DE69804474T2

DE69804474T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung von echoparametern auf telefonleitungen

Info

Publication number: DE69804474T2
Application number: DE69804474T
Authority: DE
Inventors: Andrea Allasia; Guido Manzone
Original assignee: Telecom Italia Lab SpA
Current assignee: TIM SpA
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: CA2295226C; ES2175759T3; CN1263652A; WO1999003244A3; AR013362A1; EP1012997A2; IL133518A0; HRP980386A2; KR20010021726A; BR9810673A; DE69804474D1; NO20000119D0; NO20000119L; NO320584B1; BR9810673B1; AU8974098A; HUP0003047A2; WO1999003244A2; ATE215286T1; JP3626094B2

Description

Die Erfindung greift das Problem des Messens von Echoparametern auf einer Fernsprechleitung an. Das Echophänomen und speziell das Echo zum Sprecher kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Fernsprechleitung, die zwei Teilnehmer verbindet, eine bestimmte Länge überschreitet. Die Erscheinung bewirkt eine Verschlechterung der Kommunikationsqualität, wobei diese Verschlechterung umso weniger tolerierbar ist, je mehr die Rückkehrzeit und der Echopegel zunehmen. Aus diesem Grund ist durch die Jahre die Verwendung von Echounterdrückern speziell bei Satellitenverbindungen allmählich sehr verbreitet geworden, und schließlich haben die Körperschaften für die internationale Standardisierung sie vorgeschrieben. Um korrekt zu arbeiten, müssen die Echounterdrücker die charakteristischen Parameter des negativen Phänomens, dem entgegengewirkt werden soll, kennen, und die Unterdrückungsaktion ist umso effektiver, je präziser und genauer die Messung der Charakteristiken des Echos ist.
Für diesen Zweck ist es in der Technik allgemein bekannt, die Rundlauf- Fortschreitungszeit und den Restpegel eines in die Leitung eingekoppelten Testsignals zu messen.
Das Problem der Identifizierung der aus dem empfangenen Echo zu extrahierenden wichtigsten Information, nämlich der Zeitspanne zwischen dem Echo und dem Testsignal (oder Anregungssignal), das auf die Leitung gegeben wurde, wäre leicht zu lösen, wenn der Übertragungskanal ideal wäre, d. h. mit unbegrenztem Band und ohne Rauschen. Tatsächlich ist in diesem Fall alles, was getan werden muß, daß man den Zeitpunkt bestimmt, zu dem das empfangene Echo seinen Spitzenwert erreicht, in bezug zum auf die Leitung gegebenen Anregungssignal. Die Verfügbarkeit eines unbegrenzten Bands oder wenigstens sehr breiten Bands würde es auch ermöglichen, dem Testsignal die Natur eines Impulssignals zu geben, mit sehr steiler Front, mit der folglichen Möglichkeit, mit hoher Präzision den Zeitpunkt des Eintreffens eines im wesentlichen identischen Rückkehrsignals zu messen.
Die Notwendigkeit des Betriebs auf einem Fernsprechkanal (und somit einem Kanal, dessen Band im wesentlichen auf einen Bereich von 300 bis 3400 Hz begrenzt ist) macht die Messung sehr viel kritischer, auch im Hinblick auf die Tatsache, daß die Leitung rauschbehaftet ist, so daß oft das gleichzeitige Vorhandensein von Echos und von einem hohen Pegel von Hintergrundrauschen auftritt.
Eine oft angewendete Lösung zum Messen von Echoparametern auf einer Fernsprechleitung besteht darin, als Testsignal ein Sinussignal zu verwenden, das für eine bestimmte Zeitspanne in die Leitung eingekoppelt und dann gestoppt wird: die Messung des Echos wird dann mit der Messung der Dauer der Zeitspanne verglichen, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Testsignal gestoppt wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem das entsprechende Rückkehrsignal, das auf der Leitung ermittelt wurde, endet, verstrichen ist.
Diese Lösung erweist sich aus verschiedenen Gründen als nicht zufriedenstellend.
