專利名稱：一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，通話質(zhì)量常常受到回波(Echo)的影響。線路回波(LineEcho)是其中一種主要形式。線路回波產(chǎn)生的原因主要是起二、四線變換作用的混合變換線圈(Hybrid)的阻抗不匹配引起的。理想情況下，混合變換線圈會把遠(yuǎn)端用戶的信號完全傳送到近端用戶。但在實(shí)際情況中，由于阻抗不匹配等原因，從四線側(cè)到二線側(cè)的信號經(jīng)過混合變換線圈后，部分信號會泄漏返回到四線側(cè)，這部分“泄漏”的信號又傳回遠(yuǎn)端，這樣遠(yuǎn)端用戶就聽到了自己的聲音，這就是線路回波，也稱電回波，如圖1所示。
通常，混合變換線圈的泄漏通路是線性的，但頻率特性未知。由于網(wǎng)絡(luò)通信過程中信號延遲通常都比較大，故回波也比較顯著，嚴(yán)重時使通話無法正常進(jìn)行，因此需要采取一定的手段來抑制回波。近年來發(fā)展起來的自適應(yīng)回波抵消器(Echo Canceller，EC)較好地解決了這個問題。
圖2示出了回波抵消器的結(jié)構(gòu)，其中，Rin對應(yīng)遠(yuǎn)端輸入，Rout對應(yīng)遠(yuǎn)端輸出，Sin對應(yīng)近端輸入，Sout對應(yīng)近端輸出?；夭ǖ窒鞯哪康木褪菍碜杂谶h(yuǎn)端信號的回波在近端消除掉，使得在Sout的輸出端不再包含Rin的回波輸出，對回波的抵消過程主要依靠自適應(yīng)濾波器來實(shí)現(xiàn)。
假設(shè)遠(yuǎn)端信號Rin經(jīng)過混合變換線圈形成回波G，回波G、近端聲音信號S和近端背景噪聲N混合形成Sin，即Sin＝G+S+N；
遠(yuǎn)端信號Rin作為自適應(yīng)濾波器的輸入，通過自適應(yīng)濾波器形成模擬回波信號g。用Sin減去g，得到傳向遠(yuǎn)端的信號Sout，即Sout＝Sin-g＝G+S+N-g；當(dāng)自適應(yīng)濾波器的單位脈沖響應(yīng)h能很好地模擬回波通道的傳遞函數(shù)H，即G≈g時，殘余回波信號e＝G-g很小，則Sout≈S+N；此時回波G被抵消。
回波抵消算法要求滿足ITU-T G.168(2002)的標(biāo)準(zhǔn)要求。回波抵消器的設(shè)計(jì)，主要是針對語音信號的回波問題，要求在確保語音質(zhì)量的前提下，能夠有效抵消回波信號。在算法設(shè)計(jì)時，通常包含有一個非線性處理模塊(Non-LinearProcessor，NLP)，當(dāng)殘留回波信號的電平較小時，會啟動非線性處理模塊，替代原始語音信號而輸出舒適噪聲，給人以更舒適的感受。
在理想情況下，當(dāng)僅有遠(yuǎn)端信號及遠(yuǎn)端回波信號時，自適應(yīng)濾波器系數(shù)不斷更新，最真實(shí)地模擬回波路徑，此時得到的殘余回波最小，即回波抵消得最干凈。適當(dāng)結(jié)合非線性處理模塊，能夠給人以最舒適的感受。如果在近端除了遠(yuǎn)端回波信號外，還有近端真實(shí)信號輸入，即所謂的雙講(Double-talk)，自適應(yīng)濾波器系數(shù)則不能再進(jìn)行更新，否則可能導(dǎo)致濾波器的發(fā)散。
通常情況下，當(dāng)近端信號較顯著，而遠(yuǎn)端信號可忽略時，濾波器系數(shù)不更新，非線性處理模塊不工作，保證近端語音順利發(fā)出；當(dāng)遠(yuǎn)端信號顯著，而近端信號可忽略時，濾波器系數(shù)不斷更新，最真實(shí)地模擬回波路徑，適當(dāng)結(jié)合非線性處理模塊，達(dá)到最好的回波消除效果；當(dāng)遠(yuǎn)端和近端信號都不顯著時，濾波器系數(shù)不更新；當(dāng)遠(yuǎn)端信號的回波即遠(yuǎn)端信號峰值電平回波路徑損耗(EchoReturn Loss，ERL)大于近端信號時，非線性處理模塊工作，反之，非線性處理模塊不工作；當(dāng)遠(yuǎn)端和近端信號都較顯著時，對應(yīng)雙講的情況，自適應(yīng)濾波器系數(shù)不更新，非線性處理模塊不工作。
由于不同的遠(yuǎn)、近端信號組合對應(yīng)著不同情況的自適應(yīng)濾波器系數(shù)更新以及非線性處理模塊的工作狀態(tài)，所以準(zhǔn)確地判斷出遠(yuǎn)、近端信號的有無，將直接決定著回波抵消算法的性能。而遠(yuǎn)、近端信號的識別分別由近端檢測模塊以及遠(yuǎn)端檢測模塊完成，這兩個模塊算法的靈敏度將直接決定回波抵消算法的性能和用戶的主觀感受舒適度，在回波抵消算法中占有至關(guān)重要的地位。
