專利名稱：雙路話路回波抵消方法及抵消器的制作方法
自適應(yīng)話路回波抵消器屬于衛(wèi)星通信、自適應(yīng)濾波技術(shù)領(lǐng)域，適用于衛(wèi)星通信、海纜通信、數(shù)字移動(dòng)通信、模擬保密通信等延時(shí)較大的語(yǔ)音通信系統(tǒng)。
在電話通信系統(tǒng)中，由于用戶線路與差動(dòng)線圈不匹配，在二、四線轉(zhuǎn)換點(diǎn)差動(dòng)線圈處會(huì)產(chǎn)生語(yǔ)音信號(hào)反射，稱回聲信號(hào)或回波信號(hào)，當(dāng)線路延時(shí)較大時(shí)，發(fā)話人就能聽(tīng)到自己的回聲，使通信質(zhì)量降低，嚴(yán)重時(shí)，甚至不能進(jìn)行正常通話。通常的解決方法是在通信系統(tǒng)中加自適應(yīng)話路回波抵消器，其工作原理是利用自適應(yīng)濾波技術(shù)，對(duì)回聲產(chǎn)生一個(gè)回聲估值，從實(shí)際回聲中減去這個(gè)估值，從而達(dá)到減小或消除回聲之目的，附圖1為安裝在乙方一邊的自適應(yīng)話路回波抵消器示意圖，r(t)是回聲信號(hào)，S乙(t)是乙發(fā)出的話音信號(hào)，S甲(t)是甲發(fā)過(guò)來(lái)的話音信號(hào)。自適應(yīng)濾波器利用S甲(t)產(chǎn)生一個(gè)回聲估值信號(hào)
(t)，從乙方差動(dòng)線圈送出來(lái)的信號(hào)r(t)+Sz(t)中減去
(t)，如果
(t)與r(t)很相近或相等，則經(jīng)過(guò)相減器之后的信號(hào)中回聲量就很小或?yàn)榱?，甲方將?tīng)不到自己的回聲。1986年美國(guó)德克薩斯公司(Texas)公開(kāi)的用一片TMS32020通用數(shù)字信號(hào)處理片(DSP)實(shí)現(xiàn)的“單路自適應(yīng)回波抵消器”是目前比較先進(jìn)的一種，它由二選一選擇器、通用數(shù)字信號(hào)處理片TMS32020、程序存貯器和振蕩器組成，如附圖2所示。遠(yuǎn)端入數(shù)據(jù)與近端入數(shù)據(jù)經(jīng)二選一選擇器送至入串口DR，在20片內(nèi)經(jīng)過(guò)回波抵消處理之后，近端出數(shù)據(jù)從出串器DX送出。遠(yuǎn)端入標(biāo)志信號(hào)和近端入標(biāo)志信號(hào)分別指示出遠(yuǎn)端入數(shù)據(jù)與近端入數(shù)據(jù)到達(dá)DR的時(shí)間，它們也經(jīng)過(guò)二選一選擇器送到20片接收同步信號(hào)口FSR。二選一選擇器由選擇控制信號(hào)控制，以確定哪組信號(hào)可以通過(guò)。近端出數(shù)據(jù)從DX口送出的時(shí)刻由近端出標(biāo)志信號(hào)指示。遠(yuǎn)端入、近端入、近端出這三個(gè)數(shù)據(jù)送入與送出的節(jié)拍由加到CLKR和CLKX的定時(shí)確定。程序存貯器內(nèi)存有完成自適應(yīng)回波抵消功能的程序，在TMS320片控制下，程序指令由數(shù)據(jù)總線送到20片內(nèi)進(jìn)行執(zhí)行，選取哪條指令則由20片通過(guò)地址總線加以控制。程序區(qū)選擇信號(hào)PS指示何時(shí)選擇片外程序存貯器。20片工作的節(jié)拍指令周期由振蕩器提供的時(shí)鐘確定。在工作過(guò)程中，每次數(shù)據(jù)從串口入或從串口出都引起20片中斷，由上述不難看出在一個(gè)工作周期內(nèi)有兩個(gè)數(shù)據(jù)(遠(yuǎn)端入、近端入)從入串口送入，一個(gè)數(shù)據(jù)(近端出)從出串口送出，共需三次中斷(美國(guó)德克薩斯儀器公司1986年出版的“TMS320系列數(shù)字信號(hào)處理片應(yīng)用”第417至454頁(yè)(Texac Instruments"Digital processing Applications with the TMS320 Family"P417-P454，1986))。此話路回波抵消器的優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)在G165關(guān)于話路回波抵消器的建議規(guī)定的1.回波抵消效果要好，即抵消后的殘留回波要小;2.收斂速度要快，即自適應(yīng)濾波器的系數(shù)應(yīng)能很快調(diào)整到回波路徑特性上，以達(dá)到好的抵消效果;3.自適應(yīng)濾波器系數(shù)調(diào)整的算法應(yīng)具有好的抗干擾能力;4.雙方談話停頓時(shí)，自適應(yīng)濾波器系數(shù)應(yīng)具有好的保持能力，以便談話繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，立刻能給出好的抵消回波之效果;5.通話結(jié)束拆線時(shí)，回波r(t)突然消失，要求估值
