TWI793486B - 通訊裝置中的回音消除裝置及其回音消除方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種應用於通訊系統的回音消除裝置及其回音消除方法，能夠有效的降低回音消除之運算量。回音消除裝置包含回音消除器以及結合電路。回音消除器從通訊裝置的本地訊號取得多個延遲訊號，並將其分為多個延遲訊號群。回音消除器選擇性地忽略這些延遲訊號群中的至少一個延遲訊號群，以及回音消除器以這些延遲訊號群中的其他延遲訊號群去產生回音消除訊號。結合電路耦接至通訊裝置的介面電路，以接收經接收訊號。結合電路以回音消除訊號去消除經接收訊號的回音成份而產生經消除訊號。

Description

通訊裝置中的回音消除裝置及其回音消除方法
本發明是有關於一種通訊裝置，且特別是有關於一種應用於通訊裝置的回音消除裝置及其回音消除方法。
本地通訊裝置可以將本地訊號通過通訊通道傳送至遠端裝置，以及通過通訊通道接收遠端裝置所發出的遠端訊號。詳而言之，本地通訊裝置的介面電路可以將發送電路所輸出的本地訊號傳送至通訊通道，以及從通訊通道接收遠端訊號。本地通訊裝置的介面電路可以將所述遠端訊號所對應的經接收訊號輸出給本地通訊裝置的接收電路。一般而言，遠端裝置亦配置有介面電路以通過所述通訊通道來與本地通訊裝置建立連接。在本地通訊裝置的本地訊號被傳送到遠端裝置的過程中，如果所述通訊通道的阻抗不匹配於所述介面電路（本地通訊裝置的介面電路與/或遠端裝置的介面電路）的阻抗，則會產生回音（Echo）訊號。亦即，介面電路所輸出的經接收訊號具有回音成份（雜訊）。經接收訊號的回音成份需要被消除。
本發明提供一種用於通訊裝置的回音消除裝置及其回音消除方法，以盡可能地降低運算量的前提下去消除經接收訊號的回音成份。
在本發明的一實施例中，上述的回音消除裝置包括回音消除器以及結合電路。回音消除器被配置為從通訊裝置的本地訊號取得多個延遲訊號，其中這些延遲訊號被分為多個延遲訊號群。回音消除器選擇性地忽略這些延遲訊號群中的至少一個群，以及回音消除器以這些延遲訊號群中的其他群去產生回音消除訊號。結合電路耦接至回音消除器，以接收回音消除訊號。結合電路耦接至通訊裝置的介面電路，以接收經接收訊號。結合電路以回音消除訊號去消除經接收訊號的回音成份而產生經消除訊號。
在本發明的一實施例中，上述的回音消除方法包括：由回音消除器從通訊裝置的本地訊號取得多個延遲訊號，其中這些延遲訊號被分為多個延遲訊號群；由回音消除器選擇性地忽略這些延遲訊號群中的至少一個群，以及以這些延遲訊號群中的其他群去產生回音消除訊號；以及由結合電路從通訊裝置的介面電路接收經接收訊號，以及用回音消除訊號去消除經接收訊號的回音成份而產生經消除訊號。
基於上述，本發明諸實施例所述通訊裝置及其回音消除方法可以選擇性地忽略多個延遲訊號群中的至少一個延遲訊號群，以及以這些延遲訊號群中的其他延遲訊號群去產生回音消除訊號。因此，所述通訊裝置可以在盡可能地降低運算量的前提下去消除經接收訊號的回音成份。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文（包括申請專利範圍）中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件（element）的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是依照本發明的一實施例的一種通訊裝置100的電路方塊（circuit block）示意圖。圖1所示通訊裝置100可以通過通訊通道20而與遠端裝置10建立連接。依照設計需求，通訊通道20可以包括導線或是其他通訊媒體。舉例來說（但不限於此），通訊通道20的導線可以是1000BASE-T纜線、1000BASE-TX纜線或是其他通訊纜線。依照設計需求，在一些實施例中，遠端裝置10可以參照通訊裝置100的相關說明去類推，因此遠端裝置10的實施方式不再贅述。
在圖1所示實施例中，通訊裝置100包括發送（transmitter）電路TX、介面電路110、回音消除裝置120以及接收（receiver）電路RX。介面電路110耦接至發送電路TX，以接收本地訊號x(n)。回音消除裝置120耦接至介面電路110與發送電路TX，以接收經接收訊號R(n)與本地訊號x(n)。接收電路RX耦接至回音消除裝置120，以接收經消除訊號d(n)。
