（电路与系统专业论文）高性能的回波抵消算法的研究及实现.pdf

一 高性能的回波抵消算法的研究及实现 摘要 ( 随着远程通信和免提系统的发展，例如远程通信会议，多媒体 j 亡作站等，对由传输信号引起l 佝同波进行控制的网波抵消技术也有 了很大的发展。 吲波其实无所不在。当人与人的交淡时，声音从地扳，墙壁和 棚邻l 勺4 勿体上反射回来的回声进入人们的= | = 朵。如果声音和回声之 问的q 问延迟很短，人们就注意不到回声的存在。棚反，当回声的 延迟i 司超过了几十个毫秒，它就会被察觉j | _ ；来。大多数人事实上 更 篁：欢说话时有一些罔声，但是 k 大的回声在一定条什下会完企干 扰难常的交谈。 同说话产生的回声一1 ：牛，在l 乜研线路一卜比存在肴网波。在电路 的任何一点，如果阻抗不匹配，那么信号的一部分就会反射造成回 波。这些回波所造成的影响取决于它的大小和延迟时问。日前已有 一些对于这些影响的定量研究，一般i 回波的延迟越大，c 所需衰减 剃c 越大。一种极端情况是一定量的“同时”同波，称为旁帝，事实 一j ：是有茄的。另一种极端情况则是，如果嗣波延迟几一毫秒以上， i ! | j 使在它到达接收端时已经过了4 0 d b 的i 衰减，它也会给通话糟带来 通话障碍。具有很长时延而需要特殊处列勺的回波一股存在于氏途 l 乜话线连接中。 存在于数据通信中的回波，造成了通信质量下降。人们对回波 采用了符种控制策略，例如回波抑制器。但山丁回波时延的增大， 人们又逐渐采用回波抵消的策略，这就导致j 7 问波抵消器的发展。 俐波抵消是处理回波问题的有效途径。与以l 训i 勺| 1 卅波j q j _ f l i 0 器不一样， 同波抵消器的主要部分是一个自通麻滤波搽。这个滤波器产生一个 对同波路径的估计，或者说叫刚术，输入信弓通过此滤波器产生一 个对回波路径的估计信号，将此信q 从接收端减去，这样就抵消了 旧波。 在运用回波抵消策略后，对刚波控制的形f 究就集叶- 在自适应滤 波驯沦一匕。回波抵消主要部分就足个h 通成系统。在这个系统中， 我1 f j 可以运用不同的自通应滤波算法米实现未知系统的辨识。所以 刈l 鲁迅应滤波算法的研究成为叫波抵消的三1 - i 要内容。l 一 ， 6 本文将讨沦i 习前同波抵消理沦的现：i ( ，山于最小严方算法运算 复杂，实现比较i 捌难，所以较常川的仃最小均方鳕：法。f 最小均方算 法实现简单，但它收敛速度慢，这是它最大的缺点。和最小均方算 法柑比，自仿射投影算法有着更更为理想的收敛速度y 自仿射投影 算法是一种适用于回波抵消的目适应算法。畎运算量介丁最小均方 算法和蠕概算法之间了。本文将分析这两种算法的收敛性能并 作比较，然后给出计算机模拟结果加以证明。 f 1 1 丑是i 匀仿射投影算法是不稳健的，也就是说它在激励信号存在q ， 突川iz 值干扰时，算法会发敞。这就大大限制了它的应用范围。厂本文 在详细分析了这两种算法及其衍生：u 的各种算法后，对自仿射投影 算法进行了改进，运用稳健估计中的m 估计对自仿射投影算法中的 误舞函数进行处理，提高了它的抗突他干扰的能力，j ! i 基本保 恃了原有惭 叟敛速度，达，0 了令人满意的效果。 关键词：同波抵消，归一化最小均方算法，阳仿射投影算法，m 估 计 f = 】窀通人学l ! ；! 化沧证 t h es t u d yo nt h eh i g hp e r f o r m a n c e a l g o r i t h m sf o re c h oc a n c e l l a t i o na n dl t s i m p l e m e n t a t i o n a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to ft e l e c o m m u n i c a t i o na n dh a n d f r e e s y s t e n l s s u e l lja s t e l e c o n f e r e n c i n g ，m u l t i n a e d i a w o ! k s t a t i o n s e t c ，e c h o c a n c e l l a t i o n t e c h n o l o g y i sa l s od e v e l o p e ds i g n i f i c a n t l yt oc o n t r o lt h ee c h o w h i c hi sad i s t u r b i n gp h e n o m e n o nc a u s e db yt h eat 1 a n s n l i t t e ds i g n a l w i t hr a r ee x c e p t i o n s ，a l lc o n v e r s a t i o n st a k ep l a c ei nt h ep r e s e n c eo f e c h o e s w e 】l e a re c h