CN1593055A - 具有带宽扩展和回音补偿的通信终端装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通信终端装置，带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置，所述的信号接收线路具有人工扩展通信终端装置的接收的信号的带宽的带宽扩展装置(AbE)、数/模转换器(1)和扬声器(LS)，所述的信号发射线路具有微音器(MIC)、发射线路低通(TP2)和模/数转换器(2)，其中，在带宽扩展装置(ABE)的输出端与信号发射线路的有关微音器(MIC)的连接端(3)之间在模/数转换器(2)的另一方设有回音补偿装置(AEC)，还涉及用于人工地扩展通信终端装置的输入信号的带宽的方法。
Description
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的通信终端装置以及人工扩展通信终端装置的接收信号的带宽的方法。
在现有技术中公知一种带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置，所述的信号接收线路具有人工扩展通信终端装置的接收信号的带宽的带宽扩展装置、数/模转换器和扬声器，所述的信号发射线路具有微音器、发射线路低通和模/数转换器。然而这样的通信终端装置目前还没有投入市场。
上述的带宽扩展装置的任务是，在窄带的接收信号的基础上为该接收信号进行带宽扩展，并且是在扫描和分析接收的信号的条件下借助于适当的算法进行的。例如接收信号可以在300至3400Hz的频率范围之间，从而扩展带宽既可以向低频也可以向高频进行。
对窄带的接收信号的频率分析导致，在窄带的接收信号中的低频端添加其谐波在窄带的接收信号中的基波。与之相类似，在窄带的接收信号中可能存在其谐波能够在窄带接收信号的高频端补充的基波。总体上在其带宽方面扩展了的接收信号的基础上通过扬声器发出的声音信号的音响图谱得到改善。尤其改善对语音信号是声音信号的主观感受质量。
同样在现有技术中公知所谓的回音补偿装置，其任务是，抑制经过扬声器经信号发射线路发出的信号接收线路的声音信号。这是需要的，以考虑这样的事实：从扬声器发出的声音信号经过通信通信终端装置的微音器和通信终端装置的天线重新发出，从而通信终端装置的使用者的通话伙伴把其自己的语音信号感觉成回音。
用于回音补偿的算法具有不能够补偿接收信号的非线性失真的特性。然而这样的非线性失真却从上述的接收信号的带宽扩展中得出。
因此本发明的任务是，提供带有带宽扩展装置的通信终端装置，用之可以有效地补偿所出现的回音。还应当提出人工地扩展通信终端装置的接收信号的带宽的方法，用之适应回音补偿的措施。
所述任务在通信终端装置方面通过一种带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置完成，所述的信号接收线路具有人工扩展通信终端装置的接收信号的带宽的带宽扩展装置、数/模转换器和扬声器，所述的信号发射线路具有微音器、发射线路低通和模/数转换器，其中在带宽扩展装置的输出端与信号发射线路的有关微音器的连接端之间在模/数转换器的另一方设有回音补偿装置。
从而，根据本发明提出向回音补偿装置提供带宽扩展装置的输出信号，从而可以借助于其所属的算法从信号发射线路的信号扣除扩展的接收信号。
在此要强调，由于带宽扩展在回音补偿装置的输入信号中含有输入信号的非线性失真，从而可以以公知的方式使用回音补偿装置。
在本发明的一个实施形式中，带宽扩展装置用第一扫描速度工作，而回音补偿装置用第二扫描速度工作，并且设有扫描速度转换装置，用于把具有第一扫描速度的带宽扩展装置的输出信号转换成第二扫描速度，其输出端与回音补偿装置的输入端连接。
这种做法考虑到这样的事实：带宽扩展装置和回音补偿装置可以用不同的扫描速度工作，然而其中回音补偿装置应当含有在其扫描速度方面与回音补偿装置使用的扫描速度相应的输入信号。在许多情况下，带宽扩展装置的扫描速度高于回音补偿装置的扫描速度，从而扫描速度转换装置降低扫描速度。
