BG61985B1 - Устройство за елиминиране на ехо - Google Patents

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Настоящето изобретение се отнася до комуникационните системи и по-специално до устройство за елиминиране на ехото в телефенни системи.

ПРЕДШЕСТВУВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Всеки съвременен наземен телефон е свързан към централен офис чрез двупроводна линия, наречена потребителски или абонатен кръг, която поддържа предаването в двете посоки. Обаче, за повиквания на разстояния по-големи от 56,33 км, двете посоки на предаването трябва да бъдат отделени по физически разделени линии, което от само себе си резултира в четирипроводна линия. Устройството, което управлява връзката между дву- и четирипроводните сегменти се нарича “хибрид”. Една типична дистанционна телефонна верига за далечно повикване може да бъде описана, като двупроводна линия в абонатен кръг към локален хибрид, четирипроводна линия за далекопреносна мрежа към отдалечен хибрид и след това двупроводна линия към отдалечения говорител.

Макар, че употребата на хибриди улеснява предаването на говор на голямо разстояние, несъгласуването по импеданс в хибрида може да доведе до образуването на ехо. Говорът на говорител А се отразява от отдалечения хибрид (хибридът, стоящ най-близо до говорител В) в телефонната мрежа обратно към говорител А, като по този начин говорителят А чува дикторското ехо на своя

-2собствен глас. Следователно, устройствата за елиминиране на ехото се използуват в наземно базираните телефонни мрежи, за да се елиминира ехото, причинено от несъгласуването по импеданс на хибридите и обикновено се разполагат в централния офис покрай хибрида. Устройството за елиминиране на ехото, разположено найблизо до говорителя А или В се използува така, че да се елиминира ехото, причинено от хибрида в другия край на повикването.

Устройствата за елиминиране на ехото, използувани в наземно-базирана телефонна система обикновено са цифрови устройства, за да се улесни предаването на цифрови сигнали. Тъй като аналоговите речеви сигнали се нуждаят от преобразуване в цифрова форма, обикновено се използува кодер-декодер, разположен в централния офис. Аналоговите сигнали, подадени от телефон А (говорител А) към централния офис А преминават през хибрид А и се преобразуват в цифров вид, чрез кодер-декодер А. След това цифровите сигнали се предават на централния офис В, където се подават на кодер-декодер В за преобразуване в аналогова форма. После аналоговите сигнали се предават към телефон В (говорител В) през хибрида В. В хибрида В се поражда ехо от сигналите на говорителя А. Това ехо се кодира, чрез кодер-декодера В и се предава обратно на централния офис А. В централния офис А устройството за елиминиране на ехото премахва върнатото ехо.

При конвенционалните аналогови клетъчни телефонни системи се използуват също устройства за елиминиране на ехото, които обикновено се разполагат в базовата станция. Тези елиминиращи ехото устройства работят по подобен начин за елиминиране на нежеланото ехо, както онези в наземно-базираните системи.

-3При цифровите клетъчни телефонни системи за повикване между подвижна станция и наземно базиран телефон, говорът на говорителя от подвижната станция се превръща в цифров вид, като се използува кодер-декодер и след това се компресира, като се използува вокодер, който моделира говора в група от параметри. Говорът от вокодера се кодира и изпраща в цифров вид по въздушните вълни. Приемникът на базовата станция декодира сигнала и го пропуска четирипроводно към декодер на вокодера, който синтезира цифровия сигнал на говора от предадените параметри на говора. Този синтезиран говор се пропуска към телефонната мрежа, чрез интерфейс - време- уплътнена група от 24 звукови канала. В някоя точка от мрежата, обикновено в централния офис, сигналът се преобразува обратно в аналогов и преминава към хибрида в абонатния кръг. В този хибрид сигналът се преобразува за предаване, чрез чифт, по двупроводната линия към наземно-базирания абонатен телефон.

За целите на позоваването, при клетъчно повикване между подвижна станция и наземно-базиран телефон, говорителят при подвижната станция се нарича “говорител от далечния край”, а говорителят при наземно-базирания телефон се нарича “говорител от близкия край”. Както при наземно-базираната система, говорът на говорителя от далечния край се отразява обратно от отдалечения хибрид в телефонната мрежа в посока към говорителя от далечния край. В резултат, говорителят от далечния край т.е. от подвижната станция, чува дикторското ехо на собствения си глас.

Конвенционалните устройства за елиминиране на ехото обикновено използуват цифрови съгласуващи филтърни техники. Обаче, обикновено използуваният филтър не може прецизно да отдели канала, в резултат на което се получава някакво

-4остатъчно ехо. За да се елиминира остатъчното ехо след това се използува ограничаващ по средно ниво ехо заглушител. Ехо заглушителят преобразува сигнала в нелинейна функция. Може да бъде използуван синтезиран шум за да се заменят секциите на сигнала, които са били поставени на нула, чрез ограничаващия по средно ниво ехо заглушител, за да се предпази каналът от замиране на звука.

В клетъчна комуникационна система, такава като клетъчна телефонна система, която се свързва с наземно-базираната телефонна система, чрез интерфейс, устройството за елиминиране на ехото, разположено в базовата станция, елиминира ехото, връщащо се към подвижната станция. Една примерна системна архитектура, предвидена за цифрова клетъчна телефонна система и нейния интерфейс за наземно-базираната телефонна сестема, е дадена на фиг. 1. Тази системна архитектура е дефинирана с работните елементи на подвижна станция 10, на клетка или базова станция 30, на подвижен телефонен комутаторен офис - MTSO (Mobile Telephone Switching Office) 40, на централен офис 50 и с телефон 60. Разбира се, могат да бъдат използувани и други типове архитектури за системата, включващи клетъчна система с обикновено разместване на разположението или позицията на различните работни елементи.

Подвижната станция 10 включва, освен другите елементи, които не са показани, слушалка 12, с микрофон 13 и говорител 14, кодер-декодер 16, вокодер 18, приемо-предавател 20 и антена 22. Гласът на ползувателя на подвижната станция се приема от микрофона 13, който е свързан с кодер-декодера 16 и се преобразува в цифров вид. Цифровият сигнал на говора след това се компресира от вокодера 18. Компресираният от вокодера говор се модулира и се

-5изпраща в цифров вид по въздушен път, чрез приемо-предавателя 20 и антената 22.

Приемо-предавателят 20 може да използува, примерно, цифрова модулационна техника, като разделен по време множествен достъп -TDMA (Time Division Multiple Access) или техника от типа с разширен честотен спектър, като рязък скок на честотата - FH (Frequency Hopping) или разделен по код множествен достъп CDMA (Code Division Multople Access). Пример за CDMA модулационна и предавателна техника е описан в патент на САЩ N 5 103 459, озаглавен “Система и метод за генериране на формата на вълната на сигнал в CDMA клетъчен телефон” , разкриването на който е включено, чрез препратката. В такава CDMA система, вокодерът 18 предимствено е от тип с променлива скорост, такъв като описания в патентна заявка на САЩ Cep. N 07 713 661, подадена на 11.06.1991 г., озаглавена “Вокодер с променлива скорост”, разкриването на която също е включено, чрез препратката.

Базовата станция 30 включва, освен другите непоказани елементи, антена на базовата станция 32, приемо-предавателна система 34 и интерфейс на MTSO 36. Приемо-предавателната система 34 на базовата станция 30 демодулира и декодира получените от подвижната станция 10 сигнали, както и тези от други подвижни станции /непоказани/ и ги пропуска към интерфейса на MTSO 36 за прехвърляне към MTSO 40. Сигналите могат да бъдат предадени от базовата станция 30 на MTSO 40 с найразлични техники, като вълнови, с оптични влакна или по жична шия.

-6MTSO 40 включва, освен други непоказани елементи, интерфейс на базовата станция 42, множество от платки на вокодерни селектори 44A-44N и интерфейс на обществената комутируема телефонна мрежа -PSTN (Public Switched Telephone Network) 48. Сигналът от базовата станция 30 се приема в интерфейса на базовата станция 42 и се подава на една от платките на вокодерните селектори 44A-44N, примерно на първата платка на вокодерния селектор 44А.

Всяка от платките на вокодерните селектори 44A-44N съдържа съответен вокодер от групата вокодери 45A-45N и съответно устройство за елиминиране на ехото от групата устройства за елиминиране на ехото 46A-46N. Декодерът на вокодера (непоказан), съдържащ се във всеки вокодер от групата вокодери 45A-45N , синтезира един цифров сигнал за говора от съответните, предадени от подвижната станция, параметри на говора. Тези образци след това се изпращат на съответното устройство за елиминиране на ехото, от групата устройства за елиминиране на ехото 46A-46N, което ги изпраща към интерфейса на PSTN 48. В дадения пример, сигналите се подават през първия вокодер 45А, от групата вокодери 45A-45N и първото устройство за елеминиране на ехото 46А, от групата устройства за елиминиране на ехото 46A-46N . След това, синтезираните образци на говора за всяко повикване се пропускат, през интерфейса на PSTN 48, в телефонната мрежа, обикновено, през интерфейс на жичната линия, т.е. мултиплексирана по време група от 24 канала за говор, към централния офис 50.

Централният офис 50 включва, освен другите непоказани елементи, втори интерфейс на MTSO 52, втори кодер-декодер 54 и хибрид 56. Цифровият сигнал, получен в централния офис 50, чрез

-Ί втория интерфейс на MTSO 52 се присъединява към втория кодердекодер 54, където се преобразува обратно в аналогов и се пропуска към хибрида 56. В хибрида 56 аналоговият четирипроводен сигнал се преобразува в двупроводен за изпращане по чифтовете към наземнобазирания телефон на абоната 60.

Изходящият от втория кодер-декодер 54 аналогов сигнал, също се отразява от хибрида 56 поради несъгласуваност на импедансите. Това отразяване на сигнала формира ехо сигнал, насочен обратно към подвижната станция 10. Ехо сигналът или отражението от хибрида 56 е показано с пункнирна стрелка 58.

В другата посока, двупроводният аналогов сигнал на говора от телефона 60 се изпраща към централния офис 50. В централния офис 50 сигналът на говора се преобразува в четирипроводен в хибрида 56 и се наслагва към ехо сигнала, пътуващ към подвижната станция 10. Сумарният сигнал - ехо плюс говор се превръща в цифров във втория кодер-декодер 54 и преминава към MTSO 40, чрез втория интерфейс на MTSO 52.

В MTSO 40 сигналът се приема, чрез интерфейса на PSTN 48 и се изпраща към първото устройство за елиминиране на ехото 46А, което премахва ехото преди сигналът да се кодира от първия вокодер 45А. От вокодера сигналът на говора се препраща, чрез интерфейса на базовата станция 42 към базовата станция 30 и всички други прилежащи допълнителни базови станции, за предаване към подвижната станция 10. Сигналът, предаден от интерфейса на базовата станция 42 се приема в базовата станция 30, чрез интерфейса на MTSO 36. Сигналът се пропуска към приемопредавателната система 34 за кодиране и модулация на предаването и се излъчва от антената на базовата станция 32.

-8Предаденият сигнал се приема от антената 22 на подвижната станция 10 и се подава на приемо-предавателя 20 за модулация и декодиране. След това сигналът се подава на вокодера 18, където се изработват синтезирани образци на говора. Тези образци се подават на кодер-декодера 16 за цифрово-аналогово преобразуване, откъдето аналоговият сигнал се подава на радиоговорителя 14.

На фиг. 2 е показана блоковата схема на традиционно устройство за елиминиране на ехото 100.

На фиг. 2, сигналът за говор от подвижната станция 10 е определен като “говор от далечния край” х (п), докато говорът от наземната страна е определен, като “говор от близкия край” ν (п). Отражението на х (п) от хибрида 56 се моделира, като х(п), преминаващ през непознат ехо канал 102, за да се произведе ехо сигнал у (п), който се сумира в суматор 104 със сигнала на говора от близкия край ν (п). Макар че суматорът 104 не е елемент, включен В самото устройство за елиминиране на ехото, физическият ефект от него дава паразитиращ резултат за системата. За да се премахне нискочестотният шумов фон сумата от ехо сигнала у (п) и сигнала на говора от близкия край ν(η) се филтрира по високи честоти, чрез филтър 106, за да се произведе сумарният сигнал г(п). Сумарният сигнал г(п) се предава, като вход на втори суматор 108 и на една детекторна схема за говора от близкия край 110.

