专利名称：双向通话活动检测器以及用于回波抵消器电路的方法
技术领域：
本发明通常涉及通信系统，并且更具体涉及回波抵消器和回波抵消方法。
背景技术：
通信系统中的回波的共同特征在于，在延迟时段之后，一部分发射信号会从终端用户返回到发射信号的始发者。正如本领域所周知的，近端用户向远端用户发射上行链路信号。相反，近端用户接收来自远端用户的下行链路信号。例如，当近端用户在上行链路路径上始发(originate)上行链路信号时，会出现近端处的回波，并且一部分发射信号在远端处作为回波信号在下行链路路径上被反射回到近端。当远端用户在下行链路路径上始发下行链路信号时，会出现远端处的回波，并且一部分发射信号在近端作为回波信号在上行链路路径上被反射回到远端。由于多种原因，诸如在远端处的四/二线混合电路中的阻抗失配，或者由于在电话、无线设备或免提扬声器电话中的声耦合而生成的反馈，可能会发生发射信号的反射。对应于延迟的发射信号的回波信号被感觉为是对近端用户的干扰，并且在某些情况下可能导致被称为“振鸣”的不稳定状况。
在近端和远端的任何回波生成源都需要回波抵消器，以试图消除或降低回波信号的传输。回波抵消器可以被应用于无线电设备中，诸如可以应用在个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、双向无线电装置，用于蜂窝电话的车载套件、车载电话和能够在整个地理区域中移动的其它合适的设备中。此外，回波抵消器可以被应用在有线设备中，诸如可以应用在免提扬声器电话、视频和音频会议电话、以及在电信工业中通常被称为普通老式电话系统(POTS)设备的电话中。免提扬声器电话典型地包括用于产生上行链路信号的麦克风、用于从声学上产生下行链路信号的扬声器、用于抵消回波信号的回波抵消器、以及电话电路。
回波抵消器通过生成回波估计数据，试图抵消当远端进行发射时在近端处产生的回波信号，该回波估计数据对应于通过在扬声器和麦克风之间的声耦合信道传播的一部分放大的下行链路音频信号。回波抵消器建模(model)声耦合信道，并通过使用回波抵消器自适应滤波器，作为响应而生成回波估计数据。回波抵消器自适应滤波器使用建模技术，该建模技术利用例如具有用于建模声耦合信道的加权系数集合的最小均方(LMS)有限脉冲响应(FIR)滤波器、或本领域所周知的其它类似建模技术。回波抵消器自适应滤波器试图从由麦克风接收的前回波抵消器(pre-echo canceler)上行链路数据中减去回波估计数据，以便产生后回波抵消器(post-echo canceler)上行链路数据。由回波抵消器自适应滤波器使用该后回波抵消器上行链路数据，来动态地更新有限脉冲响应滤波器的加权系数。
免提扬声器电话可以被集成在交通工具内(in-vehicle)音频系统中。交通工具可以是任何合适的交通运输工具，诸如汽车、货车、轮船或飞机。交通工具内音频系统可以包括放大器、扬声器和音频源，诸如调谐器电路、CD/DVD播放器、磁带播放器、硬盘驱动器播放系统、卫星无线电设备等。交通工具内音频系统可以与通信装置集成，诸如远程信息处理(telematics)通信设备。例如，远程信息处理通信设备可以是General MotorOnStar系统的部件。远程信息处理通信设备典型地收集和传播数据，诸如位置信息和诸如语音的音频。
典型地，通过在交通工具内音频系统中的至少一个扬声器，播放通过下行链路路径从远端接收的下行链路音频信号。然而，在交通工具内安装的免提扬声器电话可能在至少一个扬声器和麦克风之间经历显著的耦合。结果，通过至少一个扬声器发射的放大下行链路音频信号将作为回波信号被麦克风部分地接收。
回波抵消器响应于检测的四种可能模式进行操作下行链路通话、上行链路通话、双向通话和空闲。在下行链路通话模式期间，回波抵消器自适应滤波器试图通过动态地使FIR滤波器的加权系数自适应(adapt)，而对声耦合信道进行建模。此外，还可以使用诸如衰减器的前处理器和后处理器来降低回波信号的影响。
在空闲模式期间，近端用户和远端用户不通话，并且因此，回波抵消器自适应滤波器典型地是空闲的，这是由于没有出现下行链路信号。然而，在双向通话(double talk)模式期间，前回波抵消器上行链路麦克风信号包括干扰信号和回波信号。干扰信号包括近端语音、多种噪声分量和失真。多种噪声分量包括音频系统的非线性分量、扬声器失真、麦克风上的空气湍流、路面噪声、风的噪音、转变信号和挡风玻璃擦拭噪声。结果，回波抵消器自适应滤波器将试图基于先前的加权系数建模来移除回波分量，并且试图传递期望的发射信号。如果在双向通话模式期间更新了FIR加权系数，则加权系数可以发散，引起声耦合信道的不正确的估计，其导致回波抵消器自适应滤波器变得较为低效。在该条件下的自适应滤波器可以有效地移除全部回波分量并变得不稳定。结果，受破坏的后回波抵消器上行链路数据将在远端产生音频残留回波或者甚至是烦扰的响亮噪声根据一种方法，回波抵消器采用双向通话检测器来检测双向通话模式。响应于检测到双向通话模式，回波抵消器将冻结系数更新，但是仍然允许滤波器操作于试图基于先前的建模效果来移除回波。然而，这些双向通话检测器基于单一度量(诸如前回波抵消器上行链路麦克风能量级别阈值或者某些形式的相关性阈值)，产生二元输出。结果，这些双向通话检测器在诸如汽车环境的噪声环境中遇到的条件范围上不是一贯准确。此外，这些双向通话检测器在噪声环境中执行欠佳，因为噪声可能导致双向通话检测器错误地指出近端语音的出现。结果，在远端可以听到残余回波或者不正确地衰减上行链路数据。
