CN101814934A

CN101814934A - 具有回音消除功能的通讯装置及其方法

Info

Publication number: CN101814934A
Application number: CN200910004966A
Authority: CN
Inventors: 黄亮维; 俞丁发; 曾达钦; 王志祺
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: CN101814934B

Abstract

具有回音消除功能的通讯装置包含：数字回音消除电路，根据数字输出信号决定回音估计成分，并依据回音估计成分来执行数字回音消除操作于数字输入信号上；参数控制电路依据回音估计成分来产生控制信号；模拟回音消除电路包含第一、第二回音消除电阻，其是根据控制信号来调整其电阻值。

Description

具有回音消除功能的通讯装置及其方法

技术领域

本发明有关一种通讯装置，尤指一种具有回音消除功能的通讯装置。

背景技术

以太网络是利用四对双绞线(UTP)进行全双工(full duplex)传输，因此，一个传输端口会包含有四个通道。通常一个通道(即一对双绞线)所传输的信号会受到其接收器本身所造成的回音(Echo)干扰，并受到来自其它通道的接收器所形成的近端串音(near end cross talk，NEXT)干扰。在接收器的数字信号处理中，必须将这些干扰消除。

已知技术已揭露于美国专利案号第7333603号中。该已知方法是利用数据切割器(data slicer)的误差信息来调整电阻与电容，由于数据切割器是已集合所有的误差信息，且必须先做转换才能使用，不仅使用麻烦而且掺杂太多其它的噪声以及误差，容易失真。此外，该已知方法仅能尽量消去反弹回来的回音信号(echo)，却无法控制使得反弹的回音量是最少的，也无法控制传送器的传送信号功率的大小。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种通讯装置及其方法，以解决先前技术中的问题。

本发明的目的之一在于提供一种通讯装置及其方法，可较精确地控制使得反弹的回音量是最少的，及/或可控制传送器的传送功率的大小。

依据本发明的一实施例，本发明提供了一种通讯装置，包含有：传送器，用来将数字输出信号转换成模拟输出信号，并传送该模拟输出信号；接收器，用来接收模拟输入信号，以及将该模拟输入信号转换成数字输入信号；数字回音消除电路，用来根据该数字输出信号决定回音估计成分，并用来依据该回音估计成分，对该数字输入信号上执行数字回音消除；参数控制电路，耦接于该数字回音消除电路，用来依据该回音估计成分来产生控制信号；以及模拟回音消除电路，用以根据该控制信号，对该模拟输入信号上执行模拟回音消除。

依据本发明的一实施例，本发明提供了一种回音消除方法，该方法包含：将数字输出信号转换成模拟输出信号，并传送该模拟输出信号；根据该数字输出信号决定回音估计成分；依据该回音估计成分，对数字输入信号上执行数字回音消除；依据该回音估计成分来产生控制信号；根据该控制信号，调整执行对模拟输入信号上执行模拟回音消除；以及接收该模拟输入信号，并将该模拟输入信号转换成数字输入信号。

本领域技术人员观看过本说明书内容或/及图式，可轻易理解出本发明的其它的目的、特征或功效。有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

附图说明

图1为本发明的通讯装置的第一实施例的示意图。

图2为本发明的通讯装置的第二实施例的示意图。

图3为图2中的参数控制电路的一范例的示意图。

图4为本发明的回音消除方法的一操作范例的流程图。

图5为说明图4的步骤410的流程图。

图6为说明图4的步骤412的流程图。

[主要元件标号说明]