Erstens wird die Dauer der genannten Zeitspanne nicht nur durch das Echophänomen bestimmt, sondern auch durch die Verzerrung (im Sinne einer Verlängerung der Zeitdauer, da man sich mit einem schmalbandigen Kanal befaßt), der das Testsignal als Effekt seines Fortschreitens entlang der Leitung unterliegt.
Das bei dieser Lösung verwendete Testsignal kann als das Produkt einer Sinuskurve mit einem Rechteckfenster einer Dauer gleich der Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Testsignal beginnt, in die Leitung eingekoppelt zu werden, und dem Zeitpunkt, zu dem das Signal unterbrochen wird, angesehen werden.
Die Breite des Fensters muß vorzugsweise ein Vielfaches der Halbperiode der Sinuskurve sein und mit dieser in Phase sein, um den Anteil an Harmonischen zu begrenzen, die durch die Signalfronten erzeugt werden. Die Antwort auf ein solches Anregungssignal durch einen realen Fernsprechkanal umfaßt eine Kette von Sinusschwingungen, die durch den Effekt des Kanals verzerrt sind, auch in Form einer Art von Versatz (Verschieben des empfangenen Signals in bezug zu einem idealen vertikalen Amplitudenmaßstab). Dieses Phänomen, das auf das Abschneiden der niedrigen Frequenzen unterhalb etwa 300 Hz, wie es typisch für Fernsprechkanäle ist, zurückgeführt werden kann, macht es noch kritischer, die Übergänge des Rückkehrsignals korrekt festzustellen. Das obengenannte Phänomen kann wiederhergestellt werden, jedoch ist die zugehörige Wiederherstellungs-Zeitkonstante in bezug auf die normale, zur Durchführung einer wirksamen Intervention erforderliche Meßzeit zu lang. In dieser Hinsicht sei daran erinnert, daß die Fortschreibungsverzögerung (die Größe, die tatsächlich das Echophänomen identifiziert) typischerweise für eine terrestrische Fernsprechverbindung nicht länger als 30 Millisekunden ist und, wenn die Verbindung eine Satellitenstrecke enthält, etwa 260 Millisekunden beträgt (in einer Richtung, somit als Hin- und Rücklaufzeit des Signals etwa 520 Millisekunden).
Es besteht somit Bedarf an einer Lösung, die die Messung des Echos, das auf einer Fernsprechleitung vorhanden sein kann, in präziser und genauer Weise ermöglicht, wobei die folgenden Erfordernisse zu berücksichtigen sind:
- Das Testsignal muß eine begrenzte Bandbelegung aufweisen, die mit der Schablone des Fernsprechkanals kompatibel ist, um die oben erwähnten Signaländerungserscheinungen zu vermeiden;
- das Testsignal muß eine beschränkte Zeitdauer haben, um die Unterscheidung von Echozeiten auch mit reduzierter Länge ohne Überlappung des Testsignals und des Rückkehrsignals zu ermöglichen;
- es muß ein Echosignal von akzeptabler Amplitude erhalten werden, mit der resultierenden Möglichkeit, seinen Pegel (der auf den Pegel des Testsignals zu beziehen ist, welcher vorzugsweise einen Maximalpegel aufweisen sollte) zu messen, um so klar das Echosignal oberhalb des Rauschpegels zu unterscheiden.
Das Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, die die obengenannten Erfordernisse in hervorragender Weise Erfüllt, und zwar speziell die beiden ersten genannten Erfordernisse, die tatsächlich Gegensätze zueinander sind.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel mit Hilfe eines Verfahrens erreicht, das die in den nachfolgenden Ansprüchen wiedergegebenen Charakteristiken aufweist. Die Erfindung bezieht sich auch auf die entsprechende Vorrichtung.
