CN101453244A - 线回波消除器 - Google Patents

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CN101453244A CNA2007100943227A CN200710094322A CN101453244A CN 101453244 A CN101453244 A CN 101453244A CN A2007100943227 A CNA2007100943227 A CN A2007100943227A CN 200710094322 A CN200710094322 A CN 200710094322A CN 101453244 A CN101453244 A CN 101453244A
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俞曹刚
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Beken Corp
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    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
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Abstract

本发明公开了一种线回波消除器，包括双说话检测器、回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器，双说话检测器通过比较参考信号和来自回波补偿器的残余信号，以及比较残余信号和一个门限能量来检测双说话是否存在；回波路径估计器接受来自双说话检测器的输出信号，在双说话不存在时，通过NLMS过程更新FIR滤波器的系数；回波信号估计器根据所述FIR滤波器的系数对参考信号进行滤波，得到估计的回波信号；回波补偿器中利用全加器从回波信号中减去回波信号估计器输出的估计的回波信号，得到残余信号。本发明的线回波消除器，能够对正反馈回波进行消除，同时结合无直流偏差的定点运算，得到无偏差的补偿，可用于存在正反馈回波的桥接器。

Description

线回波消除器
技术领域
本发明涉及一种线回波消除器，用于消除桥接器产生的回波。
背景技术
市面上现有产品包括一个双说话检测器、一个回波路径估计器、一个回波信号估计器以及一个回波补偿器，其连接关系见图1。现有产品通常用于消除桥接器产生的回波信号，并且假定桥接器形成的回波路径的增益小于-6dB，即回波信号会比参考信号(正常通信中的声音信号)强度弱，这样现有产品在设计过程中会限定回波路径估计器中滤波器增益最大为0dB，造成的主要问题是它不能消除增益大于0dB以上的桥接器产生的回波，从而无法用于某些频点存在0dB以上增益的ADSL桥接器中。在上面描述中称比参考信号强的回波信号为正反馈回波，而比参考信号弱的回波信号为负反馈回波。显然现有产品不能消除正反馈回波。
现有产品的另一个问题是双说话检测器只能工作在回波路径增益小于-6dB的桥接器的情况下，它通过比较发送的参考信号和反馈的回波信号进行判断，如果回波信号对参考信号的强度比值大于-6dB时，就认为存在双说话，否则就认为双说话不存在；这样当存在正反馈回波时，双说话检测器就会误判为双说话存在。
现有产品还有一个问题是回波路径估计和回波信号估计在定点处理过程中使用低位截断或者低位中的最高位进位进行字长限制，这种处理方式存在直流偏差，造成最终的回波补偿结果也是有偏差的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种线回波消除器，其可以对正反馈回波进行补偿。
为解决上述技术问题，本发明的线回波消除器，包括双说话检测器、回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器，双说话检测器通过比较参考信号和来自回波补偿器的残余信号，以及比较残余信号和一个门限能量来检测双说话是否存在；回波路径估计器接受来自双说话检测器的输出信号，在双说话不存在时，通过归一化最小均方自适应过程更新FIR滤波器的系数；回波信号估计器根据FIR滤波器的系数对参考信号进行滤波，得到估计的回波信号；回波补偿器中利用全加器从输入的回波信号中减去回波信号估计器输出的估计的回波信号，得到残余信号，并输出到双说话检测器中。
本发明的线回波消除器，其双说话检测器通过比较残余信号和参考信号，以及比较残余信号和一个门限来检测双说话是否存在，可以在存在正反馈回波时给出正确的判决。同时，在定点运算过程中，对中间结果保留全部的有效位，在最终结果进行字长变化时，舍弃低位的处理方法，实现无直流偏差的信号处理，最终得到无偏差的直流补偿。可用于某些频点存在0dB以上增益的ADSL桥接器。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为现有技术中线回波消除器的示意图；
图2为本发明的线回波消除器的示意图。
具体实施方式
本发明的线回波消除器包括双说话检测器、回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器；双说话检测器接受参考信号和来自回波补偿器的残余信号，输出至回波路径估计器；回波路径估计器接受双说话检测器的输出信号和来自回波补偿器的残余信号，得到一系数输出至回波信号估计器；回波信号估计器通过使用回波路径估计器得到的系数对参考信号进行滤波而得到回波信号，输出至回波信号补偿器；然后回波信号补偿器会从回波信号中减去估计出的回波信号，得到残余信号。
双说话检测器根据输入信号判断双说话是否存在，判决基于两个条件；条件一是残余信号对参考信号强度的比值大于-6dB，条件二是残余信号能量大于一个门限能量，该门限能量最小值可以为能有效接收的信号强度的一半。上述两个条件都成立则双说话存在，否则不存在。有了上述的两个条件的设定，可以在存在正反馈回波时给出正确的判决。
当双说话检测器检测出双说话存在，即发送信号让回波路径估计器停止路径估计即系数更新，否则回波路径估计器将使用NLMS过程更新回波路径估计器中FIR滤波器的系数。归一化最小均方(NLMS)自适应过程是一种公知的处理技术，其利用如下算法在自适应滤波器方程里修正FIR滤波器的系数αk(n+1)，其算法迭代公式为：
a k ( n + 1 ) = a k ( n ) + μe ( n ) P ( n ) * y ( n )
其中μ应由试验来确定。系数更新过程中，采用无直流偏差的定点运算过程。具体处理过程为定点运算时，对中间结果保留全部的有效位，对最终以二进制补码有符号数表示的结果进行字长变化时采用如下方式：当需要舍弃低位时，如果最终结果为负数时，则直接丢弃低位，否则丢弃低位并将低位中的最高位进位。例如低位舍弃前的二进制补码有符号数字为X[M-1：0]，并且位排序方式为最高位在最左，假定低N位需要舍弃来得到Y，则如果X[M-1]＝0，Y＝X[M-1：N]+X[N-1]；如果X[M-1]＝1，Y＝X[M-1：N]。在定点运算中对字长采用这种处理方式实现无偏差的处理。回波路径估计器的FIR滤波器的系数能够表示的滤波器增益可以达到6dB，这样的设置就支持对正反馈回波路径的正确估计，即使回波信号比参考信号强，只要回波信号对参考信号强度的比值不超过6dB，回波估计器系数仍可以表示该回波路径，故本发明的回波补偿器可以对正反馈回波进行补偿。
回波信号估计器使用回波路径估计器中输出的FIR滤波器的系数对参考信号进行滤波，而得到回波信号估计，其中滤波器会在累加过程保留所有的有效位，最后使用无直流偏差的定点运算来得到无偏的回波信号估计。该无直流偏差的定点运算处理方法与回波路径估计器中系数更新过程中的无直流偏差的定点运算方法相同。
最后回波补偿器中利用全加器从输入的回波信号中减去回波信号估计器输出的估计出的回波信号，最后输出时使用无直流偏差的定点运算，最终实现无偏回波补偿。
本发明的线回波消除器和ADC(模拟到数字转换器)、DAC(数字到模拟转换器)一起完成对桥接器产生的回波信号的消除。本发明中的所有的功能模块都在数字域使用有限字长通过定点运算过程实现。