(t)也能很快消失，以免引起交換機(jī)的誤動(dòng)作。它的不足是實(shí)現(xiàn)G165規(guī)定的“自適應(yīng)回濾抵消器對(duì)2400/2600HZ信令信號(hào)及2100HZ數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)具有透明性”，需要外加電路，此外由于TMS32020功耗大，致使整個(gè)電路功耗也大。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，在單片C25片上實(shí)現(xiàn)兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，在軟件上實(shí)現(xiàn)信令信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)透明性，并降低功耗。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是采用單片TMS320C25實(shí)現(xiàn)A、B兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，方法是在與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換中，采用數(shù)據(jù)編組中斷的方式，先將A路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從入串口送入C25片，不產(chǎn)生中斷，再將經(jīng)回波抵消處理后要讀出的兩路兩個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)由程序合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從出串口DX送出，然后產(chǎn)生中斷，程序?qū)路送入的數(shù)據(jù)讀走，同時(shí)B路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從入串口送入C25片，待程序需要處理B路送入的數(shù)據(jù)時(shí)，可直接將它讀走，而無(wú)需產(chǎn)生中斷，因此，一次中斷就能完成6個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)的寫入或讀出，節(jié)省了大量由串口中斷所需的指令周期;在內(nèi)部數(shù)據(jù)處理中，采用數(shù)據(jù)、程序共用一個(gè)存貯區(qū)實(shí)現(xiàn)快速卷積移位與數(shù)據(jù)更新的方法，此共用存貯區(qū)由讀寫信號(hào)R/W控制，在做卷積運(yùn)算時(shí)，它就是存放參加卷積運(yùn)算數(shù)據(jù)的程序存貯器，當(dāng)更新數(shù)據(jù)時(shí)，它就是數(shù)據(jù)存貯器，數(shù)據(jù)的讀出與寫入通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行，地址總線指出具體讀出或?qū)懭氲哪莻€(gè)存貯單元，讀或?qū)憚t由讀寫信號(hào)R/W控制。
用單片TMS320C25組成A、B兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，如附圖3所示，它由通用數(shù)字信號(hào)處理片TMS320C25、程序存貯器、振蕩器等構(gòu)成，在C25片入串口DR處接有一個(gè)能將A、B兩路4個(gè)8比特入數(shù)據(jù)合并成兩個(gè)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)的16比特?cái)?shù)據(jù)的合路器1，在標(biāo)志信號(hào)入串口FSR處接有一個(gè)能將A數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)、B數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)合并成一個(gè)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)的信號(hào)流的合路器2，在C25片外設(shè)有一個(gè)由讀寫信號(hào)R/W控制的數(shù)據(jù)、程序共用存貯器以及一個(gè)由IS、R/W控制的能夠檢測(cè)C25工作是否正常的檢測(cè)指示電路。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述用單片C25實(shí)現(xiàn)A、B兩路自適應(yīng)話路回波抵消，有4個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)(2個(gè)近端入數(shù)據(jù)、2個(gè)遠(yuǎn)端入數(shù)據(jù))需要從入串口DR送入C25片，2個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)從出串口DX送出，通常做法需要六次串口中斷，占用大量周期。