通过示例而不是限制的方式，参考
本发明，其中相似参考标号指出相似元件，并且其中图1是说明根据本发明的一个实施例的回波抵消器电路的一个示例的框图；图2是说明根据本发明的一个实施例的用于响应于双向通话活动概率数据来控制回波抵消器的方法的一个示例的流程图；图3是说明根据本发明的另一实施例的远程信息处理通信模块的一个示例的框图；图4是说明根据本发明的一个实施例的双向通话活动检测器的示例的框图；图5是说明根据本发明的另一实施例的用于响应于双向通话活动概率数据来控制回波抵消器的方法的一个示例的流程图；图6是说明根据本发明的再一实施例的用于响应于双向通话活动概率数据来控制回波抵消器的方法的一个示例的流程图；图7是说明根据本发明的一个示例性实施例的通信系统的示例的框图；以及图8是说明根据本发明的一个示例性实施例的交通工具内的通信系统的框图。
具体实施例方式
双向通话活动检测器和用于回波抵消器电路的方法改进了基于至少前回波抵消器上行链路数据检测双向通话条件的概率。回波抵消器电路包括双向通话活动概率数据生成器和回波抵消器级(stage)。双向通话活动概率数据生成器接收前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应，产生双向通话活动概率数据。回波抵消器级耦合到双向通话活动概率数据生成器并接收下行链路数据、前回波抵消器上行链路数据、和双向通话活动概率数据。回波抵消器级响应于前回波抵消器上行链路数据和双向通话活动概率数据，产生经过衰减的上行链路数据。
除其他优势外，本发明改进了即使在嘈杂听觉环境中的双向通话检测的准确度，并且还减轻或消除了双向通话的影响。与基于单一度量而产生双向通话模式的二元指示不同，双向通话活动概率数据生成器产生双向通话活动概率数据，用于基于多个度量建立关于双向通话条件检测的置信级别。此外，双向通话活动概率数据产生了双向通话活动概率数据。相比于基于单一度量提供双向通话模式二元指示的双向通话检测器所提供的指示，双向通话活动概率数据生成器提供了双向通话条件的更准确指示。此外，双向通话活动概率数据的生成允许独立调节或控制回波抵消器电路的不同组件，诸如例如回波抵消器自适应滤波器、前处理器和后处理器，这在出现双向通话时可能需要不同程度的置信，以作出合适的控制判定。因此，双向通话活动概率数据生成器可以用于提供控制回波抵消器电路的多种单元的一个或多个机制，且具有高于基于单一二元判定的回波抵消器电路的稳键性。例如，双向通话活动概率数据生成器可以以可变方式控制回波抵消器自适应滤波器的自适应速率，以改进回波抵消器自适应滤波器382的稳定性，并调节双向通话活动条件。独立地，双向通话活动概率数据生成器可基于与双向通话出现时的置信相关的单独的阈值，控制回波抵消器的前处理单元或后处理单元。双向通话活动概率数据生成器允许基于多个度量控制回波抵消器电路内的多个参数，该多个度量诸如检测噪声回波作为扬声器和麦克风之间的声耦合的结果，以及近端语音的检测。
图1是回波抵消器电路10的框图，该回波抵消器电路10包括回波抵消器级20和双向通话活动概率数据生成器30。双向通话活动概率数据生成器30接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生双向通话活动概率数据50。回波抵消器级20耦合到双向通话活动概率数据生成器30。回波抵消器级20接收下行链路数据60、前回波抵消器上行链路数据40、和双向通话活动概率数据50，并且作为响应而产生至少经过衰减的上行链路数据70。
回波抵消器电路10可以补偿在麦克风和扬声器之间的声耦合影响，并可补偿由于阻抗失配而造成的在远端处的反射，该阻抗失配诸如本领域所知的与网络混合电路失配。此外，可以在电信系统中的模拟或数字调制解调器中使用回波抵消器电路10，如本领域所知。在图1中示出的多种链路可以是适用于传送电信号或者数据的任何适宜机制。
回波抵消器电路10可以是一个或多个经适宜地编程的处理器，诸如微处理器、微控制器或数字信号处理器(DSP)，并且因此该回波抵消电路10包括相关联的存储器，该存储器包含可执行的指令，当执行这些指令时，导致回波抵消器电路10执行此处描述的操作。此外，在此使用的回波抵消器电路10可包括离散逻辑电路、状态机、或者硬件、软件、中间件和/或固件的任何其它适宜的组合。
图2说明根据本发明一个实施例的用于检测双向通话活动的方法200。可以由关于图1的回波抵消器电路10执行该方法200。然而，还可以使用任何其它适宜的结构。应理解，开始于步骤210的方法200将被描述为一系列操作，但是可以以任何适宜的顺序执行这些操作，并且可以以任何适宜的组合来重复这些操作。