依照不同的設計需求，回音消除裝置120的實現方式可以是硬體（hardware）、韌體（firmware）、軟體（software，即程式）或是前述三者中的多者的組合形式。以硬體形式而言，回音消除裝置120可以實現於積體電路（integrated circuit）上的邏輯電路。回音消除裝置120的相關功能可以利用硬體描述語言（hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL）或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說，回音消除裝置120的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit, ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。以軟體形式及/或韌體形式而言，回音消除裝置120的相關功能可以被實現為編程碼（programming codes）。例如，利用一般的編程語言（programming languages，例如C、C++或組合語言）或其他合適的編程語言來實現回音消除裝置120。所述編程碼可以被記錄/存放在記錄媒體中。控制器、微控制器或微處理器可以從所述記錄媒體中讀取並執行所述編程碼，從而實現回音消除裝置120的相關功能。
介面電路110可以將通訊裝置100的發送電路TX的本地訊號x(n)通過通訊通道20傳送至遠端裝置10。回音消除裝置120可以從本地訊號x(n)取得多個延遲訊號（delayed signals/elements），其中這些延遲訊號可以被分為多個延遲訊號群。遠端裝置10可以將遠端訊號11通過通訊通道20傳送至通訊裝置100。介面電路110可以從通訊通道20接收遠端訊號11所對應的遠端訊號s(n)，其中遠端訊號s(n)為經過通道之遠端訊號11。介面電路110可以輸出所述遠端訊號s(n)所對應的經接收訊號R(n)給回音消除裝置120。
在發送電路TX將本地訊號x(n)傳送到遠端裝置10的介面電路的過程中，如果傳輸導線（通訊通道20）的阻抗不匹配於介面電路（通訊裝置100的介面電路110以及/或是遠端裝置10的介面電路）的阻抗，則回音（Echo）訊號會產生於傳輸路徑中。所述回音訊號（雜訊）會回傳至通訊裝置100，而成為經接收訊號R(n)的回音成份。一般而言，遠端訊號s(n)的成份包括遠端訊號11與遠端回音（far end echo），而經接收訊號R(n)的成份包括遠端訊號s(n)與近端回音（near end echo）。為了消除經接收訊號R(n)的回音成份，因此需要使用回音消除裝置120。依照設計需求，回音消除裝置120可以配置可調整的有限脈衝響應（Finite Impulse Response，FIR）濾波器、最小均方（Least Mean Square Filter，LMS）濾波器以及（或是）其他濾波器。
在此假設回音消除裝置120可以從本地訊號x(n)取得N個延遲訊號x 1、x 2、…、x N（未繪示於圖1），其中這N個延遲訊號x 1～x N可以被分為B個延遲訊號群X 1、X 2、…、X B（未繪示於圖1）。依照設計需求，所述N與所述B可以為任意整數。回音消除裝置120可以選擇性地忽略這些延遲訊號群X 1～X B中的至少一個延遲訊號群，以及回音消除裝置120以這些延遲訊號群X 1～X B中的其他延遲訊號群作為抽頭群輸入，去產生回音消除訊號y(n)（未繪示於圖1）。回音消除裝置120以回音消除訊號y(n)去消除經接收訊號R(n)的回音成份，以產生經消除訊號d(n)給接收電路RX。
圖2是依照本發明的一實施例所繪示，在通訊通道20為不同長度的情況下，圖1所示經接收訊號R(n)中回音成分(圖2是針對R(n)訊號中的回音成分的脈衝響應)的脈衝響應（impulse response）曲線的示意圖。圖2所示脈衝響應曲線的橫軸相關於抽頭係數群（對應係數群）H 1～H N，例如圖2所示抽頭係數群H 1、H 2、H 3、H 4、H 5。請參照圖1與圖2。圖2所示脈衝響應曲線310為在通訊通道20為短導線的情況下，經接收訊號R(n)的脈衝響應曲線。在脈衝響應曲線310中，脈衝311表示近端回音（near end echo），而脈衝312表示遠端回音（far end echo）。圖2所示脈衝響應曲線320為在通訊通道20為長導線的情況下，經接收訊號R(n)的脈衝響應曲線。在脈衝響應曲線320中，脈衝321表示近端回音，而脈衝322表示遠端回音。
