Orthogonalisierende Algorithmen für die digitale Kompensation akustischer Echos

In Freisprecheinrichtungen führt die freie Anordnung von Lautsprecher und Mikrofon im Raum zur unerwünschten Einkopplung akustisch reflektierter Signalanteile in den Sendezweig der Übertragungsstrecke. Diese unerwünschten Signalanteile lassen sich mit Hilfe eines adaptiven digitalen Transversalfilters (Echokompensator) eliminieren. Ein auf Grund seiner numerischen Stabilität und geringen Komplexität geeignetes Verfahren zur adaptiven Einstellung dieses Transversalfilters ist der sogenannte Normalized Least Mean Square (NLMS) Algorithmus. Ein wesentlicher Nachteil des NLMS-Algorithmus ist jedoch seine Abhängigkeit von den Korrelationseigenschaften des Abgleichsignals und damit eine relativ schlechte Konvergenz für Sprachsignale. In der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Ansätze vorgestellt, die diesem Nachteil durch Orthogonalisierung der Adaptionssignale entgegenwirken. Das Prinzip des ersten hier vorgestellten Verfahrens basiert auf der Orthogonalisierung des für den Adaptionsprozeß verantwortlichen Signals durch den Einsatz von linearen Prädiktoren. Bei dem zweiten Verfahren führt die Überlagerung des Nutzsignals der Freisprecheinrichtung mit einer periodisch wiederholten perfekten Sequenz zu einer orthogonalisierenden Wirkung. In Ergänzung zu diesen beiden Ansätzen werden schließlich Kombinationsvarianten der beiden orthogonalisierenden Verfahren diskutiert. Diese orthogonalisierenden Verfahren und insbesondere die kombinierten Strukturen bewirken bei vernachlässigbarem Zuwachs an numerischer Komplexität eine signifikante Verbesserung des Adaptionsverhaltens.