如在步骤202所示，双向通话活动概率数据生成器30接收前回波抵消器上行链路数据40。双向通话活动概率数据生成器30可计算关于前回波抵消器上行链路数据40的功率电平、能量级别、或幅度电平，以产生双向通话活动概率数据50。例如，前回波抵消器上行链路数据40可包括一个或多个语音帧，这样双向通话活动概率数据生成器30可计算在适宜的时间段中前回波抵消器上行链路数据40的功率电平、能量级别或幅度电平。例如，双向通话活动概率数据生成器30可以基于平均化或者任何其它的适宜函数，计算在一个或多个语音帧上的功率电平、能量级别或幅度电平。根据一个示例，语音帧可以跨越20毫秒的时段，该时段对应于以每秒8000次进行采样时的160个样本。语音帧可以对应于任何适宜的时间段和以任何适宜采样速率采样的任何适宜的样本数量。
如在步骤230所示，回波抵消器级20接收前回波抵消器上行链路数据40和双向通话活动概率数据50，并且作为响应而产生经过衰减的上行链路数据70。双向通话活动概率数据生成器30可分析前回波抵消器上行链路数据40，并基于概率密度函数产生双向通话活动概率数据50，该概率密度函数涉及对近端语音、背景噪声和远端语音的检测，导致了双向通话活动的概率。根据一个实施例，优化在双向通话活动概率数据生成器30中采用的概率密度函数，使得双向通话活动概率数据生成器30不会对由于例如背景噪声或声回波的出现而造成的双向通话活动的错误指出过度地敏感。此外，优化双向通话活动概率数据生成器30，使得对近端语音的检测足够敏感并准确，从而可以通过例如控制回波抵消器级20的一个或多个参数来采取适宜的动作，以防止回波抵消器自适应滤波器的发散。
图3是通信系统300的框图，该通信系统300包括有通信装置310、音频系统320、麦克风330和天线340的。麦克风330接收例如回波信号342、近端语音344和背景噪声346。通信装置310包括回波抵消器电路10和收发信机350。回波抵消器电路10包括回波抵消器级20、双向通话活动概率数据生成器30和模数转换器360。
回波抵消器级20包括前处理器370、后处理器380、回波抵消器自适应滤波器382、加法器逻辑电路384和数模转换器386。根据一个实施例，回波抵消器自适应滤波器382响应于双向通话活动概率数据50，降低回波抵消自适应的速率。例如，当发生双向通话的高概率时或者当双向通话条件的置信低时，回波抵消器自适应滤波器382可以减慢系数加权自适应，以降低背景噪声346或近端语音344导致回波抵消器自适应滤波器382中的不稳定性的可能性。因此减慢系数加权自适应降低了产生受破坏的后回波抵消器上行链路数据388的可能性。相似地，双向通话活动概率数据50可以用于独立地控制回波抵消器中的其它机制，诸如前处理器370和后处理器380。以这种方式，当与现有技术中的典型二元双向通话度量相比较时，通过使用双向通话活动概率数据50，获得了更好的系统控制和稳健性。
前处理器370接收下行链路数据60和双向通话活动概率数据50，并且响应于下行链路数据60，作为响应而产生经过衰减的下行链路数据72。回波抵消器自适应滤波器382接收经过衰减的下行链路数据72和后回波抵消器上行链路数据388，并且作为响应而产生回波估计数据386。因此，双向通话活动概率数据生成器30准确地检测到背景噪声346和近端语音344的出现，使得可以执行测量，以避免使得回波抵消器自适应滤波器382变得不稳定。双向通话活动概率数据生成器30在由声耦合信道398导致的回波信号342、近端语音344和背景噪声346之间分辨。因此，双向通话活动概率数据生成器30避免将背景噪声346或近端语音344识翻译为回波信号342，使得回波抵消器自适应滤波器382不会变为不稳定。双向通话活动概率数据生成器30在以下各项之间准确地检测并分辨背景噪声346、近端语音344和回波信号342的出现，以准确地衰减前回波抵消器上行链路数据40，使得远端用户不会注意到受破坏的后回波抵消器上行链路数据388。
根据一个实施例，如果具有双向通话的高概率，则可以减慢回波抵消器自适应滤波器382中的系数加权自适应，以避免发散。例如，不必要地减慢系数加权自适应可能几乎没有损害，然而，在出现双向通话和过量的背景噪声346时执行系数加权自适应可导致不稳定性，以及可导致生成受破坏的后回波抵消器上行链路数据388。由于双向通话活动概率数据生成器30寻求避免传输受破坏的经过衰减的上行链路数据70，因此，优选的是，假衰减后回波抵消器上行链路数据388，以潜在地允许传输将由远端用户注意的、受破坏的经过衰减的上行链路数据70。
