflektierte Signal an die Quelle als ein Echo über den Sender-Port zurückgeliefert. Die subjektiven Auswirkungen des Echos auf das menschliche Ohr hängen hauptsächlich von der gleichen Verzögerung (Echo bezüglich des ursprünglichen Signals) ab. Wenn die Verzögerung ungefähr 40 Millsekunden übersteigt, so werden die Echosignale klar wahrnehmbar und stören während eines Gesprächs. Dieser Schwellenwert wird in den meisten Telekommunikationssystemen überschritten, was die Verwendung einer Echokompensationseinrichtung erfordert.
Die verbesserte. Echokompensationseinrichtung 32, die gemäß der Erfindung konstruiert ist, ist in Fig. 5 gezeigt. Die Echokompensationseinrichtung 32 ist mit dem Sprache-Decodierer 30 verbunden und empfängt das rekonstruierte Sprachesignal x(k). Auf der Grundlage dieses Einganges synthetisiert die Echokompensationseinrichtung 32 ein Echosignal, das mit dem zusammengesetzten Signal Z(k) addiert wird, das durch das Sprachesignal gebildet ist, das von der Fernsprechleitung und dem Echo ausgeht. In dem Fall, in dem der Teilnehmer an der Fernsprechleitung nicht spricht, ist Z(k) lediglich das Echosignal. Wenn die Echokompensationseinrichtung den tatsächlichen Pfad genau modelliert, so ist das resultierende Signal frei von Echo.
Die Echokompensationseinrichtung schließt, ein adaptives Filter ein, das das Eingangssignal x(k) ändert, um es so nahe wie möglich an das Echo zu bringen. Eine Rückführungsschleife 36 ist vorgesehen, die es dem Filter 34 ermöglicht, seine Übertragungsfunktion zu ändern und so zu konvergieren, daß das Fehlersignal e(k) zu Null gemacht wird oder zumindest verringert wird. Ein neuartiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Dekorrelationsfilters 38, das einen frequenzreichen Eingang an das adaptive Filter 34 liefert, was es diesem Filter ermöglicht, schneller zu konvergieren. Das Dekorrelationsfilter 38 verwendet die Vorhersagekoeffizienten von dem Sprache-Decodierer 30, um das Sprachesignal x(k) so zu verarbeiten, daß hieraus die Erregungsinformation n(k) extrahiert wird. Das Erregungssignal n(k) ist wesentlich stärker dekorreliert als das rekonstruierte Sprachesignal, und dies ermöglicht es dem adaptiven Filter 34, einen Zustand mit einem kleinen Fehler wesentlich schneller zu erreichen.
Das Blockschaltbild des Dekorrelationsfilter 38 ist in Fig. 6 gezeigt. Es ist zu erkennen, daß das Dekorrelationsfilter als inverses Element des Sprache- Decodierers aufgebaut ist. Der Ausgang des Dekorrelationsfilters wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
n(k) = x(k) - cix(k - i)
worin c&sub1;, c&sub2;, ... cM die Vorhersagkoeffizienten für den vor e ebenen Rahmen sind.
Die Vorhersagekoeffizienten werden zur gleichen Zeit aktualisiert, wie die des Sprache-Decodierers. Weil der Sprache-Decodierer 30 innerhalb eines Rahmens konstant ist, muß das Korrelationsfilter 38 lediglich nach jedem Rahmen modifiziert werden, und es wird dann unverändert gehalten. Der Aktualisierungsvorgang des Dekorrelationsfilters 38 wird einfach durch Kopieren der Vorhersagekoeffizienten von dem Sprache-Decodierer 30 mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Einrichtungen bewirkt.
Typischerweise würde die Ordnung des Dekorrelationsfilters 38 gleich 10 sein (Ordnung des Filters oder Wertes M), was typisch für die meisten im Handel erhältlichen Sprache-Decodierer ist.
Fig. 7 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Echokompensationseinrichtung 32. Zusätzlich zu dem Dekorrelationsfilterblock 38 und dem adaptiven Filter 34 nach Fig. 5 zeigt das vollständigere Schaltbild nach Fig. 7 weiterhin, daß die Echokompensationseinrichtung zwei zusätzliche Funktionsblöcke einschließt, nämlich einen Generator 40 von Koeffizienten und eine Leistungsabschätzeinrichtung 42, die einzeln das rekonstruierte Erregungssignal n(k) verarbeiten, um zusätzliche Parameter an einen neuartigen adaptiven Algorithmus zu liefern, der die Koeffizienten des adaptiven Filters berechnet. Es sei bemerkt, daß aus Gründen der Einfachheit das adaptive Filter 34 in Fig. 7 in Form von zwei getrennten Blöcken gezeigt ist, nämlich dem adaptiven Algorithmus 44 und dem Filterkern 46, die die tatsächliche Signalverarbeitung bewirken.
Bei der am stärksten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde der folgende modifizierte Algorithmus mit kleinsten mittleren Fehlerquadraten realisiert:
worin hi der i-te Koeffizient des Filterkerns 46 ist;
e(k) das Fehlersignal ist;
pi(k) ein i-ter Koeffizient ist (siehe unten);
u eine positive Konstante ist; und
²n(k) der Leistungsschätzwert des rekonstruierten Erregungssignals n(k) ist.
Das Blockschaltbild der Schaltung zur Berechnung der Koeffizienten des Filterkerns 46 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Fehler e(k) wird durch den Leistungsschätzwert dividiert und mit dem Koeffizienten pi(k) multipliziert. Die resultierenden N Werte werden mit einer positiven Konstante u skaliert und zu dem Koeffizienten für die Anpassung addiert. Sobald die Parameter ausgebildet wurden, werden sie an den Filterkern 46 übertragen. Vorzugsweise sollte die positive Konstante u kleiner als 1/3 N sein, und am stärksten bevorzugt sollte sie auf einen Wert in dem Bereich von 1/4 N bis 1/5 N eingestellt werden.
Der Leistungsschätzwert ist der exponentielle laufende Mittelwert von n²(k). Er kann durch Verwendung der folgenden Gleichung ausgebildet werden. Die Übertragungsfunktion ist grafisch durch das Blockschaltbild, nach Fig. 9 dargestellt.
Schließlich werden die Koeffizienten pi(k) aus dem Erregungssignal wie folgt erzeugt:
p&sub0;(k) = n(k)
pi(k)= p(i-i)(k - 1) - ci(k)n(k) 1 ≤ i ≤ M
pi(k) = P(i-i)(k - 1) M + 1 ≤ i ≤ N - 1
worin ci der i-te Koeffizient ist, der von den Sprache-Decodierer übertragen wird;
N - 1 die Ordnung der Echokompensationseinrichtung ist;
M die Ordnung des Sprache-Decodierers ist.
Das Blockschaltbild zur Erzeugung der Koeffizienten ist in Fig. 10 gezeigt.
Typischerweise hat N einen Wert in dem Bereich von 300 bis 2000. In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat N einen Wert von 384.
Die vorstehende Beschreibung der Erfindung sollte nicht in irgendeiner beschränkenden Weise interpretiert werden, weil Änderungen und Verfeinerungen der bevorzugten Ausführungsform möglich sind, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert.