Другият вход на втория суматор 108 /изваждащ вход/ е свързан с изхода на съгласуващ напречен филтър 112. Съгласуващият напречен филтър 112 приема сигнала на говора от далечния край х(п) и една обратна връзка на остатъчния ехо сигнал е(п) от изхода на втория суматор 108. При елиминиране на ехото, съгласуващият напречен филтър 112 постоянно следи импулса за отговора на ехо пътя и изважда върнатото ехо у(п) от изхода на филтъра 106 в

-9 суматора 108. Съгласуващият филтър 112 освен това получава един управляващ сигнал от детекторната схема за говора от близкия край 110 така, че да се замрази процеса на филтърно съгласуване, когато се детектира говор от близкия край.

Остатъчният ехо сигнал е(п) освен това е изход към детекторната схема за говора от близкия край 110 и към устройството за потискане на ехото 114 на ограничителя по средно ниво. Изходът на устройството за потискане на ехото 114 се подава, като елиминиран ехо сигнал, когато ехо елиминирането е в действие.

Импулсът за отговора на ехо пътя може да бъде разложен на две части- област на равното забавяне и област на ехо дисперсията, както е показано на фиг. 3. Областта на равното забавяне, където отговорът е близък до нула, се причинява от двойното преминаване на сигнала за отговора от далечния край в права и обратна посока, за да се отрази в хибрида и се върне към устройството за елиминиране на ехото. Областта на ехо дисперсията, където отговорът е значим, представлява отговор на ехото, причинен от отразяването в хибрида 56.

Ако генерираната от съгласуващия напречен филтър стойност за ехо канала точно пасва на истинския ехо канал, ехото изцяло се елиминира. Обаче, филтърът обикновено не е в състояние точно да копира канала, което причинява известно остатъчно ехо, Устройството за подтискане на ехото 114 елиминира остатъчното ехо, като пропуска сигнала през нелинейна функция, която поставя в нула всяка порция от сигнала, която е под определен праг А и пропуска непроменен всеки сегмент от сигнала, който лежи над прага А. За да се избегне ефекта “заглъхване на канала” , може да бъде използуван синтезиран шум, за да се

- 10заместят онези секции от сигнала, които са били занулени, чрез ограничителя по средно ниво.

фиг. 4 илюстрира в по-нататъшни детайли структурата на съгласуващия напречен филтър 112 от фиг. 2. Означенията на фиг.4 са определени, както следва:

N : филтърна поредица;

х(п) : Образец на говор от далечния край в момент “п”;

(п) : “к”-тият изход на филтъра в момент “п”;

г(п) : Образец на ехото в момент “п”;

1(п) : Изчисленото ехо в момент “п”; и е(п) : Остатъчното ехо в момент “п”.

Съгласуващият напречен филтър 112 се състои от едно множество от изходни, забавящи елементи 1201 ’ 120λ_ι> ^{от е}9^Н0 множество от умножители 1220 -122лм’ ^от трети суматор 124 и генератор на коефициенти 126. Входящият образец на говора от далечния край х(п) се явява вход, както на първия забавящ елемент 120ι ^от множеството забавящи елементи 1201 “ 120^1’ така и на първия умножител 1220 ^от множеството умножители 1220 ‘ 122ν_ι· Когато във филтъра 112 пристигнат следващите образци, преди това пристигналите образци се отместват, чрез следващите забавящи елементи 1202 ’ 120τν_ι ^от множеството забавящи елементи 1201 - 120jv_i> където те са също изход към един от съответните следващи умножители 122Г ^_ 122τνι ^от множеството умножители 122₀ ’ 122_/V__IГенераторът на коефициенти 126 получава остатъчния ехо сигнал е(п) от изхода на втория суматора 108 /фиг.2/ и генерира поредица стойности на филтърни коефициенти Л₀(^п)^_ Λ/ν-ι (^п)· Тези стойности на филтърни коефициенти //₀(n) ' h _Лм(^п) ^са съответно входове за множеството умножители 1220 ^_ 122Λ_ι · Резултантните изходи на умножителите от множеството умножители 122₀ ^_ 122/v i постъпват в третия суматора 124, където се сумират, за да се образува пресметнатият ехо сигнал у(п). Пресметнатият ехо сигнал у(п) след това се подава на втория суматор 108 /фиг.2/, където се изважда от сумарния сигнал г(п), за да се образува сигналът на остатъчното ехо е(п). Генераторът на коефициенти 126 /фиг. 4/, от традиционното устройство за елиминиране на ехото 100 от фиг. 2, е снабден с “управляващ вход”, за да се осъществява обновяване на коефициентите, когато не е открит говор от близкия край от детекторната схема за говора от близкия край 110. Когато детекторната схема за говора от близкия край 110 открие едновременен говор от двата края или само говор от близкия край, управляващият вход забранява обновяването на фи.мпърните коефициенти.

Алгоритъмът, използуван от генератора на коефициенти 126 за съгласуване на коефициентите на филтърните изходи, за да се следи отговора на ехо пътя, представлява нормализираният по наймалките квадрати - NLMS (the Normalized Least-Mean-Square) алгоритъм на съгласуване. За този алгоритъм се въвеждат векторите:

х(п) = [х(п) х(п-1) х(п-2)... x(n-N+l)] (1) h(n) = [/г,(п) Д(п) /г₂(п)... /г„., (п)] (2)

Векторната квадратична подматрица между h(n) и х(п) се дефинира, като:

<h(n) х(п)> = £ Л,(п)х(п-1)

1=0

Алгоритъмът на съгласуване се определя като:

(3)

- 12(4)

където:

h(n) е вектор на коефициента на изхода;

х(п) е вектор на входящия еталонен сигнал;

е(п) е остатъчния ехо сигнал;

μ е размер на стъпката; и

Ехх(п) е стойността на енергията, изчислена като сума от квадратите на N-me най-нови образци, където:

(5)

Главните предимства на този алгоритъм (4) са, че използува по-малко изчисляване, отколкото другите алгоритми за съгласуване и неговите добре известни свойства по отношение на стабилността. Чрез подходящ избор на размера на стъпката (0< μ< 2) може да бъде гарантирано едно приближение, осигуряващо най-бърза сходимост при μ=1. По-малките размери на стъпката осигуряват по-голяма степен на елиминиране в стабилно състояние за сметка на скоростта на сходимостта.

Би трябвало да се отбележи, че сигналът за отговора от близкия край ν(η) не се включва в сигнала на остатъчното ехо е(п), тъй като съгласуващият напречен филтър 112 е забранен от детекторната схема за говора от близкия край 110, когато се детектира говора на говорителя от близкия край.

Освен това, за осигуряване на разрешаващ сигнал за съгласуващия напречен филтър 112, детекторната схема за говора от близкия край 110 може също така да генерира и да подава

-13стойността Ехх(п) на съгласуващия напречен филтър 112 по управляващия вход. Освен това, стойността за μ обикновено се фиксира в генератора на коефициенти 126 или се подава една фиксирана стойност от детекторната схема за говора от близкия край 110 на управляващия вход.

Най-трудният проблем при проектирането на ехо елиминирането е детектирането и управлението на двойния разговор т.е., когато и двете страни говорят едновременно. Обратно, на гласово задействуващия се превключвател (VOX), който позволява само симплекс комуникация, едно устройство за елиминиране на ехото предпазва дуплексната комуникация и продължава да елиминира ехото от далечния говорител, докато говорителят от близкия край говори. За да се предпазят филтърните коефициенти от изкривяване от говора от близкия край, филтърните изходи трябва да бъдат замразени, така че да се избегне разклоняване следствие характеристиките на прехвърляне на действуващия ехо канал.

За да се определи, кога се появява говорът от близкия край детекторната схема за говора от близкия край 110 /фиг. 2 може да използува енергийните стойности на х(п), г(п) и е(п). При класическата детекция на двоен разговор се сравняват краткотрайните средни енергии на х(п) и г(п), като се използува знанието, че загубата от ехо пътя през хибрида е около 6 dB. Ако загубата от хибрида падне под 6 dB се обявява говор от близкия край. Експериментални изследвания показват, обаче, че този подход е лишен от чувствителност. При този подход, голямата степен на динамичност на говора от близкия край v(n) води понякога до липса на детекция, което причинява изкривяване на филтърните коефициенти.

- 14При друг популярен подход за детекция на двоен разговор се изследва повишаването на загубата на връщащото се ехо - ERLE (Echo Return Loss Enhancement), която се дефинира като:

ERLE(dB) = 10 log (_σ; /₂ ) (6) / σ<

където:

(f е вариант на у(п);

cy е вариант на е(п) и тези варианти използуват приблизителните кратковременни енергиини средни:

α = Σ[Χ«-Μ (7) /=0

U σ>ΣΗ«-ί)] (8)

7=0

ERLE представлява количеството енергия, която се отнема от ехото, след като то е минало през устройството за елиминиране на ехото. Тази детекция на двоен разговор сравнява стойностите на краткотрайните енергии на г(п) и е(п) и обявява двоен разговор, ако краткотрайното ERLE падне под някакъв предварително определен праг, примерно от 6 dB. Макар че в този случай се осигурява по-голяма чувствителност, съществува едно леко забавяне преди детектиране началото на говора от близкия край, което леко опорочава стойността на ехо канала преди съгласуването да бъде замразено. Този недостатък изисква употребата на допълнителна техника, за да се отстрани

- 15остатъчното ехо. Следователно, желателно е да се намери решение, при което стойността на ехо канала при двоен разговор да бъде оценена, както това се осигурява от настоящето изобретение.

Макар по-горе описаното традиционно устройство за елиминиране на ехото да е задоволително за аналоговите сигнали, обработката на остатъчното ехо създава проблеми в цифровата телефония. Както бе споменато, в цифровите системи вокодерите се използуват, за да компресират говора при предаването му. Тъй като вокодерите са изключително чувствителни към нелинейни ефекти, ограничаването по средно ниво причинява влошаване на говора в качествено отношение. Освен това, подменянето на шума причинява осезаемо изменение в нормалните шумови характеристики.

При използуване на енергийно сравняВане за детекция на двоен разговор, високите нива на фоновия шум, специално в среда на клетъчно повикване, могат да създадат трудности в точността на детекцията на двойния разговор.

Следователно, задача на настоящето изобретение е да се създаде устройство за елиминиране на ехото, което да осигурява висока степен на динамично елиминиране на ехото и повишаване качеството на говора, което да е подходящо, по-специално, за елиминиране на ехото при свързване на цифрова комуникационна система с аналогова комуникационна система, което да притежава усъвършенствувани характеристики на елиминиране на ехото в случаи на едновременно воден разговор от двете страни на линията и да осигурява подобрена детекция на двойния разговор.

- 16ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Настоящето изобретение представлява ново и усъвършенствувано устройство за елиминиране на ехото, предназначено за използуване В цифровата телефония. В съответствие с настоящето изобретение е създадено устройство за елиминиране на ехото, при което се идентифицира отгоВорът на импулса от непознат ехо канал, генерира се точно копие на това ехо като се използува съгласуваща филтърна техника и дублираното ехо се избажда от сигнала 6 посока към говорителя В далечния край, за да се елиминира ехото на говорителя от далечния край.

В настоящето изобретение се използуват два съгласуващи филтъра, като размерът на стъпката на Всеки филтър е специфично настроен така, че да се постигне оптимизиране на всеки фи^лтър за различни цели. Единият филтър, елиминиращ ехото филтър, извършва елиминиране на ехото и се оптимизира за силно увеличаване на загубата на връщащото се ехо - ERLE. Вторият филтър, филтър на състоянието, се използува за определяне на състоянието и се оптимизира за бърза адаптация.

Настоящето изобретение освен това включва променлив праг на съгласуване. Тази нова техника спира филтърното съгласуване веднага, в самото начало на двоен разговор, предпазвайки по този начин прецизно пресметнатия ехо канал и избягвайки необходимостта от ограничаване по средно ниво, за да се премахне остатъчното ехо. Като допълнителен признак, настоящето изобретение включва усъвършенствувана детекция на говора, която детектира точно говора, дори в окръжаваща среда, съдържаща голямо количество шумов фон. Настоящето изобретение, освен това използува нова техника, която компенсира автоматично

- 17равншпе забавяния в ехо канала и позволява бързо първоначално съгласуване.