o e so fo u rs p e e c hw a v e sw h e nt h e ya r er e f l e c t e db y t h ef l o o r , w a l l s ，a n do t h e rn e i g h b o r i n go b j e c t s i ft h et i m ed e l a yb e t w e e n ( h e s p e e c ha n dt h ee c h oj s s h o r t t h ee c h oi sn o tn o t i c e a b l e ；r a t h e r , i t s e f f e c ti s p e r c e i v e d a sa s p e c t r a l d i s t o r t i o n ，o l r e v e r b e r a t i o n d i s t i n c t j e c h o e sa r en o t i c e a b l eo n l yi ft h ed e l a ye x c e e d saf e wt e n so fm i l l i s e c o n d s m o s t p e o p l ea c t u a l l yp r e f e r s o m ea m o u n to fr e v e r b e r a t i o n t on o i e v e r b e r a t i o na ta 1 1 d i s t i n c te c h o e s ，o nt h eo t h e rh a n d ，a r ei n v a r i a b l y a n n o y i n g a n du n d e rc e r t a i n c o n d i t i o n s c a n c o m p l e t e l yd i s r u p t a c o n v e r s a t i o n e c h o e s1 1 q a yb eg e n e 】a t e dj n t e l e p h o n ec i l c u i t s t o o a ta n yp o i n ti n t i l ec i r c u i ti fas i g n a le n c o u n t e r sam i s m a t d hi ni m p e d a n c e ，a p o r t i o no f i t g e t s1 _ e f l e c t e d a sa ne c h o t i l ed e l e t e r i o u s 。e f f e c t so fs u c he c h o e sd e p e n d u p o nt h e i r1 0 u d n e s s ，s p e c t r a ld i s t o r t i o na n dd e l a y s e v e r a ls t u d i e s1 l a v e b e e nc o n d u c t e dt oq u a n t i f yt h e s ee f f e c t s a n d w ew i 】11 l a v eo c c a s i o nt o d i s c u s ss o l l i e o ft h e s es t u d i e s g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t h el o n g e rt h ee c h oi s d e l a y e d ，t h em o r ei fn l u s tb ea t t e n u a t e db e f o r ei t b e c o m e st o l e r a b l e a t o n ee x t l e r n e ，ac e r t a i na m o u n t o f “i n s t a n t a n e o u s e c h o ，c a l l e ds i d e t o n e j sj 1 3f a c td e s i r a b l ea n di sd e l i b e r a t e l yc o u p l e df r o mt i l et r a n s n a i t t e rt ot h e 摘嘤 1 e c e i v e l o ft h et e l e p h o n es e t a tt h eo t h e i e x t r e m e ，ifa ne c h oi s d e l a y e d b yh u n d l e d s o fm i l l i s e c o n d s ，i tm i g h tb eo t ! i e c t i o n a b l et os o m et a l k e l s c 、，0 1 1i i i ti