Claims

1. Adaptive Echokompensationseinrichtung (32) zur Verringerung einer Größe eines Echos, das in einem Rückkanal eines Kommunikationssystems auftritt, wobei das Kommunikationssystem einen Vorwärtskanal einschließt, durch den hindurch sich ein erstes Signal ausbreitet, das ein Vorgänger des Echos in den Rückkanal des Kommunikationssystems ist, wobei das erste Signal ein rekonstruiertes Sprachesignal ist und wobei die Echokompensationseinrichtung (32) folgendes einschließt:

- eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Echo-Schätzwertes, wobei die erste Einrichtung folgendes einschließt:

a) einen ersten Eingang zum Empfang des ersten Signals, das ein Vorgänger des Echos in den Rückkanal des Kommunikationssystems ist;

b) einen zweiten Eingang zum Empfang eines Satzes von ersten Koeffizienten eines Sprache-Decodierers (30), der in der Lage ist, das erste Signal zu erzeugen;

c) eine erste Verarbeitungseinrichtung (38) zur Verarbeitung des ersten Satzes von Koeffizienten und des ersten Signals zur Erzeugung eines Erregungssignals, das stärker dekorreliert ist, als das erste Signal;

d) eine zweite Verarbeitungseinrichtung (40, 42, 44) zur Verarbeitung des ersten Satzes von Koeffizienten und des Erregungssignals zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Koeffizienten;

e) ein adaptives Filter (34), das den zweiten Satz von Koeffizienten empfängt, um das erste Signal entsprechend einer Übertragungsfunktion zu verarbeiten, die zumindest teilweise durch den zweiten Satz von Koeffizienten bestimmt ist, um den Echo- Schätzwert zu erzeugen;

- eine zweite Einrichtung in betriebsmäßiger Beziehung mit der ersten Einrichtung, wobei die zweite Einrichtung auf den Echo-Schätzwert anspricht, um ein Signal aufzubereiten, das sich auf dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitet, um das Echo in diesem zu unterbinden.

2. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 1, die eine Divergenz- Detektoreinrichtung zur Berechnung eines Fehlersignals zwischen dem Echo- Schätzwert und einem tatsächlichen Echo, das sich auf dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitet, wobei die zweiten Verarbeitungseinrichtung (40, 42, 44) einen Eingang zum Empfang des Fehlersignals (36) einschließt.

3. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 2, bei dem die zweite Verarbeitungseinrichtung (40, 42, 44) einen Leistungs-Schätzwert des Erregungssignals berechnet und den Leistungsschätzwert bei der Berechnung des zweiten Satzes von Koeffizienten verwendet.

4. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 3, bei der die zweite Einrichtung einen Subtrahierer einschließt, der den Echo-Schätzwert von einem Signal subtrahiert, das sich in dem Rückkanal ausbreitet.

5. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 4, bei der der zweite Satz von Koeffizienten durch die folgenden Gleichungen berechnet wird:

worin hi der i-te Koeffizient des zweiten Satzes von Koeffizienten ist, der N Koeffizienten einschließt;

e(k) das Fehlersignal (36) ist;

pi(k) ein i-ter Koeffizient eines dritten Satzes von Koeffizienten sind, die mit dem ersten Satz von Koeffizienten korreliert sind;

u eine positive Konstante ist, und

²n(k) ein Leistungsschätzwert des Erregungssignals ist.

6. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 5, bei der Wert

²n(k)

unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet wird:

worin n(k) das Erregungssignal ist.

7. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 6, bei der die Koeffizienten pi(k) wie folgt berechnet werden:

p&sub0;(k + 1) = n(k)

pi(k) = p(i-i)(k - 1) - ci(k)n(k) 1 ≤ i ≤ M

pi(k) = p(i-i)(k - 1) M + 1 ≤ i ≤ N - 1

worin ci der i-te Koeffizient des ersten Satzes von Koeffizienten ist;

M die Anzahl von Koeffizienten in dem ersten Satz von Koeffizienten ist.

8. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 7, bei der u einen Wert in dem Bereich von 1/4 N bis 1/5 N hat.

9. Echokompensationseinrichtung (32) nach Anspruch 8, bei der N einen Wert im Bereich von 300 bis 2000 hat.

10. Verfahren zur Verringerung der Amplitude eines Echos, das in einem Rückkanal eines Kommunikationssystems auftritt, wobei das Kommunikationssystem einen Vorwärtskanal einschließt, durch den hindurch sich ein erstes Signal ausbreitet, das ein Vorgänger des Echos in dem Rückkanal des Kommunikationssystems ist, wobei das erste Signal ein rekonstruiertes Sprachesignal ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Bereitstellen eines ersten Satzes von Koeffizienten eines Sprache-Decodierers (30), der zur Erzeugung des ersten Signals in der Lage ist;

- Verarbeiten des ersten Satzes von Koeffizienten und des ersten Sig- Signals zur Erzeugung eines Erregungssignals, das stärker dekorreliert ist, das erste Signal;

- Verarbeiten des ersten Satzes von Koeffizienten und des Erregungssignals zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Koeffizienten;

- Liefern des zweiten Satzes von Koeffizienten an ein adaptives Filter (34), das eine Übertragungsfunktion aufweist, die zumindest teilweise durch den zweiten Satz von Koeffizienten bestimmt ist;

- Verarbeiten des ersten Signals durch das adaptive Filter (34) zur Erzeugung des Echo-Schätzwertes;

- Verwenden des Echo-Schätzwertes zum Unterbinden eines sich in den Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitenden Echos.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das den Schritt der Berechnung eines Fehlersignals (36) zwischen dem Echo-Schätzwert und einem tatsächlichen Echo, das sich auf dem Rückkanal des Kommunikationssystems ausbreitet, und die Verwendung des Fehlersignals (36) zur Erzeugung des zweiten Satzes umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, das den Schritt der Berechnung eines Leistungsschätzwertes des Erregungssignals und die Verwendung des Leistungsschätzwertes bei der Berechnung des zweiten Satzes von Koeffizienten umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das den Schritt der Subtraktion des Echo- Schätzwertes von einem Signal umfaßt, das sich in dem Rückkanal ausbreitet.

14. Verfahren nach Anspruch 11, das den Schritt der Berechnung des zweiten Satzes von Koeffizienten durch die folgenden Gleichungen umfaßt:

worin hi der i-te Koeffizient des zweiten Satzes von Koeffizienten ist, der N Koeffizienten umfaßt;

e(k) das Fehlersignal (36) ist;

pi(k) ein i-ter Koeffizient eines dritten Satzes von Koeffizienten sind, die zu dem ersten Satz von Koeffizienten korreliert sind;

u eine positive Konstante ist; und

²n(k) ein Leistungsschätzwert des Erregungssignals ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Wert

²n(k)

unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet wird:

worin n(k) das Erregungssignal ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Koeffizienten pi(k) wie folgt berechnet werden:

p&sub0;(k + 1) = n(k)

pi(k) = p(i-i)(k - 1) - ci(k)n(k) 1 ≤ i ≤ M

pi(k) = p(i-i)(k - 1) M + 1 ≤ i ≤ N - 1

worin ci der i-te Koeffizient der ersten Koeffizienten ist;

M die Anzahl von Koeffizienten in dem ersten Satz von Koeffizienten ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem u einen Wert in dem Bereich von 1/4 N bis 1/5 N hat.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem N einen Wert in dem Bereich von 300 bis 2000 hat.