В съответствие с настоящето изобретение, отнасящо се до устройство за елиминиране на отразения сигнал в канала т.е. сигналът, получен като ехо в канала, същият сигнал, получен като ехо в канала, се сумира в ехо канала с входния сигнал на обратния канал. Устройството за елиминиране на ехото има първи филтър, който генерира първи филтърни коефициенти, генерира първи пресметнат ехо сигнал с първите филтърни коефициенти и обновява първите филтърни коефициенти в отговор на един първи управляващ филтъра сигнал. Един суматор изважда първия пресметнат ехо сигнал от сумарния сигнал на обратния канал и ехо сигнала, получен по канала, за да се генерира един първи остатъчен ехо сигнал. Втори филтър генерира втори филтърни коефициенти, генерира втори пресметнат ехо сигнал с вторите филтърни коефициенти и обновява вторите филтърни коефициенти в отговор на един втори управляващ филтъра сигнал. Друг суматор изважда стойността на втория ехо сигнал от сумарния сигнал за да се генерира втори остатъчен ехо сигнал и изпраща по обратния канал втория остатъчен сигнал. Управляващо средство определя, от получения по канала сигнал, сумарния сигнал, първия и втория остатъчни ехо сигнали, едно от множеството управляващи състояния, като първото управляващо състояние - управляващо състояние за говора от далечния край означава, че полученият по канала сигнал надвишава едно първо предварително определено енергийно ниво, при което, когато управляващото средство е в първо управляващо състояние, то генерира първия управляващ сигнал и генерира втория управляващ сигнал, когато поне едно от едно първо енергийно отношение на първия остатъчен ехо сигнал и

-18сумарния сигнал и едно второ енергийно отношение на втория остатъчен ехо сигнал и сумарния сигнал надвишават предварително определено ниво.

Друга характеристика на настоящето изобретение е, че управ.хяващото средство, в първо управляващо състояние - говор от далечния край, установява първото предварително определено ниво на енергийно отношение, чрез установяване дали второто енергийно отношение е по-голямо от сумата на една първа прагова стойност и една първа предварително определена фиксирана стойност и ако това е така, първото предварително определено ниво на енергийно отношение се установява на прагова стойност по-голяма от първата и една разлика на второто енергийно отношение и първата предварително определена фиксирана стойност, и ако второто енергийно отношение е по-малко от сумата на първата прагова стойност и първата предварително определена фиксирана стойност, първото предварително определено ниво на енергийно отношение се установява на една втора предварително определена фиксирана стойност, когато второто енергийно отношение е помалко от разликата между втората предварително определена фиксирана стойност и една трета предварително определена фиксирана стойност.

Управляващото средство освен това установява второ управляващо състояние - говор от близкия край, което означава, че входящият сигнал в обратния канал на говора от близкия край е над второто предварително определено енергийно ниво и когато управляващото средство е в това управляващо състояние генерацията на първия и втория управляващи сигнали се подтиска.

Управляващото средство установява второ управляващо състояние - говор от близкия край, което означава, че получения сигнал по канала на говора от далечния край е над първото предварително определено енергийно ниво и входящият сигнал в обратния канал на говора от близкия край е над второто предварително определено енергийно ниво и когато управляващото средство е в това управляващо състояние се генерира първи управляващ сигнал. При това, първият управляващ сигнал се генерира, когато отношението между енергията на получения по канала сигнал и енергията на сумарния сигнал е по-голямо от едно трето предварително определено енергийно ниво.

Друга характеристика на устройството е, че то включва изходно средство - блок за анализ на шума, блок за синтез на шума и изходен превключвател, за генериране на шумов сигнал и изпращане на шумовия сигнал, като заместител на втория остатъчен ехо сигнал по обратния канал, в отговор на сигнал за избор на шума. При това сигналът за избор на шума се генерира, когато управляващото средство е в първо управляващо състояние - говор от далечния край и когато отношението между енергията на получения сигнал по канала и енергията на сумарния сигнал е по-голямо от третото предварително определено ниво на енергийнно отношение.

Освен това, управляващото средство установява второ управляващо състояние - говор от близкия край, което е индикатив, че и полученият сигнал по канала на говора от далечния край и входящият сигнал по обратния канал на говора от близкия край са под второто и третото предварително определени енергийни нива и когато управляващото средство е в това управляващо състояние генерирането на първия и на втория управляващи сигнали се подтиска и изходното средство включва блокът за анализ на шума за извършване на LPC-анализ на втория остатъчен сигнал и за осигуряване на изход за анализа, включва блокът за синтез на шума

-20за получаване на изход от анализа и за синтезиране на шумовия сигнал като заместител на втория остатъчен ехо сигнал и включва изходния превключвател за осигуряване на изход на втория остатъчен ехо сигнал по обратния канал и за изпращане на шумовия сигнал, съответствуващ на избрания шумов сигнал, по обратния канал, вместо втория остатъчен ехо сигнал.

ПОЯСНЕНИЯ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Характеристиките, предметът и предимствата на настоящето изобретение стават по-очевидни от детайлното описание, свързано с чертежите, където:

фиг. 1 е блокова схема, илюстрираща примерна архитектура на цифрова клетъчна телефонна система и нейния интерфейс с наземно базирана телефонна система;

фиг. 2 е блокова схема на конвенционално устройство за елиминиране на ехото;

фиг. 3 илюстрира областите в импулса за отговор на ехо канала;

фиг. 4 е блокова схема на съгласуващ напречен филтър;

фиг. 5 е блокова схема на устройството за елиминиране на ехото, съгласно изобретението;

фиг. 6 е блокова схема, илюстрираща в детайли управляващия блок от фиг. 5;

фиг. 7 е алгоритъма на една примерна обработка на данни за елиминиране на ехото;

фиг. 8 е алгоритъма на стъпките, участвуващи в стъпката за настройка на параметъра от фиг. 7;

-21 Фиг. 9 е алгоритъма на стъпките, участвуващи в стъпката за периодичното изчисляване на функцията от фиг. 7;

Фиг. 10 е диаграма, показваща образец на кръгов-краен буфер и първоначалната позиция на филтърния изход;

фиг. lie диаграма, илюстрираща буферния изход и копирането на началните филтърни изходи във филтъра на състоянието и елиминиращия ехото филтър;

Фиг. 12 е диаграма, илюстрираща изхода на буфера и максималното изместване на филтърните изходни позиции на филтъра на състоянието и елеминиращия ехото филтър в съответствие с образците;

фиг. 13 е диаграма на машинното състояние, илюстрираща различните състояния на устройството за елиминиране не ехото;

Фиг. 14 е алгоритъма на стъпките, участвуващи в стъпката за машинното състояние от фиг. 7.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фиг. 5 е показана блоковата схема на едно примерно изпълнение на устройство за елиминиране на ехото 140, съгласно настоящето изобретение. Както се вижда от фигурата, устройството за елиминиране на ехото 140 е конструирано като процесор на цифрови сигнали от рода на моделите от сериите процесори на цифрови сигнали TMS 320 СЗХ, произвеждани от Texas Instruments от Далас, Тексас. Трябва да се отбележи, че другите процесори на цифрови сигнали могат също да бъдат програмирани за работа в съответствие с тук изложеното. Съответно, някои

-22изпълнения на устройството за елиминиране на ехото 140 могат да бъдат изградени с дискретни процесори или с прилагането на специфични интегрални схеми - ASIC (Appliction Specific Integrated Circuit).

Би трябвало да се разбира, че по същество, устройството за елиминиране на ехото 140, от примерното изпълнение, е машина на състоянието, която дефинира действия за всяко едно от различните операционни състояния. Състоянията, в които устройството за елиминиране на ехото 140 работи са: тишина, говор от далечния край, говор от близкия край, едновременен говор и разпадане на канала.

На фиг. 5, както беше и при фиг. 2, сигналът за говор от подвижната станция 10 е определен като говор от далечния край х(п), докато говорът от наземната страна е определен, като говор от близкия край v(n). Отражението на х(п) от хибрида е моделирано като преминаване на х(п) през непознатия ехо канал 102 за да се произведе ехо сигнала у(п), който се сумира в суматора 104 със сигнала на говора от близкия край v(n). Макар че суматорът 104 не е включен, като елемент в самото устройство за елиминиране на ехото, физическият ефект от такъв елемент има паразитен резултат за системата. За да се премахне нискочестотният фонов шум, сумата от ехо сигнала у(п) и сигнала за говора от близкия край v(n) се филтрира по високи честоти, чрез филтъра 106, така че се произвежда сумарен сигнала г(п). Сумарният сигнал г(п) се подава, като вход, на един четвърти суматор 150, на втория суматор 108 и на управляващ блок 152.

Входящият говор от далечния край х(п) се запомня в буфер 154, за да се подаде от там, като вход на група напречни съгласуващи филтри (начален филтър 156, филтър на състоянието 158 и

-23елиминиращ ехото филтър 160) и на управляващия блок 152. В примерното изпълнение, началният фи.хтър 156 има 448 филтърни коефициенти или изходи, докато филтърът на състоянието 158 и елиминиращият ехото филтър 160 имат по 256 изхода.

По време на пърноначалната операция на устройството за елиминиране на ехото 140, образците на говора от далечния край х(п) се подават на началния филтър 156 за първоначално елиминиране на ехото и настройка на ехо забавянето под управлението на управляващия блок 152. По време на този период на начална обработка, филтърът на състоянието 158 и елиминиращият ехото филтър 160 са поставени в неработно състояние от управляващия блок 152. Изходният сигнал от първоначалното елиминиране на ехото _р/(п) от началния филтър 156 се подава, чрез филтърен превключвател 162, на втория суматор 108. Във втория суматор 108 сигналът у/(п) се изважда от сигнала г(п) за да се произведе една начална стойност на втори остатъчен ехо сигнал е(п). За да се подаде вход на втория суматор 108, филтърният превключвател 162, под управлението на управляващия блок 152, прави избор между изхода на началния филтър 156 и елиминиращия ехото филтър 160.

Както беше отбелязано по-горе, по време на началната работа на устройството за елиминиране на ехото 140, се извършва настройка на ехо забавянето. При настройката на ехо забавянето, коефициентите на филтърните изходи или изходите на началния филтър 156 се подават на управляващия блок 152 за да се определят изходите с най-голяма стойност. Процесът на настройка на ехо забавянето се използува за да се отличи областта на равното забавяне от областта на ехо дисперсията на сигнала.

-24След завършване на процеса на настройка на ехо забавянето, 256-те изхода на началния филтър 156 се копират в изходите на филтъра на състоянието 158 и елиминиращия ехото филтър 160, както е описано по-долу в по-голями детайли. В резултат на процеса на настройка на ехо забавянето се осигурява филтърното съгласуване да става по образците х(п), които съвпадат с областта на ехо дисперсията на сигнала г(п). След тази начална операция фълтърът на състоянието 158 и елиминиращият ехото филтър 160 са приведени в работно състояние и в началото използуват изходите, подадени от началния филтър 156. Всяко следващо съгласуване се основава на вече генерираните изходи.

По време на периода на нормална работа на устройството за елиминиране на ехото 140, първият ехо сигнал у1(п) е изход от филтъра на състоянието 158, подаден на единия вход на четвъртия суматор 150, където сигналът се изважда от сумарния сигнала г(п). Резултантният изход от четвъртия суматор 150 е първи остатъчен ехо сигнал е1(п), който се явява вход за управляващия блок 152. Изходът от елиминиращия ехото филтър 160, който е втори ехо сигнал у (п), копие на върнатото ехо, се подава, чрез филтърния превключвател 162, на единия вход на втория суматор 108, където се изважда от сумарния сигнала г(п). Резултантният втори остатъчен ехо сигнал е(п), явяващ се изход от втория суматор 108 се подава обратно, като вход на управляващия блок 152. Вторият остатъчният ехо сигнал е(п), като изход от втория суматор 108, може да бъде подаден, като изход на устройството за елиминиране на ехото 140 директно или чрез допълнителни обработващи елементи. Както ще бъде дискутирано по-късно в понататъшни детайли, управляващият блок 152 осигурява управлението на съгласуването и на филтъра на състоянието 158 и

-25на елиминиращия ехото филтър 160.

При настоящето изобретение, анализ/синтез характеристиката на шума може да бъде подадена на изхода на устройството за елиминиране на ехото 140. Тази характеристика се поддържа от изходния превключвател 164, блока за анализ на шума 166 и блока за синтез на шума 168. Изходният превключвател 164 и блокът за анализ на шума 166 получават втория остатъчен ехо сигнал е(п) от изхода на втория суматор 108. Блокът за анализ на шума 166, под управлението на управляващия блок 152, анализира втория остатъчен ехо сигнал е(п) и подава изхода на блока за анализ на шума 166 към блока за синтез на шума 168. Блокът за синтез на шума 168 генерира синтезиран шумов сигнал s(n) въз основа на анализираните характеристики на втория остатъчен ехо сигнал е(п). Изходът на блока за синтез на шума 168 след това се подава на изходния превключвател 164. Чрез изходния превключвател 164, който е под управлението на управляващия блок 152, изходът на устройството за елиминиране на ехото 140 се подава било като втори остатъчен ехо сигнал е(п) директно от втория суматор 108, било като синтезиран шумов сигнал s(n) от блока за синтез на шума 168.

