抑制周期性干扰信号的方法和装置的制作方法

专利名称：抑制周期性干扰信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于抑制主要是周期性干扰信号的方法和装置，尤其是关于抑制音频范围中周期性干扰信号的方法和装置，这些干扰例如是由于数字通信系统在数据传输时造成的并耦合到例如移动通信终端或一个诸如助听器那样的外部设备。
在多个的数字通信系统中，诸如移动电话与所属的基站之间的数据传输，是通过具有预先规定有载波频率的脉冲高频信号进行的，对于所谓的GSM通信系统(global system for mobile communications)，载波频率为900MHz，脉冲频率约为217Hz。对于DECT通信系统，载波频率为1800MHz，其所属的脉冲频率为100Hz。另一个以GSM为基础的标准是DCS1800标准，同样是在载波频率为1800MHz工作。对于数字通信系统，因此应用的多数是具有不同脉冲频率的载波频率，这就是为什么终端制造厂家为了执行各种标准越来越多地开发双频带终端或三频带终端的原因。
在这种情况，尤其是脉冲高频信号造成一些问题。脉冲高频信号例如通过终端中传音器的非线性FET特性曲线被解调，并造成部分在音频范围中可明显感觉到的干扰。


图1示出的是一个周期性干扰信号的简化的时间表示，就像该信号例如在通过一个脉冲高频信号干扰的信号源输出端上输出的那样，输出端例如是一个传音器。
图2示出的是所属脉冲高频信号或周期性干扰信号的简化的时间表示，就像该信号例如在GSM通信系统或DECT通信系统中出现的那样。在GSM-标准时，按照图2以约4.7微秒的时间间隔T传输包括有真实信息的高频脉冲。在DECT标准时，该时间间隔T为10微秒，与在GSM时的217Hz相比相当于频率100Hz。能将这些周期性干扰信号带到印刷电路板中，尤其被引入诸如一个传音器中，因此就得出了图1中示出的干扰尖峰。
抑制这些周期性干扰信号的传统装置和方法，基本上都是建立在屏蔽无线电辐射的基础上，例如通过信号源的一个导电屏蔽外壳或一个导电的传音器外壳。此时要注意的是，该外壳要尽可能地完全封闭。一个最佳的效果大多是通过一个金属屏蔽达到。然而，这样一种屏蔽的花费，尤其是对于诸如一个移动通信终端和/或助听器来说是很昂贵的，此外占据空间大。
抑制这些周期性干扰信号的另一种可能性通常是，通过滤除与导线相关联的能量输入。在这种情况一般应用抗干扰电容，将它空间上放在场效应晶体管(FET)附近，以便在那里尽可能有力地阻尼周期性高频干扰信号。此时电容的选择很关键，因为寄生电感的影响在高频时急剧增长。
所以，只有用对于干扰信号当时频率最小阻抗时的电容，才能达到一个最佳的抗干扰。然而这时的缺点是，这种以电容来协调的信号源或传音器明显的比传统的标准驻极体传音器昂贵的多。此外，必须为每个新的通信终端或手机型号或每个型号的助听器开发一个新的信号源或传音器，因为诸如终端或助听器印刷电路板版面布局那种硬件环境影响抗干扰电容的性能。另一个缺点在于，对于每个载波频率各需要一个抗干扰电容，致使为了一个双频带终端终端需要具有两个抗干扰电容的信号源，为了一个三频带终端需要甚至具有三个抗干扰电容的信号源。
因此本发明的任务在于，创立一种抑制主要是周期性干扰信号的方法和装置，在这种情况下要使一种简化的和改进的抗干扰成为可能。
按照本发明，关于方法方面的该任务通过权利要求1的措施来解决，关于装置方面的任务通过权利要求20的特征来解决。
尤其通过一个与干扰信号周期延续时间有关的输入信号的多次叠加和随后对所述多次叠加的输入信号进行归一化，能以特别简单的方式求得一个与干扰信号相应的信号，此时通过从被干扰的输入信号减去与干扰信号相应的信号得到一个排除了干扰的输入信号。这样一种方法执行简单且只需要很少的计算工作，此外在诸如一个音频信号那样的输入信号中，还没有出现时间延迟。
最好，将输入信号作为数字化了的信号经过多个的周期延续时间缓存起来，因此与周期延续时间有关的重叠可很容易实现。
最好，确定与干扰信号相应的信号通过求平均值经过一个预先确定的或变化着的周期数进行，这有可能毫无问题地与软件相关地实现。
