JPH06508256A - 通信装置内の音響エコーを除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に通信分野に関し、特にハンドフリー通信装置（面子を使わずに 通信することができる通信装置）内の音響エコーの除去に関する。

発明の背景 セルラ無線電話システムは、都市部全体に配置された数多くのアンテナを用いる 。それぞれのアンテナは、６つの６０度のセクタ（扇形）に分割されたセルの中 心に位置するのが普通である。各セクタは、低電力で送信される一群の周波数を 有し、セクタの中にある移動無線電話または携帯用無線電話との通信を行う。無 線電話が、あるセクタがら他のセクタに移動すると、用いられる周波数が自動的 に切り替わり、電話の通話は中断されずに継続される。これにより無線電話のユ ーザは、無線電話がセルラ無線電話システムの範囲内にいるときはいつでも地上 回線の電話システムと連絡をとることができる。

このような種類の通信が普及してきたために、都市によっては無線電話の呼が過 負荷状態になっている。すべての周波数が使用中になり、新たなユーザはある周 波数があくまでシステムにアクセスするのを待たねばならないことがある。この ために、セルラ産業は、現在のアナログ・システムに代わる時分割多重アクセス （ＴＤＭＡ）を用いた新世代のデジタル・セルラ無線電話システムを開発するよ うになった。

ＴＤＭＡシステムは、各周波数を時間スロットに分割して、複数の無線電話が１ つの周波数を同時に利用できるようにする。そのために、ＴＤＭＡシステムは、 無線電話システムを用いることのできる無線電話の数を大幅に増やす。

移動無線電話は、ハンドセットを用いて、あるいはハンドフリー・モードで用い ることができる。ハンドセットには、マイクロホンとスピーカとが含まれ、顔に 近づけて通話をする。ＴＤＭＡシステムでは、マイクロホンは、通常ボコーダ（ ｖｏｃｏｄｅｒ）に間接的に接続されており、ボコーダが、アナログの音声信号 を音声信号の量子化されたパラメータ表現であるコード語に変換する。

ハンドフリー動作では、ユーザはハンドセントを持たずに、マイクロホンとスピ ーカから少し離れたところから通話をすることができる。正しいハンドフリー動 作を行うためには、スピーカの動作中は、マイクコホンの音声を減衰しなければ ならない。これにより、マイクロホンに受信され、通話の他端で話している人に 送り返されるスピーカの音声が小さくなる。減衰を行わないと、通話の地上回線 側にいる人は、自分自信の声の音響エコーを聞くことになる。

このエコーは、音声信号がシステム内を進み、発呼者に戻るまでの時間だけ遅延 されている。

スピーカ音声のボリュームにより、この減衰が音響エコーを除去するのに充分で ないことがある。そのために、無線電話システムは、より多くのエコーを除去す るための音響エコー打ち消し装置を持つことがある。ここでもスピーカ音声のボ リュームによっては、検出できるだけのエコーが残ることがある。その結果、音 響エコーを完全に除去するための方法が必要になる。

発明の概要 本発明の音響エコー除去方法は、他の通信装置または基地局と通信するハンドフ リー通信装置内で用いることができる。通信装置は、基地局からハンドフリー通 信装置に対する順方向の通信経路と、ハンドフリー通信装置から基地局への逆方 向の通信経路とを有する。この方法では、まず、逆方向の通信経路上に音響エコ ーがあるか否かを判断する。

エコーがある場合は、ノイズと置き換えられる。

本発明のある実施例においては、ハンドフリー通信装置は、セルラ無線電話であ る。この無線電話は、地上回線電話網に結合された基地局と通信を行う。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるハンドフリー無線電話システムを示す。

第２図は、本発明の過程の流れ図である。

第３図は、通常の無線電話エコー打ち消し装置による処理の後の音響エコーのグ ラフを示す。

好適な実施例の詳細説明 第２図に、本発明の音響エコー除去過程を示す。この過程は、デジタル・セルラ 無線電話環境で動作する移動ハンドフリー無線電話内で用いられる。音響エコー をノイズと置き換えることにより、無線電話と地上回線またはその他の無線電話 ユーザとの間の通信を妨害する可能性のある音響エコーを除去する。この過程は 、送信されている、アナログ信号ではない音声コード語に関して動作する。音声 コード語は、スピーチ・コーグ（ｓｐｅｅｃｈ　ｃｏｄｅｒ）により発生される 。

第１図は、本発明の過程を実現する典型的な無線電話システムを示す。移動側に は、ハンドフリー・マイクロホン（１２２）とスピーカ（１２１＞とが含まれ、 これらは音響エコー打ち消し装置（１２５）、ボコーダ（１３０）。