100、200 通讯装置 110 传送器

120 数字模拟转换器 130 传送电路

140 接收器 150 模拟前端电路

152 自动增益控制器 154 低通滤波器

160 模拟数字转换器 170 数字回音消除电路

172 数位回音消除器 174 减法器

180、280 参数控制电路 190 模拟回音消除电路

SE 回音估计成分 SC1、SC2 控制信号

R1、R2 回音消除电阻 C1、C2、C3、C4 回音消除电容

132、134 输出端 1521、1522 输入端

R3 外部阻抗 310 特定运算器

320 加法器 330 搜寻单元

340 控制信号产生单元

402～412、502～524、610～622 步骤

具体实施方式

图1为本发明的通讯装置100的第一实施例的示意图。通讯装置100包含传送器110、接收器140、数字回音消除电路170、参数控制电路180以及模拟回音消除电路190。

传送器110包含数字模拟转换器(DAC)120以及传送电路130。数字模拟转换器120将数字输出信号SD_OUT转换成模拟输出信号SA_OUT(为差动信号)，而传送电路130用来传送模拟输出信号SA_OUT。接收器140包含有模拟前端电路150以及模拟数字转换器(ADC)160，其中模拟前端电路150包含自动增益控制器(AGC)152以及低通滤波器154。模拟前端电路150用来接收模拟输入信号SA_IN(为差动信号)，而模拟数字转换器160将模拟输入信号SA_IN转换成数字输入信号SD_IN。

数字回音消除电路170包含数字回音消除器172以及减法器174，数字回音消除器172根据数字输出信号SD_OUT决定回音估计成分SE，而减法器174依据回音估计成分SE来执行数字回音消除操作于数字输入信号SD_IN上。参数控制电路180用来依据回音估计成分SE来产生控制信号SC1。模拟回音消除电路190用以根据控制信号SC1调整执行于模拟输入信号SA_IN上的模拟回音消除操作。于本实施例中，模拟回音消除电路190包含第一回音消除电阻R1以及第二回音消除电阻R2，其中第一、第二回音消除电阻R1、R2根据控制信号SC1来调整其电阻值，以与外部阻抗R 3进行阻抗匹配，进而降低回弹至接收器140的回音成分。模拟回音消除电路190还包含第一、第二、第三以及第四回音消除电容C1～C4。

第一、第二回音消除电阻R1、R2可调整其电阻值，以降低回弹至接收器140的回音成分。由于回弹至接收器140的回音成分很小，因此可以很精确地控制传送器110的传送功率的大小。

回音估计成分SE是直接由数字回音消除电路170所取得，仅包含近端回音成分(near-end echo)以及远程回音成分(far-end echo)，故不但使用简单且没有掺杂其它的噪声以及误差。

图2的通讯装置200与图1的通讯装置100类似，两者不同之处在于，参数控制电路280另依据回音估计成分SE来产生控制信号SC2，且第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4根据控制信号SC2来调整其电容值，以调整其相位延迟，进而将最大的回音成分消去。

将回音消除电容分成C1、C2以及C3、C4两路可以得到较好的效果，但此并非本发明的限制条件，仅设置第一、第二回音消除电容C1、C2或者仅设置第三、第四回音消除电容C3、C4亦隶属本发明。

图3为图1、2中的参数控制电路280的一范例的示意图。参数控制电路280包含运算器310、加法器320、搜寻单元330以及控制信号产生单元340。运算器310用来执行一运算于回音估计成分SE中多个抽头(tap)，以产生多个第一运算值OPV₁₁～OPV_1N。加法器320用来将多个第一运算值OPV₁₁～OPV_1N进行相加以产生第二运算值OPV₂。搜寻单元330依据第一、第二回音消除电阻R1、R2对应于不同的电阻值及/或第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4对应于不同的电容值时所对应的多个第二运算值OPV₂来搜寻第一、第二回音消除电阻R1、R2的较佳电阻值设定R_OPM，及/或第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4的较佳电容值设定C_OPM。此时，控制信号产生单元340会依据较佳电阻值设定R_OPM来设定控制信号SC1以将第一、第二回音消除电阻R1、R2的电阻值调整至较佳电阻值设定R_OPM，并依据较佳电容值设定C_OPM来设定控制信号SC2以将第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4的电容值调整至较佳电容值设定C_OPM。

