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Patent Searching and Data


Title:
ECHO-SUPPRESSION WITH SHORT DELAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/039049
Kind Code:
A1
Abstract:
An efficient reduction for the time delay during echo correction in a telecommunications network is made possible by a method for reducing an echo in uplink data (19 to 22) that are issued from a terminal (2, 3) of a telecommunications network (6, 8). A copy (25) of downlink data is created from downlink data (13) that are to be transmitted from the telecommunications network (6, 8) toward the terminal (3). Said copy (25) of downlink data is converted (transcoder 18) and used for the reduction (10) of echo in uplink data (21), whereas downlink data (13) are transmitted (6) toward the terminal (2, 3).

Inventors:
BEAUGEANT CHRISTOPHE (DE)
JAEGER BERND (DE)
SEITTER NORBERT (DE)
HEISS HERBERT (DE)
PRATI LUCA (IT)
BELUFFI RENATO (IT)
Application Number:
PCT/EP2003/010576
Publication Date:
May 06, 2004
Filing Date:
September 23, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SIEMENS MOBILE COMM SPA (IT)
BEAUGEANT CHRISTOPHE (DE)
JAEGER BERND (DE)
SEITTER NORBERT (DE)
HEISS HERBERT (DE)
PRATI LUCA (IT)
BELUFFI RENATO (IT)
International Classes:
H04B3/23; H04M9/08; (IPC1-7): H04M9/08; H04B3/23
Foreign References:
US5835486A1998-11-10
US6085072A2000-07-04
US6182032B12001-01-30
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Verringerung eines Echos in von einem Endge rät (2,3) eines Telekommunikationsnetzes (6,8) kommenden uplinkDaten (19 bis 22), wobei von vom Telekommunikationsnetz (6,8) in Richtung des Endgeräts (3) zu übertragenden downlinkDaten (13) ei ne downlinkDatenKopie (25) erstellt wird, wobei eine downlinkDatenKopie (25) dekodiert (Transcoder 18) und zur Verringerung (10) des Echos in uplinkDaten (21) ver wendet wird, während downlinkDaten (13) in Richtung des Endgerätes (2, 3) übertragen werden (6).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die downlinkDatenKopie (25) und die uplinkDaten (19 bis 22) dekodiert werden und ein Echo in den dekodier ten uplinkDaten (19 bis 22) unter Berücksichtigung der dekodierten downlinkDatenKopie (25) entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Telekommunikationsnetz ein Mobilfunknetz, insbe sondere ein zellulares Mobilfunknetz, ist und dass das Endgerät ein Mobilfunkendgerät ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Verzögerungen durch Dekodieren und Codieren die downlinkDatenKopie (25) nur einmal umco diert wird und insbesondere nicht rückcodiert werden in das ursprüngliche Format.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Endgerät (2,3) kommenden uplinkDaten (19 bis 23) und die downlinkDaten in einem MobilfunkCodec Format, insbesondere AMRFormat, codiert sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung im Telekommunikationsnetz zumindest teilweise paketorientiert, insbesondere über ATM, insbe sondere über ATMAAL2Verbindungen erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass downlinkDaten jeweils zur Echounterdrückung in zeitlich nach ihnen in der Echoverringerungseinrichtung ankommenden, ein Echo dieser downlinkDaten enthaltenden uplinkDaten verwendet werden, um die DatenLaufzeit ins besondere zum Endgerät und zurück und/oder die akustisch Signallaufzeit von einem Lautsprecher zu einem Mikrofon zu berücksichtigen.
8. Vorrichtung (11) zur Verringerung von in über ein Telekom munikationsnetz (8,6) zu übertragenden, von einem Mobil funkendgerät (2,3) kommenden uplinkDaten (19 bis 23), enthaltenen Echo, mit einer Kopiereinrichtung (17) zum Kopieren von an das Endgerät (3) zu sendenden downlinkDaten (13) in eine downlinkDatenKopie (25), mit einer Einrichtung (26) zum Weiterleiten der down linkDaten in Richtung des Endgerätes (2,3), mit einer Transcodiereinrichtung (18) zum Transcodieren der downlinkDatenKopie (25), mit einer Einrichtung (9) zum Analysieren der downlink DatenKopie (25) für eine EchoUnterdrückung in den uplinkDaten (21). Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Telekommunikationsnetz ein Mobilfunknetz, insbe sondere ein zellulares Mobilfunknetz, ist und dass das Endgerät ein Mobilfunkendgerät ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nur eine Einrichtung zum Umcodieren der downlink DatenKopie (25) vorgesehen ist, aber keine Einrichtung zum Rücktranscodieren in das ursprüngliche Format.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Endgerät (2,3) kommenden uplinkDaten (19 bis 23) in einem MobilfunkCodecFormat, insbesondere AMR Format, codiert sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 79, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung im Telekommunikationsnetz zumindest teilweise über ATM, insbesondere über ATMAAL2 Verbindungen erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verzögerungseinrichtung aufweist, durch die downlinkDaten jeweils zur Echounterdrückung in zeitlich nach ihnen in der Echoverringerungseinrichtung ankommenden, ein Echo dieser downlinkDaten enthaltenden uplinkDaten verwendet werden, um die DatenLaufzeit ins besondere zum Endgerät und zurück und/oder die akustisch Signallaufzeit von einem Lautsprecher zu einem Mikrofon zu berücksichtigen.
Description:
Beschreibung "Echo-Unterdrückung mit geringer Verzögerung" Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von in (über ein Telekommunikationsnetz zu über- tragenden, von einem Endgerät kommenden) uplink-Daten enthal- tenem Echo.