Die Erfindung wird nun rein als nicht begrenzendes Beispiel unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 schematisch ein mögliches Schaltschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen von Echoparametern auf Fernsprechleitungen,
- Fig. 2 das typische Profil eines gemäß der Erfindung verwendbaren Testsignals,
- Fig. 3 und Fig. 4 in Form von Blockschaltplänen jeweilige Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
- Fig. 5, die zwei übereinandergelegte mit 5a bzw 5b bezeichnete Diagramme umfaßt, das typische Profil einiger innerhalb des Vorrichtungsteils von Fig. 4 erzeugter Signale.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 in seiner Gesamtheit eine Vorrichtung zum Messen des Echos auf Fernsprechleitungen. Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung 1 einer Fernsprech-Endstelle T zugeordnet sein, die mit einer Fernsprechleitung L verbunden ist, die durch ein Echophänomen beeinträchtigt ist, dessen Charakteristiken (speziell die Echorückkehrzeit und -stärke) über einen sogenannten Auslaß B gemessen werden sollen. Die Vorrichtung 1 ist außerdem üblicherweise mit einer Einheit 2 zum Darstellen der Ergebnisse der Messung sowie beispielsweise mit einem Schnittstellenmodul 3 zur Verbindung z. B. mit einer Verarbeitungseinheit (typischerweise einem Personalcomputer) für die Datenakquisition und/oder für die Vorrichtungssteuerung verbunden.
Die Vorrichtung 1 eignet sich gemäß der Erfindung dazu, daß sie zwischen die Endstelle T und einen dazugehörigen Handapparat T1 eingesetzt ist.
Eine solche Verbindungsanordnung ist natürlich nur als beispielhaft zu verstehen. Sie entspricht einem Zustand, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 leicht schnittstellenmäßig mit einer beliebigen Art von Fensprech-Endstelle zusammengeschaltet werden kann, ohne Rücksicht auf die Art ihrer Verbindung mit der jeweiligen Vermittlung, wobei die schnittstellenmäßige Zusammenschaltung durch Aufschneiden der Verbindung zwischen dem Handapparat und der Fernsprech-Endstelle durchgeführt wird. Die in Fig. 1 gezeigte Lösung eignet sich dazu, in die Praxis umgesetzt zu werden, und zwar üblicherweise, indem sie eine zweite Schnur gleich der normalerweise an der Endstelle installierten Schnur verwendet.
Obwohl auf diesem Punkt (der für sich für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung ist) im folgenden nicht mehr explizit Bezug genommen wird, kann die Vorrichtung 1 auch in gegenüber der beschriebenen Weise vollständig unterschiedlicher Weise angeschlossen werden. Beispielsweise kann sie mit dem Mikrofon (Einleitung des Testsignals) und dem Kopfhörer (Empfang des Echosignals) des Handapparats T1 über Akustikkoppler verbunden sein, wodurch ein "Feld"-Eingriff an einem gewöhnlichen Telefonempfänger ermöglicht wird, bei dem das Kabel (die Schnur), das den Handapparat T1 und die Endstelle T miteinander verbindet, nicht leicht entfernt werden kann, und/oder die Durchführung der Messungen durch Verwendung eines Schalldrucks am Mikrofon in Übereinstimmung mit den ITU-T Empfehlungen ermöglicht wird. Jedenfalls eignet sich die erfindungsgemäß Lösung zur Verwendung in der Vermittlungsstellenebene oder in der Ebene der Basisstationen eines Mobilfunksystems, und erlaubt in diesem Fall eine direkte Integration mit den Echounterdrückern, die üblicherweise darin angeordnet sind. Es ist außerdem zu spezifizieren, daß die erfindungsgemäße Lösung sich für eine Verwendung indifferent an einem traditionellen analogen Netz (PSTN, oder öffentliches geschaltetes Fernsprechnetz, Public Switched Telephone Network) oder einem digitalen Netz (ISDN oder digitales Netz mit integrierten Diensten, Integrated Service Digital Network) eignet.
Das Diagramm in Fig. 2 zeigt das typische Profil über der Zeit eines Signals, das sich zur Verwendung als Testsignal in der erfindungsgemäßen Lösung eignet.
