專利名稱：在回波消除系統(tǒng)中用于改進(jìn)子頻帶自適應(yīng)濾波的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，特別是涉及雙向通信系統(tǒng)中的回波抑制。
本發(fā)明的背景自適應(yīng)濾波設(shè)備在如今的通信系統(tǒng)中很普及。這種設(shè)備通常用于減少或消除不想要的信號成分和/或控制或增強(qiáng)所關(guān)心的信號成分。
這種濾波設(shè)備的一個常見例子是免提電話機(jī)，其中傳統(tǒng)電話機(jī)的內(nèi)置耳機(jī)和麥克風(fēng)分別被外部揚(yáng)聲器和外部麥克風(fēng)替代，因此電話機(jī)用戶可以不必手拿電話機(jī)通話。因為從外部揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音可以被外部麥克風(fēng)采集，所以通常要執(zhí)行自適應(yīng)濾波來防止揚(yáng)聲器的輸出反射回來和干擾在通話另一端的遠(yuǎn)端用戶。這類自適應(yīng)濾波或回波消除已經(jīng)成為如今全雙工免提通信裝置的基本特征。
通常，使揚(yáng)聲器信號經(jīng)過自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器來實現(xiàn)回波消除，該FIR濾波器近似或模仿免提揚(yáng)聲器和免提麥克風(fēng)之間的回聲路徑(例如自動免提電話機(jī)應(yīng)用的客艙)。因此FIR濾波器提供可從麥克風(fēng)輸出信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶之前去除的回波估計。要根據(jù)揚(yáng)聲器的輸入和消除回波的麥克風(fēng)輸出來動態(tài)和連續(xù)的調(diào)整自適應(yīng)FIR濾波器的濾波特性(即，一組FIR系數(shù))，來近似回波路徑和跟蹤回波路徑的變化(例如，當(dāng)自動免提電話機(jī)的近端用戶在客艙中移動位置)。
濾波特性的調(diào)整通常利用Widrow和Hoff于1960年研發(fā)的著名的最小均方值(LMS)自適應(yīng)算法形式來實現(xiàn)。LMS算法是一種最小平方隨機(jī)梯度級方法，它既有效又強(qiáng)壯，經(jīng)常用于許多實時應(yīng)用中。但是，LMS算法及其著名的變型(例如，歸一化LMS或NLMS算法)有一定的缺點(diǎn)。例如，LMS算法和其它熟知的算法有時收斂(即，接近目標(biāo)濾波特性，例如免提電話應(yīng)用中的聲回波路徑)慢，特別是在根據(jù)非白或彩色輸入信號，例如人類語音信號來適應(yīng)或訓(xùn)練該算法時。而且，在聲回波消除的環(huán)境下，F(xiàn)IR濾波器的階數(shù)(即濾波器的抽頭數(shù))很高，因此實現(xiàn)自適應(yīng)濾波算法的計算很復(fù)雜。
因此，近來的工作主要集中在對子頻帶進(jìn)行自適應(yīng)濾波。換句話說，濾波器組用于將麥克風(fēng)信號和揚(yáng)聲器信號分成多個子頻帶。然后每個子頻帶信號被抽取或下抽樣，在每個子頻帶進(jìn)行自適應(yīng)濾波以提供多個消除回波的子頻帶輸出信號。然后得到的子頻帶輸出信號被擴(kuò)展或上抽樣，并組合以重建全部消除回波的麥克風(fēng)信號而傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶。有利的是，相比較全頻帶處理方案，子抽樣會產(chǎn)生更高的計算效率，因為輸入信號的頻譜內(nèi)容在每個子頻帶內(nèi)變化不那么劇烈，所以還可以改進(jìn)整個收斂速度。
但是，已知的子頻帶自適應(yīng)濾波系統(tǒng)也遇到一定的缺陷。例如，子頻帶之間的信號混疊會導(dǎo)致全部收斂慢和/或重建麥克風(fēng)信號的誤差。結(jié)果，需要一種改進(jìn)的方法和裝置，用于在回波抑制系統(tǒng)中進(jìn)行子頻帶自適應(yīng)濾波。
本發(fā)明綜述本發(fā)明通過提供子頻帶自適應(yīng)濾波技術(shù)完成上述和其他的需要。其中多個子頻帶分析濾波器(用于將包含回波的信號和/或引起回波的信號分成多個相鄰子頻帶的帶通濾波器)的每個帶寬，以及多個分析濾波器(用于從消除回波的多個子頻帶信號中重建全頻帶消除回波信號的帶通濾波器)的每個帶寬相比較傳統(tǒng)系統(tǒng)的相應(yīng)帶寬增加。更具體地說，在根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器組的相鄰濾波器的-3dB帶寬設(shè)計成彼此重疊。例如，雖然某傳統(tǒng)分析和合成濾波器組的M個子頻帶濾波器的每一個都包括所關(guān)心總頻帶1/M的-3dB帶寬(M整數(shù))，在根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器組中M個子頻帶濾波器的每一個都可以包括所關(guān)心總帶寬的1/M大-3dB帶寬。有利的是，帶寬的增加傾向消除由于子頻帶下抽樣得到的混疊影響，因此根據(jù)本發(fā)明的子頻帶自適應(yīng)濾波裝置可以比傳統(tǒng)子頻帶自適應(yīng)濾波裝置提供更優(yōu)質(zhì)的輸出信號重建。
