背景技术
第二代(Second Generation,2G)移动通信技术依照采用的多路复用技术(Multiplexing)分成两类,一种是基于时分多址(Time Division MultipleAccess,TDMA)技术所发展出来的系统,例如,全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications,GSM);另一种则是码分多址(CodeDivision Multiple Access,CDMA)技术所发展出来的系统,例如,cdmaOne。
TDMA系统是通过分配时隙(Time Slot)的机制来进行多任务的传输系统,因此轮到传送信号的时隙才会发射信号。在以TDMA技术为基础的GSM无线通信系统中,每一个帧(Frame)的时间长度(Frame Duration)为4.615毫秒(millisecond,ms)。一个帧有8个时隙,每个时隙的时间长度约为577微秒(microsecond,us)。移动电话在每次进行通话时,基站会分配其中一个时隙与手机连接。因此,移动电话每隔4.615ms会发射一次时间长度约为577us的脉冲信号。
移动电话在拨出或接入时,若刚好附近有喇叭,就会听到喇叭发出尖锐的噪音(干扰信号)。这种现象称为电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI),也就是某个电子仪器发出的电磁波,对另一个设备产生不良的影响。
换句话说,当移动电话附近有电子设备,则在通话时可能会对所述电子设备造成干扰。也就是说,移动电话发出的脉冲信号以4.615ms的时间间隔打在被干扰的电子设备上而发出干扰信号(噪声)。所述干扰信号又称为分时多任务噪声(Time Division Duplex(TDD)Noise),其频率约是217Hz且为近似方波调幅的高频信号,如图1中之虚线方框内之波形所示。
因此,需要一个有效方法,将移动电话所发出之脉冲信号因为被干扰而产生的干扰信号予以消除。
发明内容
有鉴于此,需提供一种消除移动装置干扰信号的方法,其适用于电子设备,用以将移动电话所发出之脉冲信号因为被干扰而产生的干扰信号予以消除。
本发明一种实施方式提供一种消除移动装置干扰信号的方法,其适用于电子设备,所述方法包括:取得所述移动装置之多个通信信号,并且将基于所述通信信号所形成之信号波形音频帧化,以产生至少一组音频帧,其中所述组音频帧包括至少一第一音频帧与一第二第一音频帧;计算所述第一音频帧的差分信号波形以产生第一差分正脉冲峰值;计算所述第二音频帧的差分信号波形以产生一第二差分正脉冲峰值;计算所述第一与第二差分正脉冲峰值之一差分平均值,并且取所述差分平均值之第一倍率以得到一差分门坎值;判断所述第一差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值;若所述第一差分正脉冲峰值不小于所述差分门坎值,则判断相距所述第一差分正脉冲峰值默认时间长度之第一目标时间点是否产生第一差分负脉冲峰值;若在所述目标时间点产生所述第一差分负脉冲峰值,判断所述第一差分负脉冲峰值是否小于所述第一差分正脉冲峰值之第二倍率;若所述第一差分负脉冲峰值不小于所述第一差分正脉冲峰值之所述第二倍率,则根据所述第一差分正脉冲峰值的波谷位置与所述第一差分负脉冲峰值的波谷位置定位出至少一个第一信号干扰区段;计算对应所述第一信号干扰区段之第一补偿波形;判断所述第二差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值;若所述第二差分正脉冲峰值不小于所述差分门坎值,则判断相距所述第二差分正脉冲峰值所述预设时间长度之一第二目标时间点是否产生一第二差分负脉冲峰值;若在所述目标时间点产生所述第二差分负脉冲峰值,判断所述第二差分负脉冲峰值是否小于所述第二差分正脉冲峰值之所述第二倍率;若所述第二差分负脉冲峰值不小于所述第二差分正脉冲峰值之所述第二倍率,则根据所述第二差分正脉冲峰值的波谷位置与所述第二差分负脉冲峰值的波谷位置定位出一第二信号干扰区段;计算对应所述第二信号干扰区段之一第二补偿波形;及根据所述第一补偿波形与所述第二补偿波形产生完整干扰补偿波形,并且根据所述完整干扰补偿波形消除所述通信信号之所述信号波形的干扰信号。
优选地,本发明之消除移动装置干扰信号的方法还包括:经由差分运算计算所述第一音频帧或所述第二音频帧的差分信号波形以产生所述第一差分正脉冲峰值或所述第二分正脉冲峰值。
优选地,在本发明之消除移动装置干扰信号的方法中,所述时间长度为577us±100us。
