Implementation of an integrated digital network based on the digital transmission equipments and digital exchanges is actively underway using the advanced technologies such as large scale integration and optical fiber, etc.
In order to economically provide users with various kinds of services such as voice, data, video information, and mixed types of them in the integrated digital network, it is necessary to build up an integrated services digital network(ISDN) and the digitalization of existing subscriber loops must be preceded to implement the ISDN.
An adaptive echo canceller is utilized as one of methods to transmit data in full duplex mode over the existing metallic two-wire subscriber loops. A transversal structure or 1-RAM look-up-table type filter is often utilized as an adaptive filter for the adaptive echo canceller.
Even though 1-RAM look-up-table type echo canceller(EC) exhibits slow convergence characteristic compared with the transversal filter, it has a significant advantage over the transversal filter that is it can cope with nonlinear characteristics due to an analog-to-digital converter or which may exist in the echo path through a hybrid circuit.
In this thesis a new 2-RAM look-up-table EC is proposed to improve slow convergence rate of the 1-RAM look-up-table EC and its performance characteristics such as the initial convergence rate and its converged residual echo signal are analyzed.
The analysis shows that initial convergence rate of the 2-RAM look-up-table EC is determined by the size and gain constant of the first look-up-table which uses the most recently transmitted input data sequence as its address, and that the converged residual echo signal is proportional to the mean value of two gain constants. It results that if the size of the first look-up-table is kept small, convergence rate can be significantly improved compared with the 1-RAM look-up-table EC.
In addition, two methods are also studied during this work by which the total convergence rate of the 2-RAM look-up-table EC can be more improved. First one is to utilize a gear-shift scheme which uses relatively large gain constants at the initial convergence phase and adjusts them to the small values after echo signal is cancelled sufficiently. Second one is to use the previously obtained converged values of two look-up-tables in the successive call.
Finally computer simulations show that the theoretical equations which describe the initial convergence rate and the converged residual echo signal are reasonable, and the above mentioned two speed-up methods are adequate assuming that each subscriber loop will not be changed rapidly from one call to another.
기존의 2선식 가입자 선로를 사용하여 디지틀 방식으로 full duplex 데이터 전송을 하기 위한 방안의 하나가 adaptive echo canceller이며 이에 사용되는 adaptive filter로는 transversal 구조나 1-RAM형태의 look-up-table방식이 주로 사용된다.
1-RAM look-up-table EC는 transversal EC에 비해 수렴속도는 느리지만 echo경로의 입력 데이터에 대한 nonlinearity 특성뿐만 아니라, 실제로 EC를 하드웨어로 실현할 때 필요한 데이터 변환기(A/D 또는 D/A converter)에서의 nonlinearity 역시 보상해 줄 수 있기 때문에 이런 점에서 look-up-table EC는 중요한 잇점을 갖는다.
본 논문에서는 1-RAM look-up-table방식의 최대 단점인 늦은 수렴속도를 개선하기 위한 2-RAM look-up-table EC를 제안하고 이에 대한 성능을 해석하였다. 1-RAM의 경우에는 기 전송된 N개 입력 데이터 sequence를 하나로 구성된 RAM의 address로 사용하는 반면에, 2-RAM구조는 이 N개 입력데이터 sequence를 두부분으로 나누고 이들을 두개의 RAM의 address로 각각 사용하는 방식으로서, 두개의 RAM으로 구성하는 경우의 초기수렴속도는 단지 가장 최근에 전송된 입력 데이터조합을 address로 사용하는 RAM의 size와 이득상수에만 관계하며, 수렴후의 잔여 echo는 두 RAM에 사용되는 이득상수의 평균값에 비례함을 알 수 있었다. 따라서 가장 최근에 전송된 입력데이터 조합을 address로 사용하는 RAM의 size 를 적게 해주면 수렴후의 echo를 1-RAM look-up-table EC에서와 동일한 값을 갖게 하면서도 초기수렴속도를 빨리 할 수가 있다. 또한 gear-shift나 앞선 호에서 얻어진 수렴된 후의 RAM내용을 다음 호에서도 그대로 사용하는 방법에 의해 2-RAM look-up-table EC의 전체수렴속도를 더욱 개선할 수 있는 방안을 제시하였다.
마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 2-RAM look-up-table EC의 수렴특성이 1-RAM의 경우보다 빠름을 입증하였으며, gear-shift나 앞선 호에서 얻어진 수렴된 RAM내용을 다음 호에서도 사용하는 방법에 의해 2-RAM look-up-table EC의 전체수렴속도를 더욱 개선할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