加法器逻辑电路384接收前回波抵消器上行链路数据40和回波估计数据386，并且作为响应而产生后回波抵消器上行链路数据388。后处理器380在操作中用于接收后回波抵消器上行链路数据388和双向通话活动概率数据50，并且作为响应而衰减后回波抵消器上行链路数据388，以产生经过衰减的上行链路数据70。根据一个实施例，后处理器380包括上行链路数据衰减器390，并且前处理器370包括下行链路数据衰减器392。上行链路数据衰减器390衰减后回波抵消器上行链路数据388，以响应于双向通话活动概率数据50而产生经过衰减的上行链路数据70。因此，如果双向通话活动概率数据生成器30确定存在双向通话条件，并且如果双向通话条件的概率超过预定水平，那么上行链路数据衰减器390可以相比于检测到下行链路数据但是具有双向通话的小概率的情形，调节后回波抵消器上行链路数据388的衰减。上行链路数据衰减器390在受破坏的回波抵消器上行链路数据388在作为经过衰减的上行链路数据70传输之前，降低其幅度，使得残留回波或可能受破坏的后回波抵消器上行链路数据388不被远端用户所注意。然而，取决于双向通话概率数据50，可以采用不同的衰减策略，以确保在远端处用户没有听到或者听到降低的残留回波水平，同时仍然允许所期望的近端语音以相对无影响的方式发射。
数模转换器386耦合到下行链路数据衰减器392。数模转换器386接收经过衰减的下行链路数据72，并且作为响应而产生下行链路音频信号394。音频系统320包括播放系统322、放大器324、和至少一个扬声器326。播放系统322包括调谐器电路332、磁带播放器334、CD/DVD播放器336、和硬盘驱动器338。放大器324耦合到数模转换器386，并接收下行链路音频信号394，并且作为响应而产生放大的下行链路音频信号396。麦克风330在操作中用于接收至少部分放大的下行链路音频信号396，该下行链路音频信号396经由声耦合信道398由至少一个扬声器326以声的方式产生。响应于放大的下行链路音频信号396，麦克风330产生前回波抵消器上行链路信号399。模数转换器360耦合到麦克风330、加法器逻辑电路384和双向通话活动概率数据生成器30。模数转换器360接收前回波抵消器上行链路信号399，并且作为响应而产生前回波抵消器上行链路数据40。
图4是根据本发明的一个实施例的双向通话活动概率数据生成器30的框图。双向通话活动概率数据生成器30包括中心功率限幅(clip)数据生成器440、中心同合成功率比数据生成器450、失真数据生成器460、和双向通话软判定逻辑电路470。中心功率限幅器数据生成器440接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生中心功率限幅数据472。
通过扬声器326发射的放大的下行链路音频信号396可以使其频谱的一部分以无知觉的方式改变，使得由麦克风330检测并由双向通话活动概率数据生成器30处理为前回波抵消器上行链路数据40的放大的下行链路音频信号396的一部分可以被识别为近端语音344，而不是回波信号342或背景噪声346。在这样的一个实施例中，陷波滤波器可移除放大的下行链路音频信号396中的一部分频谱，使得如果由双向通话活动概率数据生成器30所接收的前回波抵消器上行链路数据40显示为具有被移除频带的对应部分，那么双向通话活动概率数据生成器30将能够确定所接收的前回波抵消器上行链路数据40很可能是由于放大的下行链路音频信号396而不是近端语音394。结果，双向通话活动概率数据生成器30可确定具有发生双向通话条件的低概率。相反地，如果双向通话活动概率数据生成器30确定前回波抵消器上行链路数据40在由陷波滤波器所限定的频带中包括能量，那么双向通话活动概率数据生成器30可确定前回波抵消器上行链路数据40很可能接收近端语音344并因此具有存在双向通话条件的较高程度的概率。因此，中心功率限幅器数据生成器440可分析由陷波滤波器所限定的谱带的能量含量，并将该能量级别与阈值电平做比较。如果在由谱带限定的频谱中的能量级别高于绝对能量级别，那么出现双向通话条件的概率将增加。
中心同合成功率比数据生成器450接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生中心同合成功率比数据474。失真数据生成器460接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生失真数据476。双向通话软判定逻辑电路470耦合到中心功率限幅数据生成器440、中心同合成功率比数据生成器450、和失真数据生成器460。双向通话软判定逻辑电路470接收中心功率限幅数据472、中心同合成功率比数据474、和失真数据476，并且作为响应而产生双向通话活动概率数据50。
中心功率限幅数据生成器440包括中心带通滤波器480、前限幅功率估计逻辑电路482、中心限幅器逻辑电路484、和后限幅功率估计逻辑电路486。中心带通滤波器480接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生中心带通数据488。中心限幅器逻辑电路484接收中心带通数据488，并且作为响应而产生中心限幅带通数据462。前限幅功率估计逻辑电路482接收中心带通数据488，并且作为响应而产生中心功率限幅数据489。后限幅功率估计逻辑电路486接收中心限幅带通数据462，并且作为响应而产生中心功率限幅数据472。
