TW201032487A - Apparatus for processing echo signal and method thereof - Google Patents

Description

201032487 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種通訊系統，尤指一種具有迴音消除的通訊系 統。 【先前技術】 在一通訊系統中，發射器所發射的一發射信號會有一部份耦合 到接收器所接收到的一接收信號上’此一現象稱為信號迴音(ech〇) 現象。信號迴音現象會信號影響到該接收器的接收效能。此外，一 迴音信號的能量大小和形狀係與該傳輸通道有關，亦即每一傳輪通 道都會具有一相對應的迴音響應(Echo response)。一般上，習知解決 的做法疋在該接收器上加上一迴音消除器(Ech〇 canceller, EC)。理想 上’該迴音消除器會產生一個大小和該迴音信號相同，但方向相反 的迴音消除信號。如此一來，信號二者可相互抵消，進而使得該接 收器接收到一較乾淨的接收信號。 傳統上係以一數位濾波器來實作該迴音消除器，。且利用抽頭 數越多的數位濾波器越能有效地消除該迴音信號。然而，每一抽頭 數(tap)包括有一延遲單元、一乘法器以及一加法器，其中，乘法器 須佔用較大的電路面積。換言之，抽頭數越多的濾波器意味著硬體 3 201032487 成本越高。因此，如何設計一較低的硬體成本的迴音消除器或/及可 更有效地消除該迴音信號已成為業界亟需解決的問題。 【發明内容】 因此’本發明提供了-種迴音處理裝置以消除一迴音信號的一 處理裝置與其相關方法。 〇 依據本發明之實施例’係提供了一種迴音處理裝置，用以產生 一迴音消除信號以消除，音信號，該迴音信號包括有一第一響應 以及-第二響應’包括有：—第—信號處理電路，用來產生一第一 迴音消除信號’該第-迴音消除信號係用以實質上對應於該第一響 應’ -第二信號處理電路，用來產生m;肖除健，該第二 迴曰消除信號係用以實質上對應於該第二響應，其中，該第一響應 〇 與該第二響應係位於不同時間；以及-加總電路’用以加總該第一 迴日消除信號與該第二迴音消除信號以產生該迴音消除信號。依據 本發明之實細’其係提供—種產生-迴音消除·的方法，該迴 音消除信號制以消除-迴音信號，該迴音信號包括有一第一響應 以及-第二響應，包括：產生—第—迴音消除信號，該第一迴音消 除信號係用以實質上對應於該第一響應；產生一第二迴音消除信 號’該第二迴音、;肖除信號翻以實質上對應_第二響應，其中， 該第-響減該第二響應餘料同以及加總該第—迴音消 除仏唬與該第二迴音消除信號以產生該迴音消除信號。 4 201032487 由於本發明係利用該迴音信號的脈衝響應的分群現象來設計該 迴音信號處理裝置，贿得該迴音信號處理裝置得㈣錄少數量 的抽頭數來消除該迴音信號。 【實施方式】 〇 發明人觀察到該迴音信號的脈衝響應具有如第1圖所示的特 性。如果要使用一個習知迴音消除器，將這樣長之迴音響應(如第1 圖)的消除’則抽頭數(tapnumber)通常須要很大。從第！圖可以得 知，s玄迴音響應會呈現一群一群的現象，亦即複數個響應 100a〜100g ’而群跟群之間的響應(resp〇nse)(亦即振幅)都很小。故， 本發明將群跟群之間的響應(response)故意忽略不計。迴音響應會有 分群的現象主要是因為阻抗不匹配的關係所產生。以雙絞線的傳輸 為例，通常在串線、在線跟線的連接之間，就會有阻抗不匹配的現 ^ 象產生。但是，因為串線的長度和數目在系統上會有規範，所以分 群的數目和大小便可以掌握。 第2圖所示係依據本發明一迴音消除電路2〇〇之一實施例示意 圖。第2圖另包含了一傳送器202、一接收器204、一傳輸通道206、 及迴音消除電路200。傳送器202係透過傳輸通道206發送傳送信 號Χ[η]至接收器204。迴音消除電路200依據該傳送信號χ[η]以產 生的一迴音估測信號Υ[η]。接收器204係用來接收來自傳輸通道206 5 201032487 的一接收信號E[n]以及該迴音估測信號γ[η]以產生一已處理信號 R[n]。迴音消除電路200包含有複數個信號處理電路2〇〇a〜2〇〇g、 複數個延遲電路300a〜300f、一延遲控制電路4〇〇以及一加總電路 500。