遠(yuǎn)端信號檢測是用于判斷遠(yuǎn)端，即接收輸入端Rin是否有語音信號。它與近端信號檢測相配合，來控制自適應(yīng)濾波是否進(jìn)行。當(dāng)只檢測到遠(yuǎn)端信號，而沒有近端語音時，則自適應(yīng)濾波繼續(xù)進(jìn)行，否則停止自適應(yīng)濾波。
近端信號檢測是用來檢測近端Sin是否有需要發(fā)送的語音信號。檢測結(jié)果直接影響到自適應(yīng)濾波是否繼續(xù)進(jìn)行迭代。一方面，當(dāng)近端只有回波或者當(dāng)近端語音信號足夠小時，近端信號檢測要求不靈敏，以此保證自適應(yīng)濾波繼續(xù)工作。另一方面，當(dāng)近端語音信號足夠大時，即存在雙講時，要求近端信號檢測足夠靈敏，以此避免自適應(yīng)濾波的發(fā)散。此外，近端檢測還影響到非線性處理模塊的工作狀態(tài)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對于近遠(yuǎn)端信號的檢測一般都是在時域的全頻帶進(jìn)行能量判決。遠(yuǎn)端檢測算法需要獲取遠(yuǎn)端信號的長時平均功率和遠(yuǎn)端信號峰值功率兩個參數(shù)。長時平均功率用于遠(yuǎn)端信號有無的判決，峰值功率用于判決是否存在雙講。
通常采用簡單整系數(shù)濾波器估計(jì)長時遠(yuǎn)端信號功率Px(n)=1S0Px(n-1)+x(n)2,]]>其中S0對應(yīng)長時估計(jì)的樣點(diǎn)數(shù)。同時，設(shè)定門限Tfe，如果長時遠(yuǎn)端信號功率大于該門限值，則認(rèn)定為有遠(yuǎn)端信號；反之則沒有。
采用峰值檢波的思路估計(jì)短時遠(yuǎn)端信號功率最大值，用簡單整系數(shù)濾波器計(jì)算得到遠(yuǎn)端短時能量far_power，假設(shè)遠(yuǎn)端信號的最大短時能量為max_power。遠(yuǎn)端信號的獲取過程可以偽指令的形式表示如下if(far_power＞max_power)max_power＝far_power；max_power將用于近端信號的檢測。
近端檢測采用的是自適應(yīng)門限的近端檢測算法，將近端信號功率與遠(yuǎn)端信號能產(chǎn)生的最大回波功率進(jìn)行比較，進(jìn)行近端信號檢測。假設(shè)回波通道的衰減量為(ERL)dB，近端噪聲最大功率為NEAR_MARGIN，遠(yuǎn)端信號的最大短時能量為max_power。
上述近端信號的檢測算法可表述為兩步首先，用簡單整系數(shù)濾波器計(jì)算近端短時能量near_power；接下來進(jìn)行判決if(near_power-NEAR_MARGIN＞max_power-ERL){有近端信號；}else{無近端信號；}如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對遠(yuǎn)、近端信號的檢測方法是基于全頻帶簡單的能量判決，判決手段比較單一、粗糙，在一些高性能的檢測場合中難以檢測出遠(yuǎn)、近端的小信號，雙講檢測靈敏度較低。例如一般的遠(yuǎn)、近端信號檢測，均是考慮在單講的情況，即只有遠(yuǎn)端說話或只有近端說話，要求在這種情況下能夠在近端將來自遠(yuǎn)端信號的回波消除掉；并且在雙講的情況下，要求不僅近端的信號能夠完好地發(fā)送出去，同時針對遠(yuǎn)端信號的回波又能夠有效抵消掉。
對于某些應(yīng)用場合，特別是寬帶分組語音網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合，ITU-T G.168的標(biāo)準(zhǔn)并不能完全滿足實(shí)際的應(yīng)用需要。例如雙音多頻(Dual Tone MultiFrequency，DTMF)收號情況，對回波抵消算法實(shí)際提出了高于ITU-T G.168的要求。它不僅要求回波抵消算法能夠消除掉回波，而且還不能對來自近端的DTMF信號產(chǎn)生明顯失真，否則就會導(dǎo)致嚴(yán)重的收號問題。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，至少在雙講情況下還要能夠檢測出近端-31dBm的小信號并透傳，同時還不能引入遠(yuǎn)端信號的回波，因此對檢測的靈敏度要求非常高。