根據(jù)本發(fā)明的示范性通信裝置包括自適應(yīng)回波消除器，用于接收近端音頻信號和遠(yuǎn)端音頻信號并提供消除回波的近端音頻信號，用于經(jīng)通信信道傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶。該自適應(yīng)回波消除器包括用于濾波近端音頻信號的第一組分析濾波器；用于濾波遠(yuǎn)端音頻信號的第二組分析濾波器和用于濾波自適應(yīng)回波消除器內(nèi)產(chǎn)生的子頻帶消除回波的信號的一組合成濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，第一合成濾波器的-3dB帶寬和第二合成濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。例如，自適應(yīng)回波消除器可以包括整數(shù)M個合成濾波器，其中M個合成濾波器的-3dB帶寬共同跨越整個帶寬B，其中合成濾波器其中一個的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個(M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B)，其中每個合成濾波器的-3dB帶寬大于B/M，小于2B/M。
另外，第一組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與第一組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊，第二組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與第二組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上也重疊。例如，第一和第二組分析濾波器的每一個都包括整數(shù)M個分析濾波器，其中每組分析濾波器的M個分析濾波器的-3dB帶寬跨越整個帶寬B，其中每組分析濾波器的其中一個分析濾波器的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個(M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B)，其中每個分析濾波器的-3dB帶寬大于B/M，小于2B/M。
以下將參照附圖所示的實例詳細(xì)解釋本發(fā)明上述和其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白所述的實施例是為了說明和理解的目的提供的，其中考慮到各種等同的實施例。
附圖的簡短描述

圖1是一種示范性免提電話機(jī)系統(tǒng)的方框圖，其中可以實現(xiàn)本發(fā)明的自適應(yīng)濾波技術(shù)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的示范性子頻帶自適應(yīng)濾波設(shè)備的方框圖。
圖3A是描述傳統(tǒng)子頻帶自適應(yīng)濾波濾波器組頻率響應(yīng)的頻譜曲線，圖3B是描述根據(jù)本發(fā)明子頻帶自適應(yīng)濾波濾波器組頻率響應(yīng)的頻譜曲線。
圖4A是描述利用傳統(tǒng)子頻帶自適應(yīng)濾波技術(shù)獲得的重建消除回波信號的頻譜曲線，圖4B是描述利用本發(fā)明子頻帶自適應(yīng)濾波技術(shù)獲得的重建消除回波信號的頻譜曲線。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1描述一種示范性免提電話系統(tǒng)100。如圖所示，示范性系統(tǒng)100包括麥克風(fēng)110、加法裝置120、自適應(yīng)濾波器130、濾波器計算處理器140、語音編碼器150、語音解碼器160和揚(yáng)聲器170。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白可以利用各種已知的硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)圖1組件下述的功能，這些硬件結(jié)構(gòu)包括通用數(shù)字計算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號處理組件和/或一個或多個專用集成電路(ASIC)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)明白實際上，示范性系統(tǒng)100包括從圖1中省略的組件(例如，在麥克風(fēng)110輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和在揚(yáng)聲器170輸入的數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，因為它們對本發(fā)明的理解不重要。