s4 0d bb e l o wt h e0 1 + i g i n a lv o i c el e v e l e c h o e sw i t hd e l a y s s u f f i c i e n t l yl o n gs oa st or e q u i r es p e c i a lt r e a t m e n t ，a l eo b s e l v e do nl o n g d i s t a n c et e l e p h o n ec o n n e c t i o n s b e c a u s et h ee x i s t e n c eo fe c h oi n s p e e c ha n dd a t ac o m m u n i c a t i o n d c g i a d e s t h e q u a l i t y o ft h ec o m m u n i c a t i o n ，v a r i o u sm e t h o d so fe c h o c o n t i 0 11 l a v eu s e d t h ei n c l e a s i n gt l a n s m i s s i o n d e l a y1 l a s 1 e s u l t e dj na g e n e l a 1 1 e e x a m i n a t i o no fa 1 1t h e s u p p l e s s i o n m e t h o d s t h i s1 e dt ot h e c l e v e l o p m e n to fe c h oc a n c e l l a t i o n e c h oc a n c e l l a t i o l li st i l e e f f i c i e n tw a y t oh a n d l es u c h p r o b l e m s t i l em a i np a r to f e c h oc a n c e l l e r , w h i c hm a k e si t d i f f e rf r o m p r e v i o u se c h o c o n t r o ls t r a t e g i e s ，s u c ha se c h os u p p r e s s o r s ，i sa a d a p t i v ef i l t e r t h i sf i l t e rm a k e sar e p l i c a ，0 1 e s t i m a t e ，o f t i l ee c h op a t h p a s s i n gt i l ei n p u ts i g n a lt h r o u g h f i l e f i l t e i g e n e r a t e s a ne s t i m a t e de c h o s i g n a lt h a ti s s u b t r a c t e df r o mt i l er e c e i v e ds i g n a l ，i no r d e rt or e d u c et h e e c h o w i t ht h ea p p l i c a t i o no ft h ee c h oc a n c e l l a t i o ns t r a t e g i e s ，s t u d i e so nt i l e e c h oc o n t r 0 1f o c h so n a d a p t i v e f i l t e r t h e o r y t h ek e yp a r t o fe c h o c a n c e l l e ri sa n a d a p t i v es y s t e m ；w e c a n a p p l y d i f f e r e n t a d a p t i v e a l g o l i t h m t ot h i su n k n o w ns y s t e mt or e a l i z et i l e s y s t e mr e c o g n i t i o n t h e i - e f o l es t u d i e s0 1 1t i ma d a p t i v ef i l t e r a l g o l i t h m s b e c o m et h em a i n c o nc e n to f t h ee c h oc a n c e l l a t i o n f w ew i l ld i s c u s st h ec u r r e n ts t a t eo ft h e o r yo fe c h oc a n c e l l a t i o n b e c a u s eo ft h ec o m p l e x i t yc o n s t r a i n t s0 