本發(fā)明在硬件和軟件上同時(shí)采取措施，對(duì)數(shù)據(jù)寫入與讀出采用編組中斷方法，僅用一次中斷就能完成6個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)的寫入與讀出，具體做法是先將A路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)通過(guò)合路器1合并成1個(gè)16比特入數(shù)據(jù)經(jīng)入串口DR寫入C25片內(nèi)的緩沖寄存器，不產(chǎn)生中斷，等A、B兩路數(shù)據(jù)在C25片內(nèi)經(jīng)過(guò)回波抵消之后，兩路8比特近端出數(shù)據(jù)由程序控制合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從出串口DX送出，然后產(chǎn)生中斷，程序?qū)路送入的數(shù)據(jù)讀走并進(jìn)行回波抵消處理，同時(shí)B路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)也經(jīng)合路器1合并成1個(gè)16比特入數(shù)據(jù)經(jīng)入串口DR寫入C25片內(nèi)的緩沖寄存器，等到程序需要處理B路數(shù)據(jù)時(shí)，可直接從緩沖寄存器中讀走。由上述可見(jiàn)，僅用一次中斷就能完成6個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)的寫入與讀出，節(jié)省了大量指令周期。A、B路兩個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)何時(shí)到達(dá)入串口DR，分別由經(jīng)過(guò)合路器2的A數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)與B數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)指示;A、B兩路近端出數(shù)據(jù)何時(shí)從出串口DX送出，則由近端出標(biāo)志信號(hào)指示，數(shù)據(jù)的送入或送出的節(jié)拍由加到CLKR與CLLX上的定時(shí)來(lái)控制。片外的程序存貯器中存放回波抵消程序，讀取指令過(guò)程與用20片實(shí)現(xiàn)一樣，C25片工作節(jié)拍指令周期由振蕩器提供的時(shí)鐘確定。
片外的數(shù)據(jù)、程序共用存貯器是為了在做大量快速卷積移位運(yùn)算時(shí)節(jié)省指令周期而設(shè)置的，由于C25片要求參加快速卷積移位運(yùn)算的兩組數(shù)據(jù)必須一組在數(shù)據(jù)區(qū)，另一組在程序區(qū)，用單片C25實(shí)現(xiàn)兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，片內(nèi)存貯器已不夠用，必須使用片外程序區(qū)，算法要求每次運(yùn)算之后，程序區(qū)內(nèi)參加快速卷積移位的數(shù)據(jù)要更新，程序區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的更新需先寫入數(shù)據(jù)區(qū)，再由數(shù)據(jù)區(qū)寫入程序區(qū)，而不能直接由累加器寫入到程序區(qū)，這勢(shì)必需要大量指令周期，本發(fā)明解決了這一關(guān)鍵技術(shù)，具體做法是數(shù)據(jù)、程序共用存貯器既不用程序區(qū)選擇信號(hào)PS控制，也不用數(shù)據(jù)區(qū)選擇信號(hào)DS控制片選，而用讀、寫信號(hào)R/W控制，并安排它的地址段與其它程序區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)的地址段不同，因此這個(gè)存貯器既能當(dāng)程序區(qū)用，又能當(dāng)數(shù)據(jù)區(qū)用。在做卷積運(yùn)算時(shí)，它就變?yōu)槌绦虼尜A器，當(dāng)更新數(shù)據(jù)時(shí)，它就變?yōu)閿?shù)據(jù)存貯器，數(shù)據(jù)的讀出與寫入通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行，地址總線指出具體讀出或?qū)懭肽莻€(gè)存貯單元，讀或?qū)懹蒖/W控制。因此節(jié)省了大量指令周期。
