專利名稱：稀疏回聲對(duì)消器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回聲對(duì)消器領(lǐng)域，尤其涉及具有減少數(shù)量的非零濾波器抽頭權(quán)重的離散時(shí)間自適應(yīng)濾波器的回聲對(duì)消器。
背景技術(shù)：
已知令人煩惱的回聲會(huì)在長距離操作或者在諸如數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的系統(tǒng)中使用長處理延遲的諸如電話系統(tǒng)的通信系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)。由于混合電路內(nèi)本地環(huán)線和平衡網(wǎng)絡(luò)之間的阻抗不匹配，這些回聲是在4至2線/2至4線混合電路中的電氣泄漏的結(jié)果。為了減少回聲，通信系統(tǒng)通常包括一個(gè)或多個(gè)回聲對(duì)消器。
圖1是連接至少兩個(gè)訂戶12和14的通信系統(tǒng)10的示意性框圖。第一訂戶12通常經(jīng)由雙線16和混合電路18連接至通信系統(tǒng)10?；旌想娐?8將雙線線路16連接至四線線路20和22。第一四線線路20經(jīng)由第二混合電路24和雙線線路26提供信號(hào)給第二訂戶。類似地，來自第二訂戶14的信號(hào)經(jīng)過雙線線路26、第二混合電路24以及四線線路20和22被路由至第一訂戶12、在一個(gè)應(yīng)用中，混合電路可能位于電話公司的電話交換中心內(nèi)。為了減少由混合電路阻抗不匹配所耦合的回聲信號(hào)，回聲對(duì)消器30和32可被包括用以衰減非期望的回聲。
回聲對(duì)消器通常包括生成回聲估計(jì)并且從返回信號(hào)中減去該估計(jì)的自適應(yīng)濾波器。類似于任何自適應(yīng)離散時(shí)間濾波器，該濾波器的抽頭加權(quán)是基于回聲信號(hào)的估計(jì)和返回信號(hào)之間的差異來調(diào)整的。該自適應(yīng)濾波器使用自適應(yīng)控制例程來調(diào)整所述抽頭加權(quán)以使得所述差異信號(hào)的值趨于零或者最小值。
現(xiàn)有回聲對(duì)消器技術(shù)所存在的問題是按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ITU G.168它們要求處理回聲尾長達(dá)128毫秒。為了達(dá)到這一要求所述自適應(yīng)濾波器必須要有1024個(gè)抽頭。提供濾波器如此大量的抽頭當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致與回聲對(duì)消器相關(guān)聯(lián)的相對(duì)較重的計(jì)算負(fù)擔(dān)。在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的實(shí)施例中，這一回聲對(duì)消器將會(huì)占用該DSP可用處理能力(MIPS)的相對(duì)較大的百分比。例如，對(duì)大量抽頭加權(quán)使用LMS算法要求很高的處理能力(例如24MIP)。類似地，如果在應(yīng)用專用集成電路(ASIC)中實(shí)現(xiàn)該1024抽頭自適應(yīng)濾波器，就會(huì)需要大量的門。
因此就需要一種使用有效計(jì)算濾波器用于計(jì)算所述估計(jì)回聲信號(hào)的回聲對(duì)消器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面簡要地來說，回聲對(duì)消器包括響應(yīng)于(i)采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]以及(ii)指示信號(hào)序列y[k]和估計(jì)回聲序列 之間差異的誤差信號(hào)序列e[k]生成估計(jì)的回聲信號(hào) 的自適應(yīng)數(shù)字濾波器。