优选地,在本发明之消除移动装置干扰信号的方法中,计算所述第一补偿波形或所述第二补偿波形之步骤还包括:复制所述第一信号干扰区段或所述第二信号干扰区段的信号波形,并且计算所述第一信号干扰区段或所述第二信号干扰区段之信号波形的反相信号,以产生所述第一补偿波形或所述第二补偿波形。
优选地,在本发明之消除移动装置干扰信号的方法中,产生所述完整干扰补偿波形之步骤还包括:将所述干扰补偿波形与所述通信信号之信号波形相加,以产生所述完整干扰补偿波形。
本发明一种实施方式提供一种电子设备,包括:第一装置,用以取得所述移动装置之多个通信信号,并且将基于所述通信信号所形成之信号波形音频帧化,以产生至少一组音频帧,其中所述组音频帧包括至少一第一音频帧与一第二第一音频帧;第二装置,用以计算所述第一音频帧的差分信号波形以产生第一差分正脉冲峰值,以及计算所述第二音频帧的差分信号波形以产生一第二差分正脉冲峰值;第三装置,用以计算所述第一与第二差分正脉冲峰值之一差分平均值,并且取所述差分平均值之第一倍率以得到一差分门坎值;第四装置,用以判断所述第一差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值;第五装置,用以当所述第一差分正脉冲峰值不小于所述差分门坎值时,判断相距所述第一差分正脉冲峰值一默认时间长度之第一目标时间点是否产生第一差分负脉冲峰值;第六装置,用以当在所述目标时间点产生所述第一差分负脉冲峰值时,判断所述第一差分负脉冲峰值是否小于所述第一差分正脉冲峰值之第二倍率;第七装置,用以当所述第一差分负脉冲峰值不小于所述第一差分正脉冲峰值之所述第二倍率时,根据所述第一差分正脉冲峰值的波谷位置与所述第一差分负脉冲峰值的波谷位置定位出至少一个第一信号干扰区段;第八装置,用以计算对应所述第一信号干扰区段之第一补偿波形;所述第四装置,用以判断所述第二差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值;所述第五装置,用以当所述第二差分正脉冲峰值不小于所述差分门坎值时,判断相距所述第二差分正脉冲峰值所述预设时间长度之一第二目标时间点是否产生一第二差分负脉冲峰值;所述第六装置,用以当在所述目标时间点产生所述第二差分负脉冲峰值时,判断所述第二差分负脉冲峰值是否小于所述第一差分正脉冲峰值之所述第二倍率;所述第七装置,用以当所述第二差分负脉冲峰值不小于所述第二差分正脉冲峰值之所述第二倍率时,根据所述第二差分正脉冲峰值的波谷位置与所述第二差分负脉冲峰值的波谷位置定位出一第二信号干扰区段;所述第八装置,用以计算对应所述第二信号干扰区段之一第二补偿波形;及第九装置,用以根据所述第一补偿波形与所述第二补偿波形产生完整干扰补偿波形,并且根据所述完整干扰补偿波形消除所述通信信号之所述信号波形的干扰信号。
优选地,在本发明一种实施方式之电子设备中,所述第二装置经由差分运算计算所述第一音频帧或所述第二音频帧的差分信号波形以产生所述第一差分正脉冲峰值或所述第二分正脉冲峰值。
优选地,在本发明一种实施方式之电子设备中,所述时间长度为577us±100us。
优选地,在本发明一种实施方式之电子设备中,所述第七装置更复制所述第一信号干扰区段或所述第二信号干扰区段的信号波形,并且计算所述第一信号干扰区段或所述第二信号干扰区段之信号波形的反相信号,以产生所述第一补偿波形或所述第二补偿波形。
优选地,在本发明一种实施方式之电子设备中,所述第九装置更将所述干扰补偿波形与所述通信信号之信号波形相加,以产生所述完整干扰补偿波形。
通过本发明一种实施方式之消除移动装置干扰信号的方法,可将移动电话所发出之脉冲信号因为被干扰而产生的干扰信号予以消除。
具体实施方式
本发明一种实施方式之消除移动装置干扰信号的方法可有效消除因受到移动装置所发出之脉冲信号影响而产生的干扰信号。所述移动装置可以是移动电话或任何具有通信功能的电子设备。
图2系显示本发明一种实施方式之消除移动装置干扰信号的方法步骤流程图。
首先取得移动电话之多个通信信号之信号波形(如图3A所示),然后将所述信号波形音频帧化,可得多个音频帧(步骤S202)。
在本发明一种实施方式中,以每X个音频帧为一组进行处理,其中X=4,但不以此为限,X可为任意正整数。当对应第一组音频帧中之多个音频帧的补偿波形计算出来并补偿完后,再计算对应下一组音频帧中之多个音频帧的补偿波形。
从第1组(i=1)音频帧开始,经由差分运算计算出第j(j=1)个音频帧的差分信号波形(如图3B所示),以从中取得差分值,即,第j个音频帧的差分正脉冲峰值(步骤S204),其中,i=1..N,N为正整数,j=1..X。如图4所示,其表示1个完整的音频帧,时间长度(TL)为577us±100us、577us±20us或其它时间长度,其中DTV表示差分门坎值(即,干扰信号门坎值),IW表示第j个音频帧的差分信号波形,DPPPV表示第j个音频帧的差分正脉冲峰值,DNPPV表示第j个音频帧的差分负脉冲峰值。