此外，能将输入信号的叠加用不同的加权因子进行，尤其是能应用一种平滑求平均值，由此得到一个特别好的干扰信号抑制。此时能将加权因子规定的与输入信号有关，因此与一个当时输入信号电平无关或与干扰信号的关系无关，也可得出干扰抑制的进一步定量改进。
最好，为了归一化应用一个除法，此时也可设想其它的归一化方法，以便使叠加了的输入信号再到其原来的振幅范围运转。
在一个未知的周期性干扰时，也能从被干扰的输入信号求出周期延续时间，在这种情况为了确定最大值(Wertemaxima)尤其要进行被干扰输入信号的一段的自动关联，然后从最大值的一个时间间隔求出周期延续时间。用这种方式，也能自动确定和抑制未知的周期性干扰信号。以同样方式借此也能确定和抑制只有一个基本上是均匀周期延续时间的干扰信号，因此能有微小的波动。
最好，在该方法时提出干扰抑制的不是对直接被干扰的输入信号，而是与此有关的故障信号，在这种情况下，进行信号分分析以基于被干扰的有用信号输出故障信号和所属的系数；然后进行信号合成以基于排除了干扰的故障信号和系数恢复排除了干扰的有用信号。
最好，在信号分析时，在一个语音信号的基础上，为了输出一个序告故障信号和所属的序告器系数，进行一个FIR滤波；在信号合成时，在一个排除了干扰的序告故障信号和序告器系数的基础上，为了恢复排除了干扰的有用信号，进行一个IIR滤波。这样，能以有利的方式将在语音编码时本来就用在数字通信系统中的语音评估器(Sprachschaetzer)应用于进一步抑制周期性的干扰信号。以同样方式，能将这类从语音编码或语音评估已知的元件也用在诸如助听器那样的外部设备中，因此在进一步干扰抑制时，尤其是在面对由数字传输系统产生的周期性干扰信号时，就有可能进一步微型化。
特殊的优点尤其是从下面的事实得出，即在进行了信号分析后，故障信号只包括有周期性的干扰者，而所属的系数保持不受影响。
最好，在信号分析时进行一个线性的序告，尤其在20至400微秒的时间范围内进行一个短时序告。这类的线性短时序告，使得继续进行信号处理产生足够准确的故障信号和系数。为了确定当时的系数，在这里尤其有一个所谓的列文森杜宾算法(Levinson-Durbin-Algorithmus)供使用，因为它通常尤其是在移动终端中在语音编码时应用，从而总归可供使用。
最好，减法是以与被干扰输入信号和排除了干扰的输入信号的信号能量相关的方式进行。以这种方式，也能将这类干扰信号消除，它们不是在每个帧中或在每个周期延续时间T之后都有一个干扰信号，而是例如跳过一个周期延续时间。在周期延续时间内，干扰信号的这样一个无规则的缺少，往往不被所应用的通信标准包括，致使干扰信号的这样一种缺少也没有使干扰抑制变坏。
最好，上面阐述过的抑制周期性干扰信号的方法，是在被干扰的输入信号的一个语音间歇中进行的，此时尤其是步骤b)要在一个语音间歇中完成，在该步骤时去求得与干扰信号相应的信号。这有个优点，即为了求得与干扰信号相应的信号，能经过相对地说少量的周期延续时间去求平均值，因为在一个语音间歇中缺少有效数据部分。然而主要优点在于能有效地避免梳状滤波器效应。
在被干扰的输入信号中确定一个语音间歇，基本上能以任意方式进行。然而，主要有下列方法，单个或相互组合去应用能用输入信号在一个现实周期延续时间中的能量来确定一个语音间歇。可选择的是，能用输入信号在一个现实周期延续时间中的最大值去确定一个语音间歇。作为另一种选择，可以设想用在一个现实周期延续时间中输入信号的改变与一个以前的周期延续时间的比较，来确定一个语音间歇。
作为这些方法的基础是，在存在一个有用信号时，基本上宁可将一个现实周期延续时间中的能量和一个现实周期延续时间中的最大值期望的高一些。关于用输入信号中从周期延续时间到周期延续时间的改变来确定一个语音间歇，要指出，一个语音间歇内的输入信号，在正常情况当然明显地有别于一个语音传输期间的输入信号。
在一个优选的实施形式中，也能将一个降低了干扰的输入信号作为输入信号应用，此时这种对待方式有优点，即容易在有与无语音间歇之间进行区分，而且刚好是在有用信号强度低的情况时。