所述自適應(yīng)濾波器包括各自提供相關(guān)抽頭輸出信號(hào)的N個(gè)濾波器抽頭，其中所述自適應(yīng)數(shù)字濾波器響應(yīng)于時(shí)間延遲估計(jì)信號(hào)使用從N個(gè)濾波器抽頭中選出的M個(gè)抽頭的相關(guān)聯(lián)的抽頭輸出信號(hào)生成估計(jì)回聲序列 所述自適應(yīng)濾波器使用來自N個(gè)濾波器抽頭的M數(shù)目的相關(guān)聯(lián)的抽頭輸出信號(hào)，為N個(gè)濾波器抽頭的M數(shù)目的每一個(gè)計(jì)算濾波器系數(shù)。所述回聲對(duì)消器還包括響應(yīng)于采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]和信號(hào)序列y[k]、在序列x[k]內(nèi)估計(jì)延遲并提供指示了序列x[k]內(nèi)延遲位置的時(shí)間延遲估計(jì)的時(shí)間延遲估計(jì)器。加法器計(jì)算信號(hào)序列y[k]和估計(jì)回聲序列 之間的差異并提供在其中指示的輸出信號(hào)。
本發(fā)明的回聲對(duì)消器可被看做是稀疏回聲對(duì)消器，因?yàn)樵摶芈晫?duì)消器的自適應(yīng)濾波器選擇性地使用可用濾波器抽頭的子集(例如N個(gè)中的M個(gè))來計(jì)算估計(jì)回聲信號(hào)。濾波器抽頭的選擇是基于與回聲相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲估計(jì)數(shù)據(jù)。例如，具有N個(gè)抽頭的自適應(yīng)濾波器可以處理來自N個(gè)濾波器抽頭中的M個(gè)抽頭的信號(hào)，其中這M個(gè)抽頭的選擇是基于所述時(shí)間延遲估計(jì)器的時(shí)間延遲估計(jì)。選出的M個(gè)抽頭代表了包括有相對(duì)較大回聲信號(hào)值的估計(jì)時(shí)間位置。
有利地是，本發(fā)明的裝置和方法能夠顯著減少由自適應(yīng)濾波器執(zhí)行的處理量，因?yàn)闀r(shí)間延遲估計(jì)器提供與回聲相關(guān)聯(lián)的最似M個(gè)抽頭的估計(jì)，并且自適應(yīng)濾波器隨后僅使用該M個(gè)抽頭用來計(jì)算濾波器輸出。例如在一個(gè)實(shí)施例中，1024個(gè)抽頭的自適應(yīng)濾波器(即N＝1024)可以僅僅使用32個(gè)抽頭(即M＝32)來計(jì)算濾波器輸出。
在依據(jù)了隨后對(duì)附圖中示出的較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的這些和其他目的、特性和方法將變得顯而易見。


圖1是包括了回聲對(duì)消器的通信系統(tǒng)的示意性框圖；圖2是回聲對(duì)消器的示意性框圖；圖3是在圖2中回聲對(duì)消器內(nèi)使用的自適應(yīng)濾波器的示意性框圖；圖4是延遲和濾波器抽頭的第一邏輯塊的示意性框圖；圖5是時(shí)間延遲估計(jì)器的示意性框圖；以及圖6是信號(hào)y[k]的簡化圖示。
具體實(shí)施例方式
圖2是回聲對(duì)消器31的示意性框圖?；芈晫?duì)消器31在線路40上接收近端輸入信號(hào)序列n[k]，并且由于混合電路非期望的阻抗不匹配，線路42上的回聲信號(hào)序列z[k]被耦合至近端輸入信號(hào)序列n[k]用于在線路44上提供返回信號(hào)序列y[k]。線路42上的回聲信號(hào)序列z[k]等于線路45上遠(yuǎn)端信號(hào)序列x[k]和混合電路脈沖響應(yīng)h46的乘積(即z[k]＝hT[k]x[k])。值得注意的是回聲對(duì)消器31包括在線路49上提供經(jīng)估計(jì)的回聲信號(hào)序列 的自適應(yīng)濾波器48。指出了信號(hào)序列y[k]和估計(jì)的回聲信號(hào)序列 之間差異的差異信號(hào)e[k]被計(jì)算并在線路50上提供。
理想地，如果選擇自適應(yīng)濾波器48的系數(shù)使得自適應(yīng)濾波器的脈沖響應(yīng) 等于混合電路的脈沖響應(yīng)h46，隨后當(dāng)近端輸入信號(hào)序列n[k]不再時(shí)，線路50上差異信號(hào)e[k]的值將為零。因此，自適應(yīng)濾波器48適應(yīng)其抽頭加權(quán)使得線路50上差異信號(hào)e[k]的值趨于最小/最優(yōu)值(例如優(yōu)選為零)。