Главното за един типичен телефонен разговор, е че той се провежда в едноговорящ режим, когато в дадения момент говори само едно лице. Когато говори само говорителят от далечния край, устройството за елиминиране на ехото 140 използува анализ/синтез характеристиката на шума за да се отстрани изцяло ехото, чрез заместване на вория остатъчен ехо сигнал е(п) със синтезирания шумов сигнал s(n). За да се предпази говорителят от далечния край от детектиране на каквато и да е промяна в характеристиката на сигнала, шумът се синтезира така, че да се съгласуват мощността

-26u спектралните характеристики на действителния шумов фон по време на най-честия период на затихване, като се използува техника за линейно прогнозно кодиране -LPC (Linear Predictive Coding). Това синтезиране на шума се дискутира по-подробно по-нататък. То ефективно елиминира единичния говор, като проектно обсъждане, като позволява оптимизиране на устройството за елиминиране на ехото 140 за двоен разговор. Анализ/синтез характеристиката на шума ще бъде описана по-късно в по-нататъшни подробности.

Би могло да се осигури също така едно усилвателно стъпало, както е илюстрирано в примерното изпълнение от фиг. 5, като допълнителен признак на настоящето изобретение. При въвеждането на този признак, на входа за сигнала на говора от далечния край х(п) на устройството за елиминиране на ехото 140 се поставя едно стъпало с променливо усилване 170. Входящият сигнал на говора от далечния край х(п) се подава през стъпалото с променливо усилване 170 на буфер 154 и на непознатия ехо канал 102. Управляващият блок 152 в комбинация със стъпалото с променливо усилване 170 осигурява една характеристика за автоматично управление на усилването за крайните сигнали, които в противен случай биха могли да се повлияят по един нелинеен начин от непознатия ехо канал 102. Управляващият блок 152 и стъпалото с променливо усилване 170 служат освен това за намаляване на времето на сливане за процеса на филтърното съгласуване. Отново по-нататъшни детайли за тази характеристика ще бъдат дадени по-късно.

Както е илюстрирано в примерното изпълнение на настящето изобретение, двата независимо съгласуващи филтъра, филтрите 158 и 160, следят непознатия ехо канал. Докато елиминиращият ехото филтър 160 изпълнява действителното елиминиране на ехото,

-27филтърът на състоянието 158 се използува от управляващия блок 152 за да се определи, с кое от няколкото състояния на устройството за елеминиране на ехото 140 трябва да се оперира. По тази причина филтрите 158 и 160. съответно, са означени като фълтър на състоянието и елиминиращ ехото филтър. Предимството на този дву-филтърен подход е, че филтърните коефициенти на елиминиращия ехото филтър 160, които моделират непознатия ехо канал 102 могат да бъдат предпазени по-ефективно без да съществува риск от разпадане на говора от близкия край. Чрез строго опазване на характеристиките на ехо канала, устройството, съгласно настоящето изобретение избягва, необходимостта от ограничаване по средно ниво.

Изпълняваният управляващ алгоритъм, включен в управляващия блок 152, който следи функционирането на двата филтъра 158 и 160, е оптимизиран така, че да запази изчислените характеристики на ехо канала при разговор от двете страни. Управляващият блок 152 включва и изключва съгласуването на филтрите 158 и 160 в подходящо време, настройва размера на стъпката на двата филтъра и настройва стъпалото с променливо усилване 170 по х(п) за да се осигури бързо начално съгласуване.

фигура 6 илюстрира, под формата на функционална блокова схема, в по-нататъшни детайли, управляващия блок 152 от фиг. 5. Както се вижда от фигурата, управляващият блок 152 се състои от блок за машинно състояние и управление на процеса 180, блок за изчисляване на енергията 182, блок за диференциалната стойност на енергията 184, блок за променливия праг на съгласуване 186, блок за автоматично управление на усилването 188 и блок за изчисляване на равното забавяне 190.

-28Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180 изпълнява общата функция за машинно състояние, както е илюстрирано в съответствие с фиг. 14 и за различно управление на цялия процес, както е илюстрирано на фиг. 7. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180 осигурява управлението на началния филтър 156 и блока за изчисляване на равното забавяне 190 по време на първоначалната работа на устройството за елиминиране на ехото 140. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180 осигурява управлението на филтъра на състоянието 158 и на елиминиращия ехото филтър 160 в съответствие с първоначалното установяване, управлението на съгласуването и управлението на размера на стъпката. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180, освен това, осигурява управлението на блока за анализ на шума 166, на филтърния превключвател 162 и на изходния превключвател 164. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180 също така поставя в работно състояние блока за променливия праг на съгласуване 186 за управление на съгласуването на елиминиращия ехото филтър 160 от блока за машинно състояние. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180, освен това получава втория остатъчен ехо сигнали е(п) от втория суматор 108 и първия остатъчен ехо сигнал е1(п) от четвъртия суматор 150 за съответното им отвеждане към елиминиращия ехото филтър 160 и филтъра на състоянието 158. Като алтернатива, сигналите е1(п) и е(п) могат да бъдат подадени и директно на филтъра на състоянието 158 и на елеминиращия ехото филтър 160.

Блокът за изчисляване на енергията 182 получава стойности на образци за х(п) от буфера 154, за г(п) от филтъра 106, за е(п) от

-29Втория суматор 108 и за el(n) от четвъртия суматор 150 и изчислява различни стойности, както ще бъде дискутирано по-късно тук за подаването им към блока за диференциалната стойност на енергията 184 и блока за машинно състояние и управление на процеса 180. Блокът за диференциалната стойност на енергията 184 използува енергийните стойности, изчислени от блока за изчисляване на енергията 182, за сравняване с праговите нива така, че да се определи дали в момента говорът е от близкия и/или от далечния край. Резултатът от това определяне се подава на блока за машинно състояние и управление на процеса 180.

Блокът за изчисляване на енергията 182 изчислява стойността на енергията на всяка стъпка за филтрите 158 и 160. Тези енергиини стойности се изчисляват като сума от квадратите на най-често срещаните образци. Двете измервания на енергията - Ех(п) и Ехх(п) на сигнала х(п) в момент “п” се изчисляват от над 128 и 256 образци съответно и могат да бъдат изразени в съответствие със следните уравнения:

127 ♦ ²

Ех(п) = £[*(« - D] ; и (9)

(10)

По подобен начин, блокът за изчисляване на енергията 182 изчислява енергийните стойности Ег(п), Ее(п) и Ее1(п) в момент “п” съответно за сигналите r(n), е(п) и е1(п) в съответствие със следните уравнения:

(Н)

-30(12) (13)

Ee(n) = Е[е(л-1)]

Eel(n) = Х[е1(и - 1)] = 0

Блокът за изчисляване на енергията 182 освен това, изчислява загубите от хибрида (Hybrid loss) в момент “n” - Hloss(n), в съответствие със следното уравнение:

Hloss(n)(dB) = 10 log₁₀ [Ex(n)/Er(n)J(14)

Увеличената загуба на връщащото се ехо от елиминиращия ехото филтър 160 - ERLE се изчислява от блока за изчисляване на енергията 182 в съответствие със следното уравнение:

ERLE(n) (dB) = 101og₁₀ [Er(n)/Ee(n)J(15)

Увеличената загуба на връщащото се ехо от филтъра на състоянието 158 - ERLE1 също се изчислява от блока за изчисляване на енергията 182 в съответствие със следното уравнение:

ERLEl(n)(dB) = 10 log₁₀[Er(n)/Eel(n)](16)

За да се избегнат нелинейности в ехо сигнала, причинени от ехо канала, е желателно получената стойност на образеца х(п) да се ограничи до стойност, по-малка от предварително зададен праг, близък до максимума. Блокът за автоматично управление на усилването 188 в комбинация със стъпалото с променливо усилване 170 постига този резултат. Блокът за автоматично управление на усилването 188, който получава образците х(п) от буфера 154,

-31 подава сигнала за управление на усилването към стъпалото с променливо усилване така, че да се ограничат стойностите на образците, когато те са изключително големи.

Блокът за изчисляване на равното забавяне 190, под управлението на блока за машинно състояние и управление на процеса 180, по време на първоначалната работа на устройството за елиминиране на ехото 140, изчислява равното забавяне от началния филтър 156. След това, блокът за изчисляване на равното забавяне 190 подава информацията за отместване на буфера, който е кръгов, към филтъра на състоянието 158 и елиминиращия ехото филтър 160, за да се отчете периода на равното забавяне за повикването.

В примерното изпълнение на устройството за елиминиране на ехото 140, съгласно настоящето изобретение, се използува триелементен подход, за да се реши проблема детекция/управление на говора от двете страни. Първо, настоящето изобретение използува два независимо-съгласуващи филтъра с различни размери на стъпките, второ- променлив праг за превключване на филтърното съгласуване в състояние включено и изключено и трето - алгоритъм за диференциалната енергия за детекция на говора.

Устройството за елиминиране на ехото 140 използува два независимо-съгласуващи съгласуващи филтри. Противно на други двуфилтърни подходи, устройството за елиминиране на ехото 140 не се превключва назад и напред между използуваните филтри 158 и 160 за елиминиране на ехото, нито обменя между двата филтъра информация за изхода в стабилно състояние. И двете от тези предишни известни техники предизвикват преходни процеси, които водят до нежелателно “ пукане ” в изхода на традиционното устройство за елиминиране на ехото. При настоящето

-32изобретение, елиминиращият ехото филтър 160 извършва винаги елиминиране на действителното ехо. докато филтърът на състоянието 158 се използува от управляващия алгоритъм, включен в блока за машинно състояние и управление на процеса 180, за да се разграничат различните състояния на устройството за елиминиране на ехото. Този нов дву-филтърен подход позволява използуването на консервативна стратегия на съгласуване за елиминиращия ехото филтър160. Ако управляващият алгоритъм “не е сигурен” в кое точно състояние устройството за елиминиране на ехото 140 трябва да работи, то той изключва съгласуването на елиминиращия ехото филтър 160, докато филтърът на състоянието 158 продължава да съгласува. Блокът за машинно състояние и управление на процеса 180 използува събраните статистически данни от филтъра на състоянието 158, за да се подпомогне определянето на състоянието. Размерите на стъпките на съгласуващите филтри се настройват така, че елиминиращият ехото филтър 160 да получи високо ERLE в стабилното състояние, докато филтърът на състоянието 158 реагира бързо на всякакви промени при отговора на ехо канала. Като се дава възможност двата филтъра 158 и 160 да съгласуват едновременно по току що споменатия начин, се повишават общите експлоатационни качества на устройството за елиминиране на ехото.

филтърът на състоянието 158 и елиминиращият ехото филтър 160, както и началният филтър 156 са конструирани по начин, описан във връзка с фиг. 4. Всеки от двата филтъра - на състоянието 158 и елеминиращият ехото филтър 160 съдържа 256 изхода за да се отчита за 32ms продължителността на ехо дисперсията при примерна скорост от 8 kHz. Трябвц,да се разбира, че за филтъра на състоянието 158 и за елиминиращия ехото филтър

-33160 може да се използува по-голям или по-малък брой изходи в зависимост от продължителността и примерната скорост на ехо дисперсията. Буферът 154 за образците съдържа 512 образеца за говора от далечния край така, че да отговаря на временния период от 64 ms на равното забавяне и на ехо дисперсията за повикване, пресичащо континента на Съединените Щати. За да се управляват различните стойности на равното забавяне, отброявани при индивидуалните телефонни повиквания, устройството за елиминиране на ехото 140, съгласно изобретението, определя автоматично равното забавяне и отмества филтърните изходи, за да се сведе до максимум броя на изходите, работещи в областта на ехо дисперсията. Следователно устройството за елиминиране на ехото 140, от настоящето изобретение, управлява ехо отговорите, движещи се от 0 до 32 ms без отместване и от 32 до 64 ms - с максимално отместване на забавянето. Трябва да се разбира, както е добре известно в тази област на техниката по отношение на процесорите на цифрови сигнали и свързаните с тях обработващи техники, че началният филтър 156 може да бъде използуван за да се образуват филтрите 158 и 160. След завършване на началното обработване, началният филтър 156 може да бъде “разчупен” на два филтъра 158 и 160, като генератори с независими коефициенти. Понататъшни детайли за първоначалната характеристика са дадени по-долу.