运算器310可为绝对值运算器或者平方运算器，亦可为其它种类的运算器。因此，运算器310将回音估计成分SE中的多个(例如N个)抽头进行绝对值运算(或者平方运算)以产生多个第一运算值OPV₁₁～OPV_1N。第二运算值OPV₂是以下列式子来表示之：

OPV₂＝OPV₁₁+OPV₁₂+...+OPV_1N (1)

搜寻单元330的搜寻方式有多种方式。例如：当第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4是固定于固定值时，此时将第一、第二回音消除电阻R1、R2设定成对应于不同的电阻值，加法器320会产生相对应的第二运算值OPV₂。此时，搜寻单元330再依据第一、第二回音消除电阻R1、R2对应于不同的电阻值时所对应的多个第二运算值OPV₂来搜寻第一、第二回音消除电阻R1、R2的较佳电阻值设定R_OPM(例如最小值)。最后，控制信号产生单元340会依据最佳电阻值设定R_OPM来设定控制信号SC1以将第一、第二回音消除电阻R1、R2的电阻值调整至较佳电阻值设定R_OPM。此外，又例如：当第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4是固定于固定值时，此时将第一、第二回音消除电阻R1、R2设定成对应于二个不同的电阻值，比较对应的二个第二运算值OPV₂以确定调整方向，直至找到较佳电阻值的设定。

同理，第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4设定方式亦可同上述方式(即将第一、第二回音消除电阻R1、R2固定于固定值时，将第一、第二、第三、第四回音消除电容C1～C4设定成对应于不同的电容值以调整至较佳电容值设定C_OPM。

在不违背本发明的精神下，关于参数控制电路180、280的实施方式的各种变化皆是可行的。

图4为本发明的回音消除方法的一操作范例的流程图，图5为说明图4的步骤410的详细步骤的流程图，图6为说明图4的步骤412的详细步骤的流程图。本领域技术人员可由本说明书的图1、2的实施例的描述中找到相对应的步骤，故省略其详细说明。

由上述内容可理解，本发明将回音信号分为近端回音信号(near-endecho)以及远程回音信号(far-end echo)，其中，近端回音信号可由图1、2的模拟回音消除电路190进行消除，而残余近端反射信号(residual Near-endecho)以及远程反射信号则由后面的数字回音消除电路170做削减，也就是我们可以观察数字回音消除电路170的成分即可知道总反射响应(Total echoresponse，TER)为何，由于远程反射信号基本上是不会变化的，所以我们通过调动可变电阻电容值，与观察总反射响应(TER)的值，就可以知道残余近端反射信号的变化。最简单的方法就是把收敛好的总反射响应(TER)前几个tap的值取绝对值相加，(因为前面的值才包含近端反射信号，后面的值都是远程反射信号，所以取前面几个tap取绝对值相加＝K)。我们调动各种不同的设定，找出最小的K的设定，就是我们所要的最佳解。

由上可知，本发明提供一种通讯装置及其相关方法。通过利用回音估计成分SE来产生控制信号SC1、SC2，以调整回音消除电阻及/或回音消除电容，如此一来，可以控制反弹的回音最小。由于回弹至接收器140的回音成分很小，因此本发明所揭露的网络装置可以很精确地控制传送器110的传送功率的大小。再者，由于控制信号SC1、SC2是由数字回音消除电路170根据数字输出信号SD_OUT所决定的回音估计成分SE来产生之，而回音估计成分SE是直接由数字回音消除电路170所取得，不但使用简单且没有掺杂其它的噪声以及误差(仅包含近端回音成分及远程回音成分)。此外，利用搜寻单元330来搜寻较佳电阻值设定R_OPM、较佳电容值设定C_OPM，即使采用不同的网络线也都可以找到较佳解，以达让模拟回音消除操作的回音消除效果较佳的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种通讯装置，包含有：