为了确定以下情况基于周期延续时间已求得与干扰信号相应的信号，在所述周期延续时间期间内发生的错误是没有语音间歇，，能动用与干扰信号相应的信号的以前的数值去执行步骤c)，为了实施所述方法设置的装置，为此目的要有一个适当的、用于与干扰信号相应的信号的以前数值的存储器。
在其它的权利要求中，表明有本发明的另外一些有利的扩展方案。
下面参考附图并借助于实施例来详细阐述本发明。
示出的有图1由一个信号源产生的周期性干扰信号的简化的时间图示；图2周期性干扰信号的简化的时间图示；图3按照第一个实施例，具有干扰抑制装置的整个系统的简化方块示意图；图4干扰抑制装置的简化方块示意图；图5在干扰抑制装置中产生的和与干扰信号相应的信号的简化的时间图示；和图6按照第二个实施例，具有干扰抑制装置的部分系统的简化方块示意图。
图7按照第三个实施例，干扰抑制装置与一个语音间歇测定装置组合的简化方块示意图，图8按照第四个实施例，干扰抑制装置与一个语音间歇测定装置组合的简化方块示意图，和图9按照第五个实施例，干扰抑制装置与一个语音间歇测定装置组合的简化方块示意图。
第一个实施例图3示出的是一个系统配置的简化方块图，在该系统配置中例如可以应用本发明的干扰抑制装置。按照图3，M表示一个信号源或一个将一个声音语音信号转换成一个电语音信号或有用信号的传音器。如前所述，由于干扰信号的能量输入，例如经过印刷电路板或经过无线电辐射可以将本来的语音有用信号N与干扰信号S叠加，因此产生被干扰的输入信号E。一般都熟悉这种有用信号与周期性干扰信号的叠加，电源造成的交流声是个典型的例子。
如在开始时已说明的那样，这样的干扰也能在数字通信装置或在这些终端附近应用的装置中出现，在这种情况周期性干扰信号是由移动通信终端与所属的基站之间的数据传输造成的。为了抑制这类周期性干扰信号，能实施开始时阐述过的熟悉措施，例如设置信号源屏蔽M和/或干扰信号预滤波器，它通常有一个抗干扰电容并同样适用于在被干扰的输入信号E中减少周期性干扰信号。将首先模拟被干扰的输入信号，通过一个A/D转换器W转换成一个数字化的被干扰输入信号E，之后传送给本来的干扰信号抑制装置U，它通过从被干扰的输入信号E中减去与干扰信号相应的信号S｀产生一个排除了干扰的输入信号E｀，该排除了干扰的输入信号例如经过一个空中接口I传输或经过一个侧音路径R为了实现一个必要的回音反馈到一个未示出的耳机-扩音器上。
图4示出的是一个按照图3干扰信号抑制装置U的简化方块图。按照图4，将从转换器W输出的、由有用信号N和周期性干扰信号S组成的数字化的干扰输入信号E，例如传送给一个确定干扰信号S周期延续时间T的周期延续时间测定单元1。干扰信号S的周期延续时间T的这样一种识别，能以不同的方式进行。然而，优选的是借助于输入信号E或一个被干扰的音频信号(例如建立电话连接短时间之后或通话期间的偶然间隔)一段中的自动关联，去确定信号最大值并由自动关联函数最大值之间的时间间隔直接去求得干扰信号S的周期延续时间T。因此，这样一个周期延续时间-测定能一次性地或以时间上预先规定的间隔进行。
对于诸如在语音间歇没有传输语音信号的情况，可选择的是也能直接在干扰信号或被干扰的输入信号的两个最大值之间去测定周期延续时间，这样确定周期延续时间T特别简单。
可选择的是，周期延续时间测定单元1也能通过一个未示出的周期延续时间提供单元实现，它例如是在了解一个存在着的周期性干扰信号时输出其周期延续时间T。
在一个干扰信号测定单元2中，从现在开始去确定一个与干扰信号S相应的信号S｀，随后借助于一个减法单元3从被干扰的输入信号E中将其减去，得到排除了干扰的输入信号E｀＝N+S-S｀，因此它基本上与有用信号N一致。
为了求得与干扰信号S相应的信号S｀，按照图4在干扰信号测定单元2中，与周期性干扰信号S的周期延续时间T有关，将输入信号E多次叠加，并将多次被叠加的输入信号进行随后的归一化。
因此，在干扰信号测定单元2中，以周期延续时间T的时间间隔将输入信号E进行多次叠加，这样分别在相同位置上的干扰信号逐渐增大，统计上分布的有用信号或音频信号N逐渐被消除。在一个归一化之后，该归一化相当于与所进行的叠加数量相应的除法，又得到一个与被干扰输入信号E相应的信号S｀，它基本上与位于输入信号中的干扰信号S相同。通过在减法器3中进行的减法，得到一个排除了干扰的输入信号E｀，它基本上与有效信号或音频信号N一致。
