CN100579141C - 消回音方法及消回音电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于消除无线接入设备中的回音的消回音方法及消回音装置，其中，消回音方法包括：将由无线接入设备中的无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号，以及将通过无线接入设备中的用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；将第一信号和第二信号的幅度进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入无线通信模块作为接收到的音频信号。因而，采用本发明，不会因为需要调整大量的滤波系数，而产生声音的延迟。

Description

消回音方法及消回音电路

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种用于消除无线接入设备中的回音的消回音方法及消回音电路。

背景技术

随着无线通信技术的发展和数字蜂窝移动通信网建设的日益完善，基于公众交换电话网(PSTN)的传统有线通话业务逐渐向基于数字移动通信网的无线通话业务发展，广泛应用于众多特殊场合，如流动地点(列车)、公共场所(火车站)、临时工作场合(建筑工地)、山区以及现代固定办公或移动办公场所。采用无线接入设备的方便之处在于它不受传统的有线电话电缆的约束，同时它使用的是普通电话机，这是它的一个很大的优点，也是它得以迅速发展的原因之一。接入设备中，语音的收发支路应该如图1，主芯片和电话机的音频都是通过SLIC(subscriber line interface circuit，用户线路接口电路)传递的，但是由于很多SLIC芯片和主芯片之间的时钟并不匹配，此时音频的收发通路如图1所示，无线通信模块100接收到的语音是由TIP/RING直接发送，这样就带来一个问题，从无线通信模块100通过匹配电路102、用户接口电路SLIC104送到电话机106的语音，通过TIP/RING线路，又被送回到无线通信模块100，表现出来的现象就是通话过程中，对方能够明显的感受到自己的回音，这是用户无法接受的，因此也是必须要解决的问题。

图1是现有无线通信系统中的会产生回音的典型的电路的示意图。如图1所示，无线通信模块100通过天线从系统中得到对方话机的语音差分信号A+和A-，经过匹配电路102调整为B+和B-，送入用户接口电路SLIC104，用户接口电路SLIC104经过2-4线转换后，通过Z接口将TIP/RING信号送到电话机106。

而用户通过自己话机输入的语音，也经过TIP/RING信号线送入，由于用户接口电路SLIC104与无线通信模块100的时钟不匹配，输入的语音无法通过用户接口电路SLIC104进行2-4线转换而送入无线通信模块100，而是由TIP/RING两个信号线直接送入无线通信模块100，而TIP/RING两线上，既有无线通信模块100送到电话机106的SPEAKER信号，又有用户通过电话机送往无线通信模块100的语音信号，直接将TIP/RING与无线通信模块100相连，必然会导致无线通信模块100发出的信号，通过TIP/RING两线又被送回到无线通信模块100，从现象上看，通话对方用户会很明显的听到自己的声音。

目前的无线接入设备，为了解决回音问题，在硬件上采用了特殊的消回音芯片进行回音处理，回音消除器通常包括线形滤波器件，其本质上为尝试适应回音路径的自适应滤波器，这样，可产生复制的回音，可从来源于回音源位置端的接收信号将其移除，由此消除回音。生成回音复制品的滤波器具有有限或无线脉冲响应。其中通常为自适应有限冲击响应滤波器(FIR)，其带有很多延迟线和对应数目的系数、或滤波器延迟抽头，该系数为当和滤波器输入信号的延迟版本相乘时，生成回音估计的值。滤波器为自适应的，以便该系数收敛到最优值，消除回音的传统方法为：使用规格化的最小均方(NLMS)算法更新有限冲击响应(FIR)滤波器。

图2是现有无线通信系统中公知的回音消除器的示意图。如图2所示，回音消除器除具有与图1所示的回音消除器相同的结构外，还主要包括一个自适应滤波器208，滤波器接受无线通信模块送出的A+/-差分信号和从电话机输出的TIP/RING信号，滤波器具有有限或无线脉冲响应。其中通常为自适应有限冲击响应滤波器(FIR)，其带有很多延迟线和对应数目的系数、或滤波器延迟抽头，该系数为当和滤波器输入信号的延迟版本相乘时，生成回音估计的值。滤波器为自适应的，以便该系数收敛到最优值，消除回音的传统方法为：使用规格化的最小均方(NLMS)算法更新有限冲击响应(FIR)滤波器，当然，还存在很多其他可以替代的算法。