扫描速度转换装置可以与转换低通协同工作，所述的转换低通具有与回音补偿装置的第二扫描速度匹配的通带特性。该实施形式适用于其中第一扫描速度高于第二扫描速度的情况。在此情况下应当避免在回音补偿装置的输入信号中含有其频率因为第二扫描速度而不能表示的信号部分。转换低通即用于此目的。
带宽扩展装置的第一扫描速度可以是16kHz，而回音补偿装置的第二扫描速度可以是8kHz。这些值是带宽扩展装置或者回音补偿装置的典型值，所述的带宽扩展装置和回音补偿装置在现有技术中却没有相互结合。
为了优化回音补偿的质量，转换低通的通带特性可以被设计得通过至少等于发射线路低通较高频率的信号部分。否则转换低通抑制不能够由回音补偿装置补偿的信号部分。
上述的任务在方法方面通过一种人工扩展带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置的输入信号的带宽的方法完成，具有以下步骤：
a)扫描信号接收线路中的接收信号，
b)以在步骤a)中得到的扫描值为基础借助于带宽扩展算法扩展接收信号的带宽，以得到扩展了的接收信号，
c)在扫描扩展的接收信号的条件下，借助于回音补偿算法补偿被扩展的接收信号的回音。
各个方法步骤的说明已经在上面借助于带有带宽扩展回音补偿装置的通信终端装置的说明中进行了。
在此要强调，带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置原则上可以在第一扫描速度和第二扫描速度的每一种结合的情况下工作。在实践中，常常是第一扫描速度例如高于第二扫描速度的两倍。对于本发明重要的是，带宽扩展装置的输出信号在其扫描速度方面与回音补偿装置的扫描速度匹配，其中还可以考虑，例如通过内插提高带宽扩展装置的输出信号的扫描速度。
下面借助于附图更详细地说明本发明的实施例。在附图中：
图1在其中带宽方面通过根据本发明的装置扩展了的接收信号的频谱的曲线图，
图2通信终端装置的电路的概况方框电路图，用于表示带宽扩展和回音补偿。
在图1中扩展的接收信号的信号部分的幅度值作为频率的函数。中间的信号部分源于已经到达通信终端装置的输入信号。在本实施例中接收信号的频率范围从300Hz至约3400Hz，其中不论是接收信号的高频端低频端信号幅度都不是原来地那样而是在一定的区间上下降的。
设在通信终端装置中的信号接收线路中的带宽扩展装置ABE(比较图2)负责扩展接收信号的原来的带宽，并且不论高频端还是在低频端都扩展。在高频端上添加信号部分HBE与原接收信号的中间的信号部分NB叠合。以此方式在约3400Hz的频率范围中既有并且叠合源于原来的接收信号的信号部分，也有并且叠合由带宽扩展装置ABE产生的信号部分。这样的叠合是值得追求的，因为以此方式扩展的接收信号在其声学特性方面被优化了。这对于原接收信号的低频端，即中间的信号部分NB也适用。在该低频端添加信号部分LBE，其中在信号部分LBE和中间信号部分NB之间得出在300Hz左右范围的叠合。
添加的信号部分LBE、HBE在所谓的叠合范围内负责在回音方面的影响不能通过简单的滤波器抑制的非线性失真。所述的叠合区域在图1中用虚线示出。
在图2中所示的通信终端装置的电路部分的结构具有信号接收线路和信号发射线路。信号接收线路以带宽扩展装置ABE为特征，在其输入端有已经到达通信终端装置的原来的8kHz的接收信号。借助于适当的带宽扩展算法，用16kHz的扫描速度进行带宽扩展，从而对于带宽扩展装置ABE得到可以与图1中所示可比较的频谱。
以16kHz扫描速度存在的带宽扩展装置ABE的输出信号被输送到模/数转换器1，所述模数转换器的输出信号通过扬声器LS转换成声音信号。
从为通信终端装置的使用者设置的扬声器LS发出的声音信号，还抵达用于接收语音信号的通信发射装置的微音器MIC，所述的语音信号返回到通信终端装置的使用者。以此方式由扬声器LS发出的声音信号在由微音器MIC接收的声音信号中作为回音。