时间长度T1表示差分正脉冲信号正要开始上升的时间点到差分正脉冲信号之波峰的时间点;时间长度T2表示正脉冲信号之波峰的时间点到差分负脉冲正要开始下降的时间点,其中,这段时间原始的音频值减去一个偏差值(所述偏差值可选正脉冲峰值点的音频值);时间长度T3表示差分负脉冲信号从正要开始下降的时间点到差分负脉冲信号之波谷的时间点。
重复前述计算操作,以取得在第i组音频帧中之所有音频帧的差分值(差分正脉冲峰值)(步骤S204)。例如,在本发明一种实施方式中,每一组音频帧共有4个音频帧,因此可取得4个差分值。接着,计算取得4个差分值的平均值(即,差分平均值),并且取所述差分平均值的固定倍率(例如,30%,但不以此为限)而得到差分门坎值(步骤S206)。
从第1个(j=1)音频帧开始,判断在第i组音频帧中之第j个音频帧的差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值(步骤S208)。若第j个差分正脉冲峰值小于所述差分门坎值,判断是否还有音频帧要处理(步骤S220)。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,则将j加1(j++)(步骤S224),继续处理下一个音频帧(步骤S208)。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,则将i加1(i++)(步骤S226),继续处理下一组音频帧(步骤S204)。
若第j个差分正脉冲峰值大于或等于所述差分门坎值,则判断相距第j个差分正脉冲峰值之时间点577us±100us、577us±20us或其它时间长度的目标时间点是否产生第j个差分负脉冲峰值(步骤S210)。若在目标时间点未产生第j个差分负脉冲峰值,判断是否还有音频帧要处理(步骤S220)。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,则将j加1(j++)(步骤S224),继续处理下一个音频帧(步骤S208)。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,则将i加1(i++)(步骤S226),继续处理下一组音频帧(步骤S204)。
若在所述目标时间点产生第j个差分负脉冲峰值,则判断第j个差分负脉冲峰值是否小于第j个差分正脉冲峰值之预设倍率(例如,80%,但不以此为限)(步骤S212)。若第j个差分负脉冲峰值小于第j个差分正脉冲峰值之所述预设倍率,判断是否还有音频帧要处理(步骤S220)。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,则将j加1(j++)(步骤S224),继续处理下一个音频帧(步骤S208)。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,则将i加1(i++)(步骤S226),继续处理下一组音频帧(步骤S204)。
若第j个差分负脉冲峰值大于或等于第j个差分正脉冲峰值之所述预设倍率,则将第j个音频帧内之通信信号判定为干扰信号(步骤S214)。根据第j个差分正脉冲峰值与第j个差分负脉冲峰值的左边及右边波谷的位置来定位至少一个信号干扰区段(步骤S216)。复制所述信号干扰区段的信号波形,取其基于“零电位”的反相信号,即得到对应所述信号干扰区段的补偿值(补偿波形)(步骤S218)。
判断是否还有音频帧要处理(步骤S220)。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,则将j加1(j++)(步骤S224),继续处理下一个音频帧(步骤S208)。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,则将i加1(i++)(步骤S226),继续处理下一组音频帧(步骤S204)。当处理完所有音频帧后,可取得对应每一个音频帧的补偿波形,从而产生一个完整的干扰补偿波形(如图3C所示)。将所述干扰补偿波形与前述通信信号之所述信号波形相加,可得出最终被消除干扰信号的信号波形(如图3D所示)(步骤S222),然后结束本方法流程。
图5系显示本发明一种实施方式之电子设备的架构图。
本发明一种实施方式之电子设备500包括装置502~526。