采用专用消回音处理芯片，技术实现困难，成本较高，而且最主要的问题是存在时间延迟。

对于上述方法，可以发现这个回音路径包括：由形成纯延迟的信号传播时间、话音和频道编码等造成的一部分，以及由实际回音源造成的一部分。因此，如果回音复制品滤波器将要模拟回音路径的整个冲击响应，则为了处理所包括的纯延迟，将需要大量的系数。这将随之提出对用于实现滤波器和其操作的存储器和计算能力的非常高且不现实的需求，而且，这种滤波器的系数将非常慢地收敛到最优值。

由此可见，采用传统的专用消回音处理芯片，技术实现困难，成本较高，而且存在时间延迟，这对于对实时性要求很高的终端设备来说，是无法接受的。

因此，提供一种结构相对简单、成本相对较低的消回音装置和方法，使得在无线环境中无线网络接入设备通话质量得以保证，已经成为业内亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种在无线接入盒设备中，能够消回音的方法及消回音的装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于消除无线接入设备中的回音的消回音方法，其包括：将由无线接入设备中的无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号，以及将通过无线接入设备中的用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及将第一信号和第二信号的幅度进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入无线通信模块作为接收到的音频信号。

其中，上述消回音方法还包括：调节第一差分放大的放大系数和第二差分放大的放大系数，使第一信号和第二信号的幅度完全一致。

此外，上述消回音方法还包括：参考供电电源，调节第三差分放大的放大系数，使得第三信号在保证不失真的情况下，通过与无线通信模块的配合调节来使由无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于消除无线接入设备中的回音的消回音电路，其包括：第一差分放大器，连接到无线接入设备中的无线通信模块，用于将由无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号；第二差分放大器，连接到无线接入设备中的用户接口电路，用于将由用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及第三差分放大器，与第一差分放大器和第二差分放大器相连接，用于将第一信号和第二信号进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入无线通信模块作为接收到的音频信号。

其中，第一差分放大器的放大系数和第二差分放大器的放大系数被调节为使得第一信号和第二信号具有完全一致的幅度。

并且，第三差分放大器的放大系数通过参考供电电源被调节为使得第三信号在保证不失真的情况下，通过与无线通信模块的配合调节来使由无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

此外，该消回音电路通过单点接地与无线接入设备的基准地相连接。

本发明通过无线网络实现接入设备音频消回音的装置和方法可广泛应用于无线本地环路终端接入设备，使接入设备在SLIC电路与主芯片时钟不匹配的情况下，仍然可以得到让人满意的通话质量。

通过本发明，不会因为需要调整大量的滤波系数，而产生声音的延迟。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的会产生回音的典型的电路的示意图；

图2是现有技术中公知的回音消除器的示意图；

图3是根据本发明的消回音方法的概略流程图；

图4是根据本发明的消回音装置的概略构成图；

图5是根据本发明实施例的消回音装置的示图；以及

图6是根据本发明实施例的单点接地的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图3是根据本发明的消回音方法的概略流程图。如图3所示，用于消除无线接入设备中的回音的消回音方法，其包括：S302，将由无线接入设备中的无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号，以及将通过无线接入设备中的用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及S304，将第一信号和第二信号的幅度进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入无线通信模块作为接收到的音频信号。

其中，上述消回音方法还包括：调节第一差分放大的放大系数和第二差分放大的放大系数，使第一信号和第二信号的幅度完全一致。

此外，上述消回音方法还包括：参考供电电源，调节第三差分放大的放大系数，使得第三信号在保证不失真的情况下，通过与无线通信模块的配合调节来使由无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

图4是根据本发明的消回音装置的概略构成图。如图4所示，用于消除无线接入设备中的回音的消回音电路400，其包括：第一差分放大器402，连接到无线接入设备中的无线通信模块，用于将由无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号；第二差分放大器404，连接到无线接入设备中的用户接口电路，用于将由用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及第三差分放大器406，与第一差分放大器402和第二差分放大器404相连接，用于将第一信号和第二信号进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入无线通信模块作为接收到的音频信号。

其中，通过单点接地与无线接入设备的基准地相连接。

并且，第一差分放大器402的放大系数和第二差分放大器404的放大系数被调节为使得第一信号和第二信号具有完全一致的幅度。

此外，第三差分放大器406的放大系数通过参考供电电源被调节为使得第三信号在保证不失真的情况下，通过与无线通信模块的配合调节来使由无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