圖1中，麥克風(fēng)110的音頻輸出耦合到加法裝置120的加法輸入，加法裝置120的輸出耦合到語音解碼器150的輸入和濾波器計算處理器140。另外，語音解碼器160的輸出耦合到濾波器計算處理器140的第二輸入、每個自適應(yīng)濾波器130和揚(yáng)聲器170的輸入。濾波器計算處理器140的輸出耦合到自適應(yīng)濾波器130的控制輸入，自適應(yīng)濾波器130的輸出耦合到加法裝置120的減法輸入。
工作中，包括遠(yuǎn)端用戶(未示出)語音的編碼遠(yuǎn)端音頻信號經(jīng)解碼器160解碼并輸入到揚(yáng)聲器170以提供給近端用戶(也未示出)。然后揚(yáng)聲器輸出經(jīng)一未知的且不時變化的回波路徑反回麥克風(fēng)110，正如圖1中的變量傳遞函數(shù)H(z)所示。因此，麥克風(fēng)110的音頻輸出包括揚(yáng)聲器回波，以及近端用戶語音和近端背景噪聲。
為了防止揚(yáng)聲器回波到達(dá)和干擾遠(yuǎn)端用戶，F(xiàn)IR濾波器130濾波揚(yáng)聲器信號來提供在麥克風(fēng)110收到的揚(yáng)聲器回波的估計值。然后經(jīng)加法裝置120從麥克風(fēng)輸出中減去獲得的回波估計值，加法裝置120消除回波的輸出被編碼和傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶。同時，消除回波的輸出反饋到濾波器計算處理器140，用于調(diào)整FIR濾波器130的濾波器系數(shù)或抽頭，因此它們收斂和跟蹤實際的回波路徑H(z)。正如本領(lǐng)域所熟知的，濾波器系數(shù)的更新是根據(jù)消除回波的輸出或誤差信號和揚(yáng)聲器輸入或基準(zhǔn)信號(例如，利用LMS或NLMS算法)。正如本領(lǐng)域所熟知的，系數(shù)更新可以對以樣值為基礎(chǔ)的樣值或以樣值組為基礎(chǔ)的樣值組進(jìn)行計算。
在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，實現(xiàn)全頻帶自適應(yīng)濾波器處理，單個FIR脈沖響應(yīng)用于模擬聲回波路徑H(z)。換句話說，這種系統(tǒng)中的FIR濾波器130實際是單個FIR濾波器，全頻帶麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器信號以及全頻帶誤差信號直接用于自適應(yīng)算法。但是，正如上面在本發(fā)明的背景所述的，這種全頻帶自適應(yīng)處理會導(dǎo)致脈沖響應(yīng)相對較慢的收斂，而且相對較高階的單個全頻帶脈沖響應(yīng)會導(dǎo)致明顯的計算復(fù)雜性。因此，正如上面在本發(fā)明的背景所述的，自適應(yīng)濾波處理有時劃分多個子頻帶。
圖2描述示范性的子頻帶自適應(yīng)濾波設(shè)備200。設(shè)備200例如可用于提供圖1加法裝置120、自適應(yīng)濾波器130和濾波器計算處理器140的功能。如圖所示，子頻帶設(shè)備200包括第一組分析濾波器2100-210M-1、第一組抽取器2150-215M-1、一組子頻帶加法裝置1200-120M-1、第二組分析濾波器2200-220M-1、第二組抽取器2250-225M-1、一組自適應(yīng)FIR濾波器1300-130M-1、一組擴(kuò)展器2300-230M-1、一組合成濾波器2350-235M-1和重建加法裝置240。與圖1相同，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白利用各種已知的硬件結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)圖2的組件，這些硬件結(jié)構(gòu)包括通用數(shù)字計算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號處理組件和一個或多個專用集成電路。
