專利名稱：具有回音消除功能的通訊裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種通訊裝置，尤指一種具有回音消除功能的通訊裝置。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)絡(luò)是利用四對(duì)雙絞線(UTP)進(jìn)行全雙工(full duplex)傳輸，因此，一個(gè)傳 輸端口會(huì)包含有四個(gè)通道。通常一個(gè)通道(即一對(duì)雙絞線)所傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到其接收 器本身所造成的回音(Echo)干擾，并受到來自其它通道的接收器所形成的近端串音(near end cross talk, NEXT)干擾。在接收器的數(shù)字信號(hào)處理中，必須將這些干擾消除。已知技術(shù)已揭露于美國(guó)專利案號(hào)第7333603號(hào)中。該已知方法是利用數(shù)據(jù)切割器 (data slicer)的誤差信息來調(diào)整電阻與電容，由于數(shù)據(jù)切割器是已集合所有的誤差信息， 且必須先做轉(zhuǎn)換才能使用，不僅使用麻煩而且摻雜太多其它的噪聲以及誤差，容易失真。此 夕卜，該已知方法僅能盡量消去反彈回來的回音信號(hào)(echo)，卻無法控制使得反彈的回音量 是最少的，也無法控制傳送器的傳送信號(hào)功率的大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種通訊裝置及其方法，以解決先前技術(shù)中的問題。本發(fā)明的目的之一在于提供一種通訊裝置及其方法，可較精確地控制使得反彈的 回音量是最少的，及/或可控制傳送器的傳送功率的大小。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種通訊裝置，包含有傳送器，用來將數(shù) 字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)，并傳送該模擬輸出信號(hào)；接收器，用來接收模擬輸入信 號(hào)，以及將該模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字回音消除電路，用來根據(jù)該數(shù)字輸出 信號(hào)決定回音估計(jì)成分，并用來依據(jù)該回音估計(jì)成分，對(duì)該數(shù)字輸入信號(hào)上執(zhí)行數(shù)字回音 消除；參數(shù)控制電路，耦接于該數(shù)字回音消除電路，用來依據(jù)該回音估計(jì)成分來產(chǎn)生控制信 號(hào)；以及模擬回音消除電路，用以根據(jù)該控制信號(hào)，對(duì)該模擬輸入信號(hào)上執(zhí)行模擬回音消 除。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種回音消除方法，該方法包含將數(shù)字輸 出信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)，并傳送該模擬輸出信號(hào)；根據(jù)該數(shù)字輸出信號(hào)決定回音估計(jì) 成分；依據(jù)該回音估計(jì)成分，對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)上執(zhí)行數(shù)字回音消除；依據(jù)該回音估計(jì)成分 來產(chǎn)生控制信號(hào)；根據(jù)該控制信號(hào)，調(diào)整執(zhí)行對(duì)模擬輸入信號(hào)上執(zhí)行模擬回音消除；以及 接收該模擬輸入信號(hào)，并將該模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員觀看過本說明書內(nèi)容或/及圖式，可輕易理解出本發(fā)明的其它的 目的、特征或功效。有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式 的一個(gè)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的通訊裝置的第一實(shí)施例的示意圖。
圖2為本發(fā)明的通訊裝置的第二實(shí)施例的示意圖。圖3為圖2中的參數(shù)控制電路的一范例的示意圖。圖4為本發(fā)明的回音消除方法的一操作范例的流程圖。圖5為說明圖4的步驟410的流程圖。圖6為說明圖4的步驟412的流程圖。