圖3是在圖2中回聲對(duì)消器內(nèi)使用的自適應(yīng)濾波器的示意性框圖。自適應(yīng)濾波器48包括在線路50上接收差異信號(hào)e[k]并且為該自適應(yīng)濾波器的N個(gè)數(shù)目的每一個(gè)(即1024個(gè))計(jì)算系數(shù)值 的自適應(yīng)控制例程56。示出的所述時(shí)間延遲網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)濾波器48的抽頭加權(quán)乘法器被分區(qū)成多個(gè)邏輯塊302至305。例如，M個(gè)邏輯塊的每一個(gè)都包括例如8個(gè)濾波器抽頭。圖4是延遲和濾波器抽頭的第一邏輯塊的示意性框圖，它接收線路45上的遠(yuǎn)端信號(hào)序列x[k]。線路45上的信號(hào)被輸入并且與第一系數(shù)值 404相乘，而所得的乘積則是線路406上的輸出。線路45上的遠(yuǎn)端信號(hào)序列x[k]和其過去的值被輸入到自適應(yīng)控制例程56(圖3)。類似地，線路408上的遠(yuǎn)端信號(hào)序列的延遲版本x[k-1]與第二系數(shù)值 410相乘并且所得的乘積則是線路412上的輸出。在所述第一延遲網(wǎng)絡(luò)302內(nèi)的與其余抽頭相關(guān)聯(lián)的其余乘積是線路414到419上的輸出，它們各自與系數(shù)值 到 (421至426)相關(guān)聯(lián)。
再次參見圖3，類似于第一邏輯塊302(圖4)配置和安排延遲和濾波器抽頭的后續(xù)邏輯塊304至306。線路406、412和414至419上的輸出信號(hào)由加法器308相加，加法器308在線路310上提供指示其中的第一總計(jì)信號(hào)。加法器312接收并相加來自第二邏輯塊304的乘積輸出314并且在線路316上提供第二總計(jì)信號(hào)。類似地，加法器320接收并相加來自第三邏輯塊305的乘積輸出322并且在線路324上提供第二總計(jì)信號(hào)。加法器326接收并相加乘積輸出328并且在線路330上提供第二總計(jì)信號(hào)。每個(gè)邏輯塊都提供總計(jì)信號(hào)給選擇器/多路復(fù)用器332。對(duì)于具有1024個(gè)抽頭的濾波器實(shí)施例，并且每個(gè)邏輯塊都被分區(qū)為包括8個(gè)抽頭，隨后選擇器/多路復(fù)用器332接收到128個(gè)總計(jì)信號(hào)。
選擇器/多路復(fù)用器332也接收到線路340上的控制信號(hào)。該控制信號(hào)識(shí)別輸入選擇邏輯/多路復(fù)用器332的(例如128個(gè))總計(jì)信號(hào)中的哪個(gè)信號(hào)應(yīng)該是送至加法器342的輸出。之后討論的選擇準(zhǔn)則將涉及時(shí)間延遲估計(jì)器以及自適應(yīng)控制例程。加法器342將其輸入信號(hào)相加并且在線路49上提供指示估計(jì)的回聲信號(hào) 的總計(jì)信號(hào)。在現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例中，為了在128毫秒尾長內(nèi)恰當(dāng)衰減回聲分量，自適應(yīng)濾波器要求1024個(gè)抽頭，這就要求1024次乘法和1024個(gè)信號(hào)值相加以提供所述估計(jì)回聲信號(hào)。而本發(fā)明的稀疏回聲對(duì)消器使用的自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)大為減少。更具體地，時(shí)間延遲估計(jì)器確定信號(hào)x[k]內(nèi)主導(dǎo)回聲信號(hào)分量的位置，并在隨后僅僅使用與所述回聲分量位置相關(guān)聯(lián)的非零抽頭加權(quán)用以計(jì)算濾波器輸出信號(hào)。結(jié)果并不是執(zhí)行1024次乘法并相加1024個(gè)信號(hào)值(即1023次加法)，而是本發(fā)明的技術(shù)顯著降低了用于每個(gè)樣本k的計(jì)算量。我們現(xiàn)在將討論用于在線路340上生成控制信號(hào)的計(jì)算方法。
