ES2255588T3 - Terminal de comunicacion con ampliacion de la anchura de banda y compensacion del eco. - Google Patents
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Abstract
Terminal de comunicación con una trayectoria de recepción de señales, que presenta una instalación de ampliación de la anchura de banda (ABE) para la ampliación artificial de una anchura de banda de una señal de recepción del terminal de comunicación, un convertidor digital/analógico (1) y un altavoz (LS), y con una trayectoria de emisión de señales, que presenta un micrófono (MIC), un paso bajo de la trayectoria de emisión (TP2) y un convertidor analógico/digital (2), caracterizado porque entre una salida de la instalación de ampliación de la anchura de banda (ABE) y un punto de conexión (3) de la trayectoria de emisión de la señal con respecto al micrófono más allá del convertidor analógico/digital (2), está prevista una instalación de compensación del eco (AEC).
Description
Terminal de comunicación con ampliación de la
anchura de banda y compensación del eco.
La invención se refiere a un terminal de
comunicación según el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un
procedimiento para la ampliación artificial de una anchura de banda
de una señal de recepción de un terminal de comunicación.
En el estado de la técnica se conoce, por
ejemplo, a partir del documento GB 2 357 682 A un terminal de
comunicación con una trayectoria de recepción de señales, que
presenta una instalación de ampliación de la anchura de banda para
la ampliación artificial de una señal de recepción del terminal de
comunicación, un convertidor digital/analógico y un altavoz, y con
una trayectoria de emisión de señales, que presenta un micrófono, un
paso bajo de la trayectoria de emisión y un convertidor
analógico/digital. Sin embargo, hasta ahora no ha tenido lugar una
implantación en el mercado de un terminal de comunicación de este
tipo.
La instalación de ampliación de la anchura de
banda prevista tiene el cometido de realizar, en virtud de una señal
de recepción de banda estrecha, una ampliación de la anchura de
banda para esta señal de recepción y, en concreto, bajo la
exploración y evaluación de la señal de recepción por medio de un
algoritmo adecuado. Por ejemplo, la señal de recepción puede estar
presente en una gama de frecuencias entre 300 y 3.400 Hz, de manera
que se puede realizar una ampliación de la anchura de banda tanto a
frecuentes bajas como también a frecuencias altas.
Una análisis de la frecuencia de la señal de
recepción de banda estrecha conduce, por ejemplo, a que en el lado
de baja frecuencia de la señal de recepción se añaden ondas
fundamentales, cuyas ondas superiores están contenidas en la señal
de recepción de banda estrecha. De una manera similar, en la señal
de recepción de banda estrecha pueden estar presentes ondas
fundamentales, cuyas ondas superiores se pueden complementar sobre
el lado de alta frecuencia de la señal de recepción de banda
estrecha. En general, se consigue un timbre mejorado de una señal
acústica difundida, en virtud de la señal de recepción, que ha sido
ampliada con respecto a su anchura de banda, a través del altavoz.
Especialmente se mejora una calidad percibida subjetivamente de la
señal acústica, en la que se trata predominantemente de una señal de
voz.
De la misma manera se conocen en el estado de la
técnica las llamadas instalaciones de compensación del eco, que
tienen el cometido de suprimir las señales acústicas difundidas a
través del altavoz de la trayectoria de recepción de señales sobre
la trayectoria de emisión de señales. Esto es necesario para tener
en cuenta el hecho de que las señales acústicas difundidas por el
altavoz son difundidas de nuevo a través del micrófono del terminal
de comunicación y a través de una antena del terminal de
comunicación, de manera que un interlocutor de un usuario del
terminal de comunicación percibe sus propias señales de voz como
eco.
Los algoritmos utilizados para la compensación
del eco tienen la propiedad de que no pueden compensar las
distorsiones no lineales de las señales de recepción. No obstante,
se produce una distorsión no lineal de este tipo a partir de la
ampliación de la anchura de banda descrita anteriormente para la
señal de recepción.
Por ejemplo, en el documento US 5.600.714 A se
presenta una disposición de circuito de un teléfono, que es adecuado
para circuitos de conferencia, que está conectado delante de un
sistema telefónico de dos hilos. Tanto dentro de una trayectoria de
recepción como también de una trayectoria de emisión está prevista
una instalación de compensación del eco.