1 1t h e - e c h oc a n c e l l e r , t h em o s t w i d e l yu s e da l g o r i t h m f o r a d j u s t i n g t h ef i l t e rc o e f f i c i e n t si st i l el e a s t m e a ns q u a r ea l g o r i t h m a l t h o u g ht i l ei m p l e m e n t a t i o no ft h el e a s tm e a n s q u a r ea l g o r i t h mi se a s y , i t sc o n v e r g e n c es p e e di s t o os l o ww h i c hi si t s m a i n c h a w b a c k a m o n gt i me x i s t i n gt e c h n i q u e s i st h em e t h o do ft h e af f i n e p l o j e c t i o na l g o l i t h m c o n l p a l e d w i t ht h el e a s tm e a n s q u a r e a l g o l i t h m t i l ea f f i n ep r o j e c t i o na l g o r i t h mh a s a f a s t e l c o n v e r g e n c es p e e d 7 f h ea f f i n ep r o j e c t i o na l g o r i t h mi sa l l a d a p t i v ef i r m a l g o r i t h ma p p l i c a b l e 、 堕竺型型塑笠型! ! i oc s h oc a n c e l l a t i o n w ew i l la n a l y z et h ec o n v e r g e n c ep l o p e r t i e s o ft h e l e a s tn l e a l l s q u a r ea l g o l i t h m a n dt h ea f l i n e i ) r o j e c t i o na l g o l l i t h n a a n d p l e s e n tt h es i m u l a t i o n r e s u l t sa st h ep r o o f i b u ta p al a c k se n o u g h1 o b u s t n e s s 、t h a ti s t o s a y ，i t i s i n a p p l i c a b l e w h e nt h e i n p u ts i g n a l 1 1 a si n d i v i d u a l i m p u l s en o i s e ，w h i c h 1 i m i t si t s a p p l i c a t i o n t h e n a na f f i n ep r q j e c t i o na l g o l i t h mb a s e d0 1 1m e s t i m a t e ( m 一 人p 人1i s p i o p o s e d t h em e s t i m a t ei sa p p l i e dt ot h ea p a t oi m p r o v ei t s 1 o b u s t n e s s w ew i l la n a l y z et h ec o n v e r g e n c e1 ) r o p m t i e s o ft h ea p a ，t h e m a p aa n dl m s a l g o r i t h m t h es i m u l a t i o n1 e s u l t s s h o wt h a tm - a p ai s i n o l e1 o b u s ta g a i n s ti n d i v i d u a li r n p u l s en o i s et h a na l aw h i l ei t a l s o1 l a s d s tc o n v e r g e n c es p e e d ，t h u st h et o l e r a n c et ot h ei m p u l s en o i s eo ft h e a d a p t i v e1 1 e c o g n i t i o ns y s t e m si m p l o v e d k e y w o i d s ：e c h oc a n c e l l a t i o n ，n o r m a l i z e d l e a s tm e a n s q u a r e a t g o r i t h n l ，a f f i n ei r o j e c t i o na l g o r i t h m ，m e s t i m a t e ， 淅交_ ；人学坝h 似i 仑迁 1 1 引言 第一章绪论 当今魁界正闩益向信息化时代迈进儿f 疆个人f j r 作和生j l l l i i | i 离不丌通 信。