另外，雖然EC的主要功能是實(shí)現(xiàn)對回波的消除，但在實(shí)際應(yīng)用中還需要關(guān)注人耳的主觀感受舒適度。如非線性處理模塊啟動與停止帶來的剪切感、低殘留回波情況下的舒適噪聲的匹配程度等。在自適應(yīng)濾波器系數(shù)凍結(jié)情況下，后續(xù)沿用的是剛剛更新過的系數(shù)，并假定這一系數(shù)能夠最理想地模擬回波路徑，但系數(shù)的更新及更新時間，都將直接影響回波抵消算法的性能，而這一判決都直接來自于遠(yuǎn)、近端信號的檢測結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對遠(yuǎn)、近端信號的檢測基于全頻帶簡單的能量判決，雙講狀態(tài)的檢測靈敏度比較低的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，所述方法包括下述步驟A.估算遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子；B.根據(jù)所述幅度衰減因子、遠(yuǎn)端信號以及殘留回波判斷是否發(fā)生雙講，在判斷雙講發(fā)生時發(fā)出雙講預(yù)警；C.統(tǒng)計(jì)雙講預(yù)警次數(shù)，當(dāng)雙講預(yù)警次數(shù)超過雙講預(yù)警門限值時，判決雙講存在。
所述步驟A具體包括下述步驟A1.設(shè)置所述幅度衰減因子的初始值；A2.將濾波器輸出的殘留回波信號的功率以及根據(jù)針對遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子獲得的殘留回波信號的功率進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述幅度衰減因子進(jìn)行更新。
在所述步驟A1中，所述幅度衰減因子的初始值為10-AECHO/20，其中，AECHO為回波路徑損耗。
所述步驟A2具體包括下述步驟A21.判斷Pe(m)≥γ^(m-1)γ^(m-1)Pmax(m)]]>是否成立，是則執(zhí)行步驟A22，否則降低幅度衰減因子為γ^(m)=αdγ^(m-1);]]>A22.判斷式Pe(m)＜ββPmax(m)是否成立，是則提高幅度衰減因子為γ^(m)=αiγ^(m-1);]]>其中， 為遠(yuǎn)端信號第m幀的幅度衰減因子，Pe(m)為濾波器輸出的殘留回波信號的功率，Pmax(m)最近M0個幀中遠(yuǎn)端信號的功率的最大值，αd、αi為調(diào)整因子，β=λuγ^(m-1),]]>λu為松弛系數(shù)，λu＞1，M0＝M0＝N/S0，N為自適應(yīng)濾波器系數(shù)個數(shù)，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)數(shù)。
所述遠(yuǎn)端信號的功率根據(jù)下式計(jì)算Px(m)=1S0Σi=0S0-1x(mS0+i)2;]]>其中，x為遠(yuǎn)端信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為遠(yuǎn)端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
在所述步驟B中，如果滿足e(n)>λpγ^(n-1)x(n),]]>則判斷雙講發(fā)生，發(fā)出雙講預(yù)警；其中，x(n)為遠(yuǎn)端信號中第n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號，λp為松弛系數(shù)，λp＞1， 為遠(yuǎn)端信號x(n)第n-1個采樣點(diǎn)的幅度衰減因子。
在所述步驟B中，如果滿足e‾(n)>λpγ^(n-1)xmax(n),]]>則判斷雙講發(fā)生，發(fā)出雙講預(yù)警；其中，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號e(n)的包絡(luò)，xmax(n)為遠(yuǎn)端信號n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值中的最大值，λp為松弛系數(shù)，λp＞1， 為遠(yuǎn)端信號第n-1個采樣點(diǎn)的幅度衰減因子。
所述方法進(jìn)一步包括下述步驟S.當(dāng)回波路徑改變時，更新所述幅度衰減因子。
所述步驟S具體包括下述步驟S1.統(tǒng)計(jì)發(fā)生雙講預(yù)警而未檢測出雙講的次數(shù)；S2.當(dāng)發(fā)生雙講預(yù)警而未檢測出雙講的次數(shù)大于等于回波路徑改變門限值時，判決回波路徑改變；S3.按下式更新所述幅度衰減因子γ^(n)=γ^(n-1)+αrγ^max]]>其中，αr為決定幅度衰減因子抬升快慢的系數(shù)，αr＜1， 為幅度衰減因子的最大值，γ^max=10-AECHO/20,]]>AECHO為回波路徑損耗。
所述方法進(jìn)一步包括下述步驟T.當(dāng)濾波器系數(shù)存在發(fā)散時，調(diào)整所述幅度衰減因子。