За да се запазят филтърните коефициенти на елиминиращия ехото филтър 160 в началото на двойния разговор, устройството за елиминиране на ехото 140 използува променлив праг на съгласуване VT, за да се включва и изключва съгласуването на елиминиращия ехото филтър 160. Променливият праг на съгласуване VT се изчислява от блока за променливия праг на съгласуване 186 и се

-34подава на блока за машинното състояние и управление на процеса 180. Управляващият алгоритъм позволява елеминиращият ехото филтър 160 да съгласува, ако, или филтърът на състоянието 158 или елиминиращият ехото филтър 160 има ERLE по-голямо от VT. Обръщайки се отново към фиг. 4, управляващият вход, предвиден за генератора на векторни коефициенти 126 включва разрешителен сигнал от управляващия блок 152, който позволява на генератора на векторни коефициенти 126 да обнови филтърните коефициенти за съгласуването на филтъра. В случай, че ERLE на двата филтъра е по-малко от VT, блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 забранява на генератора на векторни коефициенти 126 да подава обновени коефициенти. В този случай, генераторът на векторни коефициенти 126 подава на изхода си съществуващите коефициенти, докато бъде отново разрешено съгласуването. Управляващият вход, освен това подава други параметри на генератора на векторни коефициуенти 126, такива като стойностите за μ , Ехх(п) и е(п) от уравнение (4).

На фиг. 6 ERLE на филтъра на състоянието 158 е изчислено в блока за изчисляване на енергията 182, съгласно уравнение (6), като са използувани стойностите за r(n) и е1(п). По подобен начин изчисляването се прави в блока за изчисляване на енергията 182 за елиминиращия ехото филтър 160 със стойностите за г(п) и е(п). В блока за променливия праг на съгласуването 186, VT се установява на един първоначален минимален праг, чрез блока за машинното състояние и управление на процеса 180, който праг в примерното изпълнение е 6 dB. Обработката на прага в блока за променливия праг на съгласуване 186 може да бъде описана, чрез следващия С-код:

ако (ERLE>VT + 6dB){

- 35 VT = MAX [ VT, (ERLE- 6dB)];

} още ако (ERLE < MT-3dB) { VT = MT;

Тъй като предишната стойност на ERLE се увеличава (VT+ 6dB), прагът на съгласуване също се повишава, оставайки 6dB под пиковото ERLE. Тази 6dB-oBa граница отчита степента на променливост на ERLE-mo. Блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 позволява на елиминиращия ехото филтър 160 да продължава да съгласува, ако ERLE на някой от филтрите 158 и 160 е в рамките на 6dB от последния пик на ERLE. Ако ERLE спадне 3dB под минималния праг, прагът на съгласуването се изчиства до стойността на минималния праг. Предимството на този подход се състои в това, че съгласуването на елиминиращия ехото филтър 160 незабавно спира в началото на двойния разговор. Например, да предположим, че само говорителят от далечния край говори и последният пик на ERLE е при 34dB. Веднага след като говорителят от близкия край започне да говори, ERLE пада и филтърното съгласуване спира щом ERLE достигне 28 dB. Класическите детектори за говор от близкия край няма да отсрочат съгласуването, докато ERLE падне под около 6dB, което прави пресметнатият ехо канал да бъде леко опорочен. Следователно, чрез строго запазване на характеристиките на ехо канала, настоящето изобретение постига по-значително отнемане на ехото при двойния разговор, като при това се избягва влошаването на качеството на звука от ограничаването по средно ниво, използувано в традиционните устройства за елиминиране на ехото.

В примерното изпълнение от настоящето изобретение се предпочита щото ERLE на двата филтъра 158 и 160 да спада под

-36VT, npegu да се спре съгласуването на филтъра 160. Тази характеристика на управляващия алгоритъм подпомага различаването на началото на двоен разговор от нормалните промени на всяко измерване на ERLE. тъй като ERLE на двата филтъра спада непосредствено при започване на двоен разговор.

По-нататъшен аспект на настоящето изобретение е този, че когато филтрите 158 и 160 постигнат сходство, стойността на минималния праг VT нараства спрямо първоначалната настройка. Тъй като минималният праг VT нараства, необходимо е по-високо ERLE преди да е съгласуван елиминиращият ехото филтър 160.

За да се предпазят високите нива на шумовия фон от смесване с определянето на състоянието, устройството за елиминиране на ехото 140, съгласно изобретението, използува алгоритъм за диференциалната енергия на сигналите х(п) и е(п). Този алгоритъм, вграден в блока за диференциалната стойност на енергията 184 и в блока за машинното състояние и управление на процеса 180, описан в подробности по-нататък в настоящия материал, непрекъснато следи нивото на шумовия фон и го сравнява с енергията на сигнала така, че да се определи дали говорителят приказва. Блокът за диференциалната стойност на енергията 184 в примерното изпълнение изчислява три прага: Tl(Bi), T2(Bi) и T3(Bi), които са функция от нивото на шумовия фон Bi. Ако енергията на сигнала х(п) превишава и трите прага, то това означава, че говорителят разговаря. Ако енергията на сигнала надвишава Т1 и Т2, но не надвишава ТЗ, то това означава, че говорителят вероятно издава безгласен звук, такъв като звука “sp” в думата “speed”. Ако енергията на сигнала е по-малка от трите прага, то това означава, че говорителят не говори.

-37Една примерна обобщена поточна диаграма за обработка на данните за образците 6 устройството за елиминиране на ехото, от настоящето изобретение, е показана по-долу на фигура 7. Алгоритъмът, под управлението на блока за машинното състояние и управление на процеса 180, най напред стартира - блок 200 и след това пръв получава образците на μ -закономерността за х(п) и ν(η) - блок 202, които след това се преобразуват в техните линейни стойности - блок 204. Образецът на ν(η) след това се пропуска през високочестотен филтър 106, за да се получи г(п) на образеца- блок 206. Високочестотният филтър 106 от фиг. 5, който елиминира остатъчния DC и нискочестотния шум е цифров филтър, конструиран с използуването на добре позната цифрова филтърна техника. Високочестотният филтър 106 обикновено се конструира като елиптичен филтър от трети порядък с характеристики на стоп-лента от 120Hz с противофилтрационна завеса с 37dB отклонение и лента на пропускане от 250 Hz с противофилтрационна завеса със 7dB лека пулсация. Високочестотният филтър 106 обикновено се изпълнява, като каскада от първи порядък и втори порядък директен тип реализации с коефициенти, показани в Таблица I, както следва:

ТАБЛИЦА I

А(1)	А(2)	В(0)	В(1)	В(2)
- .645941	0	.822970	- .822970	0
- 1.885649	.924631	1.034521	- 2.061873	1.034461

-38След това средните на енергията Ех(п) и Ехх(п) се обновяват за образеца на сигнала х(п) - блок 208. Средната на енергияга Ег(п) в последствие се обновява за образеца на сигнала г(п) успоредно с изчисляването на загубите на енергия Hloss(n) от хибрида - блок 210.

Изходът от филтъра на състоянието 158 (фиг. 5), т.е. стойността на у1(п) се изчислява в блок 212, като след това се определя първото остатъчно ехо е1(п) - блок 214. След това се обновяват ERLE1 и средната на енергията Eel за филтъра 158 блок 216. По аналогичен начин, се изчислява изходът на елиминиращия ехото филтър 160 (фиг. 5), т.е. стойността на у (п) - блок 218, като след това се определя второто остатъчно ехо е(п) блок 220. След това се обновява ERLE и средната на енергията Ее за филтър 160 - блок 222. Би трябвало да се разбира, че някои от стъпките, зададени в блокове 208 - 222 могат да бъдат изпълнени в друг, различен порядък в зависимост от стойностите, изисквани за следващите стъпки. Нещо повече, определени стъпки могат да бъдат изпълнявани паралелно, като например стъпките 212 - 216 и 218 - 222. Следователно, тук обсъждания ред във връзка с фиг. 7 е по-скоро примерен за стъпките на обработването.

След завършване на предшествуващите стъпки се изпълнява стъпката за настройка на параметъра - блок 224, като тази стъпка е описана в по-голями детайли по-нататък във връзка с фиг. 8. След завършване на стъпката за настройка на параметъра се изпълнява стъпката на периодичната функция - блок 226, като тази стъпка е описана по-подробно във връзка с фиг. 9. След завършване на стъпката на периодичната функция се изпълнява стъпката за обработка на машинното състояние - блок 228, като тази стъпка е описана в по-нататъшни детайли във връзка с фиг. 14. След завършване на стъпката за обработка на машинното състояние,

-39процесът се повтаря, чрез връщане в точка А на поточната диаграма.

Поточната диаграма от фиг.8 илюстрира в по-нататъшни детайли стъпката за настройка на параметъра от блок 224 на фиг.

7. На стъпката за настройка на параметъра се обновяват pakiepa на стъпката на филтъра и параметрите на променливия праг по време на операцията за елиминиране на ехото.

филтърът на състоянието 158 и елиминиращият ехото филтър 160 (фиг. 5) се инициализират, от блока за машинното състояние и управление на процеса 180, в началото на операцията, чрез подаване на стъпка с размер 1 (μ1=μ2=1) на управляващия вход на генератора на филтърни коефициенти 126. Инициализацията на филтрите при това ниво позволява бързо първоначално сливане. След достигане на стъпката за настройка на параметъра се използува начален алгоритъм за настройка на параметъра. При този начален алгоритъм се установява дали зададената на управляващите елементи стойност μ2 за елиминиращия ехото филтър е по-голяма от една фиксирана стойност 0,5 - блок 250. Ако е така, се установява дали ERLE е по-голямо от 14 dB - блок 252. Ако ERLE не е по-голямо от 14 dB, така както е при започване получаването на сливане на канала, стойността на брояча - Scount брояч, се нулира (Scount = 0) в блок 254 и стъпката за настройка на параметъра завършва за този образец с подпрограма, чийто край излиза в точка “С”.

Ако се установи, че ERLE е по-голямо от 14 dB, броячът се увеличава - блок 256. След това се определя дали стойността на Scount е била увеличена до стойността 400 на брояча - блок 258. Ако стойността на Scount е по-малка от 400, стъпката за настройка на

-40парамешъра за този образец завършва с подпрограмата, чийто край излиза в точка “С”.

Обаче, ако в блок 258 се установи стойност в Scount равна на изчислената стойност 400, което съответствува на ERLE поголямо от 14 dB за 50ms (последователно), размерът на стъпката μΐ на филтъра на състоянието 158 се измества на 0,7 и размерът на стъпката μ2 на елиминиращия ехото филтър 160 се измества на 0,4 в блок 260. Също така в блок 260 броячът Scount се нулира. След това, стъпката за настройка на параметъра за този образец завършва с подпрограмата, чийто край излиза в точка “С”.

Ако в блок 250, зададената от управляващия блок стойност на μ2 за елиминиращия ехото филтър 160 е определена да не бъде поголяма от фиксираната стойност 0,5, се задействува междинен алгоритъм. При този междинен алгоритъм се установява дали стойността за μ2 е по-голяма от 0,2 - блок 262. Ако е така, се установява дали ERLE е по-голямо от 20 dB - блок 264. Ако ERLE не е по-голямо от 20 dB, стойността на Scount се нулира (Scount = 0) в блок 266 и стъпката за настройка на параметъра за този образец завършва с п< подпрограмата , чийто край излиза в точка “С”.

Ако ERLE е определено да бъде по-голямо от 20 dB, броячът нараства - блок 268. След това се установява дали стойността на брояча се е увеличила до 400 - блок 270. Ако стойността на брояча е по-малка от 400, стъпката за настройка на параметъра за този образец завършва с подпрограмата, чийто край излиза в точка “С”.

Обаче, ако установяването в блок 270 покаже стойност, равна на 400 в брояча на Scount, което съответствува на ERLE по-голямо от 20 dB за 50ms, стойността μΐ се измества на 0,4 като стойността μ 2 се измества на 0,1 в блок 272. Освен това, в блок 272 минималният праг МТ се увеличава от 6 dB първоначално

-41установена минимална прагова стойност на 12 dB. След това, стъпката за настройка на параметъра за този образец завършва с подпрограмата, чийто край излиза в точка “С”.

Трябва да се отбележи, че “зъбчатото изместване” на филтрите към по-малки размери на стъпката позволява да се използуват по-високи нива на ERLE. Обаче, в предпочитаното изпълнение съотношението μ2 < μΐ се поддържа така, че елиминиращият ехото филтър 160 да достига високо стабилно състояние на ERLE и филтърът на състоянието 158 да реагира бързо на промените в отговорите на ехо канала.

След като стойността μ2 на елиминиращия ехото филтър 160 стане равна на 0,1, алгоритъмът за променливия праг на съгласуване заработва така, че да се постигне ефект на опазване на отговора на ехо канала. Алгоритъмът за променливия праг, въведен в блока за променливия праг на съгласуване 186, се задействува, когато в блок 262, стойността на μ2 се определи да бъде по-малка от 0,2. Ако ERLE е определено да бъде с 6dB по-голямо от променливия праг VT, който първоначално е зададен до началния минимален праг от 6 dB блок 274, стойността на VT се модифицира в блок 276. В блок 276 VT се поставя на по-голямата от предхождащите стойности за VT или на стойността на ERLE минус 6dB. След като VT се установи, стъпката за настройка на параметъра за този образец завършва с подпрограмата, чийто край излиза в точка “С”.