最好，经过周期性干扰信号的一系列的相或帧去计算。因为不可能经过无限长的时间去求一个平均值，求一个平均值例如是经过一个预先规定的或要改变的最终周期数或周期延续时间T来进行。为了改进所进行的干扰抑制的质量，在此引入所谓的加权因子证明是合理的，为了得到一个加权的平均值，给在过去已久的周期的加权要比给当时的或现实的周期加权弱一些。
最好，在干扰信号测定单元2中按照下面的线路图去进行平滑求平均值平均值n＝a×平均值n-1+(1-a)×平均值现实其中n是当时周期或帧的数量，a是一个加权因子。
在这种情况，能将加权因子a固定地在0与1之间选择。对于一个加权因子a＝0.8且下列数值经过2个周期延续时间T专用于一个平滑求平均值平均值0＝0.2×输入信号。
平均值1-现实＝0.2×输入信号1-现实+0.8×(0.2×输入信号0)等等。
以这种方式通过平均值得到一个与干扰信号S很相应的信号S｀，随后能将它从输入信号减去。
另一种可能性是改变这个加权因子a，就是说适应地去设计系统。如果干扰信号例如是通过一个讲话者叠加起来，此时经过一个较长的时间去求平均值是合理的。准确地说，例如能将加权因子a与输入信号有关或与其信号电平(音量)有关地选的大些。另一方面，如果例如有用信号或音频信号N的信号电平很小，例如在语音间歇能将加权因子a选的小一点。在这种情况，将现实的相位或帧或干扰信号的周期较强地加权。
将这个在干扰信号测定单元2中确定的信号或未加权的平均值S｀，随后在现实的帧中或瞬间的周期延续时间中从输入信号(音频信号)减去，这样干扰信号S就能大大地降低。如果平均值包括有周期性干扰信号的整个部分，甚至将它完整地从输入信号计算出来。
此外，通过一个与被干扰的输入信号和排除了干扰的输入信号E｀的信号能量有关的减法，能改进干扰抑制装置的质量。此时，将减法器3围绕下面的估计来扩展如果通过从输入信号E减去与干扰信号S相应的信号S｀，在观察的帧或周期中将排除了干扰的输入信号E｀的信号能量提高，则将减法放弃或用一个加权因子b(小于1)执行减法。面对通过减法的被干扰的输入信号E，排除了干扰的输入信号E｀的信号能量的提高即表明，在观察的帧中干扰信号(不希望有的)没有出现，从而通过减法要达到干扰抑制变坏。因为这样一种周期性干扰信号的不出现例如在DECT通信系统时不是不普遍，且是以或多或少有规则的间隔出现，通过这样一种与可能适应的减法加权因子b有关的减法达到进一步改进质量。
图5示出的是从干扰信号测定单元2测定的信号S｀的一个简化的时间图示，该信号基本上与干扰信号S一致并将它从根据图1的输入信号中减去。用这种方式得到一种抑制周期性干扰信号的方法和装置，因此就能放弃例如传音器的金属屏蔽。从而能降低传音器或信号源的成本。此外，在将输入信号或音频信号控制在印刷电路板上时不必再考虑高频杂散磁场，因此版面布局能明显地简化，能更自由地选择传音器位置。再者，前面提到的方法执行起来很简单，除此之外只需要很少的计算工作量，因为基本上每个扫描值只需要两个加法和乘法。通过该方法在音频信号中也没出现附带的延迟。
最好，将输入信号作为数字化信号经过一些周期延续时间T存储在一个未示出的缓存器中，因此就可以使继续处理和尤其是前面提到的叠加或求平均值特别容易实现。
按照第一个实施例，将前面提到的方法直接应用到输入信号E或音频信号数据上。以同样的方式，也能应用到故障信号或余数信号上，就像它们在语音评估时出现的那样。
第二个实施例图6示出的是按照第二个实施例，具有干扰抑制装置的部分系统的简化方块示意图。为了简化下面的说明，首先考虑的出发点是，图6中最佳的方块4和5不存在，因此被干扰的有用信号x(k)＝x｀(k)也不存在。同样适用的是x*｀(k)＝x*(k)。