信號處理電路200a係用來依據傳送信號x[n]以產生一第一迴 音估測信號YJn]，並延遲該傳送信號χ[η]以產生一第一延遲信號 Χι[η]。延遲電路3〇〇a用來對第一延遲信號延遲一特定延遲時 間T!以產生一第二延遲信號xjn]。信號處理電路2〇〇b係用來依據 ❹—第二延遲信號况啦產生-第二迴音估測錢γ2[η]。信號以此 類推，因此後續之信號處理電路和延遲電路的操作不另贅述。加總 電路500麵接於複數個處理電路2〇〇a〜2〇〇g，用以依據複數個迴音 估測信號Yjn]〜Yg[n]來產生迴音估測信號γ[η]。加總電路5〇〇係由 複數個加法器組成。延遲控制電路4〇〇用以控制該複數個延遲電路 300a〜300f之複數個特定延遲時間乃〜。 〇 延遲控制電路400包含有一延遲設定模組400a。延遲設定模組 4〇〇a係用來分別控制複數個延遲電路施〜丽|有複數個候選延 遲時門Tx! Txf。接著’延遲設定模組4〇〇a動態地調整每一個延遲 電路的候選延遲時間。。延遲控制電路·尚包含有運算模組侧 耦接於複數触號處理電路騰〜2GGg絲依據複數健號處理電 路200a〜200g於複數個延遲電路3〇〇a〜3〇〇f分別動態地使用複數個 候選延遲咖Txi〜TxfT所對應之參數設定，計算出分賴應複數 健選延遲時間Τχι〜Txf之複數個運算結果。最後，延遲設定模組 4〇〇a另依據該複數個運算結果來決定出相對應於複數個 6 201032487 複數個特定延遲時間Tr-TV。 第3圖所示係第2圖之信號處理電路200a信號的一實施例示意 圖。為了方便起見’該信號處理電路係以作為說明，且在本實施例 中k號處理電路200a係以一數位濾波器(例如：有限頻率響應(朽以仿 Impulse Response ’ FIR)濾波器)來實作其他信號處理電路2〇〇卜2〇〇g 之運作與信號處理電路200a相似。信號處理電路2〇〇&包含有複數 〇 個延遲單元D-0〜D-N-2、複數個乘法器C—〇〜C_N-l以及複數個加 法器A_0〜A一N-2，其中N的大小代表該數位濾波器的抽頭(Tap) 數°運算模組400b會設定複數個參數Ca,G〜Ca，^分別提供給複數個 乘法器C 0〜C N-1。 — _ 依據本發明之實施例’從第1圖和第2圖可以得知，複數個信 號處理電路200a〜200g係分別用來處理相對應的複數個響應 100a〜l〇〇g (以產生相對應的複數個迴音估測信號Υι[η]〜Yg[n])。換 句話說’複數個迴音估測信號丫^!!]〜Yg[n]係用來分別消除相對應的 複數個響應l〇〇a〜l〇〇g。信號為了精確地消除響應1〇〇a〜1〇〇g，複 數個延遲電路3〇〇a〜3〇〇f分別的複數個特定延遲時間Ti〜Tf就必須 被精確地計算出來。 首先’運算模組4〇〇b對複數個信號處理電路200a〜200g中每一 個#號處理電路進行一訓練(Gaining)機制來運算出每一個信號處理 電路的參數。以信號處理電路200a為例，運算模組4〇〇b會對信號 7 201032487 處理電路200a進行該訓練機制以決定出複數個錄Ca〇〜c_。而 信號處理電路2GGa彻概個參數就可以產生對響應 l〇〇a的消除量。以此類推，當複數個延遲電路3〇加〜3〇沉分別具有 複數個候選延遲時間TXl〜Txf時，每-個信號處理電路内的複數個 參數就可以被決定出來。接著，延遲設定模組她動態地調整複數 個信號處理電路200a〜2〇〇g之間的每一個延遲電路的延遲時間，例 如，延遲時間設定模組4〇〇a動態地改變延遲電路3〇〇a的候選延遲 〇 時間Τχι ’來使得複數健號處理電路200a〜200g的總消除量為最 大。最後，當複數個延遲電路300a〜300f分別的延遲時間為複數個 特定延遲時間時’亦即Tl〜Tf，則運算模組會找出複數個信號處理 電路200a〜200g的總消除量為最大。如此一來，相較於傳統的做法， 本發明之音彳g號處理裝置200就可以以較少的總抽頭數來達到與傳 統迴音消除器具有相同的迴音消除^^ ;或者當本發明之音信號處 理裝置200和傳統的迴音消除器具有相同抽頭數時，本發明之音信 Q 號處理裝置200可以消除更長的迴音響應。 另一方面，本發明並不限制延遲時間設定模組4〇〇&如何調整複 數個彳5號處理電路200a〜200g之間的每一個延遲電路的延遲時間。 