再次參考圖2，時(shí)間延遲估計(jì)器47接收在線路44上的信號(hào)y[k]以及在線路45上的遠(yuǎn)端信號(hào)x[k]。圖5是時(shí)間延遲估計(jì)器47的一個(gè)實(shí)施例的示意性框圖。時(shí)間延遲估計(jì)器47處理數(shù)據(jù)塊以確定信號(hào)樣本塊的頻譜中所述用于信號(hào)y[k]的回聲信號(hào)分量的位置。例如，圖6是在線路44上的信號(hào)y[k](圖2)的簡化圖示。時(shí)間延遲估計(jì)器47處理信號(hào)y[k]以及遠(yuǎn)端信號(hào)x[k]為了估計(jì)所述信號(hào)序列中回聲分量的位置并且提供信號(hào)y[k]內(nèi)回聲位置的指示(即一個(gè)估計(jì))。
再次參考圖5，各自在線路44和45上的信號(hào)y[k]和遠(yuǎn)端發(fā)送信號(hào)x[k]被分別輸入抽取器502和504。所述抽取可能是用于實(shí)例2。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到當(dāng)然抽取器不是必須的，但是對(duì)信號(hào)的抽取會(huì)簡化在時(shí)間延遲估計(jì)器47內(nèi)的后續(xù)計(jì)算。在此實(shí)施例中，信號(hào)y[k]和遠(yuǎn)端發(fā)送信號(hào)x[k]包括1024個(gè)樣本，并且如果抽取因數(shù)是2，那么在線路506和508上的抽取信號(hào)將包括512個(gè)樣本。在線路506和508上的抽取信號(hào)被輸入到將在線路512上提供輸出信號(hào)序列的互相關(guān)器510。
在線路512上的輸出信號(hào)包括指示了離散信號(hào)x[k]和y[k]之間時(shí)間延遲的信號(hào)值(例如線路512上信號(hào)的峰值)。因?yàn)樵捯粜盘?hào)是非平穩(wěn)的，所以現(xiàn)有技術(shù)中僅使用互相關(guān)來確定時(shí)間延遲是相當(dāng)困難的。時(shí)間延遲估計(jì)器47提供了確定非平穩(wěn)離散信號(hào)的時(shí)間延遲的功能。
可以通過基于逐個(gè)樣本來完成互相關(guān)。由基于逐個(gè)樣本執(zhí)行的相關(guān)計(jì)算可表達(dá)為Rr[n]=Σi=1nλn-ix[i]y[i-τ]]]>方程1其中n是樣本指標(biāo)值，λ是遺忘因數(shù)值，而τ是滯后指標(biāo)值。所述樣本指標(biāo)與向下變頻信號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)值的數(shù)目相關(guān)聯(lián)。在此情況下，樣本指標(biāo)值n為512是因?yàn)樵诖藢?shí)施例中線路506和508上的每個(gè)向下變頻信號(hào)都具有512個(gè)數(shù)據(jù)值。
也可通過基于逐個(gè)塊來完成互相關(guān)，其中每個(gè)塊都包括超過特定時(shí)間量的信號(hào)值。由基于逐個(gè)塊來執(zhí)行的互相關(guān)器510的計(jì)算可表達(dá)為Rr[k]=Σj=1kλk-jΣi=(k-1)B+1kBx[i]y[i-τ]]]>方程2其中k是塊指標(biāo)值，B是塊長度值，λ是遺忘因數(shù)值，而τ是滯后指標(biāo)值。在一個(gè)實(shí)施例中，所述塊長度可以是5ms。這種互相關(guān)給出了分析兩信號(hào)x[k]和y[k]的空間維度。因?yàn)榛ハ嚓P(guān)器510也可優(yōu)選地執(zhí)行對(duì)其輸入值的平均，所以就可示出如下的遞歸關(guān)系等效于方程2Rr[k]=λRr[k-1]+Σi=(k-1)B=1kBx[i]y[i-τ]]]>方程3用于執(zhí)行基于逐個(gè)塊的互相關(guān)。
互相關(guān)提供的輸出平均值可以是正的也可以是負(fù)的。而且該互相關(guān)輸出還可包括浸入信號(hào)x[k]和y[k]的時(shí)間延遲效應(yīng)。該互相關(guān)的輸出不提供時(shí)間延遲效應(yīng)的精確描述是因?yàn)樗鱿嚓P(guān)信號(hào)是展現(xiàn)出非平穩(wěn)屬性的話音信號(hào)。結(jié)果是為了計(jì)算所述時(shí)間延遲估計(jì)就需要進(jìn)一步的分析。