Partiendo de aquí, la invención tiene el cometido
de preparar un terminal de comunicación con una instalación de
ampliación de la anchura de banda, en el que se pueden compensar de
una manera eficaz los ecos que se producen. También debe indicarse
un procedimiento para la ampliación artificial de una anchura de
banda de una señal de recepción de un terminal de comunicación, en
el que se toman medidas para la compensación del eco.
El cometido se soluciona con respecto al terminal
de comunicación a través de un terminal de comunicación con una
trayectoria de recepción de señales, que presenta una instalación de
ampliación de la anchura de banda para la ampliación artificial de
una anchura de banda de una señal de recepción del terminal de
comunicación, un convertidor digital/analógico y un altavoz, y con
una trayectoria de emisión de señales, que presenta un micrófono, un
paso bajo de la trayectoria de emisión y un convertidor
analógico/digital, de tal manera que entre una salida de la
instalación de ampliación de la anchura de banda y un punto de
conexión de la trayectoria de emisión de la señal con respecto al
micrófono más allá del convertidor analógico/digital, está prevista
una instalación de compensación del eco.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, está
previsto poner la señal de salida de la instalación de ampliación de
la anchura de banda a la disposición de la instalación de
compensación del eco, de manera que ésta puede provocar con la ayuda
del algoritmo asociado a ella una substracción de la señal de
recepción ampliada de una señal sobre la trayectoria de emisión de
señales.
Hay que resaltar que las distorsiones no lineales
de la señal de recepción, en virtud de la ampliación de la anchura
de banda están contenidas en la señal de recepción para la
instalación de compensación del eco como porciones de señales, de
manera que la instalación de compensación del eco se puede emplear
de la manera conocida.
En una forma de realización de la invención, la
instalación de ampliación de la anchura de banda trabaja con una
primera frecuencia de exploración y la instalación de compensación
del eco trabaja con una segunda frecuencia de exploración, y está
prevista una instalación de conversión de la frecuencia de
exploración para la conversión de una señal de salida de la
instalación de ampliación de la anchura de banda con la primera
frecuencia de exploración en la segunda frecuencia de exploración,
cuya salida está conectada con una entrada de la instalación de
compensación del eco.
Este modo de proceder tiene en cuenta el hecho de
que la instalación de ampliación de la anchura de banda y la
instalación de compensación del eco pueden trabajar con diferentes
frecuencias de exploración, debiendo recibir, sin embargo, la
instalación de compensación del eco una señal de entrada, que
corresponde con respecto a su frecuencia de exploración a la
frecuencia de exploración que es utilizada por la instalación de
compensación del eco. En muchos casos, la frecuencia de exploración
de la instalación de ampliación de la anchura de banda será más alta
que la de la instalación de compensación del eco, de manera que la
instalación de conversión de las frecuencias de exploración debe
realizar una reducción de la frecuencia de exploración.
La instalación de conversión de las frecuencias
de exploración puede colaborar con un paso bajo de conversión, que
tiene una característica de paso, que está adaptada para la
instalación de compensación del eco. Esta forma de realización se
refiere a casos, en los que la primera frecuencia de exploración es
más alta que la segunda frecuencia de exploración. En este caso,
debe evitarse que en la señal de entrada para la instalación de
compensación del eco estén contenidas porciones de señales, cuya
frecuencia no se puede representar en virtud de la segunda
frecuencia de exploración. A tal fin sirve el paso bajo de
conversión.
La primera frecuencia de exploración para la
ampliación de la anchura de banda puede ser 16 kHz y la segunda
frecuencia de exploración para la instalación de compensación del
eco puede ser 8 kHz. Estos valores son valores típicos para una
instalación de ampliación de la anchura de banda o bien una
instalación de compensación del eco, que no se han combinado hasta
ahora todavía entre sí en el estado de la
técnica.
técnica.
Para la optimización de la calidad de la
compensación del eco, la característica de paso del paso bajo de
conversión para el paso de porciones de señales está diseñada al
menos con la misma altura de frecuencia que el paso bajo de la
trayectoria de emisión. En otro caso, el paso bajo de conversión
suprimiría porciones de la señal, que no podrían ser compensadas
entonces por la instalación de compensación del eco.