In unterschiedlichsten Telekommunikationsnetzen (insbesondere zellularen Mobilfunknetzen wie GSM, UMTS, CDMA-basierten Net- zen etc. ) kann in von einem Endgerät in Richtung des Mobil- funknetzes gesandten Daten (uplink-Daten) ein"Echo"auftre- ten, welches dadurch entstehen kann, dass am Endgerät von ei- nem Lautsprecher ausgegebene akustische Signale (welche auf vom Netz an das Endgerät übertragenen downlink-Daten basie- ren) ausgegeben und in mehr oder weniger schwacher Form vom Mikrofon des Endgerätes aufgenommen werden. Das Mikrofon des Endgerätes empfängt also akustische Signale vom das Endgerät benutzenden, aktuell sprechenden (oder das Mobilfunkendgerät in anderer Weise benutzenden) Endgerät-Nutzer und zusätzlich ein schwaches Störgeräusch in Form des vom Lautsprecher des Endgerätes wiedergegebenen (als downlink-Daten vom Netz am Endgerät angekommenen) Sprachanteils eines Gesprächspartners des Endgerät-Nutzers. Die vom Mikrofon aufgenommenen Sprach- daten des Endgerät-Nutzers und die zusätzlich vom Mikrofon aufgenommenen (Stör-) Daten die ein Mikrophon im bzw. für das Endgerät aufgenommen hat, werden gemeinsam an den Gesprächs- partner des Endgerät-Nutzers übertragen, so dass dieser zu- sätzlich zu dem Sprachsignal des Endgerät-Nutzers seine eige- ne Sprache als Echo hört (also die Sprachsequenz des Endge- rät-Nutzer-Gesprächspartners, welche von diesem zum Lautspre- cher des Endgeräts, zum Mikrofon und vom Mikrofon über das Endgerät zurück zum Gesprächspartner übertragen wurde).

Hierfür wurden in Mobilfunknetzen (aus beispielsweise www. etsi. org etc. oder Jacek Biala Mobilfunk und intelligen-

te Netze", Vieweg-Verlag, ISBN 3-528-15302-4, Seiten 109,127 und 344 bekannte) Echo-Entzerrer (= Echo Canceller = Echo- Kompensator) vorgeschlagen. In einer Vermittlungseinrichtung eines Mobilfunknetzes kommen die Daten in der Regel über ATM- AAL-2 Verbindungen oder andere Verbindungen an, wobei die Da- ten in einem Mobilfunk-Codec-Format (insbesondere AMR-Format) zur komprimierten Übertragung insbesondere über die Luft- schnittstelle codiert sind. Für die Echo-Entzerrung wird die im Codec-Format codierte Sprache in ein die Sprache bei- spielsweise über den Zeitverlauf repräsentierendes Format wie das TDM (Time Devision Multiplex) -Format transcodiert (also hinsichtlich der Codierung umgewandelt) und das in vom Endge- rät kommenden uplink-Daten enthaltene Echo (der downlink- Daten) wird durch Berücksichtigung der downlink-Daten in den uplink-Daten möglichst weitgehend verringert (Echo- cancellation). Durch Vermeidung dieses Echos wird die Sprach- qualität erheblich verbessert. Jedoch wird durch diesen Vor- gang die Übertragung von vom Endgerät stammenden uplink-Daten zu einem Gesprächspartner über das Telekommunikationsnetz e- benso wie die Übertragung von von einem Gesprächspartner stammenden Daten über das Telekommunikationsnetz als down- link-Daten zum Endgerät verzögert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Verrin- gerung des Echos in von einem Endgerät kommenden uplink-Daten die Verzögerung von Daten durch die Echo-Verringerung (Echo- cancellation) möglichst effizient zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Indem erfindungsgemäß die zum Endgerät zu sendenden Daten (downlink-Daten) kopiert und als Original oder in Kopie an das Endgerät gesandt werden, während eine Kopie oder das Ori- ginal der downlink-Daten transcodiert zur Verringerung des Echos in uplink-Daten verwendet wird, kommen die downlink- Daten einerseits ohne Verzögerung beim Endgerät an und können andererseits einfach und effizient in an sich bekannter Weise

ohne Umbau von Echo-Entzerrern zur Verringerung des Echos in uplink-Daten verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Aus- führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt Figur 1 schematisch die an sich bekannte Entstehung eines Echos, Figur 2 eine erfindungsgemäße Echo-Entzerrung in einem Te- lekommunikationsnetz und Figur 3 eine erfindungsgemäße Verringerung des Echos unter Vermeidung von Verzögerung bei der Übertragung von downlink-Daten.