Обаче, ако в блок 274 е определено ERLE да не бъде по-голямо от VT плюс 6dB, в блок 278 се установява, дали ERLE е по-малко от минималния праг МТ минус 3 dB. В блок 278 стойността за минималния праг МТ е 12 dB, както е установена в междинния алгоритъм. Ако ERLE е по-голямо от минималния праг МТ минус 3dB, стъпката за настройка на параметъра след това завършва за

-42гпози образец c програмата, чийто край излиза в точка “С”. Обаче, ако в блок 278 се установи, че ERLE не е по-голямо от минималния праг минус 3dB, VT се установява на стойността МТ, която е 12dB - блок 280. След това, стъпката за настройка на параметъра завършва за този образец с програмата, чийто край излиза в точка “С”.

Трябва да се отбележи, че чрез повишаване на минималния праг, процесът става по селективен, като се изисква по-голямо ERLE от всеки един филтър, когато елиминиращият ехото филтър 160 се съгласува. Използуването на по-висок минимален праг резултира в по-голямо ERLE, изисквано за да се влезе в състояние “заглъхване” от състояние двоен разговор, както се дискутира по-нататък във връзка с машинното състояние от фиг. 14.

За да се подпомогне бързото преминаване в стабилно състояние, дори при наличието на голям шумов фон в близкия край, устройството за елиминиране на ехото 140, от настоящето изобретение, първоначално настройва входящото усилване на х(п) на +3dB (IGain = 3 dB) по време на говора от далечния край. Както е показано на фиг. 6, блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 осигурява управлението на стъпката за променливото усилване 170. Това първоначално усилване от 3dB увеличава размера на ехото, получено в г(п) по отношение на шума за близкия край (съотношението сигнал/шум нараства с 3 dB), което позволява по-бързо начално сливане. Когато минималният праг достигне 12 dB - блок 272 от фиг. 8, блокът за машинното състояние 180 възстановява входното усилване IGain до неговата номинална стойност от OdB с l,5dB стъпки на всеки 100ms. Експериментални изследвания показват, че 1,5 dB промени на усилването не се възприемат от слушателите. Тази настройка на

-43усилването обикновено се прекратява в първите 500 ms на говора от далечния край.

Втора настройка на усилването на стъпалото с променливо усилване 170 се извършва, под управлението на блока за автоматично управление на усилването 188, за да се избегне автоматично ограничаването. Образците на μ-Закона за х(п), които получава устройството за елиминиране на ехото от вокодера обикновено са в обхвата между -8031 и +8031. Когато образците х(п), които са изпратени по посока на хибрида са близо до максималната стойност +8031 или -8031, образците, които се връщат от хибрида са в нелинейна зависимост от еталонния сигнал х(п). За да се реши този проблем, устройството за елиминиране на ехото 140, от настоящето изобретение, използува блока за автоматично управление на усилването 188, който управлява автоматично стъпалото с променливо усилване 170, за да се отслабват входните образци с 1,5 dB (IGain=-l,5dB) винаги, когато абсолютната стойност на образеца х(п) е по-голяма от съществуващата стойност, близка до максимума, например стойността 7900. IGain се възстановява на OdB веднага, след като устройството за елиминиране на ехото встъпи в състояние “тишина” 330. Тази промяна на усилването, която не се усеща от слушателя в близкия край, нормално няма ефект на типичен разговор, но твърде много усъвършенствува операцията за елиминиране на ехото, когато говорителят в далечния край говори силно.

Обръщайки се отново към фиг. 7 се установява, че след завършване на стъпката за настройка на параметъра се изпълнява стъпка за периодично изчисляване на функцията, фигура 9

-44илюстрира три изчисления, които се извършват периодически в стъпката за периодично изчисляване на функцията:

Първо. Величините на диференциалната енергия на сигналите х(п) и е(п);

Второ. Автокорелацията и периодичността на Durbin за анализите на шума; и

Трето. Алгоритъмът за изместване на изходите, за да се отчетат променливите забавяния на ехото.

На фиг. 9, стъпката за периодично изчисляване на функцията започва със стъпката за избор на функцията - блок 300, която, от състоянието на блока за машинното състояние и брояча (Fcount), определя кое от изчисленията трябва да се извърши. В зависимост от състоянието, в блока за диференциалната стойност на енергията 184 (фиг.6) се изчислява стойността на диференциалната енергия на сигналите х(п) и е(п) за весеки от 128-те образеца.

Стойността на диференциалната енергията на сигнала “х”, отбелязана като DEM(x), се използува, за да се определи дали говорителят от далечния край говори. В предпочитаното примерно изпълнение DEM(x) е цяло число в обхвата на [ 0,3 ]. Стойността на DEM(x) се определя, чрез сравняване на енергията Ех на сигнала х(п), подадена от блока за изчисляване на енергията 182 от фиг.6, с трите изчислени стойности на прага, които са функция на стойността на енергията за нивото на шумовия фон XBi - блок 302.

На тази стъпка, стойността на шумовия фон се изчислява за всеки 128 образеца, при което следващото обновяване XBi+1 се изчислява като:

XBi+1 = min(Ex, 160000, тах(1.00547 XBi + 1)) (17)

Трите стойности на прага се изчисляват като функция на XBi, както следва:

(18)

-45 Tl(XBi) = - 13.160500x10^-5 И 0.353Ж +704.44

T2(XBi) = - (7.93SS 16 χ\Q-⁴)XBi² + 26.00Т5/ + 1769.48 ;

T3(XBi) = - (3.160500 χ 10’⁴)XBi² + 103.5Z5/ + 7044.44 ;

(19) (20)

Енергията Ex на сигнала от далечния край отново се сравнява с тези три прага. Ако Ех е по-голямо от трите прага, DEM(x) = 3, означава, че в момента се говори. Ако Ех е по-голямо от Т1 и Т2, но не и от ТЗ, тогава DEM(x) = 2, означава, че вероятно има беззвучен говор. Ако Ех е по-голямо от Т1, но не и от Т2 и ТЗ, DEM(x) = 1. И накрая, ако Ех е по-малко от трите прага, DEM(x) = 0, означава, че няма говор. Стойността за DEM(x) се подава от блока за диференциалната стойност на енергията 184 на блока за машинното състояние и управление на процеса 180.

По подобен начин се изчислява величината на диференциалната енергия на сигнала “е” - DEM(e) и се използува, за да се определи дали говорителят от близкия край говори. DEM(e) в предпочитаното изпълнение също е целочислена стойност с обхват от [0, 3]. DEM(e) се определя, чрез сравняване на енергията Ее на сигнала е(п), подадена от блока за изчисляване на енергията 182 от фиг. 6 със следните три прага, изчислени в блок 304:

Tl(EBi) = - (6.930766 χ 10~⁶)W + 4.047152F# + 289.7034;(21)

T2(EBi) = - (1.912166 χ 10~⁵)EBi² +8.750045Е5/ + 908.971;(22)

T3(EBi) = -(4.946311 χ lQ~⁵)EBi² + 18.89962Г5/ + 2677.431;(23) където стойността за шумовия фон на сигнала е(п) също се обновява за всеки от 128-те образеца, както следва:

EBi+l=min(Ee, 160000, max(1.00547EBi,EBi+l))(24)

Ако Ее е по-голямо от трите прага, DEM(e)=3, означава, че има говор от близкия край. Ако Ее е по-голямо от Т1 и Т2, но не и от ТЗ, тогава DEM(e)=2, означава, че вероятно има беззвучен говор

-46om близкия край. Ако Ее е по-голямо от Т1, но не и om Т2 и ТЗ, DEM(e) = l. И накрая, ако Ее е по-малко и от трите прага, DEM(e)=0, означава, че няма говор. Стойността на DEM(e) се подава също от блока за диференциалната стойност на енергията 184 на блока за машинно състояние и управление на процеса 180.

Веднъж изчислени стойностите за DEM(x) и DEM(e), стойностите за XBi и EBi се обновяват по уравнения (17) и (24) в блок 306. Трябва да се отбележи, че XBi и EBi се инициализират при стойност 160000.

Чрез използуване на измерванията за диференциалната енергия, които следват нивото на шумовия фон, може да се установи точно дали някой говори, дори при високи нива на шумовия фон. Това подпомага блока за машинно състояние и управление на процеса 180 от фиг.6 да извършва точни установявания на състоянието.

Както беше отбелязано преди, изчисленията за анализа на шума се извършват на стъпката за периодично изчисляване на функцията. Когато изборът на функцията - блок 300, определи, че блокът за машинното състояние е в състояние “0” за текущия образец, се установява дали последните 256 образци, включително и текущия образец, са били в състояние “0” на машинното състояние блок 308. Ако е така, използува се методът на линейното прогнозиране - LPC, който традиционно се използува за вокодерния говор, за да се изчислят спектралните характеристики на шума. Обаче, ако не са били всички образци в състояние “0”, LPC-методът се пропуска.

LPC-методът моделира всеки образец, като произведен, чрез линейната комбинация на минали образци плюс възбуждане. Когато нито един от говорителите не говори, през филтъра за защита от грешки се пропуска погрешно сигнал е(п) (блок за анализ на шума 166

-47om фиг.5), за да се отстранят всички кратковременни излишъци. Функцията на прехвърляне за този филтър е дадена с уравнението:

Α(ζ) = 1-£_ο,.ζ (25) = 1 където поредицата на прогнозирането в примерното изпълнение е 5 (Р=5).

LPC коефициентите q. се изчисляват от блок от 128 образци, като се прилага метод на автокорелацията - блок 310, с периодичността на Durbin - блок 312, както се дискутира в “Цифрова обработка на звукови сигнали” от Rabiner & Schafer, който е добре познат ефикасен изчислителен метод. Първите 6 автокорелационни коефициенти R(0) go R(5) се изчисляват като:

127 —Л

R(k) ⁼ Σ е(т)е(т+к) (26) т = 0

След това LPC коефициентите се изчисляват директно от автокорелационните стойности, прилагайки алгоритъма за Durbin

периодичността	. Алгоритъмът	може да бъде	изложен, както
следва:
(1)	Е(о)	= R(0), i -	= 1	(27)
(2)	к, = -	ад - ϊ.α''·'’Κ(ί -J) L 7=1 J	/ £^°	(28)
(3)	ω а, =	kt		(29)
(4)	(ο =	О-D / (/-1) a, -k-.a.-j	1 <=j<=i-1	(30)
(5)	Е -	(1-^		(31)
(6)	ако i<P отива се на (2)	c i=i+l	(32)
(Ό	Крайното решение за LPC коефициентите се дава като:
		(P) a j	l<=j<=P	(33)

Веднъж получени LPC коефициентите, могат да се генерират синтезирани шумови образци със същите спектрални

-48xapakmepucmuku, чрез пропускане на бял шум през филтъра за синтез на шума (блок за синтез на шума 168 от фиг. 5), даден чрез:

1___1_ ^Л(г)’ i-ta i = \ което е точно инверсията на филтъра, използуван за анализ на шума.

Трябва да се разбира, че в примерното изпълнение LPC кодиращите техники осигуряват отлично моделиране на шума. Могат да се използуват, обаче, и други техники за моделиране на шума, или може изобщо да не се прилага моделиране на шума.

Като по-нататъшна функция на стъпката за периодично изчисляване на функцията, се използува алгоритъм за изместване на изхода, за да се отчетат променливите забавяния на ехото. Това изчисление се извършва след първоначалната обработка на образеца за повикване и изборно след всеки 256 образеца, което осигурява щото ERLE да е по-голямо от 10 dB - блок 314. Ако ERLE е поголямо от 10 dB, то това означава, че има някакво елиминиране, определя се най-голямия изход т.е. филтърният коефициент с найголяма стойност, в началния филтър 156 (фиг.5) - блок 316, в блока за изчисляване на равното забавяне 190 от фиг. 6. След това се изпълнява изместване на изходите, за да се обработи по-голямия номер от образците от областта на ехо дисперсията и по-малкия от областта на равното забавяне - блок 318. Изместването на изходите представлява определено разполагане, което би могло нормално да възникне, на по-голямия номер на образците от областта на ехо дисперсията, от буфера 154 към филтъра на състоянието 158 и елиминиращия ехото филтър 160. В блок 320 се

-49изпълнява преизчисляване на средните на енергията на тези образци. След като приключи алгоритъмът за изместване на изхода или приключи, което и да е от другите две изчисления на стъпката за периодично изчисляване на функцията, Fcount се увеличава - блок 322 и подпрограмата излиза на изход.