當延遲设定模組400a設定不同的延遲時間時，運算模組4⑻b會運 算出每一個信號處理電路對迴音信號E[n]的消除量的大小。接著， 運算模組400b就可以運具出複數個信號處理電路2〇〇a〜2〇〇g對迴音 信號E[n]的總消除量。如此一來，當複數個延遲電路3〇〇a〜3〇〇f的 延遲時間分別為複數個特定延遲時間Tl〜Tf時，迴音信號處理裝置 8 201032487 200就可消除最多的迴音信號E[n]。 一實施例中，在每一次對複數個延遲電路300a〜300f分別設定複 數個延遲時間時，運算模組400b會將經由訓練機制決定出來的所有 的參數的絕對值進行加總’亦即ΣΣ^,,Ι，另一實施例中，複數個作 λι η 號處理電路200a〜200g對迴音信號Ε[η]的總消除量的大小係由複數 個信號處理電路200a〜200g中的所有的參數的平方值的一加總結果 ❿ 來決定，亦即ΣΣΙ〜I2。其中m代表複數個信號處理電路200a〜200g 的個數，η代表每一個信號處理電路内抽頭的個數，〜N_卜以 及i=l〜g，0^則係第i個信號處理電路内的第k個抽頭的係數。因 此’經由反覆的動態調整複數個延遲電路30〇a〜3〇〇f的複數個延遲 時間以及對複數個信號處理電路2〇〇a〜2〇〇g進行的該訓練機制，運 算模組400b就會得到一組最大的加總結果。 & 此外’本發明調整複數個延遲電路3〇〇a〜3〇〇f的複數個延遲時間 可由其他的方式來進行，例如利用微處理器、韌體、軟體的方式。 第4圖所示係第2圖之信號2〇〇之一延遲電路的一實施例示音 圖，係以延遲電路施作為說明。在本實施例中係以—純延遲線 (P⑽delay line)來實作，熟悉此項技術者在閱讀完對延遲電路遍 的說明後齡可赠解其健遲電路3_〜肅之 施包含有—純延遲線（包括有複數辦接之純延遲單元(祕y 9 201032487 mi_02〜麵)以及—紅^細來實作，其中輯時間設定模組 她依據所決定出之特定延遲時間71來產生一延遲控制信號地 至延遲電路遍。簡單來說，特定延糾間Τι會決定延遲控制信號 恤以從複數個延遲單元輸出健XidW、ΧΜ[η]、X3d[n]中選^所 需的延遲傳送信號χ2[η]。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍 〇 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖所示係一迴音#说的脈衝響應(Impulse response)示意圖。 第2圖所示係依據本發明一迴音信號處理裝置之一實施例示意圖。 第3圖所示係第2圖之信號處理電路2〇〇a的一實施例示意圖。 第4圖所示係第2圖之200之一延遲電路的一實施例示意圖。 ❹ 【主要元件符號說明】 100a ' l〇〇b > l〇〇g 響應 200 迴音消除電路 200a、200b、200g 信號處理電路 202 傳送器 204 接收器 10 201032487

206 傳輸通道 300a、300b、300f 延遲電路 400 延遲控制電路 400a 延遲設定模組 400b 運算模組 500 加總電路 500a、500b 加法器 3002 、 3004 、 3006 、 3008 純延遲單元 3010 多工器 11

Claims (1)

1. 201032487 七、申請專利範圍： 1. 一種迴音處理農置，用以產生一迴音消除信號以消除〆迴音信 號，該迴音信號包括有一第一響應以及—第二響應，該裝置包 含： 一第一信號處理電路，用來產生一第一迴音消除信號，該第一 迴音消除信號係用以實質上對應於該第一響應； 一第二信號處理電路，用來產生一第二迴音消除信號，該第二 迴音消除信號係用以實質上對應於該第二響應，其中，該第 響應與該第二響應係位於不同時間；以及 -加總電路，祕該第—與該第二信號處理電路，用以加總該 第迴曰，肖除k號與該第二迴音消除信號以產生該迴音消除 信號。 2. 如請求項第1項所述之裝置，更包含： I遲電路’祕該第—無第二信號處理電路之間用來依 據-控制信號來調整該延遲電路的—延遲時間。 3. 如請求項第2項所述之裝置，更包含. 一延遲控制電路，_於該延遲電路，絲產生該控制信號。 