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回声抵消技术是保障因特网上语音实时传输的关键技术。其目的在于消除语音信号在因特网传输过程中由于电路不匹配、压缩处理等等原因造成的各种回声。根据因特网语音信号传输中的回声路径延迟大,延迟抖动大的特点,利用DSP处理器的高速实时处理能力采用自适应滤波算法进行回声抵消。回声抵消技术的研究重点在于提高滤波器的收敛速度,降低运算负荷,提高自适应滤波器的性能。
本文从回声抵消的算法设计和滤波器结构设计两方面着重进行了研究,提出了相应的算法和设计方案,并进行了模拟验证。研究设计算法设计和滤波器结构设计都可以提高自适应回声抵消器的性能。本文提出的一种基于并行处理理论的并联多级回声抵消器结构,利用流水线(PI)技术,改进原有的基于多项式并行表示的并行结构,给出了结构更为简单的并行算法。这种结构的滤波器不仅可以提高FIR滤波器的数据通过率和减小系统功耗,还具有处理速度快、结构简单易于实现的特点。本文还提出了一种变阶变步长的自适应抵消算法。通过对变步长自适应抵消算法和变阶自适应抵消算法的研究,提出的变阶变步长自适应抵消算法综合了这两种算法的有点,可以有效的提高收敛速度,降低稳态误差,并且有很高的灵活性。此外本文还研究了IIR结构的自适应滤波器在自适应抵消方面的应用。并且通过对巴特沃斯滤波器在有源滤波中的应用验证了只要设计合理、保证相位稳定,可以采用低阶IIR滤波器达到理想的滤波效果,并且可以获得节省硬件空间和提高系统稳定性的优势。
本文利用Matlab环境对文中提出的滤波器结构进行了仿真计算。仿真试验证明,本文中提出的三种针对自适应回声消除器提出的算法和滤波器设计解决方案可以提高回声抵消器的性能,降低了滤波器结构的复杂程度,减少了运算量和稳态失调。这对于在因特网环境中,针对语音信号传输中存在的回声抵消问题的高速自适应滤波器的设计和应用方面有一定的参考价值。