所述步驟T具體包括下述步驟T1.判斷發(fā)散判決計(jì)數(shù)值是否大于發(fā)散門限值；T2.當(dāng)發(fā)散判決計(jì)數(shù)值大于發(fā)散門限值時，判決濾波器系數(shù)存在發(fā)散，重置雙講預(yù)警操作，初始化當(dāng)前幅度衰減因子。
所述步驟T1具體包括下述步驟T11.判斷Pe(m)＞λdPy(m)是否成立，是則執(zhí)行步驟T12，否則執(zhí)行步驟T13；T12.發(fā)散判決計(jì)數(shù)值加1；T13.判斷式Pe(m)＜λcPy(m)是否成立，是則執(zhí)行步驟T14，否則執(zhí)行步驟T15；T14.發(fā)散判決計(jì)數(shù)值減1；T15.判斷發(fā)散判決計(jì)數(shù)值是否大于發(fā)散門限值，是則執(zhí)行步驟T2，否則執(zhí)行步驟T11；其中，Pe(m)為濾波器輸出的殘留回波信號的功率，Py(m)為近端信號的功率，λd與λc分別為大于1和小于1的常數(shù)。
所述濾波器輸出的殘留回波信號的功率Pe(m)根據(jù)下式計(jì)算
Pe(m)=1S0Σi=0S0-1e(mS0+i)2;]]>其中，e為濾波器輸出的殘留回波信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為遠(yuǎn)端信號和近端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
所述近端信號的功率根據(jù)下式計(jì)算Py(m)=1S0Σi=0S0-1y(mS0+i)2;]]>其中，y為近端信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為近端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
在所述步驟B之前，所述方法進(jìn)一步包括判斷所述幅度衰減因子是否大于設(shè)置的幅度衰減因子門限值，是則執(zhí)行步驟B。
本發(fā)明根據(jù)幅度衰減因子對遠(yuǎn)端信號進(jìn)行逐點(diǎn)雙講檢測，并根據(jù)回波路徑改變判決和發(fā)散情況調(diào)整幅度衰減因子，能夠較好的判決存在遠(yuǎn)、近端小信號時的雙講狀態(tài)，提高了雙講狀態(tài)的檢測靈敏度，增強(qiáng)了回波抵消性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中線路回波的產(chǎn)生原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中自適應(yīng)回波抵消器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明中幅度衰減因子調(diào)整的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖4是本發(fā)明中判決回波路徑改變的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖5是本發(fā)明中判決自適應(yīng)濾波器系數(shù)發(fā)散的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明根據(jù)針對遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子對遠(yuǎn)端信號逐點(diǎn)進(jìn)行檢測，判斷是否發(fā)生雙講情況，同時根據(jù)回波路徑改變(Echo Path Change，EPC)判決和發(fā)散情況調(diào)整幅度衰減因子。當(dāng)發(fā)生回波路徑改變時，使用回波路徑改變判決流程修正幅度衰減因子；當(dāng)自適應(yīng)濾波器系數(shù)發(fā)散時，采用發(fā)散判決流程修正幅度衰減因子，并在極端的情況下，如自適應(yīng)濾波器系數(shù)無法收斂時，更新自適應(yīng)濾波器系數(shù)，重置雙講預(yù)警操作。
殘留回波相對于遠(yuǎn)端輸入Rin，實(shí)際經(jīng)過了兩次衰減。第一次是經(jīng)過混編器線圈的實(shí)際物理衰減，即通常所說的回波路徑損耗；第二次是回波抵消算法本身對回波的再一次抑制，通常算法中可以達(dá)到30dB以上。殘留回波是回波路徑與回波抵消算法共同作用的結(jié)果。因此，本發(fā)明使用一種合適的估算方法，求得在這兩次回波衰減作用下針對遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子，基于幅度衰減因子，對于給定任意一個輸入的樣點(diǎn)值，估計(jì)對應(yīng)于該樣點(diǎn)值所應(yīng)得到殘留回波信號的大小，同時設(shè)定一定的門限，如果發(fā)現(xiàn)殘留回波較該門限值顯著大，則認(rèn)定近端Sin信號不僅包含有線路回波，還包含有近端信號，即存在雙講。這是因?yàn)檫@時所用的歸一化最小均方算法(Normalized LMS，NLMS)濾波器的系數(shù)，是在僅有遠(yuǎn)端信號時收斂好的系數(shù)，而這時的近端信號、遠(yuǎn)端信號以及遠(yuǎn)端信號的回波并沒有太大的相關(guān)性，濾波器僅對遠(yuǎn)端信號的回波進(jìn)行了抑制，近端信號并沒有太大的失真。