По отношение на настройката на ехо забавянето, тъй като дистанцията между устройството за елиминиране на ехото в базовата станция и хибрида в телефонната мрежа може широко да варира между повикванията, равното забавяне на ехо сигнала също има широк обхват. Обхватът на това забавяне може бързо да се определи, приемайки, че Съединените Щати имат около 4830 км напречно и електрическите сигнали се разпространяват с 2/3 от скоростта на светлината. Тъй като разстоянието на кръговия пробег е около 9656 км максималното равно забавяне е приблизително:

[(6000 мили) х (1609.34 метри/миля)] / [2 х 10⁵ метри/ms]=48.3ms (35)

Устройството за елиминиране на ехото, съгласно изобретението, отчита различните стойности на равното забавяне, установявани при различните повиквания, така че повечето изходи работят в областта на ехо дисперсията вместо да бъдат “похабени” в областта на равното забавяне. Например, при традиционното устройство за елиминиране на ехото, което не притежава мехънизъм за изместване на изходите, равното забавяне от 16 ms би принудило първите 128 изхода на устройството за елиминиране на ехото да бъдат близо до нула, тъй като 128-те найскорошни образци в линията на филтърното забавяне не са в съотношение с ехо образца, влизащ в устройството за елиминиране

-50на ехото. Действителният ехо сигнал, следователно, би бил елиминиран чрез останалите 128 изхода. Обратно на това, устройството за елиминиране на ехото, съгласно изобретение, автоматично определя, че равното забавяне е 16 ms и измества изходите да работят върху по-старите образци. Тази стратегия използува повече изходи в областта на ехо дисперсията, което резултира в по-доброто елиминиране на ехото.

Устройството за елиминиране на ехото, съгласно настоящето изобретение, запомня 512 образеца за говора от далечния край х(п) в кръгов буфер - буферът 154 от фиг. 5, което съответствува на забавяне от 64 ms. Когато устройството за елиминиране на ехото стартира, то най-напред съгласува, с началния филтър 156 от фиг.5, 448-те филтърни изхода с 448-те най-скорошни образеца, както показва фиг. 10.

След извършване на първоначалната сходимост на изходите в тази позиция, алгоритъмът определя равното забавяне в блока за изчисляване на равното забавяне 190, чрез намиране на стойността на най-голямия изход и съответно на неговото място в изхода на буфера за началния филтър 156. Номерът на изхода за най-голямия изход, отбелязан като Ттах съответствува на равното забавяне, тъй като това е времето /при 8 kHz образци/ за което образец на говор от далечния край се извежда от устройството за елиминиране на ехото, за да се отрази от хибрида и да се върне на изхода на устройството за елиминиране на ехото. Освен изместване на изходите, чрез Ттах, алгоритъмът излиза извън безопасната граница от 32 образеца в случай, че отговорът на ехо канала леко се промени. Действителната стойност за изместване на изхода се дава с:

-51 Tshift = MAX [ 0, MIN ( Tmax - 32,256 )] (36)

След като се определи Tshift, изходите на началния филтър 156 > започвайки от Tshift, се копират и във филтъра на състоянието 158 и в елиминиращия ехото филтър 160,чрез блока за изчисляване на равното забавяне 190, както е илюстрирано на фиг. 11. Отместването с Tshift в кръговия буфер 154 се използва така, че нулевият филтърен изход и на филтъра на състоянието 158 и на елиминиращия ехото филтър 160 да се линира с образеца, който пристигналият Tshift разполага преди най-скоро пристигналия образец, фигура 12 илюстрира максималното изместване, така че да се позволи покриване на ехото от 64 ms. След като изходите се отместят за да действуват върху по-старите образци, измерванията на енергията Ех(п) и Ехх(п) съответно, се модифицират за да се измери сумата от квадратите на тези по-стари образци.

Както беше споменато, за целите на илюстрацията са описани три съгласуващи филтъра. Обаче, би трябвало да се разбира, че в различните приложения, в частност при процесорите за цифрови сигнали, началният филтър 156 може да функционира също и като филтър на състоянието 158 и така като елиминиращ ехото филтър 160,, използувайки същата физическа памет.

След излизане на стъпка за периодично изчисляване на функцията в точка D, фигури 7 и 9, алгоритъмът за управление на машинното състояние се изпълнява от блока за машинно състояние и управление на процеса 180 (фиг. 6). Алгоритъмът за управление на машинното състояние може да бъде моделиран като машинно състояние с пет състояния, както е показано на фиг. 13. Алгоритъмът за управление на машинното състояние, както е

-52изпълнен в блока 180 може да извършва промяна на състоянието при всеки нов образец.

Състояние 0, блок 330, е състояние на тишина, при което нито един от говорителите не говори. В това състояние нито филтърът на състоянието 158,нито елиминиращия ехото филтър 160 съгласуват,за да се предпази ехо каналът от разклоняване. Ако устройството за елиминиране на ехото остане в състояние 0 за 256 последователни времена на образеца, управляващият алгоритъм инициализира програмата за анализ на шума по фиг. 9, за да се кодират честотните характеристики на шумовия фон, като се използува LPC анализа.

Ако единствено говорителят от далечния край говори, устройството за елиминиране на ехото влиза в състояние 1 - говор от далечния край, блок 332, при което филтърът на състоянието 158 винаги съгласува. Елиминиращият ехото филтър 160 съгласува, ако ERLE на всеки филтър е над променливия праг на съгласуване VT. Програмата за синтез на шума генерира шум, използувайки LPC коефициентите, получени по време на последния интервал на тишина, за да се замести всяко остатъчно ехо. В резултат, устройството за елиминиране на ехото придобива безкрайно ERLE в състояние 1, понеже няма значение, колко силен е говорът от далечния край х(п), а остатъчното ехо няма никога да се пропусне обратно към подвижната станция.

Ако говорителят в близкия край е единственото лице, което говори, устройството за елиминиране на ехото влиза в състояние 2 - говор от близкия край, блок 334. Тук блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 замразява съгласуването и на двата филтъра и извежда сигнала е(п). Ако говорителят от близкия край престане да говори, устройството за елиминиране на ехото,

-53преминава в състояние 4 - заглъхване, блок 338, което в примерното изпълнение е 50 ms, преди да премине в състояние 0 - тишина, блок 330. Това заглъхване отчита възможните паузи в говора от близкия край. Ако говорителят от далечния край започне да говори, устройството за елиминиране на ехото преминава в състояние 3 двоен разговор, блок 336.

В състояние 3 - блок 336, което е състояние на двоен разговор, блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 замразява съгласуването на елиминиращия ехото филтър 160 и извежда втория остатъчен ехо сигнал е(п). Ако загубата от хибрида 56 е над 3dB, управляващият алгоритъм на блока за машинното състояние и управление на процеса 180 позволява на филтъра на състоянието 158 да съгласува, за да се отчете възможната промяна в импулса за отговора на ехо канала. Да предположим, примерно, че двата филтъра са се сляли, говори само говорителят от далечния край и ехо каналът рязко се е променил. Тази ситуация може да се случи, ако, например, някой вдигне телефон по разширението, така че говорителят в подвижната станция да говори на двама души едновременно от наземен телефон. В този случай ERLE на двата филтъра незабавно биха паднали и устройството за елиминиране на ехото 140 би преминало в състояние на двоен разговор, вземайки погрешно ехо сигнала за говор от близкия край. Макар, че при двоен разговор двата филтъра нормално биха били замразени, в този случай, ако на двата филтъра не е разрешено да съгласуват устройството за елиминиране на ехото ще остане в това състояние, докато приключи повикването. Обаче, устройството за елиминиране на ехото използува загубата от хибрида 56, за да определи дали на филтъра на състоянието 158 е позволено да съгласува. Когато филтърът на състоянието 158 съгласува, неговото ERLE

-54нараства така като че ли той изисква отново новия ехо канал и устройството за елиминиране на ехото 140 отново излиза от състояние на двоен разговор 3. Както е показано в диаграмата на състоянията (фиг. 13), единственият начин да се излезе от състояние 3 - двоен разговор е през състояние 4 - заглъхване, което се въвежда само, ако загубата от хибрида 56 е по-голяма от 3dB и ERLE на всеки от филтрите - на състоянието 158 или на елиминиращия ехото филтър 160 е над минималния праг МТ.

Състояние 4 - блок 338, е състояние на заглъхване, което отчита паузите в говора от близкия край. Ако говорителят от далечния край говори и говор от близкия край не се детектира за 100 ms, както е в примерното изпълнение, устройството за елиминиране на ехото 140 преминава от състояние 4 - заглъхване в състояние 1 - говор от далечния край. Ако говорителят от далечния край не говори и не се открие говор от близкия край за 50 ms, както е в примерното изпълнение, устройството за елиминиране на ехото 140 преминава от състояние 4 - заглъхване в състояние 0 - тишина. Ако се открие говор от близкия край, управляващият алгоритъм връща устройството за елиминиране на ехото или в състояние 2 говор от близкия край, или в състояние 3 - двоен разговор.

Детайлната диаграма за последователността на управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние и управление на процеса 180 на устройството за елиминиране на ехото 140 е показана по-нататък на фиг. 14. На фиг. 14 алгоритъмът се изпълнява за всеки образец с предварително определяне дали текущото състояние е състояние 1 - говор от далечния край, блок 340. Ако се установи, че текущото състояние е състояние 1 и, че стойността за HLoss е по-малка от 3 dB - блок 342, то управляващият блок позволява изход за стойността е(п)

-55блок 344. Този случай показва, че е имало говор от далечния край при предишния образец, но че за текущия образец е налице двоен разговор. Съответно, ако бъде определено, че текущото състояние не е нито едно от състоянията 1 - говор от далечния край, 2 - говор от близкия край или 3 - двоен разговор, съответно, в блокове 340, 346 и 348, на стойността е(п) е позволено да бъде изход - блок 344, с управление на изхода, осигурено от блока за машинното състояние и управление на процеса 180. След това се прави установяване така, че следващото състояние на устройството за елиминиране на ехото 140 да бъде за обработка на следващия образец, като със следващото установяване на състоянието се стартира в точка Е с управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние и управление на процеса 180.

Ако в блок 340 се установи, че текущото състояние е състояние 1 - говор от далечния край и че HLoss е по-голямо от 3dB - блок 342,на филтъра на състоянието 158 се разрешава да съгласува блок 350. След това се проверяват ERLE и ERLE1 спрямо VT и ако всеко едно от тях е по-голямо от VT - блокове 352 и 354, то на елиминиращия ехото филтър 160 се разрешава да съгласува - блок 356. Обаче, ако в двата блока 352 и 354 ERLE и ERLE1 не са по-голями от VT, елиминиращият ехото филтър 160 не съгласува.ВъВ всеки случай се генерира синтезиран шумов образец - блок 358 от блока за синтез на шума 168 под управлението на управляващия блок 152, като се използуват LPC коефициентите, получени по време на последния период, период на тишина. Образецът на синтезирания шум s(n) се извежда - блок 360 с управляващия изход “с”, осигурен от управляващия блок 152. След това установяването се прави така, че следващото състояние на устройството за елиминиране на ехото

-56140 да бъде за обработка на следващия образец, като установяването на следващото състояние стартира в точка Е.

В точка Е изпълнението на програмата въвежда подпрограма за следващото състояние. Ако стойността на DEM(x) не е поголяма или равна на целочислената стойност 2 - блок 362, се прави проверка, за да се определи дали DEM(e) е по-малко или равно на 1 блок 364. Ако DEM(e) не е по-малко или равно на 1, то блокът за машинното състояние и управление на процеса 180 преминава в следващото състояние 2 - говор от близкия край, блок 366. Обаче, ако DEM(e) е по-малко или равно на 1, то блокът за машинното състояние 180 преминава към следващото състояние 0 - тишина, блок 368. Независимо дали преминаването се осъществява към състояние 2 или към състояние 0, програмата се изпълнява до точка F с управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние и управление на процеса 180 за определяне на заглъхването.