按照第二个实施例，抑制周期性干扰信号的装置主要是由输出一个故障信号E(k)和输出在被干扰的有用信号或一个被干扰的电语音信号基础上所属系数ai的一个信号分析器SA组成。在由信号分析器SA输出的故障信号E｀(k)的基础上，从现在起前面提到的干扰信号抑制装置U又产生一个具有缩小了周期性干扰信号的排除干扰的故障信号E｀(k)，将它继续传送到一个信号合成器SS。信号合成器SS在排除了干扰的故障信号E｀(k)和由信号分析器SA产生的系数ai的基础上，为了恢复一个排除了干扰的有用信号x*(k)或x*｀(k)进行一个信号合成。因此，能进一步改善排除了干扰的有用信号x*(k)的有用信号质量。
最好，将干扰抑制装置U设计在诸如一个移动电话那样的移动通信终端中，在这种情况图6中示出的元件至少有部分已经为了实现语音编码而存在。
为了减少数据量以及减少易受干扰影响，尤其是在无线通信系统中应用所谓的语音编码器，这种编码器在考虑到人的接收可能性的情况下将信号质量或干扰灵敏度改善。此时为了输出存在于被干扰语音信号x(k)基础上的序告故障信号E(k)和所属的序告器系数ai，应用作为所谓的语音评估器的FIR滤波器(finiteimpu1se response)或IIR滤波器。因此，干扰抑制装置U所应用的方法从现在起不直接应用到输入信号E或音频信号上，而是应用到一个所属的故障信号或余数信号上。在这种情况，例如为了进行一个线性序告，能将一个线性序告器作为信号分析器SA应用，此时优先进行20至400毫秒时间范围内的短时序告。这种为了在计算序告器系数ai时优先应用所谓列文森杜宾算法的线性短时序告器，在语音编码时又是普遍皆知的，这就是下面不详细说明的原因。
因此，信号分析器SA产生一个被干扰的故障信号E(k)以及所属的没有干扰的系数ai。
按照图6，从现在开始在前面提到的信号抑制装置U中进行周期性干扰信号的本来的排除干扰。
从信号分析器SA产生的故障信号E(k)，基本上由被干扰的有用信号x(k)的差和一个所属的估计值x^(k)组成，即E(k)＝x(k)-x^(k)。然后，将改善了的或至少部分排除了干扰的故障信号E｀(k)与系数ai联系起来合成，由此得到排除了干扰的有用信号或原始信号x*(k)。
此外，为了进一步改进信号分析器SA中的系数计算，能按照图6为被干扰有用信号x(k)的附加高通滤波和为产生一个滤过波、但还是被干扰的有用信号x｀(k)，在输入端应用一个高通滤波器4。通常应用一个所谓的Preenfasys滤波器作为高通滤波器4，这与由语音编码应用的信号分析器连接促成进一步的改进。为了补偿任选采用的高通滤波器4，也能在输出端为排除了干扰的有用信号x*｀(k)的低通滤波，任选应用一个低通滤波器5，最终输出排除了干扰的有用信号x*(k)。这样一个低通滤波器通常由一个所谓的Deenfasys滤波器组成。
以相同方式，按照图6又能将已知的抗干扰预滤器以及信号源M的一个屏蔽任选地补充给所说明的干扰抑制装置，因而从现在起开始使用廉价的驻极体传音器。此时，抗干扰电容要直接固定在信号源或传音器的连接点上。因此，所提到的第二个实施例的优点在于，在有用信号中可能有的音频信号畸变(Artefakten)能通过信号分析和信号合成明显地被减弱，这些音频信号畸变能由于传统的噪音降低生成。
第三个实施例在用图7直观地阐述的本发明的第三个实施例时，跟从图4示出的实施例相比，做了一个扩展，即设置了一个语音间歇测定装置6，被干扰的输入信号附在其输入端上。借助于被干扰的输入信号E的特征，语音间歇测定装置确定出，是否在一个现实的时间帧中/在被干扰的输入信号E的一个现实的周期延续时间T中正好有一个语音间歇或在传送语音有用信号。
语音间歇测定装置6经过一个控制线路7与干扰信号测定单元2连接，致使干扰信号测定单元2总是知道，是否正好有一个语音间歇或没有。
如在图4的实施形式时那样，也有被干扰的输入信号E直接附在干扰信号测定单元2上。只有当语音间歇测定装置6经过控制线路7显示有一个语音间歇时，从现在起才以上述方式对由干扰信号测定单元形成的平均值进行一个修正。
在一个现实周期延续时间T中的一个最大信号值或在一个周期延续时间T内被干扰的输入信号E的整个能量，例如属于语音间歇测定装置6用其确定有一个语音间歇存在的特征。被干扰的输入信号E的现实信号变化曲线相对于以前信号变化曲线之间的比较，也能从已过去的周期延续时间澄清去确定，是否在信号变化曲线之间有这类的偏差存在，致使能推测到一个语音间歇。