在本發(fā)明中，將遠(yuǎn)端信號x(n)和近端信號y(n)以S0個采樣點(diǎn)組成一幀，分別求取功率Px(m)和Py(m)，以及濾波器輸出的殘留回波信號的功率Pe(m)Px(m)=1S0Σi=0S0-1x(mS0+i)2;]]>Py(m)=1S0Σi=0S0-1y(mS0+i)2;]]>Pe(m)=1S0Σi=0S0-1e(mS0+i)2;]]>其中，x、y分別為遠(yuǎn)端信號和近端信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為遠(yuǎn)端信號或者近端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
按下式計(jì)算最近M0幀中遠(yuǎn)端信號的功率的最大值Pmax(m)＝max{Px(m)，Px(m-1)，…，Px(m-M0+1)}其中，M0＝N/S0，N是自適應(yīng)濾波器系數(shù)個數(shù)，是一個與回波尾長相關(guān)的量。
在初始狀態(tài)，回波抵消器沒有工作，幅度衰減因子只有回波路徑損耗(ERL)，根據(jù)實(shí)際的回波路徑損耗，可以設(shè)置幅度衰減因子的初始值為最大值，即γ^(0)=γ^max=10-AECHO/20,]]>其中，AECHO為回波路徑損耗。在本發(fā)明中，若每一次進(jìn)行傳統(tǒng)檢測，例如現(xiàn)有技術(shù)中的全頻帶檢測，均沒有檢測出雙講，則將濾波器輸出的殘留回波信號的功率以及根據(jù)針對遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子估計(jì)獲得的殘留回波信號的功率進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對幅度衰減因子進(jìn)行更新，如圖3所示在步驟S301中，判斷式Pe(m)≥γ^(m-1)γ^(m-1)Pmax(m)]]>是否成立，是則認(rèn)為原幅度衰減因子偏低，執(zhí)行步驟S302；否則認(rèn)為原幅度衰減因子偏高，執(zhí)行步驟S304。
在步驟S302中，判斷式Pe(m)＜ββPmax(m)是否成立，其中β=λuγ^(m-1),]]>λu為松弛系數(shù)(λu＞1)，是則表明原幅度衰減因子屬于正常的結(jié)果浮動，執(zhí)行步驟S304，否則執(zhí)行步驟301，進(jìn)行下一輪判斷。
在步驟S303中，提高幅度衰減因子為γ^(m)=αiγ^(m-1)]]>αi為調(diào)整因子。
在步驟S304中，降低幅度衰減因子為γ^(m)=αdγ^(m-1),]]>αd為調(diào)整因子。
通過上述過程，將幅度衰減因子最終將穩(wěn)定在一個特定的區(qū)間，該幅度衰減因子被用于逐點(diǎn)預(yù)警判決。
為了提高近遠(yuǎn)端信號檢測的靈敏度，本發(fā)明對遠(yuǎn)端信號的每個采樣點(diǎn)進(jìn)行判斷，確定是否處于雙講狀態(tài)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將遠(yuǎn)端信號x(n)和濾波器輸出的殘留回波信號e(n)進(jìn)行比較，如果下式成立，則認(rèn)為發(fā)生了雙講，發(fā)出雙講預(yù)警e(n)>λpγ^(n-1)x(n);]]>其中，x(n)為遠(yuǎn)端信號中第n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號，λp是松弛系數(shù)(λp＞1)，用來防止預(yù)警過分靈敏而導(dǎo)致的虛警。
為了防止干擾，增加可靠性，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，不取遠(yuǎn)端信號以及殘留回波信號的瞬時值，選取遠(yuǎn)端信號的最大值以及殘留回波信號的包絡(luò)值進(jìn)行判斷。