在人们r 常生活中，l 乜话是常用的通信1 士之。对大多数人而言，电话 已经是不可或缺的了。但是在长途电话线网络巾，存在二四线转换的问题。这 是因为本地电话一般是用二线电路连接到中心局的，而长途线路的话，需要用 四线电路，这两者之间需要用混合变换器( h y b ；i d ) 进行连接。正是d f 于混合变压 器的引入，使得传输的信号在混合变换器阳抗不匹配的情况下产生回声，而回 声往往会影响通话质量。为了提高通话质量有必要剥电话线网络中的回声进行 研究。 随着免提电话的应用，声岢的吲波又逐渐0 l 起人们的注意。闲为声音在遇 到物体时会反射，在使用免捉乜活时，麦克风和扬一i 搽之m 的声学榭合影响人 门对话f i 勺自然性，严重时还会引起啸叫。 此外回声抵消在很多方而对网络的数据通信也是很有用的，所有这些出于 吲声，带来的通信之问的问题都促使人们着手研究川j i ：斛决川庸的问题。最初 的1 i ：| f 究足针对电话线中的回声进行i 勺。随扑州究f i j 深入，人们发现这些回声所 造成的影响不仅取决于它的大小，而 1 还j 它1 0 延迟n 寸n i j 有关。日i j 已有一些 对于这些影n 向的定量研究，一般求蜕，回声n 勺延迟越大，它所造成的影响乜就 越大，为了让人们仍然能保持正常的通话，就必须列闭声信号进行褒减处理， 研究表f 归回声的时延越大，那它所需的平均衰减量也就越大。下面有一张表可 以说明这两者之间的关系。 表1 ii 声州延及所：* 鞭减 心声时近( m s )、i i j 勺所j * 嵌减越( d b ) 0f 4 2 01 1 1 4 01 7 7 6 02 2 7 8 02 7 2 1 0 0 3 0 9 讯一中绡沦 表】1 说明了回声时延及l l 垃吲声所i 府褒减的带! 度，只秆达到了甲均衰减 员，i b 话线路中的回声彳。不会剥通话的双方产，i - 不好的影响。 j 1 1 应的也可以在褒减：吐不变i i 、j ，l 嗖变川j ，j 州| 1 i j 延逃，则褒m o s ( m e a n o p i n i o r ts c o r e ) 减小量值的变化。 表1 2 时延( i l l s )m o s 的减小 瞳迎i l 难人数比例( ) 00( ) 3 0 01 33 0 6 0 02 06 0 1 2 0 02 o6 0 l 袭1 2 显示了当衰减最闹定在15 d b 寸，随着时延的增加，m o s 逐渐递减 的情况。表1 2 同时还给出了在通斫中遭遇困难们人数r 一通话总人数百分比的 比例上升的情况。 随着列回声的研究人们已经采取了得利一秤样n 勺措施来剥回声进行控制， 例如回波抑制策略。回波抑制就是列回波进行定程度衰减以捉高通信质量， 但足回波抑制的策略只剥很小的时州延迟4 订i 辽好的效果。| ；j f f 荷i | 6 口卫星通信 n 0 发展，出现了传输时延超过3 0 0 m s 的r 叫 f ，别1 二这么火的寸延，光用抑制策 s 对回波进行衰减是不行的。所以，回波抑制策略已经不再适用，人们丌始研 究回波抵消策略。 i 2 回波抵消技术的现状 一 般pn q 回波抵消技术可以迎溯到水：纪六叶j 叽，之后，1 1 1 咖会评 价了| j 了i 波抵消器的主观质世，笫个坫j ：v l s in ：j | l f 波抵_ j j 搽j ：1 9 8 0q - 诞生。 剥单j | 回波抵消的研究，尤其是列电皿i 波抵消的研究，国外已经有3 0 多年的历 史，周前已提出多中自适应的回波抵消方法，并有基于高速数字信号处理芯片 ( d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s o r d s p ) 的实现方案。在困内，有清华大学、北京邮电 大学、西安电子科技大学、西南交通人学、l ：皖声0 t 所等l 弘位先后j - r 展了自 适应回波抵消的研究工作。 罔外对于声回波抵消f 门研究足随着i b 晰会议系统和免提r u 活们实用化后在 2 八十年代兴起的，但在理沦和技术上 f | i 没有1 乜回波消除成熟。关丁二多路回波消 除l l ；i l l j ：究，国外是最近j u 7 7 似f i 起步| 1 1 婴处二j 二j ：l | ! 沦和计$ 7 ：4 ：j l 仿真阶段。 在声回波抵消和多蹄回波抵消的研究方而，网内尚未有系统j i ：j o , 臼i j i ：究的报道。 1 3 本文的研究内容 剥回波抵消策略的研究导致了回声抵消器n 0 发展。于超大规模集成电路 ( v l s i ) 芯片的发展，回波抵消器的实现所需赞用并不多。