互相關(guān)器510的輸出信號(hào)是也可對(duì)數(shù)據(jù)塊操作的滯后平滑濾波器514的輸入。滯后平滑濾波器514對(duì)所述互相關(guān)器的輸出信號(hào)執(zhí)行平滑操作。例如，滯后平滑濾波器514可使用滑動(dòng)窗對(duì)所述互相關(guān)器輸出計(jì)算平均值。該滑動(dòng)窗跨過所述的互相關(guān)器輸出信號(hào)序列。該濾波方法產(chǎn)生了一組與相關(guān)于所述互相關(guān)器輸出的數(shù)據(jù)值數(shù)目相比較小的輸出數(shù)據(jù)值。在一個(gè)實(shí)施例中，滯后平滑濾波器514接收作為輸入的512個(gè)數(shù)據(jù)值并且輸出32個(gè)數(shù)據(jù)值。原因是本實(shí)施例中的滯后平滑濾波器514包括大小約為24數(shù)據(jù)值的滑動(dòng)窗用以創(chuàng)建每個(gè)滯后平滑濾波器的輸出信號(hào)序列。所述滑動(dòng)窗還可使用對(duì)先前滯后平滑濾波輸出的滯后與輸入數(shù)據(jù)值交疊用以生成下一個(gè)滯后平滑濾波輸出。滯后平滑濾波器514計(jì)算所述互相關(guān)器510輸出的平均功率。這樣，滯后平滑濾波器514的輸出值就是正值。
滯后平滑濾波器514計(jì)算互相關(guān)輸出的功率平均值并且利用滑動(dòng)窗。在一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)窗的大小為24個(gè)數(shù)據(jù)樣本，當(dāng)然也可選擇不同的窗口大小S?；ハ嚓P(guān)器510大約輸出512個(gè)數(shù)據(jù)樣本，所以對(duì)于大小為24的滯后平滑濾波器514來說就提供32個(gè)輸出。
滯后平滑濾波器514也如下計(jì)算輸出值R~r[k]=Σi=(r-1)L-PrL+PRi2[k]]]>方程4其中L是滑動(dòng)窗大小，P是窗口交疊的大小，而r指示出了由所述滯后平滑濾波器產(chǎn)生的組的數(shù)目。在一個(gè)實(shí)施例中，r值覆蓋的范圍是1到32，其中每個(gè)值都與滯后平滑濾波器輸出中的一個(gè)唯一地相關(guān)聯(lián)。而且L值為16并且P值為4，這樣滑動(dòng)窗的大小就為24，并在滑動(dòng)窗30的任一側(cè)都有4個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的交疊。因?yàn)榉匠?中的表達(dá)式執(zhí)行了對(duì)互相關(guān)輸出的平方平均，所以滯后平滑濾波器514的輸出為止。
來自滯后平滑濾波器514的輸出被輸入執(zhí)行時(shí)間平均的時(shí)間平滑濾波器/濾波器516。例如某個(gè)塊上的每個(gè)輸入信號(hào)都可被輸入到一個(gè)相關(guān)聯(lián)的單極點(diǎn)低通濾波器(即一個(gè)IIR濾波器)。這些濾波器簡化可所述滯后平滑濾波器輸出的變化。時(shí)間平滑濾波器516是所述時(shí)間延遲估計(jì)器的一個(gè)可選(但可能是優(yōu)選)的元件是因?yàn)樗M(jìn)一步地減少了方差，從而提供了所述時(shí)間延遲的更佳估計(jì)。
時(shí)間平滑濾波器包括接收來自滯后平滑濾波器的一個(gè)相關(guān)信號(hào)的多個(gè)濾波器。該時(shí)間平滑濾波操作可表達(dá)為Sr[k]=(1-α)Sr[k-1]+αR~r[k]]]>方程5其中α是多個(gè)濾波器中每個(gè)濾波器的有效存儲(chǔ)器長度， 是與滯后平滑濾波器204相關(guān)聯(lián)的集，而r對(duì)應(yīng)于來自時(shí)間平滑濾波器輸出的指標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，r值的范圍是1到32。所述時(shí)間平滑濾波器也通過計(jì)算其被平滑的輸出來保持狀態(tài)信息。