將遠(yuǎn)端信號x(n)的最大值xmax(n)和殘留回波信號的包絡(luò)e(n)進(jìn)行比較，如果下式成立，則認(rèn)為發(fā)生了雙講，發(fā)出雙講預(yù)警e‾(n)>λpγ^(n-1)xmax(n);]]>其中，x(n)為遠(yuǎn)端信號中第n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號e(n)的包絡(luò)，λp是松弛系數(shù)(λp＞1)。
同時，在發(fā)出雙講預(yù)警后，統(tǒng)計(jì)雙講預(yù)警次數(shù)，當(dāng)滿足下式時，判決雙講存在De≥THd；其中，De為雙講預(yù)警次數(shù)，THd為雙講預(yù)警門限值。
在實(shí)際仿真中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入信號很小特別是近端只含有小幅度噪聲時，會產(chǎn)生許多虛警。因此，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，可以在啟動上述預(yù)警判斷時，預(yù)先判斷幅度衰減因子是否大于設(shè)定的門限值，即γ^>Thγ]]>是否成立，是則啟動上述預(yù)警判斷，否則不啟動上述預(yù)警判斷，以降低虛警率。
在特定的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，回波路徑一般是不會改變的，但I(xiàn)TU-T G.168的客觀測試(Test No.5-Infinite return loss convergence test)要求在回波路徑發(fā)生改變的情況下也能夠正常收斂，不至于發(fā)散。所以在回波消除算法的實(shí)現(xiàn)中，也需要針對回波路徑發(fā)生改變的情況進(jìn)行判決，并加以處理。回波路徑的改變，最直接地反映在幅度衰減因子的改變上，所以一旦識別出回波路徑改變，需要及時調(diào)整幅度衰減因子，使算法能夠以最快的速度在新的回波路徑上穩(wěn)定下來。
當(dāng)回波路徑改變發(fā)生時，濾波器系數(shù)的收斂程度下降，殘留回波信號e(n)值變大，這將與上述雙講情況下一樣引起預(yù)警，但是這不會引起常規(guī)檢測的任何反應(yīng)?；诖嗽颍綦p講預(yù)警較長時間發(fā)生，則認(rèn)為是回波路徑改變發(fā)生。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)判決回波路徑發(fā)生改變時，對幅度衰減估計(jì)進(jìn)行修正。
回波路徑改變的判決流程如圖4所示，設(shè)置回波路徑改變判決計(jì)數(shù)值CEPC用來統(tǒng)計(jì)發(fā)生雙講預(yù)警的次數(shù)在步驟S401中，將CEPC歸0。
在步驟S402中，判斷e‾(n)>λpγ^(n-1)xmax(n)]]>是否成立，是則認(rèn)為發(fā)生了雙講，執(zhí)行步驟S403，同時輸出雙講預(yù)警標(biāo)志，否則執(zhí)行步驟S406。
在步驟S403中，CEPC判決計(jì)數(shù)值加1。
在步驟S404中，判斷CEPC判決計(jì)數(shù)器數(shù)值是否大于等于預(yù)設(shè)的回波路徑改變門限值TEPC，是則執(zhí)行步驟S405，否則執(zhí)行步驟S401。
在步驟S405中，判決回波路徑改變，更新幅度衰減因子為γ^(n)=γ^(n-1)+αrγ^max,]]>其中αr＜1，決定幅度衰減因子值抬升快慢。
在步驟S406中，CEPC判決計(jì)數(shù)值遞減1。
在步驟S407中，當(dāng)CEPC判決計(jì)數(shù)器遞減到小于0時，CEPC判決計(jì)數(shù)值最小取0，返回執(zhí)行步驟S401，進(jìn)行下一輪判決。
發(fā)散出現(xiàn)在有近端信號而濾波器仍然在更新系數(shù)而導(dǎo)致誤調(diào)的場合下，此時回波消除器必須在長時間內(nèi)穩(wěn)定工作。當(dāng)預(yù)警到一定的程度，則認(rèn)定為出現(xiàn)發(fā)散。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，在出現(xiàn)發(fā)散的情況下，必須使回波抵消算法能夠回到初始的狀態(tài)，包括預(yù)警的相關(guān)邏輯。
本發(fā)明中，自適應(yīng)濾波器系數(shù)發(fā)散的判決流程如圖5所示在步驟S501中，判斷式Pe(m)＞λdPy(m)是否成立，其中λd為大于1的常數(shù)，是則執(zhí)行步驟S502，否則執(zhí)行步驟S503。
在步驟S502中，發(fā)散判決計(jì)數(shù)值Cdvg加1。
在步驟S503中，判斷式Pe(m)＜λcPy(m)是否成立，其中λc為小于1的常數(shù)，是則執(zhí)行步驟S504，否則執(zhí)行步驟S505。