回波抵消器的原理 是首先自动合成一个回声路径响应的副本，然后：i 暂其与带有回声的输入信号卷 帜，在输出端减去卷积之后的信号，则同声被抵消，从而改善输出信号。这样 一来通话双方就不会为回声所i 孙扰。上述这些m i 波足桶于远程通信i ：l x 回波的范 畸，刑于山于免提电话的普遍使用所引起f n 声| l j l 波问题，! 了| 波抵_ 行| i 仍不失为一 利t 好方法，世界范围内的i i ：多实验都表n j j 了抵消策略的有效性。所以无沦对于 f 乜1 亘| 波还是声回波，要不让它们给人们交流一特来闲滩，最好旧办法仍然足使用 回波抵消的方法。目前回波抵消中研究的最多的就是如何得到上所述回波路 径的刚本。解决这个问题最好的办法就是运玎i j 适廊滤波算法。闪此人们努力 研究适用于回波抵消的各种自适应算法。 刘适用于回波抵消的自适应算法的研究一开始主璎集巾于最小均方算法 上，这是因为最小均方算法是单参数的算法，比较简n 。但i ：1 - 1 于- i o l l 女：敛p _ - i - ：能的 问题，人们又丌始研究新的多参数的算法，如递归蛾小，f 方算法搜其的快速算 法。同r l , ：j ，一些折衷的算法山丌始提出。 刘些适用于网波：i c f i i ： 的一适应滤波算0 i 奠敛忡质进行详细的数学分 析将会有助于我们更好地理解吲波抵消的 小原川! 。在本沦文当中，将在笫二 、i 汁先介绍回声抵消的符利i j 史术及其】= | 【! 论知u 。i i l l ：州波抵消就魁嘤估计一个 网波j l ! 径的特征参数，产生一个刚波璐径的f l i 本，然后在接收到f 内信号巾减去 这个弼i j 本，从而实现回波的抵消。所以其关键i f - - j ：模拟一个网波j i ! 径的冲激 i i i , j 立，这就需要用到自适应系统封 f i j t l 内耻沦。 因此在接下来的第三章i i 将洋细讨沦川米进行系统辨u 的l j 通应滤波算 法。_ 于i - ：l 适应滤波算法纷繁复杂，所以主业分析其一| l | f 1 10 最小均方算法和e = i 仿 州投影算法。其问将分析两利一停洲m 收敛述嫂戍j c 优劣。 堡二! 笙笙 一一_ _ 一 。 _ 于自仿射投影算法存在着抗交m 位干扰能力麓的川题，所以存第四章中， 1 勺会用稳健估计中的m 估计方法刘臼仿则投影钟、7 i 进行改进，得到改进的新算 法，并且将通过计算机模拟束比较新算法与原先算法的优劣。 最后一章将会对回波抵消n 勺耻论作一简r l ， 展蛆。 第二章回波抵消理论 胁而介绍过回波既存在：f - 1 u i i l 线网络h 又仃存 ：麦克j x l ，扬r i 器系统中。 这两利主要的回波及其产生的原因将是本章着重讨论的问题，此外还将介绍早 _ ! 为解决回波问题所采取的各种 齿施。 日前对回波进行控制多采用回波抵消策略，伴随菥旧适应滤波理论的发展， 现在n 电回声抵消都采用自适应滤波器来实现，二1 = 要有最小均方算法和最小平 方算法，l m s 运算简单，但是算法收敛速度慢，步长超出一定范围将不收敛。、 l s 算法收敛性能优于l m s ，但运算量过大。由l m s 又发展了归一化的l m s 等。 l s 又发展t r e c u r s i v el s 、f a s tr l s 和其他变步k 的多种f r l s 。这些算法， 在运算量和收敛速度两个性能之阳j 做取舍，在尽量少牺牲一个性能的条件下尽 最提高另一个性能，都取得了很好的效果。但随着s p e a k e r p h o n e 的发展，对声 回波的抵消成为回波抵消领域的一个新| ，| 勺研究眯题。声回波是i 于扬声器电话 的j i l 筒羽i 扬声器之间的声耦合而引起的。列r u 旧激n q 抵消已经比较成熟而对 声1 亘| 波的抵消则刚刚丌始。这是因为声刚波的延：退往往大于1 2 5 毫秒，采用8 k h z 的采样率，自适应滤波器的权数高达上千，如此高阶i 内系统用n l m s 算法显然 会带来收敛性的问题。所以对于声回波抵消的彤i ：究币方兴未艾。 2 1 回波产生的原因 2 1 1 电回波产生的原因 在给定范围内的每一部电话都是要通过二线来连入本地交换设备的，这种 二线可以进行双向通信。因此和四线相比，利用同样两根线既做发送又做接收 可以= 霄省一大笔丌销。但是对于5 6 公艰以外f 向地方，傅一方向就需要分离出来 两个线来，这样一来就要使用四线。为什么对二- 长途通信，需要用四线，而不 能象本地那样用二线了昵? 这是基于两个原因：一是因为线路长了，就需要在 线路中设置放大器，而放大器是单向器件。：l - 足i i i 于经济上的原因，大多数长 途电话是采用复用技术，许多电话使用一个f 输信道带宽的一部分而复用技 术要求在不同方向上的信号使用不同的通道。所以刈+ 于长途通信，必须要进行 2 - 4 线转换。币是山于上述2 - 4 线n q 转换，所以引入了混合变换器( h y b r i d ) 。 滟合变换器的u 咯图如下，为了更好的跳| ! j j | j | j _ ：i f 内j “生，我们自女设a 与b 证在通 瞒，不妨使用下图以b 为例泌r ! 