專利名稱：一種抵消公共電話網(wǎng)電路回聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抵消網(wǎng)電路回聲的方法，尤其涉及一種抵消PSTN(公用電話網(wǎng))網(wǎng)電路回聲的方法。
背景技術(shù)：
PSTN中的每一中繼信道為收發(fā)分開的四線傳輸，而用戶線為二線傳輸，其間存在2/4線轉(zhuǎn)換電路，由于阻抗不完全匹配等原因，造成信道有回波產(chǎn)生。
實驗中發(fā)現(xiàn)，PSTN網(wǎng)的回波延時動態(tài)范圍大約為0～100ms，回波衰減大約為6～11dB，為了抵消這種延時動態(tài)范圍較大的回波，通常使用一足夠高階的自適應(yīng)濾波器，例如一60ms延時的回波需要一480階的自適應(yīng)濾波器。這樣高階的自濾波器往往造成DSP(數(shù)字信號處理器)資源的巨大浪費，而且由于高階濾波器的系數(shù)只有一小部分是回波通道的有效估計，絕大部分系數(shù)應(yīng)該收斂為非常接近于0的數(shù)，但是實際當中，由于算法精度、近遠端語音檢測的準確性等原因，這些參數(shù)收斂接近于0的程度不夠理想，因而造成了抵消回波的同時，為回波抵消后的語音引入了一定大小的噪聲。
為了節(jié)省DSP寶貴的資源，同時也為了有較好的回波抵消效果，尋找一種低階的自適應(yīng)濾波器作回波的抵消十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要用更低階的自適應(yīng)濾波器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高階自適應(yīng)濾波器來實現(xiàn)PSTN網(wǎng)電路回聲的抵消。
本發(fā)明在通訊鏈路接通時，在網(wǎng)絡(luò)端進行回波抵消，包括如下步驟
a.信道接通初始階段，進行高階自適應(yīng)濾波器的回波抵消；b.找出高階濾波器的參數(shù)的分布的參數(shù)最大值點，以此點向前、向后分別擴展某一距離，得到一個范圍，其中向前、向后擴展的距離為與回波通道特性和回波衰減大小有關(guān)的經(jīng)驗值；c.找出步驟b所述范圍以外的參數(shù)的最大值；d.將步驟b中找到的最大值與步驟c中找到的最大值的比值達到一定門限時，進入下一步，否則重復(fù)步驟a、b、c直至通訊結(jié)束；e.用步驟b中所述范圍內(nèi)的遠端信號作為低階自適應(yīng)濾波器的輸入，其輸出即為當前近端語音樣點所含回波的大小，并作低階自適應(yīng)濾波器參數(shù)的估計；f.從當前的樣點信號中減去步驟e中低階自適應(yīng)濾波器輸出值，就獲得抵消了回波的信號；g.重復(fù)步驟e、f直至通訊結(jié)束。
優(yōu)選地，步驟b中所述范圍的大小為低階自適應(yīng)濾波器的階數(shù)，設(shè)定為128～256階。
優(yōu)選地，步驟b中所述兩個邊界點各自與最大值點的距離與回波通道的沖激響應(yīng)的參數(shù)分布有關(guān)，由經(jīng)驗值設(shè)定。
優(yōu)選地，步驟d中所述門限設(shè)定為3～4。
優(yōu)選地，自適應(yīng)濾波器的算法為NLMS(Normalized Least MeanSquare，歸一化最小均方誤差法)或PNLMS(proportionate NLMS，成比例的歸一化最小均方誤差法)。
本發(fā)明采用的從高階自適應(yīng)濾波器轉(zhuǎn)為低階自適應(yīng)濾波器的方法，實際上相當于始終強制從理論上應(yīng)該收斂趨近于0的高階自適應(yīng)濾波器的參數(shù)為0，而且這部分參數(shù)也始終不作參數(shù)的更新的計算。由于高階回波抵消器所有的參數(shù)都參與回波的消除和參數(shù)的更新，實際上起抵消作用的只是其中的一小部分參數(shù)，這樣不僅節(jié)省了回波抵消DSP資源開銷，而且也降低了抵消回波后的語音信號的噪聲。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作詳細描述。附圖中圖1為本發(fā)明實施例抵消PSTN網(wǎng)電路回聲的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例高階自適應(yīng)濾波器經(jīng)過一定時間收斂后的參數(shù)分布圖。