因为有用信号对于确定与干扰信号S相应的信号S｀可以说是干扰的，在一个语音间歇之内的确定有优点，即信号S｀可以以较快地以足够的质量求得，因为需要的求平均值步骤较少。也避免了梳状滤波器效应。
第四个实施例来自图8的本发明的第四个实施例，与按照图7的实施例的区别在于，语音间歇测定装置6有另外一个输入端，输入信号E是减少了干扰出现在输入端上。为此目的，将与干扰信号S相应的信号S｀传送给第二个减法器8，被干扰的信号在其输入端，一个减少了干扰的信号在其输出端，将它传送给语音间歇测定装置6。然而此时要指明，在语音间歇测定装置第二个输入端上的减少了干扰的输入信号，就其干扰减少而言是建立在信号S｀的一个平均值的基础上，与现实被干扰的输入信号E相比将该信号追溯到以前的延续时间T上。
按照图8的实施例，允许既借助于被干扰的输入信号E也在减少了干扰的信号的基础上去确定语音间歇，该减少了干扰的信号是在语音间歇测定装置6的第二个输入端上。如果被干扰的输入信号E的干扰部分正好很大，则只在减少了干扰的输入信号的基础上去确定一个语音间歇的存在。在这种情况，在减少了干扰的输入信号的基础上进行语音间歇测定是合理的。在另一种情况，如果干扰信号S任凭很强的强度波动或在一段时间后不复存在，则只在被干扰的信号E的基础上进行语音间歇测定较为适宜。
在图8的实施例时，根据信号源的不同，尤其是根据干扰信号S与有用信号N之间关系的不同，或者由于其它的准则，能决定是否只借助于被干扰的输入信号E，只借助于减少了干扰的信号或借助于两者进行语音间歇确定。这样一个决定，能在语音间歇测定装置6中用比较连续周期延续时间T的被干扰的输入信号E遇到。
第五个实施例一个用图9直观阐述的本发明的第五个实施例，基本上是建立在如图7实施例的基础上。然而，语音间歇测定装置6经过一个控制线路8与一个存储器9连接，该存储器包括有信号S｀的以前的数值。
如果例如确定出，语音间歇测定装置6由于从一个语音间歇到一个语音传送时间的过渡时工作错误，能借助于存储器9为与干扰信号S相应的信号S｀追溯到以前的数值。就这点而言，能事后通过更换有错误的数值，为S｀通过求平均值得到，通过以前的、来源于一个语音间歇的数值，能为传送给减法器3的信号S｀找到一个更适宜的数值。
为此目的，将经过信号线路10单值来源于语音间歇的数值为信号S｀在存储器9中去复制，此时将一个语音间歇单值性的存在经过信号线路8传送。
为了更换例如由于从一个语音间歇到一个语音传送时间的过渡时造成的错误数值，经过信号线路11为干扰信号测定单元2完成以前数值的复制。
第六个实施例按照第六个实施例，本发明的装置或与此有关的方法不纳入到一个产生周期性干扰信号的系统，而是作为外围装置来实现。这样的外围装置能尤其表现在所谓的助听器上，因为它们通常是直接靠近移动通信终端应用，因而要特别遏制前面提到的周期性干扰信号的能量输入。准确地说，将前面提到的干扰信号-抑制装置随着直接或间接的应用到输入信号，因此在一个助听器中得以实现，这种助听器例如能是耳后式助听器(HdO)、耳塞式助听器(IdO)、信道内设备(completein the canal，CIC)、袖珍式助听器、听筒、耳机和/或植入物。又能以这种方式实现改进的助听器，它们相对于由数字通信系统产生的周期性干扰信号基本上不敏感。
上面用在GSM通信系统和DECT通信系统中的周期性干扰信号阐述了本发明。然而，本发明并不局限于此，它包括以同样方式通过其它无绳、有线连接的通信系统或其它系统产生的周期性干扰信号。同样，本发明也不局限于移动通信装置和助听器，而是包括以同样发生要遏制这种周期性干扰信号的其它装置。
权利要求
1.在被干扰的输入信号中抑制周期性干扰信号的方法，具有以下步骤a)提供主要是周期性干扰信号(S)的一个周期延续时间(T)；b)求出与干扰信号(S)相应的信号(S`)；和c)从被干扰的输入信号(E)中减去与干扰信号相应的信号(S`)以产生排除了干扰的输入信号(E`)其特征在于在步骤b)中，以与干扰信号(S)的周期延续时间(T)相关的方式将输入信号(E)进行多次叠加，随后将多次叠加过的输入信号进行归一化。