Claims (4)

1、一种线回波消除器，包括双说话检测器、回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器，其特征在于：所述双说话检测器通过比较参考信号和来自回波补偿器的残余信号，以及比较残余信号和一个门限能量来检测双说话是否存在；所述回波路径估计器接受来自双说话检测器的输出信号，在双说话不存在时，通过归一化最小均方自适应过程更新FIR滤波器的系数；所述回波信号估计器根据所述FIR滤波器的系数对参考信号进行滤波，得到估计的回波信号；所述回波补偿器中利用全加器从输入的回波信号中减去回波信号估计器输出的估计的回波信号，得到残余信号，并输出到所述双说话检测器中。
2、按照权利要求1所述的线回波消除器，其特征在于，所述双说话检测器检测存在的条件为：所述残余信号强度对参考信号强度的比值大于-6dB；所述残余信号能量大于一个门限能量。
3、按照权利要求1或2所述的线回波消除器，其特征在于：所述双说话检测器、回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器在数字域中都是使用有限字长进行定点运算，且所述回波路径估计器、回波信号估计器和回波补偿器中采用无直流偏差的定点运算。
4、按照权利要求3所述的线回波消除器，其特征在于：所述无直流偏差的定点运算为在定点运算过程中，对运算中间结果保留全部的有效位，对最终以二进制补码有符号数表示的结果进行字长变化时，当需要舍弃低位时，如果最终结果为负数时，则直接丢弃低位，否则丢弃低位并将低位中的最高位进位。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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