[主要元件標(biāo)號(hào)說明]100、200 通訊裝置 110傳送器120 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 130傳送電路140 接收器 150模擬前端電路152 自動(dòng)增益控制器 154低通濾波器160 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 170數(shù)字回音消除電路172 數(shù)位回音消除器 174減法器180,280 參數(shù)控制電路 190模擬回音消除電路SE 回音估計(jì)成分 SC1、SC2控制信號(hào)R1、R2 回音消除電阻 C1、C2、C3、C4回音消除電容132、134 輸出端 1521、1522輸入端R3 外部阻抗 310特定運(yùn)算器320 加法器330 搜尋單元340 控制信號(hào)產(chǎn)生單元402 412、502 524、610 622 步驟
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的通訊裝置100的第一實(shí)施例的示意圖。通訊裝置100包含傳送器 110、接收器140、數(shù)字回音消除電路170、參數(shù)控制電路180以及模擬回音消除電路190。傳送器110包含數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 120以及傳送電路130。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 120將數(shù)字輸出信號(hào)SDqut轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)SAqut (為差動(dòng)信號(hào))，而傳送電路130用來傳 送模擬輸出信號(hào)SAqut。接收器140包含有模擬前端電路150以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 160， 其中模擬前端電路150包含自動(dòng)增益控制器(AGC) 152以及低通濾波器154。模擬前端電 路150用來接收模擬輸入信號(hào)SAin (為差動(dòng)信號(hào))，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器160將模擬輸入信號(hào) SAin轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號(hào)SDin。數(shù)字回音消除電路170包含數(shù)字回音消除器172以及減法器174，數(shù)字回音消除器 172根據(jù)數(shù)字輸出信號(hào)SDqut決定回音估計(jì)成分SE，而減法器174依據(jù)回音估計(jì)成分SE來 執(zhí)行數(shù)字回音消除操作于數(shù)字輸入信號(hào)SDin上。參數(shù)控制電路180用來依據(jù)回音估計(jì)成分 SE來產(chǎn)生控制信號(hào)SC1。模擬回音消除電路190用以根據(jù)控制信號(hào)SCl調(diào)整執(zhí)行于模擬輸 入信號(hào)SAin上的模擬回音消除操作。于本實(shí)施例中，模擬回音消除電路190包含第一回音 消除電阻Rl以及第二回音消除電阻R2，其中第一、第二回音消除電阻R1、R2根據(jù)控制信號(hào) SCl來調(diào)整其電阻值，以與外部阻抗R 3進(jìn)行阻抗匹配，進(jìn)而降低回彈至接收器140的回音 成分。模擬回音消除電路190還包含第一、第二、第三以及第四回音消除電容Cl C4。第一、第二回音消除電阻R1、R2可調(diào)整其電阻值，以降低回彈至接收器140的回音成分。由于回彈至接收器140的回音成分很小，因此可以很精確地控制傳送器110的傳送功率的大小?；匾艄烙?jì)成分SE是直接由數(shù)字回音消除電路170所取得，僅包含近端回音成分 (near-end echo)以及遠(yuǎn)程回音成分(far-end echo)，故不但使用簡(jiǎn)單且沒有摻雜其它的
噪聲以及誤差。圖2的通訊裝置200與圖1的通訊裝置100類似，兩者不同之處在于，參數(shù)控制電 路280另依據(jù)回音估計(jì)成分SE來產(chǎn)生控制信號(hào)SC2，且第一、第二、第三、第四回音消除電容 Cl C4根據(jù)控制信號(hào)SC2來調(diào)整其電容值，以調(diào)整其相位延遲，進(jìn)而將最大的回音成分消去。將回音消除電容分成Cl、C2以及C3、C4兩路可以得到較好的效果，但此并非本發(fā) 明的限制條件，僅設(shè)置第一、第二回音消除電容Cl、C2或者僅設(shè)置第三、第四回音消除電容 C3、C4亦隸屬本發(fā)明。圖3為圖1、2中的參數(shù)控制電路280的一范例的示意圖。參數(shù)控制電路280包含 運(yùn)算器310、加法器320、搜尋單元330以及控制信號(hào)產(chǎn)生單元340。運(yùn)算器310用來執(zhí)行一 運(yùn)算于回音估計(jì)成分SE中多個(gè)抽頭(tap)，以產(chǎn)生多個(gè)第一運(yùn)算值OPV11 0PV1N。