中心同合成功率比数据生成器450包括下带通滤波器489、上带通滤波器490、加法器逻辑电路491、合成功率估计逻辑电路492、和中心同合成功率比数据生成器493。下带通滤波器489接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生下频带数据494。上带通滤波器490接收前回波抵消器上行链路数据40，并且作为响应而产生上频带数据495。加法器逻辑电路491接收下频带数据494和上频带数据495，并且作为响应而产生合成频带数据496。例如，合成频带数据496表示在由中心带通滤波器480限定的带宽之外的上和下边带能量级别，以提供基线参考，用于在由中心带通滤波器480限定的带宽的中心内的比较能量级别。
合成功率估计逻辑电路492在操作中用于接收合成频带数据496，并且作为响应而产生合成功率数据497。中心同合成功率比数据生成器493接收合成功率数据497以及中心功率前限幅数据489，并且作为响应而产生中心同合成功率比数据474。
图5说明根据本发明的另一实施例的用于响应于双向通话活动概率数据50来控制回波抵消器电路10的方法500。可以由回波抵消器10执行方法500。然而，可以使用任何其它适宜的结构。应理解，开始于步骤510的方法500将被描述为一系列的操作，但是可以以任何适宜的顺序执行这些操作并可以以任何适宜的组合重复。此外，尽管方法500以步骤590结束，但方法500可以返回步骤510或者任何其它适宜的步骤。如步骤520所示，双向通话活动概率数据生成器30接收前回波抵消器上行链路数据40。如步骤530所示，中心功率限幅器数据生成器440响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成中心功率限幅数据472。
如步骤540所示，中心同合成功率比数据生成器450响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成中心同合成功率比数据474。例如，中心同合成功率比数据生成器450比较在由中心带通滤波器480限定的谱带内的能量与由中心带通滤波器480限定谱带宽的上和下边带上的能量。因此，在由中心带通滤波器480带宽限定的中心带宽和由中心带通滤波器480限定的带宽的上和下边带之间做出相对测量。该相对测量可提供在中心带通滤波器480的带宽和上和下边带之间的能量的相对量的测量。根据该实施例，上和下边带形成合成测量，以比较由中心带通滤波器480的带宽所限定的频谱中心中的能量级别。
如步骤550所示，失真数据生成器460响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成失真数据476。例如，如果所接收的前回波抵消器上行链路数据40是失真的，则该失真将向由中心带通滤波器480限定的带宽的频谱增加噪声，由此影响检测前回波抵消器上行链路数据40频谱带宽内的陷波中的相关信息的能力。因此，如果失真数据生成器460确定前回波抵消器上行链路数据40是失真的，那么双向通话活动概率数据生成器30可以补偿在由中心带通滤波器480限定的带宽内的频谱能量被填充或者被改变的概率。
如步骤560所示，双向通话软判定逻辑电路470响应于限幅中心功率数据472、中心同合成功率比数据474和失真数据476，生成双向通话活动概率数据50。因此，双向通话软判定逻辑电路470基于带内信号能量的绝对功率测量、带内和边带能量级别测量之间的相对差异、和失真的检测的组合，生成双向通话活动概率数据50。
如步骤570所示，双向通话软判定逻辑电路470将双向通话活动概率数据50提供给回波抵消器自适应滤波器382，以响应于双向通话活动概率数据50而调节自适应滤波器加权系数。如前所述，回波抵消器自适应滤波器382还可以降低加权系数的自适应速率，以避免加权系数的发散，并因此降低回波抵消器自适应滤波器382变得较为低效率或变得不稳定的概率。
如步骤580所示，双向通话活动概率数据生成器30将双向通话活动概率数据50提供给前处理器370，以处理下行链路数据60。此外，后处理器380可以响应于双向通话活动概率数据50，处理后回波抵消器上行链路数据388。如前所述，前处理器370和后处理器380可以衰减下行链路数据60和后回波抵消器上行链路数据388。然而，可以使用任何其它类型的适宜处理，例如滤波、限幅、频谱或临时掩蔽、或任何其它设备或技术。
图6是说明根据本发明的再一实施例的用于响应于双向通话活动概率数据50控制回波抵消器电路的方法600的一个示例的流程图。可以由回波抵消器10执行方法600。然而，可以使用任何其他的适宜结构。应理解，以步骤610开始的方法600将被描述为一系列操作，但是可以以任何适宜的顺序执行这些操作，并且可以以任何适宜的组合来重复这些操作。例如，尽管方法600以步骤670结束，但可以通过返回开始处的步骤610、或任何适宜的步骤、或以任何组合，来重复方法600。