El cometido anterior se soluciona con respecto al
procedimiento a través de un procedimiento para la ampliación
artificial de una anchura de banda de una señal de recepción de un
terminal de comunicación con una trayectoria de recepción de señales
y con una trayectoria de emisión de señales, con las siguientes
etapas consecutivas:
- a)
- exploración de la señal de recepción en la trayectoria de recepción de señales,
- b)
- ampliación de la anchura de banda de la señal de recepción por medio de un algoritmo de ampliación de la anchura de banda en virtud de valores de exploración obtenidos en la etapa a) para la obtención de una señal de recepción de ampliación,
- c)
- compensación de ecos de la señal de recepción ampliada para la trayectoria de emisión de señales por medio de un algoritmo de compensación del eco bajo la exploración de la señal de recepción ampliada.
La explicación de las etapas individuales del
procedimiento se encuentra ya anteriormente con la ayuda de la
descripción del terminal de comunicación con la instalación de
ampliación de la anchura de banda y la instalación de compensación
del eco.
Hay que subrayar que el terminal de comunicación
puede trabajar con la instalación de ampliación de la anchura de
banda y con la instalación de compensación del eco en principio de
cualquier combinación de la primera frecuencia de exploración y la
segunda frecuencia de exploración. En la práctica, el caso más
frecuente será que la primera frecuencia de exploración será más
alta, por ejemplo el doble que la segunda frecuencia de exploración,
No obstante, para la invención es esencial que la señal de salida de
la instalación de ampliación de la anchura de banda esté adaptada,
con respecto a su frecuencia de exploración, a la frecuencia de
exploración de la instalación de compensación del eco, siendo
concebible también una elevación de la frecuencia de exploración
para la señal de salida de la instalación de ampliación de la
anchura de banda, por ejemplo a través de la interpolación.
A continuación se explican todavía en detalle
ejemplos de realización de la invención con la ayuda de los dibujos.
En este caso:
La figura 1 muestra un diagrama para la
ilustración de un espectro de frecuencias de una señal de recepción
ampliada con respecto a su anchura de banda en un terminal de
comunicación según la invención.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de
conjunto de una parte del circuito de un terminal de comunicación
para la ilustración de una ampliación de la anchura de banda y de
una compensación del eco.
En la figura 1 se representa el valor absoluto de
una amplitud de porciones de la señal de una señal de recepción
ampliada como función de la frecuencia. Una porción media de la
señal NB procede a partir de la señal de recepción, que ha llegado a
un terminal de comunicación. En el presente ejemplo de realización,
la gama de frecuencias de la señal de recepción se extiende desde
aproximadamente 300 Hz hasta aproximadamente 3.400 Hz, no obstante
en este caso tanto en el lado de alta frecuencia como también en el
lado de baja frecuencia de la señal de recepción, la amplitud de la
señal no cae de forma repentina sino a través de un intervalo
determinado.
Una instalación de ampliación de la anchura de
banda ABE (ver la figura 2), que está prevista en una trayectoria
de recepción de señales del terminal de comunicación, se ocupa de
una ampliación de la anchura de banda original de la señal de
recepción y, en concreto, tanto en el lado de alta frecuencia como
también en el lado de baja frecuencia. Las porciones de la señal HBE
añadidas en el lado de alta frecuencia se solapan con la porción
media de la señal NB de la señal de recepción original. De esta
manera, están presentes en la gama de frecuencias en torno a 3.400
Hz tanto porciones de la señal, que proceden de la señal de
recepción original, como también porciones de la señal, que han sido
generadas por la instalación de ampliación de la anchura de banda
ABE y se solapan. Un solape de este tipo se considera deseable,
puesto que de esta manera se optimiza una señal de recepción
ampliada con respecto a sus propiedades acústicas. Lo mismo se
aplica también para el lado de baja frecuencia de la señal de
recepción original, es decir, la porción media de señal NB. Sobre su
lado de baja frecuencia se añaden porciones de la señal LBE,
resultando en este caso un solape en le zona en torno a 300 Hz entre
las porciones de la señal LBE y las porciones medias de la señal
NB.