装置502取得手机通信信号的波形(如图3A所示),然后将所述通信信号波形音频帧化,可得多个音频帧。
在本发明一种实施方式中,以每X个音频帧为一组进行处理,其中X=4,但不以此为限,X可为任意正整数。当对应第一组音频帧中之多个音频帧的补偿波形计算出来并补偿完后,再计算对应下一组音频帧中之多个音频帧的补偿波形。
装置504从第1组(i=1)音频帧开始,经由差分运算计算出第j(j=1)个音频帧的差分信号波形(如图3B所示),以从中取得差分值,即,第j个音频帧的差分正脉冲峰值,其中,i=1..N,N为正整数,j=1..X。如图4所示,其表示1个完整的音频帧,时间长度(TL)为577us±100us、577us±20us或其它时间长度,其中DTV表示差分门坎值(即,干扰信号门坎值),IW表示第j个音频帧的差分信号波形,DPPPV表示第j个音频帧的差分正脉冲峰值,DNPPV表示第j个音频帧的差分负脉冲峰值。
装置504重复前述计算操作,以取得在第i组音频帧中之所有音频帧的差分(正脉冲峰)值。例如,在本发明一种实施方式中,每一组音频帧共有4个音频帧,因此可取得4个差分值。
装置506计算取得4个差分值的平均值(即,差分平均值),并且取所述差分平均值的固定倍率(例如,30%,但不以此为限)而得到差分门坎值。
装置508从第1个(j=1)音频帧开始,判断在第i组音频帧中之第j个音频帧的差分正脉冲峰值是否小于所述差分门坎值。若第j个差分正脉冲峰值小于所述差分门坎值,装置520判断是否还有音频帧要处理。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,装置524将j加1(j++),装置508继续处理下一个音频帧。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,装置526将i加1(i++),装置504继续处理下一组音频帧。
若第j个差分正脉冲峰值大于或等于所述差分门坎值,则装置510判断相距第j个差分正脉冲峰值之时间点577us±100us、577us±20us或其它时间长度的目标时间点是否产生第j个差分负脉冲峰值。若在目标时间点未产生第j个差分负脉冲峰值,装置520判断是否还有音频帧要处理。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,装置524将j加1(j++),装置508继续处理下一个音频帧。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,装置526将i加1(i++),装置504继续处理下一组音频帧。
若在所述目标时间点产生第j个差分负脉冲峰值,则装置512判断第j个差分负脉冲峰值是否小于第j个差分正脉冲峰值之预设倍率(例如,80%,但不以此为限)。若第j个差分负脉冲峰值小于第j个差分正脉冲峰值之所述默认倍率,装置520判断是否还有音频帧要处理。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,装置524将j加1(j++),装置508继续处理下一个音频帧。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,装置526将i加1(i++),装置504继续处理下一组音频帧。
若第j个差分负脉冲峰值大于或等于第j个差分正脉冲峰值之所述默认倍率,则装置514将第j个通信信号判定为干扰信号信号。装置516根据第j个差分正脉冲峰值与第j个差分负脉冲峰值的左边及右边波谷的位置来定位要消除的信号区段。装置518复制所述信号区段的信号波形,取其基于“零电位”的反相信号,即得到对应所述信号波形的补偿值(补偿波形)。
装置520判断是否还有音频帧要处理。若第i组音频帧中还有音频帧要处理,则装置524将j加1(j++),装置508继续处理下一个音频帧。若第i组音频帧中的音频帧已经处理完,装置526将i加1(i++),装置504继续处理下一组音频帧。当处理完所有音频帧后,装置522取得对应每一个音频帧的补偿波形,从而产生一个完整的干扰补偿波形(如图3C所示),并且将所述干扰补偿波形与所述通信信号波形相加,可得出最终消除干扰信号信号波形(如图3D所示)。
本发明一种实施方式之消除移动装置干扰信号的方法经由经由差分计算的方式,在时域上快速侦测并消除手机串扰噪音法。因此,可将手机因TDMA所串扰至外围影音产品的噪音予以消除,以提升音频产品的消费者使用体验。本发明一种实施方式之消除移动装置干扰信号的方法主要应用于软硬件视讯产品,包括:机顶盒(Set-Top Box,STB)、手机、Google TV、智能型电视(Smart TV)…。