如步骤611所示，双向通话活动概率数据生成器30接收前回波抵消器上行链路数据40。该步骤与前述的图5中的步骤520和图2中的步骤220相似。
如步骤612所示，中心带通滤波器480响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成中心带通数据488。如步骤614所示，中心限幅器逻辑电路484响应于中心带通数据488，生成中心限幅带通数据462。如步骤616所示，后限幅功率估计逻辑电路486响应于中心限幅带通数据462生成中心功率限幅数据472。
如步骤620所示，下带通滤波器489响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成下频带数据494。如步骤622所示，上带通滤波器490响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成上频带数据495。如步骤624所示，加法器逻辑电路491组合下频带数据494和上频带数据495，以产生合成频带数据496。在步骤624中，合成功率估计逻辑电路492响应于合成频带数据496，产生合成功率数据497。如步骤626所示，中心同合成功率比数据生成器493响应于中心功率限幅数据489和合成功率数据497，生成中心同合成功率比数据474。如步骤618所示，失真数据生成器460响应于前回波抵消器上行链路数据40，生成失真数据476。
如步骤640所示，双向通话软判定逻辑电路470响应于限幅中心功率数据472、中心同合成功率比数据474、和失真数据476，生成双向通话活动概率数据50。
如步骤650所示，双向通话活动概率数据生成器30将双向通话活动概率数据50提供给回波抵消器自适应滤波器382，以调节自适应速率、加权系数、或任何其它适宜的回波抵消器滤波器自适应参数。根据一个实施例，双向通话活动概率数据生成器30将双向通话活动概率数据50提供给下行链路数据衰减器392，以衰减下行链路数据60，并且作为响应而产生经过衰减的下行链路数据72。如步骤660所示，上行链路数据衰减器390接收后回波抵消器上行链路数据388和双向通话活动概率数据50，并且作为响应而产生经过衰减的上行链路数据70。
图7是根据本发明的一个实施例的通信系统700的框图。通信系统700包括通信装置310、音频系统320、扬声器326、麦克风330、无线广域网络(WWAN)收发信机710、WWAN天线720、730、750、753、无线设备740、742、无线接口744、以及无线局域网络(WLAN)天线760、770。
通信系统310进一步包括处理器710、WWAN收发信机780、WLAN收发信机790、和位置信息生成器792，诸如全球定位系统(GPS)接收机。处理器772接收来自位置信息生成器792的位置信息793，并且作为响应而将位置信息793中继到WWAN收发信机710、780或到无线设备740、742。
处理器772包括回波抵消器电路10。回波抵消器电路10可耦合到以下的一个或多个WWAN收发信机710、无线广域网络收发信机780、无线设备接口744、或WLAN收发信机790。例如，WWAN收发信机780、710可表示多个无线设备的任何一个，诸如例如，交通工具内移动电话、便携式蜂窝电话、无线个人数字助理、无线保真设备(WiFi-即，基于IEEE802.11规范的设备)、或任何适宜的通信设备。根据一个实施例，WWAN收发信机710可以在通信装置310的外部，并因此回波抵消器电路10可以经由诸如本领域中已知的有线电缆的适宜链路耦合到无线广域网络收发信机710。根据另一实施例，WWAN收发信机790可以集成在通信装置310中。
WLAN收发信机790可以是兼容蓝牙的设备或无线保真设备(WiFi-即，基于IEEE802.11规范的设备)、或任何适宜的通信设备。例如，WWAN收发信机790可以经由局域网络接口794、WLAN天线760、和无线局域网络天线770与无线设备740接口。无线设备740可以是蜂窝电话、装备有无线接口的个人数字助理、或也装备有WWAN接口的便携式计算机。无线设备740、742和WWAN收发信机710、780、790可以与WWAN通信，诸如适于与公共交换电话网(PSTN)通信的蜂窝电话系统。因此，无线设备740、742可以使用任何无线通信协议与蜂窝电话系统通信，该协议诸如例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、高级移动电话标准(AMPS)或移动特别小组(GSM)、或任何适宜的当前实施的或未来的协议，诸如第三代(3G)和更高的无线通信协议。
