CN1278699A - 在电信系统中用于回音补偿的方法和电路布置 - Google Patents
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Abstract
用于抑制声学回声和线路回声的回音补偿器和回音衰减元件在固定网络中已成功地证明回音信号和比如数字滤波器的输入信号是否相关。根据本发明,在由编码器(11)和解码器(12)所产生的传输信道中的非线性效应从在变码器(36)中并随非线性电信系统的已知元件(33)存在的信号(51,52,bfi)被模拟,以便使已知的回音抑制测量随后可以被完成。
Description
在现代电信系统中，语音质量是一个重要的质量标准。对于一个用户，例如语音清晰度、音色、逼真、话音传输的完整性及双路通信设备是主观感受的话音质量的特性。客观地说，传输质量基本上由干扰回声的控制所决定，干扰回声由于在接收路径和发射路径之间的不良耦合而产生并且在传播时间超过50ms时，就作为真正的干扰被发觉。例如，当在混合电路的2-线／4-线连接上的线路回声由于在传输路径和接收路径之间的电耦合和／或在一个无线电话中的扩音器和麦克风之间的声耦合，尤其是小于最佳值的免提装置被提供时，回声产生了。
据知回声效应借助于回音补偿器可以被大大地消除，见R．Wehrmann等人：Signalverarbeitung sverfahren zur Verbesserungder Sprachkommunikation über Freisprecheinrichtungen．DerFernmelde- Ingenieur(经由免提装置用于改善语音通信的信号处理方法，电信工程师)，Verlag für Wissenschaft und leben Georg HeideckerGmbH，Erlangen，48th Year，1994年10月，10／94第27-28页。实际电信系统的传送功能借助于回音补偿器可以以可能的最大精度被模拟。到达用户的信号随后通过实际的系统和由回音补偿器模拟的系统并且回音补偿器的输出信号随后从实际系统的回音影响信号中被提取，这样使回音很大的程度上被补偿。
这种类型的回音补偿器用有限冲激响应滤波器或简称FIR滤波器被实现，其效应取决于过滤器系数的精确规定，见DE-A-4430189。一个很可靠的区别由此必须在回声和局部噪声之间，在从某些距离相当远的反射器的回声和来自位于附近的反射器的回声之间，以及在可以用足够的精度被测量的接收信号波形，例如足够强的宽带信号，和不适于测量的接收信号波形，例如正弦波式的连续声音，之间被建立。
此外，将回声衰减到对用户不再察觉的程度的电路是已知的。要做到这点一个压缩扩展器被应用，借助它在参考值上的发送信号被压缩到标准水平，在它们具有该参考水平时被放大，而在它们低于该参考值时被衰减。与此同时，压缩扩展器的传送特性通过在发送路径和接收路径之间的耦合因数被外部控制并且来自远程通话方的接收话音信号的控制信号由噪音水平所确定，见DE-A-19611548。
为改善回波抑制及为改善滤波器系数规格，除了一个已知的主滤波器外，利用一个所谓的背景滤波器，为此，在回声影响信号和滤波器输出信号之间由于每个滤波器的信号差异被相互比较并且一个控制信号取自比较的结果，以改善滤波器系数的设置。见EP-A-0872962。
如果数字滤波器的回声信号和输入信号相关，所述的解决方法在线性传递操作的情况下无疑已成功地证明。然而，它们不适合于带有非线性传输链路的电信系统，非线性传输链路总是在加密装置和／或高压缩话音编码／解码器被提供在传输链路中时产生，如符合GSM(全球移动通信系统)标准或AMPS(高级移动电话系统)标准的移动无线电系统就是这样。为了获得与固定网络相当的高话音质量，对回音补偿或回音抑制的测量也必须在这些情况下被进行。要做到这点，已知的解决方法无疑可以被直接地用在移动用户的终端，但有大量的终端在使用，其中没有或无效的回音补偿测量或回音衰减测量被提供并且这样测量的更新将意味着不合理的高费用支出，这样使得测量只可能在网络自身之内被完成。
因此，本发明目的是要给出在一个非线性电信系统中，尤其是在符合GSM标准的移动无线电系统中用于回音补偿的一种方法和一个电路布置。
这个目的通过如下方法和电路布置实现：一种用于抑制由在带有由话音编码和话音解码器组成非线性传输部分的电信系统中，尤其在移动无线电系统中在传输路径之间的声或电耦合所产生的回声的方法，移动无线电系统包括一个移动站(1)，一个基站(2)，一个变码器单元(36)和用于控制基站(3)的一个功能性单元(3)，以及一个移动交换中心(4)，其特征在于用于抑制回音的一个装置(34，35)被安装在变码器单元(36)中并且回音路径的非线性部分借助于在电信系统中提供的功能性单元被模拟。
一种执行上述方法的电路布置：在变码器单元(36)中，下行链路话音解码器(33)的输入端被连接到运送下行链路数据流的线路(51)上，而下行链路话音解码器(33)的输出端被连接到用于抑制回音的装置(34，35)。
