[发明专利]一种自适应回声消除的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到移动通信的回声消除技术，特别是涉及移动通信终端采用改善的NLMS(归一化最小均方)算法消除回声。

背景技术

回声消除理论在二十世纪六十年代早期由贝尔实验室首先提出，随后之前是实验室的一个部门在六十年代末推出了第一个回声消除系统。到了二十世纪七十年代末，开发了第一个商业模拟回声消除器，它主要由数字设备组成，只不过连接网络的接口是模拟的。二十世纪八十年代半导体技术的发展标志着通信网络从模拟向数字的转变。人们开发了更加复杂的数字接口的、多通道回声消除器系统来解决与长途数字电话系统相关的新的回声问题。具体做法是使用高速数字信号处理技术建模回声，并从返回路径中减去模拟回声。它的性能远超过现有基于回声抑制的技术，显著地改善了网络性能。二十世纪九十年代，网络运营商和电话公司向用户提供了更好网络性能和语音质量。如今，面向二十一世纪，如何更好地进行回声消除仍然是一个人们关心的问题。

目前用于回声消除的自适应算法有很多种。第一类是以LMS(Least Mean Square)算法为代表回声消除算法和其他各种由此演变而来的回声消除算法，包括NLMS算法、DNLMS(DecorrelatingNLMS)算法、PNLMS及其变型算法、仿射投影APA(Affine ProjectionAlgorithm)算法、SNLMS算法、变步长LMS算法和FLMS算法等。这些算法都有一个共同的缺点，就是其收敛速度高度依赖于输入信号的功率谱密度分布。为此，人们把LMS算法和其他算法结合起来，试图消除掉LMS算法的缺点。这些新算法包括：

(1)变换域算法、子带算法和格型算法。变换域算法(TransformDomain Adaptive Filter，简称TDAF)、子带算法和格型算法都属于正交算法，用于解决LMS算法的缺点，它们将输入信号分为若干个相互正交的子带，在每个子带内进行功率归一，从而达到白化输入信号的目的，这样使得算法在有色信号下也能得到较快的收敛速度。

(2)BLMS算法和FBLMS算法。BLMS(Block LMS)算法与LMS算法在性能上是相同，LMS算法是逐点进行的；而BLMS则是逐块进行的LMS算法。FBLMS(Fast Block LMS)算法是利用FFT来计算时域卷积的BLMS，可以大大降低计算量。FBLMS主要用于解决长阶自适应滤波器带来的大计算量等问题。除了以LMS(LeastMean Square)算法为基础的回声消除算法之外，还有最小二乘RLS(Recursive Least Square)算法。该算法收敛性较好，但运算量正比于滤波器阶数的平方，VoIP电话中的回声信号有时达到几十毫秒，甚至更多，这就要求滤波器阶数达到上百，RLS算法的运算量太大，硬件上难以实现。

现有市场上产品和专利的回声消除方法大致可分为有以下三种：

(1)增益调整。

当一方讲话时，将其信号传送方向的增益提高，同时将其相反方向的增益降低，以降低回声。但其结果是，当双方同时讲话时，只有一方的声音能够传送出去，只有一方能听见对方；或是双方的声音断断续续。

(2)最小二乘法(LMS，Least Mean Square)回声消除。

传统的最小二乘法收敛慢，易发散，只能消除剩余的回声(最大约为20db)，不得不用非线性手法(NLP，Nonlinear Processing)来消除剩余的回声。

(3)采用子带(Sub-Band)自适应滤波(Adaptive Filter)技术。

将信号分割成多个不同的子带(频带)分别进行处理，这样可提高收敛速度，降低发散速度，同时能改善回声消除的能力(最大约为35db)。这样，给非线性处理留下足够的余地。因此，解决了回声的问题，同时保证的通话质量。但是，该算法的计算复杂度较高。

针对上述现有技术存在的问题，需要一种稳定性高，算法简单，及性能好的回声消除算法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出了一种改良的自适应回声消除机制和方法。

为了实现发明目的，本发明采用的技术方案：一种改良的自适应回声消除机制和方法，该方法包括以下步骤：

(1)确定进化计算的时间精度、进化计算的时间范围、进化计算的阶数、以及步长调节因子值；