Las porciones de la señal LBE, HBE se ocupan en
las zonas de solape mencionadas de las distorsiones no lineales,
cuyas repercusiones no pueden suprimirse a través de filtros
sencillos con respecto a los ecos. Las zonas de solape mencionadas
se representan con líneas de trazos en la figura 1 para
ilustra-
ción.
ción.
La estructura representada en la figura 2 de una
parte del circuito del terminal de comunicación presenta una
trayectoria de recepción de señales y una trayectoria de emisión de
la señal. La trayectoria de recepción de la señal se caracteriza por
una instalación de ampliación de la anchura de banda ABE, en cuya
entrada se encuentra la señal de recepción original de 8 kHz, que ha
llegado hasta el terminal de comunicación. Por medio de un algoritmo
adecuado para la ampliación de la anchura de banda se realiza, con
una frecuencia de exploración de 16 kHz, una ampliación de la
anchura de banda, de manera que resulta para una señal de salida de
la instalación de ampliación de la anchura de banda ABE un espectro
de frecuencias, que es comparable con el que se muestra en la figura
1.
La señal de salida, que está presente con una
frecuencia de exploración de 16 kHz, de la instalación de ampliación
de la anchura de banda ABE se alimenta a un convertidor
digital/analógico, cuya señal de salida se convierte a través de un
altavoz LS en una señal acústica.
La señal acústica irradiada desde el altavoz LS,
que está prevista para un usuario del terminal de comunicación,
llega también a un micrófono MIC del terminal de comunicación, que
se emplea, en principio, para la recepción de señales de voz, que
retornan al usuario del terminal de comunicación. De esta manera, la
señal acústica irradiada desde el altavoz LS está presente como eco
en la señal acústica recibida por el micrófono MIC.
El micrófono MIC forma un primer elemento de la
trayectoria de emisión de señales. Su señal de salida es alimentada
a un paso bajo de la trayectoria de emisión TP2, cuyo flanco está
adaptado a una frecuencia de emisión de un convertidor
analógico/digital 2 conectado a continuación. En el presente ejemplo
de realización, el convertidor analógico/digital 2 trabaja con una
frecuencia de exploración de 8 kHz, de manera que el paso bajo de la
trayectoria de emisión TP2 debería amortiguar frecuencias de señales
por encima de 4 kHz, para cumplir la condición de Nyquist pertinente
aquí.
Una señal de salida del convertidor
analógico/di-
gital 2 contiene ahora tanto porciones de señales, que proceden desde señales de voz, que son atribuibles al usuario del terminal de comunicación, como también porciones de señales en forma de ecos, que proceden desde el altavoz LS.
gital 2 contiene ahora tanto porciones de señales, que proceden desde señales de voz, que son atribuibles al usuario del terminal de comunicación, como también porciones de señales en forma de ecos, que proceden desde el altavoz LS.
Para la supresión de ecos, tienen una importancia
especial los componentes descritos ahora del circuito representado.
La señal de salida de la instalación de ampliación de la anchura de
banda ABE, que está presente con una primera frecuencia de
exploración de 16 kHz, es alimentada a un paso bajo de conversión
TP1 configurado como paso bajo de decimación. Una señal de salida
del paso bajo de conversión TP1 llega a una instalación de
conversión de frecuencias ARU, que convierte la primera frecuencia
de exploración de 16 kHz en una segunda frecuencia de exploración de
8 kHz. En este caso, el paso bajo de conversión TP1 se ocupa de una
amortiguación suficiente de porciones de la señal que se encuentran
en su entrada con una frecuencia mayor que 4 kHz. En principio, el
paso bajo de conversión debería dejar pasar porciones de la señal
con una frecuencia, que pasa también a través del paso bajo de la
trayectoria de emisión TP2. De esta manera se asegura que los ecos,
que han pasado a través del paso bajo de la trayectoria de emisión
TP2, pueden ser compensados también por medio de una instalación de
compensación del eco AEC, que se describe a continuación.