通用數(shù)字信號(hào)處理片TMS320C25在回波抵消器中起到核心作用，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)、指示它的工作是否正常，對(duì)于使用和維護(hù)回波抵消器是十分重要和方便的，本發(fā)明提出了一種監(jiān)測(cè)C25片是否工作正常的方法，即在C25所執(zhí)行的程序中插入輸出特定碼組指令，在C25片外設(shè)置相應(yīng)的碼組檢測(cè)電路做為C25片工作狀態(tài)檢測(cè)指示電路，C25片通過(guò)IS線與R/W控制將特定碼組從數(shù)據(jù)總線寫入該電路，當(dāng)該電路檢測(cè)到這一碼組時(shí)，判定C25片工作正常并給出指示。
本發(fā)明采用軟件實(shí)現(xiàn)信令信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)透明性，具體做法是利用有近端信號(hào)時(shí)程序總是轉(zhuǎn)到執(zhí)行時(shí)間較短的分支這一規(guī)律，用剩余時(shí)間對(duì)近端信號(hào)中是否有信令信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到，則讓近端信號(hào)直通過(guò)去，或重新產(chǎn)生這些信號(hào)送到信道上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信令信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)的透明性，至于遠(yuǎn)端信號(hào)，則因其進(jìn)入回波抵消器后將直接送出回波抵消器，已具有透明性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用單片TMS320C25實(shí)現(xiàn)了兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，在不增加外電路的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)信令信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)具有透明性，并且有功耗低成本低、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。


附圖1 安裝在乙方一邊的自適應(yīng)話路回波抵消器示意圖。
r(t) 是回波S乙(t) 是乙發(fā)出去的話音信號(hào)S甲(t) 是甲發(fā)過(guò)來(lái)的話音信號(hào)

(t) 是自適應(yīng)濾波器利用S甲(t)產(chǎn)生的回聲估值信號(hào)附圖2 單路自適應(yīng)回波抵消器附圖3 本發(fā)明的電路框圖附圖4 合路器1實(shí)施例附圖5 合路器2實(shí)施例附圖6 C25工作狀態(tài)檢測(cè)指示電路實(shí)施例實(shí)施例附圖4給出了合路器1的一個(gè)實(shí)施例，它由三個(gè)與門組成。
附圖5給出了合路器2的一個(gè)實(shí)施例，它是一個(gè)或門。
附圖6是C25工作狀態(tài)檢測(cè)指示電路實(shí)施例，它由地址譯碼器、數(shù)據(jù)鎖存器、碼組檢則電路、指示燈組成，當(dāng)C25正常運(yùn)行程序時(shí)，每隔一定時(shí)間從數(shù)據(jù)總線送出一特定碼組，C25片的地址總線送出該檢測(cè)電路的地址，由地址譯碼器譯碼，并由IS與R/w控制地址譯碼器輸出一控制信號(hào)，將碼組寫入數(shù)據(jù)鎖存器，鎖存的特定碼組送給碼組檢測(cè)電路，碼組檢測(cè)電路檢測(cè)到這一碼組后給出一個(gè)低電平點(diǎn)燃指示燈，表示C25運(yùn)行程序正常。檢測(cè)不到這一碼組，則給出一個(gè)高電平，指示燈不亮，說(shuō)明C25運(yùn)行程序不正常。地址譯碼器可由74138片構(gòu)成。數(shù)據(jù)鎖存器可用74L373片構(gòu)成。碼組檢測(cè)電路可由與非門構(gòu)成，圖中所示特定碼組為1010。
權(quán)利要求
1.一種采用通用數(shù)字信號(hào)處理片單片TMS320C25實(shí)現(xiàn)A、B兩路自適應(yīng)話路回波抵消器的方法，其特征是在與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換中采用數(shù)據(jù)編組中斷方式，先將A路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從入串口DR送入TMS320C25片，不產(chǎn)生中斷，再將經(jīng)回波抵消處理后要讀出的A、B兩路兩個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)由程序合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從出串口DX送出，然后產(chǎn)生中斷，程序?qū)路送入的數(shù)據(jù)讀走，同時(shí)B路兩個(gè)要送入的8比特?cái)?