[发明专利]用级联的自适应滤波器进行回波消除的方法和回波消除器

说明书

技术领域

本发明涉及借助于一系列级联的自适应滤波器进行回波消除，每一个自适应滤波器产生各自的输出信号，供消除出现在四线回路的线路中的回波信号的相应部分。

现有技术简介

最近，随着数字流动电话的引用，回波消除器变得更加重要了。数字流动电话会产生促使任何可能产生的回波、干扰性极大的长时延。回波消除器调整自己消除回波所需要的调整时间叫收敛时间。回波消除器的收敛时间是主观衡量通话质量的一个重要参数，有时被认为是衡量回波消除器质量的最重要的依据。起码在大多数情况下(例如在本地呼叫的情况下)快速收敛的回波消除器，无论在任何场合下都会成为该场合的一个因素。

回波消除器最常用的自适应算法是归一化的最小均方算法NLMS。通常采用长的FIR(有限持续时间脉冲响应)滤波器来满足实际上所有出现的脉冲响应的需要。滤波器的一般长度为512个分接头，其提供的可能总的脉冲响应持续时间为64毫秒。按周知的方式从含有回波的信号中减除滤波器的输出信号之后，用如此得出的差值信号来更新滤波器。应用NLMS法时，滤波器的收敛时间约为300毫秒。

但实际上在大多数情况下，当滤波器业已收敛时，只有一部分滤波器系数偏离零值。这特别是在进行本地呼叫时，尤其如此，因为实际上这时回波路径的整个脉冲响应会处在头10-30个分接头处。在某些情况下，脉冲响应之前会有一段叫做平缓时延的长时延。渐变窗口法是目前提出的减少复杂程度和缩短收敛时间的一种方法。这种方法试图估计平缓时延的长短，再借助于可调时延把滤波器安置在回波路径响应所处的位置。这种方法的好处是，有一个较短的也能快速收敛的滤波器就足够了。缺点是时延不容易快速估计，而且还可能把多次反射的回波(即，时延值彼此不同的若干回波)消除掉。

19893年3月的《IBM技术公开简报》第31卷第10期第157-158页上介绍了一种多次反射回波消除器。这种回波消除器有一系列较短的滤波器彼此级联耦合。每一个这种滤波器产生从含回波的信号中减除的输出信号，从而经过每一个滤波器之后，回波会按脉冲响应相继减少。这样就产生了一系列差值信号，用每一个差值信号来更新产生差值的滤波器。然后，回波消除器消除回波的能力受到一定的限制，因为各滤波器的收敛并不是始终令人满意的。这是因为级联连接滤波器链路中的滤波器有时会受该滤波器所不能消除的、但必须为处在更远的滤波器链路中的一个或多个滤波器所消除的回波的干扰所致。

发明简介

本发明的目的是提供借助于一系列级联的自适应滤波器消除回波的一种方法和回波消除器。这些滤波器应该起码在脉冲响应较短的回波路径的情况下能够快速收敛，而且应能在产生不同的脉冲响应(例如长度彼此不同的脉冲响应和多次反射回波引起的脉冲响应)时有效地消除回波。按照周知的原理，快速收敛可以用稳定而可靠的收敛代替。因此，采用本发明时，还可以使收敛既稳定，可靠，同时又较为快速。

上述目的是通过计算每一个滤波器的特殊质量测定值实现的，计算该测定值的目的是确保在只有那些来自这类滤波器的输出信号起作用或处在耦合状态时须用哪一些滤波器可以有效地减少有关的回波。因此，根据含回波的原信号和这些在当时能及时有效消除回波的那些滤波器输出信号的和，产生等于该含回波原信号与该输出信号和的差值的回波减少信号。所有这些滤波器都用此回波减少信号加以更新，而对当时没有投入使用的那些滤波器则用等于回波减少信号与各滤波器输出信号之间的差值信号加以更新。

从下面的专利申请说明书中可以清楚了解到本发明的特点。

附图简介

现在参看附图更详细地说明本发明的内容。附图中，图1示出了四线回路中用以消除回波的一般回波消除器；图2示出了周知的装有许多级联连接的滤波器的回波消除器；图3示出了本发明回波消除器的一个实施例；图4示出了控制信号供应装置，用以给装在本发明回波消除器中的一系列开关中之一提供控制信号。

发明的最佳实施例

图1示出了一般用以消除四线回路中的回波的回波消除器。编号11和12表示四线回路中的两条线路。回波出现在以方框13表示的回波路径中。数字自适应滤波器14的输入端也是加到回波路径13的信号x。滤波器14中产生回波评估值y，在减法器15中从线路12上的含回波信号d减除，从而产生含回波的信号e。滤波器按周知的方式进行自我调整，即借助于差值信号e按适当的自适应算法更新滤波器系数。