[發(fā)明專利]子帶回波消除器及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00100959.1
• 申請日: 2000-01-12
• 公開（公告）號: CN1261742A
• 公開（公告）日: 2000-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯姆·李紅;邁克爾·米克勞夫林
• 申請（專利權(quán)）人: 摩托羅拉公司
• 主分類號: H04B7/015
• 分類號: H04B7/015;H03H21/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 付建軍

本發(fā)明一般與雙向通信系統(tǒng)有關(guān)，并且特別地與子帶回波消除器有關(guān)。

在許多全雙工通信系統(tǒng)中出現(xiàn)了對于回波消除的需要。需要可靠的回波消除的一個特別具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境存在于蜂窩無線電話設(shè)備和會議電視設(shè)備的全雙工免提操作中。在這些設(shè)備的免提操作期間，來自揚聲器的信號通過各種聲音路徑被反饋回耳機，并且在到達原先的揚聲器之前被延遲。這些反饋的信號被遠端用戶感覺為回波信號。這種回波信號常稱為聲音回波。對于在雙向通信中涉及的參與者是非常煩人的并且難于去除。

用于去除回波信號的有效的方法之一是使用具有一個自適應(yīng)濾波器的回波消除器。最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器是用到的最普通類型的濾波器。一個LMS濾波器是一個通過自適應(yīng)調(diào)整的系數(shù)來模擬回波路徑的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。濾波器的系數(shù)運用驅(qū)動一個免提通信設(shè)備的揚聲器的遠端信號和從免提通信設(shè)備的話筒輸出的近端信號來自適應(yīng)地訓(xùn)練。在一個免提設(shè)備中，自適應(yīng)濾波器自適應(yīng)地合成一個來自遠端信號的聲音回波的復(fù)制，該復(fù)制被從由在近端的話筒輸出的近端信號中減去。相減結(jié)果基本上是沒有回波的信號，并進一步發(fā)送到遠端。

子帶回波消除器電路已在有很長回音路徑的環(huán)境中使用。在這些電路中，遠端信號被分成一系列信號，其中每一個代表在一個子帶中的遠端信號的部分。近端信號也以與遠端信號相同的方式被分塊。有許多把遠端信號分成子帶的方法。一個基本的方法使用一個濾波器組來把傳輸信號的整個頻帶分離成相鄰的塊。每個濾波器的輸出是來自那個子帶的信號。這樣，對于每個子帶，可獲得對應(yīng)于遠端和近端信號的一對信號。

一個子帶回波消除器包括一個用于每個子帶的回波消除器。為每個回波消除器提供一個各自的自適應(yīng)濾波器。回波消除既可在時域也可在頻域中執(zhí)行。由各個子帶回波消除器產(chǎn)生的回波消除信號使用一個合成濾波器被合并成一個全頻帶近端信號。自適應(yīng)的子帶濾波提供了既獲得性能改進又獲得復(fù)雜度降低的一種有效的方法。

授權(quán)給Steven?L.Gay的US專利5,001,701，題目是“包括在子帶間實時分配的子帶回波消除器”，建議了一種改進這樣一個子帶回波消除器的性能的方案。在那個專利中，假定回波消除可獲得的總體計算資源不是固定的。與具有更大的自適應(yīng)濾波器未校準(misalignment)的子帶相關(guān)聯(lián)的那些回波消除器與在具有較少的自適應(yīng)濾波器未校準的子帶中的那些回波消除器相比，被給予更多的每秒迭代來適應(yīng)，以實現(xiàn)整個子帶回波消除器的更快的收斂。自適應(yīng)濾波器的未校準是當前和過去的濾波器系數(shù)之間差值的一個加權(quán)標準。

盡管這樣一個子帶回波消除技術(shù)降低了聲學(xué)回波消除器的計算復(fù)雜度，對某些應(yīng)用來說，它的計算復(fù)雜度還是太高了。為此要求子帶回波消除器的計算復(fù)雜度的進一步降低以滿足許多應(yīng)用的需求。同時希望維持在用戶能理解的整體性能時，盡可能地降低計算復(fù)雜度。

圖1是示意運用一個子帶回波消除器的全雙工通信設(shè)備的電路圖。

圖2是示意用于全雙工通信的一個子帶回波消除器的電路圖。

圖3是示意用于一個子帶回波消除器的適應(yīng)速度控制器件的圖形。

圖4是示意在適應(yīng)速度控制器件中的剩余能量計算器的電路圖。

圖5是示意用于一個子帶的自適應(yīng)濾波器的電路圖。

圖6是示意一個自適應(yīng)濾波器控制器件的圖形。

通過在各子帶中運用自適應(yīng)濾波，子帶回波消除技術(shù)提供了一種更有效地利用一個設(shè)備的計算資源的機會。一個有效的適應(yīng)方法在維持用戶能理解的整體性能的同時盡可能地降低計算復(fù)雜度。這種方法用高的回波剩余能量來辨識這些子帶。對于具有高的回波剩余能量的子帶，適應(yīng)以一個正常的速度發(fā)生。其它子帶以一個較低的速度適應(yīng)。這種適應(yīng)為所有子帶提供了回波消除，但比已有技術(shù)的回波消除器具有更高的效率。那些本技術(shù)中的熟練人員會認識到盡管在示意的實施例中，由于它的結(jié)構(gòu)簡單和概念明晰使用了時域自適應(yīng)濾波，也可使用其它形式的自適應(yīng)濾波。

由于人們對回波干擾的感覺主要來自具有高能量的子帶信號，計算復(fù)雜度的降低是建立在用戶感覺這樣一個判據(jù)的基礎(chǔ)上。已發(fā)現(xiàn)一些子帶會產(chǎn)生具有主要能量的回波剩余信號。在其它具有較低的回波剩余能量的子帶中的自適應(yīng)濾波器的系數(shù)以較低的速度適應(yīng)，而在具有較高回波剩余能量的子帶中的自適應(yīng)濾波器的系數(shù)以正常的速度適應(yīng)。由于很少有子帶有高的回波剩余信號能量，大多數(shù)子帶有低的回波剩余信號能量，因而以較慢的速度適應(yīng)。