在此假設回音消除裝置120可以從本地訊號x(n)取得160個延遲訊號x 1～x 160（未繪示）（亦即N=160），其中這些延遲訊號x 1～x 160可以被均分為5個延遲訊號群X 1、X 2、X 3、X 4、X 5（未繪示）（亦即B=5），其中每一個延遲訊號群具有160/5=32個延遲訊號，而這些抽頭係數群H 1～H 5對應於這些延遲訊號群X 1～X 5。在回音消除裝置120不忽略這些延遲訊號群X 1～X 5中的任何一個的前提下，回音消除裝置120以這些延遲訊號群X 1～X 5號作為抽頭輸入群，回音消除裝置120可以使用下述方程式1去計算回音消除訊號y(n) （未繪示於圖1）。在方程式1中，係數h [(b-1)*N/B]+k表示在第b個抽頭係數群H b中的第k個抽頭係數（tap coefficient），亦即為在第b個延遲訊號群X b中的第k個延遲訊號x [(b-1)*N/B]+k的抽頭係數。亦即，回音消除裝置120可以使用所有延遲訊號群X 1～X 5作為抽頭輸入群去產生回音消除訊號y(n)。 y(n)=
Figure 02_image001
=
Figure 02_image003
方程式1
觀察圖2所示脈衝響應曲線310可以知道，在通訊通道20為短導線的情況下，回音消除裝置120能選擇性忽略對於延遲訊號群X 4與（或）X 5的回音消除訊號計算，使得通訊裝置100可以在不影響回音消除的前提下，有效降低運算量。同理可推，觀察圖2所示脈衝響應曲線320可以知道，在通訊通道20為長導線的情況下，回音消除裝置120能選擇性忽略對於延遲訊號群X 2與（或）X 3的迴音消除訊號計算，使得通訊裝置100可以在不影響回音消除的前提下有效降低運算量。亦即，利用回聲脈衝響應大多為稀疏的特性，回音消除裝置120可以忽略相對應稀疏部分的回聲消除訊號之計算，以達到降低運算量之目的。脈衝響應在哪些部分會呈現稀疏，是與通道長度資訊有關。回音消除裝置120可以依據線長來決定忽略相對應稀疏部分的回聲消除訊號之計算。
在圖1所示實施例中，回音消除裝置120可以依據通訊通道20的長度去動態決定要忽略這些延遲訊號群X 1～X 5中的哪一個（或哪些）延遲訊號群。以脈衝響應曲線310（通訊通道20為短導線）為例，回音消除裝置120可以動態決定要忽略延遲訊號群X 2、X 4與X 5中的一個（或多個）延遲訊號群。以脈衝響應曲線320（通訊通道20為長導線）為例，回音消除裝置120可以動態決定要忽略延遲訊號群X 2、X 3與X 4中的一個（或多個）延遲訊號群。
圖3是依照本發明的一實施例說明圖1所示介面電路110的電路方塊示意圖。在圖3所示實施例中，介面電路110包括混和電路（hybrid circuit）111以及類比數位轉換器（analog to digital converter，ADC）112。混和電路111適於將本地訊號x(n)傳送至通訊通道20，以及通過通訊通道20接收遠端訊號11。類比數位轉換器112耦接至混和電路111以接收遠端訊號11。類比數位轉換器112被配置為將遠端訊號11轉換為經接收訊號R(n)。
圖4是依照本發明的一實施例說明圖1所示回音消除裝置120的電路方塊示意圖。在圖4所示實施例中，回音消除裝置120包括回音消除器121以及結合電路（combine circuit）122。回音消除器121可以從本地訊號x(n)取得N個延遲訊號x 1～x N（未繪示於圖4），其中這些延遲訊號x 1～x N可以被均分為B個延遲訊號群X 1～X B，而每一個延遲訊號群具有N/B個延遲訊號。舉例來說，回音消除器121可以從本地訊號x(n)取得160個延遲訊號x 1～x 160，這些延遲訊號x 1～x 160可以被均分為5個延遲訊號群X 1～X 5，而每一個延遲訊號群具有160/5=32個延遲訊號，其中延遲訊號群X 1包括延遲訊號x 1～x 32，延遲訊號群X 2包括延遲訊號x 33～x 64，延遲訊號群X 3包括延遲訊號x 65～x 96，延遲訊號群X 4包括延遲訊號x 97～x 128，以及延遲訊號群X 5包括延遲訊號x 129～x 160。
圖5是依照本發明的一實施例的一種通訊裝置的回音消除方法的流程示意圖。請參照圖4與圖5。介面電路110在步驟S210中可以將通訊裝置100的本地訊號x(n)通過通訊通道20傳送至遠端裝置10。回音消除器121在步驟S220中可以從通訊裝置100的本地訊號x(n)取得多個延遲訊號（delayed signals/elements）。在此假設回音消除器121在步驟S220中可以從本地訊號x(n)取得N個延遲訊號x 1、x 2、…、x N（未繪示於圖4），其中這N個延遲訊號x 1～x N可以被分為B個延遲訊號群X 1、X 2、…、X B（未繪示於圖4）。依照設計需求，所述N與所述B可以為任意整數。通訊裝置100的介面電路110在步驟S230中可以通過通訊通道20接收遠端裝置10所發出的遠端訊號11，亦即從通訊通道20接收遠端訊號s(n)，以輸出所述遠端訊號s(n)所對應的經接收訊號R(n)給回音消除裝置120。