Allgemein kann ein solches Signal so definiert werden, daß es durch eine linsenförmige (oder Augen-förmige) Hüllkurve charakterisiert ist, die allgemein durch eine Beziehung der folgenden Art ausgedrückt werden kann:
x(t) = sin(ωpt)·sin(ωmt)·u(t)·u(t-a) (1)
Bei der beschriebenen Ausführung ist ein solches Signal also ein Sinussignal mit einer ersten Frequenz (fp = ωp/2π), das mit einem Sinussignal moduliert ist, das eine zweite Frequenz (fm = ωm/2π) hat, die niedriger ist als die erste, und eine Halbperiode hat, deren Dauer gleich der Dauer des Rechtecksignals u(t)·u(t-a) ist (wobei u(t) die Stufenfunktion mit Einheitsamplitude angibt). Dieses Rechtecksignal wird als Fenster verwendet, das dem Signal x(t) den Charakter eines Impulssignals der Dauer a verleiht.
Das Signal weist eine symmetrische linsenförmige Hüllkurve auf, jedoch ist dieses Profil, das hier nur beispielhaft gezeigt ist, nicht als den Umfang der Erfindung begrenzend aufzufassen. Die Erfindung kann auch durch Verwendung von Signalen mit asymmetrischer linsenförmiger Hüllkurve durchgeführt werden, beispielsweise mit einer Hüllkurve, bei der die Auf- und Ab-Übergänge nicht symmetrisch sind, oder auch durch die Verwendung von Signalen, bei denen das amplitudenmodulierte Sinussignal eine varialble Frequenz hat (beispielsweise eine abfallende Frequenz oder eine ansteigende Frequenz, d. h. mit einem Profil der Art, die gewöhnlich als "chirp" bezeichnet wird).
Als Referenz sei angegeben, daß die insoweit durch den Anmelder durchgeführten Versuche die Wahl der Werte ωp und ωm als besonders vorteilhaft um ungefähr 2 kHz (Hochfrequenz, amplitudenmodulierte Sinus-Kreisfrequenz) bzw. 125 Hz (modulierendes Sinussignal mit niedrigerer Frequenz) erwiesen haben, mit entsprechender Wahl der Zeitdauer des Rechtecksignals oder Fensters gleich etwa 4 Millisekunden.
Jedenfalls können die genannten Werte entsprechend den spezifischen Anwendungserfordernissen auch in erheblichem Ausmaß geändert werden.
Wenn dies im Frequenzbereich untersucht wird, weist das in Fig. 2 gezeigte Anregungssignal eine Hauptkeule auf, die eine Frequenzbelegung gleich etwa der halben Frequenzbelegung eines Signals hat, das seinerseits eine insgesamt rechteckige Hüllkurve hat.
Die Amplitudenmodulation, die das beschriebene Linsenprofil schafft, ermöglicht es, ein örtliches Maximum der Hüllkurve sowohl im Anregungssignal als auch im Rückkehrsignal zu identifizieren, so daß man genau den zeitlichen Abstand zwischen den beiden Signalen messen kann, auch im Fall, daß sie sich teilweise überlappen.
Gleichzeitig wurde auch festgestellt, daß die Verwendung eines Anregungssignal wie des oben beschriebenen das Erhalten eines kurzen Echos ermöglicht, mit einer annehmbaren Spitzenamplitude, die somit klar vom Hintergrundrauschen unterschieden werden kann, ohne daß es zu unerwünschten Kanalsättigungserscheinungen führt.
Der Blockschaltplan von Fig. 3 zeigt eine mögliche Konfiguration des Teils der Vorrichtung 1, der dazu bestimmt ist, ein Anregungssignal wie das in Fig. 2 dargestellte Signal zu erzeugen und in die Leitung L einzukoppeln.
In diesem Schaltplan bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Generator (Oszillator), der dazu bestimmt ist, das modulierte Sinussignal zu erzeugen (also das mit der höheren Frequenz ωp = 2πfp, erste Frequenz); er weist einen Eingang 10' auf, an dem von einer weiteren Oszillatorschaltung 11 das modulierende Sinussignal angelegt wird (mit der niedrigeren Frequenz (ωm = 2πm, zweite Frequenz).
