[发明专利]回波消除器电路与方法

说明书

本申请是申请号为200410101116.0、申请日为2004年12月13日、 发明名称为“回波消除器电路与方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

一般地，本发明涉及通信系统，更具体地，涉及回波消除器与回 波消除方法。

背景技术

通信系统中的回波的特征通常为发送信号的一部分在延迟一段时 间后从端用户返回到发送信号的发送者。如本领域技术人员所知的那 样，近端用户向远端用户发送上行信号。相反地，近端用户从远端用 户接收下行信号。当近端用户在上行路径上发送上行信号，且发送信 号的一部分在远端处作为下行路径上的回波信号反射回近端时，近端 处发生回波。当远端用户在下行路径上发送下行信号，且发送信号的 一部分在近端处作为上行路径上的回波信号反射回远端时，远端处发 生回波。典型地，回波延迟时间对应于通信系统中的往返传输时间加 上回波发生源的散射或群延迟。发送信号的反射可因为多种原因而发 生，例如四/双线岔路中的阻抗不匹配，或者来自电话、无线设备或免 提电话(hands free speaker phone)中的声学耦合的反馈。对于近端用 户而言，对应于延迟的发送信号的回波信号感觉是烦人的，并且在一 些情形中可导致称为“啸叫”的不稳定状况。

为试图消除或减小回波信号到远端与近端的传输，在近端与远端 的任何回波发生源均需要回波消除器。回波消除器可应用于无线设备 中，例如手机、车载电话、双向无线、手机的车载套件与其它适宜的 设备。另外，回波消除器可应用于有线设备中，例如免提电话、视频 与音频会议电话以及其它在电信行业中通常称为普通老式电话系统 (POTS)设备的电话。免提电话通常包括麦克风(用于产生上行信号)、 扬声器(用于声学地产生下行信号)、回波消除器(用于消除回波信 号)以及电话电路。

免提电话可集成到车载音频系统中。车可以是汽车、船或飞机， 或者任何适宜的交通工具。车载音频系统可包括放大器，扬声器与音 频源，例如调谐器模块、CD/DVD播放器、磁带播放器、卫星广播、 等等。车载音频系统可以与通信设备(例如电信息通信模块)集成。 例如，电信息通信模块可以是通用汽车的OnStar系统。典型地，电信 息通信模块收集和散发数据，例如位置信息与音频，例如话音。

典型地，通过下行路径从远端接收的下行音频信号通过车载音频 系统中的所述至少一个扬声器播放。然而，车中安装的免提电话可能 经历所述至少一个扬声器与麦克风之间的显著的耦合，这里称之为声 学耦合信道。结果，通过所述至少一个扬声器发送的放大的下行音频 信号将作为回波信号部分地为麦克风接收。回波信号的幅度，这里称 之为回波返回损失，取决于所述至少一个扬声器与麦克风之间的耦合 的量。

已知回波消除器试图通过产生与放大的下行音频信号穿越声学耦 合信道的一部分相对应的回波估计数据，来消除远端发送时在近端产 生的回波信号。回波消除器通过使用回波消除器自适应滤波器来生成 回波估计数据。回波消除器试图从自麦克风接收到的预回波消除器上 行数据中减去回波估计数据，以产生后回波消除器上行数据。回波消 除器试图通过经由回波消除器自适应滤波器动态地生成回波估计数 据，来适应回波返回损失中的变化。另外，也可使用上行路径与下行 路径中的衰减器来减小回波信号的效应。

由于所述至少一个扬声器与麦克风之间的声学耦合信道的非固定 特性，回波消除器自适应滤波器不仅适应于不同呼叫之间，而且适应 于呼叫期间。例如，乘客在车辆中的运动可能影响声学耦合信道，因 此，回波消除器试图动态地适应于变化的回波返回损失。然而，由于 声学耦合中的变化，预回波消除器上行数据可能改变得比回波消除器 自适应滤波器快，或超出其能力。因此，由于对生成回波信号的网络 媒体与声学耦合信道的知识不完全，估计的回波数据可能包含误差。

另外，如果放大器增益增加，下行信号可导致接收的麦克风信号 如此之大，以至于减小的回波返回损失可显著地减小自适应滤波器的 有效性，并可能导致自适应滤波器变得无效，或者可能不稳定。结果， 在此条件下的自适应滤波器可实际导致上行信号也退化、不稳定、或 被破坏。结果，被破坏的后回波消除器上行数据将在远端导致恼人的 喧闹噪声。