加法器 320用來將多個(gè)第一運(yùn)算值OPV11 OPVin進(jìn)行相加以產(chǎn)生第二運(yùn)算值0PV2。搜尋單元330 依據(jù)第一、第二回音消除電阻Rl、R2對(duì)應(yīng)于不同的電阻值及/或第一、第二、第三、第四回 音消除電容Cl C4對(duì)應(yīng)于不同的電容值時(shí)所對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二運(yùn)算值OPV2來搜尋第一、第 二回音消除電阻R1、R2的較佳電阻值設(shè)定IVM，及/或第一、第二、第三、第四回音消除電容 Cl C4的較佳電容值設(shè)定CQPM。此時(shí)，控制信號(hào)產(chǎn)生單元340會(huì)依據(jù)較佳電阻值設(shè)定Rqpm 來設(shè)定控制信號(hào)SCl以將第一、第二回音消除電阻Rl、R2的電阻值調(diào)整至較佳電阻值設(shè)定 RQPM，并依據(jù)較佳電容值設(shè)定Cot來設(shè)定控制信號(hào)SC2以將第一、第二、第三、第四回音消除 電容Cl C4的電容值調(diào)整至較佳電容值設(shè)定COT。運(yùn)算器310可為絕對(duì)值運(yùn)算器或者平方運(yùn)算器，亦可為其它種類的運(yùn)算器。因此， 運(yùn)算器310將回音估計(jì)成分SE中的多個(gè)(例如N個(gè))抽頭進(jìn)行絕對(duì)值運(yùn)算(或者平方運(yùn) 算)以產(chǎn)生多個(gè)第一運(yùn)算值0PVn 0PV1N。第二運(yùn)算值OPV2是以下列式子來表示之OPV2 = 0PVn+0PV12+. . . +OPVin (1)搜尋單元330的搜尋方式有多種方式。例如當(dāng)?shù)谝?、第二、第三、第四回音消除?容Cl C4是固定于固定值時(shí)，此時(shí)將第一、第二回音消除電阻R1、R2設(shè)定成對(duì)應(yīng)于不同的 電阻值，加法器320會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的第二運(yùn)算值0PV2。此時(shí)，搜尋單元330再依據(jù)第一、第 二回音消除電阻R1、R2對(duì)應(yīng)于不同的電阻值時(shí)所對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二運(yùn)算值OPV2來搜尋第一、 第二回音消除電阻R1、R2的較佳電阻值設(shè)定Rot(例如最小值)。最后，控制信號(hào)產(chǎn)生單元 340會(huì)依據(jù)最佳電阻值設(shè)定Rqpm來設(shè)定控制信號(hào)SCl以將第一、第二回音消除電阻R1、R2的 電阻值調(diào)整至較佳電阻值設(shè)定Rot。此外，又例如當(dāng)?shù)谝?、第二、第三、第四回音消除電?Cl C4是固定于固定值時(shí)，此時(shí)將第一、第二回音消除電阻R1、R2設(shè)定成對(duì)應(yīng)于二個(gè)不同 的電阻值，比較對(duì)應(yīng)的二個(gè)第二運(yùn)算值OPV2以確定調(diào)整方向，直至找到較佳電阻值的設(shè)定。同理，第一、第二、第三、第四回音消除電容Cl C4設(shè)定方式亦可同上述方式(即 將第一、第二回音消除電阻Rl、R2固定于固定值時(shí)，將第一、第二、第三、第四回音消除電容 Cl C4設(shè)定成對(duì)應(yīng)于不同的電容值以調(diào)整至較佳電容值設(shè)定C·。
在不違背本發(fā)明的精神下，關(guān)于參數(shù)控制電路180、280的實(shí)施方式的各種變化皆 是可行的。圖4為本發(fā)明的回音消除方法的一操作范例的流程圖，圖5為說明圖4的步驟410 的詳細(xì)步驟的流程圖，圖6為說明圖4的步驟412的詳細(xì)步驟的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員 可由本說明書的圖1、2的實(shí)施例的描述中找到相對(duì)應(yīng)的步驟，故省略其詳細(xì)說明。由上述內(nèi)容可理解，本發(fā)明將回音信號(hào)分為近端回音信號(hào)(near-endecho)以及 遠(yuǎn)程回音信號(hào)(far-end echo)，其中，近端回音信號(hào)可由圖1、2的模擬回音消除電路190進(jìn) 行消除，而殘余近端反射信號(hào)(residual Near-endecho)以及遠(yuǎn)程反射信號(hào)則由后面的數(shù) 字回音消除電路170做削減，也就是我們可以觀察數(shù)字回音消除電路170的成分即可知道 總反射響應(yīng)(Total echoresponse, TER)為何，由于遠(yuǎn)程反射信號(hào)基本上是不會(huì)變化的，所 以我們通過調(diào)動(dòng)可變電阻電容值，與觀察總反射響應(yīng)(TER)的值，就可以知道殘余近端反 射信號(hào)的變化。