shù)據(jù)合并成1個(gè)16比特?cái)?shù)據(jù)從入串口送入TMS320C25片，待程序需要處理B路送入的數(shù)據(jù)時(shí)，可直接將它讀走，而無(wú)需產(chǎn)生中斷，從而實(shí)現(xiàn)一次中斷完成6個(gè)8比特?cái)?shù)據(jù)的寫入或讀出；在內(nèi)部數(shù)據(jù)處理中采用數(shù)據(jù)、程序共用一個(gè)存貯區(qū)實(shí)現(xiàn)快速卷積移位與數(shù)據(jù)更新的方法，此共用存貯區(qū)由讀、寫信號(hào)R/W控制，在做卷積運(yùn)算時(shí)，它就是程序區(qū)，當(dāng)更新數(shù)據(jù)時(shí)，它就是數(shù)據(jù)存貯區(qū)，數(shù)據(jù)的讀出與寫入通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行，地址總線指示具體讀出或?qū)懭氲哪莻€(gè)存貯單元，讀或?qū)憚t由讀、寫信號(hào)R/W控制。
2.一種雙路自適應(yīng)話路回波抵消器，由程序存貯器和振蕩器組成，其特征是在通用數(shù)字信號(hào)處理片單片TMS320C25的入串口DR處接有一個(gè)能將A、B兩路4個(gè)8比特入數(shù)據(jù)合并成兩個(gè)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)的16比特?cái)?shù)據(jù)的合路器1，在標(biāo)志信號(hào)入串口FSR處接有一個(gè)能將A數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)、B數(shù)據(jù)入標(biāo)志信號(hào)合并成一個(gè)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)的信號(hào)流的合路器2，在TMS320C25片外設(shè)有一個(gè)由讀寫信號(hào)R/W控制的數(shù)據(jù)、程序共用存貯器以及一個(gè)由IS、R/W、控制的能夠檢測(cè)TMS320C25工作是否正常的檢測(cè)指示電路。
3.按照權(quán)利要求2所說(shuō)的雙回路自適應(yīng)話路回波抵消器，其特征是所說(shuō)的合路器1可由三個(gè)與門組成，合路器2可以是一個(gè)或門。
4.按照權(quán)利要求2和3所說(shuō)的雙回路自適應(yīng)話路回波抵消器，其特征是所說(shuō)的TMS320C25片工作狀態(tài)檢測(cè)指示電路由地址譯碼器、數(shù)據(jù)鎖存器、碼組檢測(cè)電路、指示燈組成，當(dāng)TMS320C25正常運(yùn)行程序時(shí)，每隔一定時(shí)間從數(shù)據(jù)總線送出一特定碼組，C25片的地址總線送出該檢測(cè)電路的地址，由地址譯碼器譯碼并由IS、R/W控制地址譯碼器送出一控制信號(hào)，將碼組寫入數(shù)據(jù)鎖存器，鎖存的特定碼組送入碼組檢測(cè)電路，當(dāng)碼組檢測(cè)電路檢測(cè)到這一碼組后，給出一個(gè)低電平，點(diǎn)燃指示燈，表示TMS320C25運(yùn)行程序正常，檢測(cè)不到，則給出一高電平，指示燈不亮，表示TMS320C25片運(yùn)行程序不正常。
全文摘要
本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信、自適應(yīng)濾波技術(shù)領(lǐng)域，適用于衛(wèi)星通信、海纜通信、數(shù)字移動(dòng)通信、模擬保密通信等延時(shí)較大的語(yǔ)音通信系統(tǒng)。本發(fā)明采用通用數(shù)字信號(hào)處理片單片TMS320C25實(shí)現(xiàn)了兩路自適應(yīng)話路回波抵消器，由于在與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換中采用數(shù)據(jù)編組中斷，在內(nèi)部數(shù)據(jù)處理中采用數(shù)據(jù)、程序共用一個(gè)外設(shè)存貯區(qū)，實(shí)現(xiàn)快速卷積移位與數(shù)據(jù)更新等方法，使其具有功耗低、成本低、檢測(cè)維修方便，不增加外電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)信令信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)具有透明性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B3/20GK1062249SQ9010944
公開(kāi)日1992年6月24日 申請(qǐng)日期1990年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月30日
發(fā)明者唐昆, 馮重熙 申請(qǐng)人:清華大學(xué)