具體實施例方式
圖1示出了本發(fā)明實施例抵消PSTN(公用電話網(wǎng))網(wǎng)電路回聲的流程圖。在回波延時范圍動態(tài)范圍很大的情況下，要以一低階的自適應(yīng)濾波器來實現(xiàn)回波的有效抵消，則必須已知某次通信回波延時的一個較小的范圍值，以便用過去這一延時范圍內(nèi)的遠端信號作為自適應(yīng)濾波器的輸入來估計回波的大小并作自適應(yīng)濾波器參數(shù)的估計。本發(fā)明實施例解決了獲取這一延時范圍值的方法，包括步驟如下首先，在信道接通初始一段時間內(nèi)仍沿用通常的高階濾波器作回波抵消，即在高階濾波器端輸入近端語音及遠端語音各一個樣點，高階自適應(yīng)濾波器的輸入為遠端當前至過去的一段語音，這段語音的長度為高階自適應(yīng)濾波器的階數(shù)。對遠端語音作高階自適應(yīng)濾波，將當前近端語音樣點減去上述濾波輸出值達到抵消回波的目的；下一步，查找高階自適應(yīng)濾波器參數(shù)的最大值max1及其位置k經(jīng)過一段時間的高階濾波器的收斂后，高階濾波器的參數(shù)的分布會呈現(xiàn)狀似圖2所示的分布規(guī)律，圖中橫軸為參數(shù)的樣點序號，縱軸為參數(shù)值的16位整數(shù)表示。例如，查找到參數(shù)最大值為max1，并位于k點。以k點為參考向左/向前、向右/向后分別擴展某一距離，即擴展出一個范圍/區(qū)域，區(qū)域的邊界點分別為m點和n點，如圖2所示。其中，m點和n點距k點的距離不一定相等。兩個邊界點m點和n點各自與最大值點的距離與回波通道的沖激響應(yīng)的參數(shù)分布有關(guān)，即，與回波通道特性和回波衰減大小有關(guān)，由經(jīng)驗值設(shè)定。所述范圍的大小可以為低階自適應(yīng)濾波器的階數(shù)，該階數(shù)的選定與回波通道沖激響應(yīng)特性和回波衰減大小有關(guān)。選定過大，不能達到本發(fā)明的目的，過小則自適應(yīng)收斂算法無法使低階自適應(yīng)濾波器的參數(shù)逼近于回波通道的實際的沖激響應(yīng)，不能有效地抵消回波。一般地，實際應(yīng)用中，該階數(shù)選定為128～256階即可達到滿意的回波抵消效果。
下一步，查找m至n點的區(qū)域外的高階自適應(yīng)濾波參數(shù)的最大值，例如為max2；下一步，判斷max1/max2之值是否大于所設(shè)定的門限值THR，如是，進入下一步，否則重復(fù)上述步驟。max1/max2之值實際上反映出高階濾波器的收斂程度，門限值THR與自適應(yīng)算法有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗，一般取為3～4即可。只有所述最大值max1相對于其它區(qū)域的最大值max2有一定程度的幅值上的差異時，認為宜由高階自適應(yīng)濾波器轉(zhuǎn)為低階自適應(yīng)濾波器，否則仍須以高階濾波器來抵消回波。
下一步，以m至n點的區(qū)域的濾波器參數(shù)作為低階濾波器的參數(shù)，以遠端語音過去的m至n點的語音樣點作為低階濾波器的輸入進行自適應(yīng)濾波。
下一步從當前的語音樣點減去所述低階自適應(yīng)濾波輸出值便達到了抵消回波的目的。假設(shè)m和n點距離原點的距離分別為x和y，則以第x和第y樣點之間的y-x個樣點作為低階自適應(yīng)濾波器的輸入，其輸出即為當前近端語音樣點所含回波的大小，從當前的這個樣點中減去這一濾波器輸出值便達到了抵消回波的目的。近遠端語音的檢測也通過m點和n點之間的遠端信號樣點與當前近端信號樣點的比較及門限的判定來完成。具體方法是比較兩位置的近遠端信號“短時能量”，近端信號的“短時能量”低于遠端信號“短時能量”6dB以上時，則認為近端是單純的回波信號，否則認為是近端輸入的語音信號。只有當近端為單純的回波信號時自適應(yīng)濾波器的系數(shù)才作更新，否則不作更新。