圖2中，基準(zhǔn)信號(例如，圖1的遠(yuǎn)端語音信號)經(jīng)過回波路徑205(例如，圖1的近端環(huán)境)并輸入到每個第二組分析濾波器2200-220M-1。另外，回波路徑250的輸出(圖1的麥克風(fēng)信號)輸入到每個第一組分析濾波器2100-210M-1。每個第一組分析濾波器2100-210M-1的輸出耦合到第一組抽取器2150-215M-1的對應(yīng)一個輸入，每個第二組分析濾波器2200-220M-1的輸出耦合到第二組抽取器2250-225M-1對應(yīng)一個輸入。
每個第一組抽取器2150-215M-1的輸出耦合到這組子頻帶加法裝置1200-120M-1的對應(yīng)一個加法輸入，每個第二組抽取器2250-225M-1的輸出耦合到子頻帶自適應(yīng)濾波器1300-130M-1的對應(yīng)一個輸入。另外，每個子頻帶自適應(yīng)濾波器1300-130M-1的輸出耦合到子頻帶加法裝置1200-120M-1對應(yīng)一個的減法輸入，每個子頻帶加法裝置1200-120M-1的輸出耦合到這組擴(kuò)展器2300-230M-1對應(yīng)一個的輸入。
每個擴(kuò)展器2300-230M-1的輸出耦合到這組合成濾波器2350-235M-1的對應(yīng)一個，每個合成濾波器2350-235M-1的輸出耦合到重建加法裝置240的對應(yīng)一個輸入。重建加法裝置的輸出提供經(jīng)過重建的消除回波的全頻帶誤差信號。
工作中，第一組分析濾波器2100-210M-1將包含回波的信號(例如，麥克風(fēng)信號)分成M(整數(shù))個相鄰頻帶，第二組分析濾波器2200-220M-1將引起回波或基準(zhǔn)信號(例如，遠(yuǎn)端語音信號)分成相同的M個相鄰頻帶。按常規(guī)，所關(guān)心的總帶寬分成M個相等的子頻帶，每個子頻帶具有總帶寬1/M的帶寬。因為相比較全頻帶信號限制每個子頻帶信號的頻譜內(nèi)容，可以抽取或下抽樣每個子頻帶信號，而不損失信息。相應(yīng)的，第一組抽取器2150-215M-1用因數(shù)K下抽樣包含回波的子頻帶信號，第二組抽取器2250-225M-1用同一因數(shù)K下抽樣引起回波的子頻帶信號，以降低計算復(fù)雜性。
此后，以類似于上述全頻帶方案的方式在每個子頻帶內(nèi)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波器處理。具體來說，子頻帶自適應(yīng)濾波器1300-130M-1濾波引起回波的子頻帶信號以提供M個子頻帶回波估計值，從包含回波的子頻帶信號中減去得到的子頻帶回波估計值(經(jīng)子頻帶加法裝置1200-120M-1)，以提供M個消除回波的輸出信號。如上所述，利用消除回波的子頻帶輸出信號，連同包含回波的子頻帶信號來更新子頻帶自適應(yīng)濾波器1300-130M-1(例如利用LMS或NLMS算法)。
然后擴(kuò)展器2300-230M-1用因數(shù)K插入或上抽樣消除回波的子頻帶信號以返回原始的抽樣率，合成濾波器2350-235M-1濾波經(jīng)過上抽樣的消除回波的子頻帶信號來消除本領(lǐng)域熟知的由下抽樣引入的混疊影響。合成濾波器的帶寬傳統(tǒng)上與分析濾波器的帶寬匹配(即，所關(guān)心總帶寬1/M的M個相等的帶寬)。然后得到的子頻帶信號經(jīng)加法裝置240相加，以產(chǎn)生或重建消除回波的全頻帶信號(例如，用于傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解雖然每個濾波器組表示成在圖2的時域中操作，但是一些或所有的濾波也可以在頻域中進(jìn)行(即，用頻域中的矢量乘法過濾等同于用時域中的樣值狀態(tài)的卷積濾波)。因此，圖2的設(shè)備200也可以包括適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換處理器(例如，快速傅里葉變換或FFT處理器或逆快速傅里葉變換IFFT處理器)。時域或頻域濾波的選擇是件設(shè)計選擇的事情。
如上所述，子頻帶信號的下抽樣改進(jìn)計算效率。正如本領(lǐng)域所熟知的，可以使用嚴(yán)格的下抽樣(即因數(shù)K等于子頻帶數(shù)M的下抽樣)或非嚴(yán)格的下抽樣(即K不等于M)。已經(jīng)詳盡的研究了嚴(yán)格抽樣的系統(tǒng)。例如，參見Andre Gilloire和Martin Vetterli的在子頻帶中利用嚴(yán)格抽樣的自適應(yīng)濾波分析、實驗和應(yīng)用到聲回波消除，IEEE關(guān)于信號處理的事物，第40卷，第8期，1992年8月，第1862-1875頁。雖然嚴(yán)格抽樣系統(tǒng)的確提供超過傳統(tǒng)的全頻帶自適應(yīng)濾波方案的優(yōu)點(diǎn)，但是它們需要子頻帶分支之間的自適應(yīng)交叉濾波器來完全消除混疊影響。