Figur 1 zeigt einen Nutzer 1 eines (nicht dargestellten) ein Mikrofon 2 und einen Lautsprecher 3 umfassenden Endgerätes welches (2,3) sich z. B. in einem Fahrzeug oder Raum 4 befin- det. Der zu seinem Endgerät gehörende (beispielsweise auch über ein Head-Set oder eine Autofreisprecheinrichtung etc mit dem Endgerät verbundene) Lautsprecher 3 empfängt über ein an sich bekanntes, nicht dargestelltes Mobilfunknetz und ein Endgerät akustisch auszugebene downlink-Daten x (t), welche sich in dem Fahrzeug oder Raum 4 ausbreiten und auch als z (t) vom Mikrofon 2 des Endgerätes (oder für das Endgerät) aufge- nommen werden. Das Mikrofon 2 des Endgerätes empfängt also stark oder schwach vom Gesprächspartner des Nutzers 1 abge- sandte und vom Lautsprecher 3 ausgegebene (downlink-) Daten sowie vom Nutzer 1 des Endgerätes (2,3) als Sprache etc. ausgegebene Daten s (t) und überträgt die Summe etc der (vom Lautsprecher 3 ungewollt und vom Nutzer 1 gewollt aufgezeich- neten) Daten als Signal y (t) in an sich bekannter Weise über ein Mobilfunkendgerät, eine Luftschnittstelle u. s. w. zum Mo- bilfunknetz und weiter zum Gesprächspartner des Teilnehmers 1. Der Gesprächspartner des Teilnehmers 1 nimmt deshalb ein Echo war, welches unterdrückt werden soll, da es die Sprach- qualität verringert.

Figur 2 zeigt, wie durch Echo-Unterdrückungseinrichtungen (E- cho-Canceller) die vom Gesprächspartner 5 im downlink 6 in an sich bekannter Weise über ein Mobilfunknetz, eine Luft- schnittstelle etc. zu einem Endgerät mit einem Lautsprecher 3 zu übertragenen downlink-Daten x (t) zur Echo-Verringerung verwendet werden.

Erfindungsgemäß werden über den downlink 6 übertragene down- link-Daten x (t) nicht nur an das Endgerät mit dem Lautspre- cher 3 zur dortigen akustischen Ausgabe übertragen, sondern kopiert und es wird eine Kopie unabhängig von der Übertragung in Richtung des Endgerätes (3) auch in einem Echo-Entzerrer 7 analysiert und zur Reduktion (beispielsweise Subtraktion in bestimmten Zeitabschnitten) des Echos in über den uplink 8 zu übertragenen uplink-Daten y (t) nach der Analyse in einer Ana- lyseeinrichtung 9 in einem Prozessor 10 verwendet.

Figur 3 verdeutlicht, was hierbei in einer Echoverringerungs- einrichtung 11 in einer (oder für eine) Vermittlungseinrich- tung (MSC, Media Gateway etc. ) eines Telekommunikationsnetzes (insbesondere Mobilfunknetzes) erfolgen kann. Datenpakete 12 bis 16 im downlink 6 werden von einer Kopiereinrichtung 17 kopiert und an eine Transcodierungseinrichtung 18 übertragen, welche die Dekodierung der downlink-Daten 13 von einem Mobil- funk-Codec- (etc. ) Kodierformat in ein zur Echo-Entzerrung geeignetes Format (z. B. TDM) ausführt. Während die durch die Kopiereinrichtung 17 kopierten downlink-Daten in der Deco- diereinrichtung 18 transcodiert werden, kann eine Kopie (bzw. das Original) der downlink-Daten bereits über den downlink 6 weiter in Richtung des Endgerätes übertragen werden, wodurch eine Verzögerung der Übertragung vermieden wird. Auch im uplink 8 zu übertragende Daten 19 bis 22 werden von einer De- codiereinrichtung 23 (aus einem Mobilfunk-Codec-Format wie AMR etc. ) in ein zur Echo-Unterdrückung geeignetes Format um- gewandelt. Die von einer Analyseeinrichtung 9 analysierten (davor transcodierten) downlink-stream-Daten-Kopieen werden

von der Analyseeinrichtung 9 analysiert und in der Einrich- tung 10 in beispielsweise an sich bekannter Weise zur Echo- Verringerung der über die Transcodiereinrichtung 23 transco- dierten uplink-Daten verwendet. Hierauf werden die uplink- Daten, welche nun ein verringertes Echo oder im Idealfall kein Echo mehr haben von einer weiteren Umcodiereinrichtung (Transcodiereinrichtung) 24 wieder in ein anderes Format (bei Mobilfunk beispielsweise ein Mobilfunk-Codec-Format wie AMR oder ein beliebiges anderes Format) transcodiert und über den uplink 8 weiter an den Gesprächspartner 5 des Endgerät- Nutzers weitergeleitet.