具体而言，图5是根据本发明实施例的消回音装置的示图，以及图6是根据本发明实施例的单点接地的示意图。

如图5所示，消回音装置包括无线通信模块100、匹配电路102、用户接口电路104和电话机106，其中，无线通信模块100通过匹配电路102与用户接口电路104相连，用于作为无线信号传输的平台，用户接口电路104与无线通信模块100和外接电话机106连接，用于建立与电话机106之间的语音通道。

其中，无线通信模块100可以包括：射频处理单元，用于完成无线数据的调制解调、无线数据的发射和接收，同时为无线协议处理单元进行信号预处理；无线协议处理单元，用于完成无线信道协议处理。

用户接口电路104可以通过Z接口与外接电话机106连接。

用户接口电路104完成模拟信号的二-四线转换，其中四线接口可以是单端模拟四线信号，也可以是标准PCM数字信号端口。

如图5所示，消回音电路除包括以上的无线通信模块100、匹配电路102、用户接口电路104和电话机106以外，还主要包括差分放大器508、510和512。将无线通信模块100送出的音频差分信号，送入差分放大器510，输出信号C；将TIP/RING信号送入差分放大器508，得到信号D，将信号C和信号D送入差分放大器512进行回音消除，将得到的信号M+送入无线通信模块100，得到完整的来自于电话机的信号，而将回音完全消除。

其中，关于三个差分放大器的放大系数的调整，首先要调整放大器508和510的放大倍数，来保证信号C和信号D的幅度要完全一致，只有这样才能保证信号C和信号D在通过差分放大器512后，回音被完全消除。

另外，可调整差分放大器512的放大倍数，要参考供电电源，使放大器512的输出信号MIC在保证没有失真的前提下，通过和无线通信模块100软件部分的配合调整，使输出的语音信号幅度适中，保证用户对声音的大小满意。

如图6所示，本部分电路，都要采取单点接地的方法，即本部分电路所有的接地点，和设备中的基准地602之间，依靠一根粗走线604连接，而在这根走线和电源之间，需要有滤波电容，从而可以更彻底地将回音消除。

综上所述，不会因为需要调整大量的滤波系数，而产生声音的延迟。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种消回音方法，用于消除无线接入设备中的回音，其特征在于，包括：

将由所述无线接入设备中的无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号，以及将通过所述无线接入设备中的用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及

将所述第一信号和所述第二信号的幅度进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入所述无线通信模块作为接收到的音频信号。

2.根据权利要求1所述的消回音方法，其特征在于，还包括：

调节所述第一差分放大的放大系数和所述第二差分放大的放大系数，使所述第一信号和所述第二信号的幅度完全一致。

3.根据权利要求1或2所述的消回音方法，其特征在于，还包括：

参考供电电源来调节所述第三差分放大的放大系数，使得所述第三信号在保证不失真的情况下，通过与所述无线通信模块的配合调节来使由所述无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

4.一种消回音电路，用于消除无线接入设备中的回音，其特征在于，包括：

第一差分放大器，连接到所述无线接入设备中的无线通信模块，用于将由所述无线通信模块发出的音频信号进行第一差分放大，形成第一信号；

第二差分放大器，连接到所述无线接入设备中的用户接口电路，用于将由所述用户接口电路发出的TIP/RING信号进行第二差分放大，形成第二信号；以及

第三差分放大器，与所述第一差分放大器和所述第二差分放大器相连接，用于将所述第一信号和所述第二信号进行第三差分放大，并将形成的第三信号送入所述无线通信模块作为接收到的音频信号。

5.根据权利要求4所述的消回音电路，其特征在于，所述第一差分放大器的放大系数和所述第二差分放大器的放大系数被调节为使得所述第一信号和所述第二信号具有完全一致的幅度。

6.根据权利要求5所述的消回音电路，其特征在于，所述第三差分放大器的放大系数通过参考供电电源被调节为使得所述第三信号在保证不失真的情况下，通过与所述无线通信模块的配合调节来使由所述无线通信模块输出的语音信号幅度适中。

7.根据权利要求6所述的消回音电路，其特征在于，所述消回音电路通过单点接地与所述无线接入设备的基准地相连接。

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