基于DSP的自适应回声抵消器的设计

《基于DSP的自适应回声抵消器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、西南交通大学硕士学位论文基于DSP的自适应回声抵消器的设计姓名：吴卫申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：王建英20060401西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要免提式话音通信在移动电话、热线电话、IsDN网及车载电话的电视电话会议等多种领域正得到日益广泛的应用，人们对声音通讯系统中的话音质量提出了越来越高的要求。然而，使用这些系统能达到令人满意的话音质量并不是一件容易的事情。由于在很多通信情况下会产生回音，这样会严重影响语音的清晰度。为了得到满意的听音水平，最重要的需求就是使这些系统具有抗自激和回声信号的能力。因此，回声消除技术也就成为世界各大通讯公司竞争的热点技术之

2、一。回声抵消器的基本原理是用一个自适应滤波器来辩识并模拟回声路径以实现回声对消。由于通信系统及语音信号本身的不固定性，对所采用自适应算法的性能要求很高，而近年来数字信号处理器的快速发展，也使自适应滤波器实时、经济地实现成为可能。本文首先对uⅥs，N]LMs等自适应滤波算法进行了分析讨论，由于在传统的LMs(kastMeansquare)算法中，固定步长选取影响收敛速度与稳态误差，而且两者不可兼得，因此通过建立步长因子“与迭代次数n之间的一种函数关系改进了一种变步长LMs算法。经计算机仿真验证，该算法性能良好，明显优于实际中常使用的L，Ms和Ml订s算法，并且有较好的实用性。在理论和仿真

3、研究的基础上，使用德州仪器公司的单片定点DsP(TMS320c5402)构建了回声抵消器的硬件平台，在集成开发环境Codecomposer中，将该算法应用在实时的声回波对消中，对回声的抑制达到了满意的效果，实现了语音通信质量的提高。关键词：自适应滤波；LMS算法；变步长；回声抵消；DsP西南交通大学硕士研究生学位论文第1II页l妯ywords：adaptiVefjIterjng；I朋Sa190rithm：Variablestepsize；a00usticech0canccllation：DSP西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第一章绪论1．1课题的研究背景及国内外现状1．1．1课题的

4、研究背景几乎所有的谈话都是在存在回声的情况下进行的。是否可察觉到或者可区分，取决于所涉及的时延。如果语音与其回声较短，回声是察觉不到的，但可理解为频谱失真的一种形式。反之，如果语音与其回声之间的时延较长，超过几十毫秒，回声就可单独察觉到。声音回波在通信网络的许多地方出现，损害通信质量，它包含如下情况：(1)电话电路在电信网中，为了降低电话中心局与电话用户之间电话线的价格，用户线的连接采用两线制：电话中心局之间连接采用四线制。为了适应四线到二线或二线到四线的连接，需要使用二线到四线的混合电路。在老式的电话线路中，混合电路采用调谐变压器实现，它使用电感藕合把一个双工信号分隔成两个简单信号，

5、在长途信号传输中有利于信号处理，例如信道均衡和放大。混合电路配置在电话中心局。由于阻抗失配，在混合电路中会产生电流泄漏，虽然已采用了各种各样的先进混合电路，但是混合电路中产生电流泄漏仍是不可避免。电流泄漏使得一部分信号的能量反射回信号源，这种反射和信道延迟结合在一起，使讲话者听到自己的声音或者回波，听话者也听到回波。决定线路回波影响程度的参数之一是混合电路的损耗，也就是说有多少发射信号被反射回来。一般情况下，损耗至少为6dB。参数之二是信道延迟，如果信道延迟短，讲话者一般不能辩认线路回波和旁音，而旁音在电话中总是存在。但是，如果信道延迟超过十几毫秒(一般是长途电话或者卫星通信)，那么会

6、对讲话者产生很大干扰(如图卜1)。这种由于电器连接中的阻抗不匹配所产生的回声称为线路回声(LineEcho)o⋯。西南交通大学硕士研究生学位论文第2页正向话音接收数据L一一一一一一一1卣矿一一一J图卜1线路回声示意图(2)免提电话隧着通信技术的发展，越来越多的通信设备提供了免提功能，这一方面使通信更加便捷，同时也产生了回声问题。回声是指在通信系统中由某地发射出去的信号经由某种途径和一定的时间延迟后返回到该地的信号。免提功能的共同的特点是终端对语音信号具有放大作用，从而在扬声器和麦克风之间产生了强烈的声耦合，声波回声现象便是由这一藕合引起。在使用免持电话房间中，从远方传送来的信号(即远端

7、信号)通过电话的扬声器播放出来，声波被墙壁、地板和天花板等反射，这些反射声和直达声都会被电话的传声器拾取，作为近端信号发送给远端，形成回声。这种回声有一定的延迟，当延迟超过50毫秒并且没有衰减或只有很小衰减的时候，人们就会感觉到清晰的回声，这种回声是通过声学途径产生的(如图卜2)，称之为声学回声(AcousticEcho)‘衢1。本地扬声器一～、＼、声回波通道／：E本地声音信号．．．_—————一平m尸百僧丐本地话筒图卜2声学回声示意图随着回声