在步驟S504中，發(fā)散判決計(jì)數(shù)值Cdvg減1。
在步驟S505中，判斷發(fā)散判決計(jì)數(shù)值Cdvg是否大于發(fā)散門限Tdvg，是則執(zhí)行步驟S506，否則執(zhí)行步驟S501。
在步驟S506中，確定自適應(yīng)濾波器系數(shù)存在發(fā)散，復(fù)位H寄存器，更新自適應(yīng)濾波器系數(shù)，并重置上述預(yù)警判斷操作，初始化當(dāng)前幅度衰減因子，即令γ^(l)=γ^max.]]>以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟A.估算遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子；B.根據(jù)所述幅度衰減因子、遠(yuǎn)端信號以及殘留回波判斷是否發(fā)生雙講，在判斷雙講發(fā)生時發(fā)出雙講預(yù)警；C.統(tǒng)計(jì)雙講預(yù)警次數(shù)，當(dāng)雙講預(yù)警次數(shù)超過雙講預(yù)警門限值時，判決雙講存在。
2.如權(quán)利要求1所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述步驟A具體包括下述步驟A1.設(shè)置所述幅度衰減因子的初始值；A2.將濾波器輸出的殘留回波信號的功率以及根據(jù)針對遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子獲得的殘留回波信號的功率進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述幅度衰減因子進(jìn)行更新。
3.如權(quán)利要求2所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，在所述步驟A1中，所述幅度衰減因子的初始值為10-AECHO/20，其中，AECHO為回波路徑損耗。
4.如權(quán)利要求2所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述步驟A2具體包括下述步驟A21.判斷Pe(m)≥γ^(m-1)γ^(m-1)Pmax(m)]]>是否成立，是則執(zhí)行步驟A22，否則降低幅度衰減因子為γ^(m)=αdγ^(m-1);]]>A22.判斷式Pe(m)＜ββPmax(m)是否成立，是則提高幅度衰減因子為γ^(m)=αiγ^(m-1);]]>其中， 為遠(yuǎn)端信號第m幀的幅度衰減因子，Pe(m)為濾波器輸出的殘留回波信號的功率，Pmax(m)最近M0個幀中遠(yuǎn)端信號的功率的最大值，αd、αi為調(diào)整因子，β=λuγ^(m-1),]]>λu為松弛系數(shù)，λu＞1，M0＝M0＝N/S0，N為自適應(yīng)濾波器系數(shù)個數(shù)，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)端信號的功率根據(jù)下式計(jì)算Px(m)=1S0Σi=0S0-1x(mS0+i)2;]]>其中，x為遠(yuǎn)端信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為遠(yuǎn)端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，在所述步驟B中，如果滿足e(n)>λpγ^(n-1)x(n),]]>則判斷雙講發(fā)生，發(fā)出雙講預(yù)警；其中，x(n)為遠(yuǎn)端信號中第n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號，λp為松弛系數(shù)，λp＞1， 為遠(yuǎn)端信號x(n)第n-1個采樣點(diǎn)的幅度衰減因子。
7.如權(quán)利要求1所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，在所述步驟B中，如果滿足e‾(n)>λpγ^(n-1)xmax(n),]]>則判斷雙講發(fā)生，發(fā)出雙講預(yù)警；其中，e(n)為濾波器輸出的殘留回波信號e(n)的包絡(luò)，xmax(n)為遠(yuǎn)端信號n個采樣點(diǎn)的樣點(diǎn)值中的最大值，λp為松弛系數(shù)，λp＞1， 為遠(yuǎn)端信號第n-1個采樣點(diǎn)的幅度衰減因子。
8.如權(quán)利要求1所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟S.當(dāng)回波路徑改變時，更新所述幅度衰減因子。