最簡(jiǎn)單的方法就是把收斂好的總反射響應(yīng)(TER)前幾個(gè)tap的值取絕對(duì)值 相加，(因?yàn)榍懊娴闹挡虐朔瓷湫盘?hào)，后面的值都是遠(yuǎn)程反射信號(hào)，所以取前面幾個(gè) tap取絕對(duì)值相加=K)。我們調(diào)動(dòng)各種不同的設(shè)定，找出最小的K的設(shè)定，就是我們所要的 最佳解。由上可知，本發(fā)明提供一種通訊裝置及其相關(guān)方法。通過利用回音估計(jì)成分SE來 產(chǎn)生控制信號(hào)SCI、SC2，以調(diào)整回音消除電阻及/或回音消除電容，如此一來，可以控制反 彈的回音最小。由于回彈至接收器140的回音成分很小，因此本發(fā)明所揭露的網(wǎng)絡(luò)裝置可 以很精確地控制傳送器110的傳送功率的大小。再者，由于控制信號(hào)SCI、SC2是由數(shù)字回 音消除電路170根據(jù)數(shù)字輸出信號(hào)SDott所決定的回音估計(jì)成分SE來產(chǎn)生之，而回音估計(jì) 成分SE是直接由數(shù)字回音消除電路170所取得，不但使用簡(jiǎn)單且沒有摻雜其它的噪聲以及 誤差(僅包含近端回音成分及遠(yuǎn)程回音成分)。此外，利用搜尋單元330來搜尋較佳電阻值 設(shè)定IVM、較佳電容值設(shè)定Qm，即使采用不同的網(wǎng)絡(luò)線也都可以找到較佳解，以達(dá)讓模擬回 音消除操作的回音消除效果較佳的目的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種通訊裝置，包含有傳送器，用來將數(shù)字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)，并傳送該模擬輸出信號(hào)；接收器，用來接收模擬輸入信號(hào)，以及將該模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字回音消除電路，用來根據(jù)該數(shù)字輸出信號(hào)決定回音估計(jì)成分，并用來依據(jù)該回音估計(jì)成分，對(duì)該數(shù)字輸入信號(hào)上執(zhí)行數(shù)字回音消除；參數(shù)控制電路，耦接于該數(shù)字回音消除電路，用來依據(jù)該回音估計(jì)成分來產(chǎn)生控制信號(hào)；以及模擬回音消除電路，用以根據(jù)該控制信號(hào)，對(duì)該模擬輸入信號(hào)上執(zhí)行模擬回音消除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該模擬回音消除電路包含有多個(gè)回音消除電阻以 及多個(gè)回音消除電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該模擬回音消除電路包含有 第一回音消除電阻，耦接于該傳送器的第一輸出端；第二回音消除電阻，耦接于該傳送器的第二輸出端；第一回音消除電容，耦接于該第一回音消除電阻的第一端以及該接收器的第一輸入 端；以及第二回音消除電容，耦接于該第二回音消除電阻的第一端以及該接收器的第二輸入端，其中該第一、第二回音消除電容根據(jù)該控制信號(hào)來調(diào)整其電容值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通訊裝置，其中該多個(gè)回音消除電容還包含第三回音消除電容，耦接于該第二回音消除電阻的第二端以及該接收器的該第一輸入 端；以及第四回音消除電容，耦接于該第一回音消除電阻的第二端以及該接收器的該第二輸入 端，其中該第三、第四回音消除電容根據(jù)該控制信號(hào)來調(diào)整其電容值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的裝置，其中該參數(shù)控制電路包含 運(yùn)算器，用來對(duì)該回音估計(jì)成分執(zhí)行運(yùn)算以產(chǎn)生多個(gè)第一運(yùn)算值； 加法器，用來將該多個(gè)第一運(yùn)算值進(jìn)行相加以產(chǎn)生第二運(yùn)算值；及 控制信號(hào)產(chǎn)生單元，用來依據(jù)該第二運(yùn)算值以調(diào)整該控制信號(hào)； 其中，該控制信號(hào)用以調(diào)整該多個(gè)回音消除電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該參數(shù)控制電路包含 