選擇邏輯580在線路582上提供的輸出數(shù)據(jù)是對(duì)信號(hào)y[k]序列中所述回聲所處位置的估計(jì)。如果選擇邏輯模塊的輸入來自時(shí)間平滑濾波器516，那么時(shí)間平滑濾波器516可以執(zhí)行幫助選擇邏輯580選擇相關(guān)峰值的其他功能。例如如果離散信號(hào)x[k]和y[k]包括較低的信號(hào)值或者單獨(dú)的信號(hào)噪聲，那么這些信號(hào)通過互相關(guān)器510、滯后平滑濾波器514和時(shí)間平滑濾波器516產(chǎn)生的輸出將會(huì)是零值或者可忽略的。因而，選擇邏輯模塊516有必要不用將具有零值或可忽略值的新峰值來替換其先前的峰值。在此情況下，所述時(shí)間平滑濾波器通知選擇邏輯模塊580保持其前一狀態(tài)信息。另一情況是當(dāng)送至?xí)r間平滑濾波器的輸出具有相對(duì)類似的相同值時(shí)，因?yàn)闀r(shí)間平滑濾波器516的輸出之間的擴(kuò)展過小就使得這些輸出產(chǎn)生可靠時(shí)間延遲估計(jì)的置信度較低。在此實(shí)例中，時(shí)間平滑濾波器通知選擇邏輯模塊580通過從其輸出選擇峰值而不改變狀態(tài)。這就降低了選擇邏輯模塊580不可靠輸出的似然性。
時(shí)間平滑濾波器516也可通過測(cè)量送至互相關(guān)器510的輸入強(qiáng)度是否達(dá)到在選擇邏輯模塊580處選擇峰值所足夠的強(qiáng)度水平，確定送至?xí)r間平滑濾波器的輸入對(duì)于選擇邏輯模塊580來說是否足夠可靠。所述時(shí)間平滑濾波器確定在線路506和508上的信號(hào)強(qiáng)度，并且提供指示出所述強(qiáng)度水平是否達(dá)到適于繼續(xù)對(duì)輸入進(jìn)行處理的水平的指示。線路520上的布爾信號(hào)值“0”表示送入時(shí)間平滑濾波器的輸入產(chǎn)生可靠時(shí)間延遲估計(jì)的置信度較低。類似地，布爾信號(hào)值“1”表示送入時(shí)間平滑濾波器的輸入將產(chǎn)生可靠時(shí)間延遲估計(jì)的置信度較高(即不低)。
滯后平滑濾波器514和時(shí)間平滑濾波器516的輸出都幫助確定諸如話音信號(hào)的非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)間延遲估計(jì)。滯后平滑濾波器和時(shí)間平滑濾波器的輸出提供用于確定所述非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)間延遲估計(jì)的峰值。兩個(gè)輸出間的主要差別在于時(shí)間平滑濾波器的目的在于減少滯后平滑濾波器輸出的方差以提供更為可靠的輸出來確定所述時(shí)間延遲估計(jì)。
選擇邏輯模塊580能夠接收來自時(shí)間平滑濾波器或者滯后平滑濾波器的輸出。為了確定時(shí)間延遲估計(jì)，送入選擇邏輯模塊580的峰值輸入是所述時(shí)間延遲估計(jì)的指示。選擇邏輯模塊580從其輸入中選擇一組可選的高/峰值。例如，選擇邏輯模塊可以選擇四個(gè)信號(hào)值?？梢源鎯?chǔ)這些峰值直到有一組帶有峰值的新的數(shù)據(jù)值與那些存儲(chǔ)值不同。
選擇邏輯模塊580在線路582上提供的輸出是對(duì)于序列中回聲位置的估計(jì)。例如在一個(gè)實(shí)施例中，所述選擇邏輯可以提供數(shù)據(jù)以指示信號(hào)序列中回聲所處的四個(gè)位置。每個(gè)位置都與圖3中示出的延遲和抽頭邏輯塊的M個(gè)數(shù)目中的一個(gè)唯一地相關(guān)聯(lián)。例如如果配置選擇邏輯模塊580用以提供指示回聲四個(gè)估計(jì)的位置的輸出信號(hào)，那么隨后選擇器/多路復(fù)用器332(圖3)就選擇與四個(gè)估計(jì)位置相關(guān)聯(lián)的四個(gè)輸入信號(hào)。也就是說如果由時(shí)間延遲估計(jì)器提供的四個(gè)估計(jì)位置指示了與邏輯塊#1、#2、#3和#128相關(guān)聯(lián)的序列位置，那么隨后選擇器/多路復(fù)用器332(圖3)就選擇在線路310、316、324和330上的信號(hào)(圖3)。結(jié)果是在線路49上的估計(jì)回聲信號(hào) 的輸入來自被選的一定數(shù)目的邏輯塊，而非來自全部邏輯塊。