在步驟S240中，回音消除器121可以選擇性地忽略這些延遲訊號群X 1～X B中的至少一個群，以及回音消除器121可以用這些延遲訊號群X 1～X B中的其他群作為抽頭輸入群，去產生回音消除訊號y(n)。舉例來說，回音消除器121可以依據經回音消除的回音雜訊（殘餘回音）e(n)去適應性調整濾波器係數。所述回音雜訊e(n)可以是經消除訊號d(n)與遠端訊號s(n)的差異，亦即e(n) = d(n) - s(n)。依據回音雜訊e(n)，回音消除器121可以用這些抽頭輸入群去產生回音消除訊號y(n)。結合電路122耦接至回音消除器121以接收回音消除訊號y(n)。在步驟S250中，結合電路122耦接至通訊裝置100的介面電路110以接收經接收訊號R(n)。結合電路122在步驟S250中可以用回音消除訊號y(n)去消除經接收訊號R(n)的回音成份而產生經消除訊號d(n)給接收電路RX。
舉例來說，以圖2所示實施例為例，回音消除器121可以依據通訊通道20的長度去動態決定要忽略這些延遲訊號群X 1～X 5中的哪一個（或哪些）群。在通訊通道20為短導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線310），回音消除器121可以選擇性地忽略延遲訊號群X 2、X 4與X 5中的一個（或多個）群（例如忽略延遲訊號群X 5）。同理可推，在通訊通道20為長導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線320），回音消除器121可以選擇性地忽略延遲訊號群X 2、X 3與X 4中的一個（或多個）群（例如忽略延遲訊號群X 2）。
圖6是依照本發明的一實施例說明圖5所示回音消除器121的電路方塊示意圖。在圖6所示實施例中，回音消除器121包括***損耗檢測（insertion loss detection）電路700以及回音消除電路（echo canceller）800。***損耗檢測電路700耦接至介面電路110以接收經接收訊號R(n)。***損耗檢測電路700可以檢查經接收訊號R(n)的功率損耗（power loss），以判定通訊通道20的長度資訊S/L。
回音消除電路800耦接至***損耗檢測電路700，以接收長度資訊S/L。回音消除電路800可以從本地訊號x(n)取得多個延遲訊號x 1～x N（例如x 1～x 160）（未繪示於圖6），其中這些延遲訊號x 1～x N可以被均分為B個延遲訊號群X 1～X B（例如X 1～X 5），而每一個延遲訊號群具有N/B個延遲訊號。回音消除電路800可以依據長度資訊S/L而選擇性地忽略這些延遲訊號群X 1～X B中的至少一個群，以及使用這些延遲訊號群X 1～X B中的其他群作為多個抽頭輸入群。回音消除電路800可以使用這些抽頭輸入群去產生回音消除訊號y(n)。依照設計需求，回音消除電路800可以包括最小均方（LMS）濾波器以及（或是）其他濾波器。回音消除電路800可以依據回音雜訊e(n)去適應性調整濾波器係數。依據回音雜訊e(n)，回音消除電路800可以用這些抽頭輸入群去產生回音消除訊號y(n)。
舉例來說，以圖2所示實施例為例，回音消除電路800可以依據長度資訊S/L去判定通訊通道20的長度，進而動態決定要忽略這些延遲訊號群X 1～X 5中的哪一個（或哪些）群。在長度資訊S/L表示通訊通道20為短導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線310），回音消除電路800可以選擇性地忽略延遲訊號群X 2、X 4與X 5中的一個（或多個）群（例如忽略延遲訊號群X 5）。同理可推，在長度資訊S/L表示通訊通道20為長導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線320），回音消除電路800可以選擇性地忽略延遲訊號群X 2、X 3與X 4中的一個（或多個）群（例如忽略延遲訊號群X 2）。
亦即，利用回聲脈衝響應大多為稀疏的特性，回音消除電路800可以忽略相對應稀疏部分的回聲消除訊號之計算，以達到降低運算量之目的。脈衝響應在哪些部分會呈現稀疏，是與通道長度資訊有關。依據***損耗檢測電路700所提供的長度資訊S/L（線長資訊），回音消除電路800可以決定忽略相對應稀疏部分的回聲消除訊號之計算。