本発明の音響除去装置（ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）の過程（１ ２３）およびハンドフリー減衰装置（１２４）を通じて移動トランシーバ（１２ ６）に結合されている。

システムの地上側（１１０）は、無線電話（１２０＞と直接通信を行う基地局（ １１５）と、基地局制御端子（１１６）と、地上回線電話交換局（１１７）と、 交換局（１１７）を地上回線電話（１１９）にインターフェースするインターフ ェース回路構成（１１８）とによって構成される。

この過程は、順方向通信経路で音声信号をチェックする（２０１）ことにより開 始する。順方向通信経路（１０１）と逆方向通信経路（１０２）とが第１図に示 される。順方向経路（ｔｏｌ）は、地上回線側（１１０）から無線電話（１２０ ）に向かう信号の方向である。逆方向経路は、無線電話（１２０）から地上回線 側（１１０）に向かう方向である。

順方向経路（１０１）上に音声がない場合は、過程は終了する（２１０）。経路 上には音声がないので、スピーカ（１２１）は働かず、マイクロホン（１２２） はスピーカ（１２１）から音声信号を拾わず、そのため音響エコーは存在しない 。

順方向に音声が検出されると、音響エコーの存在を判定するための閾値を見つけ なければならない（２０２＞。この閾値よりも低い信号はすべて、音響エコーと 見なされる。

閾値は、次の式により計算される： 閾値＝Ｄ−Ａ、−ＡＣ（ｄＢ） ただし： Ｄは、音声信号のダイナミック・レンジ（ｄＢ）：Ａ、は、スピーカからマイク ロホンへの減衰（ｄＢ）；および ＡＣは、エコー打ち消し装置による減衰（ｄＢ）。

この式は、エコーの最高点に閾値を設定して、それによりエコーではない音声信 号のクリッピングを防ぐ。

これを第３図に示す。無線電話を囲む周辺ノイズのレベルであるノイズ・フロア は、−５０ｄＢにある。このフロアは、無線電話の通常の減衰過程（１２４）に より減衰される（３０２）。この減衰を逃れた音響エコー（３０３）は、Ｏ１３ ないし０．５秒の間に現れ、ノイズ・フロア（３０１）より高く示されている。

本発明の過程は、次に、逆方向通信経路上のエネルギが閾値よりも小さいか否か を判定する（２０３）。エコーが閾値よりも高い場合は、この信号を置き換える とエコーでない音声信号がクリッピングされてしまうので、過程は終了する（２ １０）。エコーが閾値より低い場合は、ノイズがエコーと置き換えられる（２０ ４）。

本発明で用いられるノイズという言葉は、現在のノイズ・フロアの数値を表す音 声コード語を識別する一般的な用語である。現在のノイズ・フロアの数値は、現 在のノイズのエネルギとスペクトル成分である。ノイズを表すこれらのコード語 が、音響エコー・コード語の代わりに代入される。

代入されたノイズも、ノイズ・フロアと同じレベルにある。これは、地上回線電 話のユーザに聞こえる不快な音響エコーを除去する効果を持つ。無線電話の環境 の一貫した背景ノイズが代わりに聞こえることになる。

第１図 （日ｐ）★１ｒ室１″誉駆［！＋ヱミ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．ハンドフリー通信装置内の音響エコーを除去する方法であって、この通信装 置が基地局と通信して、基地局から通信装置への順方向通信経路と、通信装置か ら基地局への逆方向通信経路とを有する場合の方法であって：逆方向通信経路上 に音響エコーがあるか否かを判定する段階；および 通信装置により生成された、周辺ノイズのエネルギおよびスペクトル成分を表す 少なくとも１つのコード語で音響エコーを置き換える段階； によって構成されることを特徴とする方法。
2. ２．スピーカと、音声信号からコード語を生成するためのボコーダに結合された マイクロホンと、音響エコー打ち消し装置とを有するハンドフリー無線電話内で 音響エコーを除去する方法であって、この無線電話が、無線周波数上で電話交換 網と通信を行い、電話交換網から無線電話への順方向通信経路と、無線電話から 電話交換網への逆方向通信経路とを有する場合の方法であって：順方向通信経路 上に音声信号があるか否かを判定する段階； 音声信号が順方向通信経路上にある場合に、逆方向通信経路上の音響エコー・コ ード語に関する閾値を計算する段階；および 逆方向通信経路上の音響エコー・コード語が閾値よりも低い振幅を有する場合に 、音響エコー・コード語を周辺ノイズのエネルギおよびスペクトル成分を表すコ ード語と置き換える段階； によって構成されることを特徴とする方法。
3. ３．音響エコー打ち消し装置による減衰を、音声信号のダイナミック・レンジと スピーカからマイクロホンヘの減衰との差から減じることにより閾値を計算する 請求項２記載の方法。