传送器，用来将数字输出信号转换成模拟输出信号，并传送该模拟输出信号；

接收器，用来接收模拟输入信号，以及将该模拟输入信号转换成数字输入信号；

数字回音消除电路，用来根据该数字输出信号决定回音估计成分，并用来依据该回音估计成分，对该数字输入信号上执行数字回音消除；

参数控制电路，耦接于该数字回音消除电路，用来依据该回音估计成分来产生控制信号；以及

模拟回音消除电路，用以根据该控制信号，对该模拟输入信号上执行模拟回音消除。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该模拟回音消除电路包含有多个回音消除电阻以及多个回音消除电容。

3.根据权利要求1所述的装置，其中该模拟回音消除电路包含有：

第一回音消除电阻，耦接于该传送器的第一输出端；

第二回音消除电阻，耦接于该传送器的第二输出端；

第一回音消除电容，耦接于该第一回音消除电阻的第一端以及该接收器的第一输入端；以及

第二回音消除电容，耦接于该第二回音消除电阻的第一端以及该接收器的第二输入端，

其中该第一、第二回音消除电容根据该控制信号来调整其电容值。

4.根据权利要求3所述的通讯装置，其中该多个回音消除电容还包含：

第三回音消除电容，耦接于该第二回音消除电阻的第二端以及该接收器的该第一输入端；以及

第四回音消除电容，耦接于该第一回音消除电阻的第二端以及该接收器的该第二输入端，其中该第三、第四回音消除电容根据该控制信号来调整其电容值。

5.根据权利要求2、3或4所述的装置，其中该参数控制电路包含：

运算器，用来对该回音估计成分执行运算以产生多个第一运算值；

加法器，用来将该多个第一运算值进行相加以产生第二运算值；及

控制信号产生单元，用来依据该第二运算值以调整该控制信号；

其中，该控制信号用以调整该多个回音消除电阻。

6.根据权利要求5所述的装置，其中该参数控制电路包含：

搜寻单元，用来依据多个第二运算值来搜寻较佳值；

其中，该控制信号产生单元依据该较佳值以产生该控制信号。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的通讯装置，其为全双工通讯装置。

8.根据权利要求7所述的装置，其中该参数控制电路包含：

其中，该控制信号用以调整该多个回音消除电阻。

9.根据权利要求8所述的装置，其中该参数控制电路包含：

搜寻单元，用来依据多个第二运算值来搜寻较佳值；

10.一种回音消除方法，该方法包含：

将数字输出信号转换成模拟输出信号，并传送该模拟输出信号；

根据该数字输出信号决定回音估计成分；

依据该回音估计成分，对数字输入信号上执行数字回音消除；

依据该回音估计成分来产生控制信号；

根据该控制信号，调整执行对模拟输入信号上执行模拟回音消除；以及

接收该模拟输入信号，并将该模拟输入信号转换成数字输入信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该通讯装置包含有第一回音消除电阻以及第二回音消除电阻，以及执行模拟回音消除的步骤包含：

根据该控制信号来调整该第一、第二回音消除电阻的电阻值。

12.根据权利要求10、11所述的方法，其中该通讯装置包含有第一回音消除电容以及第二回音消除电容，以及执行模拟回音消除的步骤包含：

根据该控制信号来调整该第一、第二回音消除电容的电容值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中该通讯装置包含有第三回音消除电容以及第四回音消除电容，以及执行模拟回音消除的步骤包含：

根据该控制信号来调整该第三、第四回音消除电容的电容值。

14.根据权利要求12所述的方法，其中产生控制信号的步骤包含：

对该回音估计成分中多个抽头执行运算以产生多个第一运算值；

将该多个第一运算值进行相加以产生第二运算值；及

依据该第二运算值，以产生该控制信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其中产生控制信号的步骤还包含：

依据多个第二运算值来搜寻较佳值设定；以及

依据该较佳值设定来产生该控制信号。