圖7是依照本發明的一實施例說明圖6所示***損耗檢測電路700的電路方塊示意圖。在圖7所示實施例中，***損耗檢測電路700包括高通濾波器710、功率計算電路720、功率計算電路730以及計算電路740。高通濾波器710耦接至介面電路110，以接收經接收訊號R(n)。高通濾波器710可以提取經接收訊號R(n)的高頻成分給功率計算電路720。功率計算電路720耦接至高通濾波器710，以接收經接收訊號R(n)的高頻成分。功率計算電路720可以計算所述高頻成分的高頻帶功率（high-band power）PH。功率計算電路730耦接至介面電路110，以接收經接收訊號R(n)。功率計算電路730可以計算經接收訊號R(n)的全頻帶功率（full-band power）PF。
計算電路740耦接至功率計算電路720，以接收高頻帶功率PH。計算電路740耦接至功率計算電路730，以接收該全頻帶功率PF。計算電路740可以使用高頻帶功率PH與全頻帶功率PF去計算功率損耗率（即PH/PF）。計算電路740可以依據功率損耗率PH/PF去判定長度資訊S/L。功率損耗越小，PH/PF越大，則表示通訊通道20的長度越短。舉例來說（但不限於此），計算電路740可以比較功率損耗率PH/PF與門檻THR。所述門檻THR可以依照設計需求來決定。當PH/PF大於門檻THR時，計算電路740可以判定通訊通道20為短導線，以及藉由長度資訊S/L去將判定結果通知給回音消除電路800。反之，當PH/PF小於門檻THR時，計算電路740可以判定通訊通道20為長導線。
圖8是依照本發明的一實施例說明圖6所示回音消除電路800的電路方塊示意圖。在圖8所示實施例中，回音消除電路800包括一個緩衝器810、多個計算電路（例如圖8所示計算電路820_1、820_2、…、820_(B-M-1)、820_(B-M)）以及累加器830。緩衝器810可以緩衝本地訊號x(n)，以輸出本地訊號x(n)的多個延遲訊號。舉例來說，緩衝器810可以從本地訊號x(n)取得N個延遲訊號x 1～x N（未繪示於圖8），其中這N個延遲訊號x 1～x N可以被分為B個延遲訊號群X 1～X B，而每一個延遲訊號群X具有N/B個延遲訊號x。假設緩衝器810可以從本地訊號x(n)取得160個延遲訊號x 1～x 160（亦即N=160），其中這些延遲訊號x 1～x 160可以被均分為5個延遲訊號群X 1～X 5（亦即B=5），則延遲訊號群X 1包括32個延遲訊號x 1～x 32，延遲訊號群X 2包括32個延遲訊號x 33～x 64，延遲訊號群X 3包括32個延遲訊號x 65～x 96，延遲訊號群X 4包括32個延遲訊號x 97～x 128，以及延遲訊號群X 5包括32個延遲訊號x 129～x 160。
計算電路820_1～820_(B-M)耦接至緩衝器810，以分別接收這些延遲訊號群X 1～X B中的一個（或多個）對應延遲訊號群。這些計算電路820_1～820_(B-M)的每一個使用這些延遲訊號群X 1～X B中的一個作為對應抽頭輸入群。這些計算電路820_1～820_(B-M)的每一個使用在所述對應抽頭輸入群中的每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數（抽頭係數），以產生每一個抽頭輸入的對應乘積。這些計算電路820_1～820_(B-M)的每一個累加這些對應乘積以產生對應累加結果給累加器830。
須注意的是，緩衝器810產生B個延遲訊號群X 1～X B，但是這些計算電路820_1～820_(B-M)的數量B-M少於延遲訊號群X 1～X B的數量B，其中M為大於0的整數。M為欲省略的延遲訊號群的群數量。圖8所示延遲訊號群X M、X M’與X B-M表示緩衝器810所產生的延遲訊號群X 1～X B中的不同群。這些計算電路820_1～820_(B-M)中的至少一個計算電路（例如820_(B-M-1)）的實施細節可以參照計算電路820_2的相關說明去類推，而這些計算電路820_1～820_(B-M)中的其他計算電路（例如820_(B-M)）的實施細節可以參照計算電路820_1的相關說明去類推。
舉例來說，計算電路820_1可以從緩衝器810接收延遲訊號群X 1（作為對應抽頭輸入群）。計算電路820_1可以使用延遲訊號群X 1中的每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數（抽頭係數）以產生對應乘積。計算電路820_1可以累加延遲訊號群X 1所對應的這些對應乘積，以產生對應累加結果S 1給累加器830。舉例來說，計算電路820_1可以使用下述方程式2去計算對應累加結果S 1。在方程式2中，係數h k表示在延遲訊號群X 1（對應抽頭輸入群）中的第k個延遲訊號x k（抽頭輸入）所對應的抽頭係數。 S 1=
Figure 02_image005
方程式2