回声的产，f i 。 o f i g u r e 2 一it h ei n t e m a ls c r i i c l l 1 1 eo f h ei l y n i d 图2 - 1 混合变换搽i 部。l 球j 此叫a 盼i 西啬n iaf 1 ：b 的越过i n 迎过线f 0 今迎i j r , f f1 ：1 处，们还订一部 分1 7 1 3 , 1 ：i 旧j n 征ai l g 通道o u t 处，这邮分就址迎“拧a 的川j k 。这i 2 1 1 5 ) - 1 1 1 ) + 尽 锐微小，但会使通信质量下降。虽然我们可以对! 恃定1 1 9 & - 作削一术渊拈线圈的 榔羽i 系数，使b 往a 的通道上的哑i 为零，f i t x 、j r j ：i i 线路米酏，这址不现实 旧，这魁山于也话线蹄上传输的信c 。r 变) i 4 l ，。m 一系数m 芷叫i 能适合任何信 i 扎所以，引入混合线圈后，回声是不| j 避f ( ! 【的。当i r i b t i 延迟2 5 0 m s 到达通话 肯八处，大部分人将不得不结匕稽说 r l 。一般蜕术，延迟越大，i p i 杆越难以忍 受，而延迟很小的话，产生共鸣，反而是列通 f i i t l , , i i | 1 。 21 2 声州波产生的原因 j l ：q , , i 波是山于扬声器电i + i f i 9 话筒和扬卢器之i l i m 0 声枞合而引起n 0 。z i ! 过去 n 0 数 1 - 中，免捉电话i 旧j 不用于拿着i 简就_ j 以进行通忻，所以对一，。! 人来 眦 聃方便，例! c | | 州1 i - ”机等。所以免抛i u i 1 尴术越流行f i lj i 6 j x , j 于声 n 0 网波抵消还处于起步阶段，这灶因为川划j 二i u i i , i 波米沈声f 1 9 川波路径更为 复杂，璎想很好的抵消掉声网激，捉商通信质? ；_ 还街璎研究砸为订寮i f 的算法， 一戈 越i 1 1 湘“内i 司波t i ，, c ：t h t 持施。 找们用图2 来说明声i , - i 1 波。1 1 起i m i i 。i 。n 2 足2 线s 1 1 e a l ( e r p l l o l l e 的简化方 叭罔。j 开筒增益为g 。r 扬声器增益为g 。肼m 1 勺近端讯膏j i 】1 过话筒并被 放人( i 。倍，该信号迎过泓合变换 ： 及2 - k 小地j _ ： * 送 ：远端f f jj 1 1j “，j i ：在衰 减l f 剐哥进入扬一5 拊，f ：被扬卢搽放人器放人( ；、甜n 如l 7 6 s j r 擀种旧l 筒之m 洳窀迎人学埘! 学化隆殳 n q 褒减是l ，则当 时，振鸣i 蚋i t l 就会发生。 2 线 f i g u r e2 - 2t h es i m p l i f i e db l o c kd i a g r a m o ft h es p e a k e l p h o n e 图2 - 2 s p e a k e r p h o n e 的简化方块罔 2 2 常用的回波控制方法 、传统的回波抑制方法 j i j j 的回声控制方法足使用回声抑制策| i | ，简。门用声抑制策略可以用图 3 水醣i 吼在电路中使用一个) i ：关来进行川波j 1 1 j ：| j l | 。m ”0 u t 旧路将b 的语音 信号发送到a 处，它i n i i i j 山将传输在h y b l - i db 处产! i 孙0a 的i u i j 忆考虑到大 多数。特况下，a 与b 足轮流盼话进行交淡的，所以j 1 婴祚a 说f i r , - i k ，将i ，2 网 鼢1 4 1 j ? j l 。，我们就可以避免将an 0 回，! i j 越过l ji 】：a 旧迎通1 0 递剑a 处，从而防 l | ：了同声的二f 扰。区e 在at i 进行信q 的探洲米控制，r 哭的断丌。但足山于b 有可能插话，所以在b 点也要进行信号探测来控制丌关的闭和，当在b 点检测 到信号时，将它与。点的语音信号进行能量火小的比较。当b 点语音能量大， 川j 龇蜕1 9 jb 是在捅话，就闭合丌荚。从而保i l l b 进 n 玳。邗时候他n 勺语音 信号不至二了二被忽略。 刑：r 这种回声控制的方法，其精确i i - 1 7 8 完个i 滑哥f 卉l 孙探测器剃比较器 米决定。所以对这些器什i i j i 5 ： 汁尼为关键。 4 吼强川浊肌洲川j t 仉址无论l e 何，控制j l ：哭断丌闭和的策l | 总4 i j t j 艺火厄缺的。所以l ! | 】使足 娃女川q 删波抑制器，山存以：、刍1 3 进行捕m 他的i t i - i 叮刚j l ：f ( f i 的段驶忽噼的 川m 0 。似刘于小时问延迟f i 1 1 【= l 路，1 l 门一发生插i i n 1 慨j 红就4 i 址 h 人，j 1 j 吲声抑 删i ij 以l i b e l j 【e i 安好的效果了。 