4· Tit鄕3項輯之裝置，該闕控制祕更包含： —輪臟倾選延遲時 12 201032487 一運算模組’输於該第一、第二信號處理電路，用來依據該 複數個候選延遲時間，計算出分別對應該複數個候選延遲時 間之複數個運算結果； 其中，該延遲控制電路依據該複數個運算結果以決定出該控制 信號。 5·如該求項第4項所述之裝置，其中該延遲控制電路依據該複數個 © 運算結果之—極值以決定出該控制信號。 6. 如請求項第2、3、4、或5項所述之裝置，其中，該延遲時間係 相應於與該第一響應與該第二響應之時間差。 7. 如晴求項第2或3項所述之裝置’其中，藉由調整該延遲電路的 該延遲時間讀得該第-迴音着信號係實質上對應於該第一 ❹ 響應以及該第二迴音消除信號係實質上對應於該第二響應。 8. 如請求項第卜2、3、4、或5項所述之裝置，其中，該第—、第 二信號處理電路係為一數位濾波電路。 9. 如睛求項第4賴述之裝置，其中，該複數個運算結果係為加總 該第一、第二信號處理電路之參數的絕對值或加總該第一、第〜 二信號處理電路之參數的平方值。 201032487 參數設定 π).如，求項第4項所述之裝置，其中該第一、第二信號處理電路 係透過-訓練(training)機制來運算出對應每一候選延遲時間之 U.如請ί項第1項所述之裝置，該延遲電路包含有複數個串接之 延遲單元以及一多工器。 12.- ❾ ❹ 種產生-迴音絲錢的方法，該迴音消除信號侧以消除 一迴音信號，該迴音信號包括有—第—響應以及—第二響應， 該方法包含： 產生-第-迴音消除錢’該第—迴音耻信舰用以實質 上對應於該第一響應； 產生-第二迴音翁信號，科二迴音消除錢制以實質 對應於該第—響應，射，該第—響應與該第二響應係 位於不同時間；以及 加=該第H梅錢_第二迴音齡錢以產生該迴 音消除信號。 13.如請求項第12項所述之方法，更包含： 響應 -Mi時間以使縣第H肖除信號係實質上對應於該 =響應以及該第二迴音消除域係實質上對應於該第二 201032487 14. 八月长項第13項所述之方法，該延遲控制電路更包含： =別使用複數個候選延遲時間的其中之一；以及 計算出分別對應該複數個候選延遲時間的其中之—之 果以產生複數個運算結果； … 依據該複數個運算結果以決定㈣延遲時間。 a如請求項第14彻叙方法，其巾，依據職數贿算結果之 〇 一極值以決定出該延遲時間。 16.如請求項第12或13項所述之方法，其中，該延遲時間係相應 於與該第-響應與該第二響應之時間差。 Π.如請求項第12項所述之裝置，射，執行—數倾波步驟以產 生該第一迴音消除信號。 ⑩ 18.—種迴音處理襄置’用以產生-迴音消除信號肖除一迴音信 號，該迴音信號包括有一第一響應以及一第二響應，該裝置包 含： 一第一信號處理電路，用來產生一第一迴音消除信號； 一第二信號處理電路，用來產生一第二迴音消除信號； 一延遲電路，耦接該第一與該第二信號處理電路之間，用來依 據一控制信號來調整該延遲電路的一延遲時間，其中，調整 该延遲時間以使得該第一迴音消除信號係實質上對應於該第 15 201032487 :應以及該第二迴音消除信_實質上對應於該第二響 應，以及 一力口總電路’输該第—與該第二信號處理電路，用以加總該 迴音极信號與該第二迴音消除信號以 消除 1舌说。 19. 如請求項第18項所述之裝置，更包含. 一延遵控輸 20. =-月求項第19項所述之裝置，該延遲控制電路更包含. 一 用來控制該延遲電路使_個候選延遲時 運’ __第—、第二信號處理電路 間之複數十算出分別對應該複數個候選延遲時 獅纖娜❹剩 個運算=2G賴述之&4 ’其巾麵财财路依射複數 個運异結果之-極值以決定出該控制信號。 據顧數 22.如請求項第18、19、20、或21項所述之裝置 間係相應於與該第-響應與該第二響應之時間差。、該延遲時 201032487 23.如請求項第18、19、2 ^ 及21項所述之裝置，其中，該第一、 "〜处理電路係為一數位濾波電路。 24’如明求項第18、19、20、或21項所述之裝置，苴中，今複數 運算結果係μ〜衣1具中，該複數個 或力第二錢處理電路之參數的絕對值 ❹ …、〜第―、第二域處理電路之參數的平方值。 At:項第24項所述之裝置’其中該第-、第二信號處理電路 =透過1練(training)機制來運算出對應每—候選延遲 參數设定。 、 八、圖式： 〇 17