再舉例來說，計算電路820_2可以從緩衝器810接收兩個或更多個延遲訊號群，例如延遲訊號群X 2與其他的延遲訊號群X 2’。基於設計需求，所述延遲訊號群X 2’可以是一個依照線長而可以被選擇性忽略的延遲訊號群，而所述延遲訊號群X 2可以是另一個依照線長而可以被選擇性忽略的延遲訊號群。計算電路820_2可以依據***損耗檢測電路700的長度資訊S/L而從多個延遲訊號群（例如延遲訊號群X 2與X 2’）中選擇對應一個群作為對應抽頭輸入群。
舉例來說，以圖2所示實施例為例，假設回音消除電路800可以依據通訊通道20的長度去動態決定要忽略延遲訊號群X 2與X 5其中一者，則圖8所示延遲訊號群X 2’可以是延遲訊號群X 5。在通訊通道20為短導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線310），計算電路820_2可以選用延遲訊號群X 2作為對應抽頭輸入群，然後以在這個對應抽頭輸入群中的每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數以產生對應乘積（亦即忽略延遲訊號群X 5）。計算電路820_2可以累加延遲訊號群X 2（對應抽頭輸入群）的這些對應乘積，以產生對應累加結果S 2給累加器830。計算電路820_2計算對應累加結果S 2的方式可以參照計算電路820_1計算對應累加結果S 1的相關說明去類推，故不再贅述。
在通訊通道20為長導線的情況下（圖2所示脈衝響應曲線320），計算電路820_2可以選用延遲訊號群X 5（亦即圖8所示X 2’）作為對應抽頭輸入群，然後以在這個對應抽頭輸入群中每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數以產生對應乘積（亦即忽略延遲訊號群X 2）。計算電路820_2可以累加延遲訊號群X 5（對應抽頭輸入群）的這些對應乘積，以產生對應累加結果S 2給累加器830。
累加器830耦接至這些計算電路820_1～820_3以接收對應累加結果（例如S 1與S 2）。累加器830可以累加這些對應累加結果，以產生回音消除訊號y(n)給結合電路122。
圖9是依照本發明的一實施例說明圖8所示計算電路820_2的電路方塊示意圖。圖10是依照本發明的一實施例說明圖8所示計算電路820_1的電路方塊示意圖。圖8所示這些計算電路中的至少一個計算電路的實施細節可以參照圖9所示計算電路820_2的相關說明去類推，而圖8所示這些計算電路中的其他計算電路的實施細節可以參照圖10所示計算電路820_1的相關說明去類推。
在圖9所示實施例中，計算電路820_2包括多工器821、乘法器822以及累加器823。多工器821耦接至緩衝器810，以接收延遲訊號群X 2與延遲訊號群X 2’。多工器821可以依據***損耗檢測電路700的長度資訊S/L而從延遲訊號群X 2與延遲訊號群X 2’中選擇一個群作為對應抽頭輸入群XX。乘法器822耦接至多工器821以接收對應抽頭輸入群XX。乘法器822可以使用對應抽頭輸入群XX中的每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數群（抽頭係數群）H9中的一個對應係數，以產生對應乘積群（抽頭乘積群）H9X中的一個對應乘積。累加器823耦接至乘法器822以接收對應乘積群H9X的這些對應乘積。累加器823可以累加抽頭乘積群（對應乘積群H9X）中每一個抽頭乘積，以產生對應累加結果S 2給累加器830。
圖9所示計算電路820_2更包括係數計算電路824。係數計算電路824可以使用對應抽頭輸入群XX與經回音消除後的回音雜訊e(n)去計算對應係數群（抽頭係數群）H9，以及將對應係數群H9提供給乘法器822。本實施例並不限制係數計算電路824的計算方式與演算法。依照設計需求，在一些實施例中，係數計算電路824可以採用習知的演算法或是其他演算法去計算抽頭係數。
在圖10所示實施例中，計算電路820_1包括乘法器825、累加器826以及係數計算電路827。係數計算電路827可以使用延遲訊號群X 1作為抽頭輸入群。係數計算電路827可以使用延遲訊號群X 1與經回音消除後的回音雜訊e(n)去計算對應係數群（抽頭係數群）H10，以及將對應係數群H10提供給乘法器825。圖10所示係數計算電路827可以參照圖9所示係數計算電路824的相關說明去類推，故在此不再贅述。乘法器825耦接至緩衝器810，以接收延遲訊號群X 1。乘法器825可以使用延遲訊號群X 1中的每一個抽頭輸入（延遲訊號）去乘以對應係數群（抽頭係數群）H10中的一個對應係數，以產生對應乘積群（抽頭乘積群）H10X中的一個對應乘積。累加器826耦接至乘法器825以接收對應乘積群H10X的這些對應乘積。累加器823可以累加抽頭乘積群（對應乘積群H10X）中每一個抽頭乘積，以產生對應累加結果S 1給累加器830。