顯著地，具有N個(gè)抽頭的自適應(yīng)濾波器處理來自N個(gè)濾波器抽頭中M個(gè)抽頭的信號(hào)?？梢曰趤碜詴r(shí)間延遲估計(jì)器的時(shí)間延遲估計(jì)數(shù)據(jù)選擇所述M個(gè)抽頭。、被選的M個(gè)抽頭表示了包括回聲信號(hào)值的估計(jì)的時(shí)間位置。有利的是本發(fā)明的技術(shù)能夠顯著減少由自適應(yīng)濾波器執(zhí)行的處理量是因?yàn)樗鰰r(shí)間延遲估計(jì)器提供了與回聲相關(guān)聯(lián)的最相似的M個(gè)抽頭的估計(jì)，并且所述自適應(yīng)濾波器隨后僅僅使用該M個(gè)抽頭來計(jì)算濾波器的輸出。例如在一個(gè)實(shí)施例中，1024個(gè)抽頭的自適應(yīng)濾波器(即N＝1024)可以僅使用32個(gè)抽頭(即M＝32)來計(jì)算所述濾波器輸出。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到選擇器/多路復(fù)用器332(圖3)可以被放置在多個(gè)不同的位置上。例如可以考慮將所述選擇器/多路復(fù)用器332分區(qū)并放置在所述加法器308、312和320的上游等等。
雖然本發(fā)明是參考了若干較佳實(shí)施例示出和描述的，但是由其做出的對(duì)所述細(xì)節(jié)的各種改變、省略和附加都不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種回聲對(duì)消器，包括響應(yīng)于(i)采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]以及(ii)指示信號(hào)序列y[k]和估計(jì)的回聲序列 之間差異的誤差信號(hào)序列e[k]而生成估計(jì)的回聲信號(hào) 的自適應(yīng)數(shù)字濾波器，所述自適應(yīng)濾波器包括各自提供相關(guān)抽頭輸出信號(hào)的N個(gè)濾波器抽頭，其中所述自適應(yīng)數(shù)字濾波器響應(yīng)于時(shí)間延遲估計(jì)信號(hào)使用從N個(gè)濾波器抽頭中選出的M個(gè)抽頭的所述相關(guān)聯(lián)的抽頭的輸出信號(hào)生成所述估計(jì)的回聲信號(hào) 并且所述自適應(yīng)濾波器使用來自所述N個(gè)濾波器的所述M個(gè)的所述相關(guān)聯(lián)的抽頭輸出信號(hào)，為所述N個(gè)濾波器抽頭的所述M個(gè)中的每一個(gè)計(jì)算濾波器系數(shù)；響應(yīng)于所述序列x[k]和所述序列y[k]的時(shí)間延遲估計(jì)器，它估計(jì)所述序列x[k]內(nèi)的至少一個(gè)延遲并且提供指示出所述序列x[k]內(nèi)的所述至少一個(gè)所述延遲位置的時(shí)間延遲估計(jì)；以及加法器，它計(jì)算所述信號(hào)序列y[k]和所述估計(jì)的回聲信號(hào) 之間的差異并提供指示該差異的輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的回聲對(duì)消器，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波器以一個(gè)可編程處理器件實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的回聲對(duì)消器，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波器以一個(gè)專用集成電路實(shí)現(xiàn)。
4.一種稀疏回聲對(duì)消器，包括響應(yīng)于(i)采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]以及(ii)指示信號(hào)序列y[k]和估計(jì)的回聲信號(hào) 之間差異的誤差信號(hào)序列e[k]而生成估計(jì)的回聲信號(hào) 的自適應(yīng)數(shù)字濾波器，所述自適應(yīng)濾波器包括各自提供一個(gè)相關(guān)聯(lián)的抽頭輸出信號(hào)的N個(gè)濾波器抽頭，其中所述自適應(yīng)數(shù)字濾波器響應(yīng)于時(shí)間延遲估計(jì)信號(hào)使用從所選的N個(gè)濾波器抽頭中選出的一定數(shù)目抽頭的所述相關(guān)抽頭輸出信號(hào)生成所述估計(jì)的回聲信號(hào) 