[发明专利]具有回声补偿的无绳终端设备的通电话和免提语音

说明书

本发明涉及操作无绳电信(＝TC)终端设备(例如，移动电话)的方法，其中利用补偿TC终端设备的扬声器与传声器之间回声的装置和实施该方法的硬件子部件。

无绳电话(例如，移动电话)越来越普遍。随着不断减小的体积和不断增大的扬声器到传声器的声耦合，为了获得该设备中较好的通信质量，这些设备通常有补偿回声的装置。例如，在DE4430189A1中描述回声补偿的自适应滤波器的技术。

为了增加握住无绳TC终端设备的舒服程度，最近以来这些设备已经有免提语音的所需装置。免提语音表示语音通信的一种形式，在通信中能够以很高的音量接通终端设备的扬声器，其中，例如，该设备是在桌子上，而用户“可以免提说话”，即，不必把手持话机放置在他的耳边。

在这种形式的通信中，由于扬声器的高音量，从扬声器到传声器有特别强的耦合，强于本地说话者信号的信号从扬声器到达传声器。于是，可以发生令人不愉快的反馈啸声，使通信无法进行。通信还可以受到这样的干扰，虽然该单元不发啸声，但回声很大，即，会话中的片言只语可以有很强的回声。

最近以来，移动电话终端设备已经变得越来越小。所以，扬声器与传声器之间距离不可避免地变得越来越近，其结果是，本地说话者的信号，即，传声器的信号，接收到本地说话者所需的信号很弱，遗憾的是，接收到来自扬声器的干扰信号很强。特别是，小型移动电话在没有附加措施的情况下无法工作。如果不设计出一套措施来减小扬声器到传声器的这种声耦合使它们能够工作，这种小型移动电话是不能使用的。

减小扬声器-传声器耦合的已知设计措施包括：

a)使用Backelectret传声器以补偿结构产生的噪声；

b)外壳内传声器和扬声器的强阻尼基座，例如，在柔软的阻尼硅环上；

c)外壳内尽可能气密的扬声器封装，以便尽可能避免声音短路；

d)可以利用移动电话上必须打开的握键增大扬声器与传声器之间的距离；或利用传声器的间隔插件。

信号处理的措施，例如，利用，

   1.自适应滤波器，用于补偿传声器信号中的干扰信号部分，

   2.自动选择控制，

   3.高分辨率模数转换器(＞14比特/样本)，

   4.限制最大信号值的软限幅器，

   5.有相继信号处理的两个或多个传声器。

如果传声器的模数转换器(A/D转换器)下游有足够大的分辨率(＝16比特/样本)，一方面，使传声器处扬声器信号的最大信号值(＞110dB)完全数字化(没有过激励)，另一方面，仍然给本地说话者的较弱平均信号电平(＝68dB)提供足够的比特，这些信号处理方法就可以相当可靠地工作，因此，本地说话者的语音不会因量子噪声而额外地损失质量。

如在开始部分所提到的，利用在DE4430189A1中描述的自适应滤波器进行回声补偿。

若利用NLMS算法调整FIR(＝有限脉冲响应)滤波器，如果有以下的情况，则该滤波器系数可以时时刻刻被错误调整

a)发射不充分的“频谱白信号”，

b)该滤波器试图给回声调整不同的信号，例如，

-若发射正弦音调，

-在对讲语音的事件中(同时通话被错误检测或检测太慢)，

-在干扰过量噪声的事件中，

-在非线性失真的事件中。

由于这个原因，在DE4430189A1中建议，不仅仅实施滤波器系数的一次连续确定，此外还评价滤波器系数质量和测量误差信号。若找到更好的一组滤波器系数，则在激活滤波器中采用这组滤波器系数。

然而，已知的噪声抑制方法的缺点是，在接通TC终端设备电源之后和/或在改变空间或设备的脉冲响应之后，调整滤波器的算法试图找到一个新的设置，而在利用普通的算法时，为此目的需要一定量时间帧，这一般被认为是干扰，因为可以发生短啸声和吱吱声音调。

此外，若声环境中充满噪声，则该滤波器算法不能足够精确地确定滤波器系数。于是，进一步延长在收敛之前的时间周期。

此外，若TC终端设备(例如，移动电话)中的扬声器发生特别强烈的喀啦声，因为它被“完全接通”，且外壳产生附加的振动(发出喀啦声等)，该算法还是不能找到好的最终调整。于是，语音质量仍然很差。

所以，本发明的目的是给出一种具有开始部分所描述特征的方法，其中避免已知操作方法中的上述缺点，或至少使音调变得相当柔和。特别是，应当可以发生快速调整到瞬时语音状态或工作状态，例如，可以更有效和可靠地实施免提语音的功能。最后，该方法应当避免反馈啸声和混响，且应当允许全双工方法和减小噪声电平。