自適應(yīng)濾波器的算法自適應(yīng)算法可采用NLMS(Normalized Least MeanSquare，歸一化最小均方誤差法)、PNLMS(proportionate NLMS，成比例的歸一化最小均方誤差法)等。
使用本發(fā)明后，可以用更低階的自適應(yīng)濾波器來抵消回波，所耗的DSP的資源更少，使回波抵消效果更佳，話音質(zhì)量提高。
權(quán)利要求
1.一種抵消公共電話網(wǎng)電路回聲的方法，其特征在于，在通訊鏈路接通時，在網(wǎng)絡(luò)端進行回波抵消，包括如下步驟a.信道接通初始階段，進行高階自適應(yīng)濾波器的回波抵消；b.找出高階濾波器的參數(shù)的分布的參數(shù)最大值點，以此點向前、向后分別擴展某一距離，得到一個范圍，其中向前、向后擴展的距離為與回波通道特性和回波衰減大小有關(guān)的經(jīng)驗值；c.找出步驟b所述范圍以外的參數(shù)的最大值；d.將步驟b中找到的最大值與步驟c中找到的最大值的比值達到一定門限時，進入下一步，否則重復(fù)步驟a、b、c直至通訊結(jié)束；e.用步驟b中所述范圍內(nèi)的遠端信號作為低階自適應(yīng)濾波器的輸入，其輸出即為當前近端語音樣點所含回波的大小，并作低階自適應(yīng)濾波器參數(shù)的估計；f.從當前的樣點信號中減去步驟e中低階自適應(yīng)濾波器輸出值，就獲得抵消了回波的信號；g.重復(fù)步驟e、f直至通訊結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中所述范圍的大小為低階自適應(yīng)濾波器的階數(shù)，設(shè)定為128～256階。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中兩個邊界點各自與最大值點的距離與回波通道的沖激響應(yīng)的參數(shù)分布有關(guān)，由經(jīng)驗值設(shè)定。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟d中所述門限設(shè)定為3～4。
5.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，自適應(yīng)濾波器的算法為NLMS或PNLMS。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抵消公共電話網(wǎng)電路回聲的方法，在通訊鏈路接通時在網(wǎng)絡(luò)端進行回波抵消，包括如下步驟進行高階自適應(yīng)濾波器的回波抵消；找出高階濾波器的參數(shù)的分布的參數(shù)最大值(max1)，以此點向前、向后分別擴展某一距離，得到一個范圍；找出步驟b所述范圍以外的參數(shù)的最大值(max2)；當max1/max2大于設(shè)定門限時，進入下一步，否則重復(fù)前述步驟；用所述范圍內(nèi)的遠端信號作為低階自適應(yīng)濾波器的輸入，其輸出即為當前近端語音樣點所含回波的大小，并作低階自適應(yīng)濾波器參數(shù)的估計；從當前的樣點信號中減去低階自適應(yīng)濾波器輸出值，就獲得抵消了回波的信號；重復(fù)步驟e、f直至通訊結(jié)束。本發(fā)明方法可以減少所耗的DSP的資源，提高話音質(zhì)量。
文檔編號H04B3/23GK1756109SQ20041008056
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者丁以欽, 范永順, 溫斌, 梁敏 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司