Обаче, след въвеждане на подпрограмата за следващото състояние в точка Е, ако стойността на DEM(x) е по-голяма или равна на 2 - блок 362, се установява дали стойността на DEM(e) е равна на 3 - блок 370. Ако не е, следващото състояние се определя да бъде 1 - говор от далечния край, блок 372 и програмата продължава до точка F с управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние 180 за установяване на заглъхване. Ако в блок 370 стойността за DEM(e) е равна на 3, то се прави проверка за да се определи дали всяко едно от HLoss, ERLE и ERLE1 е по-малко от 3dB - блокове 374, 376 и 378. Ако в блокове 374, 376 и 378 всяка една от стойностите е по-малка от 3dB, следващото състояние се определя да бъде състояние 3 - двоен разговор, блок 380. Обаче, ако в блокове 374, 376 и 378 всяка стойност е по-голяма или равна на 3dB, следващото състояние се определя да бъде състояние 1 - говор от

-57далечния край, блок 372. От блок 380 и блок 372, както преди, програмата продължава до точка F с управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние 180 за установяване на заглъхване.

Връщайки се обратно към блок 346, където се осъществява вход за този блок, ако текущото състояние не е сътояние 1 - говор от далечния край, блок 340, се установява дали текущото състояние е състояние 2 - говор от близкия край. Ако текущото състояние е състояние 2, то стойността на е(п) се извежда - блок 382. След това се установява следващото състояние, като първо се определя дали DEM(x) е равно на 3 - блок 384 и ако това е така, следващото състояние става състояние 3 - двоен разговор, блок 386. Обаче, ако DEM(x) не е равно на 3, се установява дали DEM(e) е по-голямо или равно на 2 - блок 388.

Ако в блок 388 DEM(e) е по-голямо или равно на 2, следващото състояние си запазва стойността на текущото състояние, състояние 2 - говор от близкия край, блок 390. Обаче, ако в блок 388 DEM(e) не е по-голямо или равно на 2, се установява дали DEM(x) е по-малко или равно на 1 - блок 392. Ако в блок 392 DEM(x) не е помалко или равно на 1, то следващото състояние става състояние 3двоен разговор, блок 386. Ако в блок 392 DEM(x) е по-малко или равно на 1, то следващото състояние става състояние 4 заглъхване, блок 394. Освен това, в блок 394 един вътрешен брояч Hcounte (непоказан) е поставен в управляващия елемент на Hcount 400. 400. От блокове 386, 390 и 394 програмата продължава до точка F с управляващия алгоритъм на блока за машинното състояние 180 за установяване на заглъхване.

Ако резултатът от установяването в блок 346 е, че текущото състояние не е състояние 2 - говор от близкия край, то в 7\ок 348 се установява дали текущото състояние е състояние 3

-58двоен разговор. Ако текущото състояние е състояние 3, стойността е(п) е изход - блок 396. След това, установяване се извършва за следващото състояние, с първото установяване дали DEM(x) е равно на 3 - блок 398 и ако не е - програмата отива към блок 388 за установяване на състоянието, както беше дискутирано по-горе. Обаче, ако DEM(x) е равно на 3, се установява дали HLoss е по-голямо от 3dB - блок 400. Ако в блок 400 HLoss не е по-голямо от 3dB, следващото състояние става състояние 3 - двоен разговор, блок 386. Ако HLoss е по-голямо от 3dB, филтърът на състоянието получава разрешение за съгласуване - блок 402.

След като се разреши на филтъра на състоянието да съгласува, се установява дали ERLE е по-голямо от МТ - блок 404 и, ако не е, след това се установява дали ERLE1 е по-голямо от МТ блок 406. Ако ERLE или ERLE1 е по-голямо от МТ, то следващото състояние става състояние 4 - заглъхване, блок 408. Обаче, ако ERLE1 не е по-голямо от МТ, то следващото състояние става състояние 3 - двоен разговор, блок 386. Ако следващото състояние, установено в блок 408, е състояние 4, Hcount се поставя на 800. От блокове 386 и 408 програмата продължава до точка F с управляващия алгоритъм за машинното състояние за установяване на заглъхване.

Програмата за заглъхване осигурява появата на забавяне между преминаването от състояние 2 -говор от близкия край или състояние 3 - двоен разговор към състояние 1 - говор от далечния край или 0 - тишина. Щом програмата за заглъхване стигне в точка F, установяването се извършва в зависимост от това дали текущото състояние е състояние 4 - заглъхване, блок 410. Ако текущото състояние не е състояние 4, програмата на управляващия

-59алгоритъм за машинното състояние излиза на край с програмата, връщаща в точка А от фиг. 7.

Ако в блок 410, текущото състояние бъде определено, като състояние 4, се установява дали следващото състояние става състояние по-малко от състояние 2 т.е. състояние 1 - говор от далечния край или състояние 0 - тишина, блок 412. Ако в блок 412 се определи, че следващото състояние не е състояние 0 или 1, програмата на алгоритъма за управление на машинното състояние излиза на край с подпрограмата, връщаща в точка А от фиг. 7. Обаче, ако следващото състояние е определено като състояние 0 или 1, Hcount се намалява - блок 414, като след това се установява дали Hcount е равно на 0 - блок 416. Ако се установи, че Hcount е равно на 0, подпрограмата на управляващия алгоритъм за машинното състояние излиза на край с подпрограмата, връщаща точка А от фиг. 7. Обаче, ако Hcount не е равно на 0, следващото състояние става състояние 4 - блок 418 и подпрограмата на управляващия алгоритъм за машинното състояние излиза на край с подпрограмата, връщаща в точка А от фиг. 7.

Би трябвало да се разбира, че много от параметрите, както беше дискутирано по отношение на примерното изпълнение, могат да бъдат модифицирани в рамките на наученото от настоящето изобретение. Например, забавянето на заглъхването може да бъде променено, могат да бъдат други и параметрите, такива като стойностите на праговете, броят на праговите нива, или стойностите за размера на стъпката на филтъра.

Предшествуващото описание на предпочитаните изпълнения е предвидено да позволи на всеки, който е специалист в тази област на техниката да изработи или да използува настоящето изобретение. Различните модификации на тези изпълнения ще бъдат

-60съвсем ясни за специалистите в тази област на техниката, а главните принципи, дефинирани в това изложение могат да бъдат приложени в други изпълнения без използуването на изобретателски умения. Следователно, настоящето изобретение не е предназначено да бъде ограничено до изпълненията показани тук, а покрива найширока област в съотвествие с принципите и новите признаци, изложени в настоящия материал.

Claims (8)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Устройство за елиминиране на ехо, по-спецециално за комуникационни системи, снабдени с хибриди, съдържащо вход за говор от далечния край х(п), вход за говор от близкия край v(n), ехо сигнал у(п), произведен от отражението на говора от далечния край х(п) от хибрида и моделиран като говор от далечния край х(п), преминаващ през непознат ехо канал, сумарен сигнал г(п), осигурен от изхода на суматор за сумиране на ехо сигнала у(п) с входящия по обратния канал сигнал на говора от близкия край v(n), високочестотен филтър за премахване на нискочестния шумов фон в сумарния сигнал г(п) и свързан с филтъра втори суматор на входа на който е осигурен сумарния сигнал г(п) характеризиращо се с това, че освен това съдържа първо филтърно средство - филтър на състоянието (158) за генериране на първи филтърни коефициенти, за генериране на първи ехо сигнал (у1(п)), пресметнат с първите филтърни коефициенти и за обновяване на първите филтърни коефициенти в отговор на първи филтърен управляващ сигнал (а), първо сумиращо средство - четвърти суматор (150) за изваждане на пресметнатия първи ехо сигнал (у1(п)) от сумарния сигнал (г(п)) така че да се генерира първи остатъчен ехо сигнал (е1(п)), второ филтърно средство - елиминиращ ехото филтър (160) за генериране на втори филтърни коефициенти, за генериране на втори ехо сигнал (у(п)), пресметнат с вторите филтърни коефициенти и обновяване на вторите филтърни коефициенти в отговор на втори филтърен управляващ сигнал (Ь), второ сумиращо средство - втори суматор (108) за изваждане на стойността на втория ехо сигнал (у(п)) от сумарния сигнал (г(п)), така че да се генерира втори остатъчен ехо сигнал (е(п)) и изпращане на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) по обратния канал, управляващо средство - управляващ блок (152) респ. блок за машинното състояние и управление на процеса (180) за определяне на сумарния сигнал (г(п)) от получения сигнал по канала на говора от далечния край (х(п)), на първия остатъчен ехо сигнал (е1(п)), на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) и на едно от множеството управляващи състояния (330,332,334,336,338), като първо управляващо състояние - говор от далечния край (332) е индикатив за получен сигнал по канала на говора от далечния край (х(п)) над едно първо предварително определено енергийно ниво, в първо управляващо състояние - говор от далечния край (332) управляващото средство (152,180) генерира първия управляващ сигнал (а) и генерира втория управляващ сигнал (Ь), когато най-малко едно от едно първо енергийно отношение (ERLE 1) на първия остатъчен ехо сигнал (е1(п)) и сумарния сигнал (г(п)) и едно второ енергийно отношение (ERLE) на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) и сумарния сигнал (г(п)) надвишава едно първо предварително определено ниво на енергийно отношение (VT).
2. 2. Устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че управляващото средство (152,180) в първо управляващо състояние - говор от далечния край (332) установява първото предварително определено ниво на енергийно отношение (VT), чрез установяване дали второто енергийно отношение (ERLE) е поголямо от сумата на една първа прагова стойност (VT) и една първа предварително определена фиксирана стойност и ако това е така, първото предварително определено ниво на енергийно отношение (VT) се установява на по-голямата от първата прагова стойност (VT) и една разлика на второто енергийно отношение (ERLE) u първата предварително определена фиксирана стойност, и ако второто енергийно отношение (ERLE) е по-малко от сумата на първата прагова стойност (VT) и първата предварително определена фиксирана стойност, първото предварително определено ниво на енергийно отношение (VT) се установява на една втора предварително определена фиксирана стойност (МТ), когато второто енергийно отношение (ERLE) е по-малко от разликата между втората предварително определена фиксирана стойност (МТ) и една трета предварително определена фиксирана стойност.
3. 3. Устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че управляващото средство (152,180) установява второ управляващо състояние - говор от близкия край (334) индикатив, че входящият сигнал в обратния канал на говора от близкия край (v(n)) е над второто предварително определено енергийно ниво и когато управляващото средство (152,180) е във второ управляващо състояние - говор от близкия край (334) генерацията на първия (а) и на втория (Ь) управляващи сигнали се подтиска.
4. 4. Устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че управляващото средство (152,180) установява второ управляващо състояние - говор от близкия край (334) индикатив, че получения сигнал по канала на говора от далечния край (х(п)) е над първото предварително определено енергийно ниво и входящият сигнал в обратния канал на говора от близкия край (v(n)) е над второто предварително определено енергийно ниво и когато управляващото средство (152,180) е във второ управляващо със тояние -говор от близкия край (334) генерира първи управляващ сигна . (а).
5. 5. Устройство, съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че първият управляващ сигнал (а) се генерира когато отношението (Hloss) между енергията на получения по канала сигнал (Ех(п)) и енергията на сумарния сигнал (Ег(п)) е по-голямо от едно трето предварително определено енергийно ниво.
6. 6. Устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа освен това изходно средство - блок за анализ на шума (166), блок за синтез на шума (168) и изходен превключвател (164) за генериране на шумов сигнал (s(n)) и изпращане на шумовия сигнал (s(n)) като заместител на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) по обратния канал в отговор на сигнал за избор на шума (с), при което сигналът за избор на шума (с) се генерира, когато управляващото средство (152,180) е в първо управляващо състояние - говор от далечния край (332).
7. 7. Устройство, съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че сигналът за избор на шума (с) се генерира, когато отношението (Hloss) между енергията на получения сигнал по канала (Ех(п)) и енергията на сумарния сигнал (Ег(п)) е по-голямо от третото предварително определено ниво на енергийно отношение.
8. 8. Устройство, съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че управляващото средство (152,180) установява второ управляващо състояние - говор от близкия край (334) индикатив, че и полученият сигнал по канала на говора от далечния край (х(п)) и входящият сигнал по обратния канал на говора от близкия край (v(n)) са под второто и трето предварително определени енергийни нива и когато управляващото средство (152,180) е във второ управляващо състояние - говор от близкия край (334) генерирането на първия (а) и на втория (Ь) управляващи сигнали се подтиска и изходното средство (166,168, 164) включва блокът за анализ на шума (166) за извършване на LPC анализ на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) и за осигуряване на изход за анализа, включва блокът за синтез на шума (168) за получаване на изход от анализа и за синтезиране на шумовия сигнал (s(n)), като заместител на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) и включва изходния превключвател (164) за осигуряване на изход на втория остатъчен ехо сигнал (е(п)) по обратния канал и за изпращане на шумовия сигнал (s(n)), съответствуващ на избрания шумов сигнал (с), по обратния канал, вместо Втория остатъчен ехо сигнал (е(п)).