因此，重心近來轉(zhuǎn)移到非嚴(yán)格抽樣的子頻帶處理系統(tǒng)。例如，附加抽樣(K＜M)已經(jīng)用于降低混疊影響而不訴諸于自適應(yīng)交叉濾波器。但是，這種附加抽樣會引入其他的問題，包括在子頻帶邊沿附近會出現(xiàn)子頻帶誤差信號的較大頻譜峰值。例如，參見Phillip L.De Leon，II和Delores M.Etter的在附加抽樣的子頻帶聲回波消除器中增加帶寬的分析濾波器的實驗結(jié)果，IEEE信號處理信件，第2卷，第1期，1995年1月，第1-3頁。在此文章中，分析濾波器的帶寬相比較合成濾波器的帶寬增加。結(jié)果，收斂慢的頻譜峰值移出頻帶外，并被合成濾波器濾除。結(jié)果改進(jìn)了整個自適應(yīng)濾波器的收斂速度。
通過比較，本發(fā)明認(rèn)識到在非嚴(yán)格抽樣系統(tǒng)中的子頻帶邊沿的混疊會在重建信號中明顯下降，特別是在包含回波的輸入信號帶寬有限時(正如電話應(yīng)用中的麥克風(fēng)信號)。有利的是，本發(fā)明教導(dǎo)通過增加非嚴(yán)格抽樣系統(tǒng)中分析濾波器和合成濾波器的帶寬可以降低或消除這種下降。
換句話說，分析濾波器組中相鄰濾波器的帶寬和合成濾波器中相鄰濾波器的帶寬可以彼此重疊。例如，分析濾波器組中M(整數(shù))個濾波器的每個濾波器的帶寬和合成濾波器組中M個濾波器的每個濾波器的帶寬可以大于所關(guān)心總帶寬的BW的1/M。這在圖3A和3B中示出。
在圖3A中，傳統(tǒng)分析或合成濾波器組的頻率響應(yīng)表示成包含M個帶通域3100-310M-1，每個具有等于BW/M(其中BW是所關(guān)心的總帶寬，例如用于電話應(yīng)用的30Hz到3kHz)的-3dB帶寬(從低-3dB截止帶寬延伸到高-3dB截止帶寬的通頻帶)。另一方面，在圖3B中，根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器組的頻率響應(yīng)表示成包含M個帶通域3200-320M-1，每個具有大于BW/M的-3dB帶寬。因此，雖然圖3A中相鄰濾波器響應(yīng)正好在濾波器響應(yīng)交叉點(diǎn)的-3dB(即，在一半峰值)，而圖3B中相鄰濾波器響應(yīng)在交叉點(diǎn)處高于-3dB。
實驗已經(jīng)表明0.125-0.13弧度的重疊(在用π歸一化的頻率刻度上)提供就輸出信號重建的質(zhì)量結(jié)果。這在圖4A和4B中示出。在圖4A中，利用傳統(tǒng)子頻帶自適應(yīng)濾波(即相鄰濾波器帶寬不重疊)得到的重建輸出信號相比較原始輸入信號(分別用長虛線和段虛線表示重建和原始信號)表示成包含明顯的下降。另一方面，圖4B中，利用根據(jù)本發(fā)明的子頻帶自適應(yīng)濾波得到的重建輸出信號(即，分析和合成濾波器組中相鄰濾波器帶寬重疊)表示成非常匹配相同的原始輸入信號(如同圖4A，分別用長虛線和段虛線表示重建和原始信號)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解利用M個相等且重疊的-3dB帶寬來跨越所關(guān)心的總頻帶只是示范性的，本發(fā)明覆蓋相鄰-3dB帶寬重疊的任何結(jié)構(gòu)。例如，總帶寬可以更好的位于特定區(qū)域，即大多數(shù)信號功率期望或子頻帶帶寬可以從總帶寬的下限到上限成對數(shù)增長。
通常，本發(fā)明提供子頻帶自適應(yīng)濾波技術(shù)，其中多個子頻帶分析濾波器以及多個分析濾波器的每一個帶寬相比較傳統(tǒng)系統(tǒng)中的相應(yīng)帶寬增加。具體來說，根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器的子頻帶濾波器的相鄰-3dB帶寬設(shè)計成彼此重疊。子頻帶帶寬的增加傾向消除由于下抽樣得到的混疊影響，因此根據(jù)本發(fā)明的回波消除裝置可以比傳統(tǒng)子頻帶自適應(yīng)濾波裝置提供更優(yōu)質(zhì)的輸出信號重建。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不局限于這里為了說明的目的描述的具體實施例。例如，盡管已經(jīng)在免提電話機(jī)的環(huán)境中描述了關(guān)于聲回波消除的實施例，但是所公開的技術(shù)同樣可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)回波消除(即，在數(shù)字裝置和模擬網(wǎng)絡(luò)之間的混和連接中阻抗失配產(chǎn)生的回波)或者需要或期望子頻帶自適應(yīng)濾波的任何信號處理應(yīng)用中。