2.如权利要求1的方法，其特征在于将输入信号(E)作为数字化的信号经过多个周期延续时间缓存。
3.如权利要求1或2的方法，在步骤b)中对预先规定的或变化着的周期延续时间(T)数量求平均值。
4.如权利要求1至3之一的方法，其特征在于在步骤b)中用不同的加权因子(a)进行输入信号(E)的叠加。
5.如权利要求4的方法，其特征在于平滑求出平均值。
6.如权利要求4或5的方法，其特征在于以与输入信号相关的方式确定加权因子(a)。
7.如权利要求1至6之一的方法，其特征在于所述归一化包括除法。
8.如权利要求1至7之一的方法，其特征在于在步骤a)中从被干扰的输入信号(E)中求出周期延续时间(T)。
9.如权利要求8的方法，其特征在于在步骤a)中为了确定最大值要进行被干扰输入信号的一段的自动关联，并由最大值的时间间隔确定周期延续时间(T)。
10.如权利要求1至9之一的方法，其特征在于输入信号是一个直接被干扰的输入信号(E)或一个与之有关的故障信号(E(k))。
11.如权利要求10的方法，具有以下步骤进行信号分析，以基于被干扰的有用信号(x(k))输出故障信号(E(k))和所属的系数(ai)；并且进行信号合成，以基于排除了干扰的故障信号(E`(k))和所述系数(ai)恢复排除了干扰的有用信号(x*(k))。
12.如权利要求11的方法，其特征在于在进行信号分析时，基于语音信号(x(k))进行FIR滤波和/或IIR滤波以输出序告故障信号(E(k))和所属的序告器系数(ai)；并且在进行信号合成时进行IIR滤波和/或FIR滤波，以基于排除了干扰的序告故障信号(E`(k))和所述序告器系数(ai)恢复排除了干扰的有用信号(x*(k))。
13.如权利要求11或12的方法，其特征在于在信号分析时进行一个线性序告。
14.如权利要求13的方法，其特征在于所述线性序告是在20至400毫秒时间范围内的短时序告。
15.如权利要求11至14之一的方法，其特征在于在进行信号分析时，用列文森杜宾算法确定系数(ai)。
16.如权利要求1至15之一的方法，其特征在于在步骤c)中以与被干扰的输入信号(E)和排除了干扰的输入信号(E`)的信号能量相关方式进行减法。
17.如权利要求1至16之一的方法，其特征在于该方法被实施在一个无线通信终端中进行。
18.如在权利要求1至17之一的方法，其特征在于该方法被实施在一个助听器中。
19.如在权利要求1至18之一的方法，其特征在于周期性干扰信号是DSM信号和/或DECT信号。
20.如在权利要求1至19之一的方法，其特征在于在步骤b)中与干扰信号(S)相应的信号(S`)在被干扰的输入信号(E)的语音间歇中被确定。
21.如权利要求20的方法，其特征在于利用输入信号(E)在现实周期延续时间(T)中的能量确定语音间歇。
22.如权利要求20或21之一的方法，其特征在于利用输入信号(E)在一个现实周期延续时间(T)中的最大值确定语音间歇。
23.如权利要求20至22之一的方法，其特征在于利用在一个现实的周期延续时间(T)中的输入信号(E)的一个改变与一个前面的周期延续时间相比较确定语音间歇。
24.如权利要求20至23之一的方法，其特征在于一个降低了干扰的输入信号被用作输入信号(E)。
25.如权利要求1至24之一的方法，其特征在于为了进行步骤c)要追溯到与干扰信号(S)相应的信号(S`)以前的数值。
26.在被干扰的输入信号中抑制周期性干扰信号的装置，具有周期延续时间提供单元(1)，用于提供主要是周期性干扰信号(S)周期延续时间(T)；干扰信号测定单元(2)，用于求出与干扰信号相应的信号(S`)；和减法单元(3)，用于从被干扰的输入信号(E)中减去与干扰信号相应的信号(S`)以及用于产生排除了干扰的输入信号(E`)其特征在于干扰信号测定单元(2)，以与周期性干扰信号(S)的周期延续时间(T)相关方式，将输入信号(S)进行多次叠加，将多次叠加了的输入信号(E`)进行归一化以确定与干扰信号相应的信号(S`)。
27.如权利要求26的装置，其特征在于干扰信号测定单元(2)有缓存器，用于将输入信号(E)，经过多个周期延续时间(T)作为数字化的信号缓存起来。