根据一个实施例的通信装置310包括壳体，该壳体包含处理器772、WWAN收发信机780、WLAN收发信机WLAN790和位置信息生成器792。除了上面叙述的内容之外，在通信装置310中还可以包括比此处所描述的更多或更少的组件。如本领域所知的，根据一个或多个制造商，处理器772、WWAN收发信机780、WLAN790、和位置信息生成器792每个都可以被制造为分离的电路板或集成电路芯片。通过使用主板、扁平或非扁平的挠性多导体电缆、多导体有线电缆或任何合适类型的互连设备，可以按照需要互连电路板。借助本领域已知的合适的紧固设备，可以将每个电路板直接或间接地附装或耦合到壳体或其它电路板上，该紧固设备诸如是连接器、夹具、夹子、螺钉、或螺母和螺栓。借助电路板、多电路芯片载体、扁平挠性的多导体电缆、多导体有线电缆或任何适宜类型的互连设备，可以按照需要互连集成电路芯片。电路板和集成电路芯片可以使用诸如粘合剂的化学接合或任何适宜的紧固设备来安装。
根据一个实施例，通信装置310壳体可以包括包含处理器772和存储器320的电路板、包含WWAN收发信机780的电路板、以及包含WLAN收发信机790的电路板。如前面的叙述，电路板可以直接或间接地被互连和附装或耦合到壳体上。另外，通信装置310壳体可以包括连接器，该连接器用于耦合到外部组件上，该外部组件诸如是音频系统320、麦克风330、WWAN天线730、WLAN天线770、WWAN710或任何其它适宜的设备。例如，通信装置310可以与本文没有叙述的其它适宜的组件相接口。连接器可以是任何适宜的设备，用于将通信装置310诸如经由有线电缆、光纤链路或射频接口而互连到任何外部组件上。
根据一个实施例，通信装置310是远程信息处理通信模块，它支持包含音频语音的数据的收集和散布。例如，远程信息处理通信模块可以是基于通用汽车的OnStar系统，如果车辆发生事故，它能自动地呼叫紧急援助。根据另一个实施例，通信装置310还可以执行诸如远程发动机诊断、跟踪被盗车辆和提供路旁援助的功能，以及其它功能。
图8是根据本发明的至少一个实施例的交通工具内通信系统800的框图。交通工具内通信系统800包括经由无线局域网络天线770耦合到无线设备740的通信装置310。例如，无线设备740和通信装置310之间的WLAN收发信机790可以是蓝牙接口或经由无线设备支架的或硬线连接，如前所述。例如，通信装置310可以经由例如无线支架的设备无线设备接口612与无线设备742接口。
根据如图8所示的一个实施例，交通工具内通信系统800可包括无线局域网络收发信机790，或者可替换地，其可包括集成在通信装置310中的无线广域网络收发信机780，如先前参照图7所示。可替换地，通信装置310可与通信装置310之外的无线广域网络收发信机710接口，并可以在交通工具内的任何适宜位置处安装。通信装置310还可以与音频系统320接口，如前所述。因此，尽管音频系统320和通信装置310示为在汽车的主干范围内，但通信装置310和/或音频系统320可以位于任何位置，包括仪表板的顶部、仪表板下方和仪表板的前面。根据一个实施例，交通工具的音频系统310可包括通信装置310和任何适宜的收发信机，诸如无线广域网络收发信机780和无线局域网络收发信机790。
除其它优势外，本发明改进了即使在嘈杂听觉环境中的双向通话检测的准确度，并且还减轻或消除了双向通话的影响。与基于单一度量而产生双向通话模式的二元指示不同，双向通话活动概率数据生成器30产生双向通话活动概率数据50，用于基于多个度量建立关于双向通话条件检测的置信级别。相比于基于单一度量提供双向通话模式的二元指示的双向通话检测器所提供的有限控制，双向通话活动概率数据生成器30提供了更加稳健的回波抵消器系统控制。双向通话活动概率数据50的生成允许独立调节或控制回波抵消器电路10的不同组件，诸如例如回波抵消器自适应滤波器382、前处理器370和后处理器380。因此，双向通话活动概率数据生成器30可以用于提供控制回波抵消器电路的多种单元的一个或多个机制。例如，双向通话活动概率数据生成器30可以以可变方式控制回波抵消器自适应滤波器382的自适应速率，以改进回波抵消器自适应滤波器382的稳定性，并调节双向通话活动条件。双向通话活动概率数据生成器30允许基于多个度量控制回波抵消器电路10内的多个参数，该多个度量诸如检测噪声回波作为扬声器326和麦克风330之间的声耦合的结果，以及近端语音344的检测。
应当认识到本发明的其它变形和修改的实施以及本发明的多种方面对于本领域的普通技术人员来说将是明显的，本发明并不局限于所描述的特定实施例。因此，应当考虑到本发明涵盖了落在本文公开和要求的以下基本原理的广义范围内的任何的修改、变化或等同方案。
权利要求
1.一种回波抵消器电路，包括双向通话活动概率数据生成器，其在操作中用于接收前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生双向通话活动概率数据；以及回波抵消器级，其在操作中耦合到所述双向通话活动概率数据生成器，并在操作中用于接收下行链路数据、所述前回波抵消器上行链路数据、和所述双向通话活动概率数据，并且作为响应而产生经过衰减的上行链路数据。