本发明的实质是由固定网络已知的回声补偿电路，与来自具有话音编码装置的电信网络的非线性电路相结合，话音编码装置用于模拟回音路径和被用于控制的现存信号。
本发明现在借助于一个典型实施例被说明。在相关的附图中：
图1表示根据本发明电路布置第一变型的框图，及
图2表示根据本发明电路布置的第二变型的框图。
符合GSM标准的移动无线电系统的主要模块在图1中说明。这些包括一个无线电电话1或者移动站MS，一个基站2或者收发信机基站BTS，一个变码器单元36或者变码器速率适配单元TRAU，它在这里作为一个实例被安装在功能性单元3中或者用于控制基站的基站控制器BSC中，及一个移动交换中心4或者MSC。在下面，这些模块由它们的英文简写表示。MS1包含一个扩音器13，一个麦克风14和用于在发送方向或上行链路中话音的编码器11，以及用于在接收方向或下行链路中话音的解码器12。BTS2包含一个上行链路信道解码器21和一个下行链路信道编码器22。在TRAU36中，有一个上行链路解码器31，一个下行链路编码器32以及现在增加的一个回音补偿器34和一个下行链路解码器33。作为在图1、2中说明的BSC3内TRAU36布置的替换，TRAU36也可以被安装在BSC3和MSC4之间或者在MSC4中。MS1的扩音器信号X(n)，作为下行链路解码器33的输出信号
(n+T)借助于下行链路解码器33，由在TRAU36中提供的下行链路数据流51所产生，扩音器信号X(n)相对于输出信号
(n+T)被延迟时间T。来自扩音器13和麦克风14之间声耦合15的回音填塞的相关部分现在可以由使用这个输出信号
的回音补偿器34所补偿，在这里回音补偿器34可以由一个FIR滤波器实现。有益地，在TRAU 36中被提供的bfi(坏帧指示符)信号无论如何可以被利用以改善FIR滤波器的适配。比如，如果一个低质量的上行链路信道由bfi信号所表示，滤波器系数的计算由此被中断。根据上行链路数据流52，有可能模拟在上行链路信道中非线性的影响并借助于这里未表示的，实际上与在MS1中上行链路编码器11的结构相同的一个上行链路编码器改进回音补偿。当然应该考虑到编码器的复杂性大概比解码器的复杂性高10倍。对于一个成本效果方案，由此合理的模拟在下行链路信道中非线性效应并使回音补偿器34的设置依赖于上行链路信道的bfi信号。
上述的优点将以相同的方法，通过使用在开头引用的申请DE-A196115 48中所述的一个压缩扩展器，或者通过使用FIR滤波器与压缩扩展器的组合，被实现。使用这样一个回音衰减元件35的电路布置在图2中被说明。在这种情况下，也有可能模拟带有已知电路和现有信号的上行链路信道的非线性。
如果进一步的质量数据是可利用的，例如在下行链路信道中的传输质量，则回音补偿可以进一步被改善。当GSM-AMR(自适应多速率)编码器和解码器今后被使用时，这样的数据在TRAU 36中被提供。
基本上，也有可能在MSC 4中安装一个回音补偿器。在这种情况下，为了模拟非线性以获得用于回音补偿器的一个相关信号，需要一个包括下行链路编码器和下行链路解码器的级联电路。因此这是一个比根据本发明的解决方法昂贵得多的方案。
总之，用于移动无线电网络内的网络平台上的回音补偿的一个费用-效果方法由本发明所说明。
Claims (6)
1．一种用于抑制由在带有由话音编码和话音解码器组成的非线性传输部分的电信系统中，尤其在移动无线电系统中在传输路径之间的声或电耦合所产生的回声的方法，移动无线电系统包括一个移动站(1)，一个基站(2)，一个变码器单元(36)和用于控制基站(3)的一个功能性单元(3)，以及一个移动交换中心(4)，其特征在于用于抑制回音的一个装置(34，35)被安装在变码器单元(36)中并且回音路径的非线性部分借助于在电信系统中提供的功能性单元被模拟。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于回音路径的非线性部分通过使用一个话音解码器(33)在变码器单元(36)中被模拟。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于用于抑制回音的装置根据坏帧信号bfi被控制。
4．根据权利要求1用于执行该方法的电路布置，其特征在于在变码器单元(36)中，下行链路话音解码器(33)的输入端被连接到运送下行链路数据流的线路(51)上，而下行链路话音解码器(33)的输出端被连接到用于抑制回音的装置(34，35)。
5．根据权利要求4的电路布置，其特征在于一个FIR滤波器被用作用于抑制回音的装置(34)。
6．根据权利要求4的电路布置，其特征在于一个压缩器／扩展器被用作用于抑制回音的装置(35)。
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