因此本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書限定，而不是前面的說明書，與權(quán)利要求書一致的所有等同物也意欲包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)雙向通信信道在近端用戶和遠(yuǎn)端用戶之間提供雙向音頻通信的通信裝置，包括自適應(yīng)回波消除器，接收近端音頻信號和遠(yuǎn)端音頻信號，和提供消除回波的近端音頻信號用于經(jīng)通信信道傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶，所述自適應(yīng)回波消除器包括用于濾波近端音頻信號的第一組分析濾波器、用于濾波遠(yuǎn)端音頻信號的第二組分析濾波器、和用于濾波在所述自適應(yīng)回波消除器內(nèi)產(chǎn)生的子頻帶消除回波信號的合成濾波器組，其中所述合成濾波器的第一濾波器的-3dB帶寬與所述合成濾波器的第二濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述合成濾波器每一個的-3dB帶寬與至少另一個所述合成濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述自適應(yīng)回波消除器包括整數(shù)M個合成濾波器，其中所述M個合成濾波器的-3dB帶寬共同跨越整個帶寬B，其中所述合成濾波器其中一個的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個，M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B，其中每個所述合成濾波器的-3dB帶寬大于B/M。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的通信裝置，其中每個所述合成濾波器的-3dB帶寬小于2B/M。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的通信裝置，其中在歸一化頻率刻度上每個所述合成濾波器的-3dB帶寬比B/M大0.125到0.3弧度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述第一組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與所述第一組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊，其中所述第二組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與所述第二組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置，其中所述第一組分析濾波器的每個分析濾波器的-3dB帶寬與所述第一組分析濾波器的至少另一個分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊，其中所述第二組分析濾波器的每個分析濾波器的-3dB帶寬與所述第二組分析濾波器的至少另一個分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述第一和第二組分析濾波器的每一個都包括整數(shù)M個分析濾波器，其中每組分析濾波器的M個分析濾波器的-3dB帶寬跨越整個帶寬B，其中每組分析濾波器的其中一個分析濾波器的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個，M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B，和其中每組分析濾波器的每個所述M分析濾波器的-3dB帶寬大于B/M。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的通信裝置，其中每個所述分析濾波器的-3dB帶寬小于2B/M。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的通信裝置，其中在歸一化頻率刻度上每個所述分析濾波器的-3dB帶寬比B/M大0.125到0.3弧度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中下抽樣每個所述分析濾波器輸出的子頻帶信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的通信裝置，其中每個所述第一和第二組分析濾波器包括整數(shù)M個分析濾波器，其中用小于M的因數(shù)K下抽樣分析濾波器輸出的每個子頻帶信號。