綜上所述，上述諸實施例所述通訊裝置100及其回音消除方法，藉由***耗損檢測電路700所提供通道的通道長度資訊，回音消除電路800可以忽略回音脈衝響應稀疏部分相對應的回音消除訊號計算，故選擇性地忽略多個延遲訊號群X 1～X B中的至少一個延遲訊號群，而以其他的延遲訊號群作為抽頭輸入群去產生回音消除訊號y(n)。因此，所述通訊裝置100可以在盡可能地降低運算量的前提下去消除經接收訊號R(n)的回音成份，以產生經消除訊號d(n)給接收電路RX。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:遠端裝置 11:遠端訊號 20:通訊通道 100:通訊裝置 110:介面電路 111:混和電路 112:類比數位轉換器 120:回音消除裝置 121:回音消除器 122:結合電路 310、320:脈衝響應曲線 311、312、321、322:脈衝 700:***損耗檢測電路 710:高通濾波器 720:功率計算電路 730:功率計算電路 740:計算電路 800:回音消除電路 810:緩衝器 820_1、820_2、820_(B-M-1)、820_(B-M):計算電路 821:多工器 822、825:乘法器 823、826:累加器 824、827:係數計算電路 830:累加器 d(n):經消除訊號 e(n):回音雜訊 H 1、H 2、H 3、H 4、H 5:抽頭係數群 H9、H10:對應係數群 H9X、H10X:對應乘積群 PF:全頻帶功率 PH:高頻帶功率 R(n):經接收訊號 RX:接收電路 S 1、S 2:對應累加結果 S210～S250:步驟 s(n):遠端訊號 S/L:長度資訊 TX:發送電路 x(n):本地訊號 X 1、X 2、X 2’、X 3、X 4、X 5、X M、X M’、X B-M:延遲訊號群 XX:對應抽頭輸入群 y(n):回音消除訊號
圖1是依照本發明的一實施例的一種通訊裝置的電路方塊（circuit block）示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例所繪示，在通訊通道為不同長度的情況下，圖1所示經接收訊號的脈衝響應（impulse response）曲線的示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例說明圖1所示介面電路的電路方塊示意圖。 圖4是依照本發明的一實施例說明圖1所示回音消除裝置的電路方塊示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種通訊裝置的回音消除方法的流程示意圖。 圖6是依照本發明的一實施例說明圖5所示回音消除器的電路方塊示意圖。 圖7是依照本發明的一實施例說明圖6所示***損耗檢測電路的電路方塊示意圖。 圖8是依照本發明的一實施例說明圖6所示回音消除電路的電路方塊示意圖。 圖9是依照本發明的一實施例說明圖8所示計算電路820_2的電路方塊示意圖。 圖10是依照本發明的一實施例說明圖8所示計算電路820_1的電路方塊示意圖。
S210~S250:步驟

Claims (12)

  1. 一種回音消除裝置，適用於一通訊裝置，包括：一回音消除器，被配置為從該通訊裝置的一本地訊號取得多個延遲訊號，其中該些延遲訊號被分為多個延遲訊號群，該回音消除器忽略該些延遲訊號群中的部分群，以及該回音消除器以該些延遲訊號群中的其他群去產生一回音消除訊號；以及一結合電路，耦接至該回音消除器以接收該回音消除訊號，以及耦接至該通訊裝置的一介面電路以接收一經接收訊號，其中該結合電路以該回音消除訊號去消除該經接收訊號的一回音成份而產生一經消除訊號，其中該回音消除器包括：一***損耗檢測電路，耦接至該介面電路以接收該經接收訊號，其中該介面電路將該通訊裝置的該本地訊號通過一通訊通道傳送至一遠端裝置，該***損耗檢測電路檢查該經接收訊號的一功率損耗以判定該通訊通道的一長度資訊；以及一回音消除電路，耦接至該***損耗檢測電路以接收該長度資訊，其中該回音消除電路被配置為從該本地訊號取得該些延遲訊號，該回音消除電路依據該長度資訊而忽略該些延遲訊號群中的部分延遲訊號群，以及該回音消除電路以該些延遲訊號群中的其他延遲訊號群作為抽頭輸入群去產生該回音消除訊號，其中該回音消除電路包括：一緩衝器，被配置為緩衝該本地訊號以輸出該些延遲訊 號；多個計算電路，耦接至該緩衝器以接收該些延遲訊號群，其中該些計算電路的每一個使用該些延遲訊號群中的一個群作為一對應抽頭輸入群，使用該對應抽頭輸入群的每一個延遲訊號去乘以一對應係數以產生一對應乘積，以及累加該些對應乘積以產生一對應累加結果；以及一第一累加器，耦接至該些計算電路以接收該些對應累加結果，其中該第一累加器累加該些對應累加結果以產生該回音消除訊號。