2.如权利要求1的回波抵消器电路，其中所述回波抵消器级包括回波抵消器自适应滤波器，其在操作中耦合到所述双向通话活动概率数据生成器，并且在操作中用于接收所述双向通话活动概率数据和所述经过衰减的下行链路数据，并且作为响应而产生回波估计数据和调节回波抵消自适应的速率。
3.如权利要求1的回波抵消器电路，其中所述回波抵消器级进一步包括加法器逻辑电路，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生后回波抵消器上行链路数据；上行链路数据衰减器，其在操作中耦合到所述加法器逻辑电路，并在操作中用于接收所述后回波抵消器上行链路数据和所述双向通话活动概率数据，并且作为响应而衰减所述后回波抵消器上行链路数据，以产生所述经过衰减的上行链路数据。
4.如权利要求1的回波抵消器电路，其中所述双向通话活动概率数据生成器进一步包括中心功率限幅器数据生成器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生中心功率前限幅数据和限幅中心功率数据；中心同合成功率比数据生成器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据和所述中心功率前限幅数据，并且作为响应而生成中心同合成功率比数据；失真数据生成器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而生成失真数据；以及双向通话软判定逻辑电路，其在操作中耦合到所述中心功率限幅器数据生成器、所述中心同合成功率比数据生成器、和所述失真数据生成器，并其在操作中用于接收所述限幅中心功率数据、所述中心同合成功率比数据、和所述失真数据，并且作为响应而生成所述双向通话活动概率数据。
5.如权利要求4的回波抵消器电路，其中所述中心功率限幅数据生成器进一步包括中心带通滤波器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生中心带通数据；中心限幅器逻辑电路，其在操作中耦合到所述中心带通滤波器，并其在操作中用于接收所述中心带通数据，并且作为响应而产生中心限幅带通数据；前限幅功率估计逻辑电路，其在操作中耦合到所述中心带通滤波器，并其在操作中用于接收所述中心带通数据，并且作为响应而产生所述中心功率前限幅数据；以及后限幅功率估计逻辑电路，其在操作中耦合到所述中心限幅器逻辑电路，并其在操作中用于接收所述中心限幅带通数据，并且作为响应而产生所述限幅中心功率数据。
6.如权利要求5的回波抵消器电路，其中所述中心同合成功率比数据生成器进一步包括下带通滤波器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生下频带数据；上带通滤波器，其在操作中用于接收所述前回波抵消器上行链路数据，并且作为响应而产生上频带数据；加法器逻辑电路，其在操作中耦合到所述下带通滤波器和耦合到所述上带通滤波器，并其在操作中用于接收所述下频带数据和所述上频带数据，并且作为响应而产生合成频带数据；合成功率估计逻辑电路，其在操作中耦合到所述加法器逻辑电路，并其在操作中用于接收所述合成频带数据，并且作为响应而产生合成功率数据；以及中心同合成功率比数据生成器，其在操作中耦合到所述合成功率估计逻辑电路和耦合到所述前限幅功率估计逻辑电路，并其在操作中用于接收所述合成功率数据以及所述中心功率前限幅数据，并且作为响应而产生所述中心同合成功率比数据。
7.一种用于检测双向通话活动的方法，包括响应于前回波抵消器上行链路数据，生成双向通话活动概率数据；以及响应于所述双向通话活动概率数据，对所述前回波抵消器上行链路数据进行回波抵消，以产生经过衰减的上行链路数据。
8.如权利要求7的方法，包括响应于所述双向通话活动概率数据来衰减下行链路数据，以产生经过衰减的下行链路数据。
9.如权利要求7的方法，包括响应于所述双向通话活动概率数据，降低回波抵消自适应的速率。
全文摘要
一种双向通话活动检测器(30)和用于回波抵消器电路(10)的方法，基于至少前回波抵消器上行链路数据(40)，改进了检测双向通话条件的概率。回波抵消器电路(10)包括双向通话活动概率数据生成器(30)和回波抵消器级(20)。双向通话活动概率数据生成器(30)接收前回波抵消器上行链路数据(40)，并且作为响应而产生双向通话活动概率数据(50)。回波抵消器级耦合到双向通话活动概率数据生成器(30)，并接收下行链路数据(60)、前回波抵消器上行链路数据(40)、和双向通话活动概率数据(50)，并且作为响应而产生经过衰减的上行链路数据(70)。
文档编号H04M9/08GK1890948SQ200480036868
公开日2007年1月3日 申请日期2004年12月7日 优先权日2003年12月12日
发明者詹姆斯·B·皮凯特, 基恩·L·欧文斯, 克里斯托弗·W·斯普林菲尔德 申请人:摩托罗拉公司