13.一種自適應(yīng)濾波包含回波的輸入信號來提供消除回波的輸出信號的方法，包含回波的輸入信號包括通過回波路徑傳輸引起回波的信號產(chǎn)生的回波分量，包括步驟通過第一組分析濾波器傳送包含回波的信號，以提供多個包含回波的子頻帶信號，通過第二組分析濾波器傳送引起回波的信號，以提供同等數(shù)目的引起回波的子頻帶信號，通過一組子頻帶自適應(yīng)濾波器傳送引起回波的子頻帶信號，以提供子頻帶回波估計值；從各個包含回波的子頻帶信號中減去每個子頻帶回波估計值，以提供消除回波的子頻帶信號；通過一組合成濾波器傳送消除回波的子頻帶信號，以提供經(jīng)過濾波的消除回波的子頻帶信號，所述合成濾波器的第一濾波器的-3dB帶寬和所述合成濾波器的第二濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊；和合并經(jīng)過濾波的消除回波的信號，以提供消除回波的輸出信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述合成濾波器每一個的-3dB帶寬與至少另一個所述合成濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中這組合成濾波器包括整數(shù)M個合成濾波器，其中所述M個合成濾波器的-3dB帶寬共同跨越整個帶寬B，其中所述合成濾波器其中一個的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個，M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B，和其中每個所述合成濾波器的-3dB帶寬大于B/M。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中每個所述合成濾波器的-3dB帶寬小于2B/M。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中在歸一化頻率刻度上每個所述合成濾波器的-3dB帶寬比B/M大0.125到0.3弧度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與所述第一組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊，其中所述第二組分析濾波器的第一分析濾波器的-3dB帶寬與所述第二組分析濾波器的第二分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述第一組分析濾波器的每個分析濾波器的-3dB帶寬與所述第一組分析濾波器的至少另一個分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊，其中所述第二組分析濾波器的每個分析濾波器的-3dB帶寬與所述第二組分析濾波器的至少另一個分析濾波器的-3dB帶寬頻率上重疊。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一和第二組分析濾波器的每一個都包括整數(shù)M個分析濾波器，其中每組分析濾波器的M個分析濾波器的-3dB帶寬跨越整個帶寬B，其中每組分析濾波器的其中一個分析濾波器的-3dB帶寬集中在M頻率的每一個，M頻率以B/M為間隔分布在整個帶寬B，和其中每組分析濾波器的每個所述M分析濾波器的-3dB帶寬大于B/M。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中每個所述分析濾波器的-3dB帶寬小于2B/M。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中在歸一化頻率刻度上每個所述分析濾波器的-3dB帶寬比B/M大0.125到0.3弧度。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中下抽樣每個所述分析濾波器輸出的子頻帶信號和上抽樣輸入到每個所述合成濾波器的子頻帶信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中每個所述第一和第二組分析濾波器包括整數(shù)M個分析濾波器，其中用小于M的因數(shù)K下抽樣分析濾波器輸出的每個子頻帶信號。
全文摘要
在利用子頻帶自適應(yīng)濾波進(jìn)行回波消除的方法和裝置中,多個子頻帶分析濾波器的每個帶寬,以及多個分析濾波器的每個帶寬相比較傳統(tǒng)系統(tǒng)的相應(yīng)帶寬增加。更具體地說,根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器組的相鄰濾波器的－3dB帶寬設(shè)計成彼此重疊。例如,在根據(jù)本發(fā)明的分析或合成濾波器組中M(整數(shù))個子頻帶濾波器的每一個都可以包括所關(guān)心總帶寬的1/M大－3dB帶寬。帶寬的增加傾向消除由于子頻帶下抽樣得到的混疊影響,因此根據(jù)本發(fā)明的回波消除裝置可以比傳統(tǒng)裝置提供更優(yōu)質(zhì)的輸出信號重建。
文檔編號H04M1/60GK1367977SQ00811118
公開日2002年9月4日 申請日期2000年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月3日
發(fā)明者P·梅倫斯特倫, F·埃倫斯特拉勒 申請人:艾利森電話股份有限公司