随7 i 让锋其他迎信。l f 、! k l i j 发眨，柴1 1 1 i i 】1 信 山哜i | j i i , j 近趔过丁2 5 0 苫杪。 州j 这么人时延的l 山哳，1 i l | 叫 川j | j 1 j h 策* j 就厄能为j 了，为j l l ；l l 、j 发乍 i i i n 0 慨求人人j ：丹，川丌火断玎川剧水。爻j 她挖捌川小址小仃们了。 f i g u r e2 - 3 b l o c kd i a g r a mo f a ne c h os u p p r e s s o r 图2 - 3 l 回一i 扪啡0 方法樵图 2 1 巾心削波方法 胁而捉到i 1 i 于回声延时大小i | 勺不同，所以1 统i i j4 q i 圳方法存仃一方进行捅 i i , j 巡丽质量有很大的下降。所以义l l l j ：她了袱彩l 吨进拊施，例f f | i fr 心削波技术。 1 1 i 心i l j | j 波披术将低于菜一特定门槛他nn 0 俯j l j ，：f ，【! | j 认为址冬。仡叭l t 回路 小- j i 入一h 心削波，可以将af t , j i u i h q l l - 2 i m 保b 的ml 俯0 。这址为b 们语 阿信州钏鬲度一般总比a | ，【( j 吲声婴大，所以，如粜b r n l 的i ，l ，f j | j 波火多 f i 掉 的剧叫, a 、二号，虽然这样也会影响州i j 的讲一价i 这扑t 1 佑 米的负f n 影 m 比j 战小褂多。 川叫波抵消方法 亿川激抑制策略t 2 l , ( i 逝川n 勺川叫人、，找新的控制| , i q 1 9 力泓i ，州波 抵消策芹逐渐成为人们研究的焦点。 川波抵消足处娜i l 川波m 题的有效途 t 。j 以| 1 i 的川波j 【1 j 制搽刁i十t ，旧波 胍淌料的p 要f i - 1 1 分足产，i - 一个列波踏住| ，| ( j 似计，二，e 一配i lk j 水，输入信吁通 过此滤波擀产生一个刑田】波蹿径的什计信i 。，- i：l 留j l 一j 从接收端a 成- 2 ：- ，这样就 眠消了吲波。 j j 1 1 f l 最广的还魁利j t jl l 通应滤波披术的l i i l 波抵消，法，住f - 一州哿会做 洋i 圳的论述。在输入x ( 1 ) 端拨入闩适应滤波器，输预测i i q l i i ，：l j - 1 l e d l l j t i y ( t ) 蚶：，两行之差就是作为输小，i 9 c f 也很盘丁i l q - j 1 , i2 j i i , l j h 。如萼i4j 衍示。 f i g u r e2 - 4d i a g r a mo l t h ea d a p t i v ee c h oc a n c e l l a t i o n h 2 4 自适应滤波l i i i i 声抵消目i ( 1 冬l 但址仪_ i | l 一个线性滤波器只能将叫j ! i 减少1 0 - 3 5 c i l 3 ，为了虹l ：t i j 山0 成少刚j ：- f ，【二i ) n 义发展；f i ：l 引入非线性处理搽来处理，e 余嗣声的方法，n 休骶罔f 【i | | 鞫5 所示。 f i g u r e2 - 5 e c h oc a n c e l l e rp ti n c i p l e s h 2 - 5 丈川的旧，州氐淌原p i t l l 、 n 一- _ l r i7 j 抵i _ i i l lr i 余 ，l i l 线。r 1 f j 0 滤波卉| j 分7 i ij 戊f 6 i f b l o f l , j l l i l 口，j i f f , j - ! i l | i jh i i j j l li ：太。l l l l l q 人 “分l i i j k 已做dl , c i j ，残余部分迎过非线。陀处川! 器，雌计1 ：处州搽类似l l 先川j | 波抑制* s 。 i f ijm 线处i = | n * 3 会刈线j i 【 l i i 的t f j j 蚺j i fj 、j i - 0 ：旭l 小j ； 川- 1 制f 1 ：川，j 9 i 以嘤i l f m 1 1 川卜一，些背景嵘阿以“，d i l lj 。，j f 入旷线仆处川l 器们船米n o t i l l j f l ：川。这样 刈| | j 钏0 _ 7 | j 除就能达到删赳l n 0 效粜。 2 , 3 回波抵消理论 从符种回波t 鹫p , r j 方法到最厉采用阿波抵消n 1 策峨，人们终于找到了控制回 波n 0i e , f , f r i 途径：回波 t , c ：7 i t in 1 小思翘! 址f i i i 汁川波j i l 钏勺11 p t f i l ：参数，j “：小一个微 拟的网波蹄径，得m 模拟f 门删波信号，从接收俯l ；i i i 减去孩信l 。实现回波抵 消。i | i 二同波路径通常足未知的剃时变n q ，所以一般采川自通心滤波搽来模拟 旧波 * 径。同时人们也发肥了