28.如权利要求26或27的装置，其特征在于干扰信号测定单元(2)经过一个预先规定的或变化着的周期延续时间(T)数量求平均值。
29.如权利要求26至28之一的装置，其特征在于干扰信号测定单元(2)拥有以不同加权因子(a)的平滑求平均值单元。
30.如权利要求26至29之一的装置，其特征在于通过除法单元进行归一化以实现叠加的输入信号与叠加数量之比。
31.如权利要求26至30之一的装置，其特征在于信号分析器(SA)，用于基于被干扰的有用信号(x(k))输出故障信号(E(k))作为输入信号和所属的系数(ai)；以及信号合成器(SS)用于基于排除了干扰的故障信号(E`(k))和所述系数(ai)恢复排除了干扰的有用信号(x*(k))。
32.如权利要求31的装置，其特征在于所述信号分析器(SA)有FIR滤波器和/或IIR滤波器用于基于语音信号(x(k))输出序告故障信号(E(k))和所属的序告器系数(ai)；以及信号合成器(SS)有IIR滤波器和/或FIR滤波器，用于基于排除了干扰的序告故障信号(E`(k))和所属的序告器系数(ai)恢复排除了干扰的有用信号(x*(k))。
33.如权利要求31或32的装置，其特征在于信号分析器(SA)有用于实施线性序告的线性序告器。
34.如权利要求33的装置，其特征在于线性序告器(SA)在20至400毫秒的时间范围内进行短时间序告。
35.如权利要求31至34之一的装置，其特征在于信号分析器(SA)借助于列文森杜宾算法确定所述系数(ai)。
36.如权利要求31至35之一的装置，其特征在于HP滤波器(4)，用于滤除被干扰的有用信号(x(k))并用于在信号分析器(SA)中改善系数计算。
37.如权利要求36的装置，其特征在于HP滤波器(4)有Preenfasys滤波器。
38.如权利要求36或37的装置，其特征在于TP滤波器(5)用于排除了干扰的有用信号(x*(k))的滤波和用于补偿HP滤波器(4)。
39.如权利要求38的装置，其特征在于TP滤波器有Deenfasys滤波器。
40.如权利要求31至39之一的装置，其特征在于用干扰信号预滤器去抑制有用信号(x(k))中的周期性干扰信号。
41.如权利要求26至40之一的装置，其特征在于由驻极体传音器产生被干扰的有用信号(x(k))。
42.如权利要求26至41之一的装置，其特征在于所述装置被设计在无线通信终端中。
43.如权利要求26至42之一的装置，其特征在于所述装置被设计在助听器中。
44.如权利要求43的装置，其特征在于助听器是耳后式助听器、耳塞式助听器、信道内设备、袖珍式助听器、耳机和/或植入物。
45.如权利要求26至44之一的装置，其特征在于周期性干扰信号是GSM信号和/或DECT信号。
46.如权利要求26至45之一的装置，其特征在于周期延续时间提供单元有个周期延续时间测定单元(1)，它为了确定信号的最大值进行被干扰输入信号(E)的一段的自动关联，并从信号最大值的一个时间间隔确定周期延续时间(T)。
47.如权利要求26至46之一的装置，其特征在于所述装置有用于被干扰的输入信号(E)中语音间歇的测定装置，该装置与干扰信号测定单元(2)协同工作。
48.如权利要求26至46之一的装置，其特征在于所述装置具有用于相应于干扰信号(S)的信号(S`)的以前数值的存储器。
全文摘要
本发明是关于抑制周期性干扰信号的方法和装置，装置有周期延续时间提供单元(1)，用于提供周期性干扰信号(S)的周期延续时间(T)；有干扰信号测定单元(2)，用于确定与干扰信号相应的信号(S′)；和有减法单元(3)，用于减去与干扰信号相应的信号(S′)；此时，干扰信号测定单元(2)与周期性干扰信号(S)的周期延续时间(T)有关地将输入信号(E)进行多次叠加，并为了确定与干扰信号相应的信号(S′)将多次叠加过的输入信号进行归一化。
文档编号G10L21/0208GK1606773SQ02825824
公开日2005年4月13日 申请日期2002年11月18日 优先权日2001年12月19日
发明者S·A·克林克, C·珀尔施曼 申请人:西门子公司