[发明专利]一种用于分组声学回声消除的方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于分组声学回声消除的技术。

背景技术

移动网络中的声学回声是由于手机或者其他免提设备的设计不佳，语音接收方扬声器发出的声音送到接收方麦克风（进而送回语音发送方）而引起的。声学回声消除（Acoustic Echo Cancellation，AEC）能够移除通信信号中的回声。声学回声消除是保证通信中声音质量的核心性能。

在电路交换网络中，传统的AEC技术在波形域对声学回声进行移除已经做得很好。然而，在分组网络中（例如IP网络上的语音，VoIP），还没有被认可的用于执行AEC的方式。一些供应商（如Broadcom（参考US7333447）,Samsung,3Com等）发明了用于分组网络的AEC，但是这类AEC需要先把分组流解码成模拟或数字信号（即，转换到波形域），使用传统技术消除信号中的回声，然后将消除了回声的信号重新编码回分组中（即，转换回分组域）。由于多次的编码/解码，导致了声音质量（voice quality，VQ）的下降，从而抵消了编码转换免除操作（Transcoder Free Operation，TrFO）在排除多次编码和解码上取得的优势。此外，由于计算复杂度和巨大的缓冲需求，传统的AEC仅支持受限的尾长延迟，因此，传统的AEC用于VoIP网络时效率很低。

阿尔卡特-朗讯/贝尔实验室（Alcatel-Lucent/Bell Labs）发明了一种真正的分组域声学回声消除（Packet Acoustic Echo Cancellation，PAEC）技术，（例如）只需使用EVRC或EVRC-B分组中描述波形的参数，就能够探测抑制分组流中的声学回声。贝尔实验室在PAEC领域有3个相关的专利或专利申请：

-US7852792Packet Based Echo Cancellation and Suppression(granted on12/14/2010)by Binshi Cao et al.

-US008144862method and Apparatus for the Detection and Suppression of Echo in Packet based Communication Networks Using Frame Energy Estimation(granted on3/27/2012)by Binshi Cao et al.

-US2009/0168673Method and Apparatus for Detecting and Suppressing Echo in Packet Networks(published on7/2/2009)by Lampros Kalampoukas and Semyon Sosin.

在上述专利或专利申请中，通过利用分组的波形描述参数进行比较与预测，将参考流分组与目标流分组在PAEC信道里相对比，从而移除（目标流中的）相似分组（被认定为回声），实现了在分组网络中消除/抑制分组声学回声的基本方法。

然而，这些专利或专利申请中所提供的方法仅仅针对单向PAEC，而无法提供双向的PAEC。一个语音呼叫涉及两个或多个通话方，要消除每个通话方产生的回声，就要部署多个单向PAEC设备或者单个PAEC设备上的多个单向PAEC信道。从分组交换性能以及容量分析，尤其是在分组交换网内部交换场景中，单向PAEC的性能有限，并且可能达不到工业质量与性能标准。带有单向分组回声消除的PAEC产品可能不会很好地满足分组交换中的用户需求。因此，对于实际行业部署来说，这些单向PAEC方法都具有缺点与限制。

例如，图1展示了一种在US2009/0168673中有所描述的单向分组声学回声消除结构。一个单向PAEC信道只能分配给一个通话方,它需要区分语音流的方向是“去到”还是“来自”该通话方。如果是去到该通话方，该语音流是一个参考流。如果来自该通话方，该语音流是一个目标流。所述语音流要么作为参考分组处理运行，要么作为目标分组处理运行。关键是参考流处理部分和目标流处理部分不同时并行运行。

这种单向分组声学回声消除方法的明显的缺点是即使对于单向分组回声消除，信道也必须缓冲/管理参考流，也就是说，增加了不必要的缓冲和计算复杂度。要实现双向分组回声消除，则需提供两个PAEC信道，并且需要在每个PAEC信道中都考虑额外的参考流相关的缓冲/管理设计以及由此产生的正常/错误分组处理。在一个分组交换网内部交换场景中，这无疑是对资源的浪费。

发明内容