微音器MIC构成信号发射线路的第一元件。其输出信号被输送到发射线路低通TP2，所述的低通TP2的边沿与后接的模/数转换器2的扫描速度匹配。在本实施例中模/数转换器2以8kHz的扫描速度工作，从而发射线路低通TP2应当衰减4kHz以上的信号频率，以满足在此使用的能奎斯特条件。
现在模/数转换器2的输出信号既含有返回传输至通信终端装置的使用者的源于语音信号的信号部分，也有源于扬声器LS的回音形式的信号部分。
为了抑制回音在此说明的图示电路部件有特别的意义。以16kHz的第一扫描速度存在的带宽扩展装置ABE的输出信号，被输送到构成为抽取低通的转换低通TP1。低通TP1的输出信号抵达扫描速度转换装置ARU，所述扫描速度转换装置ARU把16kHz的第一扫描频率转换成8kHz的第二扫描频率。在此转换低通TP1负责足够的衰减抵达其输入端的频率高于4kHz的信号部分。原则上转换低通应当让具有也被允许通过发射线路低通TP2的频率的信号部分通过。以此方式确保，能够由发射线路低通TP2允许通过的回音也能够借助于现在说明的回音补偿装置AEC补偿。
回音补偿装置AEC采用适当的算法补偿模/数转换器2的输出信号中的回音并且以8kHz的第二扫描速度工作。回音补偿装置AEC的输出信号在信号发射线路的端接点3上，所述的端接点3还与模/数转换器2的输出端连接。在端接点3上进行回音补偿，并且是通过借助于回音补偿算法用回音补偿装置AEC产生的补偿信号进行。通信信号的扫描速度相应于模/数转换器2的输出信号的扫描速度。
Claims (7)
1.通信终端装置，带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置，所述的信号接收线路具有人工扩展通信终端装置的接收信号的带宽的带宽扩展装置(AbE)、数/模转换器(1)和扬声器(LS)，所述的信号发射线路具有微音器(MIC)、发射线路低通(TP2)和模/数转换器(2)，
其特征在于，
在带宽扩展装置(ABE)的输出端与信号发射线路的相关于微音器(MIC)的连接端(3)之间在模/数转换器(2)的另一方设有回音补偿装置(AEC)。
2.如权利要求1所述的通信终端装置，
其特征在于，
带宽扩展装置(ABE)用第一扫描速度工作，而回音补偿装置(AEC)用不同于第一扫描速度的第二扫描速度工作，并且设有扫描速度转换装置(ARU)，用于把带有第一扫描速度的带宽扩展装置的输出信号转换成第二扫描速度，其输出端与回音补偿装置(AEC)的输入端连接。
3.如权利要求2所述的通信终端装置，
其特征在于，
扫描速度转换装置(ARU)与转换低通(TP1)协同工作，所述的转换低通具有与回音补偿装置(AEC)的第二扫描速度匹配的通带特性，其中，第一扫描速度高于第二扫描速度。
4.如权利要求2或3所述的通信终端装置，
其特征在于，
带宽扩展装置(ABE)的第一扫描速度是16kHz，而回音补偿装置(AEC)的第二扫描速度是8kHz。
5.如权利要求3或4所述的通信终端装置，
其特征在于，
转换低通(TP1)的通带特性被设计成使得至少等于发射线路低通(TP2)较高频率的信号部分通过。
6.用于人工扩展带有信号接收线路和信号发射线路的通信终端装置的接收信号的带宽的方法，具有以下步骤：
a)扫描信号接收线路中的接收信号，
b)以在步骤a)中得到的扫描值为基础借助于带宽扩展算法扩展接收信号的带宽，以得到被扩展的接收信号，
c)在扫描被扩展的接收信号的条件下借助于回音补偿算法补偿被扩展的接收信号的回音。
7.如权利要求6所述的方法，其中在步骤b)中用第一扫描频率进行带宽扩展，并且在步骤c)中用第二扫描频率进行扫描，所述第二扫描频率偏离第一扫描频率，并且在进行步骤c)之前，把基于步骤b)得到的被扩展的接收信号转换成第二扫描频率。
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