  2. 如請求項1所述的回音消除裝置，其中該回音消除器依據該通訊通道的一長度去動態決定要忽略該些延遲訊號群中的哪一個延遲訊號群。
  3. 如請求項1所述的回音消除裝置，其中該***損耗檢測電路包括：一高通濾波器，耦接至該介面電路以接收該經接收訊號，被配置為提取該經接收訊號的一高頻成分；一第一功率計算電路，耦接至該高通濾波器以接收該高頻成分，被配置為計算該高頻成分的一高頻帶功率；一第二功率計算電路，被配置為計算該經接收訊號的一全頻帶功率；以及一第二計算電路，耦接至該第一功率計算電路以接收該高頻帶功率，以及耦接至該第二功率計算電路以接收該全頻帶功率，其 中該第二計算電路使用該高頻帶功率與該全頻帶功率去計算一功率損耗率，以及該第二計算電路依據該功率損耗率去判定該長度資訊。
  4. 如請求項1所述的回音消除裝置，其中該回音消除電路包括一最小均方濾波器。
  5. 如請求項1所述的回音消除裝置，其中該些延遲訊號群包括一第一延遲訊號群與一第二延遲訊號群，該些計算電路中的至少一個計算電路依據該長度資訊而從該第一延遲訊號群與該第二延遲訊號群中選擇一個群作為該對應抽頭輸入群。
  6. 如請求項5所述的回音消除裝置，其中該些計算電路中的該至少一個計算電路包括：一多工器，耦接至該緩衝器以接收該第一延遲訊號群與該第二延遲訊號群，其中該多工器依據該長度資訊而從該第一延遲訊號群與該第二延遲訊號群中選擇一個群作為該對應抽頭輸入群；一乘法器，耦接至該多工器以接收該對應抽頭輸入群，其中該乘法器使用該對應抽頭輸入群中的每一個延遲訊號去乘以該對應係數以產生該對應乘積；以及一第二累加器，耦接至該乘法器以接收該些對應乘積，其中該第二累加器累加該些對應乘積以產生該對應累加結果。
  7. 如請求項6所述的回音消除裝置，其中該些計算電路中的該至少一個計算電路更包括： 一係數計算電路，被配置為使用該對應抽頭輸入群去計算該對應係數，以及將該對應係數提供給該乘法器。
  8. 一種回音消除方法，適用於一通訊裝置，包括：由一回音消除器從該通訊裝置的一本地訊號取得多個延遲訊號，其中該些延遲訊號被分為多個延遲訊號群；由該回音消除器忽略該些延遲訊號群中的部分群，以及以該些延遲訊號群中的其他群去產生一回音消除訊號；由一結合電路從該通訊裝置的一介面電路接收一經接收訊號，以及用該回音消除訊號去消除該經接收訊號的該回音成份而產生一經消除訊號，其中該介面電路將該通訊裝置的該本地訊號通過一通訊通道傳送至一遠端裝置，所述回音消除方法更包括：由該回音消除器的一***損耗檢測電路檢查該經接收訊號的一功率損耗以判定該通訊通道的一長度資訊；由該回音消除器的一回音消除電路從該本地訊號取得該些延遲訊號；以及由該回音消除電路依據該長度資訊而忽略該些延遲訊號群中的部分延遲訊號群，以及以該些延遲訊號群中的其他延遲訊號群作為抽頭輸入群去產生該回音消除訊號；由該回音消除電路的一緩衝器緩衝該本地訊號以輸出該些延遲訊號；由該回音消除電路的多個計算電路的每一個使用該些延遲訊 號群中的一個群作為一對應抽頭輸入群，使用該對應抽頭輸入群的每一個延遲訊號去乘以一對應係數以產生一對應乘積，以及累加該些對應乘積以產生一對應累加結果；以及由該回音消除電路的一第一累加器累加該些對應累加結果以產生該回音消除訊號。
  9. 如請求項8所述的回音消除方法，其中所述回音消除方法更包括：由該回音消除器依據該通訊通道的一長度去動態決定要忽略該些延遲訊號群中的哪一個延遲訊號群。
  10. 如請求項8所述的回音消除方法，更包括：由該***損耗檢測電路的一高通濾波器提取該經接收訊號的一高頻成分；由該***損耗檢測電路的一第一功率計算電路計算該高頻成分的一高頻帶功率；由該***損耗檢測電路的一第二功率計算電路計算該經接收訊號的一全頻帶功率；由該***損耗檢測電路的一第二計算電路使用該高頻帶功率與該全頻帶功率去計算一功率損耗率；以及由該第二計算電路依據該功率損耗率去判定該長度資訊。
  11. 如請求項8所述的回音消除方法，其中該回音消除電路包括一最小均方濾波器。
  12. 如請求項8所述的回音消除方法， 其中該些延遲訊號群包括一第一延遲訊號群與一第二延遲訊號群，該些計算電路中的至少一個計算電路依據該長度資訊而從該第一延遲訊號群與該第二延遲訊號群中選擇一個群作為該對應抽頭輸入群。
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