搜尋單元，用來依據(jù)多個(gè)第二運(yùn)算值來搜尋較佳值；其中，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元依據(jù)該較佳值以產(chǎn)生該控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的通訊裝置，其為全雙工通訊裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中該參數(shù)控制電路包含 運(yùn)算器，用來對(duì)該回音估計(jì)成分執(zhí)行運(yùn)算以產(chǎn)生多個(gè)第一運(yùn)算值； 加法器，用來將該多個(gè)第一運(yùn)算值進(jìn)行相加以產(chǎn)生第二運(yùn)算值；及 控制信號(hào)產(chǎn)生單元，用來依據(jù)該第二運(yùn)算值以調(diào)整該控制信號(hào)； 其中，該控制信號(hào)用以調(diào)整該多個(gè)回音消除電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中該參數(shù)控制電路包含 搜尋單元，用來依據(jù)多個(gè)第二運(yùn)算值來搜尋較佳值；其中，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元依據(jù)該較佳值以產(chǎn)生該控制信號(hào)。
10.一種回音消除方法，該方法包含將數(shù)字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)，并傳送該模擬輸出信號(hào)； 根據(jù)該數(shù)字輸出信號(hào)決定回音估計(jì)成分； 依據(jù)該回音估計(jì)成分，對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)上執(zhí)行數(shù)字回音消除； 依據(jù)該回音估計(jì)成分來產(chǎn)生控制信號(hào)；根據(jù)該控制信號(hào)，調(diào)整執(zhí)行對(duì)模擬輸入信號(hào)上執(zhí)行模擬回音消除；以及 接收該模擬輸入信號(hào)，并將該模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該通訊裝置包含有第一回音消除電阻以及第二 回音消除電阻，以及執(zhí)行模擬回音消除的步驟包含根據(jù)該控制信號(hào)來調(diào)整該第一、第二回音消除電阻的電阻值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10、11所述的方法，其中該通訊裝置包含有第一回音消除電容以及 第二回音消除電容，以及執(zhí)行模擬回音消除的步驟包含根據(jù)該控制信號(hào)來調(diào)整該第一、第二回音消除電容的電容值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該通訊裝置包含有第三回音消除電容以及第四 回音消除電容，以及執(zhí)行模擬回音消除的步驟包含根據(jù)該控制信號(hào)來調(diào)整該第三、第四回音消除電容的電容值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中產(chǎn)生控制信號(hào)的步驟包含 對(duì)該回音估計(jì)成分中多個(gè)抽頭執(zhí)行運(yùn)算以產(chǎn)生多個(gè)第一運(yùn)算值； 將該多個(gè)第一運(yùn)算值進(jìn)行相加以產(chǎn)生第二運(yùn)算值；及依據(jù)該第二運(yùn)算值，以產(chǎn)生該控制信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中產(chǎn)生控制信號(hào)的步驟還包含 依據(jù)多個(gè)第二運(yùn)算值來搜尋較佳值設(shè)定；以及依據(jù)該較佳值設(shè)定來產(chǎn)生該控制信號(hào)。
全文摘要
具有回音消除功能的通訊裝置包含數(shù)字回音消除電路，根據(jù)數(shù)字輸出信號(hào)決定回音估計(jì)成分，并依據(jù)回音估計(jì)成分來執(zhí)行數(shù)字回音消除操作于數(shù)字輸入信號(hào)上；參數(shù)控制電路依據(jù)回音估計(jì)成分來產(chǎn)生控制信號(hào)；模擬回音消除電路包含第一、第二回音消除電阻，其是根據(jù)控制信號(hào)來調(diào)整其電阻值。
文檔編號(hào)H04B3/32GK101814934SQ20091000496
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者俞丁發(fā), 曾達(dá)欽, 王志祺, 黃亮維 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司