響應(yīng)于所述采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]和所述信號(hào)序列y[k]的裝置，它用于估計(jì)所述序列x[k]內(nèi)多個(gè)回聲的時(shí)間位置，并且用于提供指示出所述序列x[k]內(nèi)所述回聲的時(shí)間位置的所述時(shí)間延遲估計(jì)；以及加法器，它計(jì)算所述信號(hào)序列y[k]和所述估計(jì)回聲信號(hào) 之間的差異并提供指示該差異的輸出信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的稀疏回聲對(duì)消器，其特征在于，所述N個(gè)濾波器抽頭被配置并安排成M個(gè)組，每個(gè)組可由時(shí)間延遲估計(jì)信號(hào)選擇。
6.如權(quán)利要求5所述的稀疏回聲對(duì)消器，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波器包括使用隨機(jī)梯度下降估計(jì)器為每個(gè)所述濾波器抽頭計(jì)算系數(shù)值的自適應(yīng)控制例程。
7.如權(quán)利要求6所述的稀疏回聲對(duì)消器，其特征在于，所述隨機(jī)梯度下降估計(jì)器包括最小均方估計(jì)器。
8.如權(quán)利要求1所述的回聲對(duì)消器，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波器以一現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種回聲對(duì)消器，包括響應(yīng)于(i)采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]以及(ii)指示遠(yuǎn)端信號(hào)序列y[k]和估計(jì)的回聲序列[k]之間差異的誤差信號(hào)序列e[k]而生成估計(jì)的回聲信號(hào)[k]的自適應(yīng)數(shù)字濾波器。所述自適應(yīng)濾波器包括各自提供相關(guān)抽頭輸出信號(hào)的N個(gè)濾波器抽頭，其中所述自適應(yīng)數(shù)字濾波器響應(yīng)于時(shí)間延遲估計(jì)信號(hào)使用從N個(gè)濾波器抽頭中選出的M個(gè)抽頭的所述相關(guān)抽頭的輸出信號(hào)生成所述估計(jì)的回聲[k]。所述自適應(yīng)濾波器使用來自所述N個(gè)濾波器的所述M的所述相關(guān)抽頭輸出信號(hào)，為所述N個(gè)濾波器抽頭的所述M個(gè)的每一個(gè)計(jì)算濾波器系數(shù)。所述回聲對(duì)消器還包括響應(yīng)于所述采樣輸入數(shù)據(jù)序列x[k]和所述信號(hào)序列y[k]、在所述序列x[k]內(nèi)估計(jì)多個(gè)延遲并且提供指示出所述序列x[k]內(nèi)多個(gè)所述延遲位置的時(shí)間延遲估計(jì)的時(shí)間延遲估計(jì)器。加法器計(jì)算信號(hào)序列y[k]和估計(jì)的回聲序列[k]之間的差異并提供在其中指示的輸出信號(hào)。本發(fā)明的回聲對(duì)消器可被看做是稀疏回聲對(duì)消器，因?yàn)樗鲎赃m應(yīng)濾波器選擇性地使用可用濾波器抽頭的子集來計(jì)算估計(jì)回聲信號(hào)。濾波器抽頭的選擇是基于與回聲相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲估計(jì)數(shù)據(jù)。例如，具有N個(gè)抽頭的自適應(yīng)濾波器可以處理來自N個(gè)濾波器抽頭中的M個(gè)抽頭的信號(hào)，其中這M個(gè)抽頭的選擇是基于所述時(shí)間延遲估計(jì)器的時(shí)間延遲估計(jì)。
文檔編號(hào)G06F17/10GK1813418SQ200480018318
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者F·里斯, J·卡布洛特斯基 申請(qǐng)人:模擬設(shè)備股份有限公司