La instalación de compensación del eco AEC
utiliza un algoritmo adecuado para la compensación de ecos en la
señal de salida del convertidor analógico digital 2 y trabaja con
una segunda frecuencia de exploración de 8 kHz. Una señal de salida
de la instalación de compensación de eco AEC se encuentra en un
punto de conexión 3 de la trayectoria de emisión de la señal, que
está en conexión también con una salida del convertidor
analógico/digital 2. En el punto de conexión 3 se lleva a cabo una
compensación del eco y, en concreto, con la ayuda de una señal de
compensación, que es generada por medio del algoritmo de
compensación del eco de la instalación de compensación del eco AEC.
La frecuencia de exploración de la señal de comunicación corresponde
a la frecuencia de exploración de la señal de salida del convertidor
analógico/digital 2.
Claims (7)
1. Terminal de comunicación con una trayectoria
de recepción de señales, que presenta una instalación de ampliación
de la anchura de banda (ABE) para la ampliación artificial de una
anchura de banda de una señal de recepción del terminal de
comunicación, un convertidor digital/analógico (1) y un altavoz
(LS), y con una trayectoria de emisión de señales, que presenta un
micrófono (MIC), un paso bajo de la trayectoria de emisión (TP2) y
un convertidor analógico/digital (2), caracterizado porque
entre una salida de la instalación de ampliación de la anchura de
banda (ABE) y un punto de conexión (3) de la trayectoria de emisión
de la señal con respecto al micrófono más allá del convertidor
analógico/digital (2), está prevista una instalación de compensación
del eco
(AEC).
(AEC).
2. Terminal de comunicación según la
reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de
ampliación de la anchura de banda (ABE) trabaja con una primera
frecuencia de exploración y la instalación de compensación del eco
(AEC) trabaja con una segunda frecuencia de exploración, que es
diferente de la primera frecuencia de exploración, y está prevista
una instalación de conversión de la frecuencia de exploración (ARU)
para la conversión de una señal de salida de la instalación de
ampliación de la anchura de banda con la primera frecuencia de
exploración en la segunda frecuencia de exploración, cuya salida
está conectada con una entrada de la instalación de compensación del
eco (AEC).
3. Terminal de comunicación según la
reivindicación 2, caracterizado porque la instalación de
conversión de la frecuencia de exploración (ARU) colabora con un
paso bajo de conversión (TP1), que tiene una característica de paso,
que está adaptada para la segunda frecuencia de exploración para la
instalación de compensación del eco (AEC), en el que la primera
frecuencia de exploración es mayor que la segunda frecuencia de
exploración.
4. Terminal de comunicación según una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la primera
frecuencia de exploración para la instalación de ampliación de la
anchura de banda (ABE) es 16 kHz y la segunda frecuencia de
exploración para la instalación de compensación del eco (AEC) es 8
kHz.
5. Terminal de comunicación según una de las
reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la
característica de paso del paso bajo de conversión (TP1) para el
paso de porciones de señales está diseñada al menos con la misma
altura de frecuencia que el paso bajo de la trayectoria de emisión
(TP2).
6. Procedimiento para la ampliación artificial de
una anchura de banda de una señal de recepción de un terminal de
comunicación con una trayectoria de recepción de señales y con una
trayectoria de emisión de señales, con las siguientes etapas
consecutivas:
- a)
- exploración de la señal de recepción en la trayectoria de recepción de señales,
- b)
- ampliación de la anchura de banda de la señal de recepción por medio de un algoritmo de ampliación de la anchura de banda en virtud de valores de exploración obtenidos en la etapa a) para la obtención de una señal de recepción de ampliación,
caracterizado por la
etapa
- c)
- compensar ecos de la señal de recepción ampliada para la trayectoria de emisión de señales por medio de un algoritmo de compensación del eco bajo la exploración de la señal de recepción ampliada.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que la ampliación de la anchura de banda en la etapa b) se realiza
con una primera frecuencia de exploración y la exploración en la
etapa c) se realiza con una segunda frecuencia de exploración, que
es diferente de la primera frecuencia de exploración y se lleva a
cabo y se convierte una señal de recepción ampliada obtenida en
virtud de la etapa b) a la segunda frecuencia de exploración, antes
de que se realice la etapa c).
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