9.如權(quán)利要求8所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述步驟S具體包括下述步驟S1.統(tǒng)計(jì)發(fā)生雙講預(yù)警而未檢測出雙講的次數(shù)；S2.當(dāng)發(fā)生雙講預(yù)警而未檢測出雙講的次數(shù)大于等于回波路徑改變門限值時，判決回波路徑改變；S3.按下式更新所述幅度衰減因子γ^(n)=γ^(n-1)+αrγ^max,]]>其中，αr為決定幅度衰減因子抬升快慢的系數(shù)，αr＜1， 為幅度衰減因子的最大值，γ^max=10-AECHO/20,]]>AECHO為回波路徑損耗。
10.如權(quán)利要求1所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟T.當(dāng)濾波器系數(shù)存在發(fā)散時，調(diào)整所述幅度衰減因子。
11.如權(quán)利要求10所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述步驟T具體包括下述步驟T1.判斷發(fā)散判決計(jì)數(shù)值是否大于發(fā)散門限值；T2.當(dāng)發(fā)散判決計(jì)數(shù)值大于發(fā)散門限值時，判決濾波器系數(shù)存在發(fā)散，重置雙講預(yù)警操作，初始化當(dāng)前幅度衰減因子。
12.如權(quán)利要求11所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述步驟T1具體包括下述步驟T11.判斷Pe(m)＞λdPy(m)是否成立，是則執(zhí)行步驟T12，否則執(zhí)行步驟T13；T12.發(fā)散判決計(jì)數(shù)值加1；T13.判斷式Pe(m)＜λcPy(m)是否成立，是則執(zhí)行步驟T14，否則執(zhí)行步驟T15；T14.發(fā)散判決計(jì)數(shù)值減1；T15.判斷發(fā)散判決計(jì)數(shù)值是否大于發(fā)散門限值，是則執(zhí)行步驟T2，否則執(zhí)行步驟T11；其中，Pe(m)為濾波器輸出的殘留回波信號的功率，Py(m)為近端信號的功率，λd與λc分別為大于1和小于1的常數(shù)。
13.如權(quán)利要求4或12所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述濾波器輸出的殘留回波信號的功率Pe(m)根據(jù)下式計(jì)算Pe(m)=1S0Σi=0S0-1e(mS0+i)2;]]>其中，e為濾波器輸出的殘留回波信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為遠(yuǎn)端信號和近端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，所述近端信號的功率根據(jù)下式計(jì)算Py(m)=1S0Σi=0S0-1y(mS0+i)2;]]>其中，y為近端信號的幅度，i為S0個采樣點(diǎn)中第i個采樣點(diǎn)，m為近端信號的第m個幀，S0為每幀信號中的采樣點(diǎn)個數(shù)。
15.如權(quán)利要求1至12任一權(quán)利要求所述的回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，在所述步驟B之前，所述方法進(jìn)一步包括判斷所述幅度衰減因子是否大于設(shè)置的幅度衰減因子門限值，是則執(zhí)行步驟B。
全文摘要
本發(fā)明適用于通信領(lǐng)域，提供了一種回波抵消中雙講狀態(tài)的檢測方法，所述方法包括下述步驟A.估算遠(yuǎn)端信號的幅度衰減因子；B.根據(jù)所述幅度衰減因子、遠(yuǎn)端信號以及殘留回波判斷是否發(fā)生雙講，在判斷雙講發(fā)生時發(fā)出雙講預(yù)警；C.統(tǒng)計(jì)雙講預(yù)警次數(shù)，當(dāng)雙講預(yù)警次數(shù)超過雙講預(yù)警門限值時，判決雙講存在。本發(fā)明根據(jù)幅度衰減因子對遠(yuǎn)端信號進(jìn)行逐點(diǎn)雙講檢測，并根據(jù)回波路徑改變判決和發(fā)散情況調(diào)整幅度衰減因子，能夠較好地判決存在遠(yuǎn)、近端小信號時的雙講狀態(tài)，提高了雙講狀態(tài)的檢測靈敏度，增強(qiáng)了回波抵消性能。
文檔編號H04B3/20GK1917386SQ20061006246
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者李玉龍, 陳微, 唐繁榮, 莫運(yùn)能, 殷福亮, 陳喆, 吳奇 申請人:華為技術(shù)有限公司