Der mit 10 bezeichnete Block kann leicht erhalten werden durch Verwendung eines Funktionsgenerators mit integrierter Schaltung, der amplitudenmoduliert werden kann, von beliebiger im Handel erhältlicher Art. Diese mögliche Wahl bietet den zusätzlichen Vorteil, daß in dieser Schalung die Anzahl von Perioden des modulierten Sinussignals, die in einer Halbperiode des modulierenden Sinussignals enthalten ist (also die Periodenzahl des modulierten Sinussignals, die im jedem Anregungsimpuls enthalten ist), einfach durch Variieren der Amplitude des von der Schaltung 11 kommenden modulierenden Signals erhalten werden kann, wodurch die Verwendung eines Zählers tatsächlich überflüssig wird, wenn auch dieser Zähler in anderen möglichen Ausführungsformen vorgesehen werden kann.
Das vom Oszillator 10 ausgehende Signal wird zu einem Multiplikationsknoten 12 geleitet, der am anderen Eingang das Rechteckfenstersignal empfängt, das die Dauer des Anregungssignal bestimmt. Dieses Signal wird bei der dargestellten Ausführungsform als Ausgangssignal einer JK Flip-Flop-Schaltung 13 erzeugt, die folgende zwei Eingangssignale hat:
- das vom Oszillator 11 erzeugte modulierende Sinussignal, das in einem Frequenzteiler 14 in der Frequenz durch zwei geteilt worden ist und durch einen programmierbaren Teiler 15 geleitet worden ist, dessen Funktion es einfach ist, das Nutzverhältnis des diesbezüglichen Signals selektiv zu variieren, wodurch die Wiederholungsrate des Anregungssignals selektiv variiert wird, die beispielsweise 100 Millisekunden (eine Dauer, die für die Echocharakterisierung in terrestrischen Fernsprechverbindungen genügt) oder mehr (beispielsweise wenn eine Satellitenverbindung in die Verbindung einbezogen ist) beträgt; und
- das gleiche Signal, das aus dem Oszillator 10 kommt und durch eine Kappungsschaltung 16 geleitet worden ist.
Die Ausgangssignale der Blöcke 13 und 15 sind außerdem zu einem Block 26 (Fig. 4) in demjenigen Vorrichtungsteil geleitet, der dazu bestimmt ist, das Rückkehrsignal auszukoppeln, wie später genauer erläutert wird.
Vor dem Einkoppeln in die Leitung L über einen Impedanzadapter 17 wird das im Multiplikationsknoten 12 erzeugte Signal außerdem durch einen Verstärker 18 oder eine äquivalente verstärkungsregelnde Schaltung geleitet, um das auf die Leitung gesendete Signal auf einen selektiv bestimmten Pegel zurückzubringen (beispielsweise -12,8 dBm).
Der Blockschaltplan von Fig. 4 zeigt indessen die Kaskade von Schaltungselementen, durch die das von der Leitung L kommendende Rückkehrsignal hindurchläuft.
Eine der häufigsten Techniken zum Feststellen des Zeitpunkts des Eintreffens eines gegebenen Rückkehrsignals (eine Technik, die auch für gegenüber dem hier betrachteten Fall unterschiedliche Sektoren Verwendung findet, beispielsweise in der Radar- oder Sonartechnik) besteht darin, einen Schwellendetektor zu verwenden, der durch das Signal, dessen Ankunftszeitpunkt bestimmt werden soll, aktiviert wird.
Diese Art der Feststellung kann dann, wenn Sinussignale verwendet werden, darunter leiden, daß Ungenauigkeiten, selbst wenn sie nur minimal sind, eine Zeitverschiebung des festgestellten Ankunftszeitpunkts bewirken können; diese Ungenauigkeiten stammen von Amplitudendifferenzen zwischen benachbarten Spitzen im empfangenen Signal. Dies kommt daher, daß der Schwellendetektor an der falschen Periode getriggert werden kann. Die Unsicherheit ist offensichtlich auf die Periode des Anregungssignals bezogen und ist somit umso kleiner, je näher sich benachbarte Spitzen liegen. Jedenfalls können die Rauschbedingungen, speziell wenn das Signal/Rausch Verhältnis um oder unter 10 dB ist, tatsächlich die Messung sehr kritisch machen.
Eine Lösung, die sich zur Vermeidung dieses Nachteils eignet, und zwar auch im Rahmen der Erfindung, ist es, das Rückkehrsignal Techniken einer digitalen Verarbeitung zu unterwerfen (auch als DSP bekannt), beispielsweise durch Auto- Korrelations-Berechnungen zwischen dem empfangenen Signal und den verschiedenen Abtastsignalen. Diese Lösungen können jedoch sowohl hinsichtlich des Zeitbedarfs als auch hinsichtlich des Gerätebedarfs aufwendig sein.
Aus diesem Grund wird als die Ausführungsform der Erfindung, die derzeit bevorzugt wird, die Anwendung der schematisch in Fig. 4 gezeigten Lösung gesehen, die den Vorteil einer extremen Konstruktionseinfachheit bietet, auch aus dem Gesichtspunkt der Schaltung.
Bei dieser Lösung wird das Rückkehrsignal, das aus der Leitung L ausgekoppelt wird (üblicherweise wird es von der Kopfhörerschaltung abgenommen, die außerhalb der Schaltung liegt), normalerweise in einer Schaltung 20 konditioniert (beispielsweise mit Hilfe einer Spule, die derjenigen des Generators gleicht, welche ein Unbalancieren des verstärkten Eingangssignals ermöglicht), um anschließend in einem Bandpaßfilter 21 gefiltert zu werden. Dieses kann beispielsweise ein Filter erster Ordnung sein, das auf um 2 kHz abgestimmt ist (ein Wert, der ungefähr der zentralen Frequenz des üblichen Fernsprechkanals entspricht), und dessen Filterungsaktion, die im wesentlichen dazu bestimmt ist, den Rauschanteil des Signals zu reduzieren, möglicherweise durch eine weitere Filterung verfeinert werden kann, die in 22 bewirkt wird, mit einem zusätzlichen abstimmbaren Filter, das ebenfalls auf die oder um die zentrale Frequenz des ersten Filters 21 abgestimmt ist.
Das so verarbeitete Signal wird einem Gleichrichter 23 eingespeist, vorzugsweise einem Vollweggleichrichter, der es ermöglicht, den Großteil der Energie des empfangenen Signals zu gewinnen, und mit der zusätzlichen Möglichkeit, den Wert der Zeitkonstanten des nachfolgenden Tiefpaßfilters 24 zu halbieren. Das letztere extrahiert die Hüllkurve des Rückkehrsignals, die dazu bestimmt ist, anschließend zu einer Kappungsschaltug 25 gesendet zu werden.
Es ist zu beachten, daß der Vollweggleichrichter funktionsgemäß eine Frequenzverdoppelung durchführt, mit der Folge, daß er die ansteigende Flanke des Rückkehrsignals steiler macht und somit in die Lage versetzt, daß es als ein Ergebnis der Kappungsaktion über der Zeit genauer diskriminiert werden kann.
Die Lösung gemäß der Erfindung liefert u. a. die interessierende Charakteristik, zu ermöglichen, daß die Messung der Rückkehrzeit des Echosignals auf eine Messung der Zeitposition der ansteigenden Flanke des Rückkehrsignals zurückgeführt wird (und speziell der ansteigenden Flanke der Hüllkurve), mit folglicher Eliminierung des Zeitdehnungseffekts, dem das Testsignal im Verlauf seines Fortschreitens auf dem Kanal unterliegen kann.
Das Diagramm in Fig. 5a zeigt eine typische relative Zeitposition eines Signals S. das der Emission eines Anregungssignals entspricht (in der Praxis kann das Signal S angesehen werden als das Ausgangssignal des Flip-Flops 13 in Fig. 3), und eines weiteren, mit R bezeichneten Signals, das im wesentlichen dem Ausgangssignal der Kappungsschaltung 25 entspricht, also eines Signals, das als Ergebnis der Kappungs- oder Abschneideoperation erhalten wird, der die Hüllkurve des empfangenen Rückkehrsignals unterworfen wird. Die genannten beiden Signale werden an den Eingang einer Zähl- und Meßschaltung 26 angelegt, deren Betriebsweise schematisch durch das Diagramm in Fig. 5b gezeigt ist.
Die Schaltung 26 wird in üblicher Weise durch einen Zähler gebildet, der durch die ansteigende Flanke des Signals S gestartet und durch die ansteigende Flanke des Signals R angehalten wird.
Die Zähldauer (in der Praxis der gezählte Wert, schematisch dargestellt durch das Signal C in Fig. 5b) entspricht der Rückkehrzeit des zu bestimmenden Echos. Der gemessene Wert kann extern abgegeben werden und/oder kann im Hinblick auf die Datenakquisition unter Verwendung der Einheiten 2 und 3, die zu Beginn der vorliegenden detaillierten Beschreibung genannt wurden, erfaßt werden. Der Zähler 26 wird dann durch ein Rückstellsignal K zurückgesetzt, um eine neue Zählung zu beginnen. Das Rückstellsignal K erhält man beispielsweise durch den programmierbaren Teiler 15, der die Wiederholungsperiode der Anregungsimpulse steuert, und somit aus den Meßzyklen.
Die Messung des anderen Parameters des Echosignals, nämlich die Höhe des Echosignals, wird nach bekannten Kriterien und mit bekannten Schaltungskomponenten durchgeführt, deren detaillierte Beschreibung hier überflüssig ist.
Die Konstruktionsdetails und Ausführungsformen können natürlich ohne Änderung des Prinzips der Erfindung im breiten Rahmen im Vergleich zum hier Beschriebenem und Gezeigtem variiert werden, ohne daß hierdurch der Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird. Beispielsweise kann das Anregungssignal, wenn die Vorrichtung einer Steuerungs-Verarbeitungseinheit zugeordnet ist, welche Informationen über die Charakteristiken der Leitung empfangen kann, adaptiv gemäß diesen Charakteristiken gemacht werden, indem beispielsweise auf die verschiedenen Elemente der in Fig. 3 dargestellten Erzeugungskette (beispielsweise 10 bis 16) eingewirkt wird.

Claims

1. Verfahren zum Messen von Echoparametern auf Fernsprechleitungen, umfassend den Verfahrensschritt des Einkoppelns eines Testsignals auf die Leitung (L) und des Ermittelns des entsprechenden von dieser Leitung (L) als Effekt des Echos erzeugten Rückkehrsignals, dadurch gekennzeichnet, daß als Testsignal ein Sinusimpulssignal mit einer linsenförmigen Hüllkurve verwendet wird, mit einer beschränkten Zeitdauer (a) derart, daß sowohl im Testsignal als auch im Rückkehrsignal ein örtliches Maximum der Hüllkurve identifiziert werden kann, und mit dem Wert null am Beginn und am Ende seiner Dauer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Testsignal erzeugt ausgehend von einem ersten Sinussignal mit einer ersten gegebenen Frequenz (ωp), das man mit einem zweiten Sinussignal mit einer zweiten gegebenen Frequenz (ωm), die niedriger ist als die erste Frequenz (ωp), amplitudenmoduliert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer (a) an die Periode des zweiten Sinussignals gekettet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer (a) gleich der Hälfte der Periode des zweiten Sinussignals ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Testsignal (x(t)) ausdrückbar ist durch die Formel

x(t) = sin(ωpt)·sin(ωmt)·u(t)·u(t-a),

wobei: ωp = erste gegebene Frequenz, ωm = zweite gegebene Frequenz, u(t) = einheitliche Stufenfunktion.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt umfaßt, den Rüchkehrzeitpunkt des Rückkehrsignals durch Ermittlung der ansteigenden Flanke der Hüllkurve des Rückkehrsignals zu bestimmen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt einer Vollwellen-Gleichrichtung des Rückkehrsignals umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt der selektiven Veränderung des Testsignals in adaptiver Weise umfaßt.

9. Vorrichtung zum Messen von Echoparametern auf Fernsprechleitungen, mit Einrichtungen (17, 18) zum Einkoppeln eines Testsignals auf die Leitung (L) sowie mit Einrichtungen (20 bis 26) zum Ermitteln des entsprechenden von dieser Leitung (L) als Echoeffekt erzeugten Rückkehrsignals, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Signalgeneratoreinrichtung (10 bis 16) umfaßt, die dazu ausgebildet ist, als Testsignal ein Sinusimpulssignal mit linsenförmiger Hüllkurve zu erzeugen, mit einer begrenzten Zeitdauer (a) derart, daß sowohl im Testsignal als auch im Rückkehrsignal ein örtliches Maximum der Hüllkurve identifiziert werden kann, und mit dem Wert null am Beginn und am Ende seiner Dauer:

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des Testsignals folgende Teile umfaßt:

- einen ersten Generator (10) zum Erzeugen eines ersten Sinussignals mit einer ersten gegebenen Frequenz (ωp),

- einen zweiten Generator (11) zum Erzeugen eines zweiten Sinussignals mit einer zweiten gegebenen Frequenz (ωm) die niedriger ist als die erste Frequenz, und

- eine Modulationseinrichtung (10) zur Amplitudenmodulation des ersten Sinussignals durch das zweite Sinussignal.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des Testsignals eine Einrichtung (13 bis 16) zum Erzeugen eines Fenstersignals sowie eine Einrichtung (12) zum Anwenden dieses Fenstersignals am Testsignal, um diesem eine Dauer (a) zu verleihen, die auf die Periode des zweiten Sinussignals bezogen ist, umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Fenstersignals ein Teilerelement (14) zum Erteilen einer Dauer (a) gleich der halben Periode des zweiten Sinussignals für das Fenstersignal umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Fenstersignals eine Steuerschaltung (15) zum Steuern der Wiederholungsrate des Testsignals umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Empfangseinrichtung (20 bis 26) umfaßt, die auf das Rückkehrsignal reagiert und dazu ausgebildet ist, die ansteigende Flanke der Hüllkurve des Rückkehrsignals zu ermitteln.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20 bis 26) eine auf das Rückkehrsignal wirkende Gleichrichterschaltung (23), vorzugsweise einen Vollweggleichrichter, umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20 bis 26) eine Filtereinrichtung (21, 22) zum Reduzieren des Rauschanteils des Rückkehrsignals umfaßt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (21, 22) ein erstes Filter (21) und zweites abstimmbares Filter (22) in Kaskadenschaltung umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 und nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (21, 22) nachrichtenstromoberhalb der Gleichrichterschaltung angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kappschaltung (25) zum Transformieren des Rückkehrsignals in ein Rechteckwellensignal umfaßt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 15 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Tiefpaßfilter (24) umfaßt, das zwischen die Gleichrichterschaltung (23) und die Kappschaltung (25) eingeschaltet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zählerelement (26) umfaßt, das bei der Emission des Testsignals gestartet und bei der Ermittlung des Rückkehrsignals (R) gestoppt wird, wobei der Zählwert des Zählerelements (26) beim Gestopptwerden die Rückkehrzeit des zu messenden Echos anzeigt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählerelement (26) in Übereinstimmung mit der ansteigenden Flanke der Hüllkurve des Testsignals gestartet wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählerelement (26) in Übereinstimmung mit der ansteigenden Flanke der Hüllkurve des Rückkehrsignals gestoppt wird